JP4745794B2 - 電子内視鏡用小型コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、電子内視鏡の固体撮像素子から出力される信号を処理する為に電子内視鏡の先端部に設けられた第１の回路基板に接続されたケーブルと電子内視鏡内に設けられた第２の回路基板とを接続する小型コネクタに関する。

通常の電子内視鏡においては、特許文献１に示されているように、ＣＣＤ等の固体撮像素子と固体撮像素子からの信号を処理する信号処理回路が実装された小回路基板（第１の回路基板）が先端部に内蔵されている。電子内視鏡のコネクタ部の内部にはこの小回路基板と固体撮像素子の駆動（機種によっては、ビデオ信号処理も行う）を行うスコープ内回路基板（第２の回路基板）が設けられている。先端部の小回路基板とスコープ内回路基板とは、ケーブルを介して接続されており、ケーブルの両端と基板とははんだ付けにより接続されている。
特開平１０−１４８６７

このような従来の構成において、電子内視鏡への回路基板の組み込みは、以下のような手順によって行われる。

まず、スコープ内回路基板を電子内視鏡に組み込む前に、スコープ内回路基板のテスト（特に撮像素子による画像確認）が行われる。この時、ケーブルをスコープ内回路基板に仮にはんだ付けする。スコープ内回路基板のテスト終了後、ケーブルを一旦スコープ内回路基板から剥がし、既に組み立てられている小回路基板と小回路基板ケーブルを内視鏡の挿入管先端部に組み込む。その後、ケーブルとスコープ内回路基板を再度はんだ付けする。

小回路基板はその寸法が数ミリメートル程度と小さく、ケーブルが接続される端子部もまた微小であり、且つ固体撮像素子などの回路素子は端子部に近接して配置されている。このため、作業効率及び回路の破損を避けるという観点から、一旦小回路基板に取り付けたケーブルを剥がすことは好ましいとはいえない。このため、ケーブルを挿入管に通す際には、ケーブルが小回路基板にはんだ付けされた状態で、作業が行われる。ここで、作業性及び固体撮像素子が傷つくのを防ぐため、固体撮像素子と反対側のケーブル端（スコープ内基板と接続する側）を先頭に、挿入管の先端側からケーブルを挿入する。スコープ内基板は、挿入管よりも大きいため、上記のように、ケーブルとスコープ内基板は一度はんだ付けをはずさなくてはならない。

以上のように、従来の構成においては、スコープ内回路基板とケーブルをはんだ付けし、テスト後に一旦ケーブルを回路基板から剥がし、次いで再度回路基板にはんだ付けするという手順を踏む必要があり、ケーブルの接続作業は煩雑なものとなっていた。

上記の問題を解決するため、本発明は、ケーブルの第２の回路基板への接続作業を簡単なものとし、作業時間の短縮化が可能な電子内視鏡用小型コネクタを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の電子内視鏡用小型コネクタは、電子内視鏡の内部に設けられた第２の回路基板（スコープ内回路基板）に設けられたレセプタクルと接続されるプラグと、プラグを覆う着脱可能なキャップと、を有する。また、電子内視鏡用小型コネクタが略円柱形状のベースを有し、また、キャップは略半球状としてもよい。

このような構成によれば、スコープ内回路基板へのケーブルの接続がコネクタを介して行われるようになり、はんだ付け／はんだ除去といった煩雑な作業を必要とすることなくケーブルの着脱が可能となる。また、内視鏡内にケーブルを通す作業を行う際、半球状のキャップによってコネクタのプラグを覆うようにすることによって、プラグのピンが内視鏡のシース内面等に引っ掛かって、ケーブルの挿通に時間がかかるといった問題を回避可能となる。

また、このキャップは弾性材料、例えば樹脂から形成されており、外から力を加えることによって弾性的に変形可能である。ここで、ベースの円筒面上には、その円周方向に向かって延びる溝が形成され、且つ、キャップにはこの溝と係合可能な爪が設けられる構成として、キャップが容易に外れないようにすることも可能である。爪を溝から離したい時には、キャップを弾性変形させる。

また、本発明の他の一面においては、円柱形状のベースと、ベースの一端に設けられまた第２の回路基板に設けられたプラグと接続されるレセプタクルと、ベースのレセプタクルが設けられた一端から突出して設けられた円筒部材と、を有し、円筒部材の先端にはプラグに設けられた溝と係合可能な爪が形成されている、電子内視鏡用小型コネクタが提供される。このような構成においても、ケーブルの回路基板への接続作業を簡単なものとし、作業時間の短縮化が可能である。

以上のように、本発明によれば、ケーブルの第２の回路基板への接続作業を簡単なものとし、作業時間の短縮化が可能な構成が実現される。

以下、本発明の実施の形態につき、図面を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態における、電子内視鏡システムの構成を示したものである。

本実施形態における電子内視鏡システム１は、電子内視鏡１０と、内視鏡用プロセッサ２０と、モニタ３０から構成される。電子内視鏡１０の挿入管１１の先端には、ＣＣＤおよびＣＣＤからの信号を処理する信号処理回路を実装した小回路基板１２（特許請求の範囲における第１の回路基板に相当）が配置されている。

電子内視鏡１０と、電子内視鏡用プロセッサ２０とは、電子内視鏡１０の基端側に設けられたコネクタ１３を介して接続されている。コネクタ１３内には、ＣＣＤからの信号を処理して映像信号を生成するスコープ内回路基板１６（特許請求の範囲における第２の回路基板に相当）が設けられている。電子内視鏡用プロセッサ２０には、スコープ内回路基板１６から出力された映像信号を処理して所定の形式のビデオ信号に変換し、モニタ３０に表示させるビデオ信号処理回路２４と、電子内視鏡の先端部周囲を照明するための照明光を生成する光源部２６とを内蔵している。

コネクタ１３から挿入管１１の先端部に至る電子内視鏡１０の内部には、ライトガイド１４および信号ケーブル１５が挿通されている。信号ケーブル１５の先端側端部は小回路基板１２上に設けられた端子にはんだ付けされている。ライトガイド１４の入射端１４ａは、コネクタ１３からより基端側に突出しており、コネクタ１３を電子内視鏡用プロセッサ２０に取り付けた状態では、入射端１４ａは電子内視鏡用プロセッサ２０の内部に配置される。光源部２６は、キセノンランプ等によって生成された照明光を集光してライトガイド１４ａに入射させる。入射した照明光はライトガイド１４に導かれて挿入管１１の先端部に達し、そこから放射され、挿入管１１の先端部周囲を照明する。

スコープ内回路基板１６からは映像信号を電子内視鏡用プロセッサ２０に送るための信号線が引き出されており、この信号線の末端は、コネクタ１３に設けられた信号コネクタピン１３ａにはんだ付けされている。また、信号ケーブル１５の基端側端部には小型コネクタ１００が設けられている。小型コネクタ１００はプラグ型のコネクタであり、スコープ内回路基板１６に設けられたレセプタクル型コネクタ１６ａに差し込まれる。かくして、信号ケーブル１５を介して小回路基板１２とスコープ内回路基板１６とが連絡され、ＣＣＤが撮像した映像がスコープ内回路基板を介して電子内視鏡用プロセッサ２０の信号処理回路２４に送られるようになる。

小型コネクタ１００の構成に付き、以下詳説する。図２は、本実施形態の小型コネクタ１００およびスコープ内回路基板１６のレセプタクル型コネクタ１６ａを示す斜視図である。図２に示されるように、小型コネクタ１００は、一端にケーブル１５が接続された円柱形状のベース１０１を有する。ベース１０１の他端側からは軸方向に延びる複数のピンからなるプラグ１０２が形成されている。

スコープ内回路基板１６の縁に実装されたレセプタクル型コネクタ１６ａは、プラグ１０２のピンのそれぞれに対応した穴が複数形成された円柱形状の部材である。レセプタクル型コネクタ１６ａの複数の穴のそれぞれにプラグ１０２の各穴に対応したピンが差し込まれるように、プラグ１０２をレセプタクル型コネクタ１２ａに取り付けることによって、回路基板１２とケーブル１５は電気的に接続される。

本実施形態において、スコープ内回路基板１６、小回路基板１２、及びケーブル１５は、以下の手順によって電子内視鏡内に組み込まれる。まず、小回路基板１２にケーブル１５をはんだ付けする。次いで、ケーブル１５の小型コネクタ１００をスコープ内回路基板１６に一旦接続し、小回路基板及びスコープ内回路基板１６が正常であるかどうかのチェックが行われる。チェック終了後、ケーブル１５の小型コネクタ１００をスコープ内回路基板１６から取外す。次いで、電子内視鏡１０の先端に回路基板１２を取り付け、また電子内視鏡のコネクタ部１３にスコープ内回路基板１６を取り付ける。次いで、小型コネクタ１００を先頭に、ケーブル１５を挿入管１１の先端側から電子内視鏡１０の内部に挿入する。次いで、電子内視鏡１０のコネクタ１３に向かってケーブル１５を送り、スコープ内回路基板１６の付近にコネクタ１００を送る。次いで、コネクタ１００とスコープ内回路基板１６のレセプタクル型コネクタ１６ａとを接続する。

ここで、図２に示されているように、小型コネクタ１００はベース１０１に対して着脱可能なキャップ１１０を備えている。キャップ１１０は中空の略半球形状の部材であり、キャップ１１０をベース１０１に取り付けると、プラグ１０２はキャップ１１０によって覆われる。キャップ１１０を取り付けた状態では、プラグ１０２のピンが電子内視鏡１０内部の部材（シース内周面など）と接触しないようになるので、ピンが電子内視鏡１０内部の部材に引っ掛かることなく、ケーブル１５はスムーズに送られる。

キャップ１１０がベース１０１に取り付けられた状態の小型コネクタ１００の軸方向断面図を図３に示す。図３に示されているように、ベース１０１の円筒面上には、円周方向に延びる溝１０４が形成されている。また、キャップ１１０の基端側には、内側に向かってフランジ状に突出する爪１１２が設けられている。図３の上半分に示されているように、この爪１１２が溝１０４に収まった状態では、溝１０４と爪１１２の係合によって、キャップ１１０はベース１０１から容易には外れないよう固定される。

一方、キャップ１１０をベース１０１から取り外す場合は、図３の下半分に記載されているように、キャップ１１０の側面を内側に向かって（図中矢印方向）押し込む。この結果、てこの原理により爪１１２は溝１０４の外側に向かって移動し、溝１０４と爪１１２との係合状態が解除され、キャップ１１０をベース１０１から容易に取り外すことができるようになる。ここで、爪１１２が移動できるように、キャップ１１０はプラスチック樹脂等の弾性材料によって形成されている。

以上のように、本実施形態によれば、プラグ−レセプタクル式のコネクタによってスコープ内回路基板１６とケーブル１５とが着脱自在に接続可能である。このため、ケーブル１５をスコープ内回路基板から容易に取り外す、作業効率が改善される。さらに、ケーブル１５を電子内視鏡１０の内部に通す際、キャップ１１０によって小型コネクタ１００のプラグ１０２が覆われるため、プラグ１０２のピンが内視鏡内部の部材に引っ掛かることなく、スムーズにケーブル１５を送ることができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に説明する本発明の第２の実施形態のような構成もまた、本発明の範囲内である。

図４は、本発明の第２の実施形態における、スコープ内回路基板１６と小型コネクタ２００を示す斜視図である。本実施形態は、小型コネクタおよびスコープ内回路基板１６のコネクタの構造のみが本発明の第１の実施形態と異なるものであり、他の点については第１の実施形態と同様である。よって、第１の実施形態と同様の点についての説明は省略する。

図４に示されているように、本実施形態においてはスコープ内回路基板１６の縁部には、プラグ型コネクタ３００が実装されている。プラグ型コネクタ３００は、円筒形状のベース３０１と、このベース３０１の一端から内視鏡基端側に向かって突出する複数のピンを備えたプラグ３０２とを有する。

ケーブル１５の基端側に設けられた小型コネクタ２００は、このプラグ型コネクタ３００に対応したレセプタクル型コネクタとなっている。小型コネクタは、プラグ型コネクタ３００のプラグ３０２の複数のピンに対応した複数の穴が一端に形成された円柱形状のベース２０１と、このベース２０１の先端（すなわち穴が形成されている面）から軸方向に延出して形成された円筒部２０２とを有する。この円筒部２０２がプラグ型コネクタ３００のベース３０１を覆うように、小型コネクタをプラグ型コネクタ３００に差し込むことによって、小型コネクタ２００はプラグ型コネクタ３００に取り付けられる。

また、小型コネクタ２００をプラグ型コネクタ３００に取り付けた後、小型コネクタ２００の脱落を防止するための固定機構が設けられている。この固定機構は、第１の実施形態においてキャップ１１０をベース１０１に固定するための機構と類似である。すなわち、プラグ型コネクタ３００のベース３０１の円筒面には、円周方向に延びる溝３０４が形成されており、また小型コネクタ２００の円筒部２０２の先端にはフランジ状に内側に突出する爪２０３が形成されている。この爪２０３を溝３０４に係合させることによって、小型コネクタ２００はプラグ型コネクタ３００に固定される。爪２０３と溝３０４との係合を解除するためには、円筒部２０２の円筒面を内側に向かって押し込み、てこの原理によって爪２０３を外側に移動させる。爪２０３を移動させるため、円筒部２０２はプラスチック樹脂のような弾性材料によって形成され、ベース３０１の外径は円筒部２０２の爪２０３以外の部分の内径より所定量小さくなっている。

本発明の第１の実施形態における、電子内視鏡システムの構成を示したものである。 本発明の第１の実施形態の小型コネクタおよび回路基板のレセプタクル型コネクタを示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態において、キャップを小型コネクタのベースに取り付けられた状態を示す軸方向断面図である。 本発明の第２の実施形態の小型コネクタおよび回路基板のプラグ型コネクタを示す斜視図である。

符号の説明

１ 電子内視鏡システム
１０ 電子内視鏡
１２ 小回路基板
１３ コネクタ
１５ ケーブル
１６ スコープ内回路基板
１６ａ レセプタクル型コネクタ
２０ 電子内視鏡用プロセッサ
３０ モニタ
１００ 小型コネクタ
１０１ ベース
１０２ プラグ
１０４ 溝
１１０ キャップ
１１２ 爪
２００ 小型コネクタ
２０１ ベース
２０２ 円筒部
２０３ 爪
３００ プラグ型コネクタ
３０１ ベース
３０２ プラグ
３０４ 溝

Claims (9)

1. 電子内視鏡の固体撮像素子から出力される信号を処理する為に該電子内視鏡の先端部に設けられた第１の回路基板に接続されたケーブルと該電子内視鏡内に設けられた第２の回路基板とを接続する電子内視鏡用小型コネクタであって、
   前記第２の回路基板に設けられたレセプタクルと接続されるプラグと、
   前記プラグを覆う、着脱可能なキャップと、
   を有すること、を特徴とする電子内視鏡用小型コネクタ。
2. 前記電子内視鏡用小型コネクタは略円柱形状のベースを有し、
   前記プラグは、前記ベースの一端から延びる少なくとも一本のピンを有すること、を特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡用小型コネクタ。
3. 前記キャップは略半球状であること、を特徴とする請求項２に記載の電子内視鏡用小型コネクタ。
4. 前記キャップは弾性材料から形成されていること、を特徴とする請求項３に記載の電子内視鏡用小型コネクタ。
5. 前記弾性材料は樹脂であること、を特徴とする請求項４に記載の電子内視鏡用小型コネクタ。
6. 前記ベースの円筒面上には、その円周方向に向かって延びる溝が形成され、
   前記キャップには、前記溝と係合可能な爪が設けられていること、を特徴とする請求項４または請求項５に記載の電子内視鏡用小型コネクタ。
7. 電子内視鏡の固体撮像素子から出力される信号を処理する為に該電子内視鏡の先端部に設けられた第１の回路基板に接続されたケーブルと該電子内視鏡内に設けられた第２の回路基板とを接続する電子内視鏡用小型コネクタであって、
   円柱形状のベースと、
   前記ベースの一端に設けられ、前記第２の回路基板に設けられたプラグと接続されるレセプタクルと、
   前記ベースのレセプタクルが設けられた一端から突出して設けられた円筒部材と、
   を有し、
   前記円筒部材の先端には、前記プラグに設けられた溝と係合可能な爪が形成されていること、を特徴とする電子内視鏡用小型コネクタ。
8. 前記円筒部材は弾性材料から形成されていること、を特徴とする請求項７に記載の電子内視鏡用小型コネクタ。
9. 前記弾性材料は樹脂であること、を特徴とする請求項８に記載の電子内視鏡用小型コネクタ。

Images