JP2022166635A - 内視鏡カメラヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】撮像素子の周囲を覆う保護部材を有する構成において、撮像素子から発生する熱を好適に放熱できる内視鏡カメラヘッドを提供する。【解決手段】レンズと、レンズを保持する鏡胴と、レンズを通過した光を受光し、光電変換する撮像素子と、撮像素子に電気的に接続される回路基板と、回路基板に接続され、撮像素子からの電気信号を内視鏡の基端側へ伝送するケーブルと、鏡胴と撮像素子との間に配置される少なくとも１つの光学部材と、光学部材を保持する光学部材保持具と、撮像素子、および、回路基板とケーブルとの接続位置、の少なくとも一方の少なくとも一部を覆う保護部材と、を有し、保護部材の少なくとも一部は、銅合金で形成され、表面の少なくとも一部が耐薬品性の被膜で覆われている。【選択図】図２

Description

本発明は、内視鏡カメラヘッドに関する。

内視鏡の先端部には、撮像素子およびレンズ鏡胴等を有する内視鏡カメラヘッドが配置される。撮像素子は、回路基板上に実装されている。また、回路基板上には、ケーブルが接続されており、撮像素子からの電気信号を内視鏡の基端側へ伝送する。

撮像素子とレンズ鏡胴との間には、レンズを通った光を撮像素子の撮像面に導くためのプリズム等の光学部材が配置されており、レンズ鏡胴と光学部材とを位置決めして保持する光学部材保持具を有している。

このような内視鏡カメラヘッドにおいて、撮像素子、および、ケーブルと回路基板との接続部を保護するために、撮像素子、および、ケーブルと回路基板との接続部の少なくとも一部を覆う保護部材を設けることが提案されている。

例えば、特許文献１には、体腔内に挿入される挿入部の先端部に撮像装置を備えた内視鏡であって、撮像装置は、受像面にて結像された光学画像を光電変換する固体撮像素子と、固体撮像素子の受像面とは反対側の端子が設けられた面に対向し、固体撮像素子の端子と電気的に接続する接続面を有した回路基板と、固体撮像素子及び回路基板の一部を覆うケース部材と、を有し、回路基板は、挿入部の長手方向に直交する幅方向の長さがそれぞれ異なる幅広部及び幅狭部を有し、ケース部材には、幅方向に見て、回路基板の幅広部と直交する方向で幅広部と対応する位置に第１切欠部が設けられた内視鏡が記載されている。

特開２０１７－１４８２９８号公報

ところで、内視鏡カメラヘッドにおいて、撮像素子等は熱を発生する。撮像素子等から発生する熱を外部に放熱できないと、撮像素子の温度が上昇して内視鏡画像にノイズが発生する等の不具合が生じるという問題があった。これに対して、撮像素子の近傍に配置される保護部材を設けることで、撮像素子等が発生する熱を保護部材に伝熱して放熱する効果も得られる。しかしながら、保護部材は、撮像素子および回路基板とケーブルとの接続部を保護するために、十分な強度を有する材料から形成される必要があり、また、内視鏡は、薬液により消毒して繰り返し使用されるため、保護部材には耐薬品性も要求される。従来、強度および耐薬品性を満たすため、保護部材はステンレス等の材料で形成されていたが、保護部材がステンレス等で形成されていると、放熱性が十分ではなかった。

本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、撮像素子の周囲を覆う保護部材を有する構成において、撮像素子から発生する熱を好適に放熱できる内視鏡カメラヘッドを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。

［１］ レンズと、
レンズを保持する鏡胴と、
レンズを通過した光を受光し、光電変換する撮像素子と、
撮像素子に電気的に接続される回路基板と、
回路基板に接続され、撮像素子からの電気信号を内視鏡の基端側へ伝送するケーブルと、
撮像素子、および、回路基板とケーブルとの接続位置、の少なくとも一方の少なくとも一部を覆う保護部材と、を有し、
保護部材の少なくとも一部は、銅合金で形成され、表面の少なくとも一部が耐薬品性の被膜で覆われている、内視鏡カメラヘッド。
［２］ 銅合金がベリリウム銅である、［１］に記載の内視鏡カメラヘッド。
［３］ 被膜は、錫めっき、電解ニッケルめっき、および、無電解ニッケルめっきのいずれかである、［１］または［２］に記載の内視鏡カメラヘッド。
［４］ 被膜は、フッ素コート層である、［１］～［３］のいずれかに記載の内視鏡カメラヘッド。
［５］ 少なくとも、保護部材の、撮像素子または回路基板の反対側の面が被膜で覆われている、［１］～［４］のいずれかに記載の内視鏡カメラヘッド。
［６］ 鏡胴と撮像素子との間に配置される少なくとも１つの光学部材と、
光学部材を保持する光学部材保持具と、を有し、
保護部材が光学部材保持具に係合している、［１］～［５］のいずれかに記載の内視鏡カメラヘッド。
［７］ 保護部材は、光学部材保持具に対してケーブルを保持する、［６］に記載の内視鏡カメラヘッド。
［８］ 保護部材とケーブルとが熱的に接触している、［１］～［７］のいずれかに記載の内視鏡カメラヘッド。

本発明によれば、撮像素子の周囲を覆う保護部材を有する構成において、撮像素子から発生する熱を好適に放熱できる内視鏡カメラヘッドを提供することができる。

本発明に係る内視鏡カメラヘッドを有する内視鏡を用いる内視鏡システムの構成の一例を示す概略構成図である。 本発明の内視鏡カメラヘッドの一例を模式的に示す斜視図である。 図２に示す内視鏡カメラヘッドの側面図である。 図２に示す内視鏡カメラヘッドにおいて保護部材を除いた状態の側面図である。 本発明の内視鏡カメラヘッドの他の一例を模式的に示す斜視図である。 図５に示す内視鏡カメラヘッドが有する保護部材の斜視図である。 本発明の内視鏡カメラヘッドの他の一例の一部を示す側面図である。

以下、本発明の内視鏡カメラヘッドの実施形態について、図面に基づいて説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。本明細書の図面において、視認しやすくするために各部の縮尺を適宜変更して示している。
なお、本明細書において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。

［内視鏡カメラヘッド］
本発明の内視鏡カメラヘッドは、
レンズと、
レンズを保持する鏡胴と、
レンズを通過した光を受光し、光電変換する撮像素子と、
撮像素子に電気的に接続される回路基板と、
回路基板に接続され、撮像素子からの電気信号を内視鏡の基端側へ伝送するケーブルと、
撮像素子、および、回路基板とケーブルとの接続位置、の少なくとも一方の少なくとも一部を覆う保護部材と、を有し、
保護部材の少なくとも一部は、銅合金で形成され、表面の少なくとも一部が耐薬品性の被膜で覆われている、内視鏡カメラヘッドである。

図１に、本発明の内視鏡カメラヘッドを有する内視鏡を備える内視鏡システムの一例を概念的に示す。

内視鏡システム１は、内視鏡２と、光源ユニット３と、プロセッサユニット４とを備える。内視鏡２は、後述する内視鏡カメラヘッド１０の部分以外は、一般的な内視鏡と同様の構成を有する。

内視鏡２は、被検体内に挿入される挿入部と、挿入部に連なる操作部と、操作部から延びるユニバーサルコードとを有し、挿入部は、先端部と、先端部に連なる湾曲部と、湾曲部と操作部とを繋ぐ軟性部とで構成されている。

先端部には、観察部位を照明するための照明光を出射する照明光学系や、観察部位を撮像する撮像素子及び撮像光学系（レンズ）などを有する内視鏡カメラヘッド（カメラヘッド）が設けられている。湾曲部は挿入部の長手軸と直交する方向に湾曲可能に構成されており、湾曲部の湾曲動作は操作部にて操作される。また、軟性部は、挿入部の挿入経路の形状に倣って変形可能な程に比較的柔軟に構成されている。

操作部には、先端部の内視鏡カメラヘッドの撮像動作を操作するボタンや、湾曲部の湾曲動作を操作するノブなどが設けられている。また、操作部には、電気メスなどの処置具が導入される導入口が設けられており、挿入部の内部には、導入口から先端部に達し、鉗子等の処置具が挿通される処置具チャンネルが設けられている。

ユニバーサルコードの末端にはコネクタが設けられ、内視鏡２は、コネクタを介して、先端部の照明光学系から出射される照明光を生成する光源ユニット３、及び先端部の撮像装置によって取得される映像信号を処理するプロセッサユニット４と接続される。

プロセッサユニット４は、内視鏡カメラヘッドの撮像素子で光電変換された映像信号が入力され、入力された映像信号を処理して観察部位の映像データを生成し、生成した映像データをモニタに表示させ、また記録する。なお、プロセッサユニット４は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等のプロセッサによって構成されるものであっても良い。

光源ユニット３は、内視鏡２の撮像装置によって体腔内の観察対象部位を撮像して画像信号を取得するために、赤光（Ｒ）、緑光（Ｇ）、及び青光（Ｂ）等の３原色光からなる白色光や特定波長光等の照明光を、発生させて、内視鏡２に供給し、内視鏡２内のライトガイド等によって伝搬し、内視鏡２の挿入部の先端部の照明光学系から出射して、体腔内の観察対象部位を照明するためのものである。

挿入部及び操作部並びにユニバーサルコードの内部にはライトガイドおよび電線群（信号ケーブル）等が収容されている。光源ユニット３にて生成された照明光がライトガイドを介して先端部の照明光学系に導光され、また、先端部の撮像装置とプロセッサユニット４との間で信号および／または電力が電線群を介して伝送される。

また、内視鏡システム１は、更に、洗浄水等を貯留する送水タンク、体腔内の吸引物（供給された洗浄水等も含む）を吸引する吸引ポンプ等を備えていてもよい。更に、送水タンク内の洗浄水、又は外部の空気等の気体を内視鏡内の管路（図示せず）に供給する供給ポンプ等を備えていても良い。

図２に、本発明の内視鏡カメラヘッドの一例を模式的に表す斜視図を示す。図３に、図２の側面図を示す。図４には、図２の内視鏡カメラヘッドから保護部材２４を除いた状態の側面図を示す。

図２～図４に示す内視鏡カメラヘッド１０は、レンズ（図示せず）、レンズを保持する鏡胴１４、撮像素子１６、カバーガラス１７、光学部材１８、光学部材保持具２０、回路基板２２、保護部材２４、および、ケーブル２６を有する。

図２～図４に示す例は、光学部材１８がプリズムであり、撮像素子１６の撮像面が、レンズの光軸と平行に配置される例である。以下の説明において、光学部材１８をプリズム１８ともいう。

レンズは、入射する光を撮像素子１６の撮像面に結像する光学系である。レンズは鏡胴１４に保持される。

鏡胴１４は、筒状の部材であり、１以上のレンズを保持するものである。鏡胴１４は、レンズの光軸がプリズム１８のレンズと対面する面に垂直になるように、レンズを保持する。

レンズおよび鏡胴１４の構成は特に制限されない。例えば、レンズを１つ有する構成であってもよいし、２つ、あるいは、４つ以上のレンズを有する構成でもよい。また、各レンズは、凸レンズであっても凹レンズであってもよい。

撮像素子１６は、レンズによって撮像素子１６の撮像面に結像された光を光電変換によって電気信号に変換することで撮像を行う素子である。撮像素子１６は、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）センサー、ＣＭＯＳ（Complementary MOS）センサー等の従来公知の素子である。

撮像素子１６は、鏡胴１４よりも基端側に配置されている。また、図示例では、図４に示すように、撮像素子１６は、受光面がレンズの光軸に平行になるように回路基板２２上に実装されている。

カバーガラス１７は、撮像素子１６の撮像面上に配置され、撮像面を保護するものである。カバーガラス１７は、平面視における大きさが撮像素子１６の撮像面の大きさと略同じである。カバーガラス１７は、撮像素子１６の撮像面の全面に接着固定されている。

カバーガラス１７の、撮像素子１６とは反対側の面（入射面）上にはプリズム１８が配置される。なお、本発明においては、カバーガラス１７を有さない構成としてもよい。その場合は、撮像素子１６の撮像面上にプリズム１８が配置される。

回路基板２２は、撮像素子１６を実装する基板である。また、回路基板２２には、撮像素子１６以外の電子部品が実装されていてもよい。また、回路基板２２には、撮像素子１６および電子部品に対する信号または電力が入出力される複数の接続端子が設けられている。接続端子には、ケーブル２６の信号線が電気的に接続される（図４参照）。

図示例において、回路基板２２は、略Ｌ字状の板状の部材を２か所で湾曲させた形状を有する。具体的には、回路基板２２は、レンズの光軸方向（以下、軸方向ともいう）と直交する方向を軸として湾曲させた第１湾曲部２２ｂと、軸方向を軸として湾曲させた第２湾曲部２２ｃとを有し、この２つの湾曲部で連結される３つの板状部に撮像素子１６、電子部品および接続端子が実装されている。図示例においては、撮像素子１６は、図４中下側の板状部の上面側に実装されている。

回路基板２２は、内視鏡の内視鏡カメラヘッドに用いられる従来公知の回路基板である。回路基板２２は、可撓性を有するフレキシブル基板であってもよい。フレキシブル基板としても、特に制限はなく、従来公知のフレキシブル基板を用いることができる。一例として、フレキシブル基板は、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂材料からなるベースフィルム上に銅箔等からなる回路を形成したものである。

図示例においては、回路基板２２は、２箇所で折り曲げられた形状を有するものとしたがこれに限定はされず、折り曲げ箇所の無いものであってもよいし、あるいは、回路基板２２は、１箇所、あるいは、３箇所以上で折り曲げられた形状であってもよい。また、折り曲げ位置は、図４に示す例には限定されない。例えば、長尺な板状の基板を長手方向の２箇所で、長手方向と直交する方向を軸として湾曲させたものとしてもよい。

また、回路基板２２上における撮像素子１６、電子部品、および、接続端子等の配置には特に制限はない。図４に示す例においては、回路基板２２の図４中下側の板状部の上面側に撮像素子１６が実装され、図４中真ん中の板状部の下面側に電子部品が実装され、図４中真ん中の板状部の上面側、および、上側の板状部の下面側にケーブル２６の信号線が接続されている。

回路基板２２上の回路には、撮像素子１６、および、ケーブル２６がそれぞれ接続される。撮像素子１６によって光が電気信号に変換され、この電気信号が回路基板２２の回路を介してケーブル２６に伝達し送信される。ケーブル２６は、内視鏡の挿入部、操作部、ユニバーサルコード等に挿通されて、プロセッサユニット４に接続されている。
ケーブル２６は、同軸ケーブルあるいは単軸ケーブル等の１以上の信号線、１以上の信号線の外周を覆うシールド線、ならびに、信号線およびシールド線の外周を覆う保護被覆（シース）等を備えることが好ましい。

回路基板２２（の回路）と撮像素子１６とは、１以上の半田ボール、異方性導電膜（ＡＣＦ）等を介して電気的に接続さる構成であってもよい。また、撮像素子１６と回路基板２２とが半田ボールで接続される構成の場合には、撮像素子１６と回路基板２２との間の空間の半田ボールが無い部分にアンダーフィルが充填されていてもよい。

半田ボールとしては、内視鏡の内視鏡カメラヘッドにおいて、センサーと基板とを電気的に接続するために用いられる従来公知の半田ボールが適宜利用可能である。例えば、半田ボールの材料としては、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ系合金用いることができる。

アンダーフィルとしては、内視鏡の内視鏡カメラヘッドにおいて、アンダーフィルとして用いられる、従来公知のアンダーフィルが適宜利用可能である。例えば、アンダーフィルとしては、エポキシ樹脂等の樹脂材料を用いることができる。

プリズム１８は、鏡胴１４とカバーガラス１７との間に配置される。プリズム１８は、鏡胴１４に保持されたレンズを通過した光を９０°屈曲させて光路を変更し、撮像素子１６の受光面に導く。図示例においては、プリズム１８は、入射面と出射面とが直交する直角プリズムである。プリズム１８は、入射面を鏡胴１４の基端側の面に対面して配置され、出射面をカバーガラス１７の入射面に対面して配置される。プリズム１８は、カバーガラス１７と全面接着固定される。

光学部材保持具２０は、鏡胴１４とプリズム１８とを保持する部材である。光学部材保持具２０は、略筒状の部材であり、筒部の内部に鏡胴１４を嵌入されて、鏡胴１４を保持する。光学部材保持具２０の内面と鏡胴１４の外周面とは接着固定される。

光学部材保持具２０と鏡胴１４とを接着する接着剤としては、従来の内視鏡で用いられている種々の公知の接着剤を用いることができる。この点は、他の部材同士を接着する接着剤についても同様である。

光学部材保持具２０は、筒部の基端側の端面に、筒部の外径よりも大きな多角形状のフランジ部２０ａを有し、プリズム１８の入射面が当接される。これにより、プリズム１８を位置決めする。光学部材保持具２０は、鏡胴１４およびプリズム１８を所定の位置に保持することで、鏡胴１４とプリズム１８との相対位置、すなわち、鏡胴１４と撮像素子１６との相対位置を位置決めする。

鏡胴１４は、レンズの光軸方向（以下、軸方向ともいう）における、光学部材保持具２０に対する相対位置を、撮像素子１６の撮像面にピントが合うように調整されて、光学部材保持具２０に接着固定される。

保護部材２４は、撮像素子１６、および、回路基板２２とケーブル２６との接続位置、の少なくとも一方の少なくとも一部を覆うものである。すなわち、保護部材２４は、撮像素子１６の少なくとも一部を覆うものであってもよく、回路基板２２とケーブル２６との接続位置の少なくとも一部を覆うものであってもよく、撮像素子１６の少なくとも一部、および、回路基板２２とケーブル２６との接続位置の少なくとも一部の両方を覆うものであってもよい。

ここで、保護部材２４が撮像素子１６の少なくとも一部を覆うとは、撮像素子１６の撮像面に垂直な方向から見た際に保護部材２４が撮像素子１６に重複すること、および／または、撮像素子１６の側面に垂直な方向から見た際に保護部材２４が撮像素子１６に重複することを意味する。また、保護部材２４が回路基板２２とケーブル２６との接続位置の少なくとも一部を覆うとは、回路基板２２のこの接続位置がある面に垂直な方向から見た際に保護部材２４がこの接続位置に重複すること、および／または、この接続位置がある面と接する面（側面）に垂直な方向から見た際に保護部材２４がこの接続位置に重複することを意味する。

図２に示すように、保護部材２４は、１つの板材を湾曲させて構成された部材である。具体的には、保護部材２４は、１つの板材を軸方向に延在する、２か所の折り曲げ部で折り曲げた形状を有する。従って、保護部材２４は、軸方向に垂直な断面が略Ｃ形状となる。言い換えると、保護部材２４は、一対の側壁２４ｃ及び一対の側壁２４ｃに架け渡された天井壁２４ｄによって構成されている。

天井壁２４ｄは、回路基板２２の撮像素子１６が実装される面側に対面して配置されている。天井壁２４ｄの幅方向（軸方向と直交する方向）の両端部には、回路基板２２側に向かって立設する一対の側壁２４ｃが設けられている。一対の側壁２４ｃはそれぞれ、軸方向に延在し、回路基板２２の幅（軸方向と直交する方向の幅）よりも離間して設けられている。

一対の側壁２４ｃの各々の先端側には、アーム部２４ａを有する。アーム部２４ａはそれぞれ先端に、内側に向かって湾曲した爪部を有しており、爪部が、光学部材保持具２０のフランジ部２０ａに係合する。保護部材２４のアーム部２４ａと光学部材保持具２０のフランジ部２０ａは、接着剤で接着固定されてもよい。また、アーム部２４ａとフランジ部２０ａとの係合方法は、上記例に限定はされず、公知の係合方法で係合すればよい。例えば、一方が凸部を有し、他方が凹部あるいは切り欠き部を有し、凸部と凹部または切り欠き部とが嵌合するものであってもよい。

保護部材２４は、略Ｃ形状の内側に、すなわち、側壁２４ｃおよび天井壁２４ｄで囲まれる空間に、撮像素子１６および回路基板２２上の接続端子（ケーブル２６との接続箇所）が包含されるように配置される。すなわち、図２に示すように、保護部材２４は、図中上側から回路基板２２を覆うように配置されている。これにより、保護部材２４は、撮像素子、および、ケーブルと回路基板との接続部を保護している。

ここで、保護部材２４は、銅合金で形成されており、表面の少なくとも一部が耐薬品性の被膜で覆われている構成を有する。

保護部材２４は、撮像素子１６および回路基板２２とケーブル２６との接続部を保護するために、十分な強度を有する材料から形成される必要がある。また、内視鏡は、薬液により消毒して繰り返し使用されるため、保護部材２４には耐薬品性も要求される。従来は、強度と耐薬品性を両立するため、保護部材の材料にはステンレスが用いられていた。

前述のとおり、内視鏡カメラヘッドにおいて、撮像素子等が熱を発生するため、撮像素子等から発生する熱を外部に放熱できないと、撮像素子の温度が上昇して内視鏡画像にノイズが発生する等の不具合が生じるという問題があった。撮像素子の近傍に配置される保護部材は、撮像素子等が発生する熱を伝熱して放熱する効果も有するが、従来、強度および耐薬品性を満たすために用いられているステンレス等の材料では、放熱性が十分ではなかった。

これに対して、本発明の内視鏡カメラヘッドは、保護部材２４は、銅合金で形成されることで、撮像素子および回路基板とケーブルとの接続部を保護するために、十分な強度を有するものとすることができ、また、銅合金はより高い熱伝導率を有するため、放熱性を高くすることができ、撮像素子の温度が上昇して内視鏡画像にノイズが発生する等の不具合が生じることを抑制できる。

また、銅合金は耐薬品性が十分ではないが、その表面を耐薬品性の被膜で覆う構成とすることにより、十分な耐薬品性を確保することができる。これにより、強度および耐薬品性と放熱性とを両立することができる。

ここで、保護部材２４を形成する銅合金としては、強度および放熱性、ならびに、耐薬品性の被膜を容易に形成可能である等の観点から、ベリリウム銅、黄銅(真鍮)やリン青銅等が好適に用いられる。中でも、ベリリウム銅は、銅合金の中でも強度が高い点でより好適である。

また、保護部材２４の銅合金の表面を被覆する耐薬品性の被膜としては、錫めっき、電解ニッケルめっき、および、無電解ニッケルめっき、金めっき、黒クロムめっき等のめっき、あるいは、フッ素コート層等の耐薬品性を有し、銅合金の表面に形成可能な各種の被膜が利用可能である。中でも、錫めっき、電解ニッケルめっき、および、無電解ニッケルめっき、ならびに、フッ素コート層は、安価に形成できる点でより好適である。

ここで、本発明において、耐薬品性とは、内視鏡の洗浄、消毒および滅菌等に用いられる薬品に対する耐性を意味している。例えば、この薬品（化学物質）に一定時間浸漬または曝露した際の外観の変化しにくさ、および、強度低下などの品質劣化のしにくさ等が耐薬品性である。例えば、薬品が酸性である場合には、耐酸性であることを意味する。

錫めっき、電解ニッケルめっき、および、無電解ニッケルめっき等のめっきによる被膜は、従来公知の方法で、保護部材２４の銅合金の表面に形成すればよい。

フッ素コート層は、フッ素樹脂を保護部材２４の銅合金の表面にコーティングして形成される被膜である。フッ素コート層の形成方法は、従来公知の方法で形成すればよい。

ここで、耐薬品性の被膜は、保護部材２４の表面の少なくとも一部に形成されていればよく、内視鏡の消毒の際に薬品に接触する表面に形成されていればよい。薬品に接触する表面を保護する観点から、保護部材２４は、少なくとも、撮像素子１６または回路基板２２とは反対側の面、すなわち、略Ｃ形状の外側の面が耐薬品性の被膜で覆われていることが好ましい。例えば、保護部材２４の内側と回路基板との間の空間には、接着剤等の充填剤が充填される場合がある。この場合、保護部材２４の内側は薬品に接触しにくくなるため、撮像素子１６または回路基板２２とは反対側の面（外側面）が耐薬品性の被膜で覆われていることで十分な耐薬品性を確保することができる。

また、保護部材２４は、ケーブル２６と熱的に接触していることが好ましい。保護部材２４がケーブル２６と熱的に接触していることで、撮像素子１６等から発生した熱が保護部材２４に伝熱してさらに、ケーブル２６に伝熱して、外部に放熱することができるため、撮像素子１６およびその周辺の温度の上昇をより好適に抑制することができる。なお、保護部材２４とケーブル２６とは直接、接していてもよいし、熱伝導率が高い部材を介して接していてもよい。

保護部材２４とケーブル２６とが熱的に接触する位置には特に制限はない。例えば、保護部材２４の基端側の端部と、ケーブル２６の外皮とが接する構成とすればよい。

また、保護部材２４の基端側に、ケーブル２６の外皮に押圧するようにかしめられて、ケーブル２６を保持する、保持部を有してもよい（後述する図５の符号４０ｅ参照）。例えば、保持部は、ケーブル２６の外皮に沿って曲げられてケーブル２６と接続される。

前述のとおり、保護部材２４は、先端側のアーム部２４ａが光学部材保持具２０のフランジ部２０ａに係合しているため、さらに、保護部材２４がケーブル２６に接続されることで、内視鏡の操作の際に、ケーブル２６が引っ張られて、回路基板２２上の接続端子とケーブル２６の信号線との接続箇所が引っ張られて、接続端子と信号線との接続が断線することを防止することができる。

また、図２および３に示す例では、保護部材２４は、側壁２４ｃが撮像素子１６の側面の少なくとも一部を覆うように形成されている。すなわち、保護部材２４の側壁２４ｃは、撮像素子１６の、レンズの光軸に平行な２つの側面を、この側面に垂直な方向から見た際に少なくとも一部が重複するように形成されている。保護部材２４の側壁２４ｃは、撮像素子１６の側面の全面を覆っていることが好ましい。

撮像素子１６の側面を保護部材２４の側壁２４ｃで覆うことで、撮像素子１６の側面から、保護部材２４、ケーブル２６という放熱経路が形成される。そのため、撮像素子１６から発生する熱を効率よく放熱することができる。また、硬い銅合金からなる保護部材２４で撮像素子１６の側面を覆うことで、撮像素子１６を保護することができる。

撮像素子１６の側面と保護部材２４の側壁２４ｃとの間の少なくとも一部には、充填部材が充填されていてもよい。これにより、撮像素子１６の側面は、充填部材を介して保護部材２４と物理的に接触し、放熱性をより向上できる。放熱性の観点から、充填部材は、撮像素子１６の側面と保護部材２４の側壁２４ｃとの間の領域の全域に充填されているのが好ましい。

充填部材の材料としては、接着剤またはシール剤を利用可能である。

接着剤としては、内視鏡で用いられている各種の接着剤が利用可能である。

シール剤としては、内視鏡で用いられている各種のシール剤が利用可能である。
接着剤およびシール剤は、熱伝導率が高いほどよいが、絶縁性を有するものであるのが好ましい。

また、撮像素子１６の側面と保護部材２４の側壁２４ｃとは、直接、接触していてもよい。撮像素子１６の側面と保護部材２４の側壁とが直接、接触している場合には、撮像素子１６から、保護部材２４、ケーブル２６という放熱経路が形成される。そのため、撮像素子１６から発生する熱を効率よく放熱することができる。

このような内視鏡カメラヘッド１０において、レンズから撮像素子１６に取り込まれた観察像は、撮像素子１６の受光面に結像されて電気信号に変換され、この電気信号がケーブル２６を介してプロセッサユニット４に出力され、映像信号に変換され、プロセッサユニット４に接続されたモニタに観察画像が表示される。

ここで、図２～４に示す例では、保護部材２４は、一対の側壁２４ｃと天井壁２４ｄとを一体的に有する略Ｃ形状の部材としたが、これに限定はされない。

図５に、本発明の内視鏡カメラヘッドの他の一例を概念的に表す斜視図を示す。
図５に示す内視鏡カメラヘッド１０ｂは、レンズ１２、レンズ１２を保持する鏡胴１４、撮像素子１６、カバーガラス１７、光学部材１８、光学部材保持具２０、回路基板２２、アンカー４０、カバー部材４２、および、ケーブル２６を有する。

図５に示す内視鏡カメラヘッド１０ｂは、図２に示す内視鏡カメラヘッド１０において、保護部材２４に代えて、アンカー４０およびカバー部材４２を有する以外は、図２に示す内視鏡カメラヘッド１０と同様の構成を有するため、同様の構成を有する部位については、その説明を省略する。

アンカー４０およびカバー部材４２は、本発明における保護部材に相当するものである。すなわち、図５に示す内視鏡カメラヘッド１０ｂにおいては、保護部材が２つの部品からなるものである。

図６にアンカー４０を概念的に表す斜視図を示す。
アンカー４０は、光学部材保持具２０に対して、ケーブル２６を保持するものである。図示例においては、アンカー４０は、光軸方向に延在する２枚の板状部４０ｃを有し、各板状部４０ｃの先端側にアーム部４０ａを有する。図示例においては、アーム部４０ａは、先端に切り欠き部を有しており、この切り欠き部が、光学部材保持具２０のフランジ部２０ａの凸部に係合している。また、図５に示すように、２枚の板状部４０ｃは、その主面が回路基板２２の表面（撮像素子１６が配置される面）に対して垂直に配置されている。また、２枚の板状部４０ｃは、回路基板２２上のケーブル２６との接続箇所を挟んで対面するように配置されている。これにより、２枚の板状部４０ｃは、回路基板２２上の接続端子とケーブル２６の信号線との接続箇所の少なくとも一部を覆って保護している。

また、アンカー４０は、基端側に２枚の板状部４０ｃを連結するとともに、ケーブル２６を保持する保持部４０ｅを有する。保持部４０ｅは、ケーブル２６を押圧するようにかしめられてケーブル２６を保持する。すなわち、保持部４０ｅは、ケーブル２６の外皮に沿って曲げられる。

アンカー４０のアーム部４０ａと光学部材保持具２０のフランジ部２０ａ、ならびに、アンカー４０の保持部４０ｅとケーブル２６の外皮は、それぞれ接着剤で接着固定されてもよい。

このように、アンカー４０は、光学部材保持具２０およびケーブル２６それぞれに接続されることで、ケーブル２６が引っ張られた際などに、回路基板２２上の接続端子とケーブル２６の信号線との接続箇所が引っ張られて、接続端子と信号線との接続が断線することを防止する。

カバー部材４２は、アンカー４０の回路基板２２とは反対側に配置される板状の部材である。カバー部材４２は、撮像素子１６、および、回路基板２２上の接続端子とケーブル２６の信号線との接続箇所のそれぞれの少なくとも一部を覆って保護している。

ここで、本発明においては、アンカー４０およびカバー部材４２は、銅合金で形成されており、表面の少なくとも一部が耐薬品性の被膜で覆われている構成を有する。これにより、保護部材であるアンカー４０およびカバー部材４２は、撮像素子および回路基板とケーブルとの接続部を保護するために、十分な強度を有するものとすることができ、また、放熱性を高くすることができ、撮像素子の温度が上昇して内視鏡画像にノイズが発生する等の不具合が生じることを抑制でき、かつ、十分な耐薬品性を確保することができる。すなわち、強度および耐薬品性と放熱性とを両立することができる。

なお、上記説明では、アンカー４０およびカバー部材４２がそれぞれ、銅合金で形成され、表面に被覆を有するものとしたが、これに限定はされず、アンカー４０およびカバー部材４２のいずれか一方が銅合金で形成され、表面に被膜を有するものとしてもよい。すなわち、例えば、アンカー４０およびカバー部材４２の一方が、銅合金で形成され、表面に被膜を有するものからなり、他方がステンレスからなるものとしてもよい。

また、図５に示す例では、アンカー４０は、撮像素子１６を覆っていないが、アンカー４０が撮像素子１６の側面を覆う構成としてもよい。また、アンカー４０（保護部材）が、撮像素子１６を覆っていない構成の場合でも、アンカー４０（保護部材）と撮像素子１６との間に接着剤等の充填剤を充填し、充填剤を介してアンカー４０（保護部材）と撮像素子１６とが接する構成とすることで、撮像素子１６からの熱をアンカー４０（保護部材）に伝熱する構成とすることができる。

また、図５に示す例では、保護部材として、アンカー４０およびカバー部材４２を有する構成としたが、カバー部材４２を有さず、アンカー４０のみを有する構成としてもよい。

ここで、上述した各例では、図４に示すように、撮像素子１６の撮像面がレンズ１２の光軸と平行に配置され、レンズ１２と撮像素子１６との間に配置される光学部材１８が光を９０°屈曲させるプリズムである構成としたが、これに限定はされない。

図７は、本発明の内視鏡カメラヘッドの他の一例の一部を示す側面図である。
図７に示す内視鏡カメラヘッドは、レンズを保持する鏡胴１４と、光学部材保持具２０と、光学部材１８ｂと、カバーガラス１７と、撮像素子１６と、回路基板２２と、保護部材（図示せず）と、ケーブル（図示せず）と、を有する。

図７に示す内視鏡カメラヘッドにおいては、回路基板２２が略９０°に湾曲される湾曲部を有しており、レンズの光軸に平行な平板状の部位と光軸に垂直な平板状の部位を有する。回路基板２２の光軸に垂直な部位の表面を先端側に、光軸に平行な部位を基端側にして配置され、光軸に垂直な部位の表面をレンズ（鏡胴１４）側に向けて配置される。光軸に垂直な部位のレンズ側の表面には、撮像素子１６が実装されている。撮像素子１６の表面（撮像面）には、カバーガラス１７が積層されている。従って、撮像素子１６の撮像面は、レンズの光軸に垂直に配置されている。

光学部材１８ｂは、レンズを通過した光を撮像素子１６の撮像面に導くものである。光学部材１８ｂは、光の入射面および出射面が光軸に垂直に配置されている。光学部材１８ｂは、単に光を透過させるものであってもよく、あるいは、光を集光する効果を有するものであてもよい。光学部材１８ｂが光を集光する効果を有することで、レンズと撮像素子１６との距離をより近くすることができ、小型化することができる。

レンズを保持する鏡胴１４、光学部材保持具２０、カバーガラス１７、および、撮像素子１６、は、図２～図４に示す内視鏡カメラヘッドの場合と同様であるので、その説明は省略する。

光学部材１８ｂは、光学部材保持具２０に保持されて、光学部材保持具２０に保持される鏡胴１４と位置決めされる。

このように、本発明の内視鏡カメラヘッドは、撮像素子１６の撮像面がレンズ１２の光軸に垂直に配置される構成としてもよい。

なお、図７に示す例では、光学部材１８ｂを有する構成としたがこれに限定はされず、光学部材１８ｂを有さない構成としてもよい。すなわち、カバーガラス１７が光学部材保持具２０と接する構成としてもよい。

以上、本発明に係る内視鏡カメラヘッドについて種々の実施形態を挙げて詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

１ 内視鏡システム
２ 内視鏡
３ 光源ユニット
４ プロセッサユニット
１０、１０ｂ 内視鏡カメラヘッド
１２ レンズ
１４ 鏡胴
１６ 撮像素子
１７ カバーガラス
１８ 光学部材（プリズム）
１８ｂ 光学部材
２０ 光学部材保持具
２０ａ フランジ部
２２ 回路基板
２２ｂ 第１湾曲部
２２ｃ 第２湾曲部
２４ 保護部材
２４ａ アーム部
２４ｃ 側壁
２４ｄ 天井壁
２６ ケーブル
４０ アンカー
４０ａ アーム部
４０ｃ 板状部
４０ｅ 保持部
４２ カバー部材

Claims (8)

1. レンズと、
   前記レンズを保持する鏡胴と、
   前記レンズを通過した光を受光し、光電変換する撮像素子と、
   前記撮像素子に電気的に接続される回路基板と、
   前記回路基板に接続され、前記撮像素子からの電気信号を内視鏡の基端側へ伝送するケーブルと、
   前記撮像素子、および、前記回路基板と前記ケーブルとの接続位置、の少なくとも一方の少なくとも一部を覆う保護部材と、を有し、
   前記保護部材の少なくとも一部は、銅合金で形成され、表面の少なくとも一部が耐薬品性の被膜で覆われている、内視鏡カメラヘッド。
2. 前記銅合金がベリリウム銅である、請求項１に記載の内視鏡カメラヘッド。
3. 前記被膜は、錫めっき、電解ニッケルめっき、および、無電解ニッケルめっきのいずれかである、請求項１または２に記載の内視鏡カメラヘッド。
4. 前記被膜は、フッ素コート層である、請求項１～３のいずれか一項に記載の内視鏡カメラヘッド。
5. 少なくとも、前記保護部材の、前記撮像素子または前記回路基板の反対側の面が前記被膜で覆われている、請求項１～４のいずれか一項に記載の内視鏡カメラヘッド。
6. 前記鏡胴と前記撮像素子との間に配置される少なくとも１つの光学部材と、
   前記光学部材を保持する光学部材保持具と、を有し、
   前記保護部材が前記光学部材保持具に係合している、請求項１～５のいずれか一項に記載の内視鏡カメラヘッド。
7. 前記保護部材は、前記光学部材保持具に対して前記ケーブルを保持する、請求項６に記載の内視鏡カメラヘッド。
8. 前記保護部材と前記ケーブルとが熱的に接触している、請求項１～７のいずれか一項に記載の内視鏡カメラヘッド。

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