JP2006141885A - 電子内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】 さらなる挿入部の細径化を実現させることが可能な電子内視鏡を提供する。
【解決手段】 電子内視鏡１０の撮像装置１７は、表面２３ｂの、挿入部１２後端側の辺縁部２３ｄに、端子２９が集中配置されたＣＣＤ２３のベアチップと、ＣＣＤ２３に取り付けられ、ＣＣＤ２３と略同等の厚さをもち、挿入部１２先端側の辺縁部２７ｂに、端子２９にワイヤボンディングにより接続される端子３０が集中配置された回路基板２７と、ＣＣＤ２３の１／４以上の横幅ｄ１を有し、ＣＣＤ２３の裏面２３ｃから回路基板２７の裏面２７ａに渡って、その片側に寄せて配置され、ＣＣＤ２３と回路基板２７とを電気的に接続する導電板２８とを備える。導電板２８によってＣＣＤ２３および回路基板２７の裏面２３ｃ、２７ａに形成された切欠き部４１に、その外周１６ａの一部が入り込むように鉗子チャンネル１６を配置する。
【選択図】 図４

Description

生体内撮影用の撮像装置と、処置具を体腔内に挿入するための鉗子チャンネルとが挿入部に配設された電子内視鏡に関する。

従来から、医療分野において、電子内視鏡を利用した医療診断が盛んに行われている。電子内視鏡は、生体内に挿入される挿入部先端に、ＣＣＤなどの撮像素子を備えた撮像装置が内蔵され、ＣＣＤにより取得した撮像信号に対して、プロセッサ装置で信号処理を施すことで、モニタなどによって生体内の画像を観察することができる。また、挿入部には、処置具が挿通される鉗子チャンネルが配設されており、生体内の画像を観察しながら、患部組織を採取する生検などを行うことが可能となっている。

上記のような電子内視鏡では、従来、挿入部の細径化を図る様々な試みがなされている。例えば、撮像装置から延出する複数の信号線を束ねた信号ケーブルを複数に分割して設け、分割した信号ケーブルの中で最大外径の信号ケーブルを、挿入部に配設された内蔵物の中で最大の外径を有する内蔵物（鉗子チャンネル）外周と挿入部内周との間に形成される間隙の中で最大内径を有する位置近傍に配置するとともに、最大外径の信号ケーブルおよび他の信号ケーブルを前記間隙に配置したときに、間隙の内径が最小となるように最大外径の信号ケーブルと他の信号ケーブルとの外径を設定した電子内視鏡が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００１−１２８９３７号公報

ここで、挿入部の内蔵物の中で設置面積を多く占めるものは、撮像装置と鉗子チャンネルである。したがって、撮像装置の小型化を実現し、且つ鉗子チャンネルの配置を工夫すれば、さらなる挿入部の細径化を実現させることが可能である。これに対して、特許文献１に記載の手法では、信号ケーブルを分割することにより挿入部の細径化を達成しているが、撮像装置と鉗子チャンネルについては何の工夫もされておらず、根本的な問題解決の方法であるとは言い難い。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、さらなる挿入部の細径化を実現させることが可能な電子内視鏡を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、生体内撮影用の撮像装置と、処置具を体腔内に挿入するための鉗子チャンネルとが挿入部に配設された電子内視鏡において、前記撮像装置は、電子内視鏡の先端部に配置され、生体内の観察部位の像光を取り込むための対物光学系と、この対物光学系の光軸に撮像面が平行となるように配置されて、プリズムにより前記像光が前記撮像面に導光され、前記撮像面上に空隙を空けてカバーガラスが取り付けられるとともに、前記撮像面が設けられた表面の、前記挿入部後端側の辺縁部に、信号端子が集中配置された撮像素子のベアチップと、前記ベアチップに取り付けられ、前記ベアチップと略同等の厚さをもち、前記挿入部先端側の辺縁部に、前記ベアチップの信号端子にワイヤボンディングにより接続される信号端子が集中配置された回路基板と、前記ベアチップの１／４以上の横幅を有し、前記ベアチップの裏面から前記回路基板の裏面に渡って、その片側に寄せて配置され、前記ベアチップと前記回路基板とを電気的に接続する導電板とを備え、前記鉗子チャンネルは、前記導電板によって前記ベアチップおよび前記回路基板の裏面に形成された切欠き部に、その外周の一部が入り込むように配置されたことを特徴とする。

本発明の電子内視鏡によれば、電子内視鏡の先端部に配置され、生体内の観察部位の像光を取り込むための対物光学系と、この対物光学系の光軸に撮像面が平行となるように配置されて、プリズムにより像光が撮像面に導光され、撮像面上に空隙を空けてカバーガラスが取り付けられるとともに、撮像面が設けられた表面の、挿入部後端側の辺縁部に、信号端子が集中配置された撮像素子のベアチップと、ベアチップに取り付けられ、ベアチップと略同等の厚さをもち、挿入部先端側の辺縁部に、ベアチップの信号端子にワイヤボンディングにより接続される信号端子が集中配置された回路基板と、ベアチップの１／４以上の横幅を有し、ベアチップの裏面から回路基板の裏面に渡って、その片側に寄せて配置され、ベアチップと回路基板とを電気的に接続する導電板とを備えた撮像装置を用い、処置具を体腔内に挿入するための鉗子チャンネルを、導電板によってベアチップおよび回路基板の裏面に形成された切欠き部に、その外周の一部が入り込むように配置したので、さらなる挿入部の細径化を実現させることが可能となる。

図１において、電子内視鏡装置２は、電子内視鏡１０、プロセッサ装置１１、および光源装置（図示せず）などから構成される。電子内視鏡１０は、生体内に挿入される挿入部１２と、挿入部１２の基端部分に連設された操作部１３と、プロセッサ装置１１や光源装置に接続されるコード１４とを備えている。操作部１３には、処置具が挿通される鉗子口１５が設けられている。この鉗子口１５は、点線で示すように、挿入部１２内に配設された鉗子チャンネル１６に接続される。また、挿入部１２の先端に連設された先端部１２ａには、生体内撮影用の撮像装置１７（図２参照）が内蔵されている。

先端部１２ａの後方には、複数の湾曲駒を連結した湾曲部１８が設けられている。この湾曲部１８は、操作部１３に設けられたアングルノブ１３ａが操作されて、挿入部１２内に挿設されたワイヤが押し引きされることにより、上下左右方向に湾曲動作し、先端部１２ａが生体内の所望の方向に向けられるようになっている。

プロセッサ装置１１には、撮像装置１７で取得した撮像信号に各種信号処理を施す信号処理回路などが、光源装置には、コード１４を通して電子内視鏡１０に照明光を供給する光源がそれぞれ搭載されており、撮像装置１７で撮像した生体内の画像を、モニタ１９により観察することが可能となっている。

図２において、先端部１２ａには、観察窓２０が設けられている。観察窓２０には、生体内の観察部位の像光を取り込むための対物光学系（レンズ群）２１を保持する鏡筒２２が配設されている。鏡筒２２は、挿入部１２の中心軸１２ｂに対物光学系２１の光軸２１ａが平行となるように取り付けられている。

鏡筒２２の後端には、鏡筒保持枠２２ａを介して対物光学系２１を経由した観察部位の像光をＣＣＤ２３に導光するプリズム２４が接続されている。プリズム２４は、後述するカバーガラス２６に接続されている。これにより、対物光学系２１の光軸２１ａとＣＣＤ２３の撮像面２３ａとが平行となるように配置される。なお、図示はしていないが、先端部１２ａには、生体内の観察部位に光源装置からの照明光を照射するための照明窓や、鉗子口１５と鉗子チャンネル１６を介して連通した鉗子出口などが設けられている。

ＣＣＤ２３は、例えばインターライン型のＣＣＤからなり、撮像面２３ａが表面２３ｂに設けられたベアチップが用いられる。図３にも示すように、ＣＣＤ２３の撮像面２３ａ上には、四角枠状のスペーサ２５を介して矩形板状のカバーガラス２６が取り付けられている。これらＣＣＤ２３、スペーサ２５、およびカバーガラス２６は、接着剤で互いに接着されて組み付けられる。

ＣＣＤ２３の後端面には、ＣＣＤ２３と略同等の厚さをもつ回路基板２７が、接着剤により接着されている。また、ＣＣＤ２３の裏面２３ｃから回路基板２７の裏面２７ａに渡って、銀ペーストにより導電板２８が取り付けられている。導電板２８は、図示しないスルーホールを介してＣＣＤ２３と回路基板２７とを電気的に接続している。この導電板２８を介して、ＣＣＤ２３に電子シャッタの駆動制御信号、例えば、オーバーフロードレイン制御信号が入力される。

導電板２８は、ＣＣＤ２３と回路基板２７との接着を機械的に補強するために、その横幅ｄ１がＣＣＤ２３の横幅ｄ２の１／４以上となっており、放熱性に優れた材質、例えば銅板からなる。なお、導電板２８は、０．２ｍｍ程度の厚さに形成される。

ＣＣＤ２３の表面２３ｂの、挿入部１２の後端側の辺縁部２３ｄには、端子２９が集中配置されている。一方、回路基板２７には、辺縁部２３ｄに対向する挿入部１２の先端側の辺縁部２７ｂに、端子３０が集中配置されている。端子２９と端子３０とは、ボンディングワイヤ３１により電気的に接続されている。回路基板２７の端子３０の後端側には、コード１４を介してプロセッサ装置１１に各種信号を入出力するための信号線３２が半田付けされる入出力端子３３が設けられている。

端子２９、３０、およびボンディングワイヤ３１は、封止剤３４により封止されている。また、スペーサ２５により形成されるＣＣＤ２３とカバーガラス２６との間の空隙の気密性を確保するために、スペーサ２５、およびカバーガラス２６の端面を覆うように封止剤３５が塗布されている。封止剤３４、３５は、例えば一液硬化性のエポキシ樹脂からなる。

封止剤３５は、スペーサ２５を介してカバーガラス２６が取り付けられたＣＣＤ２３と回路基板２７とを接着して、ボンディングワイヤ３１により端子２９と端子３０とを接続し、封止剤３４により端子２９、３０、およびボンディングワイヤ３１を封止した後に塗布される。

図４に示すように、先端部１２ａには、撮像装置１７の他に、前述の鉗子チャンネル１６、および撮像装置１７の両側に配置され、照明窓に照明光を導く一対のライトガイド用光ファイバ４０などが配設されている。鉗子チャンネル１６は、導電板２８によってＣＣＤ２３および回路基板２７の裏面２３ｃ、２７ａに形成された切欠き部４１（図中一点鎖線で示す部分）に、その外周１６ａの一部が入り込むように配置されている。

撮像装置１７を製造する際には、まず、ＣＣＤ２３の撮像面２３ａ上に、スペーサ２５を介してカバーガラス２６を取り付ける。カバーガラス２６の取り付け後、ＣＣＤ２３の後端面に回路基板２７を接着する。次いで、ボンディングワイヤ３１により端子２９と端子３０とを接続し、封止剤３４により端子２９、３０、およびボンディングワイヤ３１を封止する。そして、スペーサ２５、およびカバーガラス２６の端面を覆うように封止剤３５を塗布する。

封止剤３５の塗布後、ＣＣＤ２３と回路基板２７の裏面に導電板２８を片側に寄せて懸け渡す。このとき、ＣＣＤ２３および回路基板２７に設けたスルーホールを介して、導電板２８でＣＣＤ２３と回路基板２７とを電気的に接続する。最後に、鏡筒保持枠２２ａに接続されたプリズム２４に、接着剤によりカバーガラス２６を取り付ける。

上記のように製造された撮像装置１７を電子内視鏡１０の挿入部１２の先端部１２ａに内蔵し、導電板２８によってＣＣＤ２３および回路基板２７の裏面２３ｃ、２７ａに形成された切欠き部４１に、その外周１６ａの一部が入り込むように鉗子チャンネル１６を配置する。次いで、コード１４を介して電子内視鏡１０を光源装置およびプロセッサ装置１１に接続し、挿入部１２を生体内に挿入して、撮像装置１７による生体内の観察部位の画像をモニタ１９で観察する。

上記のように、撮像面２３ａが設けられた表面２３ｂの、挿入部１２の後端側の辺縁部２３ｄに端子２９が集中配置されたＣＣＤ２３と、ＣＣＤ２３に取り付けられ、ＣＣＤ２３と略同等の厚さをもち、挿入部１２の先端側の辺縁部２７ｂに、端子２９にワイヤボンディングにより接続される端子３０が集中配置された回路基板２７と、ＣＣＤ２３の１／４以上の横幅ｄ１を有し、ＣＣＤ２３の裏面２３ｃから回路基板２７の裏面２７ａに渡って、その片側に寄せて配置され、ＣＣＤ２３と回路基板２７とを電気的に接続する導電板２８とを備えた撮像装置１７を用いたので、図２に示すように、ＣＣＤ２３からカバーガラス２６までの厚みｄ３を極めて小さくすることができる。

そのうえ、撮像装置１７の要部の厚さは、高々ベアチップであるＣＣＤ２３、カバーガラス２６、導電板２８の厚さを加えたものとなり、従来のように基板やパッケージの厚さを計上しなくてもよい。さらに、特殊な形状の基板を製造することなく、単純な加工で形成することが可能な部品で撮像装置１７を製造することができる。

また、ＣＣＤ２３および回路基板２７の裏面２３ｃ、２７ａに、導電板２８を懸け渡したので、ＣＣＤ２３と回路基板２７との接着が機械的に補強されるとともに、ＣＣＤ２３を駆動する際にＣＣＤ２３および回路基板２７で発生する熱が、導電板２８を伝って効率的に外部に放熱される。

また、導電板２８によってＣＣＤ２３および回路基板２７の裏面２３ｃ、２７ａに形成された切欠き部４１に、その外周１６ａの一部が入り込むように鉗子チャンネル１６を配置したので、撮像装置１７と鉗子チャンネル１６とが並んだ方向の寸法を小さくすることができる。したがって、さらなる挿入部１２の細径化を実現させることが可能となる。

上記実施形態では、ＣＣＤ２３とカバーガラス２６との間に空隙を空けるために、スペーサ２５を使用しているが、スペーサ２５の代わりに透明接着剤を用いてもよく、カバーガラス２６に脚を形成してもよい。

また、上記実施形態では、挿入部１２の中心軸１２ｂに対物光学系２１の光軸２１ａが平行となるように取り付けた、いわゆる直視型の電子内視鏡１０を例に挙げて説明したが、側視型の電子内視鏡であっても、対物光学系２１の光軸２１ａとＣＣＤ２３の撮像面２３ａが平行となるように配置されるものであれば、本発明は適用することが可能である。

電子内視鏡装置の構成を示す概略図である。 電子内視鏡の挿入部先端の構成を示す拡大部分断面図である。 ＣＣＤ、スペーサ、カバーガラス、および回路基板の構成を示す分解斜視図である。 挿入部先端の断面図である。

符号の説明

２ 電子内視鏡装置
１０ 電子内視鏡
１１ プロセッサ装置
１２ 挿入部
１２ａ 先端部
１５ 鉗子口
１６ 鉗子チャンネル
１７ 撮像装置
２１ 対物光学系
２３ ＣＣＤ
２３ａ 撮像面
２３ｄ 辺縁部
２６ カバーガラス
２７ 回路基板
２７ｂ 辺縁部
２８ 導電板
２９、３０ 端子
３１ ボンディングワイヤ
３４、３５ 封止剤
４１ 切欠き部

Claims (1)

1. 生体内撮影用の撮像装置と、処置具を体腔内に挿入するための鉗子チャンネルとが挿入部に配設された電子内視鏡において、
   前記撮像装置は、電子内視鏡の先端部に配置され、生体内の観察部位の像光を取り込むための対物光学系と、
   この対物光学系の光軸に撮像面が平行となるように配置されて、プリズムにより前記像光が前記撮像面に導光され、前記撮像面上に空隙を空けてカバーガラスが取り付けられるとともに、前記撮像面が設けられた表面の、前記挿入部後端側の辺縁部に、信号端子が集中配置された撮像素子のベアチップと、
   前記ベアチップに取り付けられ、前記ベアチップと略同等の厚さをもち、前記挿入部先端側の辺縁部に、前記ベアチップの信号端子にワイヤボンディングにより接続される信号端子が集中配置された回路基板と、
   前記ベアチップの１／４以上の横幅を有し、前記ベアチップの裏面から前記回路基板の裏面に渡って、その片側に寄せて配置され、前記ベアチップと前記回路基板とを電気的に接続する導電板とを備え、
   前記鉗子チャンネルは、前記導電板によって前記ベアチップおよび前記回路基板の裏面に形成された切欠き部に、その外周の一部が入り込むように配置されたことを特徴とする電子内視鏡。
   

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