JP3230801B2 - 内視鏡 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置を有
する内視鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、体腔内に細長の挿入部を挿入する
ことにより、体腔内臓器等を観察したり、必要に応じ処
置具チャンネル内に挿通した処置具を用いて各種治療処
置のできる内視鏡が広く利用されている。

【０００３】また、特開昭６３−２７２１８０号公報等
に示されるように、挿入部の先端部に固体撮像装置を設
けた電子内視鏡も使用されている。前記固体撮像装置
は、ＣＣＤ等の固体撮像素子と、この固体撮像素子の駆
動や出力信号の増幅等のためのＩＣチップ等で構成され
ることが多い。

【０００４】ところで、内視鏡では患者の苦痛低減等の
理由から挿入部の細径化が望まれており、そのため、前
記電子内視鏡の挿入部先端部に設けられる固体撮像装置
も小型化が望まれる。

【０００５】このような小型の固体撮像装置は、固体撮
像素子、ＩＣチップ、回路基板等を接続したリードを外
部入出力端子として延出させ、これらの回路部品間の空
間を封止樹脂で封止して固定、保護するよう構成したも
のが一般的である。リードとしては、省スペース化など
のため薄い箔状のものが用いられる場合が多い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述したような固体撮
像装置において、外部入出力端子となるリードを固体撮
像素子チップの受光面から裏面側へ延設する場合や、固
体撮像素子チップの裏面側に電子部品を設ける場合など
は、装置の小型化のために、できるだけ固体撮像素子チ
ップとリードや電子部品との間を狭くする必要がある。
しかし、間隔を狭くすると上記各部材の間の絶縁が図れ
なくなるという問題があった。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、装置を小型に保ったままで、装置の各部位での
絶縁を図ることが可能な固体撮像装置を提供することを
目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
内視鏡は、先端部に設けられる対物レンズ系と、この対
物レンズ系の後方側に設けられる固体撮像素子チップ
と、この固体撮像素子チップの受光面に接続し、前記固
体撮像素子チップ側部から後方側へ延設されるリード
と、前記固体撮像素子チップの裏面に設けられる絶縁部
材と、前記固体撮像素子チップの裏面に近接して設けら
れ、前記リードと電気的に接続する電子部品と、前記固
体撮像素子チップと前記電子部品とを一体的に固定する
封止樹脂とを具備したことを特徴とする。また、請求項
２に係る内視鏡は、さらに、前記固体撮像素子チップの
側部と前記リードとの間に設けられる側部絶縁部材と、
を具備したことを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１ないし図３は本発明の第１実
施形態に係り、図１は固体撮像装置を示す図であり、
（Ａ）は断面図、（Ｂ）は平面図、図２は一例としての
内視鏡挿入部の先端部側を示す断面図、図３は内視鏡シ
ステムの全体を示す説明図である。

【００１０】図３に示すように、内視鏡１は、細長で可
撓性を有する挿入部２と、この挿入部２の後端に連設さ
れた太径の操作部３とを備えている。前記操作部３から
は、側方に可撓性のユニバーサルコード４が延設され、
このユニバーサルコード４の端部にコネクタ５が設けら
れている。このコネクタ５は、光源装置６に接続される
ようになっている。前記コネクタ５からは、信号コード
７が延出され、この信号コード７の端部にコネクタ８が
設けられている。このコネクタ８は、ビデオプロセッサ
９に接続されるようになっている。前記ビデオプロセッ
サ９には、モニタ１０、ＶＴＲデッキ１１、ビデオプリ
ンタ１２、ビデオディスク１３等が接続されるようにな
っている。

【００１１】前記挿入部２は、先端側から順に、硬性の
先端部２ａ、湾曲可能な湾曲部２ｂ、可撓性を有する可
撓管２ｃからなる。

【００１２】図２に示すように、前記先端部２ａは、先
端構成部材１４を有し、この先端構成部材１４に、先端
カバー１５が取り付けられている。この先端構成部材１
４及び先端カバー１５には、照明窓、観察窓、送気送水
口及び鉗子チャンネル口が設けられている。

【００１３】前記照明窓の内側には、図示しない配光レ
ンズが装着され、この配光レンズの後端には、ファイバ
バンドルよりなる図示しないライトガイドが連設されて
いる。このライトガイドは、挿入部２、操作部３及びユ
ニバーサルコード４内を挿通されてコネクタ５に接続さ
れている。そして、このライトガイドの入射端に、前記
光源装置６内の光源ランプから出射される照明光が入射
するようになっている。

【００１４】また、前記観察窓の内側には、対物光学系
１６及び固体撮像装置１７を有する撮像部１８が設けら
れている。前記固体撮像装置１７に被接続側である周辺
ＩＣチップ１９を有する回路基板２１を介して接続され
た信号線２２は、挿入部２、操作部３、ユニバーサルコ
ード４、コネクタ５及び信号コード７内を挿通されてコ
ネクタ８に接続されている。

【００１５】そして、前記固体撮像装置１７は、前記コ
ネクタ８を介して接続されるビデオプロセッサ９によっ
て駆動されると共に、この固体撮像装置１７の出力信号
は、前記ビデオプロセッサ９によって映像信号処理され
るようになっている。このビデオプロセッサ９からの映
像信号が、前記モニタ１０、ＶＴＲデッキ１１、ビデオ
プリンタ１２、ビデオディスク１３等に入力されるよう
になっている。

【００１６】また、前記送気送水口には、図示しない送
気送水チューブが接続されている。この送気送水チュー
ブは、挿入部２、操作部３及びユニバーサルコード４内
を挿通されてコネクタ５に接続されている。また、前記
鉗子チャンネル口には、チャンネル接続パイプ２３を介
して、鉗子チャンネルチューブ２４が接続されている。
この鉗子チャンネルチューブ２４は、挿入部２内を挿通
されて、操作部３に設けられた図示しない鉗子挿入口に
接続されている。

【００１７】前記湾曲部２ｂは、多数の略円筒状の関節
駒２５，２６，…を関節軸２７で回動自在に連結して構
成された湾曲管を有し、この湾曲管の外周部は、湾曲ゴ
ム２８によって被覆されている。また、最後端の関節駒
の後端部には、可撓管２ｃが接続されている。

【００１８】前記挿入部２内には、湾曲操作用の例えば
４本のアングルワイヤ２９が挿通され、このアングルワ
イヤ２９の先端部は、最先端の関節駒２５に、ワイヤガ
イド３０によって固定されている。また、先端側より２
番目の関節駒２６以降の関節駒の内周部には、所定の間
隔で、ワイヤ受け３１が設けられ、このワイヤ受け３１
内に、前記アングルワイヤ２９が挿通されている。前記
アングルワイヤ２９は、操作部３に設けられたアングル
操作ノブによって押し引きされ、これによって、湾曲部
２ｂが上下／左右方向に湾曲されるようになっている。

【００１９】次に、前記撮像部１８について詳しく説明
する。前記先端構成部材１４と先端カバー１５とに形成
された観察用透孔には、第１のレンズ枠３２が撮像部固
定ビス３３によって固定されている。前記第１のレンズ
枠３２には、対物光学系１６を構成する対物前玉３５が
装着されている。前記第１のレンズ枠３２の内側には、
第２のレンズ枠３６が固定され、この第２のレンズ枠３
６に対物光学系１６の他のレンズ系が装着されている。
前記第２のレンズ枠３６の後端部には、素子枠３７が接
続され、この素子枠３７に、固体撮像装置１７が固定さ
れている。

【００２０】この固体撮像装置１７の外部入出力端子３
８には、電子部品が実装された回路基板２１が接続され
ている。前記基板２１には、ケーブル固定部材４１を介
して、信号線２２が接続されている。この信号線２２
は、同軸ケーブルであり、ケーブル芯線２２ａが前記基
板２１に接続され、シールド線２２ｂは、前記固体撮像
装置１７及び回路基板２１を覆うシールド部材４２に導
電性接着剤により電気的に接続されている。尚、前記ケ
ーブル芯線２２ａ、シールド線２２ｂは、それぞれ、絶
縁チューブ２ｃ、被覆チューブ２２ｄで被覆されてい
る。

【００２１】また、前記シールド部材４２の外周及び信
号線２２の接続部は、絶縁性の熱収縮チューブ４３によ
って被覆されている。

【００２２】次に、図１（Ａ）及び（Ｂ）を用いて、前
記固体撮像装置１７の構成について説明する。

【００２３】固体撮像装置１７は、例えばコバール板等
よりなるベース５１上に固体撮像素子チップ５２と該素
子チップの信号を処理するＩＣチップ５３とを隣接して
配置し、両チップ５２，５３をバンプ５４を介して先端
側がベースフィルム５６上に載置接合されているＴＡＢ
（Tape Automated Bonding）リード５５にて接続する一
方、前記ベースフィルム５６の一部及び外部入出力端子
３８となるリード５５を残して封止樹脂５７にて一体に
封止して構成されている。前記リード５５からなる外部
入出力端子３８は、ベースフィルム５６上にフラットラ
ンドを形成している。尚、前記固体撮像素子チップ５２
上にはカバーガラス５８が固定され、このカバーガラス
５８も前記樹脂５７にて一体に封止されている。

【００２４】また、前記ＴＡＢリード５５が接続される
ものは、信号的には撮像素子チップ５２とＩＣチップ５
３、撮像素子チップ５２と外部入出力端子３８、撮像素
子チップ５２とＩＣチップ５３と外部入出力端子３８、
ＩＣチップ５３と外部入出力端子３８が必要に応じて適
宜な位置にバンプ５９を介して接続されている。さら
に、ＴＡＢリード５５の撮像素子チップ５２側は、バラ
ケ防止のため全て該チップ５２にバンプ接続されてい
る。つまり、撮像素子チップ５２には信号的に無意味な
バンプ用パッドがあり、ＩＣチップ５３側にも信号的に
無意味なパッドを設けてもよい。尚、符号７０はストレ
ージエリアである。

【００２５】この構成の固体撮像装置１７では、極めて
薄く小型に形成でき、したがって小型化が要請される内
視鏡先端部等の小スペース部位に収納配置するのに適し
ている。

【００２６】図４及び図５は本発明の第２実施形態に係
り、図４は固体撮像装置の断面図、図５は図４のＶ方向
矢視図である。

【００２７】この実施形態の固体撮像装置１７は、前面
にカバーガラス５８を接合した固体撮像素子チップ５２
の裏側に近接して該素子チップ５２の信号処理を行うＩ
Ｃチップ５３を配設している。尚、前記撮像素子チップ
５２の側面（ボンディングパッド側）及び裏面に絶縁材
（絶縁テープとか絶縁性塗料等）６１が設けられてい
る。

【００２８】そして、撮像素子チップ５２の前面縁辺に
ボンディングパッドが形成されており、その１列側にバ
ンプ６２を介して例えばＴＡＢテープ、銅箔等よりなる
インナーリード６３が接続され、このインナーリード６
３は素子チップ５２の絶縁材６１を設けた側部を経て裏
面側に延設され前記ＩＣチップ５３にバンプ６４を介し
て接続されている。また、前記撮像素子チップ５２のボ
ンディングパッドの２列側にはバンプ６２を介して例え
ばＴＡＢテープ、銅箔等よりなる外部入出力端子３８と
してのリードが接続され、裏面方向に延出している。さ
らに、ＩＣチップ５３はバンプ６４を介してＴＡＢテー
プ、銅箔などよりなる外部入出力端子３８としてのリー
ドが接続され後方に延設されている。そして、前記撮像
素子チップ５２、ＩＣチップ５３及びインナーリード６
３、外部入出力端子３８のインナー側を（少なくとも撮
像素子チップ前面側は透明樹脂）封止樹脂６５にて封止
し固体撮像装置１７を形成している。

【００２９】この構成では、厚さが薄い銅箔等を素材と
したインナーリード６３で撮像素子チップ５２、ＩＣチ
ップ５３間を接続し、且つこのインナーリード６３を素
子チップ５２の裏面方向に折り曲げて該素子チップ５２
の裏面側にＩＣチップ５３を配置したので、固体撮像装
置１７は素子チップ５２に限りなく近い容積となって小
型化が達成され、さらに素子チップ５２とＩＣチップ５
３とが最短距離で接続され且つ全体が樹脂で封止されて
いるので、外部ノイズの影響を受けにくい。

【００３０】図６は、本発明の第２実施形態の変形例を
示す断面図である。この変形例は、素子チップ５２の裏
面にＩＣチップ５３を２個配置したもので、他の構成、
作用効果は第２実施形態と同じである。

【００３１】図７は本発明の第３実施形態に係る断面図
である。この実施形態は、例えば図４に示すような固体
撮像素子チップ５２に接続されるリードが金属（銅）箔
のようにピラピラしたものの場合、複数本のリードがバ
ラバラにならないようポリイミドフィルム等よりなる補
強板６６で横断的に連結し、そのままこの補強板６６を
樹脂６５中に埋設したものである。

【００３２】外部入出力端子となるリードを薄い箔状の
もので構成した場合、複数本のリードがバラバラになっ
たり、封止樹脂より突出したリードの付け根部分で折れ
易く、断線等が生じるおそれがあったが、この構成のよ
うに絶縁性の補強板６６でリードを連結してその一部を
封止樹脂６５中に埋設することにより、リードの破損、
断線等を防止することができる。なおこの構成では、薄
板状の補強板６６を固体撮像素子チップ５２の裏面側で
リードの内側に設けたため、固体撮像装置の受光面と平
行な断面積が増えることはない。

【００３３】従って、本実施形態によれば、固体撮像装
置を小型に保ちつつリードの取付強度を向上させること
が可能となる。また、本実施形態では特に部品を増やす
必要がないため、コストの上昇を防止できる。

【００３４】図８は固体撮像装置を検査するための検査
装置の撮像装置載置台を示す説明図である。

【００３５】図に示す撮像装置載置台７１は、撮像装置
１７の外部入出力端子３８を嵌合する径に形成されて、
該端子３８と接続する側面に磁性電極７２を形成してい
る。したがって、前記撮像素子１７の外部入出力端子３
８が銅箔等の薄く弾力性を有するものであっても、この
端子３８を容易に載置台７１の電極７２に接触させ検査
できるものである。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、装
置を小型に保ったままで、装置の各部位での絶縁を図る
ことが可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る固体撮像装置を示
す図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は平面図

【図２】一例としての内視鏡挿入部の先端部側を示す断
面図

【図３】内視鏡システムの全体を示す説明図

【図４】本発明の第２実施形態に係る固体撮像装置の断
面図

【図５】図４のＶ方向矢視図

【図６】本発明の第２実施形態の変形例を示す断面図

【図７】本発明の第３実施形態に係る固体撮像装置の断
面図

【図８】固体撮像装置を検査するための検査装置の撮像
装置載置台を示す説明図

【符号の説明】

１７…固体撮像装置 ３８…外部入出力端子 ５２…撮像素子チップ ５３…ＩＣチップ ５４，６４…バンプ ５５，６３…リード ５７，６５…樹脂 ６６…補強板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢部 久雄 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 長谷川 浩 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−272180（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−303580（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−173255（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−171234（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 27/14 - 27/148 H04N 5/335

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端部に設けられる対物レンズ系と、こ
   の対物レンズ系の後方側に設けられる固体撮像素子チッ
   プと、この固体撮像素子チップの受光面に接続し、前記
   固体撮像素子チップ側部から後方側へ延設されるリード
   と、前記固体撮像素子チップの裏面に設けられる絶縁部
   材と、前記固体撮像素子チップの裏面に近接して設けら
   れ、前記リードと電気的に接続する電子部品と、前記固
   体撮像素子チップと前記電子部品とを一体的に固定する
   封止樹脂とを具備したことを特徴とする内視鏡。
2. 【請求項２】 前記固体撮像素子チップの側部と前記リ
   ードとの間に設けられる側部絶縁部材と、を具備したこ
   とを特徴とする請求項１記載の内視鏡。