JP2572766B2 - 内視鏡 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は固体撮像素子と、基盤との電気的接続を基盤
の側面部分を利用して行った内視鏡に関する。

［従来の技術］ 近年、電荷結合素子（CCD）等の固体撮像素子を撮像
手段に用いた電子式の内視鏡が種々提案されている。

上記固体撮像素子を用いた場合、固体撮像素子（以下
SIDと記す。）の出力信号を増幅するアンプを、このSID
近傍に設けて、信号ケーブル伝送時における減衰を防止
してS/Nを向上したり、ノイズに対する影響を小さくし
たり、駆動回路を設けて挿入部内を挿通する信号ケーブ
ルの本数を少くする等のためにアンプとか駆動回路を形
成する電子回路部品が実装されることがある。

従来の電子内視鏡では、SIDの後部に内視鏡の軸と垂
直方向に配設された基盤に電子回路部品を取付け、基盤
間に内視鏡の軸方向に立設した接続ピンによって電気的
接続を行っていた。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来例では、接続ピンを突出した長さ分とか、接
続ピンにリード線を接続するためのスペース等が必要に
なり、内視鏡先端部の硬性部分の長さが長くなってしま
い、体腔内に挿入する場合、患者に大きな苦痛を与える
という問題があった。

本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、内
視鏡の先端部の硬性部分の長さを短くする等小型化する
ことのできる内視鏡を提供することを目的とする。

［問題点を解決する手段及び作用］ 本発明によると内視鏡は、固体撮像素子と、上記固体
撮像素子と平行に配設した基盤と、上記固体撮像素子と
上記基盤の側面にかけて配設されスルーホールを有する
基板と、上記固体撮像素子と上記基盤の側面部分で上記
基板のスルーホールを介して電気的接続を行なう接続手
段とからなることを特徴とする。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図ないし第４図は本発明の一実施例に係り、第１
図は一実施例の内視鏡先端部の主要部を示し、第２図は
一実施例の電子内視鏡を含むシステム全体を示し、第３
図は内視鏡先端部の構成を示し、第４図はフレキシブル
基板を示す。

第２図に示すように、一実施例の電子内視鏡１は、細
長で例えば可撓性の挿入部２の後端に太径の操作部３が
連設されている。上記操作部３の後端にはコネクタ受け
４が設けられ、このコネクタ受け４に装着されるコネク
タ５を有するケーブル６を介して、上記操作部３と、光
源装置及び映像信号処理回路が内蔵された制御装置７と
が接続されるようになっている。さらに、上記制御装置
７には、表示手段としてのカラーモニタ８が接続される
ようになっている。

上記挿入部２の先端側には、硬性の先端部９及びこの
先端部９に隣接する後方側に湾曲可能な湾曲部11が順次
設けられている。また、上記操作部３に設けられた湾曲
操作ノブ12を回動操作することによって、上記湾曲部11
を左右方向あるいは上下方向に湾曲できるようになって
いる。また、上記操作部３には、上記挿入部２内に設け
られた処置具チャンネルに連通する挿入口13が設けられ
ている。

上記先端部９は、第３図に示すように構成されてい
る。

すなわち、先端部９は、金属等の硬性の部材からなる
円柱状の先端構成部材15の後部側に先端パイプ16を固着
して対物レンズ系17とか固体撮像素子（以下SIDと略記
する。）チップ18及び回路部品としてのコンデンサ19、
トランジスタ20が取付けられた基盤21とか、ケーブル接
続用基盤22を収納可能とする先端収納部を形成してい
る。

上記先端構成部材15における中央より若干上部側に偏
心して透孔を形成し、金属製等のレンズ枠23に取付けら
れた対物レンズ系17がレンズ枠固定枠24を嵌入し、固定
ねじ25で固定される。このレンズ枠固定枠24を嵌入した
部分の途中には凹部を形成して気密用の０リング26が設
けてある。

上記先端部構成部材15の前端側で透孔が形成されてな
い部分はカバー部材27を覆せてあり、このカバー部材27
の後部側は外套チューブ28で覆われている。尚、先端パ
イプ16の外周及びこの先端パイプ19の後端で回動自在に
枢支された関節駒29の外周は網管31を介して外套チュー
ブ28で覆われる。

上記レンズ枠23の下部に隣接した小さな透孔には対物
レンズ系17の外表面に対向するよう屈曲したノズル管32
を取付け、このノズル管32に連通する透孔後端にはチュ
ーブ33を取付け、送気・送水チャンネル34が形成されて
いる。

上記ノズル管32を取付けた透孔の下部に隣接する透孔
にはその拡径部に凹レンズ35を、その奥にはライトガイ
ド36が口金37を介して取付けてある。この口金37の後端
外周には、ライトガイド36を保護する合成樹脂又はゴム
製の保護チューブ38が取付けてある。このライトガイド
36は、照明光を伝送し、先端面から出射し、さらに凹レ
ンズ35で拡開して被写体を照明する。

上記ライトガイド36の先端側を固定した透孔に隣接す
る下部側に形成した透孔にはその後端側に口金39を取付
け、この口金39の後端に合成樹脂又はゴム製のチューブ
41の前端を取付けて処置具チャンネル42が形成してあ
る。

上記レンズ枠23の後端側の外周には第１図に拡大して
示すようにSID枠43が嵌装して半田付け、ろう付け又は
接着剤でレンズ枠23に固定されている。このSID枠43の
後端内側にはカバーガラス及びフィルタ44が固定され、
このカバーガラス及びフィルタ44の後端面の周縁に沿っ
て（又は上下部分周辺）各Ｌ字リード45,45…が固着さ
れている。各Ｌ字リード45はワイヤレスボンディングと
なるバンプ46を介してSIDチップ18の電極と導通させて
ある。

上記SIDチップ18の撮像面と反対側となる裏面には金
属板47がコ字形に折りかえされ、その一方の端部がダイ
ボンディングされており、この金属板47の他端は基盤21
に取付けられた電子回路部品としてのコンデンサ19の片
側の（アースと接続される）電極19aと半田48付けで電
気的に接続されている。このコンデンサ19aの他方の電
極19bは絶縁塗料49を塗布して金属板47と絶縁してい
る。

上記SIDチップ18の側部の周囲及び裏面側には、金属
板のコ字形部分まで封止材51で封止してある。上記SID
チップ18の板面は対物レンズ系17の光軸あるいは内視鏡
１の軸方向と垂直であり、このSIDチップ18の板面と平
行に基盤21が配設してある。この基盤21におけるSIDチ
ップ18側となる一方の面にはコンデンサ19が取付けてあ
り、他方の面にはチップトランジスタ20が取付けてあ
る。このチップトランジスタ20の電極はワイヤボンディ
ング52により基盤21のプリントパターンのパットと電気
的に接続し、その周囲を封止材53で封止している。尚、
上記基盤21と平行にこの基盤21より肉厚の基盤22が上記
封止材53で固定され、この基盤22の周縁に、映像信号伝
送用及び駆動信号伝送用に用いられる各ケーブル54の芯
線を半田48付けして固定している。各ケープル54は、湾
曲部11内までは螺旋状に撚られたケーブル束にして、ケ
ーブル保護チューブ55内を通され、先端パイプ16の後端
近くの内側のケーブル固定材56の円周方向に沿って形成
した小孔内を通される。この小孔を通された各ケーブル
54は途中で外被をはぎ取り外側のシールド線が露呈する
状態にされ、ケーブル固定材56の外周側の切欠きに露呈
する部分を半田48付けしてケーブル固定材56に固定及び
電気的接続を行っている。

ところで、上記カバーガラス及びフィルタ44と基盤21
及び22は殆んど同一外径にしてあり、これらの外周には
円筒状の接続手段であるフレキシブル基板61が巻き付け
てある。

このフレキシブル基板61には、各Ｌ字リード45と接触
する部分にスルーホール62が設けてあり、このスルーホ
ール62部分での半田48付けにより、Ｌ字リード45と導通
できるようにしてある。また、基盤21の外周にも、複数
箇所にわたり回路接点63,63…が設けてあり、各回路接
点63に接するフレキシブル基板61部分にもスルーホール
62が設けてあり、このスルーホール62部分での半田48付
けにより各回路接点63とフレキシブル基板61（のプリン
トパターン）とを導通できるようにしている。さらに基
盤22の外周に接する部分でケーブル54の芯線が半田48付
けされた部分においてもスルーホール62が設けてあり、
半田48付けによりフレキシブル基板61と芯線との導通を
行えるようにしている。これらスルーホール62,…,62が
設けられたフレキシブル基板61には、所定のプリントパ
ターンが形成してあり、スルーホール62,…,62部分で半
田48,…,48を流し込むことにより、平行に配設したSID
チップ19（と導通するＬ字リード25）、基盤21,22間の
電気的接続を行い、所定の撮像機能と、増幅機能又はSI
D駆動機能を行える回路を形成できるようにしてある。
尚、フレキシブル基板61は平板状のものを第４図のよう
に円筒形にまるめて取付けることができる。（第４図で
はプリントパターンを省略してスルーホール62,…,62が
多数形成してある様子の概略を示す。） 上記円筒形状にしたフレキシブル基板61の外周には合
成樹脂製等による円筒形の絶縁材64により覆われてい
る。

上記SID枠43と外径とケーブル固定材56の外径とは殆
んど等しく設定してあり、上記絶縁材64の外周側をこれ
らSID枠43及びケーブル固定材56に至る円筒形の金属板
等で形成したシールド材65によって覆われている。この
シールド材65の各端部は金属製等のSID枠43及びケーブ
ル固定材56と電気的に導通して内部のフレキシブル基板
61を含む電気回路系をシールドしている。

上記シールド材65のさらに外周面は、円筒形状の絶縁
材66によって覆われている。この絶縁材66は、例えは熱
収縮チューブを用いることができる。

この一実施例では、上述したようにSIDチップ18と、
このSIDチップ18の板面とその基盤面がそれぞれ平行に
配置した基盤21及び22とは、これらの側面に円筒状に巻
き付けたフレキシブル基板61により、スルーホール62,
…,62でそれぞれのＬ字リード45、回路接点65、芯線等
と導通し、フレキシブル基板61に形成してプリントパタ
ーンにより（基盤21,22の側面部分で）所定の回路的接
続を行い、ケーブル55,…,55により接続された制御装置
７に、映像信号を伝送してモニタ８で撮像した画像を表
示できるようにしてある。

この一実施例によれば、SIDチップ18からその裏面側
にピンを突出させるようにして基盤側と電気的接続を行
うようなことをしないで基盤21,22の側面外周により電
気的接続を行うようにしているので、前記ピンを用いた
場合よりもSIDチップ18と基盤21,22の間隔を小さくして
硬質の内視鏡先端部９を短かくできる。また基盤21,22
の側面側で電気的接続を行うようにしているので、SID
チップ18と基盤21,22とを平行に配置して先端部９を細
径化することもできる。つまりSIDチップ18と基盤21,22
とを平行に配置すると、従来例ではピンのためコンデン
サ19b等を配置するためには基盤のサイズを大きくしな
ければならないのに対し、この一実施例ではその必要が
なく細径化できる。

従って一実施例では先端部に撮像手段及び関連回路部
品を高密度実装して、所定の回路機能を構成できるよう
に回路的接続を行うことができ、小型化できる。

さらに、SIDチップ18と基盤21,22の側面外周部分でフ
レキシブル基板61のスルーホールを介して電気的接続を
行なうようにしたことで、SIDチップ18と基盤21,22との
接触および導通状態を目視によって確認することができ
るので、導通検査等の工程を省略することができ、目視
検査により接続不良等の不具合が発見された場合にも、
修復作業を容易に行なうことができるので、接続の信頼
性の向上に寄与することができる。

第５図、第６図および第７図は、本発明の上記一実施
例に関連する技術手段を示すものであって、第５図は、
この技術手段を適用した内視鏡先端部を示す。

上記一実施例では、フレキシブル基板61を用いたが、
この技術手段では導電塗料を線状に塗布してSIDチップ1
8（に導通するＬ字リード45）と基盤21,22との電気的接
続を行うようにしている。

第６図にその主要部を拡大して示すように、SIDチッ
プ18の裏面側にコンデンサ19及びトランジスタ20を実装
した基盤21と、この基盤21の後面側に基盤22を接続し、
SIDチップ18と基盤21の間には封止材91を、基盤21と22
との間には封止材92を充填してSIDチップ18、基盤21,22
を封止している。この場合、SIDチップ18と導通するＬ
字リード45と基盤21,22の側面は第７図にその概略を示
すように露出した状態の撮像ブロック93が形成されるよ
うにしてある。

しかして、側面に露呈するＬ字リード45、回路接点6
3、芯線の半田付け48分は、導電塗料を線状に塗布した
導電ライン94,…,94により回路的に接続されている。
（第７図では導電ライン94を示してない。） 尚、カバーガラス及びフィルタ44とSIDチップ18の撮
像面との間には透明の封止材95が充填してある。

その他の構造は上記一実施例と同様である。

この技術手段による作用および効果は、上述の一実施
例とほぼ同様である。

尚、この技術手段ではそのままでは交差する回路を形
成しにくいが、導電ライン94を形成した後に、その外周
面に絶縁塗料を塗布した後、さらに導電ライン94を形成
するようにすれば、導電パターンが交差する回路構成に
も対応できる。

尚、上述の一実施例および上記技術手段ではSIDチッ
プ18のリード部，基盤21,22の外形は円盤状としてある
が、本発明はこれに限定されるものでなく、長円板形と
かさらに四角形板でも良く、これらを積層した外形が例
えば４角柱となる場合には第８図に示すようなフレキシ
ブル基板96を用いることができる。尚、第８図において
各小孔はスルーホール97を表わしている。

尚、本発明でSIDチップ18と平行に配設される基盤と
しては、回路部品が取付けられたものとか、信号ケーブ
ルの先端が取付けられたもののみに適用できる。

尚、本発明は挿入部先端にSIDを収納する電子内視鏡
に限らず、ファイババンドルでイメージガイドを形成し
たファイバスコープとか、リレー光学系でイメージガイ
ドを形成した硬性内視鏡の接眼部に装着され、SIDを用
いたテレビカメラ又はビデオコンバータにも適用でき
る。又、一般のSIDを用いたテレビカメラ等にも適用で
きる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、固体撮像素子と基
盤とを平行に配置し、基盤の側面を用いて固体撮像素子
等との電気的接続を行うようにしてあるので、高密度実
装した場合にも所望の回路構成に接続でき、撮像部分を
小型化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例に係り、第１図
は一実施例における内視鏡先端部の主要部を示す断面
図、第２図は一実施例の外観を示す側面図、第３図は先
端部の構造を示す断面図、第４図はフレキシブル基板を
示す概略斜視図、第５図、第６図および第７図は、本発
明の一実施例に関連する技術手段を示すものであって、
第５図は、この技術手段を適用した内視鏡先端部の断面
図、第６図は第５図の主要部を拡大して示す断面図、第
７図は導電塗料による電気的接続が行われてない撮像ブ
ロックの斜視図、第８図はフレキシブル基板の他の実施
例を示す斜視図である。 １……電子内視鏡、２……挿入部 ７……制御装置、９……先端部 17……対物レンズ系、18……SIDチップ 19……コンデンサ、20……トランジスタ 21,22……基盤、45……Ｌ字リード 48……半田、56……ケーブル 61……フレキシブル基板 62……スルーホール、63……回路接点 65……シールド材

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固体撮像素子と、 この固体撮像素子と平行に配設した基盤と、 上記固体撮像素子と上記基盤の側面にかけて配設されス
   ルーホールを有する基板と、 上記固体撮像素子と上記基盤の側面部分で上記基板のス
   ルーホールを介して電気的接続を行なう接続手段と、 からなることを特徴とする内視鏡。