JPS60221719A - 固体撮像素子内蔵の内視鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は撮像手段の実装密度を上げて小型化を実現でき
る固体撮像素子内蔵の内視鏡に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 近年、固体撮像素子を撮像手段に用いた内視鏡が数多く
提案されている。この固体Ｉｌ像素子を用いた場゛合、
記録したり、一部を拡大して表示したり、静止画で表示
したりすることが容易である等の種々の利点を有し、且
つ高集積化技術の進展と共に、益々小型化できるので、
今後広く実用化される状況にある。

上記固体撮像素子を用いた内視鏡は、内視鏡の先端部に
収納される場合のように、小さなスペース内に収納する
とともに、電気的接続のために多数のリード線と接続す
る必要があり、実装密度を向上させて小型化することが
重要な問題どなる。

この場合ソケットを使用すれば実装は容易であるが嵩ば
るので、体腔内に挿入する内視鏡としては、患者に大き
な苦痛を強いることになり、不都合なものとなる。この
ため、例えば特開昭５７−３４８３２号公報に開示され
ている従来例のように、固体撮像素子が配設される先端
部本体に、該固体撮像素子を機械的に接続固定すると共
に、電気的にも接続するようにして、ソケットを新たに
設けることなく嵩はらないで収納したものがある。

上記従来例は、ソケットを用いない分だけ小型にできる
が、先端部本体に上記接続固定手段を設けることは先端
部本体を製造工程上高精度に加工しなければならないの
で製造コストが高くなることが避けがたい。又、先端部
本体内に収納した状態で各電極又は各端子を半田付けし
て電気的に接続のみならず機械的に固一定してしまう半
田付は作業が難しい。

［発明の目的］ 本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、コス
トが嵩むことなく、固体撮像素子の実装密度を向上して
小型化できるようにした固体撮像素子内蔵の内視鏡を提
供することを目的とする。

［発明の概要］ 本発明は固体撮像素子をフレキシブルな印刷配線板に取
付ける構造にしたり、パッケージ内に固定されてない固
体撮像素子のチップ本体を直接実装することによって、
実装密度を向上して小型化するとともに、先端部内に収
納する以前に端子あるいは電極に対して必要となる半田
付は等の電気的接続作業を行い得るようにして組立て作
業を容易且つ低コストで行い得るようにしである。

［発明の実施例］ 以下図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例の内視鏡を示し、第２図は挿入部の先端
側の構造を拡大して示し、第３図は固体撮像素子収納用
開口を閉塞する部材を示し、第４図は固体撮像素子が取
付けられたフレキシブルな印刷配線板を示す。

第１図に示すように第１実施例の内視Ｉ１１は、可撓性
で細長の挿入部２と、該挿入部２の後端側に連設された
太径ないし太幅の操作部３と、該操作部３の例えば側部
に形成したコネクタ受け４にコネクタ５が装着されるラ
イトガイドケーブル（ユニバーサルケーブル）６を介し
て接続される光源表示装置７とから構成されている。

上記挿入部２の先端側には硬性の先端部８及び該先端部
８に隣接する後方側に湾曲可能な湾曲部９とが順次連設
されており、手元側操作部３に形成した湾曲操作ノブ１
０を回動操作等することによって、前記湾曲部９を左右
方向あるいは上下方向に湾曲できるようになっている。

又、上記光源表示装置７には表示手段としてのＴＶモニ
タ１１が一体的に取付けてあり、挿入部２の先端側に形
成した撮像手段で撮像した像を表示画面に表示できるよ
うになっている。

上記先端部８には第２図に示すように複数のレンズで構
成した結像光学系としての対物レンズ系１２がレンズ枠
１３を介して収納固定されている。

この対物レンズ系１２の前端はカバーガラス１４で閉塞
され、この対物レンズ系１２の結像位置にはその撮像面
が臨むように電荷結合素子等の固体撮像素子１５が配設
されている。又１．対物レンズ系１２とで撮像手段を形
成する固体撮像素子１５の撮像面にはモザイク状フィル
タ１５Ａが密着させる等して取付けてあり、対象物の像
を３原色の各画素に分解して撮像面に結ぶようにしであ
る。

上記先端部８に隣接する後方側には、可撓性の外套チュ
ーブ１６で覆われた内側に関節駒１７゜１７、・・・、
１７を左右及び上下方向にそれぞれ回動自在に連結して
、湾曲部９が形成され、手元側操作部３の湾曲操作ノブ
１０を回動することにより、図示しない一対のワイヤを
それぞれ牽引、弛緩させて、前記関節駒１７．１７．・
・・、１７を左右あ、るいは上下方向等に湾曲できるよ
うになっている。

上記湾曲部９が形成された挿入部２内には照明光伝達手
段として、光学繊維（ファイバ）を束ねて形成したライ
トガイド１８が挿通され、このライトガイド１８の前端
側は先端部８内の透孔内で固定され、この前端から挿入
部２内を経て配光レンズ１９で拡開させて出射し、対物
レンズ系１２でＷｉ像面に結像される範囲を照明できる
ようになっている。上記ライトガイド１８はその後端側
は挿入部２を押通され、操作部３の側部に装着されるラ
イトガイドケーブル６内を挿通されて光源表示装置７と
接続され、該光学表示装置７内の照明ランプの照明光を
伝送できるようになっている。

上記ライトガイドケーブル６は、信号伝送用ケーブルも
挿通されており、撮像手段で撮像した像を伝送して光源
表示装置７内の信号処理回路系に導くと共に、信号処理
回路系で信号処理した信号をＴＶモニタ１１で表示する
他に、操作部３側に送って、操作部３後端に取付けた液
晶等用いた表示部２０でも表示できるようになっている
。

上記挿入部２内に１よ、鉗子チャンネルを形成する中空
チューブ２１が挿通され、操作部３側部の導入口２２か
ら挿通された処置具の前端側を先端部８の導出口（図示
せず）から突出させて、生検。

治療処置等を行うことができるようになっている。

ところで、上記先端部８は、例えば後端側部分が半円錐
状に切欠かれて固体撮像素子収納用開口が形成されてお
り、この切欠きには第３図に示す半円錐状部材２３を接
着することによって、閉塞して第２図あるいは第１図に
示す所定の先端部８が形成されるようになっており、こ
の半円錐状部材２３を接着固定する前に固体撮像素子１
５を収納できるようになっている。

上記固体撮像素子１５は、パッケージに取付けたもので
、そのパッケージから端子２５．２５゜・・・、２５が
突設されているものにあっては、第４図に拡大して示す
ように、フレキシブルな印刷配線板２６の各ビン孔に各
ピン状端子２５を貫通させ、裏面側で半田２７付けする
ことによって、導通された印刷配線板２６のリードパー
タンを介して（あるいはこのリードパターンに接続した
破線で示すリード線束２８を介して）該固体ｍ機素子１
５を駆動する駆動回路とか、信号処理する信号処理回路
系との電気的接続がなされるようになっている。

上記印刷配線板２６は、固体撮像素子１５に取付けた後
、第４図（又は第２図）に示すように両端を湾曲させる
ことによって先端部８内の凹部に収納できると共に、導
電パターン側の面（第４図において符号２６ａで示す）
を内側として外側の絶縁面（２６ｂで示す）で覆うよう
にしであるので、先端部８が金属等の導電性部材で形成
されている場合にも短絡等を生じることを防止できる。

このように構成された第１実施例によれば、固体撮像素
子１５を先端部８内へ収納固定する場合、収納前に、固
体撮像素子１５の各端子２５をフレキシブルな印刷配線
板２６に半田付けして所定の電気的接続を完了できる（
リード線束８を用いる場合には、該リード線束と印刷配
線板２６との接続が必要とされる）。しかして、フレキ
シブル印刷配線板２６を湾曲さ、せれば、先端部８の所
定の凹部に収納でき、その後半円錐状部材２３を接着あ
るいは半田付は又はろう付は等で固定すれば組立てを完
了できる。このようにして収納された固体撮像素子１５
は、フレキシブルな印刷配線板２６の湾曲片で弾性的に
保持されているので、振動の衝撃等に対しても強く、破
損することを軽減できる。

又、上述のように、電気的接続のための半田付けを、先
端部８の凹部に収納した状態で行うことなく、外部で行
うことができるので、作業が容易であり、短時間で確実
に行うことができる。

上記第１実施例に係る固体ｍ機素子としては、パッケー
ジに収納固定されたものであったが、第５図に示すよう
にパッケージに収納固定されてない固体撮像素子チップ
本体３１を用いたものでも良い。

この実施例においては、フレキシブルな印刷配線板３２
の（図示では上下）両側のランド３３゜３３（図ではそ
れぞれ１個のみ示す）の間に固体撮像素子チップ本体３
１の裏面を接着剤等用いて固定し、各ランド３３と固体
素子素子チップ本体３１の各電極とを半田付で接続した
リード線３４を介して電気的に接続する。しかして各ラ
ンド３３外周を囲むようにして設けた保護枠３５と電気
的に接続された固体撮像素子チップ本体３１を保護し、
さらに固体ｍｓ素子チップ本体３１のＩｉ像面前面にモ
ザイク状フィルタ３６を接着剤等で固定し、その前、面
をガラス板等の透明板３７にて保護する。又、必要に応
じて印刷配線板１２の裏面側を板状部材３８で裏打ちし
て補強する。

尚、各ランド３３は印刷配線板３２における所定のリー
ドパターンと接続されている。

上記構成のものを例えば第２図における固体撮像素子用
収納凹部に収納する。

上記第２実施例の構成のものを例えば第２図における固
体撮像素子用収納凹部に収納する。

上記第２実施例によれば、既製のパッケージを用いたも
のより固体Ｉｌ像素子をさらに小型化できると共に、印
刷配線板３２に電気的に接続されており、印刷配線板３
？を湾曲させれば所定の凹部に弾性的に固定できる。尚
、第５図においては、一方のみからフレキシブルな印刷
配線板３２が延出させであるが、弾性的に固定する場合
、両側で保持させる方が良好であれば、破線で示すよう
に弾性片３９を取付けても良い。

上記第２実施例においては、固体撮像素子チップ本体３
１の各電極を各ランド３３を介して印刷配線板３２のＳ
電パターンに接続したが、第６図に示すようにフレキシ
ブルな印刷配線板４１に直接接続固定することもできる
。

即ち、固体撮像素子チップ本体３１の撮像部に略等しい
開口窓部を設けたフレキシブルな印刷配線板４１に（固
体ｍｅ素子）チップ本体３１を押し付け、この状態で第
７図に拡大して示すようにチップ本体３１の各電極４２
に通じるスルーホール４３を予め設けた該スルーホール
４３に半田４４を流し込むようにして各電極４２は印刷
配線板４１の各導電パターン４５と電気的に導通される
と共に、チップ本体３１が印刷配線板４１に固定される
。しかして、上記開口窓部にモザイク状のフィルタ４６
を接着剤４７等で固定し、このフィルタ４６及びその外
周のスルーホール４３での接続部分を透明板４Ｂで覆い
、その外局を接着剤４９で密封固定する。又、チップ本
体３１の裏面側も、該チップ本体３１を包むようにして
エポキシ樹脂５０等で密封し、補強固定する。

上記第３実施例の固体撮像素子を用いると、上記第２実
施例の場合よりもさらに小型化できる。

尚、フレキシブルな印刷配線板（例えば符号４１）の途
中に、第８図に示すように駆動回路５１とか前置増幅器
等を取り付けたものを先端部８内に収納するようにする
こともできる。

尚、上述した各実施例を若干変更したものも本発明に属
するものである。例えば、ライトガイド１８を用いるこ
となく、発光ダイオード、豆ランプ等用いたものであっ
ても良い。又、固体撮像素子収納用開口は半円錐状に切
欠いたものに限られるものでなく、他の形状でも良いし
、レンズ枠１３を取付ける前に前端側から収納するよう
にすることもできる。又、真裸型のみならず側視型ある
いは斜視型の構造にすることもできる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、撮像手段を形成する
固体撮像素子の電気的接続を先端部に収納しないで行う
ことができるので、組立作業を容易且つ短時間で行うこ
とができる。又、固体撮像゛　素子をフレキシブルな印
刷配線板に取付けることによって、実装が容易であり先
端部を小型化できる。さらに固体撮像素子を弾性的に取
付けることができ振動等のｉｏに対する強度を大きくで
き、破損とか故障の少い内視鏡を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例の内視鏡を示す側面図、第２図は先端部
周辺を拡大して示す縦断面図、第３図は固体ｍ画素子収
納用開口を閉塞するための部材を示す側面図、第４図は
パッケージに取付けられた固体撮像素子に印刷配線板を
取付けた状態を示す説明用の断面図、第５図は本発明の
第３実施例に係り、固体撮像素子チップ本体に印刷配線
板を取付けた状態での固体撮像素子周辺部を示す断面図
、第６図及び第７図は本発明の第３実施例に係り、第６
図は固体ｍ機素子チップ本体に印刷配線板を取付けた状
態を示す断面図、第７図は第６図における一部を拡大し
て示す断面図、第８図は途中に駆動回路を取付けた印刷
配線板を示す側面図である。 １・・・内視鏡　２・・・挿入部 ３・・・操作部　６・・・ライトガイドケーア１し７・
・・光源表示装置　８・・・先端部９・・・湾曲部　１
２・・・対物レンズ系１５・・・固体ｍ機素子 １８・・・ライトガイド　２５・・・端子２６．３２．
４１・・・印刷配線板 ３３・・・ランド　３５・・・保護枠 ３７．４８・・・透明板　４２・・・電極４３・・・ス
ルーホール　５１・・・駆動回路第５図 ６６ 第７図 第６ｒｙＪ １ 第８図 第１頁の続き ■■ｎｔ、Ｃ１，４識別記号　庁Ｉ ８０４　Ｎ　５／２２５ ０発　明　者　山　本　勉　： 堵 ＠発明者中村　開明［ ［相］発明者菅原　−健： （ 内整理番号 椋都渋谷区幡ケ谷２丁目４旙２号　オリンパス光学工業
朱式会社内 軒京都渋谷区幡ケ谷２丁目心番２号　オリンパス光学工
業朱式会社内 糺京都渋谷区幡ケ谷２丁目４旙２号　オリンパス光学工
業朱式会社内 手続ネｍＬＥ書（自発） 昭和６０年５月２２日 １、事件の表示　昭和５９年特許願第６１７３１号２、
発明の名称　固体撮像素子内蔵の内視鏡３、補正をする
者 事件との関係　特許出願人 代表者　下　山　敏　部 ５、補正命令の日付　（自　発） １、明細書の第１０ページ第２−ｏ行目に「・・・印刷
配線板１２・・・」どあるのを「・・・印刷配線板３２
・・・」と訂正します。 以　上 第゛

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）固体撮像素子を撮像手段に用いた内視鏡において
   、フレキシブルな印刷配線板に取付けた固体撮像素子を
   挿入部の先端側に収納したことを特徴とする固体撮像素
   子内蔵の内視鏡。
2. （２）前記固体撮像素子は、フレキシブルな印刷配線板
   にて弾性的に保持した状態で先端部内に収納したことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の固体撮像素子内
   蔵の内視鏡。
3. （３）前記固体撮像素子は、パッケージに収納されてな
   い固体ｍｅ素子チップ本体をその各電極がフレキシブル
   な印刷配線板の導電パターンに半田付けで導通するよう
   に取付けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の固体撮像素子内蔵の内視鏡。