JP2800371B2

JP2800371B2 - 固体撮像装置

Info

Publication number: JP2800371B2
Application number: JP2141789A
Authority: JP
Inventors: 博雅鈴木; 久雄矢部; 晴彦海谷; 幸治高村; 浩長谷川
Original assignee: Olympus Optic Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-05-30
Filing date: 1990-05-30
Publication date: 1998-09-21
Anticipated expiration: 2013-09-21
Also published as: JPH0434948A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、固体撮像素子と回路基板とを有する固体撮
像装置に関する。

［従来の技術］近年、体腔内に細長の挿入部を挿入することにより、
体腔内臓器等を観察したり、必要に応じ処置具チャンネ
ル内に挿通した処置具を用いて各種治療処置のできる内
視鏡が広く利用されている。

また、特開昭63−272180号公報等に示されるように、
挿入部の先端部に固体撮像装置を設けた電子内視鏡も使
用されている。この電気内視鏡に用いられる固体撮像装
置は、CCD等の固体撮像素子を含むパッケージと、この
パッケージ裏面側でこのパッケージに電気的及び機械的
に接続される回路基板等で構成されることが多い。

ところで、内視鏡では患者の苦痛低減等の理由から挿
入部の細径化が望まれており、そのため、前記電子内視
鏡の挿入部先端部に設けられる固体撮像装置も小型化が
望まれる。また、内視鏡の挿入部において前記固体撮像
装置が設けられる部分は硬質部となるため、この硬質部
の長さを短くするために、固体撮像装置の全長も短い方
が良い。

［発明が解決しようとする課題］従来、固体撮像素子を含むパッケージの裏面側に回路
基板を設ける場合では、前記特開昭63−272180号公報に
示されるように、パッケージの裏面から硬性のリード足
を延出し、このリード足に対し回路基板の配線パターン
を電気的に接続していた。しかしながら、この接続方法
では、パッケージの裏面に回路基板をつきあてることが
できないため、固体撮像装置の全長が長くなってしまう
という問題点がある。

尚、前記特開昭63−272180号公報には、固体撮像素子
チップに接続されたベースの裏面に、固体撮像素子チッ
プの電極に接続されたフラットランドを設け、前記ベー
スの裏面に接続される基板の側面に設けられた導電パタ
ーンを前記フラットランドにつきあてて電気的に接続す
る技術が開示されている。しかしながら、この公報に示
される装置では、固体撮像素子チップの電極とフラット
ランドの間の接続はボンディングワイヤやスルーホール
等を介して行われるため、構成が複雑になるという問題
点がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、固
体撮像素子と回路基板とを有すると共に、簡単な構成
で、全長を短くできるようにした固体撮像装置を提供す
ることを目的としている。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明の固体撮像装置は、固体撮像素子を含むパッケ
ージと、このパッケージの裏面側でこのパッケージに電
気的及び機械的に接続される回路基板とを備えたものに
おいて、前記固体撮像素子に電気的に接続された箔状の
リードを前記パッケージの裏面に導いて、この裏面と平
行になるように折り曲げることによって、前記パッケー
ジの裏面に第１の接続用導電部を設け、前記回路基板の
前記パッケージ側の端部に第２の接続用導電部を設け、
前記回路基板の前記パッケージ側の端部を前記パッケー
ジの裏面につきあてた状態で前記第１の接続用導電部と
第２の接続用導電部とを電気的に接続したものである。

［実施例］以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図ないし第５図は本発明の一実施例に係り、第１
図はCCDパッケージと基板との接続部を示す説明図、第
２図はCCDパッケージの断面図、第３図は内視鏡挿入部
の先端側の断面図、第４図は内視鏡システムの全体を示
す説明図、第５図は本実施例の変形例におけるCCDパッ
ケージと基板を示す説明図である。

第４図に示すように、内視鏡１は、細長で可撓性を有
する挿入部２と、この挿入部２の後端に連設された太径
の操作部３とを備えている。前記操作部３からは、側方
に可撓性のユニバーサルコード４が延設され、このユニ
バーサルコード４の端部にコネクタ５が設けられてい
る。このコネクタ５は、光源装置21に接続されるように
なっている。前記コネクタ５からは、信号コード22が延
出され、この信号コード22の端部にコネクタ23が設けら
れている。このコネクタ23は、ビデオプロセッサ24に接
続されるようになっている。前記ビデオプロセッサ24に
は、モニタ25,VTRデッキ26,ビデオプリンタ27,ビデオデ
ィスク28等が接続されるようになっている。

前記挿入部２は、先端側から順に、硬性の先端部7,湾
曲可能な湾曲部8,可撓性を有する可撓管９からなる。

第３図に示すように、前記先端部７は、先端構成部材
10を有し、この先端構成部材10に、先端カバー41が取り
付けられている。この先端構成部材10及び先端カバー41
には、照明窓，観察窓，送気送水口及び鉗子チャンネル
口が設けられている。

前記照明窓の内側には、図示しない配光レンズが装着
され、この配光レンズの後端には、ファイババンドルよ
りなる図示しないライトガイドが連接されている。この
ライトガイドは、挿入部2,操作部３及びユニバーサルコ
ード４内を挿通されてコネクタ５に接続されている。そ
して、このライトガイドの入射端に、前記光源装置21内
の光源ランプから出射される照明光が入射するようにな
っている。

また、前記観察窓の内側には、対物光学系43及び固体
撮像装置31を有する撮像部30が設けられている。前記固
体撮像装置31は、前記対物光学系43の結像位置に配置さ
れたCCDパッケージ60とこのCCDパッケージ60に接続され
た回路基板としてのハイブリッド基板（以下、単に基板
と記す。）49とを有している。前記基板49に接続された
信号線32は、挿入部2,操作部3,ユニバーサルコード4,コ
ネクタ５及び信号コード22内の挿通されてコネクタ23に
接続されている。そして、前記CCDパッケージ60内の第
２図に示すようなCCDチップ61は、前記コネクタ23を介
して接続されるビデオプロセッサ24によって駆動される
と共に、このCCDチップ61の出力信号は、前記ビデオプ
ロセッサ24によって映像信号処理されるようになってい
る。このビデオプロセッサ24からの映像信号が、前記モ
ニタ25,VTRデッキ26,ビデオプリンタ27,ビデオディスク
28等に入力されるようになっている。

また、前記送気送水口には、図示しない送気送水チュ
ーブが接続されている。この送気送水チューブは、挿入
部2,操作部３及びユニバーサルコード４内を挿通されて
コネクタ５に接続されている。また、前記鉗子チャンネ
ル口には、チャンネル接続パイプ59を介して、鉗子チャ
ンネルチューブ35が接続されている。この鉗子チャンネ
ルチューブ35は、挿入部２内を挿通されて、操作部３に
設けられた図示しない鉗子挿入口に接続されている。

前記湾曲部８は、多数の略円筒状の関節駒11,12,…を
関節軸13で回動自在に連結して構成された湾曲管を有
し、この湾曲管の外周部は、湾曲ゴム14によって被覆さ
れている。また、最後端の関節駒の後端部には、可撓管
９が接続されている。

前記挿入部２内には、湾曲操作用の例えば４本のアン
グルワイヤ17が挿通され、このアングルワイヤ17の先端
部は、最先端の関節駒11に、ワイヤガイド15によって固
定されている。また、先端側より２番目の関節駒12以降
の関節駒の内周部には、所定の間隔で、ワイヤ受け18が
設けられ、このワイヤ受け18内に、前記アングルワイヤ
17が挿通されている。前記アングルワイヤ17は、操作部
３に設けられたアングル操作ノブによって押し引きさ
れ、これによって湾曲部８が上下／左右方向に湾曲され
るようになっている。

次に、前記撮像部30について詳しく説明する。

前記先端構成部材10と先端カバー41とに形成された観
察用透孔には、第１のレンズ枠42が撮像部固定ビス33に
よって固定されている。前記第１のレンズ枠42には、対
物光学系43を構成する対物前玉44が装着されている。前
記第１のレンズ枠42の内側には、第２のレンズ枠45が固
定され、この第２のレンズ枠５に対物光学系43の他のレ
ンズ系が装着されている。前記第２のレンズ枠45の後端
部には、素子枠47が接続され、この素子枠47に、CCDパ
ッケージ60が固定されている。このCCDパッケージ60の
裏面には、1C50a,コンデンサ50b,印刷抵抗50c等が設け
られた基板49が接続されている。前記基板49には、ケー
ブル固定部材51を介して、信号線32が接続されている。
この信号線32は、同軸ケーブルであり、ケーブル芯線52
が前記基板49に接続され、シールド線54は、前記CCDパ
ッケージ60及び基板49を覆うシールド部材56に導電性接
着剤により電気的に接続されている。尚、ケーブル芯線
52,シールド線54は、それぞれ、絶縁チューブ53,被覆チ
ューブ55で被覆されている。

また、前記シールド部材56の外周及びケーブル32の接
続部は、絶縁性の熱収縮チューブ57によって被覆されて
いる。

次に、第１図及び第２図を用いて、前記CCDパッケー
ジ60の構成と、CCDパッケージ60と基板49との接続につ
いて説明する。

第２図に示すように、CCDパッケージ60はCCDチップ61
を有し、このCCDチップ61のイメージエリアの周囲に
は、外部との信号の入出力を行うための複数のバンプ
（突起電極）62が設けられている。これらのバンプ62に
は、箔状のリード（以下、リード箔と記す。）63の一端
部がボンディングされている。このリード箔63は、CCD
チップ61の側部を通り、CCDチップ61の裏面側に延出さ
れ、他端部はCCDチップ61の裏面と平行になるように折
り曲げられている。以上の構成要素のうち、リード箔63
の他端部を除き、全体が透明封止樹脂64にて封止されて
いる。

一方、基板49には、第１図に示すように、導電パター
ン67が設けられており、この導電パターン67のうち、前
記CCDパッケージ60に接続されるものは、前記CCDパッケ
ージ60側の側面であって前記リード箔63の他端部に対向
する位置まで延設されている。そして、基板49の側面を
CCDパッケージ60の裏面につきあて、リード箔63と導電
パターン67とを接触させ両者を半田等によって電気的に
接続し、更に固定用接着剤68によってCCDパッケージ60
と基板49とを機械的に接続している。

このように、本実施例では、CCDパッケージ60の裏面
にリード箔63によって平坦な第１の接続用導電部を設
け、一方、基板49のCCDパッケージ60側の側面に導電パ
ターン67によって平坦な第２の接続用導電部を設け、基
板49のCCDパッケージ60側の側面をCCDパッケージ60の裏
面につきあてた状態で前記第１の接続用導電部と第２の
接続用導電部とを電気的に接続している。従って、固体
撮像装置31の基板49の長手方向の全長を短くすることが
でき、これにより、内視鏡１の挿入部２の先端側の硬質
部の長さを短くすることができる。

また、CCDパッケージ60のバンプ62に接続されたリー
ド箔63によって第１の接続用導電部を形成しているの
で、途中にボンディングワイヤやスルーホール等が不要
で、構成が簡単である。

第５図に示す変形例におけるCCDパッケージ70では、C
CDチップ61のイメージエリアの周囲にバンプ62が設けら
れ、このバンプ62にリード箔63の一端部がボンディング
されている。このリード箔63は、CCDチップ61の側部を
通り、CCDチップ61に裏面側に延出されている。また、
前記CCDチップ61のイメージエリアを覆うようにカバー
ガラス71が設けられている。そして、以上の構成要素の
うち、カバーガラス71の表面とリード箔63の他端部を除
き、全体が封止樹脂72にて封止されている。また、CCD
チップ61の裏面側の封止樹脂にて形成されたCCDパッケ
ージ70の裏面部73には、基板75挿入用の凹部74が設けら
れている。また、前記リード箔63の他端部は、前記CCD
パッケージ70の裏面部73と平行になるように、前記凹部
74側に折り曲げられている。前記凹部74には、基板75が
挿入され、この基板75上の導電パターンと前記リード箔
63の他端部とが半田等により電気的に接続され、基板75
と凹部74とが接着剤77等により機械的に接続されてい
る。

この変形例によれば、CCDパッケージ70と基板75とを
含む固体撮像装置の基板75の長手方向の全長を短くする
ことができると共に、CCDパッケージ70に対する基板75
の位置決めが容易になる。

ところで、従来、内視鏡による観察部の凹凸を際立た
せるために、主観察照明とは別に、斜照明を観察部に照
射することがあった。この場合、従来は、斜照明を主観
察照明とは別々の光源によって行っていた。ところが、
実施例に示したような固体撮像装置を有する電子内視鏡
のうち、カラー撮像方式として、照明光を赤（Ｒ），緑
（Ｇ），青（Ｂ）等に順次切り換える面順次方式を用い
る電子内視鏡では、前記斜照明と主観察照明とを別々の
光源によって行うと、両照明の同期がとれず、あるい
は、同期をとるには構成が大掛かりになっていた。

そこで、簡単な構成で、斜照明と主観察照明の同期を
とることができるようにした内視鏡装置の例を第６図な
いし第８図に示す。

第６図は内視鏡装置の構成を示す説明図、第７図は内
視鏡挿入部の先端部の構成を示す説明図、第８図は内視
鏡のコネクタ部を示す説明図である。

第６図に示すように、電子内視鏡81は、細長で可撓性
を有する挿入部82と、この挿入部82の後端に連設された
太径の操作部83とを備えている。前記操作部83からは、
側方に可撓性のユニバーサルコード84が延設され、この
ユニバーサルコード84の端部にコネクタ部85が設けられ
ている。このコネクタ部85は、光源装置87及び図示しな
い信号処理回路が内蔵されたビデオプロセッサ86に接続
されるようになっている。

第７図に示すように、前記挿入部82の先端部88には、
照明窓，観察察及びチャンネル開口部が設けられてい
る。前記照明窓の内側には、主観察照明用の配光レンズ
91が設けられ、この配光レンズ91の後端に主観察照明用
のライトガイド92が連設されている。このライトガイド
92は、挿入部82,操作部83及びユニバーサルコード84内
を挿通されて基部側は、コネクタ部85内の照明切換装置
93を介して、ライトガイド口金94内のロッドレンズ（ま
たは単ファイバ）95に光学的に接続されるようになって
いる。また、前記観察窓の内側には、対物レンズ系96が
設けられ、この対物レンズ系96の結像位置に、実施例で
示したような固体撮像装置97が設けられている。この固
体撮像装置97は、挿入部82,操作部83及びユニバーサル
コード84内を挿通された信号線、及びコネクタ部85を介
して、ビデオプロセッサ86内の信号処理回路に接続され
るようになっている。また、挿入部82内には処置具チャ
ンネル98が設けられ、この処置具チャンネル98は、前記
チャンネル開口部と、操作部83に設けられた挿入口99と
に連通している。そして、前記処置具チャンネル98内に
は、斜照明用のライトガイドプローブ101が挿入される
ようになっている。このプローブ101の先端部は、第７
図に示すように、チャンネル開口部から突出されるよう
になっている。このプローブ101は、第８図に示すよう
に、内部にライトガイド103を有し、基部にプローブコ
ネクタ102が設けられ、このプローブコネクタ102は、コ
ネクタ部85の側部に接続されるようになっている。

一方、第６図に示すように、ビデオプロセッサ86内の
光源装置87は、ランプ105と、このランプ105とライトガ
イド口金94との間に配設された回転フィルタ106と、こ
の回転フィルタ106を回転させるモータ107とを備えてい
る。前記回転フィルタ106は、周方向に沿って配列され
たR,G,Bの各波長領域の光を透過するフィルタを有し、
モータ107によって回転されることにより、前記各フィ
ルタが順次照明光路中に介装されるようになっている。
そして、前記ランプ105から出射された光は、前記回転
フィルタ106の各フィルタを通過して、R,G,Bの各波長領
域の光に順次切り換えられて、ライトガイド口金94内の
ロッドレンズ95に入射するようになっている。

次に、第８図を用いて前記照明切換装置93について説
明する。

この照明切換装置93は、主観察照明用のライトガイド
92の基部とロッドレンズ95との間に選択的に挿入される
ロッドレンズ（または単ファイバ）111とハーフミラー1
12とを備えている。また、この照明切換装置93は、斜照
明用のライトガイドプローブ101のプローブコネクタ102
に連動するようになっており、前記プローブコネクタ10
2がコネクタ部85に接続されないときは、前記ロッドレ
ンズ111がライトガイド92とロッドレンズ95との間に介
装され、前記プローブコネクタ102がコネクタ部85に接
続されたときは前記ハーフミラー112がライトガイド92
とロッドレンズ95との間に介装されるようになってい
る。また、前記ハーフミラー112がライトガイド92とロ
ッドレンズ95との間に介装されると、ロッドレンズ95か
らの照明光が、ハーフミラー112によって２つの光束に
分割され、それぞれ主観察照明用ライトガイド92と、斜
照明用ライトガイド103とに入射するようになってい
る。

従って、プローブコネクタ102がコネクタ部85に接続
されないときは、光源装置87から出射される照明光が、
全て、ロッドレンズ95,111,ライトガイド92及び配光レ
ンズ91を経て主観察照明光121として観察部に照射され
る。また、プローブコネクタ102がコネクタ部85に接続
されたときは、光源装置87から出射される照明光は、ハ
ーフミラー112によって２つの光束に分割され、一方の
光束はロッドレンズ95,111,ライトガイド92及び配光レ
ンズ91を経て主観察照明光121として観察部に照明さ
れ、他方の光束ライトガイド103を経て、斜照明光122と
して観察部に照射され、これにより、凹凸感のある画像
が得られる。

このように、本例によれば、主観察照明と斜照明光に
対する光源装置が１つなので、面順次方式の場合に両照
明光におけるR,G,Bの切り換えを同期させることができ
る。

また、光源装置が１つで済み、構成が簡単である。

また、電子内視鏡81側の改良のみで、簡単に、主観察
照明と斜照明光との同期が可能になる。

尚、本発明は、電子内視鏡に限らず種々の撮像装置に
適用することができる。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、固体撮像素子に
電気的に接続された箔状のリードを、固体撮像素子を含
むパッケージの裏面に導いて、この裏面と平行になるよ
うに折り曲げることによって、パッケージの裏面に第１
の接続用導電部を設け、回路基板のパッケージ側の端部
に第２の接続用導電部を設け、回路基板のパッケージ側
の端部をパッケージの裏面につきあてた状態で第１の接
続用導電部と第２の接続用導電部とを電気的に接続した
ので、簡単な構成で、固体撮像素子と回路基板とを有す
る固体撮像装置の全長を短くすることができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の一実施例に係り、第１図
はCCDパッケージと基板との接続部を示す説明図、第２
図はCCDパッケージの弾面図、第３図は内視鏡挿入部の
先端側の断面図、第４図は内視鏡システムの全体を示す
説明図、第５図は本実施例の変形例におけるCCDパッケ
ージと基板を示す説明図、第６図ないし第８図は斜照明
と主観察照明の同期をとることができるようにした内視
鏡装置の例に係り、第６図は内視鏡装置の構成を示す説
明図、第７図は内視鏡挿入部の先端部の構成を示す説明
図、第８図は内視鏡のコネクタ部を示す説明図である。１……内視鏡、31……固体撮像装置 49……ハイブリッド基板 60……CCDパッケージ 63……リード箔、67……導電パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高村幸治東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者長谷川浩東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献特開平３−250637（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/60 321 H01L 21/60 311 H01L 21/60 301

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】固体撮像素子を含むパッケージと、このパ
ッケージの裏面側でこのパッケージに電気的及び機械的
に接続される回路基板とを備えた固体撮像装置におい
て、前記固体撮像素子に電気的に接続された箔状のリー
ドを前記パッケージの裏面に導いて、この裏面と平行に
なるように折り曲げることによって、前記パッケージの
裏面に第１の接続用導電部を設け、前記回路基板の前記
パッケージ側の端部に第２の接続用導電部を設け、前記
回路基板の前記パッケージ側の端部を前記パッケージの
裏面につきあてた状態で前記第１の接続用導電部と第２
の接続用導電部とを電気的に接続したことを特徴とする
固体撮像装置。