JP2009153902A - 電子内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】電子内視鏡において撮像ユニットの回路基板と信号ケーブルとの接続部分の耐久性を向上させること。
【解決手段】連結コネクタ４０を、信号ケーブル２４に取り付けられるケーブル取付リング４７と、回路基板４５に取り付けられる基板取付部４８と、ケーブル取付リング４７及び基板取付部４８を連結する連結柱４９とから構成する。ケーブル取付リング４７は信号ケーブル２４に着脱可能であり、基板取付部４８は回路基板４５に着脱可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、挿入部の先端部に設けられた撮像ユニット及びこの撮像ユニットに接続される信号ケーブルを有する電子内視鏡に関する。

医療分野において電子内視鏡（以下、内視鏡）を利用した医療診断が盛んに行われている。内視鏡（いわゆる軟性鏡）は、患者の体腔内に挿入される屈曲可能な細長の挿入部と、挿入部の基端部分に連設された操作部と、プロセッサ装置や光源装置に接続されるユニバーサルコードとを備えている。挿入部の先端部には固体撮像素子を有する撮像ユニットが内蔵されており、先端部に設けられた観察窓を介して取り込まれた体腔内の観察部位の画像光は撮像ユニットに撮像されて画像信号とされ、この画像信号は挿入部、操作部及びユニバーサルコードに挿通された信号ケーブルを介してプロセッサ装置に伝送される。

内視鏡の使用時には挿入部が様々な方向に曲げられたり捩じられたりすることから、信号ケーブルは、挿入部内において挿入部の径方向及び長手方向に移動する。信号ケーブルは複数の信号線とこれらの信号線を覆う外被とから構成されており、信号ケーブルの先端から露呈させた複数の信号線は撮像ユニットの回路基板にそれぞれ半田付けされるが、この半田付けによる接続部分は強度的に強いものではなく、大きな負荷がかかると接続部分で半田外れや断線が生じるおそれがあった。

上記の断線等を防ぐために、信号ケーブルの先端部と撮像ユニットとを接着剤により一体的に固定する技術が知られている（特許文献１及び２参照）。また、信号ケーブルと撮像ユニットとを糸材により接続しこの糸材を張った状態にする技術が知られている（特許文献３及び４参照）。
特開平１１−１９０３５号公報 特開平１１−２６２４６７号公報 特開２００７−７１７９号公報 特開２０００−１０７１２４号公報

しかしながら、特許文献１及び２に記載されているような接着剤を用いる技術では、組立て後に信号ケーブルと撮像ユニットとの位置関係を調整し直すことができないという問題や、不具合発生時に信号ケーブルまたは撮像ユニットを修理することができないという問題、さらに接着剤により固定する作業に手間がかかるという問題があった。

また、特許文献３及び４に記載されているような糸材を用いる技術においても、一旦糸材を接続してしまうと信号ケーブルと撮像ユニットとの距離が決定され、その距離を調整し直すことができないという問題や、糸材を固定する作業に手間がかかるという問題があった。さらに、糸材は、引っ張り方向での負荷には強いものの、捩じり方向での負荷には弱いという問題もあった。

本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、信号ケーブルと撮像ユニットとの接続部分の耐久性を向上させるとともに、組立て時や修理時における作業性を向上させることができる電子内視鏡を提供することを目的とする。

本発明は、被検体内に挿入される挿入部の先端部に設けられた撮像ユニットと、複数の信号線及びこれらの信号線を覆う外被からなり前記挿入部に挿通される信号ケーブルとを備え、前記信号ケーブルの先端から露呈された信号線が前記撮像ユニットに接続される電子内視鏡に関し、電気絶縁性を有する材料で形成されるとともに、前記信号ケーブルの外被を有する先端部位と前記撮像ユニットとを連結するコネクタを設けたことを特徴とする。

前記コネクタは、前記先端部位に着脱可能に取り付けられるケーブル取付部と、前記撮像ユニットに着脱可能に取り付けられる撮像ユニット取付部と、前記ケーブル取付部及び撮像ユニット取付部を連結する連結部材とを有することが好ましい。これにより内視鏡組立て時や修理時にコネクタが簡単に着脱できる。

また、前記コネクタは、前記信号ケーブルの先端から露呈された複数の信号線、及びこれらの信号線が接続される前記撮像ユニットの接続端子を覆う形状になっていてもよい。これにより複数の信号線及び接続端子が保護できる。この場合、前記コネクタはゴム材により形成することが好ましい。

本発明は、信号ケーブルと撮像ユニットとを連結するコネクタを設けたので、信号ケーブルと撮像ユニットとの間の接続部分は引っ張り負荷及び捩じり負荷のいずれにも強くなる。また、従来のような接着材により一体化する接続技術や、糸材を用いる接続技術と比較して、コネクタは着脱し易く、内視鏡組立て時に信号ケーブルと撮像ユニットとの位置関係を調整することが簡単にできるとともに、不具合発生時にはコネクタを外すことにより信号ケーブルまたは撮像ユニットの修理作業がし易くなる。

図１に示すように、電子内視鏡１０は、挿入部１１、接続部１２、及び、操作部１３を備えた細長い形状になっている。挿入部１１は、先端から順に、先端部１４、湾曲部１５、及び、操作部１３に接続される可撓管部１６とで構成されている。接続部１２には、ユニバーサルコード１７を介してプロセッサ装置２６、送気装置（図示せず）、及び、光源装置（図示せず）などが接続される。プロセッサ装置２６には、先端部１４に内蔵する撮像ユニット９に駆動信号を送る撮像制御部や、撮像ユニット９で得られた画像信号を画像処理する画像処理部などが設けられている。

湾曲部１５は、操作部１３に設けられたアングルノブ１３ａの操作に連動して、挿入部１１内に挿設されたワイヤが押し引きされることにより、上下左右方向に湾曲動作する。可撓管部１６は、操作部１３と湾曲部１５との間を細径で長尺状に繋ぐ部分であり、可撓性を有している。これにより、先端部１４が体腔内の所望の方向に向けられ、撮像ユニット９で撮像した観察部位の画像信号はプロセッサ装置２６に送られて画像処理が施された後に表示部１９に内視鏡画像として表示される。なお、操作部１３には処置具が挿入される鉗子口１８が設けられており、鉗子口１８は鉗子チューブ２２に接続されている。

図２に示すように、可撓管部１６は、内側より順に可撓性を保ちながら内部を保護するフレックスと呼ばれる螺管１６ｃと、この螺管１６ｃの上に被覆され螺管１６ｃの伸張を防止するブレードと呼ばれるネット１６ｂと、このネット１６ｂ上に樹脂を被着した外層１６ａと、の３層で構成されている。可撓管部１６の内部には、先端部１４の照明用レンズに照明光を導くためのライトガイド２０，２１、鉗子チューブ２２、送気・送水チューブ２３、信号ケーブル２４、及び、ジェット噴射用チューブ３４等の複数本の内容物が遊挿されている。符号２５は、湾曲部１５を操作するためのアングルワイヤーであり、密着コイルパイプ２５ａの中に挿通されている。

信号ケーブル２４は、プロセッサ装置２６の撮像制御部で生成された駆動信号を撮像ユニット９に伝送するとともに、撮像ユニット９で得られた観察部位の画像信号をプロセッサ装置２６の画像信号処理部に伝送するなどの役割を果たす。信号ケーブル２４は、複数の信号線３５と、これらの信号線３５を束ねた外周を覆ってシールドの役割を果たす金属製網管３６と、金属製網管３６を覆う電気絶縁材料で形成された外被チューブ３７とから構成されている。金属製網管３６と外被チューブ３７とが外被３８を構成している。なお、複数の信号線３５を金属製網管３６で覆う替わりに金属箔テープを螺旋状に巻き付けてもよい。信号線３５は導体の周りを絶縁体で覆った絶縁電線である。

図３に示すように、先端部１４の先端面１４ａには、観察窓２７、照明窓２８,２９、ジェット噴射用噴射口３０、鉗子出口３１、送気・送水ノズル３２などが露呈して設けられている。観察窓２７には、体腔内の観察部位の像光を取り込むための対物光学系の一部が露呈して配されている。照明窓２８，２９は、照明用レンズの一部が配されており、光源装置から発する照明光をライトガイド２０，２１で導いて体腔内の観察部位に照射する。鉗子出口３１は、鉗子チューブ２２を介して操作部１３に設けた鉗子口１８と連通されている。送気・送水ノズル３２は、操作部１３に設けた送気・送水ボタンを操作することによって観察窓２７等の汚れを落とすための洗浄水やエアーを噴射する。ジェット噴射用噴射口３０は、送気装置から供給される流体、例えば空気や二酸化炭素ガスなどを観察部位に向けて噴射する。

図４に示すように、撮像ユニット９は、先端部１４の内部に固定されており、観察窓２７からの観察部位の画像光を結像する対物光学系４１、対物光学系４１を保持する鏡筒４２、ＣＣＤイメージセンサ（以下、ＣＣＤ）４３、対物光学系４１を透過した画像光をＣＣＤ４３に導光するプリズム４４、ＣＣＤ４３やＣＣＤ４３の駆動回路等が実装された回路基板４５などを有する。対物光学系４１の光軸とＣＣＤ４３の撮像面４３ａとは平行な位置関係になっている。回路基板４５にはＣＣＤ４３や駆動回路などに電気的に接続された複数の入出力端子４６（図５参照）が設けられている。

図５にも示すように、信号ケーブル２４は撮像ユニット９の後方に配されており、信号ケーブル２４の先端部は回路基板４５の手前で外被３８が除去されて複数の信号線３５が露呈されており、これらの信号線３５の導体部分が複数の入出力端子４６にそれぞれ半田付けされている。信号ケーブル２４と回路基板４５とは連結コネクタ４０により連結されており、複数の信号線３５は緊張することなく余裕をもって接続されている。

図６に示すように、連結コネクタ４０は、信号ケーブル２４の先端部に取り付けられるケーブル取付リング（ケーブル取付部）４７と、回路基板４５に取り付けられる基板取付部（撮像ユニット取付部）４８と、ケーブル取付リング４７と基板取付部４８とを連結する連結柱（連結部材）４９とから構成される。連結コネクタ４０は、電気絶縁性を有するプラスチックで形成されており、指で強い力をかけると変形する程度の弾性を有する。

ケーブル取付リング４７の内径は信号ケーブル２４の外径よりもやや小さいサイズになっている。ケーブル取付リング４７の一部には切り欠き４７ａが形成されており、ケーブル取付リング４７を信号ケーブル２４の先端部に取り付ける（固定する）際には、切り欠き４７ａを指で押し広げて切り欠き４７ａの間から信号ケーブル２４を入れてから締め付けられ、信号ケーブル２４の先端にはケーブル取り付けリング４７が強固に固定される。

基板取付部４８は、回路基板４５の下面に幅方向に沿うベース板４８ａと、ベース板４８ａの両端部上面からそれぞれ垂直に延びる側板４８ｂ，４８ｃと、各側板４８ｂ，４８ｃの上端部内面からそれぞれ垂直に延びる押え板４８ｄ，４８ｅとから構成される。側板４８ｂ，４８ｃの間隔は回路基板４５の幅とほぼ同じサイズになっており、側板４８ｂ，４８ｃが回路基板４５を幅方向で挟み込む構成になっている。また、各押え板４８ｄ，４８ｅはベース板４８ａに平行に延びており、各押え板４８ｄ，４８ｅとベース板４８ａとの距離は回路基板４５の厚みとほぼ同じサイズになっており、各押え板４８ｄ，４８ｅがベース板４８ａとの間で回路基板４５を厚み方向で挟み込む構成になっている。なお、この部分の取り付け強度を高めるには、凹凸の関係で外れない構成、例えば、回路基板４５の側端縁に凹部を形成し、コネクタの側板４８ｂ，４８ｃをこの凹部に嵌まり込むようにしておくとよい。

基板取付部４８を回路基板４５に取り付ける（固定する）際には、押え板４８ｄと押え板４８ｅとの間隔が広くなるように指で押し広げた上で、側板４８ｂ，４８ｃの間に回路基板４５を入れる。連結柱４９は、ベース板４８ａの幅方向での中央部と、ケーブル取付リング４７とを連結している。

連結コネクタ４０を用いることにより、信号ケーブル２４の先端部と回路基板４５とは互いに位置固定され、信号ケーブル２４と回路基板４５との接続部分は、引っ張り負荷及び捩じり負荷のいずれにも強くなる。

また、連結コネクタ４０は着脱可能であることから、例えば、内視鏡組立て時に、信号ケーブル２４と回路基板４５との位置関係が簡単に調整でき、また、不具合発生時には、連結コネクタ４０を外すだけで簡単に信号ケーブル２４または撮像ユニット９の修理作業を行うことができる。

なお、上記の連結コネクタ４０を可動式にしてもよい。図７に示すように、連結柱４９の替わりに、ケーブル取付リング４７に第１リンク６０を設けるとともに基板取付部４８に第２リンク６１を設ける。第２リンク６１は回転軸６２を介して第１リンク６０に対して回転可能になっている。回転軸６２の両側方にはストッパ６３，６４が設けられ、ストッパ６３，６４により第２リンク６１の可動範囲が制限されている。ストッパ６３に当接した第２リンク６１を二点鎖線で示す。回転軸６２の両端には抜け止め用の部材（図示なし）が設けられている。上記の構成により、ケーブル取付リング４７と基板取付部４８とは回路基板４５に平行な面上で相対的に動くことが可能であり、挿入部１１の円滑な動きを実現することができる。なお、連結コネクタの可動方向は上記のような１自由度に限らず２自由度にしてもよい。

上記第１実施形態では、連結コネクタ４０は回路基板４５に取り付けた（固定した）が、取り付け部位は撮像ユニット９の任意の箇所でよく、例えば鏡筒４２に取り付けてもよい。

［第２実施形態］
第１実施形態では、連結コネクタ４０を、ケーブル取付リング４７、基板取付部４８、及び連結柱４９から構成したが、連結コネクタの形状は任意でよく、図８及び図９に示すように、信号ケーブル２４から露呈した複数の信号線３５及び入出力端子（接続端子）４６を保護するように覆う形状の連結コネクタ１００を用いてもよい。この連結コネクタ１００も、第１実施形態と同様に、締め付け力を付与して信号ケーブル２４の端部に強固に固定され、また回路基板４５側では機械的な凹凸係合などにより容易に外れることがないようにしておくのがよい。

連結コネクタ１００は、ゴム材で形成されており、信号ケーブル２４の先端部が嵌合するケーブル嵌合部１０１と、回路基板４５の端部が嵌合する基板嵌合部１０２とを有する。ケーブル嵌合部１０１と基板嵌合部１０２とは連結コネクタ１００の内部で連通している。連結コネクタ１００は伸縮可能であり、指でケーブル嵌合部１０１及び基板嵌合部１０２を広げて、信号ケーブル２４及び回路基板４５に着脱することができる。連結コネクタ１００は、第１実施形態の連結コネクタ４０と同様の作用効果に加え、信号ケーブル２４から露呈した複数の信号線３５及び入出力端子４６を保護できるという効果も有する。

なお、第２実施形態の連結コネクタ１００はゴム材で形成したが、プラスチックで形成してもよく、この場合には、例えば、連結コネクタ１００を軸方向に沿って２分割し、一方に係合爪を設けるとともに他方に被係合部を設け、組み立て可能に構成する。これにより、連結コネクタ１００は信号ケーブル２４及び回路基板４５に容易に着脱できる。

電子内視鏡の外観図である。 可撓管部の径方向の断面図である。 先端部の先端面を示す図である。 先端部の軸方向の断面図である。 信号ケーブルの先端部、回路基板、及び連結コネクタを示す図である。 連結コネクタの外観斜視図である。 可動式の連結コネクタを示す図である。 信号ケーブルから露呈した信号線及び回路基板の入出力端子を覆う形状の連結コネクタを示す図である。 図８に示す連結コネクタの斜視図である。

符号の説明

９ 撮像ユニット
１０ 電子内視鏡
１１ 挿入部
１４ 先端部
２４ 信号ケーブル
３５ 信号線
３８ 外被
４０，１００ 連結コネクタ
４５ 回路基板
４７ ケーブル取付リング
４８ 基板取付部
４９ 連結柱

Claims (4)

1. 被検体内に挿入される挿入部の先端部に設けられ被検体内の観察部位を撮像する撮像ユニットと、複数の信号線及びこれらの信号線を覆う外被からなり前記挿入部に挿通される信号ケーブルとを備え、前記信号ケーブルの先端から露呈された信号線が前記撮像ユニットに接続される電子内視鏡において、
   電気絶縁材料で形成されるとともに、前記信号ケーブルの外被を有する先端部位と前記撮像ユニットとを連結するコネクタを設けたことを特徴とする電子内視鏡。
2. 前記コネクタは、前記先端部位に着脱可能に取り付けられるケーブル取付部と、前記撮像ユニットに着脱可能に取り付けられる撮像ユニット取付部と、前記ケーブル取付部及び撮像ユニット取付部を連結する連結部材とから構成されることを特徴とする請求項１記載の電子内視鏡。
3. 前記コネクタは、前記信号ケーブルの先端から露呈された複数の信号線、及びこれらの信号線が接続される前記撮像ユニットの接続端子を覆う形状になっていることを特徴とする請求項１記載の電子内視鏡。
4. 前記コネクタはゴム材により形成されることを特徴とする請求項３記載の電子内視鏡。

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