JP6401004B2

JP6401004B2 - 内視鏡のケーブルモジュール

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Publication number: JP6401004B2
Application number: JP2014206608A
Authority: JP
Inventors: 雄貴中山
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2014-10-07
Filing date: 2014-10-07
Publication date: 2018-10-03
Anticipated expiration: 2034-10-07
Also published as: JP2016073489A

Description

本発明は、複数の同軸線のシールド線が一体的に接地される内視鏡のケーブルモジュールに関する。

近年、工業用、及び医療用の内視鏡が広く用いられている。特に、医療用の内視鏡は、挿入部が体内深く挿入され、病変部の観察や、必要に応じた治療等の処置を行うことが可能となっている。この種の内視鏡としては、例えば、挿入部の先端部にＣＣＤ、CMOS等の固体撮像素子を内蔵した撮像装置を有する電子内視鏡が知られている。

一般に、このような電子内視鏡において、挿入部内には、撮像装置等を駆動するためのケーブルモジュールが挿通されている。このようなケーブルモジュールは、複数の信号線等が外皮によって一体的に覆われた複合信号ケーブルによって構成され、このケーブルモジュールを構成する各種信号線のうち、特に駆動信号や映像信号等を伝送するための信号線は、ノイズの影響等を軽減することを目的として同軸線によって構成されている。そして、例えば、特許文献１に開示されているように、これら複数の同軸線（同軸ケーブル）のシールド部材（シールド線）は、ケーブルモジュール（（信号ケーブル）の先端側等において、ひとまとめにされた後、ジャンパー線等を介して一体的にグランド接続される。ここで、ひとまとめにした各同軸線のシールド部材を互いに導通させるための構成としては、ハンダ付けによる導通が広く一般的に用いられている。

特開平１０−３３４７０号公報

しかしながら、内視鏡においては、挿入部の細径化等を実現するため、ケーブルモジュールを構成する同軸線には極めて細い同軸線が採用されている。従って、各シールド部材を導通させる半田の形状等によっては、同軸線の芯線を損傷させ、グランドと芯線とをショートさせる等の虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、芯線を損傷させることなく、複数の同軸線のシールド部材間を導通させることができる内視鏡のケーブルモジュールを提供することを目的とする。

本発明の一態様による内視鏡のケーブルモジュールは、各々がシールド部材に覆われた複数の同軸線と、中心導体と当該中心導体を覆う絶縁被覆とにより形成された複数の単純線と、中空部を形成し、前記複数の同軸線の前記シールド部材が外周面上に当接した状態にて配設され、かつ、前記複数の単純線が前記中空部の内周側に挿通される台座と、弾性を有するリング状をなし、前記台座に配設された前記複数のシールド部材を前記台座との間に挟み束ねる拘束部材と、を備え、前記台座或いは前記拘束部材のうちの少なくとも何れか一方を導電性の部材によって構成したものである。
本発明の他の一態様による内視鏡のケーブルモジュールは、各々がシールド部材に覆われた複数の同軸線と、前記複数の同軸線の前記シールド部材が外周面上に当接した状態にて配設される台座と、弾性を有するリング状をなし、前記台座に配設された前記複数のシールド部材を前記台座との間に挟み束ねる拘束部材と、を備え、前記台座或いは前記拘束部材のうちの少なくとも何れか一方を導電性の部材によって構成し、前記台座の外周面は、先端側に向かって拡開するテーパ面によって構成されている。

本発明の内視鏡のケーブルモジュールによれば、芯線を損傷させることなく、複数の同軸線のシールド部材間を導通させることができる。

内視鏡装置の全体構成を示す図電子内視鏡の先端硬性部の内部構成を示す断面図撮像装置の構成を示す断面図ケーブルモジュールの要部を示す斜視図ケーブルモジュールの長手軸方向に沿う要部断面図図５のVI−VI線に沿う断面図同軸線の要部を示す斜視図単純線の要部を示す斜視図第１の変形例に係り、ケーブルモジュールの要部を長手軸方向に沿って示す断面図第２の変形例に係り、ケーブルモジュールの要部を長手軸直角方向に沿って示す断面図第３の変形例に係り、ケーブルモジュールの要部を長手軸方向に沿って示す断面図

以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の一実施形態に係り、図１は内視鏡装置の全体構成を示す図、図２は電子内視鏡の先端硬性部の内部構成を示す断面図、図３は撮像装置の構成を示す断面図、図４はケーブルモジュールの要部を示す斜視図、図５はケーブルモジュールの長手軸方向に沿う要部断面図、図６は図５のVI−VI線に沿う断面図、図７は同軸線の要部を示す斜視図、図８は単純線の要部を示す斜視図である。

図１に示すように、内視鏡装置１は、電子内視鏡（以下、単に内視鏡という）２と、光源装置３と、ビデオプロセッサ４と、モニタ５と、を有して構成されている。

本実施形態の内視鏡２は、細長な挿入部１１とこの挿入部１１の基端側に連設された操作部１２と、操作部１２の側部から延出されたユニバーサルコード１３と、を備えて構成されている。

挿入部１１は、先端に設けられた先端硬性部１５と、この先端硬性部１５の基端側に設けられた湾曲自在な湾曲部１６と、この湾曲部１６の基端側に設けられた長尺で可撓性を有する可撓管１７と、を有している。ここで、先端硬性部１５は、後述の撮像装置を有しており、この撮像装置は、先端硬性部１５に配設される対物光学系により結像された光学像を光電変換するＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子を有している。

操作部１２には、図示しない湾曲操作レバーが設けられている。この湾曲操作レバーを回動操作することにより、内視鏡２は、湾曲部を４方向或いは２方向へ湾曲動作することが可能となっている。

また、操作部１２の先端近傍の側部には、生検鉗子、レーザープローブ等の処置具を挿入する処置具挿入口１８が設けられている。処置具挿入口１８に処置具が挿入された内視鏡２は、内部に配設された後述する処置具挿通用チャンネルを経て処置具の先端処理部を突出させ、例えば、処置具の１つである生検鉗子により桿部組織を採取する生検等を行うことができる。

ユニバーサルコード１３は、端部にライトガイドコネクタ１３ａを有し、このライトガイドコネクタ１３ａを介して、内視鏡２は光源装置３と着脱自在に接続される。また、ライトガイドコネクタ１３ａの側部からは信号ケーブル１４が延出され、この信号ケーブル１４の端部に設けられた電気コネクタ１４ａを介して、内視鏡２はビデオプロセッサ４と着脱自在に接続される。なお、ビデオプロセッサ４は、図示しないＶＴＲデッキ、ビデオプリンタ、ビデオディスク等の周辺機器と接続自在である。

光源装置３は、ハロゲンランプ等が光源として内蔵され、このハロゲンランプ等からの光を、内視鏡２へ照明光として供給するための装置である。

また、ビデオプロセッサ４は、上述の撮像素子に電源を供給し、撮像素子から光電変換された映像信号が入力される装置である。すなわち、ビデオプロセッサ４は、撮像素子で撮像された映像信号の信号処理、撮像素子のゲインの調整などの制御、及び駆動を行う駆動信号の出力を行う。

モニタ５は、接続されるビデオプロセッサ４から出力された映像信号を受けて内視鏡画像を表示するためのものである。

次に、内視鏡２の先端硬性部１５の構成について、図２を参照して以下に説明する。

挿入部１１の先端硬性部１５は、先端キャップ２２が外嵌する先端部材２１を有している。この先端部材２１には、透孔２５が形成されており、この透孔２５には被写体像を撮像するための撮像装置３４が挿嵌されている。

また、先端部材２１には透孔２７が形成されており、この透孔２７には、挿入部１１内に挿通されているライトガイド２８の先端側が固定され、さらに、このライトガイド２８で伝送された光源装置３からの照明光を出射する照明光学系２９が配設されている。このライトガイド２８は、被覆チューブ１００に被覆され、さらに保護チューブ１０１に被覆され、この保護チューブ１０１の先端側が糸１０２にて固定されている。

これにより、図１に示した光源装置３内に設けられている図示しないランプから供給された照明光は、ライトガイドコネクタ１３ａ、ユニバーサルコード１３、内視鏡２の操作部１２、及び、挿入部１１内を挿通する上述のライトガイド２８を介して、先端硬性部１５まで導かれる。先端硬性部１５まで伝送された照明光は、先端硬性部１５の先端面から照明光学系２９を経て被写体を照明する。

照明光により照明された被写体は、先端硬性部１５に設けられた撮像装置３４で撮像され、この撮像によって得られた被写体像の電気信号（映像信号）がビデオプロセッサ４に伝達される。ビデオプロセッサ４は、入力された電気信号を信号処理してビデオ信号に変換した後、このビデオ信号をモニタ５に出力して、モニタ５の画面上に観察画像を表示させうる。

なお、先端部材２１には、透孔１０４が形成されており、この透孔１０４に接続パイプ１０５、処理具挿通チューブ１０６等から構成される処置具挿通用チャンネル１０３が設けられている。処置具挿通チューブ１０６の先端側は、接続パイプ１０５へ接続固定するため、糸１０７が巻回されている。

また、先端部材２１は、先端キャップ２２が被覆していない外周中途部から基端外周側がチューブ状の湾曲ゴム２３に被覆されている。この湾曲ゴム２３の先端外周部分には、糸９０が巻回され、接着剤２４が塗布されている。これにより、先端部材２１と湾曲ゴム２３とが固定されている。

次に、内視鏡２に内蔵される撮像装置３４の詳細な構成について、図３を参照して以下に説明する。

図３に示すように、撮像装置３４は、対物光学系として対物レンズ群３１を有する対物光学ユニット３２と、撮像素子パッケージ３３と、を有して構成されている。

対物光学ユニット３２は対物光学系である対物レンズ群３１を有し、この対物レンズ群３１は、撮像素子パッケージ３３に設けられた撮像素子４１の受光部４１ａに被写体像が結像するよう、対物レンズ枠３２ａの所定位置に配設されている。また、撮像装置３４は、対物レンズ枠３２ａの基端側に外嵌固定された撮像素子枠３４ａを有する。この撮像素子枠３４ａの後端側には、撮像素子パッケージ３３が連設されている。また、撮像素子枠３４ａの後端側には、補強枠２１８が外嵌固定されている。そして、補強枠１８と撮像素子パッケージ３３との間には、接着剤２０４が充填されている。

また、撮像素子パッケージ３３には、挿入部１１内に挿通されたケーブルモジュール５０の先端側が電気的に接続されている。このケーブルモジュール５０の先端側は、撮像素子パッケージ３３との接続後に接着剤２０４によって封止され、さらに、補強枠２１８に外嵌する熱収縮チューブ３６によって被覆されている。一方、ケーブルモジュール５０の基端側は、操作部１２、ユニバーサルコード１３、信号ケーブル１４、及び、電気コネクタ１４ａを介して、ビデオプロセッサ４と電気的に接続することが可能となっている。

図４，６に示すように、ケーブルモジュール５０は、複数の同軸線５１及び複数の単純線５２と、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）等によって形成され、同軸線５１及び単純線５２の外周側に螺旋状に巻装された絶縁テープ５３と、銀メッキ銅合金等によって形成され、絶縁テープ５３の外周側に配設された総合シールド５４と、ＰＦＡ（フッ素樹脂）等によって形成され、総合シールド５４の外周側に配設された外皮チューブ５５と、を有して構成されている。なお、以下の説明において、絶縁テープ５３、総合シールド５４、及び外皮チューブ５５を、適宜総称して「外皮チューブ５５等」と称す。

本実施形態のケーブルモジュール５０を構成する同軸線５１として、外皮チューブ５５等の内部には、例えば、撮像素子パッケージ３３に対して駆動信号を伝送するための駆動信号用同軸線、及び、撮像素子パッケージ３３において生成された映像信号を伝送するための映像信号用同軸線等が挿通されている。これらの同軸線５１は、例えば、図７に示すように、複数の素線が捩り合わされた内部導体５１ａ、及び、内部導体５１ａを覆う内部絶縁被覆５１ｂとから構成される芯線５１ｃと、芯線５１ｃを覆うシールド部材である外部導体５１ｄと、外部導体５１ｄを覆う外部絶縁被覆５１ｅと、を有して構成されている。

また、本実施形態のケーブルモジュール５０を構成する単純線５２として、外皮チューブ５５等の内部には、例えば、駆動信号回路グランド用単純線、及び、映像出力回路グランド用単純線等が挿通されている。これらの単純線５２は、例えば、図８に示すように、複数の素線が捩り合わされた導体５２ａと、この導体５２ａを覆う絶縁被覆５２ｂと、を有して構成されている。

これら各同軸線５１及び各単純線５２の先端側は、外皮チューブ５５等から露出されている。

この外皮チューブ５５等からの露出領域において、同軸線５１の絶縁被覆５１ｅは除去されており、この絶縁被覆５１ｅの除去により、外部導体５１ｄが外部に露出されている。さらに、この露出された外部導体５１ｄよりも先端側には、芯線５１ｃが突出されている。この突出された芯線５１ｃの先端側において、内部絶縁被覆５１ｂは除去されており、この内部絶縁被覆５１ｂの除去により、内部導体５１ａが外部に露出されている。そして、内部絶縁被覆５１ｂから露出された内部導体５１ａは、撮像素子パッケージ３３等に設けられた図示しないランド等にハンダ付け等によって接続されている。

また、外皮チューブ５５等からの露出領域において、単純線５２の先端側の絶縁被覆５２ｂは除去されており、この絶縁被覆５２ｂの除去により、導体５２ａが外部に露出されている。そして、絶縁被覆５２ｂから露出された導体５２ａは、撮像素子パッケージ３３等に設けられた図示しないランド等にハンダ付け等によって接続されている。

さらに、図４乃至図６に示すように、外皮チューブ５５等からの露出領域において、各同軸線５１から露出された外部導体５１ｄに対応する位置には、当該外部導体５１ｄに当接可能な台座６０と、この台座６０に外装する拘束部材６１と、が設けられている。

本実施形態の台座６０は、例えば、導電性を有する金属製のリング状部材によって構成され、その外周面が各外部導体５１ｄとの当接面６０ａとして設定されている。そして、この台座６０の外周側には各同軸線５１が配設され、内周側には各単純線５２が挿通されている。

また、本実施形態の拘束部材６１は、例えば、弾性を有する導電ゴム製のリング状部材によって構成されている。そして、この拘束部材６１が各同軸線５１の外側から台座６０に外装されることにより、各同軸線５１の外部導体５１ｄは、台座６０との間に挟み束ねられている。この拘束部材６１により、各外部導体５１ｄは、台座６０の当接面６０ａに対して弾性的に押し当てられ、電気的に互いに導通されている。すなわち、各同軸線５１の外部導体５１ｄは、導電性を有する台座６０及び拘束部材６１を介して、互いに電気的に接続されている。

ここで、例えば、図４，５に示すように、台座６０と拘束部材６１との間には、一端側が撮像素子パッケージ３３等の図示しないグランド部に接続されたジャンパー線６３の他端側が配設されている。これにより、各外部導体５１ｄは、台座６０及び拘束部材６１を介してジャンパー線６３に接続され、このジャンパー線６３を介して接地されている。

なお、これら台座６０及び拘束部材６１は、ケーブルモジュール５０の先端側と一体的に接着剤２０によって封止され、この封止によって各外部導体５１ｄ間の導通状態が維持されている。

このような実施形態によれば、複数の同軸線５１のシールド部材である外部導体５１ｄが外周面上に当接した状態にて配設される導電体からなる台座６０と、弾性を有する導電体によって構成されて台座６０に配設された複数の外部導体５１ｄを台座６０との間に挟み束ねるリング状の拘束部材６１と、を有することにより、芯線５１ｃを損傷させることなく、複数の同軸線５１の外部導体５１ｄ間を導通させることができる。

すなわち、複数の同軸線５１の外部導体５１ｄを、弾性を有するリング状の拘束部材６１によって台座６０の外周面（当接面６０ａ）との間に挟み束ねることにより、芯線５１ｃの損傷等の要因となる半田等を用いることなく、各外部導体５１ｄ間の導通を図ることができる。この場合において、拘束部材６１によって各外部導体５１ｄを弾性的に包み束ねることにより、外部導体５１ｄ間の導通を的確に実現することができる。

ここで、例えば、図９に示すように、台座６０の外周面に設定した当接面６０ａを、先端側に向かって拡開するテーパ面によって構成することも可能である。このように構成することにより、各同軸線５１の芯線５１ｃをケーブルモジュール５０の径方向斜め外側に延在するようガイドすることができ、各同軸線５１を撮像素子パッケージ３３のランド等に半田付けする際の作業性を向上することができる。

また、例えば、図１０に示すように、台座６０の外周面に設定した当接面６０ａに、ケーブルモジュール５０の軸心方向に延在する部分円弧状のガイド溝６０ｂを複数設け、各ガイド溝６０ｂに沿って当接面６０ａに各外部導体５１ｄを当接させることも可能である。このように構成することにより、極めて細径に形成された複数の同軸線５１を台座６０と拘束部材６１との間で交差させることなく個別に配索することができ、台座６０に対して外部導体５１ｄを的確に電気的に接続することができる。

また、例えば、図１１に示すように、台座６０をレーザ光に対して耐性の高い金属材料等の材料によって構成し、台座６０上の外周面を、レーザストリップ用の作業領域Ａとして設定することも可能である。台座６０をレーザ光に対して耐性の高い材料で構成し、台座６０の外周側に同軸線５１を配置し、台座６０の内周側に単純線５２を配置することにより、単純線５２の絶縁被覆５２ｂ等を損傷させることなく、同軸線５１の絶縁被覆５１ｅのみをレーザストリップ等を用いて的確に除去することができる。

なお、本発明は、以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲内である。例えば、上述の実施形態及び各変形例で示した構成を適宜組み合わせても良いことは勿論である。

また、上述の各実施形態においては、台座６０及び拘束部材６１に導電性を持たせた構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、台座６０或いは拘束部材６１の少なくとも何れか一方に導電性を持たせることも可能である。

また、上述の実施形態においては、内視鏡の撮像装置３４に電気的に接続するケーブルモジュールの一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、超音波内視鏡の超音波振動子と電気的に接続するケーブルモジュール等に本発明を適用することも可能である。

１ … 内視鏡装置
２ … 内視鏡
３ … 光源装置
４ … ビデオプロセッサ
５ … モニタ
１１ … 挿入部
１２ … 操作部
１３ … ユニバーサルコード
１３ａ … ライトガイドコネクタ
１４ … 信号ケーブル
１４ａ … 電気コネクタ
１５ … 先端硬性部
１６ … 湾曲部
１７ … 可撓管
１８ … 処置具挿入口
３３ … 撮像素子パッケージ
３４ … 撮像装置
３４ａ … 撮像素子枠
３６ … 熱収縮チューブ
４１ … 撮像素子
４１ａ … 受光部
５０ … ケーブルモジュール
５１ … 同軸線
５１ａ … 内部導体
５１ｂ … 内部絶縁被覆
５１ｃ … 芯線
５１ｄ … 外部導体
５１ｅ … 外部絶縁被覆
５２ … 単純線
５２ａ … 導体
５２ｂ … 絶縁被覆
５３ … 絶縁テープ
５４ … 総合シールド
５５ … 外皮チューブ
６０ … 台座
６０ａ … 当接面
６０ｂ … ガイド溝
６１ … 拘束部材
６３ … ジャンパー線

Claims

各々がシールド部材に覆われた複数の同軸線と、
中心導体と当該中心導体を覆う絶縁被覆とにより形成された複数の単純線と、
中空部を形成し、前記複数の同軸線の前記シールド部材が外周面上に当接した状態にて配設され、かつ、前記複数の単純線が前記中空部の内周側に挿通される台座と、
弾性を有するリング状をなし、前記台座に配設された前記複数のシールド部材を前記台座との間に挟み束ねる拘束部材と、を備え、
前記台座或いは前記拘束部材のうちの少なくとも何れか一方を導電性の部材によって構成した
ことを特徴とする内視鏡のケーブルモジュール。
各々がシールド部材に覆われた複数の同軸線と、
前記複数の同軸線の前記シールド部材が外周面上に当接した状態にて配設される台座と、
弾性を有するリング状をなし、前記台座に配設された前記複数のシールド部材を前記台座との間に挟み束ねる拘束部材と、を備え、
前記台座或いは前記拘束部材のうちの少なくとも何れか一方を導電性の部材によって構成し、
前記台座の外周面は、先端側に向かって拡開するテーパ面によって構成されている
ことを特徴とする内視鏡のケーブルモジュール。
前記台座の外周面は、前記同軸線を個別に配索するためのガイド溝を有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡のケーブルモジュール。
前記台座は、レーザ光に対して耐性の高い材料によって構成されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡のケーブルモジュール。