JP2013182693A

JP2013182693A - カメラケーブル、カメラケーブルの作成方法

Info

Publication number: JP2013182693A
Application number: JP2012043940A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Uchiumi; 智啓内海
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2013-09-12

Abstract

【課題】ヘッド分離型の撮像装置で、ヘッド部を小型化できるカメラケーブル及びカメラケーブルの作成方法を提供する。
【解決手段】本実施形態のカメラケーブルは、同軸ケーブルと、同軸ケーブルを被覆するシールド導体と、シールド導体を被覆する絶縁被膜と、シールド導体とは別部材であり、シールド導体に電気的に接続される導体線と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、被写体を撮像するヘッド部と、ヘッド部から送信される画像信号を処理する本体部とが分離したヘッド分離型の撮像装置で使用されるカメラケーブル及びカメラケーブルの作成方法に関する。

従来の撮像装置には、撮像素子（例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ）を有するヘッド部と、このヘッド部から送信される画像信号を処理する本体部とが分離したヘッド分離型の撮像装置がある。ヘッド分離型の撮像装置では、ヘッド部と本体部とがカメラケーブルで接続されており、カメラケーブルを介して、ヘッド部と本体部との間でデータを送受信している。このようなデータ送受信用に、従来から様々なケーブルが提案されている。

特開２０１０−４０２１４号公報特開２００６−４１７６６号公報特開２００６−１２８７９２号公報

近年では、ヘッド分離型の撮像装置のヘッド部の小型化が求められている。このため、カメラケーブルを小型されたヘッド部に合わせて細くすることが求められている。特に、内視鏡装置の分野では、ヘッド部の小型化及びカメラケーブルの細線化が強く求められている。

本発明は、かかる従来の課題を解決するためになされたものであり、ヘッド部を小型化できるカメラケーブル及びカメラケーブルの作成方法を提供することを目的とする。

実施形態に係るカメラケーブルは、本実施形態のカメラケーブルは、同軸ケーブルと、同軸ケーブルを被覆するシールド導体と、シールド導体を被覆する絶縁被膜と、シールド導体とは別部材であり、シールド導体に電気的に接続される導体線と、を備える。

本発明によれば、ヘッド部を小型化することができる。

実施形態に係る撮像装置の構成図。実施形態に係るヘッド部内の配置図。実施形態に係るカメラケーブルの構成図。実施形態に係るカメラケーブルの接続図。実施形態に係るカメラケーブルの接続図。実施形態に係るカメラケーブルの接続図。実施形態の変形例に係るカメラケーブルの構成図。

以下、図面を参照して、実施形態を詳細に説明する。
（実施形態）
図１は、実施形態に係る撮像装置１００（以下、撮像装置１００と記載する）の構成図である。撮像装置１００は、ヘッド部２００と、ＣＣＵ（Camera Control Unit）３００（以下、本体部３００と記載する）と、ヘッド部２００と本体部３００とを接続するカメラケーブル４００とを備える。

ヘッド部２００は、イメージセンサ２０１と、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）２０２と、配線基板２０３と、台座２０４とを備える。イメージセンサ２０１は、固体撮像素子であり、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサである。

ＴＡＢ２０２は、耐熱性のフィルムにエッチングで回路を形成し、バンプを介してイメージセンサ２０１に接続されている。

配線基板２０３は、ＴＡＢ２０２の端子と、カメラケーブル４００の配線とを接続するための基板である。ＴＡＢ２０２の端子の一部は、台座２０４及び配線基板２０３上に固定され、一部は、配線基板２０３の端子に接続されている。

台座２０４には、イメージセンサ２０１、ＴＡＢ２０２、配線基板２０３が配置される。

本体部３００は、ＩＦ回路３０１と、メモリ３０２と、プロセッサ３０３と、ドライバ３０４と、コントローラ３０５と、電源回路３０６とを備える。

ＩＦ回路３０１は、ヘッド部２００との間で制御信号やデータの送受信を行うためのインタフェースである。

メモリ３０２は、不揮発性メモリであり、例えば、シリアルＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）である。メモリ３０２には、ヘッド部２００の設定データ（動作モード）や補正データが記憶されている。

プロセッサ３０３は、画像処理用のプロセッサである。プロセッサ３０３は、ヘッド部２００から送信される画像信号に種々の補正（例えば、ノイズ補正、ホワイトバランス、γ補正等）を行う。プロセッサ３０３は、補正後の画像信号を外部の表示装置５００Ａ（例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）や液晶モニタ）へ出力する。

ドライバ３０４は、イメージセンサ２０１の駆動回路である。ドライバ３０４は、コントローラ３０５からの制御に基づいてイメージセンサ２０１の駆動方式やフレームレートを変更する。ドライバ３０４は、イメージセンサ２０１へパルス信号（例えば、垂直同期や水平同期（転送パルス信号、リセットゲートパルス信号）のためのパルス信号）を出力する。

コントローラ３０５は、メモリ３０２から補正データや設定データを読み出す。コントローラ３０５は、読み出した補正データや設定データに基づいて、プロセッサ３０３及びドライバ３０４を制御する。

電源回路３０６は、外部電源に接続される。電源回路３０６は、外部電源からの電力を所定の電圧に変換して本体部３００の構成回路（ＩＦ回路３０１、メモリ３０２、プロセッサ３０３、ドライバ３０４、コントローラ３０５）へ供給する。また、電源回路３０６からの電力は、カメラケーブル４００を介してヘッド部２００にも供給される。

（ヘッド部２００内の構成）
図２は、ヘッド部２００内の配置図である。図２（ａ）は、ヘッド部２００内の側面図である。図２（ｂ）は、ヘッド部２００内の平面図（表側）である。図２（ｃ）は、ヘッド部２００内の平面図（裏側）である。以下、図２を参照してヘッド部２００の構成について説明する。なお、以下の説明では、配線基板２０３が配置されている側を表側、配線基板２０３が配置されていない側を裏側として説明する。

イメージセンサ２０１は、ヘッド部２００の台座２０４の端面２０４Ａに配置される。イメージセンサ２０１は、ＴＡＢ２０２に実装されている。イメージセンサ２０１とバンプを介して接続されたＴＡＢ２０２の端子のうち、端子２０２Ａ〜２０２Ｅは、台座２０４の表側に配置されている。また、端子２０２Ｆ〜２０２Ｊは、台座２０４の裏側に配置されている。

端子２０２Ａは、水平同期用の高速パルス信号（転送パルス信号）をイメージセンサ２０１へ入力するための端子である。端子２０２Ｂは、イメージセンサ２０１へ電力を供給するための端子である。端子２０２Ｃは、イメージセンサ２０１からの映像信号を出力するための端子である。端子２０２Ｄは、水平同期用の高速パルス信号（リセットゲートパルス信号）をイメージセンサ２０１へ入力するための端子である。端子２０２Ｅは、イメージセンサ２０１の接地（ＧＮＤ）用端子である。端子２０２Ｆ〜２０２Ｉは、垂直同期のためのパルス信号をイメージセンサ２０１へ入力するための端子である。端子２０２Ｊは、バイアス電圧を印可するための端子である。

配線基板２０３には、端子２０３Ａ〜２０３Ｃが形成されている。端子２０３Ａは、映像信号入力端子であり、ＴＡＢ２０２の端子２０２Ｃと接続される。端子２０３Ｂは、映像信号出力端子であり、配線基板２０３内で端子２０３Ａと接続されている。端子２０３Ｃは、接地（ＧＮＤ）用の端子である。

（カメラケーブル４００の構成）
図３は、カメラケーブル４００の構成図である。図４〜図６は、カメラケーブル４００のケーブル４１０〜４４０及び５００〜５４０を、ＴＡＢ２０２及び配線基板２０３の端子に接続した図である。図４〜図６は、それぞれ、側面図、平面図（表側）、平面図（裏側）である。以下、図３〜６を参照してカメラケーブル４００の構成及び接続先について説明する。

カメラケーブル４００は、同軸ケーブル４１０，４２０と、ケーブル４３０〜４４０及び５００〜５４０と、同軸ケーブル４１０，４２０、ケーブル４３０〜４４０及び５００〜５４０を被覆するシールド導体４６０と、シールド導体４６０を被覆する外被ジャケット４７０（以下、絶縁被膜４７０と記載する）と、シールド導体４６０に電気的に接続された導体線４８０と、かしめリング４９０とを備える。

同軸ケーブル４１０は、水平同期用のパルス信号（転送パルス信号）を伝達する内部導体４１１、内部導体４１１を被覆する絶縁被膜４１２と、絶縁被膜４１２を被覆する編組銅線４１３（以下、外部導体４１３と記載する）と、外部導体４１３を被覆する保護被膜４１４とを備える。同軸ケーブル４１０の内部導体４１１は、ＴＡＢ２０２の端子２０２Ａに接続される。同軸ケーブル４１０の外部導体４１３は、導体線４８０によりシールド導体４６０上に固定される。

同軸ケーブル４２０は、水平同期用のパルス信号（リセットゲートパルス信号）を伝達する内部導体４２１、内部導体４２１を被覆する絶縁被膜４２２と、絶縁被膜４２２を被覆する編組銅線４２３（以下、外部導体４２３と記載する）と、外部導体４２３を被覆する保護被膜４２４とを備える。同軸ケーブル４２０の内部導体４２１は、ＴＡＢ２０２の端子２０２Ｄに接続される。同軸ケーブル４２０の外部導体４２３は、導体線４８０によりシールド導体４６０上に固定される。

従来のカメラケーブルでは、同軸ケーブル毎に異なるＧＮＤ端子が配線基板に設けられていた。そして、同軸ケーブルの外部導体は、この同軸ケーブル毎に異なるＧＮＤ端子にそれぞれ接続されていた。

この実施形態では、同軸ケーブル４１０，４２０のそれぞれの外部導体４１３，４２３を、シールド導体４６０に電気的に接続している。このため、配線基板２０３に同軸ケーブル用のＧＮＤ端子を設ける必要がない。この結果、配線基板２０３に設ける端子数を減らすことができ、配線基板２０３を小さくすることできる。このため、ヘッド部２００を小型化することができる。

ケーブル４３０は、本体部３００の電源回路３０６から供給される電力を伝達するケーブルである。ケーブル４３０は、導電性の金属線４３１と、金属線４３１を被覆する絶縁被膜４３２とを備える。ケーブル４３０の金属線４３１は、ＴＡＢ２０２の端子２０２Ｂに接続される。

ケーブル４４０は、イメージセンサ２０１から出力される映像信号を本体部３００へ伝達するケーブルである。ケーブル４４０は、導電性の金属線４４１と、金属線４４１を被覆する絶縁被膜４４２とを備える。ケーブル４４０の金属線４４１は、配線基板２０３の端子２０３Ｂに接続される。

ケーブル５００〜５３０は、イメージセンサ２０１へ垂直同期用のパルス信号を伝達するケーブルである。ケーブル５００〜５３０は、それぞれ導電性の金属線５０１〜５３１と、金属線５０１〜５３１をそれぞれ被覆する絶縁被膜５０２〜５３２とを備える。ケーブル５００〜５３０の金属線５０１〜５３１は、それぞれＴＡＢ２０２の端子２０２Ｆ〜２０２Ｈに接続される。

ケーブル５４０は、バイアス電圧を印可するためのケーブルである。ケーブル５４０は、導電性の金属線５４１と、金属線５４１を被覆する絶縁被膜５４２とを備える。ケーブル５４０の金属線５４１は、ＴＡＢ２０２の端子２０２Ｉに接続される。

シールド導体４６０は、編組線（へんそせん）と呼ばれる細い金属線（例えば、銅線）を編んだ編組シールドである。なお、精密測定や極超短波以上の周波数で減衰を少なくしたい場合には、シールド導体４６０として、金属箔を使用してもよい。シールド導体４６０は、本体部３００側でＧＮＤに接続（接地）されている。

絶縁被膜４７０は、絶縁体（例えば、ポリエチレン）で構成される。

導体線４８０は、直径２０μｍ〜３０μｍの導電性の金属細線である。導体線４８０は、一端４８０ＡがＴＡＢ２０２の端子２０２Ｅに接続され、他端４８０Ｂが配線基板２０３の端子２０３Ｃに接続される。導体線４８０は、シールド導体４６０に巻き付けて固定される。この際、同軸ケーブル４１０，４２０の外部導体４１３，４２３もシールド導体４６０上に固定される。

従来のカメラケーブルでは、シールド導体４６０を構成する編組線を複数本撚って作成した配線を、配線基板に設けられたＧＮＤ端子に接続していた。しかしながら、この方法では、シールド導体４６０を配線基板２０３のＧＮＤ端子に接続するための配線が太くなる。このため、配線基板２０３のＧＮＤ端子も幅を広くする必要があった。

この実施形態では、シールド導体４６０とは別部材の導体線４８０を用意し、この導体線４８０を配線基板２０３の端子２０３Ｃに接続しているので、配線基板２０３の端子２０３Ｃの幅を従来よりも狭くすることができる。この結果、配線基板２０３の幅を狭くすることができ、配線基板２０３を小さくすることできる。このため、ヘッド部２００を小型化することができる。また、シールド導体４６０から引き出す配線を細くすることができるので、カメラケーブル４００を細くすることができる。

かしめリング４９０は、導電性の金属リング（例えば、銅リング）である。かしめリング４９０は、導体線４８０と、同軸ケーブル４１０，４２０のそれぞれの外部導体４１３，４２３とを、シールド導体４６０に巻き付けられた状態で固定する。

なお、かしめリング４９０の代わりに、導電性接着剤（接着剤に導電性を有する金属（例えば、銀）の粉末を加えたもの）を使用して導体線４８０及び同軸ケーブル４１０，４２０のそれぞれの外部導体４１３，４２３を、シールド導体４０６に巻き付けられた状態で固定してもよい。また、かしめリング４９０と導電性接着剤を併用して、導体線４８０及び同軸ケーブル４１０，４２０のそれぞれの外部導体４１３，４２３を、シールド導体４６０に巻き付けられた状態で固定してもよい。

（カメラケーブル４００の作成）
次に、カメラケーブル４００の作成及び接続について説明する。
初めに、複数本の同軸ケーブル４１０，４２０及び複数本のケーブル４３０〜４４０及び５００〜５４０が編組シールド４６０（シールド導体４６０）及び外被ジャケット４７０（絶縁被膜４７０）で被覆されたカメラケーブル４００を用意する。

次に、カメラケーブル４００の一端側（ヘッド部２００側）の絶縁被膜４７０及びシールド導体４６０の一部を剥いで、ケーブル４１０〜４４０及び５００〜５４０を露出させる。

さらに、同軸ケーブル４１０，４２０の絶縁被膜４１２，４２２、編組銅線４１３，４２３（外部導体４１３，４２３）及び保護被膜４１４，４２４の一部をそれぞれ剥いで、同軸ケーブル４１０，４２０の内部導体４１１，４２１、絶縁被膜４１２，４２２、外部導体４１３，４２３を露出させる。

次に、ケーブル４３０〜４４０及び５００〜５４０の絶縁被膜４３２〜４４２及び５０２〜５４２を剥いで、ケーブル４３０〜４４０及び５００〜５４０の金属線４３１〜４４１及び５０１〜５４１の一部を露出させる。

同軸ケーブル４１０，４２０の編組銅線４１３，４２３を構成する編組線の一部（数本程度）を撚ってケーブル状に加工する。

次に、直径が２０μｍ〜３０μｍの金属細線である導体線４８０をカメラケーブル４００のシールド導体４６０に巻き付ける。この巻き付けの際、導体線４８０を用いて、ケーブル状に加工した外部導体４１３，４２３もシールド導体４６０上に固定する。

次に、同軸ケーブル４１０，４２０の外部導体４１３，４２３及び導体線４８０を巻き付けた箇所をかしめリング４９０でかしめ、同軸ケーブル４１０，４２０の外部導体４１３，４２３及び導体線４８０を、シールド導体４６０に巻き付けられた状態で固定する。

なお、かしめリング４９０の代わりに、導電性接着剤を使用して同軸ケーブル４１０，４２０の外部導体４１３，４２３及び導体線４８０を固定してもよい。また、かしめリング４９０と導電性接着剤を併用して、同軸ケーブル４１０，４２０の外部導体４１３，４２３及び導体線４８０を固定してもよい。

次に、同軸ケーブル４１０の内部導体４１１を、ＴＡＢ２０２の端子２０２Ａに半田付けする。また、同軸ケーブル４２０の内部導体４２１を、ＴＡＢ２０２の端子２０２Ｄに半田付けする。

次に、ケーブル４３０の金属線４３１をＴＡＢ２０２の端子２０２Ｂに半田付けする。次に、ケーブル４４０の金属線４４１を、配線基板２０３の端子２０３Ｂに半田付けする。次に、ケーブル５００〜５４０の金属線５０１〜５４１をそれぞれＴＡＢ２０２の端子２０２Ｆ〜２０２Ｉに半田付けする。最後に、導体線４８０の一端４８０ＡをＴＡＢ２０２の端子２０２Ｅに半田付けし、他端４８０Ｂを配線基板２０３の端子２０３Ｃに半田付けする。

以上のように、実施形態に係るカメラケーブルは、シールド導体４６０とは別部材の導体線４８０を用意し、この導体線４８０を配線基板２０３の端子２０３Ｃに接続しているので、配線基板２０３の端子２０３Ｃの幅を従来よりも狭くすることができる。この結果、配線基板２０３の幅を狭くすることができ、配線基板２０３を小さくすることできる。このため、ヘッド部２００を小型化することができる。

また、シールド導体４６０を構成する編組線を撚ってケーブル状に加工する必要がなく、導体線４８０をシールド導体４６０に巻き付けるだけなので、カメラケーブル４００を作成する際の作業性を向上することができる。さらに、ケーブル状に加工した編組線がほつれて他の配線とショート（短絡）する虞を低減することができる。

さらに、同軸ケーブル４１０，４２０のそれぞれの外部導体４１３，４２３を、シールド導体４６０に電気的に接続している。このため、配線基板２０３に同軸ケーブル用のＧＮＤ端子を設ける必要がない。この結果、配線基板２０３に設ける端子数を減らすことができ、配線基板２０３を小さくすることできる。このため、ヘッド部２００を小型化することができる。また、カメラケーブル４００のシールド導体４６０及び外被ジャケット（絶縁被膜）４７０を剥がして、ケーブルを引き出す際の作業性が向上する。

（実施形態の変形例）
なお、上記実施形態では、導体線４８０をシールド導体４６０に巻き付ける際に、導体線４８０を用いて、ケーブル状に加工した外部導体４１３，４２３もシールド導体４６０上に固定しているが、ケーブル状に加工した外部導体４１３，４２３をシールド導体４６０に巻き付けて固定するようにしてもよい。

また、図７に示すように、導体線４８０をシールド導体４６０に巻き付けるのではなく、シールド導体４６０に結び付けて固定するようにしてもよい。ケーブル状に加工した外部導体４１３，４２３についても、シールド導体４６０に結び付けて固定するようにしてもよい。

また、導体線４８０をシールド導体４６０内に収容するようにしてもよい。導体線４８０をシールド導体４６０内に収容することで、導体線４８０がシールド導体４６０内に固定される。このため、導体線４８０をシールド導体４６０に巻き付けたり、結んだりする作業を省略することができ、作業性が向上する。

さらに、イメージセンサ２０１へ垂直同期用のパルス信号を伝達するケーブル５００〜５３０を同軸ケーブルとしてもよい。この場合も、ケーブル５００〜５３０の外部導体を、シールド導体４６０に電気的に接続することで、配線基板２０３にケーブル５００〜５３０用のＧＮＤ端子を設ける必要がなくなり、ヘッド部２００を小型化することができる。

（その他の実施形態）
以上のように、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図するものではない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を変更しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。例えば、実施形態で説明した撮像装置を内視鏡装置に適用することができる。これら実施形態や変形が、発明の範囲や要旨に含まれるのと同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１００…撮像装置、２００…ヘッド部、２０１…イメージセンサ、２０２…ＴＡＢ、２０２Ａ〜２０２Ｆ…端子、２０３…配線基板、２０３Ａ〜２０３Ｃ…端子、２０４…台座、２０４Ａ…端面、３００…本体部、３０１…ＩＦ回路、３０２…メモリ、３０３…プロセッサ、３０４…ドライバ、３０５…コントローラ、３０６…電源回路、４００…カメラケーブル、４０６…シールド導体、４１０，４２０…同軸ケーブル、４１１，４２１…内部導体、４１２，４２２…絶縁被膜、４１３，４２３…外部導体、４１３，４２３…編組銅線、４１４，４２４…保護被膜、４３０〜４４０，５００〜５４０…ケーブル、４３１〜４４１，５０１〜５４１…金属線、４３２〜４４２，５０２〜５４２…絶縁被膜、４６０…シールド導体、４７０…外被ジャケット（絶縁被膜）、４８０…導体線、４９０…かしめリング、５００Ａ…表示装置。

Claims

同軸ケーブルと、
前記同軸ケーブルを被覆するシールド導体と、
前記シールド導体を被覆する絶縁被膜と、
前記シールド導体とは別部材であり、前記シールド導体に電気的に接続される導体線と、
を備えるカメラケーブル。
前記導体線は、前記シールド導体に巻き付けられている請求項１に記載のカメラケーブル。
前記同軸ケーブルの外部導体は、前記シールド導体に電気的に接続されている請求項１又は請求項２に記載のカメラケーブル。
前記同軸ケーブルの外部導体は、前記シールド導体に巻き付けられている請求項３に記載のカメラケーブル。
前記導体線は、導電性接着剤により前記シールド導体に固定されている請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のカメラケーブル。
前記同軸ケーブルの外部導体は、導電性接着剤により前記シールド導体に固定されている請求項４又は請求項５に記載のカメラケーブル。
前記導体線又は前記同軸ケーブルの外部導体の少なくとも一方を、前記シールド導体に固定するかしめリングをさらに備える請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のカメラケーブル。
同軸ケーブルと、前記同軸ケーブルを被覆するシールド導体と、前記シールド導体を被覆する絶縁被膜と、前記シールド導体とは別部材であり、前記シールド導体に電気的に接続される導体線と、を備えるカメラケーブルの前記シールド導体に、前記導体線を巻き付けて、前記同軸ケーブルの外部導体を固定する工程を有するカメラケーブルの作成方法。
前記導体線又は前記同軸ケーブルの外部導体の少なくとも一方を、導電性接着剤を用いて前記シールド導体に固定する工程をさらに有する請求項８に記載のカメラケーブルの作成方法。
前記導体線又は前記同軸ケーブルの外部導体の少なくとも一方を、かしめリングを用いて前記シールド導体に固定する工程をさらに有する請求項８又は請求項９に記載のカメラケーブルの作成方法。