JPH07184854A - 電子内視鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 挿入部が長尺化しても、細径化を達成できる
電子内視鏡を提供すること。 【構成】 挿入部の先端部７に収納した対物レンズ群１
９の焦点面にはＣＣＤ２０が配置され、このＣＣＤ２０
と接続される信号線側６は太径を必要とする信号線は、
その信号に応じた適切な外径とし、それ以外の信号線の
外径は細くして、それらが束状化して挿入部内を挿通さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は異なる外径の信号線を用
いた電子内視鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子内視鏡に用いられている信号
線は、撮像素子駆動系、映像伝送系、電源ライン等複数
の信号線から構成されており、信号の種類に関係なく各
々の仕上げ外径は同一でこれらを束状化した構造となっ
ていた）。例えば、図１２は特開平２−１１２３８８に
開示されている従来の信号線束の構成を示す。

【０００３】この信号線束は絶縁テープ１１１、統合シ
ールド１１２、統合ジャケット１１３の３重の被覆内に
アンチブルーミング駆動パルスライン１１４、グランド
ライン１１５、電源ライン１１６、水平シフトレジスタ
駆動パルスライン１１７、垂直シフトレジスタ駆動パル
スライン１１８、映像信号出力ライン１２０と共に、バ
ランスをとるための介在部材１１９が内蔵されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】工業用の電子内視鏡に
おいては、挿入部を長尺化した内視鏡が存在する。これ
に伴ない信号線長が長くなり、周波数の高い水平転送用
駆動信号やＣＣＤ出力ゲートリセットパルスのＣＣＤ駆
動信号等は伝送するのが困難となり、これらの信号を伝
送するためには信号の減衰を防ぐため太径の信号線が必
要となる。

【０００５】しかしながら、従来技術のように信号線の
仕上げ外径を一番太くなる前記高周波伝送用の信号線に
合わせ同一径化したものを束状化すると、信号線束の専
有面積が大きくなってしまい、それにより内視鏡先端部
外径が太くなってしまう。

【０００６】本発明は、上述した点に鑑みてなされたも
ので、挿入部が長尺化しても、細径化を達成できる電子
内視鏡を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】太径を必要と
する信号線は、その信号に応じた適切な外径とし、それ
以外の信号線の外径は細くして、それらを束状化した。
これにより、信号線束の専有面積を小さくでき、挿入部
の細径化を実現できる。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１ないし図６は本発明の第１実施例に係り、図
１は第１実施例を備えた内視鏡システムの構成図であ
り、図２は挿入部の先端側の構造を示し、図３は信号線
束の構成を示し、図４は水晶フィルタにクロム蒸着した
フレア絞りを示し、図５は保持枠を示し、図６は図２の
Ａ−Ａ断面で補強部材を示す。

【０００９】図１に示すように内視鏡システム１は撮像
手段を内蔵した第１実施例の電子内視鏡２と、この電子
内視鏡２に照明光を供給する光源装置３と、撮像手段に
対する信号処理を行う信号処理手段としてのカメラコン
トロールユニット（以下、ＣＣＵと略記する）４と、こ
のＣＣＵ４から出力される映像信号を表示するカラーモ
ニタ５とから構成され、挿入部６の先端部７には視野変
換を行う視野変換アダプタ（以下、単にアダプタと記
す）８が着脱自在で装着することができる。

【００１０】上記電子内視鏡１は長尺な挿入部６と、こ
の挿入部６の基端部に連結され、図示しない湾曲操作ノ
ブが形成された操作部９と、この操作部９の側部から外
部に延出されたライトガイドケーブル１０とを有し、延
出されたライトガイドケーブル１０の先端にはライトガ
イドコネクタ１１が取付けられている。

【００１１】そして、このライトガイドコネクタ１１を
光源装置３に着脱自在に接続することにより、このライ
トガイドコネクタ１１には光源装置３の内部に配置され
た図示しない照明ランプの照明光が入射される。

【００１２】この照明光はこのライトガイドケーブル１
０内及び挿入部６内を挿通されたライトガイドファイバ
１２によって伝送され、挿入部６の先端部７の照明窓１
３に取付られたライトガイドファイバ１２の出射端面か
ら前方に出射される。アダプタ８が接続されている場合
にはさらにアダプタ照明レンズ群１４を経てアダプタ照
明窓１５から照明光が出射される。

【００１３】この照明光によって照明された被写体はア
ダプタ観察窓１６の視野変換光学系として機能するアダ
プタ対物レンズ群１７及び先端部７に設けた観察窓１８
に取り付けた対物レンズ系１９を経て固体撮像素子とし
てのＣＣＤ２０に結像され、このＣＣＤ２０で光電変換
される。なお、対物レンズ系１９が取り付けられた対物
レンズユニット２１とＣＣＤ２０が取り付けられたＣＣ
Ｄユニト２２とで撮像ユニット２３が形成される。

【００１４】上記ＣＣＤ２０によって光電変換された画
像信号は信号線束３６で伝送される。この信号線束３６
は挿入部６内及びライトガイドケーブル１０内を挿通さ
れ、ライトガイドコネクタ１１から分岐された分岐ケー
ブル２５及びこの分岐ケーブル２５の端部に設けたＣＣ
Ｕコネクタ２６を介して、ＣＣＵ４に伝送される。この
信号線束３６は後述でより詳細に説明する。

【００１５】図２〜図６に基づき、先端部７の詳細につ
いて説明する。図２に示す先端部７内部には対物レンズ
ユニット２１とＣＣＤユニット２２から構成される撮像
ユニット２３が配置されている。先端部７の観察窓１８
にはレンズ枠３１が取り付けられ、そのレンズ枠３１に
は、対物レンズ群１９が設けてある。このレンズ枠３１
と対物レンズ群１９により対物レンズユニット２１が構
成される。

【００１６】一方、ＣＣＤユニット２２は、次のような
構成となっている。ＣＣＤ２０には水晶フィルタ３２が
互いに同心調整された状態で接合され、保持枠３３に組
み込まれる。水晶フィルタ３２の内視鏡先端側の面に
は、図４に示すようにフレア絞りとして、クロム蒸着３
４が施されている。

【００１７】ＣＣＤ２０の片側のリード（図示なし）に
は、図示しないハイブリッドＩＣ及び抵抗体を実装した
基板３５が接合されている。この基板３５には、信号線
束３６の一部の信号線が接続されている。もう片側のリ
ード３７には、信号線束３６の残りの信号線が直接接続
されている。

【００１８】前記信号線束３６の各信号線は前記ＣＣＵ
コネクタ２６の各接点部へ導かれる。信号線束３６の構
成について説明する。図３は第１実施例における信号線
束３６の構成図である。撮像ユニット２３の信号線は、
ＣＣＤ出力ゲートリセットパルス（以後φＲと記す）用
信号線３８、ＣＣＤ水平転送用駆動信号（以後φＨと記
す）用信号線３９、ＣＣＤ垂直転送用駆動信号（以後φ
Ｖと記す）用信号線４０、映像出力信号（以後Ｖｏｕｔ
と記す）用信号線４１、電源ライン４２、グランドライ
ン４３から構成される。

【００１９】これらの信号線のうち、高周波信号である
ＣＣＤ駆動用のφＲ用信号線３８、φＨ用信号線３９は
太径の信号線を用いている。その他のφＶ用信号線４
０、Ｖｏｕｔ用信号線４１、電源ライン４２、グランド
ライン４３は上記高周波信号用（φＲ，φＨ）のものよ
り細い外径の信号線が用いられる。

【００２０】本実施例では電源ライン４２及びグランド
ライン４３には純単線を、それ以外の信号線はノイズの
影響を避けるため、芯線被覆の上に金属シールドを設け
た同軸信号線を用いている。信号線束３６は、上記番号
３８〜４３の信号線を束状化し、最外皮はシールド性の
ある金属ブレード４４が外装されている。

【００２１】図２に示すように前記同軸信号線のシール
ド部４５には導電線材４６が接続され、その片側端部
は、基板３５上のグランドラインへ接続されている。シ
ールド部４５の導電線材４６外周には熱収縮チューブ４
７が被覆されている。

【００２２】前記保持枠３３は図５の斜視図に示すよう
に、レンズ枠３１との嵌合部（円筒部）４８と、水晶フ
ィルタ３２と、ＣＣＤ２０の組立体を保持する３本の突
起４９ａ〜ｃ（図２では４９で代表する）とが設けてあ
る。

【００２３】突起４９ａ〜４９ｃの外周の一部には、前
記円筒部４８に突き当たるように遮光部材５０が嵌合
し、さらにこの遮光部材５０からＣＣＤ２０までの周囲
には黒熱収縮チューブ５１が被覆されている。

【００２４】突起４９ａ，４９ｂの外周部には図６（図
２のＡ−Ａ断面）に示すように半円柱状の補強部材５２
が遮光部材５０の後側に設けてある（この補強部材５２
は後述の固着部５３まで延設されている）。前述のよう
に構成されたＣＣＤユニット２２は、ＣＣＤ２０〜信号
線束３６端部の領域において、充填材により固着されて
いる（信号線束３６の外皮シールドブレード４４の先端
が固着部５３で固着されている）。

【００２５】前記対物レンズユニット２１とＣＣＤユニ
ット２２はＣＣＤ面上にピントが合うように嵌合部４８
の位置が調整され、固定される。撮像ユニット２３は、
レンズ枠３１の部分で先端部本体（以後本体と記す）５
５に止められている。本体５５には照明レンズ５６が設
けられ、照明レンズ５６の直後にはライトガイドファイ
バ１２が連設されている。

【００２６】先端部７には視野方向や画角、観察深度等
の変換を行うためのアダプタ８が装着されている。この
アダプタ８はアダプタ本体５７（以後ＡＤ本体と称
す）、止めリングネジ５８、止め部材５９から構成され
ている。ＡＤ本体５７にはアダプタ対物レンズ群１７と
アダプタ照明レンズ群１４が設けられている。

【００２７】止めリングネジ５８は、その前端の突起部
６０が本体５７と止め部材５９の間にある程度のスペー
スを持って挟まれており、さらにＡＤ本体５７に回転自
在に設けられている。止めリングネジ５８の内周には、
第１の雌ネジ６１と第２の雌ネジ６２が設けられ、先端
部本体５５に固定されている先端カバー６３と螺合する
ことによりアダプタ８に装着されている。

【００２８】先端カバー６３の先端部内周には雌ネジ６
４が設けられており、この雌ネジ６４が先端部本体５５
と螺合し、さらに両者の嵌合面６５に接着剤を回すこと
により、先端カバー６３と先端部本体５５は固定されて
いる。

【００２９】外挿シース６６に接続する先端口金６８
は、先端カバー６３外周に設けられた雄ネジ６７部に突
き当てるように先端カバー６３と嵌合している。さらに
先端口金６８の先端部に設けられた雄ネジ６９と、前記
雄ネジ６７が一緒にリングナット部材７０と螺合するこ
とにより先端口金６８は先端カバー６３に固定されてい
る。

【００３０】上記の構成をもとに本実施例の作用につい
て説明する。水晶フィルタ３２の先端側の面にクロム蒸
着部３４を設けることにより不要な視野外光線をカット
し、ＣＣＤ２０に飛び込みフレアとなるのを防止する。

【００３１】また、保持枠３３の突起４９ａ，４９ｂの
外周部に前記補強部材５２を固着部５３まで延設するこ
とにより、撮像ユニット２３の引張強度、煽り強度を持
たせるようになっている。また、この補強部材５２は金
属で作られており、基板３５に実装されたハイブリッド
ＩＣの放熱作用も持たせてある。

【００３２】撮像ユニット２３に接続される信号線のう
ちφＲ，φＨ，φＶ及び電源の各信号線によりＣＣＤ２
０を駆動し、ＣＣＤ２０からの出力信号はＶｏｕｔ用信
号線４１により伝送される。

【００３３】これらの信号線のうちφＲ，φＨ用のもの
は駆動用高周波信号であり、長尺化した時、信号が減衰
しないよう（その信号に応じた）太い信号線が用いられ
ている。

【００３４】これらの信号線を適切な太径にすれば、長
尺化してもインピーダンスを減らすこととなり、高周波
駆動用信号（φＲ，φＨ）の減衰を防ぐことができる。

【００３５】また、上記φＲ，φＨ以外の信号Ｖｏｕ
ｔ、電源、グランドの各信号線に関しては、前記高周波
信号以外の信号線が高周波信号φＲ，φＨより細くなっ
ており、２種類の太さの信号線で構成される。これらの
信号線は、ホールド性を高めるために、束線化されてい
る。

【００３６】上記φＲ，φＨ，φＶ，Ｖｏｕｔの同軸信
号線の同軸シールド部に巻いた導電線材４６の外周に熱
収縮チューブ４４を外装することにより、前記信号線束
３６の外皮は接触しないようになっている。この導電線
材４６は基板３５のグランドライン上に接続され、この
グランドライン上に接続された前記グランドライン用単
純線４３と導通されている。

【００３７】作用上、グランドライン用単純線４３を設
けず、前記信号線束３６の同軸信号線同軸シールド部４
５をグランドラインとすることもできる。この第１実施
例によれば、φＲ，φＨの信号線を太くしたことによ
り、長尺化しても安定した駆動信号を伝送することがで
きる。

【００３８】次に本発明の第２実施例を説明する。図７
は、本発明の第２実施例における信号線束の構成を示す
ものである。

【００３９】信号線束をＣＣＤの同軸信号線束（φＲ，
φＨ，φＶ，Ｖｏｕｔ）７４と単線信号線束（電源、グ
ランド）７５に分け、２本の信号線束で構成した。この
時、駆動高周波信号φＲ，φＨは第１実施例と同様に太
く、その他の信号線は細い。２本の構成にしても従来の
同径芯線の信号線束より専有面積は小さい。本実施例の
その他の作用は第１実施例と同様である。

【００４０】本実施例によれば、二股にわかれた信号線
接続部（ＣＣＤへの直付けと基板への接続）２本の信号
線束７４、７５を独立して、所定の位置への信号線取り
付けができるので組立時信号線へ無理な力がかからなく
て済む。その他は第１実施例と同じである。

【００４１】次に本発明の第３実施例を説明する。図８
は本発明の第３実施例における信号線束７６の構成を示
すものである。映像出力信号（Ｖｏｕｔ）４１を、他の
信号線よりも太くして束状化した。本実施例による作用
は、第１，第２実施例と同様。

【００４２】本実施例によればＶｏｕｔの信号線径を太
くしたことにより、映像出力を減衰させないで済む効果
がある。また、Ｖｏｕｔの信号線以外は細くしたので、
信号線の専有面積が小さく、信号線を一本の束状に加工
することが容易となる。これにより先端内部の構造が簡
略化し、ＣＣＤ周りの先端部組立が容易となる。この場
合、太くするのは１本のみで済むためスコープの細径化
にはより有利となる。

【００４３】次に本発明の第４実施例を説明する。この
電子内視鏡は特開平５ー２１１９８８に開示されている
電子内視鏡２を基本とする内容にしている。この公報の
図２に開示されている電子内視鏡２の先端を図９（ａ）
に示す。

【００４４】一方、この第４実施例の電子内視鏡８１は
正面図を図９（ｂ）とした場合のそのＢ−Ｃ−Ｄ断面が
図１０のような構成にしている。図９（ｂ）に示すよう
に投影レンズ３５′、対物レンズ系２９′、レーザスポ
ット投影ユニット２８′を結ぶ線の両側に照明レンズ系
８２、８２が配置され、照明レンズ系８２を含む断面は
図１０のようになる。

【００４５】対物レンズ系２９′はレンズ８３、レンズ
８４、光学的ローパスフィルタ８５、ＣＣＤ８６により
構成されている。照明レンズ系８２は、ライトガイドフ
ィルタ８７、赤外カットフィルタ８８、照明レンズ８９
により構成される。

【００４６】赤外カットフィルタ８８は、口金９０によ
り支持されている。口金９０は銅等の熱伝導性のよい材
質にて作られており、赤外カットフィルタ９０にて吸収
した熱を放熱する。またこの口金９０の内側にライトガ
イドフィルタ８７の先端部が口金９１を介して固定され
ている。また、ＣＣＤ８６に接続される信号線束９２は
例えば第３実施例と同様に映像出力信号（Ｖｏｕｔ）４
１を、他の信号線よりも太くして束状化している。その
他は上記公報に開示されたものと同じ構成である。

【００４７】この実施例の作用を説明する。図示しない
照明用光源３（公報の図１参照）からの光は、ライトガ
イドファイバ８７を通じて導かれ、赤外カットフィルタ
８８を経て照明レンズ８９により物体面に投光される。
一方、対物レンズ系２９′はレンズ８３，８４によりＣ
ＣＤ面上に結像を得ている。レンズ８３，８４とＣＣＤ
８６の間には光学的ローパスフィルタ８５を設け、ＣＣ
Ｄ面上でのモアレを防止している。

【００４８】前記赤外カットフィルタ８８により、照明
用光源の赤外域が除去された光が物体面上に投光され、
その反射光が対物レンズ系２９′によりＣＣＤ面上に結
像される。一般に、カラー用ＣＣＤは赤外域にも受光感
度を有するため、撮像光学系に赤外カットフィルタを入
れなければ正しい色再現性が得られない。

【００４９】また、一般にレーザ光源７（公報の図１参
照）に用いる半導体レーザ５２ａ，６２ｂ（公報の図６
参照）は波長が６３０nm以上のものが多く、撮像系に用
いる赤外カットフィルタの減衰域にかかっており、撮像
系に赤外カットフィルタが含まれていると、レーザ光の
受光感度が大幅に低下してしまうという問題がある。こ
の実施例では赤外カットフィルタを撮像光学系に設け
ず、照明レンズ系８２に設けたことにより、ＣＣＤ８６
による赤外域の受光感度が下がることを防止している。

【００５０】また、赤外カットフィルタ８８を経た照明
レンズ系８２により照明された物体像は、ＣＣＤ８６に
より受光され、正しい発色が得られる。これによりレー
ザ光を用いた干渉縞による３次元計測では、色再現の必
要がなく、光強度のみが必要であるため、感度よく干渉
縞を得ることができる。

【００５１】よって小パワーの半導体レーザを用いるこ
とができる。また、小パワーの半導体レーザを用いたこ
とにより、人体（目）に対してもより安全である。また
低価格であるため、３次元計測内視鏡システムを安く提
供できる。その他は第３実施例と同様の作用効果を有す
る。なお、赤外カットフィルタは、赤外線反射型のもの
を用いてもよい。

【００５２】次に第４実施例の変形例を説明する。この
変形例の電子内視鏡は図１０における照明レンズ系８２
において赤外カットフィルタ８８の代わりに光学ガラス
である平行平面板を入れている。

【００５３】一方、図１１に示すように（この変形例の
電子内視鏡における）光源コネクタ１４′のプラグ１０
１内にはライトガイドファイバ８７、カラー色補正用の
赤外カットフィルタ１０３、ロッドレンズ１０４が設け
られている。

【００５４】一方、照明用光源３′側にはランプ１０５
と熱線吸収フィルタ１０６が設けられ、ランプ１０５の
光は前記プラグ１０１のロッドレンズ１０４端面に集光
される。

【００５５】ロッドレンズ１０４を通った光はカラーＣ
ＣＤ用の色補正のために設けた、赤外カットフィルタ１
０３を経て、ライトガイドファイバ８７へ入る。この光
は内視鏡先端部から物体面に投光され、その反射光が対
物レンズ系２９′のＣＣＤ８６により受光される。

【００５６】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、太径を
必要とする高周波伝送用の信号線以外の信号線外径を細
くし、異なる径の信号線を組み合わせて束状化したこと
により、すべての信号線を最も太くなる高周波信号用の
外径と同じにして、束状化されたものより信号線束の専
有面積を小さくでき、長尺化して高周波信号用の信号線
の外径を太くした内視鏡においても細径化を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例を備えた内視鏡システムの概略の構
成図。

【図２】挿入部の先端側の構造を示す断面図。

【図３】信号線束の構成を示す説明図。

【図４】水晶フィルタにクロム蒸着したフレア絞りを示
す図。

【図５】保持枠を示す斜視図。

【図６】図２のＡ−Ａ断面で補強部材を示す断面図。

【図７】本発明の第２実施例における信号線束の構成を
示す説明図。

【図８】本発明の第３実施例における信号線束の構成を
示す説明図。

【図９】本発明の第４実施例における挿入部の先端面を
示す正面図。

【図１０】図９（ｂ）のＢ−Ｃ−Ｄ線断面図。

【図１１】第４実施例の変形例における光源コネクタ付
近の構造を示す断面図。

【図１２】従来例における信号線束の構成を示す図。

【符号の説明】

１内視鏡システム… ２…電子内視鏡 ３…光源装置 ４…ＣＣＵ ５…カラーモニタ ６…挿入部 ７…先端部 ８…視野変換アダプタ １０…ライトガイドケーブル １１…光源コネクタ １９…対物レンズ群 ２０…ＣＣＤ ２２…ＣＣＤユニット ２３…撮像ユニット ３２…水晶フィルタ ３５…基板 ３６…信号線束 ３８…φＲ用信号線 ３９…φＨ用信号線 ４０…φＶ用信号線 ４１…Ｖｏｕｔ用信号線 ４２…電源用信号線 ４３…グランド用信号線 ４４…金属ブレード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に固体撮像素子を有し、該固体撮像
   素子からの出力信号を伝送する信号線と、前記固体撮像
   素子へ駆動信号等を伝送する信号線とを有する電子内視
   鏡において、 前記信号線は異なる外径で構成されることを特徴とする
   電子内視鏡。