JP3742514B2 - Imaging device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内視鏡の先端部に内蔵されるものに好適な撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、固体撮像素子を利用して被写体像を電子的に撮像する種々の装置が開発されている。例えば、CCD(電荷結合素子)を用いた撮像装置は電子式内視鏡装置等にも利用されている。
【0003】
このように従来の撮像装置を内視鏡装置に応用したものとして、特開平6−148530号公報にて開示されたものがある。この提案によれば、内視鏡先端部に設けた対物光学系の光軸を屈曲させて水平に設けた固体撮像素子の受光部に導くようになっている。固体撮像素子は電気部品を実装した回路基板に接続される。回路基板にはスルーホールが形成され、このスルーホールを利用して固体撮像素子から延出したリード及び信号ケーブルを挿通することにより電気的接続を行っている。
【0004】
信号ケーブルはビデオプロセッサに接続され、撮像装置で撮像した画像信号を信号ケーブルを介してビデオプロセッサに伝送することによって、被写体の観察画像の表示を行っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の撮像装置においては、回路基板に設けられたスルーホールランドに信号ケーブルの各信号線を半田付け等によって接続するようになっている。この信号ケーブルは、複数の信号線、つまり同軸線や単純線が撚り合わされて形成された撚線の外側に、横巻きテープ、総合シールド及び樹脂製の外皮が被覆されることで構成されている。
【0006】
そして、これらの複数の信号線は、回路基板面上のスルーホールランドに配置接続される。単純線の導体又は同軸線の内部導体が同軸線の外部導体に隣接して配置されている場合には、信号線が回路基板上に形成されたランドに対して斜めに接続されたり、信号線のストリップ長が長いときには、同軸線の外部導体と単純線の導体又は同軸線の内部導体とが接触して画像不良が生じてしまうという問題点があった。
【0007】
また、電子内視鏡の挿入部先端部には先端部を湾曲させるための湾曲部が設けられている。従来の撮像装置をこの挿入部先端部に配設した場合には、湾曲部の湾曲操作によって信号ケーブルが押し引きされて、回路基板に接続された信号線が動き、単純線の導体及び/又は同軸線の内部導体と外部導体との接触等が生じて、観察画像が不良となることがあるという問題点もあった。
【0008】
これらの画像不良を防止するためには、信号線同士の間隔を広くする必要がある。このため、回路基板が大きくなり、装置が大型化してしまう。従って、電子内視鏡の先端部が太径化し、先端硬質長が長くなってしまう。
【0009】
更に、同軸線の外部導体がホツレたり、単純線や同軸線の内部導体を覆う絶縁体が損傷することにより、各信号線が同軸線の外部導体と接触して画像不良が生じることもあるという問題点もあった。
【0010】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、画像不良の発生を防止すると共に、装置の小型化及び短縮化を図ることができる撮像装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の撮像装置は、対物光学系と、この対物光学系より結像される光学像を電気信号に変換する固体撮像装置と、この固体撮像装置からの電気信号を伝送する配線及び前記電気信号を処理する電気回路部品が設けられる回路基板と、内部導体と該内部導体を被覆する絶縁層とで構成される芯線と、該芯線と同軸上に配設され前記絶縁層を介して当該芯線の外面を覆設する外部導体と、を有し、前記回路基板に接続される同軸ケーブルと、を備え、前記同軸ケーブルは、前記芯線と前記外部導体とが、前記回路基板の一端面の外方から当該回路基板の一端面を挟んで延設されると共に、前記芯線における前記内部導体が当該回路基板の一面に配設された第1接続部に接続され、一方、前記外部導体が当該回路基板の他面における前記第1接続部の裏面側に配設された第2接続部に接続されることを特徴とする。
【0012】
本発明の第2の撮像装置は、前記第1の撮像装置において、前記固体撮像装置は、前記対物光学系の光軸に対して略々平行に配置された受光部を有し、前記対物光学系の光軸を前記受光部に結像させるために前記対物光学系の光軸を略々直角に屈曲させる光学素子を具備したことを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図1乃至図7は本発明の第1の実施の形態に係り、図1は第1の実施の形態に係る撮像装置が配設された電子内視鏡の先端部の断面図であり、図2は図1の撮像装置が組込まれる電子内視鏡システムの概略図、図3及び図4は図1中の信号線を示す斜視図、図5は図1中の信号ケーブルを示す断面図、図6は図1のX−X線で切断して示す断面図、図7は図6のA方向から見た上面図である。
【0014】
本実施の形態は撮像装置を電子内視鏡に適用した例である。
【0015】
先ず、図2を参照して内視鏡システムの概略を説明する。
【0016】
図2において、内視鏡システムは、電子内視鏡1と、電子内視鏡1に照明光を供給する光源装置2と、電子内視鏡1からの画像信号を処理するビデオプロセッサ3と、ビデオプロセッサ3からの映像信号をモニタ表示するモニタ4を有しており、ビデオプロセッサ3にはVTRデッキ5、ビデオプリンタ6、ビデオディスク7等の周辺機器も接続されている。
【0017】
電子内視鏡1は、先端側に細長で体腔内に挿入することが可能な可撓性を有する挿入部8が形成され、手元(基端)側に操作部9が形成されている。挿入部8は、体腔内に挿入することが可能な細長で可撓性を有する可撓管10と、可撓管10の先端側に形成された複数の湾曲駒から成る湾曲部11と硬質の先端部12とによって構成されている。操作部9に配設された図示しない上下左右の湾曲操作ノブを操作することによって、湾曲部11を湾曲させることが可能になっている。
【0018】
この操作部9からユニバーサルコード14が延設されて、コネクタ装置13を介してビデオプロセッサ3に接続されている。光源装置2にはコネクタ装置13が接続されるコネクタ受け15が設けられている。ユニバーサルコード14はコネクタ装置13及びコネクタ受け15を介して光源装置2に接続され、光源装置2の光源ランプ16からの照明光を内部に挿通された図示しないライトガイドファイバーを介して電子内視鏡1の先端部12に導くようになっている。
【0019】
また、ユニバーサルコード14は、ビデオプロセッサ3からの電源電圧及び駆動信号等を電子内視鏡1に供給すると共に、電子内視鏡1からの映像信号をビデオプロセッサ3に供給するようになっている。
【0020】
図1において、先端部12は、湾曲部11に取り付けられる筒状部材21、この筒状部材21の先端に設けられる略円柱状の先端構成部材22を備えている。先端構成部材22の先端部には先端カバー23が被嵌され接着剤により固定されている。先端カバー23の後端側には、先端構成部材22及び筒状部材21を覆うゴムチューブ24が設けられている。
【0021】
挿入部8内には、手元側から先端部12までライトガイドファイバー25、鉗子チャンネル26及び信号ケーブル27が挿通されている。
【0022】
前記先端構成部材22内には照明用透孔28が形成されており、この照明用透孔28に挿入固定された照明レンズ枠29には光源装置2による照明光を被観察部へ照射するための複数の照明レンズ30が固定されている。この照明レンズ30にはライトガイドファイバー25の先端部が当接している。
【0023】
また、先端構成部材22内には鉗子用透孔31も形成されている。この鉗子用透孔31には鉗子用パイプ32が挿入固定されており、鉗子用パイプ32は挿入部8内に配設された鉗子チャンネル26を介して操作部9に形成された鉗子の挿入口17に連通されている。挿入口17から挿入された鉗子は鉗子チャンネル26、鉗子用パイプ32を介して先端部12より突出されるようになっている。
【0024】
また、先端カバー23には図示しないノズルも取付けられており、このノズルに連通するよう先端構成部材22に形成された連通孔に送気・送水チャンネルが接続されている。
【0025】
また、先端構成部材22内には対物レンズ枠36が嵌合するように挿入固定され、対物レンズ枠36内には複数の対物レンズより構成される対物レンズ光学系37が固定されている。
【0026】
対物レンズ光学系37の基端側の対物レンズ38後端下側には、対物レンズ光学系37の光軸に平行に固体撮像装置40の受光部41が配設されている。対物レンズ38には挿入部8の長手方向軸と略平行の光軸を略直角に曲げるプリズム39が接着固定されており、挿入部8の長手方向軸と略平行に配設した固体撮像装置40の受光部41に光学像を導いている。
【0027】
固体撮像装置40は固体撮像装置40と略平行に配置された回路基板42の先端側に接続固定されており、回路基板42の基端側には複数の信号線43を接続するための信号線ランド部が形成されている。複数の信号線43としては、例えば固体撮像装置の駆動電源であるVdd、クロック信号であるφP、φS、φAB、出力信号であるVoutを伝送する信号線やGND線等があり、これらの信号線43は信号線ランド部において接続される。複数の信号線43は、同軸線及び/又は単純線を撚り束ねることで構成され、信号ケーブル27としてコネクタ装置13まで延出されている。
【0028】
回路基板42上には複数の電子部品44が設けられると共に、信号線43や固体撮像装置40から入出力された信号を電子部品44に接続するための図示しない配線パターンも設けられている。
【0029】
照明光で照らされた対象物は、対物レンズ光学系37を介して固体撮像装置40の受光部41に結像し、固体撮像装置40によって光電変換される。光電変換された信号は、固体撮像装置40の後端側に接続された信号線43(信号ケーブル27)を介してビデオプロセッサ3に供給される。
【0030】
図3及び図4は複数の信号線43を示している。図3は同軸線51を示し、図4は単純線57を示している。
【0031】
同軸線51は、芯線54と芯線54を覆う外部導体55を有している。芯線54は内部導体52と内部導体52を覆う内部絶縁被覆53によって構成される。外部導体55は外部絶縁被覆56によって被覆される。単純線57は、導体58と導体58を覆う絶縁被覆59とによって構成される。
【0032】
図5は信号ケーブル27を示している。
【0033】
信号ケーブル27内には複数の信号線43が設けられる。図5は信号線43として2本の同軸線51-1,51-2及び2本の単純線57-1,57-2を設けた例を示している。これらの信号線51-1,51-2,57-1,57-2は絶縁テープ60内に寄り束ねられ、更に、絶縁テープ60は、総合シールド61及び外皮62で覆われるようになっている。
【0034】
本実施の形態においては、図1に示すように、信号線43は回路基板42の両面において接続するようになっている。図6は図1のX−X線で切断して、信号線43の接続部分を具体的に示している。
【0035】
図6に示すように、回路基板42には上面及び下面に信号線接続用の複数のランド65が設けられる。更に、回路基板42の下面には、外部導体接続用の複数のランド66が設けられるようになっている。なお、ランド65,66は、回路基板42上下の略線対称な位置に設けられる。
【0036】
例えば、単純線57-1の導体58-1(Vdd)、同軸線51の芯線54-1,54-2の内部導体52-1(φVout)及び内部導体52-2(φP)は、上面に設けたランド65に接続される。また、下面に設けたランド65には、単純線57-2の導体58-2がGND線として接続され、ランド66には外部導体55-1(φAB),55-2(φS)が接続固定されるようになっている。
【0037】
回路基板42への各信号線43の電気的な接続の終了後において、図1に示すように、固体撮像装置40及び回路基板42と信号ケーブル27との接続部は、シールド枠 45により覆われて、シールド枠45の内部が絶縁性の充填剤46により封止されるようになっている。更に、シールド枠45は絶縁カバー47によって被覆される。シールド枠45より基端側に延出するように形成した絶縁カバー47の基端部において、信号ケーブル27の外皮62を覆うケーブル保護部材48が保持固定される。ケーブル保護部材48は、信号ケーブル27を挿入部8内に配設される他の内蔵物からダメージを受けたり、他の内蔵物にダメージを与えたりすることを軽減するものである。
【0038】
このように構成された実施の形態の作用について図6,7を参照して説明する。
【0039】
回路基板42には両面にランド65,66が形成されている。信号ケーブル27を構成する複数の信号線43(同軸線51及び単純線57)のうち、同軸線51-1,51-2の芯線54-1,54-2の内部導体52-1,52-2と外部導体55-1,55-2とを回路基板42の異なる面のランドに夫々接続する。また、例えばGND線として用いた単純線57-2の導体58-2についても外部導体55-1,55-2の接続面と同一面に接続し、他の例えば、Vdd用単純線57-1の導体58-1は内部導体52-1,52-2と同一面に接続する。
【0040】
従って、回路基板42の信号線接続部分近傍において、複数の同軸線51-1,51-2の内部導体52-1,52-2と、複数の同軸線51-1,51-2の外部導体55-1,55-2とが接触することを防止することができる。これにより、画像不良の発生を防止することができる。
【0041】
また、回路基板42の複数の面を信号線接続部として使用しているので、回路基板42を小型化することができる。これにより、撮像装置49を小型化することができ、長さも短縮することができる。よって、この撮像装置が配設される電子内視鏡1の先端部12を細径化することができる。当然、先端部12の先端硬質長も短縮することができる。
【0042】
また、図6に示すように、芯線54-1,54-2相互間に単純線57-2を配置接続する。これにより、外部導体55-1、55-2の接触を防止することができるので画像不良の発生を防止することができる。
【0043】
また、図6及び図7に示すように、1本の同軸線の内部導体と外部導体とを回路基板42を対称軸として、線対称な位置のランドに接続する。つまり、内部導体及び外部導体のうちの一方を回路基板の表面に、他方を裏面の線対称の位置に配置接続する。
【0044】
例えば、芯線54-1については、内部導体52-1を回路基板42の表面のランド65に接続し、外部導体55-1を裏面の線対称の位置のランド66に配置接続する。これにより、信号線同士の交差をなくし、外部導体55-1と55-2との接触を防止することができる。また、信号線同士の交差による摩擦もなくなり断線を防止することができ、画像不良の発生を防止することができる。
【0045】
また、内部導体52と外部導体55とに相互に異なる信号を伝送することで、信号線の本数を半分に削減することができる。これにより、信号ケーブル27を細くすることができ、挿入部及び先端部を一層細径化することができる。
【0046】
また、信号ケーブル27を構成する信号線43を、全て同軸線とすることで信号線の数を削減することができ、信号ケーブル27を細径化できる。
【0047】
このように、本実施の形態においては、回路基板の両面において各信号線との電気的な接続を行っているので、装置を小型化することができる。また、表面と裏面とで内部導体と外部導体とを分けて接続しているので、これらの接触の防止が容易である。更に、信号線同士が交差することもなく、接触を防止することができるので、断線が発生することを防止することもできる。
【0048】
図8及び図9は本発明の第2の実施の形態に係り、図8は第2の実施の形態に採用される回路基板71を示す側面図、図9は図8の背面図である。
【0049】
本実施の形態は、回路基板42に代えて回路基板71を採用している。回路基板71は、ランド72,73を設ける位置が回路基板42と異なる。回路基板71の表面側には、基端端部側において複数のランド72が形成される。一方、回路基板71の裏面側には、基端端部側に複数のランド73が形成されると共に、先端端部側においても複数のランド74が形成される。ランド74はある同軸線51の内部導体52及び単純線57の導体58接続用である。
【0050】
そして、表面側のランド72は、もう一方の内部導体52及び単純線57の導体58が接続され、裏面側のランド73には、外部導体55が接続される。
【0051】
この時、先端側のランド74に接続される内部導体52及び導体58は、夫々内部絶縁被覆53及び絶縁被覆59によって被覆されている。従って、ランド74に接続する同軸線51及び単純線57を外部導体55等を接続するランド73上を通過するように配線してもよい。
【0052】
このように構成された実施の形態においては、単純線57の導体58及び/又は同軸線51の芯線54の内部導体52は、外部導体55よりも先端側で回路基板71のランド74に接続されている。
【0053】
絶縁体が被覆された単純線57及び/又は芯線54を回路基板71の先端側に設けたランド74に接続することにより、回路基板71の基端側に設けたランド73に接続される外部導体55は、同一面上に接続される内部導体52と導体58と接触することはない。
【0054】
これにより、画像不良の発生を防止しながら、ランドを回路基板71の基端側端部に配置するだけでなく、先端側等の任意の位置に配置することができ、設計の自由度が増大すると共に、回路基板を一層小型化することができる。
【0055】
図10は本発明の第3の実施の形態に係り、回路基板42をランド部で切断して示す断面図である。
【0056】
本実施の形態においては、図10に示すように、回路基板42の表面及び裏面に配列されたランド65,66のいずれにおいても、同軸線51の内部導体52と外部導体55とを交互に配置接続する。
【0057】
このように構成された実施の形態においては、絶縁体が被覆された内部導体52と導体が露出した外部導体55とを交互に配置することで、外部導体55同士の接触を防止することができる。これにより、画像不良の発生を防止することができる。
【0058】
図11は本発明の第4の実施の形態に係る撮像装置を示す断面図である。図11は対物レンズ光学系から固体撮像装置までを示している。固体撮像装置を取り付ける回路基板及び各種配線等は適宜設計可能である。
【0059】
本実施の形態を図1の電子内視鏡装置の先端部12に適用して説明する。この場合には、プリズム75及び光学絞り76以外の構成は図1と同様でよい。
【0060】
対物レンズ光学系37からの光学像はプリズム75によって屈曲されて固体撮像装置40の受光部41に導かれる。このため、固体撮像装置40の受光部41とプリズム75との位置合わせを高精度に行う必要があり、組み立て作業が困難であり、画像の片側がボケる等の画像不良が生じていた。
【0061】
また、一般的には、対物レンズ枠内に光学絞りとしての遮光用マスクが介装されるようになっているが、この遮光用マスクが受光部41の直前ではなく、複数枚先の対物レンズ上に配置されることでフレア等の画像不良が発生することがあった。
【0062】
本実施の形態はこれらの問題を解決するためのものである。即ち、プリズム75は、対物レンズ光学系37の最基端側の対物レンズ38に一面が当接され、この面に垂直な底面が固体撮像装置40の受光部41に臨んでおり、挿入部の長手方向軸と略平行の光軸を略直角に曲げて、受光部41に導くようになっている。
【0063】
本実施の形態においては、プリズム75の底面と受光部41との間には遮光用の光学絞り76が設けられている。光学絞り76は、遮光を行う板状部材であり、両端に段部77,78が形成されている。
【0064】
段部77は光学絞り76の先端側の上下に形成されて、その後端面は所定の位置関係、例えば面一に形成される。段部78は光学絞り76の後端側の上方に形成されて、段部77との間の間隔がプリズム75底面の前後方向の長さに対応した長さとなるように形成される。
【0065】
プリズム75の底面が光学絞り76の板状部分に当接するように、光学絞り76の段部77,78による凹部にプリズム75の底面側を嵌合させる。更に、光学絞り76の下方に設けた段部77に固体撮像装置40の前面を当接させて受光部41を光学絞り76に当接させる。
【0066】
このように構成された実施の形態においては、プリズム75と固体撮像装置40との間に遮光用の光学絞り76を介在させる。光学絞り76に設けた段部77に固体撮像装置40の前面を当接させると共に、段部77,78による凹部にプリズム75を嵌合させる。
【0067】
これにより、プリズム75及び/又は固体撮像装置40はプリズム75を介して相互に位置合わせが行われる。従って、プリズム75と固体撮像装置40との位置合わせ作業が極めて容易で且つ正確となり、片ボケ等の画像不良の発生を防止することができる。また、固体撮像装置40の受光部41直前の対物レンズであるプリズム75との間に光学絞り76を介在させることにより、フレア等の画像不良の発生を防ぐことができる。
【0068】
このように、本実施の形態においては、組み立て作業を容易にすると共に、正確な位置合わせを可能にして、片ボケ等の画像不良の発生を防止することができ、また、フレア等の画像不良の発生も防止することができる。
【0069】
また、光学絞り76に形成される段部77,78はプリズム75底面部を内嵌する形状に形成してもよい。例えば、プリズム75底面部形状が四角形であれば、四角形状の段部を形成すればよい。これにより、プリズム75と、受光部41の位置合わせが行われる。
【0070】
図12は本発明の第5の実施の形態に係り、対物レンズ光学系から固体撮像装置までを示す断面図である。図12において図11と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【0071】
本実施の形態はプリズム81及び光学絞り82のみが図11のプリズム75及び光学絞り76と異なる。
【0072】
プリズム81は前面が対物レンズ38に当接し、底面が光学絞り82を介して受光部41に臨んでいる。光学絞り82は、外形が固体撮像装置40の外形と略同一に形成されると共に、後端上方に段部83が形成される。
【0073】
本実施の形態においては、光学絞り82は、前端面及び後端面を固体撮像装置40の前端面及び後端面と面一に設けるようになっている。段部83の前端面は固体撮像装置40に対して所定の位置関係を有しており、プリズム81の後端部を段部83に当接させた状態で、プリズム81の底面を光学絞り82に取り付けることにより、プリズム81と固体撮像装置40との位置合わせが可能となっている。
【0074】
このように構成された実施の形態においては、光学絞り82と固体撮像装置40は外形を揃えることで位置合わせが行われる。また、光学絞り82とプリズム81は段部83によって位置合わせが行われる。
【0075】
従って、プリズム81と固体撮像装置40とは光学絞り82を介して位置合わせが行われるので、位置合わせ作業が正確且つ容易となり、片ボケ等の画像不良を防止することができる。
【0076】
このように、本実施の形態においては第4の実施の形態と同様の効果を得ることができると共に、位置合わせ手段である段部83は、前後のいずれか一方のみに設ければよいので、部品加工が容易となる。
【0077】
なお、光学絞り82の外形をプリズム81に一致させ、段部83を固体撮像装置40側に形成してもよいことは明らかである。
【0078】
図13及び図14は本発明の第6の実施の形態に係り、図13は第6の実施の形態に係る撮像装置を示す断面図であり、図14はボンディングされた固体撮像装置を示す断面図である。
【0079】
本実施の形態は対物レンズ光学系の光軸と垂直な面に受光部を有する固体撮像装置を有するものに適用したものである。
【0080】
本実施の形態における撮像装置は、対物レンズ光学系とこの対物レンズ光学系の光軸上に配置された撮像部とによって構成される。対物レンズ光学系は複数の対物レンズと、これら対物レンズを所定の位置に固定配置するための対物レンズ枠とによって構成される。
【0081】
図13は対物レンズ光学系の光軸上に配置される固体撮像部85を示している。光軸方向(紙面上下方向)に対して垂直に固体撮像装置86の受光部87が設けられている。受光部87の前面には保護ガラス91が透明樹脂100によって一体的に接着固定されている。
【0082】
固体撮像装置86の両端部には複数の信号入出力部となる端子を備えた接続部が列状に設けられており、これらの接続部にはリードを接続するための複数の突起電極88が設けられている。
【0083】
固体撮像装置86の両端部に設けた突起電極88には、夫々複数のリード89,90が接続されている。固体撮像装置86へのリード89,90のボンディングは、例えばTAB(TAPE AUTOMATED BONDING)方式によって行われる。
【0084】
固体撮像装置86にTABテープ93のリード89,90をボンディングした後に、TABテープ93を所定の位置で切断することにより、図14の状態となる。TABテープ93の保持部材92は、絶縁部材、例えばポリイミドテープによって形成され、リード90を一括統合保持する。保持部材92にはリード90が保持されている面とは反対側の面に、所定のランド及び配線パターンが形成される。また、保持部材92には前記ランドに接続されるスルーホールも形成されている。
【0085】
図13に示すように、リード89、90は固体撮像装置86端部に沿うように略直角に屈曲される。固体撮像装置86の後方には電子部品である信号処理用IC96等を配設した回路基板95が設けられる。
【0086】
回路基板95は、セラミック等の硬質材料で形成され、側面に電気的な接続を行うための接続部を有している。後方に屈曲させたリード89,90は、回路基板95の側面の接続部に電気的に接続すると共に、更に後方に伸長させた後、相互に向き合う方向に屈曲させ、保持部材92を介在させて対向させる。
【0087】
即ち、本実施の形態においては、リード89,90は、回路基板95の後方投影面内において屈曲され、リード90を一括統合保持する保持部材92上に、もう一方のリード89が積層されるように配設される。
【0088】
図13に示すように、リード89及び保持部材92に形成されたランドに複数の信号線98が接続されている。複数の信号線98は信号ケーブル97として束ねられて図示しないビデオプロセッサ等に接続されるようになっている。
【0089】
なお、図13の固体撮像部85は、図示しない固体撮像装置枠内に保護ガラス91が嵌合固定されるように取り付けられる。固体撮像装置枠から電装部全体を覆うように、封止剤、シールド枠及び絶縁カバーにて被覆されるようになっている。上述したように、このような撮像部と対物レンズ光学系とを組み合わせることで撮像装置が完成されるようになっている。
【0090】
このように構成された実施の形態においては、リード89,90は、固体撮像装置86の後方投影面内に屈曲配置され、このリード89,90によって囲まれた部位に回路基板95が配置される。また、リード90、保持部材92及びリード89が積層された部分も、固体撮像装置86の後方投影面内に収まり、更に、この積層部分において、信号線98との電気的な接続が行われる。
【0091】
従って、図示しない対物レンズ光学系の光軸に垂直方向については、固体撮像部85は、略々固体撮像装置86の後方投影面と略々同一外形以下に形成することができる。これにより、装置の小型化が可能である。
【0092】
また、回路基板の後方投影面内に屈曲配置したリードに信号線98を配置接続することで、撮像装置の長さを短縮することができる。また、屈曲配置したリード89、90相互間には絶縁部材である保持部材92を配置しているので、リード同士のショートを防止することができ、画像不良が発生することを防止することができる。
【0093】
図15乃至図17は本発明の第7の実施の形態に係り、図15は第7の実施の形態に係る撮像装置を示す断面図であり、図16はボンディングされた固体撮像装置を示す断面図であり、図17は信号線接続後の状態を示す断面図である。図15乃至図17において図13及び図14と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【0094】
図15に示す固体撮像部101は、図16のリード89、90を固体撮像装置86の後方投影面内に屈曲させて形成される。本実施の形態においては、図16に示すように、リード89,90を夫々一括統合保持する保持部材94,99が設けられている。保持部材94,99は、第6の実施の形態と同様に、絶縁部材である。
【0095】
図15に示すように、回路基板95より後方に延出されるリード89、90は、回路基板95の後方投影面内へ屈曲配置される。そして、図15の破線にて示すように、保持部材94,99を除去する。図17に示すように、取り除いた部位より露出したリード89、90に、複数の信号線98が接続される。
【0096】
このように構成された実施の形態においても、リード89、90は、固体撮像装置86の後方投影面内に屈曲配置される。本実施の形態においては、リード89,90は夫々保持部材94,99によって一括統合保持される。従って、リード89、90がばらけることなく、回路基板95の後方投影面内への屈曲配置が容易であり、撮像装置の組立作業が簡単になる。
【0097】
また、リード89,90が接触することなく、回路基板95の後方に配置することで、保持部材94,99を除去することができ、光軸方向の長さを短縮して装置を小型化することができる。
【0098】
このように、本実施の形態においては、第6の実施の形態と同様の効果が得られると共に、装置を一層小型化することができるという利点がある。
【0099】
なお、リードは受光部87の片側にのみに配置される固体撮像装置であってもよい。
【0100】
図18乃至図20は本発明の第8の実施の形態に係り、図18は第8の実施の形態に係る撮像装置を示す説明図であり、図19は撮像装置を示す側面図であり、図20は図19のA−A線で切断して示す断面図である。
【0101】
本実施の形態はプリズム後方の空間を活用することにより、装置を小型化するようにしたものである。
【0102】
図18において、対物レンズ光学系104の構成は、図1の対物レンズ光学系37と同様であり、対物レンズ枠105内に複数の対物レンズが設けられている。最基端側の対物レンズ106後端には、対物レンズ光学系104の光軸を略直角下方に屈曲させて、略々水平に配置した固体撮像装置108に光学像を導くプリズム107が取り付けられている。
【0103】
本実施の形態においては、固体撮像装置108から電気信号を取り出す配線及び電気信号を処理する電気回路部品が搭載された可撓性回路基板109が採用される。可撓性回路基板109は、固体撮像装置108の側方に延出されている。
【0104】
可撓性回路基板109は、信号線110及び電子部品111が接続配置された後に、プリズム107に沿うように折り曲げられて、信号線110及び電子部品111がプリズム107後方に配置されるようになっている。
【0105】
図19はこの状態を示している。図19に示すように、可撓性回路基板109を対物レンズ光学系104の長軸方向に垂直な方向に折り曲げることにより、電子部品111及び信号線110は固体撮像装置108及びプリズム107上方の空き空間に配置される。
【0106】
これにより、プリズム107の基端側スペースを有効活用し、撮像装置を小型化、短縮することができる。
【0107】
図20は図19のA−A線にて切断した断面を示している。図20に示すように、プリズム107は可撓性回路基板109によって覆われる。可撓性回路基板109のプリズム107近傍部分によって、低反射部112が形成される。これにより、プリズム107の側面での光線反射が低減され、フレアの発生が防止される。
【0108】
このように、本実施の形態においては、電子部品及び信号線をプリズム近傍の空きスペースに配置することができるので、装置を一層小型化することができる。また、可撓性回路基板によって、プリズムの光線反射を低減して、フレアの発生を防止することができる。
【0109】
なお、図18においては、可撓性回路基板109を固体撮像装置108の一側方のみに延出させたが、固体撮像装置108の両側方に延出してもよい。図21はこの例を示す説明図である。
【0110】
図21に示すように、固体撮像装置108の側方両側に可撓性回路基板113が構成されている。可撓性回路基板113は、電子部品111が搭載されると共に、信号線110が接続されている。この場合でも、可撓性回路基板113を固体撮像装置108及び図示しないプリズムを覆うように折り曲げることによって、電子部品111及び信号線110をプリズムの空きスペースに配置することができることは明らかである。
【0111】
ところで、固体撮像装置と回路基板との配置方法としては種々考えられる。例えば、図22に示すように、固体撮像装置121の両側に回路基板122を設ける例が考えられる。
【0112】
図23及び図24は図22の例における撮像装置についてTABテープを使用した組立方法を説明するための説明図である。
【0113】
固体撮像装置121の上面には受光部123が設けられている。この受光部123の両側に列状に図示しない複数の突起電極が形成される。この突起電極にTABテープから突出したインナーリード124が接続される。
【0114】
この状態で、インナーリード124をカットし固体撮像装置121をTABテープから切り離し、インナーリード124に回路基板122を半田等で接続固定する。次に、図24に示すように、回路基板122を把持し固体撮像装置121の基端側に双方が平行になるように折り曲げる。
【0115】
この作業方法は、折り曲げたインナーリード124に回路基板122を半田接続するよりも容易であり、組立作業を簡単にすることができる。
【0116】
次に、回路基板122上に信号ケーブル等を接続することにより撮像装置が組み立てられる。
【0117】
なお、回路基板122同士を平行にするのではなく、図25に示すように、回路基板122同士をV字型に折り曲げてもよい。この場合には、装置の長さを図24の例よりも短縮することができる。
【0118】
また、図26乃至図28は、固体撮像装置の背面側に回路基板を配置した例である。図26は撮像装置を示す側面図であり、図27は図26の回路基板部分を上方から見た断面図であり、図28は図26の回路基板部分を後方から見た側面図である。
【0119】
固体撮像装置131の前面には受光部132が形成され、受光部132の両側に列状に突起電極133が形成されている。突起電極133にはTABテープから突出したインナーリード134が接続される。インナーリード134と固体撮像装置131との間にはTABテープの構成部材であるポリイミドテープ136が配置される。ポリイミドテープ136は絶縁部材であり、インナーリード134と固体撮像装置131の絶縁が保たれる。固体撮像装置131の基端側には回路基板135が配置される。
【0120】
回路基板135は、上下方向側面に第1の接続端子137が形成され、左右方向側面には傾斜面145が形成されて、この傾斜面145に第2の接続端子140が設けられる。
【0121】
固体撮像装置131からのインナーリード134は、回路基板135側面の第1の接続端子137に接続される。一方、信号ケーブル138の信号線のうち同軸線の内部導体139は、回路基板135の傾斜面145に設けた第2の接続端子140に接続される。
【0122】
回路基板135には略々中央に固体撮像装置131のGNDと接続されたスルーホール141が形成されており信号線のうち同軸線の外部導体142は、このスルーホール141に接続される。なお、スルーホール141は、回路基板135上にICチップ等の電子部品が実装される場合には、電子部品のGNDとも接続される。
【0123】
このように、信号線を回路基板135に設けた傾斜面145において接続し、外部導体については略々中央に設けたスルーホール141を利用して接続しており、信号線の接続部を小型化することができる。
【0124】
なお、第2の接続端子140を傾斜面145ではなく、板状回路基板の側面に設けてもよいことは明らかである。
【0125】
ところで、撮像装置を構成する対物レンズ光学系と固体撮像装置の位置に応じたピント調整作業が必要である。図29の例を採用すると、このピント調整作業を省略することが可能である。
【0126】
図29において、対物レンズ枠151の先端側には対物レンズ光学系を構成する複数の対物レンズ154が設けられている。基端側の対物レンズ154の結像位置に固体撮像装置152の受光部153を配置するようになっている。図29の例では、固体撮像装置152は対物レンズ枠151に内嵌するように配設される。
【0127】
即ち、図29の例では、固体撮像装置152と対物レンズ光学系との位置関係が1つの対物レンズ枠151によって決定される。従って、撮像装置を組立てるときのピント調整作業を省くことができ、組立工数を削減して、装置を安価に構成することができる。
【0128】
ところで、固体撮像装置と信号ケーブルとの電子内視鏡内における配置方法としては種々の例が考えられる。図30乃至図32はこの配置方法の一例を示しており、図30は信号ケーブルが接続された固体撮像装置を示す側面図、図31は電子内視鏡の断面を示す断面図であり、図32は電子内視鏡の内部の構成を示す説明図である。
【0129】
図30において、対物レンズ光学系37の構成は図1と同様である。基端側の対物レンズ38には赤外線カットフィルター等の特定波長を除去するフィルターを兼ねたプリズム39が取り付けられている。プリズム39の底面は固体撮像装置40の受光部に固定されている。
【0130】
固体撮像装置40は外部リード162によって回路基板161に接続される。外部リード162は、固体撮像装置40と回路基板161との間に信号線165を配線するためのスペースを確保可能な長さになっている。
【0131】
信号線165を撚り束ねた信号ケーブル163の外皮端部166は、プリズム39の周辺、図31では回路基板161の裏面に配置されている。即ち、外皮端部166が回路基板161の後端側でなく、先端側のプリズム39周辺に配置されるので、装置の長さを短縮することができる。
【0132】
また、図32に示すように、湾曲部を湾曲操作するための湾曲操作ワイヤ167は、筒状部材に取り付けた接続部位168に接続される。図32の例では、この接続部位168はプリズム39の基端側に配設される。
【0133】
このように、プリズム39後方のスペースを有効に利用して、先端部を細径化する。また、信号ケーブル163の外皮端部166をプリズム39周辺に配置することで撮像装置の長さを短縮する。更に、固体撮像装置40と回路基板161との間のスペースに信号線165を配線することで、回路基板161先端部で折り返す信号線165の屈曲Rを大きくすることができ、信号線165の断線を防止することができる。
【0134】
なお、信号ケーブル163が配置される場所は図31の破線で示す位置でもよいことは明らかである。
【0135】
ところで、内視鏡先端部に設ける撮像装置の外形を変形させることによって、装置の小型化を図ることもできる。図33はこの例を示す説明図である。
【0136】
図33に示すように、内視鏡先端部の内周171に沿うように左右非対称に撮像装置172の外形を形成する。例えば、撮像装置172の外形の左右一方の一部分を他方へ傾斜するようにシールド枠を異形状に形成することで、先端部を細径化することができる。
【0137】
ところで、対物レンズ枠と固体撮像装置枠との結合位置を考慮することにより、撮像装置の細径化が可能である。図34はこの例を示す断面図である。
【0138】
図34において、対物レンズ光学系183は、複数の対物レンズよって構成される。複数の対物レンズのうち最も外径が小さい対物レンズ184を境に、先端側に配置される複数の対物レンズは対物レンズ枠181内に保持される。最基端側の対物レンズ185には固体撮像装置187の受光部186が取り付けられている。対物レンズ184よりも基端側に配設された複数の対物レンズから固体撮像装置187までが固体撮像装置枠182内に固定される。対物レンズ枠181内に固体撮像装置枠182が内嵌され、双方を前後移動調整することでピント調整が行われる。
【0139】
このように、最も小さい対物レンズ184が配置された部位にて、対物レンズ光学系が保持される枠同士、つまり対物レンズ枠181と固体撮像装置枠182とを嵌挿させてピント調整を行うことで、撮像装置を小型化することができる。対物レンズ光学系を保持する対物レンズ枠が複数個必要な場合でも、最も外径が小さい対物レンズが保持される対物レンズ枠部分にてピント調整を行うようにすれば同様に撮像装置を小型化することができる。
【0140】
図35は撮像装置におけるリード及びケーブル接続例を示す側面図である。
【0141】
固体撮像装置191と略平行に回路基板192が配置される。回路基板192の側面には、固体撮像装置191からの外部リード193との接続部であるリード接続ランド194と、信号ケーブル195との接続部であるケーブル接続ランド197が形成されている。リード接続ランド194に固体撮像装置191の外部リード193が接続固定された後、信号ケーブル195の信号線198はケーブル接続ランド197及び回路基板192より基端側に延出された外部リード199に接続される。
【0142】
このように、外部リード199に信号線198を直接接続することにより、回路基板192に設けるケーブル接続ランド197の個数を削減することができ、回路基板を安価にそして小型化することができるので、安価で小型化された撮像装置を提供することができる。また、固体撮像装置191と回路基板192とを略平行に配置することで撮像装置を短縮化することができる。
【0143】
また、図36乃至図38は固体撮像装置のリードの配置方法を説明するための背面図である。
【0144】
固体撮像装置201の裏面に外部リード202が設けられる。図36に示すように、外部リード202は固体撮像装置201背面上側に3個設けられ、下側に4個設けられる。
【0145】
また、図37の例では、固体撮像装置201の背面に設けた外部リード203,204は、相互に大きさが異なる。即ち、固体撮像装置201の背面上側の外部リード203の大きさはXであり、背面下側の外部リード204の大きさはY(X>Y)である。
【0146】
また、図38の例では、固体撮像装置201の背面に設けた外部リード205,206は、相互にピッチが異なる。即ち、固体撮像装置201の背面上側の外部リード205のピッチはP1 であり、背面下側の外部リード206のピッチはP2 (P1 >P2 )である。
【0147】
このように、外部リードの取付個数、大きさ又はピッチを上下非対称にすることにより、撮像装置の組立時及び固体撮像装置の検査時において、固体撮像装置の位置関係、例えば上下関係を誤ることなく組立て、検査することができるので固体撮像装置の破損を防ぐことができる。
【0148】
また、外部リードの太さを非対称に設けてもよい。図39はこの場合の例を示す側面図である。
【0149】
固体撮像装置の外部リードの太さを非対称に設ける場合には、図39に示すように、太い外部リード213を基端側に設けて回路基板212との接続を行う。電子内視鏡は湾曲部を湾曲動作させると、信号ケーブルも押し引きされる。これにより信号線214が接続された回路基板212にストレスが加えられ、ひいては固体撮像装置211の外部リードにストレスが加えられる。しかし、基端側の外部リード213を太くしたことでストレスに強くなり、固体撮像装置の破損を防ぐことができる。この場合には、外部リードを太くする代わりに、固体撮像装置により強固に接続された外部リードを基端側に配置してもよい。また、直接信号線が外部リードに接続される場合は、その外部リードを他の外部リードよりも太く、強固に固定すればよい。
【0150】
また、図40は小型化のためにリードの延出方向を考慮した例を示す側面図である。
【0151】
図40に示すように、固体撮像装置222の外部リード223をプリズム221の基端側に延出させ、延出した部位にて信号ケーブル225の信号線224を接続する。これにより、プリズム221の基端側のスペースを有効活用することができるので、撮像装置を小型化し、短縮化することができる。
【0152】
図41は信号線の断線を防止するようした例を示す断面図である。
【0153】
図41において、撮像装置は、電装部が絶縁性の封止剤231にて覆われ、更に、絶縁を行うために絶縁部材である熱収縮チューブ232によって被覆されている。熱収縮チューブ232は固体撮像装置枠233から固体撮像装置枠233と略同一外形となる保護チューブ234にまで渡って被覆されている。保護チューブ234の基端側は少なくとも湾曲部基端部よりも基端側に延出されている。
【0154】
信号ケーブル235に固体撮像装置枠233と略同一外形となる保護チューブ234を設けることにより、熱収縮チューブ232の両端が確実に固体撮像装置枠233と保護チューブ234に密着した状態で収縮硬化することができる。このため、保護チューブ234及び保護チューブ234内の信号ケーブル235の抜けを確実に防止することができる。
【0155】
なお、保護チューブ234に代えて、固体撮像装置枠233と略同一外形となる部材を設けても良い。また、熱収縮チューブ232の両端を確実に収縮させることで熱収縮チューブ232内に封止剤231を確実に充填することができる。よって、熱収縮チューブ232端での封止剤231の引けが防止され、信号ケーブル235の動きが抑制されるので信号線の断線を防ぐことができる。
【0156】
[付記]
(1) 対物光学系と、
この対物光学系より結像される光学像を電気信号に変換する固体撮像装置と、
この固体撮像装置からの電気信号を伝送する配線及び前記電気信号を処理する電気回路部品が設けられる回路基板と、
内部導体と外部導体とからなる同軸線によって構成され、前記回路基板に接続される信号ケーブルと、
前記信号ケーブルのうち少なくとも1本の同軸線の内部導体と外部導体とを回路基板の相互に異なる面に配置接続したことを特徴とする撮像装置。
【0157】
(2) 前記少なくとも1本の同軸線の内部導体と外部導体とは、一方が前記回路基板の表面に配置接続され、他方が前記回路基板の裏面に配置接続されることを特徴とする付記項1に記載の撮像装置。
【0158】
(3) 前記固体撮像装置は、前記対物光学系の光軸に対して略々平行に配置された受光部を有し、
前記対物光学系の光軸を前記受光部に結像させるために前記対物光学系の光軸を略々直角に屈曲させる光学素子を具備したことを特徴とする付記項1又は2のいずれか一方に記載の撮像装置。
【0159】
(4) 対物光学系と、
この対物光学系の結像位置に配置された固体撮像装置と、
この固体撮像装置の前面に配設される光学絞りと、
この固体撮像装置から電気信号を伝送する配線およびこの電気信号を処理する電気回路部品が設けられる回路基板と、
前記固体撮像装置及び回路基板に接続される信号線とを具備した撮像装置において、
前記光学絞りに対物光学系および/または固体撮像装置との位置合わせ手段を設けたことを特徴とする撮像装置。
【0160】
(5) 前記対物光学系には、光軸を略直角に曲げ挿入部の長手方向軸に平行に配設した固体撮像装置に結像されるよう光学像を導く光学素子が配設されたことを特徴とする付記項4に記載の撮像装置。
【0161】
(6) 前記光学絞りに設けられた段部により、対物光学系と固体撮像装置の双方が位置合わせされることを特徴とする付記項4又は5のいずれか一方に記載の撮像装置。
【0162】
(7) 前記光学絞りの外形は、前記光学素子および/または固体撮像装置の外形と略同形状であることを特徴とする付記項5又は6のいずれか一方に記載の撮像装置。
【0163】
(付記項4〜7の背景)
(従来技術)
従来は特開平5−130972に示されているように、対物レンズ枠内に、遮光用マスクが介装される技術が示されていた。
【0164】
(解決しようとする課題)
従来は、光学絞りである遮光用マスクが対物レンズ枠内で対物レンズもしくは、対物レンズ同士の間隔を所定の距離に保つ間隔管等に挟まれるように配置されていた。そして、対物光学系の光軸と略平行に配設された固体撮像装置に光学像を導くために対物光学系の基端側レンズには、光学素子であるプリズムが配設されていた。この時、対物光学系と、プリズムとの位置合わせ作業が非常に困難であった。また、固体撮像装置の受光部と、プリズムとの位置合わせ作業も非常に困難であり、正確に組み立てることが難しく、画像の片側がボケる等の画像不良が生じていた。
【0165】
また、遮光用の光学絞りは固体撮像装置との間に複数枚の対物レンズを配置していたため、フレア等の画像不良が発生しやすい撮像装置であった。
【0166】
(目的)
遮光用の光学絞りに、対物光学系と固体撮像装置との位置合わせ手段を設けることで、組立性が良く、片ボケ、フレア等の画像不良の発生を防ぐ撮像装置を提供することである。
【0167】
(課題を解決するための手段及び作用)
対物光学系の光軸を略直角に曲げ、この対物光学系の光軸に略平行に配設された固体撮像装置の受光部に光学像を導くために、対物光学系の基端側対物レンズに配設される光学素子であるプリズムと固体撮像装置との間に遮光用の光学絞りを介在させ、この光学絞りにプリズムおよび/または固体撮像装置との位置合わせ手段である段差を設ける。そして、この光学絞りの段部にプリズムおよび/または固体撮像装置を突き当てることにより双方が位置合わせされる。これにより、組立が行いやすく、片ボケ等の画像不良の発生を防止することができる。また、固体撮像装置の受光部直前の対物レンズであるプリズムとの間に光学絞りを介在させることにより、フレア等の画像不良の発生を防止することができる。
【0168】
(8) 固体撮像素子チップと、
複数の外部入出力リードと、
前記固体撮像素子チップと前記外部入出力リードとを接続する突起電極と、
前記固体撮像素子チップの後方に設けられ、電子部品を搭載した前記固体撮像素子チップと略平行に設けられた回路基板と、
前記外部入出力リード及び/または回路基板と接続される信号線とを有する撮像装置において
前記外部入出力リードに接続された突起電極とは異なる面に複数の外部入出力リードを一括統合保持する絶縁性の保持手段を、回路基板より後方に設けたことを特徴とする撮像装置。
【0169】
(9) 複数の外部入出力リードを回路基板の後方投影面内の屈曲配置した部位で信号線と接続したことを特徴とする付記項8に記載の撮像装置。
【0170】
(10) 保持手段がポリイミドテープであることを特徴とする付記項8又は9のいずれか一方に記載の撮像装置。
【0171】
(付記項8〜10の背景)
(従来技術)
従来は特開平5−115435に示すように固体撮像素子の後方に光軸と略平行に延出されるように配置された基板基端部に信号線が半田付け等で接続される技術が示されていた。
【0172】
(解決しようとする課題)
従来は固体撮像素子の後方に延出された基板基端部に信号線が半田等で接続されていたために撮像装置が長く、大型化していた。また、固体撮像素子の後方に回路基板を積層構造で配置する場合、信号線を接続するスペース及びランドを確保する必用が生じるため回路基板が大きくなり、撮像装置が大型化していた。
【0173】
(目的)
回路基板の後方投影面内へ屈曲配置した外部入出力リードに信号線を接続したことで小型化した撮像装置を提供することである。
【0174】
(課題を解決するための手段及び作用)
保持手段に一括統合保持された外部入出力リードは、固体撮像素子後方に配置された回路基板の側面に接続され、この回路基板の後方投影面内に屈曲配置した部位に信号線が接続したことで、撮像装置の大きさは固体撮像素子の投影面と略同一外形以下に形成することができるので小型化することができる。また、回路基板の後方投影面内に屈曲配置した外部入出力リードに信号線が配置接続することで、撮像装置の長さを短縮することができる。
【0175】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、像不良の発生を防止すると共に、装置の小型化及び短縮化を図ることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態に係る撮像装置が配設された電子内視鏡の先端部の断面図。
【図2】図1の撮像装置が組込まれる電子内視鏡システムの概略図。
【図3】図1中の信号線を示す斜視図。
【図4】図1中の信号線を示す斜視図。
【図5】図5は図1中の信号ケーブルを示す断面図。
【図6】図1のX−X線で切断して示す断面図。
【図7】図6のA方向から見た上面図。
【図8】第2の実施の形態に採用される回路基板71を示す側面図。
【図9】図8の背面図。
【図10】本発明の第3の実施の形態を示す断面図。
【図11】本発明の第4の実施の形態に係る撮像装置を示す断面図。
【図12】本発明の第5の実施の形態を示す断面図。
【図13】第6の実施の形態に係る撮像装置を示す断面図。
【図14】ボンディングされた固体撮像装置を示す断面図。
【図15】第7の実施の形態に係る撮像装置を示す断面図。
【図16】ボンディングされた固体撮像装置を示す断面図。
【図17】信号線接続後の状態を示す断面図。
【図18】第8の実施の形態に係る撮像装置を示す説明図。
【図19】撮像装置を示す側面図。
【図20】図19のA−A線で切断して示す断面図。
【図21】第3の実施の形態の変形例を示す説明図。
【図22】固体撮像装置と回路基板との配置方法を説明するための説明図。
【図23】図22の例における撮像装置についてTABテープを使用した組立方法を説明するための説明図。
【図24】図22の例における撮像装置についてTABテープを使用した組立方法を説明するための説明図。
【図25】図24の他の例を示す説明図。
【図26】撮像装置を示す側面図。
【図27】図26の回路基板部分を上方から見た断面図。
【図28】図26の回路基板部分を後方から見た側面図。
【図29】ピント調整作業を省略した例を示す断面図。
【図30】信号ケーブルが接続された固体撮像装置を示す側面図。
【図31】電子内視鏡の断面を示す断面図。
【図32】電子内視鏡の内部の構成を示す説明図。
【図33】装置の小型化を図った例を示す説明図。
【図34】撮像装置の細径化を可能にする例を示す断面図。
【図35】撮像装置におけるリード及びケーブル接続例を示す側面図。
【図36】固体撮像装置のリードの配置方法を説明するための背面図。
【図37】固体撮像装置のリードの配置方法を説明するための背面図。
【図38】固体撮像装置のリードの配置方法を説明するための背面図。
【図39】固体撮像装置のリードの配置方法を説明するための背面図。
【図40】小型化のためにリードの延出方向を考慮した例を示す側面図。
【図41】信号線の断線を防止するようした例を示す断面図。
【符号の説明】
12…先端部、27…信号ケーブル、36…対物レンズ枠、37…対物レンズ光学系、39…プリズム、40…固体撮像装置、42…回路基板、43…信号線。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging apparatus suitable for a built-in tip of an endoscope.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various apparatuses have been developed that electronically capture a subject image using a solid-state image sensor. For example, an image pickup apparatus using a CCD (charge coupled device) is also used in an electronic endoscope apparatus or the like.
[0003]
As an example of applying the conventional imaging device to the endoscope device as described above, there is one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-148530. According to this proposal, the optical axis of the objective optical system provided at the distal end portion of the endoscope is bent and guided to the light receiving portion of the solid-state imaging device provided horizontally. The solid-state imaging device is connected to a circuit board on which electrical components are mounted. A through hole is formed in the circuit board, and electrical connection is performed by inserting a lead and a signal cable extending from the solid-state imaging device using the through hole.
[0004]
The signal cable is connected to the video processor, and the observation image of the subject is displayed by transmitting the image signal captured by the imaging device to the video processor via the signal cable.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional imaging device, each signal line of the signal cable is connected to a through-hole land provided on the circuit board by soldering or the like. This signal cable is configured by covering a plurality of signal wires, that is, a stranded wire formed by twisting coaxial wires or simple wires, with a laterally wound tape, a comprehensive shield, and a resin sheath. .
[0006]
The plurality of signal lines are arranged and connected to through-hole lands on the circuit board surface. When the conductor of the simple line or the inner conductor of the coaxial line is arranged adjacent to the outer conductor of the coaxial line, the signal line is connected obliquely to the land formed on the circuit board, or the signal line When the strip length is long, the outer conductor of the coaxial line and the conductor of the simple line or the inner conductor of the coaxial line come into contact with each other, resulting in a problem of image defects.
[0007]
Further, a bending portion for bending the distal end portion is provided at the distal end portion of the insertion portion of the electronic endoscope. When the conventional imaging device is arranged at the distal end of the insertion portion, the signal cable is pushed and pulled by the bending operation of the bending portion, the signal line connected to the circuit board moves, and the conductor of the simple line and / or There has also been a problem that the observation image may become defective due to contact between the inner conductor and the outer conductor of the coaxial line.
[0008]
In order to prevent these image defects, it is necessary to widen the interval between the signal lines. For this reason, a circuit board will become large and an apparatus will enlarge. Therefore, the distal end portion of the electronic endoscope becomes thicker and the distal end rigid length becomes longer.
[0009]
Furthermore, when the outer conductor of the coaxial line is frayed or the insulator covering the inner conductor of the simple line or the coaxial line is damaged, each signal line may come into contact with the outer conductor of the coaxial line, resulting in an image defect. There was also a problem.
[0010]
  The present invention has been made in view of such problems., PaintingWhile preventing the occurrence of image defects,EquipmentAn object of the present invention is to provide an imaging device that can be reduced in size and shortened.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  Of the present inventionFirstThe imaging apparatus processes an objective optical system, a solid-state imaging apparatus that converts an optical image formed by the objective optical system into an electrical signal, wiring for transmitting an electrical signal from the solid-state imaging apparatus, and the electrical signal A circuit board on which electrical circuit components are provided;A core wire composed of an inner conductor and an insulating layer covering the inner conductor, and an outer conductor disposed coaxially with the core wire and covering the outer surface of the core wire via the insulating layer, A coaxial cable connected to the circuit board, wherein the coaxial cable is formed such that the core wire and the outer conductor extend from the outside of one end face of the circuit board across the one end face of the circuit board. And the inner conductor of the core wire is connected to a first connection portion disposed on one surface of the circuit board, while the outer conductor is connected to the back surface side of the first connection portion on the other surface of the circuit board. It is connected to the arranged second connection part.
[0012]
  According to a second imaging device of the present invention, in the first imaging device, the solid-state imaging device includes a light receiving unit disposed substantially parallel to an optical axis of the objective optical system, and the objective optical An optical element is provided that bends the optical axis of the objective optical system substantially at a right angle in order to form an optical axis of the system on the light receiving portion.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 7 relate to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a sectional view of a distal end portion of an electronic endoscope provided with an imaging apparatus according to the first embodiment. 2 is a schematic diagram of an electronic endoscope system in which the imaging apparatus of FIG. 1 is incorporated, FIGS. 3 and 4 are perspective views showing signal lines in FIG. 1, and FIG. 5 is a cross-sectional view showing a signal cable in FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 1, and FIG. 7 is a top view seen from the direction A in FIG.
[0014]
The present embodiment is an example in which an imaging apparatus is applied to an electronic endoscope.
[0015]
First, an outline of the endoscope system will be described with reference to FIG.
[0016]
In FIG. 2, the endoscope system includes an electronic endoscope 1, a light source device 2 that supplies illumination light to the electronic endoscope 1, a video processor 3 that processes an image signal from the electronic endoscope 1, A monitor 4 for monitoring and displaying a video signal from the video processor 3 is provided. Peripheral devices such as a VTR deck 5, a video printer 6 and a video disk 7 are also connected to the video processor 3.
[0017]
The electronic endoscope 1 is formed with a flexible insertion portion 8 that is elongated at the distal end side and can be inserted into a body cavity, and an operation portion 9 is formed on the proximal (base end) side. The insertion portion 8 includes an elongated and flexible flexible tube 10 that can be inserted into a body cavity, a bending portion 11 formed of a plurality of bending pieces formed on the distal end side of the flexible tube 10, and a rigid tube. It is comprised by the front-end | tip part 12. FIG. The bending portion 11 can be bent by operating up / down / left / right bending operation knobs (not shown) disposed in the operation portion 9.
[0018]
A universal cord 14 extends from the operation unit 9 and is connected to the video processor 3 via the connector device 13. The light source device 2 is provided with a connector receiver 15 to which a connector device 13 is connected. The universal cord 14 is connected to the light source device 2 through the connector device 13 and the connector receiver 15, and the electronic endoscope is passed through a light guide fiber (not shown) through which illumination light from the light source lamp 16 of the light source device 2 is inserted. 1 leading to the leading end portion 12.
[0019]
The universal code 14 supplies a power supply voltage, a drive signal, and the like from the video processor 3 to the electronic endoscope 1 and supplies a video signal from the electronic endoscope 1 to the video processor 3. .
[0020]
In FIG. 1, the distal end portion 12 includes a cylindrical member 21 attached to the bending portion 11, and a substantially columnar distal end constituent member 22 provided at the distal end of the cylindrical member 21. A tip cover 23 is fitted on the tip of the tip component member 22 and is fixed by an adhesive. On the rear end side of the tip cover 23, a rubber tube 24 that covers the tip constituent member 22 and the cylindrical member 21 is provided.
[0021]
A light guide fiber 25, a forceps channel 26, and a signal cable 27 are inserted into the insertion portion 8 from the hand side to the distal end portion 12.
[0022]
An illumination through-hole 28 is formed in the tip constituting member 22, and an illumination lens frame 29 inserted and fixed in the illumination through-hole 28 is irradiated with illumination light from the light source device 2 to an observation portion. A plurality of illumination lenses 30 are fixed. The tip of the light guide fiber 25 is in contact with the illumination lens 30.
[0023]
A forceps through hole 31 is also formed in the distal end component member 22. A forceps pipe 32 is inserted and fixed in the forceps through-hole 31, and the forceps pipe 32 is inserted into the forceps channel 26 provided in the insertion portion 8 and inserted into the operation portion 9. 17 is communicated. The forceps inserted from the insertion port 17 are projected from the distal end portion 12 via the forceps channel 26 and the forceps pipe 32.
[0024]
Further, a nozzle (not shown) is also attached to the tip cover 23, and an air / water feed channel is connected to a communication hole formed in the tip constituent member 22 so as to communicate with the nozzle.
[0025]
An objective lens frame 36 is inserted and fixed in the tip component member 22 so as to be fitted, and an objective lens optical system 37 including a plurality of objective lenses is fixed in the objective lens frame 36.
[0026]
A light receiving unit 41 of the solid-state imaging device 40 is disposed in parallel to the optical axis of the objective lens optical system 37 below the rear end of the objective lens 38 on the base end side of the objective lens optical system 37. A prism 39 that bends an optical axis substantially parallel to the longitudinal axis of the insertion portion 8 at a substantially right angle is bonded and fixed to the objective lens 38, and a solid-state imaging device 40 disposed substantially parallel to the longitudinal axis of the insertion portion 8. An optical image is guided to the light receiving portion 41 of the light source.
[0027]
The solid-state imaging device 40 is connected and fixed to the distal end side of a circuit board 42 arranged substantially parallel to the solid-state imaging device 40, and signal lines for connecting a plurality of signal lines 43 to the proximal end side of the circuit board 42. A land portion is formed. The signal lines 43 include, for example, signal lines that transmit Vdd that is a driving power source of the solid-state imaging device, φP, φS, and φAB that are clock signals and Vout that is an output signal, GND lines, and the like. 43 is connected at the signal line land. The plurality of signal lines 43 are configured by twisting and bundling coaxial lines and / or simple lines, and are extended to the connector device 13 as signal cables 27.
[0028]
A plurality of electronic components 44 are provided on the circuit board 42, and a wiring pattern (not shown) for connecting signals input / output from the signal lines 43 and the solid-state imaging device 40 to the electronic components 44 is also provided.
[0029]
The object illuminated with the illumination light forms an image on the light receiving unit 41 of the solid-state imaging device 40 via the objective lens optical system 37 and is photoelectrically converted by the solid-state imaging device 40. The photoelectrically converted signal is supplied to the video processor 3 via a signal line 43 (signal cable 27) connected to the rear end side of the solid-state imaging device 40.
[0030]
3 and 4 show a plurality of signal lines 43. 3 shows the coaxial line 51, and FIG. 4 shows the simple line 57.
[0031]
The coaxial line 51 has a core wire 54 and an outer conductor 55 that covers the core wire 54. The core wire 54 includes an inner conductor 52 and an inner insulating coating 53 that covers the inner conductor 52. The outer conductor 55 is covered with an outer insulating coating 56. The simple line 57 includes a conductor 58 and an insulating coating 59 that covers the conductor 58.
[0032]
FIG. 5 shows the signal cable 27.
[0033]
A plurality of signal lines 43 are provided in the signal cable 27. FIG. 5 shows an example in which two coaxial lines 51-1 and 51-2 and two simple lines 57-1 and 57-2 are provided as the signal line 43. These signal lines 51-1, 51-2, 57-1, 57-2 are bundled together in the insulating tape 60, and the insulating tape 60 is covered with a general shield 61 and an outer skin 62. .
[0034]
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the signal line 43 is connected on both sides of the circuit board 42. FIG. 6 specifically shows a connection portion of the signal line 43 by cutting along the line XX of FIG.
[0035]
As shown in FIG. 6, the circuit board 42 is provided with a plurality of lands 65 for signal line connection on the upper and lower surfaces. Furthermore, a plurality of lands 66 for connecting external conductors are provided on the lower surface of the circuit board 42. The lands 65 and 66 are provided at substantially line symmetrical positions above and below the circuit board 42.
[0036]
For example, the conductor 58-1 (Vdd) of the simple line 57-1, the inner conductor 52-1 (φVout) and the inner conductor 52-2 (φP) of the core wires 54-1 and 54-2 of the coaxial line 51 are on the upper surface. Connected to the land 65 provided. A conductor 58-2 of a simple line 57-2 is connected as a GND line to the land 65 provided on the lower surface, and external conductors 55-1 (φAB) and 55-2 (φS) are fixedly connected to the land 66. It has come to be.
[0037]
After the electrical connection of each signal line 43 to the circuit board 42 is completed, the solid-state imaging device 40 and the connection part between the circuit board 42 and the signal cable 27 are covered with a shield frame 45 as shown in FIG. Thus, the inside of the shield frame 45 is sealed with an insulating filler 46. Further, the shield frame 45 is covered with an insulating cover 47. A cable protection member 48 that covers the outer sheath 62 of the signal cable 27 is held and fixed at the base end portion of the insulating cover 47 formed so as to extend to the base end side from the shield frame 45. The cable protection member 48 reduces damage to the signal cable 27 from other built-in objects disposed in the insertion portion 8 or damage to other built-in objects.
[0038]
The operation of the embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS.
[0039]
Lands 65 and 66 are formed on both sides of the circuit board 42. Among the plurality of signal lines 43 (coaxial line 51 and simple line 57) constituting the signal cable 27, the inner conductors 52-1 and 52- of the core lines 54-1 and 54-2 of the coaxial lines 51-1 and 51-2. 2 and the external conductors 55-1 and 55-2 are connected to lands on different surfaces of the circuit board 42, respectively. Further, for example, the conductor 58-2 of the simple line 57-2 used as the GND line is also connected to the same surface as the connection surface of the external conductors 55-1 and 55-2, for example, another Vdd simple line 57-1. The conductor 58-1 is connected to the same surface as the inner conductors 52-1 and 52-2.
[0040]
Accordingly, in the vicinity of the signal line connecting portion of the circuit board 42, the inner conductors 52-1 and 52-2 of the plurality of coaxial lines 51-1 and 51-2 and the outer conductor of the plurality of coaxial lines 51-1 and 51-2. Contact with 55-1 and 55-2 can be prevented. Thereby, it is possible to prevent the occurrence of image defects.
[0041]
In addition, since the plurality of surfaces of the circuit board 42 are used as signal line connection portions, the circuit board 42 can be reduced in size. Thereby, the imaging device 49 can be reduced in size and the length can be shortened. Therefore, it is possible to reduce the diameter of the distal end portion 12 of the electronic endoscope 1 in which the imaging device is disposed. Of course, the distal end rigid length of the distal end portion 12 can also be shortened.
[0042]
Further, as shown in FIG. 6, a simple line 57-2 is arranged and connected between the core wires 54-1 and 54-2. As a result, the contact between the external conductors 55-1 and 55-2 can be prevented, and the occurrence of image defects can be prevented.
[0043]
Further, as shown in FIGS. 6 and 7, the inner conductor and the outer conductor of one coaxial line are connected to the land at a line symmetrical position with the circuit board 42 as the axis of symmetry. That is, one of the inner conductor and the outer conductor is arranged and connected to the front surface of the circuit board, and the other is arranged and symmetrical with respect to the rear surface.
[0044]
For example, with respect to the core wire 54-1, the inner conductor 52-1 is connected to the land 65 on the front surface of the circuit board 42, and the outer conductor 55-1 is disposed and connected to the land 66 at the line-symmetrical position on the back surface. Thereby, the intersection of the signal lines can be eliminated, and the contact between the external conductors 55-1 and 55-2 can be prevented. In addition, the friction due to the intersection of the signal lines is eliminated and disconnection can be prevented, and the occurrence of image defects can be prevented.
[0045]
Further, by transmitting different signals to the inner conductor 52 and the outer conductor 55, the number of signal lines can be reduced to half. Thereby, the signal cable 27 can be made thinner, and the insertion portion and the distal end portion can be further reduced in diameter.
[0046]
Further, by making all the signal lines 43 constituting the signal cable 27 coaxial, the number of signal lines can be reduced and the signal cable 27 can be reduced in diameter.
[0047]
Thus, in the present embodiment, since the electrical connection with each signal line is performed on both surfaces of the circuit board, the apparatus can be miniaturized. Further, since the inner conductor and the outer conductor are separately connected on the front surface and the back surface, it is easy to prevent these contacts. Furthermore, since the contact can be prevented without the signal lines crossing each other, the occurrence of disconnection can also be prevented.
[0048]
8 and 9 relate to a second embodiment of the present invention, FIG. 8 is a side view showing a circuit board 71 employed in the second embodiment, and FIG. 9 is a rear view of FIG.
[0049]
In the present embodiment, a circuit board 71 is employed instead of the circuit board 42. The circuit board 71 is different from the circuit board 42 in the positions where the lands 72 and 73 are provided. A plurality of lands 72 are formed on the surface side of the circuit board 71 on the base end side. On the other hand, on the back surface side of the circuit board 71, a plurality of lands 73 are formed on the base end portion side, and a plurality of lands 74 are also formed on the tip end portion side. The land 74 is for connecting the inner conductor 52 of a certain coaxial line 51 and the conductor 58 of the simple line 57.
[0050]
The front-side land 72 is connected to the other inner conductor 52 and the conductor 58 of the simple line 57, and the rear-side land 73 is connected to the external conductor 55.
[0051]
At this time, the inner conductor 52 and the conductor 58 connected to the land 74 on the front end side are covered with the inner insulating coating 53 and the insulating coating 59, respectively. Therefore, the coaxial line 51 and the simple line 57 connected to the land 74 may be wired so as to pass over the land 73 connecting the external conductor 55 and the like.
[0052]
In the embodiment configured as described above, the conductor 58 of the simple line 57 and / or the inner conductor 52 of the core wire 54 of the coaxial line 51 is connected to the land 74 of the circuit board 71 on the tip side of the outer conductor 55. ing.
[0053]
The external conductor connected to the land 73 provided on the base end side of the circuit board 71 by connecting the simple wire 57 and / or the core wire 54 covered with the insulator to the land 74 provided on the front end side of the circuit board 71. 55 does not contact the inner conductor 52 and the conductor 58 connected on the same plane.
[0054]
As a result, the land can be arranged not only at the base end side end portion of the circuit board 71 but also at an arbitrary position such as the front end side while preventing the occurrence of image defects, and the degree of design freedom is increased. In addition, the circuit board can be further reduced in size.
[0055]
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the circuit board 42 cut along a land portion according to the third embodiment of the present invention.
[0056]
In the present embodiment, as shown in FIG. 10, the inner conductor 52 and the outer conductor 55 of the coaxial line 51 are alternately arranged in any of the lands 65 and 66 arranged on the front surface and the back surface of the circuit board 42. Connecting.
[0057]
In the embodiment configured as described above, the contact between the external conductors 55 can be prevented by alternately arranging the internal conductor 52 covered with the insulator and the external conductor 55 where the conductor is exposed. . Thereby, it is possible to prevent the occurrence of image defects.
[0058]
FIG. 11 is a cross-sectional view showing an imaging apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 11 shows from the objective lens optical system to the solid-state imaging device. A circuit board to which the solid-state imaging device is attached and various wirings can be appropriately designed.
[0059]
The present embodiment will be described by applying it to the distal end portion 12 of the electronic endoscope apparatus of FIG. In this case, the configuration other than the prism 75 and the optical diaphragm 76 may be the same as in FIG.
[0060]
The optical image from the objective lens optical system 37 is bent by the prism 75 and guided to the light receiving unit 41 of the solid-state imaging device 40. For this reason, it is necessary to align the light receiving unit 41 and the prism 75 of the solid-state imaging device 40 with high accuracy, and it is difficult to assemble, and image defects such as blurring of one side of the image occur.
[0061]
In general, a light-shielding mask as an optical stop is interposed in the objective lens frame, but this light-shielding mask is not located immediately before the light-receiving unit 41, but a plurality of objective lenses ahead. Arrangement on the top may cause image defects such as flare.
[0062]
This embodiment is for solving these problems. That is, one surface of the prism 75 is in contact with the objective lens 38 on the most proximal end side of the objective lens optical system 37, and a bottom surface perpendicular to this surface faces the light receiving unit 41 of the solid-state imaging device 40, and An optical axis substantially parallel to the longitudinal axis is bent at a substantially right angle and guided to the light receiving unit 41.
[0063]
In the present embodiment, a light shielding optical diaphragm 76 is provided between the bottom surface of the prism 75 and the light receiving unit 41. The optical diaphragm 76 is a plate-shaped member that shields light, and has stepped portions 77 and 78 at both ends.
[0064]
The stepped portions 77 are formed above and below the front end side of the optical diaphragm 76, and the rear end surfaces thereof are formed in a predetermined positional relationship, for example, flush. The stepped portion 78 is formed above the rear end side of the optical diaphragm 76 so that the distance from the stepped portion 77 corresponds to the length of the bottom surface of the prism 75 in the front-rear direction.
[0065]
The bottom surface side of the prism 75 is fitted into the concave portion formed by the step portions 77 and 78 of the optical diaphragm 76 so that the bottom surface of the prism 75 contacts the plate-like portion of the optical diaphragm 76. Further, the front surface of the solid-state imaging device 40 is brought into contact with the stepped portion 77 provided below the optical diaphragm 76 so that the light receiving unit 41 is brought into contact with the optical diaphragm 76.
[0066]
In the embodiment configured as described above, a light-shielding optical diaphragm 76 is interposed between the prism 75 and the solid-state imaging device 40. The front surface of the solid-state imaging device 40 is brought into contact with a stepped portion 77 provided on the optical diaphragm 76, and the prism 75 is fitted into a recess formed by the stepped portions 77 and 78.
[0067]
As a result, the prism 75 and / or the solid-state imaging device 40 are aligned with each other via the prism 75. Therefore, the alignment operation between the prism 75 and the solid-state imaging device 40 becomes extremely easy and accurate, and the occurrence of image defects such as one-sided blur can be prevented. Further, by interposing the optical diaphragm 76 between the prism 75 that is the objective lens immediately before the light receiving unit 41 of the solid-state imaging device 40, it is possible to prevent the occurrence of image defects such as flare.
[0068]
As described above, in the present embodiment, it is possible to facilitate the assembly work and to perform accurate alignment, to prevent the occurrence of image defects such as one-sided blur, and to cause image defects such as flare. Can also be prevented.
[0069]
Further, the step portions 77 and 78 formed on the optical diaphragm 76 may be formed in a shape in which the bottom surface portion of the prism 75 is fitted. For example, if the shape of the bottom surface of the prism 75 is a quadrangle, a quadrangular step may be formed. Thereby, the alignment of the prism 75 and the light receiving unit 41 is performed.
[0070]
FIG. 12 is a cross-sectional view from the objective lens optical system to the solid-state imaging device according to the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 12, the same components as those of FIG.
[0071]
In the present embodiment, only the prism 81 and the optical diaphragm 82 are different from the prism 75 and the optical diaphragm 76 of FIG.
[0072]
The prism 81 has a front surface in contact with the objective lens 38 and a bottom surface facing the light receiving unit 41 through the optical diaphragm 82. The optical diaphragm 82 has an outer shape that is substantially the same as the outer shape of the solid-state imaging device 40, and a step portion 83 is formed above the rear end.
[0073]
In the present embodiment, the optical aperture 82 is configured such that the front end face and the rear end face are flush with the front end face and the rear end face of the solid-state imaging device 40. The front end surface of the step portion 83 has a predetermined positional relationship with the solid-state imaging device 40, and the bottom surface of the prism 81 is placed on the optical aperture 82 in a state where the rear end portion of the prism 81 is in contact with the step portion 83. By attaching to the prism, the prism 81 and the solid-state imaging device 40 can be aligned.
[0074]
In the embodiment configured as described above, the optical diaphragm 82 and the solid-state imaging device 40 are aligned by aligning their outer shapes. The optical diaphragm 82 and the prism 81 are aligned by the step portion 83.
[0075]
Accordingly, the prism 81 and the solid-state imaging device 40 are aligned through the optical diaphragm 82, so that the alignment operation is accurate and easy, and image defects such as one-sided blur can be prevented.
[0076]
As described above, in the present embodiment, the same effect as that of the fourth embodiment can be obtained, and the step portion 83 serving as the alignment means may be provided only on either the front or rear side. Parts processing becomes easy.
[0077]
It is obvious that the outer shape of the optical aperture 82 may be made to coincide with the prism 81 and the stepped portion 83 may be formed on the solid-state imaging device 40 side.
[0078]
13 and 14 relate to a sixth embodiment of the present invention, FIG. 13 is a sectional view showing an imaging device according to the sixth embodiment, and FIG. 14 is a sectional view showing a bonded solid-state imaging device. FIG.
[0079]
This embodiment is applied to an apparatus having a solid-state imaging device having a light receiving portion on a surface perpendicular to the optical axis of the objective lens optical system.
[0080]
The imaging apparatus according to the present embodiment includes an objective lens optical system and an imaging unit disposed on the optical axis of the objective lens optical system. The objective lens optical system includes a plurality of objective lenses and an objective lens frame for fixing and arranging these objective lenses at predetermined positions.
[0081]
FIG. 13 shows a solid-state imaging unit 85 disposed on the optical axis of the objective lens optical system. A light receiving portion 87 of the solid-state imaging device 86 is provided perpendicular to the optical axis direction (up and down direction on the paper surface). A protective glass 91 is integrally bonded and fixed to the front surface of the light receiving portion 87 with a transparent resin 100.
[0082]
At both ends of the solid-state imaging device 86, connection portions having terminals serving as a plurality of signal input / output portions are provided in rows, and a plurality of protruding electrodes 88 for connecting leads are provided at these connection portions. Is provided.
[0083]
A plurality of leads 89 and 90 are connected to the protruding electrodes 88 provided at both ends of the solid-state imaging device 86, respectively. Bonding of the leads 89 and 90 to the solid-state imaging device 86 is performed by, for example, a TAB (TAPE AUTOMATED BONDING) method.
[0084]
After bonding the leads 89 and 90 of the TAB tape 93 to the solid-state image pickup device 86, the TAB tape 93 is cut at a predetermined position, whereby the state shown in FIG. 14 is obtained. The holding member 92 of the TAB tape 93 is formed of an insulating member, for example, a polyimide tape, and collectively holds the leads 90. A predetermined land and a wiring pattern are formed on the surface of the holding member 92 opposite to the surface on which the leads 90 are held. The holding member 92 is also formed with a through hole connected to the land.
[0085]
As shown in FIG. 13, the leads 89 and 90 are bent at a substantially right angle so as to follow the end of the solid-state imaging device 86. A circuit board 95 provided with a signal processing IC 96, which is an electronic component, is provided behind the solid-state imaging device 86.
[0086]
The circuit board 95 is formed of a hard material such as ceramic, and has a connection portion for making an electrical connection on a side surface. The leads 89 and 90 bent rearward are electrically connected to the connection portion on the side surface of the circuit board 95 and further extended rearward, and then bent in directions facing each other, with the holding member 92 interposed therebetween. Make them face each other.
[0087]
That is, in the present embodiment, the leads 89 and 90 are bent in the rear projection plane of the circuit board 95 so that the other lead 89 is laminated on the holding member 92 that holds the leads 90 in an integrated manner. It is arranged.
[0088]
As shown in FIG. 13, a plurality of signal lines 98 are connected to lands formed on the lead 89 and the holding member 92. The plurality of signal lines 98 are bundled as a signal cable 97 and connected to a video processor or the like (not shown).
[0089]
13 is attached so that the protective glass 91 is fitted and fixed in a solid imaging device frame (not shown). The entire electrical component is covered from the solid-state imaging device frame with a sealant, a shield frame, and an insulating cover. As described above, an image pickup apparatus is completed by combining such an image pickup unit and an objective lens optical system.
[0090]
In the embodiment configured as described above, the leads 89 and 90 are bent in the rear projection plane of the solid-state imaging device 86, and the circuit board 95 is disposed in a portion surrounded by the leads 89 and 90. . In addition, a portion where the lead 90, the holding member 92, and the lead 89 are stacked is also within the rear projection plane of the solid-state imaging device 86, and further, electrical connection with the signal line 98 is performed in this stacked portion.
[0091]
Accordingly, in the direction perpendicular to the optical axis of the objective lens optical system (not shown), the solid-state imaging unit 85 can be formed to have substantially the same outer shape or less as the rear projection surface of the solid-state imaging device 86. Thereby, the apparatus can be miniaturized.
[0092]
In addition, the length of the imaging device can be shortened by arranging and connecting the signal line 98 to the lead bent in the rear projection plane of the circuit board. In addition, since the holding member 92 that is an insulating member is disposed between the bent leads 89 and 90, a short circuit between the leads can be prevented, and the occurrence of an image defect can be prevented. .
[0093]
15 to 17 relate to a seventh embodiment of the present invention, FIG. 15 is a sectional view showing an imaging device according to the seventh embodiment, and FIG. 16 is a sectional view showing a bonded solid-state imaging device. FIG. 17 is a cross-sectional view showing a state after signal lines are connected. 15 to FIG. 17, the same components as those in FIG. 13 and FIG.
[0094]
The solid-state imaging unit 101 shown in FIG. 15 is formed by bending the leads 89 and 90 of FIG. 16 in the rear projection plane of the solid-state imaging device 86. In the present embodiment, as shown in FIG. 16, holding members 94 and 99 for collectively holding the leads 89 and 90 are provided. The holding members 94 and 99 are insulating members as in the sixth embodiment.
[0095]
As shown in FIG. 15, the leads 89 and 90 extending rearward from the circuit board 95 are bent and arranged in the rear projection plane of the circuit board 95. Then, the holding members 94 and 99 are removed as indicated by broken lines in FIG. As shown in FIG. 17, a plurality of signal lines 98 are connected to the leads 89 and 90 exposed from the removed portion.
[0096]
Also in the embodiment configured as described above, the leads 89 and 90 are bent in the rear projection plane of the solid-state imaging device 86. In the present embodiment, the leads 89 and 90 are collectively held by holding members 94 and 99, respectively. Therefore, the leads 89 and 90 are not separated, and the circuit board 95 can be easily bent and arranged in the rear projection plane, and the assembling work of the imaging apparatus is simplified.
[0097]
In addition, the holding members 94 and 99 can be removed by disposing the leads 89 and 90 behind the circuit board 95 without contacting them, and the length of the optical axis direction can be shortened to reduce the size of the apparatus. be able to.
[0098]
As described above, the present embodiment has the advantages that the same effects as those of the sixth embodiment can be obtained and the apparatus can be further miniaturized.
[0099]
The lead may be a solid-state imaging device arranged only on one side of the light receiving unit 87.
[0100]
18 to 20 relate to an eighth embodiment of the present invention, FIG. 18 is an explanatory view showing an imaging apparatus according to the eighth embodiment, and FIG. 19 is a side view showing the imaging apparatus. 20 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
[0101]
In this embodiment, the apparatus is miniaturized by utilizing the space behind the prism.
[0102]
18, the configuration of the objective lens optical system 104 is the same as that of the objective lens optical system 37 in FIG. 1, and a plurality of objective lenses are provided in the objective lens frame 105. At the rear end of the objective lens 106 on the most proximal end side, a prism 107 that guides an optical image to the solid-state imaging device 108 that is arranged substantially horizontally by bending the optical axis of the objective lens optical system 104 downward at a substantially right angle is attached. ing.
[0103]
In the present embodiment, a flexible circuit board 109 on which wiring for extracting an electrical signal from the solid-state imaging device 108 and an electrical circuit component for processing the electrical signal is mounted is employed. The flexible circuit board 109 extends to the side of the solid-state imaging device 108.
[0104]
After the signal line 110 and the electronic component 111 are connected and arranged, the flexible circuit board 109 is bent along the prism 107 so that the signal line 110 and the electronic component 111 are arranged behind the prism 107. ing.
[0105]
FIG. 19 shows this state. As shown in FIG. 19, by bending the flexible circuit board 109 in a direction perpendicular to the major axis direction of the objective lens optical system 104, the electronic component 111 and the signal line 110 are free above the solid-state imaging device 108 and the prism 107. Arranged in space.
[0106]
Thereby, the space on the base end side of the prism 107 can be effectively used, and the imaging apparatus can be reduced in size and shortened.
[0107]
FIG. 20 shows a cross section taken along line AA in FIG. As shown in FIG. 20, the prism 107 is covered with a flexible circuit board 109. The low reflection portion 112 is formed by the vicinity of the prism 107 of the flexible circuit board 109. Thereby, the light reflection at the side surface of the prism 107 is reduced, and the occurrence of flare is prevented.
[0108]
Thus, in the present embodiment, the electronic components and the signal lines can be arranged in the empty space near the prism, so that the apparatus can be further downsized. In addition, the flexible circuit board can reduce the light reflection of the prism and prevent the occurrence of flare.
[0109]
In FIG. 18, the flexible circuit board 109 is extended only to one side of the solid-state imaging device 108, but may be extended to both sides of the solid-state imaging device 108. FIG. 21 is an explanatory view showing this example.
[0110]
As shown in FIG. 21, flexible circuit boards 113 are formed on both sides of the solid-state imaging device 108. On the flexible circuit board 113, the electronic component 111 is mounted and the signal line 110 is connected. Even in this case, it is obvious that the electronic component 111 and the signal line 110 can be arranged in the empty space of the prism by bending the flexible circuit board 113 so as to cover the solid-state imaging device 108 and the prism (not shown).
[0111]
By the way, various arrangement methods of the solid-state imaging device and the circuit board are conceivable. For example, as shown in FIG. 22, an example in which circuit boards 122 are provided on both sides of the solid-state imaging device 121 can be considered.
[0112]
23 and 24 are explanatory diagrams for explaining an assembly method using a TAB tape in the image pickup apparatus in the example of FIG.
[0113]
A light receiving unit 123 is provided on the upper surface of the solid-state imaging device 121. A plurality of protruding electrodes (not shown) are formed in rows on both sides of the light receiving portion 123. An inner lead 124 protruding from the TAB tape is connected to the protruding electrode.
[0114]
In this state, the inner lead 124 is cut to separate the solid-state imaging device 121 from the TAB tape, and the circuit board 122 is connected and fixed to the inner lead 124 with solder or the like. Next, as shown in FIG. 24, the circuit board 122 is gripped and bent so that both are parallel to the base end side of the solid-state imaging device 121.
[0115]
This working method is easier than soldering the circuit board 122 to the bent inner lead 124, and the assembling work can be simplified.
[0116]
Next, the imaging device is assembled by connecting a signal cable or the like on the circuit board 122.
[0117]
Instead of making the circuit boards 122 parallel to each other, the circuit boards 122 may be bent into a V shape as shown in FIG. In this case, the length of the apparatus can be shortened compared to the example of FIG.
[0118]
FIG. 26 to FIG. 28 are examples in which a circuit board is arranged on the back side of the solid-state imaging device. 26 is a side view showing the imaging device, FIG. 27 is a cross-sectional view of the circuit board portion of FIG. 26 as viewed from above, and FIG. 28 is a side view of the circuit board portion of FIG.
[0119]
A light receiving portion 132 is formed on the front surface of the solid-state imaging device 131, and protruding electrodes 133 are formed in rows on both sides of the light receiving portion 132. An inner lead 134 protruding from the TAB tape is connected to the protruding electrode 133. Between the inner lead 134 and the solid-state imaging device 131, a polyimide tape 136 that is a constituent member of a TAB tape is disposed. The polyimide tape 136 is an insulating member, and insulation between the inner lead 134 and the solid-state imaging device 131 is maintained. A circuit board 135 is disposed on the base end side of the solid-state imaging device 131.
[0120]
The circuit board 135 has a first connection terminal 137 formed on the side surface in the vertical direction, an inclined surface 145 formed on the side surface in the left-right direction, and the second connection terminal 140 provided on the inclined surface 145.
[0121]
The inner lead 134 from the solid-state imaging device 131 is connected to the first connection terminal 137 on the side surface of the circuit board 135. On the other hand, the inner conductor 139 of the coaxial line among the signal lines of the signal cable 138 is connected to the second connection terminal 140 provided on the inclined surface 145 of the circuit board 135.
[0122]
A through hole 141 connected to the GND of the solid-state imaging device 131 is formed in the circuit board 135 substantially at the center, and the coaxial outer conductor 142 of the signal lines is connected to the through hole 141. The through hole 141 is also connected to the GND of the electronic component when an electronic component such as an IC chip is mounted on the circuit board 135.
[0123]
In this way, the signal lines are connected at the inclined surface 145 provided on the circuit board 135, and the external conductors are connected using the through hole 141 provided substantially at the center, thereby reducing the size of the signal line connection portion. can do.
[0124]
It is obvious that the second connection terminal 140 may be provided on the side surface of the plate circuit board instead of the inclined surface 145.
[0125]
By the way, it is necessary to perform a focus adjustment operation according to the positions of the objective lens optical system and the solid-state imaging device that constitute the imaging device. When the example of FIG. 29 is adopted, this focus adjustment work can be omitted.
[0126]
In FIG. 29, a plurality of objective lenses 154 constituting an objective lens optical system are provided on the distal end side of the objective lens frame 151. The light receiving unit 153 of the solid-state imaging device 152 is arranged at the image forming position of the objective lens 154 on the base end side. In the example of FIG. 29, the solid-state imaging device 152 is disposed so as to fit inside the objective lens frame 151.
[0127]
That is, in the example of FIG. 29, the positional relationship between the solid-state imaging device 152 and the objective lens optical system is determined by one objective lens frame 151. Therefore, it is possible to omit focus adjustment work when assembling the imaging apparatus, reduce the number of assembling steps, and configure the apparatus at low cost.
[0128]
By the way, various examples of the arrangement method of the solid-state imaging device and the signal cable in the electronic endoscope can be considered. 30 to 32 show an example of this arrangement method, FIG. 30 is a side view showing a solid-state imaging device to which a signal cable is connected, and FIG. 31 is a cross-sectional view showing a cross section of the electronic endoscope. 32 is an explanatory diagram showing an internal configuration of the electronic endoscope.
[0129]
30, the configuration of the objective lens optical system 37 is the same as that in FIG. A prism 39 that also serves as a filter for removing a specific wavelength, such as an infrared cut filter, is attached to the objective lens 38 on the base end side. The bottom surface of the prism 39 is fixed to the light receiving unit of the solid-state imaging device 40.
[0130]
The solid-state imaging device 40 is connected to the circuit board 161 by an external lead 162. The external lead 162 has a length that allows a space for wiring the signal line 165 between the solid-state imaging device 40 and the circuit board 161.
[0131]
The outer end 166 of the signal cable 163 in which the signal line 165 is twisted and bundled is disposed around the prism 39, that is, on the back surface of the circuit board 161 in FIG. That is, since the outer skin end portion 166 is disposed not on the rear end side of the circuit board 161 but on the periphery of the prism 39 on the front end side, the length of the apparatus can be shortened.
[0132]
Further, as shown in FIG. 32, a bending operation wire 167 for bending the bending portion is connected to a connection site 168 attached to the tubular member. In the example of FIG. 32, the connection portion 168 is disposed on the proximal end side of the prism 39.
[0133]
As described above, the space behind the prism 39 is effectively used to reduce the diameter of the tip. Further, the outer end 166 of the signal cable 163 is arranged around the prism 39 to shorten the length of the imaging device. Furthermore, by arranging the signal line 165 in the space between the solid-state imaging device 40 and the circuit board 161, the bend R of the signal line 165 folded back at the tip of the circuit board 161 can be increased, and the signal line 165 is disconnected. Can be prevented.
[0134]
Obviously, the location where the signal cable 163 is arranged may be the position indicated by the broken line in FIG.
[0135]
By the way, it is possible to reduce the size of the apparatus by deforming the outer shape of the imaging apparatus provided at the distal end portion of the endoscope. FIG. 33 is an explanatory diagram showing this example.
[0136]
As shown in FIG. 33, the outer shape of the imaging device 172 is formed asymmetrically along the inner periphery 171 of the distal end portion of the endoscope. For example, the distal end portion can be reduced in diameter by forming the shield frame in a different shape so that one part of the left and right of the outer shape of the imaging device 172 is inclined to the other.
[0137]
By the way, it is possible to reduce the diameter of the imaging device by considering the coupling position between the objective lens frame and the solid-state imaging device frame. FIG. 34 is a sectional view showing this example.
[0138]
In FIG. 34, the objective lens optical system 183 includes a plurality of objective lenses. Among the plurality of objective lenses, the plurality of objective lenses arranged on the tip side with the objective lens 184 having the smallest outer diameter as a boundary is held in the objective lens frame 181. The light receiving unit 186 of the solid-state imaging device 187 is attached to the objective lens 185 on the most proximal side. A plurality of objective lenses disposed closer to the base end side than the objective lens 184 to the solid-state imaging device 187 are fixed in the solid-state imaging device frame 182. A solid-state imaging device frame 182 is fitted in the objective lens frame 181, and focus adjustment is performed by adjusting both of them to move back and forth.
[0139]
As described above, focus adjustment is performed by inserting and inserting the objective lens frame 181 and the solid-state imaging device frame 182 between the frames in which the objective lens optical system is held at the portion where the smallest objective lens 184 is disposed. Thus, the imaging device can be reduced in size. Even if multiple objective lens frames that hold the objective lens optical system are required, the image pickup device can be similarly miniaturized by adjusting the focus at the objective lens frame portion that holds the objective lens with the smallest outer diameter. can do.
[0140]
FIG. 35 is a side view showing a lead and cable connection example in the imaging apparatus.
[0141]
A circuit board 192 is disposed substantially parallel to the solid-state imaging device 191. On the side surface of the circuit board 192, a lead connection land 194 that is a connection portion with the external lead 193 from the solid-state imaging device 191 and a cable connection land 197 that is a connection portion with the signal cable 195 are formed. After the external lead 193 of the solid-state imaging device 191 is connected and fixed to the lead connection land 194, the signal line 198 of the signal cable 195 is connected to the cable connection land 197 and the external lead 199 extending from the circuit board 192 to the proximal end side. Is done.
[0142]
Thus, by directly connecting the signal line 198 to the external lead 199, the number of cable connection lands 197 provided on the circuit board 192 can be reduced, and the circuit board can be reduced in cost and size. An inexpensive and downsized imaging apparatus can be provided. Further, by arranging the solid-state imaging device 191 and the circuit board 192 substantially in parallel, the imaging device can be shortened.
[0143]
36 to 38 are rear views for explaining a lead arrangement method of the solid-state imaging device.
[0144]
An external lead 202 is provided on the back surface of the solid-state imaging device 201. As shown in FIG. 36, three external leads 202 are provided on the upper back side of the solid-state imaging device 201 and four are provided on the lower side.
[0145]
In the example of FIG. 37, the external leads 203 and 204 provided on the back surface of the solid-state imaging device 201 have different sizes. That is, the size of the external lead 203 on the upper back side of the solid-state imaging device 201 is X, and the size of the external lead 204 on the lower back side is Y (X> Y).
[0146]
In the example of FIG. 38, the external leads 205 and 206 provided on the back surface of the solid-state imaging device 201 have different pitches. That is, the pitch of the external leads 205 on the upper back side of the solid-state imaging device 201 is P1, and the pitch of the external leads 206 on the lower back side is P2 (P1> P2).
[0147]
In this way, by making the number, size, or pitch of the external leads asymmetric in the vertical direction, the positional relationship of the solid-state imaging device, for example, the vertical relationship, is not mistaken when assembling the imaging device and inspecting the solid-state imaging device. Since it can be assembled and inspected, damage to the solid-state imaging device can be prevented.
[0148]
Further, the thickness of the external lead may be provided asymmetrically. FIG. 39 is a side view showing an example of this case.
[0149]
When the thickness of the external leads of the solid-state imaging device is provided asymmetrically, as shown in FIG. 39, a thick external lead 213 is provided on the base end side to connect to the circuit board 212. When the bending operation of the bending portion of the electronic endoscope is performed, the signal cable is also pushed and pulled. As a result, stress is applied to the circuit board 212 to which the signal line 214 is connected, and consequently stress is applied to the external leads of the solid-state imaging device 211. However, increasing the thickness of the external lead 213 on the proximal end side makes it more resistant to stress and prevents damage to the solid-state imaging device. In this case, instead of making the external lead thick, an external lead that is firmly connected by the solid-state imaging device may be arranged on the base end side. When the signal line is directly connected to the external lead, the external lead may be thicker than other external leads and firmly fixed.
[0150]
FIG. 40 is a side view showing an example in which the extension direction of the lead is taken into account for miniaturization.
[0151]
As shown in FIG. 40, the external lead 223 of the solid-state imaging device 222 is extended to the proximal end side of the prism 221 and the signal line 224 of the signal cable 225 is connected at the extended portion. As a result, the space on the base end side of the prism 221 can be effectively utilized, so that the imaging apparatus can be downsized and shortened.
[0152]
FIG. 41 is a cross-sectional view showing an example in which signal line disconnection is prevented.
[0153]
In FIG. 41, in the imaging apparatus, the electrical component is covered with an insulating sealant 231 and is further covered with a heat shrinkable tube 232 which is an insulating member for insulation. The heat-shrinkable tube 232 is covered from the solid-state imaging device frame 233 to the protective tube 234 having substantially the same outer shape as the solid-state imaging device frame 233. The proximal end side of the protective tube 234 extends to the proximal end side at least from the curved portion proximal end portion.
[0154]
By providing the signal tube 235 with the protective tube 234 having substantially the same outer shape as the solid-state imaging device frame 233, the heat shrinkable tube 232 is contracted and cured in a state where both ends of the heat-shrinkable tube 232 are in close contact with the solid-state imaging device frame 233 and the protective tube 234. Can do. For this reason, the disconnection of the protection tube 234 and the signal cable 235 in the protection tube 234 can be reliably prevented.
[0155]
Instead of the protective tube 234, a member having substantially the same outer shape as the solid-state imaging device frame 233 may be provided. Moreover, the sealing agent 231 can be reliably filled in the heat shrinkable tube 232 by reliably shrinking the both ends of the heat shrinkable tube 232. Therefore, the sealant 231 is prevented from being closed at the end of the heat shrinkable tube 232 and the movement of the signal cable 235 is suppressed, so that the signal line can be prevented from being disconnected.
[0156]
[Appendix]
(1) an objective optical system;
A solid-state imaging device that converts an optical image formed by the objective optical system into an electrical signal;
A circuit board provided with wiring for transmitting electrical signals from the solid-state imaging device and electrical circuit components for processing the electrical signals;
It is constituted by a coaxial line composed of an inner conductor and an outer conductor, and a signal cable connected to the circuit board,
An image pickup apparatus, wherein an inner conductor and an outer conductor of at least one coaxial line of the signal cable are arranged and connected to different surfaces of a circuit board.
[0157]
(2) One or more of the inner conductor and the outer conductor of the at least one coaxial line are arranged and connected to the surface of the circuit board, and the other is arranged and connected to the back surface of the circuit board. The imaging apparatus according to 1.
[0158]
(3) The solid-state imaging device has a light receiving unit arranged substantially parallel to the optical axis of the objective optical system,
One of the additional items 1 and 2, further comprising an optical element that bends the optical axis of the objective optical system substantially at a right angle in order to image the optical axis of the objective optical system on the light receiving unit. The imaging device described in 1.
[0159]
(4) an objective optical system;
A solid-state imaging device disposed at the imaging position of the objective optical system;
An optical diaphragm disposed in front of the solid-state imaging device;
A circuit board provided with wiring for transmitting electrical signals from the solid-state imaging device and electrical circuit components for processing the electrical signals;
In the imaging device comprising the solid-state imaging device and a signal line connected to the circuit board,
An image pickup apparatus, wherein the optical aperture is provided with an alignment means for an objective optical system and / or a solid-state image pickup apparatus.
[0160]
(5) The objective optical system is provided with an optical element that guides an optical image so as to form an image on a solid-state imaging device in which the optical axis is bent at a substantially right angle and parallel to the longitudinal axis of the insertion portion. Item 5. The imaging apparatus according to Item 4, wherein:
[0161]
(6) The imaging device according to any one of the additional items 4 and 5, wherein both the objective optical system and the solid-state imaging device are aligned by the step provided in the optical diaphragm.
[0162]
(7) The imaging device according to any one of appendices 5 and 6, wherein an outer shape of the optical aperture is substantially the same as the outer shape of the optical element and / or the solid-state imaging device.
[0163]
(Background to Supplementary Items 4-7)
(Conventional technology)
Conventionally, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 5-130972, a technique has been shown in which a light-shielding mask is interposed in an objective lens frame.
[0164]
(Issue to solve)
Conventionally, a light-shielding mask, which is an optical diaphragm, is arranged so as to be sandwiched between objective lenses or a distance tube that keeps the distance between objective lenses at a predetermined distance within the objective lens frame. Then, in order to guide an optical image to a solid-state imaging device disposed substantially parallel to the optical axis of the objective optical system, a prism that is an optical element is disposed on the base end side lens of the objective optical system. At this time, it was very difficult to align the objective optical system with the prism. Also, the alignment operation between the light receiving unit of the solid-state imaging device and the prism is very difficult, it is difficult to assemble correctly, and an image defect such as blurring of one side of the image occurs.
[0165]
In addition, since the optical diaphragm for light shielding has a plurality of objective lenses arranged between the solid-state imaging device, the imaging device is likely to cause image defects such as flare.
[0166]
(the purpose)
An object of the present invention is to provide an image pickup apparatus that has good assemblability and prevents image defects such as one-sided blur and flare by providing an alignment means for an objective optical system and a solid-state image pickup device in an optical stop for light shielding.
[0167]
(Means and actions for solving the problems)
In order to bend the optical axis of the objective optical system at a substantially right angle and guide the optical image to the light-receiving unit of the solid-state imaging device arranged substantially parallel to the optical axis of the objective optical system, the proximal-side objective lens of the objective optical system A light-blocking optical diaphragm is interposed between the prism, which is an optical element disposed in the lens, and the solid-state imaging device, and a step serving as a means for aligning the prism and / or the solid-state imaging device is provided in the optical diaphragm. Then, the prism and / or the solid-state imaging device are brought into contact with the step portion of the optical diaphragm to align both. This facilitates assembly and prevents image defects such as single blurring. In addition, the occurrence of image defects such as flare can be prevented by interposing an optical diaphragm between the prism that is the objective lens immediately before the light receiving unit of the solid-state imaging device.
[0168]
(8) a solid-state image sensor chip;
Multiple external I / O leads,
A protruding electrode that connects the solid-state imaging device chip and the external input / output lead;
A circuit board provided behind the solid-state image sensor chip and provided substantially parallel to the solid-state image sensor chip on which electronic components are mounted;
In an imaging apparatus having the external input / output lead and / or a signal line connected to a circuit board
An image pickup apparatus comprising: an insulating holding means for collectively integrating and holding a plurality of external input / output leads on a surface different from the protruding electrodes connected to the external input / output leads;
[0169]
(9) The imaging apparatus according to appendix 8, wherein a plurality of external input / output leads are connected to a signal line at a bent portion in a rear projection plane of the circuit board.
[0170]
(10) The imaging device according to any one of appendixes 8 and 9, wherein the holding means is a polyimide tape.
[0171]
(Background to Supplementary Items 8-10)
(Conventional technology)
Conventionally, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 5-115435, there is shown a technique in which signal lines are connected to a base end portion of a substrate disposed so as to extend substantially parallel to the optical axis behind a solid-state imaging device by soldering or the like. It was.
[0172]
(Issue to solve)
Conventionally, since the signal line is connected to the base end portion of the substrate extending rearward of the solid-state imaging device by solder or the like, the imaging device is long and large. Further, when the circuit board is arranged in a laminated structure behind the solid-state imaging device, it is necessary to secure a space and a land for connecting the signal lines, so that the circuit board becomes large and the imaging device is enlarged.
[0173]
(the purpose)
It is an object of the present invention to provide an image pickup apparatus that is miniaturized by connecting a signal line to an external input / output lead that is bent in a rear projection plane of a circuit board.
[0174]
(Means and actions for solving the problems)
The external input / output leads collectively held by the holding means are connected to the side surface of the circuit board placed behind the solid-state image sensor, and the signal line is connected to the part bent in the rear projection plane of the circuit board Thus, the size of the image pickup apparatus can be formed to be substantially the same as or smaller than the projection surface of the solid-state image pickup device, so that the size can be reduced. In addition, the length of the imaging device can be shortened by arranging and connecting the signal lines to the external input / output leads bent in the rear projection plane of the circuit board.
[0175]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention,PictureWhile preventing the occurrence of image defects,EquipmentThere is an effect that it is possible to achieve miniaturization and shortening.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a distal end portion of an electronic endoscope provided with an imaging apparatus according to a first embodiment.
2 is a schematic diagram of an electronic endoscope system in which the imaging apparatus of FIG. 1 is incorporated.
FIG. 3 is a perspective view showing a signal line in FIG. 1;
4 is a perspective view showing a signal line in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the signal cable in FIG. 1;
6 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG.
7 is a top view as seen from the direction A in FIG. 6;
FIG. 8 is a side view showing a circuit board 71 employed in the second embodiment.
9 is a rear view of FIG. 8. FIG.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing an imaging apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating an imaging apparatus according to a sixth embodiment.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a bonded solid-state imaging device.
FIG. 15 is a cross-sectional view showing an imaging apparatus according to a seventh embodiment.
FIG. 16 is a cross-sectional view showing a bonded solid-state imaging device.
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a state after signal lines are connected.
FIG. 18 is an explanatory diagram illustrating an imaging apparatus according to an eighth embodiment.
FIG. 19 is a side view illustrating an imaging device.
20 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 21 is an explanatory diagram showing a modification of the third embodiment.
FIG. 22 is an explanatory diagram for explaining a method of arranging the solid-state imaging device and the circuit board.
23 is an explanatory diagram for explaining an assembling method using a TAB tape in the image pickup apparatus in the example of FIG. 22;
24 is an explanatory diagram for explaining an assembling method using a TAB tape in the image pickup apparatus in the example of FIG. 22;
25 is an explanatory diagram showing another example of FIG. 24. FIG.
FIG. 26 is a side view illustrating an imaging device.
27 is a cross-sectional view of the circuit board portion of FIG. 26 as viewed from above.
28 is a side view of the circuit board portion of FIG. 26 viewed from the rear.
FIG. 29 is a sectional view showing an example in which the focus adjustment work is omitted.
FIG. 30 is a side view showing a solid-state imaging device to which a signal cable is connected.
FIG. 31 is a cross-sectional view showing a cross section of an electronic endoscope.
FIG. 32 is an explanatory diagram showing an internal configuration of the electronic endoscope.
FIG. 33 is an explanatory diagram showing an example of downsizing the apparatus.
FIG. 34 is a cross-sectional view showing an example in which the imaging apparatus can be reduced in diameter.
FIG. 35 is a side view showing an example of connecting leads and cables in the imaging apparatus.
36 is a rear view for explaining a lead arrangement method of the solid-state imaging device; FIG.
FIG. 37 is a rear view for explaining a lead arrangement method of the solid-state imaging device;
FIG. 38 is a rear view for explaining a lead arrangement method of the solid-state imaging device;
FIG. 39 is a rear view for explaining a lead arrangement method of the solid-state imaging device;
FIG. 40 is a side view showing an example in which the extension direction of a lead is taken into account for miniaturization.
FIG. 41 is a cross-sectional view showing an example in which disconnection of a signal line is prevented.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Tip part, 27 ... Signal cable, 36 ... Objective lens frame, 37 ... Objective lens optical system, 39 ... Prism, 40 ... Solid-state imaging device, 42 ... Circuit board, 43 ... Signal line.

Claims (2)

対物光学系と、
この対物光学系より結像される光学像を電気信号に変換する固体撮像装置と、
この固体撮像装置からの電気信号を伝送する配線及び前記電気信号を処理する電気回路部品が設けられる回路基板と、
内部導体と該内部導体を被覆する絶縁層とで構成される芯線と、前記絶縁層を介して当該芯線の外面を覆設する外部導体と、を有し、前記回路基板に接続される同軸ケーブルと、
を備え、
前記同軸ケーブルは、前記芯線と前記外部導体とが、前記回路基板の一端面の外方から当該回路基板の一端面を挟んで延設されると共に、前記芯線における前記内部導体が当該回路基板の一面に配設された第1接続部に接続され、一方、前記外部導体が当該回路基板の他面における前記第1接続部の裏面側に配設された第2接続部に接続されることを特徴とする撮像装置。
An objective optical system;
A solid-state imaging device that converts an optical image formed by the objective optical system into an electrical signal;
A circuit board provided with wiring for transmitting electrical signals from the solid-state imaging device and electrical circuit components for processing the electrical signals;
A coaxial cable having an inner conductor and an insulating layer that covers the inner conductor, and an outer conductor that covers the outer surface of the core wire through the insulating layer, and is connected to the circuit board When,
With
In the coaxial cable, the core wire and the outer conductor extend from the outside of one end face of the circuit board across the one end face of the circuit board, and the inner conductor in the core wire is connected to the circuit board. Connected to a first connection portion disposed on one surface, while the outer conductor is connected to a second connection portion disposed on the back surface side of the first connection portion on the other surface of the circuit board. An imaging device that is characterized.
前記固体撮像装置は、前記対物光学系の光軸に対して略々平行に配置された受光部を有し、
前記対物光学系の光軸を前記受光部に結像させるために前記対物光学系の光軸を略々直角に屈曲させる光学素子を具備したことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
The solid-state imaging device has a light receiving unit disposed substantially parallel to the optical axis of the objective optical system,
The imaging apparatus according to claim 1, further comprising an optical element that bends the optical axis of the objective optical system at a substantially right angle in order to form an image of the optical axis of the objective optical system on the light receiving unit.
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