JP2006136488A

JP2006136488A - 内視鏡用撮像装置

Info

Publication number: JP2006136488A
Application number: JP2004328252A
Authority: JP
Inventors: Toshiji Minami; 逸司南
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2004-11-11
Filing date: 2004-11-11
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2024-11-11
Also published as: JP4699741B2

Abstract

【課題】内視鏡先端部の短縮化及び細径化を促進する。
【解決手段】ＣＣＤ２１の後方側面２１Ｒに、側面電極（端子）Ｋ_１を設け、回路基板２４の前方側面２４Ｆに、上記側面電極Ｋ_１に接続するための側面電極Ｋ_２（端子）を設け、上記側面２１Ｒと２４Ｆを当接することにより側面電極Ｋ_１とＫ_２を接続する。これにより、従来のＣＣＤと回路基板の上面に設けられていた電極が削減され、撮像装置２０の縦方向の長さが短くなる。また、ＣＣＤ２１の下側に回路基板２４の一部を配置しないので、撮像装置２０の高さも小さくなる。
【選択図】図１

Description

本発明は内視鏡用撮像装置、特に撮像装置が収納配置される内視鏡先端部を細径化及び短縮化することができる撮像素子と回路基板の接続構造に関する。

図７には、電子内視鏡先端部の細径化を図る従来の撮像装置の一構成例（特開２０００−１９４２７）が示されている。図７の撮像装置１では、対物光学系２の後側にプリズム３が設けられ、このプリズム３の下側に、カバーガラス４を介して固体撮像素子であるＣＣＤ５が配置される。このＣＣＤ５の撮像面（上面）の前端（先端側）及び後端には、電極ｋ_１が設けられており、この電極ｋ_１に接続され、かつカバーガラス４に挟まれる形でリード線６が取り付けられる。また、ＣＣＤ５の下側に、収納溝７ａを有する回路基板７が配置されており、この回路基板７には、上記リード線６を接続するための電極ｋ_２と信号線接続のための電極ｋ_３が設けられる。そして、上記ＣＣＤ５は、回路基板７の収納溝７ａに配置され、電極ｋ_１とｋ_２をリード線６で接続することにより、ＣＣＤ５が回路基板７に接続され、この回路基板７の電極ｋ_３に信号線を接続することにより、ＣＣＤ５で得られた映像信号を取り出すことができる。

図８には、図７の撮像装置１を配置した内視鏡先端部の構成が示されており、この先端部８には、上記撮像装置１の両側にライトガイド９ａ，９ｂが配置され、回路基板７の下側に処置具を被観察体内へ導入するための処置具挿通チャンネル１０が配置される。このような先端部８においては、図からも理解されるように、対物光学系２を含む撮像装置１の高さと処置具挿通チャンネル１０の直径を加えた長さで内視鏡の径（直径）Ｄ_１が決まることになる。
特開２０００−１９４２７号公報

ところで、内視鏡先端部８の内視鏡軸方向の短縮化のために、上記ＣＣＤ５及び回路基板７の前後方向に配置されている電極ｋ_１，ｋ_２の存在に着目し、図６（Ａ）〜（Ｃ）のような構成の撮像装置１１が提案されている。即ち、図６の撮像装置１１のＣＣＤ１２では、前端側の電極部をなくして後端側へ全ての電極ｋ_１を配置し、回路基板１３でも前方の電極部をなくして後方の電極部に上記電極ｋ_１に対応した数の電極Ｋ_２を設ける。これら電極ｋ_１及びｋ_２は、精密機械等でワイヤボンディンク接続（或いはテープオートメイテッド）されるので、信号線を接続する電極Ｋ_３と比較すると、小さな面積の電極にすることができる。

そして、上記のＣＣＤ１２を回路基板１３の段差部に配置してボンディングワイヤ１５によって電極ｋ_１とｋ_２の接続を行い、カバーガラス１４を接着すれば、図６（Ｃ）のように組み立てられる。これによれば、図７で説明した撮像装置１と比較すると、前方の電極ｋ_１，ｋ_２を配置した電極部がなくなるので、この分の長さの短縮化を図ることが可能となる。

しかし、図６の構成において、ＣＣＤ１２の一側面（後端面）及びこれに対応する回路基板１３の電極部に必要な数の電極（ｋ_１，ｋ_２）を配置できる場合はよいが、細径化するためのＣＣＤ１２及び回路基板１３の横幅との関係で必要な数の電極を配置することができない場合もある。

また、内視鏡先端部の細径化を図るための要素として、上記回路基板７，１３の厚みに着目することができ、この回路基板７，１３の厚みをなくすことができれば、更なる細径化が可能である。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、内視鏡先端部の短縮化を促進することができ、また撮像素子用回路基板の厚みに着目した先端部の細径化が可能となる内視鏡用撮像装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、被観察体を撮像する撮像素子体と、この撮像素子体が接続され、信号の入出力を行うための回路基板とを有し、内視鏡先端部内へ配置される内視鏡用撮像装置において、上記撮像素子体の側面に電極を設けると共に、上記回路基板の側面にも電極を設け、これら両側面電極を電気的に接続することを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、上記撮像素子体の１側面のみに電極を配置すると共に、上記回路基板の１側面のみに撮像素子側電極を配置するようにしたことを特徴とする。

上記の構成によれば、側面に電極を設けることにより、撮像素子体と回路基板の上面の電極を減らすことができ、また例えば全ての電極を撮像素子後方の１側面に配置する場合は前方の電極部が不要となるので、撮像素子体及び回路基板の縦方向（内視鏡軸方向）の長さを短くすることができる。また、前方の電極部が必要なければ、撮像素子収納部をなくして回路基板の厚みを撮像素子に合わせることができ、回路基板の薄型化により内視鏡先端部の細径化を促進することが可能となる。

本発明の内視鏡用撮像装置によれば、電極配置に着目した先端部の短縮化と、回路基板の厚みに着目した先端部の細径化が可能となる。

図１〜図３には、第１実施例に係る内視鏡用撮像装置の構成が示されており、図１（Ａ）は、撮像素子の前後の向きを図１（Ｂ）とは反対にしたものである。図１（Ａ）に示されるように、撮像装置２０の撮像素子体としてのＣＣＤ２１は上面が撮像面（斜線部）２１Ｓとなるが、このＣＣＤ２１の後方側面２１Ｒに、ＣＣＤ２１側の全ての側面電極（端子）Ｋ_１が設けられる。そして、このＣＣＤ２１の撮像面２１Ｓを覆うようにカバーガラス２２が接着配置される（このカバーガラス２２は透視表示している）。

一方、図１（Ｂ）及び図２（Ｂ），（Ｃ）に示されるように、回路基板２４はＣＣＤ２１と横幅及び厚みが略同一となる方形の板であり、この前方（先端側）側面２４Ｆに、上記側面電極Ｋ_１に接続するための側面電極Ｋ_２（端子）が設けられる。この側面電極Ｋ_２は、上記ＣＣＤ２１の側面２１Ｒを略同一形状の回路基板２４の側面２４Ｆに当接したとき、上記側面電極Ｋ_１と対面する位置に配置される。また、この回路基板２４の上面に、信号線を接続するための電極Ｋ_３が設けられ、この回路基板２４の下面には回路素子２５（図３）を配置することができる。

そして、図２（Ａ），（Ｂ）にも示されるように、上記ＣＣＤ２１と回路基板２４は、その左右側面及び上下面の位置を合わせて後方側面２１Ｒと前方側面２４Ｆを当接し、電極Ｋ_１と電極Ｋ_２を接続することにより、図１（Ｃ），図２（Ｃ）のように、一体の撮像装置２０として組み立てられる。この場合のＣＣＤ２１と回路基板２４との固定は、後方側面２１Ｒと前方側面２４Ｆの接着面の外周部に接着剤を流し込むことによって行うことができ、電極Ｋ_１と電極Ｋ_２の一方の各々を突起（凸部）として形成すると共に、他方の各々を凹部に形成し、突起と凹部を嵌合させた状態で後方側面２１Ｒと前方側面２４Ｆを接着剤で接着するようにしてもよい。また、バンプ方式を用いて熱、超音波、高周波等によって電極同士の接続を行うこともできる。

図３には、上記の撮像装置２０を挿入配置した内視鏡先端部の構成が示されており、この先端部２６には、従来と同様に、上記撮像装置２０の両側にライトガイド９ａ，９ｂが配置され、ＣＣＤ２１及び回路基板２４の下側に処置具を被観察体内へ導入するための処置具挿通チャンネル１０が配置される。

このような第１実施例の構成によれば、従来と比較して撮像装置２０の前後方向（内視鏡軸方向に対応する）の長さの短縮化と、薄型化が図られる。即ち、図２（Ｂ）と図６及び図７との比較から分かるように、実施例では、ＣＣＤ２１上面の前方及び後方の電極（ｋ_１）と、回路基板２４上面のＣＣＤ接続側電極（ｋ_２）がないので、ＣＣＤ２１と回路基板２４の前後（縦）方向の長さが短くなり、この結果、撮像装置２０の全体の長さＬ_３を、図７のＬ_１，図６のＬ_２よりも短くすることができる。

また、図３と図８との比較から分かるように、図８ではＣＣＤ４の下側に回路基板７の一部が存在するのに対して、図３ではＣＣＤ２１の下側に回路基板２４が配置されないので、その分、先端部２６の径（直径）Ｄ_２は先端部８の径Ｄ_１よりも小さくなる。

図４及び図５には、上面電極と側面電極を用いた第２実施例の撮像装置の構成が示されている。図４に示されるように、撮像装置２８のＣＣＤ２９には、その後端上面に電極ｋ_１を設けると共に後方側面２９Ｒに１つの電極Ｋ_１（複数の電極でもよい）を設け、回路基板３０にも、その前端上面に電極ｋ_２を設けると共に前方側面３０Ｆに１つの電極Ｋ_２を設ける。その他の構成は、第１実施例と同様となる。

このような第２実施例では、図５に示されるように、両方の側面２９Ｒと３０Ｆを合わせ電極Ｋ_１とＫ_２を接触させた状態として、上面の電極ｋ_１とｋ_２をリード線３１で接続する。上記の電極Ｋ_１とＫ_２は、例えばφ−ＶＳＵＢ信号線の接続電極として用いることができる。

この第２実施例の構成は、ＣＣＤ２９及び回路基板３０の横幅に必要な数の電極を配置できない場合に有効であり、上面電極ｋ_１，ｋ_２に加えて側面電極Ｋ_１，Ｋ_２を設けることで、必要な数の電極を配置し、従来（図７）の前方に設けられていた回路基板（７）の電極部（ｋ_２）をなくすことができる。これによっても、先端部の短縮化、細径化を達成することができる。

本発明の第１実施例に係る内視鏡用撮像装置の構成を示す斜視図で、図（Ａ）は撮像素子及びカバーガラスの図（他の図とは前後の向きが逆となる）、図（Ｂ）は撮像素子と回路基板の接続前の図、図（Ｃ）は撮像素子と回路基板の接続後の図である。第１実施例に係る内視鏡用撮像装置の構成を示し、図（Ａ）は撮像素子と回路基板の接続前の上面図、図（Ｂ）は撮像素子と回路基板の接続後の上面図、図（Ｃ）は接続後の側面図である。第１実施例の撮像装置を内視鏡先端部内へ配置したときの正面断面図である。第２実施例の撮像装置の構成を示す斜視図である。第２実施例の接続部の構成を示す断面図である。提案の撮像装置の構成を示し、図（Ａ）は撮像素子と回路基板の接続前の上面図、図（Ｂ）は撮像素子と回路基板の接続後の上面図、図（Ｃ）は接続後の側面図である。従来の撮像装置の構成を示す斜視図で、図（Ａ）は対物光学系及びプリズムの図、図（Ｂ）は撮像素子及び回路基板の図、図（Ｃ）は回路基板の図である。図７の撮像装置を内視鏡先端部内へ配置したときの正面断面図である。

符号の説明

１，１１，２０，２８…撮像装置、
４，１４，２２…カバーガラス、
５，１２，２１，２９…ＣＣＤ、
７，１３，２４，３０…回路基板、８，２６…先端部、
ｋ_１，ｋ_２，ｋ_３，Ｋ_３…電極、Ｋ_１，Ｋ_２…側面電極。

Claims

被観察体を撮像する撮像素子体と、この撮像素子体が接続され、信号の入出力を行うための回路基板とを有し、内視鏡先端部内へ配置される内視鏡用撮像装置において、
上記撮像素子体の側面に電極を設けると共に、上記回路基板の側面にも電極を設け、
これら両側面電極を電気的に接続することを特徴とする内視鏡用撮像装置。
上記撮像素子体の１側面のみに電極を配置すると共に、上記回路基板の１側面のみに撮像素子側電極を配置するようにしたことを特徴とする上記請求項１記載の内視鏡用撮像装置。