JP7528015B2 - 内視鏡装置 - Google Patents

Description

本開示は、内視鏡装置に関する。

通常、内視鏡装置は、被検体内部に挿入される細長い管状の挿入部と、挿入部の基端側に設けられて挿入部をはじめとする内視鏡装置各部の操作を行う操作部と、操作部から延設されて内視鏡装置をプロセッサ（信号処理装置）に接続するための連結可撓管（ユニバーサルコード）とを有し、挿入部の先端には、観察箇所を撮影するＣＣＤ等の撮像素子を内蔵した撮像装置が設けられた構成になっている。

内視鏡装置は、連結可撓管を介してプロセッサに接続された状態で使用され、制御信号や撮像装置によって撮影された映像信号の伝送をプロセッサとの間で行い、駆動電力の供給もプロセッサから受ける。一方、プロセッサは、内視鏡装置から伝送される、挿入部先端の撮像装置により撮影された映像信号に基づいて、被検体内部の観察箇所の画像を生成する。

ところで、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子（イメージセンサ）では、より鮮明な映像を撮影できるように、撮像素子の高密度、高画素数化が行われている。内視鏡装置も、より鮮明な観察箇所の画像を取得すべく、このような高密度・高画素数化された撮像素子の利用が期待されている。しかしながら、高密度、高画素数化された撮像素子を内視鏡装置の撮像装置に使用する場合は、撮像素子の高密度、高画素数化に伴って情報量が増加した映像信号を、挿入部先端の撮像装置とプロセッサとの間で遅滞なく高速で伝送することが必要になってくる。そのため、内視鏡装置の挿入部先端の内部には、特許文献１、２に示すような、撮像素子および撮像素子による映像信号をプロセッサに向けて伝送する光伝送モジュールが組み込まれている。

特許第６３００４４２号公報 国際公開第２０１８／０９２２３３号

ところで、内視鏡装置では、挿入部は被検体内部に挿入されるため、撮像素子および光伝送モジュールが内部に組み込まれる挿入部先端の硬質部分（先端部における非・屈曲伸張部分）の外径ならびに長さはできるだけ小さく、低侵襲にすることが必要である。そのため、挿入部先端の硬質部分の内部に撮像素子とともに組み込まれる光伝送モジュールの大きさは、できるだけ小さくする必要がある。

しかしながら、特許文献１，２に示されている光伝送モジュールのような、直角に折り曲げた折曲部に接着材を接着して折曲形態を保持固定したＦＰＣ基板を用い、その折曲部内側の基板面に光電変換素子および光電変換素子駆動用ＩＣを実装する構成は、直角に折り曲げられたＦＰＣ基板の折曲形態が光伝送モジュール製造時に安定しない可能性があった。

また、撮像素子を含む撮像装置としてのイメージセンサや光伝送モジュールの光電変換素子駆動用ＩＣは、それぞれが発熱部品であるため、内視鏡装置の挿入部先端では、これら発熱部品それぞれの作動安定のための放熱対策も必要になる。

しかし、特許文献１では、光伝送モジュールの長さについて光素子と駆動ＩＣとの配置が検討され、特許文献２では、さらに信号ケーブルの接続配置が検討されているだけなので、イメージセンサや光電変換素子駆動用ＩＣといった発熱部品それぞれの放熱対策についてまでは全く想定されていなかった。

本開示は、上述した内視鏡装置に係る特有の課題に鑑み、挿入部先端の内部に配置される光送信モジュールの放熱対策をはかりながら小型化をはかり、その性能向上をはかった内視鏡装置を提供する。

上記課題を解決するために、本開示では、
被検体内部に挿入される先端部に、被検体内部を撮影する撮像装置が設けられた挿入部と、前記挿入部の基端部と接続され、前記挿入部の操作を行う操作部と、一端側が前記操作部と接続され、他端側にプロセッサとの接続部を備えた連結可撓管部と、を有する内視鏡装置であって、
電気信号を光信号に変換する光電変換素子、および前記撮像装置の電気信号出力を前記光電変換素子から光信号出力させる光電変換素子駆動回路部が取り付けられた第１の基板における前記光電変換素子および前記光電変換素子駆動回路部の露出部を、前記光電変換素子の光信号出力を伝送する光信号伝送線の一方側端部を前記光電変換素子に対して位置決め保持するガイド保持部を形成して、放熱部材でモールドして隠蔽してなる光送信モジュールと、
前記撮像装置が取り付けられた第２の基板に前記光送信モジュールを取り付けて構成された光伝送モジュールと、
を含み、
前記挿入部の先端部内部に、前記光電変換素子、前記光電変換素子駆動回路部および前記撮像装置を、前記光伝送モジュールによって一体的に組み付けてなる、内視鏡装置を提供する。

本開示によれば、第１の基板に光電変換素子および光電変換素子駆動回路部を一体的に取り付けて、光電変換素子および光電変換素子駆動回路部の第１の基板上における露出部をモールドして隠蔽してなる光送信モジュールにあって、そのモールド部が、光電変換素子の光信号出力を伝送する光信号伝送線の一方側端部を光電変換素子に対して位置決め配置するガイド支持部になっている。これにより、内視鏡装置の挿入部の先端部に配置される光伝送モジュールの小型化、製造における安定性が向上する。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本開示の内視鏡装置の一実施例に係る医療用の内視鏡装置の全体構成図である。 本実施例の内視鏡装置のシステム構成を示した模式図である。 イメージセンサ、光電変換素子駆動回路および光電変換素子を一体化して構成された光伝送モジュールの一実施例の全体構成図である。 図３に示した光伝送モジュールにおいて、光電変換素子駆動回路および光電変換素子を予め一体化して構成された光送信モジュールの一実施例の全体構成図である。 図４に示した光送信モジュールの構成説明図である。 図４に示した光送信モジュールを用いた光伝送モジュールの構成説明図である。 光電変換素子、トランスインピーダンスアンプおよびライトニングアレスタを予め一体化して構成された光伝送モジュールの一実施例の全体構成図である。 光送信モジュールの別の実施例の構成説明図である。 光送信モジュールのさらに別の実施例の構成説明図である。 光受信モジュールを備えた光伝送モジュールの別の実施例の構成説明図である。

以下、図面を参照しながら、本開示に係る内視鏡装置について、医療用の内視鏡装置を例に説明する。医療用の内視鏡装置の場合、観察対象は、例えば、呼吸器等、消化器等である。そのため、医療用の内視鏡装置では、挿入部の先端内部に組み込まれ、挿入部の先端部における硬質部分を形成する光伝送モジュールの形状および大きさをできるだけ小さくすることが、低侵襲のために望まれている。

なお、本開示に係る内視鏡装置は、医療用の内視鏡装置に限られるものではない。本開示で説明する医療用の内視鏡装置は、本開示に係る内視鏡装置の一の実施の形態であるに過ぎず、本開示に係る内視鏡装置の実施例全てを指すものではない。例えば、本開示で説明する医療用の内視鏡装置の実施例に基づいて、当業者が特別な創作を行うことなしに想到し得る他の内視鏡装置の実施例も、当然、本開示に係る内視鏡装置の技術的範囲に属するものである。

図１は、本開示の内視鏡装置の一実施例に係る医療用の内視鏡装置の全体構成図である。

図２は、本実施例の内視鏡装置のシステム構成を示した模式図である。

図１に示すように、本実施例の内視鏡装置１は、被検体の内部に挿入される細長い管状の挿入部１１と、挿入部１１の基端側に配置された操作部１２と、操作部１２から延設された連結可撓管（ユニバーサルコード）１３とを備えている。

挿入部１１は、先端側から順に先端部１１ａ、湾曲可動部１１ｂ、可撓管部１１ｃが連設され、可撓管部１１ｃは操作部１２の連結部１２ａに接続された構成になっている。

操作部１２は、挿入部１１の湾曲可動部１１ｂの操作を行うノブ等の操作片を備え、内視鏡装置各部の諸操作を行う。例えば、ノブの回動操作に応じて操作部内部の湾曲操作機構を作動させ、挿入部１１の湾曲可動部１１ｂを所望形態に湾曲・伸張させて保持することができる。

連結可撓管１３は、内視鏡装置１をプロセッサ（信号処理装置）２に接続するもので、プロセッサ２に設けられたコネクタ接続部２ａに対して着脱可能なコネクタ部１３ａが設けられている。

プロセッサ２は、光源装置、システムコントローラ、画像処理装置等を有し、観察箇所の電子画像を表示するモニタ３が付設された構成になっている。プロセッサ２の光源装置からの照射光は、ＬＣＢ（Light Carrying Bundle）の一端側に入射し、ＬＣＢ内で全反射を繰り返すことによって、ＬＣＢ内を他端側へ伝播する。ＬＣＢは、図２では図示省略するが、コネクタ接続部２ａから連結可撓管１３、操作部１２及び挿入部１１を介して、挿入部１１の先端部１１ａに延設されている。

挿入部１１の先端部１１ａには、照明窓、観察窓（対物窓）が形成されている。先端部１１ａの内部には、この照明窓に臨ませて、ＬＣＢの出射端からの照射光が入射する配光レンズが設けられている。被検体内部の観察箇所には、ＬＣＢの出射端からの照射光が配光レンズを介して照明窓から照射される。また、観察窓（対物窓）に臨ませて、被検体内部の観察箇所（照明窓からの照射光の被照射部分）からの戻り光を受光する対物レンズが設けられている。

挿入部１１の先端部１１ａの内部には、対物レンズを介して受光面上の各画素で結像した光学像（観察箇所からの戻り光）を光量に応じた電荷として蓄積して、Ｒ，Ｇ，Ｂの画素信号を生成出力する撮像素子と、撮像素子を駆動制御して１フィールドもしくは１フレーム分の画素信号を所定の時間間隔（例えば１/６０秒あるいは１/３０秒間隔）で観察箇所の映像信号として読み出して出力するドライバ・処理回路とが備えられている。撮像素子とドライバ・信号処理回路は、一体的な集積回路構成になっており、以下では、撮像素子とドライバ・信号処理回路とを合わせて、イメージセンサ２１と称する。イメージセンサ２１としては、例えば、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサ等が用いられる。

さらに、挿入部１１の先端部１１ａの内部には、図２に示すように、イメージセンサ２１から出力される映像信号をプロセッサ２に向けて光伝送出力するために、電気信号からなる映像信号を光信号出力に変換する光電変換素子２３と、イメージセンサ２１から出力される映像信号に応じて光電変換素子２３を駆動する光電変換素子駆動回路２２とが備えられている。光電変換素子２３は、例えば、発光ダイオード、半導体レーザ等であり、本実施例では、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ、Vertical Cavity Surface Emitting LASER）が用いられている。光電変換素子駆動回路２２は、例えば、光電変換素子駆動ＩＣで構成され、本実施例では、ＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣが用いられている。

連結可撓管１３の内部には、各種信号線、ＬＣＢ、駆動電源供給ライン等が挿通される。各種信号線には、例えば、イメージセンサ２１やＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ（光電変換素子駆動回路）２２に対する制御信号をプロセッサ２から内視鏡装置１に伝送する制御信号ライン３１、垂直共振器面発光レーザ（光電変換素子）２３から光信号に変換されて出力される観察箇所の映像信号を内視鏡装置１からプロセッサ２に伝送する映像信号伝送ライン３２、内視鏡装置１の操作部１２に設けられたスイッチの操作信号をプロセッサ２に伝送するスイッチ信号ライン３３が含まれる。

これらのうち、制御信号ライン３１や映像信号伝送ライン３２は、プロセッサ２に挿入部１１の先端部１１ａ内に設けられたイメージセンサ２１やＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２等に駆動電源を供給する駆動電源供給ライン３４とともに、ＬＣＢと同じく、コネクタ部１３ａから連結可撓管１３および操作部１２を介して挿入部１１に延び、挿入部１１内を先端部１１ａに到る。制御信号ライン３１や駆動電源供給ライン３４は、メタルケーブル（Electrical wire）で構成され、映像信号伝送ライン３２は、光ファイバケーブルで構成されている。

連結可撓管１３のコネクタ部１３ａは、映像信号伝送ライン３２を介して光信号で伝送される映像信号を電気信号に戻してからプロセッサ２に供給するために、図２に示すように、光電変換素子２６と、信号変換回路部２７と、保護回路部２８とを備えている。

光電変換素子２６は、映像信号伝送ライン３２を介して光信号で伝送されてきた映像信号を電流信号出力からなる電気信号に変換して出力する。光電変換素子２６は、例えばフォトダイオード（Photodiode）、フォトトランジスタ（Phototransistor）等であり、本実施例では、フォトダイオードが用いられている。

信号変換回路部２７は、例えば、映像信号に該当するフォトダイオード（光電変換素子）２６の電流信号出力をインピーダンス変換して増幅し、電圧信号として出力する。本実施例では、信号変換回路部として、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩ、Transimpedance Amplifier）２７が用いられている。

保護回路部２８は、例えば、プロセッサ２に設けられている制御基板４１を、内視鏡装置１の回路側で過渡的に発生した異常な高電圧から保護する。本実施例では、保護回路部として、ライトニングアレスタ（ＬＡ、Lightning Arrester）２８が用いられている。

ライトニングアレスタ２８の出力（映像信号の電圧信号出力）は、メタルケーブルで構成された制御信号ライン３１、スイッチ信号ライン３３、駆動電源供給ライン３４それぞれの入/出力と一緒に、コネクタ部１３ａに設けられた基板対基板接続用コネクタ（B to B Connector）２９の対応接続ピンに接続されている。

連結可撓管１３のコネクタ部１３ａがプロセッサ２のコネクタ接続部２ａに接続されると、コネクタ部１３ａの基板対基板接続用コネクタ（内視鏡装置コネクタ）８５がプロセッサ２の制御基板９０に設けられている基板対基板接続用コネクタ（プロセッサコネクタ）９５と結合され、内視鏡装置１の制御信号ライン３１、映像信号伝送ライン３２、スイッチ信号ライン３３、駆動電源供給ライン３４は、プロセッサ２の制御基板４１側のそれぞれ対応する出/入力と接続される。

プロセッサ２は、制御基板４１に備えられたシステムコントローラがメモリに格納された各種プログラムを実行することによって、内視鏡装置１、プロセッサ２およびモニタ３から構成される内視鏡システム全体を統合的に制御する。例えば、プロセッサ２は、内視鏡装置１からスイッチ信号ライン３３を介して受信したスイッチ操作信号を基にプロセッサ２側の対応機器を駆動制御したり、制御信号ライン３１を介して送信する制御信号によって内視鏡装置１側のイメージセンサ２１やＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２を駆動制御したりする。また、プロセッサ２は、映像信号伝送ライン３２を介して受信した映像（画像）信号を基に、観察箇所の電子画像をモニタ３に表示し、画像記録媒体に記録する。

本実施の形態に係る内視鏡装置１においては、挿入部１１の先端部１１ａの内部に設けられるイメージセンサ２１、ＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ（光電変換素子駆動回路）２２および垂直共振器面発光レーザ（光電変換素子）２３は、光伝送モジュール２０として予め一体化され、先端部１１ａの内部に一体的に取り付け可能になっている。また、連結可撓管１３のコネクタ部１３ａの内部に設けられるフォトダイオード（光電変換素子）２６、トランスインピーダンスアンプ２７およびライトニングアレスタ２８も、光伝送モジュール２５として予め一体化され、コネクタ部１３ａの内部に一体的に取り付け可能になっている。次に、光伝送モジュール２０、２５それぞれの実施例について、図面に基づき説明する。

図３は、イメージセンサ、光電変換素子駆動回路および光電変換素子を一体化して構成された光伝送モジュールの一実施例の全体構成図である。

図４は、図３に示した光伝送モジュールにおいて、光電変換素子駆動回路および光電変換素子を予め一体化して構成された光送信モジュールの一実施例の全体構成図である。

図５は、図４に示した光送信モジュールの構成説明図である。

図６は、図４に示した光送信モジュールを用いた光伝送モジュールの構成説明図である。

図３に示すように、本実施例の光伝送モジュール２０は、イメージセンサ２１と、ＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２および垂直共振器面発光レーザ２３とを備えて構成されている。そのうち、ＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２および垂直共振器面発光レーザ２３は、図４に示すように、予め光送信モジュール５０として一体化されて構成されている。光送信モジュール５０は、電気信号を光信号に変換する電気信号・光信号変換部として機能する。

図示の例では、ＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２および垂直共振器面発光レーザ２３は、例えばＳＭＤ（表面実装部品）として構成され、光伝送モジュール２０の第１の基板としての光送信モジュール基板５１に取り付け固定される。

光送信モジュール基板５１は、例えば、図５(Ａ)に示すような、搭載基板部５１ｘと非搭載基板部５１ｚとを備えたＬ字状の屈曲プリント配線板（ＰＷＢ、Printed Wiring Board）で構成されている。図５(Ａ)では表れないが、光送信モジュール基板５１の基板上の所定位置には、部品接続端子部や信号/電源接続端子部が予め形成され、基板面または基板内部には、これら部品接続端子部と信号/電源接続端子部とを接続する基板回路が形成されている。

部品接続端子部は、光送信モジュール基板５１の基板上における、ＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２や垂直共振器面発光レーザ２３の配置位置を定める。信号/電源接続端子部は、光送信モジュール基板５１の基板上における、イメージセンサ２１から出力される映像信号、プロセッサ２から制御信号ライン３１を介して供給される制御信号、および駆動電源供給ライン３４を介して供給される駆動電源の、基板回路に対する接続位置を定める。

図示の例では、部品接続端子部は、Ｌ字状の光送信モジュール基板５１の搭載基板部５１ｘにおける内方側の基板面５１ｘｉに形成されている。これに対し、信号/電源接続端子部は、Ｌ字状の光送信モジュール基板５１の非搭載基板部５１ｚにおける外方側の基板面５１ｚｏに形成されている。

図５(Ｂ)に示すように、光送信モジュール５０は、部品接続端子部が形成された、Ｌ字状の光送信モジュール基板５１の基板面５１ｘｉの対応実装位置に、ＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２や垂直共振器面発光レーザ２３が取り付け固定されて構成されている。その際、ＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２や垂直共振器面発光レーザ２３の各端子は、部品接続端子部のそれぞれ対応端子と接続される。これにより、ＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２や垂直共振器面発光レーザ２３は、光送信モジュール基板５１の基板面または基板内部の基板回路を介して、光送信モジュール基板５１の非搭載基板部５１ｚに形成された信号/電源接続端子部の対応端子と接続される。

なお、図示の例では、Ｌ字状の光送信モジュール基板５１の内方側の基板面５１ｘｉに、ＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２および垂直共振器面発光レーザ２３を設けた構成にしたが、ＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２は、Ｌ字状の光送信モジュール基板５１の非搭載基板部５１ｚにおける内方側の基板面５１ｚｉに設けられる構成としてもよい。

これにより、光送信モジュール５０は、垂直共振器面発光レーザ２３の発光面に係る光出射方向（ｚ軸上の＋ｚ方向）が、信号/電源接続端子部が設けられているＬ字状の光送信モジュール基板５１の非搭載基板部５１ｚと交差しない構成になっている。そして、垂直共振器面発光レーザ２３は、Ｌ字状の光送信モジュール基板５１に搭載された状態で、発光面の光出射方向（ｚ軸上の＋ｚ方向）側が開放されている状態になる。また、光送信モジュール５０は、信号/電源接続端子部が形成された非搭載基板部５１ｚの外方側の基板面５１ｚｏにはＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２および垂直共振器面発光レーザ２３が搭載されないので、搭載部品が邪魔になることがない、他の基板との接続に適した凸凹のない基板面構造を有することになる。

光送信モジュール５０は、ＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２や垂直共振器面発光レーザ２３が固定された状態で、光送信モジュール基板５１の内方側の基板面５１ｘｉが、図５(Ｃ)に示すように、基板面５１ｘｉが臨む方向（ｚ軸方向）に沿って予め定められた厚さ（ｚ軸方向に沿った長さ）Ｌ分だけ、ＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２や垂直共振器面発光レーザ２３ごと、モールド部５２で封止された構成になっている。

モールド部５２は、例えば、射出成型によって成形された封止用樹脂で構成されている。通常、封止用樹脂には、例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂にシリカＳｉＯ_２を混ぜる等して、チップや基板との接着性、耐熱性、放熱性、熱膨張率、機械的強度といった機能性を備えた樹脂が使用される。本実施例では、ＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２や垂直共振器面発光レーザ２３の発熱を拡散できるように、例えば、放熱性機能に優れ、電気絶縁機能を備えた放熱樹脂が使用されている。なお、モールド部５２は、上述した放熱性樹脂を用いた構成に限られるものではなく、金属や熱伝導シート等も用いて構成することも可能である。

また、モールド部５２を成形する際には、モールド部５２には光ファイバ保持孔５３が形成される。光ファイバ保持孔５３は、モールド部５２を貫通する貫通孔からなり、垂直共振器面発光レーザ２３の発光面を臨ませる孔開口部を有する。光ファイバ保持孔５３は、基板面５１ｘｉを封止した状態で、その孔軸が垂直共振器面発光レーザ２３の発光面からの光出射方向、すなわちレーザ光の光軸方向（図中、ｚ軸に沿った方向）に延びるようになっている。

これにより、光ファイバ保持孔５３は、映像信号伝送ライン（光ファイバケーブル）３２を構成する光ファイバ３６のファイバ端面を、垂直共振器面発光レーザ２３の発光面に対して芯合わせ状態に保持するフェルールとして機能する。映像信号伝送ライン３２の挿入部１１側は、光ファイバ３６が光ファイバ保持孔５３に挿設され、先端のファイバ端面を垂直共振器面発光レーザ２３の発光面に密着させた状態で、光ファイバ保持孔５３に保持された構成になっている。

光ファイバ３６は、光送信モジュール５０から挿入部１１、操作部１２、連結可撓管１３を介して、基端側が連結可撓管１３のコネクタ部１３ａに延設され、イメージセンサ２１の映像信号を光信号でプロセッサ２に伝送する映像信号伝送ライン３２を構成する。

光伝送モジュール２０は、図６に示すように、イメージセンサ２１と、ＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２および垂直共振器面発光レーザ２３を備えた光送信モジュール５０とが、光伝送モジュール２０の第２の基板としての光伝送モジュール基板６１に一体的に組み付けられて構成されている。

例えば、光伝送モジュール基板６１は、図６(Ａ)に示すような、センサ搭載基板部６１ｘと、センサ搭載基板部６１ｘの内方側の基板面６１ｘｉに突設されたモジュール搭載基板部６１ｚとを備えた、略Ｔ字状の屈曲プリント配線板（ＰＷＢ）で構成されている。

図６(Ａ)では表れないが、光伝送モジュール基板６１の基板上の予め定められた所定位置には、イメージセンサ接続端子部、光送信モジュール接続端子部、信号/電源接続端子部が形成されている。また、光伝送モジュール基板６１の基板面または基板内部には、これらイメージセンサ接続端子部、光送信モジュール接続端子部の端子間を接続し、これらイメージセンサ接続端子部、光送信モジュール接続端子部を信号/電源ライン接続端子部と接続する基板回路が形成されている。

イメージセンサ接続端子部は、光伝送モジュール基板６１の基板上におけるイメージセンサ２１の配置位置を定める。光送信モジュール接続端子部は、光伝送モジュール基板６１の基板上における、ＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２や垂直共振器面発光レーザ２３を一体化してなる光送信モジュール５０の配置位置を定める。信号/電源ライン接続端子部は、光伝送モジュール基板６１の基板上における、プロセッサ２から挿入部１１に延設された制御信号ライン３１および駆動電源供給ライン３４それぞれの、光伝送モジュール基板６１に対する接続位置を定める。

図示の例では、イメージセンサ接続端子部は、Ｔ字状の光伝送モジュール基板６１のセンサ搭載基板部６１ｘにおける外方側の基板面６１ｘｏに形成されている。光送信モジュール接続端子部は、Ｔ字状の光伝送モジュール基板６１のモジュール搭載基板部６１ｚにおける内方側の基板面６１ｚｉに形成されている。信号/電源ライン接続端子部は、基板面６１ｚｉと反対側（裏側）の、Ｔ字状の光伝送モジュール基板６１のモジュール搭載基板部６１ｚにおける外方側の基板面６１ｚｏに形成されている。

なお、光伝送モジュール基板６１は、Ｔ字状のプリント配線板として説明したが、そのＴ字状の形態は、センサ搭載基板部６１ｘからのモジュール搭載基板部６１ｚの突設位置がセンサ搭載基板部６１ｘの内方側の基板面６１ｘｉの長さ方向中央位置に限られる必要はなく、図示の例のように、長さ方向のいずれか一方の端部側に偏って位置している形態であってもよい。ひいては、光伝送モジュール基板６１を構成するプリント配線板の形態は、モジュール搭載基板部６１ｚがセンサ搭載基板部６１ｘの内方側の基板面６１ｘｉの長さ方向のいずれか一方の端部から突設した、Ｌ字状の形態であってもよい。

光伝送モジュール２０は、図６(Ｂ)に示すように、光伝送モジュール基板６１の、イメージセンサ接続端子部が形成されているセンサ搭載基板部６１ｘの外方側の基板面６１ｘｏに、ＳＭＤ（表面実装部品）またはスルーホール実装部品（挿入実装部品）として構成されたイメージセンサ２１が取り付け固定された構成になっている。その際、光伝送モジュール基板６１の外方側の基板面６１ｘｏに備えられているイメージセンサ接続端子部の各端子は、イメージセンサ２１の各対応端子と接続され、イメージセンサ２１は、光伝送モジュール基板６１の基板面または基板内部に設けられた基板回路に接続される。イメージセンサ２１は、この基板回路を介して、光伝送モジュール基板６１のモジュール搭載基板部６１ｚに形成された光送信モジュール接続端子部および信号/電源接続端子部の対応端子と接続される。

光伝送モジュール基板６１は、センサ搭載基板部６１ｘの基板面の形状・大きさ（面積）が、イメージセンサ２１とほぼ等しいか、それよりも小さな形状・大きさ（面積）になっている。これにより、光伝送モジュール２０をイメージセンサ２１側から眺めた場合（図６における＋ｚ方向に眺めた場合）、光伝送モジュール基板６１は、イメージセンサ２１の筐体外縁からはみ出さないようになっている。イメージセンサ２１は、例えば、フリップチップ構造や、ＢＧＡ（ball grid array）またはＱＦＰ（Quad Flat Package）のような端子を出したパッケージ構造で構成され、光伝送モジュール基板６１は、イメージセンサ２１の筐体外縁からはみ出さない形状および大きさになっている。

光伝送モジュール２０は、図６(Ｂ)に示した例では、光伝送モジュール基板６１の、光送信モジュール接続端子部が形成されたモジュール搭載基板部６１ｚの基板面６１ｚｉに、ＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２および垂直共振器面発光レーザ２３を備えた光送信モジュール５０が、バンプ材にハンダボールを用いたボンディング実装で取り付け固定されて構成されている。その際、光送信モジュール基板５１における非搭載基板部５１ｚの外方側の基板面５１ｚｏに形成されている信号/電源接続端子部の各端子は、光伝送モジュール基板６１の基板面６１ｘｏ、６１ｚｉに形成されているイメージセンサ接続端子部、信号/電源接続端子部の各対応端子に、直接的または基板回路を介して間接的に接続される。

光伝送モジュール基板６１における、モジュール搭載基板部６１ｚの内方側の基板面６１ｚｉに対する光送信モジュール５０の搭載位置は、図６(Ｂ)に示すように、光送信モジュール５０の光送信モジュール基板５１における搭載基板部５１ｘの外方側の基板面５１ｘｏが、イメージセンサ２１が実装された光伝送モジュール基板６１における、センサ搭載基板部６１ｘの内方側の基板面６１ｘｉに直接当接しない位置に、予め光送信モジュール接続端子部の配置位置によって設定されている。これにより、光伝送モジュール２０では、光伝送モジュール基板６１にイメージセンサ２１および光送信モジュール５０が搭載された状態で、イメージセンサ２１と、光送信モジュール５０のＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２および垂直共振器面発光レーザ２３とが、直接、対向することなく、かつ当接しない構成になっている。その結果、両基板部５１ｘ、６１ｘの間には、分離空間部Ｓが形成される構成になっている。

本実施例では、光伝送モジュール２０は、図６(Ｃ)に示すように、分離空間部Ｓが封止用樹脂で充填され、モールド部６２が設けられた構成になっている。モールド部６２は、図示の例では、熱源となるイメージセンサ２１が搭載された光伝送モジュール基板６１のセンサ背面部（基板面６１ｘｉ）、同じく熱源となるＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２や垂直共振器面発光レーザ２３が搭載された光送信モジュール基板５１の光電変換素子背面部（基板面５１ｘｏ）を覆うように接触している。これにより、相対向するセンサ背面部（基板面６１ｘｉ）と光電変換素子背面部（基板面５１ｘｏ）との間に介在する分離空間部Ｓにモールド部６２が設けられていない場合よりも、これら熱源からの熱はモールド部６２によって速やかに吸収されるようになっている。そして、イメージセンサ２１をはじめとする、これら発熱部品からモールド部６２に伝達された熱は、相対向するセンサ背面部（基板面６１ｘｉ）およびセンサ背面部（基板面６１ｘｉ）に当接していないモールド部６２の周面から分離空間部Ｓ外に放熱され、これら発熱部品の放熱を促進することができる。

また、本実施例では、光伝送モジュール２０は、イメージセンサ２１側から光送信モジュール５０を眺めた光送信モジュール基板５１の搭載基板部５１ｘの大きさ（面積）が、光伝送モジュール基板６１のセンサ搭載基板部６１ｘの大きさ（面積）に等しいか、それよりも小さくなっている。図示の例では、搭載基板部５１ｘの大きさがセンサ搭載基板部６１ｘの大きさよりも小さくなっているため、モールド部６２は、光送信モジュール５０のモールド部５２の周囲も囲繞する構成になっている。その際も、光伝送モジュール２０をイメージセンサ２１側から眺めたときには、モールド部６２はイメージセンサ２１の筐体外縁からはみ出さない形状および大きさになっている。

モールド部６２は、モールド部５２と同様に、例えば、射出成型によって成形された封止用樹脂で構成されている。通常、封止用樹脂には、例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂にシリカＳｉＯ_２を混ぜる等して、チップや基板との接着性、耐熱性、放熱性、熱膨張率、機械的強度といった機能性を備えた樹脂が使用される。本実施例では、イメージセンサ２１をはじめとする発熱部品からの発熱を拡散できるように、例えば、放熱性機能を優れ、電気絶縁機能を備えた放熱樹脂が使用されている。なお、モールド部６２も、上述した放熱性樹脂を用いた構成に限られるものではなく、金属や熱伝導シート等も用いて構成することも可能である。

光伝送モジュール基板６１にイメージセンサ２１および光送信モジュール５０が一体的に組み付けられ、分離空間部Ｓにモールド部６２が形成された光伝送モジュール２０は、図６(Ｃ)に示すように、光送信モジュール５０の光ファイバ保持孔５３に、イメージセンサ２１による映像信号をプロセッサ２に伝送する映像信号伝送ライン３２（光ファイバケーブル）の光ファイバ３６が挿設されて保持される。また、光伝送モジュール基板６１の外方側の基板面６１ｚｉに形成されている信号/電源接続端子部には、イメージセンサ２１やＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２に対する制御信号をプロセッサ２から内視鏡装置１に伝送する制御信号ライン３１、およびプロセッサ２からイメージセンサ２１やＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２等に駆動電源を供給する駆動電源供給ライン３４が配線接続される。

その際も、図示の光伝送モジュール２０は、光伝送モジュール基板６１のセンサ搭載基板部６１ｘとモジュール搭載基板部６１ｚとが略Ｔ字状に屈曲配置されているので、光伝送モジュール２０をイメージセンサ２１側から眺めたときに、基板面６１ｚｉに形成されている信号/電源接続端子部に対する制御信号ライン３１や駆動電源供給ライン３４の接続部も、光送信モジュール５０に取り付けられた映像信号伝送ライン３２の光ファイバ３６と同様に、イメージセンサ２１の筐体外縁からはみ出さない形態になっている。

映像信号伝送ライン３２、制御信号ライン３１、および駆動電源供給ライン３４が配線接続された光伝送モジュール２０は、イメージセンサ２１の撮像素子の撮像面を、被検体内部の観察箇所（照明窓からの照射光の被照射部分）からの戻り光を受光する対物レンズの出射側に向けて、挿入部１１の先端部１１ａの内部に収容されて固定される。

このような光伝送モジュール２０を備えた内視鏡装置１によれば、挿入部１１の先端部１１ａの内部に光伝送モジュール２０を収容するに当たって、光送信モジュール５０は、光送信モジュール基板５１の基板面５１ｘｉに搭載されたＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２や垂直共振器面発光レーザ２３が、光ファイバ保持孔５３を備えたモールド部５２で封止された構成になっている。

これにより、光送信モジュール５０は、ＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２や垂直共振器面発光レーザ２３はモールド部５２によって覆われているので、外力がＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２や垂直共振器面発光レーザ２３に直接作用することがなく、ＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２や垂直共振器面発光レーザ２３の保護をはかることができるので、光伝送モジュール基板６１に対する光送信モジュール５０の自動組み付け作業を容易にする。また、ＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２や垂直共振器面発光レーザ２３への塵埃等の付着による光送信モジュール５０の故障発生も防止できる。

そして、モールド部５２は放熱性機能に優れた樹脂で構成されているので、発熱部品であるＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２や垂直共振器面発光レーザ２３による熱を拡散でき、ＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２、垂直共振器面発光レーザ２３それぞれの放熱面積を、各チップ筐体の表面積からモールド部５２の表面積に拡大でき、光送信モジュール５０の放熱性能も向上させることができる。

さらに、光送信モジュール５０は、モールド部５２に光ファイバ保持孔５３が備えられ、モールド部５２が、光ファイバ３６のファイバ端面と垂直共振器面発光レーザ２３の発光面との端面同士を芯合わせ状態に保持するフェルールとしても機能する。

これにより、光送信モジュール５０は、映像信号伝送ライン３２の光ファイバ３６が光ファイバ保持孔５３に取り付けられた状態で、ＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２や垂直共振器面発光レーザ２３の保護部分と光ファイバ３６のためのフェルール部分とを、垂直共振器面発光レーザ２３の発光面からの光出射方向（ｚ軸上の＋ｚ方向）に沿って両者が重なり合うように配置することが可能になる。

この結果、光送信モジュール５０は、光ファイバ３６のフェルールとしての機能を備えたモールド部５２によって、基板面５１ｘｉに搭載されたＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２や垂直共振器面発光レーザ２３の保護をはかりながら、光送信モジュール５０の光出射方向（ｚ軸上の＋ｚ方向）に沿った寸法を低減でき、光送信モジュール５０全体の大きさを小型化できる。

この光送信モジュール５０自体の小型化に伴って、光伝送モジュール２０は、発熱部材であるイメージセンサ２１と、同じく発熱部材である光送信モジュール５０のＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２および垂直共振器面発光レーザ２３とを、分離空間部Ｓを設けて両者を離間させ、かつ、両者の配置向きを、互いに対向しないように、互いに反対向きになる（ｚ軸上の±ｚ方向で逆向きになる）ようにすることができる。そして、分離空間部Ｓを含めた光送信モジュール５０の周囲を、放熱性機能に優れた樹脂で構成されたモールド部６２で覆うことができる。

これにより、光送信モジュール５０を含めた、垂直共振器面発光レーザ２３の発光面からの光出射方向（ｚ軸上の＋ｚ方向）に沿った光伝送モジュール２０の寸法長さ部分を、モールド部６２によって外力から保護できるとともに、発熱部材であるイメージセンサ２１、および光送信モジュール５０のＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２の放熱面積を、モールド部６２の表面積分だけ増大させることができる。

また、光伝送モジュール２０をイメージセンサ２１側から眺めた形態も、モールド部６２、および制御信号ライン３１や駆動電源供給ライン３４の接続部が、イメージセンサ２１の筐体外縁からはみ出さない形態になっているので、挿入部１１の先端部１１ａの内部に光伝送モジュール２０を組み付ける際も、モールド部６２がガイドになり、組み付け作業が行い易くなる。

また、モールド部６２は、熱源となるイメージセンサ２１が搭載された光伝送モジュール基板６１のセンサ背面部（基板面６１ｘｉ）、同じく熱源となるＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２や垂直共振器面発光レーザ２３が搭載された光送信モジュール基板５１の光電変換素子背面部（基板面５１ｘｏ）を覆うように接触している。これにより、分離空間部Ｓにモールド部６２が設けられていない場合よりも、これら熱源からの熱はモールド部６２によって速やかに吸収され、その熱は、相対向するセンサ背面部（基板面６１ｘｉ）およびセンサ背面部（基板面６１ｘｉ）に当接していないモールド部６２の周面から分離空間部Ｓ外に放熱され、これら発熱部品の放熱を促進することができる。

さらに、光伝送モジュール２０が挿入部１１の先端部１１ａに収容配置された状態では、組み付けの際のガイドにもなったモールド部６２の外周面が、挿入部１１の先端部１１ａの筐体内部にも接触しているので、イメージセンサ２１および光送信モジュール５０のＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２や垂直共振器面発光レーザ２３からの放熱を、イメージセンサ２１およびＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２それぞれのチップ筐体の表面積よりも大きな、湾曲可動部１１ｂや可撓管部１１ｃも含めた挿入部１１全体に拡散することができる。

したがって、本実施例に係る、イメージセンサ２１と、ＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２および垂直共振器面発光レーザ２３を備えた光送信モジュール５０とを備えた光伝送モジュール２０によって、光伝送モジュール２０自体の小型化をはかれるとともに、光伝送モジュール２０が内部に組み込まれて硬質部分（非・屈曲伸張部分）になる、挿入部１１の先端部１１ａの外径ならびに長さをできるだけ小さくすることができ、内視鏡装置１の挿入部１１をより低侵襲にすることができる。

しかも、挿入部１１の先端部１１ａの外径ならびに長さが小さくなっても、放熱性能の向上によって、イメージセンサ２１、ＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２および垂直共振器面発光レーザ２３が備えられた光伝送モジュール２０を安定駆動させることができる。

また、光伝送モジュール２０は、映像信号伝送ライン３２の光ファイバ３６が接続固定される光送信モジュール５０からなるファイバ部分と、制御信号ライン３１や駆動電源供給ライン３４といったメタルケーブルが接続固定される、イメージセンサ２１を搭載した光伝送モジュール基板６１からなるＰＤ（Power Delivery）部分とを組み付けた構成であるので、ファイバ部分とＰＤ（Power Delivery）部分とで独立・分離して製作可能になり、光伝送モジュール２０の製作性が向上する。

次に、連結可撓管１３のコネクタ部１３ａの内部に設けられる光伝送モジュール２５の一実施例について、図面に基づき説明する。

図７は、光電変換素子、トランスインピーダンスアンプおよびライトニングアレスタを予め一体化して構成された光伝送モジュールの一実施例の構成説明図である。

図７に示すように、本実施例の光伝送モジュール２５は、フォトダイオード（光電変換素子）２６と、トランスインピーダンスアンプ（信号変換回路部）２７と、ライトニングアレスタ（保護回路部）２８と、内視鏡装置コネクタ８５と、を備えて構成されている。そのうち、フォトダイオード２６、トランスインピーダンスアンプ２７およびライトニングアレスタ２８は、予め一体化された光受信モジュール７０として構成されている。光受信モジュール７０は、光信号を電気信号に変換する光信号・電気信号変換部として機能する。

図示の例では、フォトダイオード２６、トランスインピーダンスアンプ２７およびライトニングアレスタ２８は、ＳＭＤ（表面実装部品）として構成され、図７(Ａ)に示すように、光伝送モジュール２５の第１の基板としての光受信モジュール基板７１に取り付け固定されている。

光受信モジュール基板７１は、例えば、平板状のプリント配線板（ＰＷＢ）で構成されている。図には表れないが、光受信モジュール基板７１の基板上の予め定められた所定位置には、部品接続端子部や信号/電源接続端子部が形成され、また、基板面または基板内部には、これら部品接続端子部と信号/電源接続端子部とを接続する基板回路が形成されている。

部品接続端子部は、光受信モジュール基板７１の基板上における、フォトダイオード２６、トランスインピーダンスアンプ２７およびライトニングアレスタ２８の配置位置を定める。信号/電源接続端子部は、光受信モジュール基板７１の基板回路における、プロセッサ２に供給する映像信号の基板上における出力箇所、プロセッサ２から供給される制御信号および駆動電源の基板上における入力箇所を定める。

部品接続端子部は、平板状の光受信モジュール基板７１における内方側の基板面７１ｘｉに形成されている。これに対し、信号/電源接続端子部は、図示の例では、部品の非搭載側である、平板状の光受信モジュール基板７１における外方側の基板面７１ｘｏに形成されている。

光受信モジュール７０は、光送信モジュール基板７１の基板面７１ｘｉに、フォトダイオード２６、トランスインピーダンスアンプ２７およびライトニングアレスタ２８が取り付け固定されて構成されている。そして、フォトダイオード２６、トランスインピーダンスアンプ２７およびライトニングアレスタ２８の各端子は、それぞれ対応する部品接続端子部の対応端子と接続されている。これにより、フォトダイオード２６、トランスインピーダンスアンプ２７およびライトニングアレスタ２８は、基板面または基板内部の基板回路を介して接続されるとともに、非搭載基板面側７１の基板面７１ｘｏに形成された信号/電源接続端子部の対応端子とも接続されている。

基板面７１ｘｏに形成された信号/電源接続端子部の各対応端子には、それぞれＬ字状の屈曲端子片７４が接続固定されている。各Ｌ字状の屈曲端子片７４は、基板面当接片部７４ｘと、基板面当接片部７４ｘから垂直に突出した突出片部７４ｚとを有する。各Ｌ字状の屈曲端子片７４は、光送信モジュール基板７１の基板面７１ｘｏに形成された信号/電源接続端子部の各端子が臨む向きを、基板面７１ｘｏに垂直な向き（ｚ軸上の＋ｚ方向）から基板面７１ｘｏに沿った平行な向き（ｘ軸上の－ｘ方向）に変える。

各Ｌ字状の屈曲端子片７４は、光入射方向が基板面７１ｘｉと垂直な方向（ｚ軸上の－ｚ方向）になるようにフォトダイオード２６が平板状の光受信モジュール基板７１に実装されていても、光受信モジュール７０の他部に対する接続向き（搭載向き）を、基板面７１ｘｏに形成された信号/電源接続端子部の各端子が臨む向き（ｚ軸上の＋ｚ方向）とは異なる向き（例えば、ｘ軸上の±ｘ方向）にする。

光受信モジュール７０は、フォトダイオード２６、トランスインピーダンスアンプ２７およびライトニングアレスタ２８が固定された状態で、光受信モジュール基板７１の内方側の基板面７１ｘｉは、図７(Ｂ)に示すように、基板面７１ｘｉと垂直な、基板面７１ｘｉが臨む方向（ｚ軸方向）に、予め定められた厚さＬ分だけ、フォトダイオード２６、トランスインピーダンスアンプ２７およびライトニングアレスタ２８と一緒にモールド部７２で封止された構成になっている。

モールド部７２は、例えば、射出成型によって成形された封止用樹脂で構成されている。通常、封止用樹脂には、例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂にシリカＳｉＯ_２を混ぜる等して、チップや基板との接着性、耐熱性、放熱性、熱膨張率、機械的強度といった機能性を備えた樹脂が使用される。本実施例では、フォトダイオード２６およびトランスインピーダンスアンプ２７の発熱を拡散できるように、例えば、放熱性機能に優れ、電気絶縁機能を備えた放熱樹脂が使用されている。なお、モールド部７２は、上述した放熱性樹脂を用いた構成に限られるものではなく、金属や熱伝導シート等も用いて構成することも可能である。

なお、図示の例では、信号/電源接続端子部は、光受信モジュール基板７１の基板面７１ｘｏに形成したが、部品接続端子部が形成された基板面７１ｘｉに形成した構成であってもよい。この場合も、図示の例と同様に、Ｌ字状の屈曲端子片７４によって、光受信モジュール７０の他部に対する接続向き（搭載向き）を、基板面７１ｘｏに形成された信号/電源接続端子部の各端子が臨む向き（ｚ軸上の＋ｚ方向）とは異なる向き（例えば、ｘ軸上の±ｘ方向）にすることができる。さらに、この場合は、基板面７１ｘｉにおける信号/電源接続端子部の各端子と各Ｌ字状の屈曲端子片７４との接続箇所も、モールド部７２で封止して保護することができる。

また、モールド部７２を光受信モジュール基板７１の内方側の基板面７１ｘｉに形成する際には、モールド部７２には光ファイバ保持孔７３が形成される。光ファイバ保持孔７３は、モールド部７２を貫通する貫通孔からなり、フォトダイオード２６の受光面を臨ませる孔開口部を有する。光ファイバ保持孔７３は、その孔軸線がフォトダイオード２６の受光面の光入射方向、すなわち受光するレーザ光の光軸方向（図中、ｚ軸に沿った方向）と同方向に延びるようになっている。

これにより、光ファイバ保持孔７３は、映像信号伝送ライン（光ファイバケーブル）３２を構成する光ファイバ３６のファイバ端面とフォトダイオード２６の受光面との端面同士を芯合わせ状態に保持するフェルールとして機能する。光ファイバ３６の操作部１２側は、孔開口部から光ファイバ保持孔７３内に挿設され、フォトダイオード２６の受光面にファイバ端面を密着させた状態で、光ファイバ保持孔７３に保持される。

光伝送モジュール２５は、図７(Ｃ)に示すように、フォトダイオード２６、トランスインピーダンスアンプ２７およびライトニングアレスタ２８を備えた光受信モジュール７０と、プロセッサ２側の制御基板９０との基板対基板（Board to Board）接続に用いられる内視鏡装置１の内視鏡装置コネクタ８５とが、光伝送モジュール２５の第２の基板としての光伝送モジュール基板８１に一体的に組み付けられた構成になっている。図示の例では、光伝送モジュール基板８１は、平板状のプリント配線板（ＰＷＢ）で構成されている。

図７(Ｃ)では表れないが、光伝送モジュール基板８１の基板上の予め定められた所定位置には、光受信モジュール接続端子部、コネクタ接続端子部および信号/電源ライン接続端子部が形成されている。また、光伝送モジュール基板８１の基板面または基板内部には、これら光受信モジュール接続端子部、コネクタ接続端子部および信号/電源ライン接続端子部と接続された基板回路が形成されている。

光受信モジュール接続端子部は、光伝送モジュール基板８１の基板上における、フォトダイオード２６、トランスインピーダンスアンプ２７およびライトニングアレスタ２８が一体化されてなる光受信モジュール７０の配置位置を定める。信号/電源ライン接続端子部は、光伝送モジュール基板８１の基板上における、連結可撓管１３および操作部１２を介して挿入部１１に延設される制御信号ライン３１および駆動電源供給ライン３４それぞれの接続位置を定める。コネクタ接続端子部は、光伝送モジュール基板８１の基板上における、プロセッサ２側の制御基板９０との基板対基板接続に用いられる内視鏡装置コネクタ８５の配置位置を定める。

図示の例では、光受信モジュール接続端子部は、平板状の光伝送モジュール基板８１の内方側（表側）の基板面８１ｘｉに形成されている。信号/電源ライン接続端子部およびコネクタ接続端子部は、平板状の光伝送モジュール基板８１の外方側（裏側）の基板面８１ｘｏに、光受信モジュール７０の配置向き、すなわちフォトダイオード２６に対する光の入射方向（図中、ｚ軸に沿った方向）に沿って、並んで形成されている。信号/電源ライン接続端子部は、コネクタ接続端子部よりも、光伝送モジュール基板８１の奥部側（ｚ軸上の－ｚ側）に配置されている。

光伝送モジュール２５は、光受信モジュール接続端子部が形成されている光伝送モジュール基板８１の内方側の基板面８１ｘｉに、フォトダイオード２６、トランスインピーダンスアンプ２７およびライトニングアレスタ２８を備えた光受信モジュール７０が取り付け固定されている。その際、光受信モジュール７０に備えられた各屈曲端子片７４の突出片部７４ｚは、光伝送モジュール基板８１の内方側の基板面８１ｘｉに形成された光受信モジュール接続端子部の対応端子とそれぞれ接続され、さらに基板回路を介して、外方側の基板面８１ｘｏに形成された信号/電源ライン接続端子部およびコネクタ接続端子部それぞれの対応端子と接続される。

光伝送モジュール２５は、図７(Ｃ)に示すように、光伝送モジュール基板８１の外方側の基板面８１ｘｏに形成されている信号/電源ライン接続端子部に、光伝送モジュール２０のイメージセンサ２１やＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２にプロセッサ２からの制御信号を伝送するための制御信号ライン３１や、操作部１２に設けられたスイッチの操作信号をプロセッサ２に伝送するスイッチ信号ライン３３や、光伝送モジュール２０のイメージセンサ２１やＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２等に駆動電源を供給する駆動電源供給ライン３４が、それぞれ配線接続される構成になっている。

光伝送モジュール２５は、基板対基板接続用の内視鏡装置コネクタ８５が、光伝送モジュール基板８１の外方側の基板面８１ｘｏに取り付け固定された構成になっている。その際、光伝送モジュール基板８１の外方側の基板面８１ｘｏに形成されているコネクタ接続端子部の各端子は、基板対基板接続用の内視鏡装置コネクタ８５の対応接続ピンに接続される。

内視鏡装置１の連結可撓管１３に備えられたコネクタ部１３ａをプロセッサ２のコネクタ接続部２ａに装着することに伴って、光伝送モジュール２５の内視鏡装置コネクタ８５は、プロセッサ２の制御基板９０に備えられたプロセッサ側のプロセッサコネクタ９５に接続される。

このような光伝送モジュール２５を備えた内視鏡装置１によれば、連結可撓管１３のコネクタ部１３ａの筐体内部に光伝送モジュール２５を収容するに当たって、光受信モジュール７０は、光送信モジュール基板７１の基板面７１ｘｉに搭載されたフォトダイオード２６、トランスインピーダンスアンプ２７およびライトニングアレスタ２８が、光ファイバ保持孔５３を備えたモールド部７２で封止された構成になっている。

これにより、光受信モジュール７０は、フォトダイオード２６、トランスインピーダンスアンプ２７およびライトニングアレスタ２８はモールド部７２によって覆われているので、外力がこれらに直接作用することがなく、トランスインピーダンスアンプ２７およびライトニングアレスタ２８の保護をはかることができるので、光伝送モジュール基板８１に対する光受信モジュール７０の自動組み付け作業を容易にする。また、フォトダイオード２６、トランスインピーダンスアンプ２７またはライトニングアレスタ２８への塵埃等の付着による光送信モジュール５０の故障発生も防止できる。

そして、モールド部７２は放熱性機能に優れた樹脂で構成されているので、発熱部品であるフォトダイオード２６、トランスインピーダンスアンプ２７による熱を拡散でき、フォトダイオード２６、トランスインピーダンスアンプ２７それぞれの放熱面積を、各チップ筐体の表面積からモールド部７２の表面積に拡大でき、光受信モジュール７０の放熱性能も向上させることができる。

さらに、光受信モジュール７０は、モールド部７２に光ファイバ保持孔７３が備えられ、モールド部７２が、光ファイバ３６のファイバ端面と垂直共振器面発光レーザ２３の発光面との端面同士を芯合わせ状態に保持するフェルールとしても機能する。

これにより、光受信モジュール７０は、映像信号伝送ライン３２の光ファイバ３６が光ファイバ保持孔７３に取り付けられた状態で、フォトダイオード２６、トランスインピーダンスアンプ２７およびライトニングアレスタ２８の保護部分と光ファイバ３６のためのフェルール部分とを、フォトダイオード２６の受光面への光入射方向（ｚ軸上の＋ｚ方向）に沿って両者が重なり合うように配置することが可能になる。

この結果、光受信モジュール７０は、光ファイバ３６のフェルールとしての機能を備えたモールド部７２によって、基板面８１ｘｉに搭載されたフォトダイオード２６、トランスインピーダンスアンプ２７およびライトニングアレスタ２８の保護をはかりながら、光受信モジュール７０の光入射方向（ｚ軸上の＋ｚ方向）に沿った寸法を低減でき、光受信モジュール７０全体の大きさを小型化できる。

この光受信モジュール７０自体の小型化に伴って、光受信モジュール７０を含めた、フォトダイオード２６の受光面への光入射方向（ｚ軸上の＋ｚ方向）に沿った光伝送モジュール２５の寸法長さ部分を、モールド部７２によって外力から保護できるとともに、発熱部材であるフォトダイオード２６およびトランスインピーダンスアンプ２７の放熱面積を、モールド部７２の表面積分だけ増大させることができる。

本実施例に係るフォトダイオード２６、トランスインピーダンスアンプ２７およびライトニングアレスタ２８を備えた光受信モジュール７０と、内視鏡装置コネクタ８５とを備えた光伝送モジュール２５によって、光伝送モジュール２５自体の小型化をはかれるとともに、光伝送モジュール２５が内部に組み込まれて硬質部分（非・屈曲伸張部分）になる連結可撓管１３におけるコネクタ部１３ａの外径ならびに長さをできるだけ小さくすることができ、連結可撓管１３の取り回し操作性も向上する。

しかも、連結可撓管１３におけるコネクタ部１３ａが小さくなっても、放熱性能の向上によって、フォトダイオード２６、トランスインピーダンスアンプ２７およびライトニングアレスタ２８が備えられた光伝送モジュール２５を安定駆動させることができる。

また、光伝送モジュール２５は、映像信号伝送ライン３２の光ファイバ３６が接続固定される光受信モジュール７０からなるファイバ部分と、制御信号ライン３１、スイッチ信号ライン３２、駆動電源供給ライン３４といったメタルケーブルが接続固定される、内視鏡装置コネクタ８５を搭載した光伝送モジュール基板８１からなるＰＤ（Power Delivery）部分とを組み付けた構成であるので、ファイバ部分とＰＤ（Power Delivery）部分とで独立・分離して製作可能になり、光伝送モジュール２５の製作性が向上する。

図８は、光送信モジュールの別の実施例の構成説明図である。

なお、図８に示した光送信モジュール５０-１～３の説明では、図４に示した光送信モジュール５０と同一もしくは同様な構成部分については、該当箇所に同一符号を付してその構成についての詳細な説明は省略する。

図８(Ａ)は、光送信モジュールの別の実施例の構成説明図である。

図８(Ａ) に示した光送信モジュール５０-１は、図４に示した光送信モジュール５０とはモールド部５２に形成された光ファイバ保持孔５３の構成が異なり、光ファイバ保持孔５３は、係合凹部５５をさらに有した構成になっている。係合凹部５５は、垂直共振器面発光レーザ２３の発光面側から所定の距離位置の光ファイバ保持孔５３の孔内周面に、光ファイバ保持孔５３の孔軸回りにおける所定の径方向（図示の場合は、上方に表される径方向）に凹設された構成になっている。

これに対して、光ファイバ保持孔５３に挿設される光ファイバ３６は、その外周面に、係合保持片３７が突設された構成になっている。係合保持片３７は、先端のファイバ端面が垂直共振器面発光レーザ２３の発光面に密着させられた状態で、垂直共振器面発光レーザ２３の発光面すなわちファイバ端面から所定の距離位置の光ファイバ３６の外周面に形成され、光ファイバ保持孔５３の係合凹部５５に係合可能になっている。係合保持片３７は、例えば、その基端側部分がバネ性を有して構成され、自由端部（先端部）側が基端側部分を中心にして変位し、光ファイバ３６の外周面に対して傾倒可能になっており、先端側部が光ファイバ３６の外周面に対して当接・離間できるようになっている。そして、係合保持片３７は、常態では、自由端部（先端部）側を光ファイバ３６の外周面から離間させ、その離間位置は、光ファイバ３６の軸心を中心とする径方向に関して、光ファイバ保持孔５３の孔半径よりも大きな位置になっている。

本実施例の光送信モジュール５０-１は、光ファイバ３６の係合保持片３７が係合可能な係合凹部５５からなる光ファイバ位置決め保持機構を備えているので、ファイバ端面を垂直共振器面発光レーザ２３の発光面に密着させた状態で確実に、光ファイバ保持孔５３での光ファイバ３６の挿設状態を位置決め保持することができる。したがって、本実施例の光送信モジュール５０-１によれば、光ファイバ３６のファイバ端面と垂直共振器面発光レーザ２３の発光面との間での光信号伝送機能の性能安定化がさらにはかれる。また、光ファイバ保持孔５３に対する光ファイバ３６の挿設時の取り付け状態強度も、バネ性を有する係合保持片３７の弾性復元力によって増加する。

図８(Ｂ)は、光送信モジュールのまた別の実施例の構成説明図である。

図８(Ｂ) に示した光送信モジュール５０-２は、光ファイバ３６の係合保持片３７が係合可能な光ファイバ位置決め保持機構を構成する光ファイバ保持孔５３の係合凹部５５が環状溝形状に構成されている点、およびモールド部５２が光ファイバ保持孔５３の孔軸を含む面を断面にして、図示の例では図中、上下に２分割されて、モールド部５２ａとモールド部５２ｂとで分割構成されている点が、図８(Ａ) に示した光送信モジュール５０-１とは異なる構成になっている。

また、図８(Ｂ) に示した光送信モジュール５０-２では、ＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２および垂直共振器面発光レーザ２３が取り付け固定される第１の基板としての光送信モジュール基板５１が、図４に示した光送信モジュール５０のようなＬ字状の屈曲プリント配線板ではなく、図７に示した光受信モジュール７０の光受信モジュール基板７１および屈曲端子片７４の場合と同様な、平板状のプリント配線板からなる光送信モジュール基板５１とその基板面５１ｘｏの信号/電源接続端子部の対応端子にそれぞれ接続されたＬ字状の屈曲端子片５４との組み立て体で構成されている。さらに、図８(Ｂ) に示した光送信モジュール５０-２では、図７に示した光受信モジュール７０の場合とは異なり、屈曲端子片５４の基板面当接片部５４ｘから垂直に突出した突出片部５４ｚが、第２の基板としての光伝送モジュール基板６１の光送信モジュール接続端子部と接続される面を除いて、モールド部５２によって覆われた構成になっている。

本実施例の光送信モジュール５０-２は、光ファイバ位置決め保持機構の光ファイバ保持孔５３の係合凹部５５が環状の溝形状に構成されているので、係合保持片３７の光ファイバ３６の外周面上における突出位置に関係なく、光ファイバ３６を光ファイバ保持孔５３に挿設して、光ファイバ３６の先端のファイバ端面が垂直共振器面発光レーザ２３の発光面に密着させられた状態に位置決め保持することができる。また、モールド部５２が、光ファイバ保持孔５３の孔軸を含む面を断面にしてモールド部５２ａとモールド部５２ｂとに分割構成されているので、光ファイバ保持孔５３における光ファイバ保持孔５３の形成が容易になる。

この場合、モールド部５２は、モールド部５２ａとモールド部５２ｂとを接合して構成され、モールド部５２は、光ファイバ保持孔５３を光送信モジュール基板５１に取り付け固定された垂直共振器面発光レーザ２３の発光面に合致させるようにして、ＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２および直共振器面発光レーザ２３を覆うように光送信モジュール基板５１に接合固定される。

本実施例の光送信モジュール５０-２は、光ファイバ３６の外周面上における係合保持片３７の突出位置に関係なく光ファイバ３６を光ファイバ保持孔５３に挿設でき、また、モールド部５２が光ファイバ保持孔５３の孔軸を含む面を断面にして分割構成されているので、光送信モジュール５０の製作性がさらに向上する。

本実施例の光送信モジュール５０-２は、第１の基板としての光送信モジュール基板５１に平板状のプリント配線板を利用しても、光送信モジュール基板５１に取り付け固定されるＬ字状の屈曲端子片５４が、光伝送モジュール基板６１の光送信モジュール接続端子部と接続される面を除いて、モールド部５２で一体的に覆われて支持されているので、光伝送モジュール製造時における、光送信モジュール基板５１とＬ字状の屈曲端子片５４とからなる屈曲形態も安定する。

図８(Ｃ)は、光送信モジュールのまた別の実施例の構成説明図である。

図８(Ｃ)に示した光送信モジュール５０-３は、光ファイバ保持孔５３を直接モールド部５２に形成するのではなく、別途、筒状部材からなる光ファイバ挿入筒５６で形成した点、および、光ファイバ挿入筒５６の内周面に光ファイバ位置決め保持機構としての係合凹部５５の代わりに、ファイバ支持部材５７が配設されている点が、図８(Ａ)に示した光送信モジュール５０-１とは異なる構成になっている。

ファイバ支持部材５７は、例えば、リング軸方向に沿った中央部がリング軸方向に沿った両端部よりもリング径方向に拡縮可能な湾曲断面形状を有する環状のバネ撓みリング５７で構成され、光ファイバ３６の挿入を許容し、および、挿設された光ファイバ３６の取り付け状態を保持できる構造になっている。

本実施例の光送信モジュール５０-３は、光ファイバ３６の挿入時における光ファイバの摺接面を直接モールド部５２で形成せずに済むので、光ファイバ挿入筒５６について、モールド部５２のように特に放熱性機能の観点を重視せずとも、光ファイバ３６の挿設時における作業性能やその作業時もしくは作業後における光ファイバの保護性能といった別の性能観点を重視した材料選択を可能にする。

また、本実施例の光送信モジュール５０-３は、光ファイバ位置決め保持機構をモールド部５２に直接形成せずとも、光ファイバ挿入筒５６に環状のバネ撓みリング５７として構成しておくことができるので、モールド部５２の成形作業や光ファイバ保持孔５３に対する光ファイバ３６の挿設作業における作業性が向上する。

図９は、光送信モジュールのさらに別の実施例の構成説明図である。

なお、図９に示した光送信モジュール５０-４の説明でも、図４に示した光送信モジュール５０と同一もしくは同様な構成部分については、該当箇所に同一符号を付してその構成についての詳細な説明は省略する。

図９に示した光送信モジュール５０-４は、モールド部５２が、光ファイバ保持孔５３に加えて、例えば、溝部（凹部）５８や、開口部５９ａを介して外部と連通された内室部５９がさらに設けられた構成になっている点が、図８(Ａ)に示した光送信モジュール５０-１とは異なる構成になっている。

本実施例の光送信モジュール５０-４は、溝部５８および開口部５９ａを介して外部と連通された内室部５９それぞれの内壁面によって、モールド部５２の放熱面積が拡大され、モールド部５２の放熱性能のさらなる向上がはかられている。これにより、一層、イメージセンサ２１、ＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ２２および垂直共振器面発光レーザ２３が備えられた光伝送モジュール２０を安定駆動させることができる。

図１０は、光受信モジュールを備えた光伝送モジュールの別の実施例の構成説明図である。

なお、図１０に示した光伝送モジュール２５-１の説明でも、図７に示した光受信モジュール７０を備えた光伝送モジュール２５と同一もしくは同様な構成部分については、該当箇所に同一符号を付してその構成についての詳細な説明は省略する。

図１０に示した光伝送モジュール２５-１は、光受信モジュール７０-１がフォトダイオード（光電変換素子）２６およびトランスインピーダンスアンプ２７を予め一体化して構成され、ライトニングアレスタ２８が、光受信モジュール７０-１と同様に光伝送モジュール基板８１に独立に搭載されている点、および、プロセッサ２の制御基板９０に備えられたプロセッサ側のプロセッサコネクタ９５と基板対基板接続される光伝送モジュール２５-１の内視鏡装置コネクタ８５-１の着脱方向が、内視鏡装置コネクタ８５-１が実装される光伝送モジュール基板８１の基板面に沿った平行方向（図中のｚ軸に沿った方向）ではなく、光伝送モジュール基板８１の基板面に垂直な方向（図中のｘ軸に沿った方向）に変更されている点が、図７に示した光受信モジュール７０を備えた光伝送モジュール２５の構成と異なっている。

上述した両者間での構成の相異に関係し、光伝送モジュール２５-１では、光受信モジュール７０-１の各屈曲端子片７４は、光伝送モジュール基板８１の光受信モジュール接続端子部の対応端子と接続され、光伝送モジュール基板８１の基板面または基板内部の基板回路を介して、光伝送モジュール基板８１のコネクタ接続端子部の対応端子と接続されるが、その中のトランスインピーダンスアンプ２７からの映像信号の電圧信号出力については、基板回路を介して、ライトニングアレスタ２８に供給された後、このライトニングアレスタ２８の出力が、基板回路を介して、光伝送モジュール基板８１のコネクタ接続端子部の対応端子と供給される構成になっている。

本実施例の光伝送モジュール２５-１は、光伝送モジュール基板８１に光受信モジュール７０-１とライトニングアレスタ２８が互いに独立に搭載されているので、ライトニングアレスタ２８の交換が光受信モジュール７０-１の交換とは別に行えるので、メンテナンス費用を抑えることができる。

以上述べたことから明らかなように、本開示に係る内視鏡装置１によれば、光伝送モジュール２０、２５において、基板５１、７１に搭載されたＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ（光電変換素子駆動回路）２２、トランスインピーダンスアンプ（信号変換回路部）２７といった発熱部品を放熱部材でモールドして隠蔽し、かつそのモールド部５２、７２に、垂直共振器面発光レーザ（光電変換素子）２３からの光信号出力やフォトダイオード（光電変換素子）２６への光信号入力を伝送する光ファイバ（光信号伝送線）３６の端部をこれら光電変換素子２３、２６に対して位置決め保持する光ファイバ保持孔（ガイド保持部）５３を一体的に形成し、光送信モジュール５０、光受信モジュール７０からなるサブモジュールとして構成してあるので、光伝送モジュール２０，２５におけるこれら発熱部品の作動安定と光伝送モジュール２０，２５の小型化との両立が可能となり、ひいては内視鏡装置１の性能向上をはかることができる。

このような技術的特徴を有する本開示に係る内視鏡装置の構成は、上述した実施例の構成に限定されるものではなく、上述した実施例の各部の構成を適宜組み合わせたり、各部を同様な作用を得ること可能な別構成で置き換えたりすることによって、種々の変形例が可能である。

１ 内視鏡装置、
２ プロセッサ（信号処理装置）、
２ａ コネクタ接続部、
３ モニタ、
１１ 挿入部、
１１ａ 先端部、
１１ｂ 湾曲可動部、
１１ｃ 可撓管部、
１２ 操作部、
１２ａ 連結部、
１３ 連結可撓管（ユニバーサルコード）、
１３ａ コネクタ部、
２０ 光伝送モジュール、
２１ イメージセンサ、
２２ ＶＣＳＥＬ駆動用ＩＣ（光電変換素子駆動回路）、
２３ 垂直共振器面発光レーザ（光電変換素子）、
２５ 光伝送モジュール、
２６ フォトダイオード（光電変換素子）、
２７ トランスインピーダンスアンプ（信号変換回路部）、
２８ ライトニングアレスタ（保護回路部）、
３１ 制御信号ライン、
３２ 映像信号伝送ライン、
３４ 駆動電源供給ライン、
３６ 光ファイバ、
３７ 係合保持片、
５０ 光送信モジュール、
５１ 光送信モジュール基板、
５１ｘ 搭載基板部、
５１ｚ 非搭載基板部、
５２ モールド部、
５３ 光ファイバ保持孔、
５４ 屈曲端子片、
５５ 係合凹部、
５６ 光ファイバ挿入筒、
５７ バネ撓みリング（ファイバ支持部材）、
５８ 溝部、
５９ 内室部、
６１ 光伝送モジュール基板、
６１ｘ センサ搭載基板部、
６１ｚ モジュール搭載基板部、
６２ モールド部、
７０ 光受信モジュール、
７１ 光受信モジュール基板、
７２ モールド部、
７３ 光ファイバ保持孔、
７４ 屈曲端子片、
８１ 光伝送モジュール基板、
８５ 内視鏡装置コネクタ、
９０ 制御基板、
９５ プロセッサコネクタ、
Ｓ 分離空間部。

Claims (5)

1. 被検体内部に挿入される先端部に、被検体内部を撮影する撮像装置が設けられた挿入部と、
   前記挿入部の基端部と接続され、前記挿入部の操作を行う操作部と、
   一端側が前記操作部と接続され、他端側にプロセッサとの接続部を備えた連結可撓管部と、
   を有する内視鏡装置であって、
   電気信号を光信号に変換する光電変換素子、および前記撮像装置の電気信号出力を前記光電変換素子から光信号出力させる光電変換素子駆動回路部が取り付けられた第１の基板における前記光電変換素子および前記光電変換素子駆動回路部の露出部を、前記光電変換素子の光信号出力を伝送する光信号伝送線の一方側端部を前記光電変換素子に対して位置決め保持するガイド保持部を形成して、放熱部材でモールドして隠蔽してなる光送信モジュールと、
   前記撮像装置が取り付けられた第２の基板に前記光送信モジュールを取り付けて構成された光伝送モジュールと、
   を含み、
   前記挿入部の先端部内部に、前記光電変換素子、前記光電変換素子駆動回路部および前記撮像装置を、前記光伝送モジュールによって一体的に組み付けてなる、
   内視鏡装置。
2. 前記光送信モジュールの前記第１の基板における前記光電変換素子が取り付けられた基板部と、前記光伝送モジュールの前記第２の基板における前記撮像装置が取り付けられた基板部とを離間させて、両基板部間に空間部を形成した、
   請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記第１の基板の前記基板部に対する前記光電変換素子の搭載向きと、前記第２の基板の前記基板部に対する前記撮像装置の搭載向きとが、互いに反対向きになるようにして取り付けられた、
   請求項２に記載の内視鏡装置。
4. 前記光伝送モジュールは、
   前記空間部を放熱部材でモールドし、
   前記放熱部材が前記第１の基板の前記基板部および前記第２の基板の前記基板部と接触している 、
   請求項２に記載の内視鏡装置。
5. 被検体内部に挿入される先端部に、被検体内部を撮影する撮像装置が設けられた挿入部と、
   前記挿入部の基端部と接続され、前記挿入部の操作を行う操作部と、
   一端側が前記操作部と接続され、他端側にプロセッサとの接続部を備えた連結可撓管部と、
   を有する内視鏡装置であって、
   光信号を電気信号に変換する光電変換素子、および前記光電変換素子の電流信号出力を電圧信号出力に変換する信号変換回路部が取り付けられた第１の基板における前記光電変換素子および前記信号変換回路部の露出部を、前記挿入部から前記操作部を介して前記連結可撓管部内を延設されている光信号伝送線の他方側端部を前記光電変換素子に対して位置決め保持するガイド保持部を形成して、放熱部材でモールドして隠蔽してなる光受信モジュールと、
   前記プロセッサ側に設けられた制御基板と信号および電源接続するための装置接続コネクタが取り付けられた第２の基板に前記光受信モジュールを取り付けて構成された光伝送モジュールと、
   を含み、
   前記連結可撓管部の接続部内部に、前記光電変換素子、前記信号変換回路部および前記装置接続コネクタを、前記光伝送モジュールによって一体的に組み付けてなる、
   内視鏡装置。
   

Images