JPWO2012169511A1

JPWO2012169511A1 - 電子式内視鏡

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Publication number: JPWO2012169511A1
Application number: JP2013519496A
Authority: JP
Inventors: 胡　尉之; 尉之胡; 武瀬木; 中楯　健一; 健一中楯; 健一石橋
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2011-06-06
Filing date: 2012-06-06
Publication date: 2015-02-23
Also published as: CN103533880A; US20120310045A1; WO2012169511A1; EP2689717A4; EP2689717A1

Abstract

挿入部と操作部とを着脱自在としながら、患者への負担を軽減させることができる電子内視鏡を提供する。そのために、本発明の電子内視鏡は、先端に固体撮像素子を備え、被検体に挿入される長尺状の挿入部と、挿入部の他端に着脱自在に接続される操作部とを備え、操作部の内部には、固体撮像素子によって得られたＲＡＷデータから画像信号を生成して出力するインターフェース基板の少なくとも一部が配置されており、固体撮像素子によって得られたＲＡＷデータを伝送する第１の電気ケーブルは、インターフェース基板に、またはインターフェース基板までの途中でコネクタ接続されており、挿入部を操作部に着脱する際には、コネクタ部分で着脱される構成とした。

Description

本発明は、固体撮像素子を用いた電子式の内視鏡に関し、特に被検体に挿入される挿入部と操作部とが着脱自在とされた電子内視鏡に関する。
本願は、２０１１年６月６日に、米国に出願された仮出願番号６１／４９３，７１２に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

人体や動物などの生体の内部、あるいは各種機械や設備などの内部の状況を観察するために、内視鏡が広く使用されている。内視鏡は、生体などの観察対象物の内部にイメージファイバを挿入して、観察対象部位の画像を観察対象物の外部に光学的に導き出して観察するタイプのもの（ファイバスコープ）と、観察対象物の内部に小型固体撮像素子を挿入し、観察対象部位の画像を電気信号に変換して、その電気信号を観察対象物の外部に導き出し、外部のモニタにより画像を観察する、電子式のものとが主として使用されている。

この種の固体撮像素子からなるイメージセンサを使用した内視鏡における、観察対象物の内部に挿入される挿入部は、使用することによって患者の血液などによって汚染される。汚染された挿入部は、通常は洗浄消毒を経て再利用されるが、近年、洗浄消毒の手間を軽減させるために、挿入部を着脱自在とし、使い捨てとすることができる電子内視鏡が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、このような電子内視鏡においては、固体撮像素子を搭載する基板の外形を小さくするのが困難なため、挿入部の先端部の小径化が難しかった。このため、挿入部の先端部が大径化してしまい、患者への負担が少なくなかった。

特開平６−２５４０４７号公報

本発明は、以上のような事情を背景としてなされたもので、挿入部を着脱自在としつつ挿入部の先端部を小径化して患者への負担を軽減させることができる電子内視鏡を提供することを課題とするものである。

したがって本発明の電子内視鏡は、先端に固体撮像素子を備え、被検体に挿入される長尺状の挿入部と、前記挿入部の他端に着脱自在に接続される操作部とを備え、前記操作部の内部には、前記固体撮像素子によって得られたＲＡＷデータから画像信号を生成して出力する回路基板の少なくとも一部が配置されており、前記固体撮像素子によって得られたＲＡＷデータを伝送する第１の電気ケーブルは、前記回路基板にまたは前記回路基板までの途中でコネクタ接続されており、前記挿入部を前記操作部に着脱する際には、コネクタ部分で着脱されることを特徴とする。

上記構成によれば、ＲＡＷデータの変換を操作部に配置された回路基板で実行することによって、固体撮像素子に搭載する電気回路を最小限にできるため、挿入部の先端を小径化することができる。また、挿入部に回路基板を配置する必要がないため、挿入部をより安価に製造することができ、使い捨てできる挿入部として好ましい形態とすることができる。
また、挿入部を操作部に装着すると同時に、電気ケーブルの電気的な接続が行われるため、挿入部と操作部との装着をより容易とすることができる。また、電気ケーブルを分割可能としたことにより、回路基板の配置の自由度を高めることができる。

また、前記電子内視鏡において、前記挿入部の内部には、前記挿入部の他端側に設けた光源からの光を伝えて前記挿入部の先端から出射する光ファイバが内蔵されていることが好ましい。

上記構成によれば、観察の際、挿入部の先端前方に光を照射しながら観察することができる。

また、前記電子内視鏡において、前記挿入部の先端の内部には発光素子が設けられ、前記発光素子には第２の電気ケーブルによって前記回路基板から電力が供給され、前記第２の電気ケーブルは、前記回路基板に、または前記回路基板までの途中でコネクタ接続されており、前記挿入部を前記操作部に着脱する際には、コネクタ部分で着脱されることが好ましい。

上記構成によれば、発光素子を発光させるために新たな光源を必要としないため、構成を簡素化することができるとともに、また、電気ケーブルを分割可能としたことにより、回路基板の配置の自由度を高めることができる。

また、前記電子内視鏡において、前記回路基板を、前記固体撮像素子によって得られたＲＡＷデータをデジタルデータ信号に変換するためのアナログ／デジタル変換回路が搭載された第１の基板部と、前記デジタルデータ信号を処理して画像信号を生成するための画像信号生成回路部が搭載された第２の基板部とに分割した構成とすることができる。そしてその場合、前記第１の基板部を前記挿入部内に配置し、前記第２の基板部を前記操作部に配置することが好ましい。

上記構成によれば、コネクタ接続部分を通過する信号は既にデジタル化されているため、コネクタ接続部分における信号波形の崩れや減衰による悪影響を最小限に抑えることができる。またその結果、電気ケーブルの長さ（伝送路長さ）を比較的長く定めることが可能となる。

さらに、上述のように前記回路基板を、第１の基板部と第２の基板部とに分割した構成とした場合、第１の基板部と第２の基板部の両者を前記操作部に配置しても良い。その場合、第１の基板部および第２の基板部が、それらの板面が互いに平行となるように間隔を置いて重ねられるとともに、それらの相互間が連結された構成とすることが望ましい。
さらに、第１の基板部は挿入部内に配置され、第２の基板部は操作部に配置され、第１の基板部と第２の基板部との間がコネクタ接続されるように構成されていることが好ましい。

上記構成によれば、第１の基板部と第２の基板部とからなる回路基板の全体をコンパクト化して、それを収容する操作部を小型化することが可能となる。

本発明の実施形態の電子内視鏡の側面図である。本発明の実施形態の電子内視鏡の下面図である。本発明の実施形態の電子内視鏡の分解側面図である。図１のＡ−Ａ線における拡大断面図である。図１のＢ矢視図である。撮像モジュールを示す図である。ライトガイドを示す図である。撮像モジュールとライトガイドの組み合わせを示す図である。先端ユニットの拡大側面図である。挿入部と操作部の接続部の拡大図である。電子内視鏡の電気接続構成の一例を示す模式図である。インターフェース基板の回路構成の一例を示すブロック図である。インターフェース基板を２分割した場合の回路構成の一例を示すブロック図である。インターフェース基板を２分割した場合の電子内視鏡の電気接続構成の一例を示す模式図である。インターフェース基板を２分割した場合の挿入部と操作部の接続部の一例の拡大図である。インターフェース基板を２分割した場合の回路構成の別の例を示すブロック図である。インターフェース基板を２分割した場合の挿入部と操作部の接続部の他の例の拡大図である。インターフェース基板を２分割した場合の基板分割構造と、挿入部および操作部の接続部構造の一例の拡大図である。インターフェース基板を２分割した場合の基板分割構造と、挿入部および操作部の接続部構造の他の例の拡大図である。インターフェース基板を２分割した場合の挿入部と操作部の接続部のさらに別の例の拡大図である。別の実施形態の挿入部本体の断面図である。別の実施形態の挿入部本体の断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、この実施形態の電子内視鏡１の全体構成を示した側面図であり、図２は下面図である。
図１及び図２に示すように、電子内視鏡１は、被検体の観察部位に挿入される長尺状の挿入部２と、この挿入部の他端側に設けられ、電子内視鏡１を把持、操作する為の操作部３とから構成されている。
挿入部２は、挿入部本体４と、折れ止め５とからなる。操作部３は、操作部本体６と、挿入部２の先端付近を屈曲操作するための操作レバー８と、ライトガイド接続部９と、撮像された画像を外部に出力する為の、アナログ画像ケーブル１０、デジタル画像ケーブル１１とを有する。挿入部２の内部に配置される後述のライトガイド１７（図４Ａ、図４Ｂ）は、ライトガイド接続部９を介して外部ライトガイド６０と接続可能に構成されており、外部ライトガイド６０を伝送してきた光は、外部ライトガイド６０がライトガイド１７に接続されることによって、電子内視鏡１に導入される。また、後述するように、ハンドル８を操作してアングルワイヤ４４を駆動させることにより、挿入部２の先端付近は屈曲操作することができる。

電子内視鏡１は、挿入部２の先端部１６に設けられた対物レンズ系２６（図６参照）を介して固体撮像素子２５（図６参照）によって撮影された被検体の画像を観察するものである。
以下、本実施形態の電子内視鏡１の構造の詳細について述べる。

図３に示すように、本実施形態の電子内視鏡１においては、挿入部２と操作部３とは着脱自在とされている。具体的には、挿入部２の折れ止め５に設けられた雄接続部１４と、操作部本体６に設けられた雌接続部１５とによって、着脱自在に接続することができる。また、操作部本体６の内部には、インターフェース基板１３が内蔵固定されている。
挿入部２と操作部３とはコネクタ３４によって電気的に接続されている。すなわちコネクタ３４は、雄接続部１４に設けられた雄コネクタユニット３５と、雌接続部１５に設けられた雌コネクタユニット３６とからなり、これらのコネクタユニット３５、３６が電気的に接続され、挿入部２の先端部１６に設けられた固体撮像素子２５によって得られたＲＡＷデータがインターフェース基板１３に送信可能となる。固体撮像素子２５から送信されたＲＡＷデータは、インターフェース基板１３上の回路によって処理される。

固体撮像素子２５から送信されるアナログＲＡＷデータの伝送距離は比較的短いが（例えば２ｍ〜３ｍ）、操作部本体６内のインターフェース基板１３でデジタル化してから画像信号として再送することで、伝送距離を伸ばすことができる。

図４Ａは、挿入部本体４の拡大断面図である。
図４Ａに示すように、竿状の挿入部本体４には、長手方向に沿って第一中空路（ルーメン）３７Ａ、第二中空路３７Ｂ、および一対のワイヤ用穴４３が形成されているチューブ１８Ａが設けられている。挿入部本体４には、第一中空路３７Ａに挿通された撮像モジュール１２と、第二中空路３７Ｂに挿通されたライトガイド１７が設けられている。挿入部本体４には、一対のワイヤ用穴４３に挿通された一対のアングルワイヤ４４と、チューブ１８Ａ最外周を全長に亘って覆っている外装４５とが設けられている。

アングルワイヤ４４は、挿入部２の先端近傍の屈曲操作に用いるワイヤである。挿入部２の先端近傍を屈曲させるには、操作レバー８を図１に示す中立状態からいずれかの方向に揺動させ、２本のアングルワイヤ４４の一方を繰り寄せると共に、他方を繰り出す。
チューブ１８Ａは、可撓性を有する樹脂が好ましく、例えばポリアセタール樹脂やポリイミド樹脂を採用することができる。外装４５は、例えば、ＳＵＳスパイラル、編組、及びシース（ポリウレタン樹脂等）からなる層構造をなしている。

図４Ｂは、挿入部２の先端を示す図である。
図４Ｂに示すように、挿入部２の先端には、対物レンズ系２６と、ライトガイド１７が露出されている。

図５Ａ〜図５Ｃは、挿入部本体４の内部に収納される撮像モジュール１２、及びライトガイド１７を示す図である。
図５Ａに示すように、撮像モジュール１２は、対物レンズ系２６（図６参照）、固体撮像素子２５（図６参照）等を備えた先端ユニット２１と、４芯の同軸ケーブル２２（電気ケーブル）からなる集合同軸ケーブル１９（第１の電気ケーブル）と、雄コネクタ２３とを有している。集合同軸ケーブル１９は、例えば、４本の同軸ケーブル２２を集合してなる４芯集合同軸ケーブルによって構成される。４本の同軸ケーブル２２の集合体の全体は、接地導体層(シールド層)によって取り囲まれ、さらにその接地導体層は、保護被覆層（ジャケット）によって取り囲まれている。各同軸ケーブル２２は、例えば、中心導体、中心導体を取り囲む絶縁体、絶縁体を取り囲む外部導体、外部導体を取り囲む保護被覆層とからなる。
図５Ｂに示すように、ライトガイド１７は、先端側が開放され光が照射されるようになっているとともに、他端側に雄光コネクタ２８が設けられている。ライトガイド１７は、例えば複数のプラスチック光ファイバを束状に束ねることによって形成されている。
図５Ｃに示すように、雄コネクタ２３と、雄光コネクタ２８とは一体化することによって、雄コネクタユニット３５とすることができる。

図６は、撮像モジュール１２の先端に設けられた先端ユニット２１の拡大側面図である。図６に示すように、先端ユニット２１は、先端ユニット２１の外形をなす円筒形状の先端スリーブ２７と、その内部に設けられた回路基板２４と、回路基板２４の先端部近傍に取り付けられた固体撮像素子２５と、対物レンズ系２６とを有し、固体撮像素子２５が対物レンズ系２６からの出射光を受けて観察対象物の画像を光電変換するよう構成されている。

先端スリーブ２７は、硬質の樹脂又はステンレス鋼などの金属からなる。先端スリーブ２７の外径は、例えば、１．５ｍｍ以下であり、１．０ｍｍ以下であることがより好ましい。先端スリーブ２７は固体撮像素子２５等を保護するものであり、先端スリーブ２７の内側に接着樹脂が充填されることによって、回路基板２４、対物レンズ系２６等を固定している。
回路基板２４には、固体撮像素子２５から出力されるＲＡＷデータを伝送するための同軸ケーブル２２が接続されている。
また、固体撮像素子２５にはＣＭＯＳイメージセンサが採用されている。回路基板２４からは、固体撮像素子２５のＲＡＷデータの正出力（ＡＯＰ）、負出力（ＡＯＮ）が同軸ケーブル２２より出力される。また、インターフェース基板１３との間でクロック信号（ＣＬＫ）、同期信号（ＨＳＹＮＣ）が同軸ケーブル２２より送受信される。また、同軸ケーブル２２より電源が供給される。

図７は挿入部２と操作部３との接続部の拡大図である。図７に示すように、折れ止め５の後端には、円筒形状の雄接続部１４が設けられている。雄接続部１４の外周には、雄ねじが形成されており、後述する雌接続部１５の雌ねじと接続されるように構成されている。また、折れ止め５の内部には、撮像モジュール１２の雄コネクタ２３及びライトガイド１７の雄光コネクタ２８とからなる雄コネクタユニット３５が固定されている。
なお、挿入部２と操作部３とを接続するための機構は、ネジによる機構に限ることはないが、特別な工具等を用いることなく接続できることが好ましい。また、接続部やコネクタの雄雌は逆であってもよい。

操作部３の前端には、雌接続部１５が回転自在に設けられている。雌接続部１５の内周には雌ねじが形成されており、挿入部２の雄接続部１４と接続されるように構成されている。また、雌接続部１５には、雄コネクタユニット３５と接続される雌コネクタユニット３６が嵌め込まれている。雌コネクタユニット３６は、雄コネクタ２３と接続される電気接続部、及び雄光コネクタ２８と接続される光接続部とを備えている。雌コネクタユニット３６は集合同軸ケーブル３０（第１の電気ケーブル）を介してインターフェース基板１３と電気接続されているとともに、ライトガイド３１に光接続されている。集合同軸ケーブル３０は、集合同軸ケーブル１９と同様に、例えば、４本の同軸ケーブル２２を集合してなる４芯集合同軸ケーブルによって構成される。

上述したように、挿入部２の後端に雄接続部１４が設けられているとともに、操作部３の前端に雌接続部１５が設けられていることによって、挿入部２と操作部３とは着脱自在である。また、コネクタ３４を構成する、雄接続部１４に固定された雄コネクタユニット３５および雌接続部１５に固定された雌コネクタユニット３６は、雄接続部１４と雌接続部１５とを接続することによって、電気又は光で接続されるように構成されている。
これを言い換えると、第１の電気ケーブル（集合同軸ケーブル１９と集合同軸ケーブル３０）は、インターフェース基板１３までの途中でコネクタ３４によりコネクタ接続されており、挿入部２を操作部３に着脱する際には、雄コネクタユニット３５および雌コネクタユニット３６の部分で着脱される。
なお、この例では、第１の電気ケーブル（集合同軸ケーブル１９と集合同軸ケーブル３０）は、インターフェース基板１３までの途中でコネクタ接続されているが、これに限定される訳ではない。即ち、例えば、第１の電気ケーブル（集合同軸ケーブル１９および集合同軸ケーブル３０）が、インターフェース基板１３にコネクタ接続されていてもよい。このような例では、例えば、雌コネクタユニット３６が、インターフェース基板１３に直接取り付けられる。

図８は、本実施形態の電子内視鏡１の電気接続構成を示す図である。図８に示すように、挿入部２の固体撮像素子２５からはＲＡＷデータが出力され、集合同軸ケーブル１９と、コネクタ３４を構成する雄コネクタユニット３５及び雌コネクタユニット３６とを介してインターフェース基板１３に入力される。このインターフェース基板１３は、前記固体撮像素子２５によって得られたＲＡＷデータを処理し、画像信号を生成して出力するためのものである。すなわち、インターフェース基板１３に入力されたＲＡＷデータは、アナログ画像信号３８と、デジタル画像信号３９とに変換される。アナログ画像信号３８は、例えば、モニタに直接接続される。デジタル画像信号３９は、例えば、パーソナルコンピュータに接続される。なお、インターフェース基板１３によって生成される画像信号は、アナログ画像信号３８及びデジタル画像信号３９の両方に限らず、アナログ画像信号３８又はデジタル画像信号３９のどちらか一方としてもよい。

図９は、インターフェース基板１３の構成図である。図９に示すように、インターフェース基板１３は、クロック発生回路５１及び水晶発振器５２からなるクロック同期回路と、アナログ／デジタル変換回路５３と、信号処理装置５４と、画像フォーマット変換器５５と、ＮＴＳＣエンコード回路５６と、ＮＴＳＣドライバー回路５７と、ＵＳＢドライバー回路５８と、電源回路５９とを有する。

以下、画像処理のプロセスについて説明する。
固体撮像素子２５から出力されたＲＡＷデータの正出力ＡＯＰと負出力ＡＯＮから得られる差動信号はアナログ／デジタル変換回路５３によってデジタル化される。デジタル化された差動信号は、信号処理装置５４によって処理され、その結果としてデジタル画像信号が生成される。このデジタル画像信号は、画像フォーマット変換器５５によって、例えばＹＵＶといったデジタル画像信号に変換される。
画像フォーマット変換器５５からのデジタル画像信号は、ＮＴＳＣエンコード回路５６によってＮＴＳＣに準拠したコンポジット画像信号に変換され、ＮＴＳＣドライバー回路５７によって、図示しないモニタ（ビデオ画像表示装置）に向けて出力される。また、画像フォーマット変換器５５からのデジタル画像信号は、ＵＳＢドライバー回路５８より、例えば図示しないパーソナルコンピュータに向けて出力される。

上記実施形態の電子内視鏡１によれば、ＲＡＷデータをデジタル化して画像信号を生成するインターフェース回路を挿入部２に配置せずに操作部３に配置し、挿入部２をコンパクトな構成としたことによって、患者への負担を軽減することができる。また、挿入部２にＲＡＷデータをデジタル化して画像信号を生成するインターフェース回路を配置しなくて済むため、挿入部２をより安価に製造することができ、使い捨てできる挿入部として好ましい。

また、挿入部２は、先端部１６の前方に光を照射するためのライトガイド１７が内蔵されているため、観察の際、挿入部２の先端部１６前方に光を照射しながら観察することができる。

以上の実施形態では、インターフェース基板１３を単一の基板としてこれを操作部３内に配置した構成としているが、場合によってはインターフェース基板１３を、その回路の機能に応じて二つの基板部（後述するように第１の基板部１３Ａと第２の基板部１３Ｂ）に２分割した構成としても良い。
具体的には、インターフェース基板１３を、前記固体撮像素子２５によって得られたＲＡＷデータをデジタルデータ信号に変換するためのアナログ／デジタル変換回路５３が搭載された第１の基板部１３Ａと、前記デジタルデータ信号を処理して画像信号を生成するための画像信号生成回路部６１が搭載された第２の基板部１３Ａとに分割することができる。このようにインターフェース基板１３を第１の基板部１３Ａと第２の基板部１３Ｂとの分割した場合の具体的回路構成の一例を図１０に示す。

図１０に示す例では、第１の基板部１３Ａおよび第２の基板部１３Ｂからなる全体的な回路構成自体は、図９に示したインターフェース基板１３と実質的に同様であるが、その回路構成の全体を２分割して、一方の部分（アナログ／デジタル変換回路５３を含む部分）第１の基板部１３Ａに、他方の部分（画像信号生成回路部６１を含む部分）を第２の基板部１３Ｂに搭載している。

具体的には、第１の基板部１３Ａには、固体撮像素子２５から出力されたＲＡＷデータ（アナログ信号）をデジタルデータ信号に変換するためのアナログ／デジタル変換回路５３と、クロック発生回路５１及び水晶発振器５２からなるクロック同期回路と、前記固体撮像素子２５に電源電圧を供給するための第１の電源回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ；ＤＣ電圧変換回路）５９Ａが搭載されている。

一方第２の基板部１３Ｂには、前記第１の基板部１３Ａのアナログ／デジタル変換回路５３からのデジタルデータ信号を処理して画像信号（例えばＮＴＳＣ信号やＰＣ用のデジタル画像信号など）を生成するための画像信号生成回路部６１として、信号処理装置５４と、画像フォーマット変換器５５と、ＮＴＳＣエンコード回路５６と、ＮＴＳＣドライバー回路５７と、ＵＳＢドライバー回路５８とが搭載され、さらに前記画像信号生成回路部６１および第１の基板部１３Ａ内の各回路に電源電圧を供給するための第２の電源回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ；ＤＣ電圧変換回路）５９Ｂとが搭載されている。

このようにインターフェース基板１３を第１の基板部１３Ａと第２の基板部１３Ｂとの分割した場合、図１１、図１２に示すように、第１の基板部１３Ａを挿入部２内に、第２の基板部１３Ｂを操作部３内に配置することができる。ここで、第１の基板部１３Ａは、図１２に示しているように、挿入部２のうちでも、その折れ止め５内に配置するのが通常である。

上述のように第１の基板部１３Ａを挿入部２内に配置し、第２の基板部１３Ｂを操作部３内に配置した場合、第１の基板部１３Ａと第２の基板部１３Ｂとの間は、コネクタ３４によって接続されている。すなわち、第１の基板部１３Ａの出力側が雄コネクタユニット３５に接続され、第２の基板部１３Ｂの入力側が雌コネクタユニット３６に接続されている。

このような構成によれば、コネクタ３４による接続部分（雄コネクタユニット３５および雌コネクタユニット３６）を通過する信号は、既に第１の基板部１３Ａのアナログ／デジタル変換回路５３によってＡ／Ｄ変換されたデジタルデータ信号となっている。そのため、コネクタ接続部分においてアナログ信号を通過させる場合のような、コネクタ接続部分におけるアナログ波形の崩れや減衰による悪影響を回避することができる。

すなわち、固体撮像素子２５によって得られたＲＡＷ画像データはアナログ信号であるため、電気ケーブルによって伝送される間にアナログ波形の崩れや減衰が生じやすいばかりでなく、その伝送途中にコネクタ接続部分が介在すれば、コネクタ接続部分においてアナログ波形の大きな崩れや大きな減衰が生じやすい。これは、固体撮像素子２５によって得られた画像データから、画像を正しく再現できなくなりやすいことを意味する。そのため、アナログ／デジタル変換回路５３を含むインターフェース基板１３を分割せずに、その全体を操作部３内に配置して、ＲＡＷ画像データがコネクタ接続部分を通過するように構成した場合は、コネクタ接続部分における波形の崩れや減衰を見込んで電気ケーブルの長さ（伝送路長さ）を定めなければならず、したがって電気ケーブルの長さ（伝送路長さ）が比較的短く制約されてしまう。

これに対して、インターフェース基板１３を分割して、アナログ／デジタル変換回路５３を含む第１の基板部１３Ａを挿入部２内に配置しておけば、コネクタ３４による接続部分を通過する信号は既にデジタル化されているため、コネクタ接続部分における信号波形の崩れや減衰による悪影響を最小限に抑えることができる。またその結果、電気ケーブルの長さ（伝送路長さ）を比較的長く定めることが可能となる。

なお、図１０に示した回路構成では、クロック発生回路５１及び水晶発振器５２からなるクロック同期回路を第１の基板部１３Ａに搭載しているが、場合によっては、クロック同期回路を第２の基板部１３Ｂに搭載することも可能である。但し、クロックを高速化したい場合には、クロック同期回路を、コネクタ３４による接続部分よりも固体撮像素子２５に近い側の第１の基板部１３Ａに搭載しておくことが好ましい。

前述のようにインターフェース基板１３を第１の基板部１３Ａと第２の基板部１３Ｂとの分割した場合における、回路構成の他の例を図１３に示す。
図１３に示す例においては、固体撮像素子２５における多数のセル（画素）のうち、欠陥のあるセル（作動しないか、または作動しても正常なデータ信号が得られないセル）を予め記憶しておくための欠陥セルメモリ６３と、アナログ／デジタル変換回路５３からの画像データ信号のうち、前記欠陥セルメモリ６３に記憶されている欠陥セルについての信号をキャンセルするための欠陥セル信号キャンセル回路６５とが、第１の基板部１３Ａに搭載されている。そしてこの欠陥セル信号キャンセル回路６５を通過して、欠陥セルからの信号がキャンセルされた段階の信号（デジタルデータ信号）が、第２の基板部１３Ａに送られる。その他の回路構成は、図１０に示したものと同様である。

図１３に示す回路構成では、固体撮像素子２５における欠陥セルからの信号の影響によって画像が正しく再現されなくなるような事態の発生を防止することができる。

なお、欠陥セルメモリ６３および欠陥セル信号キャンセル回路６５は、第２の基板部１３Ｂに搭載しておくことも許容されるが、欠陥セルメモリ６３に記憶させておくべき欠陥セルは、特定の固体撮像素子２５に付随するものであるから、図１３に示すように、欠陥セルメモリ６３および欠陥セル信号キャンセル回路６５を挿入部２内に配置される第１の基板部１３Ａに搭載しておけば、固体撮像素子２５を含む挿入部２を交換する場合に好都合となる。

すなわち、挿入部２を前述の接続コネクタ部分で操作部３から分離させて、挿入部２を新たなものに交換する場合には、それに伴って固体撮像素子２５も交換されることになる。そこで、新たに取り付けられるべき挿入部２内の第１の基板部１３Ａの欠陥セルメモリ６３に、予めその挿入部２内の固体撮像素子２５についてのセル欠陥情報を記憶させておけば、挿入部交換後に直ちに新たな挿入部２の固体撮像素子２５についてのセル欠陥情報を活用することができるのである。

なおまた、前述の説明では、インターフェース基板１３を二つの基板部分（第１の基板部１３Ａと第２の基板部１３Ｂ）に２分割した構成とした場合について、第１の基板部１３Ａを挿入部２内に配置し、第２の基板部１３Ｂを操作部３内に配置するものとしたが、場合によっては、図１４に示しているように、第１の基板部１３Ａと第２の基板部１３Ｂとの両者を操作部３内に配置することも許容される。この場合、操作部３の形状や寸法、内部構造などに応じて、第１の基板部１３Ａと第２の基板部１３Ｂとの間のケーブルを適宜延長することができる。

前述のようにインターフェース基板１３を二つの基板部分（第１の基板部１３Ａと第２の基板部１３Ｂ）に２分割して、第１の基板部１３Ａと第２の基板部１３Ｂとの両者を操作部３内に配置する場合、例えば図１５あるいは図１６に示すように、それらの板面が互いに平行となるように間隔を置いて重ねるとともに、それらの相互間をコネクタ６７によって連結した構成とすることが望ましい。なお第１の基板部１３Ａと第２の基板部１３Ｂとの間には、位置決めおよび支持用のピン６９が介在している。これらの図１５あるいは図１６に示すようなインターフェース基板１３の構造は、“２階建て構造”ということができる。このような２階建て構造では、インターフェース基板１３を分割しない場合と比較して、インターフェース基板１３の全体をコンパクト化することができる。そのため、インターフェース基板１３を収容する操作部３を小型化することができる。

ここで、図１５に示す例では、コネクタ３４の操作部３側の部分を構成する雌コネクタユニット３６が、集合同軸ケーブル３０（第１の電気ケーブル）を介して第１の基板部１３Ａと電気接続されている。なおここでは、雌コネクタユニット３６から引き出されたケーブル３０が、第１の基板部１３Ａに直接接続される状態で示しているが、そのケーブル３０を図示しないコネクタによって第１の基板部１３Ａに電気接続してもよい。

また図１６に示す例では、第１の基板部１３Ａに、コネクタ３４の操作部３側の部分を構成する雌コネクタユニット３６が直接取り付けられている。この場合、コネクタ３４の挿入部２側の部分を構成する雄コネクタユニット３５が、第１の基板部１３Ａに取り付けられた雌コネクタユニット３６に直接的に電気接続されることになる。

なお図１５、図１６に示す各例では、第１の基板部１３Ａと第２の基板部１３Ｂとがコネクタ６７によって着脱可能に接続される構成としているが、第１の基板部１３Ａと第２の基板部１３Ｂとを相互に固定することも許容される。

さらに、インターフェース基板１３を二つの基板部分（第１の基板部１３Ａと第２の基板部１３Ｂ）に２分割した場合においては、図１７に示しているように、第１の基板部１３Ａを操作部３内に配置する一方、第２の基板部１３Ｂは、操作部３の外部のコントロールボックス６７に配置することも許容される。この場合、第２の基板部１３Ｂを収容したコントロールボックス６７は、図示しないモニタ（ビデオ画像表示装置）あるいはパーソナルコンピュータの近傍に配置することができる。

図１８Ａ、図１８Ｂは、別の実施形態の挿入部本体の断面を示すものである。一つの別の実施形態としては、図１８Ａに示すように、集合同軸ケーブル１９用の中空路３７Ｃとライトガイド１７用の中空路３７Ｄに加え、中空路３７Ｅを追加し、この中空路３７Ｅをチャンネルとして使用する形態である。チャンネルは、栄養液や薬剤などの供給路等に使用することができる。なお、図示しないが、このチャンネルは、後述する挿入部２と操作部３との着脱により着脱する機構を有しているものとする。

また、図１８Ｂに示すように、中空路を２つ形成した上で、一方の中空路３７Ｆにライトガイド４０及び集合同軸ケーブル１９を挿通させ、もう一方の中空路３７Ｇをチャンネルとして使用する形態としてもよい。また、図１８Ｂに示す形態は、屈曲操作のためのワイヤを廃した形態であり、内視鏡ではなく、カテーテルの管部等に用いることが好ましい。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、この実施形態は、あくまで本発明の要旨の範囲内の一つの例に過ぎず、本発明の要旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。適宜変更可能であることはもちろんである。

例えば、先端部１６の前方に光を照射する手段としては、光ファイバに限ることはなく、発光する半導体素子（ＬＥＤ、発光素子）を先端部１６の内部に設けることで光ファイバの代替とすることができる。この場合、ＬＥＤに供給される電力は、集合同軸ケーブル１９（第２の電気ケーブル）によってインターフェース基板１３から供給されるように構成する。また、集合同軸ケーブル１９は、インターフェース基板１３にまたはインターフェース基板１３までの途中でコネクタ接続される。電力は、雄接続部１４と雌接続部１５とを接続し、雄コネクタユニット３５と雌コネクタユニット３６とが接続されることによって供給されるように構成されている。
ＬＥＤを採用することによって、ライトガイドを配置する必要がなくなり、構成を簡素化することができる。

固体撮像素子を用いた電子式の内視鏡に関し、特に被検体に挿入される挿入部と操作部とが着脱自在とされた電子内視鏡に適用できる。

１電子内視鏡
２挿入部
３操作部
４挿入部本体
５折れ止め
６本体
８操作レバー
１２撮像モジュール
１３インターフェース基板
１６先端部
１７ライトガイド
３４コネクタ
４５外装
６０外部ライトガイド

Claims

先端に固体撮像素子を備え、被検体に挿入される長尺状の挿入部と、
前記挿入部の他端に着脱自在に接続される操作部と、
前記固体撮像素子によって得られたＲＡＷデータを処理し、画像信号を生成して出力するインターフェース基板とを備え、
前記操作部の内部には、前記インターフェース基板の少なくとも一部が配置されており、
前記固体撮像素子によって得られたＲＡＷデータを伝送する第１の電気ケーブルは、前記インターフェース基板に、または前記インターフェース基板までの途中で、コネクタ接続されており、前記挿入部を前記操作部に着脱する際には、コネクタ部分で着脱されることを特徴とする電子内視鏡。
請求項１に記載の電子内視鏡において、
前記挿入部の内部には、前記挿入部の他端側に設けた光源からの光を伝えて前記挿入部の先端から出射する光ファイバが内蔵されていることを特徴とする電子内視鏡。
請求項１に記載の電子内視鏡において、
前記挿入部の先端の内部には発光素子が設けられ、前記発光素子には第２の電気ケーブルによって前記インターフェース基板から電力が供給され、前記第２の電気ケーブルは、前記インターフェース基板に、または前記インターフェース基板までの途中でコネクタ接続されており、前記挿入部を前記操作部に着脱する際には、コネクタ部分で着脱されることを特徴とする電子内視鏡。
請求項１に記載の電子内視鏡において、
前記インターフェース基板は、前記固体撮像素子によって得られたＲＡＷデータをデジタルデータ信号に変換するためのアナログ／デジタル変換回路が搭載された第１の基板部と、前記デジタルデータ信号を処理して画像信号を生成するための画像信号生成回路部が搭載された第２の基板部とに分割されており、前記第１の基板部と第２の基板部とのうちの少なくとも第２の基板部が前記操作部の内部に配置されていることを特徴とする電子内視鏡。
請求項４に記載の電子内視鏡において、
前記第１の基板部および前記第２の基板部が、前記操作部の内部に配置されていることを特徴とする電子内視鏡。
請求項５に記載の電子内視鏡において、
前記第１の基板部および前記第２の基板部が、それらの板面が互いに平行となるように間隔を置いて重ねられるとともに、それらの相互間が連結された構成とされていることを特徴とする電子内視鏡。
請求項４に記載の電子内視鏡において、
前記第１の基板部は前記挿入部内に配置され、前記第２の基板部は前記操作部に配置され、第１の基板部と第２の基板部との間がコネクタ接続されるように構成されたことを特徴とする電子内視鏡。