JPS63167322A - 内視鏡 - Google Patents

内視鏡

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JPS63167322A
JPS63167322A JP61311934A JP31193486A JPS63167322A JP S63167322 A JPS63167322 A JP S63167322A JP 61311934 A JP61311934 A JP 61311934A JP 31193486 A JP31193486 A JP 31193486A JP S63167322 A JPS63167322 A JP S63167322A
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JP
Japan
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flexible wiring
wiring board
endoscope
solid
chip carrier
Prior art date
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Pending
Application number
JP61311934A
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English (en)
Inventor
Yoshitaka Fukuoka
義孝 福岡
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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  • Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
  • Endoscopes (AREA)

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なる。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。このため、この部分に可撓性配線基板を
用いることが考えられる。
(発明が解決しようとする問題点) このような可撓性配線基板は致方回におよぶ繰り返し屈
曲に対する耐久性が要求されるが、この可撓性配線基板
上に形成された導体パッドとこの導体パッドを露出させ
るための透孔を有する絶縁性被膜とに位置ずれが生じ、
導体パッドに接続された配線パターンが露出することが
ある。そして、このように露出された配線パターンは屈
曲によりクラックが発生しFJi rAが生じるという
問題がある。
本発明はこのような事情に対処してなされたもので、耐
屈曲性の向上を図ることができ断線不良等が生じること
のない内視鏡を提供することを目的としている。
[発明の構成] (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、この金属キャンプの外周に沿って
配置された金属フレームとを有し、該撮像手段が、前記
固体撮像素子からの撮像信号を処理するための回路素子
が搭載された2枚の可撓性配線基板を貼着してなる可撓
性配線基板上に搭載され、かつ前記可撓性配線基板が、
可撓性基板と、この可撓性基板上に形成された導体パッ
ドおよび配線パターンと、これら導体パッドの内周近傍
および配線パターン全体を覆うように形成された絶縁性
被膜とからなることを特徴としている。
(作 用) 本発明の内視鏡において、可撓性配線基板が、2枚の可
撓性配線基板を貼着してなるものであり、かつ導体パッ
ドの内周近傍を覆うように絶縁性被膜が形成されている
ので、耐屈曲性の向上を図ることができ断線等の不良が
発生することは皆無となる。
(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綴像部等が内蔵
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35+
+n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°折返ずミラー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
を取込み光信号を電気信号に変換する撮像手段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はチップキャリアであり、
このチップキャリア7上には固体撮像素子8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(以下、ガ
ラス窓付きと呼ぶ。)金属キャップ9がこの固体撮像素
子8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9の外周に沿って金属フレーム10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、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をなずトランジス
タおよび複数の抵抗チップ、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11が搭載された可撓性配線基板12上に固着され
、チップキャリア7と可撓性配線基板12との接合部が
、有機絶縁樹脂13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9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アロイ等からなる金属製リング14が^qロ
ー等の接着剤により固着されている。また、チップキイ
9フフ表面内部には、固体撮像素子8を搭載するための
グイポンディングパッド15が形成されているとともに
、ワイヤボンディングパッド16が形成され、このワイ
ヤボンディングパッド16と固体撮像素子8の所定のパ
ッドとがボンディングワイヤ17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16と導通され可撓性配線基板
12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18が形成されている。
上記ガラス窓付き金属キャップ9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成金11J製枠体19内に熱膨脹
係数の整合のとれた透明ガラス20を低融点ガラス等の
接着剤により固着したrs造にされている。そして、透
明ガラス20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20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10は、透孔21が穿設された突出部
22を有し、ネジ23をこの突出部22の透孔21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10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12は、半製品状態においては第6
図〜第8図に示す構造とされている。
すなわち、可撓性配線基板12は、第6図に示す第1の
可撓性配線基板12aと第7図に示す第2の可撓性配線
基板12bとを貼着した構造にされており、第8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、回路素子11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。
第6図に示した第1の可撓性配線基板12aのチップキ
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18の一部と対応しな位置
にそれぞれ導体パターン24が露出状態で突出され半田
めっきが施されている。また、回路素子11が搭載され
る幅狭位置には、搭載される各トランジスタ、抵抗チッ
プ、ディカップリングコンデンサと対応した位置にそれ
ぞれ導体パッド25.26.27が露出され半田めっき
が施されている。さらにまた、回路素子11が搭載され
る位置からその後方に向かう幅広位置の終端には、第2
の可撓性配線基板12bと電気的に接続される接続用露
出導体パッド28が露出されその中央には透孔28aが
穿設され、これらに半田めっきが施されている。また、
この第1の可撓性配線基板12a上には、これら導体パ
ターン24、導体パッド25.26.27、接続用露出
導体パッド28間を電気的に導通させる配線パターン2
9が形成されている。そして、これら導体パッド25.
26.27の内周近傍(第6図破線参照)および配線パ
ターン29の全体を覆うようにポリイミド等の絶縁フィ
ルム(図示せず)が形成されている。
一方、第7図に示した第2の可撓性配線基板12bのチ
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18の一部と対応し
た位置にそれぞれ導体パターン30が露出状態で突出さ
れ半田めっきが施されている。また、第1の可撓性配線
基板12aの回路素子11が搭載される位置に対応する
幅狭位置には、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
31が露出され半田めっきが施されている。さらにまた
、第1の可撓性配線基板12aの接続用露出導体バッド
28が露出される位置に対応する幅広位置には、この第
1の可撓性配線基板12aの接続用露出導体パッド28
と電気的に接続される接続用露出導体バッド32が露出
され半田めっきが施されている。また、この位置からそ
の後方に向かう幅広位置の終端には、導体入出力パッド
33が露出され半田めっきが施されている。さらに、こ
の第2の可撓性配線基板12b上には、これら導体パタ
ーン30、導体パッド31、接続用露出導体バッド32
、導体入出力パッド33間を電気的に導通させる配線パ
ターン34が形成されている。そして、これら導体パッ
ド31の内周近傍(第7図破線参照)および配線パター
ン34の全体を覆うようにポリイミド等の絶縁フィルム
く図示せず)が形成されている。
そして、第1の可撓性配線基板12aと第2の可撓性配
線基板12bとは、第6図および第7図に示したものの
裏面が対向するように配置し、第1の可撓性配線基板1
2aおよび第2の可撓性配線基板12bの導体パターン
24.30とチップキャリア裏面に形成された導体パッ
ド18問および接続用露出導体バッド28.32間がそ
れぞれ半田で接続されることにより、貼着されている。
このような構造を有する可撓性配線基板12によれば、
この状態のまま第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12の第2の可撓性配線基板12b
の終端に形成された導体入出力パッド33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12の回路素子11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、
第2の可撓性配線基板12bの導体パッド31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9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
35、外部よりエアーを送出するための送気口36、外
部より水を送出するための送水口37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38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、テレビ信号として直接画像情報を取出すことがで
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。
また、固体撮像素子8はガラス窓付き金属キャンプ9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、可撓性配線基板12は、第1の可撓性配線
基板12aと第2の可撓性配線基板12bとを貼着させ
た構造とされているため、必要とされる配線パターンを
これらに分割させることができ、配線領域幅を縮小させ
ることができる。これにより、可撓性配線基板12を幅
狭にすることができ、外囲器2が細径化し、操作性の向
上および患者の負担軽減を図ることかできるようになる
また、この可撓性配線基板12は、2枚構造であり、し
かも導体バッド27.31の内周近傍を覆うようにポリ
イミド等の絶縁フィルム(図示せず)が形成され導体パ
ッド27.31とこの絶縁フィルムとの位置ずれに基因
する配線パターン29.34の露出の防止が図られてい
るため、屈曲性にも優れ、クラックによる断線等を生じ
ることもなくなり、この内視鏡の信顆性の向上、長寿命
化をもたらすことになる。
[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、耐屈曲性
の向上を図ることができ断線等の不良が発生することは
皆無となる。
【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図はこの実施例の第1の可撓性配線基板
を示す平面図、第7図はこの実施例の第2の可撓性配線
基板を示す平面図、第8図はこの実施例の可撓性配線基
板を示す平面図、第9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・・・・・・・・・ガラス窓付き金属キャップ10・
・・・・・・・・金属フレーム 11・・・・・・・・・回路素子 12・・・・・・・・・可撓性配線基板12a・・・・
・・第1の可撓性配線基板12b・・・・・・第2の可
撓性配線基板第1図 第2図 第3図 12E)項中り励こキイ」l淳に 第4図 第6図

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (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、該撮像手段が、前記固体撮像素子からの撮
    像信号を処理するための回路素子が搭載された2枚の可
    撓性配線基板を貼着してなる可撓性配線基板上に搭載さ
    れ、かつ前記可撓性配線基板が、可撓性基板と、この可
    撓性基板上に形成された導体パッドおよび配線パターン
    と、これら導体パッドの内周近傍および配線パターン全
    体を覆うように形成された絶縁性被膜とからなることを
    特徴とする内視鏡。
  2. (2)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。
  3. (3)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
  4. (4)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3
    項記載の内視鏡。
  5. (5)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3項記載
    の内視鏡。
  6. (6)金属フレームが、透孔が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
  7. (7)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。
  8. (8)可撓性配線基板上に搭載された固体撮像素子から
    の撮像信号を処理するための回路素子が、固体撮像素子
    からの撮像信号をインピーダンス変換するためのエミッ
    タホロワ回路をなすトランジスタおよび複数の抵抗チッ
    プと、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とからな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。
  9. (9)2枚の可撓性配線基板を貼着してなる可撓性配線
    基板の一方の可撓性配線基板が、露出状態で突出されチ
    ップキャリア裏面に形成された導体パッドと電気的に接
    続される導体パターンと、固体撮像素子からの撮像信号
    を処理するための回路素子が搭載される露出導体パッド
    と、他方の可撓性配線基板と電気的に接続される接続用
    露出導体パッドと、これらの間を電気的に導通させる配
    線パターンとからなり、他方の可撓性配線基板が、露出
    状態で突出されチップキャリア裏面に形成された導体パ
    ッドと電気的に接続される導体パターンと、信号伝送ケ
    ーブルと電気的に接続される露出導体パッドと、一方の
    可撓性配線基板と電気的に接続される接続用露出導体パ
    ッドと、これらの間を電気的に導通させる配線パターン
    とからな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。
  10. (10)一方の可撓性配線基板と他方の可撓性配線基板
    とは、各導体パターンとチップキャリア裏面に形成され
    た導体パッド間および接続用露出導体パッド間が接続さ
    れることにより、貼着されていることを特徴とする特許
    請求の範囲第9項記載の内視鏡。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002152781A (ja) * 2000-11-07 2002-05-24 Mitsubishi Electric Corp 固体撮像装置の製造方法

Cited By (2)

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