内窥镜的制作方法

本发明涉及内窥镜。

背景技术：

搭载在内窥镜的插入部的前端部的摄像装置通常具有图像传感器和安装图像传感器的电路基板，贯穿插入于插入部中的多条电线与电路基板连接。

关于在专利文献1中记载的摄像装置，在图像传感器的背面具有电路基板，电线焊接连接在电路基板的多个面上。

专利文献1：日本特开2015-62555号公报

关于上述说明的专利文献1的摄像装置，由于电线连接在电路基板的多个面上，所以改变电路基板的朝向而将电线与各面连接的工序较繁杂。并且，由于存在因将电线焊接连接在基板面上时的热量而使已经焊接连接到其他的基板面上的电线脱落的可能性，所以需要对连接有电线的每个面进行变更焊接温度的谨慎的温度控制，对电线进行连接的工序更繁杂。

技术实现要素：

本发明是鉴于上述事情而完成的，其目的在于提供一种内窥镜，容易制造而且能够使插入部细径化。

本发明的一方式的内窥镜在插入到体腔内的插入部的前端部具有摄像装置，其中，上述摄像装置具有：固体摄像元件，该固体摄像元件的受像面与上述插入部的长度方向交叉地配置，该固体摄像元件对上述受像面上成像出的光学图像进行光电转换；以及电路基板，其具有与上述固体摄像元件的设置有连接端子的面相对置并与上述固体摄像元件的上述连接端子电连接的连接面，其中，设置有上述连接端子的面位于与上述受像面相反的一侧，上述电路基板是沿与上述插入部的长度方向垂直的宽度方向观察时形成为l字状的刚性基板，在构成l字状的上述电路基板的互相垂直的第1腿部和第2腿部中，在与上述固体摄像元件对置的上述第1腿部的上述固体摄像元件侧设置有上述连接面，在上述第2腿部的内表面上电连接有传送线缆，其中，该内表面在上述插入部的长度方向和上述宽度方向上的面积比该第2腿部的位于该内表面的相反一侧的外表面的面积小。

根据本发明，由于采用了将传送线缆与l字状的电路基板的一个面即第2腿部的内表面连接的结构，所以即使是设置在直径较小的内窥镜的插入部中的摄像装置，也容易将传送线缆连接在该摄像装置的电路基板上。因此，能够提供容易制造而且能够使插入部细径化的内窥镜。

附图说明

图1是用于对本发明的实施方式进行说明的、内窥镜系统的一例的结构图。

图2是搭载在图1的内窥镜的插入部的前端部的摄像装置的立体图。

图3是搭载在图1的内窥镜的插入部的前端部的摄像装置的其他角度的立体图。

图4是用于对图2的摄像装置中的固体摄像元件和电路基板的连接状态进行说明的侧视图。

图5是图2的摄像装置的剖视图。

图6是图1的内窥镜的插入部的前端部和弯曲部的横剖视图。

图7是图1的内窥镜的插入部的前端部和弯曲部的纵剖视图。

图8是示出固体摄像元件和电路基板的连接状态的说明图，其中(a)示出了线缆连接部向其内表面侧翘曲的情况，(b)示出了线缆连接部向其外表面侧翘曲的情况。

图9是关于因传送线缆的配置方法不同而在线缆连接部的所需宽度尺寸上产生不同的理由的说明图，其中(a)示出了将第1线缆配置在外侧的情况，(b)示出了将第2线缆配置在外侧的情况。

图10是示出本发明的其他的实施方式的摄像装置的剖视图。

标号说明

1：内窥镜系统；2：内窥镜；14：处置器具通道；20：摄像装置；21：图像传感器(固体摄像元件)；21a：受像面；24：电路基板；25：焊盘；26：连接端子；27：线缆；27l：第1线缆；27s：第2线缆；27b：屏蔽导体；28：壳体部件；30：传感器连接部(第1腿部)；30a：连接面；31：线缆连接部(第2腿部)；31a：内表面；31b：外表面。

具体实施方式

图1示出了用于对本发明的实施方式进行说明的、内窥镜系统的一例。

内窥镜系统1具有内窥镜2、光源单元3以及处理器单元4。内窥镜2具有：插入到被检体内的插入部6、与插入部6连接的操作部7以及从操作部7延伸的通用线缆8，插入部6由前端部10、与前端部10连接的弯曲部11以及将弯曲部11与操作部7连结的软性部12构成。

在前端部10中设置有：射出用于对观察部位进行照明的照明光的照明光学系统、对观察部位进行摄像的摄像装置以及摄像光学系统等。弯曲部11构成为能够在与插入部6的长轴垂直的方向上弯曲，弯曲部11的弯曲动作由操作部7来进行操作。并且，软性部12构成为比较柔软，能够仿形于插入部6的插入路径的形状而变形。

在操作部7上设置有对前端部10的摄像装置的摄像动作进行操作的按钮和对弯曲部11的弯曲动作进行操作的旋钮等。并且，在操作部7上设置有将电手术刀等处置器具导入的导入口13，在插入部6的内部设置有从导入口13直到前端部10的供钳子等处置器具贯穿插入的处置器具通道14。

在通用线缆8的末端设置有连接器9，内窥镜2经由连接器9而与光源单元3和处理器单元4连接，该光源单元3生成从与前端部10的照明光学系统射出的照明光，该处理器单元4对由前端部10的摄像装置获取的影像信号进行处理。处理器单元4对所输入的影像信号进行处理而生成观察部位的影像数据，并在监视器5中显示或记录所生成的影像数据。

在插入部6和操作部7以及通用线缆8的内部收纳有光导和电线组。在光源单元3中生成的照明光经由光导而被引导至前端部10的照明光学系统，信号和电力经由电线组而在前端部10的摄像装置与处理器单元4之间传送。

图2到图5示出了搭载在插入部6的前端部10的摄像装置的结构。

摄像装置20具有：ccd(chargecoupleddevice：电荷耦合器件)图像传感器或cmos(complementalymetaloxidesemiconductor：互补金属氧化物半导体)图像传感器等的图像传感器(固体摄像元件)21；镜筒22，其收纳有摄像光学系统，该摄像光学系统使被摄体像成像于图像传感器21的受像面21a；传感器保持器23，其对图像传感器21和镜筒22进行保持；电路基板24，在该电路基板24上安装有图像传感器21；以及金属(导体)制的壳体部件28，其对图像传感器21和电路基板24的一部分进行覆盖。

传感器保持器23以使镜筒22能够沿着摄像光学系统的光轴b(图5)移动的方式对镜筒22进行保持，通过移动镜筒22而能够调整图像传感器21相对于摄像光学系统的位置。在进行了图像传感器21的定位之后，镜筒22例如被粘接剂等固定于传感器保持器23。

关于图像传感器21，其受像面21a与插入部6的长度方向交叉配置，对受像面21a上成像出的光学图像进行光电转换。在受像面21a的法线方向上观察的情况下的图像传感器21的外径为1mm见方以下。在图像传感器21的与受像面21a相反的一侧的背面上设置有输入输出信号和电力的多个连接端子26。

电路基板24具有传感器连接部30和线缆连接部31。传感器连接部30具有与图像传感器21的设置有连接端子26的面相对置并与图像传感器21的连接端子26电连接的连接面30a，其中，设置有连接端子26的面位于与受像面21a相反的一侧。

在传感器连接部30的连接面30a上形成有多个焊盘25。传感器连接部30配设在图像传感器21的背面，设置在图像传感器21的背面的连接端子26不借助电线等而与传感器连接部30的焊盘25直接连接。

电路基板24是在与插入部6的长度方向垂直的宽度方向(图3的箭头w的方向)上观察形成为l字状的刚性电路基板，传感器连接部30与线缆连接部31大致垂直。即，在本实施方式中，构成电路基板24的两个腿部中的一个腿部(第1腿部)构成了传感器连接部30，另一个腿部(第2腿部)构成了线缆连接部31。传感器连接部30配设在图像传感器21的背面而与图像传感器21的受像面21a相对配置。线缆连接部31在图像传感器21的背后在受像面21a的大致法线方向上延伸。线缆连接部31的厚度(图4的箭头h所示的尺寸)大约为0.3mm。

在使电路基板24相对于图像传感器21投影在与插入部6的长度方向垂直的平面的情况下，该电路基板24被配置成投影最外径端位于图像传感器21的投影外径端。换言之，电路基板24被配置成完全进入到当从受像面21a侧沿光轴b的方向观察图像传感器21时成为图像传感器21的阴影的区域(参照图4)。

在线缆连接部(第2腿部)31的内表面31a上形成有多个焊盘32，其中，该内表面31a是线缆连接部(第2腿部)31在插入部6的长度方向和电路基板24的宽度方向(图3的箭头w的方向)上的面积较小的表面，该多个焊盘32在电路基板24的宽度方向上排列成一列。线缆27与各焊盘32电连接。另外，通过多条线缆27来构成传送线缆。线缆27是中心导体27a的周围被屏蔽导体27b电磁屏蔽的同轴线缆，焊盘32与线缆27的露出于终端部的前端部分的中心导体27a连接。安装在电路基板24上的图像传感器21经由电路基板24和多条线缆27而与处理器单元4连接。

在本实施方式中，由包含有直径相对较大的两条第1线缆27l和直径相对较小的两条第2线缆27s的4条线缆27构成的传送线缆与线缆连接部31连接。第1线缆27l的直径大约为0.3mm，第2线缆27s的直径大约为0.2mm。这4条线缆27在线缆连接部(第2腿部)31的内表面31a上在宽度方向(图3的箭头w的方向)上并排配置，第1线缆27l配置在该宽度方向的最外侧。

对于时钟信号用线缆或输出信号用线缆等、用于传送容易出现波形失真问题的信号的线缆使用直径相对较大的第1线缆27l。另一方面，对于电源用线缆或接地用线缆等、能够进行参数调整的线缆使用直径相对较小的第2线缆27s。

并且，第1线缆27l接近壳体部件28，它的屏蔽导体27b通过银膏或焊接而与壳体部件28电连接。

壳体部件28具有对多条线缆27进行保持的保持部33和将图像传感器21和电路基板24的一部分覆盖的盖部34。

盖部34由一对侧壁35和架设在一对侧壁35上的顶壁36构成。

一对侧壁35沿着电路基板24的一对侧面设置，该电路基板24的一对侧面沿着图像传感器21的受像面21a的法线。顶壁36对电路基板24的线缆连接部31的形成有焊盘32的基板面和与焊盘32连接的线缆27的终端部进行覆盖。

保持部33由分别设置在盖部34的一对侧壁35上的一对延长侧壁37构成。一对延长侧壁37配置成沿着图像传感器21的受像面21a的法线向盖部34的后方延伸，并将沿着电路基板24的线缆连接部31的基板面平面状地排列的多条线缆27在排列方向上夹入该一对延长侧壁37。

在一对延长侧壁37各自的前端部设置有压片38，压片38被配置成从线缆连接部31的与基板面相反的一侧与被夹在一对延长侧壁37之间的多条线缆27重叠。由此，在线缆连接部31的后方也维持了线缆连接部31的基板面上的多条线缆27的平面状的排列。

与多条线缆27重叠的压片38被配置在比盖部34的顶壁36靠线缆连接部31侧的位置，在压片38与顶壁36之间形成有阶差。

图6和图7示出了搭载有摄像装置20的插入部6的前端部10和弯曲部11的结构。

在前端部10中，设置有上述的摄像装置20和处置器具通道14的前端部，并且，还设置有射出经由光导40从光源单元3引导出的照明光的照明光学系统等。

在本实施方式中，在插入部6的长度方向上观察，摄像装置20被配置成电路基板24的线缆连接部31的与内表面31a相反的一侧的外表面31b与处置器具通道14的侧面相邻。

对图像传感器21和镜筒22进行保持的传感器保持器23被收纳在由例如不锈钢材料等金属材料构成的前端硬质部41中所形成的收纳孔中，而被固定于前端硬质部41。处置器具通道14的前端部或照明光学系统也分别收纳于前端硬质部41中所形成的收纳孔，而固定于前端硬质部41。

由固定于前端硬质部41的传感器保持器23所保持的图像传感器21的受像面21a被配置成与插入部6的长轴a大致垂直，相对于受像面21a大致垂直的线缆连接部31沿着长轴a配置。

弯曲部11包含沿着长轴a排列的多个环状的片42，并通过这些片42而构成为管体，在该管体中收纳有与摄像装置20的电路基板24连接的多条线缆27和处置器具通道14以及光导40等。

相邻的两个片42借助配置在与长轴a大致垂直的轴线上的一对销43而连结成能够绕轴线转动。通过调和各个相邻的两个片42的转动，弯曲部11作为整体而弯曲。

弯曲部11通过从操作部7经软性部12(参照图1)而贯穿插入到弯曲部11中的一对线44进行动作。随着由操作部7进行的操作，一对线44中的一条线44被牵引，另一条线44被放出，由此，弯曲部11进行动作而弯曲。

构成弯曲部11的多个片42中的前端部10侧的开头的片42与前端部10的前端硬质部41接合，前端部10与弯曲部11连接。摄像装置20中，传感器保持器23被固定在前端硬质部41上，该摄像装置20的电路基板24和安装在电路基板24上的壳体部件28在插入部6中被配置在作为在插入部6的轴向上与前端部10相邻的部位的开头的片42的内侧。

对开头的片42和与开头的片42相邻的片42进行连结的一对销43各自的头部43a向这些片42的内径侧突出。一对销43之间在与插入部6的轴向垂直的一对销43的对置方向上狭窄，成为狭窄部，在该狭窄部处，插入部6的与对置方向平行的方向上的内径比在插入部6的轴向上夹着一对销43的配置部位的前后的部位小。

配置在开头的片42的内侧的壳体部件28的保持部33被配置在插入部6的内部的狭窄部即一对销43之间，在一对销43之间对与电路基板24的线缆连接部31连接的多条线缆27进行保持。

如上述的那样，本实施方式的摄像装置20具有在与插入部6的长度方向垂直的宽度方向(图3的箭头w的方向)上观察形成为l字状的电路基板24，将电路基板24的互相垂直的两个腿部中的配设在图像传感器21的背后的一个腿部(第1腿部)设为传感器连接部30，将在图像传感器21的受像面21a的法线方向上延伸的另一个腿部(第2腿部)设为线缆连接部31。并且，传感器连接部30的连接面30a与图像传感器21的连接端子26连接，线缆连接部31的内表面31a与由4条线缆27构成的传送线缆电连接。

这样，构成为将贯穿插入于插入部6的多条线缆27束拢并连接在与图像传感器21的连接端子26连接的电路基板24的一个面(线缆连接部31的内表面31a)上，由此，与以往的将多条线缆27连接在电路基板24上的工序相比实现了大幅简单化的容易制造的摄像装置20。能够通过搭载该摄像装置20而实现容易制造而且能够使插入部6细径化的内窥镜2。特别是在本实施方式中，图像传感器21的外径为1mm见方以下，对摄像装置20的尺寸要求较高的精度，但如上述那样将多条线缆27连接在电路基板24上的工序与以往相比大幅简单化，因此能够使摄像装置20以较高的精度小型化。

并且，如上述那样，在本实施方式中，电路基板24被配置成完全进入到当从受像面21a侧沿光轴b的方向观察图像传感器21时成为图像传感器21的阴影的区域(朝向光轴b方向的投影区域)。因此，即使如图8的(a)和图8(b)所示，在作为电路基板24的长度部的线缆连接部(第2腿部)31上产生翘曲的情况下，也能够防止翘曲方向上的摄像装置20的大尺寸化。例如，在线缆连接部31向内表面31a侧翘曲的情况下，如图8的(a)所示，电路基板24被配置成线缆连接部31的投影最外径位于图像传感器21的投影外径端。并且，当线缆连接部31向外表面31b侧翘曲的情况下，如图8的(b)所示，电路基板24被配置成线缆连接部31的投影最外径位于图像传感器21的投影外径端。这样，通过对图像传感器21与电路基板24的互相的角度进行调节，配置成电路基板24不会从成为图像传感器21的阴影的区域露出，由此，能够避免摄像装置20的大尺寸化。并且，由于电路基板24形成为l字状，所以即使是产生了翘曲的线缆连接部31，也能够确保成为图像传感器21的阴影的区域中的线缆连接部31的内表面31a与图像传感器21的投影外径端之间的、供多条线缆27配设的充足的空间。

并且，如上述那样，在本实施方式中，由于在线缆连接部31的外表面31b与处置器具通道14的侧面相邻的状态下配置摄像装置20(参照图7)，所以能够使内窥镜2的插入部6最有效地细径化。与摄像装置20的宽度方向(图3的箭头w的方向)的尺寸容易受多条线缆27的连接精度等影响而产生偏差的情况相比，在仅受电路基板24的成形精度影响的方向(图4和图7的箭头h的方向)上摄像装置20的尺寸偏差较小。因此，通过在线缆连接部31的外表面31b与处置器具通道14的侧面相邻的状态下配置摄像装置20，能够使摄像装置20和处置器具通道14在插入部6的径向上的合计尺寸最有效地变小。其结果是，能够有效地使内窥镜2的插入部6细径化。另外，在线缆连接部31的内表面31a与处置器具通道14的侧面相邻的状态下配置摄像装置20也会得到同样的效果。

并且，如上述那样，在本实施方式中，由包含有直径相对较大的两条第1线缆27l和直径相对较小的两条第2线缆27s的4条线缆27构成的传送线缆与线缆连接部31电连接，第1线缆27l配置在宽度方向(图3的箭头w的方向)的最外侧。由于采用了将直径相对较大的两条第1线缆27l配置在外侧、将直径相对较小的两条第2线缆27s配置在其内侧的结构，所以既充分确保焊盘32的设置宽度、互相相邻的焊盘之间的剩余宽度、以及焊盘32与电路基板24的线缆连接部31的边缘之间的剩余宽度，又使线缆连接部31的宽度尺寸(图3的箭头w的方向的尺寸)最小化。

以下，参照图9对在将第1线缆27l配置在第2线缆27s的外侧的情况下和配置在内侧的情况下在线缆连接部31的所需宽度尺寸上产生不同的理由进行说明。这里，将互相相邻的线缆27的间隙尺寸设为s，将第1线缆27l的直径尺寸设为d，将第2线缆27s的直径尺寸设为d。这些大小关系为s＜d＜d。

如图9的(a)那样在将直径相对较大的第1线缆27l配置在外侧的情况下，两个配置于外侧的第1线缆27l的中心之间的距离l1是l1＝2d+3s+d/2×2。另一方面，如图9的(b)那样在将直径相对较小的第2线缆27s配置在外侧的情况下，两个配置于外侧的第2线缆27s的中心之间的距离l2是l2＝2d+3s+d/2×2。这样，前者(将第1线缆27l配置在外侧的情况下)的中心之间的距离l1比后者(将第2线缆27s配置在外侧的情况下)的中心之间的距离l2小d-d(l1＜l2)。因此，在焊盘32的设置宽度和剩余宽度相同的条件下，与图9的(b)所示的将第2线缆27s配置在外侧的情况下的线缆连接部31的所需宽度尺寸w2相比，图9的(a)所示的将第1线缆27l配置在外侧的情况下的线缆连接部31的所需宽度尺寸w1较小。并且，如果使焊盘32的设置面积或剩余面积变得更大，则将第2线缆27s配置在外侧的情况下的所需宽度尺寸w2比也包含4条线缆27的间隙的合计尺寸t更大(t＜w2)。因此，在本实施方式中，如图9的(a)那样将直径相对较大的第1线缆27l配置在外侧。另外，即使所需宽度尺寸w1与所需宽度尺寸w2的差为0.1mm左右，在搭载外径为1mm见方以下的图像传感器21并要求0.1mm以下水平的细径化的内窥镜2的开发中，该差也非常大。

并且，如上述那样，在本实施方式中，作为时钟信号用线缆或输出信号用线缆等用于传送容易出现波形失真问题的信号的线缆，使用直径相对较大的第1线缆27l，作为电源用线缆或接地用线缆等能够进行参数调整的线缆，使用直径相对较小的第2线缆27s。通过以这种方式混合使用直径不同的多条线缆，与使用直径大小全部相同的线缆的情况相比，能够使线缆连接部31的所需宽度尺寸变小。

并且，如上述那样，在本实施方式中，通过使靠近壳体部件28的第1线缆27l的屏蔽导体27b与金属(导体)制的壳体部件28电连接，能够采取有效地利用了壳体部件28的静电破坏对策。

图10示出了上述的摄像装置20的变形例。在图10所示的例子中，电路基板24的传感器连接部(第1腿部)30具有贯通孔30b，该贯通孔30b从连接面30a贯通到面向线缆连接部(第2腿部)31的内表面31a的空间s。在贯通孔30b内设置有由贯通配线构成的导热部件51。在空间s内配置有固定在线缆连接部31的内表面31a的散热部件52。散热部件52与壳体部件28连接。导热部件51的一端51a经由连接面30a的焊盘25等而与图像传感器21的连接端子26连接，另一端51b与散热部件52连接。散热部件52的与导热部件51相反的一侧的端部与沿着第1线缆27l和第2线缆27s延伸的散热导线53连接。

这样，在电路基板24上设置有导热部件51和散热部件52，散热部件52与散热导线53连接，由此，实现了能够使来自图像传感器21的热量经由导热部件51和散热部件52而释放至壳体部件28和散热导线53的热容量充分大的散热路径。

根据以上说明，本说明书所公开的内窥镜在插入到体腔内的插入部的前端部具有摄像装置，其中，上述摄像装置具有：固体摄像元件，该固体摄像元件的受像面与上述插入部的长度方向交叉地配置，该固体摄像元件对上述受像面上成像出的光学图像进行光电转换；以及电路基板，其具有与上述固体摄像元件的设置有连接端子的面相对置并与上述固体摄像元件的上述连接端子电连接的连接面，其中，设置有上述连接端子的面位于与上述受像面相反的一侧，上述电路基板是沿与上述插入部的长度方向垂直的宽度方向观察时形成为l字状的刚性基板，在构成l字状的上述电路基板的互相垂直的第1腿部和第2腿部中，在与上述固体摄像元件对置的上述第1腿部的上述固体摄像元件侧设置有上述连接面，在上述第2腿部的内表面上电连接有传送线缆，其中，该内表面在上述插入部的长度方向和上述宽度方向上的面积比该第2腿部的位于该内表面的相反一侧的外表面的面积小。

另外，上述电路基板被配置成：在相对于上述固体摄像元件将上述电路基板向与上述插入部的长度方向垂直的平面进行了投影的情况下，上述电路基板的投影最外径端位于上述固体摄像元件的投影外径端。

另外，该内窥镜具有与上述摄像装置的长度方向平行设置的处置器具通道，上述处置器具通道被配置成：当沿上述插入部的长度方向观察时，上述电路基板的上述第2腿部的上述内表面或与上述内表面相反的一侧的外表面与上述处置器具通道的侧面相邻。

另外，上述电路基板的上述第1腿部具有贯通孔，该贯通孔从上述连接面贯通到与上述第2腿部的上述内表面相面对的空间，上述内窥镜具有：导热部件，其设置于上述贯通孔内；以及散热部件，其配置于上述空间，与上述导热部件连接。

另外，上述导热部件是配线。

另外，上述传送线缆具有包含直径相对较大的第1线缆和直径相对较小的第2线缆在内的4条以上的线缆，

上述4条以上的线缆在上述电路基板的上述第2腿部的上述内表面上在上述宽度方向上并排配置，上述第1线缆配置在上述宽度方向上的最外侧。

另外，上述第1线缆是利用屏蔽导体对中心导体的周围进行了屏蔽的同轴线缆，上述屏蔽导体与将上述传送线缆的一部分覆盖的导体封装部件电连接。

另外，上述第1线缆包含时钟信号用线缆和输出信号用线缆。

另外，上述电路基板的上述连接面与上述固体摄像元件的上述连接端子直接连接。

另外，沿上述固体摄像元件的上述受像面的法线方向观察的情况下的上述固体摄像元件的外径为1mm见方以下。