JP5586212B2 - 内視鏡装置 - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡装置に関する。

従来、医療分野及び工業用分野において内視鏡装置が広く利用されている。医療分野において用いられる内視鏡装置は、細長い挿入部を被検体の体腔内に挿入することによって体腔内の臓器等を観察したり、必要に応じて処置具挿通チャンネル内に挿入した処置具を用いて各種の処置を施す等に利用される。

また、工業用分野において用いられる内視鏡装置は、細長い挿入部を被検体であるエンジン等の機械装置や工場配管等の内部に挿入することによって被検体内の傷や腐蝕等を観察したり、各種の処置等を行うのに利用される。

このように内視鏡装置の観察対象となる部位は、暗所であるのが普通であることから、体腔内や機器内部へと挿入部を挿入し所望の観察対象部位へと導くと共に、所望の観察対象部位を照明するための光源が必要となる。

従来の内視鏡装置においては、内視鏡の挿入部の先端部に発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子を設け、この発光素子を光源として観察対象部位を照射するように構成された照明装置を具備するものが種々提案されている。

一般に、光源としての発光ダイオード（ＬＥＤ）は、通常の照明光源として使用される電球等のランプと比較して長寿命であることが知られている。

一方、従来の内視鏡装置においては、内視鏡の挿入部の先端部位に設けられる先端部を着脱自在に構成したアダプタ式の内視鏡が種々提案されている。

このような形態のアダプタ式内視鏡における先端部には、照明光源と撮像光学系等を備えて構成し、この先端部を内視鏡挿入部の先端側に捩じ込み等の締結手段を用いて着脱し得るようにしている。そして、先端部と内視鏡挿入部の先端側とを締結する際には、先端部側の電気接点と挿入部側の電気接点とが接触することで、両者の電気的な接続が確保されるように構成されている。

例えば、図２１，図２２は、従来のアダプタ式内視鏡における先端アダプタを示す図である。このうち、図２１は従来のアダプタ式内視鏡の先端アダプタの側断面図である。図２２は、図２１の先端アダプタの正面図である。なお、図２１は、図２２の［２１］−［２１］線で切断した断面を示している。

この従来のアダプタ式内視鏡の先端アダプタ１１０は、着脱リング１１２と、照明ユニット１１３と、撮像光学ユニット１１５等によって主に構成されている。

着脱リング１１２の内周面には、雌ネジからなるネジ溝１１２ａ，１１２ｂが設けられている。このネジ溝１１２ａ，１１２ｂは、内視鏡挿入部（図示せず）の先端部側に設けられる雄ネジに螺合し得るように形成されている。これにより、先端アダプタ１１０は挿入部の先端部に対して着脱自在となっている。

照明ユニット１１３は、照明ユニット枠１１３ａと、複数の発光素子であるＬＥＤチップ１１３ｂと、照明用基板１１３ｃと、連結部材１１３ｄと、蛍光体分散樹脂１１３ｅと、保護用コーティング樹脂１１３ｋ等によって主に構成されている。

照明用基板１１３ｃは、照明ユニット枠１１３ａの先端寄りの部位に内挿されている。照明用基板１１３ｃの実装面上には電極パターン１１３ｆが形成されており、この電極パターン１１３ｆに対してＬＥＤチップ１１３ｂはボンディングワイヤ等によって電気的に接続されている。そして、照明用基板１１３ｃの前面側において、ＬＥＤチップ１１３ｂを覆うように蛍光体分散樹脂１１３ｅが設けられている。さらに、この蛍光体分散樹脂１１３ｅの前面を覆うように保護用コーティング樹脂１１３ｋが設けられている。

照明用基板１１３ｃの裏面には、前面側の電極パターン１１３ｆと電気的に接続される接点部１１３ｇに対し連結部材１１３ｄが接続されている。この連結部材１１３ｄは、先端アダプタ１１０が内視鏡挿入部の先端部（図示せず）に装着された時に、先端部側の電気接点と接触することによって、連結部材１１３ｄを介在として内視鏡挿入部と照明ユニット１１３との間の電気的な接続が確保されるようになっている。

撮像光学ユニット１１５は、複数の撮像レンズ１１５ｂと、レンズ保持筒１１５ａ等によって主に構成されている。この撮像光学ユニット１１５は、照明ユニット１１３の照明ユニット枠１１３ａに内挿されている。

このように構成された従来の形態の内視鏡における先端アダプタにおいて、照明ユニット１１３の複数のＬＥＤチップ１１３ｂは、例えば図２３の回路図に示すような形態で電気的に接続されている。図２３に示す接続例では、４個のＬＥＤチップ１１３ｂを直列接続した２つのグループを並列接続した例を示している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−３４５４４号公報

しなしながら、例えば図２３に示す構成では、複数のＬＥＤチップのうちのどれか一つが断線状態となった場合、２つのグループのうちいずれか一方のグループに含まれる複数のＬＥＤチップの全てが非点灯状態となり、残る一方のみが点灯状態になる。つまり、この場合には、複数の発光素子のうち半数が非点灯状態になるおそれがあった。

そこで、内視鏡挿入部の先端部に複数の発光素子を有する照明ユニットを備えた内視鏡を含んで構成される内視鏡装置において、先端部に外力等が付与された場合にも、その外力による悪影響が照明ユニットの発光素子に対して及ぶことを抑え得る構造を実現した内視鏡装置が望まれていた。

本発明の一態様における内視鏡装置は、複数の発光素子と、これら複数の発光素子を実装する複数のパターンを備えた基板とを有する照明ユニットを挿入部の先端部に具備する内視鏡を含んで構成される内視鏡装置において、前記複数の発光素子は、少なくとも２つ以上の前記発光素子を並列接続してなる一群の発光素子群を、群単位で複数直列接続されており、前記基板は、前記挿入部の先端部において前記複数の発光素子を実装する実装面が当該内視鏡における光軸方向の前方に向く位置に配置され、該基板上の前記複数のパターンと前記複数の発光素子との各々の接続部の少なくとも一部は、前記基板の実装面上において前記挿入部の中心軸寄りの部位に配置されていることを特徴とする。
また、他の態様における内視鏡装置は、照明光を発光する複数の発光素子と、略リング形状に形成され前記複数の発光素子を実装する複数のパターンを備えた基板とを有する照明ユニットを挿入部の先端部に具備する内視鏡を含んで構成される内視鏡装置において、前記複数の発光素子は、複数を並列接続した一群の発光素子を群単位で複数直列接続され、前記基板は、前記挿入部の先端部において前記複数の発光素子を実装する実装面が当該内視鏡における光軸方向の前方に向く位置に配置され、前記複数の発光素子と前記複数のパターンとの前記基板上における接続部の少なくとも一部は前記基板の内周寄りの部位に配置されており、前記内視鏡挿入部の前記先端部に対して外力が付与された際に、その衝撃力の影響を受けて前記複数の発光素子のうちの少なくとも一つが非点灯状態になったとしても、前記複数の発光素子の他の発光素子の点灯状態は阻害されることがなく、前記内視鏡を継続して使用可能であることを特徴とする。

本実施態様によれば、先端部に外力等が付与された場合であっても、その外力が照明ユニットの発光素子に対して悪影響を与えることを抑制した内視鏡装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態の内視鏡装置の全体を示す外観斜視図。 図１の内視鏡装置における内視鏡の挿入部の先端アダプタのみを取り出して拡大して示す拡大斜視図。 図２の矢印［III］方向から見た先端アダプタの正面図。 図２の先端アダプタの側断面図であって、図５の［IV］−［IV］線に沿って切断した場合の断面を示す図。 図２の先端アダプタにおける照明用基板を取り出して示す照明用基板の前面側の平面図。 図２の照明用基板の裏面側の平面図。 図２の先端アダプタにおける発光素子の接続状態を示す回路図。 本発明の第２の実施形態の先端アダプタの正面図。 図８の先端アダプタの側断面図であって、図１０の［IX］−［IX］線に沿って切断した場合の断面を示す図。 図８の先端アダプタにおける照明用基板を取り出して示す前面側の平面図。 図８の照明用基板の裏面側の平面図。 本発明の第３の実施形態における先端アダプタの照明用基板を取り出して前面側を示す平面図。 図１１の照明用基板の裏面側の平面図。 図１１の照明用基板を取り出して前面側を示す平面図。 本発明の第５の実施形態における先端アダプタの照明用基板を取り出して前面側を示す平面図。 図１５の先端アダプタの発光素子の接続状態を示す回路図。 本発明の第６の実施形態における先端アダプタの側断面図。 図１７の先端アダプタの照明用基板のみを取り出して示し、同基板の前面側を示す平面図。 図１７の先端アダプタの照明用基板のみを取り出して示し、同基板の裏面側を示す平面図。 本実施形態における先端アダプタの発光素子の接続状態を示す回路図。 従来のアダプタ式内視鏡における先端アダプタの側断面図であって図２２の［２１］−［２１］線で切断した断面を示す図。 図２１の先端アダプタの正面図。 図２１の先端アダプタにおける発光素子の接続状態を示す図

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。

［第１の実施形態］
図１〜図７は、本発明の第１の実施形態を示す図である。このうち、図１は本発明の第１の実施形態の内視鏡装置の全体を示す外観斜視図である。図２は、図１の内視鏡装置における内視鏡の挿入部の先端アダプタのみを取り出して拡大して示す拡大斜視図である。図３は、図２の矢印［III］方向から見た先端アダプタの正面図である。図４は、図２の先端アダプタの側断面図である。なお、図４は、図５の［IV］−［IV］線に沿って切断した場合の断面を示している。図５，図６は、図２の先端アダプタにおける照明用基板を取り出して示す平面図である。このうち、図５は照明用基板の前面側の平面図である。図６は照明用基板の裏面側の平面図である。図７は、図２の先端アダプタにおける発光素子の接続状態を示す回路図である。

上記各実施形態の説明に用いる各図においては、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、各構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、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。

まず、本実施形態の内視鏡装置１の全体構成を図１によって以下に簡単に説明する。

図１に示すように、本実施形態の内視鏡装置１は、挿入部２及び操作部３からなる内視鏡と、装置本体４とによって主に構成されている。

また、本実施形態の内視鏡装置１における内視鏡は、挿入部２の先端部位の構成部位を着脱自在に構成したアダプタ式の内視鏡である。

内視鏡の挿入部２は、観察対象物となるエンジン等の内部に挿入されるものである。この挿入部２は、先端側から順に先端アダプタ１０，先端部６，湾曲部７，可撓管部８が連設された形態で構成されている。

先端アダプタ１０は、内部に撮像光学系や照明光源を具備し、先端部６に対して図１における矢印Ａ方向に着脱自在に構成されている。先端アダプタ１０の詳細構成については後述する。

先端部６は、先端アダプタ１０と湾曲部７との間を着脱自在とするジョイント部を構成している。そのために、先端アダプタ１０のネジ溝１２ａ，１２ｂ（後述する；図４参照）に螺合する雄ネジが先端部６の外周面上に形成されている。また、先端部６には、例えばＣＣＤ，Ｃ−ＭＯＳ等の撮像素子が内蔵されている。

湾曲部７は、先端部６の基端側に一体に連設されている。湾曲部７は、図示しない関節駒を連設して形成されており、例えば上下左右の４方向に湾曲自在に構成されている。なお、湾曲部７の詳細な構成は、本発明とは直接関連しない点であるので、従来の内視鏡における同等の構成を有するものとして、その説明を省略する。

可撓管部８は、湾曲部７の基端側に一体に連設されている。可撓管部８は、可撓性を有し、細長のチューブ状に形成されている。可撓管部８の基端側は、操作部３に連設されている。

操作部３は、各種の操作部材を複数備えると共に、使用者が把持する把持部３ｈを有して構成されている。操作部３は、ユニバーサルケーブル９を介して装置本体４と接続されている。

装置本体４は、カメラコントロールユニット（ＣＣＵ），記録装置，表示モニタ４ｍ，電源ユニット等によって主に構成されている。

カメラコントロールユニットは、先端部６の内部に設けられる撮像素子に対する制御信号を出力したり、この撮像素子からの出力信号を受信する等の撮像関係の各種信号処理を行うユニットである。

記録ユニットは、処理画像情報を始めとした各種の情報等を記録するユニットである。

表示モニタ４ｍは、カメラコントロールユニットによって信号処理された結果得られる画像や各種の情報を可視化して表示するための表示装置である。

電源ユニットは、例えばカメラコントロールユニットや表示モニタ４ｍ等の各ユニットに対して電力を供給するユニットであって、バッテリー等を含んで構成される。

ユニバーサルケーブル９は、内視鏡の操作部３と装置本体４との間を電気的に接続するケーブルであって、例えば挿入部２の先端部６内の撮像素子との間を接続する信号線（不図示）や先端アダプタ１０内の照明ユニット１３（後述する；図２，図４参照）へと電力を供給する電力線等が挿通されている。

次に、本実施形態の内視鏡装置１における先端アダプタ１０の構成を図２〜図７を用いて以下に詳述する。

先端アダプタ１０は、着脱リング１２と、照明ユニット１３と、撮像光学ユニット１５等によって主に構成されている。

図４に示すように、着脱リング１２は略管状に形成され、内周面にネジ溝１２ａ，１２ｂが設けられている。このネジ溝１２ａ，１２ｂは、上述したように内視鏡の挿入部２の先端部６（図１参照）側に設けられる雄ネジに螺合し得るように形成されている。これにより、先端アダプタ１０は挿入部２の先端部６の先端側に対して着脱自在となっている。

照明ユニット１３は、略管状に形成される照明ユニット枠１３ａと、照明光源となる複数の発光素子（以下、ＬＥＤチップという）１３ｂと、複数のＬＥＤチップ１３ｂが実装される照明用基板１３ｃと、照明用基板１３ｃの実装面の裏面側の接点部１３ｇに接続される連結部材１３ｄと、ＬＥＤチップ１３ｂの前面側を覆うように設けられる蛍光体分散樹脂１３ｅと、この蛍光体分散樹脂１３ｅの前面を覆う保護用のコーティング樹脂１３ｋ等によって主に構成されている。

なお、図２においては、複数のＬＥＤチップ１３ｂの配置を示すために、蛍光体分散樹脂１３ｅ及び保護用コーティング樹脂１３ｋの図示を省略している。また、図２に示されるＬＥＤチップ１３ｂの数と、図５，図７で示すＬＥＤチップ１３ｂの数は、図面上では一致していないが、これは図面の煩雑化を避けるために、図５，図７を簡略化して図示しているためである。

照明光源としてのＬＥＤチップ１３ｂは、許容される電流値が決められていることから、
例えば図２に示すように、ＬＥＤチップ１３ｂを照明用基板１３ｃ上に高密度に実装することが好ましい。その結果、照明光源としての照明光量を増加させることができる。

複数のＬＥＤチップ１３ｂは、照明用基板１３ｃの実装面上に形成された複数の電極パターン１３ｆに対してボンディングワイヤ等によって電気的に接続されている。複数の電極パターン１３ｆとしては、照明用基板１３ｃの開口１３ｈの外縁に沿うように形成される複数の内側パターン１３ｆａと、照明用基板１３ｃの外周縁に沿うように形成される複数の外側パターン１３ｆｂとがある。以下の説明では、これら内側パターン１３ｆａ及び外側パターン１３ｆｂとを総称して電極パターン１３ｆというものとする。

これらの複数のＬＥＤチップ１３ｂは、例えば、照明用基板１３ｃの実装面上において図５の符号Ｂで示す二点鎖線で描かれる円上に沿って並べて配置されている。この二点鎖線Ｂは、照明用基板１３ｃの実装面上において、最外周縁と開口１３ｈの外周縁との間の径方向の幅寸法（図４，図６の符号Ｃ）の略中間を通る円を想定している。

この場合において、各ＬＥＤチップ１３ｂは、照明用基板１３ｃの実装面上において接点部１３ｇの形成されている領域を除く領域に、上記二点鎖線Ｂの円上に沿って図５の符号Ｐ１で示す間隔によって、略等間隔でそれぞれ配置されている。

さらに、各ＬＥＤチップ１３と電極パターン１３ｆとの接続部、即ち電極パターン１３ｆに対するボンディングワイヤの接続箇所の全ては、上記二点鎖線Ｂで示される円よりも内側に配置されるように構成している。このように、ＬＥＤチップ１３ｂを照明用基板１３ｃに接続するボンディングワイヤを、照明用基板１３ｃの実装面上において、できるだけ内側寄りの部位に配置することで、先端アダプタ１０の外部から意図しない外力が付与された場合に、その外力の悪影響が及ばないような工夫がなされている。照明用基板１３ｃの実装面上に形成される電極パターン１３ｆの配置もまた、ボンディングワイヤを照明用基板１３ｃの内側寄りの位置で接続させ得るように工夫されている。

照明用基板１３ｃは、略リング形状に形成されていて、その略中央部分には撮像レンズ１５ｂ（後述する；図３，図４参照）の前面を露呈させて観察対象物からの光束を先端アダプタ１０内へと導く開口１３ｈが穿設されている。この照明用基板１３ｃは、照明ユニット枠１３ａの先端寄りの部位に内挿されている。照明用基板１３ｃが照明ユニット枠１３ａに装着された状態においては、照明用基板１３ｃの実装面、即ちＬＥＤチップ１３ｂが実装されている面が、前面に向けて露呈するようになっている。そして、照明用基板１３ｃの前面側には、ＬＥＤチップ１３ｂを覆うように蛍光体分散樹脂１３ｅが設けられている。さらに、蛍光体分散樹脂１３ｅの前面側には、これを覆うように保護用コーティング樹脂１３ｋが設けられている。

また、照明用基板１３ｃの裏面側には、同基板１３ｃの前面側に設けられる電極パターン１３ｆのうち所定の内側パターン１３ｆｂに対しスルーホールを介して電気的に接続される２つの接点部１３ｇが設けられている。そして、この２つの接点部１３ｇには、それぞれに連結部材１３ｄが接続されている。

この連結部材１３ｄは、先端アダプタ１０が内視鏡の挿入部２の先端部６（図１参照）に装着された時に、先端部６の内部に設けられる電気接点（図示せず）と接触するようになっている。これによって、先端アダプタ１０の照明ユニット１３は、連結部材１３ｄを介して内視鏡の挿入部２と電気的に接続されている。先端部６の電気接点（不図示）は、挿入部２，操作部３，ユニバーサルケーブル９を挿通して装置本体４の内部へと延出される信号線，電力線と電気的に接続されている。これにより、先端アダプタ１０の照明ユニット１３は、装置本体４の電源ユニットや制御ユニットと電気的に接続される。

撮像光学ユニット１５は、直視型の撮像光学系を構成する複数の撮像レンズ１５ｂと、これら複数の撮像レンズ１５ｂを固定保持するレンズ保持筒１５ａ等によって主に構成されている。

本実施形態においては、撮像レンズ１５ｂは三枚の光学レンズで構成している。そして、これら三枚の光学レンズ（撮像レンズ１５ｂ）は、所定の間隔を置いて光軸に沿う方向に並べて配置され、レンズ保持筒１５ａの内部においてそれぞれが接着剤等を用いて固定保持されている。

そして、この撮像光学ユニット１５は、照明ユニット１３の照明ユニット枠１３ａに内挿されている。

このように構成される本実施形態の内視鏡装置１の先端アダプタ１０においては、照明ユニット１３における複数のＬＥＤチップ１３ｂは、例えば図７の回路図に示すような形態で電気的に接続されている。即ち、図７に示す接続例では、並列接続した２個のＬＥＤチップ１３ｂからなる一群の発光素子群（グループ）を複数（本実施形態では４つ）直列接続している。

複数のＬＥＤチップ１３ｂを、このような形態で接続すれば、複数のＬＥＤチップ１３ｂのうちの一つが、例えば寿命や断線等、何らかの原因で点灯しない状態（いわゆる球切れ状態）になったり、意図しない外力を受ける等によってＬＥＤチップ１３ｂと照明用基板１３ｃとを接続するボンディングワイヤが断線されてしまったり、又は外力等を受けて照明用基板１３ｃ自体が損傷して電極パターン１３ｆが断線状態になったような場合等には、その不具合が生じたＬＥＤチップ１３ｂのみが非点灯状態になるだけである。

以上説明したように上記第１の実施形態によれば、例えばＬＥＤチップ１３ｂの寿命や、先端アダプタ１０に対する意図しない外力が付与されて、複数のＬＥＤチップ１３ｂのうちの一つのＬＥＤチップ１３ｂが非点灯状態になる等の不具合が生じたとしても、その他のＬＥＤチップ１３ｂに影響が及ばないように構成している。

したがって、一つのＬＥＤチップ１３ｂの不具合によって、内視鏡装置１が直ちに使用不可能な状態になることを抑制できる。また、正常状態時に比べても照射光量が極端に減少してしまうようなことを抑制できる。さらに、照明ユニット１３による照明光の照射範囲に偏りが生じてしまうことを抑制できる。
それゆえ、仮に、一つのＬＥＤチップ１３ｂの不具合が生じた場合であっても、作業者は、内視鏡装置１を継続して使用することができる。

また、照明用基板１３ｃの実装面上におけるボンディングワイヤの配置を、内側寄りとなるように構成したので、先端アダプタ１０に対して付与される外力等の影響によってボンディングワイヤが切断されてしまう等の不具合を抑止することができる。

［第２の実施形態］
図８〜図１１は、本発明の第２の実施形態を示す図である。このうち、図８は本実施形態の先端アダプタの正面図である。図９は、本実施形態の先端アダプタの側断面図である。なお、図９は、図１０の［IX］−［IX］線に沿って切断した場合の断面を示している。図１０，図１１は、本実施形態の先端アダプタにおける照明用基板を取り出して示す平面図である。このうち、図１０は照明用基板の前面側の平面図である。図１１は照明用基板の裏面側の平面図である。

本発明の第２の実施形態の内視鏡装置の全体構成は、上述の第１の実施形態と同様である。
上述の第１の実施形態と本実施形態とは、内視鏡の挿入部の先端アダプタにおける照明ユニットのＬＥＤチップの実装レイアウトの点で相違する。したがって、本実施形態の以下の説明においては、上述の第１の実施形態とは異なる部位のみを詳述するに留め、その他の構成についての説明は省略する。なお、本実施形態を説明するのに際し必要となる上述の第１の実施形態と同様の構成部材には同じ符号を用い、上述の第１の実施形態の説明で用いた図面を参照するものとする。

本実施形態の内視鏡装置における先端アダプタ１０Ａは、着脱リング１２と、照明ユニット１３Ａと、撮像光学ユニット１５等によって主に構成されている。

着脱リング１２と撮像光学ユニット１５の構成は、上述の第１の実施形態と全く同様である。

照明ユニット１３Ａは、上述の第１の実施形態と同様に、略管状に形成される照明ユニット枠１３Ａａと、複数のＬＥＤチップ１３ｂと、照明用基板１３Ａｃと、連結部材１３ｄと、蛍光体分散樹脂１３ｅと、保護用コーティング樹脂１３ｋ等によって主に構成されている。

このうち、連結部材１３ｄと、接点部１３ｇと、蛍光体分散樹脂１３ｅと、保護用コーティング樹脂１３ｋは、上述の第１の実施形態と全く同様のものが適用される。また、ＬＥＤチップ１３ｂそのものも、上述の第１の実施形態で適用されるものと全く同様のものを適用しているのであるが、本実施形態においては、これら複数のＬＥＤチップ１３ｂの照明用基板１３Ａｃの実装面上における実装配置を異ならせて構成している。

複数のＬＥＤチップ１３ｂは、照明用基板１３ｃの実装面上において図１０の二点鎖線Ｂの円上に沿って並べて配置されているのは、上述の第１の実施形態と同様である。また、二点鎖線Ｂは、照明用基板１３Ａｃの実装面上において、最外周縁と開口１３ｈの外周縁との間の径方向の幅寸法（図９，図１１の符号Ｃ２参照）の略中間を通る円を想定しているのも、また略同様である。

なお、複数のＬＥＤチップ１３ｂの電気的な接続形態は、上述の第１の実施形態と同様の形態としている（図７の回路図参照）。

したがって、本実施形態においては、各ＬＥＤチップ１３ｂは、照明用基板１３Ａｃの実装面上において接点部１３ｇの形成されている領域を除く領域に、上述したように上記二点鎖線Ｂの円上に沿って所定の間隔を持って並べて配置されている。

この場合において、本実施形態においては、並列に接続される２つのＬＥＤチップ１３ｂを１つのグループとし、個々のグループ内で互いに隣接するＬＥＤチップ１３ｂの間隔をＰ２とし、互いに隣接する各グループ同士の間隔をＰ３とすると、Ｐ２＞Ｐ３となるように、複数のＬＥＤチップ１３ｂを配置している。

つまり、個々のグループ内においては、２つのＬＥＤチップ１３ｂの間隔を充分に離して配置する設定としたことによって、先端アダプタ１０Ａに付与された外力の悪影響が、グループ内での２つのＬＥＤチップ１３ｂに対して同時に及んでしまうことを回避し得るようにしている。その結果、各グループ同士の間隔Ｐ３が、グループ内の２つのＬＥＤチップ１３ｂの間隔Ｐ２よりも小となっている。この場合には、外力の悪影響が隣接する二つのグループに及ぶことになるが、そのような場合にも、１つのグループ内の２つのＬＥＤチップ１３ｂが同時に不具合を生じるようなことは回避できる。

また、照明用基板１３Ａｃの実装面上に形成された複数の電極パターン１３Ａｆは、照明用基板１３Ａｃの実装面上において開口１３ｈの外縁に沿うように形成される複数の内側パターン１３ｆａ（前面パターン）と、照明用基板１３ｃの外周縁に沿うように形成される複数の第１外側パターン１３ｆｂ１（前面パターン）と、照明用基板１３ｃの裏面側に形成され第１外側パターン１３ｆｂ１とスルーホールを介して接続されておりかつ一対の第１外側パターン１３ｆｂ１を連接するように照明用基板１３ｃの外周縁に沿って形成される複数の第２外側パターン１３ｆｂ２（裏面パターン）とがある。以下の説明では、これら内側パターン１３ｆａ，第１外側パターン１３ｆｂ１，第２外側パターン１３ｆｂ２を総称して電極パターン１３Ａｆというものとする。

このように、本実施形態においては、照明用基板１３ｃの実装面上に形成する外側パターンとして、前面側に第１外側パターン１３ｆｂ１を形成し、裏面側に第２外側パターン１３ｆｂ２を形成し、両者をスルーホールを介して接続するように構成している。

本実施形態においても、各ＬＥＤチップ１３Ｄｂと電極パターン１３ｆとを接続するボンディングワイヤの全ては、上記二点鎖線Ｂで示される円よりも内側に配置されるように構成している。

その他の構成は、上述の第１の実施形態と略同様である。

このように構成される上記第２の実施形態によれば、上述の第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

これに加えて本実施形態によれば、照明用基板１３ｃの小径化を実現することができ、よって、先端アダプタ１０Ａの外力に対する耐性の向上、若しくは先端アダプタ１０Ａの外径寸法の小径化を実現することができる。

即ち、照明用基板１３ｃの小径化を実現することによって、例えば上述の第１の実施形態の構成と本実施形態の構成とを比べてみた場合において、先端アダプタ（１０，１０Ａ）の外径寸法（Ｄ１，Ｄ２）（図４，図９参照）を維持するように、つまりＤ１＝Ｄ２となるように設計した場合には、上述の第１の実施形態の照明ユニット枠１３ａの厚さ寸法Ｔ１（図３，図４参照）に対して、本実施形態の照明ユニット枠１３Ａａの厚さ寸法Ｔ２（図８，図９参照）は、より大きく採ることができる。つまり、照明ユニット枠１３ａ，１３Ａａにおいて、Ｔ１＜Ｔ２となるように設計できる。したがって、これにより、第２の実施形態の構成によって、先端アダプタ１０Ａ（照明ユニット枠１３Ａａ）の外力に対する耐性を向上させることができる。

一方、例えば上述の第１の実施形態の照明ユニット枠１３ａと本実施形態の照明ユニット枠１３Ａａとを同様の構成部材として設計した場合、つまり、各実施形態において、各ユニット枠１３ａ，１３Ａａの厚さ寸法をＴ１＝Ｔ２として構成した場合には、上述の第１の実施形態の先端アダプタ１０の外径寸法Ｄ１に対して本実施形態の先端アダプタ１０Ａの外径寸法Ｄ２を、より小径化することができる。つまり、先端アダプタ１０，１０Ａにおいて、Ｄ１＞Ｄ２となるように設計できる。したがって、これにより、第２の実施形態の構成によって、先端アダプタ１０Ａの小径化を実現できる。

上述の第１，第２の実施形態においては、照明光源である発光素子としてのＬＥＤチップ１３ｂとして、発光面が上面にありワイヤーボンディングで実装するタイプのいわゆるフェイスアップ構造のＬＥＤチップを適用した場合の例示である。このタイプのＬＥＤチップは、最も汎用的な素子構造を持つものである。

一方、上記フェイスアップ構造以外のＬＥＤチップ構造を持つものがある。次に説明する第３〜第５の実施形態は、いずれもＬＥＤチップの上面側から電極を取り電極側を基板に対して実装するタイプのいわゆるフリップチップ構造のＬＥＤチップを適用した場合の例示である。

［第３の実施形態］
図１２，図１３は、本発明の第３の実施形態における先端アダプタの照明用基板を取り出して示す平面図である。このうち図１２は照明用基板の前面側の平面図である。図１３は照明用基板の裏面側の平面図である。

本発明の第３の実施形態の内視鏡装置の全体構成は、上述の第１の実施形態と略同様であり、先端アダプタ自体の外観も、上述の第１の実施形態の先端アダプタと略同様の外観を呈する。本実施形態においては、内視鏡の挿入部の先端アダプタにおける照明ユニットのＬＥＤチップの構造及びその実装レイアウトが異なるのみである。したがって、本実施形態の以下の説明においては、上述の第１の実施形態とは異なる部位のみを詳述するに留め、その他の構成についての説明は省略する。本実施形態を説明するのに際し必要となる上述の第１の実施形態と同様の構成部材には同じ符号を用い、上述の第１の実施形態の説明で用いた図面を参照するものとする。

本実施形態における先端アダプタの照明用基板１３Ｂｃに実装される複数のＬＥＤチップ１３Ｂｂは、２つの入出力電極（アノード，カソード）のうち一方がチップ上面側から取り出され、他方がチップ下面側から取り出されるように構成されたものである。

この構成のＬＥＤチップ１３Ｂｂが照明用基板１３Ｂｃの実装面上に実装されるのに際しては、２つの入出力電極のうちの一方をチップ上面側からボンディングワイヤを用いて内側パターン１３ｆａに接続されている。また、２つの入出力電極のうちの他方はチップ下面側においてバンプ又はハンダ等を用いて外側パターン１３ｆｂ３に直接接続されている。

複数のＬＥＤチップ１３Ｂｂは、上述の第１の実施形態と同様に、照明用基板１３Ｂｃの実装面上において接点部１３ｇの形成されている領域を除く領域に、図１２の二点鎖線Ｂの円上に沿って略等間隔となるように並べて配置されている。

なお、複数のＬＥＤチップ１３Ｂｂの電気的な接続形態は、上述の第１の実施形態と同様の形態としている（図７の回路図参照）。

その他の構成は、上述の第１の実施形態と略同様である。

このように構成される上記第３の実施形態によれば、上述の第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

これに加えて本実施形態によれば、個々のＬＥＤチップ１３Ｂｂと照明用基板１３Ｂｃの電極パターン１３Ｂｆとを接続するのに際しては、内側パターン１３ｆａに対してチップ上面側からボンディングワイヤを用いて接続する一方、外側パターン１３ｆｂ３に対してはチップ下面側においてバンプ又はハンダ等を用いて接続するようにしている。

この構成によって、外力の悪影響を受けやすいボンディングワイヤは、内側寄りの部位に配置されるようにしたので、本実施形態の先端アダプタは、外力に対する耐性を向上させることができる。

［第４の実施形態］
図１４は、本発明の第４の実施形態における先端アダプタの照明用基板を取り出して前面側を示す平面図である。

本発明の第４の実施形態の内視鏡装置の全体構成は、上述の第１の実施形態と略同様であり、先端アダプタ自体の外観も、上述の第１の実施形態の先端アダプタと略同様の外観を呈する。本実施形態は、内視鏡の挿入部の先端アダプタにおける照明ユニットのＬＥＤチップの構造及びその実装レイアウトが異なるのみである。したがって、本実施形態の以下の説明においては、上述の第１の実施形態とは異なる部位のみを詳述するに留め、その他の構成についての説明は省略する。本実施形態を説明するのに際し必要となる上述の第１の実施形態と同様の構成部材には同じ符号を用い、上述の第１の実施形態の説明で用いた図面を参照するものとする。

本実施形態における先端アダプタの照明用基板１３Ｃｃに実装される複数のＬＥＤチップ１３Ｃｂは、２つの入出力電極（アノード，カソード）の両方がチップ下面側から取り出されるように構成されたものである。

この構成のＬＥＤチップ１３Ｃｂが照明用基板１３Ｃｃの実装面上に実装されるのに際しては、２つの入出力電極の両方がチップ下面側においてバンプ又はハンダ等を用いて内側パターン１３ｆａ及び外側パターン１３ｆｂ４に直接接続されている。

複数のＬＥＤチップ１３Ｃｂは、上述の第１の実施形態と同様に、照明用基板１３Ｃｃの実装面上において接点部１３ｇの形成されている領域を除く領域に、図１４の二点鎖線Ｂの円上に沿って略等間隔となるように並べて配置されている。

なお、複数のＬＥＤチップ１３Ｃｂの電気的な接続形態は、上述の第１の実施形態と同様の形態としている（図７の回路図参照）。

その他の構成は、上述の第１の実施形態と略同様である。

このように構成される上記第４の実施形態によれば、上述の第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

これに加えて本実施形態によれば、個々のＬＥＤチップ１３Ｃｂと照明用基板１３Ｃｃの電極パターン１３Ｃｆとを接続するのに際しては、内側パターン１３ｆａ及び外側パターン１３ｆｂ４のそれぞれがチップ下面側においてバンプ又はハンダ等を用いて接続されている。

この構成によって、外力の悪影響を受けやすいボンディングワイヤによる接続を排除することができるので、本実施形態の先端アダプタは、外力に対する耐性をさらに向上させることができる。

［第５の実施形態］
図１５は、本発明の第５の実施形態における先端アダプタの照明用基板を取り出して前面側を示す平面図である。図１６は、本実施形態における先端アダプタの発光素子の接続状態を示す回路図である。

本発明の第５の実施形態の内視鏡装置の全体構成は、上述の第１の実施形態と略同様であり、先端アダプタ自体の外観も、上述の第１の実施形態の先端アダプタと略同様の外観を呈する。また、本実施形態のＬＥＤチップの構造は、上述の第４の実施形態と同様である。つまり、本実施形態は、上述の第４の実施形態に対してＬＥＤチップの実装レイアウトが異なるのみである。したがって、本実施形態の以下の説明においては、上述の第１，第４の実施形態とは異なる部位のみを詳述するに留め、その他の構成についての説明は省略する。本実施形態を説明するのに際し必要となる上述の第１，第４の実施形態と同様の構成部材には同じ符号を用い、上述の第１の実施形態の説明で用いた図面を参照するものとする。

本実施形態における先端アダプタの照明用基板１３Ｄｃに実装される複数のＬＥＤチップ１３Ｃｂは、上述の第４の実施形態と全く同様に、２つの入出力電極（アノード，カソード）の両方がチップ下面側から取り出されるように構成されたものである。

複数のＬＥＤチップ１３Ｃｂは、上述の第４の実施形態と同様に、照明用基板１３Ｄｃの実装面上において接点部１３ｇの形成されている領域を除く領域に、図１５の二点鎖線Ｂの円上に沿って所定の間隔で並べて配置されている。

なお、複数のＬＥＤチップ１３Ｃｂの電気的な接続形態は、図１６の回路図に示すような形態で電気的に接続されている。即ち、図１６に示す接続例では、並列接続した３個のＬＥＤチップ１３Ｃｂからなるグループ４つを直列接続している。

本実施形態においては、並列に接続される３つのＬＥＤチップ１３Ｃｂを１つのグループとし、個々のグループ内で互いに隣接するＬＥＤチップ１３Ｃｂの間隔をそれぞれＰ４とし、隣接する各グループ同士の間隔をＰ５とすると、Ｐ４＜Ｐ５となるように、複数のＬＥＤチップ１３Ｃｂを配置している。

その他の構成は、上述の第１の実施形態と略同様である。

このように構成される上記第５の実施形態によれば、上述の第１，第４の実施形態と同様の効果を得ることができる。

これに加えて本実施形態によれば、１つのグループを構成し並列接続されるＬＥＤチップ１３Ｃｂを３つにしたので、照明用基板１３ｃの実装面上において複数のＬＥＤチップ１３Ｃｂを高密に配置することができる。

また、この場合において、各グループ同士の間隔Ｐ５を、グループ内での個々のＬＥＤチップ１３Ｃｂの間隔Ｐ４よりも大とする配置設定としたので、外力による悪影響が隣接する２つのグループ内に対して同時に及ぶことを回避できるだけではなく、ＬＥＤチップ１３Ｃｂの実装レイアウトの自由度を高めた設計を行うことができる。

［第６の実施形態］
上述の第１〜第５の実施形態においては、直視型の撮像光学系を具備する内視鏡の先端アダプタを例に挙げて説明したが、本発明は、側視型の撮像光学系を具備する内視鏡の先端アダプタに対しても適用することができる。

次に説明する第６の実施形態は、側視型の撮像光学系を具備する内視鏡を有する内視鏡装置における先端アダプタの例示である。

図１７は、本発明の第６の実施形態における先端アダプタの側断面図である。図１８，図１９は、本実施形態の先端アダプタの照明用基板のみを取り出して示す図である。このうち、図１８は同基板の前面側を示す平面図である。図１９は、同基板の裏面側を示す平面図である。図２０は、本実施形態における先端アダプタの発光素子の接続状態を示す回路図である。

本発明の第６の実施形態の内視鏡装置の全体構成は、上述の各実施形態と略同様であり、先端アダプタの構成のみが異なる。したがって、本実施形態の以下の説明においては、上述の各実施形態と異なる部位のみを詳述するに留め、その他の構成についての説明は省略する。本実施形態を説明するのに際し必要となる上述の各実施形態と同様の構成部材には同じ符号を用い、上述の各実施形態の説明で用いた図面を適宜参照するものとする。

本実施形態の内視鏡装置における先端アダプタ１０Ｅは、着脱リング１２と、照明ユニット１３Ｅと、撮像光学ユニット１５Ｅ等によって主に構成されている。

図１７に示すように、略管状に形成される着脱リング１２は、内周面にネジ溝１２ａ，１２ｂを有し、上述の各実施形態における対応部材と略同様に形成されており、内視鏡の挿入部の先端部の先端側に対して着脱自在に形成される。

着脱リング１２の先端には、撮像光学ユニット１５Ｅが連設されている。この撮像光学ユニット１５Ｅの先端には、照明ユニット１３Ｅが連設されている。

本実施形態における側視型の撮像光学系は、撮像光学ユニット１５Ｅに固定保持される二枚の撮像レンズ１５ｂと、照明ユニット１３Ｅに固定保持されるプリズム１５ｂｂ及び一枚の撮像レンズ１５ｂｃとで構成されている。

即ち、撮像光学ユニット１５Ｅは、側視型の撮像光学系を構成する光学部材一部であって二枚の撮像レンズ１５ｂと、これら二枚の撮像レンズ１５ｂを固定保持するレンズ保持筒１５Ｅａ等によって主に構成されている。

このうち上記二枚の撮像レンズ１５ｂは、所定の間隔を置いて光軸Ｏ１に沿って並べて配置され、レンズ保持筒１５Ｅａの内部においてそれぞれが接着剤等を用いて固定保持されている。そして、レンズ保持筒１５Ｅａの基端側は着脱リング１２の先端に内挿されて固定されている。

また、側視型の撮像光学系を構成する光学部材一部であって、観察対象物からの光束の光路（図１７において光軸Ｏ２で示す）を角度略９０度折り曲げて撮像素子（図示せず）の側へと導くプリズム１５ｂｂと、観察対象物からの光束が入射されるべく外部に露呈して設けられる撮像レンズ１５ｂｃとは、照明ユニット１３Ｅの照明ユニット枠１３Ｅａ（後述する）に固定保持されている。

一方、レンズ保持筒１５Ｅａには、軸方向に挿通する挿通孔１５ｃが穿設されている。この挿通孔１５ｃには、照明ユニット１３Ｅの構成部材の一部である連結部材１３ｄが固設されている。

照明ユニット１３Ｅは、内部に断面がＬ字状に形成される空間１３ｎを有する照明ユニット枠１３Ｅａと、照明光源となる複数のＬＥＤチップ１３ｂと、これら複数のＬＥＤチップ１３ｂが実装される照明用基板１３Ｅｃと、照明用基板１３Ｅｃの実装面の裏面側の接点部１３ｇに接続される連結ケーブル１３ｍと、この連結ケーブル１３ｍの一端に接続される連結部材１３ｄと、ＬＥＤチップ１３ｂの前面側を覆うように設けられる蛍光体分散樹脂１３ｅと、この蛍光体分散樹脂１３ｅの前面を覆う保護用のコーティング樹脂１３ｋ等によって主に構成されている。

照明用基板１３Ｅｃは、略平板状からなり、照明ユニット枠１３Ｅａの開口１３ｐの部位に内挿されている。照明用基板１３Ｅｃが照明ユニット枠１３Ｅａに装着された状態において、照明用基板１３Ｅｃの実装面、即ちＬＥＤチップ１３ｂが実装されている面が、外部に露呈するようになっている。

また、照明用基板１３Ｅｃの裏面側からは連結ケーブル１３ｍが延出している。この連結ケーブル１３ｍは、照明ユニット枠１３Ｅａの内部空間１３ｎに挿通配置されている。そして、照明ユニット１３Ｅと撮像光学ユニット１５Ｅとが連設された状態となったとき、連結ケーブル１３ｍの基端は、連結部材１３ｄの先端に接続されるようになっている。これにより、先端アダプタ１０Ｅの照明ユニット１３Ｅの照明用基板１３Ｅｃは、連結ケーブル１３ｍ，連結部材１３ｄを介して内視鏡の挿入部（図示せず）と電気的に接続されている。

複数のＬＥＤチップ１３ｂは、照明用基板１３Ｅｃの実装面上に適宜所定の形状に形成された複数の電極パターン１３ｆに対してボンディングワイヤ等によって電気的に接続されている。

このように構成される本実施形態の内視鏡装置における先端アダプタ１０Ｅにおいては、照明ユニット１３Ｅの複数のＬＥＤチップ１３ｂは、例えば図２０の回路図に示すような形態で電気的に接続されている。即ち、図２０に示す接続例では、並列接続した３個のＬＥＤチップ１３ｂからなるグループ３つを直列接続している。

本実施形態は側視型の撮像光学系を具備する内視鏡としているので、上述の各実施形態の直視型のものと比べて、照明用基板１３Ｅｃの実装面積を広くとることができる。そのために、上述のように、並列接続する１グループ内のＬＥＤチップ１３ｂの個数を増やし、一群のＬＥＤチップ１３ｂを多角形に配置して、ＬＥＤチップ１３ｂの密集化を実現している。

その他の構成は、上述の各実施形態の構成に略準じているものとする。

以上説明したように上記第６の実施形態によれば、側視型の撮像光学系を具備する内視鏡を有する内視鏡装置に対しても、上記各実施形態と略同様に本発明を適用することができ、略同様の効果を得ることができる。

なお、上記第６の実施形態においては、ＬＥＤチップの構造として、フェイスアップ構造のものを適用した場合の例を図示しているが、本実施形態に適用されるＬＥＤチップの構造は、これに限られることはなく、フリップチップ構造のＬＥＤチップを適用することも容易に可能である。

また、上述の各実施形態では、本発明をアダプタ式の内視鏡に適用した場合を例に挙げて説明しているものであるが、本発明を適用し得るのはアダプタ式内視鏡のみに限られることはなく、先端部が一体式の内視鏡に対しても同様に適用し得るのは当然である。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用を実施し得ることが可能であることは勿論である。さらに、上記実施形態には、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み合わせによって、種々の発明が抽出され得る。例えば、上記一実施形態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、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の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。

本発明は、工業分野の内視鏡装置だけでなく、医療分野の内視鏡装置にも適用することができる。

１……内視鏡装置
２……挿入部
３……操作部
４……装置本体
６……先端部
７……湾曲部
８……可撓管部
９……ユニバーサルケーブル
１０，１０Ａ，１０Ｅ，１１０……先端アダプタ
１２，１１２……着脱リング
１２ａ，１２ｂ……ネジ溝
１３，１３Ａ，１３Ｅ，１１３……照明ユニット
１３ａ，１３Ａａ，１３Ｅａ，１１３ａ……照明ユニット枠
１３ｂ，１３Ｂｂ，１３Ｃｂ，１１３ｂ……ＬＥＤチップ
１３ｃ，１３Ａｃ，１３Ｂｃ，１３Ｃｃ，１３Ｄｃ，１３Ｅｃ，１１３ｃ……照明用基板
１３ｄ……連結部材
１３ｅ……蛍光体分散樹脂
１３ｆ，１３Ａｆ，１３Ｂｆ，１３Ｃｆ，１１３ｆ……電極パターン
１３ｇ，１１３ｇ……接点部
１３ｈ……開口
１３ｋ……保護用コーティング樹脂
１３ｍ……連結ケーブル
１３ｎ……内部空間
１３ｐ……開口
１５，１５Ｅ，１１５……撮像光学ユニット
１５ａ，１５Ｅａ，１１５ａ……レンズ保持筒
１５ｂ，１５ｂｃ，１１５ｂ……撮像レンズ
１５ｂｂ……プリズム
１５ｃ……挿通孔

Claims (5)

1. 複数の発光素子と、これら複数の発光素子を実装する複数のパターンを備えた基板とを有する照明ユニットを挿入部の先端部に具備する内視鏡を含んで構成される内視鏡装置において、
   前記複数の発光素子は、少なくとも２つ以上の前記発光素子を並列接続してなる一群の発光素子群を、群単位で複数直列接続されており、
   前記基板は、前記挿入部の先端部において前記複数の発光素子を実装する実装面が当該内視鏡における光軸方向の前方に向く位置に配置され、該基板上の前記複数のパターンと前記複数の発光素子との各々の接続部の少なくとも一部は、前記基板の実装面上において前記挿入部の中心軸寄りの部位に配置されていることを特徴とする内視鏡装置。
2. 前記基板は、前記複数の発光素子の一方の電極が接続される前面パターンと、前記複数の発光素子の他方の電極が接続される裏面パターンとを有し、
   前記複数の発光素子のうち並列接続される一群の発光素子の群内での配置間隔は、互いに隣接する群同士の配置間隔よりも広くなるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記複数の発光素子は、フェイスアップ構造の発光ダイオードであって、前記発光素子と前記基板の前記パターンとはボンディングワイヤを介して接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内視鏡装置。
4. 前記複数の発光素子は、少なくとも一部にフリップチップ構造を有する発光ダイオードであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内視鏡装置。
5. 照明光を発光する複数の発光素子と、略リング形状に形成され前記複数の発光素子を実装する複数のパターンを備えた基板とを有する照明ユニットを挿入部の先端部に具備する内視鏡を含んで構成される内視鏡装置において、
   前記複数の発光素子は、複数を並列接続した一群の発光素子を群単位で複数直列接続され、
   前記基板は、前記挿入部の先端部において前記複数の発光素子を実装する実装面が当該内視鏡における光軸方向の前方に向く位置に配置され、前記複数の発光素子と前記複数のパターンとの前記基板上における接続部の少なくとも一部は前記基板の内周寄りの部位に配置されており、
   前記内視鏡挿入部の前記先端部に対して外力が付与された際に、その衝撃力の影響を受けて前記複数の発光素子のうちの少なくとも一つが非点灯状態になったとしても、前記複数の発光素子の他の発光素子の点灯状態は阻害されることがなく、前記内視鏡を継続して使用可能であることを特徴とする内視鏡装置。

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