WO2018186163A1 - 撮像ユニット、および内視鏡 - Google Patents

撮像ユニット、および内視鏡 Download PDF

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WO2018186163A1
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imaging unit
inspection terminal
circuit board
connection electrode
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English (en)
French (fr)
Inventor
石川　真也
寛幸 本原
Original Assignee
オリンパス株式会社
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N17/00—Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast

Definitions

  • the present invention relates to an imaging unit that is provided at the distal end of an insertion portion of an endoscope that is inserted into a subject and images the inside of the subject, and an endoscope.
  • a medical endoscope apparatus incises a subject by inserting an elongated flexible insertion portion having an imaging element at the tip into the body cavity of the subject such as a patient. Without being able to acquire an in-vivo image inside the body cavity, and further, it is possible to perform a therapeutic treatment by projecting the treatment tool from the distal end of the insertion portion as necessary.
  • An imaging unit including an imaging element and a circuit board on which electronic components such as a capacitor and an IC chip constituting a driving circuit of the imaging element are mounted is fitted in the insertion portion distal end of such an endoscope apparatus, and imaging is performed.
  • a signal cable is soldered to the circuit board of the unit (for example, see Patent Document 1).
  • a continuity test is performed by forming a test terminal on a circuit board and bringing a probe into contact with the test terminal in order to test the connection between the image sensor and the circuit board. It has been broken.
  • the present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to provide an imaging unit and an endoscope that can reliably perform probing even when a circuit board having a complicated shape that is not plate-shaped is used. Objective.
  • an imaging unit has an imaging element that generates an electrical signal by receiving light and performing photoelectric conversion, and a connection electrode is formed on the back surface. And a cable connection region to which the plurality of cables are connected and a back surface of the cable connection region.
  • Cable connection electrodes are formed in two rows on the part and on the rear end side from the convex part, and when the convex part is projected from the front side to the back side, the short side direction of the circuit board of the convex part Parallel inside Surface, characterized in that located in the inspection terminal providing region.
  • the imaging unit according to the present invention is the imaging unit according to the invention described above, wherein when the convex portion is projected from the front surface side to the back surface side, the front end side surface and the base end side parallel to the short side direction of the circuit board of the convex portion.
  • a side surface is located in the inspection terminal arrangement region.
  • a part of the cable connection electrode formed in the cable connection region is connected to the inspection terminal through a through via that is linearly arranged.
  • the distance between the inspection terminal and the image sensor is the same.
  • the image pickup unit according to the present invention is characterized in that, in the above-described invention, a cable for image signal transmission is connected to the cable connection electrode connected to the inspection terminal by the through via.
  • the imaging unit according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the convex portion has a stepped portion from the base end side, and a cable connection electrode is formed on an upper surface of the stepped portion.
  • an endoscope according to the present invention is characterized in that the imaging unit according to any one of the above is provided with an insertion portion provided at a distal end.
  • the convex portion provided in parallel with the short side direction on the front surface side of the circuit board is positioned so that the center surface of the convex portion is located in the inspection terminal arrangement region provided on the back surface side.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an overall configuration of an endoscope system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of an imaging unit arranged at the distal end portion of the endoscope shown in FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view of the imaging unit from a direction different from that in FIG. 4 is a bottom view of the imaging unit shown in FIG.
  • FIG. 5 is a side view of the imaging unit shown in FIG. 6 is a partially enlarged side view of the circuit board of FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the continuity test of the imaging unit according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a partially enlarged side view of a circuit board according to Modification 1 of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an overall configuration of an endoscope system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of an imaging unit arranged at the distal end portion of the endoscope shown in FIG.
  • FIG. 9 is a partially enlarged side view of a circuit board according to Modification 2 of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a partially enlarged cross-sectional view of a circuit board according to Modification 3 of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a partially enlarged side view of a circuit board according to Modification 4 of the embodiment of the present invention.
  • an endoscope system including an imaging unit will be described as a mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiment”). Moreover, this invention is not limited by this embodiment. Furthermore, the same code
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an overall configuration of an endoscope system according to an embodiment of the present invention.
  • an endoscope system 1 according to the present embodiment is introduced into a subject, an endoscope 2 that images the inside of the subject and generates an image signal in the subject, An information processing device 3 that performs predetermined image processing on an image signal captured by the endoscope 2 and controls each part of the endoscope system 1, a light source device 4 that generates illumination light of the endoscope 2, and information processing And a display device 5 that displays an image of an image signal after image processing by the device 3.
  • the endoscope 2 includes an insertion unit 6 to be inserted into a subject, an operation unit 7 on the proximal end side of the insertion unit 6 and held by an operator, and a flexible universal extending from the operation unit 7. Code 8 is provided.
  • the insertion portion 6 is realized using an illumination fiber (light guide cable), an electric cable, an optical fiber, and the like.
  • the insertion portion 6 has a distal end portion 6a in which an imaging unit to be described later is incorporated, a bendable bending portion 6b constituted by a plurality of bending pieces, and a flexibility provided on the proximal end side of the bending portion 6b.
  • the distal end portion 6a includes an illumination unit that illuminates the inside of the subject via an illumination lens, an observation unit that images the inside of the subject, an opening that communicates with the treatment instrument channel, and an air / water supply nozzle (not shown). Is provided.
  • the operation unit 7 includes a bending knob 7a that bends the bending portion 6b in the vertical direction and the left-right direction, a treatment instrument insertion portion 7b in which a treatment instrument such as a biological forceps and a laser knife is inserted into the body cavity of the subject, and an information processing device 3.
  • a plurality of switch units 7c for operating peripheral devices such as the light source device 4, the air supply device, the water supply device, and the gas supply device.
  • the treatment instrument inserted from the treatment instrument insertion portion 7b is exposed from the opening at the distal end of the insertion portion 6 through a treatment instrument channel provided therein.
  • the universal cord 8 is configured using illumination fibers, cables, and the like.
  • the universal cord 8 is branched at the base end, one end of the branch is the connector 8a, and the other base end is the connector 8b.
  • the connector 8a is detachable from the connector of the information processing apparatus 3.
  • the connector 8b is detachable from the light source device 4.
  • the universal cord 8 propagates the illumination light emitted from the light source device 4 to the distal end portion 6a via the connector 8b and the illumination fiber. Further, the universal code 8 transmits an image signal picked up by an image pickup unit described later to the information processing apparatus 3 via a cable and a connector 8a.
  • the information processing apparatus 3 performs predetermined image processing on the image signal output from the connector 8a and controls the entire endoscope system 1.
  • the light source device 4 includes a light source that emits light, a condensing lens, and the like.
  • the light source device 4 emits light from the light source under the control of the information processing device 3, and illuminates the inside of the subject, which is the subject, to the endoscope 2 connected via the connector 8b and the illumination fiber of the universal cord 8. Supply as light.
  • the display device 5 is configured by using a display using liquid crystal or organic EL (Electro Luminescence).
  • the display device 5 displays various types of information including images that have been subjected to predetermined image processing by the information processing device 3 via the video cable 5a. Thereby, the surgeon can observe and characterize a desired position in the subject by operating the endoscope 2 while viewing the image (in-vivo image) displayed on the display device 5.
  • FIG. 2 is a perspective view of the imaging unit 10 disposed at the distal end portion of the endoscope 2 shown in FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view of the imaging unit 10 from a direction different from that in FIG.
  • FIG. 4 is a bottom view of the imaging unit 10 shown in FIG.
  • FIG. 5 is a side view of the imaging unit 10 shown in FIG. 6 is a partially enlarged side view of the circuit board 30 of FIG. In FIG. 3, the prism 40 and the cable 60 are not shown.
  • the imaging unit 10 includes a prism 40 that collects and reflects incident light, and an imaging element 21 that receives the light incident from the prism 40 and performs photoelectric conversion to generate an electrical signal, and has a connection electrode on the back surface.
  • the semiconductor package 20 in which is formed, the plurality of electronic components 50, the plurality of cables 60 for transmitting the image signal from the image sensor 21 or supplying the power supply voltage, and the image sensor on which the image sensor 21 is mounted on the surface f5 side
  • An element mounting area R1 and a cable connection area R2 to which the plurality of cables 60 are connected are provided, and an inspection terminal arrangement area R3 in which an inspection terminal 34 is formed on the back surface f6 side of the cable connection area R2.
  • a circuit board 30 having
  • the semiconductor package 20 has a structure in which a glass 22 is attached to the image sensor 21.
  • the light incident from the f1 surface of the prism 40 and reflected by the f2 surface enters the f0 surface (light receiving surface) of the imaging element 21 including the light receiving unit via the glass 22.
  • a connection electrode (not shown) and a bump 23 made of solder or the like are formed on the back surface f4 of the light receiving surface of the image sensor 21.
  • the semiconductor package 20 is a CSP (Chip Size Package) in which an image pickup device chip in a wafer state is subjected to wiring, electrode formation, resin sealing, and dicing, and finally the size of the image pickup device chip becomes the size of the semiconductor package. ) Is preferable.
  • the semiconductor package 20 is a so-called horizontal type in which the f0 surface that is the light receiving surface of the image sensor 21 is horizontally mounted.
  • a convex portion 31 is formed in parallel with the short sides m1 and m2 of the circuit board 30, and the upper surface of the convex portion 31 and the base end side (short side m1). Cable connection electrodes 33 for connecting the cables 60 are formed in two rows.
  • the imaging element mounting region R1 side of the circuit board 30 is referred to as a distal end side
  • the cable connection region R2 side is referred to as a proximal end side.
  • the circuit board 30 is a ceramic substrate, glass epoxy substrate, glass substrate, silicon substrate, or the like. From the viewpoint of improving the reliability of connection with the semiconductor package 20, a material formed from a material having the same thermal expansion coefficient as that of the semiconductor package 20, for example, a silicon substrate or a ceramic substrate is preferable.
  • a recess 32 is formed in which an electrode land 35 on which the electronic component 50 is mounted is formed, and an inspection terminal 34 is arranged on the base end side of the back surface f6.
  • the provided inspection terminal arrangement region R3 is formed.
  • the cable 60 a is mounted on the cable connection electrode 33 a on the proximal end side of the cable connection region R 2 of the circuit board 30, and the cable 60 b is mounted on the cable connection electrode 33 b on the upper surface of the convex portion 31.
  • Each of the cables 60a and 60b has a conductor 61 and an outer skin 62 made of an insulator that covers the conductor 61, and the outer skin 62 is peeled off at an end portion to expose the conductor 61.
  • the exposed conductor 61 is connected to the cable connection electrodes 33a and 33b, respectively.
  • the height r1 of the convex portion 31 is equal to or larger than the diameter r2 of the cable 60a, specifically, the sum of the diameter of the conductor 61 of the cable 60a, the thickness of the outer skin 62, and the thickness of the outer skin 62 of the cable 60b. preferable.
  • a shield and a central conductor of a coaxial cable can be connected to the cable connection electrode 33a and the cable connection electrode 33b, respectively.
  • the height r1 of the convex portion 31 is approximately the same as the sum of the thickness of the internal insulator and the thickness of the shield. Good.
  • the convex portion 31 is parallel to the direction of the short side (m1, m2) of the circuit board 30 of the convex portion 31 when the convex portion 31 is projected from the front surface f5 side to the rear surface f6 side.
  • the central surface a is formed so as to be located in the inspection terminal arrangement region R3.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining a continuity test of the imaging unit 10 according to the embodiment of the present invention.
  • the imaging unit 10 is mounted in the socket 100 and inspected after the semiconductor package 20 is mounted on the circuit board 30.
  • the imaging unit 10 is placed on a pedestal 120 having a recess 104 having a size of the circuit board 30 and an opening 106 through which the probe 105 is inserted, and a lid 110 is covered from above.
  • a groove portion 102 is formed inside the lid portion 110 to prevent the lid portion 110 from contacting the semiconductor package 20 when pressed from above the lid portion 110.
  • an opening 101 is provided at a position facing the semiconductor package 20 of the lid 110.
  • the lid 110 is pressed in the direction of the arrow shown in FIG. 7, and the probe 105 is brought into contact with the test terminal 34, and light is transmitted from the top of the lid 110 to the semiconductor package 20 through the opening 101.
  • the continuity of the wiring in the circuit board 30 is inspected.
  • the convex portion 31 has a central plane a parallel to the direction of the short side (m1, m2) of the circuit board 30 of the convex portion 31 when the convex portion 31 is projected from the front surface f5 side to the back surface f6 side.
  • the force applied to the convex portion 31 via the inner wall 103 of the lid portion 110 is formed at an opposed position on the back surface f6 side. Therefore, the continuity test with high reliability can be performed.
  • the convex portion 30A on the circuit board 30A may be formed from the short side m1 on the base end side, as shown in FIG.
  • the convex portion 30B on the circuit board 30B may be formed on the tip side.
  • the distal side surface m3 and the proximal side surface m4 parallel to the short sides (m1, m2) of the circuit board 30 of the convex portion 31 are in the inspection terminal arrangement region R3. Preferably it is located.
  • the convex portion 31 provided in parallel to the direction of the short side (m1, m2) on the front surface f5 side of the circuit board 30 is the inspection terminal in which the central surface a of the convex portion 31 is provided on the back surface side. Since it forms so that it may be located in arrangement
  • FIG. 10 is a partially enlarged cross-sectional view of a circuit board 30D according to Modification 3 of the embodiment of the present invention.
  • the cable connection electrode 33a and the cable connection electrode 33b, the inspection terminal 34a, and the inspection terminal 34b are connected to the through via 36a and the through via 36b, respectively.
  • the distance to the image sensor 21 of the cable connection electrode 33 and the image sensor 21 of the inspection terminal 34 are connected. This is because the distance is substantially the same, and the electrical characteristics obtained from each inspection terminal 34 can be matched with the electrical characteristics of the cable connection electrode.
  • the distance to the image sensor 21 of the cable connection electrode 33 connected to the inspection terminal 34 by the through via 36 and the distance to the image sensor 21 of the inspection terminal 34 connected to the cable connection electrode 33 by the through via 36. are more preferably the same.
  • the cable connection electrode 33b is connected to the imaging device 21 by the wiring 35b, but the distance from the cable connection electrode 33b to the imaging device 21, that is, the length from the cable connection electrode 33b of the through via 36b to the wiring 35b.
  • the sum of r3 and the length of the wiring 35b is the distance from the inspection terminal 34b to the imaging device 21, that is, the length r3 from the inspection electrode 34b of the through via 36b to the wiring 35b and the length of the wiring 35b. Preferably equal to the sum.
  • High quality image data can be transmitted.
  • FIG. 11 is a partially enlarged side view of a circuit board 30E according to Modification 4 of the embodiment of the present invention.
  • the convex portion 31E is formed so as to form a staircase portion from the base end side, and the cable connection electrode 33a, the cable connection electrode 33b, and the cable connection electrode 33c are formed on the top surface of the staircase portion. Has been.
  • the convex portion 31E is configured by two steps, but the invention is not limited to this, and the step may be three steps or more, and the cable connection electrodes 33 may be arranged in four or more rows.
  • the imaging unit of the present invention is useful for an endoscope system that requires a high-quality image.

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Abstract

板状でない形状が複雑な回路基板を使用した場合でも、プロービングを確実に行うことができる撮像ユニット、および内視鏡を提供する。本発明における撮像ユニット１０は、光を集光するプリズム４０と、撮像素子２１を有し、裏面に接続電極が形成された半導体パッケージ２０と、複数のケーブル６０と、表面側に撮像素子２１が実装される撮像素子実装領域Ｒ１と、ケーブル６０が接続されるケーブル接続領域Ｒ２とが設けられるとともに、ケーブル接続領域Ｒ２の裏面側に検査用端子３４が形成されている検査用端子配設領域Ｒ３を有する回路基板３０と、を備え、ケーブル接続領域Ｒ２には凸部３１が設けられ、凸部３１上および凸部３１より基端側に２列にケーブル接続電極３３が形成されており、凸部３１を表面側から裏面側に投影した際に、凸部３１の中心面が、検査用端子配設領域Ｒ３内に位置することを特徴とする。

Description

撮像ユニット、および内視鏡
　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ユニット、および内視鏡に関する。
　従来、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回路基板を含む撮像ユニットが嵌め込まれ、撮像ユニットの回路基板には信号ケーブルが半田付けされている（例えば、特許文献１参照）。
特公平７－７１５５０号公報
　特許文献１のような撮像ユニットにおいて、撮像素子と回路基板との接続等の検査のために、回路基板に検査用端子を形成し、該検査用端子にプローブを接触させることにより導通検査が行われている。
　しかしながら、回路基板や撮像ユニットの形状が複雑になると、検査用端子への確実なプロービングが困難となる。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、板状でない形状が複雑な回路基板を使用した場合でも、プロービングを確実に行うことができる撮像ユニット、および内視鏡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ユニットは、光を受光して光電変換を行うことにより電気信号を生成する撮像素子を有し、裏面に接続電極が形成された半導体パッケージと、複数のケーブルと、表面側に前記撮像素子が実装される撮像素子実装領域と、前記複数のケーブルが接続されるケーブル接続領域とが設けられるとともに、前記ケーブル接続領域の裏面側に検査用端子が形成されている検査用端子配設領域を有する回路基板と、を備え、前記ケーブル接続領域には、前記回路基板の短辺方向と平行に凸部が設けられ、前記凸部上および前記凸部より後端側に２列にケーブル接続電極が形成されており、前記凸部を表面側から裏面側に投影した際に、前記凸部の前記回路基板の短辺方向と平行な中心面が、前記検査用端子配設領域内に位置することを特徴とする。
　また、本発明にかかる撮像ユニットは、上記発明において、前記凸部を表面側から裏面側に投影した際に、前記凸部の前記回路基板の短辺方向と平行な先端側側面および基端側側面が、前記検査用端子配設領域内に位置していることを特徴とする。
　また、本発明にかかる撮像ユニットは、上記発明において、前記ケーブル接続領域に形成されたケーブル接続電極の一部は、前記検査用端子と直線的に配置された貫通ビアで接続されていることを特徴とする。
　また、本発明にかかる撮像ユニットは、上記発明において、前記貫通ビアにより前記検査用端子と接続されているケーブル接続電極の前記撮像素子までの距離と、前記貫通ビアにより前記ケーブル接続電極と接続されている検査用端子の前記撮像素子までの距離とは同一であることを特徴とする。
　また、本発明にかかる撮像ユニットは、上記発明において、前記貫通ビアにより前記検査用端子と接続されているケーブル接続電極には、画像信号伝送用のケーブルが接続されていることを特徴とする。
　また、本発明にかかる撮像ユニットは、上記発明において、前記凸部は、基端部側から階段部をなし、前記階段部の上面にケーブル接続電極が形成されていることを特徴とする。
　また、本発明にかかる内視鏡は、上記のいずれか一つに記載の撮像ユニット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、回路基板の表面側の短辺方向と平行に設けられた凸部を、凸部の中心面が裏面側に設けられている検査用端子配設領域内に位置するように形成することにより、プロービングを確実に行うことができるため、信頼性の高い撮像ユニット、および内視鏡を得ることができる。
図１は、本発明の実施の形態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に示す内視鏡先端部に配置される撮像ユニットの斜視図である。 図３は、図２とは異なる方向からの撮像ユニットの斜視図である。 図４は、図２に示す撮像ユニットの底面図である。 図５は、図４に示す撮像ユニットの側面図である。 図６は、図５の回路基板の一部拡大側面図である。 図７は、本発明の実施の形態にかかる撮像ユニットの導通検査を説明する断面図である。 図８は、本発明の実施の形態の変形例１にかかる回路基板の一部拡大側面図である。 図９は、本発明の実施の形態の変形例２にかかる回路基板の一部拡大側面図である。 図１０は、本発明の実施の形態の変形例３にかかる回路基板の一部拡大断面図である。 図１１は、本発明の実施の形態の変形例４にかかる回路基板の一部拡大側面図である。
　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、撮像ユニットを備えた内視鏡システムについて説明する。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）
　図１は、本発明の実施の形態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、本実施の形態にかかる内視鏡システム１は、被検体内に導入され、被検体の体内を撮像して被検体内の画像信号を生成する内視鏡２と、内視鏡２が撮像した画像信号に所定の画像処理を施すとともに内視鏡システム１の各部を制御する情報処理装置３と、内視鏡２の照明光を生成する光源装置４と、情報処理装置３による画像処理後の画像信号を画像表示する表示装置５と、を備える。
　内視鏡２は、被検体内に挿入される挿入部６と、挿入部６の基端部側であって術者が把持する操作部７と、操作部７より延伸する可撓性のユニバーサルコード８と、を備える。
　挿入部６は、照明ファイバ（ライトガイドケーブル）、電気ケーブルおよび光ファイバ等を用いて実現される。挿入部６は、後述する撮像ユニットを内蔵した先端部６ａと、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部６ｂと、湾曲部６ｂの基端部側に設けられた可撓性を有する可撓管部６ｃと、を有する。先端部６ａには、照明レンズを介して被検体内を照明する照明部、被検体内を撮像する観察部、処置具用チャンネルを連通する開口部および送気・送水用ノズル（図示せず）が設けられている。
　操作部７は、湾曲部６ｂを上下方向および左右方向に湾曲させる湾曲ノブ７ａと、被検体の体腔内に生体鉗子、レーザメス等の処置具が挿入される処置具挿入部７ｂと、情報処理装置３、光源装置４、送気装置、送水装置および送ガス装置等の周辺機器の操作を行う複数のスイッチ部７ｃと、を有する。処置具挿入部７ｂから挿入された処置具は、内部に設けられた処置具用チャンネルを経て挿入部６先端の開口部から表出する。
　ユニバーサルコード８は、照明ファイバ、ケーブル等を用いて構成される。ユニバーサルコード８は、基端で分岐しており、分岐した一方の端部がコネクタ８ａであり、他方の基端がコネクタ８ｂである。コネクタ８ａは、情報処理装置３のコネクタに対して着脱自在である。コネクタ８ｂは、光源装置４に対して着脱自在である。ユニバーサルコード８は、光源装置４から出射された照明光を、コネクタ８ｂ、および照明ファイバを介して先端部６ａに伝播する。また、ユニバーサルコード８は、後述する撮像ユニットが撮像した画像信号を、ケーブルおよびコネクタ８ａを介して情報処理装置３に伝送する。
　情報処理装置３は、コネクタ８ａ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、内視鏡システム１全体を制御する。
　光源装置４は、光を発する光源や、集光レンズ等を用いて構成される。光源装置４は、情報処理装置３の制御のもと、光源から光を発し、コネクタ８ｂおよびユニバーサルコード８の照明ファイバを介して接続された内視鏡２へ、被写体である被検体内に対する照明光として供給する。
　表示装置５は、液晶または有機ＥＬ（Electro　Luminescence）を用いた表示ディスプレイ等を用いて構成される。表示装置５は、映像ケーブル５ａを介して情報処理装置３によって所定の画像処理が施された画像を含む各種情報を表示する。これにより、術者は、表示装置５が表示する画像（体内画像）を見ながら内視鏡２を操作することにより、被検体内の所望の位置の観察および性状を判定することができる。
　次に、内視鏡システム１で使用する撮像ユニット１０について詳細に説明する。図２は、図１に示す内視鏡２の先端部に配置される撮像ユニット１０の斜視図である。図３は、図２とは異なる方向からの撮像ユニット１０の斜視図である。図４は、図２に示す撮像ユニット１０の底面図である。図５は、図４に示す撮像ユニット１０の側面図である。図６は、図５の回路基板３０の一部拡大側面図である。なお、図３において、プリズム４０とケーブル６０の図示を省略している。
　撮像ユニット１０は、入射光を集光し反射するプリズム４０と、プリズム４０から入射された光を受光して光電変換を行うことにより電気信号を生成する撮像素子２１を有し、裏面に接続電極が形成された半導体パッケージ２０と、複数の電子部品５０と、撮像素子２１からの画像信号の送信、または電源電圧を供給する複数のケーブル６０と、表面ｆ５側に撮像素子２１が実装される撮像素子実装領域Ｒ１と、前記複数のケーブル６０が接続されるケーブル接続領域Ｒ２とが設けられるとともに、ケーブル接続領域R2の裏面ｆ６側に検査用端子３４が形成されている検査用端子配設領域Ｒ３を有する回路基板３０と、を備える。
　半導体パッケージ２０は、ガラス２２が撮像素子２１に貼り付けられた構造となっている。プリズム４０のｆ１面から入射し、ｆ２面で反射された光はガラス２２を介して、受光部を備える撮像素子２１のｆ０面（受光面）に入射する。撮像素子２１の受光面の裏面ｆ４には図示しない接続電極、および、はんだ等からなるバンプ２３が形成されている。半導体パッケージ２０は、ウエハ状態の撮像素子チップに、配線、電極形成、樹脂封止、およびダイシングをして、最終的に撮像素子チップの大きさがそのまま半導体パッケージの大きさとなるＣＳＰ（Chip　Size　Package）であることが好ましい。また、半導体パッケージ２０は、撮像素子２１の受光面であるｆ０面が水平に載置される、いわゆる横置き型である。
　回路基板３０の表面ｆ５のケーブル接続領域Ｒ２には、回路基板３０の短辺ｍ１、ｍ２と平行に凸部３１が形成され、凸部３１の上面および凸部３１より基端側（短辺ｍ１側）に、ケーブル６０を接続するケーブル接続電極３３が２列に形成されている。なお、本明細書では、回路基板３０の撮像素子実装領域Ｒ１側を先端側、ケーブル接続領域Ｒ２側を基端側という。
　回路基板３０は、セラミックス基板、ガラエポ基板、ガラス基板、シリコン基板等が用いられる。半導体パッケージ２０との接続の信頼性を向上する観点から、半導体パッケージ２０の材料と熱膨張率が同程度の材料から形成されるもの、例えば、シリコン基板やセラミック基板が好ましい。
　回路基板３０の撮像素子実装領域Ｒ１の裏面ｆ６側には、電子部品５０が実装される電極ランド３５が形成された凹部３２が形成され、裏面ｆ６の基端側には検査用端子３４が配設されている検査用端子配設領域Ｒ３が形成されている。
　回路基板３０のケーブル接続領域Ｒ２の基端側のケーブル接続電極３３ａには、ケーブル６０ａが実装され、凸部３１の上面上のケーブル接続電極３３ｂには、ケーブル６０ｂが実装されている。ケーブル６０ａおよび６０ｂは、導体６１と、導体６１を被覆する絶縁体からなる外皮６２と、を有し、端部で外皮６２が剥離されて導体６１が露出している。この露出した導体６１が、ケーブル接続電極３３ａおよび３３ｂにそれぞれ接続されている。
　凸部３１の高さｒ１は、ケーブル６０ａの径ｒ２以上、詳細には、ケーブル６０ａの導体６１の径と、外皮６２の厚さと、ケーブル６０ｂの外皮６２の厚さの和以上とすることが好ましい。凸部３１の高さｒ１を上記のようにすることにより、ケーブル６０ａおよびケーブル６０ｂを折り曲げることなくケーブル接続電極３３ａおよびケーブル接続電極３３ｂに接続でき、接続部に加わる応力を低減し、剥離を防止できるためである。
　また、ケーブル接続電極３３ａおよびケーブル接続電極３３ｂには、同軸ケーブルのシールドと中心導体とをそれぞれ接続することもできる。ケーブル接続電極３３ａおよびケーブル接続電極３３ｂに、同軸ケーブルのシールドおよび中心導体を接続する場合、凸部３１の高さｒ１は、内部絶縁体の厚さとシールドの厚さとの和と同程度とすればよい。
　凸部３１は、図４および図６に示すように、凸部３１を表面ｆ５側から裏面ｆ６側に投影した際に、凸部３１の回路基板３０の短辺（ｍ１、ｍ２）方向と平行な中心面ａが、検査用端子配設領域Ｒ３内に位置するように形成されている。
　図７は、本発明の実施の形態にかかる撮像ユニット１０の導通検査を説明する断面図である。撮像ユニット１０は、回路基板３０に半導体パッケージ２０を実装した後、ソケット１００内に載置されて検査を行う。撮像ユニット１０は、回路基板３０の大きさの凹部１０４およびプローブ１０５を挿通する開口部１０６を有する台座１２０に載置され、上部から蓋部１１０が被せられる。蓋部１１０の内部には、蓋部１１０の上部から押圧した際に、蓋部１１０が半導体パッケージ２０と接触を防止する溝部１０２が形成されている。また、蓋部１１０の半導体パッケージ２０と対向する位置に、開口部１０１が設けられている。導通検査は、図７に示す矢印方向に蓋部１１０を押圧し、検査用端子３４にプローブ１０５を当接させた状態で、蓋部１１０の上部から開口部１０１を介して半導体パッケージ２０に光を入射して、回路基板３０内の配線の導通を検査する。
　回路基板３０の表面ｆ５側に凸部３１を形成した場合、凸部３１と検査用端子配設領域Ｒ３の形成位置によっては、プローブ１０５と検査用端子３４との当接が確実に行えない場合が生じる。本実施の形態では、凸部３１は、凸部３１を表面ｆ５側から裏面ｆ６側に投影した際に、凸部３１の回路基板３０の短辺（ｍ１、ｍ２）方向と平行な中心面ａが、検査用端子配設領域Ｒ３内に位置するように形成されるため、蓋部１１０の内壁１０３を介して凸部３１に加えられた力が、裏面ｆ６側の対向した位置に形成されている検査用端子３４およびプローブ１０５に確実に加えられ、信頼性の高い導通検査を行うことができる。
　凸部３１は、凸部３１を表面ｆ５側から裏面ｆ６側に投影した際に、凸部３１の回路基板３０の短辺（ｍ１、ｍ２）方向と平行な中心面ａが、検査用端子配設領域Ｒ３内に位置していればよく、例えば、図８に示すように、回路基板３０Ａ上の凸部３０Ａは、基端側の短辺ｍ１よりに形成されていてもよく、あるいは、図９に示すように、回路基板３０Ｂ上の凸部３０Ｂは、先端側に形成されていてもよいが、導通検査のより高い信頼性のためには、図６に示すように、凸部３１を表面側から裏面側に投影した際に、凸部３１の回路基板３０の短辺（ｍ１、ｍ２）と平行な先端側側面ｍ３および基端側側面ｍ４が、検査用端子配設領域Ｒ３内に位置していることが好ましい。
　本実施の形態では、回路基板３０の表面ｆ５側の短辺（ｍ１、ｍ２）方向と平行に設けた凸部３１を、凸部３１の中心面ａが裏面側に設けられている検査用端子配設領域Ｒ３内に位置するように形成しているので、プロービングを確実に行うことができ、信頼性の高い撮像ユニット１０を得ることができる。また、ケーブル接続領域Ｒ２内に凸部３１を設けて、ケーブル６０を２列に配置するため、ケーブル６０の実装密度を向上することができるとともに、凸部３１の高さを選択することにより、接続部の剥離のおそれがない信頼性の高い撮像ユニット１０を得ることができる。
　また、検査用端子３４を使用した導通検査の信頼性をさらに向上するために、ケーブル接続電極３３ａおよびケーブル接続電極３３ｂの一部は、検査用端子３４と貫通ビア３６ａおよび貫通ビア３６ｂで直線的に接続することが好ましい。図１０は、本発明の実施の形態の変形例３にかかる回路基板３０Ｄの一部拡大断面図である。変形例３にかかる回路基板３０Ｄでは、ケーブル接続電極３３ａおよびケーブル接続電極３３ｂと検査用端子３４ａおよび検査用端子３４ｂとを、貫通ビア３６ａおよび貫通ビア３６ｂそれぞれ接続している。貫通ビア３６ａおよび貫通ビア３６ｂで、直近のケーブル接続電極３３と検査用電極３４とを接続することにより、ケーブル接続電極３３の撮像素子２１までの距離と、検査用端子３４の撮像素子２１までの距離とが略同一となり、各検査用端子３４から得られる電気特性をケーブル接続電極の電気特性に一致させることができるためである。貫通ビア３６により検査用端子３４と接続されているケーブル接続電極３３の撮像素子２１までの距離と、貫通ビア３６によりケーブル接続電極３３と接続されている検査用端子３４の撮像素子２１までの距離とが同一であることが、更に好ましい。例えば、ケーブル接続電極３３ｂは、配線３５ｂにより撮像素子２１と接続されているが、ケーブル接続電極３３ｂの撮像素子２１までの距離、すなわち、貫通ビア３６ｂのケーブル接続電極３３ｂから配線３５ｂまでの長さｒ３と、配線３５ｂの長さとの和が、検査用端子３４ｂの撮像素子２１までの距離、すなわち、貫通ビア３６ｂの検査用電極３４ｂから配線３５ｂまでの長さｒ３と、配線３５ｂの長さとの和に等しいことが好ましい。
　なお、貫通ビア３６ａおよび貫通ビア３６ｂにより、検査用端子３４ａおよび検査用端子３４ｂと接続されているケーブル接続電極３３ａおよびケーブル接続電極３３ｂには、画像信号伝送用のケーブルを接続することで、より高画質な画像データの送信が可能となる。
　さらにまた、凸部３１は、基端部側から階段部をなすように形成されていてもよい。図１１は、本発明の実施の形態の変形例４にかかる回路基板３０Ｅの一部拡大側面図である。変形例４にかかる回路基板３０Ｅでは、凸部３１Ｅは、基端部側から階段部をなすように形成され、階段部の上面にケーブル接続電極３３ａ、ケーブル接続電極３３ｂおよびケーブル接続電極３３ｃが形成されている。
　変形例４では、凸部３１Ｅの最上段の階段部の中心面ａ１が裏面側に設けられている検査用端子配設領域Ｒ３内に位置するように形成しているので、プロービングを確実に行うことができ、信頼性の高い撮像ユニット１０を得ることができる。また、ケーブル接続電極３３ａ、ケーブル接続電極３３ｂおよびケーブル接続電極３３ｃを３列に配置しているので、より多くのケーブル６０を接続することが可能になる。変形例４では、凸部３１Ｅを２段の階段部で構成するが、これに限定するものではなく、３段以上の階段部とし、ケーブル接続電極３３を４列以上に配置してもよい。
　本発明の撮像ユニットは、高品質な画像が要求される内視鏡システムに有用である。
　１　内視鏡システム
　２　内視鏡
　３　情報処理装置
　４　光源装置
　５　表示装置
　６　挿入部
　６ａ　先端部
　６ｂ　湾曲部
　６ｃ　可撓管部
　７　操作部
　７ａ　湾曲ノブ
　７ｂ　処置具挿入部
　７ｃ　スイッチ部
　８　ユニバーサルコード
　８ａ、８ｂ　コネクタ
　１０　撮像ユニット
　２０　半導体パッケージ
　２１　撮像素子
　２２　ガラス
　２３　バンプ
　３０、３０Ａ、３０Ｂ　回路基板
　３１　凸部
　３２　凹部
　３３、３３ａ、３３ｂ　ケーブル接続電極
　３４　検査用端子
　４０　プリズム
　５０　電子部品
　６０、６０ａ、６０ｂ　ケーブル
　６１　導体
　６２　外皮

Claims (7)

  1. 　光を受光して光電変換を行うことにより電気信号を生成する撮像素子を有し、裏面に接続電極が形成された半導体パッケージと、
    　複数のケーブルと、
    　表面側に前記撮像素子が実装される撮像素子実装領域と、前記複数のケーブルが接続されるケーブル接続領域とが設けられるとともに、前記ケーブル接続領域の裏面側に検査用端子が形成されている検査用端子配設領域を有する回路基板と、
    　を備え、
    　前記ケーブル接続領域には、前記回路基板の短辺方向と平行に凸部が設けられ、前記凸部上および前記凸部より後端側に２列にケーブル接続電極が形成されており、前記凸部を表面側から裏面側に投影した際に、前記凸部の前記回路基板の短辺方向と平行な中心面が、前記検査用端子配設領域内に位置することを特徴とする撮像ユニット。
  2. 　前記凸部を表面側から裏面側に投影した際に、前記凸部の前記回路基板の短辺方向と平行な先端側側面および基端側側面が、前記検査用端子配設領域内に位置していることを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。
  3. 　前記ケーブル接続領域に形成されたケーブル接続電極の一部は、前記検査用端子と直線的に配置された貫通ビアで接続されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。
  4. 　前記貫通ビアにより前記検査用端子と接続されているケーブル接続電極の前記撮像素子までの距離と、前記貫通ビアにより前記ケーブル接続電極と接続されている検査用端子の前記撮像素子までの距離とは同一であることを特徴とする請求項３に記載の撮像ユニット。
  5. 　前記貫通ビアにより前記検査用端子と接続されているケーブル接続電極には、画像信号伝送用のケーブルが接続されていることを特徴とする請求項４に記載の撮像ユニット。
  6. 　前記凸部は、基端部側から階段部をなし、前記階段部の上面に前記ケーブル接続電極が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の撮像ユニット。
  7. 　請求項１に記載の撮像ユニット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。
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