WO2019193911A1 - 撮像ユニット、および内視鏡 - Google Patents

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寛幸 本原
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オリンパス株式会社
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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.
  • endoscopes have been widely used for various examinations in the medical field and the industrial field.
  • medical endoscopes can be inserted into a subject such as a patient without inserting an incision into the subject by inserting a flexible insertion portion having an elongated shape with an imaging device at the tip. Since an in-vivo image in a subject can be acquired and a treatment tool can be protruded from the distal end of the insertion portion as needed, a treatment treatment is widely used.
  • the lens unit is bonded and fixed to the cover glass that covers the imaging surface of the imaging device with an adhesive resin, and a capacitor is mounted on the surface opposite to the imaging surface of the imaging device, and a cable is connected via a circuit board.
  • a unit is disclosed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an imaging unit and an endoscope that enable stable driving of the imaging element and further reduction in diameter.
  • an imaging unit includes an optical system including at least one lens and an imaging element that converts an optical image formed by the optical system into an image signal.
  • a semiconductor package having four connection terminals to which power, ground, first communication, and second communication functions are assigned on the back surface, and four first connections respectively connected to the four connection terminals on the front surface.
  • a hard part having a land and an electronic component mounting region in which two second connection lands for mounting a capacitor are formed on the back surface, and an inner lead mounting region in which four third connection lands are formed Four inner leads that are bent and extended from one end and connected to the third connection land in the inner lead mounting region, and the four inner leads on the other end side.
  • a flexible printed circuit board extending in the direction of the optical axis of the image sensor, the rigid board, and the flexible printed circuit board being connected to the semiconductor package.
  • the four third connection lands are arranged along one side of the hard substrate.
  • the two second connection lands are respectively wired to the power supply and the connection terminal having the function of the ground
  • the four third connection lands are The power supply, the ground, and the connection terminal having functions of the first communication and the second communication are respectively wired.
  • the two second connection lands are disposed at positions overlapping the four first connection lands in the optical axis direction, and through through holes or vias. It is connected by the shortest distance.
  • the imaging unit according to the present invention further includes four cables connected to the four cable connection lands, respectively, in the above invention, and the cables are arranged in a projection plane in the optical axis direction of the semiconductor package. It is characterized by being.
  • two third connection lands of the four third connection lands are positioned so as to overlap with the four first connection lands in the optical axis direction. It is arranged and connected through the through hole or the via at the shortest distance.
  • 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 arranged at a tip.
  • the image sensor can be driven stably, and the imaging unit and the endoscope can be reduced in diameter.
  • 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 an exploded perspective view of the imaging unit of FIG. 4 is a rear view of the hard substrate shown in FIG.
  • FIG. 5 is a side view of the imaging unit of FIG.
  • 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 1 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
  • 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 is provided with an illumination channel that communicates an illumination fiber that illuminates the inside of the subject via an illumination lens, and a treatment instrument channel through which a treatment instrument is inserted.
  • 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 via a treatment instrument channel provided inside.
  • 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 100 arranged at the distal end portion 6a of the endoscope 2 shown in FIG.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the imaging unit 100 of FIG.
  • the distal end 6a side of the endoscope 2 is the distal end side
  • the side from which the cable 50 extends is the proximal end side.
  • the imaging unit 100 includes an optical system 10 including a plurality of lenses 10a to 10c, and an imaging element that converts an optical image formed by the optical system 10 into an image signal on the front surface, and a power source, ground, first communication,
  • the semiconductor package 20 having the four connection terminals 23a to 23d to which the functions of the second communication are assigned, and the four first connection lands 31a to 31d (shown in the figure) connected to the four connection terminals 23a to 23d on the surface, respectively. 5, 31 b and 31 d are not shown), and an electronic component mounting region R 1 in which two second connection lands 33 a and 33 b for mounting the capacitor 60 are formed on the back surface, and four third connection lands.
  • a hard substrate 30 having an inner lead mounting region R2 in which 34a to 34d are formed and an inner lead mounting that is bent and extended from one end.
  • Four inner leads 41a to 41d connected to the third connection lands 34a to 34d in the region R2, and four cable connection lands 42a to 42d respectively wired to the four inner leads 41a to 41d on the other end side
  • a flexible printed circuit board 40 extending in the optical axis direction of the image sensor.
  • the lenses 10a to 10c have a rectangular shape whose outer shape is substantially the same as that of a semiconductor package 20 to be described later, and are bonded to each other by an optical adhesive or held on a lens frame (not shown).
  • the semiconductor package 20 has a structure in which a cover glass 22 is attached to the image sensor 21.
  • the light incident on the objective optical system 10 enters the surface (light receiving surface) of the image sensor 21 via the cover glass 22.
  • connection terminals 23a to 23d and bumps 24 made of solder or the like are formed.
  • the semiconductor package 20 is a CSP (Chip Size) in which the image pickup device chip in the 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 20 as it is.
  • the optical system 10 and the semiconductor package 20 are bonded with an optical adhesive or are held and fixed via a lens barrel (not shown).
  • connection terminals 23a, 23b, 23c, and 23d are assigned functions of power, ground, first communication, and second communication. Connection terminals 23a and 23b having functions of a power supply and a ground are disposed adjacent to each other. As shown in FIG. 3, in the embodiment of the present invention, the upper left connection terminal 23a of the semiconductor package 20 is a power supply terminal, the upper right connection terminal 23b is a ground terminal, the lower left connection terminal 23c is a first communication terminal, The lower connection terminal 23d is used as the second communication terminal.
  • the first communication terminal and the second communication terminal are a video signal output terminal or a clock signal input terminal.
  • the hard substrate 30 is a rectangular plate having substantially the same shape as the semiconductor package 20 in the optical axis direction, and is made of a ceramic substrate or a silicon substrate.
  • the silicon substrate may have a circuit and a capacitor formed thereon.
  • an electronic component mounting region R1 in which two second connection lands 33a and 33b for mounting the capacitor 60 are formed, and an inner in which four third connection lands 34a to 34d are formed.
  • the third connection lands 34a to 34d are arranged along one side of the hard substrate 30 that is the inner lead mounting region R2.
  • the second connection lands 33a and 33b are connected to the first connection lands 31a and 31b via the vias 32a and 32b. As shown in FIGS. 4 and 5, the second connection lands 33a and 33b are formed immediately above the first connection lands 31a and 31b (positions overlapping in the optical axis direction), and are shortest via the vias 32a and 32b. Connected at a distance. Since the capacitor 60 is connected to the connection terminals 23a and 23b at the shortest distance via the second connection lands 33a and 33b, the vias 32a and 32b, the first connection lands 31a and 31b, and the bumps 24, imaging is performed. The element 21 can be driven stably.
  • the third connection lands 34a and 34b are connected to the first connection lands 31a and 31b, vias 32a and 32b, and wiring (not shown).
  • the third connection lands 34c and 34d are connected to the first connection lands 31c and 31d via the vias 32c and 32d. As shown in FIGS. 4 and 5, the third connection lands 34c and 34d are formed immediately above the first connection lands 31c and 31d (positions overlapping in the optical axis direction), and are shortest via the vias 32c and 32d. Connected at a distance.
  • the flexible printed circuit board 40 has four inner leads 41a to 41d which are bent and extend from one end, and four cable connection lands 42a to 42d on the other end side where the inner leads 41a to 41d extend. .
  • the flexible printed circuit board 40 extends in the optical axis direction of the image sensor 21.
  • the inner leads 41a, 41b, 41c, 41d are connected to the third connection lands 34a, 34b, 34c, 34d by a conductive material such as solder (not shown).
  • the cable connection lands 42a, 42b, 42c, and 42d are connected to the inner leads 41a, 41b, 41c, and 41d by wires (not shown), respectively.
  • the core wires 51 of the cables 50a, 50b, 50c, and 50d are connected to the cable connection lands 42a, 42b, 42c, and 42d by a conductive material such as solder (not shown).
  • the cable 50a is connected to a connection terminal 23a which is a power supply terminal via a cable connection land 42a, an inner lead 41a, a third connection land 34a, a second connection land 33a, a via 32a, and a first connection land 31a. Yes.
  • the cable 50 a is a power cable that supplies power to the capacitor 60 and the image sensor 21.
  • the cable 50b is connected to the connection terminal 23b, which is a ground terminal, through the cable connection land 42b, the inner lead 41b, the third connection land 34b, the second connection land 33b, the via 32b, and the first connection land 31b. Yes.
  • the cable 50c is connected to the connection terminal 23c, which is the first communication terminal, via the cable connection land 42c, the inner lead 41c, the third connection land 34c, the via 32c, and the first connection land 31c.
  • the cable 50c is an image signal transmission cable that transmits an image signal generated by the image sensor 21.
  • the cable connection land 42c and the inner lead 41c are wired at the shortest distance in the flexible printed circuit board 40, and also connected to the connection terminal 23c so as to be the shortest in the projection plane in the optical axis direction of the semiconductor package 20. Therefore, it is possible to transmit an image signal with less noise.
  • the cable 50d is connected to a connection terminal 23d which is a clock signal input terminal through a cable connection land 42d, an inner lead 41d, a third connection land 34d, a via 32d, and a first connection land 31d.
  • the cable 50 d is a clock signal transmission cable that transmits a clock signal to the image sensor 21.
  • the cable connection land 42d and the inner lead 41d are connected at the shortest distance in the flexible printed circuit board 40, and are also connected to the connection terminal 23d so as to be the shortest in the projection plane in the optical axis direction of the semiconductor package 20.
  • the third connection lands 34c and 34d are formed immediately above the first connection lands 31c and 31d, and are connected at the shortest distance via the vias 32c and 32d.
  • the inner leads 41c and 41d and the cable connection lands 42 and 42d The cables 50c and 50d are connected. Since the image signal and the clock signal are transmitted at a short distance, an image signal with less noise can be obtained.
  • the inner leads 41a to 41d extending from the end face of the flexible printed circuit board 40 are bent and connected to the third connection lands 34a to 34d, whereby the flexible printed circuit board 40 is projected onto the optical axis direction of the semiconductor package. It extends inside.
  • the cables 50a to 50d are connected to the cable connection lands 42a to 42d on the other end side of the flexible printed circuit board 40 extending in the optical axis direction, and arranged on the projection plane in the optical axis direction of the semiconductor package.
  • the diameter of the image pickup unit 100 can be reduced, and the connection area of the cables 50a to 50c can be increased, so that connection reliability can be improved even when stress is applied to the connection portion due to the operation of the bending portion. Can be held.
  • the imaging unit of the present invention is useful for an endoscope system that requires a reduction in diameter.

Abstract

撮像素子の安定駆動を可能とするとともに、さらなる細径化を実現する撮像ユニット、および内視鏡を提供する。本発明における撮像ユニット１００は、光学系１０と、撮像素子２１を有し、裏面に接続端子を有する半導体パッケージ２０と、表面に第１の接続ランドを有し、裏面に接続ランド、および第３の接続ランドを有する硬質基板３０と、端面から折り曲げられて延出し、第３の接続ランドに接続されるインナーリード４１と、他端側にケーブル接続ランド４２と、を有し、撮像素子２１の光軸方向に延出するフレキシブルプリント基板４０と、を備え、硬質基板３０と、フレキシブルプリント基板４０は、半導体パッケージ２０の光軸方向の投影面内に配置され、４つの第３の接続ランドは、硬質基板３０の一辺に沿って配列されてい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が広く用いられている。このうち、医療用の内視鏡は、患者等の被検体内に、先端に撮像装置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被検体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。
　医療用の内視鏡において、患者等の負担軽減等を目的として、挿入部の小型化、細径化に関する技術が提案されている。例えば、レンズユニットを撮像素子の撮像面を覆うカバーガラスに接着用樹脂で接着固定し、撮像素子の撮像面の反対側の面にコンデンサを実装するとともに、回路基板を介してケーブルを接続する撮像ユニットが開示されている（例えば、特許文献１および２参照）。
特許第５９７２４１５号公報 特許第５９０５９８０号公報
　近年、イメージセンサチップの小型化がさらに進んでおり、小型化されたイメージセンサの光軸方向の投影面内にコンデンサやケーブル等を実装できれば、内視鏡の挿入部のさらなる細径化が可能となる。しかしながら、０．５ｍｍ角のイメージサンサに、０．４ｍｍ×０．２ｍｍのコンデンサを実装した場合、イメージセンサの投影面内にケーブルを接続することは困難であった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、撮像素子の安定駆動を可能とするとともに、さらなる細径化を可能とする撮像ユニット、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、少なくとも一つのレンズからなる光学系と、前記光学系が形成する光学像を画像信号に変換する撮像素子を有し、裏面に電源、グランド、第１通信、第２通信の各機能が割り当てられた４つの接続端子を有する半導体パッケージと、表面に４つの前記接続端子とそれぞれ接続される４つの第１の接続ランドを有し、裏面にコンデンサを実装する２つの第２の接続ランドが形成されている電子部品実装領域と、４つの第３の接続ランドが形成されているインナーリード実装領域と、を有する硬質基板と、折り曲げられて一端から延出し、前記インナーリード実装領域の第３の接続ランドにそれぞれ接続される４つのインナーリードと、他端側に前記４つのインナーリードにそれぞれ配線されている４つのケーブル接続ランドと、を有し、撮像素子の光軸方向に延出するフレキシブルプリント基板と、を備え、前記硬質基板と、前記フレキシブルプリント基板は、前記半導体パッケージの光軸方向の投影面内に配置され、前記４つの第３の接続ランドは、前記硬質基板の一辺に沿って配列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２つの第２の接続ランドは、前記電源および前記グランドの機能を有する接続端子とそれぞれ配線され、前記４つの第３の接続ランドは、前記電源、前記グランド、前記第１通信および前記第２通信の機能を有する接続端子とそれぞれ配線され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２つの第２の接続ランドは、光軸方向で前記４つの第１の接続ランドと重なる位置に配置され、スルーホールまたはビアを介して最短距離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４つのケーブル接続ランドにそれぞれ接続される４本のケーブルをさらに備え、前記ケーブルは、前記半導体パッケージの光軸方向の投影面内に配置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４つの第３の接続ランドのうちの２つの第３の接続ランドは、光軸方向で前記４つの第１の接続ランドと重なる位置に配置され、前記スルーホールまたは前記ビアを介して最短距離で接続されていることを特徴とする。
　また、本発明の内視鏡は、上記のいずれか一つに記載の撮像ユニットが先端に配置される挿入部を備えたことを特徴とする。
　本発明によれば、撮像素子の安定駆動が可能となるとともに、撮像ユニット、および内視鏡の細径化を実現することができる。
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に示す内視鏡の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の撮像ユニットの分解斜視図である。 図４は、図２に示す硬質基板の背面図である。 図５は、図２の撮像ユニットの側面図である。
　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１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ファイバを連通する照明チャンネル、処置具を挿通する処置具チャンネルが設けられている。
　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１００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６ａに配置される撮像ユニット１００の斜視図である。図３は、図２の撮像ユニット１００の分解斜視図である。なお、本明細書において、内視鏡２の先端部６ａ側を先端側、ケーブル５０が延出する側を基端側とする。
　撮像ユニット１００は、複数のレンズ１０ａ～１０ｃからなる光学系１０と、表面に光学系１０が形成する光学像を画像信号に変換する撮像素子を有し、裏面に電源、グランド、第１通信、第２通信の各機能が割り当てられた４つの接続端子２３ａ～２３ｄを有する半導体パッケージ２０と、表面に４つの接続端子２３ａ～２３ｄとそれぞれ接続される４つの第１の接続ランド３１ａ～３１ｄ（図５参照、３１ｂおよび３１ｄは図示しない）を有し、裏面にコンデンサ６０を実装する２つの第２の接続ランド３３ａ、３３ｂが形成されている電子部品実装領域Ｒ１と、４つの第３の接続ランド３４ａ～３４ｄが形成されているインナーリード実装領域Ｒ２と、を有する硬質基板３０と、折り曲げられて一端から延出し、インナーリード実装領域Ｒ２の第３の接続ランド３４ａ～３４ｄにそれぞれ接続される４つのインナーリード４１ａ～４１ｄと、他端側に４つのインナーリード４１ａ～４１ｄにそれぞれ配線される４つのケーブル接続ランド４２ａ～４２ｄと、を有し、撮像素子の光軸方向に延出するフレキシブルプリント基板４０と、を備える。
　レンズ１０ａ～１０ｃは、外形が後述する半導体パッケージ２０と略同形状の矩形状をなし、光学接着剤により互いに接着、または図示しないレンズ枠に保持されている。
　半導体パッケージ２０は、カバーガラス２２が撮像素子２１に貼り付けられた構造となっている。対物光学系１０に入射した光はカバーガラス２２を介して、撮像素子２１の表面（受光面）に入射する。撮像素子２１の受光面の裏面には接続端子２３ａ～２３ｄ、および、はんだ等からなるバンプ２４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２０の大きさとなるＣＳＰ（Chip　Size　Package）であることが好ましい。光学系１０と半導体パッケージ２０とは、光学接着剤により接着、または図示しない鏡筒を介して保持固定されている。
　接続端子２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄは、電源、グランド、第１通信、第２通信の各機能が割り当てられている。電源とグランドの機能の接続端子２３ａ、２３ｂは隣接して配設される。図３に示すように、本発明の実施の形態では、半導体パッケージ２０の裏面左上の接続端子２３ａが電源端子、右上の接続端子２３ｂがグランド端子、左下の接続端子２３ｃが第１通信端子、右下の接続端子２３ｄが第２通信端子として使用されている。第１通信端子および第２通信端子は、映像信号出力端子またはクロック信号入力端子である。
　硬質基板３０は、半導体パッケージ２０と光軸方向の形状が略同一な矩形板状であって、セラミックス基板またはシリコン基板からなる。シリコン基板は、回路やキャパシタが形成されたものであってよい。硬質基板３０の表面側には、半導体パッケージの４つの接続端子２３ａ～２３ｄと、バンプ２４を介してそれぞれ接続される４つの第１の接続ランド３１ａ～３１ｄ（図５参照、３１ｂおよび３１ｄは図示しない）を有する。また、裏面側には、コンデンサ６０を実装する２つの第２の接続ランド３３ａ、３３ｂが形成されている電子部品実装領域Ｒ１と、４つの第３の接続ランド３４ａ～３４ｄが形成されているインナーリード実装領域Ｒ２と、を有する。第３の接続ランド３４ａ～３４ｄは、インナーリード実装領域Ｒ２である硬質基板３０の一辺に沿って配列されている。
　第２の接続ランド３３ａおよび３３ｂは、第１の接続ランド３１ａおよび３１ｂと、ビア３２ａおよび３２ｂを介して接続されている。図４および図５に示すように、第２の接続ランド３３ａおよび３３ｂは、第１の接続ランド３１ａおよび３１ｂの直上（光軸方向で重なる位置）に形成され、ビア３２ａおよび３２ｂを介して最短距離で接続されている。コンデンサ６０を、第２の接続ランド３３ａおよび３３ｂ、ビア３２ａおよび３２ｂ、第１の接続ランド３１ａおよび３１ｂ、ならびにバンプ２４を介して、最短距離で接続端子２３ａおよび２３ｂと接続しているため、撮像素子２１の安定駆動が可能となる。
　第３の接続ランド３４ａおよび３４ｂは、第１の接続ランド３１ａおよび３１ｂと、ビア３２ａおよび３２ｂ、および図示しない配線を介して接続されている。
　第３の接続ランド３４ｃおよび３４ｄは、第１の接続ランド３１ｃおよび３１ｄと、ビア３２ｃおよび３２ｄを介して接続されている。図４および図５に示すように、第３の接続ランド３４ｃおよび３４ｄは、第１の接続ランド３１ｃおよび３１ｄの直上（光軸方向で重なる位置）に形成され、ビア３２ｃおよび３２ｄを介して最短距離で接続されている。
　フレキシブルプリント基板４０は、折り曲げられて一端から延出する４つのインナーリード４１ａ～４１ｄと、インナーリード４１ａ～４１ｄが延出する側の他端側の４つのケーブル接続ランド４２ａ～４２ｄと、を有する。フレキシブルプリント基板４０は、撮像素子２１の光軸方向に延出する。
　インナーリード４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄは、第３の接続ランド３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄに、図示しない半田等の導電材料により接続されている。
　ケーブル接続ランド４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄは、図示しない配線によりインナーリード４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄにそれぞれ接続されている。ケーブル接続ランド４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄには、ケーブル５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄの芯線５１が、図示しない半田等の導電材料により接続されている。
　ケーブル５０ａは、ケーブル接続ランド４２ａ、インナーリード４１ａ、第３の接続ランド３４ａ、第２の接続ランド３３ａ、ビア３２ａ、第１の接続ランド３１ａを介して電源端子である接続端子２３ａに接続されている。ケーブル５０ａは、コンデンサ６０および撮像素子２１に電源を供給する電源ケーブルである。
　ケーブル５０ｂは、ケーブル接続ランド４２ｂ、インナーリード４１ｂ、第３の接続ランド３４ｂ、第２の接続ランド３３ｂ、ビア３２ｂ、第１の接続ランド３１ｂを介してグランド端子である接続端子２３ｂに接続されている。
　ケーブル５０ｃは、ケーブル接続ランド４２ｃ、インナーリード４１ｃ、第３の接続ランド３４ｃ、ビア３２ｃ、第１の接続ランド３１ｃを介して第１通信端子である接続端子２３ｃに接続されている。ケーブル５０ｃは、撮像素子２１が生成した画像信号を送信する画像信号送信ケーブルである。ケーブル接続ランド４２ｃとインナーリード４１ｃは、フレキシブルプリント基板４０内で最短距離で配線されており、また、接続端子２３ｃとも半導体パッケージ２０の光軸方向の投影面内で最短となるように接続されているため、ノイズの少ない画像信号の伝達が可能となる。
　ケーブル５０ｄは、ケーブル接続ランド４２ｄ、インナーリード４１ｄ、第３の接続ランド３４ｄ、ビア３２ｄ、第１の接続ランド３１ｄを介してクロック信号入力端子である接続端子２３ｄに接続されている。ケーブル５０ｄは、クロック信号を撮像素子２１に送信するクロック信号送信ケーブルである。ケーブル接続ランド４２ｄとインナーリード４１ｄは、フレキシブルプリント基板４０内で最短距離で接続されており、接続端子２３ｄとも半導体パッケージ２０の光軸方向の投影面内で最短となるように接続されている。
　第３の接続ランド３４ｃおよび３４ｄは、第１の接続ランド３１ｃおよび３１ｄの直上に形成され、ビア３２ｃおよび３２ｄを介して最短距離で接続され、インナーリード４１ｃおよび４１ｄ、ケーブル接続ランド４２および４２ｄによりケーブル５０ｃおよび５０ｄと接続されている。画像信号およびクロック信号を短い距離で送信するため、ノイズの少ない画像信号を得ることができる。
　撮像ユニット１００では、フレキシブルプリント基板４０の端面から延出するインナーリード４１ａ～４１ｄを折り曲げて第３の接続ランド３４ａ～３４ｄに接続することによりフレキシブルプリント基板４０を半導体パッケージの光軸方向の投影面内に延出させている。また、光軸方向に延出するフレキシブルプリント基板４０の他端側のケーブル接続ランド４２ａ～４２ｄに、ケーブル５０ａ～５０ｄを接続し、半導体パッケージの光軸方向の投影面内に配置する。これにより、撮像ユニット１００の細径化を図ることができるとともに、ケーブル５０ａ～５０ｃの接続面積も稼ぐことができるので、湾曲部の動作に伴い接続部に応力が加わった際も接続信頼性を保持することができる。
　本発明の撮像ユニットは、細径化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　光学系
　１０ａ、１０ｂ、１０ｃ　レンズ
　２０　半導体パッケージ
　２１　撮像素子
　２２　カバーガラス
　２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ　接続端子
　２４　バンプ
　３０　硬質基板
　３１　第１の接続ランド
　３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ　ビア
　３３ａ、３３ｂ　第２の接続ランド
　３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ　第３の接続ランド
　４０　フレキシブルプリント基板
　４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ　インナーリード
　４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ　ケーブル接続ランド
　５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ　ケーブル
　５１　芯線
　６０　コンデンサ
　１００　撮像ユニット

Claims (6)

  1. 　少なくとも一つのレンズからなる光学系と
    　前記光学系が形成する光学像を画像信号に変換する撮像素子を有し、裏面に電源、グランド、第１通信、第２通信の各機能が割り当てられた４つの接続端子を有する半導体パッケージと、
    　表面に前記４つの接続端子とそれぞれ接続される４つの第１の接続ランドを有し、裏面にコンデンサを実装する２つの第２の接続ランドが形成されている電子部品実装領域と、４つの第３の接続ランドが形成されているインナーリード実装領域と、を有する硬質基板と、
    　折り曲げられて一端から延出し、前記インナーリード実装領域の第３の接続ランドにそれぞれ接続される４つのインナーリードと、他端側に前記４つのインナーリードにそれぞれ配線される４つのケーブル接続ランドと、を有し、撮像素子の光軸方向に延出するフレキシブルプリント基板と、
    　を備え、
    　前記硬質基板と、前記フレキシブルプリント基板は、前記半導体パッケージの光軸方向の投影面内に配置され、
    　前記４つの第３の接続ランドは、前記硬質基板の一辺に沿って配列されていることを特徴とする撮像ユニット。
  2. 　前記２つの第２の接続ランドは、前記電源および前記グランドの機能を有する接続端子とそれぞれ配線され、
    　前記４つの第３の接続ランドは、前記電源、前記グランド、前記第１通信および前記第２通信の機能を有する接続端子とそれぞれ配線され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２つの第２の接続ランドは、光軸方向で前記４つの第１の接続ランドに重なる位置に配置され、スルーホールまたはビアを介して最短距離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４つのケーブル接続ランドにそれぞれ接続される４本のケーブルをさらに備え、
    　前記ケーブルは、前記半導体パッケージの光軸方向の投影面内に配置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。
  5. 　前記４つの第３の接続ランドのうちの２つの第３の接続ランドは、光軸方向で前記４つの第１の接続ランドと重なる位置に配置され、スルーホールまたはビアを介して最短距離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。
  6. 　請求項１に記載の撮像ユニットが先端に配置される挿入部を備えたことを特徴とする内視鏡。
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