JPS6363426A

JPS6363426A - 電子内視鏡

Info

Publication number: JPS6363426A
Application number: JP61209155A
Authority: JP
Inventors: 久雄矢部
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1986-09-04
Filing date: 1986-09-04
Publication date: 1988-03-19
Also published as: US4786965A

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】Ｅ産業上の利用分ｆｆＰ］本発明は、挿入部の怪をより細くすることのできろ、′
ｕ電子内視鏡関する。

し従来の技術と発明が解決しようとする問題点］近年、
例えば米国特覇第に１４９１８６５号明剖古に示される
ように、電荷結合素子（ＣＯＤ）等の固体搬像集子を搬
像手段に用いた内視鏡（本発明において電子内視鏡とい
う。）がトル々提案公れている。

この電子内視鏡は、ファイバスコープに比べて解像度が
畠く、撮像の記録及び再生等が容易であり、また、撮像
の拡大や２画面の比較等の撮像処理が容易である等の利
点を右する。

前記電子内視鏡は、挿入時の患者の名痛を低減するため
、挿入部が細いことが望ましいが、この挿入部、特に先
端部の外径は、この先端部に内股された固体泥像丸子の
大きさや形状によって制約される。

従来の固体Ｖ？ｉ像素子は、ベース上に搬像デツプが固
着され、この撮像チップ！、：＄よ、正方形あるいは長
方形のイメージエリア〈有効ｆ＋３　ｉｌ１部）の周囲
にチップ側ボンディングパッドが設けられ、一方、ベー
ス側には、ベース側ボンディングパッド（リード）が設
けられている。そして、前記チップ側ボンディングパッ
ドとベース側ボンディングバッドとがワイヤボンディン
グ等によりｍ　ｆＡされている。前記ベースに設けられ
るリードの数は、少ないものでは６個のものもあるが、
１４個ないし２０　ｆＩＱのものが一般的である。そし
て、前記チップ側及びベース側ボンディングパッドは、
一般的に前記イメージエリアの対向する２辺に沿って、
例えば１０個づつ並へられている。

ところで、前記チップ側ボンディングパッドの大きさは
、ボンディングワイヤが例えば一般的な２５μｍの金（
ＡＬＪ）線あるいはアルミニウム（Ａ１）線の場合、０
．１ｍ四方ないし０．１２５ｍＩＲ四方程度で良く、そ
の間隔し０．１ａｍ程度で良いので、ピッチとしては０
．２ｒｒａ稈度で良い。

これに対し、前記ベース側ボンディングパッドでは、ベ
ースがセラミックやガラスエポキシや、リードフレーム
で作製されるため、パッドのピッチは０　、６３５　ｔ
ｒｍ　（１／　４０インヂ）程度必要である。イのため
、このベース側ポンディグパッドをスペース効率良くレ
イアウトできるかどうかが、挿入部の外径に影響を与え
る。

ところが、従来は、前記ベース側ボンディングパッドを
搬像ブップの辺に沿って一列に並べていたので、ＩＳ＋
にリード数が多い場合（こは、ｒ＋ζ１記ベース側ボン
ディングパッドのピッチが大ぎいことから、ベースが人
さくなってしまい、その結果、電子内視鏡の挿入部が太
くなってしまうという問題点がある。

［発明の［１的〕本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、固体昭
Ｉ！ｉ！素子を小ざく、あるいは、レイアウト上細径化
に好ましい形状にすることができ、挿入部の径をより細
くづることのできる電子内視鏡を提供することを目的と
している。

［問題点を解決りるための手段及び作用１本発明による
電子内視鏡は、固体撮像素子のベース側ボンディングパ
ッドを釘状に配置づると共に、このベース側ボンディン
グパッドとチップ側ボンディングパッドとを接続するボ
ンディングワイヤを、このボンディングワイヤ同士が接
触しないように、高さを異ならせて設けたものである。

づなわち、ベース側ボンディングパッドを釘状に配置す
ることにより、このベース側ボンディングパッドをレイ
アウト上好ましい部分に配置したり、高密度にまとめた
りすることが可能になり、その結果、固体陽像素子を小
さく、あるいは、レイアウト上挿入部の細径化に好まし
い形状にすることが可能にむる。

［実施例〕以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図ないし第５図は本発明の一実施例に係り、第１図
は電子内視鏡の本１１人部の先端部の横開面図、第２図
は固体撮像素子の断面図、第３図は第１図のＡ−Ａ’断
面図、第４図は電子内視鏡の仝休を示す側面図、第５図
は電子内視鏡の構成を示す説明図である。

第４図に示すように、電子内視鏡１は、細長で例えば可
撓性の本１１人部２の後端に太（￥の操作部３が連設さ
れている。前記操作部３の後端にはコネクタ受け４が設
けられ、このコネクタ受け４に装置されるコネクタ５を
有するケーブル６を介して、前記操作部３と、光源装置
及びビデオブＯセス部が内蔵された制御装置７とが接続
されるようになっている。さらに、前記制ｔｌｌＩ装置
７には、表示手段としてのカラー（、ＲＴモニタ８が接
続されるようになっている。

前記挿入部２の先端側には、硬性の先端部９及びこの先
端部９に隣接する後方側に６曲可能なｌ’Ｍ曲部１０が
順次設けられている。また、前記操作部３に設けられた
湾曲操作ノブ１１を同動操作づることによって、前記湾
曲部１０を〕ｒ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。Ｊ、た、前記操作部３には、前記挿入
部２内に設けられた鉗子チ１？ンネルに連通する挿入口
１２が設（）られている。

前記先端部９は、第１図及び第３図に示１ように構成さ
れている。

すなわら、先端部９は、金属等の硬性の材料からなる略
円柱状の先端部本体１５を備え、この先端部本体１５に
は、前記挿入部２の５手方向に平行にｎ通する観察用透
孔１６、鉗子チャンネル周込孔１７、図示しない照明用
透孔及び送気送水チャンネル用透孔が形成されている。

１）ｈ記観察用透孔１６には、対物レンズ系１８が位置
決め部材１９にて位置決めされて装着されている。また
、この観察用透孔１６の後端部には、素子支持用光学部
０２０が嵌着されている。この素子支持用光学部材２０
の後端には、カラーフィルタアレイ２１が固着され、こ
のカラーフィルタアレイ２１の後端に、固体撮像素子２
２が固着されている。前記カラーフィルタアレイ２１は
、第５図に示１ように、前記搬像素子２２の各受光素子
に対向するように、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、肖（Ｂ）の３
原色の各波長（色）の光をそれぞれ透過する色透過フィ
ルタ２１Ｒ，２１Ｇ、２１Ｂを、モザイク状あるいはス
トライプ状等に配列して形成されている。

前記固体撮像素子２２は、第１図ないし第３図に示すよ
うに、セラミックまたはガラスエポキシ等からなるベー
ス２３と、このベース２３上に固着された矩形の撮像チ
ップ２４とを備えている。

この搬像チップ２４は、略正方形のイメージエリア２５
とチップ側ボンディングパッド２６とを備えている。本
実施例では、前記チップ側ボンディングパッド２６が前
記イメージエリアの一辺側に一列に設Ｕられている。こ
のチップ側ボンディングパッドのビツヂは例えば０．２
ｍｍになっている。

一方、前記ベース２３は、第１図に示１ように、前記チ
ップ側ボンディングパッド２６側が膨出された形状に形
成され、この膨出部２３ａに、ベース側ボンディングパ
ッド２７が設けられている。

本実施例では、このベース側ボンディングパッド２７が
釘状、例えば複数列に、ｎつ高密度に配置されている。

このベース側ポンディグバッド２７は、第２図に承りよ
うに、前記ベース２３上に突出している部分が太径に、
前記ベース２３を１通する部分が細径に形成されている
。このベース側ボンディングパッド２７．の太径部の径
は例えばφ０．４履、ピッチは例えば０．６ｍになって
いる。

また、本実施例では、前記ベース側ボンディングパッド
２７のベース２３上に突出している部分の高さが異なっ
ている。このベース側ボンディングパッド２７と、前記
チップ側ボンディングパッド２６とは、ボンディングワ
イヤ２８にて接続されている。本実施例では、このボン
ディングワイヤ２８が、このボンディングワイヤ２８同
士が接触しないように、第２図に示すように、搬像チッ
プ２４の表面からの高さＷＨを異ならせて設けられてい
る。また、本実施例では、第１図に示づように、一部の
ボンディングワイヤ２８が立体的に交差している。前記
チップ側ボンディングパッド２６、ベース側ボンディン
グパッド２７、及びボンディングワイヤ２８は、封止樹
脂２９によって封止されている。

前記ベース側ボンディングパッド２７の細径部は、ベー
ス２３を１通した後、適宜に屈曲され、固体撮像素子２
２の後側に配設された基板３０に対して適切な位置で、
リード足３１としてＥ出されている。このリード足３１
の径は例えばφ０゜２５１１Ｉ１１になっている。本実
施例では、ｉｒＩ記基板基板３Ｏ数、例えば２つ設けら
れており、各々の３．【板３０には、前記固体搬像素子
２２の増幅回路等を構成する図示しないトランジスタや
Ｉｃ等の電子部品が実装されている。また、前記リード
足３１は、基板３０に実装しやすいように長さを異なら
せている。また、このリード足３１の根元部分は封止樹
脂３２によって補強されている。また、前記基板３０に
は、信号線３３が接続されている。

この信７〕線３３４よ、前記挿入部２内に挿通されて、
前記操作ｖａｎ　３のコネクタ受け４に接続されている
。

一方、前記鉗子チ１１ンネル用造孔１７には、鉗子口金
３４が嵌むされている。この鉗子口金３４の後端部には
、鉗子ヂトンネル３５を形成する鉗子ヂレンネルチュー
ブ３６が接続されている。この鉗子チｌ／ンネルチュー
ブ３６は前記ｈ１ｊ入部２内に挿通されて前記挿入口１
２に接続されている。

また、図示しない照明用透孔には、図示しない配向レン
ズ系が装着され、この配向レンズ系の後端に、ライトガ
イドチューブ３７に被覆されたライトガイド３８が連設
されている。このライトガイド３８は、前記挿入部２内
に挿通されて前記操作部３のコネクタ受け４に接続され
ている。

なお、前記コネクタ受け４にコネクタ５を介して接続さ
れるケーブル６は、前記信号線３３からの信号を制御装
コアに伝達するケーブルと、制御装置７内の光源装置か
らの光を前記ライトガイド３８に伝達するライトガイド
とを備えている。

また、図示しない送気送水チトンネル用透孔には、図示
しない送気送水ノズルが装着され、この送気送水ノズル
に送気送水チＩｌンネル３９を形成する送気送水チュー
ブ４０が接続されている。この送気送水チューブ４０は
、前記１Ｉｌｉ入部２内に挿通されて前記操作部３に設
けられた図示しない送気送水口に接続されている。

前記挿入部２は、第１図及び第３図に示すように、軟性
チューブ４１を右し、この軟性チューブ４１内に前記信
号線３３、鉗子チャンネル３５、ライトガイド３８、送
気送水ヂ１ノンネル３９等が挿通されている。この軟性
チューブ４１の前端部は、前記先端部本体１５の後端部
に接続されている。

本実施例では、第１図に示すように、ＯＣｊ記囚休搬体
素子２２のベース２３は、前記挿入部２の先端部９内に
、前記固体搬像索子２２の搬像チップ２４、鉗子チ１／
ンネル３５、ライトガイド３８、及び送気送水チ１シン
ネル３９を配置した際に生じる空間に、膨出部２３ａが
配置されるような形状に形成されている。

ところで、第５図に示すように、前記制御装置７内に設
けられた光源装置５１は、ｌｌｉ板方式の場合であれば
、例えば、照明ランプ５２を備え、この照明ランプ５２
の照明光が反射鏡５３によって反射集光され、分光特性
補正用フィルタ５４によって標準的ないし理想的に近い
分光特性に補正されて、前記ケーブル６内のライトガイ
ド５５に入口１りるようになっている。この照明光は、
ＩＩＩＪ　３ａクープル６、ライトガイド３８、及び配
向レンズ系５６を経て、この配向レンズ系５６の先端か
ら出用され、被写体を照明するようになっている。

前記被写体からの反射光は、対物レンズ系１９及びカラ
ーフィルタアレイ２１を透過して、前記固体撮像素子２
２のイメージエリア２５で受光される。この固体泥像素
子２２の各画素に対応した信号は、基準発振器５７の基
準信号に基づいて、ドライバ・プリアンプ５８のドライ
バ回路部で形成されるクロック信号によって、出力レジ
スタを経て読み出される。この画素信号は、カラーフィ
ルタアレイ２１の各色透過フィルタ２１Ｒ，２１Ｇ、２
１Ｂの配列に応じて３原色のいずれかの色の画素信号と
なる。そして、この画素信号は、前記ドライバ・プリア
ンプ２１のプリアンプ部で増幅された後、前記信号線３
３及びケーブル６を介して、制御ｊｌＩ装置７内のビデ
オプロセス部５つ内の赤、緑、青用サンプルホールド回
路６０Ｒ，６０Ｇ、６０Ｂに取り込まれるようになって
いる。前記サンプルホールド回路６０Ｒ，６０Ｇ、６０
Ｂは、基準発振器５７の信号に基づいて、読み出された
画”Ａ　ｉＱ号と同期したタイミングでサンプリングパ
ルス発生回路６１から出力されるサンプリングパルスに
よって、それぞれの色に分離された各色信号Ｒ，Ｇ、［
３として前記画素信号を取り込むようになっている。ぞ
して、前記各色信号Ｒ，Ｇ。

ＢはカラーＣＲＴモニタ８に出力され、被写体がカラー
表示されるようになっている。

このように本実施例では、ベース側ボンディングパッド
２７を複数列に配置すると共に、ボンディングワイヤ２
８同士が接触しないように、前記ベース側ボンディング
パッド２７及びボンディングワイセ２８を＾さを異なら
せて設けている。従って、このベース側ボンディングパ
ッド２７をレイアウト上好ましい部分に配置したり、ｎ
密度にまとめたり１にとが可能になり、その結果、固体
［８素子２２を小さく、あるいはレイアウト上挿入部２
の細径化に好ましい形状にすることが可能になり、挿入
部２をａｌ径化することができる。

ところで、前記チップωリボンディングパッド２６の内
容（各々のチップ側ボンディングパッド２６にどのよう
へ電流または信号が流れるか。）のレイアウトは、搬像
チップ２４における半導体回路の設計上の制約を受け、
また、前記ペース側ボンゲイングパッド２７の内容のレ
イアウトは、固体撮像素子２２と接続されるドライバ・
プリアンプ５８等の電気回路を構成する“電子部品の各
リードの内容のレイアウトやそれらを実装する基板３０
のランドの内容のレイアウトの制約を受ける。

本実施例によれば、前記ベース側ボンディングパッド２
７を任意にレイアウトできるので、前記チップ側ボンデ
ィングパッド２６の受ける制約と、前記ベース側ボンデ
ィングパッド２７の受ける制約とを両立させることがで
き、その結果、固体撮像素子２２及び基板３０を最小設
計づることができ、この点でも挿入部２を細径化するこ
とができる。

なお、本実施例では、ベース側ボンディングパッド２７
が複数列に配置されているが、ベース側ボンディングパ
ッド２７は列状である必要はなく、ランダムな釘状に配
置されていても良い。

また、本実施例では、チップ側ボンディングパッド２６
を一列に設けているが、複数列に設けても良い。このよ
うにチップ側ボンディングパッド２６をイメージエリア
２５の複数の辺に設けずに、イメージエリアの１辺！１
１１１に複数列設けた方が、レイアウト上挿入部２の細
径化に好ましい場合も多い。

また、挿入部２の先端部９内の空スペースを有効に利用
でさる場合等には、前記チップ側ボンディングパッド２
６、ベース側ボンディングパッド２７をイメージエリア
の複数の辺側に配置しても良い。

また、前記ベース側ボンディングパッド２７の高さを同
じにして、ボンディングワイヤ２８のみ高さを異ならせ
ても良い。

なお、本発明は、固体搬像素子２２のｉｒｉ面にカラー
フィルタを配設した単板方式に限らず、ｙ）明光をム、
緑、音と順次切換える面順次方式前にも適用できる。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、固体搬像素子を小
さく、あるいは、レイアラ１−上８１１１径化に好まし
い形状にＪることができ、電子内視り１の挿入部の径を
より細くすることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の一実施例に係り、第１図
は電子内視鏡の挿入部の先端部の横断面図、第２図は固
体搬像素子の所面図、第３図は第１図のへ−Ａ′断面図
、第４図は電子内祝ｔＡの全体を示す側面図、第５図は
電子内ｍｔｉの構成を示す説明図である。１・・・電子内視鏡　　　　２・・・挿入部９・・・先
端部　　　　　　２２・・・固体搬像素子２３・・・ベ
ース　　　　　２４・・・撮像チップ２６・・・デツプ
側ボンディングパッド２７・・・ベース側ボンディング
パッド２８・・・ボンディングワイヤ第４図

Claims

【特許請求の範囲】

ベースに撮像チップが固着され、このベースに設けられ
たベース側ボンディングパッドと、前記撮像チップに設
けられたチップ側ボンディングパッドとがボンディング
ワイヤにて接続されてなる固体撮像素子を、撮像手段と
して挿入部の先端部に配設した電子内視鏡において、前
記ベース側ボンディングパッドを群状に配置すると共に
、前記ボンディングワイヤを、このボンディングワイヤ
同士が接触しないように、高さを異ならせて設けたこと
を特徴とする電子内視鏡。