JP2004248753A - カプセル型医療装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の電気基板を平行に精度良く接続でき、小型で組み立て性の良いカプセル型医療装置を提供する。
【解決手段】カプセル型内視鏡１はカプセル本体２の内部には、カプセル本体の内径より僅かに小さい外形を有するＣＭＯＳセンサ５を取り付けたセンサ基板６、撮像処理と制御を行う撮像処理＆制御基板１５、通信基板１９がハンダボール１４、１８によりカプセル本体２の長手方向に重ねたようにしてハンダ付けして電気的に導通させるようにすると共に、機械的に接続固定することにより、基板間の間隔をハンダボール１４、１８の直径程度で小さくして複数の基板を平行にかつ高密度に収納し、小型化できるようにしている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカプセル形状にして、生体内を検査等するカプセル型医療装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
飲み込み型のカプセル型内視鏡の第１及び第２の従来例として特開２００１−９５７５６公報と特開２００１−１７０００２公報とがある。
第１の従来例では、その公報中に開示されているように透明カバー１７を有する密閉カプセル内に、対物レンズ鏡筒２０と照明手段３０を支持するレンズ保持筒１２の他に、３枚の円形回路基板１１０、１２０、１３０を帯状の接続ストリップ基板１５０で接続したものを、スペーサ１０２とバッテリ１０１を円形回路基板の間に入れて、スペースを保ちながら折り返して、電気要素保持筒１３内に収納する構成になっている。また、最後端の円形回路基板１３０には電源スイッチが固定されている。
【０００３】
また、第２の従来例では、その公報中に開示されているように、透明カバー１４を有する密閉カプセル内に、対物光学系１８と光源２０を支持するレンズ保持筒５２に連なる回路保持筒５３内に、全体として有底の筒状または両端部を閉塞させた筒状をなす複数に分割された合成樹脂成型体を収納する構成になっている。この合成樹脂成型体の表面にイメージセンサ６１と電気部品とを接続する立体回路６０を形成している。
【０００４】
また、第一端部体（第一立体回路）７０にはイメージセンサが実装され、中間筒状体（第二立体回路）８０にはバッテリが内蔵され、第二端部体（第三立体回路）には電源スイッチが実装されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−９５７５６公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００１−１７０００２公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記第１及び第２の従来例では、電気要素を対物レンズに接続する手段として、筒状の外装ケース内に更に別の筒状の電気要素（回路）保持筒を具備する構成であるので、その分、外装ケースの外径が太くなるか、若しくは同じ外径にしようとすると外装ケースの肉厚を薄くする必要があった。
【０００８】
（発明の目的）
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、複数の電気基板を平行に精度良く接続でき、小型で組み立て性の良いカプセル型医療装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
体内で検査・治療・処置などの医療行為を行う為のカプセル型医療装置において、
カプセル状の外装の内部に、少なくとも機能の異なる複数の電気基板間を略平行になるように接続部材を介して電気的に導通及び機械的に固定して、前記外装の内径より僅かに小さな外形を有する電気回路ブロックを具備したことにより、複数の電気基板を平行に精度良く接続でき、小型で組み立て性の良いカプセル型医療装置を実現できるようにしている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１ないし図４は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は第１の実施の形態のカプセル型医療装置の内部構成を示し、図２は図１のＡ−Ａ断面位置で接続部材で接続固定された２枚の電気基板の構成を示し、図３は２枚の電気基板を固定治具で位置決め仮固定した場合の様子を示し、図４はリフロー炉でハンダ付けする場合の加熱処理の温度特性の概略を示す。
【００１１】
図１に示すように本発明のカプセル型医療装置の第１の実施の形態としてのカプセル型内視鏡１は、円筒形状のカプセル本体（以下、単に本体と略記）２の前端を透明で半球形状で、例えば軟性部材で形成された先端カバー３で覆い、この本体２の後端を丸みを付けた後部蓋４で覆うことにより水密構造で密閉されたカプセル容器を形成し、以下で説明するように撮像手段等を内蔵している。
【００１２】
このカプセル容器の内部には、先端カバー３に対向して、その中央部には、撮像手段として例えばＣＭＯＳセンサ５がセンサ基板６に装着されてＣＭＯＳモジュールが形成されている。
【００１３】
このＣＭＯＳセンサ５の前面のイメージエリア（撮像エリア）側には、対物レンズ系７の（ＣＭＯＳセンサ５に最も近いレンズとしての）固定側レンズ７ａを取り付けた固定枠８が固着されており、この固定枠８における円筒形状の筒部には対物レンズ系７の可動側レンズ７ｂを取り付けた可動枠１０が嵌合し、ピント出し調整されて固定されている。
そして、対物レンズ系７により体腔内の管腔部分等の被写体の像をＣＭＯＳセンサ５のイメージエリアにフォーカス状態で結像できるようにしている。
【００１４】
また、この可動枠１０における筒部には照明手段としての例えば白色ＬＥＤ１１を実装したＬＥＤ基板１２が、その中央に設けた孔部に嵌合して固定され、対物レンズ系７による撮像範囲をその周囲の例えば４箇所に設けた白色ＬＥＤ１１で略均一に近い状態で照明できるようにしている。
【００１５】
上記センサ基板６の裏面側には凹部が形成され、ＩＣチップ１３等の電気部品が例えばフリップ実装され、ＣＭＯＳセンサ５を駆動する駆動回路が形成されている。このセンサ基板６の裏面側はハンダボール１４による接続部材を介して撮像処理＆制御基板１５が接続され、この撮像処理＆制御基板１５はＣＭＯＳセンサ５で撮像した出力信号に対する信号処理や制御を行う。
【００１６】
この撮像処理＆制御基板１５はその前面側に凹部が形成され、その内部には、ＩＣチップ等の電気部品としての第１のベアチップ１６がフリップ実装され、そのベアチップ１６の上面にさらに異なる機能等を持つＩＣチップ等からなる第２のベアチップ１７がワイヤボンディング実装されている。
【００１７】
また、この撮像処理＆制御基板１５の裏面側はハンダボール１８による接続部材を介して通信基板（無線基板）１９と接続されている。この通信基板１９の両面には、電子部品等が実装されて例えばブルートゥース方式の無線による通信モジュールが形成されている。
【００１８】
このようにして本体２内部にはその軸方向に機能が異なるセンサ基板６、撮像処理＆制御基板１５、通信基板１９が配置され、その場合センサ基板６、撮像処理＆制御基板１５はハンダボール１４にて、このハンダボール１４の間隔で（換言するとこのハンダボール１４の間隔以上の間隔をあけないで）、基板面間を平行に電気的に接続し、また撮像処理＆制御基板１５と通信基板１９とはハンダボール１８にて、そのハンダボール１８の間隔で基板面間を平行にして接続する等して電気回路ブロックを形成している。
【００１９】
このように小さな間隔で機能が異なる基板を高密度で接続して、照明及び撮像と、その撮像した画像信号を外部に伝送する機能を備えた電気回路ブロックを構成することにより、カプセル型内視鏡１の軸方向の長さを短くでき、患者が飲み込み易いカプセル型内視鏡１を実現するようにしている。
【００２０】
また、ＬＥＤ基板１２、センサ基板６、撮像処理＆制御基板１５は、例えば下部側の側面の一部が切り欠かれて、その切り欠き部分に沿って、通信基板１９と接続されたアンテナ２０が配置されている。この場合、アンテナ２０は対物レンズ系７の光軸Ｏと平行となるように配置されている。
【００２１】
そして、ＣＭＯＳセンサ５で光電変換された画像の信号を通信基板１９を介して外部の図示しない体外ユニット等に送信したり、体外ユニットからの指令の信号を受けて、照明や撮像の周期を変更等できるようにしている。
また、通信基板１９の背面側には、本体２及び後部蓋４によって電池収納部２１が形成され、この電池収納部２１には例えば３個の電池２２が収納されている。
【００２２】
また、アンテナ２０と反対側の本体２内面に沿って、可撓性を有する可撓性基板としてのフレキシブル基板２３が配置され、このフレキシブル基板２３の先端はＬＥＤ基板１２に接続され、通信基板１９の背面側に設けた開口部２４で略９０°折り曲げられて、電池収納室２１内に挿入され、その途中で電池２２の正極部分に接触している（電池２２の正極に接触する部分は導電パターンが露出している）。
【００２３】
このため、フレキシブル基板２３は通信基板の背面部分（通信モジュールの後端部分）で折り曲がるように予め折癖を設けてあり、フレキシブル基板２３の組み立て作業をし易くしている。
【００２４】
また、フレキシブル基板２３は、このように折り曲げられて途中で電池２２の正極と導通し、さらにアンテナ２０側の電池収納室２１の側面に沿うように９０°折り曲げられて、後方側に延出されている。
そして、その後端は、電池２２の負極と後部蓋４の凹部内面との間に設けたスイッチ基板２５に接続されている。
【００２５】
このスイッチ基板２５には、外部からの光、磁気等を非接触で検出するセンサ及びそのセンサの検出出力でスイッチのＯＮ／ＯＦＦを行うスイッチ回路とが設けてあり、外部からの光、磁気等によりスイッチ回路を介してスイッチのＯＮ／ＯＦＦを行い、電池２２による電源をＯＦＦからＯＮ或いはＯＮからＯＦＦにできる電源スイッチを形成している。
【００２６】
また、ＬＥＤ基板１２、センサ基板６、は、例えば下部側の側面の一部が切り欠かれて、その切り欠き部分に沿って、通信基板１９と接続されたアンテナ２０が配置されている。この場合、アンテナ２０は対物レンズ系７の光軸Ｏと平行となるように配置している。
【００２７】
図２により基板間の電気的導通と機械的な固定の構造をより詳細に説明する。
図２（Ａ）は図１のＡ−Ａ断面におけるＢ矢視方向から見たセンサ基板６の背面（裏面）を示し、また図２（Ｂ）は同断面におけるＣ矢視方向から見た撮像処理＆制御基板１５の前面を示す。
【００２８】
図２に示すように、センサ基板６及び撮像処理＆制御基板１５の外形は、筒状の本体２の内径より僅かに小さい多角形状に形成されている。この場合、下側にはアンテナ２０が配置されるため、切り欠かれている。
センサ基板６は背面の中央に凹部が形成された段付きキャビティ基板であり、撮像処理＆制御基板１５は前面の中央に凹部が形成された段付きキャビティ基板となっている。
【００２９】
センサ基板６の凹部には、ＣＭＯＳセンサ５の例えば駆動回路を構成するＩＣチップ１３等が実装されている。また、センサ基板６における背面周囲、具体的には上辺及び左右の側辺にそれぞれ複数のパッド３１が形成され、各パッド３１部分でハンダボール１４により撮像処理＆制御基板１５と電気的に導通するように溶融して接続されると共に、溶融後の硬化によりハンダボール１４部分でセンサ基板６と撮像処理＆制御基板１５とが機械的にも強固に固定される。
【００３０】
この場合、例えばセンサ基板６側の各パッド３１は外形部分まで延出されている。具体的には各パッド３１は上辺及び左右の側辺にまで延び、ハンダボール１４を半田鏝等で溶融し易いような構造にしている。つまり、基板間の隙間は小さいので、間に半田鏝の先端を挿入してハンダボールを直接溶融することは困難である。
【００３１】
これに対して、上記側辺に至るパッド３１を設けておくことにより、センサ基板６と撮像処理＆制御基板１５とをその外形が揃うように図示しない治具などで保持し、センサ基板６の側辺部分に半田鏝の先端を当てるとその際の熱が銅箔或いは金箔等で形成したパッド３１に簡単に熱を伝達でき、さらにパッド３１に接触するハンダボール１４にその熱を伝達してハンダボール１４を簡単に溶融してハンダ付け作業ができるようにしている。従って、簡単かつ短時間にハンダ付け作業ができ、作業性が向上する。
また、上辺のパッド３１によりこの上辺に沿って配置されるフレキシブル基板２３との電気的な接続も行い易くしている。
【００３２】
このようにハンダボール１４を２〜３辺に、例えば５個づつ均等に配置することにより、複数の電気基板（ここでは撮像処理＆制御基板１５とセンサ基板６）を電気的に接続できると共に、機械的にも接続固定することが簡単にできると共に、小さなスペースで基板間の傾きを防止して各基板を平行に保つようにすると共に、軸ずれの防止もできるようにして、高密度に実装し、特に軸方向の小型化（短小化）を可能にしていることが特徴の１つとなっている。
【００３３】
また、図１及び図２（Ｂ）に示すように撮像処理＆制御基板１５の凹部には第１のベアチップ１６がフリップ実装され、そのベアチップ１６の上面にさらに第２のベアチップ１７がワイヤボンディング実装されている。つまり、２段にベアチップ１６，１７を積層して実装している。このように多層構造にすることにより、高密度に回路を実装し、カプセル型内視鏡１のサイズを小型化できるようにしている。
撮像処理＆制御基板１５と通信基板１９とはハンダボール１８を用いてほぼ同様に接続固定される。
【００３４】
また、図３は変形例によるセンサ基板６と撮像処理＆制御基板１５との組立手段を示す。
固定側レンズ７ａを取り付けた固定枠８が前面に固着されたＣＭＯＳセンサ５が実装されたセンサ基板６と撮像処理＆制御基板１５とはこれらの基板の外形に合わせた位置決め用凹部３３を設けた第１の固定治具３４の前記凹部３３内にハンダボール１４を介挿した状態で重ねるようにして配置され、さらに仮固定用の固定治具３５を重ね、ビス３６で固定治具３４に固定することにより、両基板１５、６は精度良く位置決めされた状態で仮固定される。なお、略板状の固定治具３５側は例えばセンサ基板６を抑える部分を弾性を有するバネ部材等で形成するようにすると良い。
【００３５】
この場合、図２で示したようにセンサ基板６と撮像処理＆制御基板１５とは、その外形が殆ど同じように形成されており、これらの外形に対応して第１の固定治具３４の凹部３３の内部形状が設定してあるので、この凹部３３内にセンサ基板６と撮像処理＆制御基板１５を重ねるように収納すると、両基板は殆ど平行な状態で精度良く位置決めされた状態に設定される。そして、その状態は例えばビス３６で仮固定される。
【００３６】
このように仮固定した基板ユニット（以下、便宜上撮像ユニットという）は例えば図示しないベルトコンベア式に移動するリフロー炉に入れられ、半田付け処理がされる。このリフロー炉により例えば、図４に示すような所定の温度特性のプロファイルに従って加熱処理され、ハンダボール１４のフラックスの溶融、その後にさらに高温にされてハンダの溶融とが順次適切に加熱処理されハンダボール１４の溶融により電気的な導通がされると共に、ハンダボール１４の溶融が硬化された際に機械的に接続固定される。
【００３７】
なお、図３の場合は、ＣＭＯＳセンサ５、固定側レンズ７ａ、固定枠８がこのリフロー炉により半田付けするための加熱処理に対する耐性（耐熱性）を有する部材で形成されている場合である。
【００３８】
固定側レンズ７ａがガラスでなく、例えばプラスティック等のハンダ付けするための加熱処理に対する耐性を有していない或いは耐性の低い部材で形成されている場合には、図３のセンサ基板６と撮像処理＆制御基板１５のみをリフロー炉によりハンダ付けした後に、撮像手段となるＣＭＯＳセンサ５や固定側レンズ７ａを取り付けた固定枠８をセンサ基板６に実装するようにすれば良い。
【００３９】
つまり、耐熱性の低い撮像手段等の部材を用いて組み立てる場合には、基板をリフロー炉でハンダ付けの処理をした後に、撮像手段等の耐熱性の低い部材を組み立てるようにすれば良い。
【００４０】
また、図３では、センサ基板６と撮像処理＆制御基板１５を固定治具３４及び３５をリフロー炉によりハンダ付けの加熱処理をする構成を示しているが、通信基板１９も重ねて、つまり３枚の基板を仮固定してリフロー炉により、ハンダ付けの処理を行うようにしても良い。
このようにリフロー炉によりハンダ付けの加熱処理をすると、カプセル型内視鏡１を例えば量産する場合に品質が揃った製品を低コストで製造できる。
【００４１】
なお、リフロー炉によりハンダ付け処理する場合に限定されるものでなく、加熱炉に収納して、図４に示すような温度特性で加熱してハンダ付け処理を行うようにしても良い。
【００４２】
このように本実施の形態によれば、ハンダボールによる接続部材を介して複数の基板を小さな間隔を開けて略平行に電気的な導通を行うと共に、機械的にも接続固定して高密度実装するようにしているので、小さなサイズで飲み込み易く、内視鏡検査の医療行為を行うカプセル型内視鏡を実現できる。
【００４３】
また、電気的な接続と機械的な固定を行うようにしているので、単に接触ないしは密着させて電気的な導通を実現している場合よりも、機械的な強度が大きく、安定した動作を実現できる。
【００４４】
さらに補足説明すると、基板間が略平行となるようにして組み立てられないで傾いた状態で組み立てられると、長手方向の長さが長くなったり、傾くことにより、長手方向と直交する半径方向のサイズが部分的に長くなる等して、そのバラツキが大きいとそれだけ円筒状のカプセル本体２の内径を大きく設定しなければならない。
【００４５】
また、低コスト化等を実現するために、固定側レンズ７ａ等をプラスティックレンズ等の量産化しやすいが耐熱性が低い部材を用いて複数の基板のハンダ付け処理後に、対物レンズ系７やＣＭＯＳセンサ５等を組み付ける場合、組み立てられた複数の基板が平行な状態から傾いていると、光軸Ｏを精度良く位置決めした状態で組み付ける作業に手間がかかることになる。
【００４６】
これに対して、本実施の形態によれば、外形を揃えて平行な状態で基板をハンダ付けすることができる。また、対物レンズ系７やＣＭＯＳセンサ５等を組み付ける場合にも、基板側が殆ど傾いていないので光軸Ｏを精度良く位置決めして組み付ける作業が容易となる。また、ハンダボールを採用することにより、基板間の間隔を小さくでき、高密度での実装が可能となる。
【００４７】
（第２の実施の形態）
次に図５ないし図９を参照して本発明の第２実施の形態を説明する。図５は本発明の第２実施の形態における複数の基板の組立構造例を示す。
第１の実施の形態では基板間を接続固定する接続部材としてハンダボール１４，１８を用いていたが、図５に示すように本実施の形態ではピン４１を採用している。具体的には、平板状のセンサ基板６ｂと平板状の撮像処理＆制御基板１５ｂとはピン４１によりその両端をセンサ基板６ｂと撮像処理＆制御基板１５ｂとの（対向する部分に設けた）図示しないパッドに基板面に殆ど垂直に設定した状態で当て付け、所定間隔を保ち、平行な状態にしてハンダ付けで接続固定するようにしている（なお、この接続固定は上述したように電気的な導通と機械的な固定を意味する）。
【００４８】
本実施の形態における平板状のセンサ基板６ｂの前面にはＣＭＯＳセンサ５が実装され、背面にはＩＣチップ１３が実装されている。また、平板状の撮像処理＆制御基板１５ｂの前面には第１のベアチップ１６がフリップ実装され、そのベアチップ１６の上面にさらに第２のベアチップ１７がワイヤボンディング実装されている。
【００４９】
そして、これら２枚の基板６ｂ及び１５ｂは電気を通す金属製等のピン４１により所定間隔、少なくともＩＣチップ１３，ベアチップ１６、１７の合計の厚み以上の間隔でハンダ付けで接続固定されるようにしている。
【００５０】
センサ基板６等の電気基板上にＩＣチップ１３等の部品が実装されている場合、その実装されている側で他の基板とハンダ付けする場合には、接続部材としてハンダボールを使用する場合には、そのボールの高さが実装される部品よりも低くなってしまう為に、その電気基板を上述したように段付き構造（キャビティ構造）にする必要があった。
【００５１】
これに対して本実施の形態のようにピン４１を採用すれば、電気基板が平板構造で良く、高価なキャビティ基板を使う必要が無くなる。このようにピン４１を採用すれば、平板状の電気基板が採用でき、高価なキャビティ基板を使う必要が無くなり、低コスト化できる効果がある。
【００５２】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は第１変形例による接続部材の側面図及び平面図をそれぞれ示す。
本第１変形例は図５における複数のピン４１を絶縁性で例えばＵ字形状に成形された保持枠部材４６の側面部分に位置決め固定しておき、保持枠部材４６と一体化された複数のピン４１により、図５のように両基板６ｂ及び１５ｂを接続固定する。
【００５３】
本第１変形例によれば、さらに複数のピン４１が一体化されているので、ハンダ付け時にピン４１が動かなくなり、作業性が向上する。
図７は第２変形例による複数基板の組立構造の説明図を示し、図７（Ａ）は側面図、図７（Ｂ）は平面図、図７（Ｃ）は底面図をそれぞれ示す。
【００５４】
本変形例では、図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）に示すようにセンサ基板６ｂ及び撮像処理＆制御基板１５ｂにはピン４１が嵌合して貫通する嵌合孔５１がそれぞれ設けてあり、対応する嵌合孔５１にピン４１の端部を貫通させてハンダ付けを行い、両基板６ｂ、１５ｂを図７（Ａ）に示すように接続固定する。
【００５５】
本変形例によれば、ピン４１を嵌合孔５１に嵌合することができるので、ピン４１を電気基板の表面に垂直に立てる必要が無くなり、作業性が向上する。
図８は第３変形例を示す。より具体的には図７の変形例に相当する。この変形例では、図７におけるピン４１の代わりに両端付近に段差部５５を設けた段付きピン５６にしている。
【００５６】
例えば図７における嵌合孔５１に嵌入される両端部よりもその長手方向の中央側となる部分は段差状に太くされ、この太くされた段差部５５により両基板６、１５間を所定間隔に保ち、嵌合孔５１から突出する部分をハンダ付けして接続固定するようにしている。このように段付きピン５６の段差部５５によって、電気基板間のクリアランスを所定間隔に保つことが簡単にでき、平行に保ってハンダ付けで接続固定することが簡単にできる。
【００５７】
図９は第４変形例を示す。より具体的には図７或いは図８の変形例に相当する。この変形例は、図７において、ピン４１にさらにそのピン４１を嵌入できる中空部を設けた管状のスペーサ６１を取り付けることにより、図８の段付きピン５６と同等の機能を持つ段付きピン６２を採用して、両基板６ｂ、１５ｂをハンダ付けにより接続固定する構造にしている。
【００５８】
本変形例によれば、ピン４１で電気基板の嵌合孔５１に嵌合させ、管状のスペーサ６１で基板間のクリアランスを保つことができる。第３変形例と同様の作用効果を有する。
【００５９】
（第３の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態を図１０を参照して説明する。図１０は第３の実施の形態における基板の接続固定する構造を示す。本実施の形態は、基本的には図７に類似した構成である。
本実施の形態ではＩＣチップ１３と第１のベアチップ１６及び第２のベアチップ１７とを重ねた状態にして、基板間を所定間隔に保ち、嵌合孔５１に貫通させたピン４１によりハンダ付けによる接続固定を行うようにしている。
【００６０】
この場合には、例えばＩＣチップ１３の実装位置を第１のベアチップ１６及び第２のベアチップ１７に広い面積で重なるように（センサ基板６ｂ側での回路パターン等を）設定し、重ねた状態における平行度の精度を向上した状態にしてピン４１によりハンダ付けを行うようにしている。
【００６１】
本実施の形態によれば、基板に実装される部品同士を当てつけることにより基板間のクリアランスを所定の間隔に保つことができ、段付きピンを用いることなく、単なるストレートのピン４１で良く、低コスト化できる。
【００６２】
図１１は第１変形例を示す。本変形例では図１０において、ＩＣチップ１３と第２のベアチップ１７との接触面に導電部材が露出しているような場合、その間にマイカ板等の絶縁シート６５を介挿した構造にしている。このようにして、部品同士を当てつける際の、ショート等を防止できるようにしている。
【００６３】
図１２は第２変形例を示す。ここで、図１２（Ａ）は接続部材として用いるリードフレーム７１を示し、図１２（Ｂ）は両基板６ｂ、１５ｂを接続固定する様子を示す。
【００６４】
図１２（Ａ）に示すように本変形例では、デュアルインラインのＩＣチップの製造等に用いるリードフレーム７１を示し、このリードフレーム７１は所定間隔のリード７２がその両端がフレーム部７３に一体的に形成されている。
【００６５】
そして、本変形例では図１２（Ｂ）に示すように基板６ｂ及び１５ｂにおける例えば縁部がスリット状に切り欠いた接続部７４に各リード７２部分を矢印で示すように側方から填め込み、ハンダ付けを行う。この場合、接続部７４はその側面部分や上面及び下面にパターンに接続された導電部が形成されている。
【００６６】
また、この場合両基板６ｂ、１５ｂ間は例えば図１０で示したようにＩＣチップ１３、第１のベアチップ１６及び第２のベアチップ１７を重ねた状態に設定することにより所定の間隔に保持されている。このようにして例えば５箇所でハンダ付けで接続固定した後、突出するリード部分を切断する。
本変形例によれば、リード７２が一体化されているので、複数箇所をハンダ付けする場合の作業性がよく、短時間で行うことができる等の効果がある。
【００６７】
また、図１３は第３変形例を示す。ここで、図１３（Ａ）は図１２の場合と同様に接続部材として用いるリードフレーム７１を示し、図１３（Ｂ）は基板を接続固定する様子を示す。
【００６８】
図１３（Ａ）に示すように本変形例でも、リードフレーム７１を示し、このリードフレーム７１は所定間隔のリード７２が各その両端がフレーム部７３に一体的に形成されている。
そして、本変形例でも、例えば図１０におけるＩＣチップ１３、第１のベアチップ１６及び第２のベアチップ１７を重ねた状態での基板間の間隔で図１２（Ａ）の点線で示すように折り曲げる。
そして、図１２（Ｂ）に示すように折り曲げたリード７２を基板に接触させた状態でハンダ付けにより接続固定し、その接続固定の後に余分なリード部分を切断する。
【００６９】
なお、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）の変形例においては、折り曲げる間隔を精度良く設定した場合には、その折り曲げたリード７２を両基板における対向する内周面のパッドに当て付けることで、基板間を所定の間隔に保つことができ、この場合にはＩＣチップ１３、第１のベアチップ１６及び第２のベアチップ１７を重ねた状態での基板間の間隔に設定するものに限定されるものでない。
本変形例によれば、やはり電気基板が平板形状のものを採用でき、接続部材がリードフレームで一体成形してあるのでズレる事も無く作業性が向上する。また、低コスト化できる。
【００７０】
（第４の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態を図１４を参照して説明する。図１４は第４の実施の形態に用いる接続部材の構造を示し、図１４（Ａ）は平面図、図１４（Ｂ）は側面図をそれぞれ示す。
本実施の形態では接続部材として、複数の接続端子を表面に立体的に形成したＭＩＤ（Ｍｏｌｄｅｄ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｄｅｖｉｃｅｓ）である。
ＭＩＤは一般的に絶縁性のモールド部材に３次元的にパターンを形成したデバイスである。
【００７１】
図１４に示すように本実施の形態におけるＭＩＤ８１は、プラスティック部材等の絶縁性部材の例えば下側を切り欠いた略Ｃリング形状にしたＭＩＤ本体８２における上、左及び右側の外周面部分にその高さ方向に沿って複数、平行なパターンを設けて導通部８３を形成し、またこのＭＩＤ８１ではＭＩＤ本体８２の内側に収納スペース部８４を形成している。
【００７２】
この場合、導通部８３は、図１４（Ａ）に示す端面（及び下側の端面）に垂直となるように図１４（Ｂ）に示すように高さ方向に平行に複数形成されている。また、各導通部８３は例えば半円筒部の表面に金属をメッキする等して形成されている。
また、このＭＩＤ８１の外形は（その切り欠かれている下端部分を除くと）例えばセンサ基板６ｃと殆ど同じ外形に成形されている。
【００７３】
従って、図１５に示すように平板状のセンサ基板６ｃの例えば背面にその一方の端面を重ねると、収納スペース部８４にセンサ基板６ｃの背面に実装したＩＣチップ１３等を収納することができる。また、このＭＩＤ８１の他方の端面に平板状の撮像処理＆制御基板を重ねるとその撮像処理＆制御基板の前面に実装した第１のベアチップ１６及び第２のベアチップ１７を収納スペース部８４に収納することができる。
【００７４】
なお、図１５に示す平板状のセンサ基板６ｃは上述したセンサ基板６ｂにおいて、その上、及び左右の側辺付近に形成したパッドが例えば図１４の導通部８３と同様の形状に導通部８５を設けたものであり、図１５のようにＭＩＤ８１の一方の端面をセンサ基板６ｃに重ねると導通部８３はセンサ基板６ｃの導通部８５とも接触し、従って高さ方向に隣接して接触する導通部８３，８５を簡単にハンダ付けで接続固定することができる。
【００７５】
図示しないが撮像処理＆制御基板も撮像処理＆制御基板１５ｃにおいて同様な導通部にした構成であり、同様に導通部８３と簡単にハンダ付けで接続固定することができる。
本実施の形態によれば、電気基板が平板でも良く、接続端子がＭＩＤで一体成形してあるのでズレる事も無く作業性が向上する。
【００７６】
なお、上述した各実施の形態では、カプセル型医療装置としてカプセ７ル型内視鏡の場合で説明したが、図１６に示すカプセル型医療装置９１のように他の医療行為を行うものでも良い。
図１６に示すカプセル型医療装置９１は体内の例えばｐＨを検出して、検出したｐＨの情報を無線で体外に配置される体外ユニットに送信する。
【００７７】
このため、このカプセル型医療装置９１は、例えば図１のカプセル型内視鏡１における先端カバー３には、外面に露出するようにｐＨを測定するｐＨセンサ９２が取り付けられ、先端カバー３内側の電極は信号線９３を介してセンサ基板６′に接続されている。
【００７８】
このセンサ基板６′には、ｐＨセンサ９２を駆動する駆動回路を構成するＩＣチップ１３′が実装されている。また、このセンサ基板６′はハンダボール１４により信号処理＆制御基板１５′と接続固定されている。信号処理＆制御基板１５′は例えばキャビティ構造になっており、信号処理及び制御を行うために第１のベアチップ１６′がフリップ実装され、そのベアチップ１６′の上面にさらに第２のベアチップ１７′がワイヤボンディング実装されている。
この信号処理＆制御基板１５′はハンダボール１８により通信基板１９と接続されている。その他は第１の実施の形態とほぼ同様の構成であり、同一の構成要素には同じ符号を付け、その説明を省略する。
【００７９】
本カプセル型医療装置９１による効果は、実際に医療行為を行う機能は第１の実施の形態と異なるが、その効果はほぼ同様のものとなる。
また、本実施の形態は、検査、処理など他の医療行為を行う機能を備えたカプセル型医療装置にも広く適用できる。
なお、上述した実施の形態等を部分的等、組み合わせて構成される実施の形態等も本発明に属する。
【００８０】
［付記］
１．体内で検査・治療・処置などの医療行為を行う為のカプセル型医療装置において、
カプセル状の外装の内部に、少なくとも機能の異なる複数の電気基板間を略平行になるように接続部材を介して電気的に導通及び機械的に固定して、前記外装の内径より僅かに小さな外形を有する電気回路ブロックを具備したことを特徴とするカプセル型医療装置。
［その効果］必要な機能を高密度に配置でき、飲み込み易いカプセル内視鏡を実現できる。また、電気的な接続ができると共に、機械的な強度も大きくでき、安定した動作を実現できる、或いは信頼性を向上できる。
【００８１】
２．付記１において、接続部材が、複数のハンダボールである。
［その効果］ハンダボールの外径以上の間隔を開けずに接続できるので、高密度化できる。
３．付記１〜２において、一方の電気基板の接続部材を取り付けるパッドを基板外形まで延長させた。
［その効果］ハンダボールなどの接続部材をハンダゴテを使ってハンダ付けする場合、一方の電気基板のパッドを基板外形まで広げることにより、容易にハンダ鏝を当てる部分ができるので、ハンダ付け時の熱が伝え易くなり、作業性が向上する。
【００８２】
４．付記１〜２の組立方法として、複数の電気基板を重ね合わせた状態で固定し、一括でリフロー炉に流すことにより、ハンダ付けを行うカプセル型医療装置の組立方法。
［その効果］ハンダボールを一括でハンダ付けすることができるので、作業効率が向上する。
５．付記１において、接続部材が、複数の電気基板間の実装部品の高さと同じか広い間隔を開けることが可能な複数のピンである。
［その効果］ハンダボールの場合、ボールの高さが電気基板上に実装される部品よりも低い為に、電気基板を段付き構造（キャビティ構造）にする必要があった。しかし、ピンであれば、電気基板が平板でも良く、高価なキャビティ基板を使う必要が無くなる。
【００８３】
６．付記５において、ピンが絶縁体の保持部材で一体化してある。
［その効果］ピンを一体化することにより、ハンダ付け時にピンが動かなくなり、作業性が向上する。
７．付記５において、電気基板にピンが嵌合できる嵌合穴がある。
［その効果］ピンを嵌合穴に嵌合することができるので、ピンを電気基板の表面に垂直に立てる必要が無くなり、作業性が向上する。
【００８４】
８．付記７において、ピンが、段付きピンである。
［その効果］段付きピンの段によって、電気基板間のクリアランスを保つことができる。
９．付記８において、ピンと、ピンが嵌合する嵌合穴を持つスペーサとを組み合せた。
［その効果］ピンで電気基板の嵌合穴に嵌合させ、スペーサで基板間のクリアランスを保つことができる。
【００８５】
１０．付記５において、対向する電気基板のそれぞれに実装されている部品同士を当てつけることで、基板間のクリアランスを保つ。
［その効果］部品同士を当てつけることにより基板間のクリアランスを保つことができるので、段付きピンでは無く、単なるピンで良い。
１１．付記１０において、当てつける部品の間に、絶縁シートを挟む。
［その効果］部品同士を当てつける際、ショートを防止できる。
【００８６】
１２．付記１において、接続部材が、複数の接続端子を表面に立体的に形成したＭＩＤ（Ｍｏｌｄｅｄ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｄｅｖｉｃｅｓ）である。
［その効果］電気基板が平板でも良く、接続端子がＭＩＤで一体成形してあるのでズレる事も無く作業性が向上する。
１３．付記１２において、前記ＭＩＤは電気基板に実装される電気部品を収納する収納スペースが設けてある。
【００８７】
１４．付記１において、接続部材が、接続後に容易に切断可能な連結部により一体的に形成されたリードフレームである。
［その効果］電気基板が平板でも良く、接続端子がリードフレームで一体成形してあるのでズレる事も無く作業性が向上する。
１５．付記１〜１４において、照明手段と撮像手段と対物光学系を少なくとも具備したものである。
【００８８】
１６．付記１〜１４において、取得した情報を少なくとも体外の装置に送信可能な無線手段を具備したものである。
１７．付記４において、複数の電気基板間をリフロー炉でハンダ付けした後に、撮像手段を接続するカプセル型医療装置の組立方法。
［その効果］撮像手段の熱による故障を気にすることなく組立できるので量産化し易い。
【００８９】
１８．付記４において、複数の電気基板間をリフロー炉等でハンダ付けした後に、耐熱性の低い部品を接続するカプセル型医療装置の組立方法。
［その効果］耐熱性の低い部品の熱による故障を気にすることなく組立できるので量産化し易い。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、体内で検査・治療・処置などの医療行為を行う為のカプセル型医療装置において、
カプセル状の外装の内部に、少なくとも機能の異なる複数の電気基板間を略平行になるように接続部材を介して電気的に導通及び機械的に固定して、前記外装の内径より僅かに小さな外形を有する電気回路ブロックを具備するようにしているので、複数の電気基板を平行に精度良く接続でき、小型で組み立て性の良いカプセル型医療装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のカプセル型医療装置の内部構成を示す断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面位置での２枚の電気基板の構成を示す図。
【図３】２枚の電気基板を固定治具で位置決め仮固定した場合の様子を示す図。
【図４】リフロー炉でハンダ付けする場合の加熱処理の温度特性の概略を示す図。
【図５】本発明の第２の実施の形態における基板の組立構造例を示す図。
【図６】第２の実施の形態の第１変形例における接続部材を示す図。
【図７】第２変形例における基板の組立構造例を示す図。
【図８】第３変形例における基板の組立構造例を示す図。
【図９】第４変形例における基板の組立構造例を示す図。
【図１０】本発明の第３の実施の形態における基板の組立構造例を示す図。
【図１１】第３の実施の形態の第１変形例における基板の組立構造例を示す図。
【図１２】第２変形例における接続部材及び基板の組立構造例を示す図。
【図１３】第３変形例における接続部材及び基板の組立構造例を示す図。
【図１４】本発明の第４の実施の形態における基板の接続部材を示す図。
【図１５】接続部材に一方の基板を重ねた様子を示す図。
【図１６】変形例のカプセル型医療装置の内部構成を示す断面図。
【符号の説明】
１…カプセル型内視鏡
２…カプセル本体
３…先端カバー
４…後部蓋
５…ＣＭＯＳセンサ
６…センサ基板
７…対物レンズ系
１１…白色ＬＥＤ
１２…ＬＥＤ基板
１３…ＩＣチップ
１４、１８…ハンダボール
１５…撮像処理＆制御基板
１６、１７…ベアチップ
１９…通信基板
２０…アンテナ
２２…電池
２３…フレキシブル基板
２５…スイッチ基板
３１…パッド

Claims (3)

1. 体内で検査・治療・処置などの医療行為を行う為のカプセル型医療装置において、
   カプセル状の外装の内部に、少なくとも機能の異なる複数の電気基板間を略平行になるように接続部材を介して電気的に導通及び機械的に固定して、前記外装の内径より僅かに小さな外形を有する電気回路ブロックを具備したことを特徴とするカプセル型医療装置。
2. 前記接続部材が、複数のハンダボール又は複数の電気基板間の実装部品の高さと同じか広い間隔を開けることが可能な複数のピンであることを特徴とする請求項１に記載のカプセル型医療装置。
3. 前記接続部材が、複数の接続端子を表面に立体的に形成したＭＩＤ又は接続後に容易に切断可能な連結部により一体的に形成されたリードフレームであることを特徴とする請求項１に記載のカプセル型医療装置。

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