JP3343318B2 - 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、特に撮像素子とその回路基板とをパッケー
ジを用いずに構成する組付け体の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７には、従来から電子内視鏡等の先端
部に組み込まれる撮像素子組付け体における撮像素子と
その回路基板の構成が示されており、これは同時式の電
子内視鏡に適用されるもので、図（Ｂ）は図（Ａ）のＩ
−Ｉ線の断面である。図７において、撮像素子であるＣ
ＣＤ（Charge Coupled Device）１はセラミック等から
なるパッケージ２に収納され、その上面開口を塞ぐ形で
カバーガラス３が配置される。

【０００３】このＣＣＤ１の上面の撮像面には、色フィ
ルタやマイクロレンズ等が形成されている。この撮像面
の外側に、複数の入出力端子Ｅが前後端（図の左側を
前、右側を後とする）に配列され、一方のパッケージ２
側でも、その内部の段差部に端子Ｆが配列されており、
これらの端子Ｅ及びＦはボンデイングワイヤ４で接続さ
れる。そして、上記の端子Ｆはパッケージ２内の導体パ
ターンにより端部の端子Ｇまで接続されており、この端
子Ｇに外部回路からの信号線５が接続される。

【０００４】このような構成の撮像素子組付け体では、
上記パッケージ２と蓋であるカバーガラス３とによりＣ
ＣＤ１を気密状態で収納することにより、ＣＣＤ１上の
撮像面の色フィルタを保護することができ、またＣＣＤ
１の上面とカバーガラス２との間に空間を設けることに
より、ＣＣＤ１の撮像面のマイクロレンズの機能を維持
することができる。そうして、このようなＣＣＤ１で得
られたビデオ信号は信号線５を介して外部へ取り出さ
れ、これによって被観察体内の画像をモニタ等へ表示で
きる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
撮像素子組付け体の構成では、ＣＣＤ１を収納するパッ
ケージ２を備えるため、組付け体全体の大きさを小さく
することが困難であるという問題がある。即ち、図７に
示されるように、パッケージ２の平面における寸法（縦
横）がＬ1 ×Ｌ2 となっているが、この長さＬ1 及びパ
ッケージ２の厚さは内視鏡先端部の径の大きさに影響
し、他方の長さＬ2 は内視鏡先端部の軸方向の長さに影
響を与えることになり、これらの長さを短くすることが
できれば、内視鏡の細径化、短縮化を図ることができ
る。しかし、上記のパッケージ２はＣＣＤ１を収納する
箱体とされるために、その箱体の外周壁の厚さ分、組付
け体が大きくなることになる。

【０００６】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、パッケージを用いることなく、撮像
素子を所定の条件で回路基板に接続し、内視鏡の細径化
及び短縮化を図ることができ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。

【０００７】

【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請求項記載の発明は、電子内視鏡の先端部に対
物光学系部材を介して配置され、内視鏡先端側を前とし
たときの前後端部に複数の入出力用端子が配列された撮
像素子と、この撮像素子に対する入出力信号を伝送する
信号線を接続すると共に、この撮像素子を駆動するため
の回路部材を配置した硬質の第１回路基板と、上記撮像
素子と共に水平状態に置いたときの当該撮像素子を挿入
配置する開口を設けたフレキシブル基板からなり、この
開口の前方部及び後方部に形成され、上記撮像素子の前
後端部の入出力端子と接続される撮像素子側接続端子
と、上記開口の後方部に形成され、上記第１回路基板上
の端子と接続される後方の第１回路基板側接続端子と、
この後方の第１回路基板側接続端子と上記開口後方部の
撮像素子側接続端子との間を配線する導体パターンと、
上記開口の前方部から左右部を通して後方部まで形成さ
れ、上記後方の第１回路基板側接続端子と上記前方部の
撮像素子側接続端子との間を配線する導体パターンとを
設けた第２回路基板と、を有し、上記撮像素子と第１回
路基板を上記第２回路基板を用いて接続すると共に、こ
の第２回路基板はその左右部側を上記撮像素子の上下方
向へ折り曲げるようにしたことを特徴とする。第２請求
項記載の発明は、上記第１回路基板側接続端子を上記第
２回路基板に設けられた開口部に露出して形成したこと
を特徴とする。

【０００８】上記の構成によれば、フレキシブル基板で
ある第２回路基板を介して、例えば硬質樹脂材料で形成
された第１回路基板と撮像素子が接続され、この撮像素
子の上面には、第２回路基板の撮像素子側接続端子を挟
むような形で、カバーガラスが接着剤等を利用して接着
される。従って、撮像素子の上面にはカバーガラスとの
間に小さな間隔の空間が配置され、かつこの空間は気密
状態となり、これによりマイクロレンズの機能維持及び
色フィルタの保護が達成できる。しかも、パッケージを
用いないので、組付け体の全体の大きさを小さくするこ
とが可能となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１には、実施形態の一例である
電子内視鏡の撮像素子組付け体の構成が示されており、
図１の撮像素子は同時式に用いられるものである。図に
おいて、ＣＣＤ１０は、従来のものと同様となってお
り、その上面の撮像面には、色フィルタやマイクロレン
ズ等が形成されており、また前後端（図の右上が前、左
下が後とする）には、複数の入出力用端子Ｈ（前方
端），Ｉ（後方端）が設けられる（なお、端子Ｈ，Ｉは
透視した状態で示している）。このＣＣＤ１０には、そ
の外周を囲むように、開口１１を有する第２回路基板１
２が配置され、この第２回路基板１２を介してＣＣＤ１
０は第１回路基板１４へ電気的に接続される。

【００１０】即ち、上記第２回路基板１２は薄いフレキ
シブル基板からなり、上記ＣＣＤ１０の端子Ｈに接続さ
れる短冊状の端子ｈ及び上記端子Ｉに接続される短冊状
の端子ｉを有しており、この端子ｈ，ｉは金属製の薄板
とされる。また、第２回路基板１２の後方側に、第１回
路基板側接続端子Ｊが設けられており、この端子Ｊは開
口１５に露出して形成されている。従って、この端子Ｊ
に対しては上面からでも、下面からでも端子接続が可能
となる。そして、上記端子ｈと端子Ｊとの間、端子ｉと
端子Ｊとの間を配線するために、第２回路基板１２の表
面に導体パターン１６が形成される。

【００１１】上記第１回路基板１４は、硬質の合成樹脂
材料から形成されており、この第１回路基板１４には、
上記第２回路基板１２の端子Ｊと接続される端子ｊが設
けられると共に、信号線を接続するための端子Ｋが形成
される。そして、この端子Ｋと上記端子ｊとの間は、ス
ルーホール１８を介して下側に形成された導体パターン
により配線されている。

【００１２】更に、上記ＣＣＤ１０の上面には、カバー
ガラス２０が配置されることになるが、このカバーガラ
ス２０は上記端子Ｈとｈの接続部及び端子Ｉとｉの接続
部の上に接着剤を用いて接着される。従って、このカバ
ーガラス２０はＣＣＤ１０の上面の撮像面から、端子
ｈ，ｉの厚さ分だけ浮き上がった状態で固定されること
になる。

【００１３】図２には、図１の部材を組み付けた状態
（カバーガラス２０を除く）が示され、図３には第１回
路基板１４と第２回路基板１２の接続部の拡大図が示さ
れている。当該組付け体の製作では、まず上記ＣＣＤ１
０と第２回路基板１２とが接続されるが、これはＴＡＢ
（Tape Automated Bonding）方式等で行われる。このＴ
ＡＢ方式は、テープ状の部材（フレキシブル基板）に第
２回路基板１２を連続して形成しておき、このテープ状
部材の個々の第２回路基板１２に対してＣＣＤ１０を順
に接続するものである。当該例の場合、このＣＣＤ１０
上の端子Ｈ及びＩと第２回路基板１２側の端子ｈ及びｉ
がそれらに形成されたバンプを介して接続される。

【００１４】次に、上記第２回路基板１２と第１回路基
板１４とが接続されることになるが、これは、図３に示
されるように、開口部１５に露出する第２回路基板側の
端子Ｊと第１回路基板１４側の端子ｊとをボンデイング
ワイヤ２２で接続することにより行われる。そうして、
ＣＣＤ１０の上面にはカバーガラス２０が接着され、そ
の後にこれらの部材は対物光学系部材に組み付けられる
ことになり、この組付け状態が図４に示されている。

【００１５】図４において、対物光学系部材２４にはプ
リズム２５が接続され、このプリズム２５の下面に上述
したカバーガラス２０が接続される。また、図示される
ように、第１回路基板１４の端子Ｋには信号線２６が半
田等で接続され、この第１回路基板１４の裏面に、ＣＣ
Ｄ１０を駆動するための回路部材２７等も配置される。
そうして、最後に第２回路基板１２の左右部がＣＣＤ１
０の左右幅で上方へ（もちろん下方でもよい）折り曲げ
られることになり、このような状態で内視鏡の先端部に
配設される。

【００１６】以上の構成によれば、従来の図７で示した
ようなパッケージ２を用いないので、このパッケージ２
の外周壁の厚さ分だけ組付け体が小さくなるという利点
がある。即ち、図２のＣＣＤ１０や組付け体の大きさは
図７のものと同一の拡大率で示しており、この図によれ
ば、当該例の組付け体の平面の寸法はＬ3 ×Ｌ4 となる
が、この長さＬ3 は図７の長さＬ1 よりも短くなり、ま
た長さＬ4 も図７の長さＬ2 よりも短くなることが理解
される。

【００１７】また、組付け体の厚さ（上下）方向におい
ても、パッケージ２の底面の厚さ分が確実に薄くなる。
即ち、実施形態例では、上記の第１回路基板１４が第２
回路基板１２に接続されることによって、ＣＣＤ１０の
厚さの中に配置されることになり、図７のパッケージ２
の底面部に相当する部材が存在しないからである。従っ
て、この厚さが小さくなったこと、上記の長さＬ3 が短
くなったことにより、内視鏡先端部の細径化が可能とな
り、一方上記の長さＬ4 が短くなったことにより、内視
鏡先端部の軸方向の短縮化ができることになる。

【００１８】そして、上述したように、ＣＣＤ１０の上
面にはカバーガラス２０が配置され、このカバーガラス
２０はＣＣＤ１０の端子Ｈ及びＩと第２回路基板１２側
の端子ｈ及びｉが接続された部分を間隔部材としなが
ら、接着剤で気密状態に接着されるので、ＣＣＤ１０の
撮像面とカバーガラス２０との間には小さな隙間が生じ
る。従って、ＣＣＤ１０の撮像面に形成されているマイ
クロレンズの機能を妨げることもなく、色フィルタの保
護も十分に行うことができる。

【００１９】なお、実施形態例では、上述のように、第
２回路基板１２の第１回路基板側接続端子Ｊを開口部１
５に露出させて形成したことにより、この第２回路基板
１２の表裏の両面に第１回路基板１４を接続可能となる
という利点もある。即ち、図５に示した構成は、上記の
例と同様に、第２回路基板１２の裏面に第１回路基板１
４を接続配置したものであるが、図６に示したように、
第２回路基板１２の表面に、第１回路基板１４を裏返し
て接続することも可能である。これによれば、設計の自
由度が増すという効果がある。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、第１請求項記載の
発明によれば、信号線を接続しかつ回路部材を配置した
第１回路基板と、水平状態で撮像素子を挿入配置する開
口を有し、配線導体パターンをこの開口の後方部に形成
すると共に前方部から左右部を通して後方部へ形成した
フレキシブルの第２回路基板を用い、この第２回路基板
により、撮像素子と第１回路基板を接続すると共に、こ
の第２回路基板の左右部を上下方向へ折り曲げるように
したので、パッケージを用いることなく、撮像素子を所
定の条件で回路基板に接続でき、この結果内視鏡の細径
化及び短縮化を図ることが可能となった。

【００２１】第２請求項記載の発明によれば、上記第１
回路基板側接続端子を第２回路基板に設けられた開口部
に露出して形成したので、この第２回路基板の表裏の両
面に第１回路基板を接続することができ、設計の自由度
が増すという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の一例としての電子内視鏡の
撮像素子組付け体の構成を示す分解斜視図である。

【図２】図１の部材（カバーガラスを除く）を組立てた
状態を示す平面図である。

【図３】図２における第１回路基板と第２回路基板の接
続部の構成を示す拡大図である。

【図４】図１の組付け体を対物光学系部材に組み付けた
状態を示し、図（Ａ）は平面図（カバーガラス省略）、
図（Ｂ）は側面図、図（Ｃ）は正面図である。

【図５】実施形態例の組付け体における第１回路基板の
接続状態を示す斜視図である。

【図６】組付け体における第１回路基板の他の接続状態
を示す斜視図である。

【図７】従来の撮像素子組付け体の構成を示し、図
（Ａ）は平面図、図（Ｂ）は図（Ａ）のＩ−Ｉ線断面図
である。

【符号の説明】

１，１０ … ＣＣＤ、 ２ … パッケージ、 ３，２０ … カバーガラス、 ５，２６ … 信号線、 １２ … 第２回路基板、 １４ … 第１回路基板、 １６ … 導体パターン、 Ｈ，Ｉ … 入出力端子、 ｈ，ｉ … 撮像素子側接続端子、 Ｊ … 第１回路基板側接続端子、 ｊ，Ｋ … 端子。

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対物光学系部材を
   介して配置され、内視鏡先端側を前としたときの前後端
   部に複数の入出力用端子が配列された撮像素子と、 この撮像素子に対する入出力信号を伝送する信号線を接
   続すると共に、この撮像素子を駆動するための回路部材
   を配置した硬質の第１回路基板と、上記撮像素子と共に水平状態に置いたときの当該撮像素
   子を挿入配置する開口を設けた フレキシブル基板からな
   り、この開口の前方部及び後方部に形成され、上記撮像
   素子の前後端部の入出力端子と接続される撮像素子側接
   続端子と、上記開口の後方部に形成され、上記第１回路
   基板上の端子と接続される後方の第１回路基板側接続端
   子と、この後方の第１回路基板側接続端子と上記開口後
   方部の撮像素子側接続端子との間を配線する導体パター
   ンと、上記開口の前方部から左右部を通して後方部まで
   形成され、上記後方の第１回路基板側接続端子と上記前
   方部の撮像素子側接続端子との間を配線する導体パター
   ンとを設けた第２回路基板と、を有し、 上記撮像素子と第１回路基板を上記第２回路基板を用い
   て接続すると共に、この第２回路基板はその左右部側を
   上記撮像素子の上下方向へ折り曲げるようにしたことを
   特徴とする電子内視鏡の撮像素子組付け体。
2. 【請求項２】 上記第１回路基板側接続端子は、上記第
   ２回路基板に設けられた開口部に露出して形成したこと
   を特徴とする第１請求項記載の電子内視鏡の撮像素子組
   付け体。