(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズと、
前記対物レンズが結像する光学像を撮像するための固体撮像装置と、
一端部側が前記固体撮像装置と接続されるとともに他端部側が前記撮像ユニットの後端側に向かって延出するように配置された回路配線基板と、
先端部が前記回路配線基板と電気的に接続する複数のケーブルを束ねることで形成された信号伝送ケーブルと、
前記信号伝送ケーブルの先端部を構成し前記信号伝送ケーブルから前記複数のケーブルが分岐する束線分岐部と、
前記回路配線基板に設けられ前記束線分岐部と前記信号伝送ケーブルの一部とを挟み込んで固定するための側面を有する切り欠き部と、
を具備したことを特徴とする撮像ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内視鏡等に使用される小型の撮像ユニットに関し、特に撮像ユニットの長さ方向の短縮化に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、対物レンズ、固体撮像装置、及びこの固体撮像装置に接続される回路配線基板等を含む撮像ユニットを挿入部先端部に備えた電子内視鏡が種々提案され使用されている。
【０００３】
このような小型の撮像ユニットを電子内視鏡の挿入部先端部に配設する場合、信号伝送ケーブルの取付け部の構成としては、例えば図１２に示す構成のものがある。この第１の従来例の撮像ユニットでは、回路配線基板５１と固体撮像装置５２とを半田等の導電性材料５３にて接続した後、信号伝送ケーブル５４より内部のケーブル５５をストリップして接続に必要な長さへの切断及び処理を行い、回路配線基板５１の基板端部に信号伝送ケーブル５４を延設させて必要な箇所に導電性材料５３にて前記ケーブル５５を接続し、その後、収縮チューブ５６にて回路配線基板５１の周囲を保護し、内部に絶縁性樹脂５７を充填して硬化することにより、信号伝送ケーブルの固定及び取り付けを行うようにしている。
【０００４】
また、他の構成例として、図１３に示す構成のものが挙げられる。この第２の従来例の撮像ユニットでは、図１２の構成と同様に回路配線基板５１と固体撮像装置５２とを導電性材料５３にて接続した後、回路配線基板５１と接続基板５８とを略平行に配置してこれらの後端側に金属製のケーブル固定部材５９を導電性材料５３にて固定し、このケーブル固定部材５９側から信号伝送ケーブル５４内部のケーブル５５を両基板に沿って延設させ、これらのケーブル５５の外部導体６０がケーブル固定部材５９に接触した状態で、ケーブル５５の端部をそれぞれ回路配線基板５１と接続基板５８の外側の面に導電性材料５３にて接続固定し、その後、収縮チューブ５６にて回路配線基板５１及び接続基板５８の周囲を保護し、内部に絶縁性樹脂５７を充填して硬化することにより、信号伝送ケーブルの固定及び取り付けを行うようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述したような従来の撮像ユニットの構成において、図１２に示した撮像ユニットは、信号伝送ケーブル５４のケーブル束線分岐部６１の位置が回路配線基板５１の後端部より後方に位置している。よって、信号伝送ケーブル５４の取り付け時の固定強度確保のために、信号伝送ケーブル５４と収縮チューブ５６とのオーバーラップが必要なため、収縮チューブ５６の端部が後方に位置するほど撮像ユニットの硬質部が長くなり、結果として内視鏡先端部の硬質部が長くなってしまう。また、信号伝送ケーブル５４の固定時の保持は収縮チューブ５６及び絶縁性樹脂５７によって行われるため、固定強度が弱い、信号伝送ケーブルの位置決めがしづらいなどの問題点があった。
【０００６】
一方、図１３に示した撮像ユニットは、上記と同様に硬質部が長くなるという問題点に加え、ケーブル固定部材５９が別個に必要となり、加工工数及び取り付け工数が増大するという問題点があった。
【０００７】
電子内視鏡は、挿入部先端部の後部に設けた湾曲部を湾曲させることにより、先端部を所定方向に指向させることができるようになっており、先端部はなるべく短い方が望ましい。よって、このような電子内視鏡などに組み込む撮像ユニットはできるだけ硬質部の長さを短縮したものが望まれる。
【０００８】
本発明は、これらの事情に鑑みてなされたもので、信号伝送ケーブルの固定強度や組立時の作業性を損なうことなく、硬質部の長さを短縮でき、ユニットを組み込む内視鏡先端部などを小型化することが可能な撮像ユニットを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮像ユニットは、対物レンズと、前記対物レンズが結像する光学像を撮像するための固体撮像装置と、一端部側が前記固体撮像装置と接続されるとともに他端部側が前記撮像ユニットの後端側に向かって延出するように配置された回路配線基板と、先端部が前記回路配線基板と電気的に接続する複数のケーブルを束ねることで形成された信号伝送ケーブルと、前記信号伝送ケーブルの先端部を構成し前記信号伝送ケーブルから前記複数のケーブルが分岐する束線分岐部と、前記回路配線基板に設けられ前記束線分岐部と前記信号伝送ケーブルの一部とを挟み込んで固定するための側面を有する切り欠き部と、を具備したことを特徴とする。
【００１０】
【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の実施形態に係り、図１は撮像ユニットの構成を示す縦断面図、図２は撮像ユニットの回路配線基板と信号伝送ケーブルの接続部近傍を示す横断面図、図３は内視鏡装置全体の概略構成を示す説明図である。
【００１１】
本実施形態では、内視鏡の挿入部先端部に配設する撮像ユニットの構成例を示す。本実施形態の撮像ユニットが搭載される内視鏡１は、手元側の把持部を兼ねた操作部２の前方に細長で体腔内などの被検体内に挿入される挿入部３が延設されて構成されている。挿入部３は、柔軟な可撓管４を主体として構成され、この可撓管４の先端に上下／左右に湾曲可能な湾曲部５が連設され、この湾曲部５の前方に硬質な先端部６が設けられている。操作部２は、その側部より信号ケーブル、ライトガイドファイババンドル等を内設したユニバーサルコード７が延設されており、このユニバーサルコード７は、端部に設けられたコネクタ８を介して例えば光源装置を内設したビデオプロセッサ９に接続されるようになっている。なお、ビデオプロセッサと光源装置とは別体であっても良い。また、このビデオプロセッサ９は信号ケーブル１０を介してモニタ１１に接続されるようになっており、内視鏡１で撮像された被検部位の画像がビデオプロセッサ９で信号処理されてモニタ１１に表示され、使用者が観察できるようになっている。
【００１２】
前記内視鏡１の先端部６には、図１及び図２に示すような撮像ユニット１２が配設されている。撮像ユニット１２は、被写体を結像する対物レンズ１３と、この対物レンズ１３の結像位置（焦点位置）に撮像面が配置され被写体光学像を光電変換して撮像信号を得るＣＣＤ等の固体撮像装置１４と、この固体撮像装置１４に接続され信号増幅等の処理を行う回路配線基板１５と、前記固体撮像装置１４及び回路配線基板１５の少なくとも一方に接続される同軸ケーブル等からなる信号伝送ケーブル１６と、を有して構成されている。
【００１３】
回路配線基板１５には、図示されない信号処理ＩＣがダイボンディング、ワイヤボンディング、またはＴＡＢ（Tape Automated Bonding）等のフェースダウンボンディング等により電気的、機械的に接続され封止樹脂で封止された信号処理ＩＣ封止部１８及び、導電性材料２１により電気的、機械的に接続されたコンデンサ１９などの周辺回路部品が搭載されている。
【００１４】
本実施形態の撮像ユニット１２における信号伝送ケーブル１６の固定及び取り付け手順について図１及び図２を基に説明する。まず、固体撮像装置１４より外部へ引き出されたアウターリード２０と回路配線基板１５とを導電性材料２１にて接続する。その後、信号伝送ケーブル１６より内部のケーブル２２をストリップして接続に必要な長さへの切断及び処理を行い、回路配線基板１５の基板端部の信号伝送ケーブル１６接続部側に形成された切り欠き２３に信号伝送ケーブル１６の先端部を挿入し、回路配線基板１５上の接続ランド２４や固体撮像装置１４のアウターリード２０など必要な箇所にケーブル２２を導電性材料２１にて接続する。そして、固体撮像装置１４、回路配線基板１５及び信号伝送ケーブル１６の先端部を収縮チューブ２５によって保護し、収縮チューブ２５内部の空間に絶縁性樹脂１７を充填した後、硬化・固着させる。これにより、切り欠き２３に絶縁性樹脂１７等の接着剤が回り込み、ケーブル先端部と切り欠き２３も硬化・固着される。
【００１５】
本実施形態の構成では、回路配線基板１５の後端部側に設けた切り欠き２３によって、信号伝送ケーブル１６取り付け後のケーブル先端部の位置を全体的に固体撮像装置側にシフトさせ、基板端よりもより内側（先端側）にケーブル２２及びケーブル束線分岐部２６を配置できるため、撮像ユニット１２を周辺環境から電気的・機械的に保護するための収縮チューブ２５の長さが短くて済む。これにより、撮像ユニット１２の硬質部長を短くすることができるため、撮像ユニットを組み込む内視鏡の先端硬質部等の長さを短縮でき、内視鏡等の撮像用装置の操作性を向上できる。
【００１６】
また、本実施形態では回路配線基板１５に信号伝送ケーブル１６を接続する際に、回路配線基板１５の切り欠き２３内に信号伝送ケーブル１６を収納し、切り欠き２３の両側面で信号伝送ケーブル１６を挟み込むことによって信号伝送ケーブル１６を位置決め固定できるため、他に特別な固定部材を用いることなく固定強度を向上できる。さらに、切り欠き２３に信号伝送ケーブル１６を挿入するだけで、信号伝送ケーブル１６と切り欠き２３との位置決めを容易に行うことができるという効果もある。これにより、組立作業の効率化、信頼性の向上を図ることができる。
【００１７】
次に、第１の実施形態の変形例として、第２及び第３の実施形態においてコンデンサなどの周辺回路部品の配置構成を変更した構成例を示す。
【００１８】
図４は本発明の第２の実施形態に係る撮像ユニットの構成を示す横断面図である。第２の実施形態の撮像ユニット１２ａは、固体撮像装置１４より外部へ引き出されたアウターリード２０をコンデンサ１９に直接接続して構成したものである。その他の部分は前述した第１の実施形態と同様に構成されている。
【００１９】
図５は本発明の第３の実施形態に係る撮像ユニットの構成を示す横断面図である。第３の実施形態の撮像ユニット１２ｂは、回路配線基板１５の空きスペースにコンデンサ１９が位置するように、固体撮像装置１４のアウターリード２０を一方向に屈曲変形させて第２の実施形態と同様にアウターリード２０をコンデンサ１９に直接接続して構成したものである。その他の部分は前述した第１の実施形態と同様に構成されている。
【００２０】
これらの第２及び第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な作用効果が得られると共に、さらに撮像ユニットの小型化を図ることができる。
【００２１】
次に、第１の実施形態の他の変形例として、第４及び第５の実施形態において固体撮像装置と回路配線基板との接続部の構成を変更した構成例を示す。
【００２２】
図６ないし図８は本発明の第４の実施形態に係り、図６は固体撮像装置と回路配線基板との接続部の構成を示す平面図、図７は図６の接続部の縦断面図、図８は図６の回路配線基板のＡ−Ａ線断面図である。
【００２３】
第４の実施形態は、回路配線基板１５ａの一端側に段差部２７を設け、この段差部２７に固体撮像装置１４を電気的及び機械的に接続して取り付ける接続ランド２４を形成して回路配線基板１５ａを構成したものである。その他の部分は前述した第１の実施形態と同様に構成されている。
【００２４】
この構成により、固体撮像装置１４のアウターリード２０を変形させることなく、容易にアウターリード２０のリード間に回路配線基板１５ａを挿入して接続することが可能となる。
【００２５】
図９ないし図１１は本発明の第５の実施形態に係り、図９は固体撮像装置と回路配線基板との接続部の構成を示す平面図、図１０は図９の接続部の縦断面図、図１１は図９の回路配線基板のＢ−Ｂ線断面図である。
【００２６】
第５の実施形態は、回路配線基板１５ｂの一端側に溝部２８を設け、この溝部２８に接続ランド２４を形成して回路配線基板１５ｂを構成したものである。その他の部分は前述した第１の実施形態と同様に構成されている。
【００２７】
この構成により、固体撮像装置１４のアウターリード２０を変形させることなく、アウターリード２０と回路配線基板１５ｂの接続ランド２４とを接続することができ、かつ溝部２８に固体撮像装置１４のアウターリード２０を挿入し接続するだけで容易に位置決めできるため、位置決め作業が不要となり作業性を向上できる。
【００２８】
なお、本実施形態の撮像ユニットは、例に挙げた内視鏡のみならず、種々の撮像用装置に組み込んで使用可能であることは言うまでもない。
【００２９】
以上の各実施形態によれば、回路配線基板に切り欠き部を設けているので、信号伝送ケーブルの先端の接続部の位置を回路配線基板にくい込ませて固体撮像装置側に配置でき、内視鏡等の撮像用装置の先端硬質部長の短縮化を図ることができる。また、この切り欠き部によって信号伝送ケーブルの端部が位置決めされるため、作業の効率化が図れると共に、信号伝送ケーブルの固定強度を確実なものとすることができるという点で信頼性を向上させることができる。
【００３０】
［付記］
（１）  対物レンズと、この対物レンズの焦点位置にその撮像面を位置させて配置した固体撮像装置と、この固体撮像装置に接続する回路配線基板と、前記固体撮像装置または回路配線基板の少なくとも一方に接続する信号伝送ケーブルと、を備えた撮像ユニットにおいて、
前記回路配線基板の信号伝送ケーブル接続部側に、前記信号伝送ケーブルの先端部を収納する切り欠き部を設けたことを特徴とする撮像ユニット。
【００３１】
（２）  前記切り欠き部の近傍に、前記信号伝送ケーブルのケーブル束線分岐部を設置したことを特徴とする付記１に記載の撮像ユニット。
【００３２】
（３）  前記切り欠き部近傍に配設するケーブル束線分岐部を、前記回路配線基板の信号伝送ケーブル側端部より先端方向に位置させたことを特徴とする付記２に記載の撮像ユニット。
【００３３】
（４）  前記信号伝送ケーブルの先端部を、前記切り欠き部において接着剤により固着したことを特徴とする付記１に記載の撮像ユニット。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、信号伝送ケーブルの固定強度や組立時の作業性を損なうことなく、硬質部の長さを短縮でき、ユニットを組み込む内視鏡先端部などを小型化す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の実施形態に係る撮像ユニットの構成を示す縦断面図
【図２】第１の実施形態に係る撮像ユニットの回路配線基板と信号伝送ケーブルの接続部近傍を示す横断面図
【図３】内視鏡装置全体の概略構成を示す説明図
【図４】本発明の第２の実施形態に係る撮像ユニットの構成を示す横断面図
【図５】本発明の第３の実施形態に係る撮像ユニットの構成を示す横断面図
【図６】本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置と回路配線基板との接続部の構成を示す平面図
【図７】図６の接続部の縦断面図
【図８】図６の回路配線基板のＡ−Ａ線断面図
【図９】本発明の第５の実施形態に係る固体撮像装置と回路配線基板との接続部の構成を示す平面図
【図１０】図９の接続部の縦断面図
【図１１】図９の回路配線基板のＢ−Ｂ線断面図
【図１２】従来の撮像ユニットの第１の構成例を示す説明図
【図１３】従来の撮像ユニットの第２の構成例を示す説明図
【符号の説明】
１…内視鏡
３…挿入部
６…先端部
１２…撮像ユニット
１４…固体撮像装置
１５…回路配線基板
１６…信号伝送ケーブル
１７…絶縁性樹脂
１８…信号処理ＩＣ封止部
１９…コンデンサ
２０…アウターリード
２１…導電性材料
２２…ケーブル
２３…切り欠き
２４…接続ランド
２５…収縮チューブ
２６…ケーブル束線分岐部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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