(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
挿入部先端部に撮像ユニットを有し、
前記撮像ユニットは、
撮像素子を搭載する基板と、
前記基板に対して信号の入出力を行うケーブルと、
前記基板の表面より突出して設けられ、前記基板のグランドに接続されるグランドバーと、を有し、
前記ケーブルの撮像ユニット側の末端部は、シールド部が前記グランドバーを経由して前記基板のグランドと接続され、芯線が前記基板の前記表面に直接実装され、
前記グランドバーの、前記芯線とは反対の後端側における、前記基板の前記表面から前記シールド部までの高さが、前記基板の前記表面に実装された、前記ケーブルに対して最近傍に位置する実装部材の、前記基板の前記表面からの高さよりも高くなっている、内視鏡。
【請求項２】
請求項１に記載の内視鏡であって、
前記グランドバーは、長手方向に直交する切断面の断面形状が略三角形状又は略台形状に形成され、前記ケーブルの末端側に向かって高さが低くなる傾斜面を有する、内視鏡。
【請求項３】
請求項１に記載の内視鏡であって、
前記グランドバーは、長手方向に直交する切断面の断面形状が略長方形状に形成される、内視鏡。
【請求項４】
請求項１に記載の内視鏡であって、
前記実装部材を前記基板に実装するために用いる導電接続材と、前記ケーブルを前記基板に実装するために用いる導電接続材とは、異なる融点を有し種類が異なる、内視鏡。
【請求項５】
請求項１に記載の内視鏡であって、
前記撮像ユニットは、挿入部の長手軸方向と直交する軸を中心に回動し、視野方向を変位可能に設けられる、内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡及び内視鏡の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療分野又は工業分野において、患者の体内、機器、又は構造物の内部を撮像するための内視鏡が普及している。この種の内視鏡として、観察対象の内部に挿入される挿入部において、撮像部位からの光を対物レンズ系によって撮像素子の受光面に結像させると共に、その結像光を電気信号に変換し、信号ケーブルを介して外部の画像処理装置等に映像信号として送信する構成が知られている。
【０００３】
この種の内視鏡の先端に設けられた硬性部には、撮像素子、及び撮像素子の撮像面に光像を結像させるレンズなどの光学素子等の多数の部品が配置される。また、硬性部を屈曲可能な挿入部と接続することにより、施術者等の操作に基づいて撮像方向、即ち視野を変化させる構成が知られている。近年、このように複雑な構成を有する内視鏡において、より簡易に製造し、被施術者の負担を軽減するために外径の更なる細径化が重要となっている。
【０００４】
例えば特許文献１には、挿入部先端の先端面から先端近傍の側部中途にかけて配置された透明な窓から入射する光線のうち、一部を回転自在に設けた撮像部の対物光学系に選択的に入射させて視野範囲とする視野方向変換手段を有し、内視鏡の視野方向をその用途や観察対象に応じて自在に切り換えることができる視野方向変更型内視鏡が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−３２７９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
内視鏡において、上記のような対物光学系及び撮像素子を搭載した撮像部を回転自在とした視野方向変更型の構成の場合、撮像部が固定された構成と比較して挿入部先端部が大型化する傾向にある。特許文献１に記載の従来例では、回転自在な撮像部に設けた基板に撮像素子等の部品及び信号線を実装するために、基板上に大きなスペースを要し、小型化が困難である。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、挿入部先端部の小型化が可能な内視鏡及び内視鏡の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る内視鏡は、挿入部先端部に撮像ユニットを有し、前記撮像ユニットは、撮像素子を搭載する基板と、前記基板に対して信号の入出力を行うケーブルと、前記基板の表面より突出して設けられ、前記基板のグランドに接続されるグランドバーと、を有し、前記ケーブルの撮像ユニット側の末端部は、シールド部が前記グランドバーを経由して前記基板のグランドと接続され、芯線が前記基板に直接実装される。
【０００９】
本発明に係る内視鏡は、挿入部先端部に撮像ユニットを有し、前記撮像ユニットは、撮像素子を搭載する基板と、前記基板に実装する実装部材と、前記基板に対して信号の入出力を行うケーブルと、を有し、前記実装部材と前記ケーブルとは、異なる融点を持つ複数種類の導電接続材によって前記基板に実装される。
【００１０】
本発明に係る内視鏡の製造方法は、挿入部先端部に撮像ユニットを有し、前記撮像ユニットは、撮像素子を搭載する基板と、前記基板に対して信号の入出力を行うケーブルと、前記基板の表面より突出して設けられ、前記基板のグランドに接続されるグランドバーと、を有する、内視鏡の製造方法であって、前記ケーブルの撮像ユニット側の末端部について、シールド部を前記グランドバーを経由して前記基板のグランドと接続し、芯線を前記基板に直接実装する際、前記基板に実装する実装部材と前記ケーブルとを、異なる融点を持つ複数種類の導電接続材によって前記基板に実装する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、内視鏡において、挿入部先端部の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る内視鏡の全体構成図
【図２】連結部の構成及び連結部の状態と屈曲部の湾曲状態との関係を示す説明図
【図３】連結部の構成及び連結部の状態と屈曲部の湾曲状態との関係を示す説明図
【図４】連結部の構成及び連結部の状態と硬性部の撮像ユニットのチルト状態との関係を示す説明図
【図５】連結部の構成及び連結部３状態と硬性部の撮像ユニットのチルト状態との関係を示す説明図
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は、屈曲部の遊端側に取り付けられた硬性部の構成を示す透視図
【図７】硬性部における撮像ユニットの配置構成を示す透視図
【図８】撮像ユニットにおける基板とケーブルの接続部の第１構成例を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は斜視図
【図９】撮像ユニットにおける基板とケーブルの接続部の第２構成例を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は斜視図
【図１０】撮像ユニットにおける基板とケーブルの接続部の第３構成例を示す斜視図
【図１１】撮像ユニットにおける基板とケーブルの接続部の第４構成例を示す側面図
【図１２】本実施形態の撮像ユニットの基板における部品の実装可能領域を説明する図であり、（Ａ）は側面透視図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は斜視透視図
【図１３】比較例の撮像ユニットの基板における部品の実装可能領域を説明する図であり、（Ａ）は側面透視図、（Ｂ）は平面図
【図１４】基板に対するケーブルの実装手順を説明する図であり、（Ａ）は実装手順の第１例を示す斜視図、（Ｂ）は実装手順の第２例を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明する。説明に用いる方向については、原則として各図中の方向の記載に従うものとする。ただし、筒状、棒状に構成された部材については部材が延在する方向を、また回動する部材については回転軸の方向を「軸方向」と呼称することがある。また、軸を中心として内外に向かう方向を「径方向」、軸を中心として回動する方向を「周方向」と呼称することがある。また、軸方向に直交する断面が矩形形状である部材についても、便宜上「径方向」、「周方向」と呼称することがある。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る内視鏡１の全体構成図である。本実施形態では、医療分野において人体の腹部等の手術に用いる内視鏡を例にとり、その構成を例示する。
【００１５】
内視鏡１は、主に把持部２と、連結部３と、被観察部位に挿入される挿入部１１とを有する。挿入部１１は、基端側から、連結部３を介して把持部２と連結された直線パイプ状の湾曲不能な直線部４と、湾曲可能に構成された屈曲部５と、機能部材の一例としての撮像ユニット６ａが収納された先端部の硬性部６とを有する。連結部３の外周部には、直線部４の延在方向を軸として回動させる回転操作部７が設けられる。
【００１６】
内視鏡１の各部の寸法は、例えば、硬性部６の先端から回転操作部７の後端までの長さＬ１は約６００ｍｍ、硬性部６の長さＬ２は約１５ｍｍ、屈曲部５の長さＬ３は約５０ｍｍ、直線部４の長さＬ４は約４５０ｍｍ程度であり、また硬性部６、屈曲部５、直線部４の外径は最大部分で約１０ｍｍ程度とする。
【００１７】
内視鏡１を用いて腹腔鏡下の手術を行う場合、挿入部１１の硬性部６と屈曲部５とがトロッカーやトロッカーチューブを介して手術部位まで案内される。一方、挿入部１１の直線部４の基端側の一部は体外に出た状態となり、施術者等が把持部２を把持して操作をしながら手術が執り行われる。
【００１８】
把持部２には、屈曲部５を湾曲させるべく操作を行う第１操作部２ａと、硬性部６に搭載された撮像ユニット６ａによる撮像方向を操作する第２操作部２ｂとが設けられる。施術者等が第１操作部２ａを操作すると、屈曲部５はその操作量に応じて所定の方向（例えば図中下方）に向けて湾曲し、硬性部６に設けられた撮像ユニット６ａの撮像方向が変化、即ち視野が移動する。把持部２において、第１操作部２ａは、操作部の回動軸である第１軸Ａｘ１を中心として回転可能である。このとき、操作性を考慮して、第１操作部２ａの回転方向と屈曲部５の湾曲方向とが一致するように構成されている。
【００１９】
なお、以降の説明において、第１操作部２ａの操作によって屈曲部５が湾曲し、これによって視野を移動させる動作を「湾曲動作」、湾曲によって硬性部６の先端が向く方向と直線部４の中心軸方向（第２軸Ａｘ２）とがなす角度を「湾曲角度」、前面視において湾曲によって硬性部６の先端が向く方向を「湾曲方向」のように呼称することがある。そして、例えば硬性部６の先端が図中下方（上方）に向くように屈曲部５が湾曲することを「下方（上方）に向けて湾曲する」のように表現することがある。
【００２０】
また、把持部２において、第２操作部２ｂも第１軸Ａｘ１を中心として回転可能である。施術者等が第２操作部２ｂを操作すると、硬性部６内に枢支された撮像ユニット６ａが回動し、撮像ユニット６ａの撮像方向が変化、即ち視野が移動する。ここでは、撮像ユニット６ａの視野は図中前方と下方との間を移動する。
【００２１】
なお、以降の説明において、第２操作部２ｂを操作することによって視野を移動させる動作を「チルト動作」、あるいは単に「チルト」と呼称する。なお、第１操作部２ａ及び第２操作部２ｂは、把持部２に設けられたストッパ（図示せず）によって操作範囲（第１軸Ａｘ１を軸とする回動範囲）が規制されている。なお、第１操作部２ａ、第２操作部２ｂは、図示するようなレバー式の他、回転グリップ等を用いた構成であってもよい。
【００２２】
図１は、内視鏡１の初期状態を示しており、このとき屈曲部５は直線状であり、かつ硬性部６における撮像ユニット６ａの視野は図中前方を向いている。この状態から、第１操作部２ａを操作すると、屈曲部５は図中下方に向けて湾曲し、第２操作部２ｂを操作すると、撮像ユニット６ａは図中下方に向けてチルトする。例えば、屈曲部５の湾曲角度を０°〜９０°、撮像ユニット６ａのチルト角度を０°〜９０°とすれば、湾曲動作とチルト動作とを組み合わせることにより、屈曲部５の湾曲角度を大きくせずとも（即ち、湾曲の際に大きな空間を占めることなく）視野の移動範囲を０°〜１８０°まで拡大することが可能となる。本実施形態の内視鏡１は、初期状態として直線状であった屈曲部５が湾曲することにより機能部材の先端が向く方向（撮像方向）と、硬性部６内に枢支された機能部材自体が回動することにより機能部材の先端が向く方向とが、略同一となっており、湾曲動作とチルト動作との組み合わせによって視野の移動角度が合算される。
【００２３】
図２、図３は、連結部３の構成及び連結部３の状態と屈曲部５の湾曲状態との関係を示す説明図である。図２及び図３では、挿入部１１の基端側の直線部４及び連結部３において、湾曲動作に関する内部構成を一部断面にして示している。なお、図２は、屈曲部５が直線状となっている状態（初期状態）を、図３は、屈曲部５が図中下方に向けて湾曲している状態を示している。
【００２４】
また、図４、図５は、連結部３の構成及び連結部３の状態と硬性部６の撮像ユニット６ａのチルト状態との関係を示す説明図である。図４及び図５では、図２及び図３と同様、挿入部１１の基端側の直線部４及び連結部３において、チルト動作に関する内部構成を一部断面にして示している。図４は、屈曲部５が直線状となっている状態（初期状態）を、図５は、屈曲部５が図中下方に向けて湾曲している状態を示している。
【００２５】
連結部３は、基端側（図中後方）が把持部２に支持されるとともに、前方において直線部４に接続されている。また、連結部３と把持部２とはリンク部材１０（図１等参照）によって接続されている。第１操作部２ａの操作によって発生した力（以降、第１操作部２ａ又は第２操作部２ｂ等を操作することにより発生した力を「操作力」と呼称する）は、リンク部材１０によって連結部３に伝達される。連結部３から直線部４、屈曲部５に至る挿入部内部には、第１動力伝達部材である制御ワイヤ２０が挿通され、挿入部内部を移動可能に設けられる。連結部３では、後述するように、第１操作部２ａの操作力を制御ワイヤ２０の牽引力に変換して屈曲部５の先端側の遊端５ｂまで伝達する。
【００２６】
直線部４は、第２軸Ａｘ２方向に延在する中空部４ａを有する筒状かつ直線状の部材であり、例えばステンレス鋼により構成される。直線部４は、先端側の一端に屈曲部５の基端５ａが取り付けられ、基端側の他端は連結部３を介して把持部２に連結されて、把持部２から前方に向けて延伸されている。
【００２７】
把持部２から連結部３を経て、直線部４、屈曲部５に至る挿入部内部には、第２動力伝達部材であるトルクチューブ２１（図４、図５参照）が挿通され、回動可能に設けられる。第２操作部２ｂの操作によって発生した操作力は、把持部２の内部に設けられたギア機構によって第２軸Ａｘ２を軸とするトルクチューブ２１の回転力に変換され、この回転力が挿入部先端の硬性部６まで伝達される。把持部２には、連結部３と係合する球体軸受２ｃが図中前方に突出して設けられ、球体軸受２ｃの中心には第２軸Ａｘ２方向に貫通する軸受開口部２ｄが設けられており、トルクチューブ２１の回転力は連結部３を経由することなく直接的に硬性部６に向けて伝達される。
【００２８】
また、内視鏡１は、把持部２よりケーブルを介してビデオプロセッサ４０、ディスプレイ装置４１と接続される。硬性部６の撮像ユニット６ａによって観察対象（ここでは、人体内部）を撮像して得られた静止画又は動画の画像信号は、ビデオプロセッサ４０に伝送され、ビデオプロセッサ４０において各種信号処理等が行われる。ビデオプロセッサ４０により処理された観察対象の画像はディスプレイ装置４１に表示される。一方、内視鏡１は、ビデオプロセッサ４０から電力及び各種制御信号を受け取って動作し、撮像ユニット６ａにおいて制御信号に基づくタイミングで撮像が行われる。
【００２９】
まず、図１、図２、図３を参照して、屈曲部５の湾曲動作に関する構成について説明する。ここでは、屈曲部５が一方向（図中上下方向）に湾曲可能にした基本構成の一例を示す。
【００３０】
屈曲部５は、基端５ａから遊端５ｂにかけて延在しており、基端５ａと遊端５ｂとの間において連結された複数の関節ピース３０を有して構成される。以降の説明において、複数の関節ピース３０の集合体が構成する軸を「屈曲部５の軸」、その方向を「屈曲部５の軸方向」のように呼称することがある。屈曲部５は湾曲可能であることから、「屈曲部５の軸方向」は湾曲方向及び湾曲角度に応じて変化する。
【００３１】
関節ピース３０は、例えば、ステンレス鋼により構成され、屈曲部５の軸方向から見たときに角丸の矩形状又は円形状をなす部材である。複数の関節ピース３０を周方向に交互に９０゜ずつずらして連結することによって、屈曲部５の遊端５ｂが基端５ａに対して任意の方向に湾曲可能に構成されている。また、複数の関節ピース３０の内側には、制御ワイヤ２０（第１制御ワイヤ２０ａ及び第２制御ワイヤ２０ｂ）が挿通され、制御ワイヤ２０の一方を牽引し、他方を弛緩することによって、屈曲部５が湾曲する。
【００３２】
図２、図３に示すように、連結部３は、連結部筐体３ａと、連結部筐体３ａ内に設けられた牽引部材８及びワイヤガイド９とを有して構成される。連結部３の連結部筐体３ａは、その後部において、把持部２から図中前方に突出した球体軸受２ｃと係合し、第２軸Ａｘ２を軸とする回動及び前後方向への移動を規制された状態で固定されている。また、連結部筐体３ａは、その前部において、直線部４を第２軸Ａｘ２を軸として回動自在に支持している。直線部４の中心軸は、連結部筐体３ａによって、球体軸受２ｃの中心軸（第２軸Ａｘ２）と常に一致するよう、即ち同軸度を維持して支持されている。
【００３３】
牽引部材８は、図中前方から見て略円形をなす円盤状の２つの部材である、図中後方に設けられたベース部８ｃと、図中前方に設けられた回動部８ｄとを有して構成される。牽引部材８のベース部８ｃは、図中後方から球体軸受２ｃと球面にて係合して支持されている。即ち、球体軸受２ｃは、牽引部材８の全体が前後方向に移動するのを規制する一方で、直線部４の軸（第２軸Ａｘ２）と直交する面に対して、牽引部材８（ベース部８ｃ）を任意方向に傾斜可能に支持している。一方、牽引部材８の回動部８ｄは、ベース部８ｃに対して相対的に回動可能に構成されている。
【００３４】
牽引部材８の回動部８ｄには、第２軸Ａｘ２を挟んで対称な位置に、牽引部材８の円周方向に延在した例えば円柱形状のガイド片８ａが設けられる。直線部４の基端（後端）には、例えば角柱形状のガイド部材４ｃが図中後方へ突出形成されており、ガイド部材４ｃに長円形状のガイド孔４ｂが設けられ、牽引部材８のガイド片８ａが直線部４のガイド孔４ｂに対して移動可能に係合している。ガイド片８ａとガイド孔４ｂとの係合によって、牽引部材８は直線部４の基端側においても支持され、直線部４（第２軸Ａｘ２）に対して相対的に変位（傾斜）可能に構成されている。このため、回動部８ｄは、直線部４の軸と直交する面に対して傾斜可能で、かつ傾斜した状態で直線部４とともに回動する。
【００３５】
上述したように、直線部４は、連結部筐体３ａによって球体軸受２ｃとの同軸度を維持され、一方で牽引部材８は球体軸受２ｃによって傾斜可能とされているため、本構成によれば、連結部３の前後で把持部２（球体軸受２ｃ）と直線部４との相対的な位置関係は不変のまま（即ち、両者の同軸度が維持されたまま）の状態で、連結部３内において牽引部材８の傾斜方向及び傾斜角度が変化する。ただし、ガイド片８ａとガイド孔４ｂによる係合構造が設けられることで、牽引部材８が傾斜可能な方向は限定される。ここでは図２と図３との関係から理解されるように、牽引部材８は、図３に示す第３軸Ａｘ３（牽引部材８の回動軸）を回動中心とする傾斜のみが許容され、その際の角度θの最大値は実質的に係合構造におけるガイド孔４ｂの図中前後方向の長さによって決定される。
【００３６】
牽引部材８の外周部近傍の一部分（図中上部）は、連結部３の内部において、コイルばね等の弾性体で構成された付勢部材８ｂによって常時図中後方に向けて付勢されている。また、牽引部材８において、球体軸受２ｃと係合する中心部（第２軸Ａｘ２を）を挟んで付勢部材８ｂと反対側の位置（図中下部）は、リンク部材１０を介して第１操作部２ａによって後方に牽引されている。
【００３７】
また、牽引部材８の外周部において、一部分（図中上部）には第１制御ワイヤ２０ａが、牽引部材８の中心部（第２軸Ａｘ２を）を挟んで付勢部材８ｂと反対側の位置（図中下部）方には第２制御ワイヤ２０ｂの始端が固定されている（以降、これらをまとめて制御ワイヤ２０と呼称することがある）。制御ワイヤ２０としては、例えばステンレスワイヤの撚糸等を好適に用いることができる。
【００３８】
制御ワイヤ２０の始端側は、牽引部材８によって後方に牽引される。基本構成では、制御ワイヤ２０は牽引部材８の外周部において、第２軸Ａｘ２を挟んで周方向に１８０゜離間した部位に第１制御ワイヤ２０ａと第２制御ワイヤ２０ｂの始端がそれぞれ固定されている。そして、制御ワイヤ２０の固定位置に対応して、牽引部材８の前方にワイヤガイド９が設けられる。ワイヤガイド９は、直線部４の基端部において、例えばガイド部材４ｃの近傍に相対変位不能に固定されており、外周側に設けられた第１定滑車９ａａと内周側に設けられた第２定滑車９ａｂとを有して構成される。
【００３９】
制御ワイヤ２０は、まず第１定滑車９ａａによって外周側から内周側へと延伸方向を変えられ、次に第２定滑車９ａｂによって図中後方から前方へと延伸方向を変えられる。第２定滑車９ａｂによって延伸方向を図中前方に変えられた制御ワイヤ２０は、筒状の直線部４の中空部４ａ内を屈曲部５の基端５ａまで導かれ、次いで屈曲部５の関節ピース３０の内側に設けられる図示しない導通孔を順次経由して屈曲部５の遊端５ｂ側に導かれる。そして、第１制御ワイヤ２０ａの終端は、屈曲部５の遊端５ｂ側の内面おいて、屈曲部５の図中上方に設けられた第１固定点５ｄに固定され、同様に第２制御ワイヤ２０ｂは、屈曲部５の図中下方に設けられた第２固定点５ｅに固定される。
【００４０】
図２に示す初期状態において、第１操作部２ａを操作して、牽引部材８の図中下部に後方に向けて操作力を付与すると、図３に示すように、牽引部材８は第１操作部２ａの操作量に応じて、第２軸Ａｘ２に直交する面に対して第３軸Ａｘ３を軸として角度θだけ傾斜する。牽引部材８の傾斜に伴って第２制御ワイヤ２０ｂが後方に牽引され、屈曲部５の遊端５ｂの側において第２固定点５ｅが牽引されて、最終的に屈曲部５は図中下方に向けて湾曲する。このとき、屈曲部５の湾曲に伴って、第１固定点５ｄに接続された第１制御ワイヤ２０ａは前方に向けて繰り出されることになる。
【００４１】
なお、牽引部材８によって制御ワイヤ２０が引き出される長さ（以降、「牽引量」と呼称する）は、第３軸Ａｘ３を軸とする牽引部材８の傾斜角度と、制御ワイヤ２０の始端が牽引部材８に固定されている位置と第３軸Ａｘ３（正確には、制御ワイヤ２０の始端が固定されている面と第２軸Ａｘ２との交点）までの距離とによって決定される。したがって、牽引部材８の外径を大きくすることによって牽引量が増大され、これによって屈曲部５の湾曲角度を大きくすることができる。牽引部材８が収納される連結部筐体３ａは体外にあるため、外径のサイズについては特に制限を受けることはない。
【００４２】
なお、本実施形態では、図２に示すように屈曲部５が湾曲していない状態を初期状態としているが、付勢部材８ｂの張力を調整して、屈曲部５が上方に向けて湾曲する状態を初期状態としてもよい。このようにすることで、第１操作部２ａの操作によって、屈曲部５は図中上方に向けて湾曲した状態から図２に示す直線状態となり、更に操作を加えることで、図３に示すように図中下方に向けて湾曲した状態まで変位させることが可能となる。
【００４３】
また、図示した構成では、連結部筐体３ａの内部において、牽引部材８の上部は付勢部材８ｂによって後方に付勢されるようにしているが、牽引部材８の上部もリンク部材１０と結合させて、上下でプッシュプル構成としてもよい。このようにすることで、第１操作部２ａの操作に基づいて第１制御ワイヤ２０ａを牽引して、図２に示す初期状態から、屈曲部５を図中上方に向けて湾曲させることが可能となる。
【００４４】
また、屈曲部５において、例えば隣接する関節ピース３０間をばね等の弾性部材にて連結して、屈曲部５が初期状態として自立的に直線状態（あるいは上述した図中上方に向けて湾曲した状態）を維持するように構成してもよい。この場合、制御ワイヤ２０を牽引しない場合、屈曲部５は自身が備える弾性によって初期状態に復帰するため、屈曲部５の湾曲方向は一方向に限定されるものの、制御ワイヤ２０は最低限１本で足りる。
【００４５】
なお、上述した基本構成では、第１動力伝達部材として２本の制御ワイヤ２０を設けて屈曲部５を一方向に湾曲可能な構成例を示したが、屈曲部５の湾曲方向などはこれに限定されない。例えば、３本または４本の制御ワイヤを備える構成とし、屈曲部５を３方向または４方向に湾曲可能にしてもよい。一例として、直交するｘ軸方向とｙ軸方向にそれぞれ湾曲角度±９０°の範囲で湾曲可能な構成などが可能である。
【００４６】
次に、図４、図５、図６（Ａ）、図６（Ｂ）を参照して、硬性部６におけるチルト動作に関する構成について説明する。ここでは、撮像ユニット６ａの視野方向を９０゜変位可能にした構成例を示す。
【００４７】
図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、屈曲部５の遊端５ｂ側に取り付けられた硬性部６の構成を示す透視図である。硬性部６は、カメラ支持体６ｂと、カメラ外郭６ｄと、撮像ユニット６ａと、撮像ユニット６ａを変位させる機能部材変位部６ｅと、外部からの駆動力を機能部材変位部６ｅに伝達する軸継手被係合部６ｆとを有する。
【００４８】
カメラ外郭６ｄは、略円筒状に構成された部材であり、例えばステンレス鋼により構成される。カメラ外郭６ｄの前後方向（長手方向）の長さは、図中に示す方向において、上側が長く、下側が短く形成され、カメラ外郭６ｄの先端には前後方向に対して斜めにカットされたカット面が形成されている。カメラ外郭６ｄのカット面には、半球状の透明なドーム６ｃが設けられ、ドーム６ｃ内には撮像ユニット６ａが設けられている。
【００４９】
撮像ユニット６ａは、小型のＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等により構成される撮像素子（図示せず）と、ドーム６ｃを介して入射された被写体光を撮像素子に結像させる光学レンズ（図示せず）とを有する。撮像ユニット６ａは、カメラ支持体６ｂの図中に示す左右方向の両側部において、前後方向に延設された支持アーム６ｇによって回動可能に枢支されている。なお、このような形状の撮像ユニット６ａは、例えばスマートフォンまたはタブレット端末に使用されるカメラモジュールを流用することで、容易に実現できる。
【００５０】
機能部材変位部６ｅは、略Ｕ字状に形成された駆動部材であり、支持アーム６ｇの内側に沿って撮像ユニット６ａの両側部まで延伸された駆動アーム６ｅａと、駆動アーム６ｅａを後方から支持するアーム支持体６ｅｂとを有する。撮像ユニット６ａには、撮像ユニット６ａの回動軸となる第４軸Ａｘ４から径方向にオフセットした位置に突出する係合部６ｉが設けられ、係合部６ｉにおいて駆動アーム６ｅａが撮像ユニット６ａの両側に係合している。前面視において、アーム支持体６ｅｂの略中央には図中に示す前後方向に貫く螺子穴６ｊが設けられ、螺子穴６ｊには軸継手被係合部６ｆが挿通されて螺合している。
【００５１】
軸継手被係合部６ｆは、カメラ支持体６ｂを貫通してカメラ支持体６ｂの後端から露出し、軸継手被係合部６ｆの後端中心には図中に示す前方向に陥没する角穴６ｆａが設けられている。軸継手被係合部６ｆは、角穴６ｆａにおいて屈曲部５の遊端５ｂ側に突出するトルクチューブ２１の先端の軸継手係合部２１ａと係合して連結され、軸継手係合部２１ａと共に回転可能になっている。
【００５２】
硬性部６の内部において、軸継手被係合部６ｆの前部はリードスクリュー６ｆｂを構成している。リードスクリュー６ｆｂとアーム支持体６ｅｂに形成された螺子穴６ｊとは螺合され、リードスクリュー６ｆｂ（軸継手被係合部６ｆ）を第５軸Ａｘ５（軸継手被係合部６ｆの回動軸）回りに回転させることにより、アーム支持体６ｅｂに設けられた駆動アーム６ｅａが支持アーム６ｇに沿って図中に示す前後方向に移動する。このように機能部材変位部６ｅは、軸継手被係合部６ｆにて受けた回転運動を直線運動に変換する。駆動アーム６ｅａの前後方向の移動に伴って、撮像ユニット６ａは係合部６ｉにおいて前後方向に駆動され、これにより撮像ユニット６ａは、支持アーム６ｇによって枢支された軸、即ち第４軸Ａｘ４を中心として回動する。
【００５３】
このとき、トルクチューブ２１の軸継手係合部２１ａを第５軸Ａｘ５を軸として回転させることにより、軸継手被係合部６ｆが一緒に回転し、リードスクリュー６ｆｂが回転する。そして、撮像ユニット６ａは、第４軸Ａｘ４を中心として回動し、第５軸Ａｘ５に対して傾斜する方向に、変位（回動）する。これによって、撮像ユニット６ａによる撮像方向は、少なくとも図中に示す方向の前方（第５軸Ａｘ５）方向から下方（第５軸Ａｘ５に対して直交する第６軸Ａｘ６）の間で変化し、視野の上下方向への移動、即ち、チルト動作が実現される。なお、上述したリードスクリュー６ｆｂの溝ピッチ等を適宜設定することにより回転量に対する前後方向の移動量が設定され、枢支された撮像ユニット６ａの回転角度を精密に調整することが可能となる。
【００５４】
上述した本実施形態では、視野を移動させるチルト動作の機構として、撮像素子と光学レンズとを備える撮像ユニット６ａそのものが、枢支された軸の回りを回動するように構成した例を示したが、これに限定されない。例えば、硬性部６において撮像素子を固定するとともに、撮像素子と光学レンズとの間に設けたミラー部材等の光学部材を回動させて被写体光の光路を変化させる構成としてもよい。
【００５５】
続いて、チルト動作に供する駆動力を硬性部６に伝達する構成を説明する。図４、図５に示すように、把持部２と硬性部６との間には、トルクチューブ２１が延設されている。トルクチューブ２１は、把持部２の側において、図示しないギア列等を介して第２操作部２ｂ（図１参照）と機械的に接続されている。第２操作部２ｂを操作することによって、トルクチューブ２１は第２軸Ａｘ２を軸として回転する。このとき、把持部２に設けられたギア列は、第２操作部２ｂの第１軸Ａｘ１（図１参照）回りの回転操作を複数回の回転運動に変換する。上述のように、トルクチューブ２１の回転によってリードスクリュー６ｆｂが回転し、この回転力が機能部材変位部６ｅによって直線運動に変換され、撮像ユニット６ａが回動する。なお、トルクチューブ２１を可撓性のパイプ内に収納し、このパイプを把持部２と硬性部６との間に延設してもよい。
【００５６】
把持部２に設けられた球体軸受２ｃの先端、及び連結部３に設けられた牽引部材８の径方向の中央部分には、それぞれ軸受開口部２ｄ、牽引部材開口部８ｅが形成されている。トルクチューブ２１は、軸受開口部２ｄ、牽引部材開口部８ｅを経由して直線部４の中空部４ａ内を、第２軸Ａｘ２に沿って図中前方に延伸される。このため、トルクチューブ２１によって伝達される回転力は、牽引部材８との間で相互に干渉しないようになっている。
【００５７】
屈曲部５においても、トルクチューブ２１は屈曲部５の中空部５ｃ内を、屈曲部５の軸に沿って延伸される。図５のように屈曲部５を湾曲させた状態においても、トルクチューブ２１を中空部５ｃの径方向の中心に位置させるため、関節ピース３０の全てまたはその一部に、図示しない中間支持部材を設け、この中間支持部材の貫通孔にトルクチューブ２１を通すようにしてもよい。
【００５８】
図４は、屈曲部５が第２軸Ａｘ２方向に直線状になっており（即ち、硬性部６が図中前方を向き）、かつ硬性部６に設けられた撮像ユニット６ａの視野が図中前方を向いている状態を示している。図４に示す状態で、施術者等が把持部２の第２操作部２ｂ（図１参照）を操作すると、その操作量に応じてトルクチューブ２１が回転し、これに伴って硬性部６に枢支された撮像ユニット６ａが回動する。これにより、視野は図中前方（第５軸Ａｘ５の方向）から図中下方（第６軸Ａｘ６の方向）へと移動する。本実施形態では、撮像ユニット６ａの回動角度は最大９０゜とされており、施術者等は撮像ユニット６ａの回動角度、即ちチルト角度を第５軸Ａｘ５と第６軸Ａｘ６との間で任意に調整することができる。
【００５９】
図４に示す状態から施術者等が把持部２の第１操作部２ａを操作すると、その操作量に応じて牽引部材８が傾斜し、これによって制御ワイヤ２０（ここでは、第２制御ワイヤ２０ｂ）が牽引されて、図５に示すように、屈曲部５は図中前方（第２軸Ａｘ２の方向）から図中下方（第７軸Ａｘ７の方向）に向けて湾曲する。本実施形態では、屈曲部５の湾曲角度は最大９０゜とされており、施術者等は屈曲部５の湾曲角度を第２軸Ａｘ２と第７軸Ａｘ７との間で任意に調整することができる。
【００６０】
さらに、図５に示す状態においても、施術者等はチルト角度を第５軸Ａｘ５と第６軸Ａｘ６との間で任意に調整することができる。ここで、屈曲部５が湾曲する方向Ｄ２と枢支された撮像ユニット６ａが回動（チルト）する方向Ｄ３とが略同一に設定されているため、屈曲部５の湾曲動作と、撮像ユニット６ａのチルト動作によって、視野を図中前方（第２軸Ａｘ２）から図中後方（第６軸Ａｘ６）に１８０゜の範囲で移動させることが可能となる。即ち、本実施形態の構成によれば、屈曲部５の湾曲角度を大きくする必要がなく、屈曲部５を短く構成しても視野を広範囲に移動させることができる。また、屈曲部５の湾曲角度が小さくて済むことから、内視鏡１を狭い空間においても使用することができる。さらに、屈曲部５の湾曲角度が小さくなることによって制御ワイヤ２０の摩耗等が減少し、長期にわたって信頼性を維持することが可能となる。
【００６１】
本実施形態では、屈曲部５を湾曲させるべく、屈曲部５の基端５ａの側で生じさせた操作力を牽引力として遊端５ｂの側に向けて伝達する第１動力伝達部材（制御ワイヤ２０）と、硬性部６に機能部材として枢支された撮像ユニット６ａを変位（回動）させるべく、基端５ａの側で生じさせた操作力を回転力として遊端５ｂの側に向けて伝達する第２動力伝達部材（トルクチューブ２１）とが、屈曲部５の基端５ａから遊端５ｂにかけて屈曲部５の中空部５ｃに延在している。
【００６２】
そして上述したように、制御ワイヤ２０は屈曲部５の内面に沿って配置され、トルクチューブ２１は屈曲部５の径方向の略中央に配置されている。従って、制御ワイヤ２０を操作して屈曲部５を湾曲させても、屈曲部５の径方向の中央に配置されたトルクチューブ２１の経路長は不変であることから、トルクチューブ２１の先端に設けられた軸継手係合部２１ａ（図６（Ａ）参照）と硬性部６の後端に設けられた軸継手被係合部６ｆ（図６（Ａ）参照）とが常に安定して係合することとなり、撮像ユニット６ａのチルト動作に用いる駆動力（回転力）を安定して伝達することができる。即ち、本実施形態によれば、屈曲部５における制御ワイヤ２０とトルクチューブ２１との経路を完全に分離して、しかも視野の移動に供される駆動力を牽引力と回転力といった異なる種類の伝達方式に分離して伝達することから、第１動力伝達部材と第２動力伝達部材の相互の干渉を防止し、湾曲動作及びチルト動作の独立性を確保することができる。
【００６３】
なお、以上の説明において、チルト動作の駆動力を伝達する第２動力伝達部材として、トルクチューブ２１を例示したが、第２動力伝達部材を可撓性を有する棒状部材で構成してもよい。また、この棒状部材を長手方向に分割して複数の分割片とし、上述した屈曲部５と同様の構成を採用して各分割片をジョイントで結合するようにしてもよい。
【００６４】
また、チルト動作の操作部として、把持部２に設けた第２操作部２ｂによって操作する構成を例示したが、挿入部１１全体を回転させる回転操作部７と直線部４の基端部との間に操作リングを設け、操作リングの回転操作によってトルクチューブ２１を回動させ、撮像ユニット６ａのチルト動作を行うようにしてもよい。
【００６５】
次に、図３、図５を参照して、硬性部６の回動動作に関する構成について説明する。
【００６６】
直線部４の外周には、直線部４を第２軸Ａｘ２回りに回動させる回転操作部７が固定されている。ただし、回転操作部７及び直線部４は無制限に回動する訳ではない。即ち、把持部２には図示しないストッパが設けられており、ストッパに規制されることで、回転操作部７は最大１回転（あるいは時計回りまたは反時計回りについて半回転ずつ）の回動が許容されている。このように直線部４の回動が制限されることで、屈曲部５の軸方向に沿って延在する図示しない伝送ケーブル等が過大に捻じれてしまうことが防止される。
【００６７】
また、前述したように、牽引部材８のベース部８ｃは、球体軸受２ｃによって第２軸Ａｘ２と直交する面に対して任意の方向に傾斜可能、かつ第２軸Ａｘ２を軸として回動不能に固定される。一方、牽引部材８の回動部８ｄは、第２軸Ａｘ２から角度θだけ傾斜した方向を軸として回動可能に構成されている。また、直線部４の後端近傍には図中前後方向に長孔をなすガイド孔４ｂが設けられ、牽引部材８のガイド片８ａがガイド孔４ｂによってガイドされ、牽引部材８は直線部４に対して相対的に傾斜可能になっている。
【００６８】
図３及び図５のように屈曲部５が湾曲した状態において、直線部４の外周に固定された回転操作部７を第２軸Ａｘ２を軸として回動させると、回転操作部７の回動に伴って、直線部４が第２軸Ａｘ２を軸として回動する。この回転は、直線部４に設けられたガイド孔４ｂと牽引部材８に設けられたガイド片８ａとを介して牽引部材８の回動部８ｄに伝達される。回動部８ｄは、牽引部材８のベース部８ｃに対して回動自在となっているため、第２軸Ａｘ２に対して角度θだけ傾斜した軸を回転軸として回動する。
【００６９】
回動部８ｄが回動すると、これに伴って回動部８ｄに始端が固定された制御ワイヤ２０及び直線部４に固定されたワイヤガイド９も同時に回動する。牽引部材８が回動する際に、直線部４の軸方向（第２軸Ａｘ２）と直交する所定の方向から見たときのベース部８ｃの傾斜方向及び傾斜角度を維持する。これによって、ベース部８ｃに回動可能に支持された回動部８ｄが回動する際も、回動部８ｄの傾斜方向及び傾斜方向が維持される。即ち、牽引部材８の傾斜方向及び傾斜角度については、回転操作部７を回動させても常に図３に示す状態が維持されるため、回動部８ｄの回動とともに牽引部材８によって牽引される複数の制御ワイヤ２０のそれぞれの牽引量が変化して、屈曲部５は図中下方に向けて湾曲した状態を保つ。即ち、回転操作部７を回動させると、屈曲部５の遊端５ｂは第５軸Ａｘ５を軸として方向Ｄ１に回動することになる。
【００７０】
屈曲部５の遊端５ｂが回動することにより、遊端５ｂ側に取り付けられた硬性部６も回動し、撮像ユニット６ａによる当初の撮像方向が図５に示す第６軸Ａｘ６の方向（図中後方）であるとすると、視野は第５軸Ａｘ５を軸として方向Ｄ１（周方向）に移動する。即ち、本実施形態では、屈曲部５が回動するとき、機能部材としての撮像ユニット６ａ、複数の制御ワイヤ２０及び牽引部材８は、屈曲部５とともに回動し、牽引部材８は複数の制御ワイヤ２０に対する牽引量を変化させて、屈曲部５の湾曲方向及び湾曲角度を維持する。これはカメラワークにおける「パン」に対応する動作であり、以降、周方向に視野を移動させる動作を「パン動作」あるいは単に「パン」と呼称する。
【００７１】
また、当初の撮像方向が第５軸Ａｘ５である場合、屈曲部５の遊端５ｂが回動することにより、撮像された画像は光軸回りに回転する。これはカメラワークにおける「ロール」に対応する動作であり、以降、光軸回りに画像を回転させる動作を「ロール動作」あるいは単に「ロール」と呼称する。なお、「パン動作」と「ロール動作」とを合わせて「パン動作等」のように呼称する。
【００７２】
本実施形態では、屈曲部５の湾曲方向及び湾曲角度には何ら影響を受けない直線部４を回動させるといった、簡易かつ直観的な操作でパン動作及びロール動作が行え、また上述した回転操作部７の外径は直線部４の外径よりも大きく構成され、より小さな力でこれらの動作が行えるようにして操作性の改善を図っている。
【００７３】
上述したように、本実施形態の内視鏡１は、体腔内等において屈曲部５を任意方向に湾曲させることが可能であるとともに、屈曲部５の遊端５ｂ側に設けられた撮像ユニット６ａがチルト及びパン動作等を行うものである。これによって、施術者による視野操作の自由度が大幅に向上し、本実施形態の内視鏡１を様々な術式に適用することが可能となる。そして、湾曲、チルト、パン及びロールの全ての操作を施術者等の手元で行うことができるため、より安全に手術等を行うことが可能となる。
【００７４】
また、手術においては、内視鏡１の他に鉗子、レーザメス等といった他の手術用機材が体腔内に挿入されるが、内視鏡１と他の機材との位置関係によっては（例えば、内視鏡１の硬性部６の先端とレーザメスの先端とが向き合うような位置関係である場合）、レーザメスを移動させるべき方向と内視鏡１で撮像された画像の方向とが一致しない場合がある。本実施形態によれば、図５において、撮像ユニット６ａによる撮像方向を第５軸Ａｘ５の方向としたとき、硬性部６をロールさせることによって、光軸回りに画像を回転させること（天地反転）ができる。従って、他の機材の操作方向と画像とで天地（左右）を常に一致させることができ、手術等の安全性が確保できる。なお、天地反転（上下１８０゜の反転）は単純な画像処理によって対応できるが、画像の回転角度を任意としたとき、画像処理では補間によって画素を生成するため、特に撮像素子の画素数が少ない場合に解像度が低下する。この点、本実施形態の内視鏡１は撮像ユニット６ａそのものをロールさせるため、解像度が低下することもない。
【００７５】
次に、図７、図８を参照して、硬性部６における撮像ユニット６ａの詳細構成について説明する。図７は、硬性部６における撮像ユニット６ａの配置構成の概要を示す透視図である。説明のために、一部部品を隠している。図８は、撮像ユニット６ａにおける基板６３とケーブル６４の接続部の第１構成例を示す図であり、図８（Ａ）は側面図、図８（Ｂ）は斜視図である。
【００７６】
撮像ユニット６ａは、挿入部先端部の硬性部６の内部において、支持アーム６ｇに回動可能に取り付けられ、挿入部の長手軸方向と直交する軸を中心に回動し、視野方向を変位できるようになっている。撮像ユニット６ａは、被写体像を結像させる光学レンズユニット６１と、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ等による撮像素子６２と、撮像素子６２を搭載する基板６３とを有し、撮像素子６２は基板６３の一方の面に実装される。基板６３の他方の面には、基板６３に対して信号の入出力を行うケーブル６４の一端（撮像ユニット側の末端部）が実装されて固定され、基板６３の回路及び撮像素子６２と電気的に接続される。
【００７７】
ケーブル６４は、例えば複数の同軸ケーブルが平帯状に配置されたものにより構成され、中心部の芯線（内部導体）６４ａと、外側のシールド部（外部導体）６４ｂと、芯線６４ａとシールド部６４ｂとを絶縁する絶縁体６４ｃと、外周部の被覆６４ｄとを有する。なお、ケーブル６４は、単体の同軸ケーブルがばらばらに分離されたもの、単体の同軸ケーブルの端部を一緒に固定してまとめたもの、同軸ケーブルが連結されたフラットケーブル状のものなど、いずれであってもよい。ケーブル６４の一例として、芯線の径が０．０４１ｍｍ程度のＡＷＧ４６番線の細線同軸ケーブルが用いられる。
【００７８】
本実施形態の撮像ユニット６ａは、硬性部６内部において回動させる場合、ケーブル６４が撮像ユニット６ａの回動に応じて柔軟に変形し、基板６３及び光学レンズユニット６１がスムーズに変位可能となっている。基板６３は、角部を斜めに切り取るなど、形状を工夫する他、できる限り小型にすることによって、撮像ユニット６ａを回動させるスペースを確保するとともに、硬性部６の小径化を図ることができる。ここで、基板６３上の実装部材の実装可能領域を大きくし、実装効率を向上させることが、基板６３の小型化に寄与する。
【００７９】
基板６３のケーブル実装面において、ケーブル６４の基板実装部分には、ケーブル６４のシールド部６４ｂを接地するためのグランドバー６５が設けられる。グランドバー６５は、例えば金属部材等の導体により構成され、基板６３の表面より突出した状態で実装され、基板６３のグランドパターンと電気的に接続されている。グランドバー６５の材質として、例えばリン青銅が用いられる。グランドバー６５は、基板６３上に半田等によって実装してもよいし、一部が基板内に埋め込まれた状態で設置される構成でもよい。また、基板６３のケーブル実装面には、ケーブル接続端子となるパッド６６が設けられる。
【００８０】
ケーブル６４は、シールド部６４ｂがグランドバー６５に、芯線６４ａがパッド６６に、それぞれ半田等によって電気的に接続されて取り付けられる。すなわち、ケーブル６４の撮像ユニット側の末端部は、シールド部６４ｂがグランドバー６５を経由して基板６３のグランドと接続され、芯線６４ａが基板６３のパッド６６に直接実装される。また、基板６３のケーブル実装面には、実装部材として、例えばコンデンサ、抵抗器等のチップ部品による電子部品６７が実装される。
【００８１】
グランドバー６５は、細長の棒状の導電性部材であり、パッド６６側（ケーブル６４の末端側）に向かって高さが低くなるように傾斜した傾斜面を有し、長手方向に直交する切断面の断面形状が略三角形状又は略台形状に形成されている。ケーブル６４のシールド部６４ｂは、グランドバー６５の傾斜面に沿って接触導通し、半田等によって接続される。このとき、ケーブル６４のシールド部６４ｂは、基板６３とは直接接続されず、グランドバー６５を経由して基板６３のグランドパターンと接続され、ケーブル６４のグランドが確保される。グランドバー６５は、ケーブル６４の基板実装部分の近傍において、基板６３上のケーブル６４の高さが所定値以上となるよう支持する。
【００８２】
グランドバー６５を設けてケーブル６４を基板６３に実装することにより、グランドバー６５の後端側（挿入部基端側、図中後方）における基板６３表面からケーブル６４までの高さｈｃは、所定値以上の高さを確保できる。本実施形態では、グランドバー６５の図中後方端部、すなわちケーブル６４の末端部とは反対側の側端部及びその近傍において、ケーブル６４の基板６３表面からの高さｈｃは、基板６３上に実装される最近傍に位置する電子部品６７の高さｈｄよりも高くなっている。
【００８３】
このように、グランドバー６５によってケーブル６４の高さをかさ上げすることができ、基板６３に実装するケーブル６４の引き回しを、電子部品６７よりも高くすることができる。例えば、電子部品６７が０６０３サイズのチップ部品の場合、部品高さｈｄは約０．２５ｍｍであり、グランドバー６５の図中後方端部におけるケーブル６４の高さｈｃ（ケーブル６４のかさ上げ高さ）は０．２５ｍｍ以上とすればよい。
【００８４】
図９は、撮像ユニット６ａにおける基板６３とケーブル６４の接続部の第２構成例を示す図であり、図９（Ａ）は側面図、図９（Ｂ）は斜視図である。
【００８５】
図９に示す第２構成例は、グランドバー６８の構成を変更した例である。グランドバー６８は、細長の棒状の導電性部材であり、傾斜面を有さず、長手方向に直交する切断面の断面形状が略長方形状に形成されている。なお、グランドバー６８は、平角柱状の部材として上面にケーブル６４のシールド部６４ｂを接続固定する構成としてもよいし、図中前後方向に挿通孔を設けてケーブル６４の端部を挿通させ、挿通孔においてケーブル６４のシールド部６４ｂを接続固定する構成としてもよい。
【００８６】
この第２構成例においても、断面形状が略長方形状のグランドバー６８の図中後方端部において、ケーブル６４の基板６３表面からの高さｈｃを最近傍の電子部品６７の高さｈｄよりも高くすることができ、所定値以上の高さを確保できる。
【００８７】
図１０は、撮像ユニット６ａにおける基板６３とケーブル６４の接続部の第３構成例を示す斜視図である。
【００８８】
図１０に示す第３構成例は、グランドバー６８の代わりに、絶縁部材によるかさ上げ部材８１を設けた例である。かさ上げ部材８１は、細長の棒状の部材であり、樹脂部材などの絶縁性部材により構成される。かさ上げ部材８１によって、ケーブル６４の基板実装部近傍がかさ上げされ、基板６３上のケーブル６４の高さがケーブル６４に対して最近傍に位置する電子部品６７より高くなっている。かさ上げ部材８１の上部には導電部材８２が設けられ、ケーブル６４のシールド部６４ｂが接続される。導電部材８２は、グランド線８３によって基板６３上のランド部８４と接続され、基板６３のグランドパターンと電気的に接続されている。
【００８９】
この第３構成例においても、かさ上げ部材８１の図中後方端部において、ケーブル６４の基板６３表面からの高さを最近傍の電子部品６７の高さよりも高くすることができ、所定値以上の高さを確保できる。
【００９０】
図１１は、撮像ユニット６ａにおける基板６３とケーブル６４の接続部の第４構成例を示す側面図である。
【００９１】
図１１に示す第４構成例は、ケーブル６４を基板６３に直接実装し、ケーブル実装部の基端側（図中後方）にかさ上げ部材８５を設けた例である。ケーブル６４は、シールド部６４ｂが基板６３上のランド部６９に、芯線６４ａがパッド６６に、それぞれ半田等によって電気的に接続されて取り付けられる。ランド部６９は、基板６３のグランドパターンと接続されている。ランド部６９より挿入部基端側（図中後方）には、かさ上げ部材８５が取り付けられる。かさ上げ部材８５は、樹脂部材などの絶縁性部材により構成され、グランドバー６５と同様に傾斜面を有し、ケーブル６４の基板上の高さを確保するためのガイド部材となっている。かさ上げ部材８５によって、ケーブル６４の基板実装部近傍がかさ上げされ、基板６３上のケーブル６４の高さがケーブル６４に対して最近傍に位置する電子部品６７より高くなっている。
【００９２】
この第４構成例においても、かさ上げ部材８５の図中後方端部において、ケーブル６４の基板６３表面からの高さを最近傍の電子部品６７の高さよりも高くすることができ、所定値以上の高さを確保できる。
【００９３】
図１２は、本実施形態の撮像ユニット６ａの基板６３における部品の実装可能領域を説明する図であり、図１２（Ａ）は側面透視図、図１２（Ｂ）は平面図、図１２（Ｃ）は斜視透視図である。
【００９４】
本実施形態では、グランドバー６５によってケーブル６４の高さが所定値以上確保されるため、グランドバー６５の直ぐ近傍まで電子部品６７を実装可能である。よって、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）に示すように、基板６３上においてデッドスペースを最小化でき、部品の実装可能領域ＭＥ１を大きくとることができる。この場合、基板６３上のパッド６６とグランドバー６５の配置領域を除いた領域を実装可能領域ＭＥ１とすることができ、実装可能領域ＭＥ１を最大化できる。
【００９５】
したがって、本実施形態によれば、基板６３上のデッドスペースを削減し、基板６３の小型化を図ることができ、挿入部先端部の撮像ユニット６ａが回動する構造においても、内視鏡の挿入部先端部のさらなる小径化を実現できる。
【００９６】
図１３は、比較例の撮像ユニットの基板１６３における部品の実装可能領域を説明する図であり、図１３（Ａ）は側面透視図、図１３（Ｂ）は平面図である。
【００９７】
図１３に示す比較例の撮像ユニット１０６ａは、光学レンズユニット６１、撮像素子１６２、基板１６３を有する。撮像素子１６２を搭載する基板１６３にはグランドバーが設けられず、信号ライン用のパッド１６６とグランド用のパッド１６８にそれぞれケーブル１６４の芯線とシールド部が実装される。比較例では、ケーブル１６４が基板１６３に対して直に実装され、ケーブル１６４の高さが確保されないため、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）に示すように、基板１６３上においてケーブル１６４の実装部近傍にデッドスペースが生じる。この場合、ケーブル１６４の実装部近傍には電子部品１６７を実装できず、基板１６３上の実装可能領域ＭＥ２が小さくなる。
【００９８】
次に、本実施形態におけるケーブル６４の基板実装方法について説明する。図１４は、基板６３に対するケーブル６４の実装手順を説明する図であり、図１４（Ａ）は実装手順の第１例を示す斜視図、図１４（Ｂ）は実装手順の第２例を示す斜視図である。
【００９９】
本実施形態では、異なる融点を持つ複数種類の半田、銀ペースト等による導電接続材を用いて、基板６３にケーブル６４及び電子部品６７を実装する。リフローによって実装部材を一度に実装するのが困難な場合、異なる融点の導電接続材を用いて複数段階に分けて実装を行う。これにより、後の段階での実装時に導電接続材が再溶融することを抑制でき、実装部材の位置ずれを抑止できる。基板６３には、実装前に異なる融点を持つ２種類の導電接続材を含む導電接続材を塗布しておき、リフローによる半田付けと手作業による半田付けなど、複数段階の実装を行う。
【０１００】
図１４（Ａ）に示す実装手順の第１例では、まず第１段階において、リフロー炉を用いて、電子部品６７などの実装部材を実装するとともに、ケーブル６４のシールド部６４ｂをグランドバー６８に実装する。この際、第１の導電接続材として、例えばスズ銀銅系（ＳｎＡｇＣｕ、融点２１９℃）の半田によって実装を行う。次に第２段階において、基板６３の手実装領域７１にて、組立作業者の手作業によってケーブル６４の芯線６４ａをパッド６６に実装する。この際、第２の導電接続材として、第１の導電接続材より低融点のもの、例えばスズビスマス系（ＳｎＢｉ、融点１３６℃）の半田によって実装を行う。この第２段階では、ＳｎＡｇＣｕは再溶融せず、手実装領域７１のＳｎＢｉのみが溶融して芯線６４ａとパッド６６を接続する。このように、異なる融点を持つ２種類の導電接続材を用いることにより、リフローと手実装によるケーブル６４及び電子部品６７の適切な実装が可能である。
【０１０１】
図１４（Ｂ）に示す実装手順の第２例では、まず第１段階において、リフロー炉を用いて、電子部品６７などの実装部材を実装するとともに、ケーブル６４の芯線６４ａをパッド６６に実装する。この際、第１の導電接続材として、例えばスズ銀銅系（ＳｎＡｇＣｕ、融点２１９℃）の半田によって実装を行う。次に第２段階において、基板６３の手実装領域７２にて、組立作業者の手作業によってケーブル６４のシールド部６４ｂをグランドバー６８に実装する。この際、第２の導電接続材として、第１の導電接続材より低融点のもの、例えば銀ペースト（Ａｇ、融点１５０℃）によって実装を行う。この第２段階では、ＳｎＡｇＣｕは再溶融せず、手実装領域７２の銀ペーストのみが溶融してシールド部６４ｂとグランドバー６８を接続する。この第２例によっても、リフローと手実装によるケーブル６４及び電子部品６７の適切な実装が可能である。
【０１０２】
なお、実装手順の第３例として、上記の第１例と第２例とを組み合わせて、異なる融点を持つ３種類の導電接続材を用いて実装を行うことも可能である。この場合、例えば、第１の導電接続材の融点をＴ１、第２の導電接続材の融点をＴ２、第３の導電接続材の融点をＴ３とし、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３となる３種類の導電接続材を用いる。まず第１段階において、リフロー炉を用いて、第１の導電接続材によって電子部品６７などの実装部材を実装する。次に第２段階において、リフロー又は手作業によって第２の導電接続材によりケーブル６４のシールド部６４ｂをグランドバー６８に実装する。さらに第３段階において、手作業によって第３の導電接続材によりケーブル６４の芯線６４ａをパッド６６に実装する。この第３例によっても、リフローと手実装によるケーブル６４及び電子部品６７の適切な実装が可能である。
【０１０３】
本実施形態のように、異なる融点を持つ複数種類の半田等による導電接続材を用いることによって、電子部品、グランドバー、ケーブルといった多様な実装部材を、リフローと手作業とを併用するなど複数の手順に分けて実装することができる。この場合、異なる融点の導電接続材によって、導電接続材の再溶融による位置ずれ等の不具合を生じさせることなく、適切に基板に直接実装可能となる。
【０１０４】
グランドバー６５に傾斜面を設け、傾斜面にケーブル６４のシールド部６４ｂを接続する構成では、手作業でケーブル６４の実装を行う際に、ケーブル６４の芯線６４ａをパッド６６に接触させるとともに、グランドバー６５の傾斜面にケーブル６４のシールド部６４ｂを押し当てて容易に実装作業が行える。このため、ケーブル６４の高さを確保しつつも、作業性が良好である。
【０１０５】
本発明に係る実施形態の種々の態様として、以下のものが含まれる。
【０１０６】
本発明の一態様の内視鏡は、挿入部先端部に撮像ユニットを有し、前記撮像ユニットは、撮像素子を搭載する基板と、前記基板に対して信号の入出力を行うケーブルと、前記基板の表面より突出して設けられ、前記基板のグランドに接続されるグランドバーと、を有し、前記ケーブルの撮像ユニット側の末端部は、シールド部が前記グランドバーを経由して前記基板のグランドと接続され、芯線が前記基板に直接実装される。
【０１０７】
この構成によれば、ケーブルのシールド部がグランドバーを経由して基板のグランドと接続され、直接基板上に接続されないため、ケーブルから基板まで所定の高さを確保可能となる。このため、基板上における実装部材の実装可能領域を拡大可能となる。
【０１０８】
本発明の一態様の内視鏡は、上記の内視鏡であって、前記グランドバーの前記ケーブルの高さが、前記基板上の前記ケーブルに対して最近傍に位置する実装部材より高くなっている。
【０１０９】
この構成によれば、グランドバーによって基板上のケーブルの高さを所定値以上確保でき、基板上における実装部材の実装可能領域を拡大可能となる。これにより、撮像ユニットの基板のさらなる小型化を実現できる。
【０１１０】
本発明の一態様の内視鏡は、上記の内視鏡であって、前記グランドバーにおける前記ケーブルの末端部とは反対側の側端部及びその近傍において、前記ケーブルの前記基板上の高さが、前記ケーブルに対して最近傍に位置する実装部材の高さよりも高くなっている。
【０１１１】
この構成によれば、実装部材がケーブルと干渉することなく、実装部材をケーブル及びグランドバーの直近まで実装することが可能となる。これにより、基板上の実装可能領域を拡大でき、撮像ユニットの基板の小型化を図れる。
【０１１２】
本発明の一態様の内視鏡は、上記の内視鏡であって、前記グランドバーは、長手方向に直交する切断面の断面形状が略三角形状又は略台形状に形成され、前記ケーブルの末端側に向かって高さが低くなる傾斜面を有する。
【０１１３】
この構成によれば、ケーブルの芯線を基板に直接実装した状態で、グランドバーの傾斜面によってケーブル末端部分をスムーズに立ち上げて所定値以上の高さを確保可能となる。また、例えば手作業でケーブルの実装を行う際に、ケーブル末端を基板に接触させるとともに傾斜面にケーブルを押し当てて容易に実装作業が行えるため、ケーブルの高さを確保しつつも、作業性を良好にできる。
【０１１４】
本発明の一態様の内視鏡は、上記の内視鏡であって、前記グランドバーは、長手方向に直交する切断面の断面形状が略長方形状に形成される。
【０１１５】
この構成によれば、ケーブルの芯線を基板に直接実装した状態で、グランドバーの高さによってケーブル末端部分の高さを所定値以上確保可能となる。
【０１１６】
本発明の一態様の内視鏡は、上記の内視鏡であって、前記基板に実装する実装部材と前記ケーブルとは、異なる融点を持つ複数種類の導電接続材によって前記基板に実装される。
【０１１７】
この構成によれば、電子部品、グランドバー、ケーブルといった多様な実装部材を、複数の手順に分けて実装することが可能である。この場合、異なる融点の導電接続材によって、導電接続材の再溶融による位置ずれ等の不具合を生じさせることなく、適切に基板に直接実装が可能となる。
【０１１８】
本発明の一態様の内視鏡は、上記の内視鏡であって、前記撮像ユニットは、挿入部の長手軸方向と直交する軸を中心に回動可能に設けられる。
【０１１９】
この構成によれば、撮像ユニットが回動可能な構成において、基板上における実装部材の実装可能領域を拡大でき、基板の小型化を図れるため、内視鏡の挿入部先端部の小径化、小型化が実現可能となる。
【０１２０】
本発明の一態様の内視鏡は、挿入部先端部に撮像ユニットを有し、前記撮像ユニットは、撮像素子を搭載する基板と、前記基板に実装する実装部材と、前記基板に対して信号の入出力を行うケーブルと、を有し、前記実装部材と前記ケーブルとは、異なる融点を持つ複数種類の導電接続材によって前記基板に実装される。
【０１２１】
この構成によれば、電子部品、グランドバー、ケーブルといった多様な実装部材を、複数の手順に分けて実装することが可能である。この場合、異なる融点の導電接続材によって、導電接続材の再溶融による位置ずれ等の不具合を生じさせることなく、適切に基板に直接実装が可能となる。
【０１２２】
本発明の一態様の内視鏡は、上記の内視鏡であって、前記実装部材として、前記基板のグランドに接続されるグランドバーと、他の実装部品とを有し、前記他の実装部品及び前記グランドバーは、第１の導電接続材によって前記基板に実装され、前記ケーブルは、前記第１の導電接続材より低融点の第２の導電接続材によって前記基板に実装される。
【０１２３】
この構成によれば、第１の導電接続材によって例えばリフローにより他の実装部品及びグランドバーを実装し、第１の導電接続材より低融点の第２の導電接続材によって例えば手作業によりケーブルを基板に実装することが可能である。これにより、導電接続材の再溶融による位置ずれ等の不具合を生じさせることなく、適切に基板に直接実装が可能となる。
【０１２４】
本発明の一態様の内視鏡は、上記の内視鏡であって、前記実装部材として、前記基板のグランドに接続されるグランドバーと、他の実装部品とを有し、前記他の実装部品及び前記ケーブルの芯線は、第１の導電接続材によって前記基板に実装され、前記グランドバー及び前記ケーブルのシールド部は、前記第１の導電接続材より低融点の第２の導電接続材によって前記基板に実装される。
【０１２５】
この構成によれば、第１の導電接続材によって例えばリフローにより他の実装部品及びケーブルの芯線を実装し、第１の導電接続材より低融点の第２の導電接続材によって例えば手作業によりグランドバー及びケーブルのシールド部を基板に実装することが可能である。これにより、導電接続材の再溶融による位置ずれ等の不具合を生じさせることなく、適切に基板に直接実装が可能となる。
【０１２６】
本発明の一態様の内視鏡の製造方法は、挿入部先端部に撮像ユニットを有し、前記撮像ユニットは、撮像素子を搭載する基板と、前記基板に対して信号の入出力を行うケーブルと、前記基板の表面より突出して設けられ、前記基板のグランドに接続されるグランドバーと、を有する、内視鏡の製造方法であって、前記ケーブルの撮像ユニット側の末端部について、シールド部を前記グランドバーを経由して前記基板のグランドと接続し、芯線を前記基板に直接実装する際、前記基板に実装する実装部材と前記ケーブルとを、異なる融点を持つ複数種類の導電接続材によって前記基板に実装する。
【０１２７】
本発明の一態様の内視鏡の製造方法は、上記の製造方法であって、前記グランドバー及び他の実装部品を第１の導電接続材によって前記基板に実装し、前記ケーブルを前記第１の導電接続材より低融点の第２の導電接続材によって前記基板に実装する。
【０１２８】
本発明の一態様の内視鏡の製造方法は、上記の製造方法であって、前記ケーブルの芯線及び他の実装部品を第１の導電接続材によって前記基板に実装し、前記グランドバー及び前記ケーブルのシールド部を前記第１の導電接続材より低融点の第２の導電接続材によって前記基板に実装する。
【０１２９】
本発明の一態様の内視鏡は、挿入部先端部に撮像ユニットを有し、前記撮像ユニットは、撮像素子を搭載する基板と、前記基板に対して信号の入出力を行うケーブルと、前記基板の表面より突出して設けられ、前記基板のグランド上に配置されるかさ上げ部材と、を有し、前記ケーブルの撮像ユニット側の末端部は、前記かさ上げ部材でかさ上げされた状態でシールド部が前記基板のグランドと接続され、芯線が前記基板に直接実装される。
【０１３０】
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
本発明は、内視鏡において、挿入部先端部の小型化を図ることができる効果を有し、例えば医療分野又は工業分野において狭窄な部位の観察、手術等を行う小型の内視鏡及び内視鏡の製造方法等として有用である。
【符号の説明】
【０１３２】
１  内視鏡
２  把持部
２ａ  第１操作部
２ｂ  第２操作部
３  連結部
４  直線部
５  屈曲部
６  硬性部
６ａ  撮像ユニット
７  回転操作部
８  牽引部材
９  ワイヤガイド
１０  リンク部材
１１  挿入部
２０  制御ワイヤ
２１  トルクチューブ
３０  関節ピース
４０  ビデオプロセッサ
４１  ディスプレイ装置
６１  光学レンズユニット
６２  撮像素子
６３  基板
６４  ケーブル
６４ａ  芯線（内部導体）
６４ｂ  シールド部（外部導体）
６５、６８  グランドバー
６６  パッド
６７  電子部品
８１、８５  かさ上げ部材
ＭＥ１  実装可能領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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