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JP7528015B2 - Endoscope equipment - Google Patents

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JP7528015B2
JP7528015B2 JP2021058529A JP2021058529A JP7528015B2 JP 7528015 B2 JP7528015 B2 JP 7528015B2 JP 2021058529 A JP2021058529 A JP 2021058529A JP 2021058529 A JP2021058529 A JP 2021058529A JP 7528015 B2 JP7528015 B2 JP 7528015B2
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Description

本開示は、内視鏡装置に関する。 This disclosure relates to an endoscope device.

通常、内視鏡装置は、被検体内部に挿入される細長い管状の挿入部と、挿入部の基端側に設けられて挿入部をはじめとする内視鏡装置各部の操作を行う操作部と、操作部から延設されて内視鏡装置をプロセッサ(信号処理装置)に接続するための連結可撓管(ユニバーサルコード)とを有し、挿入部の先端には、観察箇所を撮影するCCD等の撮像素子を内蔵した撮像装置が設けられた構成になっている。 Typically, an endoscope device has a long, slender, tubular insertion section that is inserted into the subject, an operation section that is provided at the base end of the insertion section and that operates the insertion section and other parts of the endoscope device, and a flexible connecting tube (universal cord) that extends from the operation section and connects the endoscope device to a processor (signal processing device). At the tip of the insertion section, an imaging device is provided that incorporates an imaging element such as a CCD that captures an image of the observation area.

内視鏡装置は、連結可撓管を介してプロセッサに接続された状態で使用され、制御信号や撮像装置によって撮影された映像信号の伝送をプロセッサとの間で行い、駆動電力の供給もプロセッサから受ける。一方、プロセッサは、内視鏡装置から伝送される、挿入部先端の撮像装置により撮影された映像信号に基づいて、被検体内部の観察箇所の画像を生成する。 The endoscope device is used while connected to the processor via a connecting flexible tube, and transmits control signals and video signals captured by the imaging device to and from the processor, and also receives driving power from the processor. Meanwhile, the processor generates an image of the observation location inside the subject based on the video signal captured by the imaging device at the tip of the insertion portion, which is transmitted from the endoscope device.

ところで、CCD、CMOS等の撮像素子(イメージセンサ)では、より鮮明な映像を撮影できるように、撮像素子の高密度、高画素数化が行われている。内視鏡装置も、より鮮明な観察箇所の画像を取得すべく、このような高密度・高画素数化された撮像素子の利用が期待されている。しかしながら、高密度、高画素数化された撮像素子を内視鏡装置の撮像装置に使用する場合は、撮像素子の高密度、高画素数化に伴って情報量が増加した映像信号を、挿入部先端の撮像装置とプロセッサとの間で遅滞なく高速で伝送することが必要になってくる。そのため、内視鏡装置の挿入部先端の内部には、特許文献1、2に示すような、撮像素子および撮像素子による映像信号をプロセッサに向けて伝送する光伝送モジュールが組み込まれている。 Incidentally, imaging elements (image sensors) such as CCD and CMOS are becoming increasingly dense and pixel-rich so that they can capture clearer images. Endoscope devices are also expected to use such high-density, high-pixel imaging elements to obtain clearer images of observed locations. However, when using high-density, high-pixel imaging elements in the imaging device of an endoscope device, it becomes necessary to transmit the video signal, which has an increased amount of information due to the high density and high pixel count of the imaging element, between the imaging device at the tip of the insertion section and the processor at high speed and without delay. For this reason, an optical transmission module that transmits the imaging element and the video signal from the imaging element to the processor, as shown in Patent Documents 1 and 2, is built into the inside of the tip of the insertion section of the endoscope device.

特許第6300442号公報Patent No. 6300442 国際公開第2018/092233号International Publication No. 2018/092233

ところで、内視鏡装置では、挿入部は被検体内部に挿入されるため、撮像素子および光伝送モジュールが内部に組み込まれる挿入部先端の硬質部分(先端部における非・屈曲伸張部分)の外径ならびに長さはできるだけ小さく、低侵襲にすることが必要である。そのため、挿入部先端の硬質部分の内部に撮像素子とともに組み込まれる光伝送モジュールの大きさは、できるだけ小さくする必要がある。 In an endoscope device, since the insertion section is inserted into the subject, it is necessary to make the outer diameter and length of the hard part (the non-flexible/extendable part at the tip) at the tip of the insertion section, into which the imaging element and light transmission module are incorporated, as small as possible to make the device as minimally invasive as possible. For this reason, it is necessary to make the size of the light transmission module that is incorporated together with the imaging element inside the hard part at the tip of the insertion section as small as possible.

しかしながら、特許文献1,2に示されている光伝送モジュールのような、直角に折り曲げた折曲部に接着材を接着して折曲形態を保持固定したFPC基板を用い、その折曲部内側の基板面に光電変換素子および光電変換素子駆動用ICを実装する構成は、直角に折り曲げられたFPC基板の折曲形態が光伝送モジュール製造時に安定しない可能性があった。 However, in the optical transmission modules shown in Patent Documents 1 and 2, an FPC board is used in which an adhesive is applied to the bent portion bent at a right angle to hold and fix the bent shape, and a photoelectric conversion element and an IC for driving the photoelectric conversion element are mounted on the board surface inside the bent portion, but there is a possibility that the bent shape of the FPC board bent at a right angle may not be stable during the manufacture of the optical transmission module.

また、撮像素子を含む撮像装置としてのイメージセンサや光伝送モジュールの光電変換素子駆動用ICは、それぞれが発熱部品であるため、内視鏡装置の挿入部先端では、これら発熱部品それぞれの作動安定のための放熱対策も必要になる。 In addition, the image sensor as an imaging device that includes an image sensor and the IC for driving the photoelectric conversion element in the optical transmission module are each heat-generating components, so heat dissipation measures are also required at the tip of the insertion portion of the endoscope device to ensure stable operation of each of these heat-generating components.

しかし、特許文献1では、光伝送モジュールの長さについて光素子と駆動ICとの配置が検討され、特許文献2では、さらに信号ケーブルの接続配置が検討されているだけなので、イメージセンサや光電変換素子駆動用ICといった発熱部品それぞれの放熱対策についてまでは全く想定されていなかった。 However, in Patent Document 1, the arrangement of the optical element and the driving IC is considered in relation to the length of the optical transmission module, and in Patent Document 2, the connection arrangement of the signal cable is considered, so no consideration was given at all to heat dissipation measures for each of the heat-generating components, such as the image sensor and the IC for driving the photoelectric conversion element.

本開示は、上述した内視鏡装置に係る特有の課題に鑑み、挿入部先端の内部に配置される光送信モジュールの放熱対策をはかりながら小型化をはかり、その性能向上をはかった内視鏡装置を提供する。 In consideration of the particular problems associated with the above-mentioned endoscope device, the present disclosure provides an endoscope device that is miniaturized while providing heat dissipation measures for the optical transmission module placed inside the tip of the insertion section, thereby improving its performance.

上記課題を解決するために、本開示では、
被検体内部に挿入される先端部に、被検体内部を撮影する撮像装置が設けられた挿入部と、前記挿入部の基端部と接続され、前記挿入部の操作を行う操作部と、一端側が前記操作部と接続され、他端側にプロセッサとの接続部を備えた連結可撓管部と、を有する内視鏡装置であって、
電気信号を光信号に変換する光電変換素子、および前記撮像装置の電気信号出力を前記光電変換素子から光信号出力させる光電変換素子駆動回路部が取り付けられた第1の基板における前記光電変換素子および前記光電変換素子駆動回路部の露出部を、前記光電変換素子の光信号出力を伝送する光信号伝送線の一方側端部を前記光電変換素子に対して位置決め保持するガイド保持部を形成して、放熱部材でモールドして隠蔽してなる光送信モジュールと、
前記撮像装置が取り付けられた第2の基板に前記光送信モジュールを取り付けて構成された光伝送モジュールと、
を含み、
前記挿入部の先端部内部に、前記光電変換素子、前記光電変換素子駆動回路部および前記撮像装置を、前記光伝送モジュールによって一体的に組み付けてなる、内視鏡装置を提供する。
In order to solve the above problems, the present disclosure provides:
An endoscope apparatus comprising: an insertion section having an imaging device at a tip end thereof that is inserted into a subject, the imaging device capturing images of the inside of the subject; an operation section that is connected to a base end of the insertion section and operates the insertion section; and a flexible connecting tube section having one end connected to the operation section and the other end equipped with a connection section with a processor,
an optical transmission module, comprising: a first substrate on which a photoelectric conversion element for converting an electrical signal into an optical signal and a photoelectric conversion element drive circuit for causing the electrical signal output of the imaging device to be output as an optical signal from the photoelectric conversion element are mounted; an exposed portion of the photoelectric conversion element and the photoelectric conversion element drive circuit is formed with a guide holder for positioning and holding one end of an optical signal transmission line for transmitting the optical signal output of the photoelectric conversion element with respect to the photoelectric conversion element; and the exposed portion is molded and concealed with a heat dissipation member;
an optical transmission module configured by attaching the optical transmission module to a second board on which the imaging device is attached;
Including,
The endoscope apparatus includes an endoscope device in which the photoelectric conversion element, the photoelectric conversion element drive circuit section, and the imaging device are integrally assembled inside the distal end of the insertion section by the optical transmission module.

本開示によれば、第1の基板に光電変換素子および光電変換素子駆動回路部を一体的に取り付けて、光電変換素子および光電変換素子駆動回路部の第1の基板上における露出部をモールドして隠蔽してなる光送信モジュールにあって、そのモールド部が、光電変換素子の光信号出力を伝送する光信号伝送線の一方側端部を光電変換素子に対して位置決め配置するガイド支持部になっている。これにより、内視鏡装置の挿入部の先端部に配置される光伝送モジュールの小型化、製造における安定性が向上する。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
According to the present disclosure, in an optical transmission module in which a photoelectric conversion element and a photoelectric conversion element drive circuit are integrally attached to a first substrate and exposed portions of the photoelectric conversion element and the photoelectric conversion element drive circuit on the first substrate are molded to conceal the exposed portions, the molded portion being a guide support portion that positions one end of an optical signal transmission line that transmits an optical signal output from the photoelectric conversion element relative to the photoelectric conversion element, thereby making it possible to reduce the size of the optical transmission module that is placed at the tip of the insertion portion of an endoscope device and improve the stability of its manufacture.
Problems, configurations and effects other than those described above will become apparent from the following description of the embodiments.

本開示の内視鏡装置の一実施例に係る医療用の内視鏡装置の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a medical endoscope apparatus according to an embodiment of the endoscope apparatus of the present disclosure; 本実施例の内視鏡装置のシステム構成を示した模式図である。1 is a schematic diagram showing a system configuration of an endoscope apparatus according to an embodiment of the present invention. イメージセンサ、光電変換素子駆動回路および光電変換素子を一体化して構成された光伝送モジュールの一実施例の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of an embodiment of an optical transmission module configured by integrating an image sensor, a photoelectric conversion element drive circuit, and a photoelectric conversion element. 図3に示した光伝送モジュールにおいて、光電変換素子駆動回路および光電変換素子を予め一体化して構成された光送信モジュールの一実施例の全体構成図である。FIG. 4 is an overall configuration diagram of an embodiment of an optical transmission module configured in advance by integrating a photoelectric conversion element drive circuit and a photoelectric conversion element in the optical transmission module shown in FIG. 3 . 図4に示した光送信モジュールの構成説明図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the configuration of the optical transmission module shown in FIG. 4. 図4に示した光送信モジュールを用いた光伝送モジュールの構成説明図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the configuration of an optical transmission module using the optical transmission module shown in FIG. 4 . 光電変換素子、トランスインピーダンスアンプおよびライトニングアレスタを予め一体化して構成された光伝送モジュールの一実施例の全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of an optical transmission module configured by previously integrating a photoelectric conversion element, a transimpedance amplifier, and a lightning arrester. 光送信モジュールの別の実施例の構成説明図である。FIG. 13 is a diagram illustrating the configuration of another embodiment of the optical transmission module. 光送信モジュールのさらに別の実施例の構成説明図である。FIG. 13 is a diagram illustrating the configuration of still another embodiment of the optical transmission module. 光受信モジュールを備えた光伝送モジュールの別の実施例の構成説明図である。FIG. 11 is a configuration explanatory diagram of another embodiment of an optical transmission module including an optical receiving module.

以下、図面を参照しながら、本開示に係る内視鏡装置について、医療用の内視鏡装置を例に説明する。医療用の内視鏡装置の場合、観察対象は、例えば、呼吸器等、消化器等である。そのため、医療用の内視鏡装置では、挿入部の先端内部に組み込まれ、挿入部の先端部における硬質部分を形成する光伝送モジュールの形状および大きさをできるだけ小さくすることが、低侵襲のために望まれている。 The endoscopic device according to the present disclosure will be described below with reference to the drawings, taking a medical endoscopic device as an example. In the case of a medical endoscopic device, the object to be observed is, for example, the respiratory system, digestive system, etc. For this reason, in order to be minimally invasive, it is desirable to make as small as possible the shape and size of the optical transmission module that is incorporated inside the tip of the insertion section and forms the hard part at the tip of the insertion section in a medical endoscopic device.

なお、本開示に係る内視鏡装置は、医療用の内視鏡装置に限られるものではない。本開示で説明する医療用の内視鏡装置は、本開示に係る内視鏡装置の一の実施の形態であるに過ぎず、本開示に係る内視鏡装置の実施例全てを指すものではない。例えば、本開示で説明する医療用の内視鏡装置の実施例に基づいて、当業者が特別な創作を行うことなしに想到し得る他の内視鏡装置の実施例も、当然、本開示に係る内視鏡装置の技術的範囲に属するものである。 The endoscopic device according to the present disclosure is not limited to a medical endoscopic device. The medical endoscopic device described in this disclosure is merely one embodiment of the endoscopic device according to the present disclosure, and does not refer to all examples of the endoscopic device according to the present disclosure. For example, other examples of endoscopic devices that a person skilled in the art could conceive of without special creation based on the examples of the medical endoscopic device described in this disclosure naturally fall within the technical scope of the endoscopic device according to the present disclosure.

図1は、本開示の内視鏡装置の一実施例に係る医療用の内視鏡装置の全体構成図である。 Figure 1 is a diagram showing the overall configuration of a medical endoscope device according to one embodiment of the endoscope device disclosed herein.

図2は、本実施例の内視鏡装置のシステム構成を示した模式図である。 Figure 2 is a schematic diagram showing the system configuration of the endoscope device of this embodiment.

図1に示すように、本実施例の内視鏡装置1は、被検体の内部に挿入される細長い管状の挿入部11と、挿入部11の基端側に配置された操作部12と、操作部12から延設された連結可撓管(ユニバーサルコード)13とを備えている。 As shown in FIG. 1, the endoscope device 1 of this embodiment includes a long, tubular insertion section 11 that is inserted into the subject, an operating section 12 that is disposed on the base end side of the insertion section 11, and a connecting flexible tube (universal cord) 13 that extends from the operating section 12.

挿入部11は、先端側から順に先端部11a、湾曲可動部11b、可撓管部11cが連設され、可撓管部11cは操作部12の連結部12aに接続された構成になっている。 The insertion section 11 is configured such that, from the tip side, a tip section 11a, a curved movable section 11b, and a flexible tube section 11c are connected in sequence, and the flexible tube section 11c is connected to a connecting section 12a of the operation section 12.

操作部12は、挿入部11の湾曲可動部11bの操作を行うノブ等の操作片を備え、内視鏡装置各部の諸操作を行う。例えば、ノブの回動操作に応じて操作部内部の湾曲操作機構を作動させ、挿入部11の湾曲可動部11bを所望形態に湾曲・伸張させて保持することができる。 The operation unit 12 has an operation piece such as a knob that operates the bending movable portion 11b of the insertion unit 11, and performs various operations on each part of the endoscope device. For example, a bending operation mechanism inside the operation unit can be operated in response to the rotation of the knob, and the bending movable portion 11b of the insertion unit 11 can be bent and extended to a desired shape and held there.

連結可撓管13は、内視鏡装置1をプロセッサ(信号処理装置)2に接続するもので、プロセッサ2に設けられたコネクタ接続部2aに対して着脱可能なコネクタ部13aが設けられている。 The connecting flexible tube 13 connects the endoscope device 1 to the processor (signal processing device) 2, and is provided with a connector portion 13a that is detachable from the connector connection portion 2a provided on the processor 2.

プロセッサ2は、光源装置、システムコントローラ、画像処理装置等を有し、観察箇所の電子画像を表示するモニタ3が付設された構成になっている。プロセッサ2の光源装置からの照射光は、LCB(Light Carrying Bundle)の一端側に入射し、LCB内で全反射を繰り返すことによって、LCB内を他端側へ伝播する。LCBは、図2では図示省略するが、コネクタ接続部2aから連結可撓管13、操作部12及び挿入部11を介して、挿入部11の先端部11aに延設されている。 The processor 2 has a light source device, a system controller, an image processing device, etc., and is equipped with a monitor 3 that displays an electronic image of the observation area. The light emitted from the light source device of the processor 2 enters one end of an LCB (Light Carrying Bundle) and propagates through the LCB to the other end by repeating total reflections within the LCB. Although not shown in FIG. 2, the LCB extends from the connector connection part 2a through the connecting flexible tube 13, the operation part 12, and the insertion part 11 to the tip part 11a of the insertion part 11.

挿入部11の先端部11aには、照明窓、観察窓(対物窓)が形成されている。先端部11aの内部には、この照明窓に臨ませて、LCBの出射端からの照射光が入射する配光レンズが設けられている。被検体内部の観察箇所には、LCBの出射端からの照射光が配光レンズを介して照明窓から照射される。また、観察窓(対物窓)に臨ませて、被検体内部の観察箇所(照明窓からの照射光の被照射部分)からの戻り光を受光する対物レンズが設けられている。 An illumination window and an observation window (objective window) are formed at the tip 11a of the insertion section 11. Inside the tip 11a, a light distribution lens is provided facing the illumination window and into which the light emitted from the exit end of the LCB is incident. The light emitted from the exit end of the LCB is irradiated from the illumination window via the light distribution lens to the observation location inside the subject. In addition, an objective lens is provided facing the observation window (objective window) to receive return light from the observation location inside the subject (the portion irradiated by the light emitted from the illumination window).

挿入部11の先端部11aの内部には、対物レンズを介して受光面上の各画素で結像した光学像(観察箇所からの戻り光)を光量に応じた電荷として蓄積して、R,G,Bの画素信号を生成出力する撮像素子と、撮像素子を駆動制御して1フィールドもしくは1フレーム分の画素信号を所定の時間間隔(例えば1/60秒あるいは1/30秒間隔)で観察箇所の映像信号として読み出して出力するドライバ・処理回路とが備えられている。撮像素子とドライバ・信号処理回路は、一体的な集積回路構成になっており、以下では、撮像素子とドライバ・信号処理回路とを合わせて、イメージセンサ21と称する。イメージセンサ21としては、例えば、CCDイメージセンサ、CMOSイメージセンサ等が用いられる。 Inside the tip 11a of the insertion section 11 are an image sensor that accumulates the optical image (return light from the observation location) formed at each pixel on the light receiving surface via the objective lens as an electric charge according to the amount of light, and generates and outputs R, G, and B pixel signals, and a driver and processing circuit that drives and controls the image sensor to read and output one field or one frame of pixel signals as a video signal of the observation location at a predetermined time interval (for example, 1/60 second or 1/30 second interval). The image sensor and driver and signal processing circuit are integrated into an integrated circuit, and hereinafter the image sensor and driver and signal processing circuit are collectively referred to as the image sensor 21. For example, a CCD image sensor or a CMOS image sensor is used as the image sensor 21.

さらに、挿入部11の先端部11aの内部には、図2に示すように、イメージセンサ21から出力される映像信号をプロセッサ2に向けて光伝送出力するために、電気信号からなる映像信号を光信号出力に変換する光電変換素子23と、イメージセンサ21から出力される映像信号に応じて光電変換素子23を駆動する光電変換素子駆動回路22とが備えられている。光電変換素子23は、例えば、発光ダイオード、半導体レーザ等であり、本実施例では、垂直共振器面発光レーザ(VCSEL、Vertical Cavity Surface Emitting LASER)が用いられている。光電変換素子駆動回路22は、例えば、光電変換素子駆動ICで構成され、本実施例では、VCSEL駆動用ICが用いられている。 Furthermore, as shown in FIG. 2, inside the tip 11a of the insertion section 11, there are provided a photoelectric conversion element 23 that converts the video signal, which is an electrical signal, into an optical signal output in order to optically transmit and output the video signal output from the image sensor 21 toward the processor 2, and a photoelectric conversion element drive circuit 22 that drives the photoelectric conversion element 23 in response to the video signal output from the image sensor 21. The photoelectric conversion element 23 is, for example, a light-emitting diode, a semiconductor laser, etc., and in this embodiment, a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL, Vertical Cavity Surface Emitting LASER) is used. The photoelectric conversion element drive circuit 22 is, for example, composed of a photoelectric conversion element drive IC, and in this embodiment, a VCSEL drive IC is used.

連結可撓管13の内部には、各種信号線、LCB、駆動電源供給ライン等が挿通される。各種信号線には、例えば、イメージセンサ21やVCSEL駆動用IC(光電変換素子駆動回路)22に対する制御信号をプロセッサ2から内視鏡装置1に伝送する制御信号ライン31、垂直共振器面発光レーザ(光電変換素子)23から光信号に変換されて出力される観察箇所の映像信号を内視鏡装置1からプロセッサ2に伝送する映像信号伝送ライン32、内視鏡装置1の操作部12に設けられたスイッチの操作信号をプロセッサ2に伝送するスイッチ信号ライン33が含まれる。 Various signal lines, an LCB, a drive power supply line, etc. are inserted inside the connecting flexible tube 13. The various signal lines include, for example, a control signal line 31 that transmits control signals for the image sensor 21 and the VCSEL drive IC (photoelectric conversion element drive circuit) 22 from the processor 2 to the endoscope device 1, a video signal transmission line 32 that transmits a video signal of the observation location that is converted into an optical signal and output from the vertical cavity surface emitting laser (photoelectric conversion element) 23 from the endoscope device 1 to the processor 2, and a switch signal line 33 that transmits an operation signal of a switch provided in the operation unit 12 of the endoscope device 1 to the processor 2.

これらのうち、制御信号ライン31や映像信号伝送ライン32は、プロセッサ2に挿入部11の先端部11a内に設けられたイメージセンサ21やVCSEL駆動用IC22等に駆動電源を供給する駆動電源供給ライン34とともに、LCBと同じく、コネクタ部13aから連結可撓管13および操作部12を介して挿入部11に延び、挿入部11内を先端部11aに到る。制御信号ライン31や駆動電源供給ライン34は、メタルケーブル(Electrical wire)で構成され、映像信号伝送ライン32は、光ファイバケーブルで構成されている。 Of these, the control signal line 31 and the video signal transmission line 32, together with the drive power supply line 34 that supplies drive power to the image sensor 21 and the VCSEL drive IC 22 provided in the tip 11a of the insertion section 11, extend from the connector section 13a through the connecting flexible tube 13 and the operation section 12 to the insertion section 11, just like the LCB, and reach the tip 11a inside the insertion section 11. The control signal line 31 and the drive power supply line 34 are made of metal cables (electrical wires), and the video signal transmission line 32 is made of optical fiber cable.

連結可撓管13のコネクタ部13aは、映像信号伝送ライン32を介して光信号で伝送される映像信号を電気信号に戻してからプロセッサ2に供給するために、図2に示すように、光電変換素子26と、信号変換回路部27と、保護回路部28とを備えている。 The connector section 13a of the connecting flexible tube 13 includes a photoelectric conversion element 26, a signal conversion circuit section 27, and a protection circuit section 28, as shown in FIG. 2, in order to convert the video signal transmitted as an optical signal via the video signal transmission line 32 back into an electrical signal and then supply it to the processor 2.

光電変換素子26は、映像信号伝送ライン32を介して光信号で伝送されてきた映像信号を電流信号出力からなる電気信号に変換して出力する。光電変換素子26は、例えばフォトダイオード(Photodiode)、フォトトランジスタ(Phototransistor)等であり、本実施例では、フォトダイオードが用いられている。 The photoelectric conversion element 26 converts the video signal transmitted as an optical signal via the video signal transmission line 32 into an electrical signal consisting of a current signal output and outputs it. The photoelectric conversion element 26 is, for example, a photodiode, a phototransistor, etc., and in this embodiment, a photodiode is used.

信号変換回路部27は、例えば、映像信号に該当するフォトダイオード(光電変換素子)26の電流信号出力をインピーダンス変換して増幅し、電圧信号として出力する。本実施例では、信号変換回路部として、トランスインピーダンスアンプ(TI、Transimpedance Amplifier)27が用いられている。 The signal conversion circuit unit 27 performs impedance conversion on the current signal output of the photodiode (photoelectric conversion element) 26 corresponding to the video signal, amplifies it, and outputs it as a voltage signal. In this embodiment, a transimpedance amplifier (TI) 27 is used as the signal conversion circuit unit.

保護回路部28は、例えば、プロセッサ2に設けられている制御基板41を、内視鏡装置1の回路側で過渡的に発生した異常な高電圧から保護する。本実施例では、保護回路部として、ライトニングアレスタ(LA、Lightning Arrester)28が用いられている。 The protection circuit unit 28 protects, for example, the control board 41 provided in the processor 2 from an abnormally high voltage that occurs transiently on the circuit side of the endoscope device 1. In this embodiment, a lightning arrester (LA) 28 is used as the protection circuit unit.

ライトニングアレスタ28の出力(映像信号の電圧信号出力)は、メタルケーブルで構成された制御信号ライン31、スイッチ信号ライン33、駆動電源供給ライン34それぞれの入/出力と一緒に、コネクタ部13aに設けられた基板対基板接続用コネクタ(B to B Connector)29の対応接続ピンに接続されている。 The output of the lightning arrester 28 (voltage signal output of the video signal) is connected to the corresponding connection pins of the board-to-board connector (B to B Connector) 29 provided in the connector section 13a, together with the inputs/outputs of the control signal line 31, the switch signal line 33, and the drive power supply line 34, each made of a metal cable.

連結可撓管13のコネクタ部13aがプロセッサ2のコネクタ接続部2aに接続されると、コネクタ部13aの基板対基板接続用コネクタ(内視鏡装置コネクタ)85がプロセッサ2の制御基板90に設けられている基板対基板接続用コネクタ(プロセッサコネクタ)95と結合され、内視鏡装置1の制御信号ライン31、映像信号伝送ライン32、スイッチ信号ライン33、駆動電源供給ライン34は、プロセッサ2の制御基板41側のそれぞれ対応する出/入力と接続される。 When the connector portion 13a of the connecting flexible tube 13 is connected to the connector connection portion 2a of the processor 2, the board-to-board connection connector (endoscope device connector) 85 of the connector portion 13a is coupled to the board-to-board connection connector (processor connector) 95 provided on the control board 90 of the processor 2, and the control signal line 31, video signal transmission line 32, switch signal line 33, and drive power supply line 34 of the endoscope device 1 are connected to the corresponding outputs/inputs on the control board 41 side of the processor 2.

プロセッサ2は、制御基板41に備えられたシステムコントローラがメモリに格納された各種プログラムを実行することによって、内視鏡装置1、プロセッサ2およびモニタ3から構成される内視鏡システム全体を統合的に制御する。例えば、プロセッサ2は、内視鏡装置1からスイッチ信号ライン33を介して受信したスイッチ操作信号を基にプロセッサ2側の対応機器を駆動制御したり、制御信号ライン31を介して送信する制御信号によって内視鏡装置1側のイメージセンサ21やVCSEL駆動用IC22を駆動制御したりする。また、プロセッサ2は、映像信号伝送ライン32を介して受信した映像(画像)信号を基に、観察箇所の電子画像をモニタ3に表示し、画像記録媒体に記録する。 The processor 2 comprehensively controls the entire endoscope system consisting of the endoscope device 1, the processor 2, and the monitor 3 by executing various programs stored in the memory by the system controller provided on the control board 41. For example, the processor 2 drives and controls corresponding devices on the processor 2 side based on switch operation signals received from the endoscope device 1 via the switch signal line 33, and drives and controls the image sensor 21 and the VCSEL driving IC 22 on the endoscope device 1 side based on control signals transmitted via the control signal line 31. The processor 2 also displays an electronic image of the observation area on the monitor 3 based on the video (image) signal received via the video signal transmission line 32, and records it on an image recording medium.

本実施の形態に係る内視鏡装置1においては、挿入部11の先端部11aの内部に設けられるイメージセンサ21、VCSEL駆動用IC(光電変換素子駆動回路)22および垂直共振器面発光レーザ(光電変換素子)23は、光伝送モジュール20として予め一体化され、先端部11aの内部に一体的に取り付け可能になっている。また、連結可撓管13のコネクタ部13aの内部に設けられるフォトダイオード(光電変換素子)26、トランスインピーダンスアンプ27およびライトニングアレスタ28も、光伝送モジュール25として予め一体化され、コネクタ部13aの内部に一体的に取り付け可能になっている。次に、光伝送モジュール20、25それぞれの実施例について、図面に基づき説明する。 In the endoscope device 1 according to the present embodiment, the image sensor 21, VCSEL driving IC (photoelectric conversion element driving circuit) 22, and vertical cavity surface emitting laser (photoelectric conversion element) 23 provided inside the tip 11a of the insertion section 11 are integrated in advance as an optical transmission module 20, and can be integrally attached inside the tip 11a. In addition, the photodiode (photoelectric conversion element) 26, transimpedance amplifier 27, and lightning arrester 28 provided inside the connector section 13a of the connecting flexible tube 13 are also integrated in advance as an optical transmission module 25, and can be integrally attached inside the connector section 13a. Next, examples of the optical transmission modules 20 and 25 will be described with reference to the drawings.

図3は、イメージセンサ、光電変換素子駆動回路および光電変換素子を一体化して構成された光伝送モジュールの一実施例の全体構成図である。 Figure 3 is an overall configuration diagram of one embodiment of an optical transmission module that integrates an image sensor, a photoelectric conversion element drive circuit, and a photoelectric conversion element.

図4は、図3に示した光伝送モジュールにおいて、光電変換素子駆動回路および光電変換素子を予め一体化して構成された光送信モジュールの一実施例の全体構成図である。 Figure 4 is an overall configuration diagram of one embodiment of an optical transmission module in which the photoelectric conversion element drive circuit and the photoelectric conversion element are pre-integrated in the optical transmission module shown in Figure 3.

図5は、図4に示した光送信モジュールの構成説明図である。 Figure 5 is an explanatory diagram of the configuration of the optical transmission module shown in Figure 4.

図6は、図4に示した光送信モジュールを用いた光伝送モジュールの構成説明図である。 Figure 6 is an explanatory diagram of the configuration of an optical transmission module using the optical transmission module shown in Figure 4.

図3に示すように、本実施例の光伝送モジュール20は、イメージセンサ21と、VCSEL駆動用IC22および垂直共振器面発光レーザ23とを備えて構成されている。そのうち、VCSEL駆動用IC22および垂直共振器面発光レーザ23は、図4に示すように、予め光送信モジュール50として一体化されて構成されている。光送信モジュール50は、電気信号を光信号に変換する電気信号・光信号変換部として機能する。 As shown in FIG. 3, the optical transmission module 20 of this embodiment is configured to include an image sensor 21, a VCSEL driving IC 22, and a vertical cavity surface emitting laser 23. Of these, the VCSEL driving IC 22 and the vertical cavity surface emitting laser 23 are integrated in advance as an optical transmission module 50 as shown in FIG. 4. The optical transmission module 50 functions as an electrical signal/optical signal conversion unit that converts an electrical signal into an optical signal.

図示の例では、VCSEL駆動用IC22および垂直共振器面発光レーザ23は、例えばSMD(表面実装部品)として構成され、光伝送モジュール20の第1の基板としての光送信モジュール基板51に取り付け固定される。 In the illustrated example, the VCSEL driver IC 22 and the vertical cavity surface emitting laser 23 are configured as, for example, SMDs (surface mounted devices) and are attached and fixed to the optical transmission module substrate 51, which serves as the first substrate of the optical transmission module 20.

光送信モジュール基板51は、例えば、図5(A)に示すような、搭載基板部51xと非搭載基板部51zとを備えたL字状の屈曲プリント配線板(PWB、Printed Wiring Board)で構成されている。図5(A)では表れないが、光送信モジュール基板51の基板上の所定位置には、部品接続端子部や信号/電源接続端子部が予め形成され、基板面または基板内部には、これら部品接続端子部と信号/電源接続端子部とを接続する基板回路が形成されている。 The optical transmission module board 51 is composed of an L-shaped curved printed wiring board (PWB) with a mounted board section 51x and a non-mounted board section 51z, as shown in FIG. 5(A), for example. Although not shown in FIG. 5(A), component connection terminal sections and signal/power connection terminal sections are pre-formed at predetermined positions on the board of the optical transmission module board 51, and board circuits that connect these component connection terminal sections and signal/power connection terminal sections are formed on the board surface or inside the board.

部品接続端子部は、光送信モジュール基板51の基板上における、VCSEL駆動用IC22や垂直共振器面発光レーザ23の配置位置を定める。信号/電源接続端子部は、光送信モジュール基板51の基板上における、イメージセンサ21から出力される映像信号、プロセッサ2から制御信号ライン31を介して供給される制御信号、および駆動電源供給ライン34を介して供給される駆動電源の、基板回路に対する接続位置を定める。 The component connection terminal section determines the placement positions of the VCSEL driving IC 22 and the vertical cavity surface emitting laser 23 on the board of the optical transmission module board 51. The signal/power connection terminal section determines the connection positions, on the board of the optical transmission module board 51, to the board circuit of the video signal output from the image sensor 21, the control signal supplied from the processor 2 via the control signal line 31, and the drive power supplied via the drive power supply line 34.

図示の例では、部品接続端子部は、L字状の光送信モジュール基板51の搭載基板部51xにおける内方側の基板面51xiに形成されている。これに対し、信号/電源接続端子部は、L字状の光送信モジュール基板51の非搭載基板部51zにおける外方側の基板面51zoに形成されている。 In the illustrated example, the component connection terminal portion is formed on the inner board surface 51xi of the mounting board portion 51x of the L-shaped optical transmission module board 51. In contrast, the signal/power connection terminal portion is formed on the outer board surface 51zo of the non-mounting board portion 51z of the L-shaped optical transmission module board 51.

図5(B)に示すように、光送信モジュール50は、部品接続端子部が形成された、L字状の光送信モジュール基板51の基板面51xiの対応実装位置に、VCSEL駆動用IC22や垂直共振器面発光レーザ23が取り付け固定されて構成されている。その際、VCSEL駆動用IC22や垂直共振器面発光レーザ23の各端子は、部品接続端子部のそれぞれ対応端子と接続される。これにより、VCSEL駆動用IC22や垂直共振器面発光レーザ23は、光送信モジュール基板51の基板面または基板内部の基板回路を介して、光送信モジュール基板51の非搭載基板部51zに形成された信号/電源接続端子部の対応端子と接続される。 As shown in FIG. 5(B), the optical transmission module 50 is configured by attaching and fixing the VCSEL driving IC 22 and the vertical cavity surface emitting laser 23 to corresponding mounting positions on the board surface 51xi of the L-shaped optical transmission module board 51 on which the component connection terminal portion is formed. At this time, each terminal of the VCSEL driving IC 22 and the vertical cavity surface emitting laser 23 is connected to the corresponding terminal of the component connection terminal portion. As a result, the VCSEL driving IC 22 and the vertical cavity surface emitting laser 23 are connected to corresponding terminals of the signal/power connection terminal portion formed on the non-mounted board portion 51z of the optical transmission module board 51 via the board surface of the optical transmission module board 51 or the board circuit inside the board.

なお、図示の例では、L字状の光送信モジュール基板51の内方側の基板面51xiに、VCSEL駆動用IC22および垂直共振器面発光レーザ23を設けた構成にしたが、VCSEL駆動用IC22は、L字状の光送信モジュール基板51の非搭載基板部51zにおける内方側の基板面51ziに設けられる構成としてもよい。 In the illustrated example, the VCSEL driving IC 22 and the vertical cavity surface emitting laser 23 are provided on the inner substrate surface 51xi of the L-shaped optical transmission module substrate 51, but the VCSEL driving IC 22 may be provided on the inner substrate surface 51zi of the non-mounted substrate portion 51z of the L-shaped optical transmission module substrate 51.

これにより、光送信モジュール50は、垂直共振器面発光レーザ23の発光面に係る光出射方向(z軸上の+z方向)が、信号/電源接続端子部が設けられているL字状の光送信モジュール基板51の非搭載基板部51zと交差しない構成になっている。そして、垂直共振器面発光レーザ23は、L字状の光送信モジュール基板51に搭載された状態で、発光面の光出射方向(z軸上の+z方向)側が開放されている状態になる。また、光送信モジュール50は、信号/電源接続端子部が形成された非搭載基板部51zの外方側の基板面51zoにはVCSEL駆動用IC22および垂直共振器面発光レーザ23が搭載されないので、搭載部品が邪魔になることがない、他の基板との接続に適した凸凹のない基板面構造を有することになる。 As a result, the optical transmission module 50 is configured such that the light emission direction (+z direction on the z-axis) of the light-emitting surface of the vertical cavity surface-emitting laser 23 does not intersect with the non-mounted substrate portion 51z of the L-shaped optical transmission module substrate 51 on which the signal/power connection terminal portion is provided. Then, when the vertical cavity surface-emitting laser 23 is mounted on the L-shaped optical transmission module substrate 51, the light emission direction side (+z direction on the z-axis) of the light-emitting surface is open. In addition, the optical transmission module 50 has a substrate surface structure without irregularities that is suitable for connection to other substrates, since the VCSEL driving IC 22 and the vertical cavity surface-emitting laser 23 are not mounted on the substrate surface 51zo on the outer side of the non-mounted substrate portion 51z on which the signal/power connection terminal portion is formed, and the mounted components do not get in the way.

光送信モジュール50は、VCSEL駆動用IC22や垂直共振器面発光レーザ23が固定された状態で、光送信モジュール基板51の内方側の基板面51xiが、図5(C)に示すように、基板面51xiが臨む方向(z軸方向)に沿って予め定められた厚さ(z軸方向に沿った長さ)L分だけ、VCSEL駆動用IC22や垂直共振器面発光レーザ23ごと、モールド部52で封止された構成になっている。 In the optical transmission module 50, with the VCSEL driving IC 22 and the vertical cavity surface emitting laser 23 fixed, the inner board surface 51xi of the optical transmission module board 51 is sealed with the VCSEL driving IC 22 and the vertical cavity surface emitting laser 23 together with the molded part 52 by a predetermined thickness (length along the z-axis direction) L along the direction in which the board surface 51xi faces (z-axis direction) as shown in FIG. 5(C).

モールド部52は、例えば、射出成型によって成形された封止用樹脂で構成されている。通常、封止用樹脂には、例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂にシリカSiOを混ぜる等して、チップや基板との接着性、耐熱性、放熱性、熱膨張率、機械的強度といった機能性を備えた樹脂が使用される。本実施例では、VCSEL駆動用IC22や垂直共振器面発光レーザ23の発熱を拡散できるように、例えば、放熱性機能に優れ、電気絶縁機能を備えた放熱樹脂が使用されている。なお、モールド部52は、上述した放熱性樹脂を用いた構成に限られるものではなく、金属や熱伝導シート等も用いて構成することも可能である。 The molded part 52 is made of, for example, a sealing resin formed by injection molding. Usually, a resin having functionality such as adhesion to chips and substrates, heat resistance, heat dissipation, thermal expansion coefficient, and mechanical strength is used for the sealing resin, for example, a thermosetting epoxy resin mixed with silica SiO 2. In this embodiment, for example, a heat dissipation resin having excellent heat dissipation function and electrical insulation function is used so that the heat generated by the VCSEL driving IC 22 and the vertical cavity surface emitting laser 23 can be diffused. Note that the molded part 52 is not limited to the above-mentioned configuration using the heat dissipation resin, and can also be configured using a metal, a heat conductive sheet, or the like.

また、モールド部52を成形する際には、モールド部52には光ファイバ保持孔53が形成される。光ファイバ保持孔53は、モールド部52を貫通する貫通孔からなり、垂直共振器面発光レーザ23の発光面を臨ませる孔開口部を有する。光ファイバ保持孔53は、基板面51xiを封止した状態で、その孔軸が垂直共振器面発光レーザ23の発光面からの光出射方向、すなわちレーザ光の光軸方向(図中、z軸に沿った方向)に延びるようになっている。 When molding the molded section 52, an optical fiber holding hole 53 is formed in the molded section 52. The optical fiber holding hole 53 is a through hole that penetrates the molded section 52, and has a hole opening that faces the light emitting surface of the vertical cavity surface emitting laser 23. With the substrate surface 51xi sealed, the optical fiber holding hole 53 is designed so that its hole axis extends in the light emission direction from the light emitting surface of the vertical cavity surface emitting laser 23, i.e., in the optical axis direction of the laser light (the direction along the z-axis in the figure).

これにより、光ファイバ保持孔53は、映像信号伝送ライン(光ファイバケーブル)32を構成する光ファイバ36のファイバ端面を、垂直共振器面発光レーザ23の発光面に対して芯合わせ状態に保持するフェルールとして機能する。映像信号伝送ライン32の挿入部11側は、光ファイバ36が光ファイバ保持孔53に挿設され、先端のファイバ端面を垂直共振器面発光レーザ23の発光面に密着させた状態で、光ファイバ保持孔53に保持された構成になっている。 As a result, the optical fiber holding hole 53 functions as a ferrule that holds the fiber end face of the optical fiber 36 that constitutes the video signal transmission line (optical fiber cable) 32 in a state of being centered with respect to the light-emitting surface of the vertical cavity surface-emitting laser 23. On the insertion section 11 side of the video signal transmission line 32, the optical fiber 36 is inserted into the optical fiber holding hole 53 and held in the optical fiber holding hole 53 with the tip fiber end face in close contact with the light-emitting surface of the vertical cavity surface-emitting laser 23.

光ファイバ36は、光送信モジュール50から挿入部11、操作部12、連結可撓管13を介して、基端側が連結可撓管13のコネクタ部13aに延設され、イメージセンサ21の映像信号を光信号でプロセッサ2に伝送する映像信号伝送ライン32を構成する。 The optical fiber 36 extends from the optical transmission module 50 through the insertion section 11, the operation section 12, and the connecting flexible tube 13, and its base end is connected to the connector section 13a of the connecting flexible tube 13, forming a video signal transmission line 32 that transmits the video signal of the image sensor 21 to the processor 2 as an optical signal.

光伝送モジュール20は、図6に示すように、イメージセンサ21と、VCSEL駆動用IC22および垂直共振器面発光レーザ23を備えた光送信モジュール50とが、光伝送モジュール20の第2の基板としての光伝送モジュール基板61に一体的に組み付けられて構成されている。 As shown in FIG. 6, the optical transmission module 20 is configured by integrally assembling an image sensor 21, an optical transmission module 50 including a VCSEL driving IC 22 and a vertical cavity surface emitting laser 23, and an optical transmission module substrate 61 serving as a second substrate of the optical transmission module 20.

例えば、光伝送モジュール基板61は、図6(A)に示すような、センサ搭載基板部61xと、センサ搭載基板部61xの内方側の基板面61xiに突設されたモジュール搭載基板部61zとを備えた、略T字状の屈曲プリント配線板(PWB)で構成されている。 For example, the optical transmission module board 61 is composed of a substantially T-shaped curved printed wiring board (PWB) having a sensor mounting board section 61x and a module mounting board section 61z protruding from the board surface 61xi on the inner side of the sensor mounting board section 61x, as shown in FIG. 6(A).

図6(A)では表れないが、光伝送モジュール基板61の基板上の予め定められた所定位置には、イメージセンサ接続端子部、光送信モジュール接続端子部、信号/電源接続端子部が形成されている。また、光伝送モジュール基板61の基板面または基板内部には、これらイメージセンサ接続端子部、光送信モジュール接続端子部の端子間を接続し、これらイメージセンサ接続端子部、光送信モジュール接続端子部を信号/電源ライン接続端子部と接続する基板回路が形成されている。 Although not shown in FIG. 6(A), an image sensor connection terminal section, an optical transmission module connection terminal section, and a signal/power supply connection terminal section are formed at predetermined positions on the board of the optical transmission module board 61. In addition, on the board surface or inside the board of the optical transmission module board 61, a board circuit is formed that connects the terminals of these image sensor connection terminal section and optical transmission module connection terminal section, and connects these image sensor connection terminal section and optical transmission module connection terminal section to the signal/power supply line connection terminal section.

イメージセンサ接続端子部は、光伝送モジュール基板61の基板上におけるイメージセンサ21の配置位置を定める。光送信モジュール接続端子部は、光伝送モジュール基板61の基板上における、VCSEL駆動用IC22や垂直共振器面発光レーザ23を一体化してなる光送信モジュール50の配置位置を定める。信号/電源ライン接続端子部は、光伝送モジュール基板61の基板上における、プロセッサ2から挿入部11に延設された制御信号ライン31および駆動電源供給ライン34それぞれの、光伝送モジュール基板61に対する接続位置を定める。 The image sensor connection terminal section determines the position of the image sensor 21 on the optical transmission module board 61. The optical transmission module connection terminal section determines the position of the optical transmission module 50, which is formed by integrating the VCSEL driving IC 22 and the vertical cavity surface emitting laser 23, on the optical transmission module board 61. The signal/power line connection terminal section determines the connection positions of the control signal line 31 and the drive power supply line 34, which are extended from the processor 2 to the insertion section 11, to the optical transmission module board 61 on the optical transmission module board 61.

図示の例では、イメージセンサ接続端子部は、T字状の光伝送モジュール基板61のセンサ搭載基板部61xにおける外方側の基板面61xoに形成されている。光送信モジュール接続端子部は、T字状の光伝送モジュール基板61のモジュール搭載基板部61zにおける内方側の基板面61ziに形成されている。信号/電源ライン接続端子部は、基板面61ziと反対側(裏側)の、T字状の光伝送モジュール基板61のモジュール搭載基板部61zにおける外方側の基板面61zoに形成されている。 In the illustrated example, the image sensor connection terminal portion is formed on the outer board surface 61xo of the sensor mounting board portion 61x of the T-shaped optical transmission module board 61. The optical transmission module connection terminal portion is formed on the inner board surface 61zi of the module mounting board portion 61z of the T-shaped optical transmission module board 61. The signal/power line connection terminal portion is formed on the outer board surface 61zo of the module mounting board portion 61z of the T-shaped optical transmission module board 61, on the side opposite (back side) to the board surface 61zi.

なお、光伝送モジュール基板61は、T字状のプリント配線板として説明したが、そのT字状の形態は、センサ搭載基板部61xからのモジュール搭載基板部61zの突設位置がセンサ搭載基板部61xの内方側の基板面61xiの長さ方向中央位置に限られる必要はなく、図示の例のように、長さ方向のいずれか一方の端部側に偏って位置している形態であってもよい。ひいては、光伝送モジュール基板61を構成するプリント配線板の形態は、モジュール搭載基板部61zがセンサ搭載基板部61xの内方側の基板面61xiの長さ方向のいずれか一方の端部から突設した、L字状の形態であってもよい。 The optical transmission module board 61 has been described as a T-shaped printed wiring board, but the T-shape does not need to be limited to the position where the module mounting board part 61z protrudes from the sensor mounting board part 61x at the center of the length of the inner board surface 61xi of the sensor mounting board part 61x, and may be biased toward either end in the length direction, as in the illustrated example. In addition, the printed wiring board constituting the optical transmission module board 61 may be L-shaped, with the module mounting board part 61z protruding from either end in the length direction of the inner board surface 61xi of the sensor mounting board part 61x.

光伝送モジュール20は、図6(B)に示すように、光伝送モジュール基板61の、イメージセンサ接続端子部が形成されているセンサ搭載基板部61xの外方側の基板面61xoに、SMD(表面実装部品)またはスルーホール実装部品(挿入実装部品)として構成されたイメージセンサ21が取り付け固定された構成になっている。その際、光伝送モジュール基板61の外方側の基板面61xoに備えられているイメージセンサ接続端子部の各端子は、イメージセンサ21の各対応端子と接続され、イメージセンサ21は、光伝送モジュール基板61の基板面または基板内部に設けられた基板回路に接続される。イメージセンサ21は、この基板回路を介して、光伝送モジュール基板61のモジュール搭載基板部61zに形成された光送信モジュール接続端子部および信号/電源接続端子部の対応端子と接続される。 As shown in FIG. 6B, the optical transmission module 20 has an image sensor 21 configured as an SMD (surface mount device) or a through-hole mount device (insertion mount device) attached and fixed to the outer board surface 61xo of the sensor mounting board portion 61x on which the image sensor connection terminal portion of the optical transmission module board 61 is formed. At this time, each terminal of the image sensor connection terminal portion provided on the outer board surface 61xo of the optical transmission module board 61 is connected to each corresponding terminal of the image sensor 21, and the image sensor 21 is connected to a board circuit provided on the board surface or inside the board of the optical transmission module board 61. The image sensor 21 is connected to the corresponding terminals of the optical transmission module connection terminal portion and the signal/power supply connection terminal portion formed on the module mounting board portion 61z of the optical transmission module board 61 via this board circuit.

光伝送モジュール基板61は、センサ搭載基板部61xの基板面の形状・大きさ(面積)が、イメージセンサ21とほぼ等しいか、それよりも小さな形状・大きさ(面積)になっている。これにより、光伝送モジュール20をイメージセンサ21側から眺めた場合(図6における+z方向に眺めた場合)、光伝送モジュール基板61は、イメージセンサ21の筐体外縁からはみ出さないようになっている。イメージセンサ21は、例えば、フリップチップ構造や、BGA(ball grid array)またはQFP(Quad Flat Package)のような端子を出したパッケージ構造で構成され、光伝送モジュール基板61は、イメージセンサ21の筐体外縁からはみ出さない形状および大きさになっている。 The shape and size (area) of the board surface of the sensor mounting board portion 61x of the optical transmission module board 61 is approximately equal to or smaller than that of the image sensor 21. As a result, when the optical transmission module 20 is viewed from the image sensor 21 side (when viewed in the +z direction in FIG. 6), the optical transmission module board 61 does not protrude from the outer edge of the housing of the image sensor 21. The image sensor 21 is configured, for example, with a flip chip structure or a package structure with exposed terminals such as BGA (ball grid array) or QFP (quad flat package), and the optical transmission module board 61 has a shape and size that does not protrude from the outer edge of the housing of the image sensor 21.

光伝送モジュール20は、図6(B)に示した例では、光伝送モジュール基板61の、光送信モジュール接続端子部が形成されたモジュール搭載基板部61zの基板面61ziに、VCSEL駆動用IC22および垂直共振器面発光レーザ23を備えた光送信モジュール50が、バンプ材にハンダボールを用いたボンディング実装で取り付け固定されて構成されている。その際、光送信モジュール基板51における非搭載基板部51zの外方側の基板面51zoに形成されている信号/電源接続端子部の各端子は、光伝送モジュール基板61の基板面61xo、61ziに形成されているイメージセンサ接続端子部、信号/電源接続端子部の各対応端子に、直接的または基板回路を介して間接的に接続される。 In the example shown in FIG. 6(B), the optical transmission module 20 is configured by attaching and fixing an optical transmission module 50 equipped with a VCSEL driving IC 22 and a vertical cavity surface emitting laser 23 to the board surface 61zi of the module mounting board portion 61z, on which the optical transmission module connection terminal portion of the optical transmission module board 61 is formed, by bonding mounting using solder balls on a bump material. At this time, each terminal of the signal/power connection terminal portion formed on the board surface 51zo on the outer side of the non-mounting board portion 51z of the optical transmission module board 51 is connected directly or indirectly via a board circuit to the corresponding terminals of the image sensor connection terminal portion and the signal/power connection terminal portion formed on the board surfaces 61xo and 61zi of the optical transmission module board 61.

光伝送モジュール基板61における、モジュール搭載基板部61zの内方側の基板面61ziに対する光送信モジュール50の搭載位置は、図6(B)に示すように、光送信モジュール50の光送信モジュール基板51における搭載基板部51xの外方側の基板面51xoが、イメージセンサ21が実装された光伝送モジュール基板61における、センサ搭載基板部61xの内方側の基板面61xiに直接当接しない位置に、予め光送信モジュール接続端子部の配置位置によって設定されている。これにより、光伝送モジュール20では、光伝送モジュール基板61にイメージセンサ21および光送信モジュール50が搭載された状態で、イメージセンサ21と、光送信モジュール50のVCSEL駆動用IC22および垂直共振器面発光レーザ23とが、直接、対向することなく、かつ当接しない構成になっている。その結果、両基板部51x、61xの間には、分離空間部Sが形成される構成になっている。 The mounting position of the optical transmission module 50 on the inner board surface 61zi of the module mounting board section 61z in the optical transmission module board 61 is set in advance by the arrangement position of the optical transmission module connection terminal section so that the outer board surface 51xo of the mounting board section 51x in the optical transmission module board 51 of the optical transmission module 50 does not directly abut the inner board surface 61xi of the sensor mounting board section 61x in the optical transmission module board 61 on which the image sensor 21 is mounted, as shown in FIG. 6(B). As a result, in the optical transmission module 20, when the image sensor 21 and the optical transmission module 50 are mounted on the optical transmission module board 61, the image sensor 21 does not directly face and does not abut on the VCSEL driving IC 22 and the vertical cavity surface emitting laser 23 of the optical transmission module 50. As a result, a separation space S is formed between the two board sections 51x and 61x.

本実施例では、光伝送モジュール20は、図6(C)に示すように、分離空間部Sが封止用樹脂で充填され、モールド部62が設けられた構成になっている。モールド部62は、図示の例では、熱源となるイメージセンサ21が搭載された光伝送モジュール基板61のセンサ背面部(基板面61xi)、同じく熱源となるVCSEL駆動用IC22や垂直共振器面発光レーザ23が搭載された光送信モジュール基板51の光電変換素子背面部(基板面51xo)を覆うように接触している。これにより、相対向するセンサ背面部(基板面61xi)と光電変換素子背面部(基板面51xo)との間に介在する分離空間部Sにモールド部62が設けられていない場合よりも、これら熱源からの熱はモールド部62によって速やかに吸収されるようになっている。そして、イメージセンサ21をはじめとする、これら発熱部品からモールド部62に伝達された熱は、相対向するセンサ背面部(基板面61xi)およびセンサ背面部(基板面61xi)に当接していないモールド部62の周面から分離空間部S外に放熱され、これら発熱部品の放熱を促進することができる。 In this embodiment, as shown in FIG. 6C, the optical transmission module 20 is configured such that the separation space S is filled with a sealing resin and a molded section 62 is provided. In the illustrated example, the molded section 62 is in contact with the sensor rear section (substrate surface 61xi) of the optical transmission module substrate 61 on which the image sensor 21, which serves as a heat source, is mounted, and the photoelectric conversion element rear section (substrate surface 51xo) of the optical transmission module substrate 51 on which the VCSEL driving IC 22 and the vertical cavity surface emitting laser 23, which also serve as heat sources, are mounted, so as to cover them. As a result, the heat from these heat sources is absorbed by the molded section 62 more quickly than when the molded section 62 is not provided in the separation space S between the opposing sensor rear section (substrate surface 61xi) and the photoelectric conversion element rear section (substrate surface 51xo). The heat transferred to the molded portion 62 from these heat-generating components, including the image sensor 21, is dissipated outside the separation space S from the opposing sensor rear portion (substrate surface 61xi) and the peripheral surface of the molded portion 62 that is not in contact with the sensor rear portion (substrate surface 61xi), facilitating the dissipation of heat from these heat-generating components.

また、本実施例では、光伝送モジュール20は、イメージセンサ21側から光送信モジュール50を眺めた光送信モジュール基板51の搭載基板部51xの大きさ(面積)が、光伝送モジュール基板61のセンサ搭載基板部61xの大きさ(面積)に等しいか、それよりも小さくなっている。図示の例では、搭載基板部51xの大きさがセンサ搭載基板部61xの大きさよりも小さくなっているため、モールド部62は、光送信モジュール50のモールド部52の周囲も囲繞する構成になっている。その際も、光伝送モジュール20をイメージセンサ21側から眺めたときには、モールド部62はイメージセンサ21の筐体外縁からはみ出さない形状および大きさになっている。 In addition, in this embodiment, the size (area) of the mounting board section 51x of the optical transmission module board 51 when the optical transmission module 50 is viewed from the image sensor 21 side is equal to or smaller than the size (area) of the sensor mounting board section 61x of the optical transmission module board 61. In the illustrated example, since the size of the mounting board section 51x is smaller than the size of the sensor mounting board section 61x, the mold section 62 is configured to surround the periphery of the mold section 52 of the optical transmission module 50. Even in this case, when the optical transmission module 20 is viewed from the image sensor 21 side, the mold section 62 has a shape and size that does not protrude from the outer edge of the housing of the image sensor 21.

モールド部62は、モールド部52と同様に、例えば、射出成型によって成形された封止用樹脂で構成されている。通常、封止用樹脂には、例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂にシリカSiOを混ぜる等して、チップや基板との接着性、耐熱性、放熱性、熱膨張率、機械的強度といった機能性を備えた樹脂が使用される。本実施例では、イメージセンサ21をはじめとする発熱部品からの発熱を拡散できるように、例えば、放熱性機能を優れ、電気絶縁機能を備えた放熱樹脂が使用されている。なお、モールド部62も、上述した放熱性樹脂を用いた構成に限られるものではなく、金属や熱伝導シート等も用いて構成することも可能である。 The molded part 62 is made of a sealing resin formed by injection molding, for example, like the molded part 52. Usually, the sealing resin is made of a resin having functionality such as adhesion to chips and substrates, heat resistance, heat dissipation, thermal expansion coefficient, and mechanical strength, for example, by mixing silica SiO 2 into a thermosetting epoxy resin. In this embodiment, for example, a heat dissipation resin having excellent heat dissipation function and electrical insulation function is used so that heat from heat generating components such as the image sensor 21 can be diffused. The molded part 62 is not limited to the above-mentioned heat dissipation resin, and can also be made of a metal, a heat conductive sheet, or the like.

光伝送モジュール基板61にイメージセンサ21および光送信モジュール50が一体的に組み付けられ、分離空間部Sにモールド部62が形成された光伝送モジュール20は、図6(C)に示すように、光送信モジュール50の光ファイバ保持孔53に、イメージセンサ21による映像信号をプロセッサ2に伝送する映像信号伝送ライン32(光ファイバケーブル)の光ファイバ36が挿設されて保持される。また、光伝送モジュール基板61の外方側の基板面61ziに形成されている信号/電源接続端子部には、イメージセンサ21やVCSEL駆動用IC22に対する制御信号をプロセッサ2から内視鏡装置1に伝送する制御信号ライン31、およびプロセッサ2からイメージセンサ21やVCSEL駆動用IC22等に駆動電源を供給する駆動電源供給ライン34が配線接続される。 The optical transmission module 20, in which the image sensor 21 and the optical transmission module 50 are integrally assembled to the optical transmission module substrate 61 and the molded portion 62 is formed in the separation space portion S, is held by inserting the optical fiber 36 of the video signal transmission line 32 (optical fiber cable) that transmits the video signal from the image sensor 21 to the processor 2 into the optical fiber holding hole 53 of the optical transmission module 50 as shown in FIG. 6(C). In addition, the control signal line 31 that transmits control signals for the image sensor 21 and the VCSEL driving IC 22 from the processor 2 to the endoscope device 1, and the driving power supply line 34 that supplies driving power from the processor 2 to the image sensor 21, the VCSEL driving IC 22, etc. are wired and connected to the signal/power connection terminal portion formed on the outer substrate surface 61zi of the optical transmission module substrate 61.

その際も、図示の光伝送モジュール20は、光伝送モジュール基板61のセンサ搭載基板部61xとモジュール搭載基板部61zとが略T字状に屈曲配置されているので、光伝送モジュール20をイメージセンサ21側から眺めたときに、基板面61ziに形成されている信号/電源接続端子部に対する制御信号ライン31や駆動電源供給ライン34の接続部も、光送信モジュール50に取り付けられた映像信号伝送ライン32の光ファイバ36と同様に、イメージセンサ21の筐体外縁からはみ出さない形態になっている。 Even in this case, the optical transmission module 20 shown in the figure has the sensor mounting board section 61x and the module mounting board section 61z of the optical transmission module board 61 bent and arranged in an approximately T-shape, so that when the optical transmission module 20 is viewed from the image sensor 21 side, the connection sections of the control signal line 31 and the drive power supply line 34 to the signal/power connection terminal section formed on the board surface 61zi are also shaped so as not to protrude from the outer edge of the housing of the image sensor 21, just like the optical fiber 36 of the video signal transmission line 32 attached to the optical transmission module 50.

映像信号伝送ライン32、制御信号ライン31、および駆動電源供給ライン34が配線接続された光伝送モジュール20は、イメージセンサ21の撮像素子の撮像面を、被検体内部の観察箇所(照明窓からの照射光の被照射部分)からの戻り光を受光する対物レンズの出射側に向けて、挿入部11の先端部11aの内部に収容されて固定される。 The optical transmission module 20, to which the video signal transmission line 32, the control signal line 31, and the drive power supply line 34 are wired, is housed and fixed inside the tip 11a of the insertion section 11, with the imaging surface of the imaging element of the image sensor 21 facing the exit side of the objective lens that receives the return light from the observation location inside the subject (the portion irradiated by the light from the illumination window).

このような光伝送モジュール20を備えた内視鏡装置1によれば、挿入部11の先端部11aの内部に光伝送モジュール20を収容するに当たって、光送信モジュール50は、光送信モジュール基板51の基板面51xiに搭載されたVCSEL駆動用IC22や垂直共振器面発光レーザ23が、光ファイバ保持孔53を備えたモールド部52で封止された構成になっている。 According to the endoscope device 1 equipped with such an optical transmission module 20, when the optical transmission module 20 is housed inside the tip 11a of the insertion section 11, the optical transmission module 50 is configured such that the VCSEL driving IC 22 and the vertical cavity surface emitting laser 23 mounted on the substrate surface 51xi of the optical transmission module substrate 51 are sealed in a molded section 52 having an optical fiber holding hole 53.

これにより、光送信モジュール50は、VCSEL駆動用IC22や垂直共振器面発光レーザ23はモールド部52によって覆われているので、外力がVCSEL駆動用IC22や垂直共振器面発光レーザ23に直接作用することがなく、VCSEL駆動用IC22や垂直共振器面発光レーザ23の保護をはかることができるので、光伝送モジュール基板61に対する光送信モジュール50の自動組み付け作業を容易にする。また、VCSEL駆動用IC22や垂直共振器面発光レーザ23への塵埃等の付着による光送信モジュール50の故障発生も防止できる。 As a result, in the optical transmission module 50, the VCSEL driving IC 22 and the vertical cavity surface emitting laser 23 are covered by the molded part 52, so that external forces do not directly act on the VCSEL driving IC 22 and the vertical cavity surface emitting laser 23, and the VCSEL driving IC 22 and the vertical cavity surface emitting laser 23 can be protected, facilitating the automatic assembly work of the optical transmission module 50 to the optical transmission module board 61. Also, the occurrence of failures in the optical transmission module 50 due to the adhesion of dust and the like to the VCSEL driving IC 22 and the vertical cavity surface emitting laser 23 can be prevented.

そして、モールド部52は放熱性機能に優れた樹脂で構成されているので、発熱部品であるVCSEL駆動用IC22や垂直共振器面発光レーザ23による熱を拡散でき、VCSEL駆動用IC22、垂直共振器面発光レーザ23それぞれの放熱面積を、各チップ筐体の表面積からモールド部52の表面積に拡大でき、光送信モジュール50の放熱性能も向上させることができる。 The molded section 52 is made of a resin with excellent heat dissipation properties, so it can dissipate heat from the heat-generating components, the VCSEL driving IC 22 and the vertical cavity surface emitting laser 23, and the heat dissipation area of each of the VCSEL driving IC 22 and the vertical cavity surface emitting laser 23 can be expanded from the surface area of each chip housing to the surface area of the molded section 52, improving the heat dissipation performance of the optical transmission module 50.

さらに、光送信モジュール50は、モールド部52に光ファイバ保持孔53が備えられ、モールド部52が、光ファイバ36のファイバ端面と垂直共振器面発光レーザ23の発光面との端面同士を芯合わせ状態に保持するフェルールとしても機能する。 Furthermore, the optical transmission module 50 has an optical fiber holding hole 53 in the molded section 52, and the molded section 52 also functions as a ferrule that keeps the end faces of the optical fiber 36 and the light-emitting surface of the vertical cavity surface-emitting laser 23 aligned with each other.

これにより、光送信モジュール50は、映像信号伝送ライン32の光ファイバ36が光ファイバ保持孔53に取り付けられた状態で、VCSEL駆動用IC22や垂直共振器面発光レーザ23の保護部分と光ファイバ36のためのフェルール部分とを、垂直共振器面発光レーザ23の発光面からの光出射方向(z軸上の+z方向)に沿って両者が重なり合うように配置することが可能になる。 As a result, with the optical fiber 36 of the video signal transmission line 32 attached to the optical fiber holding hole 53, the optical transmission module 50 can be arranged so that the protective portion of the VCSEL driving IC 22 and the vertical cavity surface emitting laser 23 and the ferrule portion for the optical fiber 36 overlap along the light emission direction from the light emitting surface of the vertical cavity surface emitting laser 23 (the +z direction on the z axis).

この結果、光送信モジュール50は、光ファイバ36のフェルールとしての機能を備えたモールド部52によって、基板面51xiに搭載されたVCSEL駆動用IC22や垂直共振器面発光レーザ23の保護をはかりながら、光送信モジュール50の光出射方向(z軸上の+z方向)に沿った寸法を低減でき、光送信モジュール50全体の大きさを小型化できる。 As a result, the optical transmission module 50 can reduce the dimensions along the light emission direction (+z direction on the z-axis) of the optical transmission module 50 while protecting the VCSEL driving IC 22 and vertical cavity surface emitting laser 23 mounted on the substrate surface 51xi by using the molded part 52 that functions as a ferrule for the optical fiber 36, thereby making it possible to reduce the overall size of the optical transmission module 50.

この光送信モジュール50自体の小型化に伴って、光伝送モジュール20は、発熱部材であるイメージセンサ21と、同じく発熱部材である光送信モジュール50のVCSEL駆動用IC22および垂直共振器面発光レーザ23とを、分離空間部Sを設けて両者を離間させ、かつ、両者の配置向きを、互いに対向しないように、互いに反対向きになる(z軸上の±z方向で逆向きになる)ようにすることができる。そして、分離空間部Sを含めた光送信モジュール50の周囲を、放熱性機能に優れた樹脂で構成されたモールド部62で覆うことができる。 In line with the miniaturization of the optical transmission module 50 itself, the optical transmission module 20 can separate the image sensor 21, which is a heat-generating component, from the VCSEL driving IC 22 and vertical cavity surface-emitting laser 23 of the optical transmission module 50, which are also heat-generating components, by providing a separation space S, and can arrange the orientations of the two components so that they do not face each other, facing in opposite directions (opposite directions in the ±z directions on the z axis). The periphery of the optical transmission module 50, including the separation space S, can then be covered with a molded section 62 made of resin with excellent heat dissipation properties.

これにより、光送信モジュール50を含めた、垂直共振器面発光レーザ23の発光面からの光出射方向(z軸上の+z方向)に沿った光伝送モジュール20の寸法長さ部分を、モールド部62によって外力から保護できるとともに、発熱部材であるイメージセンサ21、および光送信モジュール50のVCSEL駆動用IC22の放熱面積を、モールド部62の表面積分だけ増大させることができる。 As a result, the molded part 62 can protect the dimensional length of the optical transmission module 20, including the optical transmission module 50, along the light emission direction (+z direction on the z-axis) from the light emitting surface of the vertical cavity surface emitting laser 23 from external forces, and the heat dissipation area of the image sensor 21, which is a heat generating component, and the VCSEL driving IC 22 of the optical transmission module 50 can be increased by the surface integral of the molded part 62.

また、光伝送モジュール20をイメージセンサ21側から眺めた形態も、モールド部62、および制御信号ライン31や駆動電源供給ライン34の接続部が、イメージセンサ21の筐体外縁からはみ出さない形態になっているので、挿入部11の先端部11aの内部に光伝送モジュール20を組み付ける際も、モールド部62がガイドになり、組み付け作業が行い易くなる。 In addition, when the optical transmission module 20 is viewed from the image sensor 21 side, the molded section 62 and the connection parts of the control signal line 31 and the drive power supply line 34 do not protrude from the outer edge of the housing of the image sensor 21. Therefore, when assembling the optical transmission module 20 inside the tip 11a of the insertion section 11, the molded section 62 acts as a guide, making the assembly work easier.

また、モールド部62は、熱源となるイメージセンサ21が搭載された光伝送モジュール基板61のセンサ背面部(基板面61xi)、同じく熱源となるVCSEL駆動用IC22や垂直共振器面発光レーザ23が搭載された光送信モジュール基板51の光電変換素子背面部(基板面51xo)を覆うように接触している。これにより、分離空間部Sにモールド部62が設けられていない場合よりも、これら熱源からの熱はモールド部62によって速やかに吸収され、その熱は、相対向するセンサ背面部(基板面61xi)およびセンサ背面部(基板面61xi)に当接していないモールド部62の周面から分離空間部S外に放熱され、これら発熱部品の放熱を促進することができる。 The molded part 62 is in contact with and covers the sensor rear part (substrate surface 61xi) of the optical transmission module substrate 61 on which the image sensor 21, which serves as a heat source, is mounted, and the photoelectric conversion element rear part (substrate surface 51xo) of the optical transmission module substrate 51 on which the VCSEL driving IC 22 and the vertical cavity surface emitting laser 23, which also serve as heat sources, are mounted. As a result, heat from these heat sources is absorbed by the molded part 62 more quickly than when the molded part 62 is not provided in the separation space S, and the heat is dissipated outside the separation space S from the opposing sensor rear part (substrate surface 61xi) and the peripheral surface of the molded part 62 that is not in contact with the sensor rear part (substrate surface 61xi), thereby facilitating the dissipation of heat from these heat-generating components.

さらに、光伝送モジュール20が挿入部11の先端部11aに収容配置された状態では、組み付けの際のガイドにもなったモールド部62の外周面が、挿入部11の先端部11aの筐体内部にも接触しているので、イメージセンサ21および光送信モジュール50のVCSEL駆動用IC22や垂直共振器面発光レーザ23からの放熱を、イメージセンサ21およびVCSEL駆動用IC22それぞれのチップ筐体の表面積よりも大きな、湾曲可動部11bや可撓管部11cも含めた挿入部11全体に拡散することができる。 Furthermore, when the optical transmission module 20 is housed and placed in the tip 11a of the insertion section 11, the outer peripheral surface of the molded section 62, which also serves as a guide during assembly, is in contact with the inside of the housing of the tip 11a of the insertion section 11, so that heat dissipation from the image sensor 21 and the VCSEL driving IC 22 and vertical cavity surface emitting laser 23 of the optical transmission module 50 can be diffused throughout the entire insertion section 11, including the curved movable section 11b and flexible tube section 11c, which are larger than the surface area of the chip housing of the image sensor 21 and the VCSEL driving IC 22.

したがって、本実施例に係る、イメージセンサ21と、VCSEL駆動用IC22および垂直共振器面発光レーザ23を備えた光送信モジュール50とを備えた光伝送モジュール20によって、光伝送モジュール20自体の小型化をはかれるとともに、光伝送モジュール20が内部に組み込まれて硬質部分(非・屈曲伸張部分)になる、挿入部11の先端部11aの外径ならびに長さをできるだけ小さくすることができ、内視鏡装置1の挿入部11をより低侵襲にすることができる。 Therefore, the optical transmission module 20 according to this embodiment, which includes an image sensor 21 and an optical transmission module 50 including a VCSEL driving IC 22 and a vertical cavity surface emitting laser 23, can reduce the size of the optical transmission module 20 itself, and can minimize the outer diameter and length of the tip 11a of the insertion section 11, into which the optical transmission module 20 is incorporated and which becomes a hard part (non-flexible/extendable part), making the insertion section 11 of the endoscope device 1 less invasive.

しかも、挿入部11の先端部11aの外径ならびに長さが小さくなっても、放熱性能の向上によって、イメージセンサ21、VCSEL駆動用IC22および垂直共振器面発光レーザ23が備えられた光伝送モジュール20を安定駆動させることができる。 In addition, even if the outer diameter and length of the tip 11a of the insertion part 11 are reduced, the optical transmission module 20 equipped with the image sensor 21, VCSEL driving IC 22, and vertical cavity surface emitting laser 23 can be stably operated due to the improved heat dissipation performance.

また、光伝送モジュール20は、映像信号伝送ライン32の光ファイバ36が接続固定される光送信モジュール50からなるファイバ部分と、制御信号ライン31や駆動電源供給ライン34といったメタルケーブルが接続固定される、イメージセンサ21を搭載した光伝送モジュール基板61からなるPD(Power Delivery)部分とを組み付けた構成であるので、ファイバ部分とPD(Power Delivery)部分とで独立・分離して製作可能になり、光伝送モジュール20の製作性が向上する。 In addition, the optical transmission module 20 is configured by assembling a fiber section consisting of an optical transmission module 50 to which the optical fiber 36 of the video signal transmission line 32 is connected and fixed, and a PD (Power Delivery) section consisting of an optical transmission module board 61 equipped with an image sensor 21 to which metal cables such as the control signal line 31 and the drive power supply line 34 are connected and fixed. This means that the fiber section and the PD (Power Delivery) section can be manufactured independently and separately, improving the manufacturability of the optical transmission module 20.

次に、連結可撓管13のコネクタ部13aの内部に設けられる光伝送モジュール25の一実施例について、図面に基づき説明する。 Next, an embodiment of the optical transmission module 25 provided inside the connector portion 13a of the connecting flexible tube 13 will be described with reference to the drawings.

図7は、光電変換素子、トランスインピーダンスアンプおよびライトニングアレスタを予め一体化して構成された光伝送モジュールの一実施例の構成説明図である。 Figure 7 is a diagram illustrating the configuration of one embodiment of an optical transmission module that is configured by previously integrating a photoelectric conversion element, a transimpedance amplifier, and a lightning arrester.

図7に示すように、本実施例の光伝送モジュール25は、フォトダイオード(光電変換素子)26と、トランスインピーダンスアンプ(信号変換回路部)27と、ライトニングアレスタ(保護回路部)28と、内視鏡装置コネクタ85と、を備えて構成されている。そのうち、フォトダイオード26、トランスインピーダンスアンプ27およびライトニングアレスタ28は、予め一体化された光受信モジュール70として構成されている。光受信モジュール70は、光信号を電気信号に変換する光信号・電気信号変換部として機能する。 As shown in FIG. 7, the optical transmission module 25 of this embodiment is configured to include a photodiode (photoelectric conversion element) 26, a transimpedance amplifier (signal conversion circuit section) 27, a lightning arrester (protection circuit section) 28, and an endoscope device connector 85. Among these, the photodiode 26, the transimpedance amplifier 27, and the lightning arrester 28 are configured as a pre-integrated optical receiving module 70. The optical receiving module 70 functions as an optical signal/electrical signal conversion section that converts an optical signal into an electrical signal.

図示の例では、フォトダイオード26、トランスインピーダンスアンプ27およびライトニングアレスタ28は、SMD(表面実装部品)として構成され、図7(A)に示すように、光伝送モジュール25の第1の基板としての光受信モジュール基板71に取り付け固定されている。 In the illustrated example, the photodiode 26, transimpedance amplifier 27, and lightning arrester 28 are configured as SMDs (surface mounted devices) and are attached and fixed to the optical receiving module board 71, which serves as the first board of the optical transmission module 25, as shown in FIG. 7(A).

光受信モジュール基板71は、例えば、平板状のプリント配線板(PWB)で構成されている。図には表れないが、光受信モジュール基板71の基板上の予め定められた所定位置には、部品接続端子部や信号/電源接続端子部が形成され、また、基板面または基板内部には、これら部品接続端子部と信号/電源接続端子部とを接続する基板回路が形成されている。 The optical receiver module board 71 is composed of, for example, a flat printed wiring board (PWB). Although not shown in the figure, component connection terminals and signal/power connection terminals are formed at predetermined positions on the board of the optical receiver module board 71, and a board circuit that connects these component connection terminals and signal/power connection terminals is formed on the board surface or inside the board.

部品接続端子部は、光受信モジュール基板71の基板上における、フォトダイオード26、トランスインピーダンスアンプ27およびライトニングアレスタ28の配置位置を定める。信号/電源接続端子部は、光受信モジュール基板71の基板回路における、プロセッサ2に供給する映像信号の基板上における出力箇所、プロセッサ2から供給される制御信号および駆動電源の基板上における入力箇所を定める。 The component connection terminal section determines the placement positions of the photodiode 26, transimpedance amplifier 27, and lightning arrester 28 on the board of the optical receiver module board 71. The signal/power connection terminal section determines the output points on the board of the video signal supplied to the processor 2, and the input points on the board of the control signal and drive power supply supplied from the processor 2, in the board circuit of the optical receiver module board 71.

部品接続端子部は、平板状の光受信モジュール基板71における内方側の基板面71xiに形成されている。これに対し、信号/電源接続端子部は、図示の例では、部品の非搭載側である、平板状の光受信モジュール基板71における外方側の基板面71xoに形成されている。 The component connection terminal portion is formed on the inner board surface 71xi of the flat optical receiver module substrate 71. In contrast, the signal/power connection terminal portion is formed on the outer board surface 71xo of the flat optical receiver module substrate 71, which is the side on which no components are mounted, in the illustrated example.

光受信モジュール70は、光送信モジュール基板71の基板面71xiに、フォトダイオード26、トランスインピーダンスアンプ27およびライトニングアレスタ28が取り付け固定されて構成されている。そして、フォトダイオード26、トランスインピーダンスアンプ27およびライトニングアレスタ28の各端子は、それぞれ対応する部品接続端子部の対応端子と接続されている。これにより、フォトダイオード26、トランスインピーダンスアンプ27およびライトニングアレスタ28は、基板面または基板内部の基板回路を介して接続されるとともに、非搭載基板面側71の基板面71xoに形成された信号/電源接続端子部の対応端子とも接続されている。 The optical receiving module 70 is configured by attaching and fixing a photodiode 26, a transimpedance amplifier 27, and a lightning arrester 28 to the board surface 71xi of the optical transmitting module board 71. The terminals of the photodiode 26, the transimpedance amplifier 27, and the lightning arrester 28 are connected to corresponding terminals of the corresponding component connection terminal parts. As a result, the photodiode 26, the transimpedance amplifier 27, and the lightning arrester 28 are connected via the board surface or the board circuit inside the board, and are also connected to corresponding terminals of the signal/power connection terminal parts formed on the board surface 71xo of the non-mounted board surface side 71.

基板面71xoに形成された信号/電源接続端子部の各対応端子には、それぞれL字状の屈曲端子片74が接続固定されている。各L字状の屈曲端子片74は、基板面当接片部74xと、基板面当接片部74xから垂直に突出した突出片部74zとを有する。各L字状の屈曲端子片74は、光送信モジュール基板71の基板面71xoに形成された信号/電源接続端子部の各端子が臨む向きを、基板面71xoに垂直な向き(z軸上の+z方向)から基板面71xoに沿った平行な向き(x軸上の-x方向)に変える。 An L-shaped bent terminal piece 74 is connected and fixed to each corresponding terminal of the signal/power connection terminal portion formed on the board surface 71xo. Each L-shaped bent terminal piece 74 has a board surface abutting piece 74x and a protruding piece 74z that protrudes perpendicularly from the board surface abutting piece 74x. Each L-shaped bent terminal piece 74 changes the facing direction of each terminal of the signal/power connection terminal portion formed on the board surface 71xo of the optical transmission module board 71 from a direction perpendicular to the board surface 71xo (+z direction on the z axis) to a parallel direction along the board surface 71xo (-x direction on the x axis).

各L字状の屈曲端子片74は、光入射方向が基板面71xiと垂直な方向(z軸上の-z方向)になるようにフォトダイオード26が平板状の光受信モジュール基板71に実装されていても、光受信モジュール70の他部に対する接続向き(搭載向き)を、基板面71xoに形成された信号/電源接続端子部の各端子が臨む向き(z軸上の+z方向)とは異なる向き(例えば、x軸上の±x方向)にする。 Even if the photodiode 26 is mounted on the flat optical receiver module substrate 71 so that the light incidence direction is perpendicular to the substrate surface 71xi (-z direction on the z axis), the connection direction (mounting direction) of each L-shaped bent terminal piece 74 to other parts of the optical receiver module 70 is oriented in a direction (e.g., ±x direction on the x axis) different from the direction in which each terminal of the signal/power connection terminal part formed on the substrate surface 71xo faces (+z direction on the z axis).

光受信モジュール70は、フォトダイオード26、トランスインピーダンスアンプ27およびライトニングアレスタ28が固定された状態で、光受信モジュール基板71の内方側の基板面71xiは、図7(B)に示すように、基板面71xiと垂直な、基板面71xiが臨む方向(z軸方向)に、予め定められた厚さL分だけ、フォトダイオード26、トランスインピーダンスアンプ27およびライトニングアレスタ28と一緒にモールド部72で封止された構成になっている。 In the optical receiving module 70, the photodiode 26, transimpedance amplifier 27, and lightning arrester 28 are fixed, and the inner board surface 71xi of the optical receiving module board 71 is sealed together with the photodiode 26, transimpedance amplifier 27, and lightning arrester 28 by a predetermined thickness L in the direction (z-axis direction) perpendicular to the board surface 71xi, as shown in FIG. 7(B).

モールド部72は、例えば、射出成型によって成形された封止用樹脂で構成されている。通常、封止用樹脂には、例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂にシリカSiOを混ぜる等して、チップや基板との接着性、耐熱性、放熱性、熱膨張率、機械的強度といった機能性を備えた樹脂が使用される。本実施例では、フォトダイオード26およびトランスインピーダンスアンプ27の発熱を拡散できるように、例えば、放熱性機能に優れ、電気絶縁機能を備えた放熱樹脂が使用されている。なお、モールド部72は、上述した放熱性樹脂を用いた構成に限られるものではなく、金属や熱伝導シート等も用いて構成することも可能である。 The molded part 72 is made of, for example, a sealing resin formed by injection molding. Usually, a resin having functionality such as adhesion to chips and substrates, heat resistance, heat dissipation, thermal expansion coefficient, and mechanical strength is used for the sealing resin, for example, a thermosetting epoxy resin mixed with silica SiO 2. In this embodiment, for example, a heat dissipation resin having excellent heat dissipation function and electrical insulation function is used so that the heat generated by the photodiode 26 and the transimpedance amplifier 27 can be diffused. Note that the molded part 72 is not limited to the above-mentioned configuration using the heat dissipation resin, and can also be configured using metal, a heat conductive sheet, or the like.

なお、図示の例では、信号/電源接続端子部は、光受信モジュール基板71の基板面71xoに形成したが、部品接続端子部が形成された基板面71xiに形成した構成であってもよい。この場合も、図示の例と同様に、L字状の屈曲端子片74によって、光受信モジュール70の他部に対する接続向き(搭載向き)を、基板面71xoに形成された信号/電源接続端子部の各端子が臨む向き(z軸上の+z方向)とは異なる向き(例えば、x軸上の±x方向)にすることができる。さらに、この場合は、基板面71xiにおける信号/電源接続端子部の各端子と各L字状の屈曲端子片74との接続箇所も、モールド部72で封止して保護することができる。 In the illustrated example, the signal/power connection terminal portion is formed on the substrate surface 71xo of the optical receiving module substrate 71, but it may be formed on the substrate surface 71xi on which the component connection terminal portion is formed. In this case, as in the illustrated example, the L-shaped bent terminal piece 74 allows the connection direction (mounting direction) to other parts of the optical receiving module 70 to be a direction (for example, ±x direction on the x-axis) different from the direction in which each terminal of the signal/power connection terminal portion formed on the substrate surface 71xo faces (+z direction on the z-axis). Furthermore, in this case, the connection points between each terminal of the signal/power connection terminal portion on the substrate surface 71xi and each L-shaped bent terminal piece 74 can also be sealed and protected by the molded portion 72.

また、モールド部72を光受信モジュール基板71の内方側の基板面71xiに形成する際には、モールド部72には光ファイバ保持孔73が形成される。光ファイバ保持孔73は、モールド部72を貫通する貫通孔からなり、フォトダイオード26の受光面を臨ませる孔開口部を有する。光ファイバ保持孔73は、その孔軸線がフォトダイオード26の受光面の光入射方向、すなわち受光するレーザ光の光軸方向(図中、z軸に沿った方向)と同方向に延びるようになっている。 When the molded section 72 is formed on the inner substrate surface 71xi of the optical receiving module substrate 71, an optical fiber holding hole 73 is formed in the molded section 72. The optical fiber holding hole 73 is a through hole that penetrates the molded section 72 and has an opening that faces the light receiving surface of the photodiode 26. The optical fiber holding hole 73 is designed so that its hole axis extends in the same direction as the light incident direction of the light receiving surface of the photodiode 26, i.e., the optical axis direction of the received laser light (the direction along the z-axis in the figure).

これにより、光ファイバ保持孔73は、映像信号伝送ライン(光ファイバケーブル)32を構成する光ファイバ36のファイバ端面とフォトダイオード26の受光面との端面同士を芯合わせ状態に保持するフェルールとして機能する。光ファイバ36の操作部12側は、孔開口部から光ファイバ保持孔73内に挿設され、フォトダイオード26の受光面にファイバ端面を密着させた状態で、光ファイバ保持孔73に保持される。 As a result, the optical fiber holding hole 73 functions as a ferrule that holds the fiber end face of the optical fiber 36 that constitutes the video signal transmission line (optical fiber cable) 32 and the light receiving surface of the photodiode 26 in a centered state. The operating section 12 side of the optical fiber 36 is inserted into the optical fiber holding hole 73 from the hole opening, and is held in the optical fiber holding hole 73 with the fiber end face in close contact with the light receiving surface of the photodiode 26.

光伝送モジュール25は、図7(C)に示すように、フォトダイオード26、トランスインピーダンスアンプ27およびライトニングアレスタ28を備えた光受信モジュール70と、プロセッサ2側の制御基板90との基板対基板(Board to Board)接続に用いられる内視鏡装置1の内視鏡装置コネクタ85とが、光伝送モジュール25の第2の基板としての光伝送モジュール基板81に一体的に組み付けられた構成になっている。図示の例では、光伝送モジュール基板81は、平板状のプリント配線板(PWB)で構成されている。 As shown in FIG. 7(C), the optical transmission module 25 is configured such that an optical receiving module 70 including a photodiode 26, a transimpedance amplifier 27, and a lightning arrester 28, and an endoscope device connector 85 of the endoscope device 1 used for board-to-board connection with a control board 90 on the processor 2 side are integrally assembled to an optical transmission module board 81 serving as a second board of the optical transmission module 25. In the illustrated example, the optical transmission module board 81 is configured from a flat printed wiring board (PWB).

図7(C)では表れないが、光伝送モジュール基板81の基板上の予め定められた所定位置には、光受信モジュール接続端子部、コネクタ接続端子部および信号/電源ライン接続端子部が形成されている。また、光伝送モジュール基板81の基板面または基板内部には、これら光受信モジュール接続端子部、コネクタ接続端子部および信号/電源ライン接続端子部と接続された基板回路が形成されている。 Although not shown in FIG. 7(C), an optical receiving module connection terminal portion, a connector connection terminal portion, and a signal/power line connection terminal portion are formed at predetermined positions on the board of the optical transmission module board 81. In addition, on the board surface or inside the board of the optical transmission module board 81, a board circuit connected to these optical receiving module connection terminal portion, connector connection terminal portion, and signal/power line connection terminal portion is formed.

光受信モジュール接続端子部は、光伝送モジュール基板81の基板上における、フォトダイオード26、トランスインピーダンスアンプ27およびライトニングアレスタ28が一体化されてなる光受信モジュール70の配置位置を定める。信号/電源ライン接続端子部は、光伝送モジュール基板81の基板上における、連結可撓管13および操作部12を介して挿入部11に延設される制御信号ライン31および駆動電源供給ライン34それぞれの接続位置を定める。コネクタ接続端子部は、光伝送モジュール基板81の基板上における、プロセッサ2側の制御基板90との基板対基板接続に用いられる内視鏡装置コネクタ85の配置位置を定める。 The optical receiver module connection terminal section determines the position on the board of the optical transmission module board 81 of the optical receiver module 70, which is an integrated combination of the photodiode 26, transimpedance amplifier 27, and lightning arrester 28. The signal/power line connection terminal section determines the connection positions on the board of the optical transmission module board 81 of the control signal line 31 and the drive power supply line 34, which are extended to the insertion section 11 via the connecting flexible tube 13 and the operation section 12. The connector connection terminal section determines the position on the board of the optical transmission module board 81 of the endoscope device connector 85, which is used for board-to-board connection with the control board 90 on the processor 2 side.

図示の例では、光受信モジュール接続端子部は、平板状の光伝送モジュール基板81の内方側(表側)の基板面81xiに形成されている。信号/電源ライン接続端子部およびコネクタ接続端子部は、平板状の光伝送モジュール基板81の外方側(裏側)の基板面81xoに、光受信モジュール70の配置向き、すなわちフォトダイオード26に対する光の入射方向(図中、z軸に沿った方向)に沿って、並んで形成されている。信号/電源ライン接続端子部は、コネクタ接続端子部よりも、光伝送モジュール基板81の奥部側(z軸上の-z側)に配置されている。 In the illustrated example, the optical receiver module connection terminal portion is formed on the board surface 81xi on the inner side (front side) of the flat optical transmission module board 81. The signal/power line connection terminal portion and the connector connection terminal portion are formed side by side on the board surface 81xo on the outer side (back side) of the flat optical transmission module board 81 along the arrangement direction of the optical receiver module 70, i.e., the incident direction of light to the photodiode 26 (direction along the z axis in the figure). The signal/power line connection terminal portion is located further back (-z side on the z axis) of the optical transmission module board 81 than the connector connection terminal portion.

光伝送モジュール25は、光受信モジュール接続端子部が形成されている光伝送モジュール基板81の内方側の基板面81xiに、フォトダイオード26、トランスインピーダンスアンプ27およびライトニングアレスタ28を備えた光受信モジュール70が取り付け固定されている。その際、光受信モジュール70に備えられた各屈曲端子片74の突出片部74zは、光伝送モジュール基板81の内方側の基板面81xiに形成された光受信モジュール接続端子部の対応端子とそれぞれ接続され、さらに基板回路を介して、外方側の基板面81xoに形成された信号/電源ライン接続端子部およびコネクタ接続端子部それぞれの対応端子と接続される。 In the optical transmission module 25, an optical receiver module 70 including a photodiode 26, a transimpedance amplifier 27, and a lightning arrester 28 is attached and fixed to the inner board surface 81xi of the optical transmission module board 81 on which the optical receiver module connection terminal portion is formed. At this time, the protruding piece portion 74z of each bent terminal piece 74 provided on the optical receiver module 70 is respectively connected to the corresponding terminal of the optical receiver module connection terminal portion formed on the inner board surface 81xi of the optical transmission module board 81, and further connected via the board circuit to the corresponding terminals of the signal/power line connection terminal portion and the connector connection terminal portion formed on the outer board surface 81xo.

光伝送モジュール25は、図7(C)に示すように、光伝送モジュール基板81の外方側の基板面81xoに形成されている信号/電源ライン接続端子部に、光伝送モジュール20のイメージセンサ21やVCSEL駆動用IC22にプロセッサ2からの制御信号を伝送するための制御信号ライン31や、操作部12に設けられたスイッチの操作信号をプロセッサ2に伝送するスイッチ信号ライン33や、光伝送モジュール20のイメージセンサ21やVCSEL駆動用IC22等に駆動電源を供給する駆動電源供給ライン34が、それぞれ配線接続される構成になっている。 As shown in FIG. 7(C), the optical transmission module 25 is configured such that a control signal line 31 for transmitting a control signal from the processor 2 to the image sensor 21 and VCSEL driving IC 22 of the optical transmission module 20, a switch signal line 33 for transmitting an operation signal of a switch provided in the operation unit 12 to the processor 2, and a drive power supply line 34 for supplying drive power to the image sensor 21 and VCSEL driving IC 22 of the optical transmission module 20, etc. are each wired to the signal/power line connection terminal portion formed on the outer board surface 81xo of the optical transmission module board 81.

光伝送モジュール25は、基板対基板接続用の内視鏡装置コネクタ85が、光伝送モジュール基板81の外方側の基板面81xoに取り付け固定された構成になっている。その際、光伝送モジュール基板81の外方側の基板面81xoに形成されているコネクタ接続端子部の各端子は、基板対基板接続用の内視鏡装置コネクタ85の対応接続ピンに接続される。 The optical transmission module 25 is configured such that an endoscope device connector 85 for board-to-board connection is attached and fixed to the outer board surface 81xo of the optical transmission module board 81. At this time, each terminal of the connector connection terminal portion formed on the outer board surface 81xo of the optical transmission module board 81 is connected to a corresponding connection pin of the endoscope device connector 85 for board-to-board connection.

内視鏡装置1の連結可撓管13に備えられたコネクタ部13aをプロセッサ2のコネクタ接続部2aに装着することに伴って、光伝送モジュール25の内視鏡装置コネクタ85は、プロセッサ2の制御基板90に備えられたプロセッサ側のプロセッサコネクタ95に接続される。 When the connector portion 13a provided on the connecting flexible tube 13 of the endoscope device 1 is attached to the connector connection portion 2a of the processor 2, the endoscope device connector 85 of the optical transmission module 25 is connected to the processor connector 95 on the processor side provided on the control board 90 of the processor 2.

このような光伝送モジュール25を備えた内視鏡装置1によれば、連結可撓管13のコネクタ部13aの筐体内部に光伝送モジュール25を収容するに当たって、光受信モジュール70は、光送信モジュール基板71の基板面71xiに搭載されたフォトダイオード26、トランスインピーダンスアンプ27およびライトニングアレスタ28が、光ファイバ保持孔53を備えたモールド部72で封止された構成になっている。 In an endoscope device 1 equipped with such an optical transmission module 25, when the optical transmission module 25 is housed inside the housing of the connector portion 13a of the connecting flexible tube 13, the optical receiving module 70 is configured such that the photodiode 26, transimpedance amplifier 27, and lightning arrester 28 mounted on the board surface 71xi of the optical transmitting module board 71 are sealed in a molded portion 72 equipped with an optical fiber holding hole 53.

これにより、光受信モジュール70は、フォトダイオード26、トランスインピーダンスアンプ27およびライトニングアレスタ28はモールド部72によって覆われているので、外力がこれらに直接作用することがなく、トランスインピーダンスアンプ27およびライトニングアレスタ28の保護をはかることができるので、光伝送モジュール基板81に対する光受信モジュール70の自動組み付け作業を容易にする。また、フォトダイオード26、トランスインピーダンスアンプ27またはライトニングアレスタ28への塵埃等の付着による光送信モジュール50の故障発生も防止できる。 As a result, in the optical receiving module 70, the photodiode 26, transimpedance amplifier 27, and lightning arrester 28 are covered by the molded portion 72, so that external forces do not act directly on them and the transimpedance amplifier 27 and lightning arrester 28 can be protected, facilitating the automatic assembly work of the optical receiving module 70 to the optical transmission module board 81. In addition, it is possible to prevent failure of the optical transmitting module 50 due to the adhesion of dust or the like to the photodiode 26, transimpedance amplifier 27, or lightning arrester 28.

そして、モールド部72は放熱性機能に優れた樹脂で構成されているので、発熱部品であるフォトダイオード26、トランスインピーダンスアンプ27による熱を拡散でき、フォトダイオード26、トランスインピーダンスアンプ27それぞれの放熱面積を、各チップ筐体の表面積からモールド部72の表面積に拡大でき、光受信モジュール70の放熱性能も向上させることができる。 The molded section 72 is made of a resin with excellent heat dissipation properties, so it can dissipate heat from the heat-generating components, the photodiode 26 and the transimpedance amplifier 27. This allows the heat dissipation area of each of the photodiode 26 and the transimpedance amplifier 27 to be expanded from the surface area of each chip housing to the surface area of the molded section 72, improving the heat dissipation performance of the optical receiver module 70.

さらに、光受信モジュール70は、モールド部72に光ファイバ保持孔73が備えられ、モールド部72が、光ファイバ36のファイバ端面と垂直共振器面発光レーザ23の発光面との端面同士を芯合わせ状態に保持するフェルールとしても機能する。 Furthermore, the optical receiving module 70 has an optical fiber holding hole 73 in the molded section 72, and the molded section 72 also functions as a ferrule that keeps the end faces of the optical fiber 36 and the light-emitting surface of the vertical cavity surface-emitting laser 23 aligned with each other.

これにより、光受信モジュール70は、映像信号伝送ライン32の光ファイバ36が光ファイバ保持孔73に取り付けられた状態で、フォトダイオード26、トランスインピーダンスアンプ27およびライトニングアレスタ28の保護部分と光ファイバ36のためのフェルール部分とを、フォトダイオード26の受光面への光入射方向(z軸上の+z方向)に沿って両者が重なり合うように配置することが可能になる。 As a result, with the optical fiber 36 of the video signal transmission line 32 attached to the optical fiber holding hole 73, the optical receiving module 70 can be arranged so that the protective parts of the photodiode 26, transimpedance amplifier 27, and lightning arrester 28 and the ferrule part for the optical fiber 36 overlap along the direction of light incidence on the light receiving surface of the photodiode 26 (the +z direction on the z axis).

この結果、光受信モジュール70は、光ファイバ36のフェルールとしての機能を備えたモールド部72によって、基板面81xiに搭載されたフォトダイオード26、トランスインピーダンスアンプ27およびライトニングアレスタ28の保護をはかりながら、光受信モジュール70の光入射方向(z軸上の+z方向)に沿った寸法を低減でき、光受信モジュール70全体の大きさを小型化できる。 As a result, the optical receiver module 70 can reduce the dimensions along the light incidence direction (+z direction on the z-axis) of the optical receiver module 70 while protecting the photodiode 26, transimpedance amplifier 27, and lightning arrester 28 mounted on the substrate surface 81xi by using the molded portion 72 that functions as a ferrule for the optical fiber 36, thereby enabling the overall size of the optical receiver module 70 to be reduced.

この光受信モジュール70自体の小型化に伴って、光受信モジュール70を含めた、フォトダイオード26の受光面への光入射方向(z軸上の+z方向)に沿った光伝送モジュール25の寸法長さ部分を、モールド部72によって外力から保護できるとともに、発熱部材であるフォトダイオード26およびトランスインピーダンスアンプ27の放熱面積を、モールド部72の表面積分だけ増大させることができる。 By miniaturizing the optical receiving module 70 itself, the dimensional length of the optical transmission module 25 along the direction of light incidence on the light receiving surface of the photodiode 26 (the +z direction on the z axis), including the optical receiving module 70, can be protected from external forces by the molded part 72, and the heat dissipation area of the photodiode 26 and transimpedance amplifier 27, which are heat-generating components, can be increased by the surface integral of the molded part 72.

本実施例に係るフォトダイオード26、トランスインピーダンスアンプ27およびライトニングアレスタ28を備えた光受信モジュール70と、内視鏡装置コネクタ85とを備えた光伝送モジュール25によって、光伝送モジュール25自体の小型化をはかれるとともに、光伝送モジュール25が内部に組み込まれて硬質部分(非・屈曲伸張部分)になる連結可撓管13におけるコネクタ部13aの外径ならびに長さをできるだけ小さくすることができ、連結可撓管13の取り回し操作性も向上する。 The optical transmission module 25 includes an optical receiver module 70 having a photodiode 26, a transimpedance amplifier 27, and a lightning arrester 28 according to this embodiment, and an endoscope device connector 85. This allows the optical transmission module 25 itself to be made smaller, and the outer diameter and length of the connector portion 13a of the connecting flexible tube 13, into which the optical transmission module 25 is incorporated and which becomes the hard portion (non-flexible/extendable portion), can be made as small as possible, improving the ease of handling of the connecting flexible tube 13.

しかも、連結可撓管13におけるコネクタ部13aが小さくなっても、放熱性能の向上によって、フォトダイオード26、トランスインピーダンスアンプ27およびライトニングアレスタ28が備えられた光伝送モジュール25を安定駆動させることができる。 Even if the connector portion 13a of the connecting flexible tube 13 is small, the improved heat dissipation performance allows the optical transmission module 25, which is equipped with the photodiode 26, transimpedance amplifier 27, and lightning arrester 28, to operate stably.

また、光伝送モジュール25は、映像信号伝送ライン32の光ファイバ36が接続固定される光受信モジュール70からなるファイバ部分と、制御信号ライン31、スイッチ信号ライン32、駆動電源供給ライン34といったメタルケーブルが接続固定される、内視鏡装置コネクタ85を搭載した光伝送モジュール基板81からなるPD(Power Delivery)部分とを組み付けた構成であるので、ファイバ部分とPD(Power Delivery)部分とで独立・分離して製作可能になり、光伝送モジュール25の製作性が向上する。 In addition, the optical transmission module 25 is configured by assembling a fiber section consisting of an optical receiving module 70 to which the optical fiber 36 of the video signal transmission line 32 is connected and fixed, and a PD (Power Delivery) section consisting of an optical transmission module board 81 equipped with an endoscope device connector 85 to which metal cables such as the control signal line 31, the switch signal line 32, and the drive power supply line 34 are connected and fixed. This means that the fiber section and the PD (Power Delivery) section can be manufactured independently and separately, improving the manufacturability of the optical transmission module 25.

図8は、光送信モジュールの別の実施例の構成説明図である。 Figure 8 is an explanatory diagram of the configuration of another embodiment of an optical transmission module.

なお、図8に示した光送信モジュール50-1~3の説明では、図4に示した光送信モジュール50と同一もしくは同様な構成部分については、該当箇所に同一符号を付してその構成についての詳細な説明は省略する。 In the description of the optical transmission modules 50-1 to 50-3 shown in FIG. 8, components that are the same as or similar to those in the optical transmission module 50 shown in FIG. 4 are given the same reference numerals and detailed descriptions of their configurations are omitted.

図8(A)は、光送信モジュールの別の実施例の構成説明図である。 Figure 8(A) is a diagram illustrating the configuration of another embodiment of an optical transmission module.

図8(A) に示した光送信モジュール50-1は、図4に示した光送信モジュール50とはモールド部52に形成された光ファイバ保持孔53の構成が異なり、光ファイバ保持孔53は、係合凹部55をさらに有した構成になっている。係合凹部55は、垂直共振器面発光レーザ23の発光面側から所定の距離位置の光ファイバ保持孔53の孔内周面に、光ファイバ保持孔53の孔軸回りにおける所定の径方向(図示の場合は、上方に表される径方向)に凹設された構成になっている。 The optical transmission module 50-1 shown in FIG. 8(A) differs from the optical transmission module 50 shown in FIG. 4 in the configuration of the optical fiber holding hole 53 formed in the molded portion 52, and the optical fiber holding hole 53 further includes an engagement recess 55. The engagement recess 55 is recessed in a predetermined radial direction (the radial direction shown upward in the illustrated example) around the axis of the optical fiber holding hole 53 on the inner peripheral surface of the optical fiber holding hole 53 at a predetermined distance from the light emitting surface side of the vertical cavity surface emitting laser 23.

これに対して、光ファイバ保持孔53に挿設される光ファイバ36は、その外周面に、係合保持片37が突設された構成になっている。係合保持片37は、先端のファイバ端面が垂直共振器面発光レーザ23の発光面に密着させられた状態で、垂直共振器面発光レーザ23の発光面すなわちファイバ端面から所定の距離位置の光ファイバ36の外周面に形成され、光ファイバ保持孔53の係合凹部55に係合可能になっている。係合保持片37は、例えば、その基端側部分がバネ性を有して構成され、自由端部(先端部)側が基端側部分を中心にして変位し、光ファイバ36の外周面に対して傾倒可能になっており、先端側部が光ファイバ36の外周面に対して当接・離間できるようになっている。そして、係合保持片37は、常態では、自由端部(先端部)側を光ファイバ36の外周面から離間させ、その離間位置は、光ファイバ36の軸心を中心とする径方向に関して、光ファイバ保持孔53の孔半径よりも大きな位置になっている。 On the other hand, the optical fiber 36 inserted in the optical fiber holding hole 53 has an engagement retaining piece 37 protruding from its outer circumferential surface. The engagement retaining piece 37 is formed on the outer circumferential surface of the optical fiber 36 at a predetermined distance from the light-emitting surface of the vertical cavity surface-emitting laser 23, i.e., the fiber end surface, with the tip end surface of the fiber in close contact with the light-emitting surface of the vertical cavity surface-emitting laser 23, and can engage with the engagement recess 55 of the optical fiber holding hole 53. The engagement retaining piece 37 is, for example, configured with a spring at its base end portion, and the free end portion (tip portion) side is displaced around the base end portion and can tilt with respect to the outer circumferential surface of the optical fiber 36, so that the tip side portion can abut against and separate from the outer circumferential surface of the optical fiber 36. In the normal state, the engagement retaining piece 37 separates the free end portion (tip portion) side from the outer circumferential surface of the optical fiber 36, and the separation position is a position larger than the hole radius of the optical fiber holding hole 53 in the radial direction centered on the axis of the optical fiber 36.

本実施例の光送信モジュール50-1は、光ファイバ36の係合保持片37が係合可能な係合凹部55からなる光ファイバ位置決め保持機構を備えているので、ファイバ端面を垂直共振器面発光レーザ23の発光面に密着させた状態で確実に、光ファイバ保持孔53での光ファイバ36の挿設状態を位置決め保持することができる。したがって、本実施例の光送信モジュール50-1によれば、光ファイバ36のファイバ端面と垂直共振器面発光レーザ23の発光面との間での光信号伝送機能の性能安定化がさらにはかれる。また、光ファイバ保持孔53に対する光ファイバ36の挿設時の取り付け状態強度も、バネ性を有する係合保持片37の弾性復元力によって増加する。 The optical transmission module 50-1 of this embodiment is equipped with an optical fiber positioning and holding mechanism consisting of an engagement recess 55 with which the engagement holding piece 37 of the optical fiber 36 can engage, so that the optical fiber 36 can be reliably positioned and held in the inserted state in the optical fiber holding hole 53 with the fiber end face in close contact with the light emitting surface of the vertical cavity surface emitting laser 23. Therefore, according to the optical transmission module 50-1 of this embodiment, the performance of the optical signal transmission function between the fiber end face of the optical fiber 36 and the light emitting surface of the vertical cavity surface emitting laser 23 can be further stabilized. In addition, the strength of the attachment state when the optical fiber 36 is inserted into the optical fiber holding hole 53 is also increased by the elastic restoring force of the engagement holding piece 37, which has spring properties.

図8(B)は、光送信モジュールのまた別の実施例の構成説明図である。 Figure 8(B) is a diagram illustrating the configuration of another embodiment of an optical transmission module.

図8(B) に示した光送信モジュール50-2は、光ファイバ36の係合保持片37が係合可能な光ファイバ位置決め保持機構を構成する光ファイバ保持孔53の係合凹部55が環状溝形状に構成されている点、およびモールド部52が光ファイバ保持孔53の孔軸を含む面を断面にして、図示の例では図中、上下に2分割されて、モールド部52aとモールド部52bとで分割構成されている点が、図8(A) に示した光送信モジュール50-1とは異なる構成になっている。 The optical transmission module 50-2 shown in FIG. 8(B) is different from the optical transmission module 50-1 shown in FIG. 8(A) in that the engagement recess 55 of the optical fiber holding hole 53, which constitutes the optical fiber positioning and holding mechanism with which the engagement holding piece 37 of the optical fiber 36 can be engaged, is configured in an annular groove shape, and the molded part 52 is divided into two parts, upper and lower, in the illustrated example, into molded parts 52a and 52b, with the cross section taken along a plane including the hole axis of the optical fiber holding hole 53.

また、図8(B) に示した光送信モジュール50-2では、VCSEL駆動用IC22および垂直共振器面発光レーザ23が取り付け固定される第1の基板としての光送信モジュール基板51が、図4に示した光送信モジュール50のようなL字状の屈曲プリント配線板ではなく、図7に示した光受信モジュール70の光受信モジュール基板71および屈曲端子片74の場合と同様な、平板状のプリント配線板からなる光送信モジュール基板51とその基板面51xoの信号/電源接続端子部の対応端子にそれぞれ接続されたL字状の屈曲端子片54との組み立て体で構成されている。さらに、図8(B) に示した光送信モジュール50-2では、図7に示した光受信モジュール70の場合とは異なり、屈曲端子片54の基板面当接片部54xから垂直に突出した突出片部54zが、第2の基板としての光伝送モジュール基板61の光送信モジュール接続端子部と接続される面を除いて、モールド部52によって覆われた構成になっている。 In the optical transmission module 50-2 shown in FIG. 8(B), the optical transmission module substrate 51 as the first substrate to which the VCSEL driving IC 22 and the vertical cavity surface emitting laser 23 are attached and fixed is not an L-shaped bent printed wiring board as in the optical transmission module 50 shown in FIG. 4, but is configured as an assembly of the optical transmission module substrate 51 made of a flat printed wiring board and the L-shaped bent terminal pieces 54 connected to the corresponding terminals of the signal/power connection terminal part of the substrate surface 51xo, similar to the optical reception module substrate 71 and the bent terminal pieces 74 of the optical reception module 70 shown in FIG. 7. Furthermore, in the optical transmission module 50-2 shown in FIG. 8(B), unlike the optical reception module 70 shown in FIG. 7, the protruding piece part 54z protruding vertically from the substrate surface abutting piece part 54x of the bent terminal piece 54 is covered by the molded part 52, except for the surface connected to the optical transmission module connection terminal part of the optical transmission module substrate 61 as the second substrate.

本実施例の光送信モジュール50-2は、光ファイバ位置決め保持機構の光ファイバ保持孔53の係合凹部55が環状の溝形状に構成されているので、係合保持片37の光ファイバ36の外周面上における突出位置に関係なく、光ファイバ36を光ファイバ保持孔53に挿設して、光ファイバ36の先端のファイバ端面が垂直共振器面発光レーザ23の発光面に密着させられた状態に位置決め保持することができる。また、モールド部52が、光ファイバ保持孔53の孔軸を含む面を断面にしてモールド部52aとモールド部52bとに分割構成されているので、光ファイバ保持孔53における光ファイバ保持孔53の形成が容易になる。 In the optical transmission module 50-2 of this embodiment, the engagement recess 55 of the optical fiber holding hole 53 of the optical fiber positioning and holding mechanism is configured in an annular groove shape, so that the optical fiber 36 can be inserted into the optical fiber holding hole 53 and positioned and held in a state in which the fiber end face at the tip of the optical fiber 36 is in close contact with the light emitting surface of the vertical cavity surface emitting laser 23, regardless of the protruding position of the engagement holding piece 37 on the outer peripheral surface of the optical fiber 36. In addition, the molded part 52 is divided into the molded part 52a and the molded part 52b with the cross section taken along the plane including the hole axis of the optical fiber holding hole 53, so that the optical fiber holding hole 53 can be easily formed in the optical fiber holding hole 53.

この場合、モールド部52は、モールド部52aとモールド部52bとを接合して構成され、モールド部52は、光ファイバ保持孔53を光送信モジュール基板51に取り付け固定された垂直共振器面発光レーザ23の発光面に合致させるようにして、VCSEL駆動用IC22および直共振器面発光レーザ23を覆うように光送信モジュール基板51に接合固定される。 In this case, the molded part 52 is formed by joining the molded part 52a and the molded part 52b, and the molded part 52 is joined and fixed to the optical transmission module substrate 51 so as to cover the VCSEL driving IC 22 and the vertical cavity surface emitting laser 23, with the optical fiber holding hole 53 aligned with the light emitting surface of the vertical cavity surface emitting laser 23 attached and fixed to the optical transmission module substrate 51.

本実施例の光送信モジュール50-2は、光ファイバ36の外周面上における係合保持片37の突出位置に関係なく光ファイバ36を光ファイバ保持孔53に挿設でき、また、モールド部52が光ファイバ保持孔53の孔軸を含む面を断面にして分割構成されているので、光送信モジュール50の製作性がさらに向上する。 In the optical transmission module 50-2 of this embodiment, the optical fiber 36 can be inserted into the optical fiber holding hole 53 regardless of the protruding position of the engagement retaining piece 37 on the outer peripheral surface of the optical fiber 36, and the molded part 52 is divided with the cross section taken along a plane including the hole axis of the optical fiber holding hole 53, further improving the manufacturability of the optical transmission module 50.

本実施例の光送信モジュール50-2は、第1の基板としての光送信モジュール基板51に平板状のプリント配線板を利用しても、光送信モジュール基板51に取り付け固定されるL字状の屈曲端子片54が、光伝送モジュール基板61の光送信モジュール接続端子部と接続される面を除いて、モールド部52で一体的に覆われて支持されているので、光伝送モジュール製造時における、光送信モジュール基板51とL字状の屈曲端子片54とからなる屈曲形態も安定する。 Even if the optical transmission module 50-2 of this embodiment uses a flat printed wiring board for the optical transmission module substrate 51 as the first substrate, the L-shaped bent terminal piece 54 attached and fixed to the optical transmission module substrate 51 is integrally covered and supported by the molded part 52, except for the surface that connects to the optical transmission module connection terminal portion of the optical transmission module substrate 61, so that the bent shape of the optical transmission module substrate 51 and the L-shaped bent terminal piece 54 during the manufacture of the optical transmission module is stable.

図8(C)は、光送信モジュールのまた別の実施例の構成説明図である。 Figure 8(C) is a diagram illustrating the configuration of another embodiment of the optical transmission module.

図8(C)に示した光送信モジュール50-3は、光ファイバ保持孔53を直接モールド部52に形成するのではなく、別途、筒状部材からなる光ファイバ挿入筒56で形成した点、および、光ファイバ挿入筒56の内周面に光ファイバ位置決め保持機構としての係合凹部55の代わりに、ファイバ支持部材57が配設されている点が、図8(A)に示した光送信モジュール50-1とは異なる構成になっている。 The optical transmission module 50-3 shown in FIG. 8(C) is different from the optical transmission module 50-1 shown in FIG. 8(A) in that the optical fiber holding hole 53 is not formed directly in the molded portion 52, but is formed in an optical fiber insertion tube 56 made of a separate cylindrical member, and that a fiber support member 57 is arranged on the inner surface of the optical fiber insertion tube 56 instead of the engagement recess 55 as an optical fiber positioning and holding mechanism.

ファイバ支持部材57は、例えば、リング軸方向に沿った中央部がリング軸方向に沿った両端部よりもリング径方向に拡縮可能な湾曲断面形状を有する環状のバネ撓みリング57で構成され、光ファイバ36の挿入を許容し、および、挿設された光ファイバ36の取り付け状態を保持できる構造になっている。 The fiber support member 57 is, for example, configured as an annular spring flexure ring 57 having a curved cross-sectional shape in which the central portion along the ring axis direction is more expandable and contractible in the ring radial direction than both ends along the ring axis direction, and is structured to allow the insertion of the optical fiber 36 and to hold the inserted optical fiber 36 in an attached state.

本実施例の光送信モジュール50-3は、光ファイバ36の挿入時における光ファイバの摺接面を直接モールド部52で形成せずに済むので、光ファイバ挿入筒56について、モールド部52のように特に放熱性機能の観点を重視せずとも、光ファイバ36の挿設時における作業性能やその作業時もしくは作業後における光ファイバの保護性能といった別の性能観点を重視した材料選択を可能にする。 The optical transmission module 50-3 of this embodiment does not need to directly form the sliding surface of the optical fiber 36 with the molded section 52 when the optical fiber 36 is inserted, so it is possible to select a material for the optical fiber insertion tube 56 that emphasizes other performance aspects, such as the workability when inserting the optical fiber 36 and the protection performance of the optical fiber during or after the work, without particularly emphasizing the heat dissipation function aspect as with the molded section 52.

また、本実施例の光送信モジュール50-3は、光ファイバ位置決め保持機構をモールド部52に直接形成せずとも、光ファイバ挿入筒56に環状のバネ撓みリング57として構成しておくことができるので、モールド部52の成形作業や光ファイバ保持孔53に対する光ファイバ36の挿設作業における作業性が向上する。 In addition, the optical transmission module 50-3 of this embodiment can be configured as an annular spring deflection ring 57 in the optical fiber insertion tube 56 without having to form the optical fiber positioning and holding mechanism directly in the molded section 52, improving the workability of molding the molded section 52 and inserting the optical fiber 36 into the optical fiber holding hole 53.

図9は、光送信モジュールのさらに別の実施例の構成説明図である。 Figure 9 is a diagram illustrating the configuration of yet another embodiment of an optical transmission module.

なお、図9に示した光送信モジュール50-4の説明でも、図4に示した光送信モジュール50と同一もしくは同様な構成部分については、該当箇所に同一符号を付してその構成についての詳細な説明は省略する。 In addition, in the description of the optical transmission module 50-4 shown in FIG. 9, components that are the same as or similar to those in the optical transmission module 50 shown in FIG. 4 are given the same reference numerals, and detailed descriptions of the configurations are omitted.

図9に示した光送信モジュール50-4は、モールド部52が、光ファイバ保持孔53に加えて、例えば、溝部(凹部)58や、開口部59aを介して外部と連通された内室部59がさらに設けられた構成になっている点が、図8(A)に示した光送信モジュール50-1とは異なる構成になっている。 The optical transmission module 50-4 shown in FIG. 9 is different from the optical transmission module 50-1 shown in FIG. 8(A) in that the molded section 52 is further provided with, in addition to the optical fiber holding hole 53, a groove (recess) 58 and an internal chamber 59 that is connected to the outside via an opening 59a.

本実施例の光送信モジュール50-4は、溝部58および開口部59aを介して外部と連通された内室部59それぞれの内壁面によって、モールド部52の放熱面積が拡大され、モールド部52の放熱性能のさらなる向上がはかられている。これにより、一層、イメージセンサ21、VCSEL駆動用IC22および垂直共振器面発光レーザ23が備えられた光伝送モジュール20を安定駆動させることができる。 In the optical transmission module 50-4 of this embodiment, the heat dissipation area of the molded section 52 is enlarged by the inner wall surfaces of the inner chamber section 59, which is connected to the outside via the groove section 58 and the opening section 59a, and the heat dissipation performance of the molded section 52 is further improved. This allows the optical transmission module 20, which is equipped with the image sensor 21, the VCSEL driving IC 22, and the vertical cavity surface emitting laser 23, to be driven more stably.

図10は、光受信モジュールを備えた光伝送モジュールの別の実施例の構成説明図である。 Figure 10 is a diagram illustrating the configuration of another embodiment of an optical transmission module equipped with an optical receiving module.

なお、図10に示した光伝送モジュール25-1の説明でも、図7に示した光受信モジュール70を備えた光伝送モジュール25と同一もしくは同様な構成部分については、該当箇所に同一符号を付してその構成についての詳細な説明は省略する。 In addition, in the description of the optical transmission module 25-1 shown in FIG. 10, components that are the same as or similar to those of the optical transmission module 25 equipped with the optical receiving module 70 shown in FIG. 7 are given the same reference numerals as the relevant parts, and detailed descriptions of the configurations are omitted.

図10に示した光伝送モジュール25-1は、光受信モジュール70-1がフォトダイオード(光電変換素子)26およびトランスインピーダンスアンプ27を予め一体化して構成され、ライトニングアレスタ28が、光受信モジュール70-1と同様に光伝送モジュール基板81に独立に搭載されている点、および、プロセッサ2の制御基板90に備えられたプロセッサ側のプロセッサコネクタ95と基板対基板接続される光伝送モジュール25-1の内視鏡装置コネクタ85-1の着脱方向が、内視鏡装置コネクタ85-1が実装される光伝送モジュール基板81の基板面に沿った平行方向(図中のz軸に沿った方向)ではなく、光伝送モジュール基板81の基板面に垂直な方向(図中のx軸に沿った方向)に変更されている点が、図7に示した光受信モジュール70を備えた光伝送モジュール25の構成と異なっている。 The optical transmission module 25-1 shown in FIG. 10 differs from the configuration of the optical transmission module 25 equipped with the optical receiving module 70 shown in FIG. 7 in that the optical receiving module 70-1 is configured by previously integrating the photodiode (photoelectric conversion element) 26 and the transimpedance amplifier 27, the lightning arrester 28 is independently mounted on the optical transmission module board 81 like the optical receiving module 70-1, and the attachment/detachment direction of the endoscope device connector 85-1 of the optical transmission module 25-1, which is connected board-to-board to the processor connector 95 on the processor side provided on the control board 90 of the processor 2, is changed from the parallel direction (direction along the z-axis in the figure) along the board surface of the optical transmission module board 81 on which the endoscope device connector 85-1 is mounted to the direction perpendicular to the board surface of the optical transmission module board 81 (direction along the x-axis in the figure).

上述した両者間での構成の相異に関係し、光伝送モジュール25-1では、光受信モジュール70-1の各屈曲端子片74は、光伝送モジュール基板81の光受信モジュール接続端子部の対応端子と接続され、光伝送モジュール基板81の基板面または基板内部の基板回路を介して、光伝送モジュール基板81のコネクタ接続端子部の対応端子と接続されるが、その中のトランスインピーダンスアンプ27からの映像信号の電圧信号出力については、基板回路を介して、ライトニングアレスタ28に供給された後、このライトニングアレスタ28の出力が、基板回路を介して、光伝送モジュール基板81のコネクタ接続端子部の対応端子と供給される構成になっている。 In relation to the difference in configuration between the two described above, in the optical transmission module 25-1, each bent terminal piece 74 of the optical receiving module 70-1 is connected to a corresponding terminal of the optical receiving module connection terminal portion of the optical transmission module board 81, and is connected to a corresponding terminal of the connector connection terminal portion of the optical transmission module board 81 via the board surface of the optical transmission module board 81 or the board circuit inside the board. The voltage signal output of the video signal from the transimpedance amplifier 27 is supplied to the lightning arrester 28 via the board circuit, and the output of this lightning arrester 28 is then supplied to the corresponding terminal of the connector connection terminal portion of the optical transmission module board 81 via the board circuit.

本実施例の光伝送モジュール25-1は、光伝送モジュール基板81に光受信モジュール70-1とライトニングアレスタ28が互いに独立に搭載されているので、ライトニングアレスタ28の交換が光受信モジュール70-1の交換とは別に行えるので、メンテナンス費用を抑えることができる。 In the optical transmission module 25-1 of this embodiment, the optical receiving module 70-1 and the lightning arrester 28 are mounted independently of each other on the optical transmission module board 81, so that the replacement of the lightning arrester 28 can be performed separately from the replacement of the optical receiving module 70-1, thereby reducing maintenance costs.

以上述べたことから明らかなように、本開示に係る内視鏡装置1によれば、光伝送モジュール20、25において、基板51、71に搭載されたVCSEL駆動用IC(光電変換素子駆動回路)22、トランスインピーダンスアンプ(信号変換回路部)27といった発熱部品を放熱部材でモールドして隠蔽し、かつそのモールド部52、72に、垂直共振器面発光レーザ(光電変換素子)23からの光信号出力やフォトダイオード(光電変換素子)26への光信号入力を伝送する光ファイバ(光信号伝送線)36の端部をこれら光電変換素子23、26に対して位置決め保持する光ファイバ保持孔(ガイド保持部)53を一体的に形成し、光送信モジュール50、光受信モジュール70からなるサブモジュールとして構成してあるので、光伝送モジュール20,25におけるこれら発熱部品の作動安定と光伝送モジュール20,25の小型化との両立が可能となり、ひいては内視鏡装置1の性能向上をはかることができる。 As is clear from the above, according to the endoscope device 1 of the present disclosure, in the optical transmission module 20, 25, the heat-generating components such as the VCSEL driving IC (photoelectric conversion element driving circuit) 22 and the transimpedance amplifier (signal conversion circuit section) 27 mounted on the substrate 51, 71 are molded and concealed with a heat dissipation material, and the molded sections 52, 72 are integrally formed with an optical fiber holding hole (guide holding section) 53 that positions and holds the end of the optical fiber (optical signal transmission line) 36 that transmits the optical signal output from the vertical cavity surface emitting laser (photoelectric conversion element) 23 and the optical signal input to the photodiode (photoelectric conversion element) 26 relative to these photoelectric conversion elements 23, 26, and are configured as a sub-module consisting of the optical transmission module 50 and the optical receiving module 70. Therefore, it is possible to achieve both stable operation of these heat-generating components in the optical transmission module 20, 25 and miniaturization of the optical transmission module 20, 25, and thus improve the performance of the endoscope device 1.

このような技術的特徴を有する本開示に係る内視鏡装置の構成は、上述した実施例の構成に限定されるものではなく、上述した実施例の各部の構成を適宜組み合わせたり、各部を同様な作用を得ること可能な別構成で置き換えたりすることによって、種々の変形例が可能である。 The configuration of the endoscopic device according to the present disclosure having such technical features is not limited to the configuration of the above-mentioned embodiment, and various modifications are possible by appropriately combining the configurations of each part of the above-mentioned embodiment, or by replacing each part with a different configuration that can achieve a similar function.

1 内視鏡装置、
2 プロセッサ(信号処理装置)、
2a コネクタ接続部、
3 モニタ、
11 挿入部、
11a 先端部、
11b 湾曲可動部、
11c 可撓管部、
12 操作部、
12a 連結部、
13 連結可撓管(ユニバーサルコード)、
13a コネクタ部、
20 光伝送モジュール、
21 イメージセンサ、
22 VCSEL駆動用IC(光電変換素子駆動回路)、
23 垂直共振器面発光レーザ(光電変換素子)、
25 光伝送モジュール、
26 フォトダイオード(光電変換素子)、
27 トランスインピーダンスアンプ(信号変換回路部)、
28 ライトニングアレスタ(保護回路部)、
31 制御信号ライン、
32 映像信号伝送ライン、
34 駆動電源供給ライン、
36 光ファイバ、
37 係合保持片、
50 光送信モジュール、
51 光送信モジュール基板、
51x 搭載基板部、
51z 非搭載基板部、
52 モールド部、
53 光ファイバ保持孔、
54 屈曲端子片、
55 係合凹部、
56 光ファイバ挿入筒、
57 バネ撓みリング(ファイバ支持部材)、
58 溝部、
59 内室部、
61 光伝送モジュール基板、
61x センサ搭載基板部、
61z モジュール搭載基板部、
62 モールド部、
70 光受信モジュール、
71 光受信モジュール基板、
72 モールド部、
73 光ファイバ保持孔、
74 屈曲端子片、
81 光伝送モジュール基板、
85 内視鏡装置コネクタ、
90 制御基板、
95 プロセッサコネクタ、
S 分離空間部。
1. Endoscope device,
2. Processor (signal processing device),
2a connector connection portion,
3 monitors,
11 Insertion part,
11a tip portion,
11b bending movable part,
11c flexible tube portion,
12 Operation unit,
12a connecting portion,
13 Connecting flexible tube (universal cord),
13a connector portion,
20 Optical transmission module,
21 image sensor,
22 VCSEL driving IC (photoelectric conversion element driving circuit),
23 Vertical cavity surface emitting laser (photoelectric conversion element),
25 Optical transmission module,
26 Photodiode (photoelectric conversion element),
27 Transimpedance amplifier (signal conversion circuit section),
28 Lightning arrester (protection circuit part),
31 control signal line,
32 video signal transmission line,
34 Drive power supply line,
36 optical fiber,
37 Engagement retaining piece,
50 Optical transmission module,
51 Optical transmission module board,
51x mounting board section,
51z Non-mounted board part,
52 mold part,
53 Optical fiber holding hole,
54 bent terminal piece,
55 engagement recess,
56 Optical fiber insertion tube,
57 spring flexure ring (fiber support member),
58 Groove portion,
59 Inner room,
61 Optical transmission module board,
61x Sensor mounting board,
61z Module mounting board section,
62 mold part,
70 Optical receiving module,
71 Optical receiving module board,
72 mold part,
73 Optical fiber holding hole,
74 bent terminal piece,
81 Optical transmission module board,
85 Endoscope device connector,
90 control board,
95 processor connector,
S Separation space section.

Claims (5)

被検体内部に挿入される先端部に、被検体内部を撮影する撮像装置が設けられた挿入部と、
前記挿入部の基端部と接続され、前記挿入部の操作を行う操作部と、
一端側が前記操作部と接続され、他端側にプロセッサとの接続部を備えた連結可撓管部と、
を有する内視鏡装置であって、
電気信号を光信号に変換する光電変換素子、および前記撮像装置の電気信号出力を前記光電変換素子から光信号出力させる光電変換素子駆動回路部が取り付けられた第1の基板における前記光電変換素子および前記光電変換素子駆動回路部の露出部を、前記光電変換素子の光信号出力を伝送する光信号伝送線の一方側端部を前記光電変換素子に対して位置決め保持するガイド保持部を形成して、放熱部材でモールドして隠蔽してなる光送信モジュールと、
前記撮像装置が取り付けられた第2の基板に前記光送信モジュールを取り付けて構成された光伝送モジュールと、
を含み、
前記挿入部の先端部内部に、前記光電変換素子、前記光電変換素子駆動回路部および前記撮像装置を、前記光伝送モジュールによって一体的に組み付けてなる、
内視鏡装置。
an insertion section having an imaging device at a tip portion thereof for imaging the inside of the subject;
an operation unit connected to a base end of the insertion unit and configured to operate the insertion unit;
a connecting flexible tube portion having one end connected to the operation portion and the other end provided with a connection portion for connecting to a processor;
An endoscope apparatus having
an optical transmission module, comprising: a first substrate on which a photoelectric conversion element for converting an electrical signal into an optical signal and a photoelectric conversion element drive circuit for causing the electrical signal output of the imaging device to be output as an optical signal from the photoelectric conversion element are mounted; an exposed portion of the photoelectric conversion element and the photoelectric conversion element drive circuit is formed with a guide holder for positioning and holding one end of an optical signal transmission line for transmitting the optical signal output of the photoelectric conversion element with respect to the photoelectric conversion element; and the exposed portion is molded and concealed with a heat dissipation member;
an optical transmission module configured by attaching the optical transmission module to a second board on which the imaging device is attached;
Including,
The photoelectric conversion element, the photoelectric conversion element drive circuit unit, and the imaging device are integrally assembled inside the tip portion of the insertion portion by the optical transmission module.
Endoscopic device.
前記光送信モジュールの前記第1の基板における前記光電変換素子が取り付けられた基板部と、前記光伝送モジュールの前記第2の基板における前記撮像装置が取り付けられた基板部とを離間させて、両基板部間に空間部を形成した、
請求項1に記載の内視鏡装置。
A substrate portion on which the photoelectric conversion element is attached in the first substrate of the optical transmission module and a substrate portion on which the imaging device is attached in the second substrate of the optical transmission module are separated to form a space between the two substrate portions.
The endoscope apparatus according to claim 1 .
前記第1の基板の前記基板部に対する前記光電変換素子の搭載向きと、前記第2の基板の前記基板部に対する前記撮像装置の搭載向きとが、互いに反対向きになるようにして取り付けられた、
請求項2に記載の内視鏡装置。
The photoelectric conversion element is mounted on the substrate portion of the first substrate such that a mounting direction of the photoelectric conversion element and a mounting direction of the imaging device on the substrate portion of the second substrate are opposite to each other.
The endoscope apparatus according to claim 2 .
前記光伝送モジュールは、
前記空間部を放熱部材でモールドし、
前記放熱部材が前記第1の基板の前記基板部および前記第2の基板の前記基板部と接触している 、
請求項2に記載の内視鏡装置。
The optical transmission module includes:
The space is molded with a heat dissipation material,
the heat dissipation member is in contact with the substrate portion of the first substrate and the substrate portion of the second substrate;
The endoscope apparatus according to claim 2 .
被検体内部に挿入される先端部に、被検体内部を撮影する撮像装置が設けられた挿入部と、
前記挿入部の基端部と接続され、前記挿入部の操作を行う操作部と、
一端側が前記操作部と接続され、他端側にプロセッサとの接続部を備えた連結可撓管部と、
を有する内視鏡装置であって、
光信号を電気信号に変換する光電変換素子、および前記光電変換素子の電流信号出力を電圧信号出力に変換する信号変換回路部が取り付けられた第1の基板における前記光電変換素子および前記信号変換回路部の露出部を、前記挿入部から前記操作部を介して前記連結可撓管部内を延設されている光信号伝送線の他方側端部を前記光電変換素子に対して位置決め保持するガイド保持部を形成して、放熱部材でモールドして隠蔽してなる光受信モジュールと、
前記プロセッサ側に設けられた制御基板と信号および電源接続するための装置接続コネクタが取り付けられた第2の基板に前記光受信モジュールを取り付けて構成された光伝送モジュールと、
を含み、
前記連結可撓管部の接続部内部に、前記光電変換素子、前記信号変換回路部および前記装置接続コネクタを、前記光伝送モジュールによって一体的に組み付けてなる、
内視鏡装置。
an insertion section having an imaging device at a tip portion thereof for imaging the inside of the subject;
an operation unit connected to a base end of the insertion unit and configured to operate the insertion unit;
a connecting flexible tube portion having one end connected to the operation portion and the other end provided with a connection portion for connecting to a processor;
An endoscope apparatus having
an optical receiving module, comprising: a photoelectric conversion element for converting an optical signal into an electric signal; and a signal conversion circuit for converting a current signal output of the photoelectric conversion element into a voltage signal output, the photoelectric conversion element and an exposed portion of the signal conversion circuit being attached to a first substrate; a guide holding portion for positioning and holding the other end of an optical signal transmission line extending from the insertion portion through the connecting flexible tube portion with respect to the photoelectric conversion element, the guide holding portion being molded and concealed with a heat dissipation member;
an optical transmission module configured by mounting the optical receiving module on a second board on which a device connection connector for connecting a control board provided on the processor side and a signal and power supply is mounted;
Including,
the photoelectric conversion element, the signal conversion circuit unit, and the device connection connector are integrally assembled by the optical transmission module inside the connection portion of the connecting flexible tube section.
Endoscopic device.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002291693A (en) 2001-03-29 2002-10-08 Olympus Optical Co Ltd Imaging unit
JP2012050704A (en) 2010-09-01 2012-03-15 Fujifilm Corp Electronic endoscope and manufacturing method of the same
JP2012050651A (en) 2010-08-31 2012-03-15 Fujifilm Corp Imaging device and endoscope apparatus
WO2012043187A1 (en) 2010-09-30 2012-04-05 オリンパス株式会社 Photoelectric conversion connector, optical transmission module, image capturing device, and endoscope
JP2015092524A (en) 2013-11-08 2015-05-14 日立金属株式会社 Heat radiation structure of electronic component
WO2019038929A1 (en) 2017-08-25 2019-02-28 オリンパス株式会社 Endoscope optical module, endoscope, and method for manufacturing endoscope optical module

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002291693A (en) 2001-03-29 2002-10-08 Olympus Optical Co Ltd Imaging unit
JP2012050651A (en) 2010-08-31 2012-03-15 Fujifilm Corp Imaging device and endoscope apparatus
JP2012050704A (en) 2010-09-01 2012-03-15 Fujifilm Corp Electronic endoscope and manufacturing method of the same
WO2012043187A1 (en) 2010-09-30 2012-04-05 オリンパス株式会社 Photoelectric conversion connector, optical transmission module, image capturing device, and endoscope
JP2015092524A (en) 2013-11-08 2015-05-14 日立金属株式会社 Heat radiation structure of electronic component
WO2019038929A1 (en) 2017-08-25 2019-02-28 オリンパス株式会社 Endoscope optical module, endoscope, and method for manufacturing endoscope optical module

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