WO2021181530A1 - 内視鏡、内視鏡の先端枠部材および内視鏡の挿入部 - Google Patents
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- G02B23/2423—Optical details of the distal end
Definitions
- the present invention relates to an endoscope having an electronic component packaged in the tip portion of the insertion portion, a tip frame member of the endoscope, and an insertion portion of the endoscope.
- the tip portion provided at the tip of the insertion portion is mainly composed of a tip unit in which various functional parts are provided on a hard tip frame.
- the tip frame of such a tip unit those using the technique of molded circuit parts (MID: molded integrated device) have been proposed in recent years.
- MID molded circuit parts
- the international publication number WO2015 / 082328 includes a head body which is a tip frame composed of MID elements in which a plurality of conductive paths are formed, and a camera module as an imaging unit which is an imager unit to which power is supplied by the conductive paths.
- the endoscope head as a tip unit of the endoscope including the various electronic components of the above is disclosed.
- the endoscope is inserted from the operation unit on the hand side to the terminal which is the electrical contact of the camera module in both the power supply and the imaging signal for the camera module, which is an electronic component arranged at the tip of the insertion unit. It is configured to send and receive signals by connecting a plurality of cables arranged in.
- the present invention has been made in view of the above circumstances, and the endoscope, the tip frame member of the endoscope, and the endoscope are inserted so as to make the imager unit less susceptible to the influence of electrical noise from the surroundings.
- the purpose is to provide a department.
- the endoscope includes an insertion portion to be inserted into a subject, an objective optical system, an imager unit for converting an optical image from the objective optical system into an electric signal, and a tip of the insertion portion.
- the tip frame member is provided on the tip side and mounts the imager unit.
- the imager is formed on the mounting area, the cable connection surface provided on the base end side, the wall portion provided between the imager unit mounting area and the cable connection surface, and the wall surface of the imager unit mounting area.
- the wall portion is electrically connected to the wiring pattern and the core wire of the cable arranged in the insertion portion is electrically connected to the connection pattern so that the imager unit mounting area and the cable connection surface communicate with each other. It is provided with a through electrode formed on the inner surface of the through hole penetrating the contact pattern and conducting the contact pattern and the wiring pattern.
- the tip frame member of an endoscope having an insertion portion to be inserted into a subject is provided at the tip of the insertion portion, and is an imager that converts an optical image from an objective optical system into an electric signal.
- An imager unit mounting area for mounting a unit a cable connecting surface provided on the base end side, a wall portion provided so as to connect an opening of the imager unit mounting area and an opening of the cable connecting surface, and a wall portion.
- the insertion portion of the endoscope to be inserted into the subject is provided with a tip frame member at the tip, and the tip frame member converts an optical image from the objective optical system into an electric signal.
- An imager unit mounting area for mounting the imager unit to be converted a cable connecting surface provided on the base end side, and a wall portion connecting the opening of the imager unit mounting area and the opening of the cable connecting surface.
- an endoscope it is possible to provide an endoscope, a tip frame member of the endoscope, and an insertion portion of the endoscope so that the imager unit is less susceptible to the influence of electrical noise from the surroundings.
- FIG. 1 Perspective view of the appearance of the endoscope according to the first embodiment of the present invention.
- partial cross-sectional view showing the configuration of the tip portion of the insertion portion Same as above, perspective view showing the configuration of the tip portion of the insertion portion.
- plan view showing the configuration of the back of the camera module Same as above, front view showing the configuration of the tip frame member Same as above, rear view showing the configuration of the tip frame member Same as above, top view showing the configuration of the tip frame member Same as above, cross-sectional view showing the configuration of the tip portion of the insertion portion.
- a rear view showing the configuration of the tip frame member Same as above, according to the fourth modification, a rear view showing the configuration of the tip frame member. Same as above, according to the fifth modification, a rear view showing the configuration of the tip frame member. Same as above, according to the fifth modification, a cross-sectional view showing the configuration of the tip frame member. Same as above, the cross-sectional view showing the configuration of the tip frame member in which the through hole is formed according to the sixth modification. Same as above, according to the sixth modification, a cross-sectional view showing the configuration of the tip frame member. Same as above, according to the sixth modification, a front view showing the configuration of the tip frame member. Same as above, according to the sixth modification, a rear view showing the configuration of the tip frame member.
- a cross-sectional view showing the configuration of a tip frame member on which a side-view type camera module is mounted Same as above, an exploded perspective view showing the configuration of the tip frame member according to the eighth modification.
- a front view showing the configuration of the tip frame member Same as above, according to the eighth modification, a cross-sectional view of the tip frame member for explaining a state in which the camera module is reflow soldered to the tip frame member.
- a plan view showing the configuration of the mounting surface of the module housing chamber Same as above, an exploded perspective view showing the configuration of the tip frame member and the curved piece according to the ninth modification.
- a cross-sectional view showing the configuration of the tip portion of the insertion portion Same as above, according to the ninth modification, a cross-sectional view showing the configuration of the tip portion along the line XXXVIII-XXXVIII of FIG. 37.
- the configuration of the tip frame member is shown, and the perspective view seen from the base end side.
- the configuration of the tip frame member is shown, and the perspective view seen from the base end side.
- the tip frame member, the tip unit, and the endoscope of the endoscope according to one aspect of the present invention will be described with reference to the drawings.
- the drawings based on each embodiment are schematic, and the relationship between the thickness and width of each part, the ratio of the thickness of each part, and the like are different from the actual ones. It should be noted that there may be parts where the dimensional relationships and ratios of the drawings are different from each other.
- the endoscope in the following configuration description exemplifies a so-called flexible mirror in which the insertion portion is flexible because it is inserted into the body cavity such as the stomach, small intestine, and large intestine from the bronchus, urinary organ, and esophagus of the living body. It can also be applied to a so-called rigid endoscope in which the insertion portion used for surgery is hard.
- the endoscope 1 of the present embodiment includes a long and slender insertion portion 2 to be inserted into a subject, an operation portion 3, and a universal cable 4 which is a composite cable. It is composed of.
- the insertion portion 2 of the endoscope 1 is configured to include a tip portion 6, a curved portion 7, and a flexible tube portion 8 in order from the tip.
- a bending operation knob 14 for bending the bending portion 7 of the insertion portion 2 is rotatably arranged in the operation portion 3, and various endoscopic functions, near-point observation, far-point observation, release, and so on.
- Switches 15 and 16 for switching an observation image such as a still image, a fixing lever 17 for fixing the rotation of the bending operation knob 14, and the like are provided.
- the bending operation knob 14 has two substantially disk shapes, a UD bending operation knob 12 for bending the curved portion 7 in the vertical direction and an RL bending operation knob 13 for bending the curved portion 7 in the left-right direction.
- the rotary knobs are arranged so as to overlap each other.
- the connecting portion between the insertion portion 2 and the operation portion 3 is a grip portion 11 gripped by the user, and a treatment tool insertion that is arranged in the grip portion 11 and inserts various treatment tools arranged in the insertion portion 2. It is configured to have a treatment tool insertion channel insertion portion 18 which is an opening of the channel.
- the universal cable 4 extended from the operation unit 3 has a light source device (not shown) and a detachable endoscope connector 20 at the extending end.
- the endoscope 1 of the present embodiment has a tip from a light source device (not shown) by a light guide bundle (not shown) of a lighting means inserted and arranged through an insertion unit 2, an operation unit 3, and a universal cable 4. The illumination light is transmitted to the unit 6.
- a coiled electric cable is connected to the endoscope connector 20 (not shown here), and a video processor (not shown) and a detachable electric connector are provided at the extending end of the electric cable.
- the configuration of the tip portion of the insertion portion 2 of the endoscope 1 of the present embodiment will be described below based on FIGS. 2 and 3.
- the description of the well-known configuration of the insertion portion 2 will be simplified or omitted.
- the tip 6 of the insertion portion 2 is provided with an observation window 31, an illumination window 25, and a channel opening 24 on the tip surface 21a, and has an insulating non-conductive substantially circular shape.
- the tip frame member 21 as a tip frame (also referred to as a tip component or a tip hard portion), which is a frame component formed of a resin material of a columnar block body, is provided.
- the tip frame member 21 has a substantially circular cross-sectional shape whose tip portion is orthogonal to the central axis X, and is covered with a tubular curved rubber 23 from the middle to the base end side. The tip is fixed by the thread winding adhesive portion 23a.
- the curved rubber 23 integrally covers a plurality of curved pieces 22 (22A) which are curved pipes provided in the curved portion 7.
- the plurality of curved pieces 22 (22A) are rotatably connected to each other by a pivot portion 22a such as a rivet.
- the tip portion 6 of the present embodiment is provided with a tip frame member 21 having a rigid substantially cylindrical shape made of a molded circuit component (MID: Molded Interconnect Device). As shown in FIG. 4, the tip frame member 21 is provided with various functional components such as a camera module 30 as an imaging unit.
- MID Molded Interconnect Device
- the camera module 30 provided on the tip frame member 21 as one of the functional components in the present embodiment is, for example, an image pickup lens unit, a cover glass, which is made of a lens laminate manufactured by using wafer level optics technology. It is composed of a CSP (Chip Size Package) in which a lens unit 32 attached to a cover glass via an adhesive layer and an image sensor 33 are integrally laminated and packaged.
- CSP Chip Size Package
- the lens unit 32 is manufactured, for example, by producing a plurality of lens wafers in which lenses are formed on a base material such as a glass substrate, and laminating and dicing these lens wafers.
- the lens unit 32 of the present embodiment is a lens unit having a rectangular shape in a plan view and having no lens frame. Further, the image sensor 33 is also formed into a rectangular shape in a plan view by dicing or the like.
- a very small lens surface of about 1 mm square has a substantially rectangular parallelepiped shape. ing.
- the camera module 30 is provided with a plurality of, here, four terminals 33a, which are electrical contacts, on the back surface of the image sensor 33.
- the tip frame member 21 is formed into a substantially columnar shape (specifically, a substantially columnar shape in the present embodiment) by, for example, injection molding using a resin material.
- the tip frame member 21 has a large diameter portion 35 on the tip side, and has a step portion in the inner diameter direction from the large diameter portion 35 to the base end side, and the first small diameter portion 36 covered with the curved rubber 23.
- the second small diameter portion 37 as a fitting portion that has a step further in the inner diameter direction from the first small diameter portion 36 to the base end side and the tip portion of the most advanced curved piece 22A is fitted. It is formed.
- the tip frame member 21 has a large diameter portion 35 having a very small diameter of, for example, about 2 mm to 5 mm. A part of the surface on the tip side of the thread-wound adhesive portion 23a forms the outer peripheral shape of the tip portion 6. Therefore, as the resin material constituting the tip frame member 21, a material that not only conforms to the MID technique but also has biocompatibility is selected.
- the insertion portion 2 of the present embodiment also has a small diameter of, for example, about 2 mm to 5 mm.
- the tip frame member 21 refers to, for example, a resin portion formed by injection molding, and the surface of the tip frame member 21 is irradiated with laser light to activate the portion, and the circuit is plated. It has various wiring patterns of metal patterns using the forming MID technology (described later).
- the large-diameter portion 35 of the tip frame member 21 includes a module accommodating chamber 26 as a rectangular concave imager unit mounting area as an accommodating chamber for accommodating a camera module 30 which is an optical functional component, and an optical functional component.
- the lighting component storage chamber 28 and the treatment tool are used as a storage chamber in which the tip portion of the light guide bundle 72 (see FIG. 10) is accommodated from the base end side and the illumination lens 34 serving as the illumination window 25 is fitted to the tip end side.
- a channel holding chamber 27 through which the tip of the channel 71 (see FIG. 9) is inserted and held is formed.
- the channel holding chamber 27 and the lighting component accommodating chamber 28 are circular through holes having a circular cross section penetrating the base end surface 21b from the tip surface 21a of the tip frame member 21.
- the module housing chamber 26 has a tip opening on the tip surface 21a of the tip frame member 21, and as shown in FIG. 6, a planar shape orthogonal to the center axis X in the depth direction along the center axis X (insertion axis) direction. It has a mounting surface 26a, which is the wall surface of the camera, and a side portion in one direction (upper side when viewed toward the paper surface) orthogonal to the central axis X is open, and is a rectangle having a shape substantially similar to the outer shape of the camera module 30. It is a recess.
- the central axis X of the tip frame member 21 coincides with the longitudinal central axis in which the insertion portion 2 is in a straight line state.
- Patterns 51a to 54a are formed on the mounting surface 26a of the module housing chamber 26, four contacts, which are wiring patterns in which terminals 33a (four in this case), which are electrical contacts provided on the back surface of the image sensor 33 of the camera module 30, are electrically connected. Patterns 51a to 54a are formed. Of these four contact patterns 51a to 54a, the contact patterns 51a and 54a on both sides are formed so that the intermediate portion is bent inward in accordance with the position of the terminal 33a of the camera module 30. These four contact patterns 51a to 54a are also formed by using the MID technique.
- the tip frame member 21 has a lid 29 (see FIG. 4) that closes the opening on the side side fixed by adhesion or the like.
- the camera module 30 is mounted in the module housing 26 so that the optical axis O of the photographing light is parallel to the central axis X.
- the opening on the side side is not covered by the lid 29, but is in the same range as the area covered by the lid 29, or the range that only covers the camera module 30 and the wirings 51 to 54 described later. It may be configured to be filled with a resin material such as an underfill material.
- the lid 29 is formed in a half-moon shape in cross section in which arcuate surfaces 35a and 36a having steps are formed so that the outer periphery coincides with the large diameter portion 35 and the small diameter portion 36 when the lid body 29 is attached to the tip frame member 21. Has been done.
- the large-diameter portion 35 of the tip frame member 21 is formed with a joint surface 41 that is joined to the bottom surface of the lid 29.
- the tip frame member 21 is a flat surface parallel to the central axis X having a slight step in the inner diameter direction (central axis X direction) from the joint surface 41 on the large diameter portion 35.
- the first wiring forming surface 42 and the first small diameter portion 36 are slopes that are inclined at a predetermined angle in the inner diameter direction from the first wiring forming surface 42 toward the proximal end side.
- a third wiring that is a plane parallel to the central axis X from the second wiring forming surface 43 toward the base end side from the middle of the first small diameter portion 36 to the second small diameter portion 37 with the surface 43. It has a forming surface 44 and.
- the tip frame member 21 is formed with two planes (first and third wiring forming surfaces 42 and 44) extending in the central axis X direction and having different horizontal positions, and these two planes are connected to each other.
- a slope (second wiring forming surface) is formed. Therefore, the tip frame member 21 has a wall portion 40 formed between the mounting surface 26a of the module accommodating chamber 26 and the second wiring forming surface 43.
- the second wiring forming surface 43 which is a slope serving as the base end surface of the wall portion 40, is a base end side facing the tip end side of the third wiring forming surface 44 from the base end side of the first wiring forming surface 42. It is inclined in the direction of.
- the third wiring forming surface 44 on the proximal end side four rectangular lands as cable connection electrodes to which the core wires 61a to 64a of the four cables 61 to 64 for power supply and signal are connected are connected.
- 51b to 54b form a cable connection surface arranged side by side with a predetermined separation distance in a direction orthogonal to the central axis X.
- first to third wiring forming surfaces 42 to 44 On the first to third wiring forming surfaces 42 to 44, four contact patterns 51a to 54a formed on the mounting surface 26a and four lands 51b to 54b formed on the third wiring forming surface 44 are electrically connected.
- Four wiring patterns 51 to 54 which are conductive paths that are electrically conductive, are formed. That is, the four wiring patterns 51 to 54 are formed so as to straddle the first wiring forming surface 42 to the third wiring forming surface 43.
- the four wiring patterns 51 to 54 formed on the first wiring forming surface 42 are aligned with the four terminals 33a, which are electrodes of a small camera module 30 having a size of 1 mm square, and are adjacent to each other along the longitudinal central axis e1.
- ⁇ E4 are set so that the distance d from each other is short (small).
- the four wiring patterns 51 to 54 of the first wiring forming surface 42 are formed so that the distance d from each other is the same as the width of the terminal 33a of the camera module 30, for example.
- the four wiring patterns 51 to 54 formed on the third wiring forming surface 44 have workability for connecting the core wires 61a to 64a of the four cables 61 to 64 to the four lands 51b to 54b by soldering or the like.
- the separation distances D of the adjacent longitudinal central axes E1 to E4 are set longer (larger) than the separation distances d of the four wiring patterns 51 to 54 of the first wiring forming surface 42.
- the width W of the third wiring forming surface 44 of the tip frame member 21 is larger than the width w of the first wiring forming surface 42 in the direction orthogonal to the central axis X. It is set long (large) (W> w).
- the width w of the first wiring forming surface 42 is the same as the width of the mounting surface 26a here. That is, the width W of the third wiring forming surface 44 is wider (larger) than the width of the camera module 30.
- the third wiring forming surface 44 has a longer length in the direction along the central axis X than the first wiring forming surface 42, and has a larger surface area than the first wiring forming surface 42. ing.
- the surface area of the four lands 51b to 54b formed on the third wiring forming surface 44 can be increased, so that the connection workability of the core wires 61a to 64a of the four cables 61 to 64 is also improved.
- a camera module 30 is mounted on the tip frame member 21 configured as described above, an illumination lens 34, a light guide bundle 72, and a treatment tool channel 71 are assembled, and core wires 61a to each of the four cables 61 to 64 are assembled.
- the 64a is connected to the four lands 51b to 54b of the corresponding third wiring forming surface 44 by solder or the like.
- the four terminals 33a of the image sensor 33 are electrically connected to the corresponding four contact patterns 51a to 54a of the mounting surface 26a by reflow soldering.
- the tip frame member 21 is assembled to the tip 6 of the insertion portion 2.
- the four cables 61 to 64 extending from the tip frame member 21 to the base end side in the insertion portion 2 have a central axis X that is in the inner diameter direction in the most advanced curved piece 22A. It can be bent to the side.
- the four cables 61 to 64 are bundled and inserted from the tip end portion of the curved portion 7 into the insertion portion 2 on the proximal end side along the central axis X side.
- the central axis B2 of the portion extending from the curved portion 7 to the proximal end side has an inner diameter with respect to the central axis B1 of the distal end connected to the distal end frame member 21. They are arranged so as to be offset by a predetermined distance B in the direction. That is, the central axis B2 is arranged closer to the central axis X by the distance B than the central axis B1.
- the treatment tool channel 71 is also bent from the tip frame member 21 toward the central axis X side in which the base end portion is in the inner diameter direction, and is centered in the insertion portion 2 on the base end side from the tip portion of the curved portion 7. It is inserted along the X side of the shaft.
- the central axis C2 of the portion extending from the curved portion 7 to the proximal end side is a predetermined distance in the inner diameter direction with respect to the central axis C1 of the tip attached to the tip frame member 21. Only C is staggered and placed. That is, the central axis C2 is arranged closer to the central axis X by the distance C than the central axis C1. Further, the central axes C1 and C2, which are the axes of the treatment tool channel 71, are substantially parallel to the central axis X, which is the axis of the tip member 21, except for the bent portion.
- the positions of the four cables 61 to 64 and the treatment tool channel 71 that are inserted from the tip end portion of the curved portion 7 toward the proximal end side are deflected in the inner diameter direction rather than the positions where they are connected to the tip frame member 21. (Arranged so as to be close to the central axis X). In this way, the four cables 61 to 64 and the treatment tool channel 71 are located in the insertion portion 2 so as not to interfere with the four bending operation wires 65a to 65d that rotate the plurality of bending pieces 22 (22A). Is inserted into.
- the four bending operation wires 65a to 65d are provided on the inner peripheral portion of the base end of the most advanced bending piece 22A, and are connected to the four wire fixing portions 66a to 66d protruding in the inner diameter direction by brazing 68 or the like. Has been done.
- the four bending operation wires 65a to 65d are freely inserted and held in the plurality of wire guides 67a to 67d provided so as to project from the inner peripheral portions of the plurality of bending pieces 22 in the inner diameter direction.
- the four cables 61 to 64 and the treatment tool channel 71 are arranged in the curved portion 7 so as not to interfere with the four wire fixing portions 66a to 66d protruding in the inner diameter direction and the plurality of wire guides 67a to 67d. Has been done.
- the four cables 61 to 64 and the treatment tool channel 71 are further on the tip side from the tips of the four wire fixing portions 66a to 66d that fix the tips of the bending operation wires 65a to 65d that perform the bending operation of the bending portion 7.
- the shape toward the tip frame member 21 is bent and arranged so as to be separated from the central axis X in the outer peripheral direction (outer diameter direction).
- the four wire fixing portions 66a to 66d and the four wire guides 67a to 67d are located at positions in which the vertical and horizontal sides of the curved portion 7 are rotated by 90 ° around the central axis X. It is provided at approximately equal intervals. That is, the four wire guides 67a to 67d are lines perpendicular to the central axis X and the third wiring forming surface 44 (plane), or perpendicular to the central axis X and parallel to the third wiring forming surface 44 (plane). It is provided at a position rotated by 45 ° with respect to a straight line.
- the two bending operation wires 65a and 65b on the upper side are towed, and the two bending operation wires 65c and 65d on the lower side are relaxed.
- the two bending operation wires 65a and 65b on the upper side are relaxed, and the two bending operation wires 65c and 65d on the lower side are pulled.
- the two bending operation wires 65b and 65d are towed, and the two bending operation wires 65a and 65c are relaxed.
- the two bending operation wires 65b and 65d are relaxed, and the two bending operation wires 65a and 65c are towed.
- the bending portion 7 can be bent in all directions around the central axis X. As shown in FIG. 11, the light guide bundle 72 is covered with the outer skin sheath 72a in the insertion portion 2.
- the terminal 33a of the camera module 30 is electrically connected to the tip frame member 21 disposed at the tip 6 of the insertion portion 2 by using MID technology.
- the wiring patterns 51 to 54 are formed by forming the first wiring forming surface 42 on a flat surface and the second wiring forming surface 43 on a slope.
- the tip frame member 21 is formed so that the third wiring forming surface 44 on which the four lands 51b to 54b are formed has a step on the central axis X side in the inner diameter direction with respect to the first wiring forming surface 42. Has been done. Therefore, the tip frame member 21 can secure a space for arranging and connecting the four cables 61 to 64 side by side above the third wiring forming surface 44. That is, in the tip portion 6, a space A can be formed above the third wiring forming surface 44 of the tip frame member 21, and four cables 61 to 64 are connected in this space A.
- the tip frame member 21 does not need to be expanded in the outer diameter direction in order to secure a space for connecting the four cables 61 to 64, and the increase in diameter of the tip frame member 21 is suppressed. That is, the base end portion of the tip frame member 21 (particularly, the tip end side of the wire fixing portions 66a to 66d) often becomes a dead space, and the tip end is effectively used by forming such a dead space as a step portion. It is possible to secure a space (space A) in which the four cables 61 to 64 can be connected in the tip portion 6 without increasing the diameter of the frame member 21. As a result, in the endoscope 1, the diameter of the tip portion 6 can be suppressed from being increased, and the diameter of the insertion portion 2 can be reduced.
- the space A for connecting the four cables 61 to 64 is formed on the tip side of the four wire fixing portions 66a to 66d for fixing the tip portions of the four curved operation wires 65a to 65d.
- the four wire fixing portions 66a to 66d are overlapped with each other in the projection along the central axis X, but the positions are displaced in the front-rear direction along the central axis X. It is possible to prevent the connecting portions of the lands 51b to 54b and the core wires 61a to 64a of the four cables 61 to 64 from interfering with the four wire fixing portions 66a to 66d.
- the third wiring forming surface 44 is wider (larger) than the width of the camera module 30, the area where the four lands 51b to 54b are formed can be widened. Therefore, the surface area and pitch (interval) of the four lands 51b to 54b can be increased.
- the endoscope 1 is a CSP (Chip Size Package) in which the camera module 30, which is an electronic component mounted on the tip 6 of the insertion portion 2, is packaged by integrally stacking the lens unit 32 and the image sensor 33. ), Even if the image pickup unit is very small, the connection work by soldering the core wires 61a to 64a of the four cables 61 to 64 becomes easy.
- CSP Chip Size Package
- the endoscope 1 of the present embodiment can improve the connection workability of a plurality of cables 61 to 64 in the tip frame member 21 provided at the tip portion 6 of the insertion portion 2.
- the tip frame member 21 is predetermined with respect to the third wiring forming surface 44a from the second wiring forming surface 43 to the base end side and the third wiring forming surface 44a.
- the configuration may include a fourth wiring forming surface 44b formed in stages on the central axis X side by the height H.
- two inner lands 52b and 53b are formed on the third wiring forming surface 44a, and two outer lands 51b and 54b are formed on the fourth wiring forming surface 44b.
- the two lands 51b and 54b and the two lands 52b and 53b are formed so that the axes Y1 and Y2 passing through the center are displaced by a predetermined distance L1 in the front-rear direction along the central axis X.
- Two outer lands 51b and 54b may be formed on the third wiring forming surface 44a, and two inner lands 52b and 53b may be formed on the fourth wiring forming surface 44b, or four lands 51b may be formed.
- ⁇ 54b may be formed alternately in the direction orthogonal to the central axis X.
- the four lands 51b to 54b are displaced in the two directions orthogonal to the central axis X, here in the vertical direction and the horizontal direction, so that the core wires 61a of the four cables 61 to 64 are located. It is possible to further improve the connection workability by soldering up to 64a. Further, since the distance between the connecting portions of the four cables 61 to 64 can be long, they are less likely to be affected by noise.
- the tip frame member 21 provided at the tip 6 of the insertion portion 2 of the endoscope 1 of the present embodiment emits the laser beam L that activates the surface of the designated area of the circuit pattern to the wall 40. Irradiates from the proximal end direction along the central axis X toward the second wiring forming surface 43, which is a slope located on the proximal end side, and penetrates to the mounting surface 26a of the module housing chamber 26, in this case, 4 Two through holes 73 are formed.
- the four through holes 73 are irradiated with the laser beam L substantially parallel to the central axis X from the second wiring forming surface 43, each of them has a large hole diameter on the second wiring forming surface 43 side and is mounted on the mounting surface.
- the hole diameter on the 26a side becomes smaller, resulting in a substantially cone-shaped hole. That is, the through hole 73 has a hole axis parallel to the central axis X of the tip frame member 21 and is tapered on the tip side.
- a metal film is deposited on the inner peripheral surfaces of the four through holes 73 whose surfaces are activated during the electroless plating treatment for forming a metal pattern, and as shown in FIG. 16, each of them has a metal film deposited on the inner peripheral surface.
- Four through electrodes 81a to 84a having a tip opening 73a and a proximal opening 73b having the same diameter are formed in the base.
- the four through electrodes 81a to 84a are holes parallel to the central axis X of the tip frame member 21 having a small diameter at the tip opening 73a and a large diameter at the base end opening 73b according to the shape of the through hole 73. It becomes a tapered tubular with a shaft.
- the tip frame member 21 is formed with four conductive circular ring-shaped contact lands 81 to 84 on the mounting surface 26a of the module housing chamber 26 on the through electrodes 81a to 84a. ..
- the four contact lands 81 to 84 are electrically connected to the four terminals 33a, which are the electrical contacts of the camera module 30, and the tip frame member 21 is a second wiring forming surface as shown in FIG.
- Four wiring patterns 51 to 54 which are conductive paths that conduct each other, are formed on the through electrodes 81a to 84a on the 43 and the third wiring formation surface 44, and these four wiring patterns 51 to 54 form the third wiring. It is also conducted with the four lands 51b to 54b on the surface 44.
- the four through electrodes 81a to 84a have a cross-sectional shape in which the base end opening 73b is larger than the tip opening 73a, the second wiring forming surface from the terminal 33a spacing (width between the terminals 33a) of the camera module 30.
- the 43 side is widely arranged.
- the four through electrodes 81a to 84a are widened by increasing the distance between the four lands 51b to 54b formed on the third wiring forming surface 44 conducting through the four wiring patterns 51 to 54.
- the core wires 61a to 64a of the cables 61 to 64 can be easily connected by soldering or the like.
- the tip frame member 21 of the present embodiment is provided with the four through electrodes 81a to 84a on the wall portion 40, as compared with the configuration of the first embodiment, so that the mounting surface 26a of the module housing chamber 26a is provided.
- the distance between the four contact lands 81 to 84 and the four lands 51b to 54b of the third wiring forming surface 44 can be shortened. This improves the resistance to electrical noise from the surroundings.
- the four through electrodes 81a to 84a which are one of the conductive paths for transmitting and receiving signals to the camera module 30 which is an imager unit, are formed on the central axis X side which is the inner diameter direction of the tip frame member 21, and the insertion portion 2 Since it is far from the outer surface of the tip portion 6, it is possible to make it less likely to receive electrical noise from the surroundings. Therefore, the endoscope 1 of the present embodiment can make the camera module 30 mounted on the tip frame member 21 less susceptible to the influence of electrical noise from the surroundings.
- the man-hours during processing can be reduced. Can be reduced.
- the laser beam L is irradiated to the positions where the four through holes 73 are formed and the positions where the wiring patterns 51 to 54 are formed. Machining efficiency is improved by making the irradiation angle of the laser beam forming the through hole 73 the same.
- the four through electrodes 81a to 84a may have base end openings 73b provided on the second wiring forming surface 43 arranged in a row in the lateral direction.
- the height direction of the wall portion 40 of the tip frame member 21 one outer peripheral direction of the tip frame 21
- the through electrodes 81a and 84a on both sides are formed so as to have a predetermined angle with respect to the central axis X of the tip frame member 21 and face upward.
- the two contact lands 81 and 84 on the upper side provided on the mounting surface 26a of the module accommodating chamber 26 may be formed so that the heights of the upper ends of the tip opening 73a and the base end opening 73b are substantially the same. As a result, it is possible to suppress the influence on the outer diameter and suppress the increase in the diameter of the tip frame member 21 while preventing the two contact lands 81 and 84 from interfering with each other and the wiring patterns 51 and 54 from each other.
- the four through electrodes 81a to 84a may be arranged so that the distance between the base end openings 73b of the second wiring forming surface 43 is large. That is, the four through electrodes 81a to 84a are formed so as to increase the center separation distance of each of the proximal end openings 73b.
- the positions of the base end openings 73b may be determined so that the lengths of the four through electrodes 81a to 84a in the longitudinal direction are substantially the same.
- the diameter of the opening hole on the incident side formed by the laser beam L can be made constant, and the diameters of the four proximal openings 73b are also substantially the same. can do.
- the irradiation position on the second wiring forming surface 43 which is the slope on the base end side of the wall portion 40, is inclined with respect to the central axis X of the tip frame member 21. It is irradiated in the outer diameter direction away from the central axis X toward the tip side.
- the upper two through holes 73 and the lower two through holes 73 have different inclination angles with respect to the central axis X, and are formed so that the inclination directions of the two left and right through holes 73 are opposite to each other. NS.
- the four through electrodes 81a to 84a are formed in a direction corresponding to the inclination of the through hole 73 in which each is formed.
- the upper two have substantially the same height as the tip opening 73a and the upper end, or the central axis X which is the inner diameter direction of the tip frame member 21.
- the diameter of the tip frame member 21 can be increased by suppressing the influence on the outer diameter while preventing interference between the two contact lands 81 and 84 and the wiring patterns 51 and 54. It can be suppressed.
- the four through electrodes 81a to 84a may be arranged in a row in the lateral direction so that the distance between the base end openings 73b of the second wiring forming surface 43 is large. ..
- the irradiation position on the second wiring forming surface 43 which is the slope on the base end side of the wall portion 40, is inclined with respect to the central axis X of the tip frame member 21. It is irradiated in the outer diameter direction away from the central axis X toward the tip side.
- the upper two through holes 73 and the lower two through holes 73 have different angles of inclination with respect to the central axis X, and the inclination directions of the two left and right through holes 73 are opposite to each other. It is formed. Then, the four through electrodes 81a to 84a are formed in a direction corresponding to the inclination of the through hole 73 in which each of the through electrodes 81a to 84a is formed.
- the tip frame member 21 here, by arranging the base end openings 73b of the four through electrodes 81a to 84a in a row, the height direction of the wall portion 40 can be suppressed low, and the tip frame member 21 is large. It is possible to suppress the diameter increase.
- the distance (pitch) P2 at the center of the base end opening 73b is increased with respect to the distance (pitch) P1 at the center of the tip opening 73a, and the four lands 51b to 54b of the third wiring forming surface 44 are increased.
- the four through electrodes 81a to 84a so as to be smaller than the distance (pitch) P3 of the center of the tip frame member 21 (P1 ⁇ P2 ⁇ P3), the height of the wall portion 40 of the tip frame member 21 can be kept low. At the same time, the difference in length between the four through electrodes 81a to 84a in the longitudinal direction can be reduced.
- the four through electrodes 81a to 84a may be arranged such that the base end opening 73b of the second wiring forming surface 43 is arranged above the tip opening 73a in the height direction. good. That is, the four through electrodes 81a to 84a are formed so as to be inclined in the central axis X direction of the tip frame member 21 from the proximal end side to the distal end side.
- the irradiation position on the second wiring forming surface 43 which is the slope on the base end side of the wall portion 40, is inclined with respect to the central axis X of the tip frame member 21. It is irradiated in the inner diameter direction approaching the central axis X toward the tip side.
- the laser beam L can be irradiated diagonally from the upper side to the lower side of the proximal end side. Therefore, the irradiation direction in which the laser beam L can be irradiated only toward the wall portion 40 is taken into consideration. Therefore, it is possible to prevent the tip frame member 21 from being irradiated to other parts.
- four through holes 73 may be formed by irradiating the laser beam L from the tip end side of the tip frame member 21 toward the mounting surface 26a of the module housing chamber 26.
- the laser beam L here irradiates the tip frame member 21 substantially in parallel with the central axis X.
- the four through electrodes 81a to 84a are formed in the four through holes 73 formed in the wall portion 40.
- the four through electrodes 81a to 84a here have a cone shape in which the diameter decreases toward the proximal end.
- the tip opening 73a of the mounting surface 26a is large, and as shown in FIG. 31, the base end opening 73b of the second wiring forming surface 43 is small. Become.
- the contact lands 81 to The position of 84 can be accurately formed so as to coincide with the terminal 33a of the camera module 30.
- the camera module 30 mounted on the tip frame member 21 may have a field of view in a direction orthogonal to the central axis X of the tip frame member 21.
- a cover glass serving as an observation window 31 is provided in the side opening of the tip frame member 21, and a prism 32a that reflects the optical axis O and a protective glass that protects the reflective surface of the prism 32a. It has 32b and.
- the endoscope 1 constitutes a side-viewing type endoscope by providing the tip frame member 21 on which the above-mentioned camera module 30 is mounted at the tip 6 of the insertion portion 2.
- the camera module 30 may have a field of view in a direction having a predetermined angle with respect to the central axis X of the tip frame member 21, and may be mounted on the so-called perspective endoscope 1.
- FIG. 32 illustrates a configuration in which the tip frame member 21 is formed with four through electrodes 81a to 84a, but the camera module 30 for lateral viewing or strabismus is the first embodiment. It can also be mounted on the tip frame member 21.
- the tip frame member 21 is a bottomed rectangular hole whose bottom surface is a mounting surface 26a in which the module accommodating chamber 26 in which the camera module 30 is mounted is opened at the tip and the periphery is covered. It may be a part.
- grooves 91 having an arcuate cross section are formed on the left and right in the direction along the central axis X. These two groove portions 91 form a gap into which a needle (injection needle) is inserted when the liquid curing resin (underfill) for fixing the camera module 30 mounted in the module housing chamber 26 is injected. ..
- the tip frame member 21 is shown when the camera module 30 is mounted and the electrical connections between the terminals 33a of the camera module 30 and the four contact lands 81 to 84 of the mounting surface 26a are reflow soldered. As shown in 35, the tip surface 21a side is vertically above. At this time, the camera module 30 is stably mounted on the mounting surface 26a in the module housing chamber 26.
- the solder required for joining the camera module 30 to the terminal 33a at the time of reflow soldering is required. It may flow into the through electrodes 81a to 84a, causing poor electrical connection, poor mechanical coupling, and the like.
- the four contact lands 81 to 84 formed on the mounting surface 26a of the module accommodating chamber 26 are located at a predetermined distance T1 to T4 from the portion where the terminal 33a of the camera module 30 is soldered. It is preferable that the tip opening 73a is provided at a position where the tip is separated.
- the tip frame member 21 is fixed to a second small diameter portion 37 that fits with the tip curved piece 22A, and here, two wires provided on the left and right of the tip portion of the state-of-the-art curved piece 22A.
- a relief groove 92 may be formed to accommodate the portions 66a and 66c.
- the state-of-the-art curved piece 22A has a configuration in which four wire fixing portions 66a to 66d are provided in the vertical and horizontal directions.
- the two wire fixing portions 66a and c are arranged on the distal end side, and the two wire fixing portions 66b and 66d are arranged on the proximal end side. That is, the two wire fixing portions 66a and 66c are provided at opposite positions where the two wire fixing portions 66b and 66d rotate 180 ° around the central axis X, respectively.
- the wire fixing portions 66a to 66d in the direction adjacent to the circumference of the curved piece 22A are provided at positions rotated by 90 ° around the central axis X at substantially equal intervals in order.
- the curved piece 22 is provided with wire guides 67a to 67d in the vertical and horizontal directions.
- the state-of-the-art curved piece 22A is provided with two wire fixing portions 66b and 66d in the vertical direction at the base end portion.
- the tip frame member 21 with a relief groove 92 for accommodating the two wire fixing portions 66a and 66c of the curved piece 22A, the tip frame member 21 and the curved piece 22A move up and down around the central axis X when the tip frame member 21 and the curved piece 22A are fitted. Positioning in the left-right direction can be easily performed.
- the four cables 61 to 64 are on the tip side in the central axis X direction (position orthogonal to the central axis X) at the connection portions of the third wiring forming surface 44 with the four lands 51b to 54b. It is provided at substantially the same position as the two wire fixing portions 66a and 66c accommodated in the relief groove 92.
- the tip frame member 21 is a hard portion of the insertion portion 2 by fitting the length of the second small diameter portion 37 in which the lands 51b to 54b are formed in the central axis X direction with the most advanced curved piece 22A.
- the structure is such that the connection strength with the curved piece 22A can be secured without lengthening the tip portion 6.
- the airtightness (watertightness) in the tip frame member 21 can be improved by adhesively fixing the fitting portion between the second small diameter portion 37 and the curved piece 22A. As a result, it is possible to secure electrical insulation such as a connection portion between the four cables 61 to 64 and the four lands 51b to 54b.
- the second small diameter portion 37 is adhesively fixed to the curved piece 22A to be fitted, including the connecting portion between the four cables 61 to 64 and the lands 51b to 54b of the third wiring forming surface 44.
- the two wire fixing portions 66a and 66c and the relief groove 92 are also adhesively fixed, so that the adhesive strength between the tip frame member 21 and the curved piece 22A can be improved.
- the tip frame member 21 fits the tip portion of the most advanced curved piece 22A into the tip portion of the second small diameter portion 37 as a fitting portion along the central axis X.
- An arcuate rib 37a having a predetermined length may be formed.
- the second wiring forming surface 43A here is not a slope but a vertical surface orthogonal to the central axis X parallel to the mounting surface 26a of the module housing chamber 26.
- the tip frame member 21 has a fitting surface in which the tip portion of the second small diameter portion 37 is fitted with the most advanced curved piece 22A around the outer circumference by the rib 37a, and the fixing force with the curved piece 22A is increased. can do.
- the tip frame member 21 forms four lands 51b to 54b in a region extending toward the base end side of the rib 37a on the third wiring forming surface 44, which is a cable connecting surface, so that the rib 37a can be formed.
- the core wires 61a to 64a of the cables 61 to 64 can be easily electrically connected to the four lands 51b to 54b by soldering or the like without getting in the way.
- the tip frame member 21 has a slope 43a formed from the second wiring forming surface 43A to the third wiring forming surface 44 on one side inside the rib 37a, here on the left side when viewed toward the tip. There is. On this slope 43a, four wiring patterns 51 to 54 are formed from the second wiring forming surface 43A, which is a surface orthogonal to the central axis X, to the third wiring forming surface 44, which is a surface parallel to the central axis X. It is formed.
- the tip frame member 21 has an angle with respect to the central axis X as compared with the case where the inner peripheral surface of the rib 37a parallel to the central axis X is irradiated with the laser beam L.
- a certain slope 43a is easier to apply the laser beam L, and a conduction path forming four wiring patterns 51 to 54 along the slope 43a can be easily formed.
- the tip frame member 21 irradiates the third wiring forming surface 44 extending from the second wiring forming surface 43A and the rib 37a, which are surfaces orthogonal to the central axis X, to the base end side with the laser beam L.
- a slope 43a having an angle with respect to the central axis X is formed in the rib 37a to irradiate the laser beam L. It can be made easier.
- slopes 43a and 43b are formed on the left and right sides of the tip frame member 21, respectively, and two wiring patterns 53 and 54 on the side of the slope 43a on the left side of the paper surface and the right side of the paper surface.
- Two wiring patterns 51 and 52 may be formed on the slope 43b side of the above.
- the tip frame member 21 shown in FIGS. 43 and 44 has a configuration in which a ninth modification and a tenth modification are combined, and in addition, as shown in FIG. 36 of the eighth modification, a module.
- the four through electrodes 81a to 84a are provided on one side (tip frame member 21). In the outer diameter direction of), here, it can be formed closer to the right side when viewed from the proximal end direction.
- the second wiring forming surface 43A which is a surface orthogonal to the central axis X of the tip frame member 21, four through electrodes 81a to 84a having a base end opening 73b are also formed closer to one side. NS.
- the slope 43a in the rib 37a can be formed with a large surface area from the central side.
- the tip frame member 21 can form a part of the lighting component accommodating chamber 28, which is a hole through which the light guide bundle 72 is inserted, on the slope 43a.
- the lighting component accommodating chamber 28 is a recess 28a having an arcuate cross section on the third wiring forming surface 44.
- the four lands 51b to 54b are arranged side by side on the third wiring forming surface 44 in the one-side direction (outer diameter direction of the tip frame member 21) from the recess 28a so as not to interfere with the light guide bundle 72. Is.
- the tip frame member 21 can be laid out at a position where the ride guide bundle 72 does not interfere with the relief groove 92 in which the curved piece 22A wire fixing portions 66a to 66d are arranged, so that the diameter thereof is reduced. be able to.
- the outer diameter of the tip portion 6 of the insertion portion 2 of the endoscope 1 can be reduced, and the diameter of the insertion portion 2 can be reduced.
- the surface pattern of the tip frame member 21 of the MID structure and the terminal of the camera module 30 are solder-connected, the surface pattern of the tip frame member 21 is directed upward and the camera module 30 is connected.
- the most efficient production method is to pass the reflow soldering process so that the terminal side faces downward.
- the camera module 30 can be mounted at the time of reflow soldering, and the camera module 30 can be mounted.
- a mounting surface 26a capable of forming a surface pattern at a position where it can be connected to the terminal of the module housing 26 is formed on the base end side of the module housing chamber 26.
- the mounting surface 26a is provided on the back surface of the camera module 30, the wiring pattern can be formed mainly on the surface of the molded body due to the MID manufacturing method. Therefore, the tip frame member 21 is on the hand side of the camera module 30. Depending on the connection method of the cable and the wiring pattern for connecting to the various circuits, it is possible to prevent the outer diameter of the tip portion 6 of the insertion portion 2 of the endoscope 1 from being increased.
- the tip frame member 21 of the MID structure is placed on the mounting surface 26a of the module accommodating chamber 26 with the tip side facing up and the base end side facing down and the back surface of the camera module 30 facing down, and reflow soldering.
- the production efficiency can be improved, and by providing the cable connection area closer to the central axis X, which is the axis than the outer diameter of the tip frame member 21, the connection area can be easily expanded, and the area can be expanded. Can be wide.
- the tip frame member 21 and the cable can be easily connected without increasing the outer diameter of the tip portion 6 of the insertion portion 2 of the endoscope 1.
- the camera module 30 has also been miniaturized in response to the demand for a smaller diameter of the insertion portion 2 of the endoscope 1.
- the camera module 30 is mounted on the tip 6 of the insertion portion 2 of the endoscope 1, transfers power and signals for driving, and is electrically connected to an external processor to display the generated imaging signal on the monitor. NS.
- This connection usually has a structure via a cable, but as the camera module 30 becomes smaller, the size and width of the terminals of the camera module 30 are also extremely small, so that it becomes difficult to directly connect to the cable. For this reason, if the cable is connected according to the dimensions of the terminal portion of the small camera module 30, the manufacturing cost becomes high.
- the tip frame member 21 has an MID structure, is mounted on the mounting surface 26a of the module housing chamber 26 with the tip side facing up and the base end side facing down, and the back surface (lower surface) of the camera facing down, and is reflow soldered.
- the production efficiency can be improved, the cable connection area can be secured widely, and the connection with the cable becomes easy.
- the endoscope 1 can suppress the increase in the outer diameter of the tip portion 6 of the insertion portion 2 and reduce the manufacturing cost.
- the MID structure can form a wiring pattern mainly on the surface of the molded body due to its manufacturing method, when the wiring pattern is drawn to the connection position between the camera module 30 and the cable, it is formed on the outer surface of the tip frame member 21. Although it is necessary to form a conduction path, through electrodes 81a to 84a can be provided in the conduction path to prevent the circuit length from becoming long and reduce the influence of external noise.
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Abstract
内視鏡1は、被検体に挿入される挿入部2の先端部6に設けられる樹脂材料から形成された先端枠部材21の先端側に設けられたイメージャユニット搭載領域26と、基端側に設けられたケーブル接続面44と、イメージャユニット搭載領域26とケーブル接続面44とを繋ぐように設けられた壁部40と、イメージャユニット搭載領域26の壁面26aに形成された接点パターン81~84と、壁部40からケーブル接続面44の表面に形成された配線パターン51~54と、ケーブル接続面44に形成され、ケーブル61~64の芯線61a~64aが電気的に接続される接続パターン51b~54bと、前記イメージャユニット搭載領域と前記ケーブル接続面が連通するように前記壁部に形成され、接点パターン81~84と配線パターン51~54を導通する貫通電極81a~84aと、を具備する。
Description
本発明は、挿入部の先端部内にパッケージ化された電子部品を備えた内視鏡、内視鏡の先端枠部材および内視鏡の挿入部に関する。
従来、生体や構造物の内部部等のような直接目視観察を行うことが困難な部位を観察するために、生体や構造物の外部から内部に向けて導入可能に形成され、光学像を形成し又はその光学像を撮像しうる構成を備えた内視鏡が、医療分野又は工業分野において広く利用されている。
このような内視鏡において、挿入部の先端に設けられる先端部は、硬質な先端枠に各種機能部品が設けられた先端ユニットによって主に構成されている。このような先端ユニットの先端枠としては、近年、成形回路部品(MID:molded interconnected device)の技術を用いたものが提案されている。例えば、国際公開番号WO2015/082328号には、複数の導電路が形成されたMID素子からなる先端枠であるヘッド本体と、導電路によって電力供給されるイメージャユニットである撮像ユニットとしてのカメラモジュールなどの各種電子部品と、を備える内視鏡の先端ユニットとしての内視鏡ヘッドが開示されている。
ここで、MID技術では、レーザ光などを照射可能な樹脂表面に対してのみ、金属パターンを形成することが可能である。従来技術である国際公開番号WO2015/082329号に開示された技術は、カメラ収容スペースの一側に開口部が設けられ、この開口部に連続する先端枠の外周面に、カメラモジュールと電気的に接続する配線パターンとしての導電路を形成する構成を採用している。
ところで、内視鏡は、挿入部の先端に配設される電子部品であるカメラモジュールに対する電源および撮像信号のいずれにおいても、カメラモジュールの電気接点である端子に手元側となる操作部から挿入部に配設される複数のケーブルが接続されることで信号を授受する構成となっている。
近年のカメラモジュールは、小型化および高性能化が進み、画像劣化などの要因となる周囲からの電気的なノイズ対策(EMC対策)が必要であるが、イメージャユニットが電気的に接続される導電路が先端枠の外装表面に近づくほど周囲からの電気的なノイズを受けてしまうという課題があった。
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、イメージャユニットに対して周囲からの電気的なノイズの影響を受け難くする内視鏡、内視鏡の先端枠部材および内視鏡の挿入部を提供することを目的とする。
本発明の一態様における内視鏡は、被検体に挿入される挿入部と、対物光学系を備え、前記対物光学系からの光学像を電気信号に変換するイメージャユニットと、前記挿入部の先端部に設けられ、前記イメージャユニットが搭載される樹脂材料から形成された先端枠部材と、を有する内視鏡において、前記先端枠部材は、先端側に設けられ、前記イメージャユニットを搭載するイメージャユニット搭載領域と、基端側に設けられたケーブル接続面と、前記イメージャユニット搭載領域と前記ケーブル接続面との間に設けられた壁部と、前記イメージャユニット搭載領域の壁面に形成され、前記イメージャユニットの電気接点と電気的に接続される接点パターンと、前記壁部から前記ケーブル接続面の表面に形成され、前記接点パターンと電気的に導通する配線パターンと、前記ケーブル接続面に形成され、前記配線パターンと電気的に導通し、前記挿入部内に配設されたケーブルの芯線が電気的に接続される接続パターンと、前記イメージャユニット搭載領域と前記ケーブル接続面が連通するように前記壁部を貫通する貫通孔の内面に形成され、前記接点パターンと前記配線パターンとを導通する貫通電極と、を具備する。
本発明の一態様における、被検体に挿入される挿入部を有する内視鏡の先端枠部材は、前記挿入部の先端部に設けられ、対物光学系からの光学像を電気信号に変換するイメージャユニットを搭載するイメージャユニット搭載領域と、基端側に設けられたケーブル接続面と、前記イメージャユニット搭載領域の開口部と前記ケーブル接続面の開口部とを繋ぐように設けられた壁部と、前記イメージャユニット搭載領域の壁面に形成され、前記イメージャユニットの電気接点と電気的に接続される接点パターンと、前記壁部から前記ケーブル接続面の表面に形成され、前記接点パターンと電気的に導通する配線パターンと、前記ケーブル接続面に形成され、前記配線パターンと電気的に導通し、前記挿入部内に配設されたケーブルの芯線が電気的に接続される接続パターンと、前記イメージャユニット搭載領域の開口部と前記ケーブル接続面の開口部とを繋ぐ様に前記壁部を貫通する貫通孔の内面に形成され、前記接点パターンと前記配線パターンとを導通する貫通電極と、を具備する。
本発明の一態様における、被検体に挿入される内視鏡の挿入部は、先端に先端枠部材が設けられるものであり、前記先端枠部材は、対物光学系からの光学像を電気信号に変換するイメージャユニットを搭載するイメージャユニット搭載領域と、基端側に設けられたケーブル接続面と、前記イメージャユニット搭載領域の開口部と前記ケーブル接続面の開口部とを繋ぐように壁部と、前記イメージャユニット搭載領域の壁面に形成され、前記イメージャユニットの電気接点と電気的に接続される接点パターンと、前記壁部から前記ケーブル接続面の表面に形成され、前記接点パターンと電気的に導通する配線パターンと、前記ケーブル接続面に形成され、前記配線パターンと電気的に導通し、前記挿入部内に配設されたケーブルの芯線が電気的に接続される接続パターンと、前記イメージャユニット搭載領域の開口部と前記ケーブル接続面の開口部とを繋ぐ様に前記壁部を貫通する貫通孔の内面に形成され、前記接点パターンと前記配線パターンとを導通する貫通電極と、を具備する。
本発明によれば、イメージャユニットに対して周囲からの電気的なノイズの影響を受け難くする内視鏡、内視鏡の先端枠部材および内視鏡の挿入部を提供することができる。
以下、本発明の一態様の内視鏡の先端枠部材、先端ユニットおよび内視鏡について、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態に基づく図面は、模式的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、夫々の部分の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
また、以下の構成説明における内視鏡は、生体の気管支、泌尿器、食道から胃や小腸、大腸などの体腔に挿入するため挿入部が可撓性のある所謂軟性鏡を例示しているが、外科用に用いられる挿入部が硬質な所謂硬性鏡にも適用できるものである。
また、以下の構成説明における内視鏡は、生体の気管支、泌尿器、食道から胃や小腸、大腸などの体腔に挿入するため挿入部が可撓性のある所謂軟性鏡を例示しているが、外科用に用いられる挿入部が硬質な所謂硬性鏡にも適用できるものである。
(第1の実施の形態)
図面に基づいて本発明の第1の実施の形態に係る一態様の内視鏡を説明する。
図1に示すように、本実施の形態の内視鏡1は、被検体に挿入される長尺で細長な挿入部2と、操作部3と、複合ケーブルであるユニバーサルケーブル4と、を有して構成されている。内視鏡1の挿入部2は、先端から順に先端部6と、湾曲部7と、可撓管部8と、を有して構成されている。
図面に基づいて本発明の第1の実施の形態に係る一態様の内視鏡を説明する。
図1に示すように、本実施の形態の内視鏡1は、被検体に挿入される長尺で細長な挿入部2と、操作部3と、複合ケーブルであるユニバーサルケーブル4と、を有して構成されている。内視鏡1の挿入部2は、先端から順に先端部6と、湾曲部7と、可撓管部8と、を有して構成されている。
操作部3には、挿入部2の湾曲部7を湾曲操作するための湾曲操作ノブ14が回動自在に配設されると共に、各種内視鏡機能、近点観察、遠点観察、レリーズ、静止画などの観察画像を切換えるスイッチ類15,16、湾曲操作ノブ14の回動を固定する固定レバー17などが設けられている。
なお、湾曲操作ノブ14は、湾曲部7を上下方向に湾曲操作するためのUD湾曲操作ノブ12および湾曲部7を左右方向に湾曲操作するためのRL湾曲操作ノブ13の2つの略円盤状の回転ノブが重畳するように配設されている。
また、挿入部2と操作部3の連結部は、ユーザによる把持される把持部11と、この把持部11に配置されて、挿入部2に配設された各種処置具を挿通する処置具挿通チャンネルの開口部となる処置具挿通チャンネル挿通部18と、を有して構成されている。
操作部3から延設されたユニバーサルケーブル4は、延出端に図示しない光源装置と着脱自在な内視鏡コネクタ20を有している。なお、本実施の形態の内視鏡1は、挿入部2、操作部3およびユニバーサルケーブル4に挿通配設された照明手段のライトガイドバンドル(不図示)によって、光源装置(不図示)から先端部6まで照明光を伝送するものである。
また、内視鏡コネクタ20は、ここでは図示しないがコイル状の電気ケーブルが接続され、この電気ケーブルの延出端にビデオプロセッサ(不図示)と着脱自在な電気コネクタが設けられている。
ここで、本実施の形態の内視鏡1の挿入部2の先端部分の構成について、図2および図3に基づき、以下に説明する。なお、以下の説明において、挿入部2の周知の構成に関しては、説明を簡略または省略する。
挿入部2の先端部6は、図2および図3に示すように、先端面21aに、観察窓31、照明窓25およびチャンネル開口部24が設けられ、絶縁性を有する非導電性の略円柱状ブロック体の樹脂材料から形成された枠部品である先枠(先端構成部または先端硬質部ともいう)としての先端枠部材21を備えている。
この先端枠部材21は、先端部分が中心軸Xに直交する断面形状が略円形であって、中途から基端側に向けてチューブ状の湾曲ゴム23が被覆しており、この湾曲ゴム23の先端が糸巻接着部23aによって固着されている。なお、湾曲ゴム23は、湾曲部7に設けられる湾曲管である複数の湾曲駒22(22A)を一体的に被覆する。複数の湾曲駒22(22A)は、リベットなどの枢支部22aにより互いが回動自在に連設されている。
本実施形態の先端部6では、成形回路部品(MID:Molded Interconnect Device)からなる硬質な略円柱形状をなす先端枠部材21が設けられている。この先端枠部材21には、図4に示すように、撮像ユニットとしてのカメラモジュール30などの各種機能部品が設けられている。
ここで、本実施形態における機能部品の1つとして先端枠部材21に設けられるカメラモジュール30は、例えば、ウエハレベルオプティクス技術を用いて作製されたレンズ積層体からなる撮像用レンズユニット、カバーガラス、接着層を介してカバーガラスに貼着されたレンズユニット32と撮像素子33が一体に積層されてパッケージ化されたCSP(Chip Size Package)から構成されている。
このようなカメラモジュール30において、レンズユニット32は、例えば、ガラス基板等の基材上にレンズを形成したレンズウエハを複数作製し、これらレンズウエハを積層、ダイシングする等によって製造されている。
このため、本実施形態のレンズユニット32は、平面視形状が矩形形状をなし、且つ、レンズ枠を持たないレンズユニットとなっている。また、撮像素子33についてもダイシング等によって平面視形状が矩形形状に形成されており、本実施形態のカメラモジュール30は、例えば、レンズ表面が約1mm四方の非常に小さな全体が略直方体形状をなしている。
なお、カメラモジュール30は、図5に示すように、撮像素子33の背面に、電気接点である、複数、ここでは4つの端子33aが設けられている。
なお、カメラモジュール30は、図5に示すように、撮像素子33の背面に、電気接点である、複数、ここでは4つの端子33aが設けられている。
先端枠部材21は、例えば、樹脂材料を用いた射出成形によって略柱状(本実施形態において、具体的には略円柱状)に形成されている。そして、先端枠部材21は、先端側に大径部35を有し、この大径部35から基端側に内径方向に段部を有して湾曲ゴム23が被覆する第1の小径部36と、第1の小径部36から基端側に更に内径方向に段差を有して、最先端の湾曲駒22Aの先端部分が嵌合する嵌合部としての第2の小径部37と、が形成されている。
この先端枠部材21は、大径部35の直径が、例えば、2mm~5mm程度と非常に小さいものであって、先端部6の先端側の表面となる先端面21aおよび大径部35の外周面の糸巻接着部23aより先端側の一部が先端部6の外周形状を形成する。このため、先端枠部材21を構成する樹脂材料には、MID技術に適合するのみならず、生体適合性を有する材料が選択されている。なお、本実施の形態の挿入部2も、その直径が例えば、2mm~5mm程度の細径である。
ここで、本実施形態において先端枠部材21は、例えば射出成形によって形成された樹脂部分を指し、この先端枠部材21の表面にレーザ光を照射して活性化させた部分をメッキ処理して回路形成するMID技術を用いた金属パターンの各種配線パターンなど(後述する)を有している。
先端枠部材21の大径部35には、光学的な機能部品であるカメラモジュール30を収容する収容室としての矩形凹部状のイメージャユニット搭載領域としてのモジュール収容室26と、光学的な機能部品であるライトガイドバンドル72(図10参照)の先端部分を基端側から収容し、照明窓25となる照明レンズ34が先端側に嵌合される収容室として照明部品収容室28と、処置具チャンネル71(図9参照)の先端部分が挿通して保持するチャンネル保持室27と、が形成されている。
なお、チャンネル保持室27および照明部品収容室28は、先端枠部材21の先端面21aから基端面21bを貫通する断面円形状貫通孔である。
モジュール収容室26は、先端枠部材21の先端面21aに先端開口部と、図6に示すように、中心軸X(挿入軸)方向に沿った深さ方向に中心軸Xに直交した平面状の壁面である実装面26aと、を有し、中心軸Xに直交した一方向(紙面に向かって見た上方)の側部が開口しており、カメラモジュール30の外形と略相似形状の矩形凹部である。なお、先端枠部材21の中心軸Xは、挿入部2が直線状態の長手中心軸と一致するものである。
モジュール収容室26の実装面26aには、カメラモジュール30の撮像素子33の背面に設けられた電気接点である端子33a(ここでは4つ)が電気的に接続される配線パターンである4つの接点パターン51a~54aが形成されている。これら4つの接点パターン51a~54aのうち両側の接点パターン51a,54aは、カメラモジュール30の端子33a位置に合わせて、中途部分が内側に屈曲するように形成されている。これら4つの接点パターン51a~54aもMID技術を用いて形成されるものである。
先端枠部材21は、モジュール収容室26にカメラモジュール30が収容された状態において、側部側の開口を塞ぐ蓋体29(図4参照)が接着などにより固着される。なお、カメラモジュール30は、撮影光の光軸Oが中心軸Xと平行となるようにモジュール収容室26に実装される。
また、先端枠部材21は、側部側の開口は、蓋29で覆うのではなく、蓋29で覆う領域と同じ範囲、もしくは、カメラモジュール30と、後述する配線51~54を覆うだけの範囲にアンダーフィル材などの樹脂材料を充填する構成でも良い。
また、先端枠部材21は、側部側の開口は、蓋29で覆うのではなく、蓋29で覆う領域と同じ範囲、もしくは、カメラモジュール30と、後述する配線51~54を覆うだけの範囲にアンダーフィル材などの樹脂材料を充填する構成でも良い。
この蓋体29は、先端枠部材21に装着された状態において、大径部35および小径部36と外周が一致するように、段差を有する円弧面35a,36aが形成された断面半月状に形成されている。なお、先端枠部材21の大径部35には、蓋体29の底面と接合される接合面41が形成されている。
また、先端枠部材21は、図7および図8に示すように、大径部35に接合面41から内径方向(中心軸X方向)に若干段差を有した中心軸Xに対して平行の平面である第1の配線形成面42と、第1の小径部36に第1の配線形成面42から基端側に向けて、内径方向に所定の角度に傾斜する斜面である第2の配線形成面43と、第1の小径部36の中途から第2の小径部37にかけて、第2の配線形成面43から基端側に向けた中心軸Xに対して平行の平面である第3の配線形成面44と、を有している。
即ち、先端枠部材21には、中心軸X方向に延在し、異なる水平位置の2つの平面(第1、第3の配線形成面42,44)が形成され、これら2つの平面を接続する斜面(第2の配線形成面)が形成されている。そのため、先端枠部材21は、モジュール収容室26の実装面26aと第2の配線形成面43の間に壁部40が形成されている。
なお、壁部40の基端面となる斜面である第2の配線形成面43は、第1の配線形成面42の基端側から第3の配線形成面44の先端側に向かった基端側の方向に傾斜している。
なお、壁部40の基端面となる斜面である第2の配線形成面43は、第1の配線形成面42の基端側から第3の配線形成面44の先端側に向かった基端側の方向に傾斜している。
また、基端側の第3の配線形成面44には、電源用および信号用の4本のケーブル61~64の各芯線61a~64aを接続されるケーブル接続電極としての矩形状の4つのランド51b~54bが中心軸Xに直交する方向に所定の離間距離を有して並設されたケーブル接続面を構成している。
第1~第3の配線形成面42~44には、実装面26aに形成された4つの接点パターン51a~54aと第3の配線形成面44に形成された4つのランド51b~54bとを電気的に導通する導電路である4つの配線パターン51~54が形成されている。即ち、4つの配線パターン51~54は、第1の配線形成面42から第3の配線形成面43に跨って形成されている。
ここで、第1の配線形成面42に形成された4つの配線パターン51~54は、例えば1mm四方の小さなカメラモジュール30の電極である4つの端子33aに合わせて、それぞれ隣接する長手中心軸e1~e4が互いの離間距離dが短く(小さく)設定されている。なお、第1の配線形成面42の4つの配線パターン51~54は、互いの離間距離dが、例えばカメラモジュール30の端子33a幅と同じ距離に形成されている。
一方、第3の配線形成面44に形成された4つの配線パターン51~54は、4本のケーブル61~64の各芯線61a~64aを4つのランド51b~54bに半田などにより接続する作業性を考慮して、それぞれ隣接する長手中心軸E1~E4の離間距離Dが第1の配線形成面42の4つの配線パターン51~54の離間距離dよりも長く(大きく)設定されている。
そのため、第1の配線形成面42と第3の配線形成面44とを接続する斜面である第2の配線形成面43には、内径方向である中心軸X方向に向けて放射状に広がる4つの配線パターン51~54が形成されている。
即ち、先端枠部材21は、図7および図8に示すように、中心軸Xに直交する方向における第1の配線形成面42の幅wよりも第3の配線形成面44の幅Wのほうが長く(大きく)設定されている(W>w)。なお、第1の配線形成面42の幅wは、ここでは実装面26aの幅と同じである。即ち、第3の配線形成面44の幅Wは、カメラモジュール30の幅よりも広い(大きい)。
さらに、第3の配線形成面44は、中心軸Xに沿った方向の長さも第1の配線形成面42のより長く設定されており、第1の配線形成面42よりも大きな表面積を有している。
そのため、第3の配線形成面44に形成される4つのランド51b~54bの表面積も大きくできるため、4本のケーブル61~64の各芯線61a~64aの接続作業性も向上する。
以上のように構成された先端枠部材21は、カメラモジュール30が実装され、照明レンズ34およびライトガイドバンドル72および処置具チャンネル71が組付けられ、4本のケーブル61~64の各芯線61a~64aが対応する第3の配線形成面44の4つのランド51b~54bに半田などにより接続される。
なお、先端枠部材21へカメラモジュール30を実装する際、撮像素子33の4つの端子33aが実装面26aの対応する4つの接点パターン51a~54aにリフロー半田付による電気的な接続がなされる。
そして、先端枠部材21は、図9に示すように、挿入部2の先端部6に組付けられる。挿入部2の先端部分において、先端枠部材21から挿入部2内の基端側に延設される4本のケーブル61~64は、最先端の湾曲駒22A内で内径方向である中心軸X側に所定に曲げられる。その後、4本のケーブル61~64は、束ねられて湾曲部7の先端部分から基端側の挿入部2内において、中心軸X側に沿って挿設される。
例えば、ケーブル61~64の内の1つは、先端枠部材21に接続されている先端の中心軸B1に対して、湾曲部7から基端側に延設される部分の中心軸B2が内径方向に所定の距離Bだけずらされて配置される。即ち、中心軸B1より中心軸B2の方が距離Bだけ中心軸Xに近く配置されている。
また、処置具チャンネル71も、先端枠部材21から基端部分が内径方向である中心軸X側に所定に曲げられて、湾曲部7の先端部分から基端側の挿入部2内において、中心軸X側に沿って挿設される。
即ち、処置具チャンネル71は、先端枠部材21に装着された先端分の中心軸C1に対して、湾曲部7から基端側に延設される部分の中心軸C2が内径方向に所定の距離Cだけずらされて配置される。即ち、中心軸C1より中心軸C2の方が距離Cだけ中心軸Xに近く配置されている。また、処置具チャンネル71の軸芯である中心軸C1,C2は、何れも屈曲部以外が先端部材21の軸芯である中心軸Xと略平行となっている。
このように、4本のケーブル61~64および処置具チャンネル71は、先端枠部材21との接続された位置よりも湾曲部7の先端部分から基端側に挿通する位置が内径方向に偏向(中心軸Xに近くづくように配置)されている。このように、4本のケーブル61~64および処置具チャンネル71は、挿入部2内において、複数の湾曲駒22(22A)を回動操作する4本の湾曲操作ワイヤ65a~65dに干渉しない位置に挿通される。
なお、4本の湾曲操作ワイヤ65a~65dは、最先端の湾曲駒22Aの基端内周部に設けられ、内径方向に突出する4つのワイヤ固定部66a~66dに、ろう付68などによって接続されている。そして、4本の湾曲操作ワイヤ65a~65dは、複数の湾曲駒22の内周部から内径方向に突出するように設けられた複数のワイヤガイド67a~67dに進退自在に挿通保持されている。
なお、4本のケーブル61~64および処置具チャンネル71は、湾曲部7内において、内径方向に突出している4つのワイヤ固定部66a~66dおよび複数のワイヤガイド67a~67dとも干渉しないように配置されている。
即ち、4本のケーブル61~64および処置具チャンネル71は、湾曲部7を湾曲操作する各湾曲操作ワイヤ65a~65dの先端を固定する4つのワイヤ固定部66a~66dの先端から、さらに先端側に向けた形状が先端枠部材21の中心軸Xから外周方向(外径方向)に離れるように曲げられて配設される。
ここでの4つのワイヤ固定部66a~66dおよび4つのワイヤガイド67a~67dは、図10および図11に示すように、湾曲部7の上下左右を中心軸X回りに90°回転させた位置に略等間隔に設けられている。即ち、4つのワイヤガイド67a~67dは、中心軸Xと第3の配線形成面44(平面)に垂直な線、もしくは、中心軸Xと垂直かつ第3の配線形成面44(平面)と平行な線に対して45°回転させた位置に設けられている。
例えば、湾曲部7を上方に湾曲させる場合、上方側の2本の湾曲操作ワイヤ65a,65bが牽引され、下方側の2本の湾曲操作ワイヤ65c,65dが弛緩される。一方、湾曲部7を下方に湾曲させる場合、上方側の2本の湾曲操作ワイヤ65a,65bが弛緩され、下方側の2本の湾曲操作ワイヤ65c,65dが牽引される。
また、湾曲部7を左方に湾曲させる場合、2本の湾曲操作ワイヤ65b,65dが牽引され、2本の湾曲操作ワイヤ65a,65cが弛緩される。一方、湾曲部7を右方に湾曲させる場合、2本の湾曲操作ワイヤ65b,65dが弛緩され、2本の湾曲操作ワイヤ65a,65cが牽引される。
これら4本の湾曲操作ワイヤ65a~65dを種々に組み合わせる牽引弛緩操作により、湾曲部7を中心軸X回りの全方向に湾曲可能となる。なお、図11に示すように、ライトガイドバンドル72は、挿入部2内において、外皮シース72aに被覆されているものである。
以上のように構成された本実施の形態の内視鏡1は、挿入部2の先端部6に配設される先端枠部材21にMID技術を用いて、カメラモジュール30の端子33aが電気的に接続される4つの接点パターン51a~54aと、これら4つの接点パターン51a~54aとケーブル接続面としての第3の配線形成面44の4つのランド51b~54bとを電気的に導通する導電路である配線パターン51~54を平面の第1の配線形成面42および斜面の第2の配線形成面43を形成した構成となっている。
そして、先端枠部材21は、4つのランド51b~54bが形成される第3の配線形成面44が第1の配線形成面42に対して内径方向の中心軸X側に段差を有するように形成されている。そのため、先端枠部材21は、第3の配線形成面44の上方に4本のケーブル61~64を横に並べて配置し接続するスペースを確保できる。即ち、先端部6において、先端枠部材21の第3の配線形成面44の上方に空間Aが形成でき、この空間Aにおいて4本のケーブル61~64を接続する構成となっている。
したがって、先端枠部材21は、4本のケーブル61~64を接続するスペースを確保するために外径方向に拡張する必要がなく、先端枠部材21の太径化が抑制されている。即ち、先端枠部材21の基端部分(特にワイヤ固定部66a~66dの先端側)は、デッドスペースとなる場合が多く、このようなデッドスペースを段部形成して有効利用することにより、先端枠部材21を太径化することなく、先端部6内において4本のケーブル61~64が接続できるスペース(空間A)を確保することが可能となる。その結果、内視鏡1は、先端部6の太径化も抑制され、挿入部2を細径化することができる。
さらに、4本のケーブル61~64を接続する空間Aは、4本の湾曲操作ワイヤ65a~65dの先端部分を固定する4つのワイヤ固定部66a~66dよりも先端側に形成される。
そのため、4つのワイヤ固定部66a~66dと中心軸Xに沿った投影内では重畳するが、中心軸Xに沿った前後方向にずれた位置となるため、第3の配線形成面44の4つのランド51b~54bと4本のケーブル61~64の各芯線61a~64aとの接続部が4つのワイヤ固定部66a~66dに干渉することを防止できる。
また、第3の配線形成面44は、カメラモジュール30の幅よりも広く(大きい)ため、4つのランド51b~54bが形成される領域を広くとれる。そのため、4つのランド51b~54bの表面積およびピッチ(間隔)を大きくとれる。
これにより、内視鏡1は、挿入部2の先端部6に搭載される電子部品であるカメラモジュール30がレンズユニット32と撮像素子33が一体に積層されてパッケージ化されたCSP(Chip Size Package)の非常に小さい撮像ユニットであっても、4本のケーブル61~64の各芯線61a~64aの半田などによる接続作業が容易となる。
以上の説明から本実施の形態の内視鏡1は、挿入部2の先端部6に設けられる先端枠部材21における複数のケーブル61~64の接続作業性を向上させることができる。
(第1の変形例)
図12に示すように、先端枠部材21の第3の配線形成面44を平面ではなく、円弧面とすることで、4つのランド51b~54bのピッチ(間隔)を、さらに大きくとることができる。
図12に示すように、先端枠部材21の第3の配線形成面44を平面ではなく、円弧面とすることで、4つのランド51b~54bのピッチ(間隔)を、さらに大きくとることができる。
(第2の変形例)
図13および図14に示すように、先端枠部材21は、第2の配線形成面43から基端側に第3の配線形成面44aと、この第3の配線形成面44aに対して所定の高さHだけ中心軸X側に段形成された第4の配線形成面44bと、を有する構成としてもよい。
図13および図14に示すように、先端枠部材21は、第2の配線形成面43から基端側に第3の配線形成面44aと、この第3の配線形成面44aに対して所定の高さHだけ中心軸X側に段形成された第4の配線形成面44bと、を有する構成としてもよい。
なお、先端枠部材21は、ここでは第3の配線形成面44aに内側の2つのランド52b,53bが形成され、第4の配線形成面44bに外側の2つのランド51b,54bが形成されている。さらに、2つのランド51b,54bと2つのランド52b,53bは、中央を通る軸Y1、Y2が中心軸Xに沿った前後方向に所定の距離L1ずれて形成されている。
なお、第3の配線形成面44aに外側の2つのランド51b,54bを形成し、第4の配線形成面44bに内側の2つのランド52b,53bを形成してもよいし、4つのランド51b~54bを中心軸Xに直交するする方向に互い違いに形成してもよい。
このような構成とすることで、中心軸Xに直交する2方向、ここでは上下方向および左右方向に4つのランド51b~54bがずれた位置となるため4本のケーブル61~64の各芯線61a~64aの半田などによる接続作業性をより向上させることができる。
さらに、4本のケーブル61~64の接続部の距離が長くとれるため、互いにノイズの影響も受け難くなる。
さらに、4本のケーブル61~64の接続部の距離が長くとれるため、互いにノイズの影響も受け難くなる。
(第2の実施の形態)
次に、図面に基づいて本発明の第2の実施の形態に係る一態様の内視鏡1を説明する。本実施の形態の内視鏡1の説明に関し、第1の実施の形態に記載の構成については、それら構成の詳細な説明を省略し、同じ符号を用いるものとする。
次に、図面に基づいて本発明の第2の実施の形態に係る一態様の内視鏡1を説明する。本実施の形態の内視鏡1の説明に関し、第1の実施の形態に記載の構成については、それら構成の詳細な説明を省略し、同じ符号を用いるものとする。
本実施の形態の内視鏡1の挿入部2の先端部6に設けられる先端枠部材21は、図15に示すように、回路パターンの指定エリア表面を活性化させるレーザ光Lを壁部40の基端側に位置する斜面である第2の配線形成面43に向けて、基端方向から中心軸Xに沿って照射して、モジュール収容室26の実装面26aまで貫通する、ここでは4つの貫通孔73が形成される。
なお、4つの貫通孔73は、第2の配線形成面43から中心軸Xと略平行なレーザ光Lが照射されるため、それぞれが第2の配線形成面43側の孔径が大きく、実装面26a側の孔径が小さくなる略コーン形状の孔部となる。即ち、貫通孔73は、先端枠部材21の中心軸Xに平行な孔軸を有する先端側が先細りの孔部となる。
そして、先端枠部材21は、金属パターン形成のための無電解メッキ処理時に表面活性化された4つの貫通孔73の内周面にも金属皮膜が析出されて、図16に示すように、それぞれに同一径の先端開口73aと基端開口73bを有する4つの貫通電極81a~84aが形成される。
なお、4つの貫通電極81a~84aは、貫通孔73の形状に合わせて、先端開口73aが小径であり、基端開口73bが大径となった先端枠部材21の中心軸Xに平行な孔軸を有する先細りの管状となる。
また、先端枠部材21は、図17に示すように、モジュール収容室26の実装面26aに貫通電極81a~84aに、それぞれ導通する円形リング状の4つの接点ランド81~84がパターン形成される。これら4つの接点ランド81~84は、カメラモジュール30の電気接点である4つの端子33aが電気的に接続される
さらに、先端枠部材21は、図18に示すように、第2の配線形成面43および第3の配線形成面44に貫通電極81a~84aに、それぞれ導通する導通路である4つの配線パターン51~54がパターン形成され、これら4つの配線パターン51~54が第3の配線形成面44の4つのランド51b~54bとも導通されている。
さらに、先端枠部材21は、図18に示すように、第2の配線形成面43および第3の配線形成面44に貫通電極81a~84aに、それぞれ導通する導通路である4つの配線パターン51~54がパターン形成され、これら4つの配線パターン51~54が第3の配線形成面44の4つのランド51b~54bとも導通されている。
また、4つの貫通電極81a~84aは、基端開口73bの方が先端開口73aより大きい断面形状となるため、カメラモジュール30の端子33a間隔(端子33a間の幅)より第2の配線形成面43側が広く配置される。
そして、4つの貫通電極81a~84aは、4つの配線パターン51~54を介して導通する第3の配線形成面44に形成される4つのランド51b~54bの間隔を大きくして、幅広とすることで、ケーブル61~64の芯線61a~64aが半田などによる接続が容易となる。
このように、本実施の形態の先端枠部材21は、第1の実施の形態の構成よりも、壁部40に4つの貫通電極81a~84aを設けることで、モジュール収容室26の実装面26aの4つの接点ランド81~84と第3の配線形成面44の4つのランド51b~54bとの距離を短くすることができる。これにより、周囲からの電気的なノイズ耐性が向上する。
さらに、イメージャユニットであるカメラモジュール30へ信号を授受する導電路の1つである4つの貫通電極81a~84aは、先端枠部材21の内径方向である中心軸X側に形成され、挿入部2の先端部6の外表面から遠くなるため、周囲からの電気的なノイズを受け難くすることができる。したがって、本実施の形態の内視鏡1は、先端枠部材21に実装されるカメラモジュール30へ周囲からの電気的なノイズの影響を受け難くすることができる。
また、先端枠部材21の壁部40の4つの貫通孔73は、MID技術を利用して金属パターン形成する際に表面活性化するときのレーザ光Lによって穿孔されるため、加工時の工数を減らすことができる。
なお、ここでは、4つの貫通穴73を形成する位置と配線パターン51~54を形成する位置にレーザ光L照射するが、このレーザ光Lの照射方向を基端側から一方向とし、4つの貫通孔73を形成するレーザ光の照射角度を同じとすることにより加工効率が良くなる。
(第1の変形例)
4つの貫通電極81a~84aは、図19および図20に示すように、第2の配線形成面43に設けられる基端開口73bを横方向に1列に配置するようにしてもよい。これにより、先端枠部材21の壁部40の高さ方向(先端枠21の一外周方向)を低く抑えることができ、先端部6の外径の大型化を抑制することができる。即ち、両側の貫通電極81a,84aは、先端枠部材21の中心軸Xに対して所定の角度を有して上方に向けて形成されている。
4つの貫通電極81a~84aは、図19および図20に示すように、第2の配線形成面43に設けられる基端開口73bを横方向に1列に配置するようにしてもよい。これにより、先端枠部材21の壁部40の高さ方向(先端枠21の一外周方向)を低く抑えることができ、先端部6の外径の大型化を抑制することができる。即ち、両側の貫通電極81a,84aは、先端枠部材21の中心軸Xに対して所定の角度を有して上方に向けて形成されている。
なお、モジュール収容室26の実装面26aに設けられる上方側の2つの接点ランド81,84は、先端開口73aと基端開口73bの上端の高さを略同じとなるように形成してもよく、これにより2つの接点ランド81,84同士および配線パターン51,54同士の干渉を防ぎつつ、外径への影響を抑えて、先端枠部材21の大径化を抑制することができる。
(第2の変形例)
4つの貫通電極81a~84aは、図21および図22に示すように、第2の配線形成面43の基端開口73bの間隔が大きくなるように配置してもよい。即ち、4つの貫通電極81a~84aは、それぞれの基端開口73bの中心離間距離を長くなるように形成されている。
4つの貫通電極81a~84aは、図21および図22に示すように、第2の配線形成面43の基端開口73bの間隔が大きくなるように配置してもよい。即ち、4つの貫通電極81a~84aは、それぞれの基端開口73bの中心離間距離を長くなるように形成されている。
また、これに併せて、4つの貫通電極81a~84aの長手方向の長さが略同一となるように基端開口73bの位置を決めてもよい。4つの貫通電極81a~84aは、長手方向の長さを合わせることでレーザ光Lにより形成される入射側の開口孔の径を一定にでき、4つの基端開口73bの径も略同じものとすることができる。
また、貫通孔73を形成するレーザ光Lは、壁部40の基端側の斜面である第2の配線形成面43への照射位置が先端枠部材21の中心軸Xに対して傾斜しており、先端側に向かって中心軸Xから遠ざかる外径方向に照射される。
上方の2つの貫通孔73と下方の2つの貫通孔73は、中心軸Xに対して傾斜する角度が違っており、さらに左右の2つの貫通孔73の傾斜の向きが相反するように形成される。
そして、4つの貫通電極81a~84aは、それぞれが形成される貫通孔73の傾斜にあわせた方向に形成される。
また、4つの貫通電極81a~84aの基端開口73bのうち上方側の2つは、先端開口73aと上端の高さを略同じとするか、先端枠部材21の内径方向である中心軸X側に低くなるように形成することで、2つの接点ランド81,84同士および配線パターン51,54同士の干渉を防ぎつつ、外径への影響を抑えて、先端枠部材21の大径化を抑制することができる。
(第3の変形例)
4つの貫通電極81a~84aは、図23および図24に示すように、第2の配線形成面43の基端開口73bの間隔が大きくなるように横方向に一列に配置するようにしてもよい。ここでも、貫通孔73を形成するレーザ光Lは、壁部40の基端側の斜面である第2の配線形成面43への照射位置が先端枠部材21の中心軸Xに対して傾斜しており、先端側に向かって中心軸Xから遠ざかる外径方向に照射される。
4つの貫通電極81a~84aは、図23および図24に示すように、第2の配線形成面43の基端開口73bの間隔が大きくなるように横方向に一列に配置するようにしてもよい。ここでも、貫通孔73を形成するレーザ光Lは、壁部40の基端側の斜面である第2の配線形成面43への照射位置が先端枠部材21の中心軸Xに対して傾斜しており、先端側に向かって中心軸Xから遠ざかる外径方向に照射される。
また、上方の2つの貫通孔73と下方の2つの貫通孔73は、中心軸Xに対して傾斜する角度が違っており、さらに左右の2つの貫通孔73の傾斜の向きが相反するように形成される。そして、4つの貫通電極81a~84aは、それぞれが形成される貫通孔73の傾斜にあわせた方向に形成される。
ここでの先端枠部材21は、4つの貫通電極81a~84aの基端開口73bを1列に配置したことで、壁部40の高さ方向を低く抑えることができ、先端枠部材21の大径化を抑制することができる。
(第4の変形例)
図25に示すように、先端開口73a中心の間隔(ピッチ)P1に対して基端開口73b中心の間隔(ピッチ)P2を大きくすると共に、第3の配線形成面44の4つのランド51b~54bの中心の間隔(ピッチ)P3よりも小さくなるように(P1<P2<P3)、4つの貫通電極81a~84aを形成することで、先端枠部材21の壁部40の高さを低く抑えることができるともに、4つの貫通電極81a~84aの長手方向の長さの差を小さくすることができる。
図25に示すように、先端開口73a中心の間隔(ピッチ)P1に対して基端開口73b中心の間隔(ピッチ)P2を大きくすると共に、第3の配線形成面44の4つのランド51b~54bの中心の間隔(ピッチ)P3よりも小さくなるように(P1<P2<P3)、4つの貫通電極81a~84aを形成することで、先端枠部材21の壁部40の高さを低く抑えることができるともに、4つの貫通電極81a~84aの長手方向の長さの差を小さくすることができる。
(第5の変形例)
4つの貫通電極81a~84aは、図26および図27に示すように、第2の配線形成面43の基端開口73bが先端開口73aよりも高さ方向の上方側に配置するようにしてもよい。即ち、4つの貫通電極81a~84aは、基端側から先端側に向けて、先端枠部材21の中心軸X方向に傾斜するように形成される。
4つの貫通電極81a~84aは、図26および図27に示すように、第2の配線形成面43の基端開口73bが先端開口73aよりも高さ方向の上方側に配置するようにしてもよい。即ち、4つの貫通電極81a~84aは、基端側から先端側に向けて、先端枠部材21の中心軸X方向に傾斜するように形成される。
ここでの貫通孔73を形成するレーザ光Lは、壁部40の基端側の斜面である第2の配線形成面43への照射位置が先端枠部材21の中心軸Xに対して傾斜しており、先端側に向かって中心軸Xに向けて近づく内径方向に照射される。
これにより、貫通孔73を形成するときに、基端側の上方から下方に向けて斜めにレーザ光Lを照射できるため、レーザ光Lを壁部40のみに向けて照射できる照射方向を考慮して、先端枠部材21の他の部位に照射されることを防止することができる。
(第6の変形例)
図28に示すように、レーザ光Lを先端枠部材21の先端側からモジュール収容室26の実装面26aに向けて照射して、4つの貫通孔73を形成してもよい。なお、ここでのレーザ光Lは、先端枠部材21の中心軸Xと略平行に照射するものである。
図28に示すように、レーザ光Lを先端枠部材21の先端側からモジュール収容室26の実装面26aに向けて照射して、4つの貫通孔73を形成してもよい。なお、ここでのレーザ光Lは、先端枠部材21の中心軸Xと略平行に照射するものである。
そして、図29に示すように、壁部40に形成された4つの貫通孔73に4つの貫通電極81a~84aが形成される。ここでの4つの貫通電極81a~84aは、基端方向に向かって径が細くなるコーン形状となる。
即ち、4つの貫通電極81a~84aは、図30に示すように、実装面26aの先端開口73aが大きくなり、図31に示すように、第2の配線形成面43の基端開口73bが小さくなる。
このように、4つの貫通電極81a~84aを形成する際のレーザ光Lの照射方向を先端側のカメラモジュール30が搭載されるモジュール収容室26の実装面26a側から行うため、接点ランド81~84の位置をカメラモジュール30の端子33aと一致するように精度良く形成できる。
(第7の変形例)
図32に示すように、先端枠部材21に搭載されるカメラモジュール30は、先端枠部材21の中心軸Xに対して直交する方向に視野を有する構成としてもよい。カメラモジュール30のレンズユニット32は、観察窓31となるカバーガラスが先端枠部材21の側部開口に設けられ、光軸Oを反射するプリズム32aと、このプリズム32aの反射面を保護する保護ガラス32bと、を有している。
図32に示すように、先端枠部材21に搭載されるカメラモジュール30は、先端枠部材21の中心軸Xに対して直交する方向に視野を有する構成としてもよい。カメラモジュール30のレンズユニット32は、観察窓31となるカバーガラスが先端枠部材21の側部開口に設けられ、光軸Oを反射するプリズム32aと、このプリズム32aの反射面を保護する保護ガラス32bと、を有している。
即ち、内視鏡1は、上述のカメラモジュール30が実装された先端枠部材21が挿入部2の先端部6に設けられることで、側視型内視鏡を構成する。なお、カメラモジュール30が先端枠部材21の中心軸Xに対して所定の角度を有した方向の視野を有して、所謂斜視の内視鏡1に搭載されるものでもよい。
さらに、図32には、先端枠部材21を4つの貫通電極81a~84aが形成された構成を例示しているが、側視用または斜視用のカメラモジュール30は、第1の実施の形態の先端枠部材21にも搭載できるものである。
(第8の変形例)
先端枠部材21は、図33および図34に示すように、カメラモジュール30が搭載されるモジュール収容室26が先端開口して周囲が覆われた実装面26aが底面となる有底矩形状の穴部としてもよい。
先端枠部材21は、図33および図34に示すように、カメラモジュール30が搭載されるモジュール収容室26が先端開口して周囲が覆われた実装面26aが底面となる有底矩形状の穴部としてもよい。
なお、モジュール収容室26は、左右に断面円弧状の溝部91が中心軸Xに沿った方向に形成されている。これら2つの溝部91は、モジュール収容室26内に搭載されたカメラモジュール30を固着する液状硬化樹脂(アンダーフィル)を注入する際にニードル(注入針)が挿入される隙間を形成するものである。
なお、先端枠部材21は、カメラモジュール30が搭載されて、カメラモジュール30の端子33aと実装面26aの4つの接点ランド81~84との電気的な接続がリフロー半田付される際に、図35に示すように、先端面21a側を鉛直上方とされる。このとき、カメラモジュール30は、モジュール収容室26内において実装面26a上に安定して載置される。
また、先端枠部材21に形成される4つの貫通電極81a~84aは、先端開口73aを有する管状であるため、リフロー半田付の際に、カメラモジュール30の端子33aとの接合に必要な半田が貫通電極81a~84aの内部に流れ込み、電気的接続不良、機械的結合不良などが生じる可能性がある。
そのため、モジュール収容室26の実装面26aに形成される4つの接点ランド81~84は、図36に示すように、カメラモジュール30の端子33aが半田付される部位から所定の距離T1~T4に離間する位置に先端開口73aが設けられる形状とすることが好ましい。
(第9の変形例)
図37に示すように、先端枠部材21は、先端湾曲駒22Aと嵌合する第2の小径部37に、ここでは最先端の湾曲駒22Aの先端部分の左右に設けられた2つのワイヤ固定部66a,66cを収容する逃がし溝92を形成してもよい。
図37に示すように、先端枠部材21は、先端湾曲駒22Aと嵌合する第2の小径部37に、ここでは最先端の湾曲駒22Aの先端部分の左右に設けられた2つのワイヤ固定部66a,66cを収容する逃がし溝92を形成してもよい。
ここでの最先端の湾曲駒22Aは、図38および図39に示すように、上下左右方向に4つのワイヤ固定部66a~66dが設けられた構成となっている。2つのワイヤ固定部66a,cは、先端側に配置され、2つのワイヤ固定部66b、66dは基端側に配置されている。即ち、2つのワイヤ固定部66a,66c、2つのワイヤ固定部66b,66dがそれぞれ中心軸X回り180°回転する対向位置に設けられる。
即ち、湾曲駒22Aの周回りに隣接する方向のワイヤ固定部66a~66dは、中心軸X回りに90°回転した位置に略等間隔に順に相違して設けられている。なお、湾曲駒22は、同様に、上下左右方向にワイヤガイド67a~67dが設けられている。
即ち、湾曲駒22Aの周回りに隣接する方向のワイヤ固定部66a~66dは、中心軸X回りに90°回転した位置に略等間隔に順に相違して設けられている。なお、湾曲駒22は、同様に、上下左右方向にワイヤガイド67a~67dが設けられている。
また、最先端の湾曲駒22Aは、上下方向の2つのワイヤ固定部66b,66dが基端部分に設けられている。
このように、先端枠部材21に湾曲駒22Aの2つのワイヤ固定部66a,66cを収容する逃がし溝92を設けることで、先端枠部材21と湾曲駒22Aの嵌合時に中心軸X回りの上下左右方向の位置決めを容易に行うことができる。
なお、4本のケーブル61~64は、第3の配線形成面44の4つのランド51b~54bとの接続部が中心軸X方向(中心軸Xに対して直交する位置)において、先端側の逃がし溝92に収容される2つのワイヤ固定部66a,66cと略同一の位置に設けられる。
そのため、先端枠部材21は、ランド51b~54bが形成された第2の小径部37の中心軸X方向の長さを最先端の湾曲駒22Aと嵌合せることで、挿入部2の硬質な部分となる先端部6を長くすることなく、湾曲駒22Aとの接続強度を確保できる構成となる。
さらに、第2の小径部37と湾曲駒22Aとの嵌合部分を接着固定することで、先端枠部材21内の気密性(水密性)を向上させることができる。これにより、4本のケーブル61~64と4つのランド51b~54bとの接続部などの電気的な絶縁性を確保することができる。
また、第2の小径部37は、4本のケーブル61~64と第3の配線形成面44のランド51b~54bとの接続部を含めて、嵌合する湾曲駒22Aと接着固定される。この状態において、2つのワイヤ固定部66a,66cと逃がし溝92も接着固定されるため、先端枠部材21と湾曲駒22Aとの接着強度を向上させることができる。
(第10の変形例)
先端枠部材21は、図40および図41に示すように、最先端の湾曲駒22Aの先端部分が嵌合する嵌合部としての第2の小径部37の先端部分に中心軸Xに沿って所定の長さの円弧状のリブ37aを形成してもよい。なお、ここでの第2の配線形成面43Aは、斜面ではなく、モジュール収容室26の実装面26aと平行な中心軸Xに対して直交する垂直面となっている。
先端枠部材21は、図40および図41に示すように、最先端の湾曲駒22Aの先端部分が嵌合する嵌合部としての第2の小径部37の先端部分に中心軸Xに沿って所定の長さの円弧状のリブ37aを形成してもよい。なお、ここでの第2の配線形成面43Aは、斜面ではなく、モジュール収容室26の実装面26aと平行な中心軸Xに対して直交する垂直面となっている。
これにより、先端枠部材21は、第2の小径部37の先端部分がリブ37aによって外周回り全体が最先端の湾曲駒22Aが嵌合する嵌合面となり、湾曲駒22Aとの固定力を大きくすることができる。
また、先端枠部材21は、ケーブル接続面である第3の配線形成面44におけるリブ37aよりも基端側に延設された領域に4つのランド51b~54bを形成することで、リブ37aが邪魔となることなく、容易に4つのランド51b~54bにケーブル61~64の芯線61a~64aを半田などによる電気的な接続が行える。
さらに、先端枠部材21は、リブ37aの内側の一方の側部、ここでは先端に向かって見た左側に第2の配線形成面43Aから第3の配線形成面44にかけて斜面43aが形成されている。この斜面43aには、中心軸Xに直交する面である第2の配線形成面43Aから中心軸Xに平行な面である第3の配線形成面44に向けて4つの配線パターン51~54が形成されている。
先端枠部材21は、リブ37a内に斜面43aを設けることで、中心軸Xに平行となるリブ37aの内周面にレーザ光Lを照射する場合に比して、中心軸Xに対して角度がある斜面43aのほうが、レーザ光Lを当て易く、この斜面43aに沿って4つの配線パターン51~54を形成する導通路を容易に形成することができる。
即ち、先端枠部材21は、中心軸Xに直交する面である第2の配線形成面43Aおよびリブ37aから基端側に延設された第3の配線形成面44へのレーザ光Lの照射は容易であるが、リブ37aの内周面へレーザ光を照射することが困難であるため、リブ37a内に中心軸Xに対して角度がある斜面43aを形成してレーザ光Lを照射し易くすることができる。
なお、図42に示すように、先端枠部材21の左右両側に斜面43a,43bをそれぞれ形成し、紙面に向かって左側の斜面43a側に2つの配線パターン53,54と、紙面に向かって右側の斜面43b側に2つの配線パターン51,52と、を形成してもよい。
(第11の変形例)
図43および図44に示す、先端枠部材21は、第9の変形例および第10の変形例を組み合わせた構成であり、加えて、第8の変形例の図36に示したように、モジュール収容室26の実装面26aのカメラモジュール30の端子33aが半田付される部位から離間する位置に先端開口73aが設けることで、4つの貫通電極81a~84aを一方の側部(先端枠部材21の外径方向)、ここでは基端方向から見て右側に寄せて形成することができる。
図43および図44に示す、先端枠部材21は、第9の変形例および第10の変形例を組み合わせた構成であり、加えて、第8の変形例の図36に示したように、モジュール収容室26の実装面26aのカメラモジュール30の端子33aが半田付される部位から離間する位置に先端開口73aが設けることで、4つの貫通電極81a~84aを一方の側部(先端枠部材21の外径方向)、ここでは基端方向から見て右側に寄せて形成することができる。
そのため、先端枠部材21の中心軸Xに直交する面である第2の配線形成面43Aには、それぞれ基端開口73bを有する4つの貫通電極81a~84aのも一方の側部寄りに形成される。
これにより、第2の配線形成面43Aは、一方の側部に所定の表面積を有していれば良いため、リブ37a内の斜面43aを中央側から大きな表面積で形成することができる。
そして、先端枠部材21は、斜面43aの領域を大きくすることで、ライトガイドバンドル72を挿通配置される孔部である照明部品収容室28の一部を斜面43aに形成できる。なお、照明部品収容室28は、第3の配線形成面44において、断面円弧状の凹部28aとなっている。
また、4つのランド51b~54bは、ライトガイドバンドル72と干渉しないように、凹部28aから一側方向(先端枠部材21の外径方向)の第3の配線形成面44に並設されるものである。
このような構成により、先端枠部材21は、ライドガイドバンドル72を湾曲駒22Aワイヤ固定部66a~66dが配置される逃がし溝92と干渉しない位置にレイアウトすることができるため、その直径を小さくすることができる。その結果、内視鏡1の挿入部2の先端部6の外径も小さくでき、挿入部2を細径化することができる。
以上に記載した実施の形態および変形例において、MID構造の先端枠部材21の表面パターンとカメラモジュール30の端子とを半田接続する際、先端枠部材21の表面パターンを上向きとし、カメラモジュール30の端子側を下向きとするようにしてリフロー半田付工程に通すのが最も効率的な生産方式である。
しかし、直視型の内視鏡1の場合、カメラモジュール30の端子側は、内視鏡1の基端方向側となるため、リフロー半田付時にカメラモジュール30を載置でき、かつ、カメラモジュール30の端子と接続し得る位置に表面パターンを形成できる載置面26aをモジュール収容室26の基端側に形成している。
このように、カメラモジュール30の背面に載置面26aがあると、MID製法上、主に成形体の表面にしか配線パターンを形成できないことから、先端枠部材21は、カメラモジュール30と手元側の諸々の回路と接続するためのケーブルと配線パターンとの接続方式によっては内視鏡1の挿入部2の先端部6の外径を大きくしてしまうことを防止できる構成としている。
具体的には、MID構造の先端枠部材21は、先端側を上向き、基端側を下向きとし、カメラモジュール30の背面を下側にしてモジュール収容室26の載置面26aに載せてリフロー半田付することで生産効率を上げることができると共に、ケーブルの接続領域を先端枠部材21の外径より軸芯である中心軸Xに近い位置に設けることで接続領域を広げ易くなり、その領域を広くできる。これによって内視鏡1の挿入部2の先端部6の外径を大きくすることなく先端枠部材21とケーブルとの容易な接続が可能となる構成としている。
また、近年、内視鏡1の挿入部2の細径化の要求に併せてカメラモジュール30も小型化が進んでいる。カメラモジュール30は、内視鏡1の挿入部2の先端部6に搭載され、駆動のため電力および信号の授受を行い、生成した撮像信号をモニタに表示するため外部プロセッサと電気的に接続される。
この接続は、通常、ケーブルを介した構造となるが、カメラモジュール30の小型化に伴い、カメラモジュール30の端子の大きさ、幅も極小であるため、ケーブルと直接の接続が困難となる。このことから、小型のカメラモジュール30の端子部の寸法に合せてケーブルを接続すると、製造上のコストが高となる。
そのため、先端枠部材21は、MID構造とし、先端側を上向き、基端側を下向きとして、カメラの裏面(下面)を下側にしてモジュール収容室26の載置面26aに載せてリフロー半田付することで生産効率を上げることができると共に、ケーブル接続領域を広く確保しケーブルとの接続が容易となる。これによって内視鏡1は、挿入部2の先端部6の外径の大型化抑止および製造コストを低減することができる。
さらに、MID構造は、その製法上、主に成形体の表面にしか配線パターンを形成できないことから、カメラモジュール30とケーブルとの接続位置まで配線パターンを引く場合、先端枠部材21の外表面に導通路を形成する必要があるが、導通路に貫通電極81a~84aを設けて、回路長が長くなることを防止し、外部ノイズの影響を低減させるができる。
以上の実施の形態および変形例に記載した発明は、それら実施の形態および変形例に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態および変形例には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得るものである。
例えば、実施の形態および変形例に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、述べられている課題が解決でき、述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得るものである。
Claims (13)
- 被検体に挿入される挿入部と、
対物光学系を備え、前記対物光学系からの光学像を電気信号に変換するイメージャユニットと、
前記挿入部の先端部に設けられ、前記イメージャユニットが搭載される樹脂材料から形成された先端枠部材と、
を有する内視鏡において、
前記先端枠部材は、
先端側に設けられ、前記イメージャユニットを搭載するイメージャユニット搭載領域と、
基端側に設けられたケーブル接続面と、
前記イメージャユニット搭載領域の開口部と前記ケーブル接続面の開口部とを繋ぐように設けられた壁部と、
前記イメージャユニット搭載領域の壁面に形成され、前記イメージャユニットの電気接点と電気的に接続される接点パターンと、
前記壁部から前記ケーブル接続面の表面に形成され、前記接点パターンと電気的に導通する配線パターンと、
前記ケーブル接続面に形成され、前記配線パターンと電気的に導通し、前記挿入部内に配設されたケーブルの芯線が電気的に接続される接続パターンと、
前記イメージャユニット搭載領域と前記ケーブル接続面が連通するように前記壁部を貫通する貫通孔の内面に形成され、前記接点パターンと前記配線パターンとを導通する貫通電極と、
を具備することを特徴とする内視鏡。 - 前記貫通電極は、先端開口よりも基端開口が大きい管状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。
- 前記貫通電極は、先端開口よりも基端開口が小さな管状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。
- 前記イメージャユニット搭載領域は、前記先端枠部材の先端に開口を有する有底の穴部であって、基端側に前記イメージャユニットを載置する載置面が形成され、
前記載置面が前記壁部先端側の面を構成することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。 - 前記イメージャユニット搭載領域は、前記先端枠部材の外周一方向にも開口を有し、前記イメージャユニットの外形と相似の凹部形状であることを特徴とする請求項4に記載の内視鏡。
- 前記先端枠部材は、基端部分に前記挿入部の先端と嵌合する嵌合部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。
- 前記嵌合部は、略筒状であって、
前記接続パターンと前記ケーブルの前記芯線の接続部が前記嵌合部よりも基端側に配置されていることを特徴とする請求項4に記載の内視鏡。 - 前記先端部の基端に連設された湾曲部を有し、
複数の前記接続パターンへの前記ケーブルの前記芯線との接続部が前記壁部の基端と前記湾曲部の先端との間に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。 - 前記接続部は、前記湾曲部内において内径方向に突出するように設けられて、前記湾曲部を湾曲操作する湾曲操作ワイヤの先端を固定するワイヤ固定部よりも先端側に位置し、前記先端枠部材の中心軸に沿った投影内に重畳していることを特徴とする請求項6に記載の内視鏡。
- 前記ケーブル接続面は、前記壁部の外周部分より前記先端枠部材の外周よりも中心軸に近い位置に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。
- 前記ケーブル接続面は、前記中心軸に沿った平行な平面であることを特徴とする請求項5に記載の内視鏡。
- 被検体に挿入される挿入部を有する内視鏡の先端枠部材において、
前記先端枠部材は、
前記挿入部の先端部に設けられ、
対物光学系からの光学像を電気信号に変換するイメージャユニットを搭載するイメージャユニット搭載領域と、
基端側に設けられたケーブル接続面と、
前記イメージャユニット搭載領域の開口部と前記ケーブル接続面の開口部とを繋ぐように設けられた壁部と、
前記イメージャユニット搭載領域の壁面に形成され、前記イメージャユニットの電気接点と電気的に接続される接点パターンと、
前記壁部から前記ケーブル接続面の表面に形成され、前記接点パターンと電気的に導通する配線パターンと、
前記ケーブル接続面に形成され、前記配線パターンと電気的に導通し、前記挿入部内に配設されたケーブルの芯線が電気的に接続される接続パターンと、
前記イメージャユニット搭載領域の開口部と前記ケーブル接続面の開口部とを繋ぐ様に前記壁部を貫通する貫通孔の内面に形成され、前記接点パターンと前記配線パターンとを導通する貫通電極と、
を具備することを特徴とする内視鏡の先端枠部材。 - 被検体に挿入される内視鏡の挿入部において、
前記挿入部は、先端に先端枠部材が設けられるものであり、
前記先端枠部材は、
対物光学系からの光学像を電気信号に変換するイメージャユニットを搭載するイメージャユニット搭載領域と、
基端側に設けられたケーブル接続面と、
前記イメージャユニット搭載領域の開口部と前記ケーブル接続面の開口部とを繋ぐように壁部と、
前記イメージャユニット搭載領域の壁面に形成され、前記イメージャユニットの電気接点と電気的に接続される接点パターンと、
前記壁部から前記ケーブル接続面の表面に形成され、前記接点パターンと電気的に導通する配線パターンと、
前記ケーブル接続面に形成され、前記配線パターンと電気的に導通し、前記挿入部内に配設されたケーブルの芯線が電気的に接続される接続パターンと、
前記イメージャユニット搭載領域の開口部と前記ケーブル接続面の開口部とを繋ぐ様に前記壁部を貫通する貫通孔の内面に形成され、前記接点パターンと前記配線パターンとを導通する貫通電極と、
を具備することを特徴とする内視鏡の挿入部。
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