(57)【要約】【課題】撮像素子ユニットを軸方向へ延ばすことなく、かつ回路基板を積層することなく、撮像素子ユニットの基板面積を拡張する。【解決手段】電子内視鏡用撮像素子ユニット１４は、撮像素子１１と、撮像素子１１が実装される平板上の回路基板１３とを備える。回路基板１３は撮像素子１１よりも大きく、実装された撮像素子１１の外縁を超えて外側へ延出する延出部が設けられる。延出部に内視鏡先端部２０に設けられる各種チャネルに対応した孔１３Ａまたは切り欠きを設ける。回路基板１３において、撮像素子１１の前面に、ホルダ１７を介してレンズユニット１５を装着する（撮像素子モジュール１０）。レンズユニット１５を、先端部２０の孔２１に嵌装する。孔１３Ａの位置を先端部２０の孔２２に位置決めし、孔１３Ａを通して鉗子挿通用パイプ１８を孔２２に装着する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子と、
前記撮像素子が実装される平板上の基板部材とを備え、
前記基板部材は、前記撮像素子よりも大きく、実装された前記撮像素子の外縁を超えて外側へ延出する延出部を備え、前記延出部には、内視鏡先端部に設けられる各種チャネルに対応した孔または切り欠きが設けられる
ことを特徴とする電子内視鏡用撮像素子ユニット。
【請求項２】
前記延出部に、電子部品が実装されることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡用撮像素子ユニット。
【請求項３】
前記基板部材の前記撮像素子が実装される側の面は、硬性部材から構成される内視鏡先端部の基端側の底面に係合されることを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡用撮像素子ユニット。
【請求項４】
前記基板部材がセラミック製であることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡用撮像素子ユニット。
【請求項５】
前記基板部材の外縁の少なくとも一部が、組み付け後、内視鏡挿入部の外皮内周面に接することを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡用撮像素子ユニット。
【請求項６】
前記基板部材の外形が円板形状を呈し、前記円板形状の外径が硬性部材から構成される内視鏡先端部に接続される挿入部外皮の内径に略等しいことを特徴とする請求項５に記載の電子内視鏡用撮像素子ユニット。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載の撮像素子ユニットにレンズユニットが取り付けられたことを特徴とする電子内視鏡用撮像素子モジュール。
【請求項８】
前記レンズユニットは、硬性部材から構成される内視鏡先端部内に収容可能であることを特徴とする請求項７に記載の電子内視鏡用撮像素子モジュール。
【請求項９】
請求項７または請求項８の何れか一項に記載の撮像素子モジュールが搭載されたことを特徴とする電子内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子内視鏡の挿入部先端に設けられる撮像素子の実装構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子内視鏡挿入部の先端に搭載される撮像素子は、関連電子部品とともにユニット化され、レンズユニットを取り付けたモジュールとして内視鏡先端部に組み付けられる。電子部品は撮像素子の裏側に配置される回路基板に実装され、回路基板はモジュールをコンパクトにするため撮像素子の外縁よりも内側に収められる。また、撮像素子モジュールは、曲げにより破壊されないように、硬性部材で形成される先端部の孔の中に嵌装され、保護される。
【０００３】
ところで近年の撮像素子の高機能化にともない、撮像素子に接続されるＩＯピンの数や、撮像素子ユニットに実装される電子部品の数が増大している。これに対応して回路基板を軸方向に延長し、実装可能な電子部品数を増大した構成が提案されている（特許文献１）。また別の方法として、回路基板を軸方向に複数段重ねて配置し、各基板に電子部品を実装する構成も提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８７５５０５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７９５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のように撮像素子ユニットを軸方向に延ばすと、硬性部材からなる先端部も長くする必要があるため、内視鏡先端付近での可撓性が制限され、操作性が悪化する。また、特許文献２の構成では、放熱面で問題があり、撮像素子の温度が上昇してＳ／Ｎ比が悪化する。発熱量は撮像素子の高機能化にともない一般に増大するので、高機能な撮像素子を利用する場合には特に問題となる。
【０００６】
本発明は、撮像素子ユニットを軸方向へ延ばすことなく、かつ回路基板を積層することなく、撮像素子ユニットの基板面積を拡張することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電子内視鏡用撮像素子ユニットは、撮像素子と、撮像素子が実装される平板上の基板部材とを備え、基板部材は撮像素子よりも大きく、実装された撮像素子の外縁を超えて外側へ延出する延出部を備え、延出部には内視鏡先端部に設けられる各種チャネルに対応した孔または切り欠きが設けられることを特徴としている。
【０００８】
延出部には、例えば電子部品が実装される。基板部材の撮像素子が実装される側の面は、硬性部材から構成される内視鏡先端部の基端側の底面に係合される。加工性、放熱性の観点からは基板部材はセラミック製であることが好ましい。より、広い面積を確保するには基板部材の外縁の少なくとも一部が、組み付け後、内視鏡挿入部の外皮内周面に接することが好ましい。基板部材の外形が円板形状を呈し、円板形状の外径が硬性部材から構成される内視鏡先端部に接続される挿入部外皮の内径に略等しいとき、基板部材の面積が最大化される。
【０００９】
本発明の電子内視鏡用撮像素子モジュールは、上記撮像素子ユニットにレンズユニットが取り付けられたことを特徴としており、レンズユニットは、例えば硬性部材から構成される内視鏡先端部内に収容可能である。
【００１０】
また本発明の電子内視鏡は、上記撮像素子モジュールが搭載されたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、撮像素子ユニットを軸方向へ延ばすことなく、かつ回路基板を積層することなく、撮像素子ユニットの基板面積を拡張することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態の撮像素子モジュールと電子内視鏡挿入部の先端部材との関係を示す側断面図である。
【図２】本実施形態の撮像素子ユニットの斜視図である。
【図３】撮像素子ユニットの変形例の側面図である。
【図４】撮像素子ユニットの別の変形例の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態である撮像素子モジュールと電子内視鏡挿入部の先端部材との関係を示す側断面図である。
【００１４】
本実施形態において、撮像素子モジュール１０は、撮像素子１１、電子部品１２、およびこれらが実装される回路基板１３から主に構成される撮像素子ユニット１４と、撮影レンズを構成するレンズユニット１５を備える。撮像素子１１は、カバーガラス１１Ａで撮像面が保護され、回路基板１３の一方の面に実装される。回路基板１３の他方の面には撮像素子ユニット１４に必要な各種電子部品１２が実装されるとともに、プロセッサ装置（図示せず）との間で駆動信号や映像信号の遣り取りを行う複合ケーブル１６が接続される。
【００１５】
本実施形態では、複合ケーブル１６の各信号線は、回路基板１３において撮像素子１１の裏側に当る位置に形成された突起部１３Ｐの側面に設けたランドにそれぞれ接続される。なお突起部１３Ｐの側面に複数の凹部を形成し、凹部内に各ランドを設ける構成としてもよい。
【００１６】
レンズユニット１５は、例えば略円筒形のホルダ１７内に嵌装され保持される。またホルダ１７は、レンズユニット１５の光軸が撮像素子１１の撮像面の概ね中心に位置するように回路基板１３に装着される。
【００１７】
回路基板１３の素材には、加工性および熱伝導性を考慮して例えばセラミックが用いられる。図２の撮像素子ユニット１４の斜視図にも示されるように、回路基板１３は、撮像素子１１よりも大きく、撮像素子１１の外縁を超えて外側へ延出し、その外形は例えば円板形状を呈する。この円板の外径は、例えば内視鏡先端部２０に接続される挿入部外皮（図示せず）の内径に略等しい。
【００１８】
内視鏡先端部２０は、例えば硬質樹脂から形成され、略円筒形状を呈する。先端部２０には、レンズユニット１５、ホルダ１７が嵌装される孔２１、鉗子チャンネル用の孔２２、ライトガイドを嵌挿するための孔（図示せず）、送気送水パイプを構成する孔（図示せず）など、複数の孔が軸方向に沿って基端側底面から先端側底面へと連通される。回路基板１３にはこれらの孔に対応する位置にそれぞれ孔１３Ａが各々形成される。
【００１９】
撮像素子モジュール１０は、レンズユニット１５およびホルダ１７を先端部２０の孔２１に嵌挿して組み付けられ、回路基板１３の撮像素子側の面は、内視鏡先端部２０の基端側底面に係合される。そして回路基板１３は、例えばビス等を用いて先端部２０に固定される。このとき、回路基板１３のそれぞれの孔１３Ａは、先端部２０に設けられたそれぞれ対応する孔（２１、２２等）に位置決めされる。
【００２０】
例えば鉗子チャンネルを構成する孔２２に対しては、回路基板１３に設けられた鉗子チャンネル用の孔１３Ａが位置決めされる。そして鉗子挿通用のパイプ１８が孔１３Ａを通して孔２２へと嵌挿され固定される。また、他の孔１３Ａに関しても同様に、対応する先端部２０に設けられた孔への位置決めが行われ、それぞれに対応する部材が装着される。なお回路基板１３に設けられるライトガイドを通す孔は、ライトガイドからの熱が基板に伝わらないように、ライトガイドの外径よりも大きい内径（マージン）を持って形成され、組立て後、ライトガイドと回路基板１３の間には隙間が設けられることが望ましい。なお先端部２０の基端側の外周面には、可撓管の外皮（図示せず）が固着され、撮像素子モジュール１０や、複合ケーブル１６、鉗子挿通用パイプ１８等は、外皮の内側に全て収容される。
【００２１】
以上のように、本実施形態によれば、撮像素子ユニットを軸方向へ延ばすことなく、かつ回路基板を積層することなく、撮像素子ユニットの基板部材の面積を拡張できる。これにより、先端部の軸方向長さを延ばすことなく、電子部品の搭載可能数を増大し、かつ放熱性を高めることができるので、操作性が損うことなく、また内視鏡の径を太くすることなく、高機能撮像素子の採用が可能となる。また本実施形態では基板部材にセラミックを用いることにより、基板部材の放熱性、加工性をより向上している。
【００２２】
図３は、撮像素子ユニットの変形例の側面図である。変形例の撮像素子ユニット１４Ｂでは、回路基板１３に代えてパッケージ１９が用いられる。撮像素子１１は、カバーガラス１１Ａによりパッケージ１９内に封止され、ボンディングワイヤ１１Ｂを通してパッケージ１９に電気的に接続される。また、複合ケーブル１６は、基板部材であるパッケージ１９の中央部近くに形成されたランドに接続される。図４は、撮像素子ユニットの別の変形例であり、この撮像素子ユニット１４Ｃでは、撮像素子１１がＢＧＡバンプ１１Ｃを介して回路基板１３に接続・固定される点以外は図３の変形例と同様である。
【００２３】
以上のように、変形例においても、図１、２を参照して説明した実施形態と同様の効果が得られる。また変形例では、複合ケーブルを基板部材上において、撮像素子の位置からずれた位置に接続でき、設計の自由度が高まることが示される。また同構成により撮像素子よりも太いケーブルの利用も容易となる。
【００２４】
なお撮像素子が実装される基板部材は、変形例にも示される通り、セラミック製の回路基板に限定されるものではない。例えば、セラミック／非セラミック製のパッケージ、高熱伝導金属基板、通常のリジッドタイプ基板、フレキシブル基板などを採用することもできる。
【００２５】
また、基板部材は、外皮の内側面に接する円形である必要はなく、例えば、外皮の内側面に接する多角形形状や、円の一部を切断した形状などその形は任意である。このとき、基板部材に設けられる各チャンネルに対応する孔を、切り欠きとしてもよい。また、基板部材の内視鏡先端部への組み付けにおいて、基板部材と内視鏡先端部の間に僅かな隙間を設けてもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１０  撮像素子モジュール
１１  撮像素子
１１Ａ  カバーガラス
１１Ｂ  ボンディングワイヤ
１１Ｃ  ＢＧＡバンプ
１２  電子部品
１３  回路基板
１３Ａ  各種チャンネル用の孔
１３Ｐ  突起部
１４、１４Ｂ、１４Ｃ  撮像素子ユニット
１５  レンズユニット
１６  複合ケーブル
１７  ホルダ
１８  鉗子挿通用パイプ
１９  パッケージ
２０  内視鏡先端部
２１  撮像素子モジュール用の孔
２２  鉗子チャンネル用の孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
2014104111.tif 000005
【図４】
2014104111.tif 000006