JP2015016240A

JP2015016240A - 内視鏡

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Publication number: JP2015016240A
Application number: JP2013146850A
Authority: JP
Inventors: 齋藤　成昭; Nariaki Saito; 成昭齋藤
Original assignee: Olympus Medical Systems Corp
Current assignee: Olympus Medical Systems Corp
Priority date: 2013-07-12
Filing date: 2013-07-12
Publication date: 2015-01-29
Anticipated expiration: 2033-07-12
Also published as: JP6177035B2

Abstract

【課題】シールド枠に混入したノイズを最短経路にて安定して外装金属部品に逃がすことができることにより、撮像ユニットへのノイズの混入を低減させることができる構成を具備する内視鏡を提供する。
【解決手段】先端部１１内に設けられた、被検体内を撮像する撮像ユニット５０と、先端部１１内に設けられた、撮像ユニット５０の外周を覆うとともに金属から構成されたシールド枠５５と、シールド枠５５に設けられた、該シールド枠５５と湾曲駒１８とを電気的に接続する金属から構成された橋架部５６と、を具備し、橋架部５６は、シールド枠５５の外周面５５ｇから径方向Ｋの外側に突出するフランジ形状を有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、被検体内に挿入される挿入部の先端部内に、撮像ユニットと、該撮像ユニットの外周を覆う金属から構成されたシールド枠とが設けられた内視鏡に関する。

近年、内視鏡は、医療分野及び工業用分野において広く利用されている。医療分野において用いられる内視鏡は、細長い挿入部を被検体となる体腔内に挿入することによって、体腔内の臓器を観察したり、必要に応じて内視鏡の挿入部が具備する処置具の挿通チャンネル内に挿入した処置具を用いて各種処置をしたりすることができる。

また、工業用分野において用いられる内視鏡は、内視鏡の細長い挿入部をジェットエンジン内や、工場の配管等の被検体内に挿入することによって、被検体内の被検部位の傷及び腐蝕等の観察や各種処置等の検査を行うことができる。

ここで、内視鏡の挿入部の挿入方向先端側（以下、単に先端側と称す）に位置する先端部内に、被検体内を撮像する撮像ユニットが設けられている。また、撮像ユニットの外周は、撮像ユニットが有するＣＣＤ等の撮像素子や電装部へのノイズの混入を防ぐ金属から構成されたシールド枠によって覆われている。

しかしながら、撮像素子は、近年、駆動周波数が高周波化されていることから、シールド枠を有していても高周波帯域において外乱ノイズの影響を受けやすく、撮像素子によって撮像された内視鏡画像に乱れが発生してしまうといった問題があった。

特に、挿入部の挿通チャンネル内に高周波処置具を挿通して高周波処置を行う場合は、挿入部内において挿通チャンネルは撮像ユニットの近傍に設けられていることから、撮像素子に挿通チャンネルを通過する高周波処置具からノイズが混入しやすいといった問題があった。

このような問題に鑑み、特許文献１では、シールド枠が、撮像素子を保持する金属から構成された撮像素子保持枠に電気的に接続され、該撮像素子保持枠が金属から構成された対物光学系を保持する対物レンズ枠に電気的に接続され、該対物レンズ枠が挿入部の外装金属部品に電気的に接続されることにより、シールド枠に混入されたノイズを、撮像素子保持枠、対物レンズ枠を介して外装金属部品に逃がす構成が開示されている。

特開２００１−１２８９３６号公報

しかしながら、特許文献１に開示された構成では、シールド枠には間断なくノイズが混入されることから、撮像素子保持枠及び対物レンズ枠を介したノイズの伝播では、ノイズを逃がす経路が長いため、十分なノイズ除去が望めない他、途中でノイズが漏れてしまう可能性があった。

また、撮像素子保持枠と対物レンズ枠との接続及び対物レンズ枠と外装金属部品との接続には、非導電性を有する接着剤が用いられているため、各部材間の電気的導通が不安定なことから、十分なノイズ除去が望めないといった問題もあった。

ここで、先端部を構成するとともに撮像ユニットを保持する金属から構成された先端硬質部材にシールド枠を電気的に接続することにより、先端硬質部材を介して外装金属部品にノイズを逃がす構成も考えられるが、この場合、先端硬質部材が非金属部材から構成されていると、ノイズの除去経路として先端硬質部材を用いることができない。

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、シールド枠に混入したノイズを最短経路にて安定して外装金属部品に逃がすことができることにより、撮像ユニットへのノイズの混入を低減させることができる構成を具備する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本発明の一態様による内視鏡は、被検体内に挿入される挿入部の挿入方向の先端側に位置する先端部内に設けられた、被検体内を撮像する撮像ユニットと、前記先端部内に設けられた、前記撮像ユニットの外周を覆うとともに金属から構成されたシールド枠と、前記シールド枠に設けられた、該シールド枠と前記挿入部の前記挿入方向先端側の外装金属部品とを電気的に接続する金属から構成された橋架部と、を具備し、前記橋架部は、前記シールド枠の外周面から前記挿入部の径方向外側に突出するフランジ形状を有している。

本発明によれば、シールド枠に混入したノイズを最短経路にて安定して外装金属部品に逃がすことができることにより、撮像ユニットへのノイズの混入を低減させることができる構成を具備する内視鏡を提供することができる。

本実施の形態の内視鏡の外観を示す図図１中のII-II線に沿う内視鏡の挿入部の先端側の断面を概略的に示す図図２中のIII-III線に沿う湾曲部の断面を概略的に示す図図２の橋架部の連結部位の形状を蛇腹状にした変形例を、断面と挿入方向からみた平面とで示す図図２の橋架部の連結部位を、屈曲部を有する形状にした変形例を、断面と挿入方向からみた平面とで示す図図２の橋架部の連結部位を、該連結部位のシールド枠側に向けて厚肉となる形状にした変形例を、断面と挿入方向からみた平面とで示す図図２の橋架部の連結部位を中空形状にした変形例を、断面と挿入方向からみた平面とで示す図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本実施の形態の内視鏡の外観を示す図、図２は、図１中のII-II線に沿う内視鏡の挿入部の先端側の断面を概略的に示す図、図３は、図２中のIII-III線に沿う湾曲部の断面を概略的に示す図である。

図１に示すように、内視鏡１は、被検体内に挿入される挿入部２と、該挿入部２の挿入方向Ｓの基端側（以下、単に基端側と称す）に連設された操作部３と、該操作部３から延出されたユニバーサルコード８と、該ユニバーサルコード８の延出端に設けられたコネクタ９とを具備して主要部が構成されている。尚、コネクタ９を介して、内視鏡１は、制御装置や照明装置等の外部装置と電気的に接続される。

操作部３に、挿入部２の後述する湾曲部１２を上下方向に湾曲させる上下用湾曲操作ノブ４と、湾曲部１２を左右方向に湾曲させる左右用湾曲操作ノブ６とが設けられている。

また、操作部３に、上下用湾曲操作ノブ４の回動位置を固定する固定レバー５と、左右用湾曲操作ノブ６の回動位置を固定する固定ノブ７とが設けられている。

さらに、操作部３に、挿入部２内に設けられた後述する挿通チャンネル７０（図２参照）に対し、各種処置具を挿抜する用の処置具挿入口１０が設けられている。

挿入部２は、先端側から順に、先端部１１と湾曲部１２と可撓管部１３とを具備して構成されており、挿入方向Ｓに沿って細長に形成されている。

湾曲部１２は、上下用湾曲操作ノブ４や左右用湾曲操作ノブ６の回動操作により、例えば上下左右の４方向に湾曲されることにより、先端部１１内に設けられた後述する対物光学系２１（図２参照）の観察方向を可変したり、被検体内における先端部１１の挿入性を向上させたりするものである。さらに、可撓管部１３は、湾曲部１２の基端側に連設されている。

図２に示すように、先端部１１内に、該先端部１１を構成するとともに、例えば非金属部材から構成された先端硬質部材３０が設けられている。尚、本実施の形態においては、先端硬質部材３０は、非金属部材から構成されている場合を例に挙げて示すが、これに限らず、先端硬質部材３０は、金属から構成されていても構わない。

また、先端硬質部材３０には、挿入方向Ｓに沿って複数の貫通孔が形成されており、該複数の貫通孔の内、図２に示す貫通孔３０ａには撮像装置４０が固定されている。また、図２に示す貫通孔３０ｂには、挿入部２内に設けられた処置具の挿通チャンネル７０を内部に有する管路７１の先端側が固定されている。挿通チャンネル７０は、挿入方向Ｓの先端（以下、単に先端と称す）が先端部１１の先端面１１ｓに開口され、挿入方向Ｓの基端（以下、単に基端と称す）が処置具挿入口１０（図１参照）に開口されている。

尚、図示しないが、他の貫通孔には、被検体内に照明光を供給する既知のライトガイド９１（図３参照）の先端側及び照明用レンズや他の管路９２（図３参照）の先端側等が固定されている。

撮像装置４０は、対物レンズユニット２０と該対物レンズユニット２０を介して被検体内を撮像する撮像ユニット５０とから構成されている。

対物レンズユニット２０は、複数のレンズから構成された対物光学系２１と該対物光学系２１を保持する対物レンズ枠２２とから構成されている。対物光学系２１は、該対物光学系２１を構成する複数のレンズの内、最も先端側に位置するレンズが先端部１１の先端面１１ｓに露出されるよう対物レンズ枠２２内に固定されている。尚、対物光学系２１を構成するレンズは１枚であっても構わない。

撮像ユニット５０は、撮像素子５２と電装部５３とを具備して主要部が構成されている。

撮像素子５２は、撮像素子保持枠５１内に保持されている。具体的には、撮像素子保持枠５１は、先端側が対物レンズ枠２２の基端側の外周に嵌合されて固定されており、内部に、例えばＣＣＤから構成された撮像素子５２等を保持している。

撮像素子５２には、複数の電気部品から構成された電装部５３が電気的に接続されており、該電装部５３には、挿入部２、操作部３、ユニバーサルコード８、コネクタ９内に挿通された信号ケーブル６０の先端が電気的に接続されている。

具体的には、信号ケーブル６０は、複数の信号線６１と、該複数の信号線６１をまとめて覆う金属から構成されたシールド部材であるシールド線６２とから構成されており、複数の信号線６１の先端から挿入方向Ｓの前方（以下、単に前方と称す）にそれぞれ延出した複数のリード線が、電装部５３に電気的に接続されている。

また、先端硬質部材３０の基端側の外周には、湾曲部１２を構成するとともに金属から構成された複数の湾曲駒の内、最も先端側に位置する湾曲駒１８の先端側が固定されている。

尚、本実施の形態においては、湾曲駒１８は、挿入部２の先端側の外装金属部品を構成しているともに接地されている。

ここで、先端硬質部材３０の貫通孔３０ａにおいて、撮像ユニット５０の外周を覆うように、シールド枠５５が設けられている。

シールド枠５５は、金属等の導電部材、例えばＳＵＳ材から構成されており、撮像ユニット５０、特に撮像素子５２や電装部５３にノイズが混入してしまうのを防ぐものである。

シールド枠５５に、該シールド枠５５と湾曲駒１８とを電気的に接続する、金属等の導電部材、例えばＳＵＳ材から構成された橋架部５６が設けられている。

具体的には、橋架部５６は、シールド枠５５の外周面５５ｇから挿入部２の径方向Ｋの外側に突出するフランジ形状を有しており、径方向Ｋに沿って位置する連結部位５６ａと、挿入方向Ｓに沿って位置する延出部位５６ｂとを具備している。また、橋架部５６は、図３に示すように、挿入部２の円周方向Ｃに沿って部分円弧状の面を有するとともに、挿入方向Ｓから平面視した形状が扇状に形成されている。

尚、以下、橋架部５６は、シールド枠５５と一体的に形成されている場合を例に挙げて示すが、勿論、別体に形成されてシールド枠５５の外周面５５ｇに固定されていても構わない。

延出部位５６ｂは、図２に示すように、連結部位５６ａの径方向Ｋにおける外側の突出端から前方に設定長さＳ１延出するよう設けられており、外周面５６ｂｇが湾曲駒１８の内周面１８ｎに当接することにより湾曲駒１８に電気的に接続されている。尚、外周面５６ｂｇは、内周面１８ｎにビス等で固定されていても構わない。

延出部位５６ｂは、挿入方向Ｓに設定長さＳ１を有することにより、橋架部５６の湾曲駒１８に対する、即ち、外周面５６ｂｇの内周面１８ｎに対する挿入方向Ｓにおける当接面積を大きくするためのものである。

尚、上述したように、橋架部５６が挿入方向Ｓから平面視した形状が扇状に形成されているのは、橋架部５６の湾曲駒１８に対する、即ち、外周面５６ｂｇの内周面１８ｎに対する円周方向Ｃにおける当接面積を大きくするためである。

連結部位５６ａは、先端部１１内において、先端硬質部材３０の基端よりも後方位置において、径方向Ｋの外側に突出している。このことにより、先端部１１内におけるシールド枠５５及び橋架部５６の組み付け性が向上されている。

また、連結部位５６ａは、先端部１１内において、図３に示すように、先端硬質部材３０の各貫通孔に対してライトガイド９１や各管路９２、７１を組み付ける際、これら部材の組み付けを阻害しない位置に設けられている。即ち、先端硬質部材３０を挿入方向Ｓから平面視した際、連結部位５６ａは、ライトガイド９１や各管路９２、７１に重ならない位置に設けられている。

このように、橋架部５６は、シールド枠５５と湾曲駒１８とを電気的に接続することにより、シールド枠５５に、例えば挿通チャンネル７０内に挿通された高周波処置具から放射され混入されたノイズや、撮像素子５２及び電装部５３から放射され混入されたノイズ等を、連結部位５６ａ及び延出部位５６ｂを介して最短経路にて接地された湾曲駒１８に逃がす機能を有している。

また、連結部位５６ａには、図２に示すように、上述した信号ケーブル６０のシールド線６２の先端も電気的に接続されている。このことにより、複数の信号線６１から放射されたノイズも、シールド線６２、橋架部５６を介して、湾曲駒１８に逃がすことができる構成となっている。なお、シールド線６２は、コネクタ９側でも構成部材に電気的に接続されている。

ここで、連結部位５６ａは、図２に示すように、シールド枠５５の外周面５５ｇから径方向Ｋに外側に断面直線状に突出する形状を有しているが、この形状では、先端部１１に外部から衝撃が加わり、該衝撃が連結部位５６ａに伝わった際、連結部位５６ａは座屈して位置ずれしてしまい、湾曲駒１８に対する延出部位５６ｂが非当接状態となってしまったり、連結部位５６ａ自体が破損してしまいノイズを湾曲駒１８に逃がせなくなってしまったりする可能性がある。また、伝達された衝撃が撮像装置４０を破壊してしまうおそれもある。

そこで、連結部位５６ａは、衝撃を緩和する緩衝形状に形成されていても構わない。以下、図４〜図７を用いて連結部位５６ａの緩衝形状の例を説明する。

図４は、図２の橋架部の連結部位の形状を蛇腹状にした変形例を、断面と挿入方向からみた平面とで示す図、図５は、図２の橋架部の連結部位を、屈曲部を有する形状にした変形例を、断面と挿入方向からみた平面とで示す図である。

また、図６は、図２の橋架部の連結部位を、該連結部位のシールド枠側に向けて厚肉となる形状にした変形例を、断面と挿入方向からみた平面とで示す図、図７は、図２の橋架部の連結部位を中空形状にした変形例を、断面と挿入方向からみた平面とで示す図である。

連結部位５６ａを緩衝形状とする具体的な例としては、図４に示すように、連結部位５６ａの形状を複数の屈曲部５６ｊを有する断面蛇腹状とすることが考えらえる。

連結部位５６ａが断面蛇腹状に形成されていると、連結部位５６ａに衝撃が加わった際、連結部位５６ａは変形し、衝撃を径方向Ｋに沿って逃がすことができる。

同様に、図５に示すように、連結部位５６ａを、屈曲部５６ｋを有する断面形状とすることが考えられる。

連結部位５６ａが屈曲部５６ｋを有する断面形状に形成されていると、連結部位５６ａに衝撃が加わった際、図４と同様に、連結部位５６ａは変形し、衝撃を径方向Ｋに沿って逃がすことができる。

さらに、連結部位５６ａを緩衝形状とする具体的な例としては、図６に示すように、連結部位５６ａをシールド枠５５側に向けて厚肉となる断面形状とすることが考えられる。

連結部位５６ａがシールド枠５５側に向けて厚肉となる断面形状に形成されていると、連結部位５６ａに衝撃が加わった際、該衝撃は、厚肉部により連結部位５６ａに吸収される。

同様に、図７に示すように、連結部位５６ａを、該連結部位５６ａを挿入方向Ｓに沿って貫通するとともに円周方向Ｃに沿って部分円弧状の面を有する貫通孔５６ｈが形成された断面中空形状とすることが考えられる。

連結部位５６ａが断面中空形状に形成されていると、図６と同様に、連結部位５６ａに衝撃が加わった際、該衝撃は、貫通孔５６ｈにより連結部位５６ａに吸収される。

以上、図４〜図７に示したように、連結部位５６ａが、衝撃を緩和する緩衝形状に形成されていることにより、先端部１１に外部から衝撃が加わり、該衝撃が連結部位５６ａに伝わった際、連結部位５６ａが衝撃を吸収または逃がすため、衝撃が撮像ユニット５０に伝わってしまうことがない他、連結部位５６ａへの衝撃により、連結部位５６ａに位置ずれが発生し、延出部位５６ｂが湾曲駒１８に対して非当接状態となってしまうことが防がれている。即ち、橋架部５６を用いて湾曲駒１８にノイズが逃がせなくなってしまうことが防がれている。

このように、本実施の形態においては、橋架部５６は、シールド枠５５と湾曲駒１８とを電気的に接続すると示した。

また、橋架部５６は、シールド枠５５の外周面５５ｇから径方向Ｋの外側に突出する連結部位５６ａと、該連結部位５６ａの突出端に設けられた湾曲駒１８に当接するとともに電気的に接続される延出部位５６ｂとから構成されており、シールド枠５５に混入したノイズは、連結部位５６ａ、延出部位５６ｂを介して湾曲駒１８に逃がされると示した。

このことによれば、先端部１１内に設ける部品点数を増やすこと無く、橋架部５６の１部材のみで、撮像素子５２及び電装部５３から放射されシールド枠５５に間断なく混入したノイズや、例えば挿通チャンネル７０内に挿通された高周波処置具から放射されシールド枠５５に混入したノイズ等を、シールド枠５５の表面には表皮効果による電荷が蓄積され、該電荷は橋架部５６に流れる性質を利用して、連結部位５６ａ及び延出部位５６ｂを用いた最短経路にて湾曲駒１８に逃がすことができるため、撮像素子５２及び電装部５３に混入してしまうノイズを低減させることができる。

また、本実施の形態においては、橋架部５６の連結部位５６ａは、図４〜図７に示したように緩衝形状を有していれば、先端部１１に外部から衝撃が加わり、該衝撃が連結部位５６ａに伝わった際、連結部位５６ａが衝撃を吸収または逃がすため、衝撃が撮像ユニット５０に伝わってしまうことがない他、連結部位５６ａへの衝撃により、連結部位５６ａに位置ずれが発生し、その結果、延出部位５６ｂが湾曲駒１８に対して非当接状態となってしまい、シールド枠５５のノイズを湾曲駒１８に逃がせなくなってしまうこと確実に防止することができる。

さらに、本実施の形態においては、信号ケーブル６０のシールド線６２も橋架部５６に電気的に接続されていることから、信号ケーブル６０内の複数の信号線６１から放射されたノイズも、シールド線６２、橋架部５６を介して湾曲駒１８に逃がすことができる。

以上から、シールド枠５５に混入したノイズを最短経路にて安定して湾曲駒１８に逃がすことができることにより、撮像ユニット５０へのノイズの混入を低減させることができる構成を具備する内視鏡１を提供することができる。

尚、本実施の形態においては、外装金属部品は、湾曲駒１８を例に挙げて示したが、先端部１１内の他の接地された金属部材であっても構わないことは勿論である。

１…内視鏡
２…挿入部
１１…先端部
１２…湾曲部
１８…湾曲駒（外装金属部品）
３０…先端硬質部材
５０…撮像ユニット
５５…シールド枠
５５ｇ…シールド枠の外周面
５６…橋架部
５６ａ…橋架部の連結部位
５６ｂ…橋架部の延出部位
６０…信号ケーブル
６２…シールド線（シールド部材）
Ｃ…円周方向
Ｋ…径方向
Ｓ…挿入方向
Ｓ１…設定長さ

Claims

被検体内に挿入される挿入部の挿入方向の先端側に位置する先端部内に設けられた、被検体内を撮像する撮像ユニットと、
前記先端部内に設けられた、前記撮像ユニットの外周を覆うとともに金属から構成されたシールド枠と、
前記シールド枠に設けられた、該シールド枠と前記挿入部の前記挿入方向先端側の外装金属部品とを電気的に接続する金属から構成された橋架部と、
を具備し、
前記橋架部は、前記シールド枠の外周面から前記挿入部の径方向外側に突出するフランジ形状を有していることを特徴とする内視鏡。
前記橋架部は、前記挿入部の円周方向に沿って部分円弧状の面を有するとともに前記挿入方向から平面視した形状が扇状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
前記橋架部の突出端に、前記挿入方向に沿って設定長さ前記外装金属部品と当接する延出部位が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡。
前記橋架部における前記径方向に沿って位置する連結部位は、前記先端部に加わった衝撃が前記連結部位に伝わった際、前記衝撃を緩和する緩衝形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内視鏡。
前記橋架部は、前記シールド枠と一体的に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内視鏡。
前記外装金属部品は、前記挿入部において前記先端部の前記挿入方向の基端に連設された湾曲部を構成する湾曲駒であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の内視鏡。
前記先端部内において、前記撮像ユニットは前記先端部を構成する先端硬質部材に保持されており、
前記橋架部は、前記先端部内において、前記先端硬質部材の前記挿入方向の後方に位置していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の内視鏡。
前記先端硬質部材は、非金属部材から構成されていることを特徴とする請求項７に記載の内視鏡。
前記撮像ユニットに、前記挿入部内に挿通されるとともに内部に複数の信号線を有する信号ケーブルが電気的に接続されており、
前記橋架部に、前記信号ケーブルにおける前記複数の信号線を覆う金属から構成されたシールド部材が電気的に接続されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の内視鏡。