JP5926955B2 - 撮像機構及び内視鏡装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像機構及び内視鏡装置に関する。

従来、観察対象物の内部等を観察する際に、内視鏡装置を観察対象物の内部等に挿入して観察することが知られている。内視鏡装置としては、例えば遠位端と近位端とを有する長尺の挿入部を備え、挿入部の遠位端に対象物を撮像するための撮像機構が配置されたものが知られている。

このような撮像機構の例として、たとえば特許文献１には、電子内視鏡の先端部が開示されている。特許文献１に記載の電子内視鏡は、先端部において、固体撮像素子（イメージセンサ）が実装された基板とイメージセンサに電気的に接続された信号線とが樹脂塊内に封止されている。
特許文献１に記載の電子内視鏡の先端部において、上記樹脂塊は硬質であるので、樹脂塊が設けられた部分は、柔軟性に乏しい硬質部となっている。ここで、イメージセンサに電気的に接続された信号線の先端から各信号線が一束となる部分までの間も上記硬質部となっている。

特開２００６−６８０５８号公報

近年、受光素子数が多いイメージセンサが知られている。このようなイメージセンサは、多数の受光素子が整列して形成されたセンサ面を有しており、センサ面の面積を大きく取って受光素子数を増やしたものや、受光素子の集積度を上げ受光素子ピッチを小さくすることにより受光素子数を増やしたものなどが知られている。ここで、受光素子ピッチが小さすぎると、受光素子数を多くしてもイメージセンサによって得られた画像の画質を向上させにくいという問題があり、高画質の画像を撮像するイメージセンサは、センサ面の面積が大きくなる傾向がある。

また、内視鏡装置には、細い隙間等に挿入しやすい細径で柔軟な挿入部が求められている。しかしながら、従来の内視鏡装置は、挿入部内に搭載可能なイメージセンサを高画質で大型なものとしようとすると、イメージセンサに接続する信号線等を含む硬質部の寸法も大きくなり、挿入部が大径となったり挿入部の硬質部の長さが長くなったりするという課題を抱えている。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、高画質のイメージセンサを搭載しても挿入部の大型化を抑えることができる撮像機構及び内視鏡装置を提供することである。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の第一の態様は、複数の受光素子が配されたセンサ面と複数の入出力用リードとを有するイメージセンサと、前記イメージセンサにおいて前記センサ面が設けられた側とは反対側の面に接するセンサ接触面を有する保持部材と、前記保持部材における前記センサ接触面と反対側の外面に固定され、前記センサ面と平行な実装面を有し、前記実装面に垂直な方向から見たときに輪郭線の少なくとも一部が前記保持部材の輪郭線の内側に位置する回路基板と、前記回路基板において前記実装面と交差して形成された側面上であって前記回路基板の輪郭線が前記保持部材の輪郭線の内側に位置している領域内に配された接点部と、を備え、前記保持部材と前記回路基板との少なくともいずれかは、前記接点部が電気的に接続されているとともに前記入出力用リードの少なくとも一つが電気的に接続された中継配線部を有し、前記接点部には、前記イメージセンサに対して電力若しくは電気信号を伝送するための第一配線が接続され、前記側面のうち前記接点部が配された面とは異なる面上には、前記入出力用リードの少なくとも他の一つが接続され且つ前記イメージセンサに対して電力若しくは電気信号を伝送するための第二配線が接続される第二接点部が設けられており、前記第一配線のうちの少なくとも一つは前記第二配線よりも外径が太いことを特徴とする撮像機構である。

本発明の第二の態様は、複数の受光素子が配されたセンサ面と複数の入出力用リードとを有するイメージセンサと、前記イメージセンサにおいて前記センサ面が設けられた側とは反対側の面に接するセンサ接触面を有する保持部材と、前記保持部材における前記センサ接触面と反対側の外面に固定され、前記センサ面と平行な実装面を有し、前記実装面に垂直な方向から見たときに輪郭線の少なくとも一部が前記保持部材の輪郭線の内側に位置する回路基板と、前記回路基板において前記実装面と交差して形成された側面上であって前記回路基板の輪郭線が前記保持部材の輪郭線の内側に位置している領域内に配された接点部と、を備え、前記保持部材と前記回路基板との少なくともいずれかは、前記接点部が電気的に接続されているとともに前記入出力用リードの少なくとも一つが電気的に接続された中継配線部を有し、前記側面のうち前記接点部が配された面とは異なる面上には、前記入出力用リードの少なくとも他の一つが接続され且つ前記イメージセンサに対して電力若しくは電気信号を伝送するための第二配線が接続される第二接点部が設けられており、前記領域内には、前記接点部と異なる第三接点部が配され、前記第三接点部は、前記回路基板に設けられた導体パターンと接続され、前記回路基板上に実装された電子部品と電気的に接続され、前記第三接点部には、前記電子部品と前記イメージセンサとの少なくともいずれかに対して電力若しくは電気信号を伝送するための第三配線が電気的且つ機械的に接続されることを特徴とする撮像機構である。
また、前記第三接点部は１つ以上設けられていてもよく、前記第三接点部に接続された前記第三配線のうちの少なくとも一つは前記第二配線よりも外径が太くてもよい。

本発明の第三の態様は、複数の受光素子が配されたセンサ面と複数の入出力用リードとを有するイメージセンサと、前記イメージセンサにおいて前記センサ面が設けられた側とは反対側の面に接するセンサ接触面を有する保持部材と、前記保持部材における前記センサ接触面と反対側の外面に固定され、前記センサ面と平行な実装面を有し、前記実装面に垂直な方向から見たときに輪郭線の少なくとも一部が前記保持部材の輪郭線の内側に位置する回路基板と、前記回路基板において前記実装面と交差して形成された側面上であって前記回路基板の輪郭線が前記保持部材の輪郭線の内側に位置している領域内に配された接点部と、を備え、前記保持部材と前記回路基板との少なくともいずれかは、前記接点部が電気的に接続されているとともに前記入出力用リードの少なくとも一つが電気的に接続された中継配線部を有し、前記回路基板の実装面には、前記実装面と平行な外面を有する電子部品が実装され、前記回路基板には、前記電子部品を覆い熱伝導性を有する絶縁性のカバーが固定され、前記電子部品の前記外面と前記カバーとの間には、熱伝導性を有する絶縁性の熱伝導シートが介在されていることを特徴とする撮像機構である。

前記カバーは、前記実装面に垂直な軸線回りに測った長さが、前記実装面に近い側の端における前記長さよりも、前記実装面から遠い側の端における前記長さの方が短くてもよい。

前記接点部は、複数設けられ、前記接点部には、イメージセンサに対して電力若しくは電気信号を伝送するための第一配線が接続され、前記第三接点部は、前記複数の接点部の間に設けられ、前記第三接点部に接続された前記第三配線のうちの少なくとも一つは、前記第一配線よりも外径が太くてもよい。

本発明の第四の態様は、複数の受光素子が配されたセンサ面と複数の入出力用リードとを有するイメージセンサと、前記イメージセンサにおいて前記センサ面が設けられた側とは反対側の面に接するセンサ接触面を有する保持部材と、前記保持部材における前記センサ接触面と反対側の外面に固定され、前記センサ面と平行な実装面を有し、前記実装面に垂直な方向から見たときに輪郭線の少なくとも一部が前記保持部材の輪郭線の内側に位置する回路基板と、前記回路基板において前記実装面と交差して形成された側面上であって前記回路基板の輪郭線が前記保持部材の輪郭線の内側に位置している領域内に配された接点部と、を備え、前記保持部材と前記回路基板との少なくともいずれかは、前記接点部が電気的に接続されているとともに前記入出力用リードの少なくとも一つが電気的に接続された中継配線部を有し、前記保持部材は、当該保持部材の外面のうち前記センサ接触面と交差するリード接触面を有し、前記入出力用リードは、前記センサ面から前記センサ接触面方向へ突出し前記リード接触面方向へ曲げられて前記リード接触面へ向かって延びており、前記リード接触面上には、前記入出力用リードのピッチに対応して配され前記入出力用リードが電気的且つ機械的に接続される導体パターンが形成されていることを特徴とする撮像機構である。

前記中継配線部は、前記複数の入出力用リードのうち前記センサ面を直交する方向から見たときの前記イメージセンサの四隅から延びる隅部リードと、前記接点部とを電気的に接続するものであってもよい。

本発明の内視鏡装置は、先端と基端とを有する長尺の挿入部と、前記挿入部の先端に配され観察対象物を撮像するための上記撮像機構と、前記挿入部の基端に設けられた操作部と、を備えることを特徴とする内視鏡装置である。

また、本発明の内視鏡装置は、先端と基端とを有する長尺の挿入部と、前記挿入部の先端に配され観察対象物を撮像するための上記撮像機構と、前記挿入部の基端に設けられた本体部と、を備え、前記挿入部の内部には、先端が前記カバーに熱的に接続された金属線が設けられていることを特徴とする内視鏡装置である。

本発明の撮像機構及び内視鏡装置によれば、高画質のイメージセンサを搭載しても挿入部の大型化を抑えることができる。

本発明の一実施形態の内視鏡装置を示す全体図である。 同内視鏡装置における挿入部の先端部分の断面図である。 同内視鏡装置に設けられた撮像機構の斜視図である。 同撮像機構の断面図である。 同撮像機構を基端から先端へ向かって見た図である。 同撮像機構を先端から基端へ向かって見た図である。

本発明の一実施形態の撮像機構８及び内視鏡装置１について説明する。図１は、本実施形態の内視鏡装置１を示す全体図である。図２は、内視鏡装置１における挿入部２の先端部分の断面図である。図３は、内視鏡装置１に設けられた撮像機構８の斜視図である。図４は、撮像機構８の断面図である。図５は、同撮像機構８を基端から先端へ向かって見た図である。図６は、撮像機構８を先端から基端へ向かって見た図である。

図１に示すように、内視鏡装置１は、観察対象物の内部等に先端から挿入される長尺の挿入部２と、挿入部２の基端に設けられた操作部４０と、操作部４０とケーブルによって電気的に接続された本体部５０とを備える。

図１及び図２に示すように、挿入部２は、可撓性を有する可撓管部３と、可撓管部３の先端に配された湾曲部５と、湾曲部５の先端に配された先端構成部７とを備える。

図２に示すように、可撓管部３は、中空構造を有し径方向断面が円形をなす筒状部材である。可撓管部３の内部には、湾曲部５を湾曲させるためのアングルワイヤＷと、先端構成部７に設けられた後述する撮像機構８及び照明機構２６に対して電力及び電気信号を伝送するための配線部４とが配されている。

湾曲部５は、湾曲可能な筒状形状を有し、直線状となっているときには可撓管部３と同軸をなすように可撓管部３に固定されている。湾曲部５は、その中心軸線方向に複数の節輪または湾曲駒（以下、「節輪等６」と称する。）が並べて設けられている。複数の節輪等６は、隣接する節輪等６が互いに連結されている。湾曲部５において最も先端側に配された節輪等６には、上述のアングルワイヤＷの先端が連結されており、アングルワイヤＷが基端方向へと移動されることによって、湾曲部５が湾曲動作される。

先端構成部７は、撮像機構８と、撮像機構８へと外光を導く撮像光学系２４と、観察対象物に対して照明光を照射する照明機構２６とを備える。また、先端構成部７は、交換可能なキャップ状の光学アダプタ３０を備える。

図２及び図３に示すように、撮像機構８は、観察対象物の像を撮像するために設けられており、イメージセンサ９と、保持部材１４と、回路基板１７と、カバー２２とを備える。

イメージセンサ９は、複数の受光素子が整列配置されたセンサ面１０及びセンサ面１０の各受光素子から信号を読み出して出力する信号処理回路（不図示）が形成されたセンサ本体１１と、信号処理回路に対して入出力を行うための入出力用リード１２とを備える。
本実施形態では、センサ本体１１は、センサ面１０に直交する方向から見たときに矩形形状をなす板状となっている。また、センサ面１０に直交する方向から見たときに、センサ本体１１における対向する一組の辺のそれぞれからは、複数の上記入出力用リード１２が延びている。また、センサ面１０は、縦横比が４：３や１６：９など所定の比となる矩形形状を有している。
本明細書では、センサ面１０に直交する方向から見たときのセンサ本体１１の輪郭形状が長方形をなしている場合を例に説明する。なお、センサ本体１１の形状は、これに限られるものではない。
本実施形態では、イメージセンサ９の入出力用リード１２は、センサ面１０から保持部材１４のセンサ接触面１４ａ方向へ突出し、リード接触面１４ｃ方向へ曲げられてリード接触面１４ｃへ向かって延びている。入出力用リード１２は、センサ本体１１からの突出方向を０度として、基端側へ９０度以上曲げられている。各入出力用リード１２は、後述する回路基板１７に接する。また、入出力用リード１２とセンサ本体１１との間には、入出力用リード１２とセンサ本体１１との絶縁状態を保つための絶縁部材１３が介在されている。

図３及び図４に示すように、保持部材１４は、イメージセンサ９においてセンサ面１０が設けられた側とは反対側の面が接するセンサ接触面１４ａを有する絶縁性部材である。また、保持部材１４には、イメージセンサ９の動作時にイメージセンサ９から発せられる熱の放熱経路となる導体パターン（不図示）が形成されている。
保持部材１４の形状は、センサ接触面１４ａが底面となる枡状形状である。すなわち、保持部材１４は、センサ接触面１４ａが設けられた側が封止され、センサ接触面１４ａが設けられた側と反対側が開口された容器形状をなしている。センサ接触面１４ａは、イメージセンサ９のセンサ面１０と直交する方向から見たときにセンサ本体１１の輪郭線よりも小さな長方形状に形成されている。また、保持部材１４の外側輪郭線の形状は、略直方体形状となっている。
保持部材１４の内部には、イメージセンサ９によって撮像された画像の後述する制御部５２への出力を制御するための電子部品の一部と、各電子部品を絶縁する絶縁板１５とが配置されている。保持部材１４の内部において、動作時の発熱が小さな部品は保持部材１４の底面側（先端構成部７における先端側）に配され、動作時の発熱が大きな部品は保持部材１４の開口側（先端構成部７における基端側）に配されている。これにより、各電子部品の発熱によるイメージセンサ９への影響を低く抑えることができる。
保持部材１４の開口の周囲は、後述する回路基板１７と接する基板接触面１４ｂとなっている。基板接触面１４ｂには、イメージセンサ９のリードと後述する回路基板１７の端子とを電気的に接続する中継配線部１６が形成されている。

図３及び図５に示すように、中継配線部１６は、保持部材１４の外面に形成された薄板若しくは膜状の金属部材である。中継配線部１６は、保持部材１４の開口の四隅にそれぞれ配されている。各中継配線部１６は、イメージセンサ９の入出力用リード１２のうち、イメージセンサ９の四隅から延びる４つの隅部リード１２ａがそれぞれ接続されるようになっている。
中継配線部１６と隅部リード１２ａとは、半田付けによって電気的かつ機械的に固定されている。

また、図３及び図４に示すように、保持部材１４は、保持部材１４の外面のうちセンサ接触面１４ａと交差するリード接触面１４ｃを有している。リード接触面１４ｃには、イメージセンサ９に設けられた複数の入出力用リード１２のピッチに対応して配された複数の導体パターン１４ｄが形成されている。

本実施形態では、導体パターン１４ｄは、センサ接触面１４ａに直交する方向に長い矩形形状を有している。各導体パターン１４ｄの長手方向の中間部において、導体パターン１４ｄと入出力用リード１２とが半田付けにより電気的且つ機械的に接続されている。なお、図３及び図４においては導体パターン１４ｄと入出力用リード１２とを接続する半田の図示が省略されている。

図３ないし図５に示すように、回路基板１７は、イメージセンサ９のセンサ面１０と平行に実装面１７ａ、１７ｂが向けられた板状部材である。回路基板１７には、イメージセンサ９の動作を制御するためのカメラコントロールユニットの一部が配置されている。
図４に示すように、本実施形態では、回路基板１７は、厚さ方向の両面が実装面（実装面１７ａ、１７ｂ）とされており、回路基板１７に実装される電子部品のうち、相対的に発熱量が多い電子部品は、保持部材１４の開口に接する実装面１７ａとは反対側の実装面１７ｂ上に実装されている。

図５に示すように、回路基板１７の寸法は、実装面１７ａ、１７ｂと直交する方向（図４に符号Ｘで示す方向）から見たときの輪郭形状が略正方形状となっており、一辺の長さは、保持部材１４をセンサ接触面１４ａと直交する方向から見たときの短辺の長さと略一致する長さとなっている。回路基板１７の外面のうち、二つの実装面１７ａ、１７ｂと交差する面（以下、この面を「側面１７ｃ」と称する。）には、中継配線部１６が接続される接点部１８と、イメージセンサ９の入出力用リード１２が接続される第二接点部１９と、配線部４における後述する信号線４ａ及び撮像側電力線４ｂが接続される第三接点部２０とが設けられている。

接点部１８は、実装面１７ａ、１７ｂと直交する方向（図４に符号Ｘで示す方向）から見たときに、回路基板１７の側面１７ｃのうち保持部材１４の輪郭線の内側領域に位置する側面に設けられている。接点部１８は、上記信号線４ａ若しくは撮像側電力線４ｂが入り込む溝を有する凹形状の金属薄膜によって構成されている。接点部１８と中継配線部１６とは、半田付け等によって電気的かつ機械的に接続されている。なお、接点部１８は、必要に応じて、回路基板１７の内部に設けられた図示しない内部配線を介して、回路基板１７上に実装された各電子回路（例えば電子部品２１）や、保持部材１４内に配された電子部品等に電気的に接続されていてもよい。

第二接点部１９は、イメージセンサ９の入出力用リード１２の位置に対応した位置に設けられており、入出力用リード１２が入り込む溝を有する凹形状の金属薄膜によって構成されている。第二接点部１９は、入出力用リード１２が直接半田付け等によって電気的かつ機械的に接続される。また、第二接点部１９は、必要に応じて、回路基板１７の内部に設けられた図示しない上記内部配線と接続される。なお、回路基板１７内部に設けられた内部配線は、例えば金属の薄膜からなる導体パターンによって形成される。また、第二接点部１９の少なくとも一部は、回路基板１７の内部配線や回路基板１７上に実装される電子部品（例えば電子部品２１）との電気的な接続がされないダミーパッドであってもよい。

第三接点部２０は、実装面１７ａ、１７ｂと直交する方向（図４に符号Ｘで示す方向）から見たときに、回路基板１７の側面１７ｃのうち保持部材１４の上記輪郭線の内側領域に位置する側面に設けられ、２つの接点部１８の間に配置されている。第三接点部２０は、回路基板１７の内部に設けられた図示しない内部配線を介して、回路基板１７上に実装された各電子回路（例えば電子部品２１）に電気的に接続されている。

図３ないし図５に示すように、カバー２２は、回路基板１７の実装面１７ｂに実装された電子部品２１を外力から保護するための部材であり、かつ、これらの電子部品２１から発せられた熱を放熱するための経路となる部材である。カバー２２は、回路基板１７の実装面１７ｂの外周部分に沿うように回路基板１７の実装面１７ｂに固定されている。カバー２２の材料は、たとえばセラミックスなど、外力を受けても変形しにくい材料であることが好ましい。

カバー２２の形状は、実装面１７ａ、１７ｂに垂直な軸線回りに測った長さが、実装面１７ａ、１７ｂに近い側の端における長さよりも、実装面１７ａ、１７ｂから遠い側の端における長さの方が短い。すなわち、本実施形態では、カバー２２は、先端構成部７の基端側に行くに従って漸次径が小さくなるように形成されている。カバー２２の外面には、配線部４を構成する線の一部（例えば信号線４ａ及び撮像側電力線４ｂ）が配置されている。配線部４は、カバー２２の外面に沿って基端側へと延び、カバー２２よりも基端側において束ねられている。
本実施形態では、カバー２２は、実装面１７ｂに接する面を底面とする角錐台状に形成されており、側面の一部が開口されている。

また、カバー２２は、電子部品２１に密着する熱伝導性の高い熱伝導シート２３を有している。カバー２２が回路基板１７に固定されている状態で、熱伝導シート２３は、電子部品２１とカバー２２の内面との双方に押し付けられている。カバー２２及び熱伝導シート２３は、絶縁性の材料によって形成されている。また、熱伝導シート２３は、弾性を有していることが好ましい。

図２に示すように、カバー２２の外面には、回路基板１７上に実装された電子部品２１から発せられた熱を放熱するための金属線Ｃの先端が熱的に接続されている。金属線Ｃは、金属の編み線や撚り線によって形成されている。
なお、金属線Ｃとして、配線部４（信号線４ａ及び撮像側電力線４ｂ）の一部を用いることもできる。例えば、信号線４ａにノイズ低減用のシールド線がある場合、当該シールド線を用いてカバー２２からの熱の拡散をさせることができる。

撮像機構８に接続される配線部４（信号線４ａ及び撮像側電力線４ｂ）は、イメージセンサ９の入出力用リード１２と直結する必要がない線が、第三接点部２０に接続される。また、第三接点部２０に配される信号線４ａ及び撮像側電力線４ｂは、これらの外径に基づいて優先順位がつけられて選択されている。すなわち、第三接点部２０に配される信号線４ａ及び撮像側電力線４ｂは、最も外径が太い線から順に選択され第三接点部２０に接続される。また、第三接点部２０に接続される線に対応させて、回路基板１７の内部配線の構成が決定される。第三接点部２０に接続される線の外径は、芯線、被覆、及びシールド等の各構成要素の外径によって定まっている。たとえば、撮像機構８によって撮像された画像の信号を伝送するための信号線４ａは、信号にノイズが混入するのを防止する目的で、芯線がシールドに覆われている場合があり、芯線と被覆のみからなる他の信号線４ａと比較して外径が太くなる傾向がある。このため、信号線４ａは、特に第三接点部２０に接続されるのが好ましい。

第三接点部２０において、第三接点部２０に接続される信号線４ａ及び撮像側電力線４ｂは、回路基板１７の実装面１７ａ、１７ｂに垂直な方向から見たときにイメージセンサ９の輪郭線からはみ出さないようになっている。第二接点部１９及び接点部１８においても同様に、回路基板１７の実装面１７ａ、１７ｂに垂直な方向から見たときにイメージセンサ９の輪郭線から信号線４ａ及び撮像側電力線４ｂがはみ出さないようになっている。

撮像機構８に接続される信号線４ａ及び撮像側電力線４ｂは、カバー２２の外面に沿って可撓管部３側へと延びており、一束にまとめられた状態で可撓管部３内に挿入されている。回路基板１７の実装面１７ａ、１７ｂに垂直な方向から見たときに、撮像機構８に接続される信号線４ａ及び撮像側電力線４ｂは、イメージセンサ９の輪郭線の内側領域に収まっている。撮像機構８に接続される信号線４ａ及び撮像側電力線４ｂにおいて、回路基板１７から上記一束にまとめられた部分までの間では、各線は接着剤等によって固定されており、外力によって各線が回路基板１７から外れたり各線が断線したりしないようになっている。

図２に示すように、撮像光学系２４は、イメージセンサ９のセンサ面１０の中央を通りセンサ面１０と直交するように光軸が位置決めされた光学系である。撮像光学系２４の構成は特に限定されるものではなく、ズーム機構等を備えていてもよい。また、撮像光学系２４には、光学特性を変更するための追加的な対物光学系２５を組み合わせることもできる。例えば、本実施形態では、追加的な対物光学系２５が光学アダプタ３０に設けられている。

照明機構２６は、光学アダプタ３０内に設けられた光源２７と、光源２７から発せられる光の配光を制御するために光学アダプタ３０に設けられた照明光学系２８と、光源２７に電力を供給する照明電力線２９とを有する。光源２７としては、たとえば発光ダイオード等を使用することができる。照明電力線２９は、可撓管部３の内部を通じて操作部４０の内部へと延び、後述する制御部５２に接続されている。

図１に示すように、操作部４０には、湾曲部５を湾曲させるために使用者が湾曲方向を入力するためのジョイスティック４１が設けられている。本実施形態の内視鏡装置１では、ジョイスティック４１は所定の中立位置に対して傾けられた方向が湾曲部５を湾曲させる方向として本体部５０に入力される。本体では、ジョイスティック４１からの入力に基づいて、湾曲部５を湾曲動作させる。

本体部５０は、表示部５１と、制御部５２と、電源部５３とを備える。
表示部５１は、撮像機構８によって撮像された画像を表示する装置であり、たとえば液晶表示パネル及び表示制御回路を有している。

制御部５２は、上述の撮像機構８、照明機構２６、及び表示部５１の動作を制御するための各種電子部品を備える。

電源部５３は、上述の撮像機構８、照明機構２６、表示部５１、及び制御部５２を駆動させるための電力を供給するものであり、本実施形態では、バッテリーと、電力制御回路とを本体部５０内に備えている。なお、バッテリー及び電力制御回路を本体部５０内に備えることに代えて、若しくはバッテリー及び電力制御回路に加えて、商用電源を用いて内視鏡装置１を駆動させるための電源ユニットを本体内に備えていてもよい。

次に、本実施形態の撮像機構８及び内視鏡装置１の作用について説明する。
内視鏡装置１の挿入部２は、観察対象物の内部等に挿入されるものであり、小径であることが好ましい。このため、挿入部２の内部構造物を収容するための空間は限られている。たとえば、先端構成部７においては、限られた空間内に、撮像機構８と照明機構２６とをともに収容する必要がある。また、先端構成部７は、撮像機構８と照明機構２６とを外力から保護する目的で硬質となっている。ここで、先端構成部７の中心軸線方向の長さが長いと、狭い領域で曲率半径が小さく湾曲したような観察対象物になるほど、挿入部２の先端が曲がらずに突っかかるようになり、挿入部２の先端を案内するのが困難である。また、本実施形態では、撮像機構８の信号線４ａ及び撮像側電力線４ｂが互いに固定された部分も、柔軟性が乏しい部分であり、これらの硬質な構成部分により、挿入部２の先端部分には硬質部が生じる。

図３及び図６に示すように、本実施形態では、撮像機構８の信号線４ａ及び撮像側電力線４ｂのうち外径が太い線（例えば図６に示す信号線４ｘ，４ｙ）が、優先的に第三接点部２０に接続されており、先端構成部７の中心軸線方向から見たときにイメージセンサ９の輪郭線の内側に配置されている。
さらに、外径が太い線が、回路基板１７の厚さ方向から見たときの回路基板１７の中心に近い位置にあるので、当該太い線を他の線と一束にまとめるときに、撮像機構８の信号線４ａ及び撮像側電力線４ｂが互いに固定された部分の先端構成部７の中心軸線方向における長さを短くしても、当該太い線を曲げる量は少なくてよい。その結果、当該太い線を曲げることによる当該太い線への負荷が少ない状態で、硬質部の長さを短くすることができる。

また、イメージセンサ９の受光素子数が多い場合には、イメージセンサの受光素子数が少ない場合と比較して、信号線４ａを流れる信号が高周波となり、信号に対するノイズの影響が大きくなりやすい。このため、このようなイメージセンサ９を使用する場合には、信号線４ａにシールドを設けたり、各信号線４ａとグランド線とをツイストペア構成としたりするなど、信号線４ａの外径が太くなりやすい。また、イメージセンサ９の受光素子数が多い場合には、イメージセンサ９が大型となる傾向がある。この場合、イメージセンサ９のセンサ面１０に垂直な方向から見たときにイメージセンサ９の輪郭線から信号線４ａがはみ出すと、先端構成部７が大径となってしまうおそれがある。

これに対して、図６に示すように、本実施形態の撮像機構８は、イメージセンサ９のセンサ面１０と直交する方向、すなわち先端構成部７の中心軸線方向から見たときに、信号線４ａ及び撮像側電力線４ｂは、イメージセンサ９の輪郭線の内側に収まっている。このため、イメージセンサ９のセンサ面１０に垂直な方向から見たときの撮像機構８の寸法はイメージセンサ９の寸法によって規定されることとなる。このため、撮像機構８に接続される信号線４ａ及び撮像側電力線４ｂがイメージセンサ９の輪郭線からはみ出すことによる先端構成部７の大径化が防止される。

また、撮像機構８の動作時には、イメージセンサ９その他の電子部品から発せられる熱により、イメージセンサ９に対する暗電流に起因する熱ノイズが生じる場合がある。本実施形態では、イメージセンサ９から発せられた熱は、図４に示す保持部材１４、回路基板１７、熱伝導シート２３、及びカバー２２を通じて金属線Ｃ（図２参照）へと拡散する。これにより、イメージセンサ９の温度が上昇することによって画像に生じるノイズを低減させることができる。特に、イメージセンサ９上に構成される受光素子数が多くなったり、信号処理回路の動作周波数が高くなったりすると、イメージセンサ９の発熱量は大きくなる。
本実施形態では、挿入部２の先端から基端へ向かって直線的に放熱経路が設けられていることにより、挿入部２の先端に配されたイメージセンサ９その他の電子部品の熱が挿入部２の先端側にこもるのを低減することができる。これにより、イメージセンサ９によって撮像された画像の画質の低下を抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態の撮像機構８及び内視鏡装置１によれば、挿入部２の硬質部の長さが長くなるのを抑えつつ、大型のイメージセンサ９を搭載することができる。その結果、高画質のイメージセンサ９を搭載しても挿入部２の大型化を抑えることができる。

また、従来と同等のイメージセンサを搭載する場合には、硬質部の長さを短くすることができる。

また、イメージセンサ９が発する熱を好適に挿入部２の基端側へと移動させる経路を有しているので、イメージセンサ９に対する熱ノイズの影響を少なく抑え、画質の高い画像を撮像することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、熱伝導シート２３に代えて、熱伝導性の高いグリスが設けられていてもよい。
また、保持部材のセンサ接触面は、イメージセンサのセンサ面と直交する方向から見たときにセンサ本体の輪郭線と一致する長方形状（略一致する長方形状を含む）とされていてもよい。
また、中継配線部は、基板接触面以外の面に設けられていてもよい。また、中継配線部は、保持部材のリード接触面に形成された導体パターンと接続されていてもよい。
また、中継配線部は、回路基板の側面に形成されていてもよい。
さらに、保持部材と回路基板との両方に中継配線部が形成されていてもよい。この場合、保持部材に形成された中継配線部と回路基板に形成された中継配線部と互いに電気的に導通した状態で設けられている。

なお、本発明の実施形態に対する設計変更等は上記例示には限定されない。

１ 内視鏡装置
２ 挿入部
３ 可撓管部
４ 配線部
４ａ 信号線
４ｂ 撮像側電力線
４ｘ 信号線
５ 湾曲部
６ 節輪等
７ 先端構成部
８ 撮像機構
９ イメージセンサ
Ｗ アングルワイヤ
１０ センサ面
１１ センサ本体
１２ 入出力用リード
１２ａ 隅部リード（入出力用リード）
１３ 絶縁部材
１４ 保持部材
１４ａ センサ接触面
１４ｂ 基板接触面
１４ｃ リード接触面
１４ｄ 導体パターン
１５ 絶縁板
１６ 中継配線部
１７ 回路基板
１７ａ 実装面
１７ｂ 実装面
１７ｃ 側面
１８ 接点部
１９ 第二接点部
２０ 第三接点部
２１ 電子部品
２２ カバー
２３ 熱伝導シート
２４ 撮像光学系
２５ 対物光学系
２６ 照明機構
２７ 光源
２８ 照明光学系
２９ 照明電力線
３０ 光学アダプタ
４０ 操作部
４１ ジョイスティック
５０ 本体部
５１ 表示部
５２ 制御部
５３ 電源部

Claims (10)

1. 複数の受光素子が配されたセンサ面と複数の入出力用リードとを有するイメージセンサと、
   前記イメージセンサにおいて前記センサ面が設けられた側とは反対側の面に接するセンサ接触面を有する保持部材と、
   前記保持部材における前記センサ接触面と反対側の外面に固定され、前記センサ面と平行な実装面を有し、前記実装面に垂直な方向から見たときに輪郭線の少なくとも一部が前記保持部材の輪郭線の内側に位置する回路基板と、
   前記回路基板において前記実装面と交差して形成された側面上であって前記回路基板の輪郭線が前記保持部材の輪郭線の内側に位置している領域内に配された接点部と、
   を備え、
   前記保持部材と前記回路基板との少なくともいずれかは、前記接点部が電気的に接続されているとともに前記入出力用リードの少なくとも一つが電気的に接続された中継配線部を有し、
   前記接点部には、前記イメージセンサに対して電力若しくは電気信号を伝送するための第一配線が接続され、
   前記側面のうち前記接点部が配された面とは異なる面上には、前記入出力用リードの少なくとも他の一つが接続され且つ前記イメージセンサに対して電力若しくは電気信号を伝送するための第二配線が接続される第二接点部が設けられており、
   前記第一配線のうちの少なくとも一つは前記第二配線よりも外径が太いことを特徴とする撮像機構。
2. 複数の受光素子が配されたセンサ面と複数の入出力用リードとを有するイメージセンサと、
   前記イメージセンサにおいて前記センサ面が設けられた側とは反対側の面に接するセンサ接触面を有する保持部材と、
   前記保持部材における前記センサ接触面と反対側の外面に固定され、前記センサ面と平行な実装面を有し、前記実装面に垂直な方向から見たときに輪郭線の少なくとも一部が前記保持部材の輪郭線の内側に位置する回路基板と、
   前記回路基板において前記実装面と交差して形成された側面上であって前記回路基板の輪郭線が前記保持部材の輪郭線の内側に位置している領域内に配された接点部と、
   を備え、
   前記保持部材と前記回路基板との少なくともいずれかは、前記接点部が電気的に接続されているとともに前記入出力用リードの少なくとも一つが電気的に接続された中継配線部を有し、
   前記側面のうち前記接点部が配された面とは異なる面上には、前記入出力用リードの少なくとも他の一つが接続され且つ前記イメージセンサに対して電力若しくは電気信号を伝送するための第二配線が接続される第二接点部が設けられており、
   前記領域内には、前記接点部と異なる第三接点部が配され、
   前記第三接点部は、前記回路基板に設けられた導体パターンと接続され、前記回路基板上に実装された電子部品と電気的に接続され、
   前記第三接点部には、前記電子部品と前記イメージセンサとの少なくともいずれかに対して電力若しくは電気信号を伝送するための第三配線が電気的且つ機械的に接続されることを特徴とする撮像機構。
3. 前記第三接点部は１つ以上設けられており、
   前記第三接点部に接続された前記第三配線のうちの少なくとも一つは前記第二配線よりも外径が太いことを特徴とする請求項２に記載の撮像機構。
4. 複数の受光素子が配されたセンサ面と複数の入出力用リードとを有するイメージセンサと、
   前記イメージセンサにおいて前記センサ面が設けられた側とは反対側の面に接するセンサ接触面を有する保持部材と、
   前記保持部材における前記センサ接触面と反対側の外面に固定され、前記センサ面と平行な実装面を有し、前記実装面に垂直な方向から見たときに輪郭線の少なくとも一部が前記保持部材の輪郭線の内側に位置する回路基板と、
   前記回路基板において前記実装面と交差して形成された側面上であって前記回路基板の輪郭線が前記保持部材の輪郭線の内側に位置している領域内に配された接点部と、
   を備え、
   前記保持部材と前記回路基板との少なくともいずれかは、前記接点部が電気的に接続されているとともに前記入出力用リードの少なくとも一つが電気的に接続された中継配線部を有し、
   前記回路基板の実装面には、前記実装面と平行な外面を有する電子部品が実装され、
   前記回路基板には、前記電子部品を覆い熱伝導性を有する絶縁性のカバーが固定され、
   前記電子部品の前記外面と前記カバーとの間には、熱伝導性を有する絶縁性の熱伝導シートが介在されていることを特徴とする撮像機構。
5. 前記カバーは、前記実装面に垂直な軸線回りに測った長さが、前記実装面に近い側の端における前記長さよりも、前記実装面から遠い側の端における前記長さの方が短いことを特徴とする請求項４に記載の撮像機構。
6. 前記接点部は、複数設けられ、
   前記接点部には、イメージセンサに対して電力若しくは電気信号を伝送するための第一配線が接続され、
   前記第三接点部は、前記複数の接点部の間に設けられ、
   前記第三接点部に接続された前記第三配線のうちの少なくとも一つは、前記第一配線よりも外径が太いことを特徴とする請求項２に記載の撮像機構。
7. 複数の受光素子が配されたセンサ面と複数の入出力用リードとを有するイメージセンサと、
   前記イメージセンサにおいて前記センサ面が設けられた側とは反対側の面に接するセンサ接触面を有する保持部材と、
   前記保持部材における前記センサ接触面と反対側の外面に固定され、前記センサ面と平行な実装面を有し、前記実装面に垂直な方向から見たときに輪郭線の少なくとも一部が前記保持部材の輪郭線の内側に位置する回路基板と、
   前記回路基板において前記実装面と交差して形成された側面上であって前記回路基板の輪郭線が前記保持部材の輪郭線の内側に位置している領域内に配された接点部と、
   を備え、
   前記保持部材と前記回路基板との少なくともいずれかは、前記接点部が電気的に接続されているとともに前記入出力用リードの少なくとも一つが電気的に接続された中継配線部を有し、
   前記保持部材は、当該保持部材の外面のうち前記センサ接触面と交差するリード接触面を有し、
   前記入出力用リードは、前記センサ面から前記センサ接触面方向へ突出し前記リード接触面方向へ曲げられて前記リード接触面へ向かって延びており、
   前記リード接触面上には、前記入出力用リードのピッチに対応して配され前記入出力用リードが電気的且つ機械的に接続される導体パターンが形成されていることを特徴とする撮像機構。
8. 前記中継配線部は、前記複数の入出力用リードのうち前記センサ面を直交する方向から見たときの前記イメージセンサの四隅から延びる隅部リードと、前記接点部とを電気的に接続するものであることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の撮像機構。
9. 先端と基端とを有する長尺の挿入部と、
   前記挿入部の先端に配され観察対象物を撮像するための請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の撮像機構と、
   前記挿入部の基端に設けられた操作部と、
   を備えることを特徴とする内視鏡装置。
10. 先端と基端とを有する長尺の挿入部と、
    前記挿入部の先端に配され観察対象物を撮像するための請求項４または請求項５に記載の撮像機構と、
    前記挿入部の基端に設けられた本体部と、
    を備え、
    前記挿入部の内部には、先端が前記カバーに熱的に接続された金属線が設けられていることを特徴とする内視鏡装置。

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