JP4147082B2 - 電子内視鏡 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は挿入部先端部内に撮像素子を有する電子内視鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子内視鏡はプロセッサに接続されていない時には電気的に浮いた状態になり接地(GND)となる部分がない。また、電子内視鏡の電気コネクタ部の接点ピンは露出した状態になることが多い。そのため、電子内視鏡が単体の状態で誤って接点ピンに手等を触れることがあれば、電子内視鏡の撮像素子が静電破壊してしまうおそれがあった。
【0003】
このことに対応して、電子内視鏡として、撮像素子内に保護回路を設置することにより静電気耐性は向上させるものがある(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特公平6−104102号公報(第2−4頁、図1−12)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の撮像素子内に保護回路を設置した電子内視鏡では、保護回路により撮像素子が大型化してしまうという問題がある。
【0006】
また、通常の保護回路ではGND側にサージ電圧を逃がす構造になっているが、負電圧(Low)を含む2値または3値パルス(High、Middle、Low)で駆動するような場合、この保護回路では負電圧が加わると基板側から電流の流入が起きてしまう。そのため、Lowレベルよりも低い負電源を新たに確保しなければならなかった。
【0007】
これはつまり、接続されるプロセッサ側の変更を要求されるということであり、システムの互換性が失われるという問題が発生する。
【0008】
また、特公平6−104102号公報にはVクロックとGND間にツェナーダイオードを設置する構成が示されているが、この構成によるとVクロック端子にかかる静電気はそのままGND側へ流されるだけである。スコープ単体では本来の意味でのGNDがないので、このGND容量が十分確保されていなければ、撮像素子内で他の端子へ予期せぬ過大な負荷がかかるおそれがあった。
【0009】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、挿入部の細径化を損なうことなく、かつ、システムの互換性を確保した状態で静電気耐性を向上させることができる電子内視鏡を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため請求項1に記載の電子内視鏡は、挿入部の先端部内に撮像素子を有し、この撮像素子に電気的に接続した複数の信号線を有する信号ケーブルを操作部及びユニバーサルコード部内に挿通させ、前記信号ケーブルを電気コネクタ部で外部接点部に接続した電子内視鏡において、前記信号ケーブルの複数の信号線の内、負電圧を含む撮像素子駆動パルスを伝送する信号線をコンデンサを介して前記撮像素子の接地端子に接続したことを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
図1乃至図3は本発明の第1の実施の形態に係り、図1は固体撮像素子とビデオプロセッサの電気的接続状態を説明するブロック図、図2で電気コネクタ部の構成を示す平面図、図3は電子内視鏡の全体構成を示す説明図である。
【0012】
(構成)
まず、図3を用いて電子内視鏡1の全体構成を示す。
図3に示すように、電子内視鏡1は、挿入部2、操作部3、ユニバーサルコード部4及びスコープコネクタ部5を連接して構成している。
【0013】
挿入部2の先端部の内部には固体撮像素子10を配置している。
スコープコネクタ部5には、電気コネクタ部6とライトガイドコネクタ部7が設けられている。
【0014】
電気コネクタ部6は、接続コード21のスコープ側コネクタ22が着脱自在となるように形成している。接続コード21のプロセッサ側コネクタ23は、ビデオプロセッサ24に接続している。
【0015】
一方、固体撮像素子10には信号ケーブル11の一端が電気的に接続されている。信号ケーブル11は、挿入部2から操作部3、ユニバーサルコード部4内を経由して、スコープコネクタ部5の電気コネクタ部6内の端子に他端が接続されている。
【0016】
電気コネクタ部6は、スコープ側コネクタ22を接続することによって、接続コード21を介して外部機器のビデオプロセッサ24と電気的に接続される。
【0017】
ライトガイドコネクタ部7は、光源装置25に光学的に接続される。
光源装置25は、ライトガイドコネクタ部7に照明光を導く。
次に、図1を用いて固体撮像素子10とビデオプロセッサ24の電気的接続状態を説明する。
【0018】
図1に示すように、信号ケーブル11は垂直駆動系信号(φV1〜φV4)、水平駆動系信号(φH1、φH2、φR)、ビデオ出力信号(Vout)、電源(VDD)、接地(GND)の10本の信号線からなる複合ケーブルである。
【0019】
VDD、GNDの信号線はそれぞれ電線31,32、その他の8本の信号線は同軸線33,34…40を使用している。
【0020】
垂直駆動系信号φV1,φV3は負電圧(Low)を含む3値パルス(High、Middle、Low)の信号である。垂直駆動系信号φV2,φV4は負電圧(Low)を含む2値パルス(Middle、Low)の信号である。
【0021】
水平駆動系信号(φH1、φH2、φR)は負電圧を含まない2値パルス(High、Middle)の信号である。
【0022】
固体撮像素子10のVDD、GND用端子はそれぞれ電線31,32を介してビデオプロセッサ24のVDD、GND用端子に接続される。
【0023】
固体撮像素子10の垂直駆動系信号(φV1〜φV4)、水平駆動系信号(φH1、φH2、φR)、ビデオ出力信号(Vout)用の端子は、それぞれ同軸線33,34…40の芯線を介してビデオプロセッサ24の垂直駆動系信号(φV1〜φV4)、水平駆動系信号(φH1、φH2、φR)、ビデオ出力信号(Vout)用の端子に接続される。
【0024】
また、固体撮像素子10の近傍において、全ての同軸線33,34…40の外部導体(シールド線)は一括してGNDの電線32に接続されている。
【0025】
電気コネクタ部6内において垂直駆動系信号(φV1〜φV4)の同軸線33,34…36の内部導体(芯線)とシールド線はコンデンサC1,C2…C4を介して接続されている。
【0026】
また、電気コネクタ部6内において垂直駆動系信号の同軸線33,34…36のシールド線は一括してGNDの電線32に接続されている。
【0027】
次に、図2を用いて電気コネクタ部6の構成を詳細に説明する。
電気コネクタ部6のコネクタケース41の内側には、基板42が設けられている。基板42には、オスピンである接点ピン51,52…56,63,64…66と、同軸接点57,58…60が外部接点部として設けられている。
【0028】
接点ピン51,52…56,63,64…66はVDD、GND、垂直駆動系信号の芯線とシールド線用に使用される。即ち、接点ピン51,52はそれぞれ電線31,32に接続され、接点ピン53,54…56は、それぞれ同軸線33,34…40の芯線に接続され、接点ピン63,64…66は、それぞれ同軸線33,34…36のシールド線に接続される。
【0029】
同軸接点57,58…60の内部接点は、メスピンであり、同軸線37,38…40の各芯線に接続される。
【0030】
同軸接点57,58…60の外部接点は、前記内部接点の外周に絶縁された状態で設けられており、同軸線37,38…40の各シールド線に接続されている。同軸接点57,58…60の内部接点は外部からは直接触れられない構造になっている。
【0031】
垂直駆動系信号のシールド線の接点ピン63,64…66とGNDの接点ピン52は基板42上のGND部43で同電位に設けられている。GND部43はできるだけ大きい面積である事が望ましい。
【0032】
垂直駆動系信号の芯線の接点ピン53,54…56とGND部43はそれぞれチップ形態のコンデンサC1,C2…C4を介して接続されている。これにより、図1に示した電気コネクタ部6の接続を実現している。
【0033】
このような構造によれば、電子内視鏡1は、挿入部2の先端部内に撮像素子10を有し、この撮像素子10に電気的に接続した複数の信号線(電線31,32、同軸線33,34…40)を有する信号ケーブル11を操作部3及びユニバーサルコード部4内に挿通させ、前記信号ケーブル11を電気コネクタ部6で外部接点部に接続している。
【0034】
電子内視鏡1は、前記信号ケーブル11の複数の信号線の内、負電圧を含む撮像素子駆動パルスを伝送する信号線(同軸線33,34…36の芯線)をコンデンサC1,C2…C4を介して前記撮像素子10の接地端子に接続している。
【0035】
ビデオプロセッサ24は外部機器となっている。接続コード21は外部機器の接続コードとなている。スコープ側コネクタ22は外部機器の接続コードのコネクタとなっている。
【0036】
(作用)
ここで、従来より固体撮像素子の水平駆動系信号の端子の静電気耐性は低かった。このため、第1の実施の形態では、図2に示すように、水平駆動系信号の端子には電気コネクタ部6内において同軸接点57,58…60が使用されてきた。また、超小型された新型の固体撮像素子は、従来の固体撮像素子よりも静電気耐性が低いのが普通である。固体撮像素子全体の静電気耐性が落ちてくるに伴い、1単体として相対的に水平駆動系信号の端子よりも垂直駆動系信号の端子の静電気耐性が弱くなってきた。このため、垂直駆動系信号の端子についても電気コネクタ部内において同軸接点することが望ましい。しかしながら、ビデオプロセッサ24あるいは接続コード21等の互換性を確保するためには、垂直駆動系信号の接点ピン63,64…66を同軸接点に変更することはできなかった。
【0037】
このため、第1の実施の形態では、垂直駆動系信号の同軸線33,34…36の芯線部分をコンデンサC1,C2…C4を介して同軸線33,34…36のシールド線に接続し、同軸線33,34…36のシールド線は一括してGNDの電線32に接続したので、垂直駆動系信号の同軸線33,34…36の芯線部分に大きな静電気がかかったとしても基本的にこの静電気がGNDへ落ちるため、この端子には大きな負担はかからず、またGND側へ静電気が流れるにあたっても、コンデンサC1,C2…C4で大きく鈍ってくれるのでGNDにも急峻な電圧はかからず、固体撮像素子10の中において他の端子を破壊することはない。
【0038】
(効果)
以上、説明したように第1の実施の形態によれば、固体撮像素子10の静電気耐性の弱い端子に保護回路を設ける必要がないため、挿入部の細径化を損なうことがなく、かつ、従来の電子内視鏡と同じピン配置の電気コネクタ部6を使用できるので、システムの互換性を確保したまま静電気耐性を向上させることができ、電子内視鏡1の挿入部2を細径化するとともに信頼性を向上できる。
【0039】
(第2の実施の形態)
図4及び図5は本発明の第2の実施の形態に係り、図4は電子内視鏡の全体構成を示す説明図、図5は電気コネクタ部にスコープ側コネクタを接続した後の状態を示す断面図である。
【0040】
図4及び図5を用いた第2の実施の形態の説明において、図1乃至図3に示した第1の実施の形態と同様の構成要素には同じ符号を付して説明を省略している。
【0041】
(構成)
まず、図4を用いて電子内視鏡101の電気コネクタ部106にスコープ側コネクタ22を接続する前の状態を説明する。
【0042】
コネクタケース111には第一の基板112固定されている。
第一の基板112には第一の接点ピン113がはんだ等で固定されている。
第二の基板114には第二の接点ピン115が固定されている。
図5に示すように、第二の接点ピン115は、オスピン部116と、固定部117と、メスピン部118及び接点ばね119とで構成されている。
【0043】
スコープ側コネクタ22にはメスピンである接点81が設けられている。
オスピン部116は、スコープ側コネクタ22の接点81に接続する。
固定部117は、第二の基板114に固定される。
メスピン部118は、第一の接点ピン113と接続する。接点ばね119は、メスピン部118に設けられ、第一の接点ピン113を押圧固定する。
【0044】
電気コネクタ部106とスコープ側コネクタ22が接続していない状態では、第二の接点ピン115と第一の接点ピン113が接触しないように、第一の基板112と第二の基板114の間にはばね120が設けられている。
【0045】
(作用)
図4に示す電気コネクタ部106にスコープ側コネクタ22を接続する場合には、まず接点81がオスピン部116と接続し、この状態で押し込まれると第二の基板114が第一の基板112に近づいていき、第一の接点ピン113がメスピン部118及び接点ばね119と接続される。
【0046】
(効果)
以上、説明したように第2の実施の形態によれば、固体撮像素子10に接続した電気コネクタ部106の端子(第一の接点ピン113)が外部に露出しないので電子内視鏡101の1単体としての静電気耐性が向上する。
【0047】
(第3の実施の形態)
図6及び図7は本発明の第3の実施の形態に係り、図6は電気コネクタ部にスコープ側コネクタを接続する前の状態を示す断面図、図7は電気コネクタ部にスコープ側コネクタを接続した状態を示す断面図である。
【0048】
図6及び図7を用いた第3の実施の形態の説明において、図1乃至図3に示した第1の実施の形態と同様の構成要素には同じ符号を付して説明を省略している。
【0049】
(構成)
図6及び図7に示すように、コネクタケース211に固定された基板212に接点ピン53,54,63がはんだ等で固定されている。
【0050】
基板212に設けられたガイド孔213の一方には第一の接点ピン231が固定され、ガイド孔213の他方には第二の接点ピン232が設けられている。
【0051】
第二の接点ピン232は、接点81に接続するオスピン部233と、第一の接点ピン231に接続する接点部234と、ガイド筒235とから構成されている。ガイド筒235は、絶縁性の部材であり、第一の接点ピン231の移動をガイドするためのものである。
【0052】
第一の接点ピン231、オスピン部233及び接点部234は導電性の部材である。
【0053】
図6に示す電気コネクタ部206とスコープ側コネクタ22が接続していない状態では第一の接点ピン231と接点部234が接触しないように、第一の接点ピン231の外周においてガイド筒235とガイド孔213の間にばね236が設けられている。
【0054】
(作用)
図6に示す電気コネクタ部206にスコープ側コネクタ22を接続する前の状態から図7に示す電気コネクタ部206にスコープ側コネクタ22を接続する場合には、まず接点81がオスピン部233と接続し、この状態で押し込まれると接点部234が第一の接点ピン231と接続される。
【0055】
(効果)
以上、説明したように第3の実施の形態によれば、固体撮像素子10(図1参照)に接続した電気コネクタ部206の端子(第一の接点ピン231)が外部に露出しないので電子内視鏡201の1単体としての静電気耐性が向上する。
【0056】
(第4の実施の形態)
図8及び図9は本発明の第4の実施の形態に係り、図8は電気コネクタ部にスコープ側コネクタを接続する前の状態を示す断面図、図9は電気コネクタ部にスコープ側コネクタを接続した状態を示す断面図である。
【0057】
図8及び図9を用いた第4の実施の形態の説明において、図1乃至図3に示した第1の実施の形態と同様の構成要素には同じ符号を付して説明を省略している。
【0058】
(構成)
まず、図8及び図9に示すように、電気コネクタ部256のコネクタケース261には基板262が固定されている。
【0059】
基板262には接点ピン53,54,55,63がはんだ等で固定されている。
【0060】
保護基板263には接点ピン53,54,55,63が挿通するピン孔264が設けられている。
【0061】
さらに、保護基板263にはガイド孔265が設けられている。ガイド孔265内には固定ピン266とばね267が設けられている。
【0062】
コネクタケース261にはガイド孔268が設けられている。ガイド孔268内には解除ピン269が設けられている。
【0063】
電気コネクタ部256とスコープ側コネクタ22が接続していない状態では接点ピン53,54,55,63先端が保護基板263から突出しないように、基板262と保護基板263の間にはばね270が設けられている。
【0064】
図8に示す位置で固定ピン266はガイド孔268に入り込んだ状態で解除ピン269を押し、解除ピン269先端部が外部に突出した状態となる。この時、保護基板263の位置はロックされるので、接点ピン53,54,55,63が保護基板263内部に格納された状態がキープされる。
【0065】
(作用)
図8に示す電気コネクタ部256にスコープ側コネクタ22を接続する前の状態から図9に示す電気コネクタ部256にスコープ側コネクタ22を接続する場合には、まず、電気コネクタ部256にスコープ側コネクタ22を押しつけると、スコープ側コネクタ22のコネクタケース82が解除ピン269を押し下げ、次に解除ピン269が固定ピン266を押し下げることにより保護基板263はフリーとなる。そのままスコープ側コネクタ22を押し込むことにより、接点81は対応する接点ピン53,54,55,63と接続される。
【0066】
(効果)
以上、説明したように第4の実施の形態によれば、固体撮像素子10(図1参照)に接続した電気コネクタ部256の端子(接点ピン53,54,55,63)が外部に露出しないので電子内視鏡の1単体としての静電気耐性が向上する。
【0067】
(第5の実施の形態)
図10及び図11は本発明の第5の実施の形態に係り、図10は電気コネクタ部の構成を示す正面図、図11は電気コネクタ部の断面図である。
【0068】
(構成)
図10及び図11に示すように、第5の実施の形態の電気コネクタ部306では、静電気耐性の弱い端子(例えば、φV1、φV2等)を短ピン353,354にし、静電気耐性の強い端子(例えば、VDD等)やGNDを長ピン351,352にしている。
【0069】
また、電気コネクタ部306には同軸接点357,358が設けられている。
(作用)
第5の実施の形態において、複数の長ピン351,352,353と同軸接点357,358で短ピン353,354を囲む、あるいは、コネクタケース311の外壁と長ピン351,352,353、同軸接点357,358で短ピン353,354を囲むようなピン配置とすることにより、短ピン353,354への接触の可能性を小さくすることができる。
【0070】
(効果)
以上、説明したように第5の実施の形態によれば、静電気耐性の弱い端子(例えば、φV1、φV2等)を短ピン353,354とすることで接触の可能性を小さくしたので、電子内視鏡の1単体としての静電気耐性が向上する。
【0071】
ところで、従来の電子内視鏡では撮像素子にフレアが発生すると、画質が大きく低下してしまう。以下の実施の形態は撮像素子のフレア防止に関するものである。
【0072】
(第6の実施の形態)
図12及び図13は本発明の第6の実施の形態に係り、図12は撮像素子及びその周辺部を示す断面図、図13は撮像素子及びその周辺部の正面図である。
【0073】
(構成)
図12及び図13に示すように、固体撮像素子410の一面には四角形状のイメージエリア411が設けられている。固体撮像素子410の一面の一端には端子列412が設けられている。固体撮像素子410の背面には第一の面取り部413及び第二の面取り部414が設けられている。
【0074】
また、固体撮像素子410の一面には端子列412の部分を除き、イメージエリア411を完全に覆うように四角形状のカバーガラス415が貼り付けられている。
【0075】
フレキシブル基板416の一端にはインナーリード417が設けられている。フレキシブル基板416は、一面に電子部品418が実装され、その反対面に信号ケーブル11が接続されるケーブルランドが設けられている。
【0076】
インナーリード417は固体撮像素子410の端子列412にバンプ419を介して接続固定されている。フレキシブル基板416は第一の面取り部413に沿うようにインナーリード417部分で折り曲げられている。インナーリード417とバンプ419の周りを封止する封止部420は接着剤で覆われることにより電気的耐性とメカ耐性を向上させている。
【0077】
カバーガラス415の表面には光学部材421がUV接着剤で固定されている。光学部材421の一部には平面部422が設けられており、平面部422をカバーガラス415の封止部420側に配置し、封止部420にはみ出さないような位置で貼り合わせられている。
【0078】
(作用)
第6の実施の形態において、カバーガラス415と光学部材421の貼り合せ時には接着剤431、432が図のようにはみ出すのが普通である。ここに接着剤を残しておくと画像フレアの原因になるので、この接着剤は除去する必要がある。光学部材421が点線のように平面部422のない円形であったなら、接着剤432は光学部材421と封止部420で挟まれた非常に挟い部分にはみ出すことになるので、接着剤432の除去は非常に困難になる。
【0079】
第6の実施の形態の構成であれば平面部422を介して接着剤432の除去は容易に行える。
【0080】
接着剤431、432の除去を行った後、光学部材421は正面側にフレアカット用マスク423を配置した状態でレンズ枠424に取り付けられる。
【0081】
(効果)
以上、説明したように第6の実施の形態によれば、カバーガラス415と光学部材421の貼り合わせ時には接着剤431、432を容易に除去できるので、画像フレアを容易に防止できる。
【0082】
また、図11の第一の面取り部413及び第二の面取り部414を設けたことで、固体撮像素子410とフレキシブル基板416を共通にして、後述の図19乃至図21に示すような直視観察用、斜視観察用、後方斜視観察用電子内視鏡に適用できる。
【0083】
図14は第6の実施の形態の第1の変形例の撮像素子及びその周辺部を示す側面図である。
【0084】
図14を用いた第1の変形例の説明において、図12及び図13に示した第6の実施の形態と同様の構成要素には同じ符号を付して説明を省略している。
【0085】
図14に示すように、カバーガラス415に貼り付ける光学部材441は、後面の封止部420側の角部に、面取り部442を形成している。
【0086】
第1の変形例によれば、面取り部442を介して接着剤432の除去を容易に行えるので、図12及び図13に示した第6の実施の形態と同様の効果が得られる。
【0087】
図15は第6の実施の形態の第2の変形例を示す撮像素子及びその周辺部を示す側面図である。
【0088】
図15を用いた第2の変形例の説明において、図12及び図13に示した第6の実施の形態と同様の構成要素には同じ符号を付して説明を省略している。
【0089】
図15に示すように、カバーガラス415に貼り付ける光学部材451は、後面の封止部420側の角部に、切欠き部452を形成している。
【0090】
第2の変形例によれば、切欠き部452を介して接着剤432の除去は容易に行えるので第6の実施の形態と同様の効果が得られる。
【0091】
(第7の実施の形態)
図16及び図17は本発明の第7の実施の形態に係り、図16は撮像素子及びその周辺部を示す断面図、図17は撮像素子の正面図である。
【0092】
(構成)
図16及び図17に示すように、固体撮像素子510の背面には第一の切欠き部513及び第二の切欠き部514が設けられている。
【0093】
フレキシブル基板416は第一の切欠き部513の前後の縁部に当接するようにインナーリード417部分で折り曲げられている。固体撮像素子510の視野方向は、フレキシブル基板416の板面の水平前方向に対して鋭角を成して傾斜している。
【0094】
固体撮像素子510の一面には端子列412の部分を除き、イメージエリア411を完全に覆うように四角形状のカバーガラス515が貼り付けられている。
【0095】
カバーガラス515の表面には円形の光学部材521がUV接着剤で固定されている。
【0096】
ここで、カバーガラス515の端子列412に対向する角部に、切欠き部541を設けることで、円形の光学部材521とカバーガラス515の貼り付け面において、封止部420側の光学部材521がカバーガラス515からはみ出さないようにしている。
【0097】
(作用)
カバーガラス515と光学部材521貼り合わせ時に接着剤532は、光学部材521の封止部420側から広い部分に露出するので、接着剤532の除去は容易に行える。
【0098】
(効果)
以上、説明したように第7の実施の形態によれば、カバーガラス515と光学部材521貼り合せ時には接着剤431、532を容易に除去できるので、画像フレアを容易に防止できる。
【0099】
また、固体撮像素子510に図16の第一の切欠き部513及び第二の切欠き部514を設けたことで、固体撮像素子510とフレキシブル基板416を共通にして、直視観察用、斜視観察用、後方斜視観察用電子内視鏡に適用できる。
【0100】
この第一の切欠き部513及び第二の切欠き部514を設けることによる効果を図18乃至図21を参照してさらに詳細に説明する。
【0101】
図18は図16に示した固体撮像素子を後方斜視観察用電子内視鏡に適用した場合の撮像素子及びその周辺部を示す説明図、図19は図16に示した固体撮像素子を直視観察用電子内視鏡に適用した場合の挿入部先端を示す説明図、図20は図16に示した固体撮像素子を斜視観察用電子内視鏡に適用した場合の挿入部先端を示す説明図、図21は図18に示した固体撮像素子を後方斜視観察用電子内視鏡に適用した場合の挿入部先端を示す説明図である。
【0102】
図18に示すように、フレキシブル基板416は第二の切欠き部514の前後の縁部に当接するようにインナーリード417部分で折り曲げられている。固体撮像素子510の視野方向はフレキシブル基板416の板面の水平前方向に対して鈍角を成し、後方に向くことになる。
【0103】
図19に示すように、直視観察用電子内視鏡601の挿入部602の先端部には、図16に示した配置のフレキシブル基板416と固体撮像素子510を用いている。
【0104】
挿入部602の先端部本体603は、金属製で、撮像ユニット604が装着できるように装着孔605が形成されている。また、装着孔605は挿入部602の挿入方向に沿って形成されている。
【0105】
撮像ユニット604は、円筒状のレンズ枠611に光学部材521、612、613を取り付けたものである。レンズ枠611に取り付けられた光学部材521、612、613の光軸方向は固体撮像素子510の視野方向となる。
【0106】
このような構造により、固体撮像素子510の視野方向は挿入部602の挿入方向と一致している。即ち、図16に示した配置のフレキシブル基板416と固体撮像素子510は直視観察用電子内視鏡601に適用できる。
【0107】
図20に示すように、斜視観察用電子内視鏡631の挿入部632の先端部には、図16に示した配置のフレキシブル基板416と固体撮像素子510を用いている。
【0108】
挿入部632の先端部本体633は、金属製で、撮像ユニット604が装着できるように装着孔635が形成されている。また、装着孔635は挿入部632の挿入方向に対して鋭角θ1分傾斜させて形成されている。
【0109】
このような構造により、固体撮像素子510の視野方向は挿入部632の挿入方向に対して鋭角θ1分傾斜している。即ち、図16に示した配置のフレキシブル基板416と固体撮像素子510は斜視観察用電子内視鏡631に適用できる。
【0110】
図21に示すように、後方斜視観察用電子内視鏡651の挿入部652の先端部には、図18に示した配置のフレキシブル基板416と固体撮像素子510とによる撮像ユニット654を用いている。
【0111】
挿入部652の先端部本体653は、金属製で、撮像ユニット654が装着できるように装着孔655が形成されている。また、装着孔655は挿入部652の挿入方向に直交する方向に対して鋭角θ2分後方に傾斜させて形成されている。
【0112】
このような構造により、固体撮像素子510の視野方向は挿入部652の挿入方向に対して鈍角(90°+θ2)分傾斜している。即ち、図18に示した配置のフレキシブル基板416と固体撮像素子510は後方斜視観察用電子内視鏡651に適用できる。
【0113】
なお、特に、図12に示したフレキシブル基板416と固体撮像素子410の配置は、図19に示すような直視観察用電子内視鏡に適し、図16に示した配置のフレキシブル基板416と固体撮像素子510の配置は、図20に示すような斜視観察用電子内視鏡に適し、図18に示した配置のフレキシブル基板416と固体撮像素子510の配置は、図21に示すような後方斜視観察用電子内視鏡に適している。
【0114】
(第8の実施の形態)
図22乃至図24は本発明の第8の実施の形態に係り、図22は電子内視鏡の挿入部の先端面を示す正面図、図23はライトガイドファイバーバンドルを示す断面図、図24は図22のA−A線断面図である。
【0115】
(構成)
図22に示すように、電子内視鏡701の挿入部702の先端部には、先端カバー703が取り付けられている。
【0116】
先端カバー703の先端面704には、対物レンズ711、送気送水ノズル712、鉗子チャンネル孔713、第1及び第2の照明レンズ714,715及び副送水チャンネル孔716が設けられている。
【0117】
従来の電子内視鏡の照明手段では照明レンズ用のライトガイドファイバーバンドル本数が多い場合、配光を良くするためにその中心部分に芯金を入れていた。本実施の形態は、この芯金部分に副送水チャンネルを設けたものである。
【0118】
図23に示すように、副送水チャンネル717は、照明レンズ715からライトガイドファイバーバンドル718の先端部分にかけての中心部にパイプ719を設け、その後端にチューブ720を固定したものである。
【0119】
副送水チャンネル717の先端は、副送水チャンネル孔716になっている。ライトガイドファイバーバンドル718とチューブ720は電子内視鏡701の図示しない挿入部管内にて分離する。
【0120】
図24に示すように、先端カバー703の先端面704において、対物レンズ711から鉗子チャンネル孔713の間に水切り部721を設けている。水切り部721は、図のような傾斜をつけるか、または、鉗子チャンネル孔713の中心軸を対物レンズ711側に傾ける等でもよい。
【0121】
(作用)
電子内視鏡701の挿入部702では、送気送水ノズル712と照明レンズ715の内側に設けた副送水チャンネル716によって送水が行われる。送気送水ノズル712の送水は、対物レンズ711側の側方送水となる。副送水チャンネル716によって送水は挿入部702の前方送水となる。
【0122】
対物レンズ711表面に残った水滴等は水切り部721により鉗子チャンネル孔713の方向へ流れやすくなり、吸引をかけることにより容易に水切りを行うことができる。
【0123】
(効果)
以上、説明したように第8の実施の形態によれば、副送水チャンネル717を照明レンズ715とライトガイドファイバーバンドル718の内側に設けたので、この構成により挿入部702の先端径を太くすることなく、さらに配光を落とすことなく、前方送水機能を付加することができる。また、水切り部721により対物レンズ711の表面に残った水滴等の水切りを容易に行うことができる。
【0124】
(第9の実施の形態)
図25及び図26は本発明の第9の実施の形態に係り、図25は電子内視鏡の挿入部の先端面を示す正面図、図26は電子内視鏡の挿入部の断面図である。
【0125】
(構成)
図25に示すように、電子内視鏡801の挿入部802の先端部には、先端カバー803が設けられている。
【0126】
先端カバー803の先端面804には、対物レンズ811、送水口812、吸水口813、鉗子チャンネル孔814、第1及び第2の照明レンズ815,816が設けられている。
【0127】
図25に示すように、先端本体部820には、先端に前記対物レンズ811を設けた撮像ユニット821や、送水口812、吸水口813にそれぞれ連通する送水チャンネル822、吸水チャンネル823が設けられている。
【0128】
先端本体部820に設けた送水チャンネル822、吸水チャンネル823は先端に行くにしたがい対物レンズ811の中心部に向かうように形成されている。
【0129】
先端カバー803には、この送水チャンネル822、吸水チャンネル823に合わせて送水口812、吸水口813が設けられている。
【0130】
送水口812、吸水口813の先端面での径は送水チャンネル822、吸水チャンネル823の先端本体部820の先端面での径よりも小さく形成されており、かつ、対物レンズ811の中心部により近い位置に設けられている。
【0131】
(作用)
送水チャンネル822方向から送気または送水を行うタイミングに合わせて吸水チャンネル823方向から吸引をかけることにより、対物レンズ811表面に送気・送水が行われ対物レンズ811表面の洗浄が可能になる。
【0132】
(効果)
以上、説明したように第9の実施の形態によれば、対物レンズ811の先端面より前方にノズルを設ける必要なく対物レンズ811を洗浄することができるので、ノズルによるケラレを気にすることなく視野範囲を設定でき、挿入部802の先端径の細径化も可能になる。
【0133】
[付記]
以上詳述したような本発明の上記実施の形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【0134】
(付記項1) 挿入部の先端部内に撮像素子を有し、この撮像素子に電気的に接続した複数の信号線を有する信号ケーブルを操作部及びユニバーサルコード部内に挿通させ、前記信号ケーブルを電気コネクタ部で外部接点部に接続した電子内視鏡において、
前記信号ケーブルの複数の信号線の内、負電圧を含む撮像素子駆動パルスを伝送する信号線をコンデンサを介して前記撮像素子の接地端子に接続したことを特徴とする電子内視鏡。
【0135】
(付記項2) 挿入部の先端部内に撮像素子を有し、この撮像素子に電気的に接続した複数の信号線を有する信号ケーブルを操作部及びユニバーサルコード部内に挿通させ、前記信号ケーブルを電気コネクタ部で外部接点部に接続した電子内視鏡において、
前記電気コネクタ部は、外部機器の接続コードのコネクタと着脱可能で、
前記外部接点部は、
前記電気コネクタ部の内側に配置され、前記信号ケーブルと接続する第一の接点ピンと、
前記電気コネクタ部の外側に配置され、前記接続コードのコネクタに接続する外側第二の接点ピンから構成され、
前記電子内視鏡の電気コネクタ部に前記接続コードのコネクタが接続していない状態では、前記第一の接点ピンと前記第二の接点ピンが離れ、前記電子内視鏡の電気コネクタ部に前記接続コードのコネクタが接続した状態では、前記第一の接点ピンと前記第二の接点ピンが接続することを特徴とする電子内視鏡。
【0136】
(付記項3) 挿入部の先端部内に撮像素子を有し、この撮像素子に電気的に接続した複数の信号線を有する信号ケーブルを操作部及びユニバーサルコード部内に挿通させ、前記信号ケーブルを電気コネクタ部で外部接点部に接続した電子内視鏡において、
前記電気コネクタ部は、外部機器の接続コードのコネクタと着脱可能で、
前記電気コネクタ部には保護基板とこの保護基板を外側に付勢するばねを設け、
前記保護基板には外部接点部の接点ピンが挿入可能なピン孔を設け、
前記電子内視鏡の電気コネクタ部に前記接続コードのコネクタが接続していない状態では、前記保護基板のピン孔に外部接点部の接点ピンが隠れ、前記電子内視鏡の電気コネクタ部に前記接続コードのコネクタが接続した状態では、前記保護基板のピン孔から外部接点部の接点ピンが突出するすることを特徴とする電子内視鏡。
【0137】
(付記項4) 挿入部の先端部内に撮像素子を有し、この撮像素子に電気的に接続した複数の信号線を有する信号ケーブルを操作部及びユニバーサルコード部内に挿通させ、前記信号ケーブルを電気コネクタ部で外部接点部に接続した電子内視鏡において、
前記外部接点部の静電気耐性の弱い端子を短ピンとし、前記外部接点部の静電気耐性の強い端子を長ピンとしたことを特徴とする電子内視鏡。
【0138】
(付記項5) 挿入部の先端部内に、撮像素子と、この撮像素子を実装するフレキシブル基板と、前記撮像素子の撮像面に接着固定するカバーガラスと、このカバーガラスの正面側に接着固定する光学部材を有し、このフレキシブル基板に電気的に接続された複数の信号線を有する信号ケーブルを操作部及びユニバーサルコード部内に挿通させ、前記信号ケーブルを電気コネクタ部で外部接点部に接続した電子内視鏡において、
前記撮像素子の背面には第一の面取り部及び第二の面取り部が設けられ、
前記フレキシブル基板は前記撮像素子の第一の面取り部及び第二の面取り部のいずれか一方に沿って前記撮像素子と接続固定することを特徴とする電子内視鏡。
【0139】
(付記項6) 挿入部の先端部内に、撮像素子と、この撮像素子を実装するフレキシブル基板と、前記撮像素子の撮像面に接着固定するカバーガラスと、このカバーガラスの正面側に接着固定する光学部材を有し、このフレキシブル基板に電気的に接続された複数の信号線を有する信号ケーブルを操作部及びユニバーサルコード部内に挿通させ、前記信号ケーブルを電気コネクタ部で外部接点部に接続した電子内視鏡において、
前記撮像素子の背面には第一の切欠き部及び第二の切欠き部が設けられ、
前記フレキシブル基板は前記撮像素子の第一の切欠き部及び第二の切欠き部のいずれか一方の縁部に当接して前記撮像素子と接続固定することを特徴とする電子内視鏡。
【0140】
(付記項7) 挿入部の先端部内に、撮像素子と、この撮像素子を実装するフレキシブル基板と、前記撮像素子の撮像面に接着固定するカバーガラスと、このカバーガラスの正面側に接着固定する光学部材を有し、このフレキシブル基板に電気的に接続された複数の信号線を有する信号ケーブルを操作部及びユニバーサルコード部内に挿通させ、前記信号ケーブルを電気コネクタ部で外部接点部に接続した電子内視鏡において、
前記光学部材は、後面の角部の一部に、面取り部または切り欠き部を形成し、この面取り部または切り欠き部を介して前記光学部材と前記カバーガラスの間の接着剤を容易に除去できるようにしたことを特徴とする電子内視鏡。
【0141】
(付記項8) 挿入部の先端部内に、撮像素子と、この撮像素子を実装するフレキシブル基板と、前記撮像素子の撮像面に接着固定するカバーガラスと、このカバーガラスの正面側に接着固定する光学部材を有し、このフレキシブル基板に電気的に接続された複数の信号線を有する信号ケーブルを操作部及びユニバーサルコード部内に挿通させ、前記信号ケーブルを電気コネクタ部で外部接点部に接続した電子内視鏡において、
前記カバーガラスは、後面の角部の一部に、切り欠き部を形成したことを特徴とする電子内視鏡。
【0142】
(付記項9) 挿入部の先端カバーの先端面に、対物レンズ、照明レンズを設け、前記挿入部の先端部内に、前記対物レンズ用の撮像素子と、前記照明レンズ用のライトガイドファイバーバンドルを設けた電子内視鏡において、
前記照明レンズとライトガイドファイバーバンドルの中心部分に送水チャンネルを設けたことを特徴とする電子内視鏡。
【0143】
(付記項10) 挿入部の先端カバーの先端面に、対物レンズ、送気送水ノズルと、鉗子チャンネル孔を設け、前記挿入部の先端部内に、前記対物レンズ用の撮像素子と、前記鉗子チャンネル孔に連通する鉗子チャンネルと、前記送気送水ノズルに連通する送気送水チャンネルを設けた電子内視鏡において、
前記先端カバーの先端面において、前記対物レンズから鉗子チャンネル孔の間に水切り部を設けたことを特徴とする電子内視鏡。
【0144】
(付記項11) 挿入部の先端カバーの先端面に、対物レンズを設け、前記挿入部の先端部内に、前記対物レンズ用の撮像素子を設けた電子内視鏡において、前記先端部内に先端に行くにしたがい対物レンズ中心部に向かうように形成され設けた送水チャンネル及び吸水チャンネルを設け、前記先端カバーに前記送水チャンネルの送水口と前記吸水チャンネルの吸水口を設けたことを特徴とする電子内視鏡。
【0145】
【発明の効果】
以上述べた様に本発明の電子内視鏡によれば、挿入部の細径化を損なうことなく、かつ、システムの互換性を確保した状態で静電気耐性を向上させることができるので、電子内視鏡の挿入部の細径化するとともに信頼性の向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る固体撮像素子とビデオプロセッサの電気的接続状態を説明する説明図。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る電気コネクタ部の構成を示す平面図。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係る電子内視鏡の全体構成を示す説明図。
【図4】本発明の第2の実施の形態に係る電子内視鏡の全体構成を示す説明図。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係る電気コネクタ部にスコープ側コネクタを接続した状態を示す断面図である。
【図6】本発明の第3の実施の形態に係る電気コネクタ部にスコープ側コネクタを接続する前の状態を示す断面図。
【図7】本発明の第3の実施の形態に係る電気コネクタ部にスコープ側コネクタを接続した状態を示す断面図。
【図8】本発明の第4の実施の形態に係る電気コネクタ部にスコープ側コネクタを接続する前の状態を示す断面図。
【図9】本発明の第4の実施の形態に係る電気コネクタ部にスコープ側コネクタを接続した状態を示す断面図。
【図10】本発明の第5の実施の形態に係る電気コネクタ部の構成を示す正面図。
【図11】本発明の第5の実施の形態に係る電気コネクタ部の断面図。
【図12】本発明の第6の実施の形態に係る撮像素子及びその周辺部を示す断面図。
【図13】本発明の第6の実施の形態に係る撮像素子及びその周辺部を示す正面図。
【図14】第6の実施の形態の第1の変形例の撮像素子及びその周辺部を示す側面図。
【図15】第6の実施の形態の第2の変形例の撮像素子及びその周辺部を示す側面図。
【図16】本発明の第7の実施の形態に係る撮像素子及びその周辺部を示す断面図。
【図17】本発明の第7の実施の形態に係る撮像素子及びその周辺部を示す正面図。
【図18】本発明の第7の実施の形態に係る固体撮像素子を後方斜視観察用電子内視鏡に適用した場合の撮像素子及びその周辺部を示す説明図。
【図19】図16に示した固体撮像素子を直視観察用電子内視鏡に適用した場合の挿入部先端を示す説明図。
【図20】図16に示した固体撮像素子を斜視観察用電子内視鏡に適用した場合の挿入部先端を示す説明図。
【図21】図18に示した固体撮像素子を後方斜視観察用電子内視鏡に適用した場合の挿入部先端を示す説明図。
【図22】本発明の第8の実施の形態に係る電子内視鏡の挿入部の先端面を示す正面図。
【図23】本発明の第8の実施の形態に係るライトガイドファイバーバンドルを示す断面図。
【図24】図22のA−A線断面図。
【図25】本発明の第9の実施の形態に係る電子内視鏡の挿入部の先端面を示す正面図。
【図26】本発明の第9の実施の形態に係る電子内視鏡の挿入部の断面図。
【符号の説明】
1 …電子内視鏡
2 …挿入部
3 …操作部
4 …ユニバーサルコード部
5 …スコープコネクタ部
6 …電気コネクタ部
7 …ライトガイドコネクタ部
10 …固体撮像素子
11 …信号ケーブル
21 …接続コード
22 …スコープ側コネクタ
24 …ビデオプロセッサ
31,32 …電線
33,34…40 …同軸線
C1,C2…C4 …コンデンサ
Claims (2)
- 挿入部の先端部内に撮像素子を有し、この撮像素子に電気的に接続した複数の信号線を有する信号ケーブルを操作部及びユニバーサルコード部内に挿通させ、前記信号ケーブルを電気コネクタ部で外部接点部に接続した電子内視鏡において、
前記信号ケーブルの複数の信号線の内、負電圧を含む撮像素子駆動パルスを伝送する信号線をコンデンサを介して前記撮像素子の接地端子に接続したことを特徴とする電子内視鏡。 - 前記撮像素子駆動パルスは、垂直駆動系信号であることを特徴とする請求項1に記載の電子内視鏡。
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