JP3206971B2 - 内視鏡 - Google Patents

内視鏡

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被写体像を撮像す
る固体撮像装置等を有する映像ユニットを先端部に備え
た内視鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、体腔内等へ細長の挿入部を挿
入して被検部位の観察や各種処置を行うことのできる内
視鏡が広く用いられている。特に近年では、挿入部先端
部に対物レンズ、CCD等からなる固体撮像素子、固体
撮像素子に接続される回路基板などを含む映像ユニット
を備えた電子内視鏡が種々提案されている。
【0003】前記内視鏡に設けられる映像ユニットとし
ては、特開昭60−208726号公報に開示されてい
るような、挿入部先端部に内蔵された小型のものが提案
されている。この映像ユニットは、細長のハウジングが
設けられており、このハウジング内に先端側から対物レ
ンズ、固体撮像素子、回路基板が配設され、回路基板に
接続された伝達ケーブルが後端より延出し、ハウジング
の両端がシール部材で密封されている。固体撮像素子の
端子、電子部品の電極、信号ケーブル等の接続は基板パ
ターンに形成されたそれぞれの電極上に行われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような映像ユニットは、固体撮像素子の端子、電子部品
の電極、信号ケーブル等を接続するためのそれぞれの電
極を基板上に備えているので大きくなってしまい、この
ような映像ユニットを備えた内視鏡の先端硬質部が大き
くなってしまう。
【0005】本発明は、これらの事情に鑑みてなされた
もので、映像ユニット部を小型にして挿入部先端の硬質
部を細径化するとともにその長さも短くできる内視鏡を
提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による内視鏡は、
少なくとも固体撮像装置、電子部品、信号ケーブル、基
板を有する映像ユニットを先端部に備えた内視鏡におい
て、前記少なくとも固体撮像装置の端子、電子部品の電
極、信号ケーブルのうちの複数個を前記基板の導電パタ
ーンの同一部位上に積み重ねて電気的に接続したもので
ある。
【0007】
【作用】前記構成により、映像ユニットは、硬性の先端
部本体に組付けられ、映像ユニット保護部材で保護され
る。
【0008】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1ないし図5は本発明の第1実施例に係り、図
1は内視鏡の挿入部先端部の組立てにおける第1の工程
終了後の状態を示す断面説明図、図2は挿入部先端部の
組立てにおける第2の工程終了後の状態を示す断面説明
図、図3は挿入部先端部の組立てにおける第3の工程終
了後の状態を示す断面説明図、図4は挿入部先端部の組
立て終了時の構成を示す断面説明図、図5は内視鏡の全
体の構成を示す説明図である。
【0009】図5に示すように、内視鏡1は、体腔内等
に挿入可能な細長の挿入部2を有しており、先端側から
硬性の先端部3、湾曲可能な湾曲部4、可撓性を有する
可撓管部5が設けられている。挿入部の後端側には、把
持部を兼ねた操作部6が連設されており、操作部6の側
方より信号ケーブル,ライトガイドファイバ等を内設し
たユニバーサルコード7が延出している。ユニバーサル
コード7は端部に設けられたコネクタ8を介してビデオ
プロセッサ9に接続されるようになっている。ビデオプ
ロセッサ9は信号ケーブル10を介してモニタ11に接
続されており、先端部3に設けられた後述する映像ユニ
ットで撮像された被写体の画像信号がビデオプロセッサ
9で信号処理され、被写体画像がモニタ11に表示され
るようになっている。
【0010】次に、前記内視鏡1における挿入部2の先
端部3の構成、及び組立工程について説明する。
【0011】まず、図1に示すように、映像ユニット1
2の主要部を組立てる。映像ユニット12は、対物レン
ズ13,固体撮像装置14,回路基板15及び16,信
号ケーブル17及び18を備えて構成されている。最初
にCCD等の固体撮像素子チップ19を含む固体撮像装
置14を組立てる。固体撮像素子チップ19は、光軸方
向から見ると四角形の形状を有しており、基質20の凹
部20aに配設されてボンディングワイヤ21で基質2
0と接続されている。基質20の凹部20aと反対側の
面には端子22が延出し、基質20内でボンディングワ
イヤ21との接続部と導通しており、固体撮像素子チッ
プ19と端子22とが電気的に接続されている。固体撮
像素子チップ19の前方には、カバーガラス23が設け
られ、固体撮像素子チップ19とカバーガラス23との
間は透明の封止樹脂24で封止されている。
【0012】固体撮像装置14を組立てた後、対物レン
ズ枠25の先端側に対物レンズ13を、後端側に固体撮
像装置14を接着剤で気密状態になるように接着固定
し、固体撮像装置14の端子22に回路基板15,16
を対向して半田付け等で接続する。回路基板15は基板
本体15aの両面にICチップ26と電子部品27とを
配置、接続した両面回路基板であり、いわゆるチップオ
ンボード方式のハイブリッド基板である。また、回路基
板16は固体撮像装置14の端子22と信号ケーブル1
8とを接続するジャンパー基板として用いられている。
なお、ICチップ26は、封止樹脂28によって封止さ
れている。また、回路基板15と16との間にスペーサ
29をはさんで固定し、回路基板15上の封止樹脂28
と回路基板16との間に放熱性樹脂30を充填して回路
基板15,16が固体撮像装置14に対して動かないよ
うに固定する。そして、回路基板15に信号ケーブル1
7を、回路基板16に信号ケーブル18を半田付け等で
接続する。
【0013】次に、図2に示すように、挿入部2の先端
部3に設けられるステンレス等からなる先端部本体31
の接続パイプ取付け部31aに先端部構成部材としての
接続パイプ32,鉗子チャンネルチューブ33を接着固
定した組立体を形成し、映像ユニット12の対物レンズ
枠25を映像ユニット取付け部31bに挿入する。そし
て、先端部本体31にビス35を螺合して映像ユニット
12を位置決めし、接着剤を流し込んで先端部本体31
に気密に固定し、先端に先端カバー34を接着固定す
る。
【0014】そして、図3に示すように、映像ユニット
12の対物レンズ枠25の外側と先端部本体31の映像
ユニット取付け部31bとの間に映像ユニット12を保
護する映像ユニット保護部材としての枠体36を嵌入
し、枠体36の内部、枠体36と映像ユニット12との
間、及び枠体36と先端部本体31との間を樹脂等から
なるシール手段としての接着剤37で充填して気密に密
封する。なお、枠体36は映像ユニット12のシールド
部材としての機能を有しており、絶縁が必要な場合には
熱収縮チューブ等で被覆して絶縁する。これにより、映
像ユニット12及び枠体36は先端部本体31と一体的
に構成され、脱不能となる。すなわち、先端部本体付き
の密封された撮像ユニットの状態となる。ここで、この
ユニットは、鉗子チャンネルチューブ33等の映像機能
とは関連のない別機能の構成要素を含んでおり、先端カ
バー34の部分は内視鏡1全体の組立てが完了した状態
では内視鏡1の外表面の一部を形成している。
【0015】最後に、図4に示すように、湾曲管38を
接着もしくは溶接によって先端部本体31の後端側に固
着した後、湾曲管38を覆うように被覆ゴム39を先端
部本体31に接着剤等で固定する。
【0016】以上により、挿入部2の先端部3の組立て
が完了する。
【0017】このように、本実施例では、まず完全に密
封されていない映像ユニット12を組立て、その後この
映像ユニット12を先端部本体31に組付けて先端部本
体31と一体化された状態で密封しているので、先端部
本体31及び枠体36付きの密封された撮像ユニットと
なり、機械的強度は著しく向上し、修理用部組としての
信頼性が向上する。また、組立ての際にこの一体化され
た撮像ユニットを何かにぶつけても破損することはな
い。
【0018】従って、映像ユニット部を小型化して挿入
部先端部の細径化が可能であると共に、機械的強度を向
上させることが可能となる。
【0019】図6及び図7は本発明の第2実施例に係
り、図6は内視鏡の挿入部先端部の組立てにおける第2
の工程終了後の状態を示す断面説明図、図7は挿入部先
端部の組立てにおける第3の工程終了後の状態を示す断
面説明図である。
【0020】第2実施例は、第1実施例の変形例であ
り、組立工程の手順を異ならせたものである。挿入部先
端部の組立て完了後の構成は第1実施例と同様であり、
図6及び図7において第1実施例と同一の構成要素には
同一符号を付している。
【0021】まず、図1に示した第1実施例と同様に、
映像ユニット12の主要部を組立てる。次に、図6に示
すように、映像ユニット12の対物レンズ枠25を映像
ユニット取付け部31bに挿入する。そして、先端部本
体31にビス35を螺合して映像ユニット12を位置決
めし、接着剤を流し込んで先端部本体31に気密に固定
する。
【0022】先端部本体31に映像ユニット12を固定
した後、図7に示すように、映像ユニット12の対物レ
ンズ枠25の外側と先端部本体31の映像ユニット取付
け部31bとの間に枠体36を嵌入し、枠体36の内
部、枠体36と映像ユニット12との間、及び枠体36
と先端部本体31との間を樹脂等からなる接着剤37で
充填して気密に密封する。これにより、映像ユニット1
2及び枠体36は先端部本体31と一体的に構成され、
脱不能となる。すなわち、先端部本体付きの密封された
撮像ユニットの状態となる。ここで、このユニットは、
挿入部先端部3の主要構成部材である先端部本体31を
含んでおり、先端部本体31は映像機能とは関連のない
構成要素である。また、このユニットは、接続パイプ取
付け部31aの開口部が内視鏡1の外表面の一部を形成
している。
【0023】次に、第1実施例と同様に、先端部本体3
1の接続パイプ取付け部31aに接続パイプ32,鉗子
チャンネルチューブ33を、先端部本体31の先端に先
端カバー34を取り付け、接着固定して、図3に示す状
態にする。
【0024】最後に、図4に示すように、湾曲管38を
接着もしくは溶接によって先端部本体31の後端側に固
着した後、湾曲管38を覆うように被覆ゴム39を先端
部本体31に接着剤等で固定し、挿入部2の先端部3の
組立てが完了する。
【0025】このように、本実施例においても第1実施
例と同様に、映像ユニット部を小型化して挿入部先端部
の細径化が可能であると共に、機械的強度を向上させる
ことができる。また、第2実施例では、映像ユニット1
2を先端部本体31に組付けて密封した後に、他の先端
部構成部材を組付けるようにしているため、組立時にお
ける映像ユニットの破損を極力防止することができる。
【0026】ところで、映像ユニット12において、固
体撮像装置14の端子22と回路基板15との接続部
は、図8に示すように構成することもできる。
【0027】図8(a)は、端子22と基板本体15a
との間に電子部品27をはさんで端子22,電子部品2
7,基板本体15aの回路パターンを電気的に接続した
例を示している。また、図8(b)は、基板本体15a
と電子部品27との間に端子22をはさんで端子22,
電子部品27,基板本体15aの回路パターンを電気的
に接続した例である。
【0028】このように、回路基板の同一部位におい
て、固体撮像装置の端子、電子部品、信号ケーブルなど
の電気回路要素のうち複数個のものを重ねて電気的に結
合することにより、実装密度が上がり、回路基板を小さ
くできるため、挿入部先端部の硬性部の長さを短くでき
ると共に、内視鏡挿入部を小型化できる。
【0029】また、映像ユニット12において、固体撮
像装置14の端子22、回路基板15Aの基板本体15
a′、及び同軸ケーブルとの接続部は、図9及び図10
に示すように構成することもできる。図12には、固体
撮像装置14、基板本体15a′、及び複数の同軸ケー
ブルとの電気的接続に関する回路の一例を示している。
この固体撮像装置14は、端子22の一例として、図1
2に示すように、φS(シリアル転送)端子、φAB
(アンチブルーミング)端子、φP(垂直転送)端子、
VDD(電源)端子、SUB(アース)端子、及びVout
(出力)端子を有している。また、前記回路基板15A
は、基板本体15a′上に、後述する電子部品とICチ
ップを配置、接続した回路基板である。
【0030】図9及び図10に示すものは、端子22と
基板本体15a′との間に、電子部品、例えばコンデン
サ41が介装され、このコンデンサ41を介して、端子
22と基板本体15a′が電気的に接続されている。ま
た、基板本体15a′には、コンデンサ41が接続され
た面に、図12に示すICチップ42及び同軸ケーブル
等が接続されている。前記コンデンサ41は、両端に、
図11で斜線で示す電極を有している。
【0031】図12に示すように、固体撮像装置14の
φS,φAB,φPの各端子には、同軸ケーブル43
a,43b,43cがそれぞれ電気的に接続されてい
る。
【0032】図12に示すように、固体撮像装置14の
VDD端子,SUB端子の各端子には、並列に前記コンデ
ンサ41が接続されていると共に、VDD端子には同軸ケ
ーブル43dが、そしてSUB端子には同軸ケーブルの
端部に形成された図10に示すシールド部46が、それ
ぞれ電気的に接続されている。さらに、固体撮像装置1
4のVDD端子,SUB端子は、前記ICチップ42の電
源入力端子と、アース端子とにそれぞれ接続されてい
る。具体的な配線回りは、以下のようになっている。
【0033】前記コンデンサ41の各電極は、基板本体
15a′の2つのパターン44a,44bにそれぞれ半
田付けで接続され固定されている。また、前記コンデン
サ41の各電極は、前述したように、固体撮像装置14
のVDD端子,SUB端子の各端子にそれぞれ半田付けで
接続され固定されている。そして、固体撮像装置14の
VDD端子には、同軸ケーブル43dが半田付けで接続さ
れ固定されている。また、固体撮像装置14のSUB端
子は、ジャンパー線46を介して、前記シールド部46
に接続されている。
【0034】また、固体撮像装置14のVout端子は、
図12に示すように、ICチッ42の入力端子に接続さ
れている。具体的な配線回りは、固体撮像装置14のV
out端子に一端が半田付けされたジャンパー線45、及
び基板本体15a′上に形成されたパターン44cを介
して、接続されている。ジャンパー線45は、基板本体
15a′のコンデンサ41が配置されていない面に沿っ
て、さらに基板本体15a′の切り欠き部を通り、その
他端が、前記パターン44cに半田付けされている。
【0035】前記ICチップ42は、増幅回路及び保護
回路が形成されており、ダイオードD1ないしD4、トラ
ンジスタQ1,Q2、及び抵抗器R1ないしR3等から構成
されている。尚、保護回路としてのダイオードD3及び
D4は、図12中のa点にもうけても良い。前記ICチ
ップ42の出力端子は、パターン44dを介して、及び
同軸ケーブル43fに接続されている。この同軸ケーブ
ル43fが、増幅された固体撮像装置14の映像信号を
電送するようになっている。
【0036】図9及び図10に示す構成のものでは、電
子部品の電極例えばコンデンサ41の電極を介して、端
子22(SUB,Vout)、及び信号線が、基板本体1
5a′の同一の部位、つまり同一パターン上において共
通に電気的に結合できる。このような構成をとらないも
のの場合には、基板本体15a′上に、端子22用の接
続端子のランド、信号線のランド、コンデンサのランド
のそれぞれを設けなければならず、回路基板はその分大
きくなる。これに対して、図9及び図10に示す構成の
ものでは、ランドは一つで済むので、実装密度が上が
り、回路基板を短くできるため、挿入部先端部の硬性部
の長さを短くできると共に、内視鏡挿入部を小型化でき
る。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、
なくとも固体撮像装置の端子、電子部品の電極、信号ケ
ーブルのうちの複数個を前記基板の導電パターンの同一
部位上に積み重ねて電気的に接続して映像ユニット部を
小型にして挿入部先端の硬質部を細径化するとともにそ
の長さも短くすることが可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1ないし図5は本発明の第1実施例に係り、
図1は内視鏡の挿入部先端部の組立てにおける第1の工
程終了後の状態を示す断面説明図
【図2】挿入部先端部の組立てにおける第2の工程終了
後の状態を示す断面説明図
【図3】挿入部先端部の組立てにおける第3の工程終了
後の状態を示す断面説明図
【図4】挿入部先端部の組立終了時の構成を示す断面説
明図
【図5】内視鏡の全体の構成を示す説明図
【図6】図6及び図7は本発明の第2実施例に係り、図
6は内視鏡の挿入部先端部の組立てにおける第2の工程
終了後の状態を示す断面説明図
【図7】挿入部先端部の組立てにおける第3の工程終了
後の状態を示す断面説明図
【図8】固体撮像装置の端子と回路基板との接続部の構
成の変形例を示す説明図
【図9】固体撮像装置の端子と回路基板と信号線との接
続部の構成の変形例を示す説明図
【図10】固体撮像装置の端子と回路基板と信号線との
接続部の構成の変形例を示す斜視図
【図11】コンデンサの斜視図
【図12】撮像ユニットの回路図
【符号の説明】
1…内視鏡 2…挿入部 3…先端部 12…映像ユニット 13…対物レンズ 14…固体撮像装置 15,16…回路基板 17,18…信号ケーブル 25…対物レンズ枠 31…先端部本体 31a…接続パイプ取付け部 31b…映像ユニット取付け部 32…接続パイプ 33…鉗子チャンネルチューブ 36…枠体 37…接着剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇津木 幹夫 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 高村 幸治 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 大明 義直 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 矢部 久雄 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−163315(JP,A) 特開 昭63−155016(JP,A) 特開 平3−280923(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 1/00 - 1/32 G02B 23/24

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも固体撮像装置、電子部品、信
    号ケーブル、基板を有する映像ユニットを先端部に備え
    た内視鏡において、前記少なくとも固体撮像装置の端
    子、電子部品の電極、信号ケーブルのうちの複数個を前
    記基板の導電パターンの同一部位上に積み重ねて電気的
    に接続したことを特徴とする内視鏡。
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