JP2010035755A - Endoscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、挿入部の先端に撮像素子を備える内視鏡に関するものである。 The present invention relates to an endoscope provided with an image sensor at the distal end of an insertion portion.
内視鏡、例えば、電子内視鏡の挿入部先端には、撮像素子が設けられている。電子内視鏡は、撮像素子に接続された信号ケーブルが挿入部の中を通ってプロセッサ装置に接続されるコネクタに繋げられている。よって、撮像素子の動作や、信号ケーブルで伝送される電気信号を外乱ノイズの影響から保護する必要があり、従来より、電子内視鏡のノイズ対策が提示されている。例えば、特許文献1記載の電子内視鏡では、内視鏡の構造体である外装金属をプロセッサ装置にコネクタを介して接続し、プロセッサ装置内の患者回路のアースと接地している。 An imaging element is provided at the distal end of an insertion portion of an endoscope, for example, an electronic endoscope. In the electronic endoscope, a signal cable connected to the image sensor is connected to a connector connected to the processor device through the insertion portion. Therefore, it is necessary to protect the operation of the image sensor and the electric signal transmitted by the signal cable from the influence of disturbance noise, and conventionally, noise countermeasures for electronic endoscopes have been presented. For example, in an electronic endoscope described in Patent Document 1, an exterior metal that is an endoscope structure is connected to a processor device via a connector, and is grounded to the ground of a patient circuit in the processor device.
また、撮像素子に接続される信号ケーブルには、各種電気信号が外乱ノイズに影響されないように、複数の信号ケーブルを束ねた多芯ケーブルの上に、絶縁体を介して1層目の電気シールド層として横巻き線を覆い、さらにこの横巻き線の上に、絶縁体を介して2層目のシールド層として編組線を覆ったものを使用しており、これら横巻き線と編組線の各シールド層をアースしていた。 In addition, the signal cable connected to the image pickup device has a first-layer electrical shield via an insulator on a multicore cable in which a plurality of signal cables are bundled so that various electric signals are not affected by disturbance noise. A horizontal winding is covered as a layer, and a braided wire is used as a second shield layer via an insulator on the horizontal winding, and each of the horizontal winding and the braided wire is used. The shield layer was grounded.
一方、内視鏡の挿入部には、処置具が挿通される鉗子チャンネルが設けられており、この鉗子チャンネルの中に、処置具として高周波メスが挿入されて使用されることがある。内視鏡の挿入部先端では、スペースに制約があって撮像素子と鉗子チャンネルとが近接しており、高周波メスが使用されると、高周波ノイズが撮像素子の動作に影響を与えることがある。そこで、従来は、撮像素子近傍に設けられ、撮像素子と信号の遣り取りをする回路基板をアースに接続するとともに、この回路基板の鉗子チャンネルに面する側を銅箔板で覆い、銅箔板をアースに接続することで、撮像素子を高周波ノイズから保護していた。これら回路基板と、銅箔板をアースに接続する構成としては、多芯ケーブルの1層目の電気シールド層と回路基板のアース端子を電線接続し、多芯ケーブルの2層目の電気シールド層と銅箔板とを電線接続する。多芯ケーブルの各電気シールド層は、電子内視鏡のコネクタに設けた回路基板のアース端子及びプロセッサ装置の筐体アースとそれぞれ接続している。
内視鏡の挿入部は、さらなる細径化が望まれている。しかしながら、2層の電気シールド層を有する多芯ケーブルや、多芯ケーブルと銅箔板とを接続する電線が挿入部細径化の妨げとなっていた。特許文献1記載の電子内視鏡では、外装金属で覆われた部分は外乱ノイズの影響を防ぐことができるが、鉗子チャンネルに挿入される高周波メスなどによる高周波ノイズについては考慮されていない。 Further reduction in the diameter of the insertion portion of the endoscope is desired. However, a multicore cable having two layers of electric shield layers and an electric wire connecting the multicore cable and the copper foil plate have hindered the diameter reduction of the insertion portion. In the electronic endoscope described in Patent Document 1, the portion covered with the exterior metal can prevent the influence of disturbance noise, but high frequency noise due to a high frequency knife inserted into the forceps channel is not considered.
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、撮像素子、及び信号ケーブルを外乱ノイズから保護しながら、挿入部を細径化することが可能な内視鏡を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object thereof is to provide an endoscope capable of reducing the diameter of an insertion portion while protecting an imaging element and a signal cable from disturbance noise. And
上記目的を達成するために、本発明の内視鏡は、被検体内へ挿入され、先端に撮像素子が設けられた挿入部と、前記挿入部先端に形成された鉗子出口に連通し、被検体への処置を施す処置具が挿入される鉗子チャンネルであり、少なくとも前記挿入部先端の絶縁体部分が、接地された導電性材料で覆われた鉗子チャンネルとを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an endoscope according to the present invention communicates with an insertion portion that is inserted into a subject and is provided with an imaging device at a distal end thereof, and a forceps outlet formed at the distal end of the insertion portion. A forceps channel into which a treatment tool for performing a treatment on a specimen is inserted, and at least an insulator portion at a distal end of the insertion portion includes a forceps channel covered with a grounded conductive material.
なお、前記撮像素子近傍に設けられ、前記撮像素子と信号の遣り取りをする回路基板と、前記回路基板に接続される多芯ケーブルとを備え、前記多芯ケーブルは、前記複数の信号ケーブルが絶縁体を介して電気シールドで覆われ、前記電気シールドは、前記回路基板のアース端子と電線接続されていることが好ましい。また、前記回路基板の前記鉗子チャンネルに面する側には、導電性を有するプレートが配されていることが好ましい。さらにまた、前記プレートは、前記回路基板のアース端子、または前記電気シールドのうち、いずれかと電線接続されていることが好ましい。 A circuit board provided in the vicinity of the image sensor and for exchanging signals with the image sensor, and a multicore cable connected to the circuit board, wherein the multicore cable is insulated from the plurality of signal cables. It is preferable that the electrical shield is covered with a body, and the electrical shield is connected to the ground terminal of the circuit board by an electric wire. Moreover, it is preferable that a conductive plate is disposed on the side of the circuit board facing the forceps channel. Furthermore, it is preferable that the plate is connected to one of the ground terminal of the circuit board and the electric shield.
本発明によれば、被検体への処置を施す処置具が挿入される鉗子チャンネルの、少なくとも挿入部先端の絶縁体部分が、導電性材料で覆われているので、撮像素子、及び信号ケーブルを外乱ノイズから保護しながら、挿入部を細径化することができる。 According to the present invention, at least the insulator portion at the distal end of the insertion portion of the forceps channel into which the treatment tool for performing treatment on the subject is inserted is covered with the conductive material. The diameter of the insertion portion can be reduced while protecting against disturbance noise.
図1に示すように、内視鏡システム2は、電子内視鏡10、プロセッサ装置11、光源装置12及び送気・送水装置13などから構成されている。送気・送水装置13は、光源装置12に内蔵され、空気の送気を行う周知の送気装置13aと、光源装置12の外部に設けられ、洗浄水を貯留する洗浄水タンク13bから構成されている。プロセッサ装置11の前面には、プロセッサ装置11の電源をオン/オフするための電源スイッチ14が設けられ、光源装置12の前面には、光源装置12の電源をオン/オフする電源スイッチ15、及び光源(図示せず)を点灯/消灯するための点灯スイッチ16が設けられている。プロセッサ装置11は、電子内視鏡10及び光源装置12と電気的に接続しており、内視鏡システム2全体の動作を統括的に制御する。
As shown in FIG. 1, the
電子内視鏡10は、被検体内に挿入される挿入部17と、挿入部17の基端部分に連設された操作部18と、プロセッサ装置11や光源装置12に接続されるユニバーサルコード19とを備えている。ユニバーサルコード19の先端には、コネクタ20が取り付けられている。コネクタ20は複合タイプのコネクタであり、プロセッサ装置11、及び光源装置12がそれぞれ接続されている。
The electronic endoscope 10 includes an insertion portion 17 to be inserted into a subject, an operation portion 18 connected to a proximal end portion of the insertion portion 17, and a
挿入部17は、先端から順に、先端部17a、湾曲部17b、及び可撓管部17cとで構成されている。先端部17aは、硬質な金属材料等で形成され、被検体内撮影用の撮像素子としてのCCD37(図4参照)などが内蔵される。また、可撓管部17cは、操作部18と湾曲部17bとの間を繋ぐ細径で長尺状の部分であり、可撓性を有している。
The insertion portion 17 includes a distal end portion 17a, a bending portion 17b, and a
図2において、可撓管部17cの内部には、照明光を導くためのライトガイド21,22、鉗子チャンネル23、送気・送水チャンネル24、多芯ケーブル25等の複数本の内容物を遊挿した構成になっている。湾曲部17bは、複数の湾曲駒を連結して構成され、操作部18に設けられたアングルノブ26(図1参照)の操作に連動して、挿入部17内に挿設されたワイヤ(図示せず)が押し引きされて上下左右方向に湾曲動作する。これにより、先端部17aが体腔内の所望の方向に向けられ、被検体内の観察部位をCCD37で撮像することができる。
In FIG. 2, a plurality of contents such as
可撓管部17c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27と、この螺管27の上に被覆され螺管27の伸張を防止するブレードと呼ばれるネット28と、このネット28上に樹脂を被着した外層29との3層で構成されている。
The
図3及び図4において、先端部17aには、観察窓30、照明窓31,32、鉗子出口33、送気・送水ノズル34などが設けられている。観察窓30の奥には、被検体内の像光を取り込むための対物光学系35が配設されている。対物光学系35を経由した観察部位の像光は、プリズム36に入射してプリズム36の内部で屈曲することでCCD37の撮像面37aに結像する。プリズム36は、後述するカバーガラス38に接続されている。
3 and 4, the distal end portion 17a is provided with an
照明窓31,32の背後には、照明用レンズが組み込まれており、この照明用レンズには、ライトガイド21,22の出射端が面している。ライトガイド21,22は、多数の光ファイバー(例えば、石英からなる)を束ねて形成されたものである。ライトガイド21,22は、挿入部17、操作部18、ユニバーサルコード19、及びコネクタ20の内部を通っており、コネクタ20が光源装置12に接続されたとき、光源装置12から発する照明光を、照明窓31,32へ導いて被検体内の被観察部位に照射させる。また、送気・送水ノズル34は、送気・送水チャンネル24に連結されており、操作部18に設けられた送気・送水ボタン39(図1参照)を操作することによって、送気・送水装置13から供給されるエアー及び洗浄水を観察窓30へ噴射して洗浄することができる。
An illumination lens is incorporated behind the illumination windows 31 and 32, and the exit ends of the
鉗子出口33は、鉗子チャンネル23に連通している。操作部18に設けられた鉗子口40(図1参照)から鉗子チャンネル23へ、被検体への処置を施す各種処置具が挿入される。鉗子チャンネル23へ挿入された処置具は鉗子出口33から突出して、各種処置を被検体に施すことができる。鉗子チャンネル23は、先端部17aに固定され、鉗子出口33に連通する金属管41と、一端部が金属管41に連結され、他端部が鉗子口40に接続される樹脂チューブ42とからなる。金属管41は、CCD37,後述する回路基板45の下を通って、湾曲部17bの手前で樹脂チューブ42に接続されている。樹脂チューブ42は、絶縁性を有する樹脂、例えばフッ素樹脂からなり、その表面が金属メッキ層43によって覆われている。金属メッキ層43は、湾曲部17b、可撓管部17cの曲がりを妨げない程度の剛性を有し、且つ湾曲部17b,可撓管部17cが曲げられても剥離しないように樹脂チューブ42に強固に密着している。この金属メッキ層43は、例えば電気金属メッキ処理や真空蒸着メッキ処理を樹脂チューブ42に施すことによって形成されている。なお、これに限らず、導電性材料で樹脂チューブ42を覆う構成であればよく、例えば金属粉や、カーボン入りの塗料で樹脂チューブ42をコーティングしたり、カーボン入り樹脂製のチューブを樹脂チューブ42に被せるようにしてもよい。また、樹脂チューブ42は、全体が導電性材料で覆われることが好ましいが、少なくとも先端部17aの内部に位置する部分が導電性材料で覆われていればよい。
The
CCD37は、例えばインターライン型のCCDからなり、撮像面37aが表面に設けられたベアチップが用いられる。図5にも示すように、CCD37の撮像面37a上には、四角枠状のスペーサ44を介して矩形板状のカバーガラス38が取り付けられている。CCD37の後端面には、CCD37と略同等の厚さをもつ回路基板45が接着されている。CCD37の、挿入部17の後端側の辺縁部37bには、端子46が集中配置されている。一方、回路基板45には、辺縁部37bに対向する挿入部17の先端側の辺縁部45aに、端子47が集中配置されている。端子46と端子47とは、ボンディングワイヤなどにより電気的に接続されている。回路基板45の端子47の後端側には、多芯ケーブル25を構成する信号ケーブル49が半田付けされる入出力端子48が設けられている。なお、図4においては、煩雑化を避けるため、端子46,47の図示を省略し、信号ケーブル49は1本のみ図示している。
The
図6において、多芯ケーブル25は、複数の信号ケーブル49を束ね、この束ねた信号ケーブル49に絶縁体50を覆い、絶縁体50の上に電気シールド層として編組線51を覆い、さらにこの編組線51の上に外皮52を覆っている。多芯ケーブル25は、回路基板45の近傍で絶縁体50、編組線51、外皮52が除去され、複数の信号ケーブル49を露呈している。入出力端子48には、信号ケーブル49の外皮である絶縁体49aを剥がした導体49bが接続される。
In FIG. 6, the
図7において、多芯ケーブル25の信号ケーブル49は、ユニバーサルコード19及びコネクタ20を介してプロセッサ装置11に接続される。コネクタ20がプロセッサ装置11のソケット53に接続されたとき、CCD37はタイミング/ドライバ回路54及び信号処理部55にそれぞれ接続される。タイミング/ドライバ回路54は、CPU56からの指令によって生成したタイミング信号(クロックパルス)により、CCD37の蓄積電荷の読み出しタイミング、CCD37の電子シャッタのシャッタ速度などを制御する。CCD37から出力された撮像信号は、信号処理部55で増幅、A/D変換などの各種画像処理が施されて映像信号とされ、プロセッサ装置11にケーブル接続されたモニタ57(図1も参照)に内視鏡画像として表示される。
In FIG. 7, the
鉗子チャンネル23を構成する樹脂チューブ42の金属メッキ層43は、コネクタ20にコード接続され、さらにコネクタ20が接続されるプロセッサ装置11のソケット53は、絶縁体58を介してプロセッサ装置11の筐体11aに取り付けられ、コンデンサ59を介して、プロセッサ装置11の筐体11aに接続されている。そして、筐体11aはアース60に接地している。これによって、金属メッキ層43がアースされ、樹脂チューブ42のシールド層になる。
The metal plating layer 43 of the resin tube 42 constituting the forceps channel 23 is cord-connected to the
内視鏡システム2で検査を行う際には、電子内視鏡10のコネクタ20をプロセッサ装置11及び光源装置12に差し込み、プロセッサ装置11と光源装置12とを接続した状態で、プロセッサ装置11及び光源装置12の電源スイッチ14,15、及び点灯スイッチ16をそれぞれオンする。電源スイッチ14,15がオンされると、プロセッサ装置11、光源装置12の各部に電力が供給されるとともに、プロセッサ装置11から電子内視鏡10へ電力が供給され、CCD37が起動する。
When the inspection is performed by the
また、光源装置12の光源が点灯するとともに、CCD37で被検体内が撮像され、これにより得られた内視鏡画像がモニタ57に表示され、被検体への検査が行われる。このとき、処置具として高周波メスを鉗子口40から鉗子チャンネル23へ挿入することがある。高周波メスが発生する高周波ノイズは、CCD37や、信号ケーブル49が伝送する電気信号に影響を与えるが、上述したように、鉗子チャンネル23の樹脂チューブ42を金属メッキ層43で覆い、金属メッキ層43をアース60に落としているため、CCD37や、信号ケーブル49の伝送する電気信号を、高周波ノイズから確実に保護することができる。さらに多芯ケーブル25は、1層の電気シールド層を備えるものを使用しており、従来のように2層の電気シールド層を備えるものを使用する場合と比較して、挿入部17の細径化を図ることが可能となる。
Further, while the light source of the light source device 12 is turned on, the inside of the subject is imaged by the
上記実施形態においては、導電性材料で覆われた鉗子チャンネル23によってCCD37及び信号ケーブル49をシールドして、鉗子チャンネル23に挿入された高周波メスが発する高周波ノイズからCCD37及び信号ケーブル49の伝送する電気信号を保護する構成としているが、以下では、上記の構成に加えてCCD37の保護をさらに高める電気シールドを備えた構成を説明する。
In the above-described embodiment, the
図8に示す電子内視鏡の挿入部を構成する先端部70は、CCD37と回路基板45の底面37c,45b(撮像面37aの反対側の面、図5も参照)に銅箔板71を固着して覆い、さらにこの銅箔板71を絶縁テープ72で覆っている。これらCCD37及び回路基板45の底面37c,45bは、鉗子チャンネル23の金属管41に対面している。なお、CCD37と回路基板45の底面37c,45bを覆うのは銅箔板71に限らず、導電性を有する板状部材(プレート)であればよい。
The distal end portion 70 constituting the insertion portion of the electronic endoscope shown in FIG. 8 has a copper foil plate 71 on the
銅箔板71には、アース線73がハンダ付けにより接続されている。アース線73は、回路基板45に設けられたアース端子74に接続されている。このアース端子74は、多芯ケーブル25の編組線51とコード75を介して接続される。すなわち、銅箔板71、アース端子74、編組線51は、アース線73、コード75により互いに接続されている。
A
図9に示すように、編組線51は、コネクタ20、ソケット53、コンデンサ59を介してプロセッサ装置11の筐体11aと接続している。前述のように、筐体11aはアース60に接続されているので、CCD37及び回路基板45の底面を覆う銅箔板71がアースされる。したがって、CCD37及び回路基板45をシールドすることが可能となる。CCD37と回路基板45は、鉗子チャンネル23の金属管41に対面しているため、高周波ノイズの影響を受け易いが、上記構成とすることにより、さらに確実にCCD37及び回路基板45を高周波ノイズから保護することができる。
As shown in FIG. 9, the
なお、図8及び図9に示す例では、アース線73で銅箔板71と回路基板45のアース端子74を接続しているが、これに限らず、図10に示す先端部80のように、銅箔板71に接続したアース線81を多芯ケーブル25の編組線51に直接接続し、この編組線51がアース60に接地することによって銅箔板71をアースするようにしてもよい。
In the example shown in FIG. 8 and FIG. 9, the copper foil plate 71 and the ground terminal 74 of the
なお、多芯ケーブル25が信号ケーブル49として、絶縁体と、電気シールド層の間に、カーボン粉入り樹脂などの副シールド層を設けたものを用いてもよい。これによって、多芯ケーブルや信号ケーブル自体の耐ノイズ性能を高めることができる。
The
また、上記実施形態においては、プロセッサ装置及び光源装置を別体にした構成を例に上げているが、本発明はこれに限らず、プロセッサ装置と光源装置とを一体型にした構成としてもよい。さらにまた、上記実施形態では、電子内視鏡10を例示しているがこれに限らず、超音波トランスデューサが先端部17aに一体化された超音波内視鏡や、光学的イメージガイドを採用して被検体の状態を観察する内視鏡(ファイバースコープ)にも適用することができる。 Moreover, in the said embodiment, although the structure which made the processor apparatus and the light source device into a separate body is mention | raise | lifted as an example, this invention is not restricted to this, It is good also as a structure which integrated the processor apparatus and the light source device. . Furthermore, in the above embodiment, the electronic endoscope 10 is illustrated, but the present invention is not limited to this, and an ultrasonic endoscope in which an ultrasonic transducer is integrated with the distal end portion 17a or an optical image guide is employed. The present invention can also be applied to an endoscope (fiber scope) for observing the state of a subject.
2 内視鏡システム
10 電子内視鏡
11 プロセッサ装置
17 挿入部
17a,70,80 先端部
23 鉗子チャンネル
25 多芯ケーブル
30 観察窓
33 鉗子出口
37 CCD
42 樹脂チューブ
43 金属メッキ層
45 回路基板
48 入出力端子
49 信号ケーブル
51 編組線
60 アース
71 銅箔板
73 アース線
DESCRIPTION OF
42 resin tube 43
Claims (4)
前記挿入部先端に形成された鉗子出口に連通し、被検体への処置を施す処置具が挿入される鉗子チャンネルであり、少なくとも前記挿入部先端の絶縁体部分が、接地された導電性材料で覆われた鉗子チャンネルとを備えたことを特徴とする内視鏡。 An insertion portion that is inserted into the subject and provided with an image sensor at the tip;
A forceps channel that communicates with a forceps outlet formed at the distal end of the insertion portion and into which a treatment tool for performing a treatment on a subject is inserted, and at least an insulator portion at the distal end of the insertion portion is made of a grounded conductive material. An endoscope comprising a covered forceps channel.
前記多芯ケーブルは、複数の信号ケーブルが絶縁体を介して電気シールドで覆われ、前記電気シールドは、前記回路基板のアース端子と電線接続されていることを特徴とする請求項1記載の内視鏡。 A circuit board provided in the vicinity of the image sensor, for exchanging signals with the image sensor, and a multi-core cable connected to the circuit board;
2. The multi-core cable according to claim 1, wherein a plurality of signal cables are covered with an electric shield through an insulator, and the electric shield is electrically connected to a ground terminal of the circuit board. Endoscope.
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