JP2017209278A

JP2017209278A - 内視鏡

Info

Publication number: JP2017209278A
Application number: JP2016104230A
Authority: JP
Inventors: 正規谷島; Masanori Yajima
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2016-05-25
Filing date: 2016-05-25
Publication date: 2017-11-30
Anticipated expiration: 2036-05-25
Also published as: JP6779663B2

Abstract

【課題】作業性に優れ、漏れ電流や静電気が撮像素子に流れることを確実に防止した絶縁部材で形成された先端枠を有する内視鏡を提供する。【解決手段】内視鏡１は、長尺で導電部材である先端湾曲駒２ｍｆ、湾曲ワイヤ２ｗを内部に備える挿入部２と、挿入部２の先端側に内蔵される、金属製の対物レンズ枠２４および光が結像するＣＣＤ２８を有する撮像ユニット２０と、挿入部２の先端側に設けられ、対物レンズ枠２４が固設される細径孔１５ａを有する絶縁材料で成形された先端枠１０と、先端枠１０の細径孔１５ａの内周面に形成されるとともに、先端湾曲駒２ｍｆに電気的に接続される回路パターン１２と、を具備している。【選択図】図２

Description

本発明は、挿入部の先端部に撮像素子を内蔵した内視鏡に関する。

内視鏡は、生体内の観察、処置など、または、工業用のプラント設備内の検査、修理などに用いられている。

内視鏡には光学式の内視鏡と電子式の内視鏡（以下、電子内視鏡とも記載する）とがある。光学式の内視鏡は、観察対象部位を照射する照明部、観察対象部位に臨む対物レンズ、対物レンズで取り込んだ被写体光を導光するイメージガイドファイバ束、及びイメージガイドファイバ束の基端面に対向して設けられた接眼レンズ等、を備えて構成される。

これに対して、電子内視鏡は、観察対象部位を照射する照明部、観察対象部位の観察像を集光する撮像光学系、撮像光学系により集光された撮影光を検出して光電変換する撮像素子、光電変換された画像信号を伝送する信号ケーブル等、を備えて構成される。

電子内視鏡においては、高周波処置具から発生する漏れ電流が撮像素子に流れ込んで撮像された画像信号にノイズが含まれること、或いは、使用者に帯電していた静電気が撮像素子に流れ込ん撮像素子を含む撮像ユニットが破壊されること、を防止する必要がある。

そのため、従来の電子内視鏡では先端部を構成する金属性の先端部本体を、内視鏡の外装を構成する金属部材、あるいは、挿入部内に配設された金属製の網状管や螺旋管、に導通させ、さらにはビデオプロセッサの患者グランドに導通させて、漏れ電流や静電気が撮像素子に影響を及ぼすことの無いようにしていた。

近年、挿入部先端の硬性部を樹脂製にした電子式の内視鏡が提案されており、特許文献１には大型化を極力抑制しながら、漏れ電流が撮像素子の画像に影響を及ぼすのを防止することができる電子内視鏡、が開示されている。この電子内視鏡では、ＣＣＤ補強枠とケーブル総合シールドとを接続する導線が配設されている。そして、導線の先端側は、半田によりＣＣＤ補強枠に電気的に接続され、手元側は半田によりケーブル総合シールドに電気的に接続されている。

特開２００７−０８９８８８号公報

しかしながら、特許文献１の電子内視鏡に示されているように導線を半田で電気的に接続する場合、半田による接合部が挿入部を太径にする要因になり得る。このため、作業者にとって半田で導線を電気的に接続する作業は煩雑な作業の一つである。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、作業性に優れ、漏れ電流や静電気が撮像素子に流れることを確実に防止した絶縁部材で形成された先端枠を有する内視鏡を提供することを目的にしている。

本発明の一態様による内視鏡は、長尺で導電部材を内部に備える挿入部と、前記挿入部の先端側に内蔵される、金属製のレンズ枠および光が結像する撮像素子を有する撮像ユニットと、前記挿入部の先端側に設けられ、前記レンズ枠が固設される固定孔を有する絶縁材料で成形された先端枠と、前記先端枠の前記固定孔の内周面に形成されるとともに、前記導電部材に電気的に接続される回路パターンと、を具備している。

本発明によれば、作業性に優れ、漏れ電流や静電気が撮像素子に流れることを確実に防止した絶縁部材で形成された先端枠を有する内視鏡を実現できる。

内視鏡を説明する図挿入部の先端側の構成を説明する図先端枠を説明する図先端枠の他の構成例を説明する図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
なお、以下の説明に用いる各図において、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものもある。即ち、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。

図１に示す内視鏡１は、細径な挿入部２と、操作部３と、ユニバーサルコード４と、を主に備えている。挿入部２は、長尺であって、先端部２ａと、湾曲部２ｂと、可撓管部２ｃと、を先端側から順に連設して構成されている。湾曲部２ｂは、例えば上下方向に湾曲する構成である。可撓管部２ｃは、可撓性を有して受動的に湾曲可能なチューブ体である。

可撓管部２ｃの基端側に設けられた操作部３には、例えばＬ字形状の湾曲操作レバー５と、処置具挿入口等の開口部６と、複数のリモートスイッチ７と、吸引口（不図示）等と、が設けられている。

湾曲操作レバー５は、湾曲部２ｂを湾曲操作するための湾曲操作装置であり、操作部３に対して回動自在に軸支されている。操作者が湾曲操作レバー５を回動操作することによって、挿入部２内に挿通されている例えばステンレス製の湾曲ワイヤ（図２の符号２ｗ参照）が牽引、弛緩されて、湾曲部２ｂが上方向或いは下方向に湾曲する。

開口部６には鉗子栓（不図示）、或いは、Ｔ字管（不図示）等が取り付けられる。吸引口は、湾曲操作レバー５が設けられた操作部３の一面とは反対側（裏側ともいう）の図示されていない面に設けられている。

操作部３の反対側の面に上述したリモートスイッチ７とは機能が異なるリモートスイッチ（不図示）が設けられていてもよい。これら複数のリモートスイッチは、表示装置の画面上に表示されている内視鏡画像の停止、或いは、記録、画像の拡大、あるいは、照明光の切替等を行うためのスイッチである。

ユニバーサルコード４は、操作部３の側部からが延出している。ユニバーサルコード４の基端部には内視鏡コネクタ（不図示）が設けられている。内視鏡コネクタは、外部機器である光源装置に接続される。

内視鏡コネクタの側部からは電気ケーブル（不図示）が延出している。電気ケーブルの端部には電気コネクタ（不図示）が設けられている。電気コネクタは、外部機器である制御ユニットに電気的に接続される。制御ユニットには内視鏡画像を表示する表示装置（不図示）が接続されるようになっている。

図２、図３を参照して挿入部２の先端側の構成を説明する。
図２に示すように挿入部２の先端側を構成する先端部２ａには硬質部材で形成された先端枠１０が設けられている。
先端枠１０は、図３に示す成形回路部品（Molded Interconnect Device）である。先端枠１０は、絶縁性を有する樹脂製の射出成形品である先端枠本体１１に回路パターン１２が一体に設けられている。

先端枠本体１１は、先端側から順に例えば、大径部１１ａ、中間部１１ｂ、小径部１１ｃを有している。大径部１１ａは、先端部２ａの外装の一部を構成する。中間部１１ｂは、外装部材配設部である。小径部１１ｃは、湾曲管取付部である。

小径部１１ｃの外周面には回路パターン１２となる第１パターン１２ａが設けられている。本実施形態において、第１パターン１２ａは、小径部１１ｃの外周面全面に設けられている。

図２に示すように中間部１１ｂの外周面には絶縁性を有する外装部材１３の先端部内面が配置される。小径部１１ｃには湾曲管２ｐの先端部が取り付けられる。
なお、湾曲管２ｐは、例えば、導電部材である複数の湾曲駒を回動自在に連結した湾曲駒組、或いは、導電部材である硬質パイプ（不図示）に複数のスロットを形成して湾曲可能な湾曲用パイプである。

本実施形態において、湾曲管２ｐは、湾曲駒組であって、小径部１１ｃには湾曲駒組の先端部分であって最先端に位置する先端湾曲駒２ｍｆが配置されている。具体的に、先端湾曲駒２ｍｆの内面は、小径部１１ｃの第１パターン１２ａ上に配置されて導電接着剤によって一体に固定されで電気的に接続されている。第１パターン１２ａは、湾曲管２ｐが電気的に接続される湾曲管接続部である。

先端湾曲駒２ｍｆの内面側の予め定めた位置にはワイヤ固定部２ｍｂが設けられている。ワイヤ固定部２ｍｂには導電部材である湾曲ワイヤ２ｗの先端部が配置され、例えば半田によって一体的に接合される。したがって、湾曲ワイヤ２ｗと先端湾曲駒２ｍｆとは電気的に接続されている。

なお、湾曲ワイヤ２ｗの基端部は、操作部内３内に設けられた導電部材を介して患者グランドに導通されている。
また、湾曲管が湾曲用パイプの場合、先端部分であるパイプ先端部内面が小径部１１ｃの第１パターン１２ａ上に配置されて導電接着剤によって一体に固定される。湾曲用パイプの内面側にも湾曲ワイヤ２ｗを接合するためのワイヤ固定部が設けられる。
符号２ｇは湾曲ゴムであって、湾曲ゴム２ｇの先端部分は、糸巻接着部１４を設けて先端湾曲駒２ｍｆの基端側外周面の予め定めた位置に固定されている。

図２、図３に示すように先端枠本体１１には、観察用孔１５、照明部用孔（不図示）、処置具用孔（不図示）等の複数の貫通孔が設けられている。これら複数の貫通孔の中心軸は、先端枠本体１１の中心軸ａ１１に対して平行である。

処置具用孔は、処置具が挿通される処置具挿通孔と汚物等を吸引するための吸引用孔とを兼用している。照明部用孔には照明レンズが配置される。照明レンズの基端面側には照明光用ファイバ束の先端面、あるいは、ＬＥＤ等発光素子の照射面が臨まれる。観察用孔１５は、撮像ユニット２０が配設される例えば段付き孔である。

段付き孔である観察用孔１５は、図３に示すように先端側開口を有する細径孔１５ａと、基端側開口を有する太径孔１５ｂと、中間孔１５ｃと、を備えている。中間孔１５ｃは、細径孔１５ａと太径孔１５ｂとの間に設けられ、開口が細径孔１５ａよりは大きく太径孔１５ｂより小さく設定されている。細径孔１５ａは、対物レンズ枠（図２の符号２４参照）を固設するための固定孔である。これに対して、中間孔１５ｃ、太径孔１５ｂは、逃がし孔である。

本実施形態において、細径孔１５ａ、太径孔１５ｂ、中間孔１５ｃ、基端開口側端面１５ｄ、第１段差面１５ｅ、第２段差面１５ｆには回路パターン１２を形成する予め定めたパターンが設けられる。

なお、第１段差面１５ｅとは、細径孔１５ａの基端側開口と中間孔１５ｃの先端側開口との間に位置する平面である。一方、第２段差面１５ｆとは、中間孔１５ｃの基端側開口と太径孔１５ｂの先端側開口との間に位置する平面である。本実施形態において、中間孔１５ｃと太径孔１５ｂとは偏心している

本実施形態において回路パターン１２は、第１パターン１２ａ、第２パターン１２ｂ、第３パターン１２ｃ、第４パターン１２ｄ、第５パターン１２ｅ、第６パターン１２ｆ、および、第７パターン１２ｇを有している。

具体的に、第１パターン１２ａは、上述したように小径部１１ｃの外周面の全面に設けられている。第２パターン１２ｂは、基端開口側端面１５ｄの全面に設けられている。第３パターン１２ｃは、太径孔１５ｂの内周全面に設けられている。第４パターン１２ｄは、第２段差面１５ｆの全面に設けられている。第５パターン１２ｅは、中間孔１５ｃの内周全面に設けられている。第６パターン１２ｆは、第１段差面１５ｅの全面に設けられている。第７パターン１２ｇは、細径孔１５ａの内周全面に設けられている。

そして、第７パターン１２ｇと第６パターン１２ｆとは電気的に接続され、第６パターン１２ｆと第５パターン１２ｅとは電気的に接続され、第５パターン１２ｅと第４パターン１２ｄとは電気的に接続され、第４パターン１２ｄと第３パターン１２ｃとは電気的に接続され、第３パターン１２ｃと第２パターン１２ｂとは電気的に接続され、第２パターン１２ｂと第１パターン１２ａとは電気的に接続されている。

したがって、第７パターン１２ｇと第１パターン１２ａとは第６パターン１２ｆと第５パターン１２ｅと第４パターン１２ｄと第３パターン１２ｃと第２パターン１２ｂとを介して電気的に接続されている。つまり、第６パターン１２ｆ、第５パターン１２ｅ、第４パターン１２ｄ、第３パターン１２ｃ、および、第２パターン１２ｂは、第７パターン１２ｇと第１パターン１２ａとを電気的に接続する接続パターンである。

図２に示す撮像ユニット２０は、対物光学部２１と、撮像部２２と、伝送部２３と、を備えている。
対物光学部２１は、対物レンズ枠２４と、対物レンズ枠２４の貫通孔に固設された光学部材と、を備える。対物レンズ枠２４は、ステンレス鋼など金属製である。光学部材は、光学レンズ２５、絞り（不図示）、間隔環（不図示）等であり、予め定めた状態に配設されている。

撮像部２２は、撮像枠２６と、撮像枠２６の貫通孔に固設された光学部材２７等と、を備える。撮像枠２６は、ステンレス鋼など金属製である。光学部材２７は、カバーガラス、保護ガラス等であり、撮像素子である例えばＣＣＤ２８は光学部材２７に固定されている。ＣＣＤ２８には複数の電子部品（不図示）を実装した図示されていない回路基板が電気的に接続されている。

本実施形態において光学部材２７としてカバーガラス２７ｃと光軸を折り曲げるプリズム２７ｐが設けられており、プリズム２７ｐの予め定めた位置にＣＣＤ２８の撮像面が固定されている。撮像素子は、ＣＣＤ２８に限定されること無く、Ｃ−ＭＯＳであってもよい。

伝送部２３は、信号ケーブルであって、信号ケーブル内には図示されていない複数の信号線、電線が挿通されている。複数の信号線は、回路基板（不図示）に設けられた所定の接点部に接続されている。

なお、符号２９は絶縁性の熱収縮チューブであり、熱収縮チューブ２９内には上記回路基板が配設されている。符号３０は絶縁性の封止樹脂であって、封止樹脂３０は熱収縮チューブ２９内に充填されている。
また、光学部材２７としてプリズム２７ｐを設けること無く、カバーガラスあるいは保護ガラスの基端面にＣＣＤ２８の撮像面を固定するようにしてもよい。

本実施形態の内視鏡１において、撮像ユニット２０の対物光学部２１を構成する対物レンズ枠２４は、細径孔１５ａ内に配置され、導電性接着剤によって第７パターン１２ｇと電気的に接続された状態で細径孔１５ａ内に一体的に固定されている。第７パターン１２ｇは、対物レンズ枠２４が電気的に接続される撮像ユニット接続部である。

このように、第１パターン１２ａと電気的に接続された第７パターン１２ｇが設けられた細径孔１５ａ内に撮像ユニット２０の対物光学部２１を構成する対物レンズ枠２４を導電性接着剤によって一体的に固定したことによって、対物レンズ枠２４が回路パターン１２に確実に電気的に接続される。

この結果、本実施形態の内視鏡１によれば、対物レンズ枠２４に静電気、或いは、漏れ電流が伝導されたとき、該静電気、或いは、漏れ電流は、対物レンズ枠２４から第７パターン１２ｇに伝導され、その後、電気的に接続されている第６パターン１２ｆ、第５パターン１２ｅ、第４パターン１２ｄ、第３パターン１２ｃ、第２パターン１２ｂを介して第１パターン１２ａまで伝導される。

その後、静電気、或いは、漏れ電流は、第１パターン１２ａに導電接着剤によって一体に固定されている先端湾曲駒２ｍｆに伝導され、先端湾曲駒２ｍｆに設けられたワイヤ固定部２ｍｂから湾曲ワイヤ２ｗに伝導されていく。したがって、静電気や漏れ電流が撮像素子に悪影響を及ぼすことを回避することができる。

なお、上述においては導電接着剤による固定によって確実に導通させるとしている。しかし、ＣＣＤに流れるよりも格段にインピーダンスが小さくなっていれば、導電接着剤の代わりに通常の接着剤によって固定しても静電気や漏れ電流が回路パターン１２に伝導され、先端湾曲駒２ｍｆ、ワイヤ固定部２ｍｂから湾曲ワイヤ２ｗに伝導されて同様の作用および効果を得られる。

また、上述した実施形態では、第１パターン１２ａを小径部１１ｃの外周面全面に設け、第２パターン１２ｂを基端開口側端面１５ｄの全面に設け、第３パターン１２ｃを太径孔１５ｂの内周全面に設け、第４パターン１２ｄを第２段差面１５ｆの全面に設け、第５パターン１２ｅを中間孔１５ｃの内周全面に設け、第６パターン１２ｆを第１段差面１５ｅの全面に設け、としている。

しかし、図示は省略するが、第７パターン１２ｇを細径孔１５ａの内周全面に設ける一方、例えば、第６パターン１２ｆ、第５パターン１２ｅ、第４パターン１２ｄ、第３パターン１２ｃ、第２パターン１２ｂ及び第１パターン１２ａを予め定めた幅で先端枠本体１１の中心軸ａ１１に対して平行な一対、または、一つの帯状パターンとして回路パターン１２を形成するようにしてもよい。また、第７パターン１２ｇから第１パターン１２ａまでを全て帯状パターンとして回路パターン１２を形成するようにしてもよい。また、帯状パターンと全面パターンとを細径孔１５ａ、太径孔１５ｂ、中間孔１５ｃ、基端開口側端面１５ｄ、第１段差面１５ｅ、第２段差面１５ｆに対して適宜設け回路パターン１２を形成するようにしてもよい。また、帯状パターンは、一つ、または、一対に限定されるものでは無く、周方向に対して複数の帯状パターンを周方向に配列して回路パターン１２を形成するようにしてもよい。

また、上述した実施形態では撮像ユニット２０が配設される観察用孔１５を段付き孔としている。しかし、観察用孔は、段付き孔に限定されるものでは無く、図４に示すようなストレート孔で観察用孔１６を形成するようにしてもよい。

この場合、細径孔１５ａに対応するストレート孔１６ａと、基端開口側端面１５ｄと、小径部１１ｃと、にそれぞれ回路パターン１２Ａを構成するパターン１２ｇ、１２ｂ、１２ａを電気的に接続して設ける。その他の構成は上述した実施形態と同様である。

この構成によれば、ストレート孔１６ａ内に撮像ユニット２０の対物光学部２１を構成する対物レンズ枠２４を導電性接着剤によって一体的に固定されることによって、対物レンズ枠２４が回路パターン１２Ａに確実に電気的に接続されて、上述と同様の作用及び効果を得ることができる。

本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

１…内視鏡２…挿入部２ａ…先端部２ｂ…湾曲部２ｃ…可撓管部
２ｇ…湾曲ゴム２ｍｂ…ワイヤ固定部２ｍｆ…先端湾曲駒２ｐ…湾曲管
２ｗ…湾曲ワイヤ３…操作部４…ユニバーサルコード５…湾曲操作レバー
６…開口部７…リモートスイッチ１０…先端枠１１…先端枠本体１１ａ…大径部
１１ｂ…中間部１１ｃ…小径部１２…回路パターン１２ａ…第１パターン
１２ｂ…第２パターン１２ｃ…第３パターン１２ｄ…第４パターン
１２ｅ…第５パターン１２ｆ…第６パターン１２ｇ…第７パターン１３…外装部材
１４…糸巻接着部１５…観察用孔１５ａ…細径孔１５ｂ…太径孔１５ｃ…中間孔
１５ｄ…基端開口側端面１５ｅ…段差面１５ｆ…段差面１６…観察用孔
１６ａ…ストレート孔２０…撮像ユニット２１…対物光学部２２…撮像部
２３…伝送部２４…対物レンズ枠２５…光学レンズ２６…撮像枠２７…光学部材
２７ｃ…カバーガラス２７ｐ…プリズム２９…熱収縮チューブ３０…封止樹脂

Claims

長尺で導電部材を内部に備える挿入部と、
前記挿入部の先端側に設けられ、金属製のレンズ枠および光が結像する撮像素子を有する撮像ユニットと、
前記挿入部の先端側に設けられ、前記レンズ枠が固設される固定孔を有する絶縁材料にて成形された先端枠と、
前記先端枠の前記固定孔の内周面に形成されるとともに、前記導電体に電気的に接続される回路パターンと、
を具備することを特徴とする内視鏡。
前記導電部材は、前記先端枠の基端側に先端部分が電気的に接続されて固定され湾曲管及び該湾曲管に電気的に接続された湾曲ワイヤであり、
前記回路パターンは、前記湾曲管に電気的に接続される湾曲管接続部、および、前記レンズ枠に電気的に接続される撮像ユニット接続部を含むことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。