(57)【要約】【課題】固体撮像素子の画質に支障をきたすことなく固体撮像素子を他のチップ部品とともに基板に高密度実装する。【解決手段】体腔内に導入される密閉容器内に収容される撮像基板３０に対してチップ部品３４を実装する工程と、チップ部品３４を実装した撮像基板３０に対して固体撮像素子３１を実装する工程とを含む。この結果固体撮像素子３１の画質に支障をきたすことなく固体撮像素子３１を他のチップ部品３４とともに撮像基板３０に高密度実装できる。さらにチップ部品３４の実装後に固体撮像素子３１を実装しているため、固体撮像素子３１に対してチップ部品３４の実装によって生じる塵埃の付着を防止できる。【選択図】        図１２
2005204802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内に導入されてあらかじめ設定された所定の機能を実行するカプセル型医療装置の製造方法において、
前記被検体内に導入するためにカプセル状に形成された密閉容器内に収容される基板に対してチップ部品を実装する工程と、
前記被検体内の被写体像を得る固体撮像素子を前記チップ部品が実装された前記基板に対して実装する工程と
を含むことを特徴とするカプセル型医療装置の製造方法。
【請求項２】
前記チップ部品を実装する工程において、前記固体撮像素子を実装する基板と他の基板とをフレキシブル基板で接続した形態での前記基板に対してチップ部品をまとめて実装する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のカプセル型医療装置の製造方法。
【請求項３】
前記チップ部品を実装する工程において、当該チップ部品を前記基板の両面にそれぞれ実装する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載のカプセル型医療装置の製造方法。
【請求項４】
前記固体撮像素子を実装する基板と他の基板とをフレキシブル基板で接続した形態において、前記固体撮像素子を実装する工程の後、前記固体撮像素子に電力を供給するスイッチ部を前記他の基板に対して実装する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のカプセル型医療装置の製造方法。
【請求項５】
前記固体撮像素子を実装する基板と他の基板とをフレキシブル基板で接続した形態において、前記固体撮像素子を実装する工程の後、前記固体撮像素子の被写体像を送信する送信部を前記フレキシブル基板に対して接続する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のカプセル型医療装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体内に導入されて被検体内の情報を収集するカプセル型医療装置の製造方法、特にカプセル型内視鏡の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従前より、カプセル型医療装置として、被検体である患者に対して、口から体腔内に導入でき、胃などの消化管内を撮影して生体腔内の情報を収集できるようにしたカプセル型内視鏡が知られている。このカプセル型内視鏡は、生体内の撮像を行う装置として、照明源、画像センサ（固体撮像素子）および光学システムを備えた撮像システムと、光学窓とを備える。照明源は、光学窓を通して体内の各部を照明する。画像センサおよび光学システムは、光学窓を通して体内の各部から画像を取得する。さらに装置は、画像信号を画像センサから送信するための送信機およびアンテナと、装置の電気素子へ電力を提供する電池とを備える。この装置は、カプセル状の容器に収容してある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】国際公開第０２／１０２２２４号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したカプセル型内視鏡は、口から体腔内に導入するために飲み込み易い小型の容器内に装置を収容してある。すなわち、容器の内部に収容される装置の回路基板を小型化し、当該回路基板に複数のチップ部品を高密度で実装することが要求される。しかしながら、小型化した回路基板に高密度でチップ部品を実装する場合、各チップ部品における耐熱性を考慮する必要がある。特に、画像センサは、有機膜からなるカラーフィルタを有しており、このカラーフィルタが実装時の熱によって変色すると所望の画像が得られなくなってしまう。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、固体撮像素子の画質に支障をきたすことなく当該固体撮像素子を他のチップ部品とともに小型基板に高密度実装することができるカプセル型内視鏡の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項１に係るカプセル型医療装置の製造方法は、被検体内に導入されてあらかじめ設定された所定の機能を実行するカプセル型医療装置の製造方法において、前記被検体内に導入するためにカプセル状に形成された密閉容器内に収容される基板に対してチップ部品を実装する工程と、前記被検体内の被写体像を得る固体撮像素子を前記チップ部品が実装された前記基板に対して実装する工程とを含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項２に係るカプセル型医療装置の製造方法は、上記請求項１において、前記チップ部品を実装する工程において、前記固体撮像素子を実装する基板と他の基板とをフレキシブル基板で接続した形態での前記基板に対してチップ部品をまとめて実装する工程をさらに含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項３に係るカプセル型医療装置の製造方法は、上記請求項１または２において、前記チップ部品を実装する工程において、当該チップ部品を前記基板の両面にそれぞれ実装する工程をさらに含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項４に係るカプセル型医療装置の製造方法は、上記請求項１〜３のいずれか一つにおいて、前記固体撮像素子を実装する基板と他の基板とをフレキシブル基板で接続した形態において、前記固体撮像素子を実装する工程の後、前記固体撮像素子に電力を供給するスイッチ部を前記他の基板に対して実装する工程をさらに含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項５に係るカプセル型医療装置の製造方法は、上記請求項１〜３のいずれか一つにおいて、前記固体撮像素子を実装する基板と他の基板とをフレキシブル基板で接続した形態において、前記固体撮像素子を実装する工程の後、前記固体撮像素子の被写体像を送信する送信部を前記フレキシブル基板に対して接続する工程をさらに含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかるカプセル型医療装置の製造方法は、基板にチップ部品を実装した後、当該基板に固体撮像素子を実装する工程を含む。このため、チップ部品を実装する際の熱が固体撮像素子に影響することがない。この結果、固体撮像素子の画質に支障をきたすことなく固体撮像素子を他のチップ部品とともに基板に高密度実装することができる。さらに、チップ部品の実装後に固体撮像素子を実装しているため、固体撮像素子に対してチップ部品の実装で生じる塵埃の付着を防止することができる。
【００１２】
本発明にかかるカプセル型医療装置の製造方法は、チップ部品を実装する工程において、固体撮像素子を実装する基板と他の基板とをフレキシブル基板で接続した形態での基板に対してチップ部品をまとめて実装する工程をさらに含む。この結果、チップ部品について適した温度で実装することができ、かつ、固体撮像素子について適した温度で実装することができる。
【００１３】
本発明にかかるカプセル型医療装置の製造方法は、チップ部品を実装する工程において、固体撮像素子を実装する基板の両面、または固体撮像素子を実装する基板と他の基板とがフレキシブル基板で接続してある基板の両面に、チップ部品をそれぞれ実装する工程をさらに含む。この結果、基板の両面について同種の工程に手戻りを生じることなく製造工程の効率化を図ることができる。
【００１４】
本発明にかかるカプセル型医療装置の製造方法は、固体撮像素子を実装する基板と他の基板とをフレキシブル基板で接続した形態において、固体撮像素子を実装する工程の後、スイッチ部を他の基板に対して実装する工程をさらに含む。この結果、固体撮像素子を実装した基板と、スイッチ部を実装する基板とがフレキシブル基板を介して距離をおいて設けあるので、スイッチ部を実装する際に生じる熱が固体撮像素子に影響することがない。
【００１５】
本発明にかかるカプセル型医療装置の製造方法は、固体撮像素子を実装する基板と他の基板とをフレキシブル基板で接続した形態において、固体撮像素子を実装する工程の後、送信部をフレキシブル基板に対して接続する工程をさらに含む。この結果、固体撮像素子を実装した基板と、送信部を接続するフレキシブル基板が当該フレキシブル基板によって距離をおいて設けてあるので、送信部を接続する際に生じる熱が固体撮像素子に影響することがない。さらには、チップ部品および固体撮像素子を実装する際に生じる熱が送信部の送信に係る設定に影響を及ぼすことがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照して、本発明に係るカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡の製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１７】
図１は本発明に係るカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡の構成を示す側断面図、図２は照明基板を前面から見た断面図、図３は照明基板を後面から見た断面図、図４は撮像基板を前面から見た断面図、図５は撮像基板を後面から見た断面図、図６はスイッチ基板を前面から見た断面図、図７は電源基板を後面から見た断面図、図８はアンテナ基板を後面から見た断面図、図９は本発明に係るカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡の製造工程を示す側面図、図１０は本発明に係るカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡の製造工程を示す側面図、図１１は本発明に係るカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡の製造工程を示す側面図、図１２は本発明に係るカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡の製造工程を示す側面図、図１３は本発明に係るカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡の製造工程を示す側面図、図１４は本発明に係るカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡の製造工程を示す側面図、図１５は本発明に係るカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡の製造工程を示す側面図、図１６は本発明に係るカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡の製造工程を示す側面図、図１７は本発明に係るカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡の製造工程を示す側面図、図１８は本発明に係るカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡の製造工程を示す側面図、図１９は本発明に係るカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡の製造工程を示す側面図、図２０は本発明のカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡を用いた医療システムの概略図である。
【００１８】
はじめに、カプセル型内視鏡の構成について図１〜図８を参照して説明する。図１に示すようにカプセル型内視鏡１は、主として照明部２と、撮像部３と、駆動部４と、電源供給部５と、送信部６とからなる内部構成体、および当該内部構成体を収容する密閉容器７を有している。
【００１９】
照明部２は、図１に示すように発光ダイオード（例えば白色ＬＥＤ）などの発光体からなるチップ部品である照明手段２１を有している。図２に示すように照明手段２１は、円盤状に形成した照明基板２０の前面に設けてある。照明基板２０は、その中心部分に通穴２０ａが設けてある。照明手段２１は、照明基板２０の前面で通穴２０ａを中央において上下左右に１個ずつ計４個配置してある。この照明手段２１は、照明基板２０の前面側に照明光を照射する。また、図３に示すように照明基板２０の後面には、照明手段２１を駆動するための回路を構成するチップ部品２２が設けてある。照明基板２０の前後面に照明手段２１や当該照明手段２１を駆動するためのチップ部品２２を集約して設けたことで照明基板２０の小型化を図り、さらに照明部２を安定した動作させることが可能である。なお、照明手段２１は、上記発光ダイオードに限定されるものではなく、例えばＥＬ素子などを用いることができる。また、その数も４個に限定されるものではない。
【００２０】
撮像部３は、図１に示すようにＣＣＤなどの固体撮像素子３１と、固体撮像素子３１に被写体の像を結像する撮像光学系としての結像レンズ３２とを有している。図４に示すように固体撮像素子３１は、円盤状に形成した撮像基板３０の前面に設けてある。結像レンズ３２は、固体撮像素子３１の前面側に設けてある。これにより、固体撮像素子３１は、結像レンズ３２を介して受光面上に結像した光学像を撮像する。
【００２１】
図１に示すように結像レンズ３２は、固体撮像素子３１の光軸線上に共に配置した一対のレンズ３２ａ，３２ｂで構成してある。レンズ３２ａ，３２ｂは、互いの光軸を一致した形態で円筒状のレンズ枠３３ａに保持してある。このように、レンズ３２ａ，３２ｂをレンズ枠３３ａに保持してレンズユニットを構成してある。
【００２２】
一方、固体撮像素子３１の前面側には、円筒状の保持枠３３ｂが設けてある。この保持枠３３ｂは、固体撮像素子３１の光軸線（受光面の中心：図示せず）に対して位置決めして固定してある。上記レンズユニットのレンズ枠３３ａは、保持枠３３ｂに対して前記光軸に沿う方向に移動可能に内装して保持してある。すなわち、レンズ枠３３ａおよび保持枠３３ｂは、結像レンズ３２を光軸に沿って移動するピント調整機構３３を構成している。このピント調整機構３３により、レンズ枠３３ａおよび結像レンズ３２の製造ばらつきを吸収して、所望の解像力、深度、視野角を設定することができる。そして、レンズ枠３３ａは、照明基板２０の通穴２０ａに挿通してあり、結像レンズ３２の光軸を照明基板２０の前面に向けている。これにより、撮像部３は、照明部２の照明光によって照らされた範囲を撮像することができる。
【００２３】
さらに、撮像部３の光軸と照明基板２０とは略直交させてあり、照明手段２１による照明光の照射に伴う観察像での配光を確保し、また照明部２および撮像部３を含めた小型化を図ることが可能である。また、図４および図５に示すように撮像基板３０の前面および後面には、固体撮像素子３１を囲む態様で当該固体撮像素子３１を駆動するための回路を構成するチップ部品３４が設けてある。なお、固体撮像素子３１は、上記ＣＣＤに限定されるものではなく、例えばＣＭＯＳなどを用いることができる。
【００２４】
駆動部４は、ＤＳＰ４１（ディジタル  シグナル  プロセッサ）を有している。図５に示すようにＤＳＰ４１は、撮像基板３０の後面にチップ部品３４で囲まれる態様で設けてある。このＤＳＰ４１は、本実施の形態におけるカプセル型内視鏡１の駆動制御の中枢を司り、固体撮像素子３１の駆動制御、固体撮像素子３１の出力信号処理、および照明手段２１の駆動制御を行う。
【００２５】
なお、撮像基板３０の後面のチップ部品３４としては、半導体部品がある。この半導体部品は、ＤＳＰ４１から出力される映像信号およびクロック信号の２つの信号を送信するにあたり１つの信号にミキシングする機能などを有する。
【００２６】
電源供給部５は、図１に示すように電池５１と、スイッチ部５２と、電源部５３とを有している。電池５１は、外形が円形状であるボタン型の酸化銀電池などであり、複数個（本実施の形態では３個）を直列にしてマイナス極側を後側に向けて配置してある。なお、電池５１は、酸化銀電池に限定されるものではなく、例えば充電式電池、発電式電池などを用いてもよい。
【００２７】
図１に示すようにスイッチ部５２は、リードスイッチ５２ａと、バイアス磁石５２ｂとを有している。図６に示すようにリードスイッチ５２ａおよびバイアス磁石５２ｂは、円盤状に形成したスイッチ基板５０Ａの前面に設けてある。図１に示すようにリードスイッチ５２ａは、スイッチ基板５０Ａに設けた切欠穴５０Ａａに挿通して接着剤で固定することで、スイッチ基板５０Ａの前面側への突出高さを抑えて、スイッチ部５２の小型化を図っている。このリードスイッチ５２ａは、ノーマリＯＦＦタイプであり、バイアス磁石５２ｂとの組み合わせで常時ＯＮ状態になる。そして、リードスイッチ５２ａのＯＮ状態によってカプセル型内視鏡１のメイン電源がＯＮする。
【００２８】
また、スイッチ部５２は、バイアス磁石５２ｂの長手方向（磁極間の方向）と、リードスイッチ５２ａに内装したリードリレーの方向とを並設してある。これにより、リードスイッチ５２ａを常時ＯＮ状態に作用するためのバイアス磁石５２ｂの磁力が安定する。さらに、スイッチ部５２は、バイアス磁石５２ｂの長手方向（磁極間の方向）と、リードスイッチ５２ａに内装したリードリレーの方向とを互いに平行にしてある。これにより、リードスイッチ５２ａの動作が安定する。また、スイッチ部５２は、ノーマリＯＦＦタイプのリードスイッチ５２ａを採用したことにより、全体の小型化を図っている。
【００２９】
なお、図６に示すようにスイッチ基板５０Ａの前面には、チップ部品５４が設けてある。このチップ部品５４としては、ＥＥＰＲＯＭなどのメモリや振動子などがある。メモリは、例えばＤＳＰ４１の初期値、固体撮像素子３１の色のバラツキやホワイトバランス、およびカプセル型内視鏡１の固有番号などを記憶する。これにより高機能化を図ることができる。振動子は、ＤＳＰ４１に基本のクロックを与える。また、図１に示すようにスイッチ基板５０Ａの後面には、板バネで形成した接点５５が設けてある。接点５５は、電池５１のプラス極に接触する。
【００３０】
電源部５３は、ＤＣＤＣコンバータ５３ａを有している。図７に示すようにＤＣＤＣコンバータ５３ａは、円盤状に形成した電源基板５０Ｂの後面に設けてある。ＤＣＤＣコンバータ５３ａは、常にシステムに必要な一定の電圧を得るために、電池５１で得られる電圧をコントロールする。また、図には明示しないが、電源基板５０Ｂの前面には、電池５１のマイナス極に接触する接点が設けてある。このように、電源供給部５は、スイッチ基板５０Ａと電源基板５０Ｂとの間に電池５１を直列に接続して置いて電源の供給を行う。
【００３１】
送信部６は、発振回路６１と、アンテナ６２とを有している。図１および図８に示すように発振回路６１は、円盤状に形成した送信基板６０Ａの後面に設けてある。また、図８に示すようにアンテナ６２は、円盤状に形成したアンテナ基板６０Ｂの後面に略渦巻き状のパターンで設けてある。この送信部６は、上述した前記半導体部品でミキシングした信号から一定の周波数・振幅・波形を持つ信号を発振回路６１によって取り出し、この取り出した信号をアンテナ６２によって外部に送信する。なお、送信基板６０Ａとアンテナ基板６０Ｂとは、半田によって電気的に接続して一体の送信ユニットをなしている。
【００３２】
上記照明基板２０、撮像基板３０、スイッチ基板５０Ａおよび電源基板５０Ｂは、リジッド基板からなる。図１に示すように各リジッド基板は、一連のフレキシブル基板８０を挟む態様で設けてある。これにより、各リジッド基板は、フレキシブル基板８０を介して照明基板２０、撮像基板３０、スイッチ基板５０Ａおよび電源基板５０Ｂの順で所定間隔をおいて設けてあり、互いに電気的に接続してある。そして、各部品類が設けられた各基板２０，３０，５０Ａ，５０Ｂは、フレキシブル基板８０の折り曲げによって図１に示す態様で前後方向に積層して配置される。また、図２〜図７に示すようにフレキシブル基板８０が延在する各基板２０，３０，５０Ａ，５０Ｂの縁部には、平坦部９０が形成してあり、フレキシブル基板８０の折り曲げに際して当該フレキシブル基板８０の変形を抑えている。このように、各基板２０，３０，５０Ａ，５０Ｂおよびフレキシブル基板８０は、一体で、かつ電気的に接続されたリジッドフレキ基板を構成している。また、図１および図８に示すように電源基板５０Ｂの下縁から延在するフレキシブル基板８０は、送信ユニットをなす送信基板６０Ａに対して半田によって電気的に接続してある。
【００３３】
密閉容器７は、上述した内部構成体を収容するものであり、図１に示すように外装部材としての先端カバー７１およびケース７２を接合してなる。先端カバー７１は、カプセル型内視鏡１の前側に配置してあり、照明基板２０の前面側を覆う部分である。先端カバー７１は、略半球状のドーム形状であって後側が円形状に開口してある。この先端カバー７１は、透明あるいは透光性を有した透明部をなし、照明部２の照明光を密閉容器７の外部に透過するとともに、当該照明光で照らされた像を密閉容器７の内部に透過する。上記先端カバー７１は、シクロオレフィンポリマー、ポリカーボネイト、アクリル、ポリサルフォンあるいはウレタンで形成してあり、特にシクロオレフィンポリマーあるいはポリカーボネイトが光学性能および強度を確保するのに好ましい。
【００３４】
ケース７２は、先端カバー７１の後側において上記内部構成体を覆う部分である。ケース７２は、円筒状の胴部と略半球状のドーム形状とした後端部とを一体にして胴部の前側が円形状に開口してある。そして、ケース７２は、照明部２の照明基板２０と、撮像部３の撮像基板３０と、電源供給部５のスイッチ基板５０Ａおよび電源基板５０Ｂと、電池５１とを胴部に収容し、送信部６の送信基板６０Ａおよびアンテナ基板６０Ｂをドーム形状の後端部に収容する。上記ケース７２は、シクロオレフィンポリマー、ポリカーボネイト、アクリル、ポリサルフォンあるいはウレタンで形成してあり、特にポリサルフォンが強度を確保するのに好ましい。
【００３５】
図１に示すように照明基板２０の前面側を覆う先端カバー７１と、内部構成体を覆うケース７２とは、密閉容器７の内部の水密を確保する態様で互いの開口部を接着剤で接合してある。なお、密閉容器７の内部に内部構成体を収容するにあたり、照明基板２０と撮像基板３０とスイッチ基板５０Ａとの各間隙、電源基板５０Ｂと送信基板６０Ａとアンテナ基板６０Ｂとの各間隙には、この間隙などを封止するための封止樹脂７３が充填してある。さらに、アンテナ基板６０Ｂを除く内部構成体の外周と密閉容器７の内面との間隙には、封止樹脂７３を充填することで封止してある。
【００３６】
以下、上述したカプセル型内視鏡１の製造工程について図９〜図１９を参照して説明する。
【００３７】
最初に、図９に示すようにリジッドフレキ基板を形成する。リジッドフレキ基板は、リジッド基板からなる照明基板２０、撮像基板３０、スイッチ基板５０Ａ、電源基板５０Ｂの順で、フレキシブル基板８０を介して電気的に接続してある。また、電源基板５０Ｂにおいてスイッチ基板５０Ａに相反する側には、さらにフレキシブル基板８０が延在してある。このリジッドフレキ基板は、長手状に形成したフレキシブル基板８０を各リジッド基板で挟んで各々フレキシブル基板とリジッド基板とを電気的に接続してある。そして、照明基板２０には通穴２０ａを設け、スイッチ基板５０Ａには切欠穴５０Ａａを設けてある。なお、本実施の形態では、各基板２０，３０，５０Ａ，５０Ｂの外周を囲む態様で枠状に形成した保持枠（図示せず）に上記リジッドフレキ基板を保持した形態にしてあり、この形態で以下の工程に進む。また、保持枠には、上記リジッドフレキ基板が複数並設して保持した形態にしてあり、複数のリジッドフレキ基板に対して以下の工程が行われる。
【００３８】
次に、図１０に示すように各基板２０，３０，５０Ａ，５０Ｂに対して、抵抗、コンデンサあるいはトランジスタなどの個別のチップ部品２１，２２，３４，５４，５３ａを実装する。本実施の形態において、チップ部品２１，２２，３４，５４，５３ａは、あらかじめ各基板２０，３０，５０Ａ，５０Ｂに印刷したペースト状の半田の位置に置かれ、各基板２０，３０，５０Ａ，５０Ｂに直接熱を加えることで前記半田を溶かすリフローによって実装される。これらチップ部品２１，２２，３４，５４，５３ａの実装は、各基板２０，３０，５０Ａ，５０Ｂの前面と後面と（図１０では上下面）のそれぞれの面でまとめて行われる。
【００３９】
次に、図１１に示すように基板３０，５０Ａに対して、ＤＳＰ４１および上述したミキシング機能を有する半導体部品（チップ部品）５４などを実装する。本実施の形態において、ＤＳＰ４１および半導体部品５４は、フリップチップ部品として構成してあり、その接点と、基板３０，５０Ａの配線電極との間の半田を熱で溶かすフリップチップボンディングによって実装される。
【００４０】
次に、図１２に示すように撮像基板３０に対して固体撮像素子３１を実装する。本実施の形態において、固体撮像素子３１は、ボールグリッドアレイチップ部品として構成してあり、その接点と、撮像基板３０の配線電極との間の半田ボールを熱で溶かすボールグリッドアレイによって実装される。この際、上記チップ部品２１，２２，３４，５４，５３ａ，ＤＳＰ４１および半導体部品５４の実装よりも低温である略２３０℃の熱を１０秒間加えるだけなので固体撮像素子３１の有機膜からなるカラーフィルタの変色がない。なお、固体撮像素子３１は、所定の基板である撮像基板３０に実装される最後の電気的部品である。
【００４１】
また、本実施の形態では、フレームトランスファー型の固体撮像素子３１（ＣＣＤ）を採用してある。この固体撮像素子３１は、自身が受光部となっている。このため、開口率の高さ（ほぼ１００％）や高い感度、他のＣＣＤ（例えばインターライン型）に比べて低い加工精度で高画素化できる。
【００４２】
また、撮像基板３０では、固体撮像素子３１を設けた反対側の面にＤＳＰ４１を設け、両面に固体撮像素子３１の駆動回路を構成するチップ部品を設けてある。そして、これらを基板に形成した穴（スルーホール）、あるいは層状に構成した基板の必要な層間に形成した穴（ビアホール）によって接続してある。これにより、撮像基板３０の小型化を図っている。
【００４３】
次に、図１３に示すようにスイッチ基板５０Ａに対してリードスイッチ５２ａを実装する。リードスイッチ５２ａは、切欠穴５０Ａａに没入されて個別に半田付けによって実装される。その後、図１３に示すように電源基板５０Ｂから延在するフレキシブル基板８０に対して、予め別に組み立てた送信部６の送信基板６０Ａを個別に半田付けによって接続する。
【００４４】
次に、図１４に示すようにスイッチ基板５０Ａに対してバイアス磁石５２ｂを固定する。バイアス磁石５２ｂは、熱を生じない接着剤などで固定される。バイアス磁石５２ｂは、その磁界によってノーマリＯＦＦタイプのリードスイッチ５２ａをＯＮ状態にする。なお、バイアス磁石５２ｂを固定した後は、照明部２、撮像部３、電源供給部５および送信部６についての動作確認を行う。図には明示しないが、動作確認は、撮像基板３０に設けたテストパッドを用いて容易に行われる。
【００４５】
次に、図１５に示すように固体撮像素子３１に保持枠３３ｂを取り付ける。次いで、図１６に示すように保持枠３３ｂにレンズ枠３３ａを内装する。そして、レンズ枠３３ａおよび保持枠３３ｂからなるピント調整機構３３によってピント調整を行い、レンズ枠３３ａを保持枠３３ｂに固定する。保持枠３３ｂおよびレンズ枠３３ａは、熱を生じない接着剤などで固定される。
【００４６】
次に、各基板２０，３０，５０Ａ，５０Ｂを上述の保持枠（図示せず）から外し、フレキシブル基板８０を折り曲げて、各基板２０，３０，５０Ａ，５０Ｂ，６０Ａ，６０Ｂを積層状態にする。この際、照明基板２０の通穴２０ａに対して撮像基板３０側に設けたレンズ枠３３ａを挿通して照明基板２０をレンズ枠３３ａおよび保持枠３３ｂに固定する。さらに、スイッチ基板５０Ａと電源基板５０Ｂとの間には、電源基板５０Ｂ側にマイナス極側を向けて電池５１を配置する。電池５１の各電極は、スイッチ基板５０Ａの後面と電源基板５０Ｂの前面とに設けた接点５５に接触する。そして、電池５１を介在した形態でスイッチ基板５０Ａおよび電源基板５０Ｂに熱収縮バンド５６を巻装する。熱収縮バンド５６は、加熱によって収縮して複数の電池５１を束ね、各電池５１間の電気的接触および各電極と接点５５との接触を維持する。この加熱は、固体撮像素子３１に影響の生じない温度である。なお、電池５１を配置したとき、当該電池５１によって電力の供給が行われるので、リードスイッチ５２ａに作用しているバイアス磁石５２ｂの磁界を無効化する磁界をリードスイッチ５２ａに接近させて電池５１の消費を防止する。その後、各基板２０，３０，５０Ａ，５０Ｂ，６０Ａ，６０Ｂ間の外径を整えながら、撮像基板３０とスイッチ基板５０Ａとの間、電源基板５０Ｂと送信基板６０Ａとの間を接着する。これにより、内部構成体が完成する。
【００４７】
次に、図１８に示すように照明基板２０の前面に先端カバー７１を固定する。
【００４８】
最後に、図１９に示すようにアンテナ基板６０Ｂを除く内部構成体の周囲に封止樹脂７３を被着して、当該内部構成体の後端をケース７２に挿入し、先端カバー７１と当該ケース７２とを互いに接合する。これにより、カプセル型内視鏡１が完成する。
【００４９】
ここで、上述したカプセル型内視鏡１を用いた医療システムの一例について説明する。図２０に示すようにカプセル型内視鏡１は、パッケージ１００内に収納した状態で可搬性を備える。図には明示しないが、パッケージ１００には、永久磁石が設けてある。この永久磁石は、スイッチ部５２のバイアス磁石５２ｂとは逆の極性で配置してあり、当該バイアス磁石５２ｂの磁界を無効化する。このため、スイッチ部５２のリードスイッチ５２ａがＯＦＦ状態になってカプセル型内視鏡１のメイン電源をＯＦＦすることになる。
【００５０】
カプセル型内視鏡１を用いた医療システムは、上記のパッケージ１００に収納したカプセル型内視鏡１、患者すなわち被検査者１０１に着用させるジャケット１０２、ジャケット１０２に着脱自在の受信機１０３、およびコンピュータ１０４により構成される。
【００５１】
ジャケット１０２は、電磁シールド繊維で形成したシールドジャケットをなしている。このジャケット１０２には、カプセル型内視鏡１のアンテナ６２から発信される電波を捕捉するアンテナ１０２ａ〜１０２ｄが設けてあり、当該アンテナ１０２ａ〜１０２ｄを介して、カプセル型内視鏡１と受信機１０３との間の通信が可能となっている。なお、アンテナ１０２ａ〜１０２ｄの数は図２０に示す４個に限定されず複数あればよい。この複数のアンテナ１０２ａ〜１０２ｄのうち受信強度の最大であるアンテナを選択することによって、カプセル型内視鏡１の移動に伴う位置に応じた電波を良好に受信することができる。また、各アンテナ１０２ａ〜１０２ｄの受信強度により、カプセル型内視鏡１の体腔内における位置も検出することができる。
【００５２】
受信機１０３は、逐次受信される撮像画像データに対しホワイトバランス処理を行い、ホワイトバランス処理済の画像データを例えばコンパクトフラッシュ（Ｒ）メモリカード（ＣＦメモリカード）１０５に格納する。受信機１０３による受信は、カプセル型内視鏡１の撮像開始とは同期しておらず、受信機１０３の入力部の操作により受信開始と受信終了とを制御している。
【００５３】
コンピュータ１０４は、ＣＦメモリカード１０５のリード／ライトなどを行う。このコンピュータ１０４は、医者もしくは看護士（検査者）がカプセル型内視鏡１によって撮像された患者体内の臓器などの画像に基づいて診断を行うための処理機能を有している。
【００５４】
上記システムの概略動作について説明する。まず、図２０に示すように検査を開始する前において、パッケージ１００からカプセル型内視鏡１を取り出す。これにより、カプセル型内視鏡１のリードスイッチ５２ａがＯＮ状態になりメイン電源をＯＮすることになる。すなわち、カプセル型内視鏡１は、照明手段２１が照明光を照射し、この照明光を先端カバー７１に透過させて密閉容器７の外部を照らせる状態であり、かつ、当該先端カバー７１から透過した像を密閉容器７内の固体撮像素子３１に結像し、この像のデータを密閉容器７の外部に送信できる状態になる。
【００５５】
次に、カプセル型内視鏡１を被検査者１０１が口から飲み込む。これにより、カプセル型内視鏡１は、食道を通過し、消化管腔の蠕動運動により体腔内を進行することで、体腔内を照らすとともに逐次体腔内の像を撮像する。そして、カプセル型内視鏡１では、必要に応じてあるいは随時、撮像結果について撮像画像の電波を出力する。この電波は、ジャケット１０２のアンテナ１０２ａ〜１０２ｄで捕捉される。捕捉された電波は、信号としてアンテナ１０２ａ〜１０２ｄから受信機１０３へ中継される。
【００５６】
最後に、カプセル型内視鏡１による被検査者１０１の観察（検査）が終了すると、撮影画像データが格納されたＣＦメモリカード１０５を受信機１０３から取り出してコンピュータ１０４のメモリカード挿入孔に入れる。コンピュータ１０４では、ＣＦメモリカード１０５に格納された撮影画像データが読み出され、その撮像画像データが患者別に対応して記憶されることになる。
【００５７】
上述したように、本実施の形態におけるカプセル型内視鏡の製造方法では、体腔内に投入する密閉容器７内に収容される撮像基板３０に対してチップ部品３４を実装した後、当該撮像基板３０に対して固体撮像素子３１を実装している。すなわち、チップ部品３４を実装する際の熱が固体撮像素子３１に関与しないため、固体撮像素子３１に設けてある有機膜からなるカラーフィルタを変色させる事態を回避するので、固体撮像素子３１による高品位な画像が得られることになる。この結果、固体撮像素子３１の画質に支障をきたすことなく固体撮像素子３１を他のチップ部品３４とともに撮像基板３０に高密度実装することが可能になる。
【００５８】
さらに、チップ部品３４の実装後に固体撮像素子３１を実装しているため、固体撮像素子３１に対してチップ部品３４の実装によって生じる塵埃の付着を防止することにもなるので、固体撮像素子３１による高品位な画像が得られる。
【００５９】
また、チップ部品３４を実装するときには、複数まとめてリフローによって実装し、固体撮像素子３１はリフローよりも低温のボールグリッドアレイによって実装している。この結果、チップ部品３４について適した温度で実装することが可能になり、固体撮像素子３１についてカラーフィルタが変色しない範囲の適した温度で実装することが可能になる。
【００６０】
また、撮像基板３０の両面に対し、それぞれチップ部品３４を複数まとめてリフローによって実装し、その後に固体撮像素子３１をボールグリッドアレイによって実装している。この結果、リフローによる実装工程を連続して行い、その後ボールグリッドアレイによる実装工程を行うので、撮像基板３０の両面について同種の工程に手戻りを生じることなく製造工程の効率化を図ることが可能になる。
【００６１】
特に、撮像基板３０は、他の基板２０，５０Ａ，５０Ｂとともにフレキシブル基板８０で連続したリジッドフレキ基板を構成しており、チップ部品２１，２２，３４，５４，５３ａを実装する工程では、各基板２０，３０，５０Ａ，５０Ｂ（両面を含む）に対してまとめてリフローによって実装が行われる。この結果、各基板２０，３０，５０Ａ，５０Ｂ（両面を含む）に対して、チップ部品２１，２２，３４，５４，５３ａおよび固体撮像素子３１についてそれぞれ適した温度で実装することが可能になる。また、各基板２０，３０，５０Ａ，５０Ｂの両面について同種の工程に手戻りを生じることなく製造工程の効率化を図ることが可能になる。
【００６２】
また、上述したカプセル型内視鏡の製造方法では、固体撮像素子３１を実装する工程の後、スイッチ部５２のリードスイッチ５２ａを前記スイッチ基板５０Ａに対して実装している。この結果、スイッチ基板５０Ａがフレキシブル基板８０を介して撮像基板３０から距離をおいて設けあり、リードスイッチ５２ａを局所的な半田付けによって実装するので、リードスイッチ５２ａを実装する際に生じる熱が撮像基板３０の固体撮像素子３１に影響することがない。
【００６３】
また、上述したカプセル型内視鏡の製造方法では、固体撮像素子３１を実装する工程の後、予め組み立ててある送信部６をフレキシブル基板８０に対して接続している。この結果、送信基板６０Ａを接続するフレキシブル基板８０が撮像基板３０から距離をおいて設けてあり、送信基板６０Ａを局所的な半田付けによって接続するので、送信基板６０Ａを接続する際の熱が撮像基板３０の固体撮像素子３１に影響することがない。さらには、チップ部品２１，２２，３４，５４，５３ａのリフローによる実装、ＤＳＰ４１および半導体部品５４のフリップチップボンディングによる実装、および固体撮像素子３１のボールグリッドアレイによる実装によって生じる熱が、予め組み立ててある送信部６の送信に係る設定に影響を及ぼすことがない。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係るカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡の構成を示す側断面図である。
【図２】照明基板を前面から見た断面図である。
【図３】照明基板を後面から見た断面図である。
【図４】撮像基板を前面から見た断面図である。
【図５】撮像基板を後面から見た断面図である。
【図６】スイッチ基板を前面から見た断面図である。
【図７】電源基板を後面から見た断面図である。
【図８】アンテナ基板を後面から見た断面図である。
【図９】本発明に係るカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡の製造工程を示す側面図である。
【図１０】本発明に係るカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡の製造工程を示す側面図である。
【図１１】本発明に係るカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡の製造工程を示す側面図である。
【図１２】本発明に係るカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡の製造工程を示す側面図である。
【図１３】本発明に係るカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡の製造工程を示す側面図である。
【図１４】本発明に係るカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡の製造工程を示す側面図である。
【図１５】本発明に係るカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡の製造工程を示す側面図である。
【図１６】本発明に係るカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡の製造工程を示す側面図である。
【図１７】本発明に係るカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡の製造工程を示す側面図である。
【図１８】本発明に係るカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡の製造工程を示す側面図である。
【図１９】本発明に係るカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡の製造工程を示す側面図である。
【図２０】本発明のカプセル型医療装置であるカプセル型内視鏡を用いた医療システムの概略図である。
【符号の説明】
【００６５】
１    カプセル型内視鏡
２    照明部
２０    照明基板
２０ａ    通穴
２１    照明手段
２２    チップ部品
３    撮像部
３０    撮像基板
３１    固体撮像素子
３２    結像レンズ
３２ａ，３２ｂ    レンズ
３３    ピント調整機構
３３ａ    レンズ枠
３３ｂ    保持枠
３４    チップ部品
４    駆動部
５    電源供給部
５０Ａ    スイッチ基板
５０Ａａ    切欠穴
５０Ｂ    電源基板
５１    電池
５２    スイッチ部
５２ａ    リードスイッチ
５２ｂ    バイアス磁石
５３    電源部
５３ａ    ＤＣＤＣコンバータ
５４    チップ部品
５５    接点
５６    熱収縮バンド
６    送信部
６０Ａ    送信基板
６０Ｂ    アンテナ基板
６１    発振回路
６２    アンテナ
７    密閉容器
７１    先端カバー
７２    ケース
７３    封止樹脂
８０    フレキシブル基板
９０    平坦部
１００    パッケージ
１００ａ    永久磁石
１０１    被検査者
１０２    ジャケット
１０２ａ    アンテナ
１０３    受信機
１０４    コンピュータ
１０５    メモリカード
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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