JP2010069186A - 撮像装置及び内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板に接続される信号ケーブルの断線や接続箇所の剥離を確実に防止する。
【解決手段】内視鏡の先端部１３ａには、ＣＣＤ３８、及びＣＣＤ３８が接続される回路基板４１が設けられる。回路基板４１には、多芯ケーブル２８を構成する同軸ケーブル４６が接続される。多芯ケーブル２８の端部外周には、半割円筒部材６１ａ、６１ｂがケーブル２８を挟むように取り付けられている。半割円筒部材６１ａ、６１ｂは、その外周に嵌められるリング６２により多芯ケーブル２８にカシメられる。半割円筒部材６１ａ、６１ｂには、アーム６３ａ、６３ｂが設けられている。アーム６３ａ、６３ｂは、先端部本体６４の嵌入部６４ａ、６４ｂに嵌入される。多芯ケーブル２８の端部と先端部本体６４を、半割円筒部材６１ａ、６１ｂ、リング６２、並びにアーム６３ａ、６３ｂで一体的に連結するので、多芯ケーブル２８に掛かる応力が先端部本体６４のみに伝わる。
【選択図】図７

Description

本発明は、固体撮像素子の回路基板に接続された信号ケーブルで信号の送受信を行う撮像装置、及び挿入部の先端に固体撮像素子を備える内視鏡に関するものである。

内視鏡は、被検体内に挿入される挿入部と、この挿入部に連設される操作部とを備える。挿入部は、先端から順に、先端部、湾曲部、及び可撓管部を有する。先端部には、観察窓、照明窓、鉗子出口、送気・送水口等が設けられている。湾曲部は、操作部に設けたアングルノブを回転操作することで上下左右方向のいずれにも湾曲する。これにより、被検体内への挿入性をスムーズにし、また、先端部を被検体内の所望の方向に向けることができる。

先端部には、観察窓を通して被検体内を撮像するための固体撮像素子が内蔵されており、この固体撮像素子の回路基板に接続された信号ケーブルが挿入部に挿通されている。挿入部にはその他に、湾曲部を湾曲させるためのアングルワイヤーや、照明窓へ光源装置からの照明光を導くライトガイド等が配されている。

固体撮像素子の回路基板に接続される信号ケーブルとしては、複数の同軸ケーブルを束ねた多芯ケーブルが用いられる。同軸ケーブルは、中心に位置する芯線（信号線）と、この芯線を覆う絶縁体と、絶縁体の上を覆う編組線と、編組線を覆う外皮とからなる。同軸ケーブルの芯線と編組線は、回路基板の電極（端子）にそれぞれハンダ接続される。芯線は固体撮像素子とプロセッサ装置との間で電気信号の送受信を行う信号線として、編組線はプロセッサ装置のアースに接地されるグランド線として使用される。

内視鏡の湾曲部は、被検体内に挿入されて種々の形状に曲げられるため、挿入部の内容物は、その曲げに応じて挿入部の径方向、長手方向に移動する。このため、上記多芯ケーブルには曲げや引っ張りの力が加わる。この力が、回路基板の電極とケーブルとのハンダ付けによる接続箇所近傍に伝わることにより、ケーブルの断線やハンダ付け箇所の剥離等が生じるおそれがある。

この問題の対策として、特許文献１では、複数の同軸ケーブルを束ねた多芯ケーブルの外皮と、この外皮の外周をさらに覆う保護チューブとを糸巻き固定することにより、多芯ケーブルにかかる曲げや引っ張りの力を保護チューブに分散させている。また、さらに保護チューブを回路基板に接続することにより、多芯ケーブルに掛かる応力を、保護チューブを介して回路基板にも分散させている。

特許文献２では、多芯ケーブル内に糸材が仕込まれており、この糸材を、固体撮像素子枠とシールド枠との間、及び固体撮像素子枠と熱収縮チューブとの間に挟んで固定することにより、多芯ケーブルにかかる曲げや引っ張りの力を、糸材を介して固体撮像素子枠に分散させている。
特開平１１−０１９０３５号公報 特開２００７−００７１７９号公報

内視鏡の先端部は、金属等の硬質素材からなる略円柱状の先端部本体（シャーシ）に、レンズ枠（鏡筒）がねじ止めされているものの、その他の部材（レンズ、プリズムやカバーガラス等の光学部材、固体撮像素子、回路基板やそれらを保持する枠体）は、鏡筒や他の部材に接着剤で固定されている。

特許文献１では、多芯ケーブルに掛かる応力を回路基板に伝達させているため、この回路基板を介して固体撮像素子や他の部材、もしくはそれらの接着部分に応力が掛かって、ダメージを与えるおそれがある。特許文献２では、多芯ケーブルに掛かる応力を固体撮像素子枠に伝達させているが、固体撮像素子枠は対物レンズユニットと接続されているため、この固体撮像素子枠を介して対物レンズユニット内の光学部材及びそれらの接着部分に応力が掛かって、同様にダメージを与えるおそれがある。

このように、多芯ケーブルにかかる応力を、他の部材との接着部分を有する部材に伝達すると、この接着部分、さらにはこの接着部分を介して他の部材に応力が伝わってしまうため、接着部分のはがれや、光学部材といった比較的強度の劣る部材が壊れるおそれがある。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、固体撮像素子の回路基板に接続される信号ケーブルの断線、各部材の接続箇所の剥離、各部材へのダメージを確実に防止することができる撮像装置、及びこの撮像装置を搭載した内視鏡を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、光学部材、固体撮像素子、及び固体撮像素子の回路基板が組み付けられるシャーシと、前記回路基板に電気的に接続される信号ケーブルと、前記シャーシと前記信号ケーブルの端部を連結する連結体とを備えることを特徴とする。

前記連結体は、剛体であることが好ましい。

前記連結体は、前記信号ケーブルの端部の外周面に固定されるケーブル固定具と、前記ケーブル固定具と前記シャーシを繋ぐアームとからなる。

前記信号ケーブルは、同軸ケーブルを複数束ねて被覆した多芯ケーブルである。この場合、前記ケーブル固定具は、前記信号ケーブルの端部が挿通される挿通部材と、前記挿通部材内の前記信号ケーブルを径方向に圧縮することで、前記挿通部材と前記信号ケーブルの端部及びその内部の同軸ケーブルとを一体化するカシメ部材とからなる。

前記挿通部材は、前記信号ケーブルの端部の外周面を２方向から挟むように配置される２つの半割円筒部材である。前記カシメ部材は、前記２つの半割円筒部材の外周に嵌め込まれるリングである。前記リングを前記半割円筒部材の外周に嵌入することにより、前記２つの半割円筒部材の間で前記信号ケーブルを径方向に圧縮し、前記半割円筒部材を前記信号ケーブルの端部及びその内部の同軸ケーブルと一体化する。

前記挿通部材は、左右両側板と底板を有し、前記信号ケーブルの端部を前記両側板の間に通す断面Ｕ字状部材である。前記カシメ部材は、前記両側板に設けられた挿入穴に通されるプレートである。前記プレートを前記挿入穴に通すことにより、前記プレートと前記底板との間で前記信号ケーブルを径方向に圧縮し、前記Ｕ字状部材を前記信号ケーブルの端部及びその内部の同軸ケーブルと一体化する。

前記ケーブル固定具は、接着剤により前記信号ケーブルの端部と一体化される。前記信号ケーブルが同軸ケーブルを複数束ねて被覆した多芯ケーブルであった場合、前記信号ケーブルの端部は、糸巻き締めによって前記同軸ケーブルと一体化される。

前記アームの先端は爪形状を有し、前記シャーシには、前記アームの先端が嵌入する嵌入部が設けられている。この場合、前記アームの先端と前記嵌入部は、前記アームの先端がガタつきなく嵌入するように形成されている。

本発明の内視鏡は、光学部材、固体撮像素子、及び固体撮像素子の回路基板が組み付けられ、被検体内に挿入される挿入部の先端に固定される先端部本体と、前記回路基板に電気的に接続される信号ケーブルと、前記先端部本体と前記信号ケーブルの端部を連結する連結体とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、光学部材、固体撮像素子、及び回路基板が組み付けられるシャーシまたは先端部本体と信号ケーブルの端部とを連結体で連結し、信号ケーブルに掛かる応力を、連結体を介してシャーシまたは先端部本体に伝達するので、信号ケーブルから回路基板や固体撮像素子、光学部材やそれらの接着部分への応力の伝達を防止することができる。これにより、信号ケーブルの断線や接続箇所の剥離を確実に防止することができ、また、光学部材等に応力が加わってダメージを与えることも防止することができる。

［第１実施形態］
図１に示すように、内視鏡システム２は、電子内視鏡１０、プロセッサ装置１１、及び光源装置１２等から構成されている。電子内視鏡１０は、被検体内に挿入される挿入部１３と、挿入部１３の基端部分に連設された操作部１４と、プロセッサ装置１１や光源装置１２に接続されるユニバーサルコード１５とを備えている。

ユニバーサルコード１５の先端には、コネクタ１６が取り付けられている。コネクタ１６は複合タイプのコネクタであり、プロセッサ装置１１、及び光源装置１２にそれぞれ接続している。

プロセッサ装置１１は、被検体内撮影用の固体撮像素子であるＣＣＤ３８（図４参照）から、ユニバーサルコード１５及びコネクタ１６を介して入力された撮像信号に各種画像処理を施して、映像信号に変換するとともに、ＣＣＤ３８の駆動を制御する駆動制御信号を送信する。プロセッサ装置１１で変換された映像信号は、プロセッサ装置１１にケーブル接続されたモニタ１７に内視鏡画像として表示される。また、プロセッサ装置１１は、光源装置１２と電気的に接続しており、内視鏡システム２全体の動作を統括的に制御する。

挿入部１３は、先端から順に、先端部１３ａ、湾曲部１３ｂ、及び可撓管部１３ｃで構成されている。先端部１３ａは、硬質な金属材料等で形成され、ＣＣＤ３８等が内蔵される。また、可撓管部１３ｃは、操作部１４と湾曲部１３ｂとの間を繋ぐ細径で長尺状の部分であり、可撓性を有している。

図２において、可撓管部１３ｃは、内側より順に、可撓性を保ちながら内部を保護するフレックスと呼ばれる螺管２１と、この螺管２１の上に被覆され、螺管２１の伸張を防止するブレードと呼ばれるネット２２と、このネット２２上に樹脂を被着した外層２３との３層で構成されている。可撓管部１３ｃの内部には、照明光を導くためのライトガイド２４、２５、鉗子チャンネル２６、送気・送水チャンネル２７、多芯ケーブル２８、アングルワイヤー２９等の複数本の内容物を遊挿した構成になっている。

４本のアングルワイヤー２９は、先端部１３ａに固定されるとともに、密着コイルパイプ２９ａの中に挿通され、操作部１４に設けられたアングルノブ１８（図１参照）の操作に連動して密着コイルパイプ２９ａの内部で押し引きされる。湾曲部１３ｂは、複数の湾曲駒を連結して構成され、アングルワイヤー２９の移動に連動して上下左右方向に湾曲動作する。これにより、先端部１３ａが体腔内の所望の方向に向けられ、体腔内の被観察部位をＣＣＤ３８で撮像することができる。

図３及び図４において、先端部１３ａの端面には、観察窓３１、照明窓３２、３３、鉗子出口３４、及び送気・送水ノズル３５が設けられている。観察窓３１の奥には、体腔内の像光を取り込むための対物光学系３６、及びこれを保持する鏡筒３６ａが配設されている。対物光学系３６を経由した観察部位の像光は、プリズム３７に入射してプリズム３７の内部で屈曲することでＣＣＤ３８の撮像面３８ａに結像する。プリズム３７は、後述するカバーガラス４０に接続されている。

照明窓３２、３３には、ライトガイド２４、２５の出射端が面している。ライトガイド２４、２５は、多数の光ファイバー（例えば、石英からなる）を束ねて形成されたものである。ライトガイド２４、２５は、挿入部１３、操作部１４、ユニバーサルコード１５、及びコネクタ１６の内部を通っており、コネクタ１６が光源装置１２に接続されたとき、光源装置１２から発する照明光を、照明窓３２、３３へ導いて体腔内の被観察部位に照射させる。

送気・送水ノズル３５は、送気・送水チャンネル２７に連結されており、操作部１４に設けられた送気・送水ボタン１９（図１参照）を操作することによって、光源装置１２に内蔵の送気・送水装置（図示せず）から供給されるエアー及び洗浄水を観察窓３１へ噴射する。鉗子出口３４は、鉗子チャンネル２６に連通している。操作部１４に設けられた鉗子口２０（図１参照）から鉗子チャンネル２６へ、被観察部位への処置を施す各種処置具が挿入される。

ＣＣＤ３８は、例えばインターライン型のＣＣＤからなり、撮像面３８ａが表面に設けられたベアチップが用いられる。撮像面３８ａ上には、四角枠状のスペーサ３９を介して矩形板状のカバーガラス４０が取り付けられている。

詳しくは後述するが、多芯ケーブル２８の端部の外周面には、半割円筒部材６１ａ及び６１ｂ（図７も参照）が多芯ケーブル２８を挟むように取り付けられている。これら半割円筒部材６１ａ及び６１ｂは、その外周に嵌められるリング６２により、多芯ケーブル２８の端部にカシメられている。半割円筒部材６１ａ及び６１ｂ、及びリング６２がケーブル固定具を構成している。

各半割円筒部材６１ａ及び６１ｂにはそれぞれ２本のアーム６３ａ、６３ｂ（図７も参照）が設けられており、これらアーム６３ａ、６３ｂは先端部１３ａの先端部本体（シャーシ）６４に引っ掛けられる。先端部本体６４、半割円筒部材６１ａ及び６１ｂ、アーム６３ａ及び６３ｂ、並びにリング６２はそれぞれ、金属、例えば鉄やステンレス等の硬質素材からなる。なお、アーム６３ａ、６３ｂは半割円筒部材６１ａ及び６１ｂと一体に形成されていてもよいし、別体で形成した後、接着や溶接等により相互に接続してもよい。

図５にも示すように、ＣＣＤ３８の後端面には、ＣＣＤ３８と略同等の厚さをもつ回路基板４１が接着されている。ＣＣＤ３８の、挿入部１３の後端側の辺縁部３８ｂには、端子４２が集中配置されている。一方、回路基板４１には、辺縁部３８ｂに対向する挿入部１３の先端側の辺縁部４１ａに、端子４３が集中して配置されている。端子４２と端子４３とは、ボンディングワイヤ等により電気的に接続されている。これら対物光学系３６、ＣＣＤ３８、及び回路基板４１等によって、本発明の撮像装置が構成される。

また、回路基板４１の端子４３の後端側には、後述する信号線５０及び編組線５２がそれぞれ半田付けされる入出力端子４４及びアース端子４５が設けられている。図では、入出力端子４４及びアース端子４５を判別しやすいように、アース端子４５にハッチングを施している。入出力端子４４及びアース端子４５は、挿入部１３の管軸の方向（軸方向）と直交する径方向に沿って一列に配列されている。入出力端子４４及びアース端子４５には、多芯ケーブル２８が接続されている。

多芯ケーブル２８は、複数の同軸ケーブル４６を束ね、この束ねた同軸ケーブル４６の上を外皮４７が覆った構成である（図２も参照）。多芯ケーブル２８は、回路基板４１近傍の一端側で外皮４７が除去され、複数の同軸ケーブル４６を露呈している。

図６において、各同軸ケーブル４６は、信号線５０と、この信号線５０を被覆する絶縁体５１、絶縁体５１を介して信号線５０を覆う編組線（グランド線）５２、編組線５２のさらに上を覆う外皮５３から構成される。同軸ケーブル４６は、回路基板４１の近傍で外皮５３の一部が除去されるとともに、信号線５０及び編組線５２が引き出される。

図５に戻って、信号線５０は、編組線５２よりも弛ませた状態で、回路基板４１の入出力端子４４にハンダ付けされる。編組線５２は、それを構成する編組された複数の線が束ねられて、見かけ上一本の太線にした状態で、アース端子４５にハンダ付けされる。

図７を用いて、多芯ケーブル２８と先端部本体６４との連結について詳述する。図７（Ａ）に示すように、各半割円筒部材６１ａ及び６１ｂにそれぞれ設けられたアーム６３ａ、６３ｂは、先端部本体６４に設けられた嵌入部６４ａ、６４ｂにそれぞれ嵌入されている。アーム６３ａ、６３ｂの先端（嵌入部６４ａ、６４ｂに嵌入される部分）は略Ｌ字状の爪形状になっており、同じく略Ｌ字状の嵌入部６４ａ、６４ｂの内側面にそれぞれ３点が接触している（上部の拡大図参照）。この３点接触により、アーム６３ａ、６３ｂの先端が嵌入部６４ａ、６４ｂ内で動く（ガタつく）ことが防止される。

半割円筒部材６１ａ及び６１ｂは、多芯ケーブル２８の端部外周を図中左右から挟む。半割円筒部材６１ａ及び６１ｂの内径形状は、多芯ケーブル２８の外径形状と同一である。一方、リング６２は、多芯ケーブル２８と半割円筒部材６１ａ及び６１ｂとを足した円の直径よりも、その内径が若干小さくなっている。多芯ケーブル２８の後端側からリング６２を半割円筒部材６１ａ及び６１ｂの外周に嵌めることにより、半割円筒部材６１ａ及び６１ｂが多芯ケーブル２８にカシメられる。なお、図中では多芯ケーブル２８から同軸ケーブル４６がむき出しになっているが、この部分に熱収縮チューブを被せたり、保護テープを巻いたり等して保護することが好ましい。

図７（Ｂ）に示すように、リング６２を半割円筒部材６１ａ及び６１ｂの外周に嵌めると、多芯ケーブル２８と半割円筒部材６１ａ及び６１ｂとを足した円の直径よりも、リング６２の内径が若干小さいため、多芯ケーブル２８の端部をその外周から圧縮する力が加わる。この圧力により、半割円筒部材６１ａ及び６１ｂが多芯ケーブル２８の端部に一体的に固定され、また、多芯ケーブル２８内の各同軸ケーブル４６も一体的に固定される。

上記構成の作用について説明する。内視鏡システム２で検査を行う際には、電子内視鏡１０のコネクタ１６をプロセッサ装置１１及び光源装置１２に差し込み、プロセッサ装置１１と光源装置１２とを接続した状態でプロセッサ装置１１及び光源装置１２の電源スイッチ、及び光源の点灯スイッチをそれぞれオンする。電源スイッチがオンされると、プロセッサ装置１１、光源装置１２の各部に電力が供給されるとともに、プロセッサ装置１１から電子内視鏡１０へ電力が供給され、ＣＣＤ３８が起動する。

光源装置１２の光源が点灯するとともに、ＣＣＤ３８が起動して体腔内の撮像が開始されて検査が行われているとき、観察方向を変える場合には、術者は、アングルノブ１８を操作することにより湾曲部１３ｂを湾曲させて、可撓管部１３ｃに対する先端部１３ａの角度を変える。

湾曲部１３ｂが様々な形状に湾曲することによって、多芯ケーブル２８は、先端部１３ａの軸方向及び径方向にそれぞれ引っ張られたり、押されたり、捩られたりする。しかし、多芯ケーブル２８の端部、及び多芯ケーブル２８内の各同軸ケーブル４６は、半割円筒部材６１ａ及び６１ｂとリング６２により一体化されている。これにより、多芯ケーブル２８、ひいては各同軸ケーブル４６に掛かる応力は、多芯ケーブル２８の外皮４７、半割円筒部材６１ａ及び６１ｂ、アーム６３ａ、６３ｂを介して先端部本体６４に伝えられる。従って、各同軸ケーブル４６、特に信号線５０、編組線５２及びそのハンダ付け部分にかかる応力が大幅に減少して略ゼロになるので、信号線５０、編組線５２の断線やハンダ付け箇所の剥離が防止される。

先端部本体６４は硬質素材で剛性が高く、先端部１３ａにネジで締結固定されている。このため、アーム６３ａ、６３ｂから伝達された応力によって変形したり、先端部１３ａに対してガタつくことはない。そのうえ、先端部本体６４の内部に収められた鏡筒３６ａや光学部材（対物光学系３６、プリズム３７、カバーガラス４０等）、ＣＣＤ３８や回路基板４１、及びこれらの接着部分に、多芯ケーブル２８から先端部本体６４に伝わった応力が加わることはなく、部材の破損や接着剥がれを確実に防止することができる。

アーム６３ａ、６３ｂの先端は、先端部本体６４の嵌入部６４ａ、６４ｂにガタがないように嵌め込まれるので、多芯ケーブル２８に掛かる応力によってアーム６３ａ、６３ｂの先端が嵌入部６４ａ、６４ｂ内で暴れ、その振動によって先端部本体６４内の各部の機械的強度が弱まることが防がれる。

半割円筒部材６１ａ及び６１ｂで多芯ケーブル２８を挟んで、リング６２でこれらをカシメて、アーム６３ａ、６３ｂの先端を嵌入部６４ａ、６４ｂに嵌め込むという比較的簡単な作業を行うだけで、上記の効果を得ることができる。

［第２実施形態］
上記第１実施形態では、多芯ケーブル２８の後端側からリング６２を半割円筒部材６１ａ及び６１ｂの外周に嵌めることにより、半割円筒部材６１ａ及び６１ｂを多芯ケーブル２８にカシメて一体化しているが、図８（Ａ）に示すように、アーム７２ａ及び７２ｂが取り付けられた円筒部材７１を多芯ケーブル２８に、カシメではなく接着により一体化してもよい。

この構成では、リング６２が不要となり、部品コストが削減される。但し、カシメを行わないので、多芯ケーブル２８内の各同軸ケーブル４６を一体的に固定する（締め付ける）力が加わらない。そこで、図８（Ｂ）に示すように、糸７３を用いて、糸巻き締めにより多芯ケーブル２８内の各同軸ケーブル４６を一体的に固定する。その後、多芯ケーブル２８の端部外周及び糸７３と円筒部材７１との隙間に、接着剤７４（図中網線で示す）を注入することにより、多芯ケーブル２８の端部外周と円筒部材７１とを一体化する。

本実施形態においては、多芯ケーブル２８内の各同軸ケーブル４６は、糸７３による巻き締めによって一体化されており、多芯ケーブル２８の端部外周は接着剤７４により円筒部材７１に一体化されている。従って、多芯ケーブル２８が先端部１３ａの軸方向及び径方向にそれぞれ引っ張られたり、押されたり、捩られたりしたとき、各同軸ケーブル４６に掛かる応力は、外皮４７、円筒部材７１、アーム７２ａ、７２ｂを介して、先端部本体６４に伝えられる。従って、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

［第３実施形態］
上記第１及び第２実施形態では、半割円筒部材もしくは円筒部材を多芯ケーブル２８に一体化しているが、断面Ｕ字状の部材を多芯ケーブル２８と一体化してもよい。

図９（Ａ）に示すように、Ｕ字状部材８１の右側板８１ａにはアーム８２ａが、左側板８１ｂにはアーム８２ｂが取り付けられており、多芯ケーブル２８は右側板８１ａ及び左側板８１ｂの間に通されている。右側板８１ａ及び左側板８１ｂの間で、かつ多芯ケーブル２８より上側には、カシメ用のプレート８３が通されている。

図９（Ｂ）に示すように、Ｕ字状部材８１は、右側板８１ａ及び左側板８１ｂを繋ぐ底板８１ｃを有している。また、右側板８１ａ及び左側板８１ｂには、プレート挿入穴８１ｄ及びプレート挿入穴８１ｅがそれぞれ設けられている。プレート挿入穴８１ｄ及び８１ｅの底板８１ｃからの高さは、多芯ケーブル２８の径よりも若干小さくなっている。プレート８３は、これらプレート挿入穴８１ｄ及び８１ｅに挿入される。図９（Ｃ）に示すように、プレート８３を右側板８１ａ及び左側板８１ｂの間に通すと、プレート８３と底板８１ｃにより、ケーブル２８を上下から圧縮する力が加わる。この圧力により、Ｕ字状部材８１及びプレート８３が多芯ケーブル２８の端部外周に一体的に固定され、また多芯ケーブル２８内の各同軸ケーブル４６も一体的に固定される。

本実施形態においては、多芯ケーブル２８内の各同軸ケーブル４６は、カシメにより一体化されており、多芯ケーブル２８の端部外周は同じくカシメによりＵ字状部材８１及びプレート８３に一体化されている。従って、多芯ケーブル２８が先端部１３ａの軸方向及び径方向にそれぞれ引っ張られたり、押されたり、捩られたりしたとき、各同軸ケーブル４６に掛かる応力は、外皮４７、Ｕ字状部材８１、アーム８２ａ、８２ｂを介して先端部本体６４に伝えられる。従って、上記第１及び第２実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、Ｕ字状部材８１を使用すれば、円筒部材やリング等、多芯ケーブルの端部から挿入する必要のある部材を使用しなくても済むため、組立性の面で有利である。

上記各実施形態の効果を確認するため、屈曲試験機により、多芯ケーブルの屈曲試験を行った。この試験は、先端部本体を試験機の可動板に固定し、多芯ケーブルに重り（６００ｇ）を吊り下げることにより多芯ケーブルを軸方向に一定の力で引っ張りながら、可動板を径方向に１０万回揺動する（左右２０度）ことにより行なった。サンプルＡは第１実施形態（半割円筒部材とリングによるカシメ）、サンプルＢは第２実施形態（多芯ケーブル２８の端部糸巻き締め、並びに円筒部材と多芯ケーブルの外皮を接着）、サンプルＣは第３実施形態（Ｕ字状部材とプレートによるカシメ）である。サンプルＡ〜Ｃについて試験したところ、いずれも１０万回屈曲してもケーブルの断線、ハンダ部分や接着部分の剥がれ等の不具合は発生しなかった。

比較のために、多芯ケーブルの端部と先端部本体を接続する構造をもたない、従来構造の内視鏡（サンプルＤ）についても同様の試験を５回行なった。サンプルＤ１〜Ｄ５は、それぞれサンプルＤの１回目〜５回目の試験であることを示している。結果、サンプルＤ１は約２３，０００回で、サンプルＤ２は約２０，０００回で、サンプルＤ３は約１，５００回で、サンプルＤ４は約１３，７５０回で、サンプルＤ５は約４，７００回で、それぞれケーブルの断線またはハンダ部分の剥がれが生じた。

この実験結果から、本発明の多芯ケーブルの端部と先端部本体を接続する連結構造により、多芯ケーブル内の各同軸ケーブルに掛かる応力を多芯ケーブルの外皮から先端部本体に伝達することにより逃がし、各同軸ケーブル、特に各信号線及びそのハンダ付け部分に掛かる応力を大幅に減少する効果があり、信号線の断線やハンダ付け箇所の剥離が防止されることが証明された。

また、サンプルＤ１〜Ｄ５の結果にばらつきがあるのは、製造ばらつきに起因していると推定される。対して本発明を採用したサンプルＡ〜Ｃは、いずれも高水準の屈曲耐性を有する。従って、本発明を採用すれば、多少の製造ばらつきがあっても、それを許容することができる。

なお、言う迄もないが、カシメや糸巻き締めで多芯ケーブルの端部を締め付ける力は、同軸ケーブル４６が潰れて信号の遣り取りに支障を来さない程度の力である。

上記各実施形態では、多芯ケーブルと先端部本体とを、剛体であるアームを介して連結しているが、多芯ケーブルと先端部本体とを糸やワイヤ等により連結してもよい。ただし、この場合は、ケーブルを圧縮する方向や捩る方向の力については先端部本体に伝達できないが、ケーブルを引っ張る方向の力に対しては剛体を用いる場合と同様の効果を期待できる。なお、糸やワイヤを用いる場合、多芯ケーブル内に同軸ケーブルに代えて糸やワイヤを通しておき、その糸を先端部本体に接続してもよい。

上記各実施形態では、先端部本体の略Ｌ字状の嵌入部に、爪形状をもつアームの先端を嵌入させることにより、アームをガタつきなく先端部本体に連結しているが、嵌入部やアーム先端の形状は特に限定されず、上記例より複雑な形状とすれば、さらにアームのガタつきを少なくすることもできる。また、先端部本体とアームの接続方法は嵌入に限定されず、接着や溶接等でもよい。要するに、アームの先端と先端部本体をガタつきなく接続することが可能であれば、如何なる手段を用いてもよい。

上記各実施形態では、アームを２本としているが、特に限定されない。例えば２本のアームの中間にもう１本アームを設けたり、先端部本体の周方向に等間隔に複数本のアームを接続すれば、さらにケーブルに掛かる応力に対する耐性、特に捩り耐性を高めることができる。ただし、先端部本体への他の内蔵物の取り付けの邪魔にならない程度に設けることが好ましい。

上記各実施形態では、カシメの方法として、半割円筒部材とリング、Ｕ字状部材とプレートをそれぞれ例示したが、カシメの方法はこれに限定されない。多芯ケーブルの端部とケーブル固定具、及び同軸ケーブルが一体化できれば、どのような方法を用いてもよい。

上記実施形態では、信号線を編組線よりも弛ませた状態で入出力端子にハンダ付けしている。こうすることで、多芯ケーブルが挿入部の基端側に引っ張られたときに各同軸ケーブルにかかる負荷を、引っ張りに対する耐久性が比較的高い編組線に担わせている。本発明では、連結体の作用によって同軸ケーブルにかかる負荷は僅かであるため、信号線を弛ませないでハンダ付けしても特に問題はない。但し、断線や接続箇所の剥離の防止効果がより高められるため、信号線を編組線よりも弛ませて接続することが好ましい。

上記実施形態では、本発明を説明するために電子内視鏡１０を例示しているが、本発明はこれに限らず、超音波トランスデューサが先端部に一体化された超音波内視鏡等、他の形態の内視鏡にも適用することができる。さらに、本発明の撮像装置は、回路基板に信号ケーブルが接続されるものであれば、内視鏡以外にも適用可能である。

内視鏡システムの外観図である。 可撓管部の内部を示す断面図である。 先端部の端面を示す平面図である。 先端部の内部を側面から視た断面図である。 ＣＣＤ及び回路基板周辺の構成を示す平面図である。 同軸ケーブルの内部を示す断面図である。 本発明の第１実施形態における連結体の構造を示す説明図である。 本発明の第２実施形態における連結体の構造を示す説明図である。 本発明の第３実施形態における連結体の構造を示す説明図である。 多芯ケーブルの屈曲試験の結果を示すグラフである。

符号の説明

２ 内視鏡システム
１０ 電子内視鏡
１３ 挿入部
１３ａ 先端部
２８ 多芯ケーブル
３６ 対物光学系
３７ プリズム
３８ ＣＣＤ
４０ カバーガラス
４１ 回路基板
４６ 同軸ケーブル
５０ 信号線
５２ 編組線
６１ａ、６１ｂ 半割円筒部材
６２ リング
６３ａ、６３ｂ、７２ａ、７２ｂ、８２ａ、８２ｂ アーム
６４ 先端部本体
６４ａ、６４ｂ 嵌入部
７１ 円筒部材
７３ 糸
７４ 接着剤
８１ Ｕ字状部材
８１ａ、８１ｂ 側板
８１ｃ 底板
８１ｄ、８１ｅ プレート挿入穴
８３ プレート

Claims (11)

1. 光学部材、固体撮像素子、及び固体撮像素子の回路基板が組み付けられるシャーシと、
   前記回路基板に電気的に接続される信号ケーブルと、
   前記シャーシと前記信号ケーブルの端部を連結する連結体とを備えることを特徴とする撮像装置。
2. 前記連結体は、剛体であることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記連結体は、前記信号ケーブルの端部の外周面に固定されるケーブル固定具と、
   前記ケーブル固定具と前記シャーシを繋ぐアームとからなることを特徴とする請求項１または２記載の撮像装置。
4. 前記信号ケーブルは、同軸ケーブルを複数束ねて被覆した多芯ケーブルであり、
   前記ケーブル固定具は、前記信号ケーブルの端部が挿通される挿通部材と、
   前記挿通部材内の前記信号ケーブルを径方向に圧縮することで、前記挿通部材と前記信号ケーブルの端部及びその内部の同軸ケーブルとを一体化するカシメ部材とからなることを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
5. 前記挿通部材は、前記信号ケーブルの端部の外周面を２方向から挟むように配置される２つの半割円筒部材であり、
   前記カシメ部材は、前記２つの半割円筒部材の外周に嵌め込まれるリングであり、
   前記リングを前記半割円筒部材の外周に嵌入することにより、前記２つの半割円筒部材の間で前記信号ケーブルを径方向に圧縮し、前記半割円筒部材を前記信号ケーブルの端部及びその内部の同軸ケーブルと一体化することを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
6. 前記挿通部材は、左右両側板と底板を有し、前記信号ケーブルの端部を前記両側板の間に通す断面Ｕ字状部材であり、
   前記カシメ部材は、前記両側板に設けられた挿入穴に通されるプレートであり、
   前記プレートを前記挿入穴に通すことにより、前記プレートと前記底板との間で前記信号ケーブルを径方向に圧縮し、前記Ｕ字状部材を前記信号ケーブルの端部及びその内部の同軸ケーブルと一体化することを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
7. 前記ケーブル固定具は、接着剤により前記信号ケーブルの端部と一体化されることを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
8. 前記信号ケーブルは、同軸ケーブルを複数束ねて被覆した多芯ケーブルであり、
   前記信号ケーブルの端部は、糸巻き締めによって前記同軸ケーブルと一体化されることを特徴とする請求項７記載の撮像装置。
9. 前記アームの先端は爪形状を有し、
   前記シャーシには、前記アームの先端が嵌入する嵌入部が設けられていることを特徴とする請求項３ないし８いずれか記載の撮像装置。
10. 前記アームの先端と前記嵌入部は、前記アームの先端がガタつきなく嵌入するように形成されていることを特徴とする請求項９記載の撮像装置。
11. 光学部材、固体撮像素子、及び固体撮像素子の回路基板が組み付けられ、被検体内に挿入される挿入部の先端に固定される先端部本体と、
    前記回路基板に電気的に接続される信号ケーブルと、
    前記先端部本体と前記信号ケーブルの端部を連結する連結体とを備えることを特徴とする内視鏡。

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