JP2007014440A

JP2007014440A - 電子内視鏡用撮像装置

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Publication number: JP2007014440A
Application number: JP2005197037A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Ogino; 隆之荻野; Kazuyuki Yamamoto; 和之山本; Tetsuhiro Ito; 哲弘伊東; Seiichiro Okamura; 誠一郎岡村; Tomokazu Yamashita; 友和山下
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2005-07-06
Filing date: 2005-07-06
Publication date: 2007-01-25
Anticipated expiration: 2025-07-06
Also published as: JP4694286B2

Abstract

【課題】信号線が接続される接続ランドを囲む状態にシールド筒が配置された後端寄りの部分の小型化を可能にして、電子内視鏡の性能アップに寄与することができる電子内視鏡用撮像装置を提供すること。
【解決手段】パッケージハウジング８を、接続ランド５が設けられている位置より前寄りの位置のみに配置して、シールド筒１２の外形がパッケージハウジング８の外形より大きくならないように、絶縁基体３の後端寄りの部分の外形をパッケージハウジング８で囲まれている部分の外形より小さく形成すると共に、シールド筒１２の先端部分が嵌合するシールド筒受け部材１４をパッケージハウジング８の後端部分に固着し、シールド筒１２の先端部分をシールド筒受け部材１４に嵌合させることによってシールド筒１２の径方向と回転方向の位置決めが行われるようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、電子内視鏡の挿入部先端に内蔵される電子内視鏡用撮像装置に関する。

電子内視鏡用撮像装置は一般に、前面側に固体撮像素子が取り付けられた電気絶縁材からなる絶縁基体の周囲が、高温高圧蒸気滅菌処理時に蒸気が浸入するのを防止するために(又はその他の理由から）金属製のパッケージハウジングで気密に囲まれて、絶縁基体の後端寄りの位置の外側において信号線と接続するための複数の接続ランドがパッケージハウジング外に配置されている（例えば、特許文献１、２）。
特開２００３−１００９２０特開平１０−７４８６５

電子内視鏡用撮像装置は、人体等に挿入される内視鏡の挿入部に内蔵されるという特殊性から、コンマ数ミリという単位であっても可能な限りの小型化をすることが求められている。

しかし、電子内視鏡用撮像装置の後端寄りの部分においては、接続ランドと信号線との接続部からのノイズの侵入を抑制するために、絶縁基体の後端寄りの部分を接続ランドとそれに接続された信号線とに対して径方向に隙間をあけて導電性のシールド筒で囲む必要がある。

そのため、図７に一例が略示されるように、絶縁基体９１の周囲からその後方に配置されたシールド筒９２の外形が、固体撮像素子９３部分を囲むパッケージハウジング９４より大きくなって撮像装置を小型化できなくなってしまい、極細径の電子内視鏡への適用が困難になったり、照明用ライトガイドやチャンネルチューブ等を細く形成せざるを得なくなる等、内視鏡としての十分な性能を発揮できない場合が生じていた。

そこで本発明は、信号線が接続される接続ランドを囲む状態にシールド筒が配置された後端寄りの部分の小型化を可能にして、電子内視鏡の性能アップに寄与することができる電子内視鏡用撮像装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の電子内視鏡用撮像装置は、前面側に固体撮像素子が取り付けられた電気絶縁材からなる絶縁基体の周囲が金属製のパッケージハウジングで気密に囲まれて、絶縁基体の後端寄りの位置の外側において信号線と接続するための複数の接続ランドがパッケージハウジング外に配置され、絶縁基体の後端寄りの部分を接続ランドとそれに接続された信号線とに対して径方向に隙間をあけて囲む状態に導電性のシールド筒が配置された電子内視鏡用撮像装置において、パッケージハウジングを、接続ランドが設けられている位置より前寄りの位置のみに配置して、シールド筒の外形がパッケージハウジングの外形より大きくならないように、絶縁基体の後端寄りの部分の外形をパッケージハウジングで囲まれている部分の外形より小さく形成すると共に、シールド筒の先端部分が嵌合するシールド筒受け部材をパッケージハウジングの後端部分に固着し、シールド筒の先端部分をシールド筒受け部材に嵌合させることによってシールド筒の径方向と回転方向の位置決めが行われるようにしたものである。

なお、パッケージハウジングの後端部分が軸線位置の方向に曲げられた形状に形成されていて、その後端面にシールド筒受け部材が固着されていてもよい。
また、シールド筒受け部材がパッケージハウジングに対して接着により固着されていてもよく、シールド筒がシールド筒受け部材に対してロー接により固着されていてもよい。シールド筒受け部材は、断面形状が略矩形状の環状体であってもよく、シールド筒とパッケージハウジングとが電気的に接続されているとよい。

また、シールド筒受け部材が電気絶縁性の材料で形成されているとよく、その場合、シールド筒受け部材の外表面にメタライズ処理が施されているとよい。

本発明によれば、接続ランドに信号線が接続されてそれを囲むシールド筒が配置される電子内視鏡用撮像装置の後端寄りの部分の小型化が可能になり、極細径の電子内視鏡への適用や、照明用ライトガイド又はチャンネルチューブを太く形成する等の電子内視鏡の性能アップに寄与することができる。

前面側に固体撮像素子が取り付けられた電気絶縁材からなる絶縁基体の周囲が金属製のパッケージハウジングで気密に囲まれて、絶縁基体の後端寄りの位置の外側において信号線と接続するための複数の接続ランドがパッケージハウジング外に配置され、絶縁基体の後端寄りの部分を接続ランドとそれに接続された信号線とに対して径方向に隙間をあけて囲む状態に導電性のシールド筒が配置された電子内視鏡用撮像装置において、パッケージハウジングを、接続ランドが設けられている位置より前寄りの位置のみに配置して、シールド筒の外形がパッケージハウジングの外形より大きくならないように、絶縁基体の後端寄りの部分の外形をパッケージハウジングで囲まれている部分の外形より小さく形成すると共に、シールド筒の先端部分が嵌合するシールド筒受け部材をパッケージハウジングの後端部分に固着し、シールド筒の先端部分をシールド筒受け部材に嵌合させることによってシールド筒の径方向と回転方向の位置決めが行われるようにする。

図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は電子内視鏡用撮像装置の側面半断面図であり、固体撮像素子１の前面は外縁形状が矩形の平面状に形成されていて、それより一回り小さな矩形状に形成された撮像面２が固体撮像素子１の前面に配置されている。

３は、固体撮像素子１を保持する例えばセラミック等のような電気絶縁材からなるブロック状の絶縁基体であり、その前面側に形成された凹部に、固体撮像素子１の前面部分を除く部分が嵌め込まれて接合固着されている。

絶縁基体３の後端付近の外周面には、内視鏡の挿入部内に挿通配置された信号ケーブルの信号線４を接続するための複数の接続ランド５が設けられており、絶縁基体３内に前後方向に向けて埋設された複数の導電体６の後端部分が互いに独立して個別に接続ランド５に接続されている。

また、固体撮像素子１の前面の撮像面２と同面位置には、固体撮像素子１内の回路と導電体６とを接続するための複数のボンディングワイヤ７が、固体撮像素子１の上下両辺の外縁部分付近からその外側に向かって並んで延出配置され、ボンディングワイヤ７の各々が絶縁基体３の先端面の上下両縁部に並んで露出する複数の導電体６の先端部分に互いに独立して個別に接続されている。

８は、そのような電子内視鏡用撮像装置の固体撮像素子１に高温高圧蒸気滅菌に際しても蒸気等が浸入しないように、撮像装置の前側寄りの半部の外周部を囲む状態に設けられた金属製の矩形の筒状のパッケージハウジングである。

パッケージハウジング８の後端内周部には、絶縁基体３との間の間隔を確保するように金属製の矩形の環状体である後側枠体９が溶接部Ａにおいて全周にわたって気密に溶接されてパッケージハウジング８と予め一体化されており、後側枠体９と絶縁基体３とは、接合部Ｂにおいて無機質の接着剤又は溶接等により全周にわたって気密に接合されている。

パッケージハウジング８の先端内周部には、固体撮像素子１の前面部分を外部から封止するための透明なカバーガラス１０が気密に接合された金属製の矩形の環状体である前側枠体１１が、溶接部Ｃにおいて全周にわたって気密に溶接され、前側枠体１１の後端部が絶縁基体３の外縁付近の先端面に当接してパッケージハウジング８内で絶縁基体３がガタつかないように固定された状態になっている。カバーガラス１０は、前側枠体１１の先端面の裏面に無機質の接着剤等で全周にわたって気密に接着されている（接着部Ｄ）。

１２は、接続ランド５と信号線４との接続部にノイズが侵入するのを抑制するために、絶縁基体３の後側半部とその後方の部分を囲んで配置された導電材からなるシールド筒であり、その先端においてパッケージハウジング８と電気的に導通する状態に半田付け等で接続されている（半田付け部Ｅ）。そして、それらは接地接続される。

シールド筒１２は、接続ランド５とそれに接続された信号線４とに対して径方向に隙間をあけてそれらを全部囲むように配置されていて、その隙間部分には例えばエポキシ系接着剤等からなるポッティング剤１３が充填されている。

シールド筒１２は、II−II断面を図示する図２にも示されるように、パッケージハウジング８の後端面に固着されたシールド筒受け部材１４の外周部に先端内周部分が嵌合固着されていて、それによってシールド筒１２の径方向と軸線周りの回転方向の位置決めがされている。

シールド筒受け部材１４は、単体の状態を図示する図３に示されるように、パッケージハウジング８より一回り小さな略矩形状の環状体であり、近接して配置されている接続ランド５との間の絶縁距離（耐電圧）を確保するために例えばセラミック等のような電気絶縁材により形成され、外周面だけは、半田付け等が可能なようにメタライズ処理面１５になっている。なお、シールド筒受け部材１４は、図４に示されるように四隅部分が各々面取りされた形状であってもよい。

そのように構成された電子内視鏡用撮像装置において、絶縁基体３の後側半部は、パッケージハウジング８で囲まれた前側半部の外形より小さな外形に形成されて（小径部分）、シールド筒１２の外形がパッケージハウジング８の外形より大きくならないように構成されている。

その結果、撮像装置の前側半部を囲んでいるパッケージハウジング８より後側半部が大きくならないので、電子内視鏡の基本構成要素である照明用ライトガイドやチャンネルチューブ等を必要かつ十分な太さに形成して内視鏡としての十分な性能を発揮することができ、また、極細径の電子内視鏡を構成することも可能になる。

そのように構成するのに際して、シールド筒１２の取り付けが不正確でシールド筒１２の外面がパッケージハウジング８の外面より部分的に少しでも出っ張るようなことがあると、電子内視鏡への組み付けに不都合が生じる。

そこで、図５に示されるように、パッケージハウジング８の後端部分は軸線位置方向に内側に向かって曲げられた形状に形成されていて、そのパッケージハウジング８の後端面に、シールド筒受け部材１４がパッケージハウジング８に対する位置関係を正確に調整して、耐熱性のある例えばシリコン系又はエポキシ系等の接着剤により接合されている（接合部Ｆ）。なお、その接合部Ｆは気密でなくても差し支えない。

接着剤は、その周辺での半田付け作業により発生する熱で劣化しないために３００〜３５０℃程度以上の耐熱性を有することが望ましく、接合部Ｆの接着作業は、図示されていない治具等を用いて、シールド筒受け部材１４の外面位置をパッケージハウジング８の外面位置に対して正確に位置決めした状態で行われる。

そして、図６に示されるように、信号ケーブルの複数の信号線４を各々接続ランド５に半田付けで接続した後、図１に示されるように、シールド筒１２の先端内周部分をシールド筒受け部材１４の後端外周部分にピッタリと嵌合させ、シールド筒１２の先端付近とシールド筒受け部材１４の外周のメタライズ処理面１５とをパッケージハウジング８と共に半田付けで固着する（半田付け部Ｅ）。ただし、半田付け以外の導電性を有するロー接により固着してもよい。

このようにして、シールド筒１２の外周面が部分的にもパッケージハウジング８の外周面から出っ張らないように、シールド筒１２をパッケージハウジング８に対して径方向及び回転方向に位置決めされた状態に組み付けることができる。

本発明の実施例の電子内視鏡用撮像装置の側面半断面図である。本発明の実施例の電子内視鏡用撮像装置の図１におけるII−II断面図である。本発明の実施例の電子内視鏡用撮像装置のシールド筒受け部材の単体斜視図である。本発明の実施例の電子内視鏡用撮像装置のシールド筒受け部材の他の例の単体斜視図である。本発明の実施例の電子内視鏡用撮像装置においてシールド筒を組み付ける前の工程を示す側面半断面図である。本発明の実施例の電子内視鏡用撮像装置においてシールド筒を組み付ける前の工程を示す側面半断面図である。従来の電子内視鏡用撮像装置を略示する側面半断面図である。

符号の説明

１固体撮像素子
２撮像面
３絶縁基体
４信号線
５接続ランド
８パッケージハウジング
９後側枠体
１２シールド筒
１４シールド筒受け部材
１５メタライズ処理面

Claims

前面側に固体撮像素子が取り付けられた電気絶縁材からなる絶縁基体の周囲が金属製のパッケージハウジングで気密に囲まれて、上記絶縁基体の後端寄りの位置の外側において信号線と接続するための複数の接続ランドが上記パッケージハウジング外に配置され、上記絶縁基体の後端寄りの部分を上記接続ランドとそれに接続された上記信号線とに対して径方向に隙間をあけて囲む状態に導電性のシールド筒が配置された電子内視鏡用撮像装置において、
上記パッケージハウジングを、上記接続ランドが設けられている位置より前寄りの位置のみに配置して、上記シールド筒の外形が上記パッケージハウジングの外形より大きくならないように、上記絶縁基体の後端寄りの部分の外形を上記パッケージハウジングで囲まれている部分の外形より小さく形成すると共に、
上記シールド筒の先端部分が嵌合するシールド筒受け部材を上記パッケージハウジングの後端部分に固着し、上記シールド筒の先端部分を上記シールド筒受け部材に嵌合させることによって上記シールド筒の径方向と回転方向の位置決めが行われるようにしたことを特徴とする電子内視鏡用撮像装置。
上記パッケージハウジングの後端部分が軸線位置の方向に曲げられた形状に形成されていて、その後端面に上記シールド筒受け部材が固着されている請求項１記載の電子内視鏡用撮像装置。
上記シールド筒受け部材が上記パッケージハウジングに対して接着により固着されている請求項１又は２記載の電子内視鏡用撮像装置。
上記シールド筒が上記シールド筒受け部材に対してロー接により固着されている請求項１、２又は３記載の電子内視鏡用撮像装置。
上記シールド筒受け部材が、断面形状が略矩形状の環状体である請求項１、２、３又は４記載の電子内視鏡用撮像装置。
上記シールド筒と上記パッケージハウジングとが電気的に接続されている請求項１ないし５のいずれかの項に記載の電子内視鏡用撮像装置。
上記シールド筒受け部材が電気絶縁性の材料で形成されている請求項１ないし６のいずれかの項に記載の電子内視鏡用撮像装置。
上記シールド筒受け部材の外表面にメタライズ処理が施されている請求項７記載の電子内視鏡用撮像装置。