JP7418424B2

JP7418424B2 - 回路基板を備えた内視鏡

Info

Publication number: JP7418424B2
Application number: JP2021522998A
Authority: JP
Inventors: ランデス，ヘルマン; シュレーター，ティルマン
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2018-10-26
Filing date: 2019-10-24
Publication date: 2024-01-19
Anticipated expiration: 2039-10-24
Also published as: CN112955061B; US11513335B2; JP2022505912A; US20230013266A1; WO2020084341A1; DE102018126795A1; EP3870020A1; CN112955061A; US20210341726A1

Description

本発明は、電流の供給を受ける対象物を内視鏡先端部に備える内視鏡、及び電流の供給を受ける対象物用の回路基板を備えた内視鏡に関する。

内視鏡によって観察される領域を照明し、その領域の画像を取り込むための照明手段及びカメラが既知の内視鏡の内視鏡先端部の遠位端に配置される。カメラおよび照明手段の双方は、電流の供給を受ける。

内視鏡先端部のサイズは小さいため、必要な要素を有利に小さいスペースに収容するためにスペースを節約する必要性が常にある。

従って、本発明の目的は、内視鏡先端部の要素が有利且つスペースを節約するように取り付けられる一方、好適な操作モードを依然備え得る内視鏡を提供することである。

この目的は、請求項１の特徴を有する内視鏡によって達成される。

有利な展開例が従属請求項に記載されている。

本発明は、内視鏡先端部に配置されており電流の供給を受ける対象物と、電流の供給を受ける対象物用の回路基板を備えた内視鏡に関する。回路基板は、電流の供給を受ける対象物から内視鏡先端部の遠位方向に延在する。

従って、回路基板は、電流の供給を受ける対象物から遠位側に形成される。電流の供給を受ける対象物から近位方向の領域は回路基板にふさがれていないので、その他の目的で使用され得る。

電流の供給を受ける対象物は回路基板に配置され得る。代替例では、電流の供給を受ける対象物は回路基板から離間され得るが、回路基板を介して電流の供給を受け得る。

回路基板は、電流の供給を受ける対象物よりも遠位側の位置まで延在し得る。従って、回路基板は電流の供給を受ける対象物よりも遠位方向に突出し得る。電流の供給を受ける対象物よりも遠位側の領域は回路基板のために使用され得る。

回路基板は折り畳まれ得、回路基板の少なくとも一部分は、電流の供給を受ける対象物よりも近位側に位置し得る。回路基板は、曲げること、または、巻付けることもできる。

電流の供給を受ける対象物は、画像を取り込むための画像センサであり得る。電流の供給を受ける対象物は、回路基板によって電流の供給を受ける別の電気部品又は電子部品であり得る。

内視鏡は、電流の供給を受ける対象物の遠位側に配置された対物光学系を備えることができ、回路基板は、少なくとも部分的に対物光学系を取り囲む。従って、回路基板は対物光学系を固定し得る。

回路基板は、対物光学系を超えて遠位方向に突出し得る。回路基板は、対物光学系と内視鏡先端部の遠位端に配置された照明光学系との間で光シールドを形成して、照明光学系からの対物光学系への光の照射を遮蔽し得る。

回路基板は、電流の供給を受ける対象物のための主部と、端部とを有し得る。端部は折り端で主部に接続され得る。端部は、主部とは反対側に先端部を有し、先端部は、主部と接触するように折り畳まれて、電子的シールドを形成する。

端部及び主部の断面は閉じた輪を形成し得、対物光学系の周りに延在し得る。

回路基板は、内視鏡先端部のハウジングを形成し得る。

本発明では、このような電流の供給を受ける対象物のための回路基板は、多目的に使用され得る。回路基板は、回路基板によって少なくとも部分的に取り囲まれる要素を保護し、支持し、収容するといった機能を割り当てられる。

本発明の上述した態様は適宜に組み合わせられ得る。

本発明の第１実施形態の内視鏡先端部の斜視略図である。回路基板を伸展した状態で第１実施形態の内視鏡先端部を遠位側から見た斜視略図である。第１実施形態の回路基板の折り畳みを示す。第１実施形態の回路基板の折り畳みを示す。第１実施形態の回路基板の折り畳みを示す。第１実施形態の回路基板の折り畳みを示す。第１実施形態の回路基板の折り畳みを示す。第１実施形態の回路基板の折り畳みを示す。第１実施形態の回路基板の折り畳みを示す。本発明の第２実施形態の内視鏡先端部の斜視略図である。第２実施形態の内視鏡先端部を近位側から見た斜視略図である。本発明の第３実施形態の内視鏡先端部の斜視略図である。

本発明を、図面を参照して実施形態によって以下に詳細に説明する。

第１実施形態
本発明の第１実施形態を図１から図９を参照して以下に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態の内視鏡先端部１００を示す。内視鏡先端部１００は、ＬＥＤ又は光導波路としての光ファイバーケーブル（ガラスファイバーケーブル）のような照明光学系（不図示）と遠位側の対物光学系４とを有する。照明光学系は内視鏡によって観察される領域に光を発する。観察される領域によって反射された光は、対物光学系４を介して後述するカメラ（画像センサ１）へと案内されることにより、画像情報が送信される。

内視鏡の近位側から延びるシステムケーブル５は画像情報の送信用と、ＬＥＤ及び/又はカメラ等の電力供給用とに使用され得る。

内視鏡先端部は、少なくも一つの電流の供給を受ける対象物（以下単に「対象物」と呼ぶ）用の回路基板２を含む。前記対象物は回路基板２それ自身に配置されるか、又は回路基板２から離間され得る。回路基板２は対象物用の導電路を有する。コンデンサ、ホール素子、電気抵抗、コイル、ダイオード、トランジスタ、及び集積回路のような更なる電気部品は、回路基板２上の対象物として配置され得る。

回路基板２は折り畳み式の回路基板であり、以下に詳述する。

図２に示すように、回路基板２は、主部２１と端部２２を備える。端部２２は折り端によって主部２１から隔離される。主部２１と端部２２の間の折り端は、回路基板に配置する部品と完成した折り畳み形状を考慮して適宜選択される。図２において、主部２１と端部２２の間の折り端は、端部２２が長方形を形作るように回路基板２の切り欠きに沿っている。主部２１と端部２２の形状は単に例示として解されるべきである。本発明は特定の形状に限定されない。

主部２１は対象物に電流を供給するのに役立つ。本実施形態では、カメラとして機能する、画像センサ１が電流の供給を受ける対象物として設けられる。本実施形態において、画像センサ１は主部２１に配置される。カメラスリーブとしての取り付け台３は、画像センサから遠位側に配置される。取り付け台３は円筒形である。取り付け台３は、内視鏡先端部１００の長手方向に延在する。対物光学系４は取り付け台３の遠位側に配置される。光は対物光学系４に入射し、取り付け台３の内部を画像センサ１の方向に案内される。従って、取り付け台３は、画像センサ１に面した近位側、対物光学系４に面した遠位側、及び内視鏡先端部１００の半径方向を指す周方向の側面を有する。

主部２１は任意の形状をとり得る。本実施形態では、主部２１は、画像センサ１用の配置領域２１Ａ、第１側方領域２１Ｂ、中央領域２１Ｃ、及び第２側方領域２１Ｄから形成される。画像センサ１用の配置領域２１Ａ、第１側方領域２１Ｂ、及び第２側方領域２１Ｄは、中央領域２１Ｃに隣接するので、これらは、中央領域２１Ｃに対して折り畳みが可能である。第１側方領域２１Ｂ及び第２側方領域２１Ｄは、互いに対向するように中央領域２１Ｃに隣接する。配置領域２１Ａは、第１側方領域２１Ｂ及び第２側方領域２１Ｄが中央領域２１Ｃに隣接する側とは異なる側で中央領域２１Ｃに隣接する。

第１側方領域２１Ｂ及び第２側方領域２１Ｄには夫々、配置領域２１Ａの反対側に、折り返し２７が配置される。折り返し２７は、電力ケーブル用の接続素子として、又は回路基板２を折り畳み状態で維持するために回路基板２を支持するための回路基板２の穴に挿入する挿入素子として使用され得る。折り返し２７は、この場合一例として解されるべきである。折り返し２７は回路基板２のいずれの位置にも配置され得る。

端部２２は、主部２１とは反対側に先端部２３を有する。

回路基板２は、開口と切り欠きとをさらに含む。

画像センサ１から見て、回路基板２を遠位方向に折り重ねる。

図３から図９は、第１実施形態の回路基板２の折り畳みを示す。回路基板２の折り畳みを一例として本実施形態に示す。本発明に従って、回路基板２の少なくとも一部が画像センサ１の位置に対して内視鏡先端部１００の遠位方向に延在するように、回路基板２を折り畳む。

回路基板２を折り畳む一例を図３～図９を参照して以下に記載する。

回路基板２に関して、画像センサ１を配置領域２１Ａに例えばはんだ付けにより配置する。先ず、折り返し２７を近位方向に折り曲げる。次いで、配置領域２１Ａを除く回路基板２全体を遠位方向に折り曲げる（図４参照）。これによって、中央領域２１Ｃは、取り付け台３の方向に折り曲げられる。このため、中央領域２１Ｃは取り付け台３に平行に延在する。その後、第１側方領域２１Ｂを中央領域２１Ｃに対して取り付け台３の方に折り曲げる。

次いで、第２側方領域２１Ｄを中央領域２１Ｃに対して取り付け台３の方に折り曲げる。これによって、第２側方領域２１Ｄ及び端部２２が中央領域２１Ｃに対して折り曲げられる。このため、第１側方領域２１Ｂ及び第２側方領域２１Ｄも取り付け台３に平行に延在する。この状態において、取り付け台３は、自身の３辺の周方向の側面を第１側方領域２１Ｂ、中央領域２１Ｃ及び第２側方領域２１Ｄによって覆われる（図５参照）。

その後、取り付け台３の周方向の側面のこれまで覆われていなかった１辺が端部２２の一部分で覆われるように、端部２２を第２側方領域２１Ｄに対して折り曲げる（図６参照）。端部２２のうちの取り付け台３を覆う部分は、主部２１に対する折り目に隣接する部分である。

次いで、端部２２の新たに折り畳まれる部分が第１側方領域２１Ｂを覆うように、取り付け台３を覆う端部２２の一部分に対して端部２２をさらに折り曲げる（図７参照）。先端部２３を含む端部の残りの部分を同じ方向にさらに折り畳む。このようにして、端部２２は、中央領域２１Ｃ及び第２側方領域２１Ｄを覆う。これによって、先端部２３は、電子的に遮蔽されるべき主部２１の部分を覆う電子的シールドとして機能する。このため、回路基板の一部、つまり先端部２３を主部２１に折り重ねて、回路基板の折り重ねた部分を主部に当接させることにより、主部２１の電子的な遮蔽が簡単に且つ費用効果が高い態様で実現され得る（図８及び図９参照）。

この接続において、回路基板２の一部分同士は折り端を互いに形成するように折り畳まれ得る。回路基板２は、折り端を形成しないように曲げられ得、曲げられた又は巻き付けられた回路基板２が基本的に丸い円筒形となる。「折り畳まれた」という語は、折り端を形成することなしに巻き付けることを含むことも意図される。

また、主部２１の全体が端部２２の部分に覆われる必要はない。例えば、第２側方領域２１Ｄは覆われないままでもよい。

第１実施形態の効果
回路基板２は画像センサ１に対して遠位方向に延在するので、画像センサ１から近位側にあるスペースには回路基板２が存在しない。そのため、回路基板２はスペースを節約するように取り付けられ得る。

回路基板２は、電流を供給する画像センサ１を径方向に取り囲みそれを保護する。

回路基板２に更なる機能を割り当て得る。例えば、回路基板２は、カメラスリーブとして機能する取り付け台３を支持するために使用され得る。

第２実施形態
本発明の第２実施形態を図１０及び図１１を参照して以下に説明する。

図１０は、第１実施形態と同様に回路基板１０２が画像センサ（不図示）および取り付け台（不図示）を取り囲むように回路基板１０２が折り重ねられていることを示す。

本実施形態では、折り重ねられた回路基板１０２は、対物光学系４の側方を取り囲んで遠位側に延在する。そのため、対物光学系４の側縁は回路基板１０２の内周によって囲まれている。回路基板１０２の遠位端は対物光学系４の遠位側と揃えられている。回路基板１０２の端部と主部とは、対物光学系４の取り付け部の周りを囲む断面において閉じた輪を形成する。回路基板１０２の遠位部は、これによってそれ自身が対物光学系取り付け部を形成する。

図１１は、回路基板１０２が取り付け部の円周全体は取り囲まないように回路基板１０２が降り重ねられている代替例を示す。

本実施形態では、回路基板１０２は対物光学系４をさらに保護し、固定する。

第３実施形態
本発明の第３実施形態を図１２を参照して以下に説明する。

図１２は、第１実施形態と同様に回路基板２０２が画像センサ（不図示）および取り付け台（不図示）を取り囲むように回路基板２０２が折り重ねられていることを示す。

第２実施形態と異なり、折り重ねられた回路基板２０２は、対物光学系４の側方を取り囲んで、対物光学系４よりも遠位側に突出する。言い換えれば、折り重ねられた回路基板２０２の遠位部は、対物光学系４よりも遠位側に突出する。本実施形態では、対物光学系４の遠位側から遠位方向に延在する回路基板２０２の領域は、対物光学系４の光シールドとして機能する。この光シールドは対物光学系４の側方にある照明光学系からの光への不測の輻射方向からの入射を遮蔽する。このため、遠位側からの光のみが対物光学系４に到達する。

本実施形態では、回路基板２０２はさらに対物光学系４用の光シールドとして機能する。

代替例
説明された実施形態はあらゆる技術的矛盾が生じない限り、適切に組み合わせられ得る。

図８及び図９に示すように、折り重ねられた（又は巻き付けられた）回路基板２は取り付け部３の周方向の側面で取り付け部３を全体的に取り囲む形を有し得る。

あるいは、回路基板２は取り付け部３の周方向の側面の一部分が回路基板２によって覆われないように折り重ねられ（巻き付けられ）得る。この代替例もカメラスリーブに安定性を与える。

本実施形態では、回路基板２は、カメラスリーブとして機能する取り付け部３を支持するために使用され得る。他の代替例では、取り付け部３は省略され得る。折り重ね（巻き付けられた）回路基板２の内側の周縁は、カメラスリーブとして取り付け部３の機能を果たし得る。

さらに他の代替例では、折り重ねられた（巻き付けられた）回路基板２は、内視鏡先端部１００のハウジング自身をも形成し得る。このため、特定の代替例では、折り重ねられた（巻き付けられた）回路基板２は、内視鏡先端部１００の外側の周縁をも形成する。

本発明は何れの種類の内視鏡にも適用可能である。

１画像センサ
２回路基板
３カメラスリーブ
４対物光学系
５ケーブル
２１主部
２１Ａ画像センサ用の配置領域
２１Ｂ第１側方領域
２１Ｃ中央領域
２１Ｄ第２側方領域
２２端部
２３先端部；電子的シールド
２７折り返し
１００内視鏡先端部
１０２回路基板
２０２回路基板
２１２光シールド

Claims

内視鏡先端部（１００）において、電流の供給を受ける対象物（１）と、
電流の供給を受ける前記対象物（１）用の回路基板（２；１０２；２０２）とを備え、
前記回路基板（２；１０２；２０２）は、電流の供給を受ける前記対象物（１）から前記内視鏡先端部（１００）の遠位方向に延在し、
前記回路基板（２；１０２；２０２）は、電流の供給を受ける前記対象物（１）のための主部（２１）と、端部(２２)とを有し、
前記端部（２２）は折り端で前記主部（２１）に接続され、
前記端部（２２）は、前記主部（２１）とは反対側に先端部（２３）を有し、前記先端部（２３）は前記主部（２１）と接触するように折り畳まれて、電子的シールドを形成することを特徴とする
内視鏡。
電流の供給を受ける前記対象物は、前記回路基板（２；１０２；２０２）に配置されることを特徴とする
請求項１に記載の内視鏡。
前記回路基板（２；１０２；２０２）は、電流の供給を受ける前記対象物（１）よりも遠位側の位置まで延在することを特徴とする
請求項１又は２に記載の内視鏡。
前記回路基板（２；１０２；２０２）は折り畳まれ、
前記回路基板（２；１０２；２０２）の少なくとも一部分は、電流の供給を受ける前記対象物（１）から近位側に設置されることを特徴とする
請求項１～３のいずれか１つに記載の内視鏡。
電流の供給を受ける前記対象物（１）は画像を取り込むための画像センサであることを特徴とする
請求項１～４のいずれか１つに記載の内視鏡。
電流の供給を受ける前記対象物（１）の遠位側に配置された対物光学系（４）を備え、
前記回路基板（２；１０２；２０２）は、少なくとも部分的に対物光学系（４）を取り囲むことを特徴とする
請求項１～５のいずれか１つに記載の内視鏡。
前記回路基板（２０２）は、対物光学系（４）よりも前記遠位方向に突出することを特徴とする
請求項６に記載の内視鏡。
前記回路基板（２０２）は、前記対物光学系（４）と前記内視鏡先端部（１００）の遠位端に配置された照明光学系との間で光シールドを形成し、前記対物光学系への照明光学系からの光の照射を遮蔽することを特徴とする
請求項７に記載の内視鏡。
前記端部（２２）と前記主部（２１）とは断面視で閉じた輪を形成し、対物光学系(４)の周りに延在することを特徴とする
請求項１～８のいずれか一つに記載の内視鏡。
前記回路基板（２；１０２；２０２）は、前記内視鏡先端部（１００）のハウジングを形成することを特徴とする
請求項１～９のいずれか１つに記載の内視鏡。