JP4700155B2

JP4700155B2 - 撮像装置

Info

Publication number: JP4700155B2
Application number: JP26106499A
Authority: JP
Inventors: 純広谷
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1999-09-14
Filing date: 1999-09-14
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2019-09-14
Also published as: JP2001086377A

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】
内視鏡装置に適用した従来の撮像装置においては、内視鏡先端部に設けた対物レンズの結像位置に固体撮像素子の受光部を配置する。固体撮像素子は電気部品を実装した回路基板に取り付けられる。回路基板にはランド部が形成され、このランド部を利用して固体操像素子から延出したリード及びケーブルを電気的に接続するようになっている。
【０００４】
このように、従来の撮像装置は、電気部品を実装した基板（フレキシブル基板又はリジット基板）上に固体操像素子を取付けて構成される。電気部品は基板上に設けられた回路パターンのチップ接続部（ランド部）に接続され、基板及び固体操像素子は信号ケーブルによってビデオプロセッサに接続されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、固体撮像素子の小型化が急速に進んでいる。これに対し、電気部品の大きさはそれほど変化していない。このため、電気部品を接続するためのチップ接続部であるランド部の大きさも変わっていない。
【０００６】
小型化した固体操像素子に対応させて基板上の回路パターンも微細化されているが、チップ接続及びケーブル接続のために形成するランド部の大きさが比較的大きいことから、このランド部のために回路パターンの引き回しが制約を受け、その結果、基板を固体撮像素子に合わせて小さくすることが困難であった。また、撮像装置を内視鏡装置に適用する場合に、内視鏡装置の硬質長を短縮することができないという問題点もあった。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、小型化を可能にすると共に、硬質長を短縮化することができる撮像装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る撮像装置は、結像した観察像を電気信号に変換する固体撮像素子と、前記固体撮像素子の後端側において後端方向に延設された基板であって、所定の電気部品が実装された基板と、前記基板上で前記基板表面から離間した位置であって前記基板に実装された前記電気部品に対して接着剤を介して積層配置された、基板に実装されていない第２の電気部品と、前記第２の電気部品に一端が接続され、前記基板の任意の位置に配置されたランド部に他端が接続された、曲折自在なジャンパー線と、を具備したことを特徴とする。
【００１０】
【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及び図２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を示す説明図であり、電子内視鏡に適用した例を示している。図２は図１中の基板５近傍を示す説明図であり、図２（ａ）は側面断面を示し、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ方向から見た背面を示している。
【００１１】
図１において、撮像装置１は電子内視鏡先端部２５に設けられている。先端部２５の先端には観察光学系２が取り付けられており、観察光学系２は、複数の対物レンズからなる対物レンズ光学系によって構成されている。観察光学系２の後端には固体撮像素子３が配置されており、観察光学系２は、先端部２５先端側からの被写体像を後端の固体撮像素子３の受光部に導くようになっている。
【００１２】
固体撮像素子３の後端には、先端部２５の長手方向に平行に基板５が設けられている。基板５上には、コンデンサ、トランジスタ等の電気部品４が搭載されており、固体撮像素子３及び電気部品４は、基板５に電気的に接続されている。
【００１３】
基板５の後端には、複数の単線、同軸線を備えた複合信号ケーブル６が接続されている。複合信号ケーブル６は、図示しないビデオプロセッサに接続されており、ビデオプロセッサから固体操像素子３に供給する駆動信号及び電源電圧を伝送すると共に、固体撮像素子３からの映像信号をビデオプロセッサに供給するようになっている。
【００１４】
基板５は接着剤１６等が全周に塗布され、基板５近傍の先端部２５外周は熱収縮チューブ１４によって被覆されている。
【００１５】
次に、図２を参照して基板５の近傍部分について詳細に説明する。
【００１６】
基板５上には、電気部品４として例えばトランジスタ７及びコンデンサ９等が設けられている。トランジスタ７は、封止樹脂１０によって被覆された状態で、基板５表面上に配置されている。
【００１７】
本実施の形態においては、トランジスタ７上方の封止樹脂１０上には、コンデンサ９が搭載されている。コンデンサ９は、その下端側が、下方配置されているトランジスタ７上方の封止樹脂１０に接着剤１１等によって固定されている。即ち、トランジスタ７とコンデンサ９とは、基板５上の略々同一平面位置において、２層に積層搭載されており、トランジスタ７とコンデンサ９とが基板５上に占める面積は、トランジスタ７によるもののみである。即ち、本実施の形態においては、コンデンサ９を撮像装置１の空きスペースに配置しており、基板５上の占有面積を低減している。
【００１８】
ジャンパー線８は、基板５と電気部品４との間を電気的に接続する。基板５にはスルーホール１２及び電極１５が設けられており、ジャンパー線８の一端をスルーホール１２又は電極１５にハンダ付けし、他端を電気部品４に接続する。
【００１９】
基板５はスルーホール１２によって表面と裏面とが電気的に接続されており、表面及び裏面に図示しない回路パターンが形成されている。基板５の裏面には、図２（ｂ）に示すように、電極１５である複合信号ケーブル６接続用のランド部が集合配置されている。これらの電極１５に信号ケーブル６の各信号線が接続される。スルーホール１２によって、電極１５に接続された信号ケーブル６の各信号線と電気部品４とが電気的に接続される。
【００２０】
電極１５を集合配置することにより、固体撮像素子３又は基板５等のリペア時に信号ケーブル６を容易に除去することができるようになっている。また、電極（ランド部）１５を集合配置することで、ランド部上の接着剤１６の除去範囲を最小限に抑えることができる。
【００２１】
また、固体撮像素子３は複数のリード１３によって基板５及び信号ケーブル６に接続される。例えば、１つのリード１３は基板５上の電極にハンダ付けされることで基板に接続することができる。また、本実施の形態においは、リード１３と信号ケーブル６とをジャンパー線８によって直接接続することも可能である。
【００２２】
次に、このように構成された実施の形態の作用について説明する。
【００２３】
内視鏡の先端部２５に配置した固体操像素子３の後端に基板５を配置する。基板５は、その裏面と熱収縮チューブ１４との間の隙間を利用して信号ケーブル６を接続するだけの隙間を空けて、先端部２５の底面側に配置する。この配置によって、基板５の表面と熱収縮チューブ１４との間は、電気部品４を積層配置するだけの十分な間隔を有する。
【００２４】
本実施の形態においては、基板５の表面に電気部品４を配置するだけでなく、基板５表面に配置した電気部品４上に他の電気部品を配置する。即ち、例えば、電気部品であるトランジスタ７を封止する封止樹脂１０上に接着剤１１によってコンデンサ９を配置する。こうして、電気部品４は基板５上に積層配置される。
【００２５】
また、基板５表面から離れた位置に配置された電気部品４と基板５とはジャンパー線８によって接続する。また、ジャンパー線８は信号ケーブル６と固体操像素子３のリード１３との接続にも用いる。
【００２６】
このように、本実施の形態においては、基板表面と熱収縮チューブ１４との間の空きスペースに電気部品を積層配置し、基板５表面から離れた電気部品についてはジャンパー線８によって電気的な接続を行うようにしていることから、基板５上に電気部品が占有する面積は比較的小さく、基板５上に電気部品４を高密度に実装することができる。これにより、撮像装置１の小型化が可能となり、内視鏡先端部の硬質長を短縮することができる。
【００２７】
また、ジャンパー線８を用いて電気部品４と基板５とを接続しているので、電極１５を自由に配置することができ、回路パターンの設計の自由度が高く、基板５の小型化を図ることができる。
【００２８】
図３は本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置を示す断面図である。
【００２９】
本実施の形態は基板５に代えてＴＡＢ（tape automated bonding）テープ１７を採用した点が第１の実施の形態と異なる。また、第１の実施の形態では、基板５の表面に配置した電気部品上に電気部品を積層配置する例を説明したが、本実施の形態は信号ケーブル６上に電気部品を積層配置するようになっている。
【００３０】
即ち、ＴＡＢテープ１７の後端の図示しない接続部には、信号ケーブル６の各信号線が接続されている。接続部上の各信号線には接着剤１１が塗布され、この接着剤１１上に電気部品４が設けられている。電気部品４はジャンパー線８によってＴＡＢテープ１７に接続されている。
【００３１】
このように構成された実施の形態においても第１の実施の形態と同様の作用効果を有することは明らかである。
【００３２】
ところで、第１及び第２の実施の形態における撮像装置は、小型化されているので、内視鏡先端部等に用いるのに好適である。図４はこのような内視鏡先端部の先端部構造を示す説明図である。
【００３３】
先端部１８は円筒形に形成され、その先端面は光軸に垂直な垂直面と先端面の一部を斜めに切り欠いた形状の傾斜面１９とを有する。傾斜面１９には対物レンズ２０の先端と照明レンズ２１の先端とを隣接配置する。対物レンズ２０の深度が例えば１〜１００ｍｍであるものとすると、垂直面から対物レンズ中心までの光軸方向の距離ｘが１ｍｍとなるように、傾斜面１９を形成している。
【００３４】
このように構成すると、近点観察時（１ｍｍ観察時）において、垂直面を観察部位に付き当てた場合でも、観察部位と対物レンズ２０のレンズ中心までの物体距離が１ｍｍに保たれるので、良好な近接観察が可能となる。
【００３５】
なお、照明レンズ２１を傾斜面１９の対物レンズ２０近傍に配置しているので、近接観察時においても、照明光が観察部位に照射されることを可能にしている。
【００３６】
図５はこのような照明レンズの構造を示す説明図である。図５に示す照明レンズは、近点観察時においても観察部位に照明光を確実に照射することを可能にするための構造を示している。
【００３７】
図５（ａ）は照明レンズ２１の対物レンズ２０側を斜めに切り欠いた傾斜面を設けたレンズを配置する例である。傾斜面を設けることにより、配光を対物レンズ２０側に大きくすることができる。
【００３８】
図５（ｂ）は照明レンズ２１の対物レンズ２０側の材質を屈折率大のものにすることにより、配光を対物レンズ２０側に大きくしたものである。
【００３９】
これらの例においては、照明レンズ２１の対物レンズ２０側の配光を大きくしたので、近接観察時良好な画像を得ることができる。
【００４０】
［付記］
（１）結像した観察像を電気信号に変換する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子が接続される基板と、
前記基板上で前記基板表面から離間した位置に設けられて前記固体撮像素子からの前記電気信号を処理する電気部品と、
前記電気部品と前記基板とを接続する接続部材とを具備したことを特徴とする撮像装置。
【００４１】
（２）前記電気部品は、前記基板表面に実装された他の電気部品上に積層配置されることを特徴とする付記項１に記載の撮像装置。
【００４２】
（３）前記電気部品は、前記基板表面の接続部に接続された信号ケーブル上に積層配置されることを特徴とする付記項１に記載の撮像装置。
【００４３】
（４）前記接続部材は、ジャンパー線であることを特徴とする付記項１に記載の撮像装置。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、小型化を可能にすると共に、硬質長を短縮化す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】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置を示す説明図。
【図２】図１中の基板５近傍を示す説明図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置を示す断面図。
【図４】先端部構造を示す説明図。
【図５】照明レンズ構造を示す説明図。
【符号の説明】
１…撮像装置、２…観察光学系、３…固体撮像素子、４…電気部品、５…基板、６…信号ケーブル

Claims

結像した観察像を電気信号に変換する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子の後端側において後端方向に延設された基板であって、所定の電気部品が実装された基板と、
前記基板上で前記基板表面から離間した位置であって前記基板に実装された前記電気部品に対して接着剤を介して積層配置された、基板に実装されていない第２の電気部品と、
前記第２の電気部品に一端が接続され、前記基板の任意の位置に配置されたランド部に他端が接続された、曲折自在なジャンパー線と、
を具備したことを特徴とする撮像装置。
前記基板に実装された前記電気部品は信号ケーブルを含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。