JP6351228B2

JP6351228B2 - 撮像モジュールおよび内視鏡装置

Info

Publication number: JP6351228B2
Application number: JP2013204883A
Authority: JP
Inventors: 紀幸藤森
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2018-07-04
Anticipated expiration: 2033-09-30
Also published as: US20160209637A1; US10281710B2; CN105592773B; EP3053508A1; JP2015066297A; EP3053508A4; CN105592773A; WO2015045630A1

Description

本発明は、被検体内に挿入される内視鏡の挿入部の先端に設けられて被検体内を撮像する撮像モジュールおよび内視鏡装置に関する。

従来から、医療分野および工業分野において、各種検査のために内視鏡装置が広く用いられている。このうち、医療用の内視鏡装置は、患者等の被検体の体腔内に、先端に撮像素子が設けられた細長形状をなす可撓性の挿入部を挿入することによって、被検体を切開せずとも体腔内の体内画像を取得でき、さらに、必要に応じて挿入部先端から処置具を突出させて治療処置を行うことができるため、広く用いられている。

このような内視鏡装置の挿入部先端には、撮像素子と、該撮像素子の駆動回路を構成するコンデンサやＩＣチップ等の電子部品が実装されたＴＡＢ（ＴａｐｅＡｕｔｏｍａｔｅｄＢｏｎｄｉｎｇ）等のフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣ基板という）を含む撮像ユニットが嵌め込まれ、撮像ユニットのＦＰＣ基板には信号ケーブルが半田付けされている。

撮像ユニットは、撮像素子の高画素化に伴い、電子部品や信号ケーブルの実装数が増加して大型化しやすくなる。これに対し、ＦＰＣ基板を折り曲げることにより撮像ユニットを小型化する技術が提案されている（例えば、特許文献１および２参照）。

特開２０００−２１０２５２号公報特開２０１０−２６８０７７号公報

近年、内視鏡装置において、ＣＭＯＳ撮像素子の適用が進められている。ＣＭＯＳ撮像素子は、一般的に駆動電圧が低く、消費電力を低減できる一方、画像信号の振幅も低くなる。画像信号はバッファ回路等により増幅して送信されるが、特許文献１および２のように、信号ケーブルがＦＰＣ基板の同じ面に接続されると、画像信号と駆動信号とが近接するため、画像信号に駆動信号がノイズとして混入し、出力画像の品質が低下するおそれがあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、挿入部先端の小型化を図りながら、高画質の画像を得ることができる撮像モジュールおよび内視鏡装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる撮像モジュールは、受光量に応じた撮像信号を生成して出力する複数の画素が二次元マトリクス状に配置される受光部、および、前記撮像信号を読み出すために前記複数の画素から選択対象の画素を選択する読み出し部を少なくとも有する第１チップと、前記第１チップの電極パッドに一端から延出するインナーリードにより接続されたフレキシブルプリント基板と、前記フレキシブルプリント基板に実装された伝送バッファを少なくとも有する第２チップと、前記フレキシブルプリント基板の他端に接続された、画像信号が出力される画像信用号ケーブル、および駆動信号を入力する駆動信号用ケーブルを含む信号ケーブルと、を備えた撮像モジュールにおいて、前記第１チップと前記第２チップとによりＣＭＯＳ撮像素子が構成され、前記第１チップから出力された画像信号は前記第２チップで増幅され、前記フレキシブルプリント基板は、前記撮像モジュールの光軸方向に平行な少なくとも１つの折り曲げ部により折り曲げられて区分けされた２以上の領域を備えるとともに、前記第１チップの電極パッドと前記第２チップと前記画像信号用ケーブルは、前記フレキシブルプリント基板の同じ領域に接続され、前記第２チップと前記駆動信号用ケーブルは、前記フレキシブルプリント基板の異なる領域にそれぞれ接続されることを特徴とする。

また、本発明の撮像モジュールは、上記発明において、前記フレキシブルプリント基板は、前記第１チップの電極パッドから延出する第１の領域と、前記第１の領域の幅方向の端面のいずれか一方に平行して形成される第２の領域とを有し、前記第１の領域と前記第２の領域との間に形成される前記折り曲げ部で、前記第１の領域と前記第２の領域とが直交するように折り曲げられ、前記第２チップおよび前記画像信号用ケーブルは前記第１の領域、前記駆動信号用ケーブルは前記第２の領域にそれぞれ接続されることを特徴とする。

また、本発明の撮像モジュールは、上記発明において、前記駆動信号を伝送する駆動信号用配線パターンは、前記第２の領域の前記第１チップ側端面と前記第２チップの間で前記第２の領域から前記第１の領域へと配線されることを特徴とする。

また、本発明の撮像モジュールは、上記発明において、前記フレキシブルプリント基板は、前記第１のチップの電極パッドから延出する第１の領域と、前記第１の領域の幅方向の端面のいずれか一方に平行して形成される第２の領域と、前記第２の領域の第１の領域と接する側と反対側に平行して形成される第３の領域とを有し、前記第１の領域と前記第２の領域、および前記第２の領域と前記第３の領域との間に形成される前記折り曲げ部で各領域が直交するように折り曲げられるとともに、前記第２チップおよび前記画像信号用ケーブルは前記第１の領域、前記駆動信号用ケーブルは前記第３の領域にそれぞれ接続されることを特徴とする。

また、本発明の撮像モジュールは、上記発明において、前記駆動信号を伝送する駆動信号用配線パターンは、前記第３の領域の前記第１チップ側端面と前記第２チップの間で、前記第３の領域から前記第１の領域へと配線されることを特徴とする。

また、本発明の撮像モジュールは、上記発明において、前記フレキシブルプリント基板は、前記第１のチップの電極パッドから延出する第１の領域と、前記第１の領域の幅方向の端面のいずれか一方に平行して形成される第２の領域と、前記第１の領域の幅方向の他の端面に平行して形成される第３の領域とを有し、前記第１の領域と前記第２の領域、および前記第１の領域と前記第３の領域との間に形成される前記折り曲げ部で、各領域が直交するように折り曲げられるとともに、前記第２チップおよび前記画像信号用ケーブルは前記第１の領域、前記駆動信号用ケーブルは前記第２の領域または前記第３の領域にそれぞれ接続されることを特徴とする。

また、本発明の撮像モジュールは、上記発明において、前記駆動信号を伝送する駆動信号用配線パターンは、前記駆動信号用ケーブルが接続される前記第２の領域または前記第３の領域の、前記第１チップ側端面と前記第２チップの間で、前記第２の領域または前記第３の領域から前記第１の領域へと配線されることを特徴とする。

また、本発明の撮像モジュールは、上記発明において、前記フレキシブルプリント基板は、前記第１のチップの電極パッドから延出する第１の領域と、前記第１の領域の幅方向の端面に平行して形成される３以上の領域とを有し、各領域の間に形成される前記折り曲げ部で外周が多角形の一部分をなすように折り曲げられるとともに、前記第２チップおよび前記画像信号用ケーブルは前記第１の領域、前記駆動信号用ケーブルは前記第１の領域と最も離間した領域に接続されることを特徴とする。

また、本発明の撮像モジュールは、上記発明において、前記駆動信号を伝送する駆動信号用配線パターンは、前記第１の領域と最も離間した領域の第１チップ側端面と前記第２チップの間で、接続された領域から前記第１の領域へと配線されることを特徴とする。

また、本発明の撮像モジュールは、上記発明において、前記第１チップに形成される電極パッドは駆動信号用電極パッドと画像信号用電極パッドとを少なくとも備え、前記駆動信号用電極パッドと前記画像信号用電極パッドは、離間して配置されるとともに、前記第１の領域の前記駆動信号用電極パッド側に前記駆動信号用ケーブルが接続される領域が形成されることを特徴とする。

また、本発明に係る内視鏡装置は、上記のいずれか一つに記載の撮像モジュールが先端に設けられた挿入部を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、駆動信号用ケーブルを、ＦＰＣ基板の折り曲げられた領域のうち、画像信号を増幅する第２のチップが実装される領域と異なる領域に接続することにより、駆動信号による画像信号への干渉を低減してノイズを防止することができる。

図１は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムの全体構成を模式的に示す図である。図２は、図１に示す内視鏡先端の部分断面図である。図３は、図２の第１チップの受光面の正面図である。図４は、図３のＡ−Ａ線断面図である。図５は、第１チップとガラスリッドの接続面の断面図である。図６は、図２の撮像モジュールをフレキシブルプリント基板の開口側の側面を平面視した平面図である。図７は、図２の撮像モジュールの後端側から平面視した平面図である。図８は、図２のフレキジブル基板の展開図である。図９は、図２の撮像モジュールを上方から平面視した平面図である。図１０は、撮像モジュールに補強部を形成した場合の上方から平面視した平面図である。図１１は、実施の形態２にかかる撮像モジュールの断面図である。図１２は、図１１の撮像モジュールの後端側から平面視した平面図である。図１３は、実施の形態３にかかる撮像モジュールの断面図である。図１４は、実施の形態４にかかる撮像モジュールの断面図である。

以下の説明では、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）として、撮像モジュールを備えた内視鏡装置について説明する。また、この実施の形態により、この発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。さらにまた、図面は、模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率等は、現実と異なることに留意する必要がある。また、図面の相互間においても、互いの寸法や比率が異なる部分が含まれている。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムの全体構成を模式的に示す図である。図１に示すように、内視鏡装置１は、内視鏡２と、ユニバーサルコード６と、コネクタ７と、光源装置９と、プロセッサ（制御装置）１０と、表示装置１３とを備える。

内視鏡２は、挿入部４を被検体の体腔内に挿入することによって、被検体の体内画像を撮像し画像信号を出力する。ユニバーサルコード６内部の電気ケーブル束は、内視鏡２の挿入部４の先端まで延伸され、挿入部４の先端部３１に設けられる撮像装置に接続する。

コネクタ７は、ユニバーサルコード６の基端に設けられて、光源装置９およびプロセッサ１０に接続され、ユニバーサルコード６と接続する先端部３１の撮像装置が出力する画像信号に所定の信号処理を施すとともに、画像信号をアナログデジタル変換（Ａ／Ｄ変換）して出力する。

光源装置９は、例えば、白色ＬＥＤを用いて構成される。光源装置９が点灯するパルス状の白色光は、コネクタ７、ユニバーサルコード６を経由して内視鏡２の挿入部４の先端から被写体へ向けて照射する照明光となる。

プロセッサ１０は、コネクタ７から出力される画像信号に所定の画像処理を施すとともに、内視鏡装置１全体を制御する。表示装置１３は、プロセッサ１０が処理を施した画像信号を表示する。

内視鏡２の挿入部４の基端側には、内視鏡機能を操作する各種ボタン類やノブ類が設けられた操作部５が接続される。操作部５には、被検体の体腔内に生体鉗子、電気メスおよび検査プローブ等の処置具を挿入する処置具挿入口１７が設けられる。

挿入部４は、撮像装置が設けられる先端部３１と、先端部３１の基端側に連設された複数方向に湾曲自在な湾曲部３２と、この湾曲部３２の基端側に連設された可撓管部３３とによって構成される。湾曲部３２は、操作部５に設けられた湾曲操作用ノブの操作によって湾曲し、挿入部４内部に挿通された湾曲ワイヤの牽引弛緩にともない、たとえば上下左右の４方向に湾曲自在となっている。

内視鏡２には、光源装置９からの照明光を伝送するライトガイドバンドル（不図示）が配設され、ライトガイドバンドルによる照明光の出射端に照明レンズ（不図示）が配置される。この照明レンズは、挿入部４の先端部３１に設けられており、照明光が被検体に向けて照射される。

次に、内視鏡２の先端部３１の構成について詳細に説明する。図２は、内視鏡２先端の部分断面図である。図２は、内視鏡２の先端部３１に設けられた撮像モジュールの基板面に対して直交する面であって撮像モジュールの光軸方向と平行な面で切断した場合の断面図である。図２においては、内視鏡２の挿入部４の先端部３１と、湾曲部３２の一部を図示する。

図２に示すように、湾曲部３２は、後述する被覆管４２内側に配置する湾曲管８１内部に挿通された湾曲ワイヤ８２の牽引弛緩にともない、上下左右の４方向に湾曲自在である。この湾曲部３２の先端側に延設された先端部３１内部に、撮像装置３６が設けられる。

撮像装置３６は、レンズユニット４３と、レンズユニット４３の基端側に配置する撮像ユニット３５とを有し、接着剤４１ａで先端部本体４１の内側に接着される。先端部本体４１は、撮像ユニット３５を収容する内部空間を形成するための硬質部材で形成される。先端部本体４１の基端外周部は、柔軟な被覆管４２によって被覆される。先端部本体４１よりも基端側の部材は、湾曲部３２が湾曲可能なように、柔軟な部材で構成されている。先端部本体４１が配置される先端部３１が挿入部４の硬質部分となる。この「硬質部分の長さＬａは、挿入部４先端から先端部本体４１の基端までとなる。なお、長さＬｂは、挿入部４先端の外径に対応する。

レンズユニット４３は、複数の対物レンズ４３ａ−１〜４３ａ−４と、対物レンズ４３ａ−１〜４３ａ−４を保持するレンズホルダ４３ｂとを有し、このレンズホルダ４３ｂの先端が、先端部本体４１内部に挿嵌固定されることによって、先端部本体４１に固定される。

撮像ユニット３５は、表面に光を受光する受光面を有する第１チップ４４と、伝送バッファを少なくとも有する第２チップ５５とによって構成されるＣＭＯＳイメージャ４５、第１チップ４４から延出するフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ基板）４６、ＦＰＣ基板に実装された電子部品５６〜５８、ならびに、第１チップ４４の受光面を覆った状態で第１チップ４４に接着するガラスリッド４９を有する。

図３に示すように、第１チップ４４の受光面側には、複数の画素単位が二次元マトリクス状に配置された受光部３７と、電極パッド３８が形成され、第１チップ４４は、受光部３７で光電変換された撮像信号を読み出す読み出し部（図示しない）を備える。また、第１チップ４４は、図４に示すように、受光部３７を被覆するように基材４４ａ表面に絶縁性のＬｏｗ−ｋ膜４４ｂからなる配線層が形成されてもよい。Ｌｏｗ−ｋ膜は、ＳＩＯＣや樹脂からなり、誘電率が低いため、配線層における信号伝送の速度を高めることができるが、水分に弱い。したがってＬｏｗ−ｋ膜を形成する場合、第１チップ４４内への水分浸入による配線の腐食やＬｏｗ−ｋ膜の剥離を防止するために、第１チップ４４の外周面にステップカット部４４ｃを設けることが好ましい。第１チップ４４の外周面にステップカット部４４ｃを設けた場合、図５に示すように、ガラスリッド４９と第１チップ４４との接続の際に使用する封止樹脂４４ｄを余分に塗布して、ステップカット部４４ｃに封止樹脂４４ｄをはみ出すようにして固定すると、Ｌｏｗ−ｋ膜４４ｂを密封することができる。これにより、第１チップ４４内への水分の混入を防止でき、信頼性を向上することができる。Ｌｏｗ−ｋ膜４４ｂの密封と、ガラスリッド４９と第１チップ４４との接続を同時に封止樹脂４４ｄで行なう場合、封止樹脂４４ｄとして、可視光の透過率が高く、透湿度の低い材料を使用することが好ましい。また、Ｌｏｗ−ｋ膜４４ｂの密封と、ガラスリッド４９と第１チップ４４との接続は、別々の工程で別々の材料により行なってもよい。

図３に示したように、第１チップ４４の受光部３７下部には、電極パッド３８が形成される（基材４４ａ表面にＬｏｗ−ｋ膜４４ｂを形成する場合、電極パッド３８下層にはＬｏｗ−ｋ膜４４ｂが形成される）。電極パッド３８は、駆動信号用電極パッド３８ａ−１、電源用電極パッド３８ａ−２および３８ａ−３、グランド用電極パッド３８ａ−４、および画像信号用電極パッド３８ａ−５を含み、駆動信号用電極パッド３８ａ−１と画像信号用電極パッド３８ａ−５とは、最も離間するように配置される。駆動信号用電極パッド３８ａ−１、電源用電極パッド３８ａ−２および３８ａ−３、グランド用電極パッド３８ａ−４、および画像信号用電極パッド３８ａ−５は、それぞれインナーリード３９ａ−１、インナーリード３９ａ−２、インナーリード３９ａ−３、インナーリード３９ａ−４およびインナーリード３９ａ−５と（図８参照）が電気的に接続される。インナーリード３９ａ−１は駆動信号、インナーリード３９ａ−２はグランド信号、インナーリード３９ａ−３およびインナーリード３９ａ−４は電源信号、インナーリード３９ａ−５は画像信号を伝送する。電極パッド３８とインナーリード３９の接続部は封止樹脂５４ｂによって覆われ、第１チップ４４とＦＰＣ基板４６とが接続される。

第１チップ４４とＦＰＣ基板４６との接続部は、金属製の補強部材５２に覆われる。ＦＰＣ基板４６上の第２チップ５５、および電子部品５６〜５８に対する外部静電気の影響を防止するため、補強部材５２は、第１チップ４４、およびＦＰＣ基板４６から離間して設置される。

撮像モジュール４０は、レンズユニット４３および撮像ユニット３５とからなる撮像装置３６と、第１チップ４４を駆動するために第１チップ４４と電気的に接続される駆動信号用ケーブル４８Ａと、第１チップ４４から出力される画像信号を伝送する画像出力用信号ケーブル４８Ｂと、第１チップ４４、第２チップ５５および電子部品５６〜５８に電源を供給する電源用ケーブル４８Ｃ−１、４８Ｃ−２と、グランド用信号ケーブル４８Ｄとを備える。

駆動信号用ケーブル４８Ａ、画像信号用ケーブル４８Ｂ、電源用ケーブル４８Ｃ−１、４８Ｃ-２およびグランド用信号ケーブル４８Ｄの基端は、電気ケーブル束４７にまとめられ、挿入部４の基端方向に延伸する。電気ケーブル束４７は、挿入部４に挿通配置され、図１に示す操作部５およびユニバーサルコード６を介して、コネクタ７まで延設されている。

レンズユニット４３の対物レンズ４３ａ−１〜４３ａ−４によって結像された被写体像は、対物レンズ４３ａ−１〜４３ａ−４の結像位置に配設された第１チップ４４によって検出されて、画像信号に変換される。

撮像ユニット３５および電気ケーブル束４７の先端部は、耐性向上のために、熱収縮チューブ５０によって外周が被覆される。熱収縮チューブ５０内部およびＦＰＣ基板４６内部は、接着樹脂５１によって部品間の隙間が埋められている。

第１チップホルダ５３は、第１チップホルダ５３の基端側内周面にガラスリッド４９の外周面が嵌め込まれることによって、ガラスリッド４９に接着する第１チップ４４を保持する。第１チップホルダ５３の基端側外周面は、補強部材５２の先端側内周面に嵌合する。第１チップホルダ５３の先端側内周面には、レンズホルダ４３ｂの基端側外周面が嵌合する。このように各部材同士が嵌合した状態で、レンズホルダ４３ｂの外周面、第１チップホルダ５３の外周面、ならびに、熱収縮チューブ５０の先端側外周面が、接着剤４１ａによって先端部本体４１の先端の内周面に固定される。

次に、撮像モジュール４０について説明する。図６は、図２の撮像モジュールをフレキシブルプリント基板の開口側の側面から平面視した平面図（図７のＸ矢視）である。図７は、図２の撮像モジュールの後端側から平面視した平面図である。図８は、図２のフレキジブル基板の展開図である。図９は、図２の撮像モジュールを上方から平面視した平面図である。図１０は、補強部を形成した場合の撮像モジュールを上方から平面視した平面図である。

ＦＰＣ基板４６は、第１チップ４４の電極パッド３８から受光面と反対側に延出する第１の領域４６ａ−１と、第１の領域４６ａ−１の幅方向の右側に、第１の領域４６ａ−１に平行して形成される第２の領域４６ａ−２と、第２の領域４６ａ−２の第１の領域４６ａ−１と接する側と反対側に平行して形成される第３の領域４６ａ−３と、を有する。第１の領域４６ａ−１と第２の領域４６ａ−２との間には第１折り曲げ部４６ｂ−１が形成されるとともに、第２の領域４６ａ−２と第３の領域４６ａ−３との間に第２折り曲げ部４６ｂ−２が形成され、第１折り曲げ部４６ｂ−１および第２折り曲げ部４６ｂ−２を、各領域が直交するように折り曲げることにより、ＦＰＣ基板４６はコの字状をなしている。第１折り曲げ部４６ｂ−１および第２折り曲げ部４６ｂ−２は、他の領域より肉薄に形成されるか、または一部にスリットを形成することにより、容易に折り曲げ可能とする。

ＦＰＣ基板４６の第１の領域４６ａ−１には、第２チップ５５および電子部品５６が実装されており、第３の領域４６ａ−３には、電子部品５７および５８が実装されている。また、第１の領域４６ａ−１の第２チップ５５等の実装面には、画像信号用ケーブルを接続する接続ランド６３Ｂが形成され、第３の領域４６ａ−３の電子部品５７、５８の実装面の裏面側には、駆動信号用ケーブル４８Ａ、電源用信号ケーブル４８Ｃ−１、４８Ｃ−２、およびグランド用ケーブル４８Ｄを接続する接続ランド６３Ａ、６３Ｃ−１、６３Ｃ−２および６３Ｄが形成されている。

ＦＰＣ基板４６をコの字状に保持するために、接着樹脂５１によってＦＰＣ基板４６内の隙間が埋められるが、部材を芯としてＦＰＣ基板４６内に巻き込み、コの字状を保持するようにしてもよい。

実施の形態１では、画像信号は、第１チップ４４の画像信号用電極パッド３８ａ−５から、インナーリード３９ａ−５を介しＦＰＣ基板４６に伝送され、第１の領域４６ａ−１に実装される第２チップ５５に伝送される。画像信号は、伝送バッファを少なくとも有する第２チップ５５により増幅された後、第１の領域４６ａ−１上の画像信号用配線パターンおよび画像信号用ケーブル４８Ｂを経由してプロセッサ１０に出力される。画像信号用電極パッド３８ａ−５から出力された画像信号は微弱であり、ノイズによる影響を受けやすいが、実施の形態１にかかる撮像モジュール４０は、第１チップ４４から延出する第１の領域に第２チップ５５を実装することにより、最短で微弱な信号を第２チップに出力し増幅できるため、駆動信号のクロストークによる画像ノイズが発生しにくくなる。ノイズの影響を小さくするために、画像信号用配線パターンは直線的（長さが短くなるよう）に形成されることが好ましい。

一方、第３の領域４６ａ−３に接続された駆動信号用ケーブル４８Ａから入力された駆動信号は、主として第３の領域に形成された駆動信号用配線パターンを介して駆動信号用電極パッド３８ａ−１に入力される。駆動信号用配線パターンは、第３の領域４６ａ−３の後端側である駆動信号用ケーブル４８Ａとの接続部から、第３の領域の前方（第１のチップ４４側）に配線され、第３の領域４６ａ−３の前側端部ｅ１から第２チップ５５の第１チップ側ｅ２の間の領域Ｒで、第３の領域４６ａ−３から第２の領域４６ａ−２を介し第１の領域４６ａ−１へと配線されることが好ましい。駆動信号が主として第３の領域４６ａ−３に形成された駆動信号用配線パターンを介して伝送される、すなわち、駆動信号と画像信号とが第２チップ５５より第１チップ４４側で異なる領域に分離されて伝送されることにより、駆動信号による画像信号へのクロストークの影響を低減することができる。

撮像モジュール４０においては、ＦＰＣ基板４６、第２チップ５５、電子部品５６〜５８、駆動信号用ケーブル４８Ａ、画像信号用ケーブル４８Ｂ、電源用ケーブル４８Ｃ−１、４８ＣＣ−２、グランド用信号ケーブル４８Ｄを含めた撮像モジュール４０全体が、第１チップ４４を光軸方向に投影した投影領域内に収まるように配置されている。また、図９は、撮像モジュール４０を上方から平面視した平面図であるが、図９に示すように、ガラスリッド４９の幅方向の一端と、ＦＰＣ基板４６の第２の領域４６ａ−２の一端は、面一に形成されている。ガラスリッド４９および／または第１チップ４４と、ＦＰＣ基板４６の第２の領域４６ａ−２の幅方向を面一に形成することにより、撮像モジュール４０が小型化した場合にも把持が容易となる。さらに、図１０に示すように、面一とした面に、接着剤により板状の補強部５９を接合しても良い。補強部５９の形成により、把持が容易となるとともに、補強部５９を接合する接着剤により、ガラスリッド４９、第１チップ４４およびＦＰＣ基板４６間の接続強度も向上することができる。

実施の形態１では、駆動信号用電極パッド３８ａ−１と画像信号用電極パッド３８ａ−５が最も離間するように形成されるとともに、第１の領域４６ａ−１の駆動信号用電極パッド３８ａ−１側に、駆動信号用ケーブル４８Ａが接続される第３の領域４６ａ−３が形成されるため、駆動信号用配線パターンは画像信号用配線パターンと交差することがなく、駆動信号による画像信号へのクロストークを低減することができる。

実施の形態１では、駆動信号用ケーブル４８Ａ、電源用ケーブル４８Ｃ−１および４８Ｃ−２、グランド用信号ケーブル４８Ｄが、第３の領域４６ａ−３の外側面（電子部品５７および５８の実装面の裏面側）に接続されているが、第３の領域４６ａ−３の内側面（電子部品５７および５８の実装面と同一面）に実装されていてもよい。また、撮像モジュール４０全体が、第１チップ４４を光軸方向に投影した投影領域内に収まるように配置されていれば、画像出力用信号ケーブル４８Ｂが、第１の領域４６ａ−１の外側面（第２チップ５５の実装面と反対側）に接続されていても良い。駆動信号や画像出力用信号が複数ある場合でも、同様に第１の領域、第３の領域にて接続すれば良い。

（実施の形態２）
実施の形態２にかかる撮像モジュールは、ＦＰＣ基板４６がＵ字状をなし、第１の領域４６ａ−１の幅方向の端面（右側）に平行して形成される第２の領域４６ａ−２に駆動信号用ケーブル４８Ａが接続される点で実施の形態１と異なる。

図１１は、実施の形態２にかかる撮像モジュールをフレキシブルプリント基板面に対して鉛直、かつ、撮像モジュールの光軸方向と平行な面で切断した場合の断面図である。図１２は、図１１の撮像モジュールの後端側から平面視した平面図である。なお、図１２において、第１チップ４４の図示は省略している。

実施の形態２にかかる撮像モジュール４０Ａにおいて、フレキシブルプリント基板４６は、第１チップ４４の電極パッド３８から延出する第１の領域４６ａ−１と、第１の領域４６ａ−１の右側に平行して形成される第２の領域４６ａ−２と、第１の領域４６ａ−１の左側に平行して形成される第３の領域４６ａ−３と、を有し、第１の領域４６ａ−１と第２の領域４６ａ−２、および第１の領域４６ａ−１と第３の領域４６ａ−３との間には、それぞれ第１折り曲げ部４６ｂ−１および第２折り曲げ部４６ｂ−２が形成される。第１折り曲げ部４６ｂ−１および第２折り曲げ部４８ｂ−２を、各領域が直交するように折り曲げることにより、ＦＰＣ基板４６はＵ字状をなす。

実施の形態２は、ＦＰＣ基板４６の第１の領域４６ａ−１に第２チップ５５および電子部品５６が実装され、第２の領域４６ａ−２に電子部品５７および５８が実装されている。また、ＦＰＣ基板４６の第１の領域４６ａ−１の外側面（第２チップ５５の実装面の裏面側）に画像信号用ケーブル４８Ｂが接続され、第２の領域４６ａ−２の外側面（電子部品５７および５８の実装面の裏面側）に、駆動信号用ケーブル４８Ａとグランド用信号ケーブル４８Ｄが接続され、第３の領域４６ａ−３の外側面に電源用信号ケーブル４８Ｃ−１、４８Ｃ−２が接続されている。

画像信号は、実施の形態１と同様に、第１チップ４４の画像信号用電極パッド３８ａ−５から、インナーリード３９ａ−５を介しＦＰＣ基板４６に伝送され、第１の領域４６ａ−１に実装される第２チップ５５に伝送される。画像信号は、第２チップ５５により増幅された後、第１の領域４６ａ−１上の画像信号用配線パターンおよび画像信号用ケーブル４８Ｂを経由してプロセッサ１０に出力される。

一方、第２の領域４６ａ−２に接続された駆動信号用ケーブル４８Ａから入力された駆動信号は、主として第２の領域に形成された駆動信号用配線パターンを介して駆動信号用電極パッド３８ａ−１に入力される。駆動信号用配線パターンは、第２の領域４６ａ−２の後端側である駆動信号用ケーブル４８Ａとの接続部から、第２の領域の前方（第１のチップ４４側）に配線され、第２の領域４６ａ−１の前側端部ｅ３から第２チップ５５の第１チップ４４側面位置ｅ２の間の領域Ｒ１で、第２の領域４６ａ−２から領域４６ａ−１へと配線されることが好ましい。実施の形態２では、駆動信号が主として第２の領域に形成された駆動信号用配線パターンを介して伝送される、すなわち、駆動信号と画像信号とが第２チップ５５より第１チップ４４側で異なる領域に分離されて伝送されることにより、駆動信号による画像信号へのクロストークの影響を低減することができる。

また、実施の形態２においても、実施の形態１と同様に駆動信号用電極パッド３８ａ−１と画像信号用電極パッド３８ａ−５が最も離間するように形成されるとともに、第１の領域４６ａ−１の駆動信号用電極パッド３８ａ−１側に、駆動信号用ケーブル４８Ａが接続される第２の領域４６ａ−２が形成されるため、駆動信号用配線パターンは画像信号用配線パターンと交差することがなく、駆動信号による画像信号へのクロストークを低減することができる。

（実施の形態３）
実施の形態３にかかる撮像モジュールは、ＦＰＣ基板４６がＬ字状をなし、第１の領域４６ａ−１の幅方向の端面に平行して形成される第２の領域４６ａ−２に駆動信号用ケーブル４８Ａが接続される点で実施の形態１と異なる。図１３は、実施の形態３にかかる撮像モジュールの後端側から平面視した平面図である。なお、図１３において、第１チップ４４の図示は省略している。

実施の形態３にかかる撮像モジュール４０Ｂにおいて、フレキシブルプリント基板４６は、第１チップ４４の電極パッド３８から延出する第１の領域４６ａ−１と、第１の領域４６ａ−１の右側に平行して形成される第２の領域４６ａ−２と、を有し、第１の領域４６ａ−１と第２の領域４６ａ−２との間の折り曲げ部４６ｂ-１を、第１の領域４６ａ−１と第２の領域４６ａ−２とが直交するように折り曲げられている。

実施の形態３では、ＦＰＣ基板４６の第１の領域４６ａ−１に第２チップ５５および電子部品５６が実装され、第２の領域４６ａ−２に電子部品５７および５８が実装されている。また、ＦＰＣ基板４６の第１の領域４６ａ−１の内側面（第２チップ５５の実装面）に画像信号用ケーブル４８Ｂが接続され、第２の領域４６ａ−２の外側面（電子部品５７および５８の実装面の裏面側）に、駆動信号用ケーブル４８Ａとグランド用信号ケーブル４８Ｄが接続され、第２の領域４６ａ−２の内側面に電源用信号ケーブル４８Ｃ−１、４８Ｃ−２が接続されている。

画像信号は、実施の形態１と同様に、第１チップ４４の画像信号用電極パッド３８ａ−５から、インナーリード３９ａ−５を介しＦＰＣ基板４６に伝送され、第１の領域４６ａ−１に実装される第２チップ５５に伝送される。画像信号は、第２チップ５５により増幅された後、第１の領域４６ａ−１上の画像信号用配線パターンおよび画像信号用ケーブル４８Ｂを経由してプロセッサ１０に出力される。一方、第２の領域４６ａ−２に接続された駆動信号用ケーブル４８Ａから入力された駆動信号は、実施の形態２と同様に、主として第２の領域４６ａ−２に形成された駆動信号用配線パターンを介して駆動信号用電極パッド３８ａ−１に入力される。駆動信号用配線パターンは、第２の領域４６ａ−２の後端側である駆動信号用ケーブル４８Ａとの接続部から、第２の領域４６ａ−２の前方（第１のチップ４４側）に配線され、第２の領域４６ａ−１の前側端部から第２チップ５５の第１チップ側面位置の間の領域で、第２の領域４６ａ−２から領域４６ａ−１へと配線されることが好ましい。実施の形態３では、駆動信号が主として第２の領域に形成された駆動信号用配線パターンを介して伝送される、すなわち、駆動信号と画像信号とが第２チップ５５より第１チップ４４側で異なる領域に分離されて伝送されることにより、駆動信号による画像信号へのクロストークの影響を低減することができる。

また、実施の形態３においても、実施の形態１と同様に駆動信号用電極パッド３８ａ−１と画像信号用電極パッド３８ａ−５が最も離間するように形成されるとともに、第１の領域４６ａ−１の駆動信号用電極パッド３８ａ−１側に、駆動信号用ケーブル４８Ａが接続される第２の領域４６ａ−２が形成されるため、駆動信号用配線パターンは画像信号用配線パターンと交差することがなく、画像信号への影響を低減することができる。

（実施の形態４）
実施の形態３にかかる撮像モジュールは、ＦＰＣ基板４６が５つの領域を有し、画像信号用ケーブル４８Ｂが接続される第１の領域４６ａ−１と最も離間した第５の領域４６ａ−５に駆動信号用ケーブル４８Ａが接続される点で実施の形態１と異なる。図１４は、実施の形態４にかかる撮像モジュールの後端側から平面視した平面図である。なお、図１４において、第１チップ４４の図示は省略している。

実施の形態４にかかる撮像モジュール４０Ｃにおいて、フレキシブルプリント基板４６は、第１チップ４４の電極パッド３８から延出する第１の領域４６ａ−１と、第１の領域４６ａ−１の右側に、第１の領域４６ａ−１に平行して形成される第２の領域４６ａ−２と、第２の領域４６ａ−２の第１の領域４６ａ−１と接する側と反対側に平行して形成される第３の領域４６ａ−３と、第３の領域４６ａ−３の第２の領域４６ａ−２と接する側と反対側に平行して形成される第４の領域４６ａ−４と、第４の領域４６ａ−４の第３の領域４６ａ−３と接する側と反対側に平行して形成される第５の領域４６ａ−５と、を有する。第１の領域４６ａ−１と第２の領域４６ａ−２との間、第２の領域４６ａ−２と第３の領域４６ａ−３との間、第３の領域４６ａ−３と第４の領域４６ａ−４との間、および第４の領域４６ａ−４と第５の領域４６ａ−５との間には、それぞれ折り曲げ部が形成され、各折り曲げ部を折り曲げることにより、ＦＰＣ基板４６は多角形の一部分をなしている。

実施の形態４では、ＦＰＣ基板４６の第１の領域４６ａ−１に第２チップ５５および電子部品５６が実装され、第５の領域４６ａ−５に電子部品５７および５８が実装されている。また、ＦＰＣ基板４６の第１の領域４６ａ−１の内側面（第２チップ５５の実装面）に画像信号用ケーブル４８Ｂ、第５の領域４６ａ−５の内側面（電子部品５７および５８の実装面）に駆動信号用ケーブル４８Ａ、第２の領域４６ａ−２の内側面にグランド用信号ケーブル４８Ｄ、第３の領域４６ａ−３の内側面に電源用信号ケーブル４８Ｃ−２、第４の領域４６ａ−４の内側面に電源用信号ケーブル４８Ｃ−１が接続されている。

画像信号は、実施の形態１と同様に、第１チップ４４の画像信号用電極パッド３８ａ−５から、インナーリード３９ａ−５を介しＦＰＣ基板４６に伝送され、第１の領域４６ａ−１に実装される第２チップ５５に伝送される。画像信号は、第２チップ５５により増幅された後、第１の領域４６ａ−１上の画像信号用配線パターンおよび画像信号用ケーブル４８Ｂを経由してプロセッサ１０に出力される。一方、第５の領域４６ａ−５に接続された駆動信号用ケーブル４８Ａから入力された駆動信号は、主として第５の領域に形成された駆動信号用配線パターンを介して駆動信号用電極パッド３８ａ−１に入力される。駆動信号用配線パターンは、第５の領域４６ａ−５の後端側である駆動信号用ケーブル４８Ａとの接続部から、第５の領域の前方（第１のチップ４４側）に配線され、第５の領域４６ａ−５の前側端部から、第２チップ５５の第１チップ側面位置の間の領域で、第４の領域４６ａ−４、第３の領域４６ａ−３、および第２の領域４６ａ−２を介し第１の領域４６ａ−１へと配線される。実施の形態４では、駆動信号が主として第５の領域に形成された駆動信号用配線パターンを介して伝送される、すなわち、駆動信号と画像信号とが第２チップ５５より第１チップ４４側で異なる領域に分離されて伝送されることにより、駆動信号による画像信号へのクロストークの影響を低減することができる。

また、実施の形態４においても、実施の形態１と同様に駆動信号用電極パッド３８ａ−１と画像信号用電極パッド３８ａ−５が最も離間するように形成されるとともに、第１の領域４６ａ−１の駆動信号用電極パッド３８ａ−１側に、駆動信号用ケーブル４８Ａが接続される第５の領域４６ａ−５が形成されるため、駆動信号用配線パターンは画像信号用配線パターンと交差することがなく、画像信号への影響を低減することができる。

１内視鏡装置
２内視鏡
４挿入部
５操作部
６ユニバーサルコード
７コネクタ
９光源装置
１０プロセッサ
１３表示装置
１７処置具挿入口
３１先端部
３２湾曲部
３３可撓管部
３５撮像ユニット
３６撮像装置
３７受光部
３８電極パッド
３８ａ−１駆動信号用電極パッド
３８ａ−２、３８ａ−３電源信号用電極パッド
３８ａ−４グランド用電極パッド
３８ａ−５画像信号用電極パッド
３９、３９ａ−１〜３９ａ−５インナーリード
４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ撮像モジュール
４１先端部本体
４１ａ接着剤
４２被覆管
４３レンズユニット
４３ａ−１〜４３ａ−４対物レンズ
４３ｂレンズホルダ
４４第１チップ
４４ａ基材
４４ｂＬｏｗ−ｋ膜
４４ｃステップカット部
４４ｄ封止樹脂
４５ＣＭＯＳイメージャ
４６フレキシブルプリント基板
４６ａ−１第１の領域
４６ａ−２第２の領域
４６ａ−３第３の領域
４６ｂ−１第１折り曲げ部
４６ｂ−２第２折り曲げ部
４７電気ケーブル束
４８Ａ駆動信号用ケーブル
４８Ｂ画像信号用ケーブル
４８Ｃ−１、４８Ｃ−２電源用ケーブル
４８Ｄグランド用ケーブル
４９ガラスリッド
５０熱収縮チューブ
５１接着樹脂
５２補強部材
５３第１チップホルダ
５４ｂ封止樹脂
５５第２チップ
５６〜５８電子部品
５９補強部
８１湾曲管
８２湾曲ワイヤ

Claims

受光量に応じた撮像信号を生成して出力する複数の画素が二次元マトリクス状に配置される受光部、および、前記撮像信号を読み出すために前記複数の画素から選択対象の画素を選択する読み出し部を少なくとも有する第１チップと、
前記第１チップの電極パッドに一端から延出するインナーリードにより接続されたフレキシブルプリント基板と、
前記フレキシブルプリント基板に実装された伝送バッファを少なくとも有する第２チップと、
前記フレキシブルプリント基板の他端に接続された、画像信号が出力される画像信号用ケーブル、および駆動信号を入力する駆動信号用ケーブルを含む信号ケーブルと、
を備えた撮像モジュールにおいて、
前記第１チップと前記第２チップとによりＣＭＯＳ撮像素子が構成され、前記第１チップから出力された画像信号は前記第２チップで増幅され、
前記フレキシブルプリント基板は、前記撮像モジュールの光軸方向に平行な少なくとも１つの折り曲げ部により折り曲げられて区分けされた２以上の領域を備えるとともに、前記第１チップの電極パッドと前記第２チップと前記画像信号用ケーブルは、前記フレキシブルプリント基板の同じ領域に接続され、前記第２チップと前記駆動信号用ケーブルは、前記フレキシブルプリント基板の異なる領域にそれぞれ接続されることを特徴とする撮像モジュール。
前記フレキシブルプリント基板は、前記第１チップの電極パッドから延出する第１の領域と、前記第１の領域の幅方向の端面のいずれか一方に平行して形成される第２の領域とを有し、前記第１の領域と前記第２の領域との間に形成される前記折り曲げ部で、前記第１の領域と前記第２の領域とが直交するように折り曲げられ、
前記第２チップおよび前記画像信号用ケーブルは前記第１の領域、前記駆動信号用ケーブルは前記第２の領域にそれぞれ接続されることを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
前記駆動信号を伝送する駆動信号用配線パターンは、前記第２の領域の前記第１チップ側端面と前記第２チップの間で前記第２の領域から前記第１の領域へと配線されることを特徴とする請求項２に記載の撮像モジュール。
前記フレキシブルプリント基板は、前記第１のチップの電極パッドから延出する第１の領域と、前記第１の領域の幅方向の端面のいずれか一方に平行して形成される第２の領域と、前記第２の領域の第１の領域と接する側と反対側に平行して形成される第３の領域とを有し、前記第１の領域と前記第２の領域、および前記第２の領域と前記第３の領域との間に形成される前記折り曲げ部で各領域が直交するように折り曲げられるとともに、
前記第２チップおよび前記画像信号用ケーブルは前記第１の領域、前記駆動信号用ケーブルは前記第３の領域にそれぞれ接続されることを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
前記駆動信号を伝送する駆動信号用配線パターンは、前記第３の領域の前記第１チップ側端面と前記第２チップの間で、前記第３の領域から前記第１の領域へと配線されることを特徴とする請求項４に記載の撮像モジュール。
前記フレキシブルプリント基板は、前記第１のチップの電極パッドから延出する第１の領域と、前記第１の領域の幅方向の端面のいずれか一方に平行して形成される第２の領域と、前記第１の領域の幅方向の他の端面に平行して形成される第３の領域とを有し、前記第１の領域と前記第２の領域、および前記第１の領域と前記第３の領域との間に形成される前記折り曲げ部で、各領域が直交するように折り曲げられるとともに、
前記第２チップおよび前記画像信号用ケーブルは前記第１の領域、前記駆動信号用ケーブルは前記第２の領域または前記第３の領域にそれぞれ接続されることを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
前記駆動信号を伝送する駆動信号用配線パターンは、前記駆動信号用ケーブルが接続される前記第２の領域または前記第３の領域の、前記第１チップ側端面と前記第２チップの間で、前記第２の領域または前記第３の領域から前記第１の領域へと配線されることを特徴とする請求項６に記載の撮像モジュール。
前記フレキシブルプリント基板は、前記第１のチップの電極パッドから延出する第１の領域と、前記第１の領域の幅方向の端面に平行して形成される３以上の領域とを有し、各領域の間に形成される前記折り曲げ部で外周が多角形の一部分をなすように折り曲げられるとともに、
前記第２チップおよび前記画像信号用ケーブルは前記第１の領域、前記駆動信号用ケーブルは前記第１の領域と最も離間した領域に接続されることを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
前記駆動信号を伝送する駆動信号用配線パターンは、前記第１の領域と最も離間した領域の第１チップ側端面と前記第２チップの間で、接続された領域から前記第１の領域へと配線されることを特徴とする請求項８に記載の撮像モジュール。
前記第１チップに形成される電極パッドは駆動信号用電極パッドと画像信号用電極パッドとを少なくとも備え、前記駆動信号用電極パッドと前記画像信号用電極パッドは、離間して配置されるとともに、前記第１の領域の前記駆動信号用電極パッド側に前記駆動信号用ケーブルが接続される領域が形成されることを特徴とする請求項２〜９のいずれか一つに記載の撮像モジュール。
請求項１〜１０のいずれか一つに記載の撮像モジュールが先端に設けられた挿入部を備えたことを特徴とする内視鏡装置。