JP4531542B2

JP4531542B2 - 電子内視鏡用コネクタ

Info

Publication number: JP4531542B2
Application number: JP2004350824A
Authority: JP
Inventors: 圭史國井
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2004-12-03
Filing date: 2004-12-03
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2024-12-03
Also published as: JP2006158484A

Description

本発明は、ビデオプロセッサ及び光源ユニットに接続される電子内視鏡用コネクタに関する。

電子内視鏡では、内視鏡の対物光学系による画像をＣＣＤ上に結像させてその画像信号をＣＣＤケーブルを介して外部のビデオプロセッサに伝送し、あるいは光源ユニットから出射した光をライトガイドファイババンドルに通して内視鏡の体内挿入部先端まで送光している。このため、内視鏡操作部から延長されたユニバーサルチューブの先端部にコネクタを設け、このコネクタに、ビデオプロセッサとの接続プラグと光源ユニットに接続される照明用ライトガイド差込みプラグを設けている。光源ユニットはビデオプロセッサ内に備えられることが多い。

コネクタには一般に、ＣＣＤを走査して画像をデジタル信号として取り込むとともに、ＣＣＤからの微小信号を増幅してビデオプロセッサに出力する働きをする回路基板が設けられている。
特開２００３−１９００８６号公報

しかしながら、近年の画像処理の高速化、高解像度化、並びに、内視鏡及びコネクタの小型化の要請に対応すべく開発された電気部品（電子部品）は、高性能となった反面、発熱量が大きくなっており、このような電気部品を回路基板上に配置すると、この電気部品が発する熱により、回路基板及びコネクタ内部の温度が上昇し、回路基板上のほかの電気部品やコネクタ内のほかの部材が動作異常をきたすことが増えてきている。

上記課題を解決するために、本発明の電子内視鏡用コネクタにおいては、操作部から延長されたユニバーサルチューブの先端部に設けられ、ビデオプロセッサに対して着脱可能とされたコネクタであって、アウタケース内に収容された金属フレームと、少なくとも一つの電気部品の本体部を保持し、金属フレームに対してねじ止めされる固定板と、金属フレーム内でねじ止めされ、電気部品の端子部が半田付けされる回路基板と、を備え、固定板と金属フレームとを固定するねじは、金属フレームに対する固定板の相対移動を可能とする固定板に設けた長孔に挿入され、回路基板を固定するねじは、金属フレームに対する回路基板の相対移動を可能とする回路基板に設けた長孔に挿入されることを特徴としている。

上記電気部品は、絶縁シートを介して金属フレームに固定することができる。

上記電気部品は、放熱用シリコーンを塗布した絶縁シートを介して金属フレームに固定してもよい。

上記回路基板は金属フレームにねじ止め固定することもできる。

本発明によると、高熱を発する電気部品を効率よく冷却することができるため、高性能であって、かつ、電気部品の発熱に起因する動作異常の発生することのない電子内視鏡用コネクタを提供することができる。さらに、位置調整が容易な固定板を介して金属フレームに固定しているため、固定板の位置を変更するだけで、金属フレームに対する電気部品の位置を調整することができる。また、回路基板の位置調整が容易であるため、本体部が固定板に配置され端子部が回路基板に半田付けされる電気部品を確実に、かつ、適切な位置に固定することができる。

図１に示すように、本実施形態の電子内視鏡１は、可撓性を有する先端側の挿入部２と、操作者が把持して内視鏡の動作を制御する操作部３と、この操作部３から延長されたユニバーサルチューブ４と、このユニバーサルチューブ４の先端部に設けられたコネクタ６と、を有している。挿入部２の先端部には対物光学系（不図示）が設けられていて、この対物光学系による像は、挿入部２内に配置された撮像素子としてのＣＣＤ（固体撮像素子）でデジタル信号に変換される。このデジタル信号は、挿入部２、操作部３及びユニバーサルチューブ４に挿通されたＣＣＤケーブル（不図示）を介してコネクタ６に導かれる。また、挿入部２の先端部には照明窓（不図示）が設けられ、この照明窓に対して照明光を伝送するライトガイドファイババンドル（不図示）が、挿入部２、操作部３及びユニバーサルチューブ４に挿通されてコネクタ６に導かれている。

コネクタ６には、ビデオプロセッサ５に接続される接続プラグ（不図示）が収容されたプラグケース２０と、ビデオプロセッサ５内の光源ユニット（不図示）に接続されるライトガイド差し込みプラグ２３とが突出形成されている。ビデオプロセッサ５には、このプラグケース２０とライトガイド差し込みプラグ２３に対応する接続プラグとライトガイド差込みプラグ（ともに不図示）が設けられている。プラグケース２０は、電磁ノイズを遮蔽するシールド機能を付与してあることが好ましく、絶縁材を介してシールドケース８に取り付けられる。

図２又は図３に示すように、コネクタ６は、外殻を形成する合成樹脂製のアウタケース７と、このアウタケース７内に位置するシールドケース（金属フレーム）８を有している。シールドケース８は四角形状のフレーム板８０と、内面の一部がフレーム板８０の外面の一部に接触するように配置される中空の略四角柱形状の金属カバー８７とを有する。フレーム板８０は、略長方形状の金属板を折り曲げ加工して略コの字形状としたものであって、鉛直方向（図２、図３の上下方向）において対向して配置される２枚の平板８０ａ、８０ｂを鉛直方向に延びる平板８０ｃで接続した形態とされている。金属カバー８７は、略長方形状の金属板を折り曲げ加工して中空の略四角柱形状としたものであって、コネクタ６の厚さ方向（図３の左右方向）において対向して配置される２枚の平板の両端面を厚さ方向に延びる平板でそれぞれ接続した形態とされている。

フレーム板８０内には、ＣＣＤを走査して画像をデジタル信号として取り込むとともにＣＣＤからの微小信号を増幅してビデオプロセッサ５に出力する働きをするＣＣＤドライバ基板（回路基板）１４とが収容されている。フレーム板８０は、ＣＣＤドライバ基板１４を内部に収納した後、シールドケース８の一部をなす金属カバー８７で施蓋され、密閉される。よって、ＣＣＤドライバ基板１４から発生する電磁ノイズがシールドケース８から漏れることがない。

フレーム板８０の内面には、絶縁シート３５（例えばシリコーンからなるシートやパッド）を介して発熱量の大きい電気部品４０（例えばトランジスタ）が接触固定された固定板３０が、ねじ止め固定されている。図５に示すように、この電気部品４０は、本体部４１が絶縁シート３５を挟んで固定板にねじ止めされ、本体部４１からコネクタ６の厚さ方向（図３の左右方向）に延出する端子部４２（端子４２ａ、４２ｂ、４２ｃ）が半田付けによりＣＣＤドライバ基板１４上の所定の電気部品と導通している。固定板３０と電気部品４０の間に絶縁シート３５を介在させることにより、短絡を防止することができる。なお、発熱量の大きな電気部品が複数ある場合は、これらを固定板３０にねじ止め固定することができる。

固定板３０は長方形形状の金属板であって、図４に示すように、長手方向中央に、電気部品４０を貫通する雄ねじ５０をねじ止めするための雌ねじ３１が螺刻され、雌ねじ３１の両側には固定板３０をフレーム板８０に固定するためのねじ６２、６４を挿通させる長孔３２、３３がそれぞれ穿設されている。この長孔３２、３３は、固定板３０がフレーム板８０上に配置されたときにコネクタ６の厚さ方向（図３の左右方向）に延びるように互いに平行に形成されている。

図２、図３、図５に示すように、あらかじめ雄ねじ５０を雌ねじ３１に螺合することにより電気部品４０が固定された固定板３０は、長孔３２、３３にそれぞれ挿通されたねじ６２、６４を螺合することによりフレーム板８０に固定される。このとき、固定板３０は、長孔３２、３３の形状により、コネクタ６の厚さ方向（図３の左右方向）におけるねじ６２、６４に対する相対位置を変更してからフレーム板８０に固定することができる。したがって、固定板３０に固定される電気部品４０のフレーム板８０に対する相対位置を調整することができるため、端子部４２をＣＣＤドライバ基板１４に半田付けすべき位置に、電気部品４０を容易かつ正確に配置することができる。

フレーム板８０、金属カバー８７、及び固定板３０は、いずれも、鉄の基材上にニッケルめっきを施した材料からなり、このような熱伝導性の高い部材に電気部品４０を接触させ、かつ、フレーム板８０、金属カバー８７、及び固定板３０を互いに接触させておくことにより、電気部品４０が発する熱を簡単な構成で容易に拡散させることができる。これにより、フレーム板８０内の温度上昇を防止することができる。なお、雄ねじ５０、及びねじ６２、６４も鉄の基材上にニッケルめっきを施した材料で構成すると、さらに冷却効率が高くなるため好ましい。

図２に示すように、電気部品４０の端子部４２が半田付けされる略正方形のＣＣＤドライバ基板１４には、４つの長孔１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄが、それぞれコネクタ６の奥行き方向（図２の左右方向）に延びるように配置されている。これらのうち、長孔１６ａ、１６ｂは、ＣＣＤドライバ基板１４の上辺１４ａの両端付近の同じ高さ位置に配置され、長孔１６ｃ、１６ｄは、ＣＣＤドライバ基板１４の下辺１４ｂの両端付近の同じ高さ位置に配置されている。

フレーム板８０の平板８０ａからは、鉛直下方に延びる長板状の基板取付部８２、８３が、長孔１６ａ、１６ｂにそれぞれ対応する位置に配置されている。一方、平板８０ｂからは、鉛直上方に延びる長板状の基板取付部８４、８５が、長孔１６ｃ、１６ｄにそれぞれ対応する位置に配置されている。基板取付部８２〜８５には、長孔１６ａ〜１６ｄをそれぞれ貫通する雄ねじ５２〜５５をねじ止めするための雌ねじ８２ａ、８３ａ、８４ａ、８５ａがそれぞれ螺刻されている。なお、基板取付部８２〜８５は、フレーム板８０と接触していれば、フレーム板８０とは別の部材で構成してもよい。

図２、図３に示すように、ＣＣＤドライバ基板１４は、長孔１６ａ〜１６ｄに挿通された雄ねじ５２〜５４を雌ねじ８２ａ〜８５ａにそれぞれ螺合することにより基板取付部８２〜８５に固定される。このとき、ＣＣＤドライバ基板１４は、長孔１６ａ〜１６ｄの形状により、コネクタ６の奥行き方向における雄ねじ５２〜５４に対する相対位置を変更してから基板取付部８２〜８５に固定することができる。これにより、端子部４２をＣＣＤドライバ基板１４の所定位置に正確に半田付けできるように、ＣＣＤドライバ基板１４を容易かつ確実に配置することができる。

コネクタ６のアウタケース７には、吸引ニップル９、送気送水口１０、帰還端子１１、圧力調節弁１２が設けられている（図１又は図２参照）。吸引ニップル９は外部の図示しない吸引機構に接続されるもので、その先端部は、ユニバーサルチューブ４、操作部３及び挿入部２に挿通され、挿入部２の先端部の図示しない吸引チャンネルに接続されている。送気送水口１０は、外部の送気送水源に接続されるもので、その先端部は、同様にユニバーサルチューブ４、操作部３及び挿入部２に挿通され、挿入部２の先端部の対物光学系の観察窓（対物レンズ）表面に対向する送気送水ノズルに接続されている。帰還端子１１は、高周波電力を使用する処置具例えば電気メスの使用時の安全を確保するために設けられている。圧力調節弁１２は、内視鏡内部と内視鏡外部との圧力を同等にするために設けられた調整弁であって、例えばＥＯＧ減菌やオートクレープ減菌を行なう場合に操作される。

ビデオプロセッサ５には、接続プラグ（不図示）とライトガイド差し込みプラグ２３に対応する接続プラグとライトガイド差込みプラグ（不図示）が設けられており、コネクタ６をビデオプロセッサ５に接続すると、接続プラグとこれらプラグ間での接続が完了して、光源ユニットからの光が照明窓へ、対物光学系による画像信号がビデオプロセッサ５にそれぞれコネクタ６を介して導かれる。

以下に変形例について説明する。
上述の実施形態では、対物光学系による画像を電気信号に変換するためのＣＣＤに対応させてＣＣＤドライバ基板を用いていたが、ＣＣＤに代る素子（例えばＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）センサ）を用いた場合には、ＣＣＤドライバ基板に代る回路基板が用いられるが、この場合も本発明を適用することができる。

フレーム板８０と電気部品４０との間に、絶縁シートの両面又は片面に放熱用シリコーンを塗布すると、冷却効果が向上するため好ましい。

本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。

本発明の実施形態に係る電子内視鏡の構成を示す全体図である。（ａ）は本発明の実施形態に係るユニバーサルチューブの先端部に設けたコネクタを示す一部縦断面図、（ｂ）は（ａ）における基板取付部及びＣＣＤドライバ基板に設けた長孔の配置を示す拡大図である。図２のIII−III断面図である。本発明の実施形態に係る固定板の構成を示す平面図である。電気部品を取り付けた固定板をシールドケースに固定した状態を示す平面図である。

符号の説明

１電子内視鏡
４ユニバーサルチューブ
５ビデオプロセッサ
６コネクタ
７アウタケース
８シールドケース（金属フレーム）
１４ＣＣＤドライバ基板（回路基板）
１６ａ〜１６ｄ長孔
２３ライトガイド差込みプラグ
３０固定板
３１雌ねじ
３２長孔
３３長孔
４０電気部品（電子部品）
４１本体部
４２端子部
５０雄ねじ
５２〜５５雄ねじ
６２ねじ
６４ねじ
８０フレーム板
８２〜８５基板取付部
８７金属カバー

Claims

操作部から延長されたユニバーサルチューブの先端部に設けられ、
ビデオプロセッサに対して着脱可能とされたコネクタであって、
アウタケース内に収容された金属フレームと、
少なくとも一つの電気部品の本体部を保持し、前記金属フレームに対してねじ止めされる固定板と、
前記金属フレーム内でねじ止めされ、前記電気部品の端子部が半田付けされる回路基板と、を備え、
前記固定板と前記金属フレームとを固定するねじは、前記金属フレームに対する前記固定板の相対移動を可能とする前記固定板に設けた長孔に挿入され、
前記回路基板を固定するねじは、前記金属フレームに対する前記回路基板の相対移動を可能とする前記回路基板に設けた長孔に挿入されることを特徴とする電子内視鏡用コネクタ。
前記電気部品は、絶縁シートを介して前記金属フレームに固定されている請求項１記載の電子内視鏡用コネクタ。
前記電気部品は、放熱用シリコーンを塗布した前記絶縁シートを介して前記金属フレームに固定されている請求項２記載の電子内視鏡用コネクタ。
前記回路基板は前記金属フレームにねじ止め固定されている請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の電子内視鏡用コネクタ。