JP2014002300A - Endoscope device and endoscope adapter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内視鏡装置、より詳しくは、挿入部の先端に照明素子を備えた内視鏡装置および内視鏡用アダプタに関する。 The present invention relates to an endoscope apparatus, and more particularly, to an endoscope apparatus and an endoscope adapter provided with an illumination element at a distal end of an insertion portion.
従来、被検体に挿入される挿入部の先端に、発光ダイオード(LED)等の照明素子を配置した内視鏡装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。照明素子は、挿入部に直接設けられる場合もあるし、アダプタに設けられて挿入部の先端部に装着されることもあるが、いずれにしても、配線が形成された基板に実装され、樹脂で封止される。封止する樹脂としては、照明素子の光を減じないように、透過率の高い透明な樹脂が用いられるのが一般的である。
このような封止樹脂は、挿入部の外枠やアダプタの枠体等と密着して、照明素子を水密に保持する機能も兼ねている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an endoscope apparatus in which an illumination element such as a light emitting diode (LED) is arranged at the distal end of an insertion portion to be inserted into a subject is known (for example, see Patent Document 1). The lighting element may be provided directly on the insertion part, or may be provided on the adapter and attached to the tip of the insertion part. It is sealed with. As the resin to be sealed, a transparent resin having a high transmittance is generally used so as not to reduce the light of the lighting element.
Such a sealing resin is also in close contact with the outer frame of the insertion portion, the frame of the adapter, and the like, and also has a function of holding the lighting element watertight.
しかしながら、封止樹脂として用いられる樹脂の多くは接着性が充分でなく、外枠や基板等から剥離してしまうことがある。剥離すると、外枠等と封止樹脂との間から水分が浸入し、基板と封止樹脂との間に達して短絡を起こすなどして照明素子が機能しなくなることがある。
これに対して、接着性の高いアクリル系接着剤や、シリコン系接着剤を用いて照明素子を封止することも考えられるが、アクリル系接着剤は、熱に弱く、シリコン系接着剤は、潤滑油、軽油、ケロシン、ガソリン等の石油系薬品に対する耐薬性が低いため、いずれも工業用の内視鏡に適用することは困難である。
However, many of the resins used as the sealing resin are not sufficiently adhesive and may be peeled off from the outer frame or the substrate. When peeled off, moisture may enter from between the outer frame or the like and the sealing resin, reach between the substrate and the sealing resin, and cause a short circuit.
On the other hand, it is conceivable to seal the lighting element using an acrylic adhesive having a high adhesive property or a silicon adhesive, but the acrylic adhesive is weak against heat. Since the chemical resistance to petroleum chemicals such as lubricating oil, light oil, kerosene, and gasoline is low, it is difficult to apply them to industrial endoscopes.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、水等の浸入による照明素子の不具合が生じにくい内視鏡装置および内視鏡用アダプタを提供することである。 This invention is made | formed in view of the said situation, Comprising: It is providing the endoscope apparatus and the adapter for endoscopes which are hard to produce the malfunction of the illumination element by penetration | invasion of water etc. FIG.
本発明の第一の態様は、長尺の挿入部と、前記挿入部の先端部に設けられた観察部と、前記挿入部の先端部に設けられ、前記観察部の視野を照明する照明部と、前記観察部および前記照明部を収容する枠体とを備えた内視鏡装置であって、前記照明部は、内面に配線が設けられた凹部を有する配線基板と、前記配線と接続されて前記凹部内に実装された複数の照明素子とを有し、前記配線および前記配線と前記照明素子との接続部位は、前記凹部内に充填された封止樹脂により封止されていることを特徴とする。 A first aspect of the present invention includes a long insertion portion, an observation portion provided at a distal end portion of the insertion portion, and an illumination portion that is provided at a distal end portion of the insertion portion and illuminates the visual field of the observation portion. And an observation device and a frame that houses the illumination unit, wherein the illumination unit is connected to a wiring board having a recess having a wiring provided on an inner surface thereof, and the wiring. A plurality of illumination elements mounted in the recess, and the wiring and a connection portion between the wiring and the illumination element are sealed with a sealing resin filled in the recess. Features.
本発明の第二の態様は、補助光学系と、照明部とが枠体内に配置された内視鏡用アダプタであって、前記照明部は、内面に配線が設けられた凹部を有する配線基板と、前記配線と接続されて前記凹部内に実装された複数の照明素子とを有し、前記配線および前記配線と前記照明素子との接続部位は、前記凹部内に充填された封止樹脂により封止されていることを特徴とする。 A second aspect of the present invention is an endoscope adapter in which an auxiliary optical system and an illuminating unit are arranged in a frame, and the illuminating unit has a recess having a wiring provided on the inner surface. And a plurality of illumination elements connected to the wiring and mounted in the recess, and the connection portion between the wiring and the wiring and the illumination element is made of a sealing resin filled in the recess It is sealed.
本発明の内視鏡装置および内視鏡用アダプタにおいて、前記凹部の内面は、底面と、前記底面から立ち上がる側面とを有し、前記配線と前記照明素子とは前記側面上で接続されてもよい。
さらに、前記封止樹脂は、異方性導電性接着剤を含んでもよい。
In the endoscope apparatus and the adapter for an endoscope of the present invention, the inner surface of the recess has a bottom surface and a side surface rising from the bottom surface, and the wiring and the illumination element may be connected on the side surface. Good.
Furthermore, the sealing resin may include an anisotropic conductive adhesive.
本発明の内視鏡装置および内視鏡用アダプタによれば、水等の浸入による照明素子の不具合の発生を好適に抑制することができる。 According to the endoscope apparatus and the adapter for endoscopes of the present invention, it is possible to suitably suppress the occurrence of a failure of the illumination element due to the intrusion of water or the like.
本発明の第一実施形態について、図1から図3を参照して説明する。
図1は、本実施形態の内視鏡装置1の全体構成を示す模式図である。内視鏡装置1は、エンジンやタンク等の被検物の内部観察に用いる工業用の内視鏡装置であり、被検物内部に挿入される長尺の挿入部10と、挿入部10の基端側に設けられた操作部50と、操作部50と接続された本体部60とを備えている。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an endoscope apparatus 1 according to the present embodiment. The endoscope apparatus 1 is an industrial endoscope apparatus used for internal observation of a test object such as an engine or a tank. A
挿入部10は可撓性を有し、被検物内部の画像を取得するための観察光学系および撮像手段を有する観察部11と、複数の照明素子を有して観察部11の視野を照明する照明部21とがそれぞれ先端部に取り付けられている。
観察部11としては公知の各種構造を採用することができる。照明部21の構造は本発明の主要部分であるため、後程詳細に説明する。
また、挿入部10の先端側の一定範囲は、湾曲コマや節輪等を備えた公知の構造を有する湾曲部12とされており、挿入部10の軸線と直交する二軸方向に湾曲可能である。
The
Various known structures can be adopted as the
The fixed range on the distal end side of the
操作部50は湾曲部12の湾曲操作を行うもので、例えばジョイスティック51等を備えた構造とすることができるが、具体的構成には特に制限はない。
本体部60は、観察部11の取得した画像を表示するディスプレイ61および操作パネル62を備えた公知の構成を有する。また、図示しない外部電源と接続され、内視鏡装置1の各部に電力を供給することができる。
The
The
図2は、挿入部10を先端側から見た図であり、図3は、図2のA−A線における断面図である。観察部11は、先端側端面の中央部に配置され、照明部21は観察部11の周囲に配置されている。照明部21には、照明素子として複数のLED22が配置されている。観察部11および照明部21は、金属等からなる略円筒状の枠体31内に収容されている。
2 is a view of the
図2および図3に示すように、照明部21の各LED22は、白色のセラミック基板を用いた積層型の配線基板23の上面に形成された凹部24内に配置され、超音波等を用いたフリップチップ実装により凹部24の底面に露出した配線25と電気的に接続されて実装されている。各凹部24は、底面および開口が配線基板23の平面視において円形に形成されることにより、略円錐台状の空間とされている。各凹部24内には、LED22が実装された状態で封止樹脂26が充填され、配線25およびLED22の接続端子22aが外部の液体等に触れないように封止されている。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, each
照明部21の周囲には、枠体31が配置され、配線基板23の上面には、LEDから出射される光を励起する蛍光体を含む第一樹脂層32が形成されている。さらに、第一樹脂層32の上に透明な樹脂による第二樹脂層33が形成されている。
A
枠体31の内腔は、先端側の第一領域31aと基端側の第二領域31bとを有しており、第二領域31bの内径は、第一領域31aよりも大きく設定されている。第一領域31aの内径は、配線基板23の外径よりも小さく設定されている。第二領域31bの内径は、配線基板23の外径よりも大きく設定されている。
なお、図示を省略するが、配線基板23には、中央に軸線方向に貫通する貫通孔が設けられている。この貫通孔には、観察部11の観察光学系を収容する枠体等が挿通されて組み付けられる。
The lumen of the
Although illustration is omitted, the
上記のように構成された内視鏡装置1における、挿入部10の先端部の製造手順について説明する。まずフリップチップ実装によりLED22を配線基板23の各凹部24内に実装し、封止樹脂26を凹部24内に充填すると、照明部21が完成する。
次に、照明部21を枠体31内に位置決めして配置し、配線基板23の貫通孔に観察部11を挿通する。照明部21の位置決めは、配線基板23の上面を、枠体31の第一領域31aと第二領域31bとの間の段差に当接させることにより行う。
A procedure for manufacturing the distal end portion of the
Next, the
続いて、枠体31の先端側から枠体31内の観察部11の周囲に第一樹脂層の材料を流し込んで第一樹脂層32を形成する。第一樹脂層32が硬化したら、さらに第二樹脂層の材料を流し込んで第二樹脂層33を形成すると、挿入部10の先端部が完成する。
Subsequently, the
上記のように構成された挿入部10の先端部では、硬化した第一樹脂層32および第二樹脂層33により、挿入部10先端部の水密が確保されている。内視鏡装置1が高温の環境下で使用される等の場合、枠体31と各樹脂層32、33との膨張率の違いにより、枠体31と樹脂層32、33とが剥離して水密が破られることがあるが、LED22および配線25は、凹部24内で封止樹脂26により封止されているため、樹脂層32、33が枠体31から剥離しても、枠体31内に浸入した液体等がLED22や配線25と接触することはない。したがって、短絡等を起こすことが好適に抑制される。
At the distal end portion of the
以上説明したように、本実施形態の内視鏡装置1によれば、挿入部10先端部の水密を確保する樹脂層32、33とは異なる封止樹脂26を用いて照明部21のLED22の接続端子22aおよび接続端子22aと接続される配線25を封止しているため、樹脂層32、33が枠体31から剥離しても、水等の浸入による短絡等の不具合の発生を好適に防ぐことができる。
As described above, according to the endoscope apparatus 1 of the present embodiment, the
また、複数のLED22が、それぞれ異なる凹部24内に実装されるため、実装時の超音波等が他のLEDに影響を及ぼさず、実装工程を安定した状態で行うことができる。
In addition, since the plurality of
さらに、配線基板23が白色のセラミック基板を用いて形成され、LED22が収容される凹部24が底面の面積よりも開口の面積が大きい略円錐台状に設定されているため、凹部24の側面が白色の斜面状となり、LEDから出射された光の一部を先端側に導くリフレクターとして機能する。その結果、照明部の光量を向上させることができる。
Further, since the
本実施形態においては、配線基板として白色のセラミック基板を用いた例を説明したが、これに代えて、ガラスエポキシ樹脂等の他の材料からなる基板を用い、凹部の側面に金属膜を蒸着等により設けても、凹部側面をリフレクターとして利用することが可能である。 In the present embodiment, an example in which a white ceramic substrate is used as the wiring substrate has been described. Instead, a substrate made of another material such as a glass epoxy resin is used, and a metal film is deposited on the side surface of the recess. Even if it provides by, it is possible to utilize a recessed part side surface as a reflector.
次に、本発明の第二実施形態について、図4から図6を参照して説明する。本実施形態の内視鏡装置71と第一実施形態の内視鏡装置1との異なるところは、凹部の形状および照明素子の実装態様である。なお、以降の説明において、すでに説明したものと共通する構成等については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The difference between the
図4は、内視鏡装置71の挿入部10Aを先端側から見た図であり、図5は、図4のB−B線における断面図である。観察部11は、第一実施形態と異なり、挿入部10Aの中心軸に対して偏心した位置に配置されている。
枠体72は、断面形状が円形の第一内腔73と、断面形状が略半円形の第二内腔74とを有しており、観察部11は第一内腔73に、照明部75は第二内腔74に、それぞれ配置されている。
4 is a view of the
The
照明部75の配線基板76は、平面視における形状が第二内腔74に対応した形状とされている。配線基板76の上面には、平面視略D字状の凹部77が一つ設けられており、凹部77内に4つのLED22が実装されて封止樹脂26で封止されている。
The
図5に示すように、凹部77の内面のうち、底面から立ち上がる側面には、配線基板76の平面視において直線状に延び、観察部11に近い側に位置する第一斜面77aと、配線基板76の平面視において円弧状に延び、観察部11から遠い側に位置する第二斜面77bとの二つの斜面が設けられている。各LED22と接続される配線25は、第二斜面77b上に形成されており、各LED22は、下面に設けられた接続端子22aを配線25に接続して実装されている。すなわち、各LED22は、上面を第一斜面77aおよび観察部11に向けるように傾けた状態で凹部77内に実装されている。
As shown in FIG. 5, among the inner surfaces of the
本実施形態の内視鏡装置71においても、第一実施形態と同様に、短絡等を起こすことを好適に抑制することができる。
また、各LED22が、上面を第一斜面77aおよび観察部11に向けるように傾けた状態で凹部77内に実装されているため、図5に矢印で示すように、LED22の上面から出射された光の一部は観察部11の前方を照明し、他の一部は第一斜面77aで反射されて挿入部10Aの軸線と平行に出射される。その結果、挿入部10Aの正面と観察部11の視野内の両方に偏りなく配光することができ、好適な照明を行うことができる。
Also in the
Further, since each
本実施形態では、一つの凹部に複数のLEDが実装される例を説明したが、本実施形態のLEDの実装態様は、図6に示す変形例のように、各LED22を異なる凹部24に実装する第一実施形態のような場合にも適用することが可能である。この場合、凹部24の底面の面積を小さくできるため、照明素子をより高密度で配置できるという利点がある。
In this embodiment, an example in which a plurality of LEDs are mounted in one recess has been described. However, in the LED mounting mode of this embodiment, each
次に、本発明の第三実施形態について、図7を参照して説明する。本実施形態と上述の各実施形態との異なるところは、封止樹脂の材質である。
図7は、本実施形態の内視鏡装置における挿入部先端の断面図である。照明部81の各部の構成は概ね第一実施形態と同様であるが、凹部24内に充填する封止樹脂の少なくとも一部に、導電性微粒子を含有する異方性導電性接着剤82が用いられている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The difference between this embodiment and each of the above-described embodiments is the material of the sealing resin.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the distal end of the insertion portion in the endoscope apparatus of the present embodiment. The configuration of each part of the
本実施形態の照明部81を作成する際は、まず凹部24内に所定量、例えば凹部24の容積の3分の1程度の量の異方性導電性接着剤82を充填してからLED22を凹部24内に配置する。そして、LED22を押圧して接続端子22aを配線25に押し付けると、接続端子22aと配線25とが異方性導電性接着剤82を介して接続され、実装される。異方性導電性接着剤82が硬化したら、凹部24内にさらに樹脂を充填し、LED22を完全に封止する。この2回目に充填する封止樹脂に特に制限はなく、同じ異方性導電性接着剤82であってもよいし、異なる樹脂、例えば第一樹脂層32の樹脂材料であってもよい。2回目に充填する封止樹脂が第一樹脂層32の樹脂材料である場合は、LED22の実装が終わったところで配線基板23を枠体31内に配置して第一樹脂層の樹脂材料を流し込み、封止樹脂の一部と第一樹脂層32とを同一工程で形成することも可能である。
When creating the
本実施形態の内視鏡装置においても、上述の各実施形態と同様に、短絡等を起こすことを好適に抑制することができる。
また、凹部24内への封止樹脂充填とLED22の実装とを一連の作業で行うことができるため製造効率を向上させることができる。
Also in the endoscope apparatus of the present embodiment, it is possible to suitably suppress the occurrence of a short circuit or the like as in the above-described embodiments.
Further, since the filling of the sealing resin into the
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成要素の組み合わせを変えたり、各構成要素に種々の変更を加えたり、削除したりすることが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above. However, the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the combinations of the components or the components may be changed without departing from the spirit of the present invention. It is possible to make various changes to or delete them.
例えば、上述の各実施形態では、照明素子が封止樹脂内に完全に埋没される例を説明したが、照明素子の接続端子と配線が封止されれば一定の短絡防止効果を得ることができるため、照明素子の上面等のそれ以外の部分が封止樹脂に封止されない状態とされてもよい。ただし、照明素子を封止樹脂内に完全に埋没した方が、より短絡の発生を抑制することができ、好ましい。 For example, in each of the above embodiments, the example in which the lighting element is completely buried in the sealing resin has been described. However, if the connection terminal and the wiring of the lighting element are sealed, a certain short-circuit prevention effect can be obtained. Since it can do, other parts, such as the upper surface of a lighting element, may be made into the state which is not sealed by sealing resin. However, it is preferable that the lighting element is completely buried in the sealing resin because the occurrence of a short circuit can be further suppressed.
また、照明素子として、図8に示すように、側面に接続端子22aを有するLED22Aが用いられてもよい。このようなLED22Aを第三実施形態において用いる場合は、図8に示すように斜面状の側面を有する凹部24の斜面に配線25を設け、接続端子22aを当該斜面に押し付けるようにすると実装が容易となる。
Moreover, as shown in FIG. 8, LED22A which has the
さらに、本発明の凹部は側面に斜面状の部位がない形状でもよく、例えば、円柱状または他角柱状の空間とされてもよい。このような場合でも、図9に示す変形例のように、凹部91の側面91aに配線25を形成して照明素子としてのLED22を実装することができる。照明素子の形状によっては、このような実装態様をとることで、照明素子の配置密度をさらに高めることが可能になる。
Furthermore, the concave portion of the present invention may have a shape without a sloped portion on the side surface, and may be, for example, a cylindrical or other prismatic space. Even in such a case, the
また、照明素子が白色光を発する等の場合は、第一樹脂層は蛍光体を含まなくてもよい。これにより照明部上に形成される樹脂層を複数層とする必要がなくなれば、単層として形成してもよい。 In addition, when the illumination element emits white light, the first resin layer does not need to include a phosphor. Thus, if it is not necessary to form a plurality of resin layers on the illuminating unit, it may be formed as a single layer.
また、上述の各実施形態では、挿入部の先端部に照明部及び枠体が配置される例を説明したが、本発明の構造は、補助光学系と、照明素子を有する照明部とが枠体内に配置され、内視鏡装置の挿入部の先端部に取り付けられる内視鏡用アダプタにも同様に適用することができる。 In each of the above-described embodiments, the example in which the illumination unit and the frame body are arranged at the distal end portion of the insertion unit has been described. However, in the structure of the present invention, the auxiliary optical system and the illumination unit having the illumination element are framed. The present invention can be similarly applied to an endoscope adapter that is disposed in the body and attached to the distal end portion of the insertion portion of the endoscope apparatus.
1、71 内視鏡装置
10、10A 挿入部
11 観察部
21、75、81 照明部
22、22A LED(照明素子)
23、76 配線基板
24、77、91 凹部
25 配線
26 封止樹脂
31、72 枠体
77b 第二斜面(側面)
82 異方性導電性接着剤
91a 側面
DESCRIPTION OF
23, 76
82 Anisotropic conductive adhesive 91a Side
Claims (6)
前記照明部は、
内面に配線が設けられた凹部を有する配線基板と、
前記配線と接続されて前記凹部内に実装された複数の照明素子と、を有し、
前記配線および前記配線と前記照明素子との接続部位は、前記凹部内に充填された封止樹脂により封止されていることを特徴とする内視鏡装置。 A long insertion part, an observation part provided at the distal end part of the insertion part, an illumination part provided at the distal end part of the insertion part and illuminating the field of view of the observation part, the observation part and the illumination part An endoscopic device comprising a frame for housing
The illumination unit is
A wiring board having a recess provided with wiring on the inner surface;
A plurality of lighting elements connected to the wiring and mounted in the recess,
The endoscope apparatus, wherein the wiring and a connection portion between the wiring and the illumination element are sealed with a sealing resin filled in the recess.
前記照明部は、
内面に配線が設けられた凹部を有する配線基板と、
前記配線と接続されて前記凹部内に実装された複数の照明素子と、を有し、
前記配線および前記配線と前記照明素子との接続部位は、前記凹部内に充填された封止樹脂により封止されていることを特徴とする内視鏡用アダプタ。 An endoscope adapter in which an auxiliary optical system and an illumination unit are arranged in a frame body,
The illumination unit is
A wiring board having a recess provided with wiring on the inner surface;
A plurality of lighting elements connected to the wiring and mounted in the recess,
The endoscope adapter, wherein the wiring and a connection portion between the wiring and the illumination element are sealed with a sealing resin filled in the recess.
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