WO2024004932A1 - 内視鏡の先端構造、内視鏡及び接続部材 - Google Patents

内視鏡の先端構造、内視鏡及び接続部材 Download PDF

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WO2024004932A1
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wall surface
image sensor
light emitting
emitting element
endoscope
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秀 濱田
哲生 川上
博之 台
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株式会社村田製作所
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/05—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances characterised by the image sensor, e.g. camera, being in the distal end portion
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes

Definitions

  • the present invention relates to an endoscope tip structure, an endoscope, and a connecting member.
  • Endoscopes are widely used in the medical and industrial fields.
  • An endoscope is capable of observing the inside of a subject by inserting an elongated insertion portion extending in the axial direction into the subject.
  • Electronic components such as an image sensor (imaging element) and a light emitting element are arranged at the tip of such an endoscope.
  • Patent Document 1 describes an endoscope having a configuration in which an image sensor, a light emitting diode (LED), an electronic component such as a capacitor, and a wire are attached to a flexible printed circuit (FPC). The tip is disclosed.
  • LED light emitting diode
  • FPC flexible printed circuit
  • Patent Document 2 discloses a distal end portion of an endoscope having a configuration in which an image sensor, electronic components such as a capacitor, and wires are attached to a circuit board such as a printed circuit board (PCB). Further, Patent Document 2 describes that an LED, which is a light emitting element, may be attached to the distal end of the endoscope.
  • a PCB printed circuit board
  • the endoscope tip structure described in Patent Document 1 uses FPC, so after attaching the image sensor, light emitting element, and wire to the FPC, the FPC is bent and the inside of the endoscope tip is inserted. It needs to be stored in. At this time, a reaction force of the FPC is generated, making it difficult to determine the positions of the image sensor and the light emitting element. Furthermore, there is a risk of wire breakage due to bending the FPC.
  • an image sensor is mounted on the end of the circuit board, but the mounting difficulty is high. Furthermore, when attaching a light emitting element to the distal end of an endoscope, it is mounted on the main surface of the circuit board. However, on the main surface of the circuit board, it is difficult to mount the light emitting element in a direction that irradiates light in the imaging direction of the image sensor.
  • the present invention provides an endoscope tip structure that includes a connecting member that allows an image sensor and a light emitting element to be attached so as to face in a required direction, and that can be placed at the tip without changing the direction after attachment.
  • the purpose is to provide Furthermore, an object of the present invention is to provide an endoscope including the tip structure of the endoscope, and the connecting member.
  • the distal end structure of the endoscope of the present invention is such that the distal end of the insertion section extending in the axial direction is provided with an image sensor that takes an image toward the distal end in the axial direction, and a light emitting device that irradiates light toward the distal end in the axial direction. and a connection member for mounting the image sensor and the light emitting element inside the tip.
  • a power source and a drive signal for driving the image sensor and the light emitting element from outside the endoscope, and a wire for transmitting photographed image data to the control unit are connected to the connection member. .
  • the connecting member has a first wall surface perpendicular to the axial direction, and a second wall surface and a third wall surface that are parallel to the first wall surface and protrude from the first wall surface toward the tip in the axial direction. , there are open surfaces facing each other between the first wall surface, the second wall surface, and the third wall surface.
  • the connection member includes a first pad for mounting the image sensor on the first wall surface, and a second pad for mounting the light emitting element on the second wall surface and the third wall surface.
  • a circuit for electrically connecting the image sensor, the light emitting element, and the wire is configured in the connection member. The image sensor, the light emitting element, and the wire are electrically and mechanically connected to the connection member, respectively.
  • the endoscope of the present invention includes the endoscope tip structure of the present invention.
  • the connecting member of the present invention is a connecting member for mounting an image sensor and a light emitting element at the tip of an endoscope.
  • the connecting member has a first wall surface, and a second wall surface and a third wall surface that are parallel to the first wall surface and protrude outward from the first wall surface. and the third wall surface have open surfaces facing each other.
  • the connection member includes a first pad for mounting the image sensor on the first wall surface, and a second pad for mounting the light emitting element on the second wall surface and the third wall surface.
  • the connection member further includes a portion for attaching a power source for driving the image sensor and the light emitting element from the outside of the endoscope, a drive signal, and a wire for transmitting photographed image data to the control unit.
  • the connection member includes a circuit for electrically connecting the image sensor, the light emitting element, and the wire.
  • an endoscope is provided with a connecting member that allows an image sensor and a light emitting element to be attached so as to face in a required direction, and that can be placed at the distal end without changing the direction after attachment.
  • a tip structure can be provided. Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide an endoscope including the tip structure of the endoscope and the connecting member.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an endoscope according to an embodiment of the present invention together with an external device and a monitor.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing an example of the tip structure of the endoscope shown in FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing an example of the internal structure of the tip portion shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically showing an example of the connection member shown in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a plan view of the connecting member shown in FIG. 4 viewed from the first wall surface.
  • FIG. 6 is a plan view of the connecting member shown in FIG. 4 viewed from an open surface.
  • FIG. 7 is a perspective view schematically showing another example of the internal structure of the tip portion shown in FIG. 2.
  • FIG. FIG. 8 is a plan view of the internal structure of the tip portion shown in FIG. 7.
  • the tip structure of the endoscope, the endoscope, and the connecting member of the present invention will be explained.
  • the present invention is not limited to the following embodiments, and can be modified and applied as appropriate without changing the gist of the present invention.
  • the present invention also includes a combination of two or more individual desirable configurations described in the following embodiments.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an endoscope according to an embodiment of the present invention together with an external device and a monitor.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing an example of the tip structure of the endoscope shown in FIG.
  • the endoscope 1 includes, for example, an insertion section 2 inserted into a subject, an operation section 3 provided at a proximal end of the insertion section 2, and an operation section 3 connected to the operation section 3.
  • the main portion includes an extended cord 4 and a connector 5 provided at the extended end of the cord 4.
  • the subject into which the endoscope 1 is inserted is not limited to a human body, but may be another living body or an artificial object such as a machine or a building.
  • the insertion portion 2 has an elongated shape extending in the axial direction.
  • the insertion section 2 includes, for example, a distal end section 11 located on the distal end side, a curved section 12 provided at the proximal end of the distal end section 11, and a flexible section provided at the proximal end of the curved section 12.
  • a flexible tube section 13 having a flexible tube section 13 is provided. It is preferable that the insertion section 2 includes the bending section 12 because the insertion section 2 can be bent inside the subject.
  • the distal end portion 11 is equipped with an image sensor 21 that photographs the distal end in the axial direction D1, and a light emitting element 22 that emits light toward the distal end in the axial direction D1.
  • a pair of light emitting elements 22 are provided at the tip portion 11.
  • the image sensor 21 examples include solid-state imaging devices such as CCD (Charge Coupled Device) and CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).
  • the distal end portion 11 may be provided with a camera module including an image sensor 21.
  • the camera module includes, for example, a lens and an optical system in addition to the image sensor 21.
  • Examples of the light emitting element 22 include semiconductor elements such as LEDs.
  • An optical element such as a light guide or a lens may be provided on the front surface (front end side in the axial direction D1) of the light emitting element 22 such as an LED.
  • the distal end portion 11 may be provided with a working channel 23 for testing biological tissue or the like.
  • the tip portion 11 is preferably covered with a tip cover 24 made of an insulating material.
  • the tip cover 24 is made of, for example, a resin member having a cylindrical shape.
  • the bending section 12 is configured to be able to actively bend in two directions (vertical direction) or four directions (vertical direction and horizontal direction) in response to an operation from the operating section 3. .
  • the up-down direction and the left-right direction here are the up-down direction and the left-right direction in the endoscopic image photographed by the image sensor 21.
  • the flexible tube section 13 has a flexible structure so that it can be passively flexible.
  • various wires and the like that are electrically connected to the image sensor 21 and the light emitting element 22 disposed at the distal end portion 11 are inserted into the inside of the flexible tube portion 13.
  • the cord 4 is a hollow tubular member that is flexible and extends from the operating section 3.
  • Connector 5 is connected to external device 6.
  • the external device 6 is provided with an image processing section (control section) not shown.
  • This image processing section generates a video signal based on the signal output from the image sensor 21 provided in the endoscope 1 and outputs it to the monitor 7.
  • an optical image (endoscope image) captured by the image sensor 21 is displayed on the monitor 7 as an image.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing an example of the internal structure of the tip portion shown in FIG. 2.
  • a connecting member 30 on which an image sensor 21 and a light emitting element 22 are mounted is provided inside the tip portion 11 shown in FIG.
  • connection member 30 Connected to the connection member 30 are a power source and a drive signal for driving the image sensor 21 and the light emitting element 22 from outside the endoscope 1, and a wire 25 for transmitting captured image data to the control unit. There is.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically showing an example of the connection member shown in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a plan view of the connecting member shown in FIG. 4 viewed from the first wall surface.
  • FIG. 6 is a plan view of the connecting member shown in FIG. 4 viewed from an open surface.
  • the connecting member 30 includes a first wall surface 31, a second wall surface 32 and a third wall surface 33 that are parallel to the first wall surface 31 and protrude outward from the first wall surface 31, has.
  • the first wall surface 31 is perpendicular to the axial direction D1
  • the second wall surface 32 and the third wall surface 33 protrude from the first wall surface 31 toward the distal end in the axial direction D1.
  • the connecting member 30 has open surfaces facing each other between the first wall surface 31, the second wall surface 32, and the third wall surface 33. Preferably, these open surfaces are parallel to each other. In the example shown in FIG. 4, the connecting member 30 has open surfaces that are parallel to the directions D1 and D3 and that face each other in the direction D2.
  • the connecting member 30 has wall surfaces between the first wall surface 31, the second wall surface 32, and the third wall surface 33 that face each other in a direction in which the open surfaces face each other and in a direction different from the axial direction. .
  • these wall surfaces are parallel to each other.
  • the connecting member 30 has wall surfaces that are parallel to the directions D1 and D2 and that face each other in the direction D3.
  • One wall surface connects the first wall surface 31 and the second wall surface 32, and the other wall surface connects the first wall surface 31 and the third wall surface 33.
  • the connecting member 30 when the connecting member 30 is viewed from the first wall surface 31, the first wall surface 31 is located between the second wall surface 32 and the third wall surface 33.
  • the connecting member 30 when the connecting member 30 is viewed from the first wall surface 31, it is preferable that the first wall surface 31 does not overlap with the second wall surface 32, and it is preferable that the first wall surface 31 does not overlap with the third wall surface 33.
  • the first wall surface 31 when the connecting member 30 is viewed from the first wall surface 31, the first wall surface 31 may or may not be in contact with the second wall surface 32.
  • the connecting member 30 when the connecting member 30 is viewed from the first wall surface 31, the first wall surface 31 may or may not be in contact with the third wall surface 33.
  • the shape of the connecting member 30 when viewed from the open surface is, for example, U-shaped.
  • the height of the first wall surface 31 (height in the direction indicated by D2) is preferably the same as the height of the second wall surface 32, and preferably the same as the height of the third wall surface 33.
  • the height of the first wall surface 31 is preferably equal to or greater than the height of the image sensor 21, and more preferably the same as the height of the image sensor 21.
  • “the heights are the same” does not necessarily have to be exactly the same, as long as they are within a range of about 3%.
  • the width of the first wall surface 31 may be the same as or different from the width of the second wall surface 32.
  • the width of the first wall surface 31 may be the same as or different from the width of the third wall surface 33.
  • the width of the second wall surface 32 is the same as the width of the third wall surface 33.
  • the widths are the same does not necessarily have to be exactly the same, but only needs to be within a range of about 3%.
  • the planar shape of the first wall surface 31 is, for example, a square or a rectangle.
  • planar shapes of the second wall surface 32 and the third wall surface are, for example, rectangular or square. It is preferable that the planar shape of the second wall surface 32 is the same as the planar shape of the third wall surface 33.
  • the length of the second wall surface 32 protruding from the first wall surface 31 is the same as the length of the third wall surface 33 protruding from the first wall surface 31.
  • “the lengths are the same” does not necessarily have to be exactly the same, as long as they are within a range of about 3%.
  • connection member 30 includes a first pad 41 for mounting the image sensor 21 on the first wall surface 31, and a light emitting element 22 is mounted on the second wall surface 32 and the third wall surface 33.
  • a second pad 42 is included.
  • the top surface of the image sensor 21 and the top surface of the light emitting element 22 are parallel to each other, as shown in FIG. Placed.
  • the top surface is the end surface on the tip side in the axial direction D1.
  • the connecting member 30 further includes a portion to which the wire 25 is attached.
  • the position where the wire 25 is attached is not particularly limited.
  • the connection member 30 has a step surface with a low height on the base end side of the wall surface parallel to the directions indicated by D1 and D3, and the wire 25 is attached to this step surface.
  • a third pad 43 is included.
  • connection member 30 includes a circuit for electrically connecting the image sensor 21, the light emitting element 22, and the wire 25.
  • the image sensor 21, the light emitting element 22, and the wire 25 are electrically and mechanically connected to the connection member 30, respectively.
  • the circuit may be configured inside the connecting member 30, on the surface of the connecting member 30, or on both the surface and inside of the connecting member 30.
  • the image sensor 21 and the light emitting element 22 can be oriented in the required direction simply by attaching them to predetermined positions on the connecting member 30, and there is no need to change the direction after attaching them. Therefore, the tip portion 11 can be easily assembled. Further, unlike when using FPC, there is no risk of wire breakage due to bending, so reliability can be improved.
  • connection member 30 it is preferable that conductor wiring for electrically connecting the image sensor 21, the light emitting element 22, and the wire 25 is provided inside the connection member 30.
  • conductor wiring for electrically connecting the image sensor 21, the light emitting element 22, and the wire 25 is provided inside the connection member 30.
  • the connecting member 30 is made of a rigid material.
  • the connecting member 30 may be made of a ceramic material or a resin material. From the viewpoint of increasing heat resistance against reflow when mounting the light emitting element 22 and the like, the connecting member 30 is preferably made of a ceramic material.
  • FIG. 7 is a perspective view schematically showing another example of the internal structure of the tip portion shown in FIG. 2.
  • FIG. 8 is a plan view of the internal structure of the tip portion shown in FIG. 7.
  • connection member 30 may further include a portion on which electronic components 26 other than the image sensor 21 and the light emitting element 22 are mounted.
  • the number of electronic components 26 may be one type or two or more types.
  • the electronic component 26 is electrically connected to the image sensor 21, the light emitting element 22, and the wire 25.
  • the electronic components 26 for example, a capacitor (bypass capacitor for an image sensor, etc.), a filter, etc. are mounted. Thereby, the quality of endoscopic images can be improved.
  • the position where the electronic component 26 is mounted is not particularly limited. In the example shown in FIGS. 7 and 8, among the wall surfaces parallel to the directions shown by D1 and D3, the height is higher than the step surface to which the wire 25 is attached, and the surface is located on the tip side of the step surface. Electronic components 26 are mounted. In this wall surface, the electronic component 26 may be mounted at a location closer to the proximal end than the first wall surface 31, and the electronic component 26 may be mounted at a location closer to the distal end than the first wall surface 31. Electronic components 26 may be mounted at both locations. Moreover, the electronic component 26 may be mounted on either one of the wall surfaces facing each other in the direction indicated by D2, or the electronic component 26 may be mounted on both wall surfaces.
  • a tip structure of an endoscope The distal end of the insertion portion extending in the axial direction is provided with an image sensor that takes an image toward the distal end in the axial direction, and a light emitting element that emits light toward the distal end in the axial direction,
  • a connecting member for mounting the image sensor and the light emitting element is provided inside the tip,
  • a power source and a drive signal for driving the image sensor and the light emitting element from the outside of the endoscope, and a wire for transmitting photographed image data to the control unit are connected to the connection member
  • the connecting member has a first wall surface perpendicular to the axial direction, and a second wall surface and a third wall surface that are parallel to the first wall surface and protrude from the first wall surface toward the tip in the axial direction.
  • connection member having open surfaces facing each other between the first wall surface, the second wall surface, and the third wall surface
  • the connection member includes a first pad for mounting the image sensor on the first wall surface, and a second pad for mounting the light emitting element on the second wall surface and the third wall surface
  • the connection member includes a circuit for electrically connecting the image sensor, the light emitting element, and the wire, The image sensor, the light emitting element, and the wire are electrically and mechanically connected to the connection member, respectively, in a tip structure of an endoscope.
  • ⁇ 2> The endoscope tip structure according to ⁇ 1>, wherein, as the circuit, conductor wiring for electrically connecting the image sensor, the light emitting element, and the wire is provided inside the connection member.
  • ⁇ 4> The endoscope tip structure according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein the connecting member is further mounted with electronic components other than the image sensor and the light emitting element.
  • An endoscope comprising the endoscope tip structure according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>.
  • connection member for mounting an image sensor and a light emitting element at the tip of an endoscope
  • the connecting member has a first wall surface, and a second wall surface and a third wall surface that are parallel to the first wall surface and protrude outward from the first wall surface. and has open surfaces facing each other between the third wall surface and the third wall surface
  • the connection member includes a first pad for mounting the image sensor on the first wall surface, and a second pad for mounting the light emitting element on the second wall surface and the third wall surface
  • the connection member further includes a portion for attaching a power source for driving the image sensor and the light emitting element from the outside of the endoscope, a drive signal, and a wire for transmitting photographed image data to the control unit.
  • the connecting member includes a circuit for electrically connecting the image sensor, the light emitting element, and the wire.
  • connection member according to ⁇ 6>, wherein, as the circuit, conductive wiring for electrically connecting the image sensor, the light emitting element, and the wire is provided inside the connection member.
  • connection member according to any one of ⁇ 6> to ⁇ 8>, wherein the connection member further includes a portion on which electronic components other than the image sensor and the light emitting element are mounted.

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Abstract

内視鏡１の先端構造は、軸方向Ｄ１に延びる挿入部２の先端部１１には、軸方向Ｄ１の先端に向けて撮影するイメージセンサ２１と、軸方向Ｄ１の先端に向けて光を照射する発光素子２２と、を備え、先端部１１の内部には、イメージセンサ２１及び発光素子２２を搭載する接続部材３０を備える。接続部材３０には、内視鏡１の外部からイメージセンサ２１及び発光素子２２を駆動するための電源、駆動信号、及び、撮影した画像データを制御部に伝送するためのワイヤ２５が接続されている。接続部材３０は、軸方向Ｄ１に垂直な第１壁面３１と、第１壁面３１に平行で、第１壁面３１よりも軸方向Ｄ１の先端に突出する第２壁面３２及び第３壁面３３と、を有するとともに、第１壁面３１から第２壁面３２及び第３壁面３３までの間には、互いに対向する開放面を有する。接続部材３０は、第１壁面３１に、イメージセンサ２１を搭載するための第１パッド４１を含み、第２壁面及３２及び第３壁面３３に、発光素子２２を搭載するための第２パッド４２を含む。接続部材３０には、イメージセンサ２１と発光素子２２とワイヤ２５とを電気的に接続するための回路が構成されている。イメージセンサ２１と発光素子２２とワイヤ２５とは、それぞれ接続部材３０に電気的及び機械的に接続されている。

Description

内視鏡の先端構造、内視鏡及び接続部材
　本発明は、内視鏡の先端構造、内視鏡及び接続部材に関する。
　内視鏡は、医療分野及び工業分野において広く利用されている。内視鏡は、軸方向に延びる細長い挿入部を被検体内に挿入することによって、被検体内を観察することが可能である。
　このような内視鏡の先端には、イメージセンサ（撮像素子）、発光素子等の電子部品が配置されている。
　特許文献１には、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｐｒｉｎｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）に、イメージセンサと、発光素子であるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　Ｄｉｏｄｅ）と、キャパシタ等の電子部品と、ワイヤとが取り付けられた構成を有する内視鏡の先端部が開示されている。
　特許文献２には、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ　Ｂｏａｒｄ）等の回路基板に、イメージセンサと、キャパシタ等の電子部品と、ワイヤとが取り付けられた構成を有する内視鏡の先端部が開示されている。さらに、特許文献２には、発光素子であるＬＥＤが内視鏡の先端部に取り付けられてもよいことが記載されている。
欧州特許出願公開第３７８８９４１号明細書 欧州特許出願公開第３７８８９４３号明細書
　特許文献１に記載されている内視鏡の先端構造では、ＦＰＣが使用されているため、イメージセンサ、発光素子及びワイヤをＦＰＣに取り付けた後に、ＦＰＣを折り曲げて内視鏡の先端部の内部に収納する必要がある。その際にＦＰＣの反力が生じるため、イメージセンサ及び発光素子の位置を決めることが困難である。また、ＦＰＣを折り曲げることによる断線のおそれがある。
　特許文献２に記載されている内視鏡の先端構造では、回路基板の端部にイメージセンサが実装されているが、実装の難易度が高い。また、内視鏡の先端部に発光素子を取り付ける場合には、回路基板の主面に実装することになる。しかし、回路基板の主面上では、イメージセンサの撮像方向に光を照射する向きで発光素子を実装することが困難である。
　本発明は、必要な方向に向くようにイメージセンサ及び発光素子を取り付けることができ、かつ、取り付けた後に方向を変えることなく先端部に配置することができる接続部材を備える内視鏡の先端構造を提供することを目的とする。さらに、本発明は、上記内視鏡の先端構造を備える内視鏡、及び上記接続部材を提供することを目的とする。
　本発明の内視鏡の先端構造は、軸方向に延びる挿入部の先端部には、上記軸方向の先端に向けて撮影するイメージセンサと、上記軸方向の先端に向けて光を照射する発光素子と、を備え、上記先端部の内部には、上記イメージセンサ及び上記発光素子を搭載する接続部材を備える。上記接続部材には、上記内視鏡の外部から上記イメージセンサ及び上記発光素子を駆動するための電源、駆動信号、及び、撮影した画像データを制御部に伝送するためのワイヤが接続されている。上記接続部材は、上記軸方向に垂直な第１壁面と、上記第１壁面に平行で、上記第１壁面よりも上記軸方向の先端に突出する第２壁面及び第３壁面と、を有するとともに、上記第１壁面から上記第２壁面及び上記第３壁面までの間には、互いに対向する開放面を有する。上記接続部材は、上記第１壁面に、上記イメージセンサを搭載するための第１パッドを含み、上記第２壁面及び上記第３壁面に、上記発光素子を搭載するための第２パッドを含む。上記接続部材には、上記イメージセンサと上記発光素子と上記ワイヤとを電気的に接続するための回路が構成されている。上記イメージセンサと上記発光素子と上記ワイヤとは、それぞれ上記接続部材に電気的及び機械的に接続されている。
　本発明の内視鏡は、本発明の内視鏡の先端構造を備える。
　本発明の接続部材は、内視鏡の先端においてイメージセンサ及び発光素子を搭載するための接続部材である。上記接続部材は、第１壁面と、上記第１壁面に平行で、上記第１壁面よりも外側に突出する第２壁面及び第３壁面と、を有するとともに、上記第１壁面から上記第２壁面及び上記第３壁面までの間には、互いに対向する開放面を有する。上記接続部材は、上記第１壁面に、上記イメージセンサを搭載するための第１パッドを含み、上記第２壁面及び上記第３壁面に、上記発光素子を搭載するための第２パッドを含む。上記接続部材は、さらに、上記内視鏡の外部から上記イメージセンサ及び上記発光素子を駆動するための電源、駆動信号、及び、撮影した画像データを制御部に伝送するためのワイヤを取り付ける部分を含む。上記接続部材には、上記イメージセンサと上記発光素子と上記ワイヤとを電気的に接続するための回路が構成されている。
　本発明によれば、必要な方向に向くようにイメージセンサ及び発光素子を取り付けることができ、かつ、取り付けた後に方向を変えることなく先端部に配置することができる接続部材を備える内視鏡の先端構造を提供することができる。さらに、本発明によれば、上記内視鏡の先端構造を備える内視鏡、及び、上記接続部材を提供することができる。
図１は、本発明の一実施形態に係る内視鏡を、外部装置及びモニタとともに概略的に示す斜視図である。 図２は、図１に示す内視鏡の先端構造の一例を模式的に示す斜視図である。 図３は、図２に示す先端部の内部構造の一例を模式的に示す斜視図である。 図４は、図３に示す接続部材の一例を模式的に示す斜視図である。 図５は、図４に示す接続部材を第１壁面から見た平面図である。 図６は、図４に示す接続部材を開放面から見た平面図である。 図７は、図２に示す先端部の内部構造の別の一例を模式的に示す斜視図である。 図８は、図７に示す先端部の内部構造の平面図である。
　以下、本発明の内視鏡の先端構造、内視鏡及び接続部材について説明する。
　しかしながら、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下の実施形態において記載する個々の望ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
　本明細書において、要素間の関係性を示す用語（例えば「垂直」、「平行」、「直交」等）及び要素の形状を示す用語は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する表現である。
　以下に示す図面は模式図であり、その寸法、縦横比の縮尺等は実際の製品と異なる場合がある。
　図１は、本発明の一実施形態に係る内視鏡を、外部装置及びモニタとともに概略的に示す斜視図である。図２は、図１に示す内視鏡の先端構造の一例を模式的に示す斜視図である。
　図１に示すように、内視鏡１は、例えば、被検体内に挿入される挿入部２と、挿入部２の基端（ｐｒｏｘｉｍａｌ　ｅｎｄ）に設けられた操作部３と、操作部３から延出されたコード４と、コード４の延出端に設けられたコネクタ５と、を備えることで主要部が構成されている。
　なお、内視鏡１が挿入される被検体は、人体に限らず、他の生体であってもよく、機械、建造物等の人工物であってもよい。
　挿入部２は、軸方向に延びる細長い形状を有する。挿入部２は、例えば、先端（ｄｉｓｔａｌ　ｅｎｄ）側に位置する先端部１１と、先端部１１の基端に設けられた湾曲部１２と、湾曲部１２の基端に設けられた可撓性を有する可撓管部１３と、を備える。挿入部２が湾曲部１２を備えると、被検体内で挿入部２を屈曲できるため好ましい。
　先端部１１には、図２に示すように、軸方向Ｄ１の先端に向けて撮影するイメージセンサ２１と、軸方向Ｄ１の先端に向けて光を照射する発光素子２２とが備えられている。本実施形態では、一対の発光素子２２が先端部１１に設けられている。
　イメージセンサ２１としては、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の固体撮像素子が挙げられる。先端部１１には、イメージセンサ２１を備えるカメラモジュールが設けられていてもよい。カメラモジュールは、例えば、イメージセンサ２１に加えて、レンズ及び光学系を備える。
　発光素子２２としては、例えば、ＬＥＤ等の半導体素子が挙げられる。ＬＥＤ等の発光素子２２の前面（軸方向Ｄ１の先端側）には、ライトガイド、レンズ等の光学素子が備えられていてもよい。
　図２に示すように、先端部１１には、生体組織等を検査するためのワーキングチャネル２３が備えられていてもよい。
　先端部１１は、絶縁性の材料から構成される先端カバー２４によって被覆されていることが好ましい。先端カバー２４は、例えば、円筒形状を有する樹脂部材から構成される。
　湾曲部１２は、操作部３からの操作を受けて、２方向（上下方向）又は４方向（上下方向及び左右方向）等の方向へと能動的に湾曲させることができるように構成されている。なお、ここでの上下方向及び左右方向とは、イメージセンサ２１により撮影される内視鏡像における上下方向及び左右方向である。
　可撓管部１３は、受動的に可撓自在となるように柔軟性を持たせた構成となっている。可撓管部１３の内部には、ワーキングチャネル２３のほか、先端部１１に配置されるイメージセンサ２１及び発光素子２２と電気的に接続される各種のワイヤ等が挿通されている。
　コード４は、可撓性を有し、操作部３から延出する中空の管状部材である。コネクタ５は、外部装置６に接続される。
　外部装置６には、図示しない画像処理部（制御部）が設けられている。この画像処理部は、内視鏡１に設けられたイメージセンサ２１から出力された信号に基づいて映像信号を生成し、モニタ７に出力する。
　すなわち、本実施形態では、イメージセンサ２１により撮影された光学像（内視鏡像）が、映像としてモニタ７に表示される。
　以下、本実施形態における内視鏡１の先端部１１について、詳細に説明する。
　図３は、図２に示す先端部の内部構造の一例を模式的に示す斜視図である。
　図３に示すように、図２に示す先端部１１の内部には、イメージセンサ２１及び発光素子２２を搭載する接続部材３０が備えられている。
　接続部材３０には、内視鏡１の外部からイメージセンサ２１及び発光素子２２を駆動するための電源、駆動信号、及び、撮影した画像データを制御部に伝送するためのワイヤ２５が接続されている。
　図４は、図３に示す接続部材の一例を模式的に示す斜視図である。図５は、図４に示す接続部材を第１壁面から見た平面図である。図６は、図４に示す接続部材を開放面から見た平面図である。
　図３及び図４に示すように、接続部材３０は、第１壁面３１と、第１壁面３１に平行で、第１壁面３１よりも外側に突出する第２壁面３２及び第３壁面３３と、を有する。先端部１１の内部において、第１壁面３１は、軸方向Ｄ１に垂直であり、第２壁面３２及び第３壁面３３は、第１壁面３１よりも軸方向Ｄ１の先端に突出している。
　さらに、接続部材３０は、第１壁面３１から第２壁面３２及び第３壁面３３までの間に、互いに対向する開放面を有する。これらの開放面は、互いに平行であることが好ましい。図４に示す例では、接続部材３０は、Ｄ１及びＤ３で示す方向に平行な面として、Ｄ２で示す方向において互いに対向する開放面を有する。
　一方、接続部材３０は、第１壁面３１から第２壁面３２及び第３壁面３３までの間に、開放面同士が対向する方向及び軸方向とは異なる方向において互いに対向する壁面を有することが好ましい。これらの壁面は、互いに平行であることが好ましい。図４に示す例では、接続部材３０は、Ｄ１及びＤ２で示す方向に平行な面として、Ｄ３で示す方向において互いに対向する壁面を有する。一方の壁面は第１壁面３１と第２壁面３２とを接続し、他方の壁面は第１壁面３１と第３壁面３３とを接続している。
　図５に示すように、接続部材３０を第１壁面３１から見て、第１壁面３１は、第２壁面３２と第３壁面３３との間に位置する。接続部材３０を第１壁面３１から見て、第１壁面３１は第２壁面３２と重ならないことが好ましく、第１壁面３１は第３壁面３３と重ならないことが好ましい。その場合、接続部材３０を第１壁面３１から見て、第１壁面３１は第２壁面３２と接してもよく、接しなくてもよい。同様に、接続部材３０を第１壁面３１から見て、第１壁面３１は第３壁面３３と接してもよく、接しなくてもよい。
　図６に示すように、接続部材３０を開放面から見たときの形状は、例えば、Ｕ字型である。
　第１壁面３１の高さ（Ｄ２で示す方向の高さ）は、第２壁面３２の高さと同じであることが好ましく、第３壁面３３の高さと同じであることが好ましい。第１壁面３１の高さは、イメージセンサ２１の高さと同等以上であることが好ましく、イメージセンサ２１の高さと同じであることがより好ましい。ここでいう「高さが同じである」とは、厳密に同じでなくてもよく、約３％以内の範囲内に収まっていればよい。
　第１壁面３１の幅（Ｄ３で示す方向の幅）は、第２壁面３２の幅と同じでもよく、異なってもよい。同様に、第１壁面３１の幅は、第３壁面３３の幅と同じでもよく、異なってもよい。第２壁面３２の幅は、第３壁面３３の幅と同じであることが好ましい。ここでいう「幅が同じである」とは、厳密に同じでなくてもよく、約３％以内の範囲内に収まっていればよい。
　第１壁面３１の平面形状は、例えば、正方形又は長方形である。
　第２壁面３２及び第３壁面の平面形状は、例えば、長方形又は正方形である。第２壁面３２の平面形状は、第３壁面３３の平面形状と同じであることが好ましい。
　第１壁面３１から第２壁面３２が突出する長さ（Ｄ１で示す方向の長さ）は、第１壁面３１から第３壁面３３が突出する長さと同じであることが好ましい。ここでいう「長さが同じである」とは、厳密に同じでなくてもよく、約３％以内の範囲内に収まっていればよい。
　図４に示すように、接続部材３０は、第１壁面３１に、イメージセンサ２１を搭載するための第１パッド４１を含み、第２壁面３２及び第３壁面３３に、発光素子２２を搭載するための第２パッド４２を含む。
　イメージセンサ２１が第１パッド４１に搭載され、発光素子２２が第２パッド４２に搭載されると、図３に示すように、イメージセンサ２１の天面と発光素子２２の天面とは平行に配置される。図３において、天面とは、軸方向Ｄ１の先端側の端面である。
　接続部材３０は、さらに、ワイヤ２５を取り付ける部分を含む。ワイヤ２５が取り付けられる位置は特に限定されない。図４に示す例では、接続部材３０は、Ｄ１及びＤ３で示す方向に平行な壁面の基端側に、高さが低い段差面を有しており、この段差面に、ワイヤ２５を取り付けるための第３パッド４３を含む。
　図示されていないが、接続部材３０には、イメージセンサ２１と発光素子２２とワイヤ２５とを電気的に接続するための回路が構成されている。これにより、イメージセンサ２１と発光素子２２とワイヤ２５とは、それぞれ接続部材３０に電気的及び機械的に接続されている。上記回路は、接続部材３０の内部に構成されていてもよく、接続部材３０の表面に構成されていてもよく、接続部材３０の表面及び内部の両方に構成されていてもよい。
　その結果、図３に示す状態でイメージセンサ２１と発光素子２２とワイヤ２５とが電気的及び機械的に接続された接続部材３０は、図２に示すように先端部１１に保持される。
　接続部材３０を用いることにより、イメージセンサ２１及び発光素子２２を接続部材３０の所定の位置に取り付けるだけで必要な方向に向かせることができ、取り付けた後から方向を変える必要がない。そのため、先端部１１を容易に組み立てることができる。また、ＦＰＣを用いる場合と異なり、折り曲げによる断線のおそれがないため、信頼性を高めることもできる。
　上記回路として、イメージセンサ２１と発光素子２２とワイヤ２５とを電気的に接続するための導体配線が接続部材３０の内部に設けられていることが好ましい。接続部材３０の内部に回路を形成することにより、接続部材３０の表面に回路を形成する場合に比べて小型化が可能になる。
　接続部材３０は、リジッド材料から構成されることが好ましい。例えば、接続部材３０は、セラミック材料から構成されてもよく、樹脂材料から構成されてもよい。発光素子２２等を実装する際のリフローに対する耐熱性を高くする観点から、接続部材３０は、セラミック材料から構成されることが好ましい。
　図７は、図２に示す先端部の内部構造の別の一例を模式的に示す斜視図である。図８は、図７に示す先端部の内部構造の平面図である。
　図７に示すように、接続部材３０は、さらに、イメージセンサ２１及び発光素子２２以外の電子部品２６を搭載する部分を含んでもよい。電子部品２６は、１種のみでもよく、２種以上でもよい。電子部品２６は、イメージセンサ２１、発光素子２２及びワイヤ２５と電気的に接続されている。
　電子部品２６として、例えば、キャパシタ（イメージセンサ用のバイパスキャパシタ等）、フィルタ等が搭載される。これにより、内視鏡像の画質を向上させることができる。
　電子部品２６が搭載される位置は特に限定されない。図７及び図８に示す例では、Ｄ１及びＤ３で示す方向に平行な壁面のうち、ワイヤ２５が取り付けられている段差面よりも高さが高く、段差面よりも先端側に位置する面に電子部品２６が搭載されている。この壁面においては、第１壁面３１よりも基端側の箇所に電子部品２６が搭載されていてもよく、第１壁面３１よりも先端側の箇所に電子部品２６が搭載されていてもよく、両方の箇所に電子部品２６が搭載されていてもよい。また、Ｄ２で示す方向において対向する壁面のうち、いずれか一方の壁面に電子部品２６が搭載されていてもよく、両方の壁面に電子部品２６が搭載されていてもよい。
　本明細書には、以下の内容が開示されている。
＜１＞
　内視鏡の先端構造であって、
　軸方向に延びる挿入部の先端部には、上記軸方向の先端に向けて撮影するイメージセンサと、上記軸方向の先端に向けて光を照射する発光素子と、を備え、
　上記先端部の内部には、上記イメージセンサ及び上記発光素子を搭載する接続部材を備え、
　上記接続部材には、上記内視鏡の外部から上記イメージセンサ及び上記発光素子を駆動するための電源、駆動信号、及び、撮影した画像データを制御部に伝送するためのワイヤが接続され、
　上記接続部材は、上記軸方向に垂直な第１壁面と、上記第１壁面に平行で、上記第１壁面よりも上記軸方向の先端に突出する第２壁面及び第３壁面と、を有するとともに、上記第１壁面から上記第２壁面及び上記第３壁面までの間には、互いに対向する開放面を有し、
　上記接続部材は、上記第１壁面に、上記イメージセンサを搭載するための第１パッドを含み、上記第２壁面及び上記第３壁面に、上記発光素子を搭載するための第２パッドを含み、
　上記接続部材には、上記イメージセンサと上記発光素子と上記ワイヤとを電気的に接続するための回路が構成され、
　上記イメージセンサと上記発光素子と上記ワイヤとは、それぞれ上記接続部材に電気的及び機械的に接続されている、内視鏡の先端構造。
＜２＞
　上記回路として、上記イメージセンサと上記発光素子と上記ワイヤとを電気的に接続するための導体配線が上記接続部材の内部に設けられている、＜１＞に記載の内視鏡の先端構造。
＜３＞
　上記接続部材は、セラミック材料から構成される、＜１＞又は＜２＞に記載の内視鏡の先端構造。
＜４＞
　上記接続部材には、さらに、上記イメージセンサ及び上記発光素子以外の電子部品が搭載されている、＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の内視鏡の先端構造。
＜５＞
　＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の内視鏡の先端構造を備える、内視鏡。
＜６＞
　内視鏡の先端においてイメージセンサ及び発光素子を搭載するための接続部材であって、
　上記接続部材は、第１壁面と、上記第１壁面に平行で、上記第１壁面よりも外側に突出する第２壁面及び第３壁面と、を有するとともに、上記第１壁面から上記第２壁面及び上記第３壁面までの間には、互いに対向する開放面を有し、
　上記接続部材は、上記第１壁面に、上記イメージセンサを搭載するための第１パッドを含み、上記第２壁面及び上記第３壁面に、上記発光素子を搭載するための第２パッドを含み、
　上記接続部材は、さらに、上記内視鏡の外部から上記イメージセンサ及び上記発光素子を駆動するための電源、駆動信号、及び、撮影した画像データを制御部に伝送するためのワイヤを取り付ける部分を含み、
　上記接続部材には、上記イメージセンサと上記発光素子と上記ワイヤとを電気的に接続するための回路が構成されている、接続部材。
＜７＞
　上記回路として、上記イメージセンサと上記発光素子と上記ワイヤとを電気的に接続するための導体配線が上記接続部材の内部に設けられている、＜６＞に記載の接続部材。
＜８＞
　上記接続部材は、セラミック材料から構成される、＜６＞又は＜７＞に記載の接続部材。
＜９＞
　上記接続部材は、さらに、上記イメージセンサ及び上記発光素子以外の電子部品を搭載する部分を含む、＜６＞～＜８＞のいずれか１つに記載の接続部材。
　１　内視鏡
　２　挿入部
　３　操作部
　４　コード
　５　コネクタ
　６　外部装置
　７　モニタ
　１１　先端部
　１２　湾曲部
　１３　可撓管部
　２１　イメージセンサ
　２２　発光素子
　２３　ワーキングチャネル
　２４　先端カバー
　２５　ワイヤ
　２６　電子部品
　３０　接続部材
　３１　第１壁面
　３２　第２壁面
　３３　第３壁面
　４１　第１パッド
　４２　第２パッド
　４３　第３パッド
　Ｄ１　軸方向

Claims (9)

  1. 　内視鏡の先端構造であって、
    　軸方向に延びる挿入部の先端部には、前記軸方向の先端に向けて撮影するイメージセンサと、前記軸方向の先端に向けて光を照射する発光素子と、を備え、
    　前記先端部の内部には、前記イメージセンサ及び前記発光素子を搭載する接続部材を備え、
    　前記接続部材には、前記内視鏡の外部から前記イメージセンサ及び前記発光素子を駆動するための電源、駆動信号、及び、撮影した画像データを制御部に伝送するためのワイヤが接続され、
    　前記接続部材は、前記軸方向に垂直な第１壁面と、前記第１壁面に平行で、前記第１壁面よりも前記軸方向の先端に突出する第２壁面及び第３壁面と、を有するとともに、前記第１壁面から前記第２壁面及び前記第３壁面までの間には、互いに対向する開放面を有し、
    　前記接続部材は、前記第１壁面に、前記イメージセンサを搭載するための第１パッドを含み、前記第２壁面及び前記第３壁面に、前記発光素子を搭載するための第２パッドを含み、
    　前記接続部材には、前記イメージセンサと前記発光素子と前記ワイヤとを電気的に接続するための回路が構成され、
    　前記イメージセンサと前記発光素子と前記ワイヤとは、それぞれ前記接続部材に電気的及び機械的に接続されている、内視鏡の先端構造。
  2. 　前記回路として、前記イメージセンサと前記発光素子と前記ワイヤとを電気的に接続するための導体配線が前記接続部材の内部に設けられている、請求項１に記載の内視鏡の先端構造。
  3. 　前記接続部材は、セラミック材料から構成される、請求項１又は２に記載の内視鏡の先端構造。
  4. 　前記接続部材には、さらに、前記イメージセンサ及び前記発光素子以外の電子部品が搭載されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の内視鏡の先端構造。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の内視鏡の先端構造を備える、内視鏡。
  6. 　内視鏡の先端においてイメージセンサ及び発光素子を搭載するための接続部材であって、
    　前記接続部材は、第１壁面と、前記第１壁面に平行で、前記第１壁面よりも外側に突出する第２壁面及び第３壁面と、を有するとともに、前記第１壁面から前記第２壁面及び前記第３壁面までの間には、互いに対向する開放面を有し、
    　前記接続部材は、前記第１壁面に、前記イメージセンサを搭載するための第１パッドを含み、前記第２壁面及び前記第３壁面に、前記発光素子を搭載するための第２パッドを含み、
    　前記接続部材は、さらに、前記内視鏡の外部から前記イメージセンサ及び前記発光素子を駆動するための電源、駆動信号、及び、撮影した画像データを制御部に伝送するためのワイヤを取り付ける部分を含み、
    　前記接続部材には、前記イメージセンサと前記発光素子と前記ワイヤとを電気的に接続するための回路が構成されている、接続部材。
  7. 　前記回路として、前記イメージセンサと前記発光素子と前記ワイヤとを電気的に接続するための導体配線が前記接続部材の内部に設けられている、請求項６に記載の接続部材。
  8. 　前記接続部材は、セラミック材料から構成される、請求項６又は７に記載の接続部材。
  9. 　前記接続部材は、さらに、前記イメージセンサ及び前記発光素子以外の電子部品を搭載する部分を含む、請求項６～８のいずれか１項に記載の接続部材。
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