JPH0371688B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は先端部に固体撮像素子およびこれに付
属する回路基板などの電子部品を内蔵した内視鏡
に関する。

［従来の技術］ 近年、内視鏡の多機能化とともに電子化が進ん
でいる。たとえば、観察手段として固体撮像素子
を用いる内視鏡が提供されている（米国特許第
4491865号明細書参照）。ところで、この種の固体
撮像素子である４相駆動型インターラインCCD
における外部リードの数は14本ないし20本であ
り、電線も11本ないし15本程度必要である。そし
て、上記米国特許第4491865号明細書で示される
ようにこの固体撮像素子に付設する回路基板はそ
の固体撮像素子と平行に設置されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来の内視鏡の場合、その固体撮像素子と
回路基板とが平行に設置されているため、回路基
板に対する電子部品、外部リードや電線を接続す
るのに回路基板の片面側しか利用できない。この
ため、回路基板に実装する電子部品の寸法が大き
かつたり、その数が多かつたりすると、その回路
基板の面積が非常に大きなものとしなければなら
ない。したがつて、これを組み込む内視鏡の先端
部が太くなるという欠点があつた。

本発明は上記事情に着目してなされたもので、
その目的とするところは回路基板に実装する電子
部品や外部リードや電線等をその回路基板の両面
側にふり分けて設け得るように構成し内視鏡の先
端部のコンパクト化を達成することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するために本発明は挿入部の
先端側に、その挿入部の軸方向に対してほぼ直角
に固体撮像素子を配置し、この固体撮像素子に隣
接してこれに付随する電子部品を実装した回路基
板を設け、この回路基板は挿入部の軸方向にほぼ
平行に配置した内視鏡である。

［作用］ 本発明では回路基板を固体撮像素子の手元側
（操作部側）空間に挿入部の軸方向とほぼ平行に
配置するため、回路基板の軸方向の長さを伸ばせ
ば、回路基板の幅を広くして内視鏡を太くするこ
となく、回路基板の面積を充分に確保することが
できる。

また、本発明では回路基板の部分を先端側か
ら、たとえば、固体撮像素子接続部、電子部品実
装部、電線実装部として構成できるので、固体撮
像素子の外部リードや電線等が電子部品と重なる
ことがなく、回路基板の幅を最少にすることがで
きる。つまり、コンパクトに配置して組み込むこ
とができる。

また、固体撮像素子の外部リード、電子部品、
電線という形状や性質の異なつたものを個々の区
域に分けて実装できるので、これらを実装しやす
い。

なお、回路基板の両面側それぞれに振り分けて
各種のものを実装すれば、その高さ方向の空間を
有効に使用し、回路基板の長さを短くできるの
で、先端硬質部を太くすることなく長さを短くで
きる。

［実施例］ 第１図および第２図は本発明の第１の実施例を
示すものである。第１図は内視鏡装置の全体を示
し、１は内視鏡，２は内視鏡制御装置である。内
視鏡制御装置２内にはビデオプロセス回路３が内
蔵されている。また、内視鏡制御装置２の外には
ビデオプロセス回路３に接続されたモニタ４が設
けられている。

上記内視鏡１における挿入部５の先端部分は第
２図で示すように構成されている。すなわち、こ
の先端部分は挿入部５の可撓管（図示しない。）
の先端に連結された湾曲管６の先端に連結した先
端構成部材７を設けてなり、この先端構成部材７
には後述するように各種の部材が組み込まれてい
る。なお、上記先端構成部材７は金属製でもよい
が、合成樹脂製あるいはセラミツク製等でもよ
い。また、湾曲管６は複数の湾曲用駒８を互いに
回動自在に連結してなる芯部材の外周に電気絶縁
性の合成樹脂製の外皮９を被覆してなるものであ
る。

先端構成部７の外周面には電気絶縁性の材料か
らなる先端カバー１１が密に被嵌されている。さ
らに、先端構成部材７には後述する対物観察ユニ
ツト１２が着脱自在に取り付けられている。上記
対物観察ユニツト１２は対物レンズ系３３、固体
撮像素子３４と、これに付設した回路基板７３お
よびこの回路基板７３に接続される電線３６を少
なくとも組み込んだものである。そして、この回
路基板７３は固体撮像素子３４に対して直角ある
いは実質的に直角、つまり、ほぼ直角に配置され
ている。つまり、挿入部５の軸方向に板面を沿わ
して配置されている。さらに、上記回路基板７３
にはたとえばトランジスタ、コンデンサや抵抗な
どの電子部品３１が取り付けられている。また、
対物レンズ系３３は複数のレンズ３７を金属製の
レンズ枠３８内に気密的に接着固定してなり、レ
ンズ枠３８の先端部分には観察用カバーレンズ３
９が取付け固定されている。なお、複数のレンズ
３７の間には絞り４０が設けられている。また、
レンズ枠３８の筒状の素子枠５１に支持され、こ
の素子枠５１の外周には気密的に接着される電気
絶縁製のレンズ枠カバー４１が被嵌されている。
また、観察用カバーレンズ３９の周囲とレンズ枠
カバー４１の先端部との間には電気絶縁性のポツ
テング材４３を充填することにより封止されてい
る。つまり、レンズ枠３８は外部に露出しない。

また、このレンズ枠カバー４１の外周は上記先
端構成部材７に形成した貫通孔４５に密に嵌挿さ
れ、着脱自在に取り付けられるようになつてい
る。レンズ枠カバー４１の外周面部にはＯリング
４６を被嵌する周囲溝４７が形成されている。つ
まり、レンズ枠カバー４１は貫通孔４５に対して
Ｏリング４６により気密的に嵌挿されている。ま
た、レンズ枠カバー４１は先端構成部材７の側壁
に螺挿する抜止めねじ４８により定位置に固定さ
れるようになつている。なお、抜止めねじ４８の
取付け位置は電気絶縁性のポツテング材４９を充
填することにより外部に対して気密的に封止され
ている。

一方、上記固体撮像素子３４は金属製で筒状の
素子枠５１の内部に取り付けられている。この素
子枠５１における固体撮像素子取付け部分の外径
は上記レンズ枠カバー４１の外径より大きい。そ
して、素子枠５１の先端部はレンズ枠３８の外周
に接合されるとともに、導電性接着剤により接着
固定されている。レンズ枠カバー４１はその素子
枠５１の先端部外周にも被嵌されている。

また、固定撮像素子３４に接続される回路基板
７３は上記素子枠５１の後端にねじ結合されたシ
ールドパイプ５２により包囲されている。シール
ドパイプ５２は金属製で上記素子枠５１に電気的
に接続されている。シールドパイプ５２は電線３
６の接続端部分を含むように後方に延出してい
る。シールドパイプ５２の後端には金属製の電線
固定部材５３が連結され、上記シールドパイプ５
２に電気的に導通している。つまり、レンズ枠３
８、素子枠５１、シールドパイプ５２、電線固定
部材５３は互いに電気的に導通し、これにより長
尺な筒状のシールド部材５４を構成している。

そして、この対物観察ユニツト１２は電気的絶
縁材料からなる先端構成部材７の前方に引き抜け
るように構成されている。すなわち、レンズ枠カ
バー４１の外径よりシールドパイプ絶縁用チユー
ブ５９の外径を小さくしたものである。また、レ
ンズ枠３８は素子枠５１に対し、３本の傾き調整
ビス７０と、３本の芯だしビス７１により支持さ
れている。つまり、上記レンズ枠３８は３本の傾
き調整ビス７０によりその傾きが調整され、３本
の芯だしビス７１により芯だし調整される。な
お、レンズ枠３８と素子枠５１とは３本の芯だし
ビス７１により電気的に導通されている。また、
レンズ枠３８と３本の傾き調整ビス７０および３
本の芯だしビス７１との間は導電性接着剤で導通
されている。また、固定撮像素子３４は固定ビス
７３により固定される。固定撮像素子３４の足は
曲げられ、回路基板７３に接続されている。な
お、固体撮像素子３４のGNDとレンズ枠３８は
リード線７７で接続されている。また、絶縁用チ
ユーブ５９はシールドパイプ５２とレンズ枠カバ
ー４１にそれぞれねじ込まれている。さらに、シ
ールド部材５４の後端部分はそれぞれポツテング
剤４３，７６により封止され、そのシールド部材
５４内を気密的に密閉している。そして、この密
閉空間内には水素や酸素の含まれていない、たと
えば不活性ガスが充填されている。なお、この代
わりに乾燥空気を充填してもよい。また、素子枠
５１、シールドパイプ５２および電線固定部材５
３はそれぞれ導電性接着剤で接着され、互いに電
気的に導通されている。

さらに、この実施例は照明系としてランプユニ
ツト８０を先端構成部材７に着脱自在に取り付け
たものである。ランプユニツト８０は電気的絶縁
性の材料からなるユニツト本体８１を先端構成部
材７に形成した貫通孔８３に嵌挿し、ユニツト本
体８１は止めねじ８４により締付け固定されてい
る。ユニツト本体８１の外周には周回溝８５が形
成され、周回溝８５には０リング８６が嵌め込ま
れ、貫通孔８３との間の気密性を保つようになつ
ている。ユニツト本体８１の前面部には照明ラン
プ８７を覆うカバーレンズ１３が気密的に取り付
けられている。照明ランプ８７の背面部は電気絶
縁性のポツテング剤８９により、封止され、上記
照明ランプ８７の収納室９０を密封している。ま
た、電線７７と照明ランプ８７との接続端部は上
記ポツテング剤８９内に埋め込めれている。な
お、７８は電線保護チユーブである。

このようにランプユニツト８０を着脱自在に取
り付けたから照明ランプ、たとえばキセノンラプ
には寿命があり、交換が必要なとき簡単に交換す
ることができる。また、上記構成においては後述
するように対物観察ユニツト１２と同じように前
方から引き出せるので、その作業が容易である。

なお、先端構成部材７には上記観察用カバーレ
ンズ３９の表面に向けて外部に突出する送気送水
ノズル（図示しない。）が設けられており、この
送気送水ノズルには挿入部５内に挿通した送気送
水チユーブ（図示しない。）が接続されている。
この送気送水ノズルは電気絶縁性材料から形成さ
れている。

さらに、先端構成部材７には筒状のチヤンネル
先端部材（図示しない。）が設けられている。こ
のチヤンネル先端部材は上記先端カバー１１に開
口したチヤンネル孔（図示しない。）に連通して
いる。さらに、チヤンネル先端部材は挿入部５内
に挿通したチヤンネルチユーブ（図示しない。）
に接続されている。そして、この開孔、チヤンネ
ル孔およびチヤンネルチユーブ内により挿通用チ
ヤンネルを形成し、各種処置具などを挿通できる
ようになつている。

一方、上記電線固定部材５３の後端外周には電
線保護チユーブ５５が接続されている。そして、
電線３６はこの電線保護チユーブ５５内を通じて
第１図で示すようにビデオプロセス回路３に接続
されている。電線３６の先端部分は電線固定部材
５３内に挿通されるとともに、その電線固定部材
５３に締結固定されている。なお、電線５６はシ
ールド線により構成され、そのシールドを担当す
る線５７は回路基板７３と電線固定部材５３に電
気的に接続されている。

なお、上記シールドパイプ５２および電線固定
部材５３の各内部には電気絶縁性のポツテング剤
を密に充填してもよい。この場合は上記シールド
パイプ５２および電線固定部材５３の内部にある
回路基板７３、電線３６およびそれらの接続端部
などがその電気絶縁性のポツテング剤内に埋め込
まれる。

なお、上記各ポツテング剤は、たとえばエポキ
シ系またはシリコン系の電気絶縁性接着剤が用い
られる。

しかして、上記構成において固体撮像素子３４
およびこれに付随する回路基板７３やその他の電
子部品３１からなる電子部品の電気回路部分はレ
ンズ枠３８、素子枠５１、シールドパイプ５２お
よび電線固定部材５３からなるシールド部材５４
によつて包囲され、シールドされている。したが
つて、挿通用チヤンネルを通じて電気メスを挿通
して使用しても上記電気回路は高周波ノイズの影
響を受けない。

また、シールド部材５４の外周はそれぞれ電気
絶縁性のレンズ枠カバー４１、ポツテング剤４
３，７６、チユーブ５９、電線３６自体の絶縁被
覆、電線保護チユーブ５５等によつて周囲に対し
て絶縁されているので、ビデオプロセス回路３か
ら、万一、多大な漏れ電流が流れ込んでも患者が
感電することはない。

また、団体撮像素子３４、およびこれに付随す
る回路基板７３やその他の電子部品３１、電線３
６の接続部、および各端子部分等は密閉されるの
で、完全に密封絶縁される。したがつて、前述し
たように消毒液に長時間浸漬して挿入部５内が高
湿度になつても、上記電気回路部分に水蒸気が結
露することがない。

ところで、一般に、内視鏡では滅菌のため、エ
チレンエキサイドガス雰囲気中にさらすが、この
とき電子部品をも劣化させ、ついには破壊してし
まう。しかし、この実施例では上述したように対
物観察ユニツト１２内が気密にシールされている
ため、エチレンオキサイドガスは電子部品に達し
ない。特に、高価な固体撮像素子３４に達しない
ので、その破壊を防止できる。

また、対物レンズ系３３、固体撮像素子３４、
回路基板７３その他の電子部品３１および電線３
６などからなる構成要素が対物観察ユニツト１２
としてユニツト化されているとともに、そのユニ
ツト１２においてシールド、電気絶縁、そして封
止が完成されている。このため、機能動作等の信
頼性が高い。さらに、この対物観察ユニツト１２
は先端構成部材７に対して着脱自在であるので、
万一対物観察ユニツト１２に故障が生じたときに
はその対物観察ユニツト１２毎交換すればよいの
で、修理期間が短くてよい。したがつて、医者が
内視鏡１を使えない期間が短くて済む。しかも、
対物観察ユニツト１２毎交換するので、修理によ
つて信頼性が低下しない。また、そのユニツト以
外の部分の故障ではその対物観察ユニツト１２を
そのまま再利用できる。

また、この実施例ではレンズ枠３８をシールド
部材として使用しているので、固体撮像素子３４
から前方のシールド部材５４の長さを充分に取る
ことができ、しかも、絞り４０の径は上記長さに
比べて非常に小さい。したがつて、レンズ３７側
から入射するノイズの遮断性が非常によい。な
お、レンズ枠３８をシールド部材にする場合、工
業用内視鏡ではGND回路が外部に露出していて
もよいので、対物観察ユニツト１２の電気的絶縁
は不要である。

上記構成においてレンズ枠３８はそれぞれ３本
の傾き調整ビス７０および芯出しビス７１により
その傾き調整と芯出しを行なうのでレンズ性能を
最大限に発揮させることができる。

一方、対物観察ユニツト１２を先端構成部材７
に対して着脱自在にするとともに、先端構成部材
７との嵌挿部分の外径をその対物観察ユニツト１
２のうちで最大のものとし、他の部分における外
径をそれよりも小さくしたから、前方にそのまま
引き抜くことができる。したがつて、対物観察ユ
ニツト１２が故障した場合、湾曲管６側には何等
手を加えずに簡単に修理できる。つまり、抜け止
めねじ４８のところのポツテング剤４９を削り取
り、その抜け止めねじ４８を引く抜く。つぎに、
吸盤を利用して対物観察ユニツト１２を外に引き
出す。そして、チユーブ５９を回わしてずらし、
シールドパイプ５２と電線固定部材５３との間で
切断する。ついで、回路基板７３から電線３６を
取り外し、シールドパイプ５２を電線固定部材５
３から取り外す。後は新しい対物観察ユニツト１
２を接続すればよい。つまり、他の部品を再利用
できる。このためにはレンズ枠カバー４１やシー
ルドパイプ５２は接着しないほうがよい。もつと
も、接着しておいてもよい。また、本発明は側視
形の内視鏡にも適用できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は回路基板を固体撮
像素子に対してほぼ直角に配置したため、内視鏡
を太くすることなく、回路基板の面積を確保する
ことができる。

したがつて、回路基板に対する部品等の実装が
容易である。しかも、回路基板の先端側から、順
次たとえば固体撮像素子の接続部、電子部品実装
部、電線実装部を配置して構成できる。このよう
にすれば、その外部リードや電線等が電子部品と
重なることがなく、回路基板の幅を最少にするこ
とができる。つまり、固体撮像素子の外部リー
ド、電子部品、電線という形状や性質の異なつた
ものを個々の区域に分けて実装できるので、効率
的かつ容易に実装できる。

さらに、回路基板の片面または両面に対して実
装すれば、第２図における高さ方向の空間を有効
に使用することができ、回路基板の長さを短くで
きるので、先端硬質部を太くすることなくその長
さを短くできる。

また、回路基板を固体撮像素子の中心に合せて
配置すれば、その固体撮像素子の手元側空間の有
効利用を最大にすることができ、回路基板の両側
に外部リードや電子部品や電線等の実装部品を均
等にふり分けることができるので、基板の長さを
より短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の内視鏡装置の
概略図、第２図は同じくその内視鏡先端部の断面
図である。 １……内視鏡、７……先端構成部材、３１……
電子部品、３３……対物レンズ、３４……固体撮
像素子、３６……電線、７３……回路基板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 挿入部の先端側に、その挿入部の軸方向に対
   してほぼ直角に配置した固体撮像素子を設け、こ
   の固体撮影素子に隣接してこれに付随する電子部
   品を実装した回路基板を設け、この回路基板は挿
   入部の軸方向にほぼ平行に配置したことを特徴と
   する内視鏡。