JP3305571B2 - 電子内視鏡の撮像素子組付け体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子内視鏡の撮像素
子組付け体、特に固体撮像素子に回路基板を接続配置す
るための撮像素子組付け体の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７には、従来の電子内視鏡先端部の構
成が示されており、図示されるように、先端部１には、
被観察体を捉えるための対物レンズ系２が配置される。
この対物レンズ系２の後側に、プリズム３が接続され、
このプリズム３の下側に固体撮像素子であるＣＣＤ（Ch
arge Coupled Device)４を内蔵する撮像素子パッケージ
５が配置される。

【０００３】図８には、上記ＣＣＤ４及びパッケージ５
の構成の詳細が示されており、図示されるように、パッ
ケージ５は内部にＣＣＤ４を収納する箱形状とされ、上
面開口を保護用ガラス６でカバーする構成となってい
る。そして、上記ＣＣＤ４の撮像面Ｓの前後に形成され
ている入出力端子とパッケージ５内の端子がボンデイン
グワイヤ７で接続されており、このパッケージ５側の端
子と図の端部の端子８とは内部に形成された配線パター
ンにより接続される。また、このパッケージ５の下側に
は、図７のように、ＣＣＤ４を駆動するために必要な回
路部材９が実装され、上記端子８に信号（伝送）線１０
が接続される。

【０００４】更に、図７に示されるように、上記対物レ
ンズ系２の向う側と手前側（不図示）にライトガイド１
１が配置されると共に、上記パッケージ５の下側には、
各種の処置具を被観察体内へ導くための処置具挿通チャ
ンネル１２が設けられる。この処置具挿通チャンネル１
２は、金属製管１２Ａに合成樹脂（テフロン等）製チュ
ーブ１２Ｂを接続する構成とされ、この金属製管１２Ａ
の長さで先端部１の硬性部長ＬA がほぼ決ることにな
る。

【０００５】上記の構成によれば、上記対物レンズ系２
で捉えられた被観察体内はＣＣＤ４で撮像され、この撮
像により得られた映像信号はパッケージ５から信号線１
０を介して外部へ取り出され、モニタ等に表示される。
そして、上記の処置具挿通チャンネル１２には、操作部
等の挿入口から導入された処置具が通され、この処置具
を被観察体内へ導出することにより、各種の処置が可能
となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電子内視鏡先端部内の構成では、上述したようにＣ
ＣＤ４を回路基板としてのパッケージ５内に収納し、ま
たパッケージ５の下側に回路部材９を配置することか
ら、内視鏡の細径化を促進することができないという問
題があった。即ち、図７に示されるように、内視鏡径Ｄ
1 は対物レンズ系２からパッケージ５までの撮像素子組
付け体の高さＤ2 や処置具挿通チャンネル１２の径によ
って決ることになり、例えばこの撮像素子組付け体の高
さを小さくすることができれば、細径化が図れることに
なる。

【０００７】また、図７で説明したように、処置具挿通
チャンネル１２では、金属管１２Ａに軟性の合成樹脂製
チューブ１２Ｂを連結する構成となっているが、図示の
ように、合成樹脂製チューブ１２Ｂが金属製管１２Ａの
外周で盛り上がるため、上記パッケージ５の後側で信号
線１０の接続に支障のない位置で、両管を接続するよう
にしている。この金属製管１２Ａの長さは、硬性部、即
ち先端部１の長さＬAを決定することから、可能な限り
短いことが望まれ、例えば上記チューブ１２Ｂの接続部
（盛り上がり部）を前側へ移動できれば、先端部１を短
縮化することが可能となる。

【０００８】なお、従来の電子内視鏡においては、上述
したパッケージ５を用いず、平板状の回路基板の上に上
記ＣＣＤ４を接続するタイプのものもあるが、この場合
も、回路基板に厚みがあり、またこの回路基板の下側に
回路部材が取り付けられることにより、同様の問題があ
る。

【０００９】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、撮像素子組付け体をその高さ方向
で小さくして内視鏡先端部の細径化を促進し、また処置
具挿通チャンネルにおける金属製管と合成樹脂製チュー
ブとの接続部を前側へ移せるようにして、先端部の短縮
化を図ることが可能となる電子内視鏡の撮像素子組付け
体を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１請求項記載の発明に係る電子内視鏡の撮像素子
組付け体は、電子内視鏡の先端部に配置される対物光学
系部材と、この対物光学系部材に光学的に接続された撮
像面が処置具挿通チャンネルと略平行となるように配置
され、この撮像面側の前後又は左右に入出力端子が設け
られた固体撮像素子と、この固体撮像素子の前後又は左
右の入出力端子に端子接続しながら上記撮像面に略垂直
に配置され、所定の回路パターンを形成した前後又は左
右の２枚の硬質の第１回路基板と、これらの第１回路基
板に対し上記固体撮像素子の撮像面上方において端子接
続され、所定の回路パターンを形成すると共に、上記撮
像面を向く面に形成した端子に信号伝送線を接続する第
２回路基板と、を含んでなることを特徴とする。第２請
求項記載の発明は、上記第１回路基板に、上記固体撮像
素子を駆動するための回路部材を配置し、上記第２回路
基板に、上記対物光学系部材を突出配置するための開口
を設けたことを特徴とする。

【００１１】上記の構成によれば、固体撮像素子の上
（撮像面）側の前後又は左右の入出力端子に２枚の硬質
第１回路基板が垂直に配置され、これらの第１回路基板
の上側に第２回路基板が例えば水平に接続されることに
なり、固体撮像素子の下側にはパッケージの底部や回路
部材が配置されないので、その分、撮像素子組付け体の
高さ方向の寸法を小さくすることができる。また、回路
基板が固体撮像素子の上側に移動し、固体撮像素子の後
側へ直接延出するものがなくなるので、固体撮像素子の
下側に配置される処置具挿通チャンネルの金属製管と合
成樹脂製チューブの接続部を従来よりも前側へ移動させ
ることが可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１乃至図４には、実施形態の第
１例である電子内視鏡（先端部）の撮像素子組付け体の
構成が示されており、図１は先端部の側面、図２はその
正面である。図１において、先端部１４には複数のレン
ズからなる対物レンズ系１５が固定部材１６により固定
配置され、この対物レンズ系１５にプリズム１７が接続
され、このプリズム１７に保護用ガラス１９を介して固
体撮像素子であるＣＣＤ２０が取り付けられる。

【００１３】図３及び図４には、上記の対物光学レンズ
系１５やＣＣＤ２０を含む撮像素子組付け体の構成が示
されており、上記の保護用ガラス１９には、例えば同時
式電子内視鏡等においてＣＣＤ２０の撮像面Ｓ上を気密
状態とする場合は、図４（Ｂ）に示されるように、開口
孔１９Ａを形成する。即ち、上記プリズム１７の下面と
ＣＣＤ２０の上面との間に、保護用ガラス１９を接着剤
等で接着することにより、上記開口孔１９Ａ内を気密状
態とすることができ、これによって撮像面Ｓ上に形成さ
れている色フィルタやマイクロレンズ等を良好に保護す
ることができる。しかし、面順次式等で気密状態とする
必要がない場合は上記開口孔１９Ａを形成しないことに
なる。

【００１４】そして、上記ＣＣＤ２０の上面の前後端
に、入出力端子Ｈが設けられており、このＣＣＤ２０の
前後の端子Ｈに端子接続する形で、前後の２枚の第１回
路基板２１Ａ，２１ＢがＣＣＤ２０の上に垂直に取り付
けられる。この第１回路基板２１Ａ，２１Ｂは、硬質の
合成樹脂材料からなり、上記端子Ｈに接続する端子を下
側端部に有すると共に、上側端部には端子Ｉ（図３）が
設けられ、この上側端子Ｉと下側端子を接続する配線パ
ターンが内部や表面に形成される。また、この第１回路
基板２１Ａ，２１Ｂには、上記ＣＣＤ２０を駆動するた
めの複数の回路部材２３が設けられ、前側の第１回路基
板２１Ａには、対物レンズ系１５を配置するための半円
形状の切欠２４が形成される。

【００１５】このような第１回路基板２１Ａ，２１Ｂの
上側に、開口２６Ａを形成した平板状の第２回路基板２
６が水平（撮像面Ｓに略平行）に配置される。即ち、こ
の第２回路基板２６の下面には、第１回路基板２１Ａ，
２１Ｂの上側端子Ｉと接続する端子ｉと、この端子ｉに
不図示の配線パターンを介して連結される端子ｊが形成
されることになり、この端子ｊに図４にも示されるよう
に信号線２７が結線される。そして、上記の開口２６Ａ
は対物レンズ系１５及びプリズム１７の上部を第２回路
基板２６から突出させるための開口であり、この開口２
６Ａにより、当該第２回路基板２６を対物光学系部材の
高さ内で配置することが可能となる。

【００１６】また、図１に示されるように、上記のＣＣ
Ｄ２０の下側には、鉗子等の処置具を導出するために、
金属製管２９Ａと軟性の合成樹脂製チューブ２９Ｂから
なる処置具挿通チャンネル２９が配置される。なお、図
２に示されるように、上記対物レンズ系１５の左右に
は、ライトガイド（照射窓）３０がそれぞれ配置され、
斜め下側には、対物レンズ系１５の入射窓に対し空気や
水を供給する噴射ノズル３１が設けられる。

【００１７】第１例は以上の構成からなり、第１例の組
付け体は、上述したようにＣＣＤ２０の撮像面Ｓ側に垂
直に２枚の第１回路基板２１Ａ，２１Ｂを取り付け、こ
の第１回路基板２１Ａ，２１Ｂの上側に第２回路基板２
６を取り付けることにより、図４（Ａ）のように組み立
てられる。従って、この第１例では、第１回路基板２１
Ａ，２１Ｂ及び第２回路基板２６が対物光学系部材にＣ
ＣＤ２０を組み付けた状態の高さＤ3 内に収まることに
なる。この高さＤ3 は、従来の図７の構成の高さＤ2 と
比較すると、パッケージ５の底面部の肉厚、ＣＣＤ４の
上面と保護用ガラス６との間のエアギャップ及び回路部
材９の高さを合計した分が小さくなり、この結果、内視
鏡の径Ｄ4 （図１）においても、上記合計分の寸法を小
さくできることになる。

【００１８】また、上記の処置具挿通チャンネル２９に
よれば、金属製管２９Ａの長さを従来の金属製管１０Ａ
（図７）よりも短くすることが可能となる。即ち、当該
例では、信号線２７を接続する回路基板２６がＣＣＤ２
０から離れて上側に配置され、図７のように回路基板と
してのパッケージ５がプリズム１７の下側で後側に延出
しないので、金属製管２９Ａと合成樹脂製チューブ２９
Ｂの接続部である盛り上がり部を従来よりも前側に移動
させることができる。従って、上記金属製管２９Ａを図
７の金属製管１２Ａの長さよりも短くすることができ、
この結果、先端部（硬性部）１４の硬性部長ＬB が従来
のＬA よりも短くなる。

【００１９】図５には、実施形態の第２例の構成が示さ
れており、この第２例は回路基板をアーチ状に形成した
ものである。即ち、図５に示されるように、前後に半円
板状の２枚の第１回路基板３３Ａ，３３ＢがＣＣＤ２０
の上面に垂直に配置され、両者の端子が接続される。そ
して、前側の第１回路基板３３Ａには、対物レンズ系１
５を配置するための円形孔３４が形成され、また図示さ
れるように、例えば第１回路基板３３Ｂの内側に回路部
材３５が実装され、上側端面には下側端子と接続される
上側端子Ｉが形成される。

【００２０】一方、上記第１回路基板３３Ａ，３３Ｂの
上側の円弧状端面に嵌合するアーチ状の第２回路基板３
６が配置され、この第２回路基板３６には、上記第１例
と同様に、端子ｉ及びｊが形成される。

【００２１】このような第２例の構成によれば、上記第
１回路基板３３Ａ，３３Ｂの上側の一部及び第２回路基
板３６の上側の一部が対物レンズ系１５の頂部から少し
突出するが、対物レンズ系１５の上側に余裕がある場合
に適用できる。即ち、この対物レンズ系１５は可能な限
り内視鏡の中心部に配置されることから、その上側に余
裕がある場合も多く、このような場合に用いることがで
きる。

【００２２】図６には、実施形態の第３例が示されてお
り、この第３例は固体撮像素子の入出力端子が左右に配
列されている場合の構成である。即ち、図６の例では、
対物レンズ系１５及びプリズム１７に対し、保護用ガラ
ス３７を介して組み付けられたＣＣＤ３８の左右に、図
示のように入出力端子Ｋが配置されており、この端子Ｋ
に端子接続する形で、左右に第１回路基板３９Ａ，３９
Ｂが垂直に設けられる。この第１回路基板３９Ａ，３９
Ｂの上側端部には、端子Ｉが形成され、かつ回路部材４
０が設けられる。

【００２３】そして、この第１回路基板３９Ａ，３９Ｂ
の上側に、第１例と同様に、平板状で開口４１Ａを形成
した第２回路基板４１が水平に設けられ、この第２回路
基板４１の下面にも、同様に上記端子Ｉと接続する端子
ｉと、信号線２７を接続するための端子ｊ及び配線パタ
ーンが形成される。

【００２４】このような第３例によれば、ＣＣＤ３８の
左右側に入出力端子が配置されているタイプの撮像素子
組付け体においても、第１回路基板３９Ａ，３９Ｂ及び
第２回路基板４１が対物光学系部材と固体撮像素子の組
付け体の高さＤ3 （図１及び図４）内に収まることにな
り、第１例の場合と同様の効果を得ることが可能とな
る。

【００２５】なお、上記各実施形態例での第１回路基板
２１Ａ，２１Ｂ，３３Ａ，３３Ｂ，３９Ａ，３９Ｂで
は、上下の端面に端子（Ｉ）を設けているが、この端子
は上下端部の側面に設けるようにしてもよい。また、本
発明は上記例で示した電子内視鏡に限らず、他の電子内
視鏡での固体撮像素子と回路基板の他の接続構造にも適
用することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
固体撮像素子の撮像面側の前後又は左右の入出力端子に
略垂直に２枚の硬質の第１回路基板を接続配置し、この
２枚の第１回路基板には上記固体撮像素子の撮像面上方
において第２回路基板を接続配置し、この第２回路基板
の撮像面側に信号伝送線を接続するようにしたので、対
物光学系部材に固体撮像素子を組み付けた高さ内に回路
基板を配置することができ、従来と比較すると、少なく
ともパッケージや回路基板の厚さ分を小さくして内視鏡
先端部の細径化を図ることが可能となる。

【００２７】また、信号伝送線を接続した第２回路基板
が固体撮像素子から離れて上側へ配置されるので、処置
具挿通チャンネルにおける金属製管と合成樹脂製チュー
ブとの接続部を前側へ移すことができ、先端部の短縮化
も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の第１例に係る撮像素子組付
け体の構成を示す電子内視鏡先端部の側面図である。

【図２】図１の先端部の正面図である。

【図３】第１例の撮像素子組付け体の構成を示す斜視図
である。

【図４】図３の組付け体の側面図［図（Ａ）］及びＣＣ
Ｄの上面図［図（Ｂ）］である。

【図５】実施形態の第２例に係る撮像素子組付け体の構
成を示す斜視図である。

【図６】実施形態の第３例に係る撮像素子組付け体の構
成を示す斜視図である。

【図７】従来の電子内視鏡先端部の構成を示す側面図で
ある。

【図８】図７に配置された固体撮像素子及びパッケージ
の構成（保護用ガラスを透視した状態）を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１，２４ … 先端部、 ２，１５ … 対物レンズ系、 ４，２０，３８ … ＣＣＤ、 ５ … パッケージ、 ６，１９，３７ … 保護用ガラス、 １２，２９ … 処置具挿通チャンネル、 ２１Ａ，２１Ｂ，３３Ａ，３３Ｂ，３９Ａ，３９Ｂ …
第１回路基板、 ２６，３６，４１ … 第２回路基板、 Ｈ，Ｉ，Ｋ，ｉ，ｊ … 端子、 Ｓ … 撮像面。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−156924（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−343602（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−148530（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−17026（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−190312（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 1/00 - 1/32

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子内視鏡の先端部に配置される対物光
   学系部材と、 この対物光学系部材に光学的に接続された撮像面が処置
   具挿通チャンネルと略平行となるように配置され、この
   撮像面側の前後又は左右に入出力端子が設けられた固体
   撮像素子と、 この固体撮像素子の前後又は左右の入出力端子に端子接
   続しながら上記撮像面に略垂直に配置され、所定の回路
   パターンを形成した前後又は左右の２枚の硬質の第１回
   路基板と、これらの 第１回路基板に対し上記固体撮像素子の撮像面
   上方において端子接続され、所定の回路パターンを形成
   すると共に、上記撮像面を向く面に形成した端子に信号
   伝送線を接続する第２回路基板と、を含んでなる電子内
   視鏡の撮像素子組付け体。
2. 【請求項２】 上記第１回路基板に、上記固体撮像素子
   を駆動するための回路部材を配置し、上記第２回路基板
   に、上記対物光学系部材を突出配置するための開口を設
   けたことを特徴とする上記第１請求項記載の電子内視鏡
   の撮像素子組付け体。