JP5558399B2 - 内視鏡用撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡用撮像装置に関するものである。

内視鏡は、例えば被検者の体内に挿入される挿入部を有する。この挿入部は、先端から順に、先端硬質部、湾曲部、軟性部となっている。そして、先端硬質部の先端面には、観察窓、照明窓、鉗子出口、送気・送水ノズルがある。また、先端硬質部の内面には、観察窓に対応した位置で撮像装置が、照明窓に対応した位置でライトガイドがそれぞれ取り付けられている。湾曲部は、複数の節輪ユニットを連結して構成されており、ワイヤ操作によって先端硬質部を所望の方向に向けることができる。軟性部は、被検体の所望の観察部位に先端硬質部を到達させるために、１ｍ〜２ｍ程度の長さとなっている。

撮像装置は、レンズやプリズム等の複数個の光学部品からなる光学系と、この光学系によって結像された光学画像を撮像信号に光電変換するＣＣＤ等の固体撮像素子とを有する。固体撮像素子はフレキシブル基板やサブ基板などを介して信号ケーブルに接続される。また、フレキシブル基板やサブ基板には固体撮像素子を駆動するために電子部品が実装されている。撮像装置からの信号は、フレキシブル基板やサブ基板、信号ケーブルを介して画像処理装置に送られる。画像処理装置では信号を画像処理して、モニタに病変等の画像を表示する。

撮像装置からの信号を画像処理装置に送る信号ケーブルは、複合多芯ケーブルから構成されている。この信号ケーブルは、挿入部の全長にわたって挿通されているので、挿入部がループされたり湾曲されたりする度に、強く押し引きされる。このため、基板の接合部から信号ケーブルが剥離する場合がある。

このような剥離を回避するため、種々の提案がなされている。例えば、特許文献１記載の内視鏡では、フレキシブル基板の一端側に信号ケーブルが半田付けされるとともに、その半田付けされた信号ケーブルを囲むようにフレキシブル基板がコの字状に折り曲げられ、その周囲をシールドテープと絶縁テープによって被覆され、この内部空間にエポキシ系の接着剤が充填されて変形しないように固められている。さらに、信号ケーブルが固定された側の回路基板は、押さえ板を介して、固定ねじによって連結筒に固定されているため、信号ケーブルが強く押し引きされても、回路基板は動かず、信号ケーブルから回路基板に加わるねじれや傾きの力も、可撓性のある回路基板で吸収されて、固体撮像素子及び対物光学系には伝わらない。

特許文献２記載の撮像装置では、フレキシブル基板と信号ケーブルの接続部は封止材で覆い固められている。

特許文献３記載の撮像装置は、固体撮像素子及びフレキシブル基板の電子部品実装部を収容する補強枠を備え、この補強枠の内側に接着剤を充填している。さらに、フレキシブル基板に半田付けされた信号ケーブルの先端部分と補強枠とを熱収縮チューブで覆い、この内側に接着剤を充填して密封している。

特開平５−２６１０６４号公報 特開平９−１４６０１１号公報 特開２００８−１１８５６８号公報

特許文献１記載の撮像装置では、回路基板を固定ねじによって連結筒に固定するという煩雑な作業が必要となるという欠点がある。特許文献２記載の撮像装置では、信号ケーブルが押し引きされる力は、フレキシブル基板との接合部やフレキシブル基板に伝わる。フレキシブル基板に伝わった力は、信号ケーブルとフレキシブル基板との半田付け部やフレキシブル基板と固体撮像素子との接合部等にかかることになり、これらのいずれか弱いところに剥離や破損が生じる懸念がある。

特許文献３記載の撮像装置では、固体撮像素子を補強枠の内部に収納する関係上、固体撮像素子のサイズによって補強枠のサイズが影響を受ける。内視鏡への要求も高画質化、細径化、オートクレーブ対応など多様化しており、それに伴い固体撮像素子及びその周辺の部品も多様化/複雑化している。固体撮像素子及びその周辺部品に機能が増えることで大型化すると、これをすべて収納する補強枠も大型化するため、内視鏡挿入部の先端硬質部の径が太くなり、患者の負担が増加するという欠点がある。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、信号ケーブルが強く押し引きされた場合でも、信号ケーブル，フレキシブル基板，固体撮像素子等の部品の破損やこれらの接合部の剥離の発生を抑えることができ、しかも先端硬質部の径を細くすることで患者への負担が軽減可能な内視鏡用撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の内視鏡用撮像装置は、レンズ鏡筒及びプリズムを介して結像される光学画像を光電変換する固体撮像素子と、前記固体撮像素子が取り付けられる基板と、前記レンズ鏡筒に連結しプリズムを保持する保持部材と、複数の素線及びこれを覆う外皮からなり、前記素線が前記基板に電気的に接続されている信号ケーブルと、底板部の両端に側板部が連接されて横断面がＵ字形であり、前記底板部の上方に開口部を有する樋状部材であって、一端が前記保持部材に他端が前記信号ケーブルの外皮にそれぞれ固定されており、前記プリズムの三面を前記底板部及び側板部により覆うようにして、前記プリズムを内蔵する補強枠と、前記開口部から前記補強枠内に充填され、前記プリズム、前記ケーブル素線を一体化する接着剤とを備えることを特徴とする。

前記基板は、前記固体撮像素子が取り付けられるメイン基板とこのメイン基板とは別体で形成され、周辺電子部品が取り付けられるサブ基板とから構成され、前記メイン基板は、前記補強枠の前記開口部を覆うように取り付けられ、前記サブ基板は前記補強枠内に内蔵されることが好ましい。また、前記基板は、前記固体撮像素子が取り付けられ、前記固体撮像素子とは異なる面に延出され屈曲される屈曲部を有する屈曲基板から構成され、前記屈曲部は前記補強枠内に内蔵されることが好ましい。また、屈曲基板は、フレキシブル基板であってもよい。

前記補強枠と前記信号ケーブルの固定部を、前記樋状部材の後端から延設された接合片と、この接合片を前記ケーブル外皮の外周面に固定する糸巻及び接着剤とから構成し、この糸巻、接着剤、及び接合片を含む信号ケーブルを覆うための保護チューブを備えることが好ましい。また、前記接合片は抜脱防止用の係止爪を有し、この係止爪に前記糸巻部分を係止させることが好ましい。また、前記補強枠は、前記側板の一方に、前記プリズム保持部材が係止する係止開口を有することが好ましい。

前記補強枠は、前記信号ケーブルの固定部に向かうに従い樋方向に直交する横断面の断面積が次第に小さくなるように絞られる絞り部と、この絞り部の先に前記信号ケーブルの外皮が入れられるケーブル保持部とを有し、前記絞り部は前記レンズ鏡筒の光軸と前記信号ケーブルの中心軸とをオフセットさせることが好ましい。この場合には、絞り部によって信号ケーブル付きの撮像装置をコンパクトにまとめることができる他に、絞り部のオフセット量を用いて、信号ケーブルをオフセット量の範囲で湾曲部内の所望の位置に位置決めすることができ、他の鉗子チャンネルなどの干渉を避けることができ、その分だけ耐久性を上げることができる。

また、本発明は、前記内視鏡用撮像装置が取り付けられる先端硬質部を有し、被検体内に挿入される挿入部を備えた内視鏡であって、前記先端硬質部の先端面は、鉗子出口、観察窓、照明窓、送気・送水ノズルを有し、先端硬質部内には、前記観察窓に対応する位置に前記内視鏡用撮像装置が取り付けられ、前記照明窓に対応する位置にライトガイドが取り付けられ、前記鉗子出口に対応する位置に鉗子チャンネルが取り付けられ、前記送気・送水ノズルに、送気チューブ及び送水チューブが取り付けられ、前記内視鏡用撮像装置の補強枠の絞り部による前記レンズ鏡筒の光軸と前記信号ケーブルの中心軸とのオフセット量を用いて、前記挿入部の中心軸に対し、前記鉗子チャンネルの対角位置に前記信号ケーブルを位置決めすることが好ましい。

なお、先端硬質部に続いて湾曲部を有し、前記湾曲部は、複数の節輪ユニットを連結ピンで連結し、前記連結ピンに操作ワイヤを通して上下左右に湾曲自在に構成され、前記補強枠の信号ケーブル固定部を、前記節輪ユニットの前端よりも先端硬質部側に位置させることが好ましい。

また、前記湾曲部の中心軸に直交する横断面における湾曲部内を、前記複数の節輪ユニットの中心軸に対し点対称な１対の連結ピンを繋ぐ仮想線によって９０°間隔で４区画に分け、このうちの第１区間に前記鉗子チャンネルを位置させ、この第１区画に隣接する第２区画に第１ライトガイドを位置させ、第２区画に隣接する第３区画に前記信号ケーブル及び第２ライトガイドを位置させ、第３区画に隣接する第４区画に前記送気チューブ・送水チューブを位置させることが好ましい。同様にして、第１区間に前記鉗子チャンネルを、第２区画に第１ライトガイドを、第３区画に前記信号ケーブル及び前記送気チューブ・送水チューブを、第４区画に第２ライトガイドをそれぞれ位置させることが好ましい。この場合には、補強枠の絞り部によるオフセット量を積極的に利用して、湾曲部内の４区間の内、第１区画の鉗子チャンネルに対し対角位置となる第３区画に信号ケーブルを位置決めすることができる。したがって、湾曲部の湾曲による鉗子チャンネルの変位に対して、その変位の影響が少ない位置に信号ケーブルをセットすることができ、その分だけ、配列乱れを防止することができる。また、信号ケーブルへのダメージが少なくなり、信号ケーブル接合部の剥離や、信号ケーブル自体の破断などの発生が抑えられる。

本発明によれば、樋状部材からなる補強枠内に、プリズムを内蔵させ、これらプリズム及び信号ケーブルの素線を接着剤により一体的に固着しているため、湾曲部の湾曲操作により信号ケーブルが押し引きされる場合でも、これらの力が信号ケーブルを介して基板の接合部に伝達されることがなく、接合部の剥離や破損の発生がなくなる。また、開口部を有する樋状部材により補強枠が構成されるため、固体撮像素子のサイズや内蔵物の増加などがあっても、開口部を有する樋状であり、増加分に対して開口方向に容積増加を図ることで容易に対応が可能である。これにより、全体をコンパクトにまとめることができ、挿入部の先端硬質部の細径化に寄与することができ、細径化を維持しつつ断線の防止が図れる。しかも、樋状であるため、接着剤の粘性が高くても充填がし易くなり、泡が入らないように接着剤を充填することができる。

また、内視鏡用撮像装置の補強枠の絞り部によるレンズ鏡筒の光軸と信号ケーブルの中心軸とのオフセット量を用いて、挿入部の中心軸に対し、鉗子チャンネルの対角位置に信号ケーブルを位置決めすることにより、湾曲部が湾曲しても補強枠によるオフセット保持効果が発揮され、鉗子チャンネルと信号ケーブルとの位置関係が崩れることが少なくなる。したがって、湾曲による信号ケーブルのストレスを少なくすることができ、信号ケーブルの破断防止や、耐久性の向上が図れる。

本発明の電子内視鏡システムを示す斜視図である。 挿入部先端を示す断面図である。 挿入部先端面を示す正面図である。 撮像装置の外観を示す斜視図である。 撮像装置の側面図である。 撮像装置の正面図である。 補強枠と信号ケーブルとの固定を示す一部断面を含む側面図である。 補強枠の斜視図である。 湾曲部における内蔵物の配置例を示す断面図である。 他の実施形態における挿入部先端面を示す正面図である。 同じく湾曲部における内蔵物の配置例を示す断面図である。 撮像装置の長さ方向短縮化による信号ケーブル固定部の湾曲部内の位置を変えて示すもので、（Ａ）が短縮化により先端筒内に信号ケーブル固定部を位置させたものを、（Ｂ）が湾曲部内の節輪内に位置させたものである。

図１において、電子内視鏡システム１０は、電子内視鏡１１、プロセッサ装置１２、光源装置１３からなる。電子内視鏡１１は、被検体（患者）内に挿入される可撓性の挿入部１４と、挿入部１４の基端部分に連設された操作部１５と、プロセッサ装置１２および光源装置１３に接続されるコネクタ１６と、操作部１５、コネクタ１６間を繋ぐユニバーサルコード１７とを有する。

操作部１５の先端側には、鉗子口１８が設けられている。鉗子口１８には、電気メス等の処置具が挿通される。鉗子口１８は、挿入部１４内の鉗子チャンネル１９（図２参照）を通して、先端面１４ａの鉗子出口２０（図２および図３参照）に連通している。

操作部１５は、アングルノブ２１、送気・送水ボタン２２、吸引ボタン２３、レリーズボタンなどの各種操作部材を備えている。アングルノブ２１は、回転操作によって挿入部１４の先端硬質部３１を上下左右方向に湾曲させる。送気・送水ボタン２２は、押圧操作によって送気・送水ノズル４３（図３参照）からエアーまたは水を噴出させる。吸引ボタン２３は、押圧操作によって、体内の液体や組織等の被吸引物を鉗子出口２０から吸引する。レリーズボタンは、押圧操作によって観察画像を静止画記録する。

プロセッサ装置１２は、光源装置１３と電気的に接続され、電子内視鏡システム１０の動作を統括的に制御する。プロセッサ装置１２は、ユニバーサルコード１７や挿入部１４内に挿通された信号ケーブル２５（図２参照）を介して電子内視鏡１１に給電を行い、先端硬質部３１に搭載された撮像装置２６（図２参照）の駆動を制御する。また、プロセッサ装置１２は、信号ケーブル２５を介して撮像装置２６からの信号を受信し、各種処理を施して画像データを生成する。プロセッサ装置１２にはモニタ２７が接続されている。モニタ２７は、プロセッサ装置１２からの画像データに基づき観察画像を表示する。

挿入部１４は、先端面１４ａから順に、先端硬質部３１、湾曲部３２、及び軟性部３３となっている。図２に示すように、先端硬質部３１は、硬質樹脂製の先端部本体３５に、軟質樹脂製の先端キャップ３０を被せ、先端部本体３５とこれに続く湾曲部３２の金属製先端筒３７をチューブ３６により被覆して構成される。湾曲部３２は、先端筒３７、複数の関節用節輪３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，・・・を連結ピン３９で連結した節輪ユニット３８から構成され、ピン結合部分が所定角度で回転することにより全体が湾曲する（図１２参照）。湾曲部３２内には、操作部１５のアングルノブ２１から４本のワイヤ３４（図９参照）が挿通されており、これらのワイヤ３４がアングルノブ２１の回転操作により押し引きされる。この押し引きによって、湾曲部３２が上下左右方向に任意角度で湾曲する。これにより、先端硬質部３１が体腔内の所望の方向に向けられ、体腔内の被観察部位を撮像装置２６で撮像することができる。軟性部３３は、操作部１５と湾曲部３２との間を細径で長尺状に繋ぐ部分であり、可撓性を有している。

先端部本体３５は硬質樹脂製の円柱体から構成されており、後端に向けて外周面に第１段部３５ａ、第２段部３５ｂが順に形成されている。第２段部３５ｂには、湾曲部３２の先端筒３７が接合される。また、第１段部３５ａには、軟質樹脂製のチューブ３６が接合される。このチューブ３６は、湾曲部３２の外周面を覆い、操作部１５まで連続しており、挿入部１４の外周表皮を構成する。

図３に示すように、先端面１４ａには、前記鉗子出口２０の他に、観察窓４０、照明窓４１，４２、及び送気・送水ノズル４３が設けられる。また、必要に応じて、ウォータジェット噴き出し口やその他のノズルなどが設けられる。図２に示すように、鉗子出口２０に連続するように、先端部本体３５には出口筒４４が取り付けられており、この後端部に鉗子チャンネル１９が外嵌される。また、観察窓４０の奥には、撮像装置取付孔４５が形成されており、この取付孔４５を介して撮像装置２６が取り付けられる。

図４に示すように、撮像装置２６は、鏡筒５２、プリズム５３、プリズム保持部材５４、カバーガラス５５、ＣＣＤ５６、メイン基板５７、サブ基板５８、補強枠５９、封止樹脂６０、信号ケーブル２５、信号ケーブル固定部６１から構成されている。図５に示すように、鏡筒５２は撮影レンズ５１を有し、プリズム保持部材５４にプリズム５３と共に、一体的に保持されている。

図２に示すように、プリズム５３には、カバーガラス５５を介してＣＣＤ５６が固着される。ＣＣＤ５６はメイン基板５７に取り付けられている。このＣＣＤ５６は、撮影レンズ５１及びプリズム５３を介して結像される光学画像を光電変換する。メイン基板５７とサブ基板５８とは、図示しない接続コードを介して接続されており、メイン基板５７に取り付けることができなかった部品などがサブ基板５８に取り付けられる。サブ基板５８は、特にプリズム保持部材５４に対し固定されていない。しかし、必要に応じて仮付けや、その側縁部をプリズム保持部材５４により挟持することで取り付けてもよい。なお、サブ基板５８は、後に説明するように、補強枠５９内に封止樹脂６０が充填されることで、この封止樹脂６０により補強枠５９内に固定配置される。

図７に示すように、信号ケーブル２５としては多芯ケーブルが用いられる。この信号ケーブル２５は、複数の素線６５とこれらを束ねたシールド線（図示せず）とこれを覆う外皮６６とから構成される。そして、複数の素線６５とシールド線はメイン基板５７及びサブ基板５８に半田付けされる。なお、信号ケーブル２５の各素線６５はサブ基板５８及びメイン基板５７にそれぞれ接続する代わりに、どちらか一方に直接に接続されるものであってもよい。

図８に示すように、補強枠５９は、底板部５９ａとこの両側に連接される側板部５９ｂ，５９ｃとにより、上部に開口部５９ｄを有する横断面がＵ字形の樋状部材から構成される。この補強枠５９は、プリズム５３及びサブ基板５８が収納される補強枠本体７０と、これに続く絞り部７１と、信号ケーブル取付部７２とを有する。そして、一端側の補強枠本体７０に前記プリズム保持部材５４が、また他端側の信号ケーブル取付部７２に前記信号ケーブル２５の外皮２５ａがそれぞれ固着される。

補強枠本体７０は、プリズム５３及びサブ基板５８が収納可能な横断面積となっており、信号ケーブル取付部７２は信号ケーブル２５の外皮２５ａが収納可能な横断面積となっている。このため、絞り部７１は、信号ケーブル取付部７２に向かうに従い、横断面積が次第に小さくなるように絞られている。また、この絞りによって、図６に示すように、撮影レンズ５１の光軸ＣＬ１と、信号ケーブル２５の中心軸ＣＬ２とがオフセットするようにＸ軸方向（水平線方向）のオフセット量ＯＦｘ、Ｙ軸方向（鉛直方向）のオフセット量ＯＦｙが設定されている。これらオフセット量ＯＦｘ、ＯＦｙの分だけ、先端硬質部３１の撮像装置取付孔４５（図２参照）に対して信号ケーブル２５をオフセットして配置することができる。

このように、Ｘ軸方向のオフセット量ＯＦｘ、Ｙ軸方向のオフセット量ＯＦｙを補強枠５９の絞り部７１の形状を変えることにより適宜設定することができ、ＸＹ軸を含む面内で任意位置に信号ケーブル２５を撮影光軸ＣＬ１に対してオフセットさせることができる。

図８に示すように、底板部５９ａの後端側には、底板部５９ａが後方に向かって延設され、接合片７５が形成されている。この接合片７５の後端両側縁には、係止爪７６が両側方に延設されている。

図７に示すように、接合片７５は、信号ケーブル２５の外周下面に接触させた状態で結束糸７８ａが巻回され、接合片７５及び信号ケーブル２５を一体化させた糸巻７８が構成される。なお、信号ケーブル２５のシールド線が補強枠５９に接触することがないように、糸巻７８を形成する前に、素線６５及びシールド線を覆うように、熱収縮の被覆チューブ７７が外皮６６に被せられる。そして、糸巻７８は接着剤７９により固着される。なお、被覆チューブ７７と外皮６６との間にも接着剤７９が塗布されてこれらが一体化される。これら糸巻７８及び接着剤７９によりケーブル固定部６１が構成される。このケーブル固定部６１によって信号ケーブル２５と補強枠５９との結合強度が高められる。そして、糸巻７８の後端に係止爪７６の先端面７６ａが係止するため、湾曲部３２による湾曲操作で信号ケーブル２５が押し引きされ、この押し引きの力がこのケーブル固定部６１に作用しても、係止爪７６、糸巻７８、接着剤７９により結合強度が高められているので、補強枠５９から信号ケーブル２５がずれてしまうことがなく、素線６５の半田付け部の剥がれや破損などの発生が抑えられる。

また、接合片７５を含む糸巻７８及び接着剤７９を覆うように、可撓性の保護チューブ８０が接着剤７９により固定される。この保護チューブ８０でケーブル固定部６１が被覆されることにより、接合片７５及び糸巻７８・接着剤７９で補強枠５９に一体的に固定される信号ケーブル２５が、湾曲部３２の曲げ操作により曲げられる場合に、曲げ力を信号ケーブル２５だけでなく保護チューブ８０にも分散させることができ、その分だけ信号ケーブル２５の曲げによる耐性を向上させることができる。

図６に示すように、プリズム保持部材５４を補強枠５９に固定する際に、前記プリズム５３の三面を前記底板部５９ａ及び側板部５９ｂ，５９ｃにより覆うようにして、前記プリズム５３、前記サブ基板５８が補強枠５９に内蔵される。また、図４に示すように、一方の側板部５９ｂにはプリズム保持部材５４の側板部５４ａの一部が入り込む係止開口８５が形成されている。この係止開口８５は、プリズム保持部材５４よりも後端側が大きく開口している。

ＣＣＤ５６を有するメイン基板５７は、開口部５９ｄ（図８参照）を覆うように、補強枠５９の外側に位置される。このように、ＣＣＤ５６を有するメイン基板５７を補強枠５９の外側に位置させることにより、被観察部位の変更に伴い受光部面積を変えず画素のサイズを小さくして高密度化すべく、ＣＣＤ５６のサイズを変更する場合でも、ＣＣＤ５６とそのメイン基板５７及び必要に応じてサブ基板５８を変更するだけでよく、解像度の仕様変更にも容易に対応が可能になる。しかも、その他の鏡筒５２、プリズム５３、プリズム保持部材５４、補強枠５９などの構成部材は変更する必要がなく、同一部品をそのまま使用することができ、部品点数の増加を抑えることができる。

図２に示すように、撮像装置２６は、先端部本体３５の撮像装置取付孔４５に入れられて、固定ネジ８６によって固定される。また、図９に示すように、二つの照明窓４１，４２に対応する位置には２本のライトガイド８７，８８がそれぞれ取り付けられる。また、送気・送水ノズル４３には送気チューブ８９及び送水チューブ９０が連結される。

図９は、図２におけるIX−IX線断面を示すもので、湾曲部３２の中心軸に直交する横断面を示している。この横断面は、仮想線９１によって９０°間隔で４区画に分けている。仮想線９１は、複数の節輪ユニット３８の中心軸に対し点対称な位置で配置される１対の連結ピン３９を繋いだものであり、これら仮想線９１は隣接する連結ピン３９の間では中心軸方向から見たときに９０度の角度で交差している。そして、このうちの第１区間９２ａに前記鉗子チャンネル１９を位置させる。また、第１区画９２ａに隣接する第２区画９２ｂに第１ライトガイド８７を位置させる。さらに、第３区画９２ｃに前記信号ケーブル２５及び第２ライトガイド８８を位置させ、第４区画９２ｄに前記送気チューブ８９・送水チューブ９０を位置させる。

鉗子チャンネル１９の湾曲部３２の湾曲操作によって鉗子チャンネル１９に働く横方向の力（横力）は、アングル中心軸を通る対角方向に強くなる。アングル中心軸に対し、前記鉗子チャンネル１９のほぼ対角位置に前記信号ケーブル２５を位置決めすることにより、湾曲部３２の湾曲操作による鉗子チャンネル１９の湾曲挙動に対し、剛性バランスのとれる位置に、鉗子チャンネル１９の次ぎに剛性が高い信号ケーブル２５を位置させることができる。したがって、湾曲動作に対して、アングルの曲がり方のバランスがとれる。

また、鉗子チャンネル１９の湾曲部３２の湾曲操作によって鉗子チャンネル１９に働く横力により、他のチューブ類を対角に移動させる力が働く。これに対し、補強枠５９の絞り部７１によるオフセット量を利用して、湾曲部３２内の各区間９２ａ〜９２ｄの内、第１区画９２ａの鉗子チャンネル１９に対し対角位置となる第３区画９２ｃに信号ケーブル２５を位置決めする。これにより、湾曲部３２の湾曲による鉗子チャンネル１９の変位に対して、その変位の影響による位置の変位が最も少ない対角位置に信号ケーブル２５をセットすることができ、その分だけ、配列乱れを防止することができる。したがって、信号ケーブル２５及びライトガイド８８へのダメージが少なくなり、信号ケーブル自体の破断などの発生を抑えることができる。

また、図３に示す第１照明窓４１と送気・送水ノズル４３との位置を入れ替えた図１０に示すような第１照明窓４１と送気・送水ノズル４３の配置の場合にも、図１１に示すように、補強枠５９の絞り部７１によるオフセット量を積極的に利用することにより、第１区間９２ａに鉗子チャンネル１９を、この第１区画９２ａに隣接する第２区画９２ｂに第１ライトガイド８７、第３区画９２ｃに信号ケーブル２５及び送気チューブ８９・送水チューブ９０を、第４区画９２ｄに第２ライトガイド８８をそれぞれ位置させることができ、上記同様にして、鉗子チャンネル１９の信号ケーブル２５に対するストレスの軽減効果が得られ、同様にしてその分だけ耐久性が向上する。なお、オフセット量を用いた信号ケーブルの配置位置は、図９及び図１１に示すものに限定されない。例えば、オフセット量を用いて湾曲部３２の中心軸に対し、鉗子チャンネル１９の対角位置に信号ケーブル２５を位置決めする際に、信号ケーブル２５を鉗子チャンネル１９にさらに近接させてもよい。この場合には、鉗子チャンネル１９及び信号ケーブル２５を近接させることにより、軟性部３３（図１参照）の細径化が図れる。

以上のように、撮像装置２６の補強枠５９を用いて、湾曲部３２内における信号ケーブル２５と鉗子チャンネル１９との位置決めを行い、しかも、他のライトガイド８７，８８などの内蔵物も、この補強枠５９による緩い位置規制効果を受けるため、湾曲部３２内のケーブル固定部６１付近でピン３９を乗り越えてチューブ類が各区画を移動する配列乱れの発生を抑えることができる。これにより、ピン３９を乗り越えるときにピン３９によりチューブ類が圧迫を受けることがなくなり、断線の発生が抑えられる。また、補強枠５９による各チューブの緩い位置規制効果によって、各区画９２ａ〜９２ｄ内で各チューブ類のクリアランスを確保したバランスの良い配置となり、バランス不良に起因する湾曲動作時の各チューブ類の摺動抵抗の増加も抑えられる。

本実施形態では、プリズム５３の近傍でプリズム５３の後端側であって、メイン基板５７の下方の補強枠５９内にサブ基板５８を設けることと、素線６５を短く加工すること、もしくは素線６５を補強枠５９内に折り畳み収納すること等により、ケーブル固定部６１と基板５７を近づけることで、図１２（Ａ）に示すように、その分だけ撮像装置２６の長さ方向におけるＬ１分の短小化を図ることも可能になる。

これにより、先端筒３７内で、第１節輪３８ａよりも先端側に、ケーブル固定部６１を位置させることができる。したがって、図１２（Ｂ）に示すような第１節輪３８ａ以降の後端側にケーブル固定部６１が位置する場合には、ケーブル固定部６１の直後の部分が剛性変化点となり、応力集中して断線の懸念があるが、（Ａ）のケーブル固定位置とすることで、湾曲部３２が例えば最大限に湾曲した場合でも、ケーブル固定部６１の近傍で信号ケーブル２５が曲げられることが少なくなり、緩い曲線を描いて信号ケーブル２５が湾曲すると共に、ケーブル固定部６１に作用する折り曲げ力が小さくなる。これに応じて耐久性が向上する。

しかも、図１２（Ｂ）のものは、剛性を有するケーブル固定部６１が、湾曲が行われる第１節輪３８ａ内に位置しているため、他のライトガイドなどとの干渉によるこれらの耐久性の低下などの懸念があったが、本実施形態では、柔軟性を有する信号ケーブル２５自体が位置することになり、これらの懸念も解消する。このように、湾曲部３２が同じ角度で湾曲する場合でも、ケーブル固定部６１の位置を前後方向で変えることにより、ケーブル固定部６１にかかる曲げ力の低減や、他のチューブ類に対する破損の懸念を無くすことができる。

なお、撮像装置２６の短小化によるケーブル固定部６１の先端筒３７内における位置決めによる作用と、補強枠５９によるオフセット作用との相乗効果で、湾曲部３２内の内蔵物の耐久性をより一層向上させることができるが、上記補強枠５９によるオフセット効果のみや、先端筒３７内における信号ケーブル２５の位置決め効果のみでも、湾曲部３２内の内蔵物の耐久性を向上させることができるものであり、いずれか一方の構成であってもよい。

なお、上記実施形態では、補強枠５９内に接着剤を充填させて封止樹脂６０としているが、充填に代えて、補強枠５９内に接着剤を入れた状態でプリズム保持部材５４やサブ基板５８などを設置することで、補強枠５９内に各内蔵物を封止してもよい。

また、上記実施形態では、メイン基板とこのメイン基板とは別体で構成されるサブ基板との組み合わせによる形態について説明したが、この他に、サブ基板は省略し、代わりに、撮像素子が取り付けられ、撮像素子とは異なる面に延出され屈曲される屈曲部を有する屈曲基板を用いた実施形態にも同様に本発明の適用が可能である。なお、屈曲基板は、フレキシブル基板であっても、あるいは可撓性の無い基板であってもよい。

１０ 電子内視鏡システム
１１ 電子内視鏡
１４ 挿入部
２５ 信号ケーブル
２６ 撮像装置
３１ 先端硬質部
３２ 湾曲部
３８ 節輪ユニット
３９ 連結ピン
４０ 観察窓
４１，４２ 照明窓
４３ 送気・送水ノズル
５１ 撮影レンズ
５２ 鏡筒
５３ プリズム
５４ プリズム保持部材
５６ ＣＣＤ
５７ メイン基板
５８ サブ基板
５９ 補強枠
５９ａ 底板部
６０ 封止樹脂
６１ ケーブル固定部
６５ 素線
６６ 外皮
７０ 補強枠本体
７１ 絞り部
７２ 信号ケーブル取付部
７５ 接合片
７６ 係止爪
７８ 糸巻
７９ 接着剤
８０ 保護チューブ
８５ａ 樹脂流出開口
８５ 係止開口
８７，８８ ライトガイド
８９ 送気チューブ
９１ 仮想線
９２ａ，９２ｂ，９２ｃ，９２ｄ 区画

Claims (7)

1. レンズ鏡筒及びプリズムを介して結像される光学画像を光電変換する固体撮像素子と、
   前記固体撮像素子が取り付けられる基板と、
   前記レンズ鏡筒に連結しプリズムを保持する保持部材と、
   複数の素線及びこれを覆う外皮からなり、前記素線が前記基板に電気的に接続されている信号ケーブルと、
   底板部の両端に側板部が連接されて横断面がＵ字形であり、前記底板部の上方に開口部を有する樋状部材であって、一端が前記保持部材に他端が前記信号ケーブルの外皮にそれぞれ固定されており、前記プリズムの三面を前記底板部及び側板部により覆うようにして、前記プリズムを内蔵する補強枠と、
   前記開口部から前記補強枠内に充填され、前記プリズム、前記ケーブル素線を一体化する接着剤と
   を備えることを特徴とする内視鏡用撮像装置。
2. 前記基板は、前記固体撮像素子が取り付けられるメイン基板とこのメイン基板とは別体で形成され、周辺電子部品が取り付けられるサブ基板とから構成され、前記メイン基板は、前記補強枠の前記開口部を覆うように取り付けられ、前記サブ基板は前記補強枠内に内蔵されることを特徴とする請求項１記載の内視鏡用撮像装置。
3. 前記基板は、前記固体撮像素子が取り付けられ、前記固体撮像素子とは異なる面に延出され屈曲される屈曲部を有する屈曲基板から構成され、前記屈曲部は前記補強枠内に内蔵されることを特徴とする請求項１記載の内視鏡用撮像装置。
4. 前記補強枠と前記信号ケーブルの固定部を、前記樋状部材の後端から延設された接合片と、この接合片を前記ケーブル外皮の外周面に固定する糸巻及び接着剤とから構成し、
   この糸巻、接着剤、及び接合片を含む信号ケーブルを覆うための保護チューブを備えることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の内視鏡用撮像装置。
5. 前記接合片は抜脱防止用の係止爪を有し、この係止爪に前記糸巻部分を係止させることを特徴とする請求項４記載の内視鏡用撮像装置。
6. 前記補強枠は、前記信号ケーブルの固定部に向かうに従い樋方向に直交する横断面の断面積が次第に小さくなるように絞られる絞り部と、この絞り部の先に前記信号ケーブルの外皮が入れられるケーブル保持部とを有し、前記絞り部は前記レンズ鏡筒の光軸と前記信号ケーブルの中心軸とをオフセットさせることを特徴とする請求項５記載の内視鏡用撮像装置。
7. 前記補強枠は、前記側板の一方に、前記プリズム保持部材が係止する係止開口を有することを特徴とする請求項６記載の内視鏡用撮像装置。

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