JP2013034546A - 内視鏡 - Google Patents

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Abstract

【課題】たとえ分割可能な操作部を有する内視鏡であっても、操作部内部に格納した光源部の放熱が効率良く十分に行われて安定した照明性能を維持する。
【解決手段】操作部11が、挿入部10の基端側が連結されてライトガイド22を介し挿入部10の先端から照射する照明光の光源部36を内部に有する操作部ユニット31と操作部把持部32とに分離自在な内視鏡3において、操作部ユニット31と操作部把持部32とを接続する、操作部ユニット31側の操作部ユニット側接続部91の操作部ユニット側接続基板81の電気接点121と、操作部把持部32側の操作部把持部側接続部92の操作部把持部側接続基板82の接点ピン120の複数の接点をマトリクス状に密に形成して接続する。操作部ユニット31と操作部把持部32との接続には、嵌合、突き当て、凸部125と切り欠き部126による位置決め接続を採用して接触面積を広く確保する。
【選択図】図4

Description

本発明は、特に、挿入部の基端側に接続される操作部が分割自在で、分割した挿入部側の操作部内に光源を有する内視鏡に関する。
従来より、工業分野及び医療分野等においては、構造物の内部や生体の体内等の目視では観察が困難な被検体内部の箇所を観察するため、挿入部の先端に観察光学系を備えた内視鏡が利用されている。このような内視鏡として、仏国特許出願公開第2926715号明細書(以下、特許文献1)には、操作部が、挿入部の基端側が接続されて湾曲操作を行うレバーを備えた第1の操作部と該第1の操作部と着脱自在な第2の操作部とに分割できる内視鏡が開示されている。この特許文献1に開示されるような分割自在な操作部を備えた内視鏡に、挿入部の先端から照射する照明光の光源部を設けようとした場合、第1の操作部と第2の操作部との間の分割面で光学的に分割し、この分割による光量損失を最小化するための対策を行うよりも、分割面で光源部に対する電気的な接続の分割を行うことの方が容易であるため、第1の操作部内に光源部を格納することが望ましい。
一般に、内視鏡の操作部内に光源部(LED(発光ダイオード)光源)を格納する場合、LED光源の放熱を考慮する必要があるが、工業用の用途等を考えた場合、防塵・防水機能が求められるため操作部は密閉筐体が求められる。その為、操作部内部と外部とで内部の気体の出入りによる放熱させる構成の採用は期待できない。また、操作部は、手で持って操作し易い重量・大きさとする必要があるため、その表面積・重量・重量配分に制限が生じ、十分な放熱ができないという課題がある。例えば、特開2009−72431号公報(以下、特許文献2)では、操作部内に光源部を格納する内視鏡において、ライトガイドに沿って配置され、LED光源の発光面に対して相対する端面を有するとともに、端面の少なくとも一部が発光面に直接当接され、LED光源の発光面に生じる熱を吸熱する当接部を有する口金を備えて放熱するようにした内視鏡の技術が開示されている。
仏国特許出願公開第2926715号明細書 特開2009−72431号公報
しかしながら、上述のように第1の操作部内に光源部(LED光源)を格納する場合には、放熱のための表面積がさらに制限されるため十分な放熱ができず、LED光源の安定した照明性能を維持するには、より十分な放熱性能を発揮し得ることが望まれている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、たとえ分割可能な操作部を有する内視鏡であっても、操作部内部に格納した光源部の放熱が効率良く十分に行われて安定した照明性能を維持することが可能な内視鏡を提供することを目的としている。
本発明の内視鏡の一態様は、被検体内部に挿通する挿入部と、前記挿入部の先端側に設けた撮像光学系と、前記挿入部の基端側に設けられた光源部と、前記挿入部に設けられ、前記光源部からの照明光を先端に導くライトガイドと、前記光源部に連結され、前記光源部の熱を放熱する放熱板と、前記挿入部の基端側に設けられ、前記光源部と前記放熱板とを内部に有する第1の操作部と、前記第1の操作部と着脱自在な第2の操作部と、前記第1の操作部に形成され、前記第2の操作部と電気的に接続する第1の電気接点部を備えた第1の接続部と、前記第2の操作部に形成され、前記第1の操作部と電気的に接続する第2の電気接点部を備えた第2の接続部と、一端が前記光源部側に位置し、他端が前記第2の電気接点部と接続する前記第1の電気接点部の面の裏面側に位置するように導かれたケーブル部材とを具備し、前記第1の電気接点部又は前記第2の電気接点部は、前記第1の接続部と前記第2の接続部とを接続する領域内に設けられた複数の接点ピンで構成され、前記ケーブル部材の他端が位置する面まで導いた前記光源部の熱を、前記複数の接点ピンを介して前記第2の接続部側に導く。
本発明による内視鏡によれば、たとえ分割可能な操作部を有する内視鏡であっても、操作部内部に格納した光源部の放熱が効率良く十分に行われて安定した照明性能を維持することが可能となる。
本発明の実施の一形態に係る内視鏡装置の外観構成図である。 本発明の実施の一形態に係る内視鏡挿入部の概略構成を示す断面図である。 本発明の実施の一形態に係る操作部の外観説明図で、図3(a)は操作部ユニットと操作部把持部とが接続された操作部を示し、図3(b)は操作部ユニットと操作部把持部とが分離された操作部を示す。 本発明の実施の一形態に係る操作部の断面説明図で、図4(a)は操作部ユニットと操作部把持部とが接続された操作部を示し、図4(b)は操作部ユニットと操作部把持部とが分離された操作部を示す。 本発明の実施の一形態に係る光源部の構成説明図である。 本発明の実施の一形態に係る接続部の拡大断面図で、図6(a)は操作部ユニットと操作部把持部とが接続された状態での接続部を示し、図6(b)は操作部ユニットと操作部把持部とが分離された状態での接続部を示す。 本発明の実施の一形態に係る接点ピンの説明図で、図7(a)は操作部ユニットと操作部把持部とを分離した状態における接点ピンの正面図であり、図7(b)は操作部ユニットと操作部把持部とを分離した状態における接点ピンの斜視図である。 本発明の実施の一形態に係る操作部の接続部の説明図で、図8(a)は操作部把持部側接続部を説明する斜視図であり、図8(b)は操作部ユニット側接続部を説明する斜視図である。 本発明の実施の一形態に係る操作部の接続部の説明図で、図9(a)は操作部把持部側接続部の正面図であり、図9(b)は操作部ユニット側接続部の正面図である。 本発明の実施の一形態の応用例に係る操作部の説明図で、図10(a)は操作部の斜視図であり、図10(b)は操作部を内視鏡挿入部側から観た正面図である。 本発明の実施の一形態の図10の応用例とは異なる応用例に係る操作部の構成説明図である。 本発明の実施の一形態に係るメインユニットの正面図である。 本発明の実施の一形態に係るホルダアダプタの説明図で、図13(a)はホルダアダプタのメインユニット側からの斜視説明図であり、図13(b)はホルダアダプタの内視鏡把持部側からの斜視説明図であり、図13(c)はホルダアダプタに内視鏡をホールドした状態の説明図である。 本発明の実施の一形態に係る内視鏡装置の使用形態の説明図で、図14(a)はメインユニットにホルダアダプタを介して内視鏡をホールドした使用形態の説明図であり、図14(b)はメインユニットのホルダアダプタから内視鏡を外した状態の説明図であり、図14(c)はメインユニットからホルダアダプタを内視鏡をホールドしたまま外した状態の説明図である。 本発明の実施の一形態に係るメインユニットにホルダアダプタを介して内視鏡をホールドした状態での使用例の説明図で、図15(a)は正面図を示し、図15(b)は側面図を示す。
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1において、符号1は、内視鏡装置を示し、この内視鏡装置1は、携行自在なメインユニット2と、メインユニット2に接続される内視鏡3と、を備えて構成されている。
メインユニット2は、例えば、マグネシウムダイキャストや樹脂モールド等によって形成された略箱型の外装筐体5を有する。この外装筐体5の前面には、内視鏡画像及び操作メニュー等を表示する液晶パネル(LCD)等の表示部6が配設されている。また、表示部6を挟んだ外装筐体5の左右側面には、左右一対をなす携行用アーム7の一端側がそれぞれ回動自在に接続され、これら携行用アーム7の他端側がハンドル部8を介して互いに連結されている。なお、これら携行用アーム7は、メインユニット2を机上や床面等に載置した際のスタンドとしての機能を兼用する。また、外装筐体5の内部には、画像処理用のCPU等の各種電機部品、及び、電源部であるバッテリユニット等(何れも図示せず)が内蔵されている。
内視鏡3は、被検体内に挿入される挿入部10と、挿入部10の基端側に設けられた操作部11とから主要に構成されており、内視鏡3とメインユニット2とは、操作部11から延出したユニバーサルケーブル12で接続されている。
挿入部10は、例えば、先端に配設される先端部15と、この先端部15の基端側に配設される湾曲自在な湾曲部16と、湾曲部16の基端側に配設されて操作部11の先端側に接続される変形可能な可撓管部17と、を備えて構成されている。
図2に示すように、挿入部10の先端部15には、撮像部20及び照明光出射部21が配設されている。撮像部20は、撮像光学系として設けられるもので、対物レンズ20aと、対物レンズ20aの結像面に配設された撮像素子20b等とを備えて主要に構成されている。尚、撮像素子20bとしては、CCD(電荷結合素子)やCMOS(相補型金属酸化膜半導体)センサ等を好適に用いることが可能である。撮像部20の基端側には信号ケーブル20cが接続され、この信号ケーブル20cは、挿入部10から操作部11へと挿通されている。そして、操作部11とメインユニット2とがユニバーサルケーブル12で接続されることにより、撮像素子20bとメインユニット2とが電気的に接続されている。
照明光出射部21は、先端部15の先端面に設けられたガラス等の透明な材料からなる板状又はレンズ状の部材で構成されている。先端部15内において、照明光出射部21からは貫通孔15bが延設されており、貫通孔15b内には、照明光を伝送するライトガイド22の先端部が挿通されている。一方、ライトガイド22の基端部は、挿入部10内を経て操作部11内に配設されて、操作部11内に配設された、後述するLED光源等の光源部36と光学的に接続されている。そして、光源部36からの照明光がライトガイド22を介して先端部15に伝達されると、当該照明光は、照明光出射部21を透過して撮像部20の視野を照明する。尚、光源部36はLED以外の発光素子でも良い。
また、挿入部10の湾曲部16は、複数の湾曲駒16aを有し、これらが挿入部10の長手方向(挿入方向)に沿って順次連結されて要部が構成されている。すなわち、各湾曲駒16aは、隣接する湾曲駒16a同士が、挿入部10の中心軸に略直交する軸周りに回動自在に連結されている。本実施形態では一例として隣接する湾曲駒16a同士を相対的に回動させる軸が全て略並行であり、湾曲部16は、図2中に矢印Aで示すように、2方向に湾曲可能である。なお、湾曲部16は、4方向に湾曲可能なものであってもよい。
また、挿入部10の可撓管部17は、帯状の金属製薄板を螺旋状に巻回してなる螺旋管を金属製の網管によって被覆した蛇管17aを具備して構成されている。蛇管17aは湾曲部16の基端側と、操作部11に設けられた金属製の蛇管口金部23とを接続している。なお、図示しないが、湾曲部16及び可撓管部17の周囲は、柔軟な樹脂や金属の網(ブレード)等によって被覆されている。
湾曲部16及び可撓管部17の内部には、湾曲方向に応じて複数の湾曲操作ワイヤ25が挿通されている。本実施形態では、湾曲部16の湾曲方向が2方向であるため、2本の湾曲操作ワイヤ25が、湾曲部16及び可撓管部17内に挿通されている。そして、湾曲操作ワイヤ25の先端は、先端部15の基端部に固定され、湾曲操作ワイヤ25の基端は、操作部11内に設けられた湾曲操作機構26に接続されている。
図3、図4に示すように、操作部11は、挿入部10の基端側が連結された第1の操作部としての操作部ユニット31と、この操作部ユニット31と接続部33を介して着脱自在な第2の操作部としての操作部把持部32とから主要に構成されている。
ここで、操作部11の上下左右方向は、ユーザ等の視点を基準とした場合、その使用形態(例えば、ユーザ等が操作部ユニット31、或いは、操作部把持部32を把持する際の方向、或いは、床面に載置した際の方向等)によって異なるが、以下においては、説明を簡略化するため、例えば、図3に示すように、操作部把持部32上に形成された操作パネル部34(後述する)の垂線方向を操作部11の上下(U−D)方向、この上下方向及び操作部11の中心軸O方向に直交する幅方向を操作部11の左右(L−R)方向として定義する。尚、本実施形態において、湾曲部16は、挿入部10を直線状に伸展させた状態において、操作部11の上下方向に湾曲するものである。
操作部ユニット31は、例えば、略円錐筒状の基本形状をなす操作部ユニットケース35を有する。この操作部ユニットケース35内には、挿入部10側から延在された信号ケーブル20c、ライトガイド22、湾曲操作ワイヤ25等が挿通されている。また、操作部ユニット31内には光源部36が配設され、この光源部36には、ライトガイド22の基端部が光学的に接続されている。
光源部36は、図5に示すように、回路基板48に実装されたLED41と、LED41に対してライトガイド22の基端部を位置決めして保持する保持部42と、LED41が発する熱を放熱するための第1放熱部43及び第2放熱部44を具備して構成されている。ライトガイド22の基端部には、ライトガイド22の側面を覆う円筒形状の口金45が配設されている。口金45は、保持部42に設けられた案内孔46内に挿入された状態で、ネジ等の固定部材47により案内孔46内に固定される。
LED41は、本実施形態では、いわゆる表面実装型のものである。LED41は、回路基板48の実装面上に実装されている。LED41は、回路基板48の実装面上に実装された状態において、実装面と対向する面とは反対側の面である上面に発光部であるLED素子を備え、上方に向けて光を出射する、いわゆる上面発光型である。尚、図面上において、LED41は、透明なシリコン等からなる集光レンズを有しているが、LED41は、集光レンズを持たない形態であってもよい。また、回路基板48の形態は特に限定されるものではないが、本実施形態では一例として、回路基板48は、セラミック製の平板状の基板に導体からなる回路パターンが形成された形態を有している。
保持部42は、ライトガイド22の基端部をLED41に対して所定の位置に位置決めした状態において、ネジである付勢部49によって回路基板48の実装面上に押さえつけられることによって、回路基板48に対して固定されている。付勢部49は、第1放熱部43に設けられたネジ孔(図示せず)に螺合している。保持部42は、LED41の実装位置に応じて、LED41が出射する光がより多くライトガイド22に入射するように位置を調整された後に、回路基板48に対して固定される。尚、保持部42は、接着剤によって回路基板48の実装面上に固定される構成であってもよい。
回路基板48は、実装面に接する第1放熱部43、及び、実装面とは反対側の面に接する第2放熱部44によって挟持されている。第1放熱部43、及び、第2放熱部44は、回路基板48を間に挟持した状態で、ネジ50によって結合されている。第1放熱部43、及び、第2放熱部44は、熱伝導性の高い金属、例えば、アルミニウム合金、銅合金等の金属からなり、回路基板48に実装されたLED41が発する熱を放熱する効果を有する。
そして、図4に示すように、回路基板48には、LED41に電力を供給するための電力ケーブル等のケーブル51が接続されており、これらケーブル51の他端は、接続部33に設けた後述する操作部ユニット側接続基板81と接続されている。また、光源部36の第1放熱部43と操作部ユニット側接続基板81とは、光源部36に設けられる金属部品と操作部ユニット側接続基板81の同電位を確保するグランド線52で接続されている。
ここで、光源部36の第1放熱部43に接続されるグランド線52は、光源部36で発生した熱を操作部ユニット側接続基板81まで伝熱させ易いように太径の線、好ましくは熱伝導性の良い銅線を用いる。グランド線52の長さとしては、グランドとしての機能を考慮すれば、長くとも支障は無いが、長すぎると抵抗が増すのと共に、熱が伝えにくくなるので、操作部ユニット側接続基板81とLED41を実装する回路基板48とを結ぶ間隔内にあることが好ましい。さらに、回路基板48側に接続されるグランド線52の位置としては、光源部36(LED41)で発生した熱を操作部ユニット側接続基板81の側に伝えるためにも、極力回路基板48の近傍にすることが好ましい。
また、グランド線52は、回路基板48の近傍に接続した部位のみからの伝熱だけでなく、第1放熱部43の熱も伝熱するために、操作部ユニット側接続基板81に導かれるグランド線52の側部を第1放熱部43の側面に積極的接触するようにレイアウトする。
なお、本実施形態においては、グランド線52の一端は、前記光源部36(LED41)側に位置し、グランド線52の他端は、前記第2の電気接点部と接続する前記第1の電気接点部の面の裏面側に位置するようにレイアウトし、回路基板48側に接続されるグランド線52の位置を、操作部ユニット側接続基板81とLED41を実装する回路基板48とを結ぶ間隔内の第1放熱部43の中央位置としている。
なお、ここでは、グランド線52は、太径であることが好ましい。さらに、第1放熱部43の側面に接触するグランド線52の側面部分については、より熱を伝熱しやすいように、絶縁被覆を除去してあることが好ましい。また、伝熱線として上述した実施形態ではグランド線52を用いる例で説明したが、伝熱線として利用できるケーブル部材であればグランド線に限られるものではなく、例えば信号ケーブル等を用いても良い。
第1の電気接点部には、第1の接続部と第2の接続部とを接続する領域内に設けられた複数の接点ピンが設けられ、ケーブル部材の他端が位置する面まで導いた光源部の熱を、複数の接点ピンを介して第2の接続部側に導くようにする。
このように光源部36を構成して操作部ユニット31内に格納することにより、光源部36で発生した熱は、操作部ユニット31の操作部ユニットケース35に伝熱する以外に、グランド線52を介して操作部ユニット側接続基板81に熱を導くことができる。
また、図3、図4に示すように、操作部ユニット31の基端側には、操作部本体60が設けられている。この操作部本体60は、例えば、操作部11に対して相対的に膨出する球状の基本形状をなす操作部本体ケース61を有する。この操作部本体ケース61の左右側部は、円形に開口されており、これら開口部は側板62L、62Rによってそれぞれ閉塞されている。
また、操作部本体ケース61内には、湾曲操作機構26が配設されている。本実施形態において、湾曲操作機構26は、例えば、一対の湾曲操作ワイヤ25が接続するプーリ63を中心として構成され、略円柱状にモジュール化された状態で左側の側板62Lに固設されている。湾曲操作機構26からはプーリ63に直結するアングル操作軸64が突出され、このアングル操作軸64の軸端部が側板62Lを貫通して外部に露出されている。更に、アングル操作軸64の軸端部には、湾曲操作レバー65が固設されている。
湾曲操作レバー65は、固定端側がアングル操作軸64にネジ止め等によって固定されたレバー本体66と、このレバー本体66の自由端側に連結されたハンドル部67とを有する。
レバー本体66は、例えば、アングル操作軸64と略直交する方向に延在する細長な板金部材で構成され、側板62Lに沿って揺動可能となっている。また、ハンドル部67は、例えば、操作部11の左右方向(幅方向)に延在する細長な樹脂部材で構成され、操作部本体ケース61の上側の球面部に沿って、操作部11の長手方向に進退移動可能となっている。
ここで、操作部本体ケース61上の球面部において、ハンドル部67が進退移動する領域の一部には、操作部11の長手方向に沿って円弧状に延在する凹溝68が形成されている。具体的には、この凹溝68は、例えば、操作部本体ケース61上に、アングル操作軸64と同軸の円筒面部が凹設されることによって形成されている。
この場合において、本実施形態の操作部本体ケース61は、凹溝68に対応する部位の肉厚が他の部位よりも相対的に薄く、且つ、凹溝68の左右両側部の肉厚が他の部位よりも一部厚くなるよう形成され、これにより、操作部本体ケース61の上側領域の内周面は、円筒面状に形成されている。そして、このように操作部本体ケース61の内周面の一部を円筒面状に形成することにより、湾曲操作機構26の収容性を確保しつつ、内周面における球面状の領域を縮小することができ、例えば、操作部本体ケース61を射出成型等によって成型する際の型抜き等を容易に行うことが可能となる。
また、操作部11の操作部把持部32は、例えば、略円筒状の基本形状をなす操作部把持部ケース71を有する。この操作部把持部ケース71には、例えば、操作部11の長手方向に延在する平坦な矩形領域からなる操作パネル部34が凹設され、この操作パネル部34上には十字キー34aやプッシュスイッチ34b等の各種キー・スイッチ類が配設されている。本実施形態において、例えば、十字キー34aは、メインユニット2の表示部6上にメニュー表示を行った際のカーソル移動用キーとしての機能が割り当てられているとともに、内視鏡画像を表示した際のズーム操作用キー或いは明るさ調整用キーとしての機能が割り当てられている。また、例えば、各プッシュスイッチ34bには、内視鏡画像を記録するためのRECスイッチを始めとする各種機能が割り当てられている。
また、操作部把持部ケース71の基端部には、外向フランジ72が突設されている。この外向フランジ72は、操作部把持部32を把持したユーザの手等に適宜当接可能となっており、これにより、操作部把持部32がユーザ等の手から基部側に抜け落ちることを防止するためのストッパ機能を実現する。また、外向フランジ72の周面上には複数の平面部72aが形成されており、平面部72aは、操作部11を載置した際に床面等と面接触することにより、操作部11の転がり防止機能を実現する。
操作部把持部32内には、上述の各種キー・スイッチ類と接続される操作部把持部基板73が設けられている。また、操作部把持部32内には、接続部33を介し、操作部ユニット31内の光源部36のLED41に対して電力を供給するための電力ケーブル、撮像信号用のケーブル、その他、制御信号等用のケーブル74、グランド線75がユニバーサルケーブル12側から挿通されており、これらケーブル74、グランド線75は、後述する接続部33に設けた後述する操作部把持部側接続基板82と接続されている。
ここで、操作部把持部32内に導かれるグランド線75は、後述する操作部ユニット側基板81に導かれた熱を、操作部把持部32内に導きやすくする為に、太径としてあることが好ましい。
なお、伝熱線として上述した実施形態ではグランド線75を用いる例で説明したが、伝熱線として利用できるケーブル部材であればグランド線に限られるものではなく、例えば信号ケーブル等を用いても良い。
操作部11の接続部33は、操作部ユニット31(操作部本体60)の基端に形成した第1の接続部としての操作部ユニット側接続部91と、操作部把持部32の先端に形成した第2の接続部としての操作部把持部側接続部92とから構成されている。
図6に示すように、操作部ユニット側接続部91には、筒状本体部101の一端側(基端側:操作部把持部32側)が開口され、他端側(先端側:操作部本体60側)に端面102を有する円筒キャップ状の第1の接続基板固定具103が設けられており、この第1の接続基板固定具103の外周部分には、その中途にフランジ部104が形成されて、端面102の外縁部からフランジ部104にかけての部位が操作部本体ケース61の基端側開口部61aに装着されている。
第1の接続基板固定具103の端面102は、中央に操作部ユニット側接続基板81に接続される上述の配線(撮像部20からの信号ケーブル20c、ケーブル51、グランド線52等)を挿通するための挿通孔102aが形成されている。
ここで、操作部ユニット側接続基板81に対するグランド線52の接続位置としては、後述する接点ピン120を介して操作部把持部側接続基板82に熱を伝達し易いように、接点ピン120が操作部ユニット側接続基板81に接する面の裏面側に位置するようにする。なお、図6に示すように、操作部ユニット側接続基板81は、接続ピン120側に熱を伝えやすくするために、薄肉の基板で構成しているが、これに限られるものではなく、例えば、熱を伝え易い部材を用いてもよい。
円筒状の第1の接続基板固定具103の内側には、上述の配線が挿通孔102aを通じて外側から接続された操作部ユニット側接続基板81が操作部把持部32側に対向して配設されて第1の接続基板固定具103の端面102の内側面に固定されている。
また、操作部ユニット側接続部91には、第1の接続基板固定具103のフランジ部104と操作部本体ケース61との間で狭持されて外縁部が操作部把持部32側に向けて延出された円筒状の、操作部11の接続部33全体を覆う接続部カバー105が設けられている。
更に、操作部把持部側接続部92には、筒状本体部110の一端側(先端側:操作部本体60側)が開口され、他端側(基端側:操作部把持部32側)に端面111を有する円筒キャップ状の第2の接続基板固定具112が設けられており、この第2の接続基板固定具112の筒状本体部110の端面111側の外縁部が操作部把持部ケース71の先端側の開口部71aに装着されている。
第2の接続基板固定具112の端面111は、中央に操作部把持部側接続基板82に接続される上述の配線(ケーブル74、グランド線75等)を挿通するための挿通孔111aが形成されている。円筒状の第2の接続基板固定具112の内側には、上述の配線が挿通孔111aを通じて外側から接続された操作部把持部側接続基板82が操作部本体60側に対向して配設されて第2の接続基板固定具112の端面111の内側面に固定されている。
図7乃至図9に示すように、操作部把持部側接続基板82には、複数の電気接点が設けられている。
ここでは、内径約24mmの筒状本体部110内の操作部把持部側接続基板82に、第2の電気接点部として、縦横4本×4本、計16本の伸縮自在な接点ピン120を設けた縦横約10mm角のブロックを配置するように構成される。
また、操作部ユニット側接続基板81の操作部把持部32側の面には、上記接点ピン120の各接点に対応して、マトリクス状に密に配設された複数の接点、ここでは縦横4×4の計16個の第1の電気接点部としての電気接点121が設けられている。なお、ここでは、接点ピン120と接する電気接点121側は、平坦な面に形成されているものとする。
そして、操作部ユニット31と操作部把持部32とを接続した時、操作部把持部側接続基板82の接点ピン120は、操作部ユニット側接続基板81の電気接点121に押しつけられて、操作部ユニット31と操作部把持部32との間の電気的な接続が行われる。
このとき、接点ピン120は、操作部ユニット側接続基板81に対して伸縮して押し付けられているため、安定した電気接続を実現できる。また、電気接続時、接点ピン120が伸縮動作することより、接点ピン120を設けたブロックと、操作部ユニット側接続基板81との間を近接させることができ(図6(a))、グランド線52によって光源部36(LED41)で発生した熱を、より操作部ユニット側接続基板81にLED41の熱を導きやすくする。これにより、操作部本体60が着脱自在としたことで、操作部ユニット31内部での放熱に加えて、操作部ユニット側接続基板81までLED41の熱が導かれ、さらに接点ピン120、操作部把持部側接続基板82を介して操作部把持部32側に熱を導くことができる。そして、本実施の形態で示すように、細長形状の操作部11で、操作部ユニット31と操作部把持部32とを着脱するような形態であるからこそ、接続部分の限られた領域(接続部33)で、光源部36の熱を操作部把持部32側に導くことができる。
なお、接点ピン120は、伸縮自在で、操作部ユニット側接続基板81の電気接点121に点接触するものに限られるものではない。例えば、接点ピンの接点の形状を、面接触するような断面T字形状にしてもよい。例えば、接点ピン固定で、夫々の接点ピンが挿通接続されるコネクタ式にすることで、ピンの接点でしか熱を伝えられなかったのを、ピンの側面からの伝熱も期待でき、さらに操作部ユニット31と操作部把持部32との位置決め機構としても利用できる。
尚、本実施の形態では、接点ピン120を操作部把持部側接続基板82に設け、電気接点121を操作部ユニット側接続基板81に設けて構成した例を説明したが、接点ピン120を操作部ユニット側接続基板81に設け、電気接点121を操作部把持部側接続基板82に設けて構成するようにしても良い。また、本実施の形態では、第2の電気接点部として、縦横4本×4本、計16本の伸縮自在な接点ピン120を用いる例を説明したが、これに限るものではなく、接続する領域内に納まる範囲で、例えば、より本数の多い接点ピンを用いるようした場合には、熱の伝達性をより向上させることができる。
また、第1の接続基板固定具103と第2の接続基板固定具112とは嵌合により着脱自在になっており、本実施の形態では、第1の接続基板固定具103の筒状本体部101が第2の接続基板固定具112の筒状本体部110の内側に嵌合されるように構成されている。
更に、第2の接続基板固定具112の筒状本体部110の先端面は、第1の接続基板固定具103の筒状本体部101のフランジ部104と突き当てることにより、第1の接続基板固定具103と第2の接続基板固定具112との嵌合の深さ、及び、接点ピン120と電気接点121との相対的な位置の設定が適切かつ容易に行えるようになっている。
また、図8、図9に示すように、第2の接続基板固定具112の筒状本体部110の端面111側部位に正面から観て所定間隔(本実施の形態では略120度間隔)で、端面111から筒状本体部110の略中央までの軸方向長さで、中心に向けて(操作部把持部側接続基板82に向けて)突出する複数の(3つの)凸部125が形成されている。
そして、第1の接続基板固定具103の筒状本体部101には、上記凸部125に対応して、操作部ユニット31と操作部把持部32とを接続した状態で、上述の第2の接続基板固定具112の複数の(3つの)凸部125の外周部分と当接されて、操作部ユニット31と操作部把持部32との周方向の接続角度の位置決めを行う複数の(3つの)切り欠き部126が形成されている。
このように本発明の実施の形態による、第1の接続基板固定具103と第2の接続基板固定具112との接続構造では、嵌合による接続構造と、突き当てによる接続構造と、凸部125と切り欠き部126とによる接続構造で広い接触面積が確保されるようになっており、高精度で容易な接続を保障しつつ、高い熱伝導性が得られるようになっている。
尚、本実施の形態では、第1の接続基板固定具103と第2の接続基板固定具112との嵌合は、第1の接続基板固定具103の筒状本体部101が第2の接続基板固定具112の筒状本体部110の内側に嵌合されるように構成した例を説明したが、逆に、第1の接続基板固定具103の筒状本体部101が第2の接続基板固定具112の筒状本体部110の外側に嵌合されるように構成しても良い。
また、本実施の形態では、突き当ては、操作部ユニット側接続部91側で行われる構成としたが、操作部把持部側接続部92側で行われる構成としても良い。
更に、本実施の形態では、第2の接続基板固定具112に複数(3つの)の凸部125を設け、第1の接続基板固定具103に複数の(3つの)切り欠き部126を設けるようにしたが、逆に、第2の接続基板固定具112に複数(3つの)の切り欠き部126を設け、第1の接続基板固定具103に複数の(3つの)の凸部125を設けるようにしても良い。また、凸部、切り欠き部の数も3つに限るものではなく、設ける間隔も等間隔に限定するものではない。
次に、上記構成による本実施の形態による作用について説明する。
まず、本実施の形態による内視鏡3では、操作部11が、挿入部10の基端側が連結された操作部ユニット31と操作部把持部32とが、接続部33により、着脱自在となっている。
操作部ユニット31と操作部把持部32とが接続された状態において、操作部ユニット31と操作部把持部32との間の電気的な接続は、接続部33に設けられた操作部ユニット側接続基板81の電気接点121と操作部把持部側接続基板82の接点ピン120を介して行われる。そして、操作部ユニット31と操作部把持部32とを分離した状態では、操作部ユニット側接続基板81の電気接点121と操作部把持部側接続基板82の接点ピン120との接触が断たれるため、操作部ユニット31と操作部把持部32との間の電気的な接続も断たれる。
次に、操作部ユニット31と操作部把持部32とが接続された状態での熱伝導(特に、光源部36で発生される熱の放熱)の一例を説明する。
まず、光源部36では、LED41が発する熱は、回路基板48、保持部42、口金45等を介して第1放熱部43、第2放熱部44へ伝熱される。そして、このように伝熱された光源部36の熱は、光源部36を保持する操作部ユニットケース35等に伝達され、操作部ユニットケース35から外部に放熱しながらも、操作部本体60の操作部本体ケース61を介して、該操作部本体ケース61からも外部に放熱しながら、操作部ユニット側接続部91の第1の接続基板固定具103へと伝熱される。
また、操作部ユニット31内に設けられた光源部36で発生した熱は、光源部36に接続されたグランド線52等の配線を介して操作部ユニット側接続基板81へと伝達される。
操作部ユニット側接続基板81に伝達された熱は、一部が第1の接続基板固定具103へと伝熱されると共に、操作部ユニット側接続基板81の電気接点121から接点ピン120を介して操作部把持部側接続基板82に伝熱される。
操作部把持部側接続基板82に伝達された熱は、ケーブル74、グランド線75等の配線を通じ、操作部把持部32内の操作部把持部基板73等の部品に伝達され、操作部把持部ケース71に伝達されて、外部に放熱される。
ここで、操作部把持部側接続基板82の裏面に放熱フィンを形成しておくことにより、より操作部把持部ケース71内に熱を放熱しやすくすることができる。更に、操作部把持部32内に伝達された熱は、ユニバーサルケーブル12と接続される配線を通じてメインユニット2側への放熱が期待できる。
また、操作部把持部側接続基板82に伝達された熱は、一部が第2の接続基板固定具112へと伝達されて、第2の接続基板固定具112から操作部把持部ケース71に伝達されて、外部に放熱される。
一方、第1の接続基板固定具103に伝達された熱は、操作部ユニット側接続基板81の電気接点121、操作部把持部側接続基板82の接点ピン120を介して、上述の如く、操作部把持部32側へと伝達される一方、第1の接続基板固定具103と第2の接続基板固定具112との接続部分を介して第2の接続基板固定具112へと伝達される。
すなわち、第1の接続基板固定具103の筒状本体部101と第2の接続基板固定具112の筒状本体部110の嵌合による接続部分、第2の接続基板固定具112の筒状本体部110の先端面の第1の接続基板固定具103の筒状本体部101のフランジ部104への突き当てによる接続部分、第2の接続基板固定具112の凸部125と第1の接続基板固定具103の切り欠き部126による位置決め接続部分を介して第1の接続基板固定具103から第2の接続基板固定具112への伝熱が行われる。このように、第1の接続基板固定具103と第2の接続基板固定具112との接続構造では、嵌合による接続構造と、突き当てによる接続構造と、凸部125と切り欠き部126とによる接続構造で広い接触面積が確保されるようになっており、高精度で容易な接続を保障しつつ、高い熱伝導性が得られるようになっている。
そして、第2の接続基板固定具112へと伝達された熱は、操作部把持部ケース71に伝達されて、外部に放熱される一方、一部が操作部把持部側接続基板82に伝達されて、ケーブル74、グランド線75等の配線を通じ、操作部把持部32内の操作部把持部基板73等の部品に伝達され、操作部把持部ケース71に伝達されて、外部に放熱される。更に、操作部把持部32内に伝達された熱は、ユニバーサルケーブル12と接続される配線を通じてメインユニット2側への放熱が期待できる。
このように、本発明の実施の形態によれば、操作部11が、挿入部10の基端側が連結されてライトガイド22を介して挿入部10の先端から照射する照明光の光源部36を内部に有する操作部ユニット31と操作部把持部32とに分離自在な内視鏡3において、操作部ユニット31と操作部把持部32とを接続する、操作部ユニット31側の操作部ユニット側接続部91の操作部ユニット側接続基板81の電気接点121と、操作部把持部32側の操作部把持部側接続部92の操作部把持部側接続基板82の接点ピン120とを接続する。
また、操作部ユニット31と操作部把持部32との接続には、嵌合、突き当て、凸部125と切り欠き部126による位置決め接続を採用して接触面積を広く確保している。このため、操作部11の操作部ユニット31に光源部36を有する内視鏡3であっても、光源部36で発生する熱を操作部把持部32側に伝達することができ、光源部36で発生した熱を操作部11全体で放熱することが可能となり、光源部36の放熱が効率良く十分に行われて安定した照明性能を維持することが可能となる。
また、マトリクス状に複数設けられている接点ピン120は、それ自体の側面を放熱フィンとして利用することもできる。
そこで、操作部把持部32の操作部ユニット31と接続する側に貫通孔を形成することで、操作部ユニット31と操作部把持部32との接続部分で放熱され滞留していた熱を操作部把持部32内に導き、さらなる放熱が期待できる。
さらに、操作部ユニット31側にも貫通孔を形成すれば、操作部ユニット31内でのみ滞留していた熱が、操作部ユニット31から操作部把持部32に移動することができ、さらになる放熱効果が期待できる。
次に、図10は、本発明の実施の一形態の応用例に係る操作部の説明図を示す。尚、本応用例は、操作部ユニット31基端側の操作部本体60に放熱フィンを設ける構成とした点が前記実施の形態と異なり、他の作用構成は前記実施の形態と同じであるので、同じ構成には同じ符号を記し、説明は省略する。
すなわち、図10に示すように、操作部ユニット31基端側の操作部本体60の操作部本体ケース131では、操作部本体ケース131上の球面部において、湾曲操作レバー65のハンドル部67が進退移動する領域の一部には、断面凹凸状の放熱フィン132が、操作部11の長手方向に沿って形成されている。
そして、この放熱フィン132により操作部ユニット31の外気と接触する表面積が、さらに増加されて、操作部ユニット31内の光源部36で発生した熱は、前述の放熱効果に加え、この放熱フィン132によっても効率良く放熱されることになる。
本実施の形態の応用例で放熱フィン132を、上述の湾曲操作レバー65のハンドル部67が進退移動する領域の一部に設けるには以下の理由によるものである。すなわち、 内視鏡3の操作部11の放熱性を向上させるためには、放熱フィンを設けて表面積を増加させることが考えられる。
しかしながら、内視鏡3の操作部11は、手で握って使用する必要があるため、握り易く、且つ、握った状態で操作がし易い形状である必要があり、この操作性を低下させることなく放熱フィンを設ける必要がある。また、放熱フィンを設ける部分が、内視鏡3の操作部11を握る際に、手の一部が触れ易い部分では、手が放熱の妨げとなるため、このような手の触れやすい部分に放熱フィンを設けても放熱の大きな効果は期待できない。
本実施の形態では、凹溝68は、握った際に手が触れにくい場所となっており、また、凹溝68内での形状変更は、操作部11の意匠に関しての影響は少ない。従って、この凹溝68の部分に放熱フィン132を設けるようにするのである。
次に、図11は、本発明の実施の一形態の図10の応用例とは異なる応用例に係る操作部の構成説明図である。尚、本応用例は、操作部ユニット31の内外で空気移動による放熱が行われるように構成したことが、前記実施の形態と異なり、他の作用構成は前記実施の形態と同じであるので、同じ構成には同じ符号を記し、説明は省略する。
すなわち、図11に示すように、操作部ユニット31基端側の操作部本体60の操作部本体ケース141では、操作部本体ケース141上の球面部において、ハンドル部67が進退移動する領域の一部には、操作部11の長手方向に沿って円弧状に延在する凹溝68が形成されている。この溝部68には、凹溝68に沿って、操作部本体ケース141の内部と外部とを連通する櫛歯状の複数のスリット142が形成されている。そして、このスリット142は、スリット142の櫛歯状の形状に対応して形成した閉塞板143で防水透湿性のフィルム144を狭装して閉塞されるように構成されている。
すなわち、内視鏡3の操作部11は、防水防塵性を確保する必要があり、このため密閉筐体となっている。しかし、防水防塵性は保ったまま、操作部11内部の気体の移動を確保することができれば、これによって内部の熱を外部へ効率良く移動することができる。一方で、操作部11は手に握って操作するものであり、手が触れる部分に気体の移動を確保するための構成を設けても、手が気体の移動の妨げとなって、放熱効果を得ることができない。
従って、上述の如く、操作部本体ケース141の溝部68にスリット142を設けて、操作部11を開放筐体とする。そして、スリット142を閉塞板143で防水透湿性のフィルム144を狭装して閉塞することにより、操作部11に必要な防水防塵性を確保しつつ操作部11を開放筐体とし、内部の気体と外部の気体の移動を確保する。そしてこれにより、操作部ユニット31内外の気体の移動により、操作部ユニット31内の熱を帯びた気体と、外部のより温度の低い気体を入れ替えることができ、操作部ユニット31内の熱をより外部へ放熱することができるようにして、前述の放熱効果に加え、より優れた放熱効果を得られるようにするのである。
一方、本実施の形態によるメインユニット2は、図12に示すように、右側面に、後述するホルダアダプタを掛止する掛止ピン151が突設されている。
掛止ピン151は、円筒形状の軸部151aと、この軸部151aの軸径よりも外径を大きく形成した鍋底形状のストッパ151bとで構成されている。そして、軸部151aの一端側は、メインユニット2の外装筐体5に挿着して固定され、軸部151aの他端側は、ストッパ151bが設けられて、外装筐体5とストッパ151bの間の軸部分に、後述するホルダアダプタ160のフックプレート163のフック部163aを、軸方向の移動を規制しつつ回動自在に掛止するようになっている。
ホルダアダプタ160は、図13に示すように、弾力性を有して長手方向で撓ることが自在な略長方形の板状のブラケット161と、ブラケット161の一方の面(表面)に取り付けられる上下2本のアーム162aを有するホルダ本体162と、ブラケット161の他方の面(裏面)に取り付けられるフックプレート163と、ブラケット161の表面にホルダ本体162から長手方向に所定の長さの位置に配設された上下2つの操作部固定突起164とから主要に構成されている。
ホルダ本体162の上下2本のアーム162aは、ブラケット161から一体に突設されており、2本のアーム162aの間に、内視鏡3の操作部11の操作部ユニット31の外周を所定の弾力で狭持自在になっており、2本のアーム162aの対向する面は、操作部ユニット31の外周形状に合わせて円錐表面に沿った形状に形成されている。
フックプレート163は、一端(上端)側がブラケット161に固定され、他端側がブラケット161の面と略平行に下方に延出されて構成されており、この他端側の下端部には、掛止ピン151の軸部151aの軸径よりも僅かに幅広の寸法の切り欠き部が設けられて、掛止ピン151に掛止するフック部163aが形成されている。
上下2つの操作部固定突起164は、ホルダ本体162から長手方向に所定の長さの位置に配設されて、内視鏡3の操作部11の操作部ユニット31をホルダ本体162で狭持した状態で、操作部11の操作部本体60と係合されるように設けられている。
従って、図13(c)に示すように、ホルダアダプタ160により内視鏡3を保持する場合には、図13(b)の矢印Xに示すように、ホルダ本体162の2本のアーム162aの間に、内視鏡3を挿入部10側から挿通し、所定長さ挿通した後にブラケット161を撓ませて操作部固定突起164を操作部11の操作部本体60と係合させる。
本実施の形態では、このようなホルダアダプタ160を採用することにより、内視鏡装置1は、図14に示すような、形態で使用することが可能となる。
すなわち、図14(a)に示すように、内視鏡3を使用する場合、ホルダアダプタ160から内視鏡3を外して使用し、また、内視鏡3をそのまま、作業台等に載置して使用することも可能である。
また、図14(b)に示すように、使用した内視鏡3を、メインユニット2に取り付けたホルダアダプタ160で保持させるようにして、内視鏡3を常に安定して保持しておくことが可能となる。また、内視鏡3をメインユニット2に取り付けたホルダアダプタ160に保持させておくことにより、内視鏡装置1の内視鏡3とメインユニット2とを一体的に管理することが可能であるため、内視鏡装置1の移動等を容易に行うことが可能となる。
更に、図14(c)に示すように、内視鏡3にメインユニット2から外したホルダアダプタ160を取り付けたまま使用することも可能であり、このまま作業台等に載置して使用することも可能である。
また、図15(a)に示すように、内視鏡3をメインユニット2に取り付けたホルダアダプタ160で保持させる場合、ホルダアダプタ160は掛止ピン151に対して回動自在に掛止されるため、図15(b)に示すように、ホルダアダプタ160に保持される内視鏡3は、ホルダアダプタ160と共に、図中の矢印Yで示すように、傾角が可変自在であるので、ユーザが使いやすい任意の角度に調整して固定して使用することが可能である。
本発明の実施の形態を採用し、ホルダアダプタ160で内視鏡3を保持する場合には、特に、操作部11の操作部ユニット31側をホルダアダプタ160で狭持して保持する構成となっているため、操作部ユニット31からは熱が放熱され難い状態となるが、本実施の形態により、光源部36で発生する熱を操作部把持部32側に効率良く伝達して、光源部36で発生した熱を操作部11全体で放熱する構成となっているため、光源部36の放熱が効率良く十分に行われて安定した照明性能を維持することが可能となる。
尚、本実施の形態では、内視鏡3の操作部11は、メインユニット2とは分離されている例で説明したが、これに限ることなく、操作部11はモニタを備えた本体を兼ねて構成されるものであっても良い。
また、本実施の形態では、内視鏡3の操作部11は、ユニバーサルケーブル12を有して構成したが、これに限ることなく、例えば、信号を無線で送受信可能に形成して構成するものであっても良い。
更に、本実施の形態では、挿入部10の先端部15に、対物レンズ20a、撮像素子20b等からなる観察光学系を備えた内視鏡3を例に説明しているが、観察光学系は、撮像した被対象の画像をイメージガイドを通じて内視鏡の操作部内に設けた撮像素子で処理するように構成しても良い。
また、内視鏡3は、本実施の形態の例のような軟性鏡以外にも硬性内視鏡に対しても適用可能である。
また、接続部分と接点ピンについては、上述した実施形態のものに限定されるものではなく、例えば、操作部ユニットの接続部分と操作部把持部の接続部分の双方の接触面積を多くとるように接続部分の肉厚を多くとるようにするのと共に、接点ピンを操作部断面中心より偏心した位置に納めるようレイアウトしてもよい。また、上述した実施形態では、接点ピンは操作部把持部側に設けた例で説明したが、操作部ユニット側であってもよい。
なお、本実施形態の内視鏡装置1が適用される被検体は、機械や建造物等の構造物であってもよいし、人体等の生体であってもよい。
更に、本発明は、上述した実施の各形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
1 内視鏡装置
2 メインユニット
3 内視鏡
10 挿入部
11 操作部
12 ユニバーサルケーブル
15 先端部
16 湾曲部
17 可撓管部
20 撮像部(撮像光学系)
20c 信号ケーブル
21 照明光出射部
22 ライトガイド
31 操作部ユニット(第1の操作部)
32 操作部把持部(第2の操作部)
33 接続部
35 操作部ユニットケース
36 光源部
41 LED
42 保持部
43 第1放熱部
44 第2放熱部
48 回路基板
51 ケーブル
52 グランド線
60 操作部本体
61 操作部本体ケース
65 湾曲操作レバー
68 凹溝
71 操作部把持部ケース
74 ケーブル
75 グランド線
81 操作部ユニット側接続基板
82 操作部把持部側接続基板
91 操作部ユニット側接続部(第1の接続部)
92 操作部把持部側接続部(第2の接続部)
101 筒状本体部
103 第1の接続基板固定具
104 フランジ部
110 筒状本体部
112 第2の接続基板固定具
120 接点ピン(第2の電気接点部)
121 電気接点(第1の電気接点部)
125 凸部
126 切り欠き部

Claims (8)

  1. 被検体内部に挿通する挿入部と、
    前記挿入部の先端側に設けた撮像光学系と、
    前記挿入部の基端側に設けられた光源部と、
    前記挿入部に設けられ、前記光源部からの照明光を先端に導くライトガイドと、
    前記光源部に連結され、前記光源部の熱を放熱する放熱板と、
    前記挿入部の基端側に設けられ、前記光源部と前記放熱板とを内部に有する第1の操作部と、
    前記第1の操作部と着脱自在な第2の操作部と、
    前記第1の操作部に形成され、前記第2の操作部と電気的に接続する第1の電気接点部を備えた第1の接続部と、
    前記第2の操作部に形成され、前記第1の操作部と電気的に接続する第2の電気接点部を備えた第2の接続部と、
    一端が前記光源部側に位置し、他端が前記第2の電気接点部と接続する前記第1の電気接点部の面の裏面側に位置するように導かれたケーブル部材と、
    を具備し、
    前記第1の電気接点部又は前記第2の電気接点部は、前記第1の接続部と前記第2の接続部とを接続する領域内に設けられた複数の接点ピンで構成され、
    前記ケーブル部材の他端が位置する面まで導いた前記光源部の熱を、前記複数の接点ピンを介して前記第2の接続部側に導くことを特徴とする内視鏡。
  2. 前記ケーブル部材の一端は、前記光源部側の前記光源部と前記第1の電気接点部とを結ぶ間隔内に位置することを特徴とする請求項1記載の内視鏡。
  3. 前記ケーブル部材は、側面が前記放熱板に接するように配置したことを特徴とする請求項2記載の内視鏡。
  4. 前記ケーブル部材は、グランド線であることを特徴とする請求項3記載の内視鏡。
  5. 前記ケーブル部材は、信号ケーブルであることを特徴とする請求項3記載の内視鏡。
  6. 前記第2の操作部の前記第2の電気接点部側には、前記第2の操作部内に向けて貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項1乃至5記載の内視鏡。
  7. 前記第1の接続部と前記第2の接続部との接続は、少なくとも嵌合により行うことを徴とする請求項1乃至請求項6の何れか一つに記載の内視鏡。
  8. 前記第1の接続部と前記第2の接続部との接続は、嵌合と突き当てにより行うことを特徴とする請求項7記載の内視鏡。
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