JP2010012079A - 内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】二方向の撮像を可能とする回路基板の組み付けを、先端部を大径化せずに、省スペースで且つ良好な配線作業で実現でき、しかも、信頼性の高い内視鏡を提供する。
【解決手段】先端部１１に軸線４９と平行に設けられ軸線４９に交差する方向からの光を回路形成面に実装された側視用撮像素子で受光する側視用回路基板と、側視用回路基板の回路形成面とは反対側の面に、同じく回路形成面の反対側の面を対向させて平行に配置され軸線４９に沿う方向の光を偏向手段を介して回路形成面に実装された直視用撮像素子で受光する直視用回路基板とを設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、二方向からの受光を行う回路基板を備えた内視鏡に関する。

工業用、医療用等に用いられる内視鏡では、挿入部の細径を維持しつつ、多方向からの受光により多くの観察情報を得られるよう要請される場合がある。例えば、体内の管腔臓器内を観察して病変等の有無を検査する医療用の内視鏡では、生検鉗子等を用いて組織採取が行われるが、単なる検査のために体内の管腔壁の粘膜を損傷させて出血させることは望ましくない。そこで近年では、１ｍｍに満たない範囲の拡大像を得る拡大観察用内視鏡が開発され、生検組織を採取することなく、内視鏡による直接観察だけで確定診断が行えるようになってきている。

従来、管腔の壁部を観察する側視鏡においては、挿入管の半径方向（側視方向）に位置する生体しか観察できず、挿入管先端の軸方向すなわち内視鏡の挿入管の挿入方向（直視方向）にある生体を観察することができなかった。このため、術者は、挿入管の挿入方向の状態を確認できないまま、側視鏡の挿入管先端を患部まで挿入しなければならず、先端部を患部まで挿入するためには、熟練した技術が必要とされた。

このような不具合を解消するものに、先端部の半径方向に位置する生体を観察する側視鏡において、直視画像と側視画像とを同時に観察可能な内視鏡が提案されている。例えば、特許文献１には、ＣＣＤ等の撮像素子を、回路基板の同一面上に、第１撮像エリアと第２の撮像エリアとして複数並べた側視鏡が記載されている。特許文献２には、同一素子基板の受光面上に、入射角度の異なる被写体光をそれぞれ光電変換する複数の画素を配置した受光面を有する固体撮像素子と、固体撮像素子に入射角の異なる被写体光を入射される複数の対物光学系を備えた電子内視鏡装置が記載されている。

また、特許文献３には、挿入部先端に着脱自在に固定されるＬ字型のカバーもしくはフードの軸方向にＣＣＤカメラもしくはカメラを内在させ、このカバーもしくはフードを内視鏡本体に装着することにより、内視鏡本体のＣＣＤカメラないしカメラにより処置・治療を二方向からの観察可能にした内視鏡が記載されている。さらに、特許文献４には、挿入部に、通常観察用観察窓、拡大観察用観察窓を併設し、拡大観察用観察窓を配置している部分を、挿入部の基端側からの遠隔操作により通常観察用観察窓からの観察範囲内に出入りするように可動自在にした内視鏡が記載されている。

特開２００４−３２９６９９号公報 特開２００５−４５５号公報 特開２００７−２１１６１号公報 特開２００７−２０９４５０号公報

しかしながら、撮像素子を回路基板の同一面上に複数並べたものや（特許文献１）、異なる入射角の被写体光を入射させる複数の対物光学系を設けたもの（特許文献２）では、回路基板の同一面上に処理信号を伝達する全ての配線を設ける必要があり、その接続部には大きなスペースが必要となり、密集した部位の配線作業が困難となった。また、挿入先端部に着脱自在に固定されるフード等にカメラを内在させたもの（特許文献３）では、着脱式フードの電気的接続構造の実現難易度が高く、特に、現場での扱いを考慮すると信頼性の確保が困難であることが予想された。さらに、通常観察カメラの範囲内で拡大観察カメラが可動するようにしたもの（特許文献４）では、２つの対物レンズと２つの回路基板を、ある角度を設けて配置させ、且つ可動部も配置する必要があることから、部品点数が多くなり、細径での内視鏡の製作が困難であることが予想された。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、二方向の撮像を可能とする回路基板の組み付けを、先端部を大径化させずに、省スペースで且つ良好な配線作業で実現でき、しかも、信頼性の高い内視鏡を提供することにある。

本発明は、下記構成からなる。
（１） 先端部に該先端部の軸線と平行に設けられ前記軸線に交差する方向からの光を、回路形成面に実装された側視用撮像素子で受光する側視用回路基板と、
該側視用回路基板の回路形成面とは反対側の面に、同じく回路形成面の反対側の面を対向させて平行に配置され前記軸線に沿う方向の光を偏向手段を介して回路形成面に実装された直視用撮像素子で受光する直視用回路基板と、
を具備したことを特徴とする内視鏡。

この内視鏡によれば、側視用回路基板と直視用回路基板が、回路形成面を外側にして互いに平行に重ねられる。そして、直視用回路基板の回路形成面には偏向手段が設けられるので、側視用回路基板では基板垂直方向からの光を受光する一方、直視用回路基板では軸線に沿う方向からの光を受光でき、省スペースで二方向の撮像が可能となる。また、重ねられた基板の同一辺部から外部配線を纏めて取り出し可能となり、無駄な配線スペースが無くなり、配線の集束も容易となる。

（２） （１）の内視鏡であって、
前記側視用回路基板および前記直視用回路基板の回路形成面の後端部に、外部配線接続用のバンプが設けられたことを特徴とする内視鏡。

この内視鏡によれば、軸線方向の後端部に外部配線接続用のバンプが位置することで、側視用回路基板および直視用回路基板の受光経路と、外部配線とが干渉せず、しかも、外部配線の経路を最短且つ最小スペースに形成できる。

（３） （１）または（２）の内視鏡であって、
前記先端部の側面に開口された鉗子口から鉗子が前記軸線に交差する方向に進退自在に設けられ、
前記側視用回路基板が、前記鉗子の進退方向に前記回路形成面を交差させて配置されたことを特徴とする内視鏡。

この内視鏡によれば、鉗子の突出方向に、側視用回路基板の回路形成面を垂直に配置することで、側視用回路基板の回路形成面に実装した撮像素子に、観察光を直線状の光路でダイレクトに受光させることができる。これにより、側視用回路基板において、省スペースで損失の少ない受光が可能となる。

（４） （１）〜（３）のいずれか１つの内視鏡であって、
円柱状の前記先端部の側部に、前記軸線と平行な平面部が形成され、
該平面部の前記軸線に直交する方向の片側が前記鉗子口として切欠かれるとともに残余部分が基板収容部となり、
該基板収容部に、前記平面部と平行に前記側視用回路基板および前記直視用回路基板が配置されたことを特徴とする内視鏡。

この内視鏡によれば、円柱体の側部に形成した平面部に鉗子口を切り欠き、その残余部分を基板収容部とすることで、鉗子口から軸線直交方向に突出させた鉗子が基板収容部の平面部に設けた観察窓により、同方向で観察可能となる。また、同時に、背部に重ね合わせた直視用回路基板では、軸線に沿う方向からの受光が可能となる。これにより、鉗子突出方向の観察と挿入時の直視とが無駄のない省スペースで両立する。

（５） （１）〜（４）のいずれか１つの内視鏡であって、
前記側視用回路基板の回路形成面と、前記直視用回路基板の回路形成面とが、単一基板の表裏面に形成されたことを特徴とする内視鏡。

この内視鏡によれば、２枚の基板を一体化させた積層基板に比べ薄厚となり、さらなる省スペース化が可能となる。また、単一基板の表裏に貫通するコンタクトホールを形成することで、表裏面のいずれか一方に外部配線接続用のバンプを集約することができ、配線作業性、配線の集束性を高めることができる。

本発明に係る内視鏡によれば、先端部の軸線と平行に側視用回路基板を設け、この側視用回路基板の回路形成面と反対面に、同じく回路形成面と反対面を合わせて直視用回路基板を平行に配置したので、二方向の撮像を可能とする回路基板の組み付けを、先端部を大径化せずに、省スペースで且つ良好な配線作業で、しかも、高い信頼性の下で実現できる。

以下、内視鏡の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は内視鏡の先端部の斜視図、図２は図１に示した先端部を有する内視鏡の全体平面図である。
本実施の形態に係る内視鏡１００は、二方向（側視方向と直視方向）の撮像を可能とする先端部１１を有する。内視鏡１００は、操作部１３と、この操作部１３に連設され、体腔内に挿入される挿入部１５とを備える。挿入部１５は、可撓管１７、湾曲部１９、上記の先端部１１から構成される。湾曲部１９の先端側に設けられた先端部１１は、硬質部とも称され、略円柱状の非可撓体よりなる。操作部１３には、ユニバーサルケーブル２１が接続され、このユニバーサルケーブル２１の先端に不図示のＬＧコネクタが設けられる。ＬＧコネクタは光源装置に着脱自在に連結され、これによって先端部１１の照明光学系に照明光が送られる。また、ＬＧコネクタには、電気コネクタが接続され、この電気コネクタがプロセッサに着脱自在に連結される。

操作部１３には、送気・送水ボタン２３、吸引ボタン２５、シャッターボタン２７、及び機能切替ボタン２９が並設されるとともに、操作手段であるアングルつまみ３１，３１が設けられる。アングルつまみ３１の表面にはロックつまみ３３が設けられ、ロックつまみ３３は湾曲部１９の湾曲状態を切替可能とする。操作部１３には挿入部１５と接続される連設部３５が形成され、連設部３５は鉗子挿入部３７を有する。鉗子挿入部３７は、鉗子等の処置具３９を挿入することによって、この処置具３９を先端部１１の鉗子口４１から導出する。

ここで、図３に図１のＡ−Ａ矢視断面図を示した。
図１に示す鉗子挿入部３７と鉗子口４１は、鉗子を通す鉗子挿通路４３によって連通され、鉗子挿通路４３は処置具３９を他部品と干渉させることなく鉗子口４１へ導入する。導入された処置具３９は、鉗子口４１から進退可能となる。また、鉗子挿通路４３には、滑らかな湾曲内周面４５ａを有する鉗子ガイド部材４５が回動自在に設けられている。この鉗子ガイド部材４５の回転中心には、鉗子ガイド部材４５と連動して回動するアーム４６の一端側が接続され、アーム４６の他端側を牽引することにより鉗子ガイド部材４５の回動動作を可能にされている。この鉗子ガイド部材４５は、処置具３９の進出方向を規制するものである。

つまり、図３（ａ）に示すように、鉗子ガイド部材４５が湾曲内周面４５ａを鉗子挿通路４３の中心軸側に突出させない回転位置（鉗子ガイド部材４５の収容状態）とした場合、処置具３９を先端部１１の先端面４７から軸線４９に沿って進退可能に案内する。また、図３（ｂ）に示すように、湾曲内周面４５ａを鉗子挿通路４３の中心軸側に突出させる回転位置（鉗子ガイド部材４５の起立状態）とした場合、鉗子ガイド部材４５は、処置具３９を湾曲内周面４５ａに沿って軸線４９に交差する方向に進退可能に案内する。つまり、処置具３９は、軸線４９に交差する方向、あるいは、軸線４９に沿った方向に進退自在となっている。

図４は基板収容部の内部を透視した斜視図である。
先端部１１には側視用回路基板５１と、直視用回路基板５３とが収容されている。円柱状の先端部１１の側部には、軸線４９と平行な図１に示す平面部５５が形成されている。平面部５５は、軸線４９に直交する方向の片側が上記の鉗子口４１として切欠かれるとともに、残余部分が基板収容部５７となる。側視用回路基板５１および直視用回路基板５３は、この基板収容部５７に、平面部５５と平行に配置され収容されている。

図５は図１のＢ−Ｂ矢視断面図、図６は図５に示した側視用回路基板および直視用回路基板の斜視図である。
側視用回路基板５１は、先端部１１の軸線４９と平行に設けられ、軸線４９に交差する方向からの光を回路形成面５１ａに設けた側視用撮像素子５９で受光する。直視用回路基板５３は、側視用回路基板５１の回路形成面５１ａと反対面５１ｂに、同じく回路形成面５３ａと反対面５３ｂを合わせて平行に配置され（すなわち、背合わせされ）、軸線４９に沿う方向の光を偏向手段であるプリズム６１を介して回路形成面５３ａの直視用撮像素子６３で受光する。

側視用回路基板５１の側視用撮像素子５９上には複数のレンズ群６５からなる側視用光学部６７が設けられ、側視用光学部６７は平面部５５に設けられた側視用観察窓６９（図１参照）から受光した観察光を側視用撮像素子５９上に結像させる。直視用回路基板５３の直視用撮像素子６３上には光路を直角に偏向するプリズム６１が設けられ、プリズム６１の受光側には複数のレンズ群７１からなる直視用光学部７３が設けられる。直視用光学部７３は、先端面４７に設けられた直視用観察窓７５（図１参照）から受光した観察光をプリズム６１の受光側に入射させる。なお、図５中、７７は送気・送水管、７９は送気・送水ノズル、８１および８３はライトガイド等の側視用照明光学手段および直視用照明光学手段を示す。

したがって、側視用回路基板５１は、処置具３９の進退方向に、回路形成面５１ａを交差させて配置されている。これにより、処置具３９の突出方向に、回路形成面５１ａを垂直に配置でき、回路形成面５１ａに実装した側視用撮像素子５９に、観察光を直線状の光路でダイレクトに受光できる。つまり、偏向手段を不要にして、省スペースで損失の少ない受光が可能となっている。

内視鏡１００は、先端部１１において、円柱体の側部に形成した平面部５５に鉗子口４１を切り欠き、その残余部分を基板収容部５７とすることで、鉗子口４１から軸線直交方向に突出させた処置具３９が、平面部５５に設けた側視用観察窓６９により、同方向で観察可能となる。また、同時に、背部に重ね合わせた直視用回路基板５３では、軸線４９に沿う方向からの観察光が直視用観察窓７５を介して受光可能となる。これにより、鉗子突出方向の観察と先端部挿入時における直視とが無駄のない省スペースで両立できるようになされている。

また、側視用回路基板５１および直視用回路基板５３の外面後端部５１ｃ，５３ｃには、外部配線接続部８７が設けられ、外部配線接続部８７は複数の出力端子９１を備える。出力端子９１は外部配線９５に接続される。

内視鏡１００では、軸線方向の後端部５１ｃ，５３ｃに外部配線接続用のバンプ８７が位置することで、側視用回路基板５１および直視用回路基板５３の受光経路と、外部配線９５とが干渉せず、しかも、外部配線９５の経路を最短且つ最小スペースに形成できるようになっている。

このように、内視鏡１００では、側視用回路基板５１と直視用回路基板５３が、回路形成面５１ａ、回路形成面５３ａを外側にして平行に重ねられ、直視用回路基板５３の回路形成面５３ａにはプリズム６１が設けられるので、側視用回路基板５１では基板垂直方向からの光を受光する一方、直視用回路基板５３では軸線４９に沿う方向からの光を受光でき、省スペースで二方向の撮像が可能となる。また、重ねられた基板の同一辺部から外部配線９５を取り出し可能となり、無駄な配線スペースが無くなり、外部配線９５の集束も容易となる。

したがって、上記構成の内視鏡１００によれば、先端部１１の軸線４９と平行に側視用回路基板５１を設け、この側視用回路基板５１の回路形成面５１ａと反対面５１ｂに、同じく回路形成面５３ａと反対面５３ｂを合わせて直視用回路基板５３を平行に配置したので、二方向の撮像を可能とする回路基板５１，５３の組み付けを、先端部１１を大径化せずに、省スペースで且つ良好な配線作業で、しかも、高い信頼性の下で実現できる。

なお、上記の実施の形態では、側視用回路基板５１と直視用回路基板５３を平行に合わせて配置する構成例を説明したが、本内視鏡は、側視用回路基板５１と直視用回路基板５３を一体に積層したものであってもよい。この構成においても、上記同様に、それぞれの基板の外面に回路形成面５１ａ，５３ａを配置する。

また、側視用回路基板５１と直視用回路基板５３は、単一基板を共有するものであってもよい。この場合、側視用回路と直視用回路は、単一基板の表裏面にそれぞれ形成される。このように、単一基板とした構成によれば、２枚の基板を一体化させた積層基板に比べ薄厚となり、さらなる省スペース化が可能となる。また、単一基板の表裏に貫通するコンタクトホールを形成することで、表裏面のいずれか一方に外部配線接続用のバンプを集約することができ、配線作業性、配線の集束性を一層高めることができる。

内視鏡の先端部の斜視図である。 図１に示した先端部を有する内視鏡の全体平面図である。 図１のＡ−Ａ矢視断面図であり（ａ）は処置具を軸線に沿って案内する様子、（ｂ）は処置具を軸線に交差する方向に案内する様子を示す図である。 基板収容部の内部を透視した斜視図である。 図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。 図５に示した側視用回路基板および直視用回路基板の斜視図である。

符号の説明

１１ 先端部
３９ 処置具（鉗子）
４１ 鉗子口
４７ 先端面
４９ 軸線
５１、５３ 側視用回路基板
５１ａ，５３ａ 回路形成面
５１ｂ，５３ｂ 回路形成面と反対面
５１ｃ，５３ｃ 後端部
５３ 直視用回路基板
５５ 平面部
５７ 基板収容部
５９ 側視用撮像素子
６３ 直視用撮像素子
６１ プリズム（偏向手段）
６９ 側視用観察窓
８３ 直視用観察窓
８７ 外部配線接続用のバンプ
１００ 内視鏡

Claims (5)

1. 先端部に該先端部の軸線と平行に設けられ前記軸線に交差する方向からの光を、回路形成面に実装された側視用撮像素子で受光する側視用回路基板と、
   該側視用回路基板の回路形成面とは反対側の面に、同じく回路形成面の反対側の面を対向させて平行に配置され前記軸線に沿う方向の光を偏向手段を介して回路形成面に実装された直視用撮像素子で受光する直視用回路基板と、
   を具備したことを特徴とする内視鏡。
2. 請求項１記載の内視鏡であって、
   前記側視用回路基板および前記直視用回路基板の回路形成面の後端部に、外部配線接続用のバンプが設けられたことを特徴とする内視鏡。
3. 請求項１または請求項２記載の内視鏡であって、
   前記先端部の側面に開口された鉗子口から鉗子が前記軸線に交差する方向に進退自在に設けられ、
   前記側視用回路基板が、前記鉗子の進退方向に前記回路形成面を交差させて配置されたことを特徴とする内視鏡。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の内視鏡であって、
   円柱状の前記先端部の側部に、前記軸線と平行な平面部が形成され、
   該平面部の前記軸線に直交する方向の片側が前記鉗子口として切欠かれるとともに残余部分が基板収容部となり、
   該基板収容部に、前記平面部と平行に前記側視用回路基板および前記直視用回路基板が配置されたことを特徴とする内視鏡。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の内視鏡であって、
   前記側視用回路基板の回路形成面と、前記直視用回路基板の回路形成面とが、単一基板の表裏面に形成されたことを特徴とする内視鏡。

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