JP2020154304A - 内視鏡装置の構造 - Google Patents

Abstract

【課題】内視鏡装置の構造を提供する。【解決手段】内視鏡装置の構造は撮像部材、支持固定部材、第一同軸ケーブル、第二同軸ケーブルおよび導電性樹脂を備える。撮像部材は検知部正面および背面を有する。検知部正面および背面は相対的に配置される。背面は二つ以上の電気的接続パッドを有する。支持固定部材は先端部が撮像部材の背面に連結され、かつ撮像部材の背面に垂直に伸びていくように配置される。支持固定部材は二つ以上の支え部を有する。支え部は電気的接続パッドに対応する。第一同軸ケーブルは支持固定部材の一つの支え部に位置付けられる。第二同軸ケーブルは支持固定部材の別の一つの支え部に位置付けられる。第一同軸ケーブルおよびそれに対応する電気的接続パッドは導電性樹脂によって覆われて電気的に接続される。第二同軸ケーブルおよびそれに対応する電気的接続パッドは導電性樹脂によって覆われて電気的に接続される。【選択図】 図１Ｂ

Description

本発明は、内視鏡装置に関し、詳しくは同軸ケーブルによって信号を伝送するマイクロスコープ内視鏡装置の構造に関するものである。

内視鏡装置は直接に観察しにくい人体内部および生物体の体内を観察するために技術として開発されたものである。内視鏡装置は主に医療分野に応用され、人体内部に差し込まれて人体内部の状況を観察することが役割である。内視鏡装置は医療分野にとどまらず、工業、建築業または電子機器などにも応用される。

一般の内視鏡装置を組み立てる際、スリーブ式レンズホルダー（lens holder）に内視鏡装置のレンズを締め付けてレンズの位置を固定し、そののちレンズと回路基板とを電気的に接続する。続いて、スリーブ式レンズホルダーと回路基板をまとめてチューブ内に装着すれば内視鏡装置の組立作業が完了する。詳しく言えば、内視鏡装置のチューブ全体の管径はレンズ、スリーブ式レンズホルダーおよび回路基板に限定される。内視鏡装置の管径が小さければ小さいほど、より狭い部位に内視鏡装置を差し込んで内視鏡装置の機能を発揮することができるため、内視鏡装置を医療に用いれば患者の体の負担を減軽することができる。

マイクロレンズの発展に伴って回路基板および伝送線路の小型化または微小化が求められるため、接続するための構造を設計することが難しくなる。例えば、ワイヤの直径が１ｍｍ以下であれば、回路基板と伝送線路をはんだ付けによって接合する難度が高く、接合点が小さいため、内視鏡装置を操作する際、接合点が破裂する可能性がある。

微小化および構造強度の維持を実現させて上述した問題点を改善することができる内視鏡装置を如何に提供するかということは大きな課題である。

本発明は微小化を満足させ、全体構造の連結強度を確保することができ、構造の劣化が原因で装置を損壊させることを防ぐことができる内視鏡装置の構造を提供することを主な目的とする。

上述した課題を解決するため、内視鏡装置の構造は撮像部材、支持固定部材、第一同軸ケーブルおよび第二同軸ケーブルを備える。撮像部材は検知部正面および背面を有する。検知部正面および背面は相対的に配置される。背面は二つ以上の電気的接続パッドを有する。支持固定部材は先端部が撮像部材の背面に連結され、かつ撮像部材の背面に垂直に伸びていくように配置される。支持固定部材は二つ以上の支え部を有する。支え部は電気的接続パッドに対応する。第一同軸ケーブルは一つの電気的接続パッドに対応し、支持固定部材の一つの支え部に位置付けられる。第二同軸ケーブルは別の一つの電気的接続パッドに対応し、支持固定部材の別の一つの支え部に位置付けられる。

本発明の一実施形態において、内視鏡装置はさらに導電性樹脂を備える。第一同軸ケーブルと、それに対応する電気的接続パッドおよび電子部材の電極とは導電性樹脂によって覆われて電気的に接続される。第二同軸ケーブルと、それに対応する電気的接続パッドおよび電子部材の電極とは導電性樹脂によって覆われて電気的に接続される。

上述した構造特徴により、本発明による内視鏡装置の構造において、支持固定部材は同軸ケーブルと撮像部材との間に位置付けられて同軸ケーブルを支える。同軸ケーブルおよび撮像部材は導電性樹脂によって電気的に接続され、固定される。支持固定部材は板状部またはスペーサーによって同軸ケーブルを隔てて短絡を防止することができる。特にマイクロスコープ内視鏡装置の製作工程において、従来のはんだ付けのかわりに導電性樹脂を使い、支持固定部材で全体構造の安定性を向上させれば、同軸ケーブルが逸脱しにくくなり、製品の耐用性を向上させることができる。

本発明の第1実施形態による内視鏡装置の構造を示す斜視図である。 本発明の第1実施形態による内視鏡装置の構造を示す分解斜視図である。 本発明の第２実施形態による内視鏡装置の構造を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態による内視鏡装置の構造を示す分解斜視図である。 本発明の第２実施形態による内視鏡装置の構造を示す側面図である。 本発明の第３実施形態による内視鏡装置の構造を示す斜視図である。

以下、本発明による内視鏡装置を図面に基づいて説明する。

（第1実施形態）
図１Ａおよび図１Ｂに示すように、本発明の第1実施形態による内視鏡装置１０の構造は撮像部材１１、支持固定部材１２、電子部材１３、第一同軸ケーブル１４、第二同軸ケーブル１５および導電性樹脂を備える。

撮像部材１１は、検知部正面１１１および背面１１２を有する。検知部正面１１１および背面１１２は相対的に配置される。レンズおよび相補型金属酸化膜半導体（CMOS）または電荷結合素子（CCD）を含む検出素子は検知部正面１１１に配置されてイメージセンサーおよび撮像機能を果たす。背面１１２は複数の電気的接続パッド（即ちはんだパッドまたは電極）を有する。電気的接続パッドは検出素子および外部の信号または電源を伝送することが役割である。本実施形態において、背面１１２は第一電気的接続パッド１１２１および第二電気的接続パッド１１２２を有する。

支持固定部材１２は先端部が撮像部材１１の背面１１２に連結され、全体が撮像部材１１の背面１１２に垂直に伸びていくように配置される。本実施形態において、支持固定部材１２と撮像部材１１の背面１１２とは接合方式、締結方式または嵌合方式によって結合する。支持固定部材１２は板状部１２１およびスペーサー１２２を有する。板状部１２１は第一表面１２１１および第二表面１２１２を有する。スペーサー１２２は板状部１２１の第一表面１２１１に垂直に配置されてスペーサー１２２の両側に第一支え部１２３１および第二支え部１２３２を形成する。

支持固定部材１２は先端部が撮像部材１１の背面１１２に連結される。撮像部材１１の第一電気的接続パッド１１２１は支持固定部材１２の第一支え部１２３１に対応する。撮像部材１１の第二電気的接続パッド１１２２は支持固定部材１２の第二支え部１２３２に対応する。第一電気的接続パッド１１２１および第二電気的接続パッド１１２２は支持固定部材１２のスペーサー１２２によって分けられるため、電気的導通および短絡を生じることがない。

板状部１２１は別の部品を配置または格納するための平坦な配置部位１２１３を有する。本実施形態において、配置部位１２１３に部品を配置して安定させるために、配置部位１２１３の表面Ｓ０１および板状部１２１の第一表面１２１１は異なる水平面に位置付けられる。詳しく言えば、配置部位１２１３は第一表面１２１１に凹んで形成される。電子部材１３は配置部位１２１３に配置され、第一電極１３１および第二電極１３２を有する。第一電極１３１は支持固定部材１２の第一支え部１２３１に対応する。第二電極１３２は支持固定部材１２の第二支え部１２３２に対応する。本実施形態において、電子部材１３は信号のフィルタ処理に用いられ、表面実装形（ＳＭＴ、即ちチップ形またはリフローはんだ付け）コンデンサから構成される。

第一同軸ケーブル１４は撮像部材１１の第一電気的接続パッド１１２１に対応し、支持固定部材１２の第一支え部１２３１に位置付けられる。第二同軸ケーブル１５は撮像部材１１の第二電気的接続パッド１１２２に対応し、支持固定部材１２の第二支え部１２３２に位置付けられる。第一同軸ケーブル１４および第二同軸ケーブル１５は構造が同じであり、それぞれ内部導体、絶縁体、外部導体および保護被覆を有する。内部導体は銅芯線である。外部導体は編組線、アルミホイルまたはそれらの組み合わせから構成される。本実施形態はマイクロスコープ内視鏡装置に対応するため、内部導体の直径は０．０５ｍｍである。

撮像部材１１の第一電気的接続パッド１１２１および電子部材１３の第一電極１３１は支持固定部材１２の第一支え部１２３１に対応する。第一同軸ケーブル１４は支持固定部材１２の第一支え部１２３１に位置付けられる。撮像部材１１の第二電気的接続パッド１１２２および電子部材１３の第二電極１３２は支持固定部材１２の第二支え部１２３２に対応する。第二同軸ケーブル１５は支持固定部材１２の第二支え部１２３２に位置付けられる。上述した配置方式は支持固定部材１２の第一支え部１２３１および第二支え部１２３２によって部品を電気的に接続すると同時に隔てるため、製作の便をはかり、短絡を効果的に抑制することができる。

内視鏡装置１０において、撮像部材１１の第一電気的接続パッド１１２１および電子部材１３の第一電極１３１および第一同軸ケーブル１４は導電性樹脂によって電気的に接続される。撮像部材１１の第二電気的接続パッド１１２２および電子部材１３の第二電極１３２および第二同軸ケーブル１５は導電性樹脂によって電気的に接続される。電子部材１３は撮像部材１１と第一同軸ケーブル１４および第二同軸ケーブル１５との間に配置される。同軸ケーブルは直径が非常に小さいため、はんだ付け工程が難しい。それに対して、本発明はそれぞれの部品を適切に配置し、導電性樹脂によってそれらを電気的に接続するため、上述した問題を解決できる。

全体構造を安定させるために、本発明は紫外線硬化型接着剤、ホットメルト接着剤または二液混合型・硬化型接着剤などによって第一同軸ケーブル１４および支持固定部材１２と、第二同軸ケーブル１５および支持固定部材１２とを別々に固定して結合させる。

一般の部品を接続する際、一般の接着剤で部品を接着して固定すればよい。部品を電気的に接続する必要がある際、導電性樹脂で部品を電気的に接続して安定させればよい。従って、本発明は全体の組立工程を簡素化し、構造強度を維持することができる。

部品を電気的に接続する必要がある際、本発明は導電性樹脂のほかにレーザー溶接技術を採用する。言い換えれば、撮像部材１１の第一電気的接続パッド１１２１および電子部材１３の第一電極１３１と、電子部材１３の第一電極１３１および第一同軸ケーブル１４と、撮像部材１１の第二電気的接続パッド１１２２および電子部材１３の第二電極１３２と、電子部材１３の第二電極１３２および第二同軸ケーブル１５とはレーザー溶接技術によって別々に電気的に接続される。レーザー溶接工程によって部品と部品を電気的に接続する際、プロセスは特に限定されない。つまり、部品と部品を相互に接触させ、続いてレーザー溶接工程を行えばよい。或いは、金属ワイヤなどの導電性部材を二つの部品の間に配置し、続いてそれぞれの接点にレーザー溶接工程を行えばよい。

（第２実施形態）
上述したとおり、本発明は支持固定部材によって同軸ケーブルを支える。撮像部材の構造が変われば外部との接点が増減し、支持固定部材の構造が変わる。図２Ａおよび図２Ｂに示すように、本発明の第２実施形態による内視鏡装置２０の構造は撮像部材２１、支持固定部材２２、電子部材２３、第一同軸ケーブル２４、第二同軸ケーブル２５、第三同軸ケーブル２６、第四同軸ケーブル２７、導電性樹脂および接着剤を備える。第２実施形態はそれぞれの部品の機能または接続関係が第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。第１実施形態との違いは次のとおりである。

第２実施形態において、撮像部材２１は相対する検知部正面２１１および背面２１２を有する。背面２１２は第一電気的接続パッド２１２１、第二電気的接続パッド２１２２、第三電気的接続パッド２１２３および第四電気的接続パッド２１２４を有する。

第２実施形態において、支持固定部材２２は先端部が撮像部材２１の背面２１２に連結され、板状部３２１、第一スペーサー２２２および第二スペーサー２２５を有する。板状部２２１は第一表面２２１１および第二表面２２１２を有する。第一スペーサー２２２は板状部２２１の第一表面２２１１に垂直に配置されて第一スペーサー２２２の両側に第一支え部２２３１および第二支え部２２３２を形成する。第二スペーサー２２５は板状部２２１の第二表面２２１２に垂直に配置されて第二スペーサー２２５の両側に第三支え部２２３３および第四支え部２２３４を形成する。

第２実施形態において、支持固定部材２２は先端部が撮像部材２１の背面２１２に連結される。撮像部材２１の第一電気的接続パッド２１２１は支持固定部材２２の第一支え部２２３１に対応する。撮像部材２１の第二電気的接続パッド２１２２は支持固定部材２２の第二支え部２２３２に対応する。撮像部材２１の第三電気的接続パッド２１２３は支持固定部材２２の第三支え部２２３３に対応する。撮像部材２１の第四電気的接続パッド２１２４は支持固定部材２２の第四支え部２２３４に対応する。言い換えれば第一電気的接続パッド２１２１、第二電気的接続パッド２１２２、第三電気的接続パッド２１２３および第四電気的接続パッド２１２４は支持固定部材２２によって分けられるため、電気的導通および短絡を生じることがない。

第２実施形態において、板状部２２１は配置部位２２１３を有する。内視鏡装置２０の側面から見れば、配置部位２２１３の表面Ｓ１１および板状部２２１の第一表面２２１１は異なる水平面に位置付けられる。詳しく言えば、配置部位２２１３に部品を配置して安定させるために、配置部位２２１３は第一表面２２１１に凹んで形成される。電子部材２３は配置部位２２１３に配置され、第一電極２３１および第二電極２３２を有する。第一電極２３１は支持固定部材２２の第一支え部２２３１に対応する。第二電極２３２は支持固定部材２２の第二支え部２２３２に対応する。電子部材２３は信号のフィルタ処理に用いられるコンデンサである。

第２実施形態において、第一同軸ケーブル２４は撮像部材２１の第一電気的接続パッド２１２１に対応し、支持固定部材２２の第一支え部２２３１に位置付けられる。第二同軸ケーブル２５は撮像部材２１の第二電気的接続パッド２１２２に対応し、支持固定部材２２の第二支え部２２３２に位置付けられる。第三同軸ケーブル２６は撮像部材２１の第三電気的接続パッド２１２３に対応し、支持固定部材２２の第三支え部２２３３に位置付けられる。第四同軸ケーブル２７は撮像部材２１の第四電気的接続パッド２１２４に対応し、支持固定部材２２の第四支え部２２３４に位置付けられる。第一同軸ケーブル２４、第二同軸ケーブル２５、第三同軸ケーブル２６および第四同軸ケーブル２７は構造が同じでそれぞれ内部導体、絶縁体、外部導体および保護被覆を有し、かつ実際の状況によって外部に露出する。

第２実施形態において、撮像部材２１の第一電気的接続パッド２１２１および電子部材２３の第一電極２３１は支持固定部材２２の第一支え部２２３１に対応する。第一同軸ケーブル２４は支持固定部材２２の第一支え部２２３１に位置付けられる。撮像部材２１の第二電気的接続パッド２１２２および電子部材２３の第二電極２３２は支持固定部材２２の第二支え部２２３２に対応する。第二同軸ケーブル２５は支持固定部材２２の第二支え部２２３２に位置付けられる。撮像部材２１の第三電気的接続パッド２１２３は支持固定部材２２の第三支え部２２３３に対応する。第三同軸ケーブル２６は支持固定部材２２の第三支え部２２３３に位置付けられる。撮像部材２１の第四電気的接続パッド２１２４は支持固定部材２２の第四支え部２２３４に対応する。第四同軸ケーブル２７は支持固定部材２２の第四支え部２２３４に位置付けられる。上述した配置方式は支持固定部材２２の第一支え部２２３１、第二支え部２２３２、第三支え部２２３３および第四支え部２２３４によって部品を電気的に接続すると同時に隔てるため、製作の便をはかり、短絡を効果的に抑制することができる。

内視鏡装置２０において、撮像部材２１の複数の電気接続パッド、電子部材２３の複数の電極および複数の同軸ケーブルは導電性樹脂によって電気的に接続され、固定される。それぞれの同軸ケーブルの外部導体とアース端子は導電性樹脂によって電気的に接続される。

図２Ｃに示すように、内視鏡装置２０の側面から見れば、電子部材２３は撮像部材２１と複数の同軸ケーブルとの間に配置される。詳しく言えば、複数の同軸ケーブル、電子部材２３および撮像部材の複数の電気的接続パッドは相互に接触せず、導電性樹脂によって電気的に接続される。同軸ケーブルは直径が非常に小さいため、はんだ付け工程が難しい。それに対して、本発明はそれぞれの部品を適切に配置し、導電性樹脂によってそれらを電気的に接続するため、製作工程を簡素化することができる。

第２実施形態は第１実施形態と同じように撮像部材２１の複数の電気的接続パッド、電子部材２３の複数の電極および複数の同軸ケーブルをレーザー溶接工程によって電気的に接続することができる。

全体構造を安定させるために、第２実施形態は第１実施形態と同じように紫外線硬化型接着剤、ホットメルト接着剤または二液混合型・硬化型接着剤などによって複数の同軸ケーブルを支持固定部材２２に別々に固定して結合させることができる。

（第３実施形態）
図３に示すように、本発明の第3実施形態による内視鏡装置３０の構造は撮像部材３１、支持固定部材３２、電子部材３３および同軸ケーブル（図中未表示）を備える。上述した実施形態において撮像部材１１、２１は矩形柱体であるのに対し、撮像部材３１は円柱体である。上述した実施形態との違いは次のとおりである。

第３実施形態において、内視鏡装置３０の構造はさらに保護部材３８を備える。保護部材３８は支持固定部材３２の支え部の周りに嵌まるように配置され、連結部３８１およびキャップ３８２を有する。連結部３８１は支持固定部材３２の板状部に連結される。キャップ３８２はスペーサーに被さって連結部３８１に連結される。保護部材３８は支持固定部材３２の支え部の周りに嵌まるように配置されるため、支持固定部材３２の支え部は管路状になる。同軸ケーブルは支持固定部材３２の管路状の支え部に差し込まれて安定する。

以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

１０、２０、３０：内視鏡装置、
１１、２１、３１：撮像部材、
１１１、２１１：検知部正面、
１１２、２１２：背面、
１１２１、２１２１：第一電気的接続パッド、
１１２２、２１２２：第二電気的接続パッド、
２１２３：第三電気的接続パッド、
２１２４：第四電気的接続パッド、
１２、２２、３２：支持固定部材、
１２１、２２１、板状部、
１２１１、２２１１：第一表面、
１２１２、２２１２：第二表面、
１２１３、２２１３：配置部位、
１２２：スペーサー、
２２２：第一スペーサー、
２２５：第二スペーサー、
１２３１、２２３１：第一支え部、
１２３２、２２３２：第二支え部、
２２３３：第三支え部、
２２３４：第四支え部、
１３、２３、３３：電子部材、
１３１、２３１：第一電極、
１３２、２３２：第二電極、
１４、２４：第一同軸ケーブル、
１５、２５：第二同軸ケーブル、
２６：第三同軸ケーブル、
２７：第四同軸ケーブル、
３８：保護部材、
３８１：連結部、
３８２：キャップ、
Ｓ０１、Ｓ１１：表面

Claims (6)

1. 撮像部材、支持固定部材、第一同軸ケーブルおよび第二同軸ケーブルを備え、
   前記撮像部材は、検知部正面および背面を有し、前記検知部正面および前記背面は相対的に配置され、前記背面は二つ以上の電気的接続パッドを有し、
   前記支持固定部材は、先端部が前記撮像部材の前記背面に連結され、かつ前記撮像部材の前記背面に垂直に伸びていくように配置され、
   前記支持固定部材は、二つ以上の支え部を有し、それぞれの前記支え部は前記撮像部材の前記電気的接続パッドに対応し、
   前記第一同軸ケーブルは、前記撮像部材の一つの前記電気的接続パッドに対応するように電気的に接続され、かつ前記支持固定部材の一つの前記支え部に位置付けられ、
   前記第二同軸ケーブルは、前記撮像部材の別の一つの前記電気的接続パッドに対応するように電気的に接続され、かつ前記支持固定部材の別の一つの前記支え部に位置付けられることを特徴とする内視鏡装置の構造。
2. 前記支持固定部材は板状部を有し、前記板状部は第一表面および第二表面を有し、前記第一表面は前記支持固定部材の一つの前記支え部になり、前記第二表面は前記支持固定部材の別の一つの前記支え部になることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置の構造。
3. 前記支持固定部材は板状部およびスペーサーを有し、前記板状部は相対する第一表面および第二表面を有し、前記スペーサーは前記第一表面に配置されて前記第一表面を二つの前記支え部に分割することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置の構造。
4. 前記板状部は前記第一表面に電子部材を配置するための配置部位を有し、前記配置部位の表面および前記第一表面は異なる水平面に位置付けられ、前記電子部材は前記配置部位に配置され、前記撮像部材と前記第一同軸ケーブルとの間、または前記撮像部材と前記第二同軸ケーブルとの間に位置付けられることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の内視鏡装置の構造。
5. 前記第一同軸ケーブルと、それに対応する前記電気的接続パッドおよび前記電子部材の電極とは導電性樹脂によって覆われて電気的に接続されるか、レーザー溶接工程によって電気的に接続されることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置の構造。
6. 前記第二同軸ケーブルと、それに対応する前記電気的接続パッドおよび前記電子部材の電極とは導電性樹脂によって覆われて電気的に接続されるか、レーザー溶接工程によって電気的に接続されることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置の構造。

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