JPH0652336B2 - 内視鏡 - Google Patents

内視鏡

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JPH0652336B2
JPH0652336B2 JP61295379A JP29537986A JPH0652336B2 JP H0652336 B2 JPH0652336 B2 JP H0652336B2 JP 61295379 A JP61295379 A JP 61295379A JP 29537986 A JP29537986 A JP 29537986A JP H0652336 B2 JPH0652336 B2 JP H0652336B2
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  • Endoscopes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、たとえば体腔内にケーブルを挿入し、体腔内
や内臓の状態を観察あるいは撮影する内視鏡に関する。
(従来の技術) 従来から内視鏡は、たとえば体腔内にケーブルを挿入
し、体腔内や内臓の状態を観察あるいは撮影する器具と
して用いられている。
近年、このような内視鏡として、ファイバスコープが用
いられるようになってきた。
たとえば、このようなファイバスコープは、光ファイバ
を束ね、先端断面部に結像用のレンズを配置し、光ガイ
ド用の光ファイバの先端をその近傍に配置して成る。そ
して、光ガイド用の光ファイバで体腔内を照明し、その
反射光をレンズで集光して光ファイバ束の断面部に結像
する。さらに、この出力像を接眼レンズを介して観察す
る。
しかしながらこのようなファイバスコープを用いた内視
鏡によれば、(イ)解像度が3〜4万画素であり、非常
に低い。
(ロ)光ファイバの曲げによる劣化が生じ、寿命が2〜
3年と短い。
(ハ)テレビ信号として直接取出すことができない。
等の問題点がある。
このため近年、撮像部に固体撮像素子を用いたタイプの
内視鏡の開発が行われている。これによれば、解像度が
高くかつ寿命が長く、しかも画像情報をテレビ信号とし
て直接取出すことができるという利点がある。
ところでこのような固体撮像素子搭載型の内視鏡によれ
ば、固体撮像素子を有する撮像手段と外部との接続をす
るためのケーブルとの接続部分は屈曲性を有することが
必要とされるため、この部分に可撓性配線基板を用いる
ことが考えられる。
また、このような内視鏡によれば、固体撮像素子からの
撮像(映像)信号をインピーダンス変換するエミッタホ
ロワ回路は、この固体撮像素子の近傍に配置する必要が
ある。この場合において、上記した可撓性配線基板を用
いた場合には、上記エミッタホロワ回路を構成するミニ
モールドトランジスタおよび抵抗チップ等の回路素子を
この可撓性配線基板上に搭載することが考えられる。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながらこの場合、可撓性配線基板がエミッタホロ
ワ回路を搭載するスペースを(確保する)ため大型化
し、これにより、内視鏡の先端硬性部が長くなり、この
内視鏡による観察が困難になる虞れがある。
本発明はこのような事情に対処してなされたもので、小
形化され、先端硬性部(剛性部)を短くし、観察など容
易に成し得る内視鏡の提供を目的とする。
(問題点を解決するための手段) すなわち本発明の内視鏡は、外囲器と、この外囲器の一
側面に配置され外部の被撮像光を外囲器内部に取込むレ
ンズ系と、前記外囲器内部に配置され前記レンズ系で取
込まれた被撮像光をほぼ90゜折返すミラーと、前記外
囲器内部に配置され前記ミラーで90゜折返された被撮
像光を取込む撮像手段と、この撮像手段を搭載する可撓
性配線基板とを備えた内視鏡において、 前記撮像手段が、チップキャリアと、このチップキャリ
ア上に搭載された固体撮像素子と、この固体撮像素子を
覆うように配置され該固体撮像素子を気密封止する透光
性窓付き金属キャップと、この金属キャップの外周に沿
って配置された金属フレームとを有し、かつ前記固体撮
像素子からの撮像(映像)信号をインピーダンス処理す
るエミッタホロワ回路が、前記チップキャリア上に搭載
されていることを特徴としている。
(作用) 本発明の内視鏡において、固体撮像素子からの映像信号
をインピーダンス処理するエミッタホロワ回路が、チッ
プキャリア上に搭載されているので、外囲器の全長すな
わち先端硬性部(剛性部)が短くなり、これにより観察
の容易化を図ることができる。
(実施例) 以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づいて説明す
る。
第1図は本発明の一実施例に係る内視鏡のシステムを示
す図である。
同図において、符号1はシステム本体であり、このシス
テム本体1には、先端に内視鏡としての撮像部等が内蔵
された硬質で円筒状の外囲器2を有するケーブル3が接
続されている。
システム本体1は、カラーCRTモニタ1a、データ入
力用キーボード1b等を備えるとともに、制御・処理
部、Xeランプ光源、フレームメモリ、記録写真用35mm
カメラ等が内蔵されている。
また、外囲器2内は第2図に示す構造とされている。
すなわち、同図に示すように、外囲器2の先端側面のほ
ぼ中央には、外部の被撮像光を外囲器2内部に取込むレ
ンズ系4が配置されている。また、このレンズ系4の光
軸上の所定の位置には、このレンズ系4で取込まれた被
撮像光をほぼ90゜折返すミラー5が配置されている。さ
らに、ミラー5で90゜折返された光軸上には、被撮像光
を取込み、その光信号を電気信号に変換する撮像手段
(キャリアチップ7をベースとした)6が配置されてい
る。
第3図ないし第5図は、上記した撮像手段6をさらに詳
細に説明するための図である。
これらの図において、符号7はチップキャリア7であ
り、このチップキャリア7上には固体撮像素子8および
この固体撮像素子8からの電気信号である撮像信号をイ
ンピーダンス変換するエミッタホロワ回路9を形成する
ベアチップTf9aおよび複数個の抵抗チップR9bが搭載
されている。そして、この固体撮像素子8を気密封止す
るガラスないし透光性サファイア等の透光性窓付き(以
下、ガラス窓付と呼ぶ)金属キャップ10が、これら固体
撮像素子8、エミッタホロワ回路9(ベアチップTr9a
および抵抗チップR9bなどで形成)を覆うように配置さ
れている。また、このガラス窓付き金属キャップ10の外
周に沿って金属フレーム11が配置されている。
そして、このような構造を有する撮像手段6は、電源線
のノイズマージンを得るための複数のディカップリング
コンデンサ等の回路素子12が搭載された可撓性配線基板
13上に、回路素子12と離隔して固着され、チップキャリ
ア7と可撓性配線基板13との接合部が、有機絶縁樹脂14
により封止されている。
上記チップキャリア7は、アルミナ等のセラミック基体
からなる。そして、このチップキャリア7表面外周に
は、ガラス窓付き金属キャップ10と溶着させるための熱
膨脹率が、前記セラミック基体とほぼ等しいコバール、
Fe/Ni42アロイ等から成る金属製リング15が、Agロー等
の接着剤により固着されている。また、チップキャリア
7表面内部には、固体撮像素子8を搭載するためのダイ
ボンディングパッド16およびエミッタホロワ回路9を形
成するミニモールドトランジスタのベアチップTr9a、
抵抗チップR9bを搭載するためのダイボンディングパッ
ドが形成されているともに、ワイヤボンディングパッド
17が形成されている。そして、このワイヤボンディング
パッド17と固体撮像素子8、エミッタホロワ回路9を成
すベアチップTr9aおよび抵抗チップR9bの所定のパッ
ドとが、ボンディングワイヤ18により電気的に接続され
ている。さらに、このチップキャリア7裏面には、ワイ
ヤボンディングパッド17と導通され可撓性配線基板13と
半田等の接着剤で電気的に接続するための導体パッド
(図示せず)が形成されている。
上記ガラス窓付き金属キャップ10は、熱膨脹率がチップ
キャリア7とほぼ等しいコバール、Fe/Ni42アロイ等か
らなるキャップ状金属製枠体20内に熱膨脹係数の整合の
とれた透明ガラス21を低融点ガラス等の接着剤により固
着した構造にされている。そして、透明ガラス21の表裏
両面には、反射防止コーティング層(図示せず)が形成
され、さらに透明ガラス21の裏面には、赤外線カットフ
ィルタ(図示せず)が形成されている。
上記金属フレーム11は、透孔22が穿設された突出部23を
有し、ネジ24をこの突出部23の透孔22に通して外囲器2
の所定の位置に螺入することにより、この金属フレーム
11すなわち撮像手段6が外囲器2に固着されている(第
2図参照)。
上記可撓性配線基板13は、、半製品状態においては第6
図に示す構造とされている。すなわち、同図に示すよう
に、先端部のチップキャリア7が搭載される位置では幅
狭にされており、電源線のノイズマージンを得るため、
ディカップリングコンデンサ等の回路素子12が搭載され
る位置からその後方に向けて幅広にされている。そし
て、チップキャリア7が搭載される幅狭位置には、チッ
プキャリア7裏面に形成された導体パッドと対応した位
置に、それぞれ導体パターン(図示せず)が露出状態で
突出されており、上記したように、この導体パターンと
チップキャリア7の導体パッドとが半田等の接着剤で電
気的に接続されつつかつ固着されている。また、回路素
子12が搭載される幅狭位置には、ディカップリングコン
デンサ等の回路素子12と対応した位置にそれぞれ導体パ
ッド(図示せず)が露出されており、この導体パッドと
各回路素子12の端子とが半田等の接着剤で電気的に接続
されつつかつ固着されている。さらに、この回路素子12
が搭載される幅狭位置の裏面には、システム本体1と接
続されるケーブル3内の信号伝送ケーブルの端子(図示
せず)と半田等の接着剤で電気的に接続されつつ、かつ
固着される導体パッド(図示せず)が露出されている。
さらにまた、前記回路素子12が搭載される位置からその
後方に向かう幅広位置には、これら回路素子12からの配
線パターンがその終端まで導出されており、その終端に
おいて導体入出力パッド(図示せず)が形成されてい
る。これにより、この可撓性配線基板13をこのような状
態のまま第3図ないし第5図に示した構造に組立て、可
撓性配線基板13の終端に形成された導体入出力パッド
に、既存のコネクタ等を介して試験装置と電気的に接続
し半製品の状態で機能試験を行うことができる。そし
て、可撓性配線基板13の回路素子12が搭載される位置か
らその後方に向かう幅広位置を切断除去することにより
製品の状態とすることができる。すなわち、製品の状態
においては、可撓性配線基板13の回路素子12が搭載され
る幅狭位置の裏面に形成された導体パッドとシステム本
体1と接続されるケーブル3内の信号伝送ケーブルの端
子(図示せず)との接続により撮像手段6とシステム本
体1とが接続されることになる。
次に、外囲器2の撮像部以外の構成を第7図に基づいて
説明する。
同図に示すように、外囲器2の先端側面のほぼ中央に配
置されたレンズ系4の周辺には、ケーブル3を介して外
部と接続された、外部より鉗子を導入するための鉗子口
25、外部よりエアーを送出するための送気口26、外部よ
り水を送出するための送水口27および外部のXeランプ
からの光を照射するための照明口28が、撮像手段6と対
向する側に配置されている。
しかして、このような構造を有する内視鏡によれば、撮
像部に固体撮像素子8が用いられているので、解像度が
約10万画素となり、非常に高いものとなる。またこの場
合、画像情報をテレビ信号として直接取出すことができ
るので、多人数による診断、共同作業による治療、医学
生への教育、静止画での観察、記録媒体への保存、画像
処理の容易化、病院間でのオンライン、オフラインによ
る情報交換等が可能となる。
また、この内視鏡から本体システム1への映像信号はケ
ーブル3を介して電気信号として送出されるので、ケー
ブル3は光ファイバのような曲げによる劣化が生じるも
のを用いる必要はなくなる。さらに、固体撮像素子8は
ガラス窓付き金属キャップ10により気密封止された構
造、すなわちハーメティックシール構造を有しているの
で、この固体撮像素子8の湿気による劣化を防止するこ
とができる。かくして、このような構造を有する内視鏡
によれば、長寿命を確保することができるようになる。
さらにまた、固体撮像素子8からの電気信号である撮像
信号をインピーダンス変換するためのエミッタホロワ回
路9を形成するベアチップTr9aおよび複数個の抵抗チ
ップR9bは、チップキャリア7上に搭載されているの
で、従来例で説明したようにこれらをミニモールドトラ
ンジスタ等の小型チップ部品にて可撓性配線基板上に搭
載したものに比べて可撓性配線基板の全長が短くなり、
これにより外囲器2の全長が短くなる。かくして先端硬
性部が短くなり、この外囲器2の回転半径が小さくな
り、医師の観察範囲の拡大、医師の診断・治療の容易化
を図ることが可能となる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明の内視鏡によれば、外囲器の
全長が短くなり先端硬性部が短くなり、観察が容易にな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る内視鏡のシステムを示
す斜視図、第2図は第1図の内視鏡の構造を示す断面
図、第3図は第2図の内視鏡における撮像手段を示す平
面図、第4図は第3図の正面断面図、第5図は第3図の
側面断面図、第6図は第2図の内視鏡における可撓性配
線基板を示す平面図、第7図は第2図に示した内視鏡の
撮像部以外の構成を示す図である。 1………システム本体 2………外囲器 3………ケーブル 4………レンズ系 5………ミラー 6………撮像手段 7………チップキャリア 8………固体撮像素子 9………エミッタホロワ回路 9a………ベアチップTr 9b………抵抗チップR 10………ガラス窓付き金属キャップ 11………金属フレーム 12………回路素子(電源線ノイズマージン用) 13………可撓性配線基板

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】外囲器と、この外囲器の一側面に配置さ
    れ、外部の被撮像光を外囲器内部に取込むレンズ系と、
    前記外囲器内部に配置され、前記レンズ系で取込まれた
    被撮像光をほぼ90゜折返すミラーと、前記外囲器内部に
    配置され、前記ミラーで90゜折返された被撮像光を取込
    む撮像手段と、前記撮像手段を搭載する可撓性配線基板
    とを備えた内視鏡において、 前記撮像手段が、チップキャリアと、このチップキャリ
    ア上に搭載された固体撮像素子と、この固体撮像素子を
    覆うように配置され該固体撮像素子を気密封止する透光
    性窓付き金属キャップと、この金属キャップの外周に沿
    って配置された金属フレームとを有し、かつ前記固体撮
    像素子からの撮像信号をインピーダンス変換処理するエ
    ミッタホロワ回路が、前記チップキャリア上に搭載され
    ていることを特徴とする内視鏡。
  2. 【請求項2】固体撮像素子からの撮像信号を処理する回
    路素子が、撮像信号をインピーダンス変換するエミッタ
    ホロワ回路がトランジスタのベアチップおよび複数個の
    抵抗チップで形成されていることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の内視鏡。
  3. 【請求項3】チップキャリアが、セラミック基体からな
    り、該表面外周には金属キャップと溶着させるための熱
    膨脹率が前記セラミック基体とほぼ等しい金属製リング
    が固着されているとともに、該表面内部には固体撮像素
    子を搭載するためのダイボンディングパッドと固体撮像
    素子と電気的に接続するためのワイヤボンディングパッ
    ドとが形成され、かつ該裏面には可撓性配線基板と電気
    的に接続するための導体パッドが形成されていることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の内視鏡。
  4. 【請求項4】透光性窓付き金属キャップが、熱膨脹率が
    チップキャリアとほぼ等しいキャップ状金属製枠体内に
    熱膨脹係数の整合のとれた透光性板を固着した構造にさ
    れていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    内視鏡。
  5. 【請求項5】透光性板の表裏両面に、反射防止コーティ
    ング層が形成されていることを特徴とする特許請求の範
    囲第4項記載の内視鏡。
  6. 【請求項6】透光性板の裏面に、赤外線カットフィルタ
    が形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第4
    項記載の内視鏡。
  7. 【請求項7】金属フレームが、透孔の穿設された突出部
    を有することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    内視鏡。
  8. 【請求項8】チップキャリアと可撓性配線基板との接合
    部が、有機絶縁樹脂により封止されていることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の内視鏡。
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JPH0631448Y2 (ja) * 1987-07-31 1994-08-22 富士写真光機株式会社 直視型電子内視鏡
JPH0312125A (ja) * 1989-06-09 1991-01-21 Fuji Photo Optical Co Ltd 電子内視鏡の固体撮像素子アセンブリ

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