JP2003153852A - 電子内視鏡 - Google Patents

電子内視鏡

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JP2003153852A
JP2003153852A JP2001358028A JP2001358028A JP2003153852A JP 2003153852 A JP2003153852 A JP 2003153852A JP 2001358028 A JP2001358028 A JP 2001358028A JP 2001358028 A JP2001358028 A JP 2001358028A JP 2003153852 A JP2003153852 A JP 2003153852A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】固体撮像装置の構成要素となる固体撮像素子の
温度上昇を抑え、固体撮像素子の温度依存による電気特
性を改善する。 【解決手段】先端金属部材31,29,30は、固体撮
像装置24と送気・送水ノズル25と吸引チャンネル2
8を固定する領域の先端金属部材31と、ライトガイド
ユニット26,27を固定する領域の先端金属部材2
9,30とに分割され、かつ、前記領域間に断熱材32
により断熱処理を施している。これにより、ライトガイ
ドユニット26,27の熱が固体撮像装置24にあまり
伝わらない様にすることが出来るので、固体撮像装置2
4の構成要素となる固体撮像素子の温度上昇を抑え、固
体撮像素子の温度依存による電気特性を改善することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内視鏡の挿入部の
先端部に固体撮像装置とライトガイドユニットと送気・
送水ノズルと吸引チャンネルを有する電子内視鏡に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、手術に用いる内視鏡装置の一例と
して、内視鏡の挿入部の先端部に固体撮像装置とライト
ガイドユニットと送気・送水ノズルと吸引チャンネルを
配設して形成した電子内視鏡がある。このような電子内
視鏡では、ライトガイドユニットから生体組織等の被写
体に光を当て、この光を当てた被写体を固体撮像装置で
撮像し、空気・水送り口より送出した空気或いは水やそ
の他の物質を吸引チャンネルで吸引し得るようになって
いる。
【0003】このような電子内視鏡の従来例としては、
特開平1−188084号公報に記載のものがある。特
開平1−188084号公報に記載の内視鏡の先端部で
は、照明系と撮像系等を、一つの先端枠に配置してい
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、電子
内視鏡の細径化に伴い、撮像系となる固体撮像装置の小
型化が必要になってきている。また固体撮像装置の小型
化に伴い、固体撮像装置の構成要素となる固体撮像素子
が小型化し、固体撮像素子の受光部が縮小化されると、
従来の感度を維持するためには、固体撮像素子内にて、
ゲインを上げていく傾向にある。ゲインを上げると、固
体撮像素子が発熱し、この結果、温度依存する電気特性
(白キズ、暗電流ノイズ)をいかに改善するかが課題に
なっていた。
【0005】また、電子内視鏡の細径化に伴い、ライト
ガイドユニットと固体撮像装置との距離が近くなってき
ている。これにより、ライトガイドユニットの熱の影響
を受け固体撮像素子の温度が上昇し、この結果、温度依
存する電気特性(白キズ、暗電流ノイズ)をいかに改善
するかが課題になっていた。
【0006】しかしながら、従来の内視鏡の先端部で
は、特開平1−188084号公報に開示されているよ
うに、照明系と撮像系等を一つの先端枠に配置している
ので、固体撮像素子の冷却が難しく、固体撮像素子のゲ
インを上げたり、電子内視鏡の細径化した場合、固体撮
像素子の温度の上昇を抑制しにくくなり、電気特性の改
善が困難であった。
【0007】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、固体撮像装置の構成要素となる固体撮像素子の
温度上昇を抑え、固体撮像素子の温度依存による電気特
性を改善することができる電子内視鏡の提供を目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
請求項1に記載の電子内視鏡は、固体撮像装置とライト
ガイドユニットと送気・送水ノズルと吸引チャンネルを
有する電子内視鏡において、先端金属部材が、前記固体
撮像装置、前記送気・送水ノズル及び前記吸引チャンネ
ルを固定する領域と、前記ライトガイドユニットを固定
する領域とに分割され、かつ、前記領域間に断熱処理を
施したことを特徴とする。
【0009】請求項2に記載の電子内視鏡は、請求項1
に記載の電子内視鏡であって、前記固体撮像装置の固体
撮像素子を構成する発熱部材を、1つの熱伝導性の高い
素材で構成された回路基板に配置し、前記回路基板を前
記固体撮像装置近傍の熱伝導性の高い金属体に当接した
ことを特徴とする。
【0010】請求項1に記載の電子内視鏡では、先端金
属部材を、ライトガイドユニットを固定する領域と、固
体撮像装置、吸引チャンネル及び送気・送水ノズルを固
定する領域に分離することにより、ライトガイドユニッ
トの熱が固体撮像装置にあまり伝わらない様にすること
が出来るので、固体撮像装置の構成要素となる固体撮像
素子の温度上昇を抑え、固体撮像素子の温度依存による
電気特性を改善することができる。
【0011】また、請求項1に記載の電子内視鏡では、
吸引チャンネル、送気・送水ノズルを固定する領域は吸
引時及び送気・送水時に冷却されるので、固体撮像装置
を吸引チャンネル及び送気・送水ノズルを固定する領域
に嵌挿することにより、固体撮像装置の熱を吸熱し、固
体撮像装置を放熱することができ、固体撮像装置の構成
要素となる固体撮像素子の温度上昇を抑え、固体撮像素
子の温度依存による電気特性を改善することができる。
【0012】請求項2に記載の電子内視鏡では、前記固
体撮像素子が発生する熱が、熱伝導性の高い素材で構成
された回路基板を介して熱伝導性の高い金属体に伝わる
ので、より固体撮像素子の温度上昇を抑え、固体撮像素
子の温度依存による電気特性を改善することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。 (第1の実施の形態)図1ないし図6は本発明の第1の
実施の形態に係り、図1は電子内視鏡を用いた内視鏡シ
ステムを示す説明図、図2は電子内視鏡の先端硬質部の
分解斜視図、図3は先端金属部材の斜視図、図4は図3
のA−A線断面図、図5は図3のB−B線断面図、図6
は図3のC−C線断面図である。ここで、図3では先端
硬質部の先端金属部材についてのみ図示しているが、図
4乃至図6では断面図においては先端金属部材以外の先
端硬質部の部材も図示している。
【0014】(構成)先ず、図1を用いて内視鏡システ
ムの全体構成を説明する。
【0015】図1に示すように、電子内視鏡1は、先端
硬質部2と、湾曲部3と、蛇管部4と、鉗子挿入部5
と、操作部6と、ユニバーサルコード7と、コネクタ部
8とを具備して構成されている。
【0016】コネクタ部8には、ライトガイドコネクタ
10と、送気口金11と、電子コネクタ12とが設けら
れている。
【0017】ライトガイドコネクタ10は光源21と接
続するためのものである。送気口金11は光源21に内
蔵される図示しない送気ポンプに接続するためのもので
ある。このようなライトガイドコネクタ10と送気口金
11により光源21はコネクタ部8に接続される。
【0018】電子コネクタ12はプロセッサ20に接続
するためのものである。電子内視鏡1は電子コネクタ1
2により電子ケーブル9を介してプロセッサ20に接続
される。
【0019】プロセッサ20は、モニタケーブル19を
介してモニタ18と接続しており、内視鏡画像をモニタ
18に映し出す。
【0020】また、コネクタ部8には、送水タンク17
と接続するための送水口金13と、吸引ポンプ22と接
続するための吸引口金14とが設けられている。送水口
金13及び吸引口金14は、それぞれ送水パイプ15及
び吸引パイプ16を介して、それぞれ送水タンク17及
び吸引ポンプ22に接続される。
【0021】送気・送水と吸引の動作は操作部6に設け
られた弁6aの操作により行われる。
【0022】次に、図2及び図3を用いて先端硬質部2
の詳細を説明する。図2に示すように、先端硬質部2に
は、固体撮像装置24とライトガイユニット26,27
と送気・送水ノズル25と吸引チャンネル28が例えば
図示しないねじで固定されている。
【0023】また、先端硬質部2の先端金属部材31,
29,30には、カバー23が先端より嵌挿され、後部
からは図1の湾曲部3が嵌挿され、例えばエポキシ系接
着剤と図示しないねじとで固定されている。本実施の形
態において、カバー23はプラスチック製である。
【0024】先端硬質部2は、図3に示すように先端金
属部材31,29,30に分割されいる。図2に示すよ
うに、各先端金属部材31,29,30間には断熱材3
2が入っている。
【0025】先端金属部材31,29,30はカバー2
3で固定されている。図3のA−A線における構造を図
4を用いて説明する。図4に示すように、固体撮像装置
24は対物レンズユニット24aと撮像部24bとから
構成されている。
【0026】対物レンズユニット24aは撮像部24b
のCCDホルダ38に嵌合し、所望の位置で例えばエポ
キシ系の接着剤にて固定されている。
【0027】撮像部24bは固体撮像素子24cとCC
Dホルダ38と枠部材39と熱収縮チューブ40と光学
部材41と接着剤48とから構成されている。
【0028】固体撮像素子24cはCCDカバーガラス
42とCCDチップ43と基板44と電子部品45、4
6とから構成されている。
【0029】光学部材41にはCCDカバーガラス42
が例えば紫外線硬化型の接着剤にて接着されており、C
CDカバーガラス42はCCDチップ43に接合されて
いる。この場合、光学部材41は、受光部43aとの位
置出しを行った後にCCDカバーガラス42に接着して
いる。また、光学部材41はCCDホルダ38に嵌合さ
れ、例えばエポキシ系の接着剤にて接着固定されてい
る。
【0030】CCDチップ43には基板44が電気的に
接続されている。基板44には電子部品45,46が実
装されている。また、基板44にはケーブル47が電気
的に接続されている。
【0031】枠部材39は、CCDホルダ38が嵌挿さ
れており、固体撮像素子24cを保護するようになって
いる。
【0032】枠部材39の周りには熱収縮チューブ40
が被せられている。この状態で、熱収縮チューブ40は
ケーブル47を押さえている。また、枠部材39内部の
隙間には例えばエポキシ系の接着剤である接着剤48が
隙間無く充填されている。
【0033】また、先端金属部材31と固体撮像装置2
4との隙間も接着剤48が充填され、固定を強固な物に
している。本実施の形態で接着剤48はエポキシ系の黒
色封止樹脂を用いている。
【0034】対物レンズユニット24aは、レンズ枠3
3内に、間隔管34、レンズ35、36、37を所望の
位置に配置したものである。対物レンズユニット24a
は先端金属部材31に嵌挿され、例えば接着剤やねじに
よって固定されている。
【0035】ライトガイユニット27は先端金属部材3
0に嵌挿され、例えば接着剤やねじによって固定されて
いる。先端金属部材30と先端金属部材31との間には
断熱材32が設けられている。本実施の形態では、断熱
材32がライトガイユニット27と先端金属部材30の
嵌合長と同等もしくはそれ以上の長さで設けられてい
る。
【0036】図5のB−B線における構造を図4を用い
て説明する。図5に示すように、吸引チャンネル28は
先端金属部材31に嵌合されている。図6のC−C線に
おける構造を図4を用いて説明する。図6に示すよう
に、送気・送水ノズル25は先端金属部材31に嵌合さ
れ、例えばエポキシ系の接着剤によって固定されてい
る。
【0037】このような構成により、電子内視鏡1は、
固体撮像装置24とライトガイドユニット26,27と
送気・送水ノズル25と吸引チャンネル28とを有して
いる。
【0038】先端金属部材31,29,30は、固体撮
像装置24と送気・送水ノズル25と吸引チャンネル2
8を固定する領域の先端金属部材31と、ライトガイド
ユニット26,27を固定する領域の先端金属部材2
9,30とに分割され、かつ、前記領域間に断熱材32
により断熱処理を施している。
【0039】(作用)第1の実施の形態において、ライト
ガイユニット26,27は内視鏡観察状態で常に発光し
ているので発熱している。しかしながら、その熱は、断
熱材32により、先端金属部材31、レンズ枠33及び
CCDホルダ38を介してCCDチップ43にあまり伝
わらない様にすることができる。
【0040】一方、送気・送水ノズル25は送気・送水
時に管路の中を空気や水が通るので、送気・送水ノズル
25に嵌合している先端金属部材31は冷却される。ま
た、吸引チャンネル28は吸引時に空気が通るので、こ
の場合にも吸引チャンネル28に嵌合している先端金属
部材31は冷却される。
【0041】先端金属部材31が冷却されることによっ
て、嵌合しているレンズ枠33は冷却され、同じく嵌合
しているCCDホルダ38も冷却される。CCDホルダ
38が冷却されることによって、発熱している固体撮像
素子24cが冷却できる。
【0042】結果として、固体撮像素子24cのCCD
チップ43の温度上昇が抑えられる。
【0043】(効果)以上、説明したように第1の実施
の形態によれば、電子内視鏡の細径化した場合にも、固
体撮像装置24の構成要素となる固体撮像素子24cの
CCDチップ43の温度上昇を抑え、固体撮像素子24
cの温度依存による電気特性を改善することができるの
で、電子内視鏡を細径化し、かつ内視鏡画像の高画質化
を図れる。
【0044】(第2の実施の形態)図7は本発明の第2
の実施の形態に係る先端硬質部の断面図である。図7は
第1の実施の形態における図3のA−A線に相当する位
置の断面を示している。また、図7において、図1乃至
図6に示した第1の実施の形態と同様の構成要素には同
じ符号を付して説明を省略している。
【0045】(構成)図7において、第2の実施の形態
は、前記固体撮像装置124の固体撮像素子124cを
構成する発熱部材(CCDチップ43、電子部品45、
46)を、1つの熱伝導性の高い素材で構成された回路
基板(ガラス基板149)に配置し、前記回路基板を前
記固体撮像装置近傍の熱伝導性の高い金属体(CCDホ
ルダ138)に当接したものである。
【0046】さらに詳細に説明すると、固体撮像装置1
24は対物レンズユニット24aと撮像部124bとか
ら構成されている。
【0047】撮像部124bは、固体撮像素子124c
と、CCDホルダ138と、枠部材139と、熱収縮チ
ューブ140と、光学部材41と、接着剤148とから
構成されている。
【0048】固体撮像素子124cはCCDカバーガラ
ス42とCCDチップ43とガラス基板149と電子部
品45、46とから構成されている。
【0049】電子部品45はバッファICであり、電子
部品46はチップコンデンサである。ガラス基板149
は、熱伝導性が高いガラスを絶縁基材に用いてしてい
る。ガラス基板149には、CCDチップ43及び電子
部品45が例えばバンプ接合にて接続され、さらに、電
子部品46が実装されている。また、ガラス基板149
にはケーブル47が接続されている。
【0050】ガラス基板149の端面はCCDホルダ1
38の内側に当接されている。先端金属部材131、枠
部材139、熱収縮チューブ140及び接着剤148
は、CCDホルダ138及びガラス基板149の形状に
合わせて、図4に示した先端金属部材31、枠部材3
9、熱収縮チューブ40及び接着剤48に比べて若干の
形状変更が行われている。
【0051】以上説明した以外の第2の実施の形態の固
体撮像装置124の主な構成は、図4に示す第1の実施
の形態に示す固体撮像装置24と同じである。
【0052】(作用)第2の実施の形態において、CCD
チップ43及び電子部品45,46で発生した熱は、一
元的にガラス基板149に集中し、ガラス基板149、
CCDホルダ138及びレンズ枠33がそれぞれ嵌合及
び当接する事によって出来る熱伝導ルート160を伝っ
て先端金属部材131に放熱出来る様になっている。こ
れにより、CCDチップ43の温度上昇をさらに抑える
ことが可能になる。
【0053】(効果)以上、説明したように第2の実施
の形態によれば、第1の実施の形態に比べて、CCDチ
ップ43の温度上昇さらに抑えることができ、さらに電
子内視鏡を細径化し、内視鏡画像の高画質化を行える。
【0054】(第3の実施の形態)図8ないし図10は
本発明の第3の実施の形態に係り、図8は側視タイプの
電子内視鏡の先端硬質部の断面図、図9は図8の部分D
の拡大図、図10は図8のE−E線断面図である。
【0055】(構成)図8において、先端硬質部202
の側面には、固体撮像装置224と、送気・送水ノズル
225と、ライトガイユニット227とが設けられてい
る。
【0056】先端硬質部202は、図3の様に先端金属
部材231,230に分割されており、部材間には断熱
材232が入っている。
【0057】固体撮像装置224は対物レンズユニット
24aと撮像部224bとから構成されている。
【0058】対物レンズユニット24aは撮像部224
bのCCDホルダ238に嵌合し、例えばエポキシ系の
接着剤によって固定されている。
【0059】撮像部224bは、CCDホルダ238
と、固体撮像素子224cと、光学部材241と、封止
樹脂254とから構成されている。
【0060】固体撮像素子224cは、CCDカバーガ
ラス242と、CCDチップ243と、フレキシブル基
板250と、電子部品245、246、247とから構
成されている。
【0061】光学部材241にはCCDカバーガラス2
42が例えば紫外線硬化型接着剤によって接着されてい
る。CCDカバーガラス242はCCDチップ243に
接合されている。光学部材241は、受光部243aと
の位置出しを行った後にCCDカバーガラス242に接
着されている。光学部材241はCCDホルダ238に
嵌合されている。
【0062】また、第3の実施の形態では、CCDチッ
プ243と接続する基板がフレキシブル基板250であ
り、図9に示すように、フレキシブル基板250のイン
ナーリード251とCCDチップ243のパッド253
とはバンプ252によってバンプ接合されている。この
ようなバンプ252によるバンプ接合部は封止樹脂25
4で保護されている。本実施の形態の封止樹脂254は
例えばエポキシ系の黒色封止樹脂である。
【0063】図10に示すように、第3の実施の形態で
は、放熱部材255をCCDチップ243の裏面に設
け、放熱部材255とCCDチップ243の間からフレ
キシブル基板250を延出させている。
【0064】また、フレキシブル基板250はCCDチ
ップ243の裏面にコの字型に回し込み、放熱部材25
5はフレキシブル基板250の上からコの字型に回し込
んでいる。
【0065】また、図8に示すように、放熱部材255
は先端金属部材231に当接している。
【0066】(作用)第3の実施の形態において、放熱
部材255をコの字型にする事によって、CCDチップ
243に沿わせて放熱部材255の体積(熱容量)が増
やせるので、大型化することなく放熱効率の高い放熱部
材255が設けられる。また、CCDチップ243の裏
面に放熱部材255を配置し、先端金属部材231に当
接することによって、効率的にCCDチップ243の放
熱が出来、CCDチップ243の温度上昇が抑えられ
る。
【0067】(効果)以上、説明したように第3の実施
の形態によれば、側視タイプの電子内視鏡の場合にも、
第1の実施の形態に比べて、CCDチップの温度上昇さ
らに抑えることができ、さらに電子内視鏡を細径化し、
かつ内視鏡画像の高画質化を行える。
【0068】[付記]以上詳述したような本発明の上記
実施の形態によれば、以下の如き構成を得ることができ
る。
【0069】(付記項1) 固体撮像装置とライトガイ
ドユニットと送気・送水ノズルと吸引チャンネルを有す
る電子内視鏡において、先端金属部材が、前記固体撮像
装置、前記送気・送水ノズル及び前記吸引チャンネルを
固定する領域と、前記ライトガイドユニットを固定する
領域とに分割され、かつ、前記領域間に断熱処理を施し
たことを特徴とする電子内視鏡。
【0070】(付記項2) 前記固体撮像装置の固体撮
像素子を構成する発熱部材を、1つの熱伝導性の高い素
材で構成された回路基板に配置し、前記回路基板を前記
固体撮像装置近傍の熱伝導性の高い金属体に当接したこ
とを特徴とする付記項1に記載の電子内視鏡。
【0071】(付記項3) 前記固体撮像装置の固体撮
像素子を構成する発熱部材の裏面に放熱部材をコの字型
に回し込み、前記放熱部材を前記固体撮像装置近傍の熱
伝導性の高い金属体に当接した事を特徴とする付記項1
に記載の電子内視鏡。
【0072】(付記項4) 先端金属部材を、ライトガ
イドユニットを固定する領域と、吸引チャンネル、送気
・送水ノズルを固定する領域に隔離させ、前記領域間に
断熱処理を施し、吸引チャンネル、送気・送水ノズルを
固定する領域に固体撮像装置を嵌挿すことを特徴とする
電子内視鏡。
【0073】
【発明の効果】以上述べた様に本発明によれば、固体撮
像装置の構成要素となる固体撮像素子の温度上昇を抑
え、固体撮像素子の温度依存による電気特性を改善する
ことができるので、電子内視鏡を細径化し、かつ内視鏡
画像の高画質化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る電子内視鏡を
用いた内視鏡システムを示す説明図。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る電子内視鏡の
先端硬質部の分解斜視図。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係る先端金属部材
の斜視図。
【図4】図3のA−A線断面図。
【図5】図3のB−B線断面図。
【図6】図3のC−C線断面図。
【図7】本発明の第2の実施の形態に係る先端硬質部の
断面図。
【図8】本発明の第3の実施の形態に係る側視タイプの
電子内視鏡の先端硬質部の断面図。
【図9】図8の部分Dの拡大図。
【図10】図8のE−E線断面図。
【符号の説明】
1 …電子内視鏡 2 …先端硬質部 3 …湾曲部 4 …蛇管部 5 …鉗子挿入部 6 …操作部 7 …ユニバーサルコード 8 …コネクタ部 18 …モニタ 21 …光源 20 …プロセッサ 22 …吸引ポンプ 23 …カバー 24 …固体撮像装置 25 …送気・送水ノズル 26 …ライトガイユニット 27 …ライトガイユニット 28 …吸引チャンネル 29,30,31 …先端金属部材 32 …断熱材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 7/18 H01L 27/14 D Fターム(参考) 2H040 BA00 CA11 CA22 DA03 DA14 DA18 DA57 GA02 4C061 CC06 DD03 FF35 JJ06 JJ15 LL02 NN01 PP08 PP15 SS01 4M118 AA05 AA10 AB01 BA10 GA04 GD02 HA11 HA20 HA22 HA23 HA24 HA26 HA27 HA31 HA36 5C022 AA09 AB15 AB38 AC42 AC43 AC51 5C054 CC07 CE14 HA12

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固体撮像装置とライトガイドユニットと
    送気・送水ノズルと吸引チャンネルを有する電子内視鏡
    において、 先端金属部材が、前記固体撮像装置、前記送気・送水ノ
    ズル及び前記吸引チャンネルを固定する領域と、前記ラ
    イトガイドユニットを固定する領域とに分割され、か
    つ、前記領域間に断熱処理を施したことを特徴とする電
    子内視鏡。
  2. 【請求項2】 前記固体撮像装置の固体撮像素子を構成
    する発熱部材を、1つの熱伝導性の高い素材で構成され
    た回路基板に配置し、前記回路基板を前記固体撮像装置
    近傍の熱伝導性の高い金属体に当接したことを特徴とす
    る請求項1に記載の電子内視鏡。
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