JPH0771550B2 - 電子内視鏡 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、挿入部の先端部に固体撮像素子を設けた電
子内視鏡に関する。

〔従来の技術〕

最近、ファイバーを用いて体内像を観察する光学的な内
視鏡に代わり、挿入部の先端部にCCD等の固体撮像素子
を配設した電子内視鏡が開発されてきている。このよう
な内視鏡にあっては、挿入時の患者の苦痛を柔らげる必
要から細径化することが望まれている。そこで、例えば
特開昭60−241011では、電子内視鏡において、対物光学
系の光軸を光学素子によって略直角に曲げ、固体撮像素
子を内視鏡の挿入軸と略平行に配置することによって、
先端部の細径化をはかるものが提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一方、内視鏡の先端部には、固体撮像素子チップのみで
はなく、固体撮像素子を駆動するためのクロック発生用
集積回路や、固体撮像素子からの映像出力を増幅する増
幅回路等を組み込む必要がある。その際に、固体撮像素
子チップをいったんパッケージし、他の電子部品を実装
した基板と接続するのでは、固体撮像素子のパッケージ
のためのスペース及びパッケージされた固体撮像素子を
他の電子部品を実装した基板と接続するためのスペース
を設ける必要があり、内視鏡先端部が太くなったり、先
端硬質部長が長くなってしまう。

この発明は、上記のような事情に鑑みてなされたもの
で、先端部の細径化及び先端硬質部長の短縮化をはかる
ことができ、更に先端回路用基板が破壊しにくい電子内
視鏡を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

この発明は、挿入部先端部の対物光学系の光軸を光学素
子によって略直角に曲げ、挿入部の軸に略平行に配設し
た固体撮像素子に光像を導くようにした電子内視鏡にお
いて、先端部内に配設された支持部材の一面側に上記固
体撮像素子を設けると共に同一面側に先端回路用基板を
設け、上記固体撮像素子と上記基板をボンディングワイ
ヤーにより接続して、先端部の細径化及び先端硬質部長
の短縮化をはかり、更に先端回路用基板が破壊しにくい
ものである。

〔実施例〕

以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。

第１図及び第２図はこの発明の第１実施例に係り、第１
図は電子内視鏡の挿入部先端部の断面図、第２図は電子
内視鏡の全体を示す外観図である。

第２図に示すように、電子内視鏡31は、細長で例えば可
撓性の挿入部32の後端に太径の操作部33が連設されてい
る。前記操作部33の後端部からは側方に可撓性のケーブ
ル34が延設され、このケーブル34の先端部にコネクタ35
が設けられている。前記電子内視鏡31は、前記コネクタ
35を介して、光源装置及び映像信号処理回路が内蔵され
た制御装置36に接続されるようになっている。さらに、
前記制御装置36には、表示手段としてのカラーCRTモニ
タ37が接続されるようになっている。

前記挿入部32の先端側には、硬性の先端部39及びこの先
端部39に隣接する後方側に湾曲可能な湾曲部40が順次設
けられている。また、前記操作部33に設けられた湾曲操
作ノブ41を回動操作することによって、前記湾曲部40を
左右／上下方向に湾曲できるようになっている。また、
前記操作部33には、前記挿入部32内に設けられた鉗子チ
ャンネルに連通する挿入口42が設けられている。

前記先端部39は、第１図に示すように構成されている。

すなわち、先端部39は、金属等の硬性の材料からなる略
円柱状の先端構成部２を備えている。この先端構成部２
には、挿入部の長手方向に貫通する照明用透孔３、観察
用透孔４、図示せぬ鉗子チャンネル用透孔、送気送水チ
ャンネル用透孔が形成されている。照明用透孔３には、
その先端側から照明レンズが嵌着され、つづいてライト
ガイド６の先端部が嵌合され、照明レンズの光軸と直角
の方向からビス７により透孔３に固定されるようになっ
ている。このライトガイド６は先端部側を金属パイプ6a
により被覆されたものを、被覆部材6bにより先端部39の
途中部分に至るところまで被覆するようにしている。観
察用透孔４には、対物レンズ枠８が嵌合されており後述
するように対物レンズ枠8,支持部材16と一体となって対
物レンズの光軸と直角の方向からビス９により固定され
るようになっている。そして、ビス９によりビス止めさ
れた後、そのビス用の孔は充填材10により充填されてい
る。この対物レンズ枠８には、対物レンズ系11が位置決
めされて装着されている。観察用透孔４の内壁面とレン
ズ枠８の外壁面に形成された溝部8aとの間の空間部には
パッキン12が配設されている。レンズ枠８の後端側に
は、平行平面ガラス板13が嵌合され固着されている。こ
の平行平面ガラス板13の後端面には反射プリズム14が固
着されている。このプリズム14は、入射面14aが対物レ
ンズ系11の光軸に垂直に、出射面14bが対物レンズ系11
の光軸に平行になるように配置されている。このプリズ
ム14の出射面14bにはCCD,SIT等の固体撮像素子15が固着
されている。なお、この固体撮像素子15の光入射面側に
は図示していないが、色フィルタがいわゆるチップオン
形式で設けられている。この固体撮像素子15は板状の支
持部材16上に固着されている。この支持部材16は、例え
ば金属板からなり、温度が変化したときに固体撮像素子
15との間で剥離が起こらないように熱膨張率が低いもの
が望ましい。例えば、12クロムステンレスや18クロムス
テンレス、モリブテン鋼等にニッケルメッキまたは金メ
ッキしたものが用いられる。なお、アルミナ等のセラミ
ックやガラスに導電パターンを設けたものでもよいもの
である。この支持部材16は、円筒状のレンズ枠８の下部
まで延びており、板状の支持部材16と円筒状のレンズ枠
８はその間を金属からなる連結部材17に密着した状態で
固着されている。したがって、この連結部材17は、支持
部材16と固着される側は平面状でレンズ枠８と固着され
る側は円筒状に形成されているものである。この連結部
材17の後端面と固体撮像素子15の前端面及びプリズム14
の入射面14aの間で形成される空間部は封止樹脂21によ
り充填されている。さらに、支持部材16上には、固体撮
像素子15の後部側に、セラミック基板22が固着されてい
る。このセラミック基板22上には、固体撮像素子15側に
近い方に、周辺IC（集積回路）チップ18が配設され、そ
の後部にチップコンデンサやチップ抵抗等の電子部品19
が配設されている。そして、固体撮像素子15の外部電極
のうちの一部は基板22と、一部は周辺ICチップ18に、ボ
ンディングワイヤ20により接続されている。この周辺IC
チップ18と、ワイヤボンディング部は封止樹脂21により
樹脂封止されている。内視鏡の操作部側から延びている
ケーブル23は、シールド線を束ねて、さらにシールド線
を被覆している。各シールド線の外部導体及び最外シー
ルド線24は支持部材16の後部表面側においてハンダ付け
されており、芯線25は電子部品19や基板22に接続されて
いる。そして、前記封止樹脂21や電子部品19,シールド
線24,芯線25,基板22を上側から充填材26により覆うよう
にしている。この充填材26は弾性を有する例えばシリコ
ン系接着剤を用いている。なお、上記のような構成にお
いて、支持部材16,連結部材17,レンズ枠８は導電された
状態となっている。また、周辺ICチップ18,基板22,支持
部材16も電気的に接続された状態になっている。また、
対物レンズ枠8,固体撮像素子15,支持部材16,基板22,ケ
ーブル23は一体となって先端構成部２からビス９の止め
はずしにより着脱自在の構成になっている。さらに、こ
れらのライトガイド６や支持部材16等の内蔵物を取り囲
むようにして、先端構成部２の後端部は、硬質の円筒状
の先端外筒27の先端部の位置で嵌合され固着されてい
る。この先端外筒27は支持部材16の後端部よりもさらに
先に延びた位置まで延びた長さになっている。一方、前
記先端部39に隣接する湾曲部40内には、多数の略環状の
関節駒28が回動自在に長手方向に連結されており、最前
端の関節駒28が、前記先端外筒27の後端部に嵌合固着さ
れた湾曲管30に接続されている。そして、これら関節駒
28は湾曲管30の後端部と固着された外皮となる湾曲ゴム
29により被覆されている。なお、本実施例によれば先端
部の細径化が可能となり、また、先端回路用基板上には
固体撮像素子は配設されていないため先端回路用基板が
短くでき、機械的に破壊しにくい基板がえられる。

第３図は、この発明の他の実施例を示す内視鏡の先端部
の断面図である。第１図に示した部分と同一機能部分に
ついては、同一の符号を付して示してあるものである。
この実施例では、第１図における連結部材17は、支持部
材16と一体に構成されている。また支持部材16は固体撮
像素子15が設けられた位置の後方で段差が形成された段
差部16aが形成されている。この実施例では段差部16aの
下端面が固体撮像素子15が設けられた部分の下端面より
上側に位置するように形成されている。すなわち、段差
部16aの裏面側を削り取って切欠部24aが形成されてい
る。この切欠部24aでは段差部16aの裏面側にシールド線
24がハンダ付けされている。このようにして接続するこ
とによって、支持部材16の基板22より後方に延びる部分
を少なくして先端硬質部長Ｌを短かくするようにしてい
る。すなわち、ケーブル18の支持部材16との接続部を基
板22との挿入軸方向にオーバラップさせた形となってい
る。なお、ここまで削らないまでも、湾曲管30の先端外
筒27の後端部における嵌合部を避ける程度に段差部13a
の裏面を削るようにしても、支持部材16と湾曲管30を軸
方向にオーバラップさせることができるので、先端硬質
部長Ｌを短かくすることができる。また、この実施例で
は支持部材16の段差部16aの下端面が固体撮像素子15の
上端面より上側にあるが必ずしもそうでなくてもよいも
のである。しかしながら、固体撮像素子15と基板22を挿
入軸方向にオーバラップさせることにより先端硬質部長
Ｌを短かくすることができる。さらに、基板22の先端側
端面22aは斜めに形成されていてボンディングワイヤ20
のボンディングパッドの空間を確保すると共に、ボンデ
ィングワイヤ20との干渉を防止している。

なお、基板22に周辺ICチップ18,電子部品19を実装した
状態で封止樹脂51により樹脂封止しているので基板22を
クリーンルーム外の汚れた環境に出してもよいものであ
る。さらに、固体撮像素子15と基板22の間は封止樹脂21
により樹脂封止されている。そして、充填材26により基
板22の上側の部分及びケーブル23の芯線25の部分等が覆
われている。

また、プリズム14,固体撮像素子15,基板22,電子部品19
の両側面及び上面をシールド部材でシールドするように
してもよいものである。

上記のような構成であるので、湾曲時にケーブル23へ加
わる力は支持部材16を経てレンズ枠一つが受けるので、
固体撮像素子15とプリズム14、平行平面ガラス板26とプ
リズム14との間に剥離が生じにくい。なお、本実施例に
よれば先端硬質部長Ｌを短くすることができると共に、
第１実施例と同様に、先端回路用基板が破壊されにくく
なる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明によれば固体撮像素子のパ
ッケージのためのスペース及びパッケージされた固体撮
像素子を他の電子部品を実装した基板と接続するための
スペースが必要なくなり先端部の細径化あるいは先端硬
質部の短縮化が可能となる。さらに、固体撮像素子が基
板上に配設されていないため、先端回路用基板が短くで
き、機械的に破壊しにくい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例の先端部の断面図、第２
図は、同実施例の内視鏡の外観図、第３図は、この発明
の他の実施例の先端部の断面図である。 11……対物レンズ系,14……プリズム（光学素子）,15…
…固体撮像素子,16……支持部材,20……ボンディングワ
イヤ,22……先端回路用基板,39……内視鏡先端部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】挿入部先端部の対物光学系の光軸を光学素
   子によって略直角に曲げ、挿入部の軸に略平行に配設し
   た固体撮像素子に光軸を導くようにした電子内視鏡にお
   いて、上記固体撮像素子を先端部内に配設された支持部
   材の一面側に設けると共に、この支持部材の同一面側に
   先端回路用基板を設け、上記固体撮像素子と上記基板を
   結線したことを特徴とする電子内視鏡。