JP2017018571A - 内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】挿入部の細径化を制約することなく、処置具チャンネルから漏れる高周波がイメージセンサの映像信号に及ぼす影響を低減することのできる内視鏡を提供する。【解決手段】内視鏡は、イメージセンサ２０と、挿入部の長手軸に沿って延びる処置具チャンネル１４の先端部と、を挿入部の先端部に備え、イメージセンサ２０は、映像信号を出力する映像端子２３ａを含む複数の端子を有し、長手軸に垂直な面Ｓ内での距離であって端子毎の処置具チャンネル１４の中心Ｃからの距離のなかで、映像端子２３ａの距離Ｌａが最も大きい。【選択図】図３

Description

本発明は、被検体内に挿入される挿入部の先端部にイメージセンサを備える内視鏡に関する。

内視鏡の挿入部には処置具が挿通される処置具チャンネルが設けられており、挿入部の先端部に設けられたイメージセンサを用いた観察に加え、処置具チャンネルに挿通された処置具を用い、観察部位に対する処置が行われる場合がある。

処置具として例えば電気メスなどの高周波処置具が用いられる場合がある。特許文献１に記載された内視鏡では、イメージセンサが接続される回路基板にシールド片が連設され、回路基板に接続される電線群の導体露出部がシールド片で覆われており、高周波処置具から放射されるノイズがイメージセンサの入出力に混入することが抑制されている。

特開２０１１−２１２１６１号公報

挿入部の先端部には、イメージセンサや処置具チャンネル、さらには、観察部位を照明する照明光を導光するライトガイドなどの多くの部材が内蔵されている。

内視鏡の挿入部に対して細径化が要請されており、挿入部の先端部に内蔵される種々の部材のなかでも比較的大きなスペースを占有するイメージセンサと処置具チャンネルとは極めて近接して配置されることとなる。このため、イメージセンサの入出力は、処置具チャンネルに挿通された高周波処置具から放射されるノイズの影響を受けやすくなる。そして、イメージセンサから出力される映像信号にノイズが混入すると、適切な観察及び処置に支障が生じる虞がある。

本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、挿入部の細径化を制約することなく、処置具チャンネルに挿通された高周波処置具から放射されるノイズに対する耐性を強化することができる内視鏡を提供することを目的としている。

本発明の一態様の内視鏡は、イメージセンサと、挿入部の長手軸に沿って延びる処置具チャンネルの先端部と、を上記挿入部の先端部に備え、上記イメージセンサは、映像信号を出力する映像端子を含む複数の端子を有し、上記長手軸に垂直な面内での距離であって上記端子毎の上記処置具チャンネルの中心からの距離のなかで、上記映像端子の距離が最も大きい。

本発明によれば、挿入部の細径化を制約することなく、処置具チャンネルに挿通された高周波処置具から放射されるノイズに対する耐性を強化することができる。

本発明の実施形態を説明するための、内視鏡システムの一例の構成図である。 図１の内視鏡の挿入部先端部の一例の断面図である。 図２の挿入部先端部の構成例におけるイメージセンサの端子のレイアウトの一例を示す模式図である。 図２の挿入部先端部の構成例におけるイメージセンサの端子のレイアウトの他の例を示す模式図である。 図２の挿入部先端部の構成例におけるイメージセンサの端子のレイアウトの他の例を示す模式図である。 図２の挿入部先端部の構成例におけるイメージセンサの端子のレイアウトの他の例を示す模式図である。 図２の挿入部先端部の構成例におけるイメージセンサの端子のレイアウトの他の例を示す模式図である。 図１の内視鏡の挿入部先端部の他の例の断面図である。 図１の内視鏡の挿入部先端部の他の例の断面図である。 図９の挿入部先端部の構成例におけるイメージセンサの端子のレイアウトの一例を示す模式図である。

図１は、本発明の実施形態を説明するための、内視鏡システムの一例を示す。

内視鏡システム１は、内視鏡２と、光源ユニット３と、プロセッサユニット４とを備える。内視鏡２は、被検体内に挿入される挿入部６と、挿入部６に連なる操作部７と、操作部７から延びるユニバーサルコード８とを有し、挿入部６は、先端部１０と、先端部１０に連なる湾曲部１１と、湾曲部１１と操作部７とを繋ぐ軟性部１２とで構成されている。

先端部１０には、観察部位を照明するための照明光を出射する照明光学系と、観察部位を撮像するイメージセンサ及び撮像光学系とが設けられている。湾曲部１１は挿入部６の長手軸と直交する方向に湾曲可能に構成されており、湾曲部１１の湾曲動作は操作部７にて操作される。また、軟性部１２は、挿入部６の挿入経路の形状に倣って変形可能な程に比較的柔軟に構成されている。

操作部７には、先端部１０のイメージセンサの撮像動作を操作するボタンと、湾曲部１１の湾曲動作を操作する回転ノブとが設けられている。また、操作部７には、電気メスなどの処置具が挿入される挿入口１３が設けられており、挿入部６の内部には、挿入口１３から先端部１０に達し、処置具が挿通される処置具チャンネル１４が設けられている。

ユニバーサルコード８の末端にはコネクタ９が設けられ、内視鏡２は、コネクタ９を介して、先端部１０の照明光学系から出射される照明光を生成する光源ユニット３、及び先端部１０のイメージセンサによって取得される映像信号を処理するプロセッサユニット４と接続される。プロセッサユニット４は、入力された映像信号を処理して観察部位の映像データを生成し、生成した映像データをモニタ５に表示させ、また記録する。

挿入部６及び操作部７並びにユニバーサルコード８の内部にはライトガイド及び電線群が設けられている。ライトガイドを介して光源ユニット３にて生成された照明光が先端部１０の照明光学系に導光され、電線群を介して先端部１０のイメージセンサとプロセッサユニット４との間で信号及び電力が伝送される。

図２は、挿入部６の先端部１０の構成例を示す。

先端部１０には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ又はＣＭＯＳ（Complementaly Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどのイメージセンサ２０と、イメージセンサ２０の受像面２０ａに被写体像を結像させる対物光学系２１と、処置具チャンネル１４の導出口２２とが設けられている。なお、図示は省略するが、先端部１０には、ライトガイドを介して光源ユニット３から導光される照明光を出射する照明光学系なども設けられる。

イメージセンサ２０の受像面２０ａは挿入部６の長手軸Ａに対して略垂直に配置されている。対物光学系２１の光軸は挿入部６の長手軸Ａに略平行とされ、対物光学系２１を構成する光学素子のうち最も被写体側に位置する対物光学素子２１ａは先端部１０の端面に露呈している。

処置具チャンネル１４は挿入部６の長手軸Ａに略平行に延在し、イメージセンサ２０及び対物光学系２１に並設されており、処置具チャンネル１４の導出口２２は先端部１０の端面に開口している。

イメージセンサ２０は映像信号を出力する映像端子を含む複数の端子２３を有しており、図示の例では、これらの端子２３はイメージセンサ２０の受像面２０ａ側とは反対側の背面２０ｂに設けられている。なお、端子２３の配設箇所は、背面２０ｂに限られるものではなく、例えばイメージセンサ２０の側面に設けられていてもよい。

そして、イメージセンサ２０とプロセッサユニット４（図１参照）とを接続する電線群２４の個々の導体の一端は、フレキシブル回路基板２５を介して端子２３に接続されているフレキシブル回路基板２５と端子２３との接続方法としては、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）接続、ＮＣＦ（Non Conductive Film）接続、バンプ接続を例示することができる。なお、電線群２４の個々の導体の一端が端子２３に直接接続されていてもよい。

図３は、図２の挿入部６の先端部１０におけるイメージセンサ２０の端子２３のレイアウトの一例を示す。

図３に示す例では、端子２３として、映像信号を出力する映像端子２３ａと、イメージセンサ２０の動作を制御する制御信号が入力される制御端子２３ｂと、イメージセンサ２０の動作電力が入力される電源端子２３ｃと、グランド端子２３ｄとの計四個の端子が設けられており、これら四個の映像端子２３ａと制御端子２３ｂと電源端子２３ｃとグランド端子２３ｄとが、平面視略矩形状のイメージセンサ２０の背面２０ｂの四辺のうちイメージセンサ２０及び対物光学系２１と処置具チャンネル１４との並び方向と略直交する方向に延びる一辺に沿って並んで配置されている。

そして、映像端子２３ａが処置具チャンネル１４から最も離れた位置に配置されている。すなわち、挿入部６の長手軸Ａに垂直な面内での距離であって端子毎の処置具チャンネル１４の中心Ｃからの距離のなかで、映像端子２３ａの距離Ｌａが最も大きくなっている。なお、図示の例では、映像端子２３ａと制御端子２３ｂと電源端子２３ｃとグランド端子２３ｄとは、長手軸Ａに略直交して配置されているイメージセンサ２０の背面２０ｂに設けられていることから、各端子の処置具チャンネル１４の中心Ｃからの距離は、映像端子２３ａと制御端子２３ｂと電源端子２３ｃとグランド端子２３ｄとの四個の端子に共通して長手軸Ａに垂直な面Ｓ内にて設定される。

映像端子２３ａを処置具チャンネル１４から最も離れた位置に配置することにより、処置具チャンネル１４に挿通された高周波処置具から放射されるノイズが映像端子２３ａから出力される映像信号に混入することを抑制でき、適切な観察及び処置の実施に求められる鮮明な映像を得ることができる。そして、シールドに依らずに映像端子２３ａの配置によって内視鏡２のノイズ耐性を高めることができるので、挿入部６の細径化にも資する。

ノイズの影響は、適切な観察及び処置を実施するうえで、映像端子２３ａから出力される映像信号において顕在化し易く、また、制御端子２３ｂに入力される制御信号においても比較的顕在化し易い。他方、電源端子２３ｃに入力される動作電力及びグランドにおいては顕在化し難い。

そこで、図示の例のようにグランド端子２３ｄを処置具チャンネル１４に最も近い位置に配置する、すなわち、面Ｓ内での処置具チャンネル１４の中心Ｃからグランド端子２３ｄまでの距離Ｌｄを最も小さくすることが好ましく、或いは電源端子２３ｃを処置具チャンネル１４に最も近い位置に配置する、即ち面Ｓ内での処置具チャンネル１４の中心Ｃから電源端子２３ｃまでの距離Ｌｃを最も小さくすることが好ましい。これにより、内視鏡２のノイズ耐性を一層高めることができる。

図４は、図２の挿入部６の先端部１０におけるイメージセンサ２０の端子２３のレイアウトの他の例を示す。

図４に示す例では、端子２３として、映像信号を出力する映像端子２３ａと、イメージセンサ２０の動作を制御する制御信号が入力される制御端子２３ｂと、イメージセンサ２０の動作電力が入力される電源端子２３ｃと、グランド端子２３ｄとの計四個の端子が設けられており、これら四個の映像端子２３ａと制御端子２３ｂと電源端子２３ｃとグランド端子２３ｄとが、平面視略矩形状のイメージセンサ２０の背面２０ｂの四辺のうちイメージセンサ２０及び対物光学系２１と処置具チャンネル１４との並び方向に延びる一辺に沿って並んで配置されている。

そして、映像端子２３ａが処置具チャンネル１４から最も離れた位置に配置されている。すなわち、挿入部６の長手軸Ａに垂直な面内での距離であって端子毎の処置具チャンネル１４の中心Ｃからの距離のなかで、映像端子２３ａの距離Ｌａが最も大きくなっている。各端子の処置具チャンネル１４の中心Ｃからの距離は、映像端子２３ａと制御端子２３ｂと電源端子２３ｃとグランド端子２３ｄとの四個の端子に共通して長手軸Ａに垂直な面Ｓ内にて設定される。

映像端子２３ａを処置具チャンネル１４から最も離れた位置に配置することにより、図３に示した例と同様に、処置具チャンネル１４に挿通された高周波処置具から放射されるノイズが映像端子２３ａから出力される映像信号に混入することを抑制でき、適切な観察及び処置の実施に求められる鮮明な映像を得ることができる。また、シールドに依らずに映像端子２３ａの配置によって内視鏡２のノイズ耐性を高めることができるので、挿入部６の細径化にも資する。

そして、面Ｓ内での処置具チャンネル１４の中心Ｃからグランド端子２３ｄまでの距離Ｌｄを最も小さくする、或いは電源端子２３ｃを処置具チャンネル１４に最も近い位置に配置することにより、内視鏡２のノイズ耐性を一層高めることができる。

図５は、図２の挿入部６の先端部１０におけるイメージセンサ２０の端子２３のレイアウトの他の例を示す。

図５に示す例では、映像端子２３ａと制御端子２３ｂと電源端子２３ｃとグランド端子２３ｄとが、イメージセンサ２０の背面２０ｂの四辺に沿った二行二列のマトリックス状に配置されている。映像端子２３ａと制御端子２３ｂと電源端子２３ｃとグランド端子２３ｄとが背面２０ｂの一辺に沿って配置された図３及び図４にそれぞれ示した例に比べて個々の端子のサイズを大きくでき、各端子とフレキシブル回路基板２５のランド又は電線群２４の導体との接続を容易に且つ確実に行うことができる。

図５に示す例においても、映像端子２３ａを処置具チャンネル１４から最も離れた位置に配置する、即ち挿入部６の長手軸Ａに垂直な面内での距離であって端子毎の処置具チャンネル１４の中心Ｃからの距離のなかで、映像端子２３ａの距離Ｌａを最も大きくすることにより、挿入部６の細径化を制約することなく、処置具チャンネル１４に挿通された高周波処置具から放射されるノイズに対する耐性を強化することができる。

ここまで、イメージセンサ２０に、映像端子２３ａと制御端子２３ｂと電源端子２３ｃとグランド端子２３ｄとの計四個の端子が設けられるものとして説明したが、端子は四個に限定されるものではない。

図６に示す例は、映像端子と制御端子と電源端子とグランド端子に第５の端子を加えて計五個の端子を設けたものであり、第５の端子としては、外部クロック信号が入力される外部クロック端子、又はリセット信号が入力されるリセット端子を例示することができる。図示は省略するが、外部クロック端子及びリセット端子をいずれも加えて計六個の端子を設けることもできる。

さらに、図７に示す例は、制御端子を、チップセレクト信号が入力されるＳＣＳ（Serial Chip Select）端子と、シリアルクロック信号が入力されるＳＣＫ（Serial Clock）端子と、シリアルデータが入力されるＳＩ（Serial Data Input）端子とに細分して、映像端子と電源端子とグランド端子と外部クロック端子とリセット端子と合わせて計八個の端子を設けたものである。

図６及び図７に示すいずれの例においても、映像端子２３ａを処置具チャンネル１４から最も離れた位置に配置する、即ち挿入部６の長手軸Ａに垂直な面内での距離であって端子毎の処置具チャンネル１４の中心Ｃからの距離のなかで、映像端子２３ａの距離Ｌａを最も大きくすることにより、挿入部６の細径化を制約することなく、処置具チャンネル１４に挿通された高周波処置具から放射されるノイズに対する耐性を強化することができる。

なお、映像信号は制御信号及び外部クロック信号並びにリセット信号などの各種信号と重畳して伝送することもでき、映像信号を含む重畳信号が入出力される信号端子と電源端子とグランド端子の計三個の端子とすることもできる。この場合には、映像信号を含む重畳信号が入出力される信号端子を処置具チャンネル１４から最も離れた位置に配置すればよい。

また、図８に示すように、イメージセンサ２０の受像面２０ａ及び反対側の背面２０ｂは、挿入部６の長手軸Ａに対して斜めに配置されてもよい。この場合に、各端子の処置具チャンネル１４の中心からの距離が設定される長手軸Ａに垂直な面は端子毎に異なる。

図８に示す例では映像端子２３ａ及び制御端子２３ｂが背面２０ｂの処置具チャンネル１４側とは反対側の上辺に沿って設けられ、電源端子２３ｃ及びグランド端子２３ｄが背面２０ｂの処置具チャンネル１４側の下辺に沿って設けられており、映像端子２３ａの距離Ｌａ及び制御端子２３ｂの距離Ｌｂは、映像端子２３ａ及び制御端子２３ｂを含み長手軸Ａに垂直な面Ｓ１内にて設定され、電源端子２３ｃの距離Ｌｃ及びグランド端子２３ｄの距離Ｌｄは、電源端子２３ｃ及びグランド端子２３ｄを含み長手軸Ａに垂直な面Ｓ２内にて設定される。

図９は、挿入部６の先端部１０の他の構成例を示し、図１０は、図９の挿入部６の先端部１０におけるイメージセンサ２０の端子２３のレイアウトの一例を示す。

図９及び図１０に示す例では、イメージセンサ２０の受像面２０ａは挿入部６の長手軸Ａに対して略平行、且つ対物光学系２１と処置具チャンネル１４との並び方向に対して略平行に配置されており、対物光学系２１とイメージセンサ２０との間にはプリズム２６が配置されている。対物光学系２１からプリズム２６に入射した光は、プリズム２６の反射面２７で反射されてイメージセンサ２０の受像面２０ａに入射する。

そして、受像面２０ａが設けられたイメージセンサ２０の表面においてプリズム２６の外側に配置される領域には、複数の端子２３として、図１０に示すように、映像端子２３ａと、制御端子２３ｂと、電源端子２３ｃと、グランド端子２３ｄとの計四個の端子が設けられており、これら四個の映像端子２３ａと制御端子２３ｂと電源端子２３ｃとグランド端子２３ｄとが、イメージセンサ２０及び対物光学系２１と処置具チャンネル１４との並び方向に並んで配置されている。

そして、映像端子２３ａが処置具チャンネル１４から最も離れた位置に配置されている。すなわち、挿入部６の長手軸Ａに垂直な面内での距離であって端子毎の処置具チャンネル１４の中心Ｃからの距離のなかで、映像端子２３ａの距離Ｌａが最も大きくなっている。これにより、図３に示した例と同様に、処置具チャンネル１４に挿通された高周波処置具から放射されるノイズが映像端子２３ａから出力される映像信号に混入することを抑制でき、適切な観察及び処置の実施に求められる鮮明な映像を得ることができる。また、シールドに依らずに映像端子２３ａの配置によって内視鏡２のノイズ耐性を高めることができるので、挿入部６の細径化にも資する。

なお、図９及び図１０に示した例では、電線群２４の個々の導体の一端が端子２３に直接接続されているが、図２に示した例のように、電線群２４の個々の導体の一端は、フレキシブル回路基板２５を介して端子２３に接続されていてもよい。

以上説明したように、本明細書に開示された内視鏡は、イメージセンサと、挿入部の長手軸に沿って延びる処置具チャンネルの先端部とを上記挿入部の先端部に備え、上記イメージセンサは、映像信号を出力する映像端子を含む複数の端子を有し、上記長手軸に垂直な面内での距離であって上記端子毎の上記処置具チャンネルの中心からの距離のなかで、上記映像端子の距離が最も大きい。

開示された内視鏡は、上記イメージセンサの動作電力が供給される電源端子を上記端子に含み、上記電源端子の距離が最も小さい。

開示された内視鏡は、グランド端子を上記端子に含み、上記グランド端子の距離が最も小さい。

開示された内視鏡は、上記端子が、上記イメージセンサの受像面側とは反対側の背面に設けられている。

開示された内視鏡は、上記端子の数が４である。

開示された内視鏡は、上記端子が、上記背面の四辺に沿った二行二列のマトリックス状に配置されている。

１ 内視鏡システム
２ 内視鏡
３ 光源ユニット
４ プロセッサユニット
５ モニタ
６ 挿入部
７ 操作部
８ ユニバーサルコード
９ コネクタ
１０ 先端部
１１ 湾曲部
１２ 軟性部
１３ 挿入口
１４ 処置具チャンネル
２０ イメージセンサ
２０ａ 受像面
２０ｂ 背面
２１ 対物光学系
２１ａ 対物光学素子
２２ 導出口
２３ 端子
２３ａ 映像端子
２３ｂ 制御端子
２３ｃ 電源端子
２３ｄ グランド端子
２４ 電線群
２５ フレキシブル回路基板
２６ プリズム
２７ 反射面
Ａ 長手軸
Ｃ 中心
Ｌａ 距離
Ｌｂ 距離
Ｌｃ 距離
Ｌｄ 距離
Ｓ 面
Ｓ１ 面
Ｓ２ 面

Claims (6)

1. イメージセンサと、
   挿入部の長手軸に沿って延びる処置具チャンネルの先端部と、
   を前記挿入部の先端部に備え、
   前記イメージセンサは、映像信号を出力する映像端子を含む複数の端子を有し、
   前記長手軸に垂直な面内での距離であって前記端子毎の前記処置具チャンネルの中心からの距離のなかで、前記映像端子の距離が最も大きい内視鏡。
2. 請求項１記載の内視鏡であって、
   前記イメージセンサの動作電力が供給される電源端子を前記端子に含み、
   前記電源端子の距離が最も小さい内視鏡。
3. 請求項１記載の内視鏡であって、
   グランド端子を前記端子に含み、
   前記グランド端子の距離が最も小さい内視鏡。
4. 請求項１から３のいずれか一項記載の内視鏡であって、
   前記端子は、前記イメージセンサの受像面側とは反対側の背面に設けられている内視鏡。
5. 請求項４記載の内視鏡であって、
   前記端子の数は４である内視鏡。
6. 請求項５記載の内視鏡であって、
   前記端子は、前記背面の四辺に沿った二行二列のマトリックス状に配置されている内視鏡。

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