JPH0312124A - 電子内視鏡の固体撮像素子アセンブリ - Google Patents

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、医療用、工業用等として用いられる電子内視
鏡の固体撮像素子アセンブリに関するものである。

【従来の技術１ 電子内視鏡における撮像手段としては、ＣＯＤ等の固体
撮像素子が用いられる。この固体撮像素子は、体内に挿
入される挿入部の先端に設けられている。而して、固体
撮像素子は基板上に装着されて、光入射用の透明窓を備
えたパッケージ内に装着することによって、固体撮像素
子アセンブリを構成し、この固体撮像素子アセンブリは
対物レンズの鏡胴に固着して設けられるようになってい
る。ここで、固体撮像素子か装着される基板はフラット
なものを用い、この基板上に所定の配線パターンか形成
されて、この配線部と固体撮像素子の表面の電極部との
間をワイヤボンディング手段によって配線するようにし
ている。 【発明が解決しようとする課題】 ここて、気管支等の内部に挿入される気管支鏡等にあっ
ては、その挿入部を可及的に小径化する必要がある。か
かる挿入部の小径化を図るためには、該挿入部の内蔵物
である固体撮像素子アセンブリを小型化しなければなら
ない。而して、近年においては、固体撮像素子として、
集積度が大幅に向上したものが開発され、１〜２■角程
度の極めて小さなチップ上に、例えば数万画素の素子が
用いられるようになってきている。従って、このような
小径の素子を用いれば、固体撮像素子アセンブリを小型
化することができることになる。 ところで、固体撮像素子自体が小型化されたとしても、
必ずしも固体撮像素子アセンブリ全体を容易に小型化す
ることができるわけではない、即ち、前述した如く、フ
ラットな基板上に固体撮像素子を装着するようにした場
合には、両者間における配線を形成する導電線をアーチ
状にして架設しなければならないが、基板表面と固体撮
像素子表面との間の高低差が大きい場合には、前述した
導電線のアーチ部分の高さか大きくなり、このために基
板の表面から導電線の頂部までの高さが著しく高くなる
。従って、固体撮像素子アセンブリにおける透明窓はこ
の導電線を避けなければならないから、基板の底面から
透明窓に至るまでの厚みが大きくなり、内視鏡挿入部の
先端硬質部の長さが長くなる。また、固体撮像素子と基
板とをワイヤボンディングで接続する際、予めフレーム
が基板電極部に接近していると、ワイヤボンディングか
打てないために、フレームを離す必要がある関係から、
基板が大型化することになる。 また、この透明窓の部分は通常ガラス板が取り付けられ
るようになっており、このガラス板を対物レンズの鏡胴
に固着するようにしているために、ガラス板をある程度
の厚みを持たせなければならず、このガラス板の厚みが
固体撮像素子アセンブリを厚肉化させる要因にもなって
いる。 さらに、基板上には所定の配線パターンか形成されるが
、この配線パターンは固体撮像素子と接続すると共に、
ケーブルとも接続しなければならない。従って、この配
線パターンの占める面積か必要とし、かつ固体撮像素子
と基板との高低差が大きいと、基板における電極部をこ
の固体撮像素子からある程度離した位置に設けなければ
ならず、予めフレームを基板から離しておかなければな
らず、このために基板の大きさの短縮には限度かある。 この結果、たとえ固体撮像素子を小型化したとしても、
固体撮像素子アセンブリ全体を直ちにそれに見合う程度
に小型化することができないという欠点がある。 本発明は叙上の点に鑑みてなされたものであって、その
目的とするところは、小型でコンパクトな形状にした電
子内視鏡用固体撮像素子アセンブリを提供することにあ
る。 ［課題を解決するための手段１ 前述した目的を達成するために、本発明は、基板に凹部
を形成して、該凹部内に固体撮像素子を配設して、該固
体撮像素子と前記基板における段差部の上面側との間に
導電線を架設し、該導電線部分を樹脂封止すると共に、
前記固体撮像素子の受光面にガラス板を接着し、前記基
板における凹部を囲む別体のフレームを設けて、該フレ
ームを対物レンズの鏡胴に固着する構成としたことをそ
の特徴とするものである。 ［作用ｌ このように構成することによって、固体撮像素子の表面
と基板における電極部との間の高低差か少なくなり、こ
のために両者間に架設される導電線のアーチ部分は僅か
に湾曲させるだけでよく、しかも、固体撮像素子を囲繞
するように設けられるフレームを直接対物レンズの鏡胴
に取り付けるようにしているので、固体撮像素子アセン
ブリを著しく薄肉化することができ、さらに電極部を固
体撮像素子に近接させて設けるようにすることもできる
ことになり、またワイヤボンディング後にフレームを基
板に固着することによって、フレームを基板電極部に近
接させることができるので、フレームの外径を小さくで
き、固体撮像素子アセンブリ全体の形状の小型化、コン
パクト化が図られる。 〔実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。 まず、第１図に電子内視鏡の挿入部における先端部分の
概略構成を示す、同図において、１０は挿入部の先端部
本体で、該先端部本体１０には貫通孔１１が開設されて
おり、該貫通孔１１には対物レンズ１２の鏡胴１３が装
着せしめられている。そして、この鏡胴１３の端部には
撮像手段としての固体撮像素子アセンブリ１４が固着し
て設けられ、該固体撮像素子アセンブリ１４は先端部本
体１０に連設した硬質の筒部１０ａ内に収納されている
。 固体撮像素子アセンブリ１４は、第２図乃至第５図に示
したように構成される。即ち、１５はセラミック等の絶
縁部材からなる基板を示し、この基板１５上には固体撮
像素子１６が装着されている。また、基板１５の表面に
は配線パターン１７が形成されており、この配線パター
ン１７の先端部分は電極部１７ａとなっている。そして
、配線パターン１７の他端はスルーホール１８に接続さ
れ、この配線パターン１７は該スルーホール１８により
基板１５の裏面側に引き廻されている。さらに、この基
板１５の裏面側には電極部１７ｃが形成されて、この電
極部１７ｃにはバッファアンプ１９か取り付けられると
共に、ケーブル２０が接続されるようになっている。 基板１５には、第３図に示したように、凹部２１が形成
されており、固体撮像素子１６はこの凹部２１の底面に
接着されるようになっている。ここて、この凹部２１は
、固体撮像素子１６を搭載させて、その支持を行うこと
ができる範囲で可及的に深く形成されている。そして、
配線パターン１７における電極部１７ａは基板１６上に
おいて、この凹部２１に近接した位置に形成されるよう
になっており、この電極部１７ａと固体撮像素子１６の
表面との間はワイヤボンディング手段により導電線２２
が架は渡されている。 この導電線２２の部分には樹脂２３を充填することによ
って封止されると共に、固体撮像素子１６の受光面には
ガラス板２４が固着して設けられている。 これによって、固体撮像素子１６を完全に密封された状
態に保持することができ、酸化等による劣化の防止が図
られる。而して、ガラス板２４は固体撮像素子１６の受
光面を覆うようになっておればよいので、このガラス板
２４は封止樹脂２３の固体撮像素子１４の表面から上方
への突出高さと同じか、またはそれより僅かに高くなる
程度の肉厚を持ったもので形成されている。 さらに、基板１５には、その配線パターン１７における
凹部２１を囲むようにしてフレーム２５が設けられてい
る。このフレーム２５は、基板１５と同様、セラミック
等のように電気的に絶縁性を有する部材からなり、その
基板１５への接合部分は配線パターン１７における電極
部１７ａの配設位置の外側となっているか、上面部は封
止樹脂２３により封止された導電線２２の部分の上部を
覆うように内向きへの延在部２５ａが形成されている。 そして、このフレーム２５の上面が対物レンズ１２の鏡
胴１３に固着されるようになっている。 なお、基板１５には略半円形状の本体部分の両側に延在
部１５ａ、１５ａを設けるように構成されており、これ
によって、該基板１５は、ライトガイドＬゃ処置具挿通
チャンネルＴ等地の内蔵物と干渉することなく、可及的
に広い面積となるように形成され、この結果配線パター
ン１７を無理なく形成することができるようになている
。 本実施例は前述のように構成されるもので、この固体撮
像素子アセンブリ１４を形成するには、固体撮像素子１
６を基板１５に設けた凹部２１内に装着する。この状態
で、ワイヤボンディング手段により導電線２２を該基板
１５における配線パターン１７の電極部１７ａと固体撮
像素子１６との間に架設する。而して、この固体撮像素
子１６の表面と基板１５の表面との高低差が微小となっ
ているので、前述の導電線２２をアーチ状にして両端を
ボンディングするに当って、このアーチ部分を緩やかな
角度とすることかできることになる。然る後に、導電線
２２の架設部分に封止樹脂２３を充填し、固体撮像素子
１６にガラス板２４を固着して設け、さらに、基板１５
上にフレーム２５を接着等の手段により固着する。 これによって、固体撮像素子１６は完全に密封されて、
外気と接触して酸化を起こす等の不都合を生しることは
ない。而して、一般に固体撮像素子１６を保護するには
、それをパッケージ化する際して窒素ガス等の不活性ガ
スを封入するようにしているか、このように不活性ガス
を封入した場合には、完全に密閉しなければガス漏れか
発生するおそれがある。これに対して、樹脂による封止
を行うようにすると、固体撮像素子１６か外気に接触す
るおそれを完全に防止することができる。 前述したようにして固体撮像素子アセンフリ１４が形成
され、この固体撮像素子アセンブリ１４は、そのフレー
ム２５の上面を対物レンズ１２の鏡胴１３の端部に接着
等の手段により固着するように取り付けられて、基板１
５の裏面にケーブル２０が接続される。なお、フレーム
２５の上面は延在部２５ａが形成されているか、この延
在部２５ａは鏡胴１３への取り付けるために設けられる
か、該延在部２Ｓａを設けなくとも鏡胴１３に連結する
ことができるようになっておれば、この延在部２５ａを
設ける必要はない 而して、このように固体撮像素子１６と基板１５との間
にワイヤボンディングにより架設される導電線２２の上
方への突出部分を可及的に小さくなし、しかも薄肉のガ
ラス板２４を直接固体撮像素子１６の表面に固着し、さ
らにフレーム２５を対物レンズ１２の鏡胴１３に連結す
るようにしているので、固体撮像素子アセンブリ１４の
厚み寸法を短縮することができるようになる。 ここで、内視鏡における挿入部の先端部本体１０は、こ
の先端部本体１０には、周知の如く、アングル部及び軟
性部が順次連設されるが、この先端部本体１０における
硬質部分、即ち挿入経路に沿うように曲げることができ
ないリジッド部Ｒは、先端部本体１０の先端面から固体
撮像素子アセンブリ１４を覆う筒状部１０ａの端部まで
の間である。従って、この固体撮像素子アセンブリ１４
を薄肉化することにより、筒状部１０ａの軸線方向の長
さを短縮することができで、リジット部Ｒの寸法の短縮
化を図ることができる。特に、内視鏡にあっては、この
リジッド部Ｒの寸法の短縮は、たとえｌ叢■以下という
ように極めて僅かなものであったとしても、それを挿入
したときにおける患者の負担軽減等の上で極めて重要な
効果かある。従って、導電線２２の突出を抑制し、また
フレーム２５を直接鏡胴１３に連結するようにすること
により得られる固体撮像素子アセンブリ１４の厚み寸法
を縮小することにより、リジット部Ｒの長さを著しく短
縮することができる。 また、このように固体撮像素子１６と基板１５との間の
高低差を少なくすると、電極部１７ａを固体撮像素子１
６に近接した位置に設けることかできるようになり、し
かも該電極部１７ａからの配線パターンはスルーホール
を介して基板１５の裏面側にまで引き廻して、この裏面
側においてケーブル２０と接続するようにしているので
、基板１５の面を極めて効率的に利用することができる
ようになる。これにより、基板１５の面積を小さくする
ことができて、固体撮像素子アセンブリ１４全体の面積
か少なくすることができるようになる。従って、内視鏡
の挿入部における固体撮像素子アセンブリ１４の設置ス
ペースに余裕が出るので、挿入部の細径化を図ることも
できるようになる。 ところで、従来、ワイヤボンディングを行う際において
は、基板１５にフレーム２５のような突起物が基板電極
部と極く接近していると、ボンディング作業を行うのは
不可能となるため、フレーム形を大きくして、基板電極
部からフレームの壁まての距離を大きくとる結果、基板
面積が大となるか、本発明のように、フレーム２５を基
板１５とは別体となし、ワイヤボンディングが完了した
後にフレーム２５を基板１５上に固着することによって
フレームを小さくして、基板電極を接近させることがで
き、結果として基板面積を小とすることかできる。異常
により、低いアーチ状としたワイヤボンディングを極め
て円滑に行うことができるようになる。 【発明の効果１ 以上説明したように、本発明は、基板に設けた凹部内に
固体撮像素子を配設し、この固体撮像素子と前記基板の
段差部の上面側との間に導電線を架設し、該導電線部分
を樹脂封止すると共に、固体撮像素子の受光面に保護ガ
ラスを接着し、また基板における凹部の外側にフレーム
を設けて、該フレームを対物レンズの鏡胴に固着する構
成としたので、固体撮像素子アセンブリを小型でコンパ
クトなものとして形成することができるようになって、
内視鏡における挿入部の外径寸法を少なくすることがで
きると共に、その先端部における軸線方向の長さを節約
することができるようになり、全体として内視鏡の挿入
部を小型化することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は内視鏡
の挿入部の先端部分の断面図、第２図は固体撮像素子ア
センブリの分解斜視図、第３図は固体撮像素子の断面図
、第４図は基板の表面図、第５図は基板の裏面図である
。 １０：先端部本体、１２：対物レンズ、１３：鏡胴、１
４：固体撮像素子アセンブリ、１５：基板、】６：固体
撮像素子、１７：配線パターン、１７ａ　：電極部、１
８ニスルーホール、２１：凹部、２２：導電線、２３：
封止樹脂、２４ニガラス板、２５：フレーム、２５ａ：
延在部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板に凹部を形成して、該凹部内に固体撮像素子を配設
   して、該固体撮像素子と前記基板における段差部の上面
   側との間に導電線を架設し、該導電線部分を樹脂封止す
   ると共に、前記固体撮像素子の受光面にガラス板を接着
   し、前記基板における凹部を囲むフレームを設けて、該
   フレームを対物レンズの鏡胴に固着する構成としたこと
   を特徴とする電子内視鏡の固体撮像素子アセンブリ。