JP5530055B2 - Imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、小型化を図った、特に、電子内視鏡の先端部に搭載される撮像装置に関する。 The present invention relates to an image pickup apparatus that is miniaturized, and in particular, is mounted on a distal end portion of an electronic endoscope.
近年、工業用、又は医療用の内視鏡が広く用いられている。特に、医療用の内視鏡は、挿入部を体内深く挿入することによって病変部を観察、或いは必要に応じて処置具を使用することによって体内の検査、及び治療が行える。このような内視鏡の中には、挿入部の先端にCCD等の固体撮像素子を内蔵した撮像装置を有する電子内視鏡がある。電子内視鏡の挿入部先端部は、挿入の際、患者の苦痛を低減するためできる限り外径が小さい方が望ましい。 In recent years, industrial or medical endoscopes have been widely used. In particular, medical endoscopes can be examined and treated in the body by observing a lesioned part by inserting the insertion part deeply into the body or by using a treatment tool as necessary. Among such endoscopes, there is an electronic endoscope having an imaging device incorporating a solid-state imaging device such as a CCD at the tip of an insertion portion. The distal end portion of the insertion portion of the electronic endoscope is preferably as small as possible in order to reduce patient pain during insertion.
そのため、先端部に内蔵される撮像装置も、また小型化が要求されている。また、電子内視鏡の先端部には、硬質部が存在する。この硬質部は、撮像装置の硬質長が短縮できれば、長さも短くすることができ、患者の苦痛の低減に繋がる。 For this reason, the imaging device built in the tip portion is also required to be downsized. Moreover, a hard part exists in the front-end | tip part of an electronic endoscope. If the hard length of the imaging device can be shortened, the length of the hard portion can be shortened, leading to a reduction in patient pain.
このような撮像装置には、例えば、特許文献1に記載されているように、撮像素子にフレキシブルプリント基板が電気的に接続されているものがある。このフレキシブルプリント基板は、実装面上に複数の電子部品が実装されている。この特許文献1に記載の撮像装置は、フレキシブルプリント基板の外部電極に複数の信号ケーブルが接続され、電子内視鏡の先端部に内蔵された技術が開示されている。
しかしながら、特許文献1に記載の撮像装置は、撮像素子の後方に延出されたフレキシブルプリント基板の表裏いずれかの面、又は両面に電子部品と信号ケーブルの接続部を接続する接続電極が設けられており、半田等で電子部品と信号ケーブルの接続部が接続されている。
However, the imaging apparatus described in
この従来の撮像装置の技術では、先端部の外径を小さくすると、フレキシブルプリント基板の表裏の何れかに電子部品と信号ケーブルの接続部を長手方向に並設させるため、どうしても撮像装置の硬質長が長くなってしまう。 In this conventional imaging device technology, when the outer diameter of the tip portion is reduced, the connection part of the electronic component and the signal cable is arranged in parallel in the longitudinal direction on either the front or back of the flexible printed circuit board. Will become longer.
また、電子内視鏡の先端部は、フレキシブルプリント基板が柔軟であり、強度耐性のため、このフレキシブルプリント基板が内包される部分に絶縁性封止樹脂等が注入されて硬質に形成される。そのため、電子内視鏡は、撮像装置の硬質長に依存して、先端硬質部である先端面から湾曲部までを構成する硬質な先端部が長尺となってしまう。 In addition, the flexible printed circuit board is flexible at the distal end portion of the electronic endoscope, and in order to withstand the strength, an insulating sealing resin or the like is injected into a portion in which the flexible printed circuit board is contained and is formed to be hard. For this reason, in the electronic endoscope, depending on the rigid length of the imaging device, the rigid distal end portion that forms the distal end rigid portion from the distal end surface to the curved portion becomes long.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、外形を小型化しても、電子内視鏡の先端部の硬質長を短縮化できると共に、強度耐性を確保できる撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an imaging apparatus that can shorten the rigid length of the distal end portion of an electronic endoscope and ensure strength resistance even when the outer shape is reduced. And
上記目的を達成すべく、本発明の一態様の撮像装置は、対物光学系に連設される撮像素子と、上記撮像素子に接続され、電子部品、及び信号線接続端子が形成された回路基板と、上記撮像素子の投影面積範囲内で上記回路基板に接続された信号線と、を具備し、上記回路基板は、上記撮像素子より後方に延出する第1面と、該第1面を基準に所定の角度に傾斜するように折り曲げられた第2面および第3面を少なくとも有して、複数面により断面多角形状の筒状に形成され、上記回路基板の付き合わせるように近接させた縁辺部分同士が固定手段により固定され、上記回路基板の上記縁辺部分の端部に設けられた電気接続部同士を上記固定手段によって電気的に接続することで上記回路基板の電気回路が形成されている。 In order to achieve the above object, an imaging device according to one embodiment of the present invention includes an imaging device connected to an objective optical system, a circuit board connected to the imaging device, and formed with electronic components and signal line connection terminals. And a signal line connected to the circuit board within a range of the projected area of the image sensor, the circuit board having a first surface extending rearward from the image sensor, and the first surface It has at least a second surface and a third surface that are bent so as to be inclined at a predetermined angle with respect to a reference, and is formed into a cylindrical shape having a polygonal cross section by a plurality of surfaces, and is brought close to each other so that the circuit board is attached. The edge portions are fixed by the fixing means, and the electric circuit of the circuit board is formed by electrically connecting the electrical connection portions provided at the ends of the edge portions of the circuit board by the fixing means. Yes.
本発明によれば、外形を小型化しても、内蔵される、例えば、電子内視鏡の先端部の硬質長を短縮化できると共に、強度耐性を確保できる撮像装置を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize an imaging device capable of shortening the hard length of a built-in, for example, distal end portion of an electronic endoscope and ensuring strength resistance even when the outer shape is reduced.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。尚、以下の実施の形態では、電子内視鏡を例に挙げて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following embodiments, an electronic endoscope will be described as an example.
(第1の実施の形態)
先ず、本発明の第1の実施の形態について以下に説明する。
図1から図21は、本発明の第1の実施の形態に係り、図1は電子内視鏡の内視鏡先端部の内蔵物を示す図、図2は電子内視鏡の挿入部先端の構成を示す断面図、図3は撮像装置の構成を示す断面図、図4は撮像ユニットの構成を示す図、図5は図4のV−V線に沿った撮像ユニットを示す断面図、図6は撮像ユニットのフレキシブルプリント基板を示す展開図、図7はフレキシブルプリント基板を示す側面図、図8は変形例である撮像装置の構成を示す断面図、図9は複合信号ケーブルの構成を示す図、図10は第1変形例の撮像ユニットを示す断面図、図11は第2変形例の撮像ユニットを示す断面図、図12は第3変形例の撮像ユニットを示す断面図、図13は第4変形例の撮像ユニットのフレキシブルプリント基板を主に示す部分的な側面図、図14は図13のXIV−XIV線に沿った撮像ユニットを示す断面図、図15は第5変形例の撮像ユニットを示す側面図、図16は図15のXVI−XVI線に沿った撮像ユニットを示す断面図、図17は図15の撮像ユニットのフレキシブルプリント基板を示す展開図、図18は第6変形例の撮像ユニットを示す断面図、図19は従来の撮像ユニットを示す側面図、図20は本実施の形態の撮像ユニットを示す側面図、図21は第7変形例の撮像ユニットのフレキシブルプリント基板を示す側面図である。
(First embodiment)
First, a first embodiment of the present invention will be described below.
FIGS. 1 to 21 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a diagram showing a built-in object at the distal end portion of an electronic endoscope, and FIG. 2 is a distal end of an insertion portion of the electronic endoscope. FIG. 3 is a sectional view showing the configuration of the imaging device, FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the imaging unit, and FIG. 5 is a sectional view showing the imaging unit along the line VV in FIG. 6 is a development view showing the flexible printed circuit board of the image pickup unit, FIG. 7 is a side view showing the flexible printed circuit board, FIG. 8 is a sectional view showing the structure of the image pickup apparatus as a modification, and FIG. 9 is the structure of the composite signal cable. FIG. 10 is a cross-sectional view showing the imaging unit of the first modification, FIG. 11 is a cross-sectional view showing the imaging unit of the second modification, FIG. 12 is a cross-sectional view showing the imaging unit of the third modification, and FIG. Is a partial view mainly showing the flexible printed circuit board of the imaging unit of the fourth modification. FIG. 14 is a sectional view showing the imaging unit along the line XIV-XIV in FIG. 13, FIG. 15 is a side view showing the imaging unit of the fifth modification, and FIG. 16 is along the line XVI-XVI in FIG. FIG. 17 is a development view showing a flexible printed circuit board of the imaging unit of FIG. 15, FIG. 18 is a sectional view showing an imaging unit of a sixth modification, and FIG. 19 is a side view showing a conventional imaging unit. 20 is a side view showing the imaging unit of the present embodiment, and FIG. 21 is a side view showing a flexible printed board of the imaging unit of the seventh modification.
先ず、図1、及び図2に基づき、本実施の形態に関する電子内視鏡の挿入部先端について説明する。
図1に示すように、本実施の形態の電子内視鏡の内視鏡先端部1は、撮像装置2以外の内蔵物である処置具挿通口3、ライトガイド4および送気送水管路5が略断面円形状となっている。この内視鏡先端部1は、これら内蔵物同士の干渉を避けて先端部の細径化を達成するため、撮像装置2の4隅の面取りが大きく形成され、内蔵物群が中心側に近接された構成となっている
また、本実施の形態の電子内視鏡は、これら内蔵物群を保護するように囲んでいる破線で示す湾曲管の外周部6aも断面略円形状となっている。そのため、電子内視鏡は、例えば、撮像装置2が円形状に近いほど複数、ここでは2つの破線で示すライトガイド4aが実線で示す2つのライトガイド4の位置まで移動され、細径化された湾曲管6が構成されると共に、同時に内視鏡先端部1の外形が細径に構成されている。
First, the distal end of the insertion portion of the electronic endoscope according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the endoscope
図2に示すように、先端硬性部7には、ステンレス等の金属から形成された先端部材8が設けられている。この先端部材8には、挿通孔9が形成されており、この挿通孔9には被写体像を撮像する撮像装置2が配設されている。
As shown in FIG. 2, the distal end
また、先端部材8の他の挿通孔10には、ライトガイド4が挿通保持され、複数の照明光学系が配設された照明部材保持管11の先端部分が挿通固定されている。このライトガイド4は、図示しない光源装置からの照明光を伝送し、複数の照明光学系により内視鏡先端部1の先端面から出射する。
The
この照明光により照明されて得られる被写体像は、撮像装置2で撮像され光電変換された後、この電気信号を図示しないビデオプロセッサに伝達される。こうして、電子内視鏡は、自然光が殆ど入り込まない体腔内などを撮影することができる。
A subject image obtained by illuminating with the illumination light is imaged and photoelectrically converted by the
次に図3に基づき本実施の形態に係る撮像装置2について説明する。
図3に示すように、撮像装置2は、対物光学系を構成する対物レンズ群12を有する対物光学ユニット13と、撮像素子14等を有する撮像ユニット15により構成されている。対物光学ユニット13は、光軸OがCCD、CMOS等の撮像素子14の受光部16の中心に入射して、被写体像が結像するよう対物レンズ群12を対物レンズ枠17内の所望の位置で固定している。
Next, the
As shown in FIG. 3, the
撮像ユニット15は、撮像素子枠18の先端側に対物レンズ枠17の後方部を内部に嵌合固定させ、撮像素子枠18の後端側に撮像素子14を配設している。撮像装置2は、撮像素子枠18に嵌合されたシールド枠19、及び熱収縮性チューブ20により覆われる形で、シールド枠19、及び熱収縮性チューブ20内には絶縁性封止樹脂21が充填されている。
In the
また、撮像ユニット15は、図4に示すように、撮像素子14と、この撮像素子14の前方に配置されるガラスリッド22と、撮像素子14、電気的に接続され電子部品、及び信号線の信号線接続端子を構成する接続電極23が形成された回路基板であるフレキシブルプリント基板24と、複合信号ケーブル25と、から構成されている。フレキシブルプリント基板24のインナーリード26は、撮像素子14の端部で屈曲され、撮像素子表面上に形成されたボンディングパッドに対してバンプ電極27を介して接続される。そして、フレキシブルプリント基板24は、第1面24aを基準として内側に折り畳まれ、図5に示すように、第1〜第3面24a,24b,24cを有する中空な断面略3角形状の筒形状を構成している。
As shown in FIG. 4, the
また、フレキシブルプリント基板24には、図6の展開図に示すように、3ヶ所の折り目29が設けられており、第1面24aを基準に第2面24b、及び第3面24cが外側となるように所定の角度を有して折り曲げられる。本実施の形態では、信号線である同軸線30と接続される接続電極23がフレキシブルプリント基板24の外面である第1〜第3面24a,24b,24cに千鳥型に配設され、内面24eにトランジスタIC等の電子部品31が配置される。
Further, as shown in the developed view of FIG. 6, the flexible printed
そして、フレキシブルプリント基板24は、折り目29に沿って治具等を用いて折り曲げられ、第2、及び第3面24b,24cの側部の縁辺の夫々の端部24d同士を付き合わせた状態で同軸線である同軸線30の外部導体32を撚り束ねた一体を、ここでの固定手段である半田によって固定され、断面3角形状の筒状に形成される。このフレキシブルプリント基板24の内部には、基板の強度向上と電子部品31の剥離防止のために絶縁性樹脂等が充填される。
Then, the flexible printed
この時、同軸線30の外部導体32の束と、フレキシブルプリント基板24の端部24dと、の接触長さL1(図4参照)は、フレキシブルプリント基板24が確実に固定される長さであることが望ましい。
At this time, the contact length L1 (see FIG. 4) between the bundle of
すなわち、その接触長さL1が、フレキシブルプリント基板24の端部24dの辺の長さL2の半分以上(L1≧L2/2)であるか、若しくは、端部24dの撮像素子14側を、ここでの固定手段である接着剤、或いは半田で固定し、複合信号ケーブル25側を外部導体32にて、さらに半田固定する2点固定の形でも良い。
That is, the contact length L1 is not less than half of the side length L2 of the
これにより、フレキシブルプリント基板24が長いものであっても、組み付け作業者は、容易に固定作業を行うことができる。また、同軸線30の芯線33は、端部24dの固定後に半田で接続される。このように、フレキシブルプリント基板24の端部24dを固定手段により3角形状に形成することで、フレキシブルプリント基板24の強度向上を図ることができる。
Thereby, even if the flexible printed
また、図5に示すように、フレキシブルプリント基板24の第1面24aが撮像素子14よりも外側(紙面上では下部方向に突出している)に配置され、撮像素子14の4つの角部14aに重ならない形状に傾斜面が形成される。これにより、撮像素子14の後方を円形状に近づけられ、他の内蔵物との干渉が緩和でき、内視鏡先端部1を小型化することができる。
Further, as shown in FIG. 5, the
ところで、本実施の形態では、図7に示すように、フレキシブルプリント基板24の第1面24aが対物光学系の光軸Oに対して所定の角度を有して近づくように傾倒しているので、基板側面である第2、及び第3面24b,24cは、撮像素子14から後方部に行くほど、紙面の鉛直方向の辺の長さがα>βのように小さくなる。すなわち、フレキシブルプリント基板24の第2、及び第3面24b,24cは、後方に向かって面積が小さくなるような台形状となっている。
By the way, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the
このようなフレキシブルプリント基板24の構成とすることで、例えば、図8に示すようにシールド枠19を設けず、熱収縮性チューブ20のみで撮像ユニット15を覆った場合、撮像ユニット15の後方部が小型化できる。
With such a configuration of the flexible printed
この時、同軸線30の接続電極23を撮像素子14側である前方側に設ければ、同数の信号線を配設する場合、半田の作業性を向上できる。詳しくは、同軸線30の接続電極23は、隣接する夫々の間隔が、後方側の接続電極23aの間隔δに比べ、前方側の接続電極23bの間隔γが大きくなる。
At this time, if the
一方、固定手段は、同軸線30の外部導体32による接続固定に限らず、図8のように複合信号ケーブル25の総合シールド34を束ねた一体をフレキシブルプリント基板24の端部24dに接続固定した形でも良い。
On the other hand, the fixing means is not limited to the connection fixing by the
なお、複合信号ケーブル25は、図9に示すように、外皮25a内に同軸線30と単純線30aが撚り束ねられ、これらを囲むように図示しない絶縁テープ、及び総合シールド34が配設される。そして、同軸線30の外皮30b内には、外部導体32と同軸線30が存在し、同軸線30をストリップすると芯線33が露出するという構成となっている。
In the
ところで、上述した固定手段は、接着剤による固定、或いは図10に示すような、板状の固定部材35によりフレキシブルプリント基板24の端部24dを狭持固定する手段でも良い。この板状の固定部材35は、フレキシブルプリント基板24の第2、及び第3面24b,24cの夫々の端部24dの縁辺部面に貼着、或いは両側部が接着剤等により接着される。このような構成とすることで、フレキシブルプリント基板24は、中空な断面3角形の立体形状に形成された後、元の平面形状に復帰する力が作用するが、固定部材35によって端部24dが狭持されることにより、その立体形状を維持する強度が向上する。
By the way, the fixing means described above may be an adhesive fixing means or a means for pinching and fixing the
さらに、フレキシブルプリント基板の2つの端部24dは、図11に示すように、一方の第3面24cの端部24dが他方の第2面24bの端部24dの平面部に折り重ねて接着剤、半田などで固定されていても良いし、図12のように、夫々の端部24dが重畳するように折り曲げた合掌型にされ接着剤、半田などで固定される形でもよい。これにより、部品点数を増やすことなく、接着面積を広く取れるので、夫々の端部24dの固定強度の向上化が図れる。
Further, as shown in FIG. 11, the two
また、図13に示すように、複合信号ケーブル25が中空な断面3角形状となる略筒状のフレキシブルプリント基板24の内部まで挿入され、同軸線30がフレキシブルプリント基板24内部で接続された例である。
Further, as shown in FIG. 13, an example in which the
このフレキシブルプリント基板24には、例えば、図14に示すような3ヶ所の接合孔部36が設けてあり、信号線の外部導体32、若しくは複合信号ケーブル25の総合シールド34が、半田36aによりフレキシブルプリント基板の接合孔部36に固定される。このような構成とすると、信号線、若しくは複合信号ケーブル25は、外部導体32、或いは総合シールド34の電気的接続と、フレキシブルプリント基板24への統括固定と、を兼ねている。このように、複合信号ケーブル25の固定位置は、フレキシブルプリント基板24上の接合孔部36を形成した位置であっても良い。
This flexible printed
以上のことにより、複合信号ケーブル25が撮像素子14側である前方側にシフトした分だけ、撮像ユニット15の硬質長が短縮でき、3ヶ所の接合孔部36で固定することで基板の強度も向上することができる。
As described above, the rigid length of the
また、図15から図17に示すような構成とする、フレキシブルプリント基板37は、第1面37a〜第5面37eが対物光学系の光軸Oに対して、平行な場合の構成としても良い。
Further, the flexible printed
詳述すると、図15、及び図16に示すように、フレキシブルプリント基板37を中空な断面略矩形状の筒状に折り曲げ、端部37fを半田などで信号線、若しくは複合信号ケーブル25は、外部導体32、或いは総合シールド34と固定する。これにより、フレキシブルプリント基板37は、その断面形状が図16に示すように、第1面37a〜第5面37eに囲まれた中空の5角形形状となっている。
More specifically, as shown in FIGS. 15 and 16, the flexible printed
また、図17に示すように、フレキシブルプリント基板37を展開した状態では、5ヶ所の折り目38が設けられ、基板内面37gに複数の電子部品31が配設されている。尚、基板外面部となる第2面37b〜第5面37fには、図15に示したように、同軸線30の接続用の接続電極23が夫々配設される。
As shown in FIG. 17, when the flexible printed
そして、このフレキシブルプリント基板37を断面5角形状の筒状に折り曲げ、端部37fを半田などによって、固定する。この時、図5に示した、上述のフレキシブルプリント基板24と同様に、撮像素子14の外形の4角のスペースである角部14aが空き、撮像素子14の後方部を円形状に近づけられ小型化することができる。
Then, the flexible printed
さらに、撮像素子14の形状を4角のスペースである角部14aに沿うように面取りを行うことにより、撮像装置2全体も円形状に近づけられ小型化が図れる。尚、この5角形の辺の長さL3は、撮像素子14からの配線スペースを確保でき、辺L4の長さは同軸線30が2本以上を並設接続できる程度の長さとする。
Furthermore, by chamfering the shape of the
一方、5角形を形成しているフレキシブルプリント基板37の両側部に位置する屈曲部37hは、図16においては、撮像素子14の外形内に収まっているが、これに限定することなく、撮像素子14の外形外に飛び出していても良く、その飛び出し量はシールド枠19(図3参照)の内周以下であれば良い。
On the other hand, the
以上のことにより、このようなフレキシブルプリント基板37の構成とすれば、撮像装置2のサイズを小型化、或いは維持しながら、電子部品31、及び同軸線30の接続面積を拡大できるので、組み付け時の作業性、及び機能性を向上することができる。
As described above, with such a configuration of the flexible printed
また、図18に示すように、フレキシブルプリント基板39は、中空の断面8角形の筒形状に形成しても良い。このような構成の場合には、同軸線30と電子部品31がフレキシブルプリント基板39の内部に配設されている。
In addition, as shown in FIG. 18, the flexible printed
この場合、フレキシブルプリント基板39は、筒状に形成する前に同軸線30の半田接続作業が行えるので、作業性が向上すると共に、電子部品31、及び同軸線30を全て基板の内部に収めたことにより、外部からの煽り等の影響が受け難くなる。そのため、フレキシブルプリント基板39を組み付け後の撮像ユニット15は、その強度が向上する。
In this case, since the flexible printed
ここで、図19に示すように、従来の撮像装置のフレキシブルプリント基板24´では、電子部品31の後方部に信号線の接続電極23を設けなければならないため、硬質長が長さL5のように、長くなってしまう。そのため、従来の撮像装置は、その硬質長が長尺となった構成しか取れなかった。
Here, as shown in FIG. 19, in the flexible printed
しかし、本実施の形態の撮像装置2では、中空な断面多角形の筒状に折り曲げたフレキシブルプリント基板24(37,39)の内部に電子部品31、外部(或いは内部)に同軸線30を配置する構造のため、接続に要するスペースを有効に活用でき、硬質長の長さL6を従来のフレキシブルプリント基板24´の長さL5よりも短く(L6<L5)することができる。
However, in the
さらに、図21に示すように、フレキシブルプリント基板24の内面24e上に電気接続部40、及び電子部品31が配置された例では、このフレキシブルプリント基板24の第2、及び第3面24b,24cの夫々の端部24dまでプリントされた対応する電気接続部40同士を固定手段である半田40aにより接続固定する構成としても良い。
Further, as shown in FIG. 21, in the example in which the
すなわち、各面24b,24cの夫々の端部24dの固定前は、フレキシブルプリント基板24の電気回路が形成されず、夫々の端部24dに設けられた電気接続部40を半田40a等で接続固定することにより、初めてフレキシブルプリント基板24内の電気回路が形成されるような構成としても良い。これにより、フレキシブルプリント基板24内の配線構造を簡略化することができ、撮像装置2(撮像ユニット15)を小型化することができる。
That is, before fixing the
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態について以下に説明する。
図22から図24は、本発明の第2の実施の形態に係り、図22は撮像ユニットのフレキシブルプリント基板を示す側面図、図23は図22のXXIII−XXIII線に沿った撮像ユニットを示す断面図、図23は変形例の撮像ユニットを示す断面図である。尚、以下の説明において、上述した第1の実施の形態の撮像装置2と同一の構成について同じ符号を用い、それら構成の詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described below.
22 to 24 relate to a second embodiment of the present invention, FIG. 22 is a side view showing a flexible printed board of the imaging unit, and FIG. 23 shows the imaging unit along the line XXIII-XXIII in FIG. FIG. 23 is a cross-sectional view showing a modified example of the imaging unit. In the following description, the same reference numerals are used for the same configurations as those of the
ところで、従来におけるフレキシブルプリント基板を折り曲げた撮像装置は、基板の弾性特性のために、内包するフレキシブルプリント基板を理想通りの形状に折り曲げられず、目標の外形寸法よりオーバーしてしまう問題があった。 By the way, the conventional imaging device which bent the flexible printed circuit board had the problem that the flexible printed circuit board included could not be bent into an ideal shape and exceeded the target external dimension due to the elastic characteristics of the circuit board. .
そこで、本実施の形態では、図22、及び図23に示すように、フレキシブルプリント基板41上に配置した下部側の電子部品31aの外形形状に沿わせて基板を折り曲げ、例えば、ここでは電子部品31aと基板41とが対向する3ヶ所の面が電気接続部42によって半田等で固定される。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIGS. 22 and 23, the board is bent along the outer shape of the lower-side
さらに、上部側の電子部品31bは、例えば、ここでは電子部品31aと基板41とが対向する上下2ヶ所の面が電気接続部43によって固定される。以上のことにより、フレキシブルプリント基板41は、撮像素子14の外形より広がることなく、電子部品31(a,b)を効率的に配置することができるため撮像装置2の小型化が実現することができる。
Further, the upper
これと同時に、フレキシブルプリント基板41の強度耐性の向上化も図れる。また、本実施の形態では、図22、及び図23に示した形態に限定することなく、図24に示すように、フレキシブルプリント基板41を斜めに折り曲げてもよい。これにより、撮像素子14の上部側の2つの角部14aのスペースが空き、第1の実施の形態と同様に撮像素子14より後方を小型化することができる。
At the same time, the strength resistance of the flexible printed
(第3の実施の形態)
次に、本発明の第3の実施の形態について以下に説明する。
図25、及び図26は、本発明の第3の実施の形態に係り、図25は撮像ユニットを示す側面図、図26は図25のXXVI−XXVI線に沿った撮像ユニットを示す断面図である。尚、以下の説明においても、上述した第1の実施の形態の撮像装置2と同一の構成について同じ符号を用い、それら構成の詳細な説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described below.
25 and FIG. 26 relate to the third embodiment of the present invention, FIG. 25 is a side view showing the imaging unit, and FIG. 26 is a cross-sectional view showing the imaging unit along the line XXVI-XXVI in FIG. is there. In the following description, the same reference numerals are used for the same components as those of the
本実施の形態の撮像装置2の撮像ユニット15は、撮像素子14の下面と略平行に後方へ延出したフレキシブルプリント基板44上に、例えば、3枚のフレキシブルプリント基板45が対物光学系の光軸Oと平行で、基板44と直交する向きに配置される。
The
そして、同軸線30、及び外部導体32は、ここでは、フレキシブルプリント基板44に対して、直立するフレキシブルプリント基板45と接続されている。尚、同軸線30、及び外部導体32は、土台となるフレキシブルプリント基板44のいずれに接続されていても良い。
The
また、電子部品31は、フレキシブルプリント基板45の立体的な内部空間に配置される。なお、フレキシブルプリント基板45は、フレキシブルプリント基板44と半田で接続固定されても良いし、コネクタを介して接続されていても良い。
Further, the
このように、フレキシブルプリント基板44,45を撮像素子14の外形内に立体的に形成することにより、電子部品31、同軸線30等が効率的に配置でき、撮像装置2を小型化することができる。
In this way, by forming the flexible printed
さらに、撮像装置2は、コネクタを使用してフレキシブルプリント基板45を土台となるフレキシブルプリント基板44と着脱可能にすることにより、例えば、同軸線30をフレキシブルプリント基板45に半田接続してから、撮像ユニット15に組み込むといったような組立性の向上が図れる。また、撮像装置2は、このような組立性の向上と共に、修理時にもフレキシブルプリント基板45を交換するだけで良く、保守費用の低減にも繋がる。
Furthermore, the
さらに、従来のフレキシブルプリント基板を屈曲させただけの構造では、樹脂により接着後も応力がかかってしまうが、本実施の形態では、フレキシブルプリント基板44,45を折り曲げずに構成しているため、撮像ユニット15に無駄な応力がかかることがなく強度を向上させることができる。
Furthermore, in the structure in which the conventional flexible printed circuit board is merely bent, stress is applied even after bonding by the resin, but in the present embodiment, the flexible printed
(第4の実施の形態)
次に、本発明の第4の実施の形態について以下に説明する。
図27、及び図28は、本発明の第4の実施の形態に係り、図27は撮像ユニットを示す斜視図、図28は変形例の撮像ユニットのフレキシブルプリント基板の構成を示す斜視図である。尚、以下の説明においても、上述した第1の実施の形態の撮像装置2と同一の構成について同じ符号を用い、それら構成の詳細な説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described below.
27 and FIG. 28 relate to the fourth embodiment of the present invention, FIG. 27 is a perspective view showing an imaging unit, and FIG. 28 is a perspective view showing a configuration of a flexible printed board of an imaging unit of a modified example. . In the following description, the same reference numerals are used for the same components as those of the
図27に示すように、本実施の形態の電子部品31を搭載したフレキシブルプリント基板46は、屈曲部46aから垂直に折り曲げられる。このフレキシブルプリント基板46の垂直に折り曲げられた部分には、複合信号ケーブル25が挿通できる寸法が設定されたケーブル挿通用孔部47が設けられている。
As shown in FIG. 27, the flexible printed
このケーブル挿通用孔部47には、複合信号ケーブル25が挿通し、この複合信号ケーブル25の同軸線30は、水平なフレキシブルプリント基板46上に設けられた接続電極23に芯線33が半田により接続される。これにより、複合信号ケーブル25の先端部分をより撮像素子14側に近づけられ、撮像装置2の硬質長が短縮できる。
The
なお、ケーブル挿通用孔部47は複合信号ケーブル25が挿通できる構造なら何でもよく、例えば、2枚のフレキシブルプリント基板48を図28のように半田や接着剤、中継部材49等で接合させる形でも良い。
The
(第5の実施の形態)
次に、本発明の第5の実施の形態について以下に説明する。
図29は、本発明の第5の実施の形態に係り、撮像装置を示す部分的な断面図である。尚、以下の説明においても、上述した第1の実施の形態の撮像装置2と同一の構成について同じ符号を用い、それら構成の詳細な説明を省略する。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described below.
FIG. 29 is a partial cross-sectional view showing an imaging apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. In the following description, the same reference numerals are used for the same components as those of the
ところで、従来から、電子内視鏡の観察性能を向上させるために、電子内視鏡用の対物レンズは170°を超えるような広角化が図られている。しかしながら、広角化に伴って、レンズの偏心を厳しく抑える必要があり、レンズ外径と対物レンズ枠内径とのクリアランスを厳しくしなければならない。 By the way, conventionally, in order to improve the observation performance of an electronic endoscope, an objective lens for an electronic endoscope has been widened to exceed 170 °. However, along with the widening of the angle, it is necessary to strictly suppress the eccentricity of the lens, and the clearance between the lens outer diameter and the objective lens frame inner diameter must be tightened.
さらに、対物レンズ群12を対物レンズ枠17に接着する際、組立工程の短縮のために、図29に示すような先端側の接着部50と、基端側の接着部51とを同時に接着固定する場合がある。この時、乾燥工程で2ヶ所の接着剤が同時に硬化していくため、内部の空気の逃げ場が無くなるばかりでなく、さらに上述したようなレンズ外径と対物レンズ枠内径とのクリアランスも厳しくなることから、対物レンズ群12と対物レンズ枠17を接着固定する際に、乾燥工程でレンズ間の空気が膨張しレンズが浮き上がってしまう。
Furthermore, when the
また、レンズが浮き上がらなくても、接着剤に気泡が生じて補修作業工程が必要になってしまうといった不具合が生じる。 In addition, even if the lens does not lift up, there is a problem that bubbles are generated in the adhesive and a repair work process is required.
そこで、本実施の形態では、図29に示すように、対物レンズ枠17に貫通する通気孔52を設けた。なお、この通気孔52は、対物レンズ枠17と撮像素子枠18の嵌挿範囲内で、且つ、対物レンズ枠17内のレンズの側面に位置するように設けられている。これにより、対物レンズ枠17内の空気が通気孔52を通して外部に抜け出し、レンズの浮き上がりを防止できる。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 29, a
また、通気孔52を撮像素子枠18との嵌挿部に設けることによって、対物レンズ枠17と撮像素子枠18との接合後は、外部から対物レンズ枠17内に湿気等が侵入することがない。さらに、通気孔52は、対物レンズ枠17のレンズの側面位置に設けられているので、通気孔52を接着剤等で埋める際、この対物レンズ枠17内に接着剤が流れ出すようなこともない。
Further, by providing the
尚、本実施の形態では、硬化温度の異なる接着剤を2ヶ所の接着部に使用する。また、同温度下で硬化時間の異なる接着剤を使用しても良い。これにより、接着部50と接着部51の接着剤が時間差で硬化していくため、内部の空気の抜けが向上し、接着剤のひけやレンズの浮き上がりを防止することができる。
In this embodiment, adhesives having different curing temperatures are used for the two bonded portions. Moreover, you may use the adhesive agent from which hardening time differs under the same temperature. Thereby, since the adhesive agent of the
以上の各実施の形態の説明した通り、本発明の撮像装置2は、回路基板を複数面より構成される立体形状に形成することで、電子部品、及び信号線を配設できる基板面積を増大させ、撮像装置の小型化が図れる。また、回路基板の端部を固定手段により固定することで、回路基板の立体的な形状が維持でき、かつ、強度も向上できるという効果を奏する。
As described in the above embodiments, the
また、回路基板の端部同士を接続して電気回路を構成することで、回路基板内での配線を簡略でき、撮像装置の小型化が図れるという効果を奏する。 Further, by connecting the end portions of the circuit board to each other to form an electric circuit, wiring within the circuit board can be simplified, and the image pickup apparatus can be reduced in size.
以上の実施の形態に記載した発明は、その実施の形態、及び変形例に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。 The invention described in the above embodiment is not limited to the embodiment and modifications, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements.
例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。 For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in the embodiment, the problems described in the column of problems to be solved by the invention can be solved, and the effects described in the effects of the invention can be achieved. In the case of being obtained, a configuration from which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.
以上に記載した本発明の撮像装置は、以下の付記項に記載する特徴がある。
[付記項1]
対物光学系に連設される撮像素子と、
該撮像素子に接続され、電子部品、及び信号線接続端子が形成された回路基板と、
を具備し、
該回路基板は、上記撮像素子より後方に延出する第1面と、該第1面に対して所定の角度に傾斜した複数面の隣接する端部同士が、固定手段により固定されていることを特徴とする撮像装置。
The imaging device of the present invention described above has the characteristics described in the following additional items.
[Additional Item 1]
An image sensor connected to the objective optical system;
A circuit board connected to the image sensor, on which electronic components and signal line connection terminals are formed;
Comprising
In the circuit board, a first surface extending rearward from the imaging element and adjacent ends of a plurality of surfaces inclined at a predetermined angle with respect to the first surface are fixed by a fixing means. An imaging apparatus characterized by the above.
[付記項2]
上記回路基板の上記第1面は、上記撮像素子の前方に配置される上記対物光学系の光軸に対して平行な面であることを特徴とする付記項1に記載の撮像装置。
[Additional Item 2]
The imaging apparatus according to
[付記項3]
上記複数面の隣接する上記端部同士を接続することで回路基板の電気回路を構成することを特徴とする付記項1、又は付記項2に記載の撮像装置。
[Additional Item 3]
The imaging apparatus according to
[付記項4]
上記回路基板の内面に少なくとも電子部品、及び信号線接続端子を形成したことを特徴とする付記項1から付記項3の何れか1項に記載の撮像装置。
[Additional Item 4]
The imaging apparatus according to any one of
[付記項5]
上記回路基板の内面に電子部品が実装され、外周に信号線接続端子を形成したことを特徴とする付記項1から付記項3の何れか1項に記載の撮像装置。
[Additional Item 5]
The imaging apparatus according to any one of
[付記項6]
上記回路基板の上記第1面が上記撮像素子の外側に配置され、該撮像素子の角部に重ならない形状に傾斜面を形成したことを特徴とする付記項1から付記項5の何れか1項に記載の撮像装置。
[Additional Item 6]
Any one of
[付記項7]
上記固定手段が電子部品であることを特徴とする付記項1から付記項6の何れか1項に記載の撮像装置。
[Additional Item 7]
The imaging apparatus according to any one of
[付記項8]
上記固定手段が半田、或いは接着剤であることを特徴とする付記項1から付記項6の何れか1項に記載の撮像装置。
[Appendix 8]
The imaging apparatus according to any one of
[付記項9]
上記固定手段が回路基板端部を圧着、挟持、若しくは係合する固定部材であることを特徴とする付記項1から付記項6の何れか1項に撮像装置。
[Additional Item 9]
The imaging apparatus according to any one of
2・・・撮像装置
7・・・先端硬性部
8・・・先端部材
12・・・対物レンズ群
13・・・対物光学ユニット
14a・・・角部
14・・・撮像素子
15・・・撮像ユニット
16・・・受光部
17・・・対物レンズ枠
18・・・撮像素子枠
19・・・シールド枠
20・・・熱収縮性チューブ
21・・・絶縁性封止樹脂
22・・・ガラスリッド
23・・・信号線接続端子
23,23a,23b・・・接続電極
24・・・フレキシブルプリント基板
24d・・・端部
24e・・・内面
24a・・・第1面
24b・・・第2面
24c・・・第3面
25・・・複合信号ケーブル
26・・・インナーリード
27・・・バンプ電極
29・・・折れ目
30b・・・外皮
30・・・同軸線
31・・・電子部品
32・・・外部導体
33・・・芯線
34・・・総合シールド
DESCRIPTION OF
Claims (2)
上記撮像素子に接続され、電子部品、及び信号線接続端子が形成された回路基板と、
上記撮像素子の投影面積範囲内で上記回路基板に接続された信号線と、
を具備し、
上記回路基板は、上記撮像素子より後方に延出する第1面と、該第1面を基準に所定の角度に傾斜するように折り曲げられた第2面および第3面を少なくとも有して、複数面により断面多角形状の筒状に形成され、上記回路基板の付き合わせるように近接させた縁辺部分同士が固定手段により固定され、
上記回路基板の上記縁辺部分の端部に設けられた電気接続部同士を上記固定手段によって電気的に接続することで上記回路基板の電気回路が形成されていることを特徴とする撮像装置。 An image sensor connected to the objective optical system;
A circuit board that is connected to the imaging device and on which electronic components and signal line connection terminals are formed;
A signal line connected to the circuit board within a projected area range of the image sensor;
Comprising
The circuit board includes at least a first surface extending rearward from the imaging element, and a second surface and a third surface bent so as to be inclined at a predetermined angle with respect to the first surface, A plurality of surfaces are formed into a cylindrical shape having a polygonal cross section, and the edge portions close to each other so as to attach the circuit board are fixed by fixing means ,
An imaging device, wherein an electrical circuit of the circuit board is formed by electrically connecting electrical connection portions provided at end portions of the edge portion of the circuit board by the fixing means .
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