JP4153922B2

JP4153922B2 - 電子内視鏡

Info

Publication number: JP4153922B2
Application number: JP2005114939A
Authority: JP
Inventors: 威晴中里
Original assignee: Olympus Medical Systems Corp
Current assignee: Olympus Medical Systems Corp
Priority date: 2005-04-12
Filing date: 2005-04-12
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2025-04-12
Also published as: JP2006288824A

Description

本発明は、被検体像を撮像するための撮像素子を備えた電子内視鏡に関する。

内視鏡は、医療や工業などの各種分野において、管腔内等の直接目視することができない部位を観察するために用いられている。

ところで、近年の電子技術の進歩により、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子が高画質化および低価格化を果たしているために、内視鏡として、対物光学系の結像位置に撮像素子を配置した電子内視鏡が広く使用されるようになってきている。

こうした電子内視鏡は、挿入軸方向と、対物光学系による観察方向と、の関係により、種々のタイプのものがある。例えば、挿入軸方向と観察方向とが一致するように構成された直視型、挿入軸方向に対して観察方向が直交するように構成された側視型、挿入軸方向と観察方向とが非直交に交差するように構成された斜視型、などである。

これらの内の斜視型は、さらに、前方斜め方向を観察するための前方斜視型と、後方斜め方向を観察するための後方斜視型と、があるが、前方斜視型の電子内視鏡としては、特開平１１−８９７９４号公報に記載されたものが一例として挙げられ、該電子内視鏡は挿入部先端部の細径化を図るものとなっている。

ところで、撮像素子は、外部からの電磁ノイズの影響を受けると画質が低下することがあり、また、撮像素子自体が電磁ノイズの発生源となって他の電子機器等に影響を及ぼす可能性がある。そこで、上述した特開平１１−８９７９４号公報の段落番号［００２６］には、撮像部の撮像素子チップおよび周辺回路基板の周囲を、シールド部材で覆う技術が記載されている。また、該公報の段落番号［００２４］には、撮像素子チップや周辺回路基板へ接続される信号ケーブルが、内部被覆であるシールド線と複数の単線とからなる複数の信号線により構成されていることが記載されている。
特開平１１−８９７９４号公報

上述したような特開平１１−８９７９４号公報に記載の技術では、シールド部材の外周と信号ケーブルの最外周の被覆部とを、保護部材により被覆することが記載されているが、該保護部材の材質については特に記載されていないために、電磁ノイズがこの保護部材部分を通過する可能性がある。従って、この場合には、シールド部材と信号ケーブルの被覆部との間を通って通過する電磁ノイズが、撮像素子の画質に影響を及ぼしたり、あるいは撮像素子から発生された電磁ノイズが他の電子機器等に影響を及ぼしたりする可能性がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、撮像部内と撮像部外とをより高いレベルで電磁的に遮断することができる電子内視鏡を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明の電子内視鏡は、被検体像を撮像するための撮像素子と、前記撮像素子へ接続される１以上の信号線を、電磁的に遮断するようにまとめて覆うケーブル総合シールドと、前記撮像素子の外周側を電磁的に遮断するように覆うシールド枠と、前記ケーブル総合シールドと前記シールド枠との間を導通するように設けられる導電性の接着剤と、を具備し、前記ケーブル総合シールドと前記シールド枠とは、内視鏡の挿入軸方向における位置が重なるように配置され、前記導電性の接着剤は、挿入軸方向における位置が重なっているケーブル総合シールドとシールド枠との間の空間に、全周に渡って充填され、前記シールド枠は、前記ケーブル総合シールドとの挿入軸方向における位置が重なっている部分、または該部分の近傍に、前記導電性の接着剤を注入する際に用いるための注入口を有することを特徴とする。

本発明の電子内視鏡によれば、撮像部内と撮像部外とをより高いレベルで電磁的に遮断することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

［実施形態１］
図１から図４は本発明の実施形態１を示したものであり、図１は電子内視鏡の撮像部の構成を示す断面図であって、図２のＡ−Ａ断面を示す図、図２は信号ケーブルと撮像部との接続部分近傍を示す図１のＢ−Ｂ断面図、図３は撮像部の対物光学系における第２レンズの保持枠の構成を従来と対比して示す断面図、図４はシールド枠に設けられたＵ字状切欠を示す斜視図である。

図１に示すように、電子内視鏡（以下、適宜「内視鏡」と省略する。）に設けられた撮像部１は、前方斜視型の内視鏡を構成するためのものとなっている。

この撮像部１は、外周部における先端側から基端側に向かって順に、先端枠２と、レンズ枠３と、保持枠４と、シールド枠５と、保護チューブ６と、を備えている。

また、撮像部１が備える対物光学系は、先端側から基端側に向かって順に、第１レンズ１１、第２レンズ１２、プリズム１３、第３レンズ１４、第４レンズ１５、第５レンズ１６、第６レンズ１７を含み、さらに、第１レンズ１１と第２レンズ１２との間に配設された絞り２１と、第２レンズ１２とプリズム１３との間に配設された絞り２２と、プリズム１３と第３レンズ１４との間に配設された絞り２３と、第４レンズ１５の基端面側に配設された絞り２４と、を含んでいる。

このような対物光学系の光路上後方には、カバーガラス１８が配設され、さらに該対物光学系の結像位置に撮像素子３１が配設されている。また、カバーガラス１８の先端面側には、対物光学系を構成する絞り２５がさらに配設されている。

先端枠２は、上述した対物光学系のレンズ等の内の、第１レンズ１１と絞り２１と第２レンズ１２と絞り２２とプリズム１３とを保持する金属製の枠部材である。すなわち、先端枠の先端側には第１レンズ１１が半田５２等により接合されており、その基端側には絞り２１と、レンズ枠２６に取り付けられた第２レンズ１２と、が固着されている。第２レンズ１２のさらに基端側には、絞り２２を挟んで、プリズム１３が接着剤５１により先端枠２に対して固着されている。

ここに、第２レンズ１２を保持するレンズ枠は、従来は図３（Ｂ）に示すような、第２レンズ１２の先端面外周側を覆う内方フランジを備えた断面形状（つまり、略Ｔ字状の断面形状）のレンズ枠１００であったが、本実施形態においては、図３（Ａ）に示すような内方フランジを省略した断面形状（つまり、略Ｌ字状の断面形状）のレンズ枠２６となっている。そして、第２レンズ１２は、レンズ枠２６に対して、接着や半田等を用いて固定されている。このように、従来のレンズ枠１００よりも本実施形態のレンズ枠２６の形状を簡略化することにより、該レンズ枠２６を加工するための費用を削減することが可能となる。そして、従来のレンズ枠１００よりも簡略化された形状のレンズ枠２６であっても実用に何らの遜色はなく、必要な強度や精度などを確保できていることが試験により確かめられている。

プリズム１３は、第１面１３ａが入射面と反射面とを兼ねた面となっており、第２面１３ｂが反射面、第３面１３ｃが出射面となった、光軸に沿った断面が略三角形状をなすプリズムである。

レンズ枠３は、第３レンズ１４と第４レンズ１５と絞り２４と第５レンズ１６と第７レンズ１７とを保持する金属製の枠部材であり、第３レンズ１４と第４レンズ１５との間にはスペーサ２７が、絞り２４と第５レンズ１６との間にはスペーサ２８が、それぞれ配設されている。

このようなレンズ枠３は、先端枠２の基端側内部に嵌入した後に、該先端枠２に対して接着や半田付け等により固着されるが、それに先だって、絞り２３がプリズム１３側へ落とし込まれるようになっている。すなわち、絞り２３は、先端枠２の基端側内径とほぼ同一の外径を備えており、プリズム１３の第３面１３ｃとレンズ枠３の先端面３ａとの間に挟み込まれることで固定されるものとなっている。このような技術を用いることにより、絞り２３を接着する工程が不要となるために、製造コストを下げることが可能となる。そして、絞り２３は、挟み込みのみにより配設しても、必要な取り付け精度や強度が得られることが、試験により確かめられている。

保持枠４は、先端側がレンズ枠３に外嵌され、基端側において絞り２５とカバーガラス１８と撮像素子３１とを保持する金属製の枠部材である。

撮像素子３１は、電気回路基板３２に接続されており、この電気回路基板３２上にはトランジスタやコンデンサ等の複数の回路素子３３が実装されている。このような電気回路基板３２や回路素子３３に対して、複数の信号線３４が接続されており、各信号線３４は接続部分を除いて被覆３５により覆われている。この被覆３５の基端側は、ノイズ除去用の同軸ケーブル３６として構成されており、複数の同軸ケーブル３６を全て覆うように、細い金属線を網目状に編み上げて構成されているケーブル総合シールド３７が設けられている。このケーブル総合シールド３７は、外周面を銅線３８により巻回された後に半田３９により固定されており、ケーブル総合シールド３７を構成する細い金属線がばらばらに解けることはなく、さらに、ケーブル総合シールド３７内に配設されている複数の同軸ケーブル３６がばらばらになることもない。このような構成により、組み立て性を向上することが可能となる。そして、このケーブル総合シールド３７の基端側はさらに絶縁チューブ４０により被覆されて、信号ケーブル４１が構成されている。この信号ケーブル４１は、絶縁チューブ４０の外周を、さらに、軟性の保護チューブ４２により覆われている。

上述したような撮像素子３１や電気回路基板３２の外周側を覆うように、金属等の導電性の素材により形成されたシールド枠５が設けられている。このシールド枠５は、先端側において保持枠４の外周側に嵌合しており、基端側はケーブル総合シールド３７と図１のの長さＬに示す軸方向長さだけ重なるように構成されている。このシールド枠５は、図４に示すように、４隅を面取りした略四角筒形状（あるいは略八角筒形状）をなすように、平板の導電性板を折り曲げて、周方向の一部を重畳させて形成されたものである。さらに、このシールド枠５の基端側には、例えば上側と下側との２カ所に、後述するような導電性の接着剤４７を注入するための注入口として、Ｕ字状切欠５ａが形成されている。このＵ字状切欠５ａの切欠先端は、ケーブル総合シールド３７の先端側よりは基端側の位置となるように、互いの位置が調整されている。

そして、シールド枠５の内周側は、撮像素子３１や電気回路基板３２を埋め込むように、複数回に分けて非導電性の接着剤４５が流し込まれ充填されている。これらの接着剤４５は、まず、上述したケーブル総合シールド３７の先端側まで充填され、その後にさらに、Ｕ字状切欠５ａの切欠先端の位置まで、別途の非導電性の接着剤４６がケーブル総合シールド３７の外周側全周に渡って充填されている。この非導電性の接着剤４６は、後述する導電性の接着剤４７が先端側に流れ込むのを防止するための流れ込み防止手段として機能するようになっている。なお、この流れ込み防止手段としては、非導電性の接着剤４６を用いるに限るものではなく、別途の蓋部材等を用いることも可能であり、その他、各種の手段を採用することも可能である。

続いて、Ｕ字状切欠５ａを介して、導電性の接着剤４７がケーブル総合シールド３７の外周側全周に渡って充填される。この導電性の接着剤４７は、図１および図２に示すように、ケーブル総合シールド３７の外周側と、シールド枠５の内周側と、の間の、非導電性の接着剤４６が充填された部分を除く上記重なる部分に、隙間なく充填される。ケーブル総合シールド３７とシールド枠５との間隔は、実際の製品の例では、ミリ単位の小さなものであるために、例え粘性の小さい接着剤を用いたとしても充填作業は容易ではないが、上述したようにＵ字状切欠５ａを設けることにより、より容易かつ確実に充填作業を行うことが可能となる。

そして、このような構成により、ケーブル総合シールド３７とシールド枠５とが導電性の接着剤４７により電気的に導通され、撮像素子３１の基端側が完全に電磁シールドされることになる。加えて、このとき、カバーガラス１８を、撮像に必要な帯域の光（例えば、可視光、赤外光、紫外光など）を通過させ、ノイズの要因となり得る帯域の電磁波を通過させないような素材により形成すれば、より一層確実に電磁シールドすることが可能となる。

導電性の接着剤４７の基端側には、さらに、非導電性の接着剤等が必要に応じて充填された後に、保持枠４とシールド枠５と信号ケーブル４１外周の保護チューブ４２とを覆うように、保護チューブ６が外嵌される。

このような実施形態１によれば、ケーブル総合シールド３７とシールド枠５とが軸方向に沿って一部重なるようにし、この重なり部分におけるケーブル総合シールド３７とシールド枠５との間に、全周に渡って導電性の接着剤４７を充填したために、外部からの電磁ノイズが撮像素子３１の画質に影響を及ぼすのを防止することができるとともに、撮像素子３１から発生され得る電磁的影響が、撮像部の外部へ影響を与えるのを防止することが可能となる。

また、シールド枠５にＵ字状切欠５ａを設けたために、接着剤の充填作業を容易かつ確実に行うことが可能となる。

さらに、ケーブル総合シールド３７の外周側を銅線３８や半田３９により固定したために、ケーブル総合シールド３７の構成要素がばらばらになることはなく、組み立て性を向上することができる。

そして、第２レンズ１２を保持するレンズ枠２６の形状を簡単化したために、該レンズ枠２６の製造工程を簡略化して、製造コストを削減することができる。

加えて、絞り２３を、プリズム１３の第３面１３ｃとレンズ枠３の先端面３ａとの間で挟み込むことにより固定するようにしたために、絞り２３を接着等により固定する工程を省略することが可能となって、製造工程を簡略化し製造コストを削減することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。

本発明は、被検体像を撮像するための撮像素子を備えた電子内視鏡に好適に利用することができる。

本発明の実施形態１における電子内視鏡の撮像部の構成を示す断面図であって、図２のＡ−Ａ断面を示す図。上記実施形態１における信号ケーブルと撮像部との接続部分近傍を示す図１のＢ−Ｂ断面図。上記実施形態１の撮像部の対物光学系における第２レンズの保持枠の構成を従来と対比して示す断面図。上記実施形態１におけるシールド枠に設けられたＵ字状切欠を示す斜視図。

符号の説明

１…撮像部
２…先端枠
３…レンズ枠
３ａ…先端面
４…保持枠
５…シールド枠
５ａ…Ｕ字状切欠（注入口）
６…保護チューブ
１１…第１レンズ
１２…第２レンズ
１３…プリズム
１３ａ…第１面
１３ｂ…第２面
１３ｃ…第３面
１４…第３レンズ
１５…第４レンズ
１６…第５レンズ
１７…第６レンズ
１８…カバーガラス
２１〜２５…絞り
２６…レンズ枠
２７，２８…スペーサ
３１…撮像素子
３２…電気回路基板
３３…回路素子
３４…信号線
３５…被覆
３６…同軸ケーブル
３７…ケーブル総合シールド
３８…銅線
３９…半田
４０…絶縁チューブ
４１…信号ケーブル
４２…保護チューブ
４５…非導電性の接着剤
４６…非導電性の接着剤（流れ込み防止手段）
４７…導電性の接着剤
５１…接着剤
５２…半田

Claims

被検体像を撮像するための撮像素子と、
前記撮像素子へ接続される１以上の信号線を、電磁的に遮断するようにまとめて覆うケーブル総合シールドと、
前記撮像素子の外周側を電磁的に遮断するように覆うシールド枠と、
前記ケーブル総合シールドと前記シールド枠との間を導通するように設けられる導電性の接着剤と、
を具備し、
前記ケーブル総合シールドと前記シールド枠とは、内視鏡の挿入軸方向における位置が重なるように配置され、
前記導電性の接着剤は、挿入軸方向における位置が重なっているケーブル総合シールドとシールド枠との間の空間に、全周に渡って充填され、
前記シールド枠は、前記ケーブル総合シールドとの挿入軸方向における位置が重なっている部分、または該部分の近傍に、前記導電性の接着剤を注入する際に用いるための注入口を有する
ことを特徴とする電子内視鏡。