JPH0433209B2

JPH0433209B2 -

Info

Publication number: JPH0433209B2
Application number: JP62025343A
Authority: JP
Inventors: Hisao Yabe; Teruo Eino
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1986-04-04
Filing date: 1987-02-05
Publication date: 1992-06-02
Also published as: DE3711223A1; DE3711223C2; US4745470A; JPS6365840A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、先端に固体撮像素子を設けた内視鏡
に関する。

〔従来の技術〕

従来より先端部に固体撮像素子を設けた内視鏡
が提案されている。このような内視鏡は先端部に
固体撮像素子だけでなく、アンプ等を構成するた
めの電子部品が組込まれ、さらに多数本のケーブ
ルが接続されている。

例えば、特開昭60−241010号公報の第２図に示
されるように、内視鏡先端部に軸方向に配置した
固体撮像素子は、径方向の幅が固体撮像素子より
大きい基板に取り付けられている。そして、基板
の固体撮像素子が取り付けられた面とは反対の電
子部品とケーブルが接続されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の技術では、基板の幅が固体撮像素子の幅
より広いために、内視鏡先端部の径が大きくなつ
ていた。そのため、患者に内視鏡の挿入時に必要
以上の苦痛を与えてしまう恐れがあつた。

本発明はこのような問題点に着目してなされた
もので、患者に必要以上の苦痛を与えないため
に、内視鏡先端部を細径化することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の内視鏡はその先端部に設けた固体撮像
素子と基板とから成る撮像部の、少なくとも固体
撮像素子の電極を有する一側面が基板側面の導電
部と同一面または突出して形成される様に固体撮
像素子と基板とが直接積層して設けられている。

〔作用〕

本発明の内視鏡では、少なくとも固体撮像素子
の一側面を基板と同一面または基板より突出して
積層して設け、その一側面の各電極と導電部とを
電気的に接続することにより、撮像部の小型化を
図り内視鏡の細経化を行なつている。

〔実施例〕

以下、図面に基づいてこの発明の実施例につい
て説明する。

この発明の第１の実施例による内視鏡は、第１
図及び第２図に示すように、内視鏡の先端構成部
１０内に対物光学系１１及び撮像部１２を有して
いる。対物光学系１１は、先端構成部１０の固筒
状枠体１３の先端部にレンズ枠１４が嵌合されて
取付けられている。この対物光学系１１は、枠体
１３軸方向に摺動させることによりピント調整を
行ない、ビス１５で仮固定し、後にレンズ枠１４
と枠体１３を接着剤にて固定する。

撮像部１２は、先端構成部１０の長軸に平行に
設けられた固体撮像素子１６とこの固体撮像素子
の受光面に取付けられたプリズム１７及び固体撮
像素子１６の裏面の固定された基板１８からな
る。プリズム１７は、対物光学系１１からの光学
像を固体撮像素子１６の受光部に導く。また、プ
リズム１７の反射面に使用されない頂部は、第２
図に示されるように、枠体１３の内周面にそつた
形に形成されている。

基板１８には、電子部品１９が取付けられ、さ
らに、固体撮像素子１６と外部の装置との信号の
授受を行なう同軸ケーブル２０が取付けられてい
る。このケーブル２０は、先端構成部１０内で束
ねられ、内視鏡の挿入部内に挿通されている。ま
た、撮像部１２は、枠体１３に対しビス１５ａで
固定されるとともに、枠体１３の基端部にて接着
剤２１により密封固定されている。

第３図は、撮像部１２の短軸方向断面図であ
る。固体撮像素子１６は、セラミツクベース２２
に半導体イメージセンサ−チツプ２３ダイボンデ
イングされ、その反対側には、基板１８がハンダ
付けされている。セラミツクベース２２は、その
外側面に電極が形成されたいわゆるチツプキヤリ
ア型式になつており、電極２４はチツプ２３とボ
ンデイングワイヤ２８によつて接続されている。
また、チツプ２３には、カラーフイルターアレイ
２５が紫外線硬化接着剤等により貼り付けられて
いる。さらに、チツプ２３の受光部はアクリル樹
脂等の透光性樹脂２６により封止され、その表面
にカバーガラス２７が貼り付けられている。この
場合カラーフイルターアレイ２５はゼラチンフイ
ルターで良い。また、透光性樹脂は、低融点ガラ
スにおきかえても良く、この場合は、カバーガラ
スは耐熱ガラスを用い、カラーフイルターアレイ
はダイクロイツクフイルターを用いる。さらに、
カバーガラス２７は、赤外線吸収フイルターを用
いても良く、また、赤外線干渉フイルターコーテ
イングや、可視光反射防止コーテイングを施して
も良い。この場合、コーテイングを内側に施す
と、透光性樹脂２６の接着力が低下するので、外
側に施すのが好ましい。カバーガラス２７の外表
面にプリズム１７が接着されている。

セラミツクベース２２に設けられた電極２４
は、そのうちの１本をチツプ２３の裏面と接続し
基準電位を与えている。他の電極２４は各々チツ
プ２３とボンデイングワイヤ２８でのみ接続され
種々の信号の授受が行なわれる。また、電極２４
は、セラミツクベース２２の裏面にまで延在し、
ここで基板１８の導電部２９と電極２４がハンダ
付けされることにより両者が固定されている。こ
のハンダ付けは、導電性接着剤におきかえても良
い。

基板１８には、スルーホール３０が設けられ、
ケーブル２０の端部が挿入されハンダ付けされて
いる。また、基板１８の内視鏡の径方向断面の幅
は、第３図に示されるように、固体撮像素子１６
の幅より小さく形成されている。

固体撮像素子１６は、基板１８と電極２４との
接続後、側周面を通気性の低いポリ塩化ビニリデ
ン，ビニロン，Ｋコートを施したセロハン，ポリ
プロピレン，ポリエステル，ナイロン等の被膜３
１で覆われる。

カラーフイルターアレイ２５は、第４図、第５
図、第６図に示されるように、固体撮像素子の長
軸方向においては、チツプ２３より長く形成さ
れ、短軸方向においてはチツプ２３より短く形成
されている。また、ボンデイングワイヤ２８は、
セラミツクパツケージ２２の電極２４とチツプ２
３のボンデイングパツト３２との間で第５図に示
すように、斜めにかけわたされている。また、チ
ツプ２３の受光部は第５図で一点鎖線で示される
範囲であるが、使用に際しては、同図の２点鎖線
で示されるように一部分のみを用いても良い。さ
らに、セラミツクベース２２の四隅は、第６図に
示されるようにカバーガラス２７と当接する突起
部３３が設けられ、カバーガラス２７のチツプ２
３平面に対する平行度が高くなるようになつてい
る。

基板１８は、第７図に示すように、合成樹脂か
ら成る絶縁部３４に導電部２９が形成されるとと
もに、導体のスルーホール３０が所定の間隔で設
けられている。この基板１８の側面の導電部２９
ａは固体撮像素子１６の電極２４とハンダによつ
て接続される。また、この導電部２９ａは、基板
１８にスルーホールを設けて形成した後、そのス
ルーホールの半分以上が残る位置で端部を切り落
すことによつて形成する。さらに基板１８の表面
には、トランジスタ、コンデンサ等の部品が取付
けられる導電部２９ｂが形成されている。

次に、この実施例に用いられる固体撮像素子に
ついて説明する。

固体撮像素子１６は、いわゆるCCDを用いた
もので、その受光部表面には、垂直転送用CCD
４０、水平転送用CCD４１が形成され、フオト
ダイオード４３に生じた電荷が順次転送されるよ
うになつている。垂直転送用CCD４０とフオト
ダイオード４３との間には、ロードゲート４４が
形成され、ロードゲート端子LGを介して＋3Vの
直流電圧がかけられている。垂直転送CCD４０
の駆動は、垂直駆動パルスφV₁，φV₂，φV₃，
φV₄の４相クロツク信号が印加されることにより
行なわれ、フオトダイオード４３に生じた電荷が
所定のタイミングで読み出され転される。また、
水平転送CCD４１は、垂直転送CCD４０から送
られてくる電荷を一行づく送り出している。水平
転送CCD４１の駆動は、水平駆動パルスφH₁，
φH₂，φH₃，φH₄の４相クロツク信号が印加され
ることにより行なわれる。水平転送CCD４１の
出力端にはアウトプツトゲート４５が形成され＋
7Vの直流電圧が印加されている。この水平転送
CCD４１から出力される信号電荷は、出力FET
４６のゲートに印加され、FET４６のソースよ
り各フオトダイオードからの信号電荷に対応する
信号出力が出される。このFET４６のドレイン
にはアウトプツトドレイン端子ODよりドレイン
電圧がかけられている。また、FET４６のゲー
トはリセツトFET４７のソースにも接続され、
各フオトダイオードの信号出力が得られた後、
FET４６のゲートに印加された電荷が、リセツ
トパルスφRによる所定のタイミングでFET４７
のドレインを経て、リセツトドレイン端子RDよ
り逃がされる。このFET４６，４７の各ドレイ
ングには＋46Vの電圧がかけられている。また、
固体撮像素子１６の保護ウエル端子PTには−7V
の電圧が印加され、Ｐウエル端子PWにはOVの
電圧が印加され、基板バイアス端子SVBには＋
8Vの電圧が印加され所定の基準電位を与えてい
る。

この実施例の電気的接続は、第９図に示される
ように、固体撮像素子１６の信号出力端子Vout
は出力バツフアトランジスタ５０に接続され、出
力信号が増幅され同軸ケーブル５１を経てビデオ
プロセツサ６２内の回路（不図示）へ導かれる。
この出力バツフアトランジスタ５０は他の抵抗
R₁，コンデンサC₁とともに基板１８上に設けら
れている。また、ケーブル５２はリセツト端子
φRに接続され、ケーブル５３，５４，５５，５
６は水平駆動パルスφH₁，φH₂，φH₃，φH₄端子
に各々接続され、ケーブル５７，５８，５９，６
０は垂直駆動パルスφV₁，φV₂，φV₃，φV₄端子
に各々接続されている。さらに、画像信号ケーブ
ル５１はノイズキヤンセル用のダミーケーブル６
１と一対になつて設けられてい。ケーブル５７の
シールド線５７ａは＋16Vの直流信号の伝送線と
して利用され、ケーブル５９のシールド線５９ａ
は−7Vの直流信号伝送線として利用されている。
他のケーブルのシールド線はOVに接地されてい
る。

固体撮像素子１６の端子RD，ODには、ケー
ブル５７のシールド線より＋16Vの直流電圧が印
加され、端子SUB，OG，LG，PWは各々抵抗
R₂，R₃，R₄，R₅により上記＋16Vの電圧が分圧
されて各々印加される。また、端子PTには、ケ
ーブル５９のシールド線より−7Vの直流電圧が
印加されている。さらに、直流電圧が印加される
端子RD，OD，SUB，OG，LG，PTは、コンデ
ンサC₁，C₂，C₃，C₄，C₅が接続され、交流的に
接地されている。

ケーブル５１，５２，５３，５４，５５，５
６，５７，５８，５９，６０，６１は、内視鏡挿
入部、操作部、ユニバーサルコードを経てコネク
タ（不図示）によつてビデオプロセツサ６２に接
続されている。

この実施例による内視鏡は、対物光学系１１、
プリズム１７を介して固体撮像素子１６のイメー
ジセンサーチツプ２３の受光面に観察像が結像さ
れる。この観察像は、固体撮像素子１６により時
系列の電気信号に変換され、同軸ケーブル２０に
よつてビデオプロセツサ６２に入力される。この
ビデオプロセツサ６２内で図示しない処理回路に
より所定の信号処理が施こされ、観察像をTVモ
ニターにより観察することができる。

次にこの実施例の効果について説明する。

この実施例によると、枠体１３内でプリズム１
７等の撮像部１２を固定し、レンズ枠１４を摺動
させることによりピント出しをするようにしたの
で、光学系をユニツト化することができ強度が向
上する。

また、基板１８の幅を固体撮像素子１６の幅よ
り狭くしたので、内視鏡先端構成部１０内の空間
を有効に利用して部品を配置することができ、内
視鏡の細径化を図ることができる。さらに、基板
１８上の電子部品１９をプリズム１７と固体撮像
素子との間に配置したので、先端構成部の小型化
を図ることができる。

また、固体撮像素子１６は、いわゆるチツプキ
ヤリア型式にしたので、パツケージが小さく、こ
れも先端構成部の小型化に寄与している。

さらに固体撮像素子１６は、通気性のない被膜
３１で側面が覆われているので、内視鏡をエチレ
ンオキサイドガスによつて殺菌する際にもこのガ
スにより透光性樹脂２６，チツプ２３が侵かれる
ことはない。

また、基板１８の固体撮像素子１６側の面は、
電極及びランドの上にもレジストを設けたので、
ランド間、電極間にハンダブリツジは生じない。

固体撮像素子１６の内部においては、カラーフ
イルターアレイ２５の長軸方向長さがチツプ２３
より長く、セラミツクベース２２の突起も長軸方
向端面には設けられていないので、カラーフイル
ターアレイの位置合わせが容易である。さらに、
チツプ２３とセラミツクベース２２のワイヤボン
デイングは、互いのボンデイングパツトが側面に
対向せずにずれて形成されているので、すきまを
大きくとることなく互いの距離を長くとることが
でき、ボンデイング作業がやりやすい。

この実施例では、固体撮像素子１６にカラーフ
イルターアレイ２５を設けたが、照明光による面
順次カラー撮像方式の場合は必要はない。

次にこの発明の第２の実施例について、第１０
図、第１１図をもとにして説明する。ここで上記
第１の実施例と同一部材は同一の付号を付し、説
明を省略する。

この実施例の内視鏡は第１１図に示すように、
先端構成部１０内に、撮像ユニツト７０、送気送
水ユニツト７１、照明ユニツト７２、鉗子チヤン
ネルユニツト７３を各々埋設したものである。

第１０図は、各ユニツトの断面を並設した断面
図である。

送気送水ユニツト７１は、ノズル７４がユニツ
ト本体７５に取付けられ、ユニツト本体７５には
送気，送水路７６が途中で合流して形成されてい
る。送気送水路７６は各々送気チヤンネル７７、
送水チヤンネル７８に接続されている。ビス７９
は、加工時の孔をふさぐものである。

撮像ユニツト７０は、第１の実施例の内視鏡と
同様の構成のユニツトを取付けたものである。こ
こで、同軸ケーブル２０は、可撓性チユーブ２０
ａ内に束ねられて挿入部内に挿通されている。さ
らに、この可撓性チユーブは、保護チユーブ２０
ｂにより保護され、保護チユーブ２０ｂは、枠体
１３に固定されている。

照明ユニツト７２は、円筒状の支持体８０にレ
ンズ８１接着され、その後方にランプ８２が取り
付けられている。

鉗子チヤンネルユニツト７３は円筒状の口金８
３に接続筒体８４が嵌合され、チヤンネルチユー
ブ８５が接続筒体８４に連結されて形成されてい
る。

各ユニツトの固定は、ビス８６により固定され
るとともに、接着剤等で密封されている。

この実施例の内視鏡は、第１実施例の内視鏡と
比べて、送気送水機能、照明機能、鉗子チヤンネ
ルを有しているので、医療上の種々の処理が可能
である。

また、各機能をユニツト毎にまとめて構成した
ので、組立性及び修理性が極めて良い。

次に、第１２図，第１３図は本発明の第３実施
例を示しており、第１２図は第７図に示した第１
実施例の基板１８の他の実施例である。この基板
１００はプラスチツク等の絶縁部１０１に導電部
の電極１０２，電気素子を接続するためのランド
１０３に導電部材をインサートして成形してあ
る。又、ケーブルを接続するためのスルーホール
１０４が絶縁部１０１上に形成され、表面にのみ
導電塗料によりランド１０５が印刷されている。
電極１０２と各ランド１０３，１０５との間には
導電塗料により回路が印刷されている。尚、電極
１０２は基板１００の側面に対して段差を有して
引込ませて形成されている。第１３図は第３実施
例に示した基板１００と固体撮像素子とを積層し
て配置した一部断面図である。基板１００の電極
１０２側の側面は基板１００の側面とほぼ同じ
か、若干内側に配置され、基板１００の電極１０
２と固体撮像素子１６の電極２４とは接触され、
ロー付けにて接続される。ケーブルはスルーホー
ル１０４に差込まれそのランド１０５でロー付け
により接続される。

この第３実施例の基板１００によれば、各電極
間には、プラスチツクの突出壁１０６があるの
で、固体撮像素子１６の電極２４との接続時に電
極間でブリツジを生じない。

次に、第１４図乃至第１７図により本発明の第
４実施例を示す。第１４図は内視鏡先端部の軸方
向断面図、第１５図は第１４図Ｄ−Ｄ断面図であ
る。第１６図は固体撮像素子と基板との電極の位
置関係を示す部分斜視図、第１７図Ａ，Ｂは基板
電極へのケーブル接続状態を示す一部断面図であ
る。この第４実施例では、先端金物部材１０７に
各種部材がユニツト化されて挿入固定されてい
る。先ず、撮像系１０８はレンズ枠１０９にレン
ズ１１０を挿入固定し、その後端に光軸を直角に
交換するプリズム１１１の入射面が接着固定され
ている。プリズム１１１の射出面は固体撮像素子
１６の撮像面に対向してカバーガラス２７上に接
着固定される。固体撮像素子１６はさらにその下
面に基板１１２が取付けられ、ケーブル１１３が
接続されている。撮像系１０８は第１４図、第１
５図で示すようにレンズ枠１０９を先端金物部材
１０７の開孔１１４に挿入して固定される。この
時、固体撮像素子１６の撮像面１１５が内視鏡の
中心軸をほぼ含む様に配置される。鉗子チヤンネ
ル系１１６は内部に金属コインパイプ１１７を組
込んだ滑り性の良好なプラスチツクチユーブ１１
８から成り、先端金物部材１０７の第１５図の下
方である基板１１２の下側を通過する様に開孔１
１９が内側に段差を持つて形成され、開孔１１９
中に環状絶縁板１２０を配し、チヤンネル系１１
６が挿入固定されている。このチヤンネル系１１
６のチユーブ１１８は金属コイルパイプ１１７の
替わりに金属ブレード，金属箔等を組込んでもよ
く、組込み方も一体成型、積層等と種々の方法が
考えられる。これらの金属部はチヤンネル系１１
６の内径、外径には露出しておらず、操作部内で
回路のGNDに接続され、先端金物部材１０７と
も非導通に形成されている。

また、先端金物部材１０７はライトガイド系１
２１がその開孔に挿入固定され、空気・水供給管
系１２２がその開孔に挿入固定され、先端には撮
像系１０８のレンズ面に向けてノズル１２３が配
置されている。

先端金物部材１０７の内部では上記各種部材が
挿入され、それらの空間には接着剤１２４が充填
されている。また、先端金属部１０７には円管状
の外套管１２５が接続固定されている。

次に、この第４実施例における固体撮像素子１
６と基板１１２との関係を説明する。この第４実
施例の固体撮像素子１６は第１５図の方向に見た
左右両側面、後端側面の３側面に電極１２６，１
２７，１２８が形成されている。基板１１２は固
体撮像素子１６に対して先後端、右端でその側面
より突出し、左端のみが固体撮像素子の側面より
内側に位置付けられている。固体撮像素子の電極
１２６と基板の電極１２９との接続は左端におい
ては固体撮像素子の電極パターンと基板の電極と
をロー付けで接続している。また、後端、右端に
設けた固体撮像素子の電極１２７，１２８に対し
てはスルーホールと共に設けた基板の電極１３
０，１３１とロー付けで接続すると共にそのスル
ーホール内にケーブル１１３，１３２を挿入して
同時に接続している。固体撮像素子１６の径方向
右端より突出して設けた基板１１２上設けた電極
１３３には基板１１２の下方よりシールド１３４
がハンダ付けされている。更に、基板の下面には
電子部品、例えばトランジスタ等を接続するラン
ドと回路パターンを有し、第１５図に示す様に電
子部品１３５をチヤンネル系を避けて接続固定さ
れている。また、固体撮像素子１６の前端より突
出して設けた基板１１２の上面にも回路パターン
を設け、抵抗等の電子部品１３６を接続固定して
いる。尚、これらの電子部品１３５，１３６，ケ
ーブル１３２等は接着剤の充俑域内に設けられて
いる。

更に、固体撮像素子１６のパツケージの裏面に
も短かい電極パターン１３７，長い電極パターン
１３８を形成してある。電極パターン１３７に対
しては基板１１２の側面に設けた電極と対となり
ハンダ付けで接続される。この場合、第１７図Ａ
に示すようにケーブル１３９を同時にハンダ付け
する。電極パターン１３８に対しては対応する基
板１１２上にスルーホール１４０と電極１４１を
設け、ケーブル１４２を差込んでハンダ付けする
ことにより両電極１３８，１４１とケーブル１４
２を接続固定する。

次に、第１８図、第１９図は本発明の第５実施
例を示す。第５実施例は直視型内視鏡で内視鏡の
軸に垂直に固体撮像素子の撮像面を配置した例で
あり、第１８図は軸方向断面図、第１９図は第１
８図のＥ−Ｅ断面図である。この第５実施例で
は、枠体１５０の前方より固体撮像素子１６と基
板１５１とを積層し、ケーブル１５２と共にロー
付けで接続した撮像系１５３を挿入し、枠体１５
０の側面よりネジ等により位置決め固定し、枠体
１５０の後端より接着剤１５４を充填して基板１
５１、ケーブル１５２等を固定する。枠体１５０
の前方には対物光学系を内挿したレンズ枠１５５
が挿入され、ピント出し等が行なわれて接着固定
される。尚、枠体１５０の後端には内視鏡挿入部
の外套管１５６が固着されている。

この第５実施例では、基板１５１の電極を形成
した側面の幅は固体撮像素子１６の電極を形成し
た側面の幅より小さく形成されている。しかし、
電極の形成のない側面では基板１５１は固定撮像
素子より幅広く形成され、その四角は面取りが施
こされ、異形になされている。各電極同士の接続
は上述した各実施例と同様に行なわれている。

第２０図は本発明の第６実施例を示す部分断面
図であり、固体撮像素子１６および基板１５７の
各電極２４，１５８の形成された側面部のみを示
している。この第６実施例では固体撮像素子１６
と基板１５７とをその電極２４，１５８を形成し
た側面を同一に並べて積層し、その側面同士でロ
ー付け又は導電性接着剤で接続してある。

第２１図は本発明の第７実施例を示す断面図で
あり、固体撮像素子の構成、外装方法を示してい
る。この第７実施例はセラミツク等のベース上に
電極を形成するのではなく、金属板よりリード板
１６０を作成し、その上に固体撮像素子チツプ１
６１をダイボンデイングしている。リード板１６
０は金属板から電極１６２を周囲で接続して残し
た形状に型抜きし、電極１６２をコ字状に下方に
折曲げて成形する。この様にして成形したリード
板１６０を治具上に保持し、リード板中央部１６
３に固体撮像素子チツプ１６１を積層してダイボ
ンデイングし、チツプ１６１の電極とリード板の
電極１６２とをボンデイングワイヤ１６４により
接続する。次に、チツプ１６１上にカラーフイル
ターアレイ１６５を位置合わせを行ないながら積
層し、紫外線硬化型接着剤で固着する。この状態
でカラーフイルターアレイの上方に間隙を有して
カバーガラス１６６を治具により保持し、リード
板１６０の中央部１６３、電極１６２を含み、カ
バーガラス１６６までの空隙に透光性の樹脂１６
７を充填し、１個の固体撮像素子１６８として一
体成型する。その後、リード板１６０の電極１６
２がバラバラとならない様に残しておいたリード
板の周囲の部分を切落として電極１６２とする。

この様な固体撮像素子１６８は上述した各実施
例において行なわれた実装構造と同様にリード板
１６０の下方に成型された樹脂の下面に基板１６
９を積層し、その基板１６９の側面に設けた電極
１７０に対向して固体撮像素子１６８の電極を位
置付けし、両電極１６２，１７０をハンダ付けで
接続する。

第２２図本発明の第８実施例を示す断面図であ
り、固体撮像素子の構造のみを示している。この
第８実施例では、第７実施例と同様に作成したリ
ード板１６０の中央部１６３に固体撮像素子チツ
プ１６１をダイボンデイングし、ボンデイングワ
イヤ１６４をボンデイングする。そのチツプ１６
１上にカラーフイルターアレイ１６５を位置決め
して接着する。次に、固体撮像素子チツプ１６１
を装着したリード板１６０をプラスチツクまたは
セラミツクより成るベース１７１上に載せ、第１
の透光性樹脂１７２によりチツプ１６１を覆う様
に充填を行なう。次に、上方にカバーガラス１６
６を治具等で位置決めし、カバーガラス１６６と
の空隙に第２の透光性樹脂１７３を充填する。こ
こで、第１および第２の透光性樹脂１７２，１７
３は同じ屈折率、同じ熱膨張率を有する樹脂を用
いる。全く同じ材質の透光性樹脂でもよい。この
透光性樹脂の充填は、通常は比較的クリーン度の
高い環境で行なう必要がある。しかし、第１の透
光性樹脂１７２比較的クリーン度の高い環境で充
填を行ない、第２の透光性樹脂１７３はクリーン
度の低い環境で充填を行なうことができる。従つ
て、カバーガラス１６６の位置決めに際して、ク
リーン度の高い環境下での組立作業を減らすこと
ができ、組立用機械への制約条件が減少し、製造
コストを低くできる。また、チツプ１６１とカバ
ーガラス１６６との平行度なども精度を出し易
く、歩留りも向上する。また、樹脂の充填でもク
リーンルーム内はインジエクシヨンマシンは不要
であり、デイスペンサーでよくなる。尚、第２の
透光性樹脂１７３をカバーガラス１６６との間に
充填させるようにすると、カバーガラス１６６が
ない時より平面度が容易にでるだけでなく、高湿
あるいは低温の環境下でも第１、第２の透光性樹
脂１７２，１７３の間に剥離が生じない。

第２３図は本発明の第９実施例を示す断面図で
あり、固体撮像素子の構造のみを示している。こ
の第９実施例では、ベース１７４として成型する
際にリード板１７５と電極１７６とをインサート
成型によりプラスチツク１７７に埋め込む。次
に、固体撮像素子チツプ１６１をダイボンデイン
グするリード板１７５の面を研磨し、その面にメ
ツキ処理を施こす。この面にチツプ１６１をダイ
ボンデイングし、ベース１７４の周囲にインサー
トした電極１７６とチツプ１６１とをボンデイン
グワイヤ１６４で接続する。その後、第８実施例
と同様に透光性樹脂１７２，１７３を充填する。

尚、透光性樹脂の硬化に際しては、第１透光性
樹脂１７２を常温硬化させた後、クリーン度の低
い環境に取り出してから加熱硬化させてもよい。
また、第１の透光性樹脂１７２を常温硬化させた
後、クリーン度の低い環境に取り出し、第２の透
光性樹脂１７３を充填してから同時に加熱硬化さ
せてもよい。

次に、第２４図は本発明の第10実施例を示す断
面図であり、固体撮像素子の構造のみを示してい
る。この第10実施例では、第９実施例と同様にし
て電極１７６およびリード板１７５をプラスチツ
ク中にインサート成型し、固体撮像素子チツプ１
６１をダイボンデイングし、ボンデイングワイヤ
１６４で電極１７６とチツプ１６１を接続し、チ
ツプ１６１上にカラーフイルターアレイ１６５を
位置決めして接着する。その後、全体を覆う様に
透光性樹脂１７８を破線で示す様に盛り上げて硬
化させる。この硬化した樹脂１７８の周囲を研磨
して必要な大きさにすると共に、チツプ１６１に
対向する画像入射面はチツプ１６１との平行度を
出しながら平面に研磨する。

尚、透光性樹脂１７８を盛り上げて形成する作
業までをクリーンルーム内で行ない、周囲および
上面の研磨はクリーンルーム外で行なつてもよ
い。

次に、この発明の第11実施例について第２５図
をもとにして説明する。ここで、第１実施例と同
一部材は同一の符号を付し説明を省略する。

固体撮像素子１６へ入力されるリセツトパル
ス，水平駆動パルスは、第１実施例と同様に同軸
ケーブル５２，５３，５４，５５，５６を経てビ
デオプロセツサ６２より供給される。また、垂直
駆動パルスは、シールドのないケーブル５７，５
８，５９，６０によりビデオプロセツサ６２より
供給される。

この実施例では、固体撮像素子１６の出力端子
Vout，基板バイアス端子SUS，アウトプツトゲ
ート端子OG，ロードゲート端子LGは直流バイア
ス発生IC２００に接続されている。このIC２０
０は、ビデオプロセツサ６２より＋16Vの直流電
圧が入力され、さらに、画像信号を増幅して同軸
ケーブル５１を経てビデオプロセツサ６２に出力
している。また、固体撮像素子１６の保護ウエル
端子PTは、ビデオプロセツサ６２より−7Vの直
流電圧が印圧されており、Ｐウエル端子PWは
OVに接地されている。また、＋16V，−7Vの直流
電圧供給ケーブル２０１，２０２はシールドは設
けられていない。さらに、リセツトドレイン端子
RDアウトプツトドレイン端子ODには、ケーブ
ル２０１により＋16Vの直流電圧がかけられてい
る。

この実施例では、固体撮像素子１６が設けられ
た基板１８に取り付けられるトランジスタ等の複
数の部品が１ケのIC200におきかえられているの
で撮像部の小型化を図ることができる。

また、高周波ノイズの影響の少ない垂直駆動パ
ルス、直流信号はシールドのないケーブル５７，
５８，５９，６０，２０１，２０２で送つている
ので、ケーブル束の径を細くすることができ、内
視鏡の細径化を図ることができる。

次にこの発明の第12実施例について第２６図を
もとにして説明する。ここで、第１実施例と同一
部材は同一の符号を付し説明を省略する。

固体撮像素子１６へ入力されるリセツトパルス
は、同軸ケーブル５２を介してビデオプロセツサ
６２から供給される。また垂直駆動パルスは、第
11実施例と同様にシールドのないケーブル５７，
５８，５９，６０により供給され、アウトプツト
ドレイン端子OD，リセツトドレイン端子RD、
保護ウエル端子PTもシールドのないケーブル２
０１，２０２が接続されている。ケーブル２０１
は、リセツトドレイン端子RD、アウトプツトド
レイン端子OD、水平駆動パルス発生IC２０３に
各々＋16Vの直流電圧を供給している。

水平駆動パルスについて、ビデオプロセツサ６
２より２相のクロツク信号φH₁₂，φH₃₄が同軸ケ
ーブル２０４，２０５を介してIC２０３に供給
される。IC２０３は、このクロツクパルスを第
２７図に示すように、位相が同じで電圧レベルの
異なる２対のクロツク信号φH₁，φ₂及びφH₃，
φH₄を成形し、各々固体撮像素子の水平転送クロ
ツク端子φH₁，φH₂，φH₃，φH₄に供給してい
る。

これによつて、水平駆動パルス信号の送信ケー
ブルを２本減すことができ、内視鏡先端部の小型
細型化に寄与することができる。

次にこの発明の第13実施例について第２８図を
もとにして説明する。ここで、上述の実施例と同
一部材は同一符号を付し説明を省略する。

この実施例では、基板１８には分圧抵抗R₂，
R₃，R₄，R₅，コンデンサC₂，C₃，C₄，C₅，は設
けず、これらを内視鏡操作部に設けている。その
他の構成は第１実施例とほぼ同様であるが、垂直
駆動パルス用のケーブル５７，５８，５９，６０
はシールドが設けられていない。また、分圧抵抗
R₂，R₃，R₄，R₅，及びコンデンサC₂，C₃，C₄，
C₅，は内視鏡操作部２０８内に設けられている。

操作部２０８内では、ビデオプロセツサ６２か
らケーブル２０６を介して＋16Vの直流電圧が印
加され、分圧抵抗R₂，R₃，R₄，R₅，により分圧
されて、同軸ケーブル２０７，２０８，２０９，
２１０により所定の電圧が固体撮像素子の各端子
に印加されている。ここで、各シールド線は、コ
ンデンサ２０７，２０８，２０９，２１０の延長
として用い、全体として種々のマツチングがとら
れている。

これによつて、内視鏡先端構成部内に設けられ
る電子部品は最小限にすることができ、先端構成
部の小型細径化を図ることができる。

次にこの発明の第14実施例について第２９図を
もとにして説明する。ここで上述の実施例と同一
部材は同一符号を付し、説明を省略する。

この実施例では、第13実施例と同様に内視鏡操
作部内に固体撮像素子１６用の回路が設けられた
ものであるが、ここでは、固体撮像素子１６の水
平駆動パルスの位相補償用遅延回路２１１，２１
２，２１３及び、ドライバー２１４，２１５，２
１６，２１７，２１８が設けられている。ドライ
バー２１４，２１５，２１６，２１７，２１８は
固体撮像素子１６の駆動パルスの波形を整え所定
の電圧で駆動するためのものである。駆動パルス
は上述の実施例と同様に同軸ケーブル５３，５
４，５５，５６によつて送信される。

また、ビデオプロセツサ６２からは、第12実施
例と同様に２相のクロツクパルスφH₁₂，φH₃₄が
供給され、このクロツクパルスを遅延回路２１
２，２１３で所定時間遅延した後ドライバー２１
５，２１６，２１７，２１８に入力している。遅
延回路２１２，２１３の遅延時間は、内視鏡の挿
入部の長さのちがいによる信号の位相のずれを内
視鏡の機種毎に補償するものである。クロツクパ
ルスφH₁₂，φH₃₄は同軸ケーブル２０４，２０５
により供給される。

また、リセツトパルスは、同軸ケーブル２５ａ
によつて内視鏡操作部２０８に供給され、遅延回
路２１１、ドライバー２１４を経て同軸ケーブル
５２ｂによつて固体撮像素子１６のリセツト端子
φRに入力される。

これによつて、内視鏡先端構成部の電子部品を
最小限にすることができるとともに、駆動パルス
の位相補償も行なうことができ、より画質の良い
観察像を得ることができる。

次に、第３０図乃至第３５図に第15実施例を示
す。第３０図は内視鏡先端部の断面図であり、第
３１図は第３０図に示す内視鏡を先端側から見た
図であり、第３２図は第３０図のＦ−F′断面図で
ある。この第15実施例では、先端部では各種部材
がユニツト化されて集積され、樹脂でモールド成
形されている。各種部材としては撮像ユニツト２
２０，鉗子チヤンネルユニツト２２１、照明ユニ
ツト、送気ユニツト、送水ユニツトがあり、樹脂
２２２でモールド成形されている。撮像ユニツト
２２０はレンズ枠２２３レンズ２２４を挿入固定
し、その後端に光軸を直角に変換するプリズム２
２５の入射面が接着固定されている。プリズム２
２５の射出面は固体撮像素子１６の撮像面に対向
してカバーガラス２７上に接着固定されている。
この固体撮像素子１６は、第３３図乃至第３５図
に詳細に示してある。第３３図は撮像ユニツト２
２０の固体撮像素子１６の部分の内視鏡長手軸方
向断面図であり、第３４図は第３３のＧ−G′断
面図、第３５図は固体撮像素子１６のベース部材
２２６の外観図であり、ａは上面図、ｂは側面
図、ｃは底面図、ｄは前方から視た図である。ベ
ース部材２２６は多層セラミツク基板であり、第
１層２２７，第２層２２８は外形が同形状の平板
であり、第１層２２７の上面には導電パターン２
２９が設けられている。また、第２層２２８の上
面にも導電パターン２３０が設けられていると共
に、第２層２２８にはその後方側に第１層２２７
の導電パターン２２９に対向してスルーホール導
電部２３１が設けられ、第１層２２７と第２層２
２８とを積層することで電気的接続が成される様
に成つている。更に、第１層２２７の底面には第
３５図ｃに示す様なパターンで外部電極２３２が
形成され、第１層２２７の両面に形成された導電
パターン２２９と外部電極２３２とはスルーホー
ル導電部２３３により電気的に接続されている。
また、第３層前部２３４として内視鏡先端側に位
置する部位に横方向に細長く積層される。この第
３層前部２３４の上面には第３５図ａに示す様に
ベースボンデイングパツド２３５が15個並列して
設けられる。第３層前部２３４から第１層２２７
の前方部分には各パターンを接続するために側面
を利用して配線パターン２３６が第３５図ｄに示
す様に設けられる。第２層２２８の内視鏡後端側
には第３層後部２３７、第４層２３８が積層さ
れ、第４層２３８の上面には第３５図ａに示す様
に外部電極２３９が形成されている。尚、外部電
極２３９が第１層２２７の導電パターン２２９と
接続される様にスルーホール導電部２４０が第３
層後２３７と第４層２３８に設けられている。こ
の様に構成されたベース部材２２６の第２層２２
８の上面に撮像素子チツプ２４１がダイボンデイ
ングされ、第３層前部２３４上のボンデイングパ
ツト２３５とチツプ２４１とはボンデイングワイ
ヤ２４２により接続されている。チツプ２４１上
にはボンデイング部を除いてカバーガラス２７が
貼り付けられ、その上面はベース部材２２６の第
４層２３８とほぼ同じ高さとされている。また、
チツプ２４１の周囲はボンデイング部を含めて封
止樹脂２４３により封止されている。

次に、基板２４４も多層セラミツク基板で形成
され、第１層２４５の内視鏡長手軸方向側面には
ベース部材２２６底面に形成した外部電極２３２
に対応させて導電部２４６が形成されている。ま
た、第２層２４７には両面にパターンが形成さ
れ、その下面のパターンは抵抗、コンデンサー、
トランジスタ等の電子部品２４８を取付ける様に
成されている。更に、基板２４７の後部側には信
号ケーブル２４９を接続するためにスルーホール
２５０が形成され、各スルーホール２５０に電子
部品、固体撮像素子１６の外部電極２３２等を接
続するために基板２４４の各層には種々の配線パ
ターンが形成されている。この様な基板２４４は
固体撮像素子１６と第３３図に示す様に、外部電
極２３２と導電部２４６とをハンダ付等で接続す
ることで固定してあり、基板２４４下面のパター
ンには固体撮像素子を駆動するのに必要な電子部
品２４８がハンダ付されている。基板２４４後部
のスルーホール２５０には各信号線２４９が挿入
されハンダ付されている。また、ベース部材２２
６の後部の第４層２３８に形成された外部電極２
３９には多層セラミツク基板で同様に配線の施さ
れた基板２５１がハンダ付で直立に固定されてい
る。この基板２５１上にも各種電子部品２５２が
ハンダ付され、信号線２５３がハンダ付されてい
る。

この様に、ベース部材２２６と基板２４４を多
層セラミツク基板とすることによりベース部材２
２６および基板２４４の小型化が可能となり、外
部電極２３２の分散が可能となる。ベース部材２
２６にはボンデイングパツト２３５が15個並べて
配列してあるが、そのボンデイングパツト２３５
と同じピツチで外部電極２３２を設けたのでは、
ベース部材２２６と基板２４４をハンダ付した
時、各電極間にハンダブリツジが生じてしまう。
ボンデイングパツト２３５のピツチはワイヤーボ
ンデイングができればよいので、0.2mm程度に小
さくできるが、外部電極２３２のピツチは0.6mm
以上は必要である。即ち、基板の多層化により外
部電極２３２のピツチをボンデイングパツトのピ
ツチより大きくできる。

また、ボンデイングパツト２３５は固体撮像素
子１６において、内視鏡の先端側に設けてある。
これは、ワイヤボンデイングをするのに必要な部
分、即ち、チツプ側ボンデイングパツトとベース
側ボンデイングパツド２３５とが内視鏡の径方向
にあると、内視鏡が太くなるからである。ボンデ
イングパツド２３５が固体撮像素子１６の後端側
にあると、内視鏡の先端硬質部が長くなる。

それに対して、固体撮像素子１６の底面の外部
電極２３２は、内視鏡の長手軸方向に並べて設け
てあり、基板２４４の内視鏡の径方向の幅を固体
撮像素子１６の内視鏡径方向の幅よりも小さくす
ることにより、固体撮像素子１６と基板２４４を
第３２図において下方向に限度まで下げ、内視鏡
外径を細くしている。即ち、外部電極２３２は固
体撮像素子１６の側面に設けなくても、固体撮像
素子１６の底面に基板２４４の導電部に対応させ
て設けてあればよい。

尚、鉗子チヤンネルユニツト２２１は鉗子チヤ
ンネルチユーブ２６０を有し、照明ユニツトは照
明レンズ２６１とライトガイドフアイバー束２６
２を有し、送気ソニツトは送気ノズル２６３と送
気チユーブ２６４を有し、送水ユニツトは送水ノ
ズル２６５と送水チユーブ２６６とを有してい
る。

第３６図は第16実施例を示しており、第15実施
例でベース部材、基板に用いた多層セラミツク基
板を構成する各層の内視鏡径方向の幅に差をつ
け、内視鏡の中心に近い部分より外側に近い部分
を狭くして各層間に段部２７０，２７１を設け、
固体撮像素子１６と基板２４４を第３６図におい
て下方により下げて内視鏡の細径化を図つた。
尚、固体撮像素子１６の下面のベース部材の幅は
チツプ２４１と接しない部分についてチツプ２４
１よりもその一部を小さくしてもよい。

この発明は、上述の実施例に限定されるもので
はなく、シールド線を各々ケーブル毎に設けるの
ではなく、ケーブル束全体をシールド線で覆つて
も良い。

また、固体撮像素子１６は、第３７図に示され
るように、カバーガラス２７に直接カラーフイル
ターアレイ２５を形成し、これをチツプ２３に貼
り付けても良い。この場合、樹脂２６は、透明で
なくても良い。

〔発明の効果〕

この発明により、固体撮像素子を先端部に有し
た内視鏡において、その撮像部を小さくすること
ができるとともに、先端部の収納効率を上げるこ
とができる。さらに、挿入部の小型細径化によつ
て、患者の苦痛が減少するとともに、より細い部
分への利用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の内視鏡の断面図、第２図
は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は同実施例の撮
像部の短軸方向断面図、第４図は第３図のＢ−Ｂ
断面図、第５図は同実施例の固体撮像素子を上方
から見た図、第６図は第５図のＣ−Ｃ断面図、第
７図はは同実施例の基板の斜視図、第８図は同実
施例の固体撮像素子の模式図、第９図は同実施例
の電気配線図、第１０図は第２実施例の先端断面
図、第１１図は同実施例の先端正面図、第１２図
は第３実施例の基板の斜視図、第１３図は同実施
例の基板と固体撮像素子とを積層した一部断面
図、第１４図は第４実施例の内視鏡先端部の軸方
向断面図、第１５図は第１４図のＤ−Ｄ断面図、
第１６図は同実施例の部分斜視図、第１７図Ａ，
Ｂはケーブルの接続状態を示す一部断面図、第１
８図は第５実施例の軸方向断面図、第１９図は第
１８図のＥ−Ｅ断面図、第２０図は第６実施例の
基板と固体撮像素子との部分断面図、第２１図は
第７実施例の断面図、第２２図は第８実施例の断
面図、第２３図は第９実施例の断面図、第２４図
は第10実施例の断面図、第２５図は第11実施例の
電気回路図、第２６図は第12実施例の電気回路
図、第２７図は同実施例のクロツクパルス図、第
２８図は第13実施例の電気回路図、第２９図は第
14実施例の電気回路図、第３０図は第15実施例の
内視鏡先端の断面図、第３１図は第３０図を先端
側から見た図、第３２図は第３０図のＦ−F′断面
図、第３３図は第３０図の撮像ユニツトの拡大
図、第３４図は第３３図のＧ−G′断面図、第３
５図は第15実施例の固体撮像素子のベース部材の
外観図であり、ａは上面図、ｂは側面図、ｃは底
面図、ｄは前方から視た図、第３６図は第16実施
例の部分断面図、第３７図は固体撮像素子の変形
例の図である。１２……撮像部、１６……固体撮像素子、１８
……基板、２４……電極、２９……導電部。

Claims

【特許請求の範囲】１内視鏡先端部に固体撮像素子と基板とを接続
した撮像部を設けた内視鏡において、上記基板の
側面に導電部を形成し、上記固体撮像素子の少な
くとも一部の電極が上記導電部と同一面または突
出して形成される様に上記固体撮像素子と基板と
を直接積層して設けると共に、上記固体撮像素子
の電極と上記基板の導電部とを電気的に接続した
撮像部を有することを特徴とする内視鏡。２固体撮像素子を内視鏡の長手軸方向と略平行
に設けるとともに、上記固体撮像素子のワイヤー
ボンデイング部を上記内視鏡の長手軸方向に対し
て略直角に設け、上記固体撮像素子の電極の少な
くとも一部を上記内視鏡の長手軸方向に概略沿つ
て設けた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固体撮像素子の電極が上記固体撮像素子のベ
ース下面に設けられ、上記固体撮像素子の下面の
電極と基板側面の導電部が接続されていることを
特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記
載の内視鏡。４固体撮像素子の基板の導電部形成方向の幅
が、基板の導電部形成方向の幅より広く形成され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
たは第２項または第３項記載の内視鏡。５固体撮像素子の側面より突出して配置された
部分の基板上に電子部品を積載したことを特徴と
する特許請求の範囲第１項乃至第４項のうち１項
記載の内視鏡。６撮像部中の固体撮像素子の撮像面が内視鏡の
ほぼ中心軸を含む半径方向平面内に位置決めして
内視鏡先端部で固定されていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項乃至第５項のうちの１項記
載の内視鏡。