JP2016150214A - 医療用カメラおよびトロカール - Google Patents

Abstract

【課題】高温高湿環境下でも曇りにくい医療用カメラおよびトロカールを提供する。【解決手段】医療用カメラ６は、前方が開口したケーシング２１０と、その内部に収容される撮像部２２０と、ケーシング２１０の開口を閉じる透光性カバー２５と、前方の被写体を照射するＬＥＤ照明２４０とを備えており、ＬＥＤ照明２４０の基板２６０が透光性カバー２５と接触している。【選択図】図１２

Description

本発明は、平成２６年度、経済産業省「医工連携事業化推進事業実証事業」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願であって、内視鏡外科手術等において、体内に挿入して使用するのに好適な医療用カメラ、およびこのカメラを搭載したトロカールに関する。

近年、患者のQOL（quality of life）維持・向上のために腹腔内に内視鏡を挿入する腹腔鏡下手術などの低侵襲外科手術が求められている。腹腔鏡下手術は腹腔内に炭酸ガスを注入して腹壁を膨らませ、手技のための空間と視野を確保する。そして腹壁に小さい孔を設け、トロカールと呼ばれる器具を挿入し、そこから内視鏡(CCDカメラ等)や外科器具である鉗子を患者の体内に挿入し、内視鏡によってモニタに表示される映像を観察しながら手術を行うのが一般的である（特許文献１、２）。

一方、体腔内は高湿度であるため、内視鏡のレンズ付近の温度が体温と同等であれば、内視鏡の透光性カバーが結露して曇ることがある。特に、腹腔鏡下手術において、電気メスなどを利用し患部組織を切開し、凝固止血しながら除去する等の場合は、発生する水蒸気で透光性カバーが曇りやすい。そのため、従来は、短時間で手術が終了するような場合には、腹腔内に内視鏡を挿入する前に内視鏡先端部をお湯につけて加温した状態で、腹腔内に挿入し、腹腔内よりも内視鏡のレンズ付近温度を高い状態に維持して手術を行なっていた。しかしながら、手術時間が長くなる場合にはこうした事前加温では十分な曇り防止効果を維持することは難しく、内視鏡を体腔外に取り出して、再度加温するなどの処置が必要となっていた。
こうしたことから、曇り防止対策として内視鏡に加温手段としてヒーターを内蔵する提案もなされている（特許文献３）。

しかしながら、新たにヒーターを備えることは、温度制御が必要となることから、より低コストで安定した加温手段とするためには更なる改良が必要であった。
さらには、腹腔鏡手術に使用するトロカールに小型カメラを装着する提案もなされており（特許文献４）、こうしたより低価格な術具において、温度制御が必要なヒーターの内蔵は、トロカールの構造が複雑になり、かつトロカール自体も大型化するという問題がある。

特開２０１３−０４６７８９号公報 特開２００６−１６７４７５号公報 特開２００６−０００２８２号公報 特開２０１４−１３２９７９号公報

本発明の課題は、高湿度環境下でも曇りにくい医療用カメラ、およびこれを搭載したトロカールを提供することである。

上記課題を解決するための本発明の実施形態は、以下のような構成を有する。
（１）前方が開口したケーシングと、このケーシング内に収容され、前方の被写体の像を捉える撮像部と、この撮像部に隣接して前記ケーシング内に収容され、前方の被写体を照射するＬＥＤ照明と、前記開口を閉じる透光性カバーと、を備え、前記ＬＥＤ照明の基板端面が前記透光性カバーに接触もしくは近接していることを特徴とする医療用カメラ。
（２）前記ＬＥＤ照明の基板の側面にＬＥＤ照明のＬＥＤチップが実装され、前記基板の端面が透光性カバーの前記撮像部側の面と接触もしくは近接している前記（１）に記載の医療用カメラ。
（３）前方が開口したケーシングと、このケーシング内に収容され、前方の被写体の像を捉える撮像部と、この撮像部に隣接して前記ケーシング内に収容され、前方の被写体を照射するＬＥＤ照明と、前記開口を閉じる透光性カバーと、を備え、前記ＬＥＤ照明の基板が、撮像部の側方に、撮像部の光軸に沿って延びる基板本体と、その先端から透光性カバーと平行に配置した放熱部とを有し、前記基板本体にＬＥＤ照明のＬＥＤチップが実装され、前記放熱部が透光性カバーの前記撮像部側の面と面接触もしくは近接していることを特徴とする医療用カメラ。
（４）前記透光性カバーが、前記撮像部に対して前記ＬＥＤ照明の光を遮光するための遮光部を有すると共に、前記ＬＥＤ照明の基板は、この基板に対して前記撮像部とＬＥＤ照明とが反対側に位置付けられるように配置されると共に、前記基板端面は前記遮光部の形成位置に一致するように位置付けられている（１）または（２）に記載の医療用カメラ。
（５）トロカールのカニューラに設けた側面開口部を経て、カニューラ内に格納される格納位置と、カニューラの外に撮影可能に展開される展開位置との間を切替可能にした（１）〜（４）のいずれかに記載の医療用カメラ。
（６）医療器具を体内に挿入するためのパイプ部を有するトロカールであって、前記パイプ部が、外筒と内筒とを含み、前記外筒は、体内に挿入される位置に側面開口部を有しており、この側面開口部を経て、パイプ部内に格納される格納位置とパイプ部外に撮影可能に展開される展開位置との間を切替可能にした格納式カメラが設けられており、前記格納式カメラが、（１）〜（４）のいずれかに記載の医療用カメラであることを特徴とするトロカール。
（７）前記格納式カメラの格納位置と展開位置との切替が、前記外筒に対して、前記内筒を前記パイプ部の軸方向に押し引きすることによって行われる（６）に記載のトロカール。

本発明によれば、ＬＥＤ照明の基板が透光性カバーと接触もしくは近接しているため、ＬＥＤから発生した熱によって発熱した基板の熱を効率良く透光性カバーに伝え、透光性カバーを加温することができ、透光性カバーが曇ることを防止できる。同時にＬＥＤ照明の基板の熱を放熱することになるため、ＬＥＤ照明の冷却を効率良くでき、ＬＥＤ照明の耐久性も高くなる。
特に、ＬＥＤ照明の基板が、撮像部の側方に、撮像部の光軸に沿って延びる基板本体を備えている場合、ＬＥＤチップが実装された部位と透光性カバーに接触もしくは近接している端面との距離を短くすることができ、透光性カバーへの熱伝導効率が一層良い。また、基板と透光性カバーとを面接触させている場合、透光性カバーを早く加温することができる。

本発明の一実施形態に係る、格納式の医療用カメラが展開した状態のトロカールを示す透視斜視図である。 (a)、（ｂ）はそれぞれ図１に示すトロカールにおける格納式の医療用カメラの展開状態および格納状態を示す断面図である。 格納式の医療用カメラの展開状態での破断斜視図である。 格納式の医療用カメラを示す斜視図である。 (a)〜(ｃ）は格納式の医療用カメラの展開状態から格納状態までの動作を示す断面図である。 (a)〜（ｃ）は格納式の医療用カメラの展開状態から格納状態までの動作を示す説明図である。 トロカールにおけるケーブル挿通用のスペースを示す破断斜視図である。 (a)はトロカールのパイプ部外筒の外周面に形成された段付き領域を示す破断斜視図、（ｂ）は段付き領域と段部のない領域との境界部を示す斜視図、（ｃ）は段部を示す拡大断面図である。 トロカールのパイプ部外筒を示す破断斜視図である。 (a)、（ｂ）はそれぞれ図９のＸ−Ｘ線断面図およびＹ−Ｙ線断面図である。 (a)は格納式の医療用カメラの展開状態を示す部分斜視図、（ｂ）はその拡大破断斜視図である。 （ａ）は図２（ａ）の一部拡大図であり、（ｂ）は医療用カメラの撮像部を示す斜視図であり、（ｃ）は鏡胴と固体撮像素子との位置関係を示す概略説明図である。 本発明の医療用カメラのＬＥＤ照明を示す斜視図である。 （ａ）は本発明の他の実施形態に係る医療用カメラを示す斜視図であり、（ｂ）はその撮像部を示す斜視図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る医療用カメラを示す概略平面図である。

［本発明の一実施形態］
以下、本発明の一実施形態である医療用カメラについて図面を参照して詳細に説明する。なお、本明細書における医療用カメラは、腹腔鏡手術において使用するカメラ全般を意味し、それ自体公知の硬性内視鏡、軟性内視鏡のほか、以下に詳述するトロカールに組み込まれたカメラを意味している。

［トロカール］
図１は本発明の一実施形態に係るトロカール１を示している。このトロカール１は、例えば腹腔鏡下手術に用いられるものであって、術時に挿入する方向に見て先端側（遠方位置）にあるパイプ部２と、術者側(以下、「手前側」という場合がある)の位置にあるヘッド部３とから構成される。パイプ部２は、その大部分が腹壁の孔に挿入される。ヘッド部３はパイプ部２に連続して設けられる。ヘッド部３は中空であり、その手前側に形成された開口部からから鉗子等(図示せず)が挿入可能になっている。

そして、トロカール１は、後述するカメラ機構を動作させるため、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、パイプ部２とヘッド部３とをそれぞれ二重構造としている。すなわち、パイプ部２は、パイプ部外筒２１とパイプ部内筒２２に、ヘッド部３はヘッド部外筒２１ａとヘッド部内筒２２ａにてそれぞれ構成される。パイプ部外筒２１とヘッド部外筒２１ａ、およびパイプ部内筒２２およびヘッド部内筒２２ａは、それぞれ一体に形成されるか、あるいは一体に連結もしくは接続されている。

また、パイプ部内筒２２に連続しているヘッド部内筒２２ａには、鉗子等の挿抜時にガス漏れを防止する密封機構として、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ヘッド部内筒２２ａの先端側 (遠方位置)にダックビル弁２７が、その手前側にドーム型の弁２８がそれぞれ組み込まれている。またパイプ部外筒２１に連続しているヘッド部外筒２１ａには、腹腔内に炭酸ガス、空気等のガスを送り込む送気管４と、格納式カメラ６から延びる信号・電源用ケーブルが接続されるコネクタ部５を備える。ヘッド部外筒２１ａに取り付けられた送気管４から送り込まれるガスは、パイプ部外筒２１とパイプ部内筒２２との間に形成された空間（後述するスペース１８）より腹腔内に送り込まれ、腹腔内が与圧される。ここで、ダックビル弁２７は、鉗子等の術具を挿入する前の状態において腹腔内に与圧されたガスの漏洩を防止するための弁機構であり、ドーム型弁２８は鉗子等の術具が挿入された際、当該術具の移動を許容すると共に、術具と密着することで、ダックビル弁２７で封止切れない腹腔内の与圧されたガスの漏洩を防止する。

また、パイプ部２には、腹腔内への挿入方向を撮像するための格納式カメラ６(以下、単にカメラ６という場合がある)が設けられている。このカメラ６は、後述するように、パイプ部２内に格納でき、腹腔内で図１に示すようにパイプ部２の外周面から外方に展開される。

図２ (a)、（ｂ）は、それぞれ図１に示すトロカール１における格納式カメラ６の展開状態および格納状態を示す断面図である。同図に示すように、パイプ部は、パイプ部外筒２１とパイプ部内筒２２とを含む。格納式カメラ６の格納位置と展開位置との切替は、パイプ部外筒２１に対して、パイプ部内筒２２をパイプ部２の軸方向に押し引きすることによって行われる。

すなわち、後述するように、ヘッド部３のヘッド部内筒２２ａを押し込み、パイプ部内筒２２をパイプ部２の先端に向かって押し込んだときは、図２ (a)に示すように、カメラ６がパイプ部外筒２１より外方に展開状態となり、逆に、ヘッド部内筒２２ａをヘッド部外筒２１ａより手前側に引き出したときには、パイプ部内筒２２が引き出され、カメラ６が格納状態となる。
このカメラ展開格納機構において、円滑な動作を可能とし、パイプ部外筒２１に対してパイプ部内筒２２を過度に移動させないよう、パイプ部内筒２２のヘッド部２２ａにはピン３７が、パイプ部外筒２１のヘッド部２１ａにはスリット３８がピン３７の対応する位置にパイプ部２の軸方向に沿って形成されている。そして、ピン３７の移動をスリット３８により規制している。

カメラ６は、図３に示すように、前面にカメラ・レンズ８が位置し、その両側にＬＥＤ等の照明部９が設けられる。また、カメラ６は、パイプ部外筒２１に形成された側面開口部１０を経て外方に展開している。また、カメラ６の底部両側には、カメラ６の展開または格納時にパイプ部外筒２１の内周面に沿ってカメラ６よりも側方に向かって広がったスカート部１１が設けられる。
図４は、カメラ６を背面側から観察した斜視図であり、スカート部１１の外面には突起部１２が設けられている。またパイプ部内筒２２の遠方位置(先端側)には、カム機構２９が接続形成されており(図３を参照)、カム機構２９は傾斜溝１３が形成された板状形態を有する。突起部１２は、カム機構２９の傾斜溝１３(図３を参照)と、図９に示すように、パイプ部外筒２１の内周面に形成された縦溝１４との順で係合し、カメラ６の展開・格納時に、これらの溝１３,１４に沿ってスライドする。このような構成であるため、カメラ６をトロカール１に取り付ける際には、カメラ６をトロカール１の内側から組み込むことができ、術中に、カメラ６が誤ってパイプ部外筒２１から脱落するのを防止することができる。

カメラ６の展開・格納機構を以下に説明する。図３に示すように、カメラ６の格納部６１では、パイプ部外筒２１の内面はスライド式のカム機構２９を構成させるために矩形断面を有しており、パイプ部内筒２２の先端部も格納部６１において矩形断面を有し、パイプ部外筒２１内にスライド自在に挿入されている。
パイプ部内筒２２は、矩形断面の先端部に傾斜溝１３が形成されており、さらに、その後方（手前側）には、傾斜溝１３と同じ傾斜角度の傾斜段部１５が形成されている。一方、図４に示すカメラ６のスカート部１１の後端部１６は、傾斜段部１５に対応した傾斜面となっている。そして、図５に示すように、傾斜したスカート部１１の後端部１６は、パイプ部内筒２２の傾斜段部１５上に載置される。

図５(ａ)に示すように、カメラ６の展開時には、スカート部１１の後端部１６は、パイプ部内筒２２の傾斜段部１５の上部に位置しており、図６(ａ)に示すように、スカート部１１の突起部１２は傾斜溝１３および縦溝１４の上部に位置している。この状態から、パイプ部内筒２２を後方（手前側）に引いていくと、図５(ｂ)、（ｃ）に示すように、スカート部１１の後（手前側の）端部１６は、パイプ部内筒２２の傾斜段部１５の上を下方に降下していき、図６(ｂ)、（ｃ）に示すように、スカート部１１の突起部１２はパイプ部内筒２２の傾斜溝１３が後方に移動するのと連動して、縦溝１４に沿って下降する。その結果、カメラ６をパイプ部外筒２１の側面開口部１０を経て下方に降下させ、格納することができる。
一方、カメラ６を展開させる場合は、上記と逆の動作を行う。

図５、図６に示すように、カメラ６の手前側（ヘッド部３側）には、蓋体部１７の先端が例えばヒンジ部３０により回動自在に取り付けられている。また、蓋体部１７の後端（手前側）はパイプ部外筒２１に同じくヒンジ部３１により回動自在に取り付けられている。このため、蓋体部１７は、カメラ６の展開・格納に追従し、カメラ６の格納時には、カメラ６の上面と共に、側面開口部１０を塞ぐことができる。
ヒンジ部３０としては、例えばカメラ６と蓋体部１７とを回動自在に連結する回動軸が挙げられる。ヒンジ部３１も同様に、例えば蓋体部１７とパイプ部外筒２１とを回動自在に連結する回動軸が例示される。これらヒンジ部３０,３１は、柔軟なシール部材にて被覆することにより術中に体液などの付着を防止する構造とすることが望ましい。

また、蓋体部１７は、カメラ６の展開時には傾斜姿勢を有している。従って、例えば術中に緊急事態が発生して、トロカール１を抜き取る必要が生じた場合にも、カメラ６を格納してから引き抜くのではなく、トロカールを体腔から引き抜くときに蓋体部１７に加わる圧力で、カメラ６をパイプ部２内に格納することができる。

（スペース１８とケーブル配置）
カメラ６は、前記したように、内部に、撮像素子とレンズ８を含むカメラ部と、照明部９とが内蔵されている。これらの機器への通電および電子信号の送受信を行うためのケーブル７は、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、パイプ部外筒２１とパイプ部内筒２２との間のスペース１８を通り、蓋体部１７の下をカメラ６の後方からカメラ６内に引き込まれている。

カメラ６の格納部６１とトロカール１の手前側に設けたヘッド部３との間のパイプ部２の断面形状を図７に示す。同図に示すように、パイプ部外筒２１は内面が円形断面を有し、パイプ部内筒２２はＤ形断面を有する。これによって、パイプ部外筒２１とパイプ部内筒２２との間に、ケーブル７を挿通させるためのスペース１８を形成することができる。
なお、本発明は、円形断面のパイプ部外筒２１、およびＤ形断面のパイプ部内筒２２の組み合わせに限定されるものではなく、ケーブル７を挿通させるためのスペース１８を確保でき、かつパイプ部外筒２１を回転させることができる限りは、いかなる形状であってもよい。

（ケーブル７の配置（引き回し））
ケーブル７は、フレキシブルな信号・電源用ケーブルであり、前記格納式カメラ部の格納位置と展開位置との切替時に、ケーブル７に引っ張りが発生しない充分な長さでスペース１８内に挿通されている（図５（ａ）〜（ｃ）を参照）。
具体的には、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、カメラ６内の空間３２に配置されたコネクタ部５３３に接続されたケーブル７は、この空間３２の手前側に形成されたスリット３４より手前側に引き出され、ゆるく弧を描くように蓋体部１７の内側３４に沿ってスペース１８に導いている。

（送気ガス流路としてのスペース１８）
このスペース１８は、上述したようにケーブル７をカメラ部の展開格納時に大きな負荷が発生しないように配置させるための空間であるが、この機能以外に体腔にガスを供給する流路としても機能している。具体的には、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ヘッド部外筒２１ａに設けられた送気管４から供給されたガス（炭酸ガス等）は、ヘッド部外筒２１ａとヘッド部内筒２２ａとの間の空間を移動し、パイプ部外筒２１とパイプ部内筒２２の間に形成されたスペース１８を通って、パイプ部外筒２１の遠方位置（先端）に形成された開口３５より体腔内に供給される。

（抜け止め構造）
パイプ部外筒２１の外周面には、図７に示すように、パイプ部の軸方向に並設された複数の段部２０を有する段付き領域１９が形成されている。各段部２０は、図８（ｃ）に示すように、パイプ部外筒２１の半径方向外向きに立ち上がった立ち上がり面２０ａと、この立ち上がり面２０ａの頂点２０ｃから、パイプ部外筒２１の先端側に位置する隣接する段部２０の基部２０ｃに向かって下り勾配となったテーパー面２０ｂとを有している。
各段部２０が、ヘッド部３側に向いた立ち上がり面２０ａを有しているので、トロカール１を腹壁に留置して保持させる際に、腹腔内に圧入したガスの圧力でトロカール１が不用意に抜けるのを防止することができる。また、各段部２０にはテーパー面２０ｂが形成されているので、トロカール１の腹腔内への挿入には支障にならない。トロカール１の引き抜き時には、例えばトロカール１を回転させながら引き抜けばよい。

段付き領域１９は、図７に示すように、円周方向に沿って、段部のない領域（非段付き領域）２３と交互に形成されている。その理由は、パイプ部外筒２１を樹脂成形して製造する場合、金型からの成形したパイプ部外筒２１を引き抜く方向が、パイプ部外筒２１の構造上、図９に矢印で示す方向になる。その際、図１０（ａ）に示すように、パイプ部外筒２１の先端部にある側面開口部１０の両側部の角部Ａの影響で、図１０（ｂ）に示すように、後方の円形断面部に薄肉部２４ができるので、段付き領域１９をパイプ部外筒２１の全周にわたって形成すると、薄肉部２４で強度が低下するおそれがあるからである。

そのような観点から、図７では、周方向に３つの段付き領域１９を、段部のない領域（非段付き領域）２３と交互にかつ均等に形成している。このような非段付き領域２３を設けることにより、トロカール１の引き抜きも支障なく行える。一方、パイプ部外筒２１の肉厚が確保されるのであれば、パイプ部外筒２１の全周にわたって段付き領域１９を形成してもよく、あるいは１箇所または２箇所のみでもよいし、３箇所以上(例えば１０箇所)に形成してもよい。
また、段付き領域１９における各段部２０は、非段部領域２３の表面より突出しない高さを有するのが、例えばトロカール１を回転させながら引き抜く際に、段部２０が邪魔にならないので、好ましい。

（カメラおよび照明）
図１１は、カメラ６を展開した状態におけるパイプ部外筒２１の先端部を示している。カメラ６は、前記したように、内部にレンズ８を有するカメラ部と照明部９とを備え、トロカール１の体内挿入方向の前面に位置する撮影用窓３６には、透明ガラス板や透明樹脂板等からなる透光性カバー２５が接着などの手段により固定されており、この透光性カバー２５を通して撮影および照明が行われる。

（クリーニング手段）
パイプ部外筒２１の側面開口部１０の前面（トロカール１の先端側（遠方位置）には、透光性カバー２５の前面に接触するクリーニング手段２６が取り付けられている。これにより、カメラ６の格納位置と展開位置との切替時に、透光性カバー２５前面の汚れや曇りをクリーニング手段２６によって拭き取ることができる。そのため、透光性カバー２５に体液等が付着したり、水蒸気で曇ったりして視界が悪くなった場合には、カメラ６を上記のように格納位置と展開位置の切替動作を行わせることにより、良好な視界を回復することができる。従って、従来のように、視界が悪くなった場合には、トロカール１を体内から抜き取って、湯に浸漬したりして、汚れを除去する必要がなくなり、迅速な腹腔鏡下手術が可能になる。

クリーニング手段２６としては、例えばゴムや樹脂でつくられたワーパーブレードがあげられるが、これに限定されるものではなく、ブラシやスポンジ(軟質発泡体)、積層布、パイル織物等でもよい。

次に、カメラ６の展開格納機能を有するトロカール１のパイプ部外筒２１に採用された気密構造について説明する。図１１（ｂ）に示すように、カメラ６は、その撮影用窓３６に設けられた透光性カバー２５は、例えばシリコン系接着剤により封止され、一方、図５に示す手前側のケーブル７を引き出すスリット３４はゴム系の接着剤にて封止されている。かくして、カメラ６は全体として気密防水構造となっている。

また、パイプ部外筒２１に形成された側面開口部１０からの体液等のパイプ部２内への侵入を抑制し、かつガスの漏洩を抑制するために、側面開口部１０の全周に亘って、図示しないシールが施されると共に、カメラ６の底部両側に設けられたスカート部１１は、パイプ部外筒２１の内周面に沿ってカメラ６よりも側方に向かって広がった形状を有するので、このスカート部１１がパイプ部内筒２２の内面に密着し摺接するように構成されている。好ましくは、スカート部１１とパイプ部内筒２２の間にシール材が介在しているのがよい。
また、蓋体部１７は、カメラ６の格納時には、カメラ６の上面と共に側面開口部１０を塞ぐと共に、カメラ６の展開時においても、側面開口部１０に設けたシールにより、気密防水性を確保することができる。このシールは、カメラ６の展開時においても、蓋体部１７と側面開口部１０との間に介在して、内部の気密性を確保している。

一方、手前側位置にあるヘッド部３からのガス漏洩を阻止するために、前記したダックビル弁２７およびドーム型弁２８に加えて、コネクタ部５のスペース側入り口には、図２に示すように、ケーブル７を挿通したゴム等の第１シール材３９が嵌着され、一方、スリット３８の先端側で送気管４より手前側には、パイプ部外筒２１と内筒２２との間にヘッド部３の全周にわたってゴム等の第２シール材４０が設けられている。第２シール材４０はパイプ部外筒２１と内筒２２のいずれかに接着等により取り付けられる。

以上の構造によりケーブル７が外部に露出することがないので、水濡れによるケーブルの劣化等、不具合が発生するおそれがない。また、送気管４から供給されたガス（炭酸ガス等）が確実にパイプ部外筒２１の開口３５より確実に体腔内に供給される。

（カメラ）
本発明の医療用カメラの一実施形態に係る格納式カメラ６は、図１２（ａ）に示すように、前方が開口したケーシング２１０と、その内部に収容される撮像部２２０と、撮像部２２０の両側に配置され、前方の被写体を照射するＬＥＤ照明２４０と、ケーシング２１０の開口を閉じる透光性カバー２５とを備えており、ＬＥＤ照明２４０の基板２６０が透光性カバー２５と接触している。
ケーシング２１０は、天板２１１と、その両側端から下方に延びる２つの側壁２１２とを備える。前方には、長方形の開口２１３が形成されている。後方は、後述するケーブルが通せるように構成されている。天板２１１は、外筒２１の外周面と実質的に同じように湾曲している。

撮像部２２０は、図１２（ｂ）、（ｃ）に示すように、被写体の像を捉える鏡胴２２１(レンズユニット)と、その像を電子化する固体撮像素子２２２と、その電子化されたデータおよび電流を伝送するケーブル（図２に符号７で示す）とを備えている。また、鏡胴２２１、固体撮像素子２２２、および、ＬＥＤ照明２４０を固定する支持枠２２３を備えている。鏡胴２２１は、複数のレンズを移動自在に固定した円柱状のものである。

固体撮像素子２２２は、撮像を電子化する撮像センサ２２２ａと、センサに電力を供給しまた正確に所定周波数で動作させるための水晶振動子などを実装した回路基板２２２ｂとを備えている。回路基板２２２ｂにはコネクタ２２３が接続される。固体撮像素子２２２としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等が挙げられる。
ケーブルは、撮像センサ２２２ａと画像処理装置とを結ぶ信号ケーブルと、ＬＥＤ照明２４０と電源とを結ぶ電源ケーブル（図１３に符号２７０で示す）とをそれぞれまとめて一本化したものである。

透光性カバー２５は、撮像部２２０の鏡胴２２１に密着するか、あるいは所定の間隔を空けて配置される。透光性カバー２５としては、例えば透明ガラス、アクリル樹脂板等の透明合成樹脂板等が挙げられる。

ＬＥＤ照明２４０は、図１３に示すように、ＬＥＤチップを所定の筐体に実装したＬＥＤ筐体２５０と、そのＬＥＤ筐体２５０を実装する回路パターンが形成された基板２６０と、基板２６０と電源とを結ぶ電源ケーブル２７０（フレキシブツケーブル）とからなる。ＬＥＤ照明２４０は、図３１２に示すように、撮像部２２０の両側部に設けられている。この実施形態では、２つのＬＥＤ照明２４０が撮像部２２０を挟んで対向するように配置されている。

図１３に戻って、ＬＥＤ筐体２５０は、発光部２５１が前面を向くように基板２６０に実装される。このＬＥＤ筐体２５０は、ＬＥＤ照明２４０を点けたとき、ＬＥＤチップから発生する熱によって加温される。
基板２６０は例えばリジッドフレキシブル基板であり、前方に向かって延びる基板本体２６１と、この基板本体２６１の先端から透光性カバーと平行に配置した放熱部２６２とから構成された略Ｌ字形をしている。この放熱部２６２は熱伝導性の優れたアルミニウムや銅などの金属、もしくはカーボンブラックなどの熱伝導性に優れて粉体を分散させた樹脂成形部材により構成できる。

ＬＥＤ筐体２５０は、基板本体２６１に実装される。なお、ＬＥＤ筐体２５０は、なるべく先端側に、固体撮像素子２２２から遠ざけて実装し、透光性カバー２５を優先的に加温できるようにしている。また、基板本体２６１と撮像部２２０との間隔を小さくすることにより、鏡胴２２１にも熱を伝達して鏡胴２２１を加温し、鏡胴２２１のレンズの曇りおよび結露を防止することができ、かつ、医療用カメラ６の全体を小型化することができる。

放熱部２６２は、先端側を向いており透光性カバー２５の撮像部２２０側の面(以下、単に内面ということがある)と面接触するように構成されている。この実施形態では、透光性カバー２５の内面に放熱部２６２が面接触しているが、透光性カバー２５の内面に近接していてもよい。なお、ＬＥＤ照明を複数設ける場合は、透光性カバー２５を囲むようにして透光性カバー２５の周縁部と接触させ、透光性カバー２５に熱が均等に伝達できるように配置するのが好ましい。例えば、複数の放熱部を、透光性カバーに対して左右対称および／または上下対称、または、透光性カバーの中心に対して等間隔で放射状に配置することができる。

このように構成されているため、ＬＥＤ照明２４０を点けることにより、基板２６０はＬＥＤ筐体２５０から熱が伝達されて発熱する。このとき、ＬＥＤ筐体２５０が実装されている基板本体２６１は、撮像部２２０の軸と平行に延びて透光性カバー２５と接触しているため、熱源であるＬＥＤ筐体２５０と透光性カバー２５との距離を最小にすることができ、効率良く熱を透光性カバー２５に伝達することができる。また、放熱部２６２を面接触させているため、透光性カバー２５を早く加温することができる。そのため、医療用カメラ６を体腔内の高温高湿環境下においても、透光性カバー２５の前面に曇りまたは結露が生じるのを抑制することができる。そして、ＬＥＤ筐体２５０も放熱することになるため、ＬＥＤ照明２４０の耐久性が高い。
なお、放熱部２６２と透光性カバー２５とは直接接触していなくても、放熱部２６２と透光性カバー２５との間に、熱伝導性の高い、例えばアルミニウム等の素材からなる熱伝導路を設けてもよい。
また医療用カメラ６が透光性カバーを備えておらず、一番前方のレンズが透光性カバーとして兼用されている場合、ＬＥＤ照明２４０の基板は、一番先端側のレンズが位置するハウジングに接触される。

［本発明の他の実施形態］
図１４（ａ）,（ｂ）に示す医療用カメラ４００は、図１のトロカール１に用いることができる他の実施形態である。このカメラ４００は、撮像部２２０に対して側部に位置する平板状の基板４６０を有する。つまり、基板４６０の端面４６１ａが透光性カバー２５の内面と接触もしくは近接する。その他の構成は、図１２のカメラ６と実質的に同じである。この場合でも、ＬＥＤ照明４４０の基板４６０が透光性カバー２５と端面４６１ａで接触もしくは近接しているため、透光性カバー２５を加温することができ、透光性カバー２５の曇りおよび結露の発生を抑制することができる。

［本発明のさらに他の実施形態］
図１５にさらに他の実施形態に係る医療用カメラ５００を示す。なお、図３１２に示した医療用カメラ６と実質的に同じ構成部材には同一符号を付して説明を省略する。
この医療用カメラ５００は、透光性カバー５０１が、撮像部２２０に対してＬＥＤ照明５０３の光を遮光するための遮光部５０２を有する。ＬＥＤ照明５０３の基板５０４は、この基板５０４に対して、撮像部２２０とＬＥＤ照明５０３とが反対側に位置付けられるように配置される。そして、基板５０４の端面は遮光部５０２の形成位置に一致するように位置付けられている。すなわち、基板５０４の端面は、遮光部５０２の形成位置において、透光性カバー５０１の内面に接触もしくは近接している。

遮光部５０２は、例えば酸化クロム、インコネル（スペシャルメタル社製のニッケル・クロム・鉄合金／登録商標）、アルミニウム、銅等の金属蒸着膜、チタンブラック、カーボンブラックなどの黒色顔料を含有させた接着剤等の伝熱効果の大きい部材で形成されているのが好ましい。遮光部５０２を有する透光性カバー５０１は、例えば、遮光部５０２を介して透光性カバー部材を貼り合わせるなどして製造することができる。また、遮光部５０２は、透光性カバー５０２の外面から内面にかけて設けられている。

このように構成された医療用カメラ５００においては、ＬＥＤチップから発生した熱は、電極等を介して基板５０４に伝わり、基板５０４の端面より遮光部５０２が加温される。遮光部５０２は熱伝導性が高いため、効率よく透光性カバー５０１を加温することができ、透光性カバー５０１が曇ることを効果的に防止できる。
しかも、撮像部２２０に対して、隣接するＬＥＤ照明５０３からの光を遮光部５０２によって遮光することができるので、照明光が透光性カバー５０１に反射して起こるフレアやゴーストの発生を抑えることができ、カメラ画像の視認性が向上する。また、透光性カバー５０１に遮光部５０２を設けることで、撮像部２２０とＬＥＤ照明５０３とを近づけることができ、医療用カメラ５００の小型化が可能になり、当該カメラを搭載するトロカール等の医療器具の小型化も可能になる。

以上の説明では、ＬＥＤを点灯させることでＬＥＤ基板に伝わった熱を利用して透光性カバーを保温させるものであるが、例えば、ＬＥＤ基板から放熱のためのフレキシル基板を余分に引出し、このフレキシブル基板を鏡胴２２１に巻きつけるように密着させることで、レンズそのものも補助的に加温させるようにすることもできる。

本発明の医療用カメラは、体腔内の様子を見るためであれば、上述したようなトロカール以外、例えば、内視鏡等に取り付けてもよい。

１ トロカール
２ パイプ部
３ ヘッド部
４ 送気管
６ 格納式カメラ
７ ケーブル
８ レンズ
９ 照明部
１０ 側面開口部
１１ スカート部
１７ 蓋体部
１８ スペース
１９ 段付き領域
２０ 段部
２１ パイプ部外筒
２２ パイプ部内筒
２３ 非段付き領域（段部のない領域）
２５ 透光性カバー
２６ クリーニング手段
２１０ ケーシング
２１１ 天板
２１２ 側壁
２１３ 開口
２２０ 撮像部
２２１ 鏡胴
２２２ 固体撮像素子
２２２ａ 撮像センサ
２２２ｂ 回路基板
２２３ 支持枠
２４０ ＬＥＤ照明
２５１ 発光部
２６０ 基板
２６１ 基板本体
２６２ 放熱部
２７０ 電源ケーブル
４００ 医療用カメラ
４４０ ＬＥＤ照明
４６０ 基板
５００ 医療用カメラ
５０１ 透光性カバー
５０２ 遮光部
５０３ ＬＥＤ照明
５０４ 基板

Claims (7)

1. 前方が開口したケーシングと、
   このケーシング内に収容され、前方の被写体の像を捉える撮像部と、
   この撮像部に隣接して前記ケーシング内に収容され、前方の被写体を照射するＬＥＤ照明と、
   前記開口を閉じる透光性カバーと、を備え、
   前記ＬＥＤ照明の基板端面が前記透光性カバーに接触もしくは近接していることを特徴とする医療用カメラ。
2. 前記ＬＥＤ照明の基板の側面にＬＥＤ照明のＬＥＤチップが実装され、
   前記基板の端面が透光性カバーの前記撮像部側の面と接触もしくは近接している請求項１に記載の医療用カメラ。
3. 前方が開口したケーシングと、
   このケーシング内に収容され、前方の被写体の像を捉える撮像部と、
   この撮像部に隣接して前記ケーシング内に収容され、前方の被写体を照射するＬＥＤ照明と、
   前記開口を閉じる透光性カバーと、を備え、
   前記ＬＥＤ照明の基板が、撮像部の側方に、撮像部の光軸に沿って延びる基板本体と、その先端から透光性カバーと平行に配置した放熱部とを有し、
   前記基板本体にＬＥＤ照明のＬＥＤチップが実装され、
   前記放熱部が透光性カバーの前記撮像部側の面と面接触もしくは近接していることを特徴とする医療用カメラ。
4. 前記透光性カバーが、前記撮像部に対して前記ＬＥＤ照明の光を遮光するための遮光部を有すると共に、前記ＬＥＤ照明の基板は、この基板に対して前記撮像部とＬＥＤ照明とが反対側に位置付けられるように配置されると共に、前記基板端面は前記遮光部の形成位置に一致するように位置付けられている請求項１または２に記載の医療用カメラ。
5. トロカールのカニューラに設けた側面開口部を経て、カニューラ内に格納される格納位置と、カニューラの外に撮影可能に展開される展開位置との間を切替可能にした請求項１〜４のいずれかに記載の医療用カメラ。
6. 医療器具を体内に挿入するためのパイプ部を有するトロカールであって、
   前記パイプ部が、外筒と内筒とを含み、
   前記外筒は、体内に挿入される位置に側面開口部を有しており、この側面開口部を経て、パイプ部内に格納される格納位置とパイプ部外に撮影可能に展開される展開位置との間を切替可能にした格納式カメラが設けられており、
   前記格納式カメラが、請求項１〜４のいずれかに記載の医療用カメラであることを特徴とするトロカール。
7. 前記格納式カメラの格納位置と展開位置との切替が、前記外筒に対して、前記内筒を前記パイプ部の軸方向に押し引きすることによって行われる請求項６に記載のトロカール。