JPS6365840A

JPS6365840A - 内視鏡

Info

Publication number: JPS6365840A
Application number: JP62025343A
Authority: JP
Inventors: 久雄矢部; 照雄営野
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1986-04-04
Filing date: 1987-02-05
Publication date: 1988-03-24
Also published as: DE3711223C2; JPH0433209B2; DE3711223A1; US4745470A

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】〔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面には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？Ｆｔ　８Ｍ先端部の径が大きくなっていた
。そのため１．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った。

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
して形成される碌に固体撮像素子と基板とが直接１１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−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径化を行なっ
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を存している。対物光学系１１
は、先端構成部１０の円筒状枠体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１日からなる。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（
、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の内周面にそった形
に形成されている。

基板１日には、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
体工３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、セラミックベース２２に半導体イ
メージセンサ−チップ２３がグイボンディングされ、そ
の反対側には、基板１８がハンダ付けされている。セラ
ミックベース２２は、その外側面に電極が形成されたい
わゆるチップキャリア型式になっており、電極２４はチ
ップ２３とボンディングワイヤ２８によって接続されて
いる。また、チップ２３には、カラーフィルターアレイ
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、チップ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。この場合カラーフィルターアレ
イ２５はゼラチンフィルターで良い、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、カラーフィルターアレ
イはダイクロインクフィルターを用いる。さらに、カバ
ーガラス２７は、赤外線吸収フィルターを用いても良く
、また、赤外線干渉フィルターコーティングや、可視光
反射防止コーティングを施しても良い、この場合、コー
ティングを内側に施すと、遇光性樹ＭＦｊ２６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
。

セラミックベース２２に設けられた電極２４は、そのう
ちの１本をチップ２３の裏面と接続し基準電位を与えて
いる。他の電極２４は各々チップ２３とボンディングワ
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７クベース２２の裏面にま
で延在し、ここで基板１８のｉｔ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、導電性接着側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１Ｂ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、にコートを施したセロハン、ホリブロビレン
、ポリエステル、ナイロン等の被膜３１で覆われる。

カラーフィルターアレイ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、チップ２３より長く形成され、短軸方向においては
チップ２３より短く形成されている。また、ボンディン
グワイヤ２８は、セラミックパッケージ２２の電極２４
とチップ２３のボンディングバット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、チッ
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、セラミックベース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のチップ２３平面に対する平
行度が高くなるようになっている。

基ｖｉ１８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２９ａは固体撮像素子１６の電
極２４とハンダによって接続される。また、この導電部
２９ａは、基板１日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＝で端部を切り
落すことによって形成する。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ＣＣＤ４０．水平転送
用ＣＣＤ４１が形成され、フォトダイオード４３に生じ
た電荷が順次転送されるようになっている。垂直転送用
ＣＣＤ４０とフォトダイオード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ＣＣＤ４
０の駆動は、垂直駆動パルスφＶＩ＋φＶｔ、φＶ、。

φＶ４の４相りロック信号が印加されることにより行な
われ、フォトダイオード４３に生じた電荷が所定のタイ
ミングで読み出され転送される。

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つ送り出している。水平転送
ＣＣＤ４１の駆動は、水平駆動１＜　／レスφ１（＋、
φＨ：、φＨ１，φＨ１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
端にはアウトプットゲート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ＦＥＴ４６のゲートに印加され、ＦＥＴ４６のソース
より各フォ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
プットドレイン端子ＯＤよりドレイン電圧がかけられて
いる。また、ＦＥＴ４６のゲートはリセットＦＥＴ４７
のソースにも接続され、各フォ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
、リセットパルスφＲによる所定のタイミングでＦＥＴ
４７のドレインを経て、リセットドレイン端子ＲＤより
逃がされる。このＦＥＴ４６、４７の各ドレイングには
↓Ｌ６Ｖの電圧がかけられている。また、固体撮像素子
１６の保護ウェル端子ＰＴには一７ｖの電圧が印加され
、Ｐウェル端子ＰＷにはＯＶの電圧が印加され、基板パ
イアイス端子ＳＶＢには＋８■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は出力バッフ
ァトランジスタ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ッサ６２内の回路（
不図示）へ導かれる。

この出カバソファトランジスタ５０は他の砥抗Ｒ＋＋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はリセット端子φＲに接続され、ケー
ブル５３．５４．５５．５６は水平駆動パルスφＨ１φ
Ｈ２，φＨｓ、φＨ４端子に各々接続され、ケーブル５
７．５Ｂ、　５９．６０は垂直駆動パルスφ■ｈφｖ２
．φｖ１．φ■４端子に各々接続されている。さらに、
画像信号ケーブル５１はノイズキャンセル用のダミーケ
ーブル６１と一対になって設けられている。ケーブル５
７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は一７
ｖ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
Ｓ　Ｕ　Ｂ　、　ＯＧ　、　　Ｌ　Ｇ　、　　Ｐ　Ｗは
各々抵抗Ｒｚ、　Ｒ！＋　Ｒａ、　Ｒｓ　ニヨり上記＋
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のシールド線より一７ｖ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Ｃｒ　＋　Ｃｔ　＋　Ｃｓ　＋　Ｃａ　＋　Ｃｓが
接続され、交流的に接地されている。

ケーブル５１．５２．５３．５４．５５．５６．５７．
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）によってビ
デオプロセッサ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−チッ
プ２３の受光面に観察像が結像される。この観察像は、
固体を石像素子１６により時系列の電気信号に変換され
、同軸ケーブル２０によってビデオプロセッサ６２に入
力される。このビデオプロセッサ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１７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、光学系をユニット
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＠構成部１０内の空間を存効に利用し
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＠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、いわゆるチップキャリア型
式にしたので、パッケージが小さく、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
スによって殺菌する際にもこのガスにより透光性樹脂２
６．チップ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、電掻及び
ランドの上にもレジストを設けたので、ランド間、電極
間にハンダブリフジは生じない。

固体撮像素子１６の内部においては、カラーフィルター
アレイ２５の長軸方向長さがランプ２３より長く、セラ
ミックベース２２の突起も長軸方向端面には設けられて
いないので、カラーフィルターアレイの位置合わせが容
易である。さらに、チフブ２３とセラミ７クベース２２
のワイヤボンディングは、互いのボンディングパ７）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、
ボンディング作業がやりやすい。

この実施例では、固体撮像素子１６にカラーフィルター
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１
１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７）７０．送気送水ユニット７１
．照明ユニット７２．鉗子チャンネルユニット７３を各
々埋設したものである。

第１０図は、各ユニットの断面を並設した断面図である
。

送気送水ユニッ）７１は、ノズル７４がユニット本体７
５に取付けられ、ユニット本体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は各々送気チャンネル７７、送水チャンネル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。

撮像ユニット７０は、第１の実施例の内視鏡と同様の構
成のユニットを取付けたものである。

ここで、同軸ケーブル２０は、可撓性チューブ２０ａ内
に束ねられて挿入部内に挿通されている。

さらに、この可撓性チューブは、保護チューブ２０ｂに
より保護され、保護チューブ２０ｂは、枠体１３に固定
されている。

照明ユニット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
。

鉗子チャンネルユニット７３は円筒状の口金８３に接続
筒体８４が嵌合され、チャンネルチューブ８５が接続筒
体８４に連結されて形成されている。

各ユニットの固定は、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、鉗子チャンネルを有している
ので、医療上の種々の処置が可能である。

また、各機能をユニッ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１
８の他の実施例である。この基板１００はプラスチック
等の絶縁部１０１にｉ型部の電極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
成形しである。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１０
２と各ランド１０３．１０５との間には導１ｉｔ塗料に
より回路が印刷されている。尚、電極１０２は基板１０
０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１
００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１０２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
ラスチックの突出壁１０６があるので、固体撮像素子１
６の電極２４との接続時に電極間でブリッジを生じない
。

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１
５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に各種部材がユニット
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の逼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１１
２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１５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１像面１１５が
内視鏡の中心的をほぼ含む様に配置される。鉗子チャン
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ックチューブ１１８から成り
、先端金物部材１０７の第１５図の下方である基板１１
２の下側を通過する様に開孔１１９が内側に段差を持っ
て形成され、開孔１１９中に環状絶縁板１２０を配し、
チャンネル系１１６が挿入固定されている。このチャン
ネル系１１６のチューブ１１８は金属コイルバイブ１１
７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ャン
ネル系１１６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にはライトガイド系１２１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１６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１２６．１２７゜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ｔｉ　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１ｉｔｉ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１３０．１３１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１１３．１３
２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線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をチャンネ
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等は接着剤の充填域内に設けられている。

更に、固体撮像素子１６のパンケージの裏面にも短かい
電極パターン１３７．長い′；：１極パターン１３８を
形成しである。電極パターン１３７に封しては基板１１
２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１
３９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Ｔｉｐｉ１４１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１３
８．１４１とケーブル１４２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
撮像素子の盪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１８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１５０
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１５１．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１１ｉｔ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は固体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２４．１
５８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２
４．１５８を形成した側面を同一に並べて積層し、その
側面同士でロー付は又は導電性接着剤で接続しである。

第２１図は本発明の第７実施例を示す断面図であり、固
体↑造像素子の構成、外装方法を示している。この第７
実施例はセラミッ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
固体撮像素子チップ１６１をグイボンディングしている
。リード板１６０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、ｉ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１
６０を治具上に保持し、リード板中央部１６３に固体撮
像素子チップ１６１を積層してグイボンディングし、チ
ップ１６１の電極とリード板の電極１６２とをボンディ
ングワイヤ１６４により接続する０次に、チップ１６１
上にカラーフィルターアレイ　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
の状態でカラーフィ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１６
０の中央部１６３．電極１６２を含み、カバーガラス１
６６までの空隙に透光性の樹脂１６７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１６２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１６９を積層し、その基板
、１６９の側面に設けた電８ｉ１７０に対向して固体撮
像素子１６８の電極を位置付けし、両ｉ極１６２．１７
０をハンダ付けで接続する。

第２２図は本発明の第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に固体撮像素子チップ１６１
をグイボンディングし、ボンディングワイヤ１６４をボ
ンディングする。そのチップ１６１上にカラーフィルタ
ーアレイ　１６５を位置決めして接着する０次に、固体
撮像素子チップ１６１を装着したリード板１６０をプラ
スチックまたはセラミックより成るベース１７１上に載
せ、第１の透光性樹脂１７２によりチップ１６１を覆う
様に充填を行なう０次に、上方にカバーガラス１６６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１７２．１７３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は比較的ク
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。

従って、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、チップ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ェクションマ
シンは不要であり、ディ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、高温あるいは低温の
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
プラスチック　１７７に埋め込む１次に、固体撮像素子
チップ１６１をダイポンディングするリード板１７５の
面を研磨し、その面にメッキ処理を施こす、この面にチ
ップ１６１をダイボンディングし、ベース１７４の周囲
にインサートした電極１７６とデツプ１６１とをポンデ
ィングワイヤ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１ｉ！ｉ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を充填してかみ
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１
０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をプラスチック中にインサート成型し
、固体撮像素子チップ１６１をダイボンディングし、ポ
ンディングワイヤ１６４で電極１７６とチップ１６１を
接続し、チップ１６１上にカラーフィルターアレイ　１
６５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、チップ１６１に対向する画像入射面
はチップ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ってもよい。

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へ入力されるリセットパルス。

水平駆動パルスは、第１実施例と同様に同軸ケーブル５
２．５３．５４．５５．５６を経てビデオプロセッサ６
２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５７．５８．５９．６０によりビデオプ
ロセッサ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、アウトプットゲート端子Ｏ
Ｇ、ロードゲート端子ＬＧは直流バイアス発生Ｉ　Ｃ２
００に接続されている。このＩＣ２００は、ビデオプロ
セッサ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
ロセッサ６２に出力している。また、固体撮像素子１６
の保Ｉウェル端子ＰＴは、ビデオプロセッサ６２より一
７ｖの直流電圧が印加されており、Ｐウェル端子ＰＷは
ｏ■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、リセットドレイン端子
ＲＤアウトプットドレイン端子ＯＤには、ケーブル２０
１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１
日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Ｉ　Ｃ２００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、５９．６
０．２０１．２０２で送っているので、ケ−プル束の径
を細くすることができ、内ｙ１．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へ入力されるリセットパルスは、同軸
ケーブル５２を介してビデオプロセッサ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、アウトプットドレイン端子ＯＤ、　　リセット
ドレイン端子ＲＤ、保護ウェル端子ＰＴもシールドのな
いケーブル２０１゜２０２が接続されている。ケーブル
２０１は、リセットドレイン端子ＲＤ、　　アウトプッ
トドレイン端子ＯＤ、水平駆動パルス発生Ｉ　Ｃ２０３
に各々＋１６■の直流電圧を供給している。

水平Ｈ８パルスについて、ビデオプロセッサ６２より２
相のクロック記号φＨ＋ｔ＋　　φＨ０が同軸ケーブル
２０４．２０５を介してＩ　Ｃ２０３に供給される。Ｉ
Ｃ２０３は、このクロックパルスを第２７図に示すよう
に、位相が同じで電圧レベルの異なる２対のクロック信
号φ１（１，φＨ８及びφ）（２＋φＨ１を成形し、各
々固体撮像素子の水平転送りロック端子φＨ１φＨ！、
φＨ３，φＨ４に供給している。

これによって、水平駆動パルス信号の送信ケーブルを２
本減らすことができ、内視鏡先端部の小型細径化に寄与
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Ｒｚ＋Ｒｉ＋Ｒ
ｓ−Ｒｓ、コンデンサＣｘ、Ｃｓ、Ｃ４，Ｃｓ、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５７．５Ｂ、　５９．６０はシールドが設けら
れていない、また、分圧抵抗Ｒｚ、Ｒ１゜Ｒ４＋　ＲＳ
、及びコンデンサＣｚ、Ｃｉ、Ｃａ、Ｃｓ、は内視鏡操
作部２０８内に設けられている。

操作部２０８内では、ビデオプロセッサ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Ｒｚ、　Ｒｆｆ＋　Ｒ＃、Ｒｓ、により分圧ささて
、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。

これによって、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２１１．２１２゜２１３及び、ドライバ
ー２１４．２１５．２１６．２１７．２１８が設けられ
ている。ドライバー２１４．２１５．２１Ｇ。

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．
５４．５５．５６によって送信されるやまた、ビデオプ
ロセッサ６２からは、第１２実施例と同様に２相のクロ
ックパルスφＨ目、φＨ３４が供給され、このクロック
パルスを遅延回路２１２゜２１３で所定時間遅延した後
ドライバー２１５．２１６゜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。クロックパルスφＨｌ
　！　＋　　φＨ１４は同軸ケーブル２０４．２０５に
より供給される。

また、リセットパルスは、同軸ケーブル５２ａによって
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５２１）によって固体
撮像素子１６のリセット端子φＲに入力される。

これによって、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ット
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ット２２０゜鉗子チャンネルユ
ニット２２１．照明ユニット、送気ユニット、送水ユニ
ットがあり、樹脂２２２でモールド成形されている。撮
像ユニット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２２
５の入射面が接着固定されている。プリズム２２５の射
出面は固体撮像素子１６の逼像面に対向してカバーガラ
ス２７上に接着固定される。この固体撮像素子１６は第
３３図乃至第３５図に詳細に示しである。

第３３図は撮像ユニット２２０の固体撮像素子１６の部
分の内視鎖長手帖方向断面図であり、第３４図は第３３
のｃ−ｃ’　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、伽）
は側面図、（ｃｌは底面図、（ｄ）は前方から視た図で
ある。ベース部材２２６は多層セラミック基板であり、
第１ＦＪ２２７、第２層２２８は外形が同形状の平板で
あり、第１１１２２７の上面には導電パターン２２９が
設けられている。また、第２ｐｓ２２８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ｉ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１１
！！２２７と第２７１２２８とを積層することで電気的
接続が成される様に成っている。更に、第１層２２７の
底面には第３５図（ｃｌに示す様なパターンで外部電極
２３２が形成され、第１１２２７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３５１Ｄ＋ａ＋に示
す様にベース側ポンディングパッド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（ｄｌに示す様に設け
られる。第２層２２８の内視鏡後端側には第３７１後部
２３７、第４層２３８がｍ層され、第４７９２３８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２
４０が第３Ｎ後２３７と第４石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２２８
の上面に撮像素子チップ２４１がグイボンディングされ
、第３層前部２３４上のボンディングバ７　）　２３５
とチップ２４１とはボンディングワイヤ２４２により接
続されている。チップ２４１上にはボンディング部を除
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４４２３８とほぼ同じ高さとされてい
る。また、チップ２４１の周囲はボンディング部を含め
て封止樹脂２４３により封止されている。

次に、基板２４４も多層セラミック基板で形成され、第
１層２４５の内視鏡長手軸方向側面にはベース部材２２
６底面に形成した外部電極２３２に対応させて導電部２
４６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−７”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２
４４の各層には種々の配線パターンが形成されている。

この欅な基板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２
４８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２２６の後部の第４Ｊｉｇ　
２３Ｂに形成された外部電極２３９には多層セラミック
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２２Ｇと基板２４４を多層セラミ
ック基板とすることによりベース部材２２６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２２６にはボンディングバット
２３５が１５個並べて配列しであるが、そのポンディン
グパッド２３５と同じピッチで外部電極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フジが生じてしまう。ボンデ
ィングバット２３５のピッチはワイヤーボンディングが
できればよいので、０．２ｔｍ程度に小さくできるが、
外部電極２３２のピンチは０．６ｆｉ以上は必要である
。即ち、基板の多層化により外部電極２３２のピッチを
ボンディングバットのピッチより大きくできる。

また、ボンディングバット２３５は固体撮像素子１６に
おいて、内視鏡の先端側に設けである。

これは、ワイヤボンディングをするのに必要な部分、即
ち、チップ側ボンディングバットとベース側ポンディン
グパッド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。

ポンディングパッド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２３
２は、内視鏡の長手軸方向に並べて設けてあり、基板２
４４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
Ｌ６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２３
２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、鉗子チャンネルユニット２２１は鉗子チャンネルチ
ューブ２６０を有し、照明ユニットは照明レンズ２６１
とライトガイドファイバー束２６２を有し、送気ソニソ
トは送気ノズル２６３と送気チューブ２６４を有し、送
水ユニットは送水ノズル２６５と送水チューブ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ック基板を構成す
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２
７０．２７１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
った。尚、固体撮像素子１６の下面のベース部材の幅は
チップ２４１と接しない部分についてチップ２４１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
ブル東全体をシールド線で覆っても良い。

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に直接カラーフィルターアレイ２５
を形成し、これをチップ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って、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実施例の内視鏡先端の断面図。第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３［’ｌｌ！］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
−８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スは第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１８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２５Ｕ！Ｊは第１
１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ックパルス図。第２８図は第１３実施例の電気回路図、第２９図は第１
４実施例の電気回路図６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図の撮像ユニットの拡大図、第３４図
は第３３図のＧ−Ｇ’　断面図、第３５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、ｆａｔ
は上面図、　（ｂｌ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。

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ィン
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っ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。