JP3811318B2 - 撮像装置及び撮像装置を備えた内視鏡 - Google Patents
撮像装置及び撮像装置を備えた内視鏡 Download PDFInfo
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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体像を撮像する撮像素子を有して上部及び下部消化管用、或いは腹腔鏡下外科手術用、または工業用として使用される内視鏡（電子内視鏡）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電荷結合素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を撮像手段に用いた電子内視鏡（以下、単に内視鏡という）が種々提案されている。
そして、この種の内視鏡は、画像伝送系にケーブルを用いているが、このケーブルは、細長な挿入部に挿通されると共に、その先端を固体撮像素子及びこの固体撮像素子に接続する回路基板に接続されるようになっている。
【０００３】
このような固体撮像素子を内蔵した内視鏡では、電気的に安全を確保するため、固体撮像素子及びこの固体撮像素子に接続する回路基板を備えた撮像部は外装金属部材に対して絶縁された構造となっている。また、固体撮像素子及び回路基板に接続される複数のケーブル類は、ＥＭＣ等の電波障害対策上の問題を解決するためにシールド構造になっている。
【０００４】
このような従来の内視鏡は、例えば特開昭６２−４０４１４号公報に記載されているように、複数のケーブルを内視鏡に組み込み、各ケーブルに内設した芯線の一端は内視鏡先端の固体撮像素子に接続された基板等に固定されると共に、各ケーブルの芯線をシールドしたシールド線はケーブル固定枠に半田固定されたものが提案されている。このケーブルのシールド線を半田固定したケーブル固定枠は、固体撮像素子を囲むシールドパイプに連結されていて、この構成によってケーブルのシールド線とシールドパイプとは電気的に導通する構成となっている。
しかしながら、固体撮像素子と各ケーブルの芯線との間から放射される有害な電磁ノイズをある程度低減できるものの、前記シールド線での遮蔽が不十分であった。
【０００５】
また、特開昭６３−６６９６４号公報に記載の内視鏡は、各芯線を束ねた束シールド線を組み込んだものが提案されている。この束シールド線は、該束シールド線を支持する束シールド線支持部材を介して、固体撮像素子を囲む円筒枠に固定されている。この構成によって、束シールド線と円筒枠とは電気的に導通する構成となっている。
しかしながら、固体撮像素子と各ケーブルの芯線との間から放射される有害な電磁ノイズをある程度低減できるものの、束シールド線の個々の芯線がばらつき、撮像信号等の電気信号に対するグランドが不安定となり、画像不良を起こす虞があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開昭６２−４０４１４号公報に記載の内視鏡では、固体撮像素子と各ケーブルの芯線との間から放射される電磁ノイズをある程度低減できるものの、シールド線での遮蔽が不十分であった。
一方、上記特開昭６３−６６９６４号公報に記載の内視鏡では、固体撮像素子と各ケーブルの信号線との間から放射される電磁ノイズをある程度低減できるものの、束シールド線の個々の信号線がばらつき、撮像信号等の電気信号に対するグランドが不安定となり、画像不良を起こす虞があった。
【０００７】
本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、有害な放射電磁ノイズを確実に低減すると共に、画像不良を起こさないように構成した撮像装置及び内視鏡（電子内視鏡）を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による撮像装置は、被写体像を撮像するための撮像素子と、前記撮像素子と電気的に接続するケーブルと、前記ケーブルの周囲を覆うように設けられ、銅線により縛られた第１のシールドと、前記第１のシールドを覆うように設けられ、銅線により縛られた第２のシールドと、前記撮像素子を収容するための空間を形成する金属で形成された枠体と、前記枠体に設けられた貫通穴と、前記貫通穴の内部に前記第１のシールドと前記第２のシールドとを等電位にまとめた部分を配置して固定すると共に、前記枠体と前記まとめた部分とを電気的に接合する導電接着剤と、を具備したことを特徴とする。
本発明による内視鏡は、被写体像を撮像するための撮像素子と、前記撮像素子と電気的に接続するケーブルと、前記ケーブルの周囲を覆うように設けられ、銅線により縛られた第１のシールドと、前記第１のシールドを覆うように設けられ、銅線により縛られた第２のシールドと、前記撮像素子を収容するための空間を形成する金属で形成された枠体と、前記枠体に設けられた貫通穴と、前記貫通穴の内部に前記第１のシールドと前記第２のシールドとを等電位にまとめた部分を配置して固定すると共に、前記枠体と前記まとめた部分とを電気的に接合する導電接着剤と、を備えた撮像装置を有することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
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ないし図４は本発明の実施の形態に係り、図１は内視鏡の外観を説明する外観図、図２は図１の内視鏡挿入部の先端部側を説明する断面図、図３は図２の多芯ケーブルの芯線の周りに設けた一次シールド及び二次シールドを示す説明図、図４は図２の湾曲部後端側に連接される可撓管部を説明する断面図である。
【００１０】
本実施の形態に用いる内視鏡１（電子内視鏡）は、後述する撮像部２を先端に内蔵した細長な挿入部３と、この挿入部３の基端側に連設され、側部から突設して図示しない光源装置やビデオロセッサが取り付けられるユニバーサルコード４を設けた把持部を兼ねる操作部５とで水密に構成されている。
【００１１】
前記挿入部３は、先端に設けられた先端硬質部６と、この先端硬質部６の基端側に設けられた湾曲自在の湾曲部７と、この湾曲部７の基端側に設けられた長尺で可撓性を有する可撓管部８とから構成されている。前記操作部５後方側には、湾曲操作レバー９が設けられており、この湾曲操作レバー９を回動操作することにより湾曲部７を湾曲することができるようになっている。また、前記操作部５後端側には、図示しない吸引装置を操作するための吸引釦や画像静止用としてのレリーズスイッチ等のスイッチ１０が配置されている。
【００１２】
次に、図２を用いてこの内視鏡挿入部３の先端側を説明する。
前記挿入部３は、前記したように先端側から先端硬質部６、湾曲部７、可撓管部８（図１参照）とから構成されている。
前記先端硬質部６は、硬性部材からなり、透孔が形成された略円柱状の先端枠１１と、この先端枠１１を覆う金属製の外枠１２とで形成されている。
【００１３】
この外枠１２の基端側には、湾曲部７の先端側に設けられた第一コマ１３がビス（図示せず）にて固定されている。この第一コマ１３の後部側には、リベット１４を介して湾曲コマ１５、１６が回動可能に連結されていて、これら湾曲コマ１５、１６は、連続して複数連結され、湾曲部７の基端部である最終コマ１７まで連結されている（図４参照）。この最終コマ１７の基端側には、前記可撓管部８の可撓性パイプ８ａが連接されている。
【００１４】
また、前記先端硬質部６の基端部には、湾曲部７に湾曲ゴム１８を被せるための基端側段付き部１９が形成されていて、この基端側段付き部１９から前記可撓性パイプ８ａに形成された先端側段付き部２１にかけて湾曲ゴム１８を被せて、この湾曲ゴム１８の両端を糸巻き及び接着して先端硬質部６、湾曲部７、可撓管部８を一体的に固定するようになっている。さらに、第一コマ１３の内周面には、湾曲操作用のステンレスワイヤ２２が接続されていて、このステンレスワイヤ２２を引っ張ることで湾曲部７が湾曲可能となっている。
【００１５】
前記先端枠１１の透孔には、先端側の照明レンズ２３ａを介して被写体を照明するための照明光を導光するライトガイドファイバ２３やこの照明光によって照明された被写体の光学像を取り込むための複数のレンズを有する対物レンズユニット２４等が設けられている。
この対物レンズユニット２４の後ろ側には、樹脂枠２５に嵌合固定されたフィールドレンズ２６及び赤外線カットフィルタ２７が設けられていて、この赤外線カットフィルタ２７の後ろ側に固体撮像素子として例えばＴＡＢ実装ＣＣＤ（以下、ＣＣＤ）３４のカバーガラス２８を透明接着剤にて固定した撮像部２を設けている。この撮像部２の後ろ側には、ケーブル接続部２９が設けられている。
【００１６】
前記樹脂枠２５は、撮像部２を囲む金属製のシールド枠３０の先端側と接着によって接合固定されていて、前記シールド枠３０はケーブル接続部２９を囲む金属製のケーブル固定枠３１の先端側と半田または導電接着剤にて固定されている。
また、金属製のシールド枠３０及びケーブル固定枠３１は、先端枠１１や先端枠１１を覆う金属製の外枠１２等の内視鏡外装から電気的に絶縁するために、熱収縮チューブ３２及び被覆３３にて被覆している。従って、内視鏡の外装とＣＣＤ３４に接続された金属部品やケーブルとは、樹脂枠２５と熱収縮チューブ３２及び被覆３３によって電気的に完全に絶縁されるようになっている。
【００１７】
前記撮像部２は、カバーガラス２８とこのカバーガラス２８に接合された撮像素子としてのＣＣＤ３４とから構成されていて、前記ＣＣＤ３４から導出されるＴＡＢリード３５は、前記ケーブル接続部２９中に形成されている後述の第一セラミック基板３６及び第二セラミック基板３７の外周に設けたランド（図示せず）に半田にて固定されている。さらにＴＡＢリード３５は、前記ＣＣＤ３４の外表面（金属）やＴＡＢリード３５の周りの金属製のシールド枠３０や金属製のケーブル固定枠３１から電気的に絶縁するために、半田付け部分以外のＴＡＢリード３５の外表面に絶縁体からなる接着剤３８を塗布している。
【００１８】
前記ケーブル接続部２９は、ＩＣ３９やコンデンサ４０等が実装されている第一セラミック基板３６と、コンデンサ４１や抵抗４２等が実装されていると共に、複数のスルーホール４３に多芯ケーブル４４に内設している各芯線４５を半田で固定している第二セラミック基板３７とから主に構成されている。
前記第一セラミック基板３６では、コンデンサ４０と前記ＣＣＤ３４とを絶縁体からなる接着剤４６によって両者の電的絶縁を確保すると共に、固定している。尚、スルーホール４３に固定された芯線４５の根元部分には、内視鏡の湾曲操作時にかかるストレスによる断線を防止するため、接着剤にて保護している。また、芯線４５の外側には、チューブ状の絶縁体４７を設けている。さらに撮像部２とケーブル接続部２９との間を確実に固定するため、貫通穴４８に絶縁体からなる接着剤を流し込んで硬化させることにより、内視鏡の湾曲操作に対する曲げ耐性を非常に向上するようにしている。
【００１９】
本実施の形態では、前記撮像部２からの撮像信号等の電気信号を伝送する多芯ケーブル４４の各芯線４５の周りに一次シールド及び二次シールドを設けることにより、芯線４５によって伝送される撮像信号等の電気信号を二重にシールドし、さらに一次シールド及び二次シールドと前記シールド枠３０及びケーブル固定枠３１とを等電位化することにより、電気信号に対するグランドを安定させる構成としている。
【００２０】
次に、図３を用いて、多芯ケーブル４４の芯線４５の周りに設けた一次シールド及び二次シールドを説明する。
前記多芯ケーブル４４の芯線４５の外側には、前記したようにチューブ状の絶縁体４７が設けられていて、この絶縁体４７の外側に例えば、素線径０．０５ｍｍ程度の錫メッキ銅線が編組された一次シールド５１を設け、各一次シールド５１の外側に絶縁チューブ５２を設けている。さらに全ての絶縁チューブ５２を囲むように例えば、素線径０．０８ｍｍ程度の錫メッキ銅線が編組された２次シールド５３を設けている。また、２次シールド５３の外側には、該２次シールド５３と２次シールド５３の周りの導電体とを絶縁するために、前記被覆３３を設けている。
【００２１】
そして、全ての一次シールド５１を銅線５４にて縛り、且つこの銅線５４と一次シールド５１を半田によって接合して等電位化する。さらに、一次シールド５１に２次シールド５３を被せて２次シールド５３の外側に銅線５５を巻いて締め付ける。このようにしてまとめた２次シールド５３をケーブル固定枠３１の貫通穴４８に挿入し、ケーブル固定枠３１の側面に形成した切り欠き穴５６部分の内側に２次シールド５３を配置し、この切り欠き穴５６から導電接着剤５７を流し込んで硬化させて、一次シールド５１、２次シールド５３及びケーブル固定枠３１を固定及び等電位化する。
これにより、一次シールド５１、２次シールド５３、ケーブル固定枠３１、シールド枠３０を等電位化することで各芯線４５は、二重に電磁シールドされて有害な放射電磁ノイズを確実に低減するようになる。
【００２２】
また、一次シールド５１、２次シールド５３、ケーブル固定枠３１を半田、銅線５４、５５、導電接着剤５７によって固定しているので、この固定部の強度が非常に強く、湾曲部７が極度に曲がってもこの固定部よりも先端側にストレスがかからないためコンデンサ４１の断面を引き起こすことが無い。さらに、一次シールド５１、２次シールド５３が銅線だけによって固定されている場合と比べ、強度的な面のみならず画質も安定する。すなわち、一次シールド５１と２次シールド５３が銅線だけで固定されている場合、湾曲操作によって一次シールド５１と２次シールド５３の接触状態が変化して電気的なインピーダンスが変化するために画質が安定しないが、本実施の形態では、一次シールド５１、２次シールド５３は確実に固定されているため、一次シールド５１と２次シールド５３との接触状態は変化しないので常に画質が安定している状態となる。
【００２３】
このように構成した先端硬質部６の外枠１２の基端側には、前記したように第一コマ１３が固定されていて、その第一コマ１３から続いて湾曲コマ１５、１６が連続して複数連結され、最終コマ１７に至る湾曲部７が設けられている。この湾曲部７の基端側には、図４に示すように、可撓管部８の可撓性パイプ８ａを連接している。
【００２４】
従来の内視鏡では、この湾曲部７と可撓管部８との接続は、接着剤や半田付け等によって固定されていたが、この湾曲部７と可撓管部８との接続強度をさらに大きくするために、本実施の形態では、この湾曲部７と可撓管部８とをネジ部によるネジ固定とし、さらにこのネジ部に接着剤を用いて接着固定する構成としている。以下、この湾曲部７と可撓管部８との接続について説明する。
前記最終コマ１７の基端側には、プレス加工にて内周面に向けて曲げた舌片部６１を設け、最終コマ１７の内側に嵌合する接続管６２に設けた穴６３内に舌片部６１を落とし込んで湾曲部７と接続管６２の回転防止としている。また湾曲部７と接続管６２との固定は、舌片部６１及び穴６３以外の部分に塗布した接着剤によって行っている。前記接続管６２の基端側は、前記可撓性パイプ８ａに接続されている。これら接続管６２と可撓性パイプ８ａは、ネジ部６４にて螺合すると共に、このネジ部６４に接着剤を塗布・硬化させて外れ防止としている。尚、ネジ部６４を接続管６２の先端側に設けて最終コマ１７と螺合させ、舌片部６１及び穴６３を接続管６２の基端側に設けるようにしてもよい。前記接続管６２におけるネジ部６４、舌片部６１、穴６３の位置関係は、前記のいずれの方法でも湾曲部７と可撓性パイプ８ａとの間の接続強度を著しく向上することができる。
【００２５】
上記のように構成した先端硬質部６、湾曲部７、可撓管部８は、前記したように、先端硬質部６の基端側段付き部１９から可撓性パイプ８ａの先端側段付き部２１にかけて湾曲ゴム１８を被せ、湾曲ゴム１８の両端を糸巻き及び接着して一体的に固定するようになっている。
【００２６】
尚、本実施の形態の内視鏡１は、上部・下部消化管用あるいは工業用に用いられる内視鏡として、湾曲部７の基端側に連結される部材として可撓性パイプ８ａを用いる可撓管部８を備えた軟性内視鏡として説明したが、湾曲部７の基端側に連結される部材として可撓性パイプ８ａの代わりに硬性パイプを用いる硬性部を備えた硬性内視鏡として腹腔用に用いても良い。
【００２７】
また、本実施の形態では、被写体像を撮像するＣＣＤ３４（撮像素子）と、このＣＣＤ３４に接続する第一セラミック基板３６、第二セラミック基板３７と、第二セラミック基板３７に接続する多芯ケーブル４４とを有し、前記ＣＣＤ３４の周りに導電体で形成するシールド枠３０及びケーブル固定枠３１を配置した内視鏡において、前記多芯ケーブル４４に内設する芯線４５の周りに、一次シールド５１及び二次シールド５３を設け、これら一次シールド５１と二次シールド５３及び前記シールド枠３０とケーブル固定枠３１とを等電位化することによって、有害な放射電磁ノイズを確実に低減すると共に、画像不良を起こさないように内視鏡（電子内視鏡）１を構成しているが、本発明はこれに限定されず、被写体像を撮像する撮像素子と、この撮像素子に接続する回路基板と、この回路基板に接続するケーブルとを有し、前記撮像素子の周りに導電体で形成する枠を配置した撮像装置を有する電子機器であれば何であれ適用しても構わない。
【００２８】
［付記］
（付記項１） 被写体像を撮像する撮像素子と、この撮像素子に接続する回路基板と、この回路基板に接続するケーブルとを有し、前記撮像素子の周りに導電体で形成する枠を配置した内視鏡において、
前記ケーブルに内設する芯線の周りに、一次シールド及び二次シールドを設け、これら一次シールドと二次シールド及び前記枠とを等電位化したことを特徴とする内視鏡。
【００２９】
（付記項２） 前記一次シールドは、前記芯線の外側に設け、前記二次シールドは前記一次シールドをまとめた外側に設けたことを特徴とする付記項１に記載のの内視鏡。
【００３０】
（付記項３） 前記一次シールドと前記二次シールドとの間に絶縁体を設けたことを特徴とする付記項１または２に記載の内視鏡。
【００３１】
（付記項４） 湾曲部を備えた細長な挿入部を有する内視鏡において、
前記湾曲部と、この湾曲部の基端側に連設する部材とにネジ部を設けてネジ固定し、さらにこのネジ部に接着剤を用いて接着固定することを特徴とする内視鏡。
【００３２】
（付記項５） 被写体像を撮像する撮像素子と、この撮像素子に接続する回路基板と、この回路基板に接続するケーブルとを有し、前記撮像素子の周りに導電体で形成する枠を配置した電子機器において、
前記ケーブルに内設する芯線の周りに、一次シールド及び二次シールドを設け、これら一次シールドと二次シールド及び前記枠とを等電位化したことを特徴とする電子機器。
【００３３】
（付記項６） 前記一次シールドは、前記芯線の外側に設け、前記二次シールドは前記一次シールドをまとめた外側に設けたことを特徴とする付記項５に記載のの電子機器。
【００３４】
（付記項７） 前記一次シールドと前記二次シールドとの間に絶縁体を設けたことを特徴とする付記項５または６に記載の電子機器。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、有害な放射電磁ノイズを確実に低減すると共に、画像不良を起こさないように構成した撮像装置及び内視鏡（電子内視鏡）を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１ないし図４は本発明の実施の形態に係り、図１は内視鏡の外観を説明する外観図。
【図２】図１における内視鏡挿入部の先端部側を説明する断面図。
【図３】図２における多芯ケーブルの芯線の周りに設けた一次シールド及び二次シールドを示す説明図。
【図４】図２における湾曲部後端側に連接される可撓管部を説明する断面図。
【符号の説明】
１ …内視鏡（電子内視鏡）
２ …撮像部２
３ …挿入部
６ …先端硬質部
７ …湾曲部
８ …可撓管部
２９ …ケーブル接続部
３０ …シールド枠
３１ …ケーブル固定枠
３３ …被覆
３４ …ＣＣＤ（ＴＡＢ実装ＣＣＤ）
４４ …多芯ケーブル
４５ …芯線
４７ …絶縁体
５１ …一次シールド
５２ …絶縁チューブ
５３ …二次シールド
５４，５５…銅線
５７ …導電接着剤
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体像を撮像する撮像素子を有して上部及び下部消化管用、或いは腹腔鏡下外科手術用、または工業用として使用される内視鏡（電子内視鏡）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電荷結合素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を撮像手段に用いた電子内視鏡（以下、単に内視鏡という）が種々提案されている。
そして、この種の内視鏡は、画像伝送系にケーブルを用いているが、このケーブルは、細長な挿入部に挿通されると共に、その先端を固体撮像素子及びこの固体撮像素子に接続する回路基板に接続されるようになっている。
【０００３】
このような固体撮像素子を内蔵した内視鏡では、電気的に安全を確保するため、固体撮像素子及びこの固体撮像素子に接続する回路基板を備えた撮像部は外装金属部材に対して絶縁された構造となっている。また、固体撮像素子及び回路基板に接続される複数のケーブル類は、ＥＭＣ等の電波障害対策上の問題を解決するためにシールド構造になっている。
【０００４】
このような従来の内視鏡は、例えば特開昭６２−４０４１４号公報に記載されているように、複数のケーブルを内視鏡に組み込み、各ケーブルに内設した芯線の一端は内視鏡先端の固体撮像素子に接続された基板等に固定されると共に、各ケーブルの芯線をシールドしたシールド線はケーブル固定枠に半田固定されたものが提案されている。このケーブルのシールド線を半田固定したケーブル固定枠は、固体撮像素子を囲むシールドパイプに連結されていて、この構成によってケーブルのシールド線とシールドパイプとは電気的に導通する構成となっている。
しかしながら、固体撮像素子と各ケーブルの芯線との間から放射される有害な電磁ノイズをある程度低減できるものの、前記シールド線での遮蔽が不十分であった。
【０００５】
また、特開昭６３−６６９６４号公報に記載の内視鏡は、各芯線を束ねた束シールド線を組み込んだものが提案されている。この束シールド線は、該束シールド線を支持する束シールド線支持部材を介して、固体撮像素子を囲む円筒枠に固定されている。この構成によって、束シールド線と円筒枠とは電気的に導通する構成となっている。
しかしながら、固体撮像素子と各ケーブルの芯線との間から放射される有害な電磁ノイズをある程度低減できるものの、束シールド線の個々の芯線がばらつき、撮像信号等の電気信号に対するグランドが不安定となり、画像不良を起こす虞があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開昭６２−４０４１４号公報に記載の内視鏡では、固体撮像素子と各ケーブルの芯線との間から放射される電磁ノイズをある程度低減できるものの、シールド線での遮蔽が不十分であった。
一方、上記特開昭６３−６６９６４号公報に記載の内視鏡では、固体撮像素子と各ケーブルの信号線との間から放射される電磁ノイズをある程度低減できるものの、束シールド線の個々の信号線がばらつき、撮像信号等の電気信号に対するグランドが不安定となり、画像不良を起こす虞があった。
【０００７】
本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、有害な放射電磁ノイズを確実に低減すると共に、画像不良を起こさないように構成した撮像装置及び内視鏡（電子内視鏡）を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による撮像装置は、被写体像を撮像するための撮像素子と、前記撮像素子と電気的に接続するケーブルと、前記ケーブルの周囲を覆うように設けられ、銅線により縛られた第１のシールドと、前記第１のシールドを覆うように設けられ、銅線により縛られた第２のシールドと、前記撮像素子を収容するための空間を形成する金属で形成された枠体と、前記枠体に設けられた貫通穴と、前記貫通穴の内部に前記第１のシールドと前記第２のシールドとを等電位にまとめた部分を配置して固定すると共に、前記枠体と前記まとめた部分とを電気的に接合する導電接着剤と、を具備したことを特徴とする。
本発明による内視鏡は、被写体像を撮像するための撮像素子と、前記撮像素子と電気的に接続するケーブルと、前記ケーブルの周囲を覆うように設けられ、銅線により縛られた第１のシールドと、前記第１のシールドを覆うように設けられ、銅線により縛られた第２のシールドと、前記撮像素子を収容するための空間を形成する金属で形成された枠体と、前記枠体に設けられた貫通穴と、前記貫通穴の内部に前記第１のシールドと前記第２のシールドとを等電位にまとめた部分を配置して固定すると共に、前記枠体と前記まとめた部分とを電気的に接合する導電接着剤と、を備えた撮像装置を有することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
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ないし図４は本発明の実施の形態に係り、図１は内視鏡の外観を説明する外観図、図２は図１の内視鏡挿入部の先端部側を説明する断面図、図３は図２の多芯ケーブルの芯線の周りに設けた一次シールド及び二次シールドを示す説明図、図４は図２の湾曲部後端側に連接される可撓管部を説明する断面図である。
【００１０】
本実施の形態に用いる内視鏡１（電子内視鏡）は、後述する撮像部２を先端に内蔵した細長な挿入部３と、この挿入部３の基端側に連設され、側部から突設して図示しない光源装置やビデオロセッサが取り付けられるユニバーサルコード４を設けた把持部を兼ねる操作部５とで水密に構成されている。
【００１１】
前記挿入部３は、先端に設けられた先端硬質部６と、この先端硬質部６の基端側に設けられた湾曲自在の湾曲部７と、この湾曲部７の基端側に設けられた長尺で可撓性を有する可撓管部８とから構成されている。前記操作部５後方側には、湾曲操作レバー９が設けられており、この湾曲操作レバー９を回動操作することにより湾曲部７を湾曲することができるようになっている。また、前記操作部５後端側には、図示しない吸引装置を操作するための吸引釦や画像静止用としてのレリーズスイッチ等のスイッチ１０が配置されている。
【００１２】
次に、図２を用いてこの内視鏡挿入部３の先端側を説明する。
前記挿入部３は、前記したように先端側から先端硬質部６、湾曲部７、可撓管部８（図１参照）とから構成されている。
前記先端硬質部６は、硬性部材からなり、透孔が形成された略円柱状の先端枠１１と、この先端枠１１を覆う金属製の外枠１２とで形成されている。
【００１３】
この外枠１２の基端側には、湾曲部７の先端側に設けられた第一コマ１３がビス（図示せず）にて固定されている。この第一コマ１３の後部側には、リベット１４を介して湾曲コマ１５、１６が回動可能に連結されていて、これら湾曲コマ１５、１６は、連続して複数連結され、湾曲部７の基端部である最終コマ１７まで連結されている（図４参照）。この最終コマ１７の基端側には、前記可撓管部８の可撓性パイプ８ａが連接されている。
【００１４】
また、前記先端硬質部６の基端部には、湾曲部７に湾曲ゴム１８を被せるための基端側段付き部１９が形成されていて、この基端側段付き部１９から前記可撓性パイプ８ａに形成された先端側段付き部２１にかけて湾曲ゴム１８を被せて、この湾曲ゴム１８の両端を糸巻き及び接着して先端硬質部６、湾曲部７、可撓管部８を一体的に固定するようになっている。さらに、第一コマ１３の内周面には、湾曲操作用のステンレスワイヤ２２が接続されていて、このステンレスワイヤ２２を引っ張ることで湾曲部７が湾曲可能となっている。
【００１５】
前記先端枠１１の透孔には、先端側の照明レンズ２３ａを介して被写体を照明するための照明光を導光するライトガイドファイバ２３やこの照明光によって照明された被写体の光学像を取り込むための複数のレンズを有する対物レンズユニット２４等が設けられている。
この対物レンズユニット２４の後ろ側には、樹脂枠２５に嵌合固定されたフィールドレンズ２６及び赤外線カットフィルタ２７が設けられていて、この赤外線カットフィルタ２７の後ろ側に固体撮像素子として例えばＴＡＢ実装ＣＣＤ（以下、ＣＣＤ）３４のカバーガラス２８を透明接着剤にて固定した撮像部２を設けている。この撮像部２の後ろ側には、ケーブル接続部２９が設けられている。
【００１６】
前記樹脂枠２５は、撮像部２を囲む金属製のシールド枠３０の先端側と接着によって接合固定されていて、前記シールド枠３０はケーブル接続部２９を囲む金属製のケーブル固定枠３１の先端側と半田または導電接着剤にて固定されている。
また、金属製のシールド枠３０及びケーブル固定枠３１は、先端枠１１や先端枠１１を覆う金属製の外枠１２等の内視鏡外装から電気的に絶縁するために、熱収縮チューブ３２及び被覆３３にて被覆している。従って、内視鏡の外装とＣＣＤ３４に接続された金属部品やケーブルとは、樹脂枠２５と熱収縮チューブ３２及び被覆３３によって電気的に完全に絶縁されるようになっている。
【００１７】
前記撮像部２は、カバーガラス２８とこのカバーガラス２８に接合された撮像素子としてのＣＣＤ３４とから構成されていて、前記ＣＣＤ３４から導出されるＴＡＢリード３５は、前記ケーブル接続部２９中に形成されている後述の第一セラミック基板３６及び第二セラミック基板３７の外周に設けたランド（図示せず）に半田にて固定されている。さらにＴＡＢリード３５は、前記ＣＣＤ３４の外表面（金属）やＴＡＢリード３５の周りの金属製のシールド枠３０や金属製のケーブル固定枠３１から電気的に絶縁するために、半田付け部分以外のＴＡＢリード３５の外表面に絶縁体からなる接着剤３８を塗布している。
【００１８】
前記ケーブル接続部２９は、ＩＣ３９やコンデンサ４０等が実装されている第一セラミック基板３６と、コンデンサ４１や抵抗４２等が実装されていると共に、複数のスルーホール４３に多芯ケーブル４４に内設している各芯線４５を半田で固定している第二セラミック基板３７とから主に構成されている。
前記第一セラミック基板３６では、コンデンサ４０と前記ＣＣＤ３４とを絶縁体からなる接着剤４６によって両者の電的絶縁を確保すると共に、固定している。尚、スルーホール４３に固定された芯線４５の根元部分には、内視鏡の湾曲操作時にかかるストレスによる断線を防止するため、接着剤にて保護している。また、芯線４５の外側には、チューブ状の絶縁体４７を設けている。さらに撮像部２とケーブル接続部２９との間を確実に固定するため、貫通穴４８に絶縁体からなる接着剤を流し込んで硬化させることにより、内視鏡の湾曲操作に対する曲げ耐性を非常に向上するようにしている。
【００１９】
本実施の形態では、前記撮像部２からの撮像信号等の電気信号を伝送する多芯ケーブル４４の各芯線４５の周りに一次シールド及び二次シールドを設けることにより、芯線４５によって伝送される撮像信号等の電気信号を二重にシールドし、さらに一次シールド及び二次シールドと前記シールド枠３０及びケーブル固定枠３１とを等電位化することにより、電気信号に対するグランドを安定させる構成としている。
【００２０】
次に、図３を用いて、多芯ケーブル４４の芯線４５の周りに設けた一次シールド及び二次シールドを説明する。
前記多芯ケーブル４４の芯線４５の外側には、前記したようにチューブ状の絶縁体４７が設けられていて、この絶縁体４７の外側に例えば、素線径０．０５ｍｍ程度の錫メッキ銅線が編組された一次シールド５１を設け、各一次シールド５１の外側に絶縁チューブ５２を設けている。さらに全ての絶縁チューブ５２を囲むように例えば、素線径０．０８ｍｍ程度の錫メッキ銅線が編組された２次シールド５３を設けている。また、２次シールド５３の外側には、該２次シールド５３と２次シールド５３の周りの導電体とを絶縁するために、前記被覆３３を設けている。
【００２１】
そして、全ての一次シールド５１を銅線５４にて縛り、且つこの銅線５４と一次シールド５１を半田によって接合して等電位化する。さらに、一次シールド５１に２次シールド５３を被せて２次シールド５３の外側に銅線５５を巻いて締め付ける。このようにしてまとめた２次シールド５３をケーブル固定枠３１の貫通穴４８に挿入し、ケーブル固定枠３１の側面に形成した切り欠き穴５６部分の内側に２次シールド５３を配置し、この切り欠き穴５６から導電接着剤５７を流し込んで硬化させて、一次シールド５１、２次シールド５３及びケーブル固定枠３１を固定及び等電位化する。
これにより、一次シールド５１、２次シールド５３、ケーブル固定枠３１、シールド枠３０を等電位化することで各芯線４５は、二重に電磁シールドされて有害な放射電磁ノイズを確実に低減するようになる。
【００２２】
また、一次シールド５１、２次シールド５３、ケーブル固定枠３１を半田、銅線５４、５５、導電接着剤５７によって固定しているので、この固定部の強度が非常に強く、湾曲部７が極度に曲がってもこの固定部よりも先端側にストレスがかからないためコンデンサ４１の断面を引き起こすことが無い。さらに、一次シールド５１、２次シールド５３が銅線だけによって固定されている場合と比べ、強度的な面のみならず画質も安定する。すなわち、一次シールド５１と２次シールド５３が銅線だけで固定されている場合、湾曲操作によって一次シールド５１と２次シールド５３の接触状態が変化して電気的なインピーダンスが変化するために画質が安定しないが、本実施の形態では、一次シールド５１、２次シールド５３は確実に固定されているため、一次シールド５１と２次シールド５３との接触状態は変化しないので常に画質が安定している状態となる。
【００２３】
このように構成した先端硬質部６の外枠１２の基端側には、前記したように第一コマ１３が固定されていて、その第一コマ１３から続いて湾曲コマ１５、１６が連続して複数連結され、最終コマ１７に至る湾曲部７が設けられている。この湾曲部７の基端側には、図４に示すように、可撓管部８の可撓性パイプ８ａを連接している。
【００２４】
従来の内視鏡では、この湾曲部７と可撓管部８との接続は、接着剤や半田付け等によって固定されていたが、この湾曲部７と可撓管部８との接続強度をさらに大きくするために、本実施の形態では、この湾曲部７と可撓管部８とをネジ部によるネジ固定とし、さらにこのネジ部に接着剤を用いて接着固定する構成としている。以下、この湾曲部７と可撓管部８との接続について説明する。
前記最終コマ１７の基端側には、プレス加工にて内周面に向けて曲げた舌片部６１を設け、最終コマ１７の内側に嵌合する接続管６２に設けた穴６３内に舌片部６１を落とし込んで湾曲部７と接続管６２の回転防止としている。また湾曲部７と接続管６２との固定は、舌片部６１及び穴６３以外の部分に塗布した接着剤によって行っている。前記接続管６２の基端側は、前記可撓性パイプ８ａに接続されている。これら接続管６２と可撓性パイプ８ａは、ネジ部６４にて螺合すると共に、このネジ部６４に接着剤を塗布・硬化させて外れ防止としている。尚、ネジ部６４を接続管６２の先端側に設けて最終コマ１７と螺合させ、舌片部６１及び穴６３を接続管６２の基端側に設けるようにしてもよい。前記接続管６２におけるネジ部６４、舌片部６１、穴６３の位置関係は、前記のいずれの方法でも湾曲部７と可撓性パイプ８ａとの間の接続強度を著しく向上することができる。
【００２５】
上記のように構成した先端硬質部６、湾曲部７、可撓管部８は、前記したように、先端硬質部６の基端側段付き部１９から可撓性パイプ８ａの先端側段付き部２１にかけて湾曲ゴム１８を被せ、湾曲ゴム１８の両端を糸巻き及び接着して一体的に固定するようになっている。
【００２６】
尚、本実施の形態の内視鏡１は、上部・下部消化管用あるいは工業用に用いられる内視鏡として、湾曲部７の基端側に連結される部材として可撓性パイプ８ａを用いる可撓管部８を備えた軟性内視鏡として説明したが、湾曲部７の基端側に連結される部材として可撓性パイプ８ａの代わりに硬性パイプを用いる硬性部を備えた硬性内視鏡として腹腔用に用いても良い。
【００２７】
また、本実施の形態では、被写体像を撮像するＣＣＤ３４（撮像素子）と、このＣＣＤ３４に接続する第一セラミック基板３６、第二セラミック基板３７と、第二セラミック基板３７に接続する多芯ケーブル４４とを有し、前記ＣＣＤ３４の周りに導電体で形成するシールド枠３０及びケーブル固定枠３１を配置した内視鏡において、前記多芯ケーブル４４に内設する芯線４５の周りに、一次シールド５１及び二次シールド５３を設け、これら一次シールド５１と二次シールド５３及び前記シールド枠３０とケーブル固定枠３１とを等電位化することによって、有害な放射電磁ノイズを確実に低減すると共に、画像不良を起こさないように内視鏡（電子内視鏡）１を構成しているが、本発明はこれに限定されず、被写体像を撮像する撮像素子と、この撮像素子に接続する回路基板と、この回路基板に接続するケーブルとを有し、前記撮像素子の周りに導電体で形成する枠を配置した撮像装置を有する電子機器であれば何であれ適用しても構わない。
【００２８】
［付記］
（付記項１） 被写体像を撮像する撮像素子と、この撮像素子に接続する回路基板と、この回路基板に接続するケーブルとを有し、前記撮像素子の周りに導電体で形成する枠を配置した内視鏡において、
前記ケーブルに内設する芯線の周りに、一次シールド及び二次シールドを設け、これら一次シールドと二次シールド及び前記枠とを等電位化したことを特徴とする内視鏡。
【００２９】
（付記項２） 前記一次シールドは、前記芯線の外側に設け、前記二次シールドは前記一次シールドをまとめた外側に設けたことを特徴とする付記項１に記載のの内視鏡。
【００３０】
（付記項３） 前記一次シールドと前記二次シールドとの間に絶縁体を設けたことを特徴とする付記項１または２に記載の内視鏡。
【００３１】
（付記項４） 湾曲部を備えた細長な挿入部を有する内視鏡において、
前記湾曲部と、この湾曲部の基端側に連設する部材とにネジ部を設けてネジ固定し、さらにこのネジ部に接着剤を用いて接着固定することを特徴とする内視鏡。
【００３２】
（付記項５） 被写体像を撮像する撮像素子と、この撮像素子に接続する回路基板と、この回路基板に接続するケーブルとを有し、前記撮像素子の周りに導電体で形成する枠を配置した電子機器において、
前記ケーブルに内設する芯線の周りに、一次シールド及び二次シールドを設け、これら一次シールドと二次シールド及び前記枠とを等電位化したことを特徴とする電子機器。
【００３３】
（付記項６） 前記一次シールドは、前記芯線の外側に設け、前記二次シールドは前記一次シールドをまとめた外側に設けたことを特徴とする付記項５に記載のの電子機器。
【００３４】
（付記項７） 前記一次シールドと前記二次シールドとの間に絶縁体を設けたことを特徴とする付記項５または６に記載の電子機器。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、有害な放射電磁ノイズを確実に低減すると共に、画像不良を起こさないように構成した撮像装置及び内視鏡（電子内視鏡）を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１ないし図４は本発明の実施の形態に係り、図１は内視鏡の外観を説明する外観図。
【図２】図１における内視鏡挿入部の先端部側を説明する断面図。
【図３】図２における多芯ケーブルの芯線の周りに設けた一次シールド及び二次シールドを示す説明図。
【図４】図２における湾曲部後端側に連接される可撓管部を説明する断面図。
【符号の説明】
１ …内視鏡（電子内視鏡）
２ …撮像部２
３ …挿入部
６ …先端硬質部
７ …湾曲部
８ …可撓管部
２９ …ケーブル接続部
３０ …シールド枠
３１ …ケーブル固定枠
３３ …被覆
３４ …ＣＣＤ（ＴＡＢ実装ＣＣＤ）
４４ …多芯ケーブル
４５ …芯線
４７ …絶縁体
５１ …一次シールド
５２ …絶縁チューブ
５３ …二次シールド
５４，５５…銅線
５７ …導電接着剤
Claims (2)
- 被写体像を撮像するための撮像素子と、
前記撮像素子と電気的に接続するケーブルと、
前記ケーブルの周囲を覆うように設けられ、銅線により縛られた第１のシールドと、
前記第１のシールドを覆うように設けられ、銅線により縛られた第２のシールドと、
前記撮像素子を収容するための空間を形成する金属で形成された枠体と、
前記枠体に設けられた貫通穴と、
前記貫通穴の内部に前記第１のシールドと前記第２のシールドとを等電位にまとめた部分を配置して固定すると共に、前記枠体と前記まとめた部分とを電気的に接合する導電接着剤と、
を具備したことを特徴とする撮像装置。 - 被写体像を撮像するための撮像素子と、
前記撮像素子と電気的に接続するケーブルと、
前記ケーブルの周囲を覆うように設けられ、銅線により縛られた第１のシールドと、
前記第１のシールドを覆うように設けられ、銅線により縛られた第２のシールドと、
前記撮像素子を収容するための空間を形成する金属で形成された枠体と、
前記枠体に設けられた貫通穴と、
前記貫通穴の内部に前記第１のシールドと前記第２のシールドとを等電位にまとめた部分を配置して固定すると共に、前記枠体と前記まとめた部分とを電気的に接合する導電接着剤と、
を備えた撮像装置を有することを特徴とする内視鏡。
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