JPH04109927A

JPH04109927A - 電子内視鏡装置

Info

Publication number: JPH04109927A
Application number: JP2227918A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Saito; 雅之斉藤; Takeshi Kondo; 雄近藤; Akinori Motomiya; 明典本宮; Hiroshi Yamada; 浩山田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-08-31
Filing date: 1990-08-31
Publication date: 1992-04-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は固体撮像素子モジュールを搭載した電子内視鏡
装置に係わり、特に体腔内を撮像する撮像ヘッド部を患
者の体腔内に挿入する際、患者に必要以上の苦痛を与え
ない新規な構造の電子内視鏡装置に関する。

（従来の技術）従来の内視鏡装置は、体腔内に挿入される可撓性管の内
部に光ファイバの束よりなるライトガイドとイメージガ
イドとを配置させ、外部に設けた照明光源から放射され
た光をライトガイドを経て内視鏡先端部まで導き、照明
レンズ系を通して被観察体に照射し、被観察体の像を対
物レンズ及びイメージガイドを通して外部へ導き、接眼
レンズを介して直接観察するか、あるいは撮像装置で撮
像して、モニター上に表示するようにしている。

このような光ファイバはおもにガラス製であるので破損
しやすい。また、１画素が１本の光ファイバからなるイ
メージガイドに対応しているので、分解能を高めるには
光ファイバの径を細くしなければならない。これは現状
では技術的に困難なため、光ファイバを用いた内視鏡の
分解能はほぼ限界に達している。

この様な問題を解決するために、体腔内に挿入される可
撓性管の先端に小型の固体撮像素子を組み込んだ撮像ヘ
ッド部を設け、これによって被観察体を撮像して、画像
信号に変換し、この画像信号を接続コードを経て外部に
導き、モニター上に被観察体を表示する電子内視鏡装置
がある。固体撮像素子は小型軽量という特徴だけでなく
、長寿命、低消費電力など他の撮像装置では実現が困難
な優れた特徴を有しているため、内視鏡装置への応用が
活発になってきた。このような固体撮像素子を用いた電
子内視鏡装置は、前述した、光ファイバを束ねて体腔内
を観察する内視鏡装置に比較して、画素数を飛躍的に増
加させることが出来るので、精密な画像が得られ、医療
診断に画期的な変革をもたらした。

第２図は従来の固体撮像素子を用いた電子内視鏡装置を
示すものである。可撓性管１２の先端に取り付けられた
撮像ヘッド部１１で、被観察体の画像を撮像し、信号処
理装置１５を通じて画像モニタ１６に表示するものであ
る。体腔内に挿入される可撓性管の先端に固体撮像素子
を組み込んだ撮像ヘッド部（１１）は第２図−（ｂ）に
示すように構成されている。即ち、生体体腔内に挿入さ
れる撮像ヘッド部先端には照明レンズ（図示せず）が取
り付けられ、外部の光源装置から光ファイバなどを用い
たライトガイドを通して照明用のレンズに導かれ、被観
察体を照明するようになっている。

さらに同撮像ヘッド先端部には対物レンズ３が取り付け
られ、この対物レンズ３を通して被観察体からの光がプ
リズム１９を介して固体撮像素子１の受光面に結像する
。結像された光学像は電気信号に変換されて次段の信号
処理回路に送られ、必要な信号処理が行われ、接続コー
ド（可撓性管１２内）を通して体外に設置された画像モ
ニタ１６上に表示されるものである。

固体撮像素子を可撓性管の先端に組み込んだ従来の電子
内視鏡装置にあっては、撮像ヘッド部は小形化するほど
体腔内へ挿入し易くなることはもちろんであり、大形の
ものを使用した場合には患者に苦痛を与えることが多く
、できる限り小形化することが要望されていた。

しかしながら、上述した従来の内視鏡装置、すなわち光
ファイバのイメージガイドを束ねた内視鏡先端構成部を
有する内視鏡装置や固体撮像素子を可撓性管の先端部に
取り付けた撮像ヘッド部を有する電子内視鏡にあっては
、いずれも人体外に配置した操作部ないしは画像モニタ
装置とが可撓性管で繁かれている構成となっているので
、撮像ヘッド部の小形化ないしは細径化が計られても、
“管”を挿入する行為は変わらないため、患者の苦痛を
根本的になくすことが出来ないという問題があった。特
に、食道、胃などを観察するときに用いる上部消化器用
内視鏡装置は撮像ヘッドを患者の口から挿入するので、
“管”を飲み込むことは患者にとって大きな負担であっ
た。

（発明が解決しようとする課題）本発明は上述した問題点を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは固体撮像素子を用いた電子内視鏡
装置に関して、撮像ヘッド部を患者の体腔内に挿入する
際、患者になんら苦痛を感じさせない新規な構造の電子
内視鏡装置を提供することにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、体腔内の画像を撮像する固体撮像素子と、該
固体撮像素子からの画像信号を処理する信号処理手段と
、固体撮像素子及び信号処理手段を密閉封入する少なく
とも一部が光透過性部材からなる筐体とを備えた撮像ヘ
ッド部と、前記撮像ヘッド部と離隔されている画像モニ
タ部を有する電子内視鏡装置である。

（作　　用）本発明は撮像ヘッド部に固体撮像素子と該撮像素子で撮
像した画像信号を処理する信号処理手段を設け、画像信
号を例えば電波で送信するあるいは画像情報を画像メモ
リ素子に蓄積する等、信号処理できるので、固体撮像素
子を含む撮像ヘッド部と画像モニタ部を分離して構成す
ることができる。このことは従来の内視鏡装置が撮像部
と画像モニタ部とが管で繁かれているのに対して、本発
明の内視鏡装置は、“管”ないしは“紐°がないカプセ
ル状の“塊”になるため、内視鏡装置を体内に挿入する
際の患者の苦痛、負担は格段に軽減される。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。

第１図は本発明による撮像ヘッド部の一実施例を示すも
のである。撮像ヘッド部はカプセル状の外囲器１０の中
に対物レンズ３、固体撮像素子１、画像処理回路素子７
、送信用集積回路素子６、発光素子４、電池８が収納さ
れている。カプセル状の外囲器１０はガラス、プラスチ
ック、金属などを用いることができるが体腔内で汚染さ
れにくいことと被観察体の画像を撮像しやすいことなど
からガラス、プラスチックが適当である。固体撮像素子
には荷電結合素子である１６万画素ＣＣＤチップを使用
した。このＣＣＤチップの電極にバクブを設け。一方厚
さ０．５ｍｍのガラス基板２には金属配線パターンを形
成したのち、ＣＣＤチップをフェイスダウン実装した。

ＣＣＤチップ上に設けられるバンブは金、銅、半田、ニ
ッケル、銀などが使用できるがここではバンブ形成方法
が簡便である金ボールバンブを用いた。ガラス基板上の
配線金属は金、銀、銅、ニッケル、タングステン、チタ
ン、クロム、モリブデン、アルミニウム、錫、鉛、半田
、インジウムなどこれら単独で、あるいは多層化して使
用することができる。配線形成の方法はＰ　Ｅ　Ｐ　（
Ｐｈｏｔｏ　Ｅｎｇｒａｖｉｎｇ　Ｐｒｏｃｅｓｓ）法
１または印刷法を用いることができる。ここでは印刷法
によって厚膜金配線を形成し、同じく印刷法でインジウ
ム／鉛合金半田を接続パッド上に設けた。

発光素子も同様の方法で金バンブを形成し、該ガラス基
板上にフェイスダウン実装した。これら半導体素子とガ
ラス基板との間隙には必要に応じて透光性樹脂を封入し
ても差し支えない。ガラス基板の半導体素子が搭載され
ていない面には対物レンズ３及び光学レンズ３′が取り
付けられる。前者は照明用であり、後者は撮像用である
。

次に、ガラス基板と画像処理回路素子、送信用集積回路
素子、電池を搭載した配線基板５との接続は異方性導電
フィルム２３によって接続する。

チップコンデンサ、トランジスタ、チップ抵抗からなる
画像処理回路素子と電池を第１図に示すように実装し、
送信用集積回路素子はペアチップＬＳＩを用い、該配線
基板上にＡｇペーストでダイボンディングした後、ワイ
ヤボンディング接続した。また、送信用集積回路素子を
搭載した配線基板には螺旋状に配線が形成されているお
りアンテナ（１０）として使用する。

以上実施例で示した様に本発明による電子内視鏡装置の
撮像ヘッド部は長径１８，０關、短径９．０ｍのカプセ
ル状外囲器に収納することができた。この撮像ヘッドを
、体腔内に挿入し体外に配置した受信装置で画像信号を
受信し、画像モニタ上に表示し体腔内を観察することが
可能となった。

この様に、本発明によれば該撮像ヘッド部内に設けられ
た送信回路を使って、プリントアンテナを介して画像信
号を無線で送信するので該撮像ヘッド部と画像モニタ部
とを管ないしは配線で繁ぐ必要がなくなるために撮像ヘ
ッドを体腔内に挿入する際、患者の苦痛や負担は激減す
る。

本実施例では固体撮像素子で撮像した画像信号を電波で
送信する場合について説明したが、送信用集積回路素子
６の代わりに画像メモリ素子を搭載することもできる。

この場合、該固体撮像素子で撮像した画像信号を該画像
メモリ素子に蓄積し、撮像ヘッド部を体外に取り出した
後に画像メモリから画像情報を読み出すことによって所
望の観察ができる。

［発明の効果］以上詳述したように本発明によれば、固体撮像素子を含
む撮像ヘッド部と体外に設置される画像モニタ部とが分
離した構造となるので、撮像ヘッド部を患者の体腔内に
挿入する際、患者への負担を軽減することができる。ま
た、撮像ヘッド部は画像モニタ部と独立して構成するこ
とができるので、多数の患者が同時に使用することがで
き、集団検診が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子内視鏡装置の撮像ヘッド部の
断面を示す図、第２図は従来技術による電子内視鏡装置
の構成図である。１・・・固体撮像素子、２・・・光学ガラス、３・・・
対物レンズ、３・・・光学レンズ、４・・・発光素子、
５・・・配線基板、６・・・送信用集積回路素子（画像
メモリ素子：信号処理手段）、７・・・チップ部品、８
・・・電池、９・・・プリントアンテナ、１０・・・外
囲器、１１・・・撮像ヘッド部、１２・・・可撓性管、
１３・・・操作部、１４・・・接続コード、１５・・・
信号処理回路部、１６・・・モニタ部、１７・・・送気
口、１８・・・Ａｇペースト、１９・・・プリズム、２
０・・・保護ガラス、２１・・・半導体パッケージ、２
２・・・配線基板、２３・・・異方性導電フィルム。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）体腔内の画像を撮像する固体撮像素子と、該固体
撮像素子からの画像信号を処理する信号処理手段と、固
体撮像素子及び信号処理手段を密閉封入する少なくとも
一部が光透過性部材からなる筐体とを備えた撮像ヘッド
部と、前記撮像ヘッド部と離隔されている画像モニタ部
を有する電子内視鏡装置。
（２）前記信号処理手段は固体撮像素子を具備した固体
撮像モジュールと画像信号を無線で送信する回路から成
ることを特徴とする請求項１記載の電子内視鏡装置。
（３）前記信号処理手段は固体撮像素子を具備した固体
撮像モジュールと画像信号を蓄積する画像メモリ素子か
ら成ることを特徴とする請求項１記載の電子内視鏡装置
。