JP5731877B2 - Endoscope device - Google Patents
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Description
本発明は、体内に挿入される挿入部を備えた内視鏡装置に関するものであり、特に、挿入部の先端内部の配線接続構造に関するものである。 The present invention relates to an endoscope apparatus provided with an insertion portion to be inserted into a body, and particularly relates to a wiring connection structure inside the distal end of the insertion portion.
従来、体腔内の組織を観察する内視鏡装置が広く知られており、体腔内の被観察部を撮像素子によって撮像して画像を得、その画像をモニタ画面上に表示する電子式内視鏡装置が広く実用化されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, endoscope apparatuses for observing tissue in a body cavity are widely known, and an electronic endoscope that captures an image of a portion to be observed in a body cavity with an image sensor and displays the image on a monitor screen. Mirror devices are widely used.
上述した内視鏡装置は、体内に挿入される挿入部を備えている。そして、その挿入部の先端近傍には湾曲部が設けられており、この湾曲部は、内視鏡本体の手元の操作部に設けられた操作ノブを回転操作することで上下左右方向に湾曲する。これにより患者の体内への挿入性をスムーズにし、また、挿入部先端を体腔内の所望の方向に向けることができ、所望の被観察部の画像を撮像することができる。 The above-described endoscope apparatus includes an insertion portion that is inserted into the body. A bending portion is provided in the vicinity of the distal end of the insertion portion, and the bending portion is bent in the vertical and horizontal directions by rotating the operation knob provided in the operation portion at the hand of the endoscope body. . Thereby, the insertion property into the patient's body can be made smooth, the distal end of the insertion portion can be directed in a desired direction in the body cavity, and an image of a desired observed portion can be taken.
そして、挿入部の先端内部には、撮像素子と、撮像素子に電気的に接続された回路基板などが設けられ、回路基板には、挿入部内に延設された多芯ケーブル内の各信号線が半田付けなどにより接続される接続パッドの配列パターンが設けられている。 An imaging element and a circuit board electrically connected to the imaging element are provided inside the distal end of the insertion part, and each signal line in the multicore cable extending in the insertion part is provided on the circuit board. An arrangement pattern of connection pads to be connected by soldering or the like is provided.
なお、このような内視鏡装置には、挿入部を体内に挿入する際の患者の苦痛を軽減するため、その先端部をより一層細径化することが求められている。そこで、たとえば、特許文献１には、上記配列パターンを形成する複数の接続パッドを１列ではなく２列以上の列をなすように配置することにより、挿入部の先端内部に搭載される回路基板の横幅を小さくしたものが提案されている。また、特許文献２においては、回路基板のパッド配列を形成する複数の接続パッドを千鳥配置にすることにより、１列目の接続パッドに接続される配線どうしの間に２列目の接続パッドに接続される配線が通るようにし、配線の積み上げ高を小さくしたものが提案されている。 In addition, in order to reduce the pain of the patient at the time of inserting an insertion part in a body in such an endoscope apparatus, it is calculated | required that the front-end | tip part shall be made still thinner. Therefore, for example, in Patent Document 1, a plurality of connection pads forming the above array pattern are arranged so as to form two or more rows instead of one row, whereby a circuit board mounted inside the distal end of the insertion portion A product with a reduced width is proposed. In Patent Document 2, a plurality of connection pads forming a pad array of a circuit board are arranged in a staggered arrangement so that the connection pads in the second row are connected between the wirings connected to the connection pads in the first row. Proposals have been made in which the wiring to be connected passes and the height of wiring is reduced.
ところで、上述したように挿入部の先端部は湾曲部の湾曲動作によって種々の方向に向けられるが、このとき多芯ケーブルが操作部側に向けて引っ張れられ、特に挿入部の横断方向に延びる列をなすように配置されている各接続パッド列の両端部において、多芯ケーブル内の信号配線と回路基板との接続部分に力が加わり、接続パッドから配線が外れてしまうという問題がある。 By the way, as described above, the distal end portion of the insertion portion is directed in various directions by the bending operation of the bending portion. At this time, the multicore cable is pulled toward the operation portion side, and in particular, the row extending in the transverse direction of the insertion portion. At both ends of each connection pad row arranged so as to form a line, there is a problem that a force is applied to the connection portion between the signal wiring in the multi-core cable and the circuit board, and the wiring is disconnected from the connection pad.
また、上述したような内視鏡装置には、挿入部の先端内部の空き空間を有効に活用するため、補助回路基板を、挿入部の横断方向に上記回路基板（以下、主回路基板という）とは離れた位置において、主回路基板と横断方向から見て少なくとも一部が重なるように配置し、その補助回路基板に搭載された補助回路により撮影素子からの出力信号を処理したり、撮影素子を駆動制御したりするように構成したものがある。しかし、この場合、補助回路基板と主回路基板に設けられている接続パッドどうしを繋ぐ配線は、上記主回路基板に多数接続されている多芯ケーブルの信号配線とはある意味交差する形で配置され、湾曲部の湾曲動作によって多芯ケーブルの信号配線に力が加わると、その基板間を繋ぐ配線の接続部分にも力が加わり、接続パッドから配線が外れやすくなるという問題がある。 Further, in the endoscope apparatus as described above, in order to effectively utilize the empty space inside the distal end of the insertion part, the auxiliary circuit board is arranged in the circuit board (hereinafter referred to as a main circuit board) in the transverse direction of the insertion part. Is arranged so that at least a part of the main circuit board overlaps with the main circuit board when viewed from the transverse direction, and the output signal from the imaging element is processed by the auxiliary circuit mounted on the auxiliary circuit board, or the imaging element There are some which are configured to control the drive. However, in this case, the wiring connecting the auxiliary circuit board and the connection pads provided on the main circuit board is arranged in a way that intersects with the signal wiring of the multi-core cable connected to the main circuit board in a sense. In addition, when a force is applied to the signal wiring of the multicore cable by the bending operation of the bending portion, there is a problem that the force is also applied to the connection portion of the wiring connecting the substrates, and the wiring is easily detached from the connection pad.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、挿入部の先端内部に撮像素子およびその撮像素子が接続される回路基板が設けられた内視鏡装置において、回路基板の小型化による断線リスクを低減することができる内視鏡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 problems, and in an endoscope apparatus in which an imaging element and a circuit board to which the imaging element is connected are provided inside the distal end of an insertion portion, the circuit board is downsized. An object of the present invention is to provide an endoscope apparatus that can reduce the risk of disconnection.
本発明の内視鏡装置は、体内に挿入される挿入部を備えた内視鏡装置において、挿入部の先端内部に、撮像素子と、撮像素子と電気的に接続された第１の回路基板と、挿入部の横断方向に第１の回路基板とは離れた位置において、第１の回路基板と横断方向から見て少なくとも一部が重なるように配置された第２の回路基板とが設けられ、第１の回路基板に配線を半田付けにより接続する複数の接続パッドが挿入部の長手方向および横断方向に直交する方向に延びる２以上の列をなすように設置されるとともに、第２の回路基板に配線を半田付けにより接続する複数の接続パッドが設置され、第１の回路基板に設置された複数の接続パッドが、第２の回路基板に設置された複数の接続パッドのいずれかに接続されている配線が接続される全ての接続パッドおよび／または各列の両端部に位置する全ての接続パッドからなる第１のパッド群と、第１のパッド群以外の接続パッドからなる第２のパッド群とに分けられ、第２のパッド群に属する接続パッドの列方向の幅がｄであり、第２のパッド群に属する接続パッドの列方向における配列ピッチがｐであるとき、第１のパッド群に属する各パッドの列方向の幅Ｄが、下記式（１）の条件を満たすことを特徴とするものである。
ｐ ≦ Ｄ ≦ ｄ＋ｐ （１）
An endoscope apparatus according to the present invention is an endoscope apparatus that includes an insertion portion that is inserted into a body. And a second circuit board disposed so as to at least partially overlap the first circuit board when viewed from the transverse direction at a position away from the first circuit board in the transverse direction of the insertion portion. The plurality of connection pads for connecting the wiring to the first circuit board by soldering are arranged so as to form two or more rows extending in a direction orthogonal to the longitudinal direction and the transverse direction of the insertion portion, and the second circuit A plurality of connection pads for connecting wiring to the board by soldering are installed, and the plurality of connection pads installed on the first circuit board are connected to any one of the plurality of connection pads installed on the second circuit board All connected wiring is connected Divided into a first pad group consisting of connection pads and / or all connection pads located at both ends of each row, and a second pad group consisting of connection pads other than the first pad group. When the width in the column direction of the connection pads belonging to the pad group is d and the arrangement pitch in the column direction of the connection pads belonging to the second pad group is p, the width in the column direction of each pad belonging to the first pad group is The width D satisfies the condition of the following formula (1).
p ≦ D ≦ d + p (1)
ここで、「第２のパッド群に属する接続パッドの列方向の幅がｄである」とは、第２のパッド群に属する全ての接続パッドの列方向の幅がほぼ同じ大きさｄであることを意味する。なお、接続パッドごとの列方向の幅に大小がある場合、その平均値をｄとすることができる。 Here, “the width in the column direction of the connection pads belonging to the second pad group is d” means that the width in the column direction of all the connection pads belonging to the second pad group is substantially the same size d. Means that. When the width in the column direction for each connection pad is large or small, the average value can be set to d.
また、「第２のパッド群に属する接続パッドの列方向における配列ピッチがｐである」とは、第２のパッド群に属する接続パッドが隣り合って配列されている部分において、第２のパッド群に属する接続パッドがほぼ同じ長さｐのピッチで配列されていることを意味する。 Further, “the arrangement pitch of the connection pads belonging to the second pad group in the column direction is p” means that the second pad is in the portion where the connection pads belonging to the second pad group are arranged adjacent to each other. This means that the connection pads belonging to the group are arranged with a pitch of substantially the same length p.
また、上記内視鏡装置において、第１の回路基板に設置された各接続パッドの列方向に直交する方向の幅ｑは、下記式（２）の条件を満たすものであってもよい。
２ｄ ≦ ｑ ≦ ２ｄ＋ｐ （２）
In the endoscope apparatus, the width q in the direction orthogonal to the column direction of each connection pad installed on the first circuit board may satisfy the condition of the following formula (2).
2d ≦ q ≦ 2d + p (2)
また、上記内視鏡装置において、第１の回路基板に設置された複数の接続パッドは、全体的に千鳥状に配置されているものであってもよい。 In the endoscope apparatus, the plurality of connection pads provided on the first circuit board may be arranged in a zigzag shape as a whole.
ここで、千鳥状に配置されているとは、挿入部の長手方向から見て、隣り合う列の接続パッドが交互に並ぶように配置されていることを意味し、全体的に千鳥状に配置されているとは、ほとんど全ての接続パッドが千鳥状に配置されていることを意味し、全ての接続パッドが千鳥状に配置されている場合に限らず、一部例外的に千鳥状に配置されていない接続パッドが存在する場合が含まれる。 Here, being arranged in a zigzag manner means that the connection pads in adjacent rows are arranged alternately, as seen from the longitudinal direction of the insertion portion, and arranged in a zigzag manner as a whole. Being arranged means that almost all the connection pads are arranged in a staggered manner, and not only in the case where all the connection pads are arranged in a staggered manner. This includes the case where there are connection pads that are not connected.
本発明の内視鏡装置は、体内に挿入される挿入部を備えた内視鏡装置において、挿入部の先端内部に、撮像素子と、撮像素子と電気的に接続された第１の回路基板と、挿入部の横断方向に第１の回路基板とは離れた位置において、第１の回路基板と横断方向から見て少なくとも一部が重なるように配置された第２の回路基板とが設けられ、第１の回路基板に配線を半田付けにより接続する複数の接続パッドが挿入部の長手方向および横断方向に直交する方向に延びる２以上の列をなすように設置されるとともに、第２の回路基板に配線を半田付けにより接続する複数の接続パッドが設置され、第１の回路基板に設置された複数の接続パッドが、第２の回路基板に設置された複数の接続パッドのいずれかに接続されている配線が接続される全ての接続パッドおよび／または各列の両端部に位置する全ての接続パッドからなる第１のパッド群と、第１のパッド群以外の接続パッドからなる第２のパッド群とに分けられ、第２のパッド群に属する接続パッドの列方向の幅がｄであり、第２のパッド群に属する接続パッドの列方向における配列ピッチがｐであるとき、第１のパッド群に属する各パッドの列方向の幅Ｄが、上記式（１）の条件を満たすようにしたので、上述したように断線が起こりやすい接続パッド、すなわち、各接続パッド列の両端部に位置する接続パッドと基板間を繋ぐ配線が接続される接続パッドの両方またはいずれか一方における配線の半田接続面積を大きくして接続強度を確保することができ、断線の発生を低減することができる。 An endoscope apparatus according to the present invention is an endoscope apparatus that includes an insertion portion that is inserted into a body. An imaging device and a first circuit board that is electrically connected to the imaging device are disposed inside a distal end of the insertion portion. And a second circuit board disposed so as to at least partially overlap the first circuit board when viewed from the transverse direction at a position away from the first circuit board in the transverse direction of the insertion portion. The plurality of connection pads for connecting the wiring to the first circuit board by soldering are arranged so as to form two or more rows extending in a direction orthogonal to the longitudinal direction and the transverse direction of the insertion portion, and the second circuit A plurality of connection pads for connecting wiring to the board by soldering are installed, and the plurality of connection pads installed on the first circuit board are connected to any one of the plurality of connection pads installed on the second circuit board All connected wiring is connected Divided into a first pad group consisting of connection pads and / or all connection pads located at both ends of each row, and a second pad group consisting of connection pads other than the first pad group. When the width in the column direction of the connection pads belonging to the pad group is d and the arrangement pitch in the column direction of the connection pads belonging to the second pad group is p, the width in the column direction of each pad belonging to the first pad group is Since the width D satisfies the condition of the above formula (1), the connection pads that are likely to be disconnected as described above, that is, the wirings connecting the connection pads located at both ends of each connection pad row and the substrate are provided. It is possible to increase the solder connection area of the wiring in both or any one of the connection pads to be connected to ensure connection strength, and to reduce the occurrence of disconnection.
なお、第１のパッド群に属する各パッドの列方向の幅Ｄが、ｐよりも小さい場合は、充分な配線の接続強度が確保できず、ｄ＋ｐよりも大きい場合には、個々の接続パッドの配置スペースが大きくなり、第１の回路基板上に配設可能な接続パッドの数が減少してしまう。 When the width D in the column direction of each pad belonging to the first pad group is smaller than p, sufficient wiring connection strength cannot be ensured, and when larger than d + p, The arrangement space increases, and the number of connection pads that can be arranged on the first circuit board decreases.
また、上記内視鏡装置において、第１の回路基板に設置された各接続パッドの列方向に直交する方向の幅ｑが、上記式（２）の条件を満たすようにした場合には、各接続パッドが挿入部の長手方向に長い形状となるため、その長辺方向を配線の延設方向と一致させることができ、接続パッドが挿入部の断面方向に長い形状である場合に比べ、配線との接続強度を強くすることができる。 In the endoscope apparatus, when the width q in the direction orthogonal to the column direction of each connection pad installed on the first circuit board satisfies the condition of the above formula (2), Since the connection pad has a shape that is long in the longitudinal direction of the insertion portion, its long side direction can be made to coincide with the extending direction of the wiring. Connection strength can be increased.
また、上記内視鏡装置において、第１の回路基板に設置された複数の接続パッドが、全体的に千鳥状に配置されている場合には、各列の接続パッドに接続された配線どうしの間に隣列の接続パッドに接続される配線が通るようにすることができ、配線の積み上げ高を小さくすることができる。 Further, in the endoscope apparatus described above, when the plurality of connection pads installed on the first circuit board are arranged in a zigzag shape as a whole, the wirings connected to the connection pads in each row are not connected. The wiring connected to the connection pad in the adjacent row can pass between them, and the stacked height of the wiring can be reduced.
なお、第１の回路基板に設置された複数の接続パッドが千鳥状に配置されているか格子状に配置されているかに関わらず、上述したように第１のパッド群に属する各パッドの列方向の幅Ｄが上記式（１）の条件を満たす場合には、第１のパッド群に属する接続パッドと第２のパッド群に属する接続パッドとが隣列において隣り合って配置されている部分において、接続パッドどうしが長手方向から見て重ならない部分が生じるため、少なくともその部分においては、各パッドに接続される配線の接続位置を列方向多少ずらすことができ、上述したような千鳥配置をした場合と同様に、配線の積み上げ高を小さくできるという効果が得られる。 Note that, as described above, the row direction of each pad belonging to the first pad group regardless of whether the plurality of connection pads installed on the first circuit board are arranged in a staggered pattern or a grid pattern. In the portion where the connection pads belonging to the first pad group and the connection pads belonging to the second pad group are arranged adjacent to each other in the adjacent row Since there is a portion where the connection pads do not overlap each other when viewed from the longitudinal direction, the connection position of the wiring connected to each pad can be slightly shifted in the column direction at least in that portion, and the staggered arrangement as described above is performed. As in the case, the effect that the stacked height of wiring can be reduced is obtained.
以下、図面を参照して本発明の内視鏡装置の一実施形態を用いた内視鏡システムについて詳細に説明する。本実施形態は、体内に挿入される挿入部の先端内部の配線接続構造に特徴を有するものであるが、まずは、そのシステム全体の構成から説明する。図１は、本実施形態の内視鏡システムの概略構成を示す外観図である。 Hereinafter, an endoscope system using an embodiment of an endoscope apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. This embodiment is characterized by the wiring connection structure inside the distal end of the insertion portion inserted into the body. First, the configuration of the entire system will be described. FIG. 1 is an external view showing a schematic configuration of the endoscope system of the present embodiment.
本実施形態の内視鏡システムは、図１に示すように、内視鏡本体１０と、内視鏡本体１０に一端が接続されるユニバーサルケーブル１３と、ユニバーサルケーブル１３の他端が接続されるプロセッサ装置１８および光源装置１９と、プロセッサ装置１８から出力された画像信号に基づいて画像を表示するモニタ２０とを備えている。 As shown in FIG. 1, the endoscope system according to the present embodiment is connected to an endoscope main body 10, a universal cable 13 having one end connected to the endoscope main body 10, and the other end of the universal cable 13. A processor device 18 and a light source device 19 and a monitor 20 that displays an image based on an image signal output from the processor device 18 are provided.
内視鏡本体１０は、体内に挿入される挿入部１１と、操作者の所定の操作を受け付ける操作部１２とを備えている。挿入部１１は管状に形成されたものであり、具体的には、図１に示すように、先端から順に、先端硬質部１４と湾曲部１５と可撓管部１６とを備えている The endoscope main body 10 includes an insertion portion 11 that is inserted into the body and an operation portion 12 that receives a predetermined operation of the operator. The insertion portion 11 is formed in a tubular shape. Specifically, as shown in FIG. 1, the insertion portion 11 includes a distal end hard portion 14, a bending portion 15, and a flexible tube portion 16 in order from the distal end.
先端硬質部１４は、硬質な金属材料などから形成されるものであり、可撓管部１６は、操作部１２と湾曲部１５との間を細径で長尺状に繋ぐ部分であり、可撓性を有するものである。湾曲部１５は、操作部１２に設けられたアングルノブ１２ａの操作に連動して挿入部１１内に挿設されたアングルワイヤが押し引きされることによって湾曲動作するものである。これにより先端硬質部１４が体内の所望の方向に向けられ、先端硬質部１４内に設けられた後述する撮像素子によって所望の被観察部が撮像される。また、操作部１２には、処置具が挿通される鉗子口２１が設けられており、この鉗子口２１は挿入部１１内に配される後述する鉗子チューブ２６に接続される。 The distal end hard portion 14 is formed of a hard metal material or the like, and the flexible tube portion 16 is a portion that connects the operation portion 12 and the bending portion 15 in a thin shape with a long diameter. It has flexibility. The bending portion 15 is bent when an angle wire inserted in the insertion portion 11 is pushed and pulled in conjunction with an operation of the angle knob 12a provided in the operation portion 12. As a result, the distal hard portion 14 is directed in a desired direction in the body, and a desired observed portion is imaged by an imaging element (described later) provided in the distal hard portion 14. The operation unit 12 is provided with a forceps port 21 through which a treatment tool is inserted. The forceps port 21 is connected to a later-described forceps tube 26 disposed in the insertion unit 11.
可撓管部１６は、図２に示すように、可撓性管２３の内部に、先端硬質部１４の照明用レンズに照明光を導くためのライトガイド２４，２５、鉗子チューブ２６、送気・送水チューブ２７、多芯ケーブル２８、およびジェット噴射用チューブ２９などの複数本の内容物を遊挿した構成になっている。多芯ケーブル２８は、主に、プロセッサ装置１８から撮像素子を駆動するための制御信号を送るための制御信号配線や、撮影素子によって撮像された画像信号をプロセッサ装置１８に送るための画像信号配線をまとめたものであり、これらの複数の信号配線を保護被膜で覆ったものである。なお、符号３０は、湾曲部１５を操作するためのアングルワイヤであり、密着コイルパイプ３０ａの中に挿通されている。 As shown in FIG. 2, the flexible tube portion 16 includes light guides 24 and 25 for guiding illumination light to the illumination lens of the distal end hard portion 14, a forceps tube 26, an air supply, inside the flexible tube 23. A plurality of contents such as the water supply tube 27, the multi-core cable 28, and the jet injection tube 29 are loosely inserted. The multi-core cable 28 mainly includes a control signal wiring for sending a control signal for driving the imaging device from the processor device 18 and an image signal wiring for sending an image signal captured by the imaging device to the processor device 18. These signal wirings are covered with a protective film. In addition, the code | symbol 30 is an angle wire for operating the bending part 15, and is penetrated in the close_contact | adherence coil pipe 30a.
先端硬質部１４の先端面１４ａには、図３に示すように、観察窓３１、照明窓３２,３３、ジェット噴射用噴射口３４、鉗子出口３５、送気・送水ノズル３６などが設けられている。観察窓３１には、体内の被観察部位の像光を取り込むための対物光学系の一部が配されている。照明窓３２，３３は、照明用レンズの一部が組み込まれており、光源装置１９から発せられ、ライトガイド２４，２５によって導光された照明光を体内の被観察部位に照射するものである。鉗子出口３５は、鉗子チューブ２６を介して操作部１２に設けた鉗子口２１と連通されるものである。送気・送水ノズル３６は、操作部１２に設けた送気・送水ボタンを操作することによって観察窓３１の汚れを落とすための洗浄水やエアーを噴射するものである。ジェット噴射用噴射口３４は、送気装置から供給される流体、例えば空気や二酸化炭素ガスなどを被観察部位に向けて噴射するものである。 As shown in FIG. 3, the distal end surface 14a of the distal end rigid portion 14 is provided with an observation window 31, illumination windows 32 and 33, a jet injection outlet 34, a forceps outlet 35, an air / water supply nozzle 36, and the like. Yes. The observation window 31 is provided with a part of an objective optical system for taking in image light of a site to be observed in the body. The illumination windows 32 and 33 incorporate a part of an illumination lens, and irradiate the observation site in the body with illumination light emitted from the light source device 19 and guided by the light guides 24 and 25. . The forceps outlet 35 communicates with the forceps port 21 provided in the operation unit 12 via the forceps tube 26. The air / water supply nozzle 36 ejects cleaning water or air for removing dirt from the observation window 31 by operating an air / water supply button provided in the operation unit 12. The jet injection outlet 34 injects a fluid supplied from the air supply device, such as air or carbon dioxide gas, toward the site to be observed.
そして、図４に示すように、観察窓３１に対向する位置に対物光学系３７が配置されている。照明窓３２，３３から発せられる照明光は、被観察部位を反射して観察窓３１に入射する。観察窓３１から入射した被観察部の像は、対物光学系３７を通ってプリズム３８に入射し、プリズム３８の内部で屈曲することによって撮像素子３９の撮像面に結像される。撮像素子３９としては、例えばＣＣＤセンサや、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどが用いられるが、本実施形態においてはパッケージングが行われていないベアチップの形態になっており、ワイヤボンディング、ＴＡＢ（tape automated bonding）、フリップチップなどの方法によりチップ上の電極が接続線４１を介して主回路基板５０（第１の回路基板に相当）上の配線パターンに接続されている。 As shown in FIG. 4, the objective optical system 37 is disposed at a position facing the observation window 31. The illumination light emitted from the illumination windows 32 and 33 is incident on the observation window 31 after reflecting the observation site. The image of the observed part incident from the observation window 31 is incident on the prism 38 through the objective optical system 37, and is imaged on the imaging surface of the image sensor 39 by bending inside the prism 38. For example, a CCD sensor or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor is used as the imaging element 39. In the present embodiment, the imaging element 39 is in the form of a bare chip that is not packaged. The electrode on the chip is connected to the wiring pattern on the main circuit board 50 (corresponding to the first circuit board) via the connection line 41 by a method such as tape automated bonding or flip chip.
主回路基板５０は、挿入部１１の長手方向に平行に配設されるものであり、先端硬質部１４の内部で固定されている。そして、主回路基板５０には、前記配線パターンと接触するとともに、多芯ケーブル２８の配線７１や、補助回路基板６０（第２の回路基板に相当）から延出する配線７２（以下、これらをまとめて配線という）が半田付けにより接続される複数の接続パッド５１が２次元状に配設されている。この接続パッド５１は、各配線７１、７２に対してそれぞれ設けられるものであり、金属などの導体から形成されている。これにより、配線７１、７２は、接続パッド５１を介して主回路基板５０の配線パターンに電気的に接続される。 The main circuit board 50 is disposed in parallel to the longitudinal direction of the insertion portion 11 and is fixed inside the distal end hard portion 14. The main circuit board 50 is in contact with the wiring pattern, and the wiring 71 of the multi-core cable 28 and the wiring 72 extending from the auxiliary circuit board 60 (corresponding to the second circuit board) (hereinafter referred to as these). A plurality of connection pads 51 to be connected by soldering are arranged in a two-dimensional manner. The connection pad 51 is provided for each of the wirings 71 and 72, and is formed of a conductor such as metal. Thereby, the wirings 71 and 72 are electrically connected to the wiring pattern of the main circuit board 50 through the connection pads 51.
補助回路基板６０は、撮像素子３９からの出力信号を処理する回路、撮像素子３９を駆動制御する回路等の補助回路を搭載した基板であって、挿入部１１の横断方向（本実施形態では矢印Ｘ方向）に主回路基板５０とは離れた位置（プリズム３８の後方、かつ主回路基板５０の上方）において、主回路基板５０と矢印Ｘ方向から見て少なくとも一部が重なるように配設されている。また、補助回路基板６０には、前記補助回路の配線パターンと接触するとともに、主回路基板５０とを繋ぐ配線７２が半田などで接続される接続パッド６１が設けられている。 Auxiliary circuit board 60 is a circuit for processing an output signal from an imaging device 39, a board mounted with an auxiliary circuit such as a circuit for driving and controlling the IMAGING element 39, transverse (in this embodiment of the insertion portion 11 Then, at a position away from the main circuit board 50 in the direction of the arrow X (behind the prism 38 and above the main circuit board 50), the main circuit board 50 and the main circuit board 50 are arranged so as to at least partially overlap each other when viewed from the arrow X direction. It is installed. In addition, the auxiliary circuit board 60 is provided with connection pads 61 that are in contact with the wiring pattern of the auxiliary circuit and are connected to the wiring 72 that connects the main circuit board 50 with solder or the like.
湾曲部１５の内部には、合成樹脂性のフレキシブル管４４が配されている。フレキシブル管４４の一端には鉗子チューブ２６が接続されており、他端には先端硬質部１４の内部に配した硬質管４５が接続されている。この硬質管４５は、先端硬質部１４の内部で固定されており、先端が鉗子出口３５に接続されている。 A synthetic resin flexible tube 44 is disposed inside the bending portion 15. A forceps tube 26 is connected to one end of the flexible tube 44, and a hard tube 45 disposed inside the distal end hard portion 14 is connected to the other end. The rigid tube 45 is fixed inside the distal end rigid portion 14, and the distal end is connected to the forceps outlet 35.
ここで、接続パッド５１の詳細な構成について、図５から図７を参照しながら説明する。図５は、図４に示す接続パッド５１の配列パターンを矢印Ｘ方向から見た図である。図５に示すように、主回路基板５０には、複数の接続パッド５１（５１ａ〜５１ｄ）が、挿入部１１の長手方向および矢印Ｘ方向に直交する方向に延びる３つの列をなすように、かつ、千鳥状（長手方向から見て隣り合う列の接続パッドが交互に並ぶように）に配置されている。 Here, a detailed configuration of the connection pad 51 will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a view of the arrangement pattern of the connection pads 51 shown in FIG. As shown in FIG. 5, on the main circuit board 50, a plurality of connection pads 51 (51a to 51d) form three rows extending in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the insertion portion 11 and the arrow X direction . In addition, they are arranged in a staggered pattern (so that connection pads in adjacent rows are alternately arranged as viewed from the longitudinal direction).
本実施形態の内視鏡システムにおいては、図５に示すように、複数の接続パッド５１を、主回路基板５０と補助回路基板６０を繋ぐ配線７２が接続される接続パッド５１ａと、各接続パッド列の両端部に位置する接続パッド５１ｂ、５１ｃと、それ以外のパッド５１ｄに分けて、さらに、それらの接続パッド５１ａ〜５１ｄを、接続パッド５１ａ〜５１ｃからなる第１のパッド群Ｇ１と、接続パッド５１ｄからなる第２のパッド群Ｇ２とに分けている。そして、第２のパッド群Ｇ２に属する全ての接続パッド５１ｄの列方向（挿入部１１の長手方向および矢印Ｘ方向に直交する方向）の幅がほぼ同じ大きさｄ（Ｄｄ）となるように設定し、各接続パッド列の接続パッド５１ｄどうしが隣り合って配列されている部分において、接続パッド５１ｄがほぼ同じ長さｐのピッチで配置されるよう設定するとともに、それらの接続パッド列を１列ごとに半ピッチずらした千鳥配列としている。また、第１のパッド群Ｇ１に属する各パッド５１ａ〜５１ｃの列方向の幅Ｄ（Ｄａ〜Ｄｃ）が下記式（１）の条件を満たすようにしている。具体的には、接続パッド５１ａの幅Ｄａは、ｄ＋０．５ｐとし、接続パッド５１ｂの幅Ｄｂは、ｄ＋０．５ｐとし、接続パッド５１ｃの幅Ｄｃは、ｄ＋ｐとしている。
ｐ ≦ Ｄ ≦ ｄ＋ｐ （１）
In the endoscope system of the present embodiment, as shown in FIG. 5, a plurality of connection pads 51, connection pads 51 a to which wirings 72 connecting the main circuit board 50 and the auxiliary circuit board 60 are connected, and each connection pad The connection pads 51b and 51c located at both ends of the row are divided into the other pads 51d, and the connection pads 51a to 51d are further connected to the first pad group G1 including the connection pads 51a to 51c. This is divided into a second pad group G2 composed of pads 51d. The widths of all the connection pads 51d belonging to the second pad group G2 in the column direction (the direction perpendicular to the longitudinal direction of the insertion portion 11 and the direction of the arrow X ) are set to substantially the same size d (Dd). In the portion where the connection pads 51d of each connection pad row are arranged adjacent to each other, the connection pads 51d are set to be arranged at substantially the same length p, and the connection pad rows are arranged in one row. A staggered arrangement with a half-pitch shift every time. Further, the width D (Da to Dc) in the column direction of each of the pads 51a to 51c belonging to the first pad group G1 satisfies the condition of the following formula (1). Specifically, the width Da of the connection pad 51a is d + 0.5p, the width Db of the connection pad 51b is d + 0.5p, and the width Dc of the connection pad 51c is d + p.
p ≦ D ≦ d + p (1)
さらに、各接続パッド５１ａ〜５１ｄの前記列方向に直交する方向の幅ｑが、下記式（２）の条件を満たすようにしている。
２ｄ ≦ ｑ ≦ ２ｄ＋ｐ （２）
Furthermore, the width q of each connection pad 51a to 51d in the direction orthogonal to the column direction satisfies the condition of the following formula (2).
2d ≦ q ≦ 2d + p (2)
接続パッド５１ａ〜５１ｄを上述したように構成することによって、湾曲部１５の湾曲動作によって断線が起こりやすい接続パッド、すなわち、各接続パッド列の両端部に位置する接続パッドと基板間を繋ぐ配線が接続される接続パッドにおける配線の半田接続面積を大きくして接続強度を確保することができ、断線の発生を低減することができる。 By configuring the connection pads 51a to 51d as described above, the connection pads that are likely to be disconnected by the bending operation of the bending portion 15, that is, the wirings connecting the connection pads located at both ends of each connection pad row and the substrate are provided. The connection strength can be ensured by increasing the solder connection area of the wiring in the connection pad to be connected, and the occurrence of disconnection can be reduced.
また、上記実施形態においては、接続パッド５１を、接続パッド５１ａ〜５１ｃからなる第１のパッド群Ｇ１と、接続パッド５１ｄからなる第２のパッド群Ｇ２とに分けた上で、各接続パッドの構成を規定するようにしたが、これに限らず、たとえば、図６に示すように、接続パッド５１ａからなる第１のパッド群Ｇ１と、接続パッド５１ｂ〜５１ｄからなる第２のパッド群Ｇ２とに分けて規定するようにしてもよい。すなわち、第２のパッド群Ｇ２に属する全ての接続パッド５１ｂ〜５１ｄの列方向の幅がほぼ同じ大きさｄ（Ｄｂ〜Ｄｄ）となるように設定し、第２のパッド群Ｇ２に属する接続パッド５１ｂ〜５１ｄどうしが隣り合って配列されている部分において、接続パッド５１ｂ〜５１ｄがほぼ同じ長さｐのピッチで配置されるよう設定するとともに、第１のパッド群Ｇ１に属する各パッド５１ａの列方向の幅Ｄ（Ｄａ）が上記式（１）の条件を満たすようにすることができる。接続パッド５１ａ〜５１ｄをこのように構成した場合には、少なくとも基板間を繋ぐ配線が接続される接続パッドにおける断線の発生を低減することができる。 In the above embodiment, the connection pads 51 are divided into the first pad group G1 including the connection pads 51a to 51c and the second pad group G2 including the connection pads 51d. For example, as shown in FIG. 6, the first pad group G1 including the connection pads 51a and the second pad group G2 including the connection pads 51b to 51d are provided. You may make it stipulate separately. That is, all the connection pads 51b to 51d belonging to the second pad group G2 are set so that the width in the column direction is substantially the same size d (Db to Dd), and the connection pads belonging to the second pad group G2 are set. In the portion where 51b to 51d are arranged adjacent to each other, the connection pads 51b to 51d are set to be arranged with substantially the same length p, and the rows of the pads 51a belonging to the first pad group G1 are set. The width D (Da) in the direction can satisfy the condition of the above formula (1). In the case where the connection pads 51a to 51d are configured in this way, it is possible to reduce the occurrence of disconnection in at least the connection pads to which the wiring connecting the substrates is connected.
または、図７に示すように、接続パッド５１ｂ、５１ｃからなる第１のパッド群Ｇ１と、接続パッド５１ａ、５１ｄからなる第２のパッド群Ｇ２とに分けて規定するようにしてもよい。すなわち、第２のパッド群Ｇ２に属する全ての接続パッド５１ａ、５１ｄの列方向の幅がほぼ同じ大きさｄ（Ｄａ、Ｄｄ）となるように設定し、第２のパッド群Ｇ２に属する接続パッド５１ａ、５１ｄどうしが隣り合って配列されている部分において、接続パッド５１ａ、５１ｄがほぼ同じ長さｐのピッチで配置されるよう設定するとともに、第１のパッド群Ｇ１に属する各パッド５１ｂ、５１ｃの列方向の幅Ｄ（Ｄｂ、Ｄｃ）が上記式（１）の条件を満たすようにすることができる。接続パッド５１ａ〜５１ｄをこのように構成した場合には、少なくとも各接続パッド列の両端部に位置する接続パッドにおける断線の発生を低減することができる。 Alternatively, as shown in FIG. 7, the first pad group G1 including the connection pads 51b and 51c and the second pad group G2 including the connection pads 51a and 51d may be defined separately. That is, all the connection pads 51a, 51d belonging to the second pad group G2 are set so that the width in the column direction is substantially the same size d (Da, Dd), and the connection pads belonging to the second pad group G2 In the portion where 51a and 51d are arranged adjacent to each other, the connection pads 51a and 51d are set to be arranged with substantially the same length p, and the pads 51b and 51c belonging to the first pad group G1 are set. The width D (Db, Dc) in the column direction can satisfy the condition of the above formula (1). When the connection pads 51a to 51d are configured in this way, it is possible to reduce the occurrence of disconnection in connection pads located at both ends of each connection pad row.
１０ 内視鏡本体
１１ 挿入部
１２ 操作部
１４ 先端硬質部
１５ 湾曲部
１６ 可撓管部
２８ 多芯ケーブル
３１ 観察窓
３７ 対物光学系
３８ プリズム
３９ 撮像素子
５０ 主回路基板
５１ 接続パッド
６０ 補助回路基板
６１ 接続パッド
７１ 多芯ケーブルの配線
７２ 基板間を繋ぐ配線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Endoscope body 11 Insertion part 12 Operation part 14 Hard tip part 15 Bending part 16 Flexible tube part 28 Multi-core cable 31 Observation window 37 Objective optical system 38 Prism 39 Imaging element 50 Main circuit board 51 Connection pad 60 Auxiliary circuit board 61 Connection pad 71 Wiring for multi-core cable 72 Wiring for connecting boards
Claims (3)
前記挿入部の先端内部に、撮像素子と、該撮像素子と電気的に接続された第１の回路基板と、前記挿入部の横断方向に該第１の回路基板とは離れた位置において、前記第１の回路基板と前記横断方向から見て少なくとも一部が重なるように配置された第２の回路基板とが設けられ、
前記第１の回路基板に配線を半田付けにより接続する複数の接続パッドが前記挿入部の長手方向および前記横断方向に直交する方向に延びる２以上の列をなすように設置されるとともに、前記第２の回路基板に配線を半田付けにより接続する複数の接続パッドが設置され、
前記第１の回路基板に設置された複数の接続パッドが、前記第２の回路基板に設置された複数の接続パッドのいずれかに接続されている配線が接続される全ての接続パッドおよび／または前記各列の両端部に位置する全ての接続パッドからなる第１のパッド群と、該第１のパッド群以外の接続パッドからなる第２のパッド群とに分けられ、
前記第２のパッド群に属する接続パッドの前記列方向の幅がｄであり、前記第２のパッド群に属する接続パッドの前記列方向における配列ピッチがｐであるとき、前記第１のパッド群に属する各パッドの前記列方向の幅Ｄが、下記式（１）の条件を満たすことを特徴とする内視鏡装置。
ｐ ≦ Ｄ ≦ ｄ＋ｐ （１） In an endoscope apparatus provided with an insertion portion to be inserted into the body,
Inside the distal end of the insertion part, an image sensor, a first circuit board electrically connected to the image sensor, and a position away from the first circuit board in the transverse direction of the insertion part, A first circuit board and a second circuit board disposed so as to overlap at least partly when viewed from the transverse direction;
A plurality of connection pads for connecting wiring to the first circuit board by soldering are disposed so as to form two or more rows extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the insertion portion and the transverse direction, and A plurality of connection pads for connecting the wiring to the circuit board 2 by soldering are installed,
All connection pads to which a plurality of connection pads installed on the first circuit board are connected to wirings connected to any of the plurality of connection pads installed on the second circuit board, and / or Divided into a first pad group consisting of all connection pads located at both ends of each row and a second pad group consisting of connection pads other than the first pad group;
When the width in the column direction of the connection pads belonging to the second pad group is d and the arrangement pitch in the column direction of the connection pads belonging to the second pad group is p, the first pad group The endoscope apparatus characterized in that the width D in the column direction of each pad belonging to 1 satisfies the condition of the following formula (1).
p ≦ D ≦ d + p (1)
２ｄ ≦ ｑ ≦ ２ｄ＋ｐ （２） The endoscope apparatus according to claim 1, wherein a width q of each connection pad installed on the first circuit board in a direction orthogonal to the column direction satisfies a condition of the following formula (2).
2d ≦ q ≦ 2d + p (2)
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