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JP3668330B2 - Imaging device - Google Patents

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JP3668330B2 JP18624196A JP18624196A JP3668330B2 JP 3668330 B2 JP3668330 B2 JP 3668330B2 JP 18624196 A JP18624196 A JP 18624196A JP 18624196 A JP18624196 A JP 18624196A JP 3668330 B2 JP3668330 B2 JP 3668330B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子内視鏡等に用いられ小型化するのに適した撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、撮像装置(或いは撮像部)はVTR、内視鏡等に広く用いられるようになった。
従来の撮像部(或いは撮像装置)110は図11のようになっている。ケーブル111の各電線112は、コの字状或いはU字状に折り曲げられたフレキシブル基板113上の対向する2つの基板面の外側の面に設けた各ランド部に直接半田付けで配線されている。このフレキシブル基板113は電子部品114が実装され、固体撮像素子115とも接続されている。この構造に類似した構造の撮像部が例えば、特開平4−218136に開示されている。
【0003】
高画質化の要請に伴い、配線数が増え(電線本数の増加)撮像部の配線スペースが以前より必要になってきている。
また、一方では内視鏡先端部の細径化に伴い、撮像部の小型化がより推進されている。
【0004】
このため、フレキシブル基板113又はTABテープによって、配線スペースを確保すると共に撮像部110の全長を極力短くするために、ランド部つまり電線の配線部116は撮像部110の外側の面、或いは外周方向に設けられていた。
更に、各電線112を撮像部110の外側の面へ各々配線するために、挿入部(図11では左右)方向には各電線をひろげるスペースL2が必要であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
各電線は、基板上の各ランド部に直接半田等で配線される。しかし、最近の映像の高画質化に伴い、電線の本数が増加し、基板におけるランド部の面積が足りなくなってきている。
【0006】
各電線は、剛体でないので、電線をランド部に半田等で接続する時、本来接続するランド部の位置からずれ易い。
【0007】
このため、一般に、各ランド部の面積は、電線との接続面積に対してある程度大きくなるように設定されている。このために、電線を接続している時、多少動いたとしても、電線がランド部からはみ出さないようになっている。
すなわち、各電線の位置が固定されていないため、接触面積以上のランド部の面積が必要となり、基板に対してランド部の面積を大きくすることになっている。
【0008】
これを回避する方法としては、各ランド部の位置をずらし、基板に対して有効に配置する方法が考えられる。しかし、この方法では、ランド部に接続される電線の各長さを揃えることができない。すなわち、同一ケーブルにまとまっている各電線の長さをそれぞれ変えなければならないのである。よって、このような方法では、加工しにくく、製造コストが高くなってしまう。
【0009】
もし、基板に対してランド部の面積を小さくするために、各ランド部の面積を必要最小限とした場合においても、各電線の位置決めをしなければならなくなり、やはり、製造コストが高くなってしまう。
【0010】
また、図11のような配線構造の場合、硬質長L2を小さくするためには、各電線の外周を覆う絶縁性の各被覆チューブを取り除けば良いが、各電線の位置が動いて、電線同士が導通してしまうことが考えられ、適切な方法でない。
【0011】
これを回避する方法としては、各被覆チューブを取り除いた部分に他の部分が接触しないようにする絶縁部材を組み込めば良いが、その部材は被覆チューブより大きくなると考えられるので、L2を小さくすることができなくなってしまう。
【0012】
以上、これまで記載した先行技術の問題点をまとめると、以下のようになる。
1、各電線は、剛体でないので、ランド部の面積が大きく設定されており、その分、基板が大きくなってしまう。
2、基板を小さくするためにランド部の位置をずらした場合、各ランド部に対応した電線の長さそれぞれ異なり、加工上不利で、製造コストが高くなってしまう。
【0013】
3、ランド部が電線径に対し、必要最小限の大きさだと、電線がランド部からずれてしまい易い。このため、位置決めに時間をかけなければならない。よって、製造コストが高くなってしまう。
【0014】
4、各電線の各被覆チューブを取り除いて装置を小さくできるが、各電線同士が導通してしまう。
5、4を回避するために絶縁部材を組み込んだ場合、装置が大きくなってしまう。
【0015】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、その目的は細径化でき、かつ製造し易く安価にできる撮像装置を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の撮像装置は、対物光学系と、前記対物光学系の結像位置に配置される固体撮像素子と、先端側が前記固体撮像素子に接続されるとともに、後端側が内側に電子部品を配置するための空間を形成するように折曲されたフレキシブル基板と、一端側が前記フレキシブル基板の外側のランド部に接続し、後端側に突出する端子を有する接続部材と、前記端子と接続され、前記固体撮像素子からの信号を伝送するケーブルと、を具備することを特徴とする。
本発明の第2の撮像装置は、対物光学系と、前記対物光学系の結像位置に配置される固体撮像素子と、先端側が前記固体撮像素子に接続されるとともに、後端側が内側に電子部品を配置するための空間を形成するように折曲されたフレキシブル基板と、一端側が前記フレキシブル基板の外側のランド部に接続し、対置する側面に端子を有する接続部材と、前記端子と接続され、前記固体撮像素子からの信号を伝送するケーブルと、を具備することを特徴とする。
【0017】
それによって、基板のケーブル側配線部の配線スペースを小さくすることができ、内視鏡先端部の細径化ができる。
【0018】
基板後方の硬質長L1(図1)、L2(図11)についてはL1≒L2。理由は、従来例の場合、各電線を撮像部外側へ配線するので、各電線を広げなくてはならず、硬質長が必要。コネクタを介して配線する本発明の場合と大差なし。
【0019】
【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具体的に説明する。
(第1の実施の形態)
図1ないし図4は本発明の第1の実施の形態に係り、図1は第1の実施の形態の撮像装置を示し、図2は第1の実施の形態を内蔵したビデオスコープを示し、図3はビデオスコープの外装金属の電気的接続状態を示し、図4は変形例における撮像装置の一部を示す。
【0020】
図2に示すように、ビデオスコープ1は可撓性を有する細長(長尺)の挿入部2と、この挿入部2の後端に接続される操作部3と、この操作部3から延出された可撓性のユニバーサルコード部4と、このユニバーサルコード部4の末端に設けられたスコープコネクタ部5とから構成されている。
【0021】
挿入部2は、硬質の先端構成部6と、この先端構成部6の後端に設けられた湾曲自在の湾曲部7と、この湾曲部7の後端から操作部3の前端に延びる可撓性を有する可撓管部8とからなる。
操作部3にはアングルノブ9が設けられ、このアングルノブ9を操作することにより、湾曲部7を湾曲することができる。
【0022】
挿入部2内には照明光を伝送するライトガイドが挿通され、このライトガイドの後端側は操作部3からユニバーサルコード部4内を挿通され、スコープコネクタ部5のライトガイド入射端部11に固定されている。
【0023】
このライトガイド入射端部11を光源装置(図3は光源装置の筐体12の一部を示す)に接続することにより、光源装置内部のランプから供給される照明光を伝送し挿入部2の先端側の端面に伝送する。この端面の前に照明レンズ系13が取り付けられた照明窓が設けられ、この照明窓から照明光を出射する。
【0024】
出射された照明光により照明された患部等の被写体は照明窓に隣接する観察窓に取り付けられた(本発明の撮像装置の)第1の実施の形態の撮像部15を構成する対物レンズ系16により、その結像位置に光学像を結ぶ。この結像位置には固体撮像素子17(図1(A)参照)が配置され、光電変換する。
【0025】
この固体撮像素子17は信号処理回路部18、コネクタ19を介して信号ケーブル21の先端と接続され、この信号ケーブル21はライトガイドと同様に挿入部2、操作部3、ユニバーサルコード部4内を挿通され、スコープコネクタ部5の電気接点部22に接続される。
【0026】
図3に示すようにこの電気接点部22はさらに外部ケーブル23を介して図示しないビデオプロセッサに接続され、固体撮像素子17で光電変換された信号から標準的な映像信号に変換し、図示しないモニタに出力する。
【0027】
つまり、図2に示すようにスコープコネクタ部5は、そのコネクタ本体24にライトガイド入射端部11、電気接点部22等が設けられている。
また、操作部3の前端付近には処置具挿入口200が設けられ、この処置具挿入口200の内部でチャンネル25(図3参照)と連通している。
【0028】
先端構成部6には図1に示す撮像部15が内蔵されている。以下、図1を参照して撮像部15の具体的な構成を説明する。図1(A)は先端構成部6の長手方向での縦断面で撮像部15を示し、図1(B)は図1(A)のP方向からコネクタの上面付近を見た図を示し、図1(C)は図1(A)のQ−Q線断面図を示す。
撮像部15は対物レンズ系16と固体撮像素子17と信号処理回路部18とコネクタ19とケーブル21とを有する。
【0029】
対物レンズ系16は前群レンズ31と後群レンズ32に分かれている。前群レンズ31は前群レンズ枠33に取り付けられ、後群レンズ32は後群レンズ枠34に取り付けられている。これら前群レンズ枠33及び後群レンズ枠34は金属体で形成されている。これら両レンズ枠33、34は絶縁部材35を介して接続されている。
【0030】
この絶縁部材35の内面は両レンズ群31、32の光軸のズレを少なくするために全長にわたり一方向からの加工で段差なく形成されている。
先端構成部6への上記対物レンズ系16の固定は、固定用枠部材36を介して行われている。この固定用枠部材36の内面も絶縁部材35の内面同様、全長にわたり一方向からの加工で段差なく形成されている。
【0031】
この固定用枠部材36には前群レンズ枠33と絶縁部材35が嵌合して取り付けられている。また、絶縁部材35には前群レンズ枠33と後群レンズ枠34が嵌合している。
【0032】
固体撮像素子17の受光面150の上にはカバーガラス38が位置決めされて貼り付けられている。このカバーガラス38の受光面側には、接着剤浸み出し防止用の切り欠き39が全周又は部分的に設けられている。
【0033】
このカバーガラス38の側面には対物レンズ系16の光軸の受光面中心を位置決めするためのカバーガラス側基準面40が少なくとも一面ある。
後群レンズ枠34の後端には、上記カバーガラス側基準面40を合わせるレンズ枠側基準面41(図1(C)参照)が少なくとも一面同じように設けられている。
【0034】
カバーガラス側面(基準面含む)と後群レンズ枠34との間はエポキシ系又はシリコン系の接着剤42で例えば密封固定されている。
固体撮像素子17の電極部43には折り曲げ自在のフレキシブル基板30の一端がバンプ等により配線されている。このフレキシブル基板30上にはICチップ44、コンデンサ45等の電子部品が実装され、銅箔などによるパターンで回路が形成されている。
【0035】
このフレキシブル基板30は帯形状で両面に回路パターンが設けられている。また、実装スペースを小型化するためにフレキシブル基板30は前記電子部品の配設された側を内側にして長手方向の両端側をコの字状に折り曲げられている。
つまり、長手方向の両端からほぼ1/3の距離で、中央の部分(中央部と記す)に対してそれぞれ90°折り曲げ、この折り曲げられた2つの折り曲げ部が対向するようにコの字形状にされる。コの字形状のフレキシブル基板30における中央部の長さは固体撮像素子17の高さ方向のサイズとほぼ一致している。
【0036】
このフレキシブル基板30上に設けられたケーブル配線用のランド部46は図1(A),(B)のようにコの字の外側、つまり対向する2つの折り曲げ部の外側の面にそれぞれ設けられている(図1(A)の具体例では、ランド部46は上部側折り曲げ部の上面と下部側折り曲げ部の下面にそれぞれ設けられている)。
そして、一端にフレキシブル基板30のランド部46に接続される基板側端子48を有し、もう一端にケーブル21の各電線37が接続されるケーブル側端子49を有するコネクタ19がフレキシブル基板30に隣接する後方に設けられている。つまり、ケーブル21の各電線37は接続部材としてのコネクタ19を介してフレキシブル基板30に接続される構造になっている。
【0037】
このコネクタ19はほぼ厚みが小さい略正方形の板形状で、一方の面にはその上部寄りの位置と下部寄りの位置にそれぞれ複数の基板側端子48がほぼL字形状に延出され、側方から見た場合コの字形状となり、他方の面には左右の位置にラインに沿うようにケーブル側端子49が延出されている。
【0038】
つまり、このコネクタ19の基板側端子48の形状はフレキシブル基板30のコの字形状に合わせてあり、このコネクタ19は、フレキシブル基板30をコの字に折り曲げる際の治具の機能をも兼ねている。
【0039】
また、コネクタ19の基板側端子48とフレキシブル基板30のランド部46とは例えばレーザ半田等で接続されている。このコネクタ19とフレキシブル基板30との間には、エポキシ系又はシリコン系の接着剤42等が充填され、折り曲げたフレキシブル基板30を固定している。
【0040】
このコネクタ19は図1のように略正方形でない他の形でもかまわないし、また1体構造でなくても図4に示す変形例のように2体構造の第1コネクタ51と第2コネクタ52からなるコネクタ53でもかまわない。図4(A)は側方から見たフレキシブル基板30及びコネクタ53付近を示し、図4(B)は図4(A)のR方向から見たフレキシブル基板30及びコネクタ53を示す。
【0041】
図4から分かるようにフレキシブル基板30の折り曲げ方は図1とは異なる。図1ではフレキシブル基板30は長手方向の断面でコの字状の曲げられていたが、図4では長手方向に対し直角方向の断面でコの字状の曲げられている。
【0042】
この変形例では、フレキシブル基板30の後端にはランド部が設けられ、第1のコネクタ51と第2のコネクタ52の基板側端子48が各々半田54で接続後第1のコネクタ51と第2のコネクタ52の凹部及び凸部からなる係止部を係合して一体にしてある。このコネクタ53も前記コネクタ19と同様、フレキシブル基板30の折り曲げ治具を兼ねている。
【0043】
図1に示すようにケーブル21の各電線37は基板側端子48の反対側に位置するケーブル側端子49に各々半田付けで接続される。
フレキシブル基板30にコネクタ19を接続後ケーブル21をコネクタ19に配線しても構わないし、またその逆に先にコネクタ19とケーブル21を配線後、コネクタ19をフレキシブル基板30に固定してもよい。
【0044】
固体撮像素子17からケーブル配線部までの電装部はシールド枠55で全周を覆われている。このシールド枠55は金属体の後群レンズ枠34に固定されている。このシールド枠55と後群レンズ枠34は電気的に導通している。また、このシールド枠55の外側は、第2の絶縁部材56で被覆されている。
【0045】
ケーブル21はコネクタ19を介してフレキシブル基板30に配線されるためフレキシブル基板配線部57の厚み方向の配線スペースd1は、基板側端子48より僅かに大きい程度となり、図11の従来例の配線スペースd2(電線112の外皮程度)より小さくできる。つまり、d1<d2。
【0046】
次に図3を参照してビデオスコープ1の外装金属について説明する。
図3は高周波処置具61を使用した状態におけるビデオスコープ1のシャーシ又は外装金属の電気接続状態を示している。
【0047】
高周波電源59に接続された高周波処置具61は処置具挿入口200から処置具チャンネル25内に挿通され、患者62の体腔内のポリープ等に切除用ワイヤのループが引っかけられている。また、患者プレート63は患者62の体部等に広い面積で接触している。
【0048】
撮像装置からのケーブル21の長さは、一般には修理性を考慮して、ビデオスコープ1の全長よりかなり長くしてある。その余裕分はスコープコネクタ部5内に巻かれて収納されている。
【0049】
ケーブル21に電流が流れると、ケーブル21からノイズが発生し、特に前記ケーブル21が巻かれた部分には、磁界が強く発生する為、放射ノイズ64の発生はビデオスコープ1全体の中で一番強い。つまりスコープコネクタ部5が一番ノイズを発生しやすい。
【0050】
一方、ビデオスコープ1の外装金属(シャーシ)は大きく分けて4つに分かれる。つまり、挿入部外装金属65、操作部外装金属66、ユニバーサルコード部外装金属67、スコープコネクタ部外装金属68の4つである。各外装金属の表面は、一般には絶縁性樹脂で覆われている。
しかし、部分的にスコープ外表面に外装金属の一部が露出している場合がある。
【0051】
図3はそれをかなり極端に書いた絵である。挿入部外装金属65は、絶縁性樹脂部材69で覆われているがその他の部分の各外装金属はムキ出しになっている。
各外装金属どうしの電気的接続状態は次の通りである。
【0052】
挿入部外装金属65と操作部外装金属66とユニバーサルコード部外装金属67は電気的に導通しており、かつ撮像装置の電気回路(図示しない)のGND70からは浮いている(接続されていないことを×で示している)。更に光源装置の筐体12やビデオプロセッサ(図示しない)の筐体からも電気的に浮いている。
【0053】
スコープコネクタ部外装金属68は上記挿入部外装金属65と操作部外装金属66とユニバーサルコード部外装金属67の各外装金属からは電気的に浮いており、かつ撮像装置の電気回路等、患者回路のGND70とは導通している。更に、光源装置の筐体12やビデオプロセッサの筐体からは電気的に浮いている。
【0054】
次に作用を説明する。
物体像は撮像部15を形成する対物レンズ系16でその結像位置に配置された固体撮像素子17に結像され、電気信号に変換される。そして、撮像部15内の信号処理回路18で増幅され、ケーブル21を介してビデオプロセッサに送られ、信号処理され、標準的な映像信号に変換され、モニタ(図示しない)上に映し出される。
【0055】
この撮像部15は帯形状のフレキシブル基板30にICチップ44等の電子部品を実装した後、コネクタ19によりコの字状に屈曲させると、各基板側端子48はフレキシブル基板30の各ランド部46に簡単に一致するように位置決めできる。従って、この状態で接着剤42で固定し、その後レーザ光での半田付けにより各基板側端子48をランド部46に簡単に接続することができる。
【0056】
この場合、コネクタ19は予め設定された間隔(図1(B)の上下方向、図1(C)ではx方向)で基板側端子48が形成され、かつ端子48のサイズも小さくしているので、ランド部46の幅を小さくしても十分に半田付けすることができる。また、基板側端子48の厚さ(図1(C)のy方向)も小さくでき、半田付けした場合、フレキシブル基板30から突出する部分を小さくできる。つまり、図1(A)の配線スペースd1を小さくできる。
【0057】
また、フレキシブル基板30の一端のインナリードを固体撮像素子17の電極部43にバンプ接続で簡単に接続できる。このバンプ接続をフレキシブル基板30とコネクタ19との接続前に行っても良い。なお、バンプ接続付近は絶縁性の樹脂で封止される。
【0058】
また、コネクタ19のケーブル側端子49はケーブル21側に突出しているので、ケーブル21の各電線37をあまり引き回すような配線を必要としないで、容易に接続することができる。つまり、撮像部15の硬質長を短い状態で十分に接続できる。
【0059】
次に図3について作用を説明する。スコープの中で一番放射ノイズが発生しやすい所はスコープコネクタ部5である。コネクタ部外装金属68の電気的接続状態は構成の所で説明したようになっているため、発生したノイズはコネクタ部外装金属68を通って電気回路GND70に流れる。つまり、ノイズの放射が防止できる。
【0060】
図3のようにスコープの処置具挿入口200から高周波処置具61を通し、高周波処置を行うと、挿入部外装金属65に高周波処置具61から高周波電流60が洩れる。
【0061】
しかし、挿入部外装金属65、操作部外装金属66、ユニバーサルコード部外装金属67は導通しているもののその他の部分からは電気的に浮いているため、術者の手が例えば操作部外装金属66は導通しているものの、その他の部分からは電気的に浮いているため、術者の手以外の部分が他の金属体にどこにも触れていなければ、術者が感電することはなく、電気的安全性は確保されている。
【0062】
仮に上記挿入部外装金属65、操作部外装金属66、ユニバーサルコード部外装金属67の外装金属が、スコープコネクタ部外装金属68と同様、電気回路のGND70に落ちていれば、上記のケースの場合、術者は感電する可能性がある。
【0063】
図3ではスコープコネクタ部外装金属68のみ、他の外装金属から電気的に浮いている例を示しているが、その構造は、別にスコープコネクタ部外装金属68だけに限らない。ユニバーサルコード部外装金属67とスコープコネクタ部外装金属68の両方でも良い。
【0064】
つまり、(挿入部及び操作部を除く)ユニバーサルコード部以降の外装金属部分でノイズを輻射し易い部分を患者回路のGNDと導通させ、ノイズの輻射を低減し、一方操作部より前側の外装金属部分はGNDから浮かせるようにして安全性を確保している。
【0065】
後群レンズ枠34の後端に設けられたレンズ側基準面41に固体撮像素子17のカバーガラス側基準面40を合わせることでx軸方向の調整のみで光軸と受光面中心の位置合わせが簡単に行える。
【0066】
本実施例の絵(図1(C))では基準面は一つであるが、構成の中の文中にも示してあるように、2面でも構わない。その場合は、一義的に光軸と受光面中心が位置決めされる。
【0067】
後群レンズ枠34に固体撮像素子17のカバーガラス38が直に接着固定されているので撮像部15の全長が短くできる。また、カバーガラス38の上に別体のガラス部材を貼る必要がカバーガラス38に基準面を設けることでなくなったのでその分接着層が少なくゴミが入りにくくできる。
【0068】
カバーガラス38の受光面側に切り欠き39が設けられているので、受光面上にカバーガラス38を位置決めして接着するとき、その接着剤の浸み出しが、カバーガラス側面に流れ出ないようになっている。カバーガラス側基準面40に接着剤が付着することを防止できる。
【0069】
第1の実施例での基板後方の硬質長L1は、従来例(図11)の硬質長L2と変わらない。従来例の場合は各電線112を撮像部外側へ配線するので各電線112を拡げるスペースが必要だが、第1の実施例の場合は不要となる。その分コネクタ19のスペースが必要になるので、結局L1≒L2となっている。
【0070】
このように本実施の形態よれば、コネクタ19を採用することにより撮像部15を製造し易い構造にでき、かつ撮像部15の(光軸方向の)硬質長を従来例とほぼ同様に保ったまま、撮像部15の(光軸と直交する方向の)高さ或いは幅方向のサイズを小さくできる。
従って、撮像部15を低コストで提供できると共に、この撮像部15を収納した先端構成部6の細径化を実現できる。
【0071】
(第2の実施の形態)
図5は第2の実施の形態におけるコネクタ71を示す。このコネクタ71はそのコネクタ本体72の上下及び左右の側面に埋め込まれるようにして或いは内部を通って端子73が貫通している。
つまり、本コネクタ71は基板側とケーブル側の端子がパターンを介して接続されることなく、直接接続された構造となっている。
【0072】
コネクタ本体72からケーブル側或いは基板側に突出する端子73の長さ、例えばs1、s2は同じ長さであっても良いし、異なる長さであっても良い。
また、端子73同士の間隔例えば、T1、T2も同じ間隔であっても良いし、異なる間隔であっても良い。
【0073】
コネクタ本体72の断面形状は長方形でなくても異形や円形や多角形でも良い。また、端子73の太さはその端子73に流れる電流の大きさに応じて太さを各端子73で変えるようにしても良い。
また、コネクタ本体72の材質は絶縁体であれば良く、例えばセラミックや電気絶縁性の樹脂でも良い。
【0074】
また、コネクタ本体72に対して各端子73を着脱自在にしても良い。このようにすると、端子73が断線した場合、その端子73のみ交換することにより修理ができる。
【0075】
また、図5の符号74で示す端子のように曲げても良い。このようにすると、フレキシブル基板30上の複雑な配線パターンにも対応できる。また、フレキシブル基板30上に実装された電子部品の電極部或いは導体部に接続するのに利用することもできる。
【0076】
その他は第1の実施の形態と同様の構造である。また、本実施の形態の作用及び効果は第1の実施の形態と同様である。
【0077】
(第3の実施の形態)
図6は第3の実施の形態おけるケーブル接続部を示す。第1の実施の形態のコネクタ19は基板側端子48及びケーブル側端子49は金属端子であるのに対し、本実施の形態におけるコネクタ75は第1の実施の形態と同様に基板側端子48を有するが、ケーブル側端子は金属端子でなく、回路パターン76しかない(回路パターンでケーブル側端子が形成されている)。
【0078】
ケーブル21はケーブル口金77で固定され、各電線(本実施の形態では同軸ケーブル37)はそれぞれ半田突起81と導通し、回路パターン76とは異方性導通シート78を介して配線される。
図7に示すように、ケーブル21は長手方向に垂直に切断され、切断面から1mm程度総合シールド21a及び総合被覆体21bがストリップされる。
【0079】
次に図8に示すように同軸ケーブル37がぎっしりつまり、お互いに動かない程度に固定できるような内径を有し、長さ2mm程度の金属製のケーブル口金77をケーブル21のストリップ部分に図7の矢印で示す方向から押し込むようにする等して各同軸ケーブル37を覆うようにかぶせる。
【0080】
このようにして図8に示すようにケーブル口金77は総合被覆体21bと同軸ケーブル37の間で総合シールド21aを中へ挿し込んだ部分でケーブル口金77と圧接して電気的に接続するように取りつけられる。
【0081】
ケーブル口金77の先端面は同軸ケーブル37の切断面より約0.5mm程度上にくるように配置される。この段差部分に透明絶縁樹脂79を流し込み、硬化させる。その後、同軸芯線37aへ向けてレーザ光を照射することによって導電ホール80を形成する。
導電ホール80内に半田層を形成しケーブル口金77先端面より上部に飛び出すようにして半田突起81を形成する。
【0082】
つまり図8のように透明絶縁樹脂79で覆われた先端面に同軸芯線37aと導通している半田突起81が各導電ホール80内に配置されることになる。なお、ケーブル口金77は総合シールド21aと導通している。
【0083】
図6に戻り、このように端面形成されたケーブル21を厚み方向にのみ導電性を有する異方性導電フィルム78を介してコネクタ75の回路パターン76に接続する。
【0084】
異方性導電フィルム78は半田突起81とこれに対応する回路パターン76との間に180゜C前後まで温度を上げ圧力および/又は超音波振動をかけることによって導通、接着することができる。その他は第1の実施の形態とほぼ同様の構成である。また、その作用も第1の実施の形態とほぼ同様である。
【0085】
本実施の形態によれば、第1の実施の形態の効果の他にさらに撮像部の光軸方向のサイズ(硬質長)を小さくできる。
また、ケーブル端面にパイプ形状のケーブル口金77を用いたことにより、各芯線の位置が正確に定まりケーブル接続作業が安定する。
異方性導電シート78の位置は、別にケーブル側に限らなくても良い。基板側でも良いし、基板側とケーブル側の両方で採用しても良い。
【0086】
図9は内視鏡装置85全体の各電線を示したものである。この内視鏡装置85は例えば第3の実施の形態のビデオスコープ(電子内視鏡)1と、このビデオスコープ1が接続される光源装置86と、ビデオスコープ1の電気接点部22が信号接続ケーブル87を介して接続されるビデオプロセッサ88とからなる。
【0087】
固体撮像素子17等を有する撮像部15はケーブル21を介して電気接点部22に接続されている。また、操作部3に設けたスイッチ89もリモコンケーブル90を介して電気接点部22に接続され、スコープコネクタ部5の前端側に設けられ、光源装置86内の第1の電気回路91に接続される電気接点91も制御信号ケーブル92を介して電気接点部22に接続されている。これらのケーブルと接続された電気接点部22は電気コネクタ93を介して信号接続ケーブル87と接続され、この信号接続ケーブル87はビデオプロセッサ88の第2の電気回路94と接続される。
【0088】
図10は図9のC部の詳細図。接点ピン(オス)95にはビデオスコープ1内に配設された各電線が半田102により接続されている。ケーブル21は複数本からなる駆動信号ケーブル96(図10は1本)と複数本からなる出力信号ケーブル97(図10は1本)とからなる。
【0089】
電磁波を吸収するフェライト製の電磁吸収体98が少なくとも駆動信号ケーブル96と制御信号ケーブル92上に設けられている。
ちなみに、制御信号ケーブル92は例えばビデオスコープ1に供給される光源装置86からの光量を制御するための信号線である。
【0090】
電磁吸収体98は各ケーブルに対して、例えばシリコン系等の絶縁性接着剤99で固定されている。
基板100の裏側に充填された絶縁性接着剤99は接点ピン(オス)95と基板100との間の水密を確保している。
【0091】
また電気コネクタ22の配線部は金属体101で覆われてシールドされている。
上記接点ピン(オス)95はそれぞれ接点ピン(メス)103に接続される。接点ピン(メス)103は電気コネクタ93の基板104に固定されている。
【0092】
以上の様な構成としたため、ビデオプロセッサ88から発生する不要輻射ノイズが電磁吸収体98により伝播するのを未然に遮断でき、確実なシールドが行え、装置全体の不要輻射ノイズを低減できる。
【0093】
なお、第1の実施の形態等では撮像装置を形成する基板としてフレキシブル基板30で説明したが、フレキシブル基板30に限定されるものでなく、リジットの基板でも良い。
【0094】
[付記]
1.対物光学系と、
前記対物光学系の結像位置に配置される固体撮像素子と、
前記固体撮像素子に接続され、電子部品が実装される基板と、
前記固体撮像素子からの信号を伝達するケーブルと、
前記基板のランドに接続される端子と、前記ケーブルが接続される端子とを有する接続部材と、
を具備することを特徴とする撮像装置。
【0095】
2.前記基板は、フレキシブル基板であることを特徴とする付記1記載の撮像装置。
【0096】
3.対物光学系と、
前記対物光学系を保持する保持部材と、
前記対物光学系の結像位置に配置されるカバーガラス付きの固体撮像素子と、
を有する撮像装置において、
前記対物光学系と前記固体撮像素子との光学調整を行うための基準面を、前記保持部材と前記カバーガラスに設けたことを特徴とする撮像装置。
【0097】
4.先端部に撮像手段を備えた長尺の挿入部と、
前記挿入部の基端に接続された操作部と、
前記操作部から延出された可撓性のコード部と、
前記挿入部先端から出射する照明光を供給する光源装置と、前記撮像手段に対する信号処理を行うビデオプロセッサとに前記コードを連結するコネクタ部とを有し、
前記光源装置と前記ビデオプロセッサの外装金属に対し、電気的に導通していない外装金属を有する内視鏡において、
挿入部及び操作部以外の外装金属を挿入部及び操作部から絶縁し、かつ電気回路のグランドに導通させたことを特徴とする電子内視鏡。
【0098】
5.前記コネクタ部の外装金属が前記GNDに導通することを特徴とする付記4記載の電子内視鏡。
【0099】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、基板のランドに合うように設定された基板側端子をランドに容易に接続でき、撮像装置のサイズを小さくできると共に、ケーブルの引き回しも小さくして接続部材に容易に接続できるので硬質長も小さく、しかも安価にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の撮像装置を示す図。
【図2】第1の実施の形態を内蔵したビデオスコープを示す斜視図。
【図3】ビデオスコープの外装金属の電気的接続状態を示す模式図。
【図4】変形例における撮像装置の一部を示す図。
【図5】本発明の第2の実施の形態におけるコネクタを示す斜視図。
【図6】本発明の第3の実施の形態におけるコネクタとケーブルとの接続部付近を示す図。
【図7】ケーブルのコネクタ接続側の端部にケーブル口金を取り付ける説明図。
【図8】ケーブルのコネクタ接続側の構造を示す斜視図。
【図9】内視鏡装置の全体構成図。
【図10】電気接点部と信号接続ケーブルとの接続部の構造を示す断面図。
【図11】従来例の撮像装置の概略の構造を示す図。
【符号の説明】
1…ビデオスコープ
2…挿入部
6…先端構成部
15…撮像部
16…対物レンズ系
17…固体撮像素子
18…信号処理回路
19…コネクタ
21…信号ケーブル
31…前群レンズ
32…後群レンズ
38…カバーガラス
32…接着剤
37…電線
44…ICチップ
45…コンデンサ
46…ランド部
48…基板側端子
49…ケーブル側端子
55…シールド枠
57…フレキシブル基板配線部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging apparatus that is suitable for downsizing and used in an electronic endoscope or the like.
[0002]
[Prior art]
In recent years, imaging devices (or imaging units) have been widely used for VTRs, endoscopes, and the like.
A conventional imaging unit (or imaging device) 110 is as shown in FIG. Each electric wire 112 of the cable 111 is wired by direct soldering to each land portion provided on the outer surface of the two opposing substrate surfaces on the flexible substrate 113 bent into a U shape or a U shape. . This flexible substrate 113 is mounted with an electronic component 114 and is also connected to a solid-state image sensor 115. An imaging unit having a structure similar to this structure is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-218136.
[0003]
The key to high image quality On request Along with this, the number of wires has increased (increase in the number of wires), and the wiring space of the image pickup unit has become more necessary than before.
On the other hand, the downsizing of the imaging unit has been promoted with the reduction in the diameter of the distal end portion of the endoscope.
[0004]
Therefore, in order to secure a wiring space and shorten the overall length of the imaging unit 110 as much as possible by using the flexible substrate 113 or the TAB tape, the land portion, that is, the wiring portion 116 of the electric wire is arranged on the outer surface of the imaging unit 110 or the outer peripheral direction. It was provided.
Furthermore, in order to wire each electric wire 112 to the outer surface of the imaging unit 110, a space L2 for extending each electric wire is necessary in the insertion portion (left and right in FIG. 11) direction.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Each electric wire is directly wired to each land portion on the substrate with solder or the like. However, with the recent improvement in image quality, the number of wires has increased, and the land area of the substrate has become insufficient.
[0006]
Since each electric wire is not a rigid body, when the electric wire is connected to the land portion with solder or the like, it is likely to be displaced from the position of the land portion to be originally connected.
[0007]
For this reason, in general, the area of each land portion is set to be somewhat larger than the connection area with the electric wire. For this reason, even when the electric wire is connected, even if the electric wire moves slightly, the electric wire does not protrude from the land portion.
That is, since the position of each electric wire is not fixed, the area of the land part more than a contact area is needed, and the area of a land part is enlarged with respect to a board | substrate.
[0008]
As a method of avoiding this, a method of shifting the positions of the land portions and effectively arranging the land portions with respect to the substrate can be considered. However, in this method, the lengths of the electric wires connected to the land portion cannot be made uniform. That is, the length of each electric wire bundled in the same cable must be changed. Therefore, in such a method, it is difficult to process and the manufacturing cost is increased.
[0009]
In order to reduce the area of the land part relative to the substrate, even if the area of each land part is minimized, each electric wire must be positioned, which also increases the manufacturing cost. End up.
[0010]
In the case of the wiring structure as shown in FIG. 11, in order to reduce the hard length L2, it is only necessary to remove the insulating covering tubes that cover the outer periphery of each electric wire. Is not an appropriate method.
[0011]
As a method of avoiding this, it is sufficient to incorporate an insulating member that prevents other parts from coming into contact with the part from which each of the coated tubes has been removed. However, since the member is considered to be larger than the coated tube, L2 should be reduced. Will not be able to.
[0012]
The problems of the prior art described so far are summarized as follows.
1. Since each electric wire is not a rigid body, the area of a land part is set large, and the board | substrate will become large correspondingly.
2. When the position of the land portion is shifted in order to reduce the size of the substrate, the length of the electric wire corresponding to each land portion is different, which is disadvantageous in processing and increases the manufacturing cost.
[0013]
3. If the land portion is the minimum necessary size with respect to the wire diameter, the wire is likely to be displaced from the land portion. For this reason, time must be taken for positioning. Therefore, the manufacturing cost is increased.
[0014]
4. Although each covered tube of each electric wire can be removed and the apparatus can be made small, each electric wire will conduct | electrically_connect.
When an insulating member is incorporated in order to avoid 5 and 4, the apparatus becomes large.
[0015]
The present invention has been made in view of the above-described points, and an object of the present invention is to provide an imaging apparatus that can be reduced in diameter and can be easily manufactured at low cost.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
A first imaging device of the present invention includes an objective optical system, a solid-state imaging device disposed at an imaging position of the objective optical system, The tip side is Connected to the solid-state image sensor In addition, the rear end side is bent so as to form a space for placing electronic components inside A substrate, One end side is connected to the outer land portion of the flexible substrate, and has a terminal protruding to the rear end side. A connecting member; and a cable connected to the terminal and transmitting a signal from the solid-state imaging device.
A second imaging device of the present invention includes an objective optical system, a solid-state imaging device disposed at an imaging position of the objective optical system, The tip side is Connected to the solid-state image sensor In addition, the rear end side is bent so as to form a space for placing electronic components inside A substrate, One end side is connected to the outer land portion of the flexible substrate, It comprises a connecting member having a terminal on the side face to face, and a cable that is connected to the terminal and transmits a signal from the solid-state imaging device.
[0017]
Thereby, the wiring space of the cable side wiring part of the board can be reduced, and the diameter of the endoscope front end part can be reduced.
[0018]
L1≈L2 for the hard length L1 (FIG. 1) and L2 (FIG. 11) behind the substrate. The reason is that in the case of the conventional example, since each electric wire is wired to the outside of the imaging unit, each electric wire must be spread out and a hard length is required. There is not much difference from the case of the present invention in which wiring is performed through a connector.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
1 to 4 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 shows an image pickup apparatus of the first embodiment, FIG. 2 shows a video scope incorporating the first embodiment, FIG. 3 shows the electrical connection state of the exterior metal of the video scope, and FIG. 4 shows a part of the imaging apparatus in the modification.
[0020]
As shown in FIG. 2, the video scope 1 includes an elongated (long) insertion portion 2 having flexibility, an operation portion 3 connected to the rear end of the insertion portion 2, and extends from the operation portion 3. The flexible universal cord portion 4 and a scope connector portion 5 provided at the end of the universal cord portion 4 are configured.
[0021]
The insertion portion 2 includes a hard tip constituent portion 6, a bendable bending portion 7 provided at the rear end of the tip constituent portion 6, and a flexible extending from the rear end of the curved portion 7 to the front end of the operation portion 3. And a flexible tube portion 8 having a property.
The operation section 3 is provided with an angle knob 9, and the bending section 7 can be bent by operating the angle knob 9.
[0022]
A light guide that transmits illumination light is inserted into the insertion portion 2, and the rear end side of the light guide is inserted into the universal cord portion 4 from the operation portion 3, and enters the light guide incident end portion 11 of the scope connector portion 5. It is fixed.
[0023]
By connecting the light guide incident end 11 to a light source device (FIG. 3 shows a part of the housing 12 of the light source device), the illumination light supplied from the lamp inside the light source device is transmitted to Transmit to the end face on the tip side. An illumination window to which the illumination lens system 13 is attached is provided in front of the end face, and illumination light is emitted from the illumination window.
[0024]
An object lens system 16 constituting the imaging unit 15 of the first embodiment (of the imaging device of the present invention) is attached to an observation window adjacent to the illumination window, such as an affected part illuminated by the emitted illumination light. Thus, an optical image is formed at the image formation position. A solid-state imaging device 17 (see FIG. 1A) is disposed at this imaging position and performs photoelectric conversion.
[0025]
The solid-state imaging device 17 is connected to the tip of a signal cable 21 via a signal processing circuit unit 18 and a connector 19, and the signal cable 21 passes through the insertion unit 2, the operation unit 3, and the universal cord unit 4 in the same manner as the light guide. It is inserted and connected to the electrical contact part 22 of the scope connector part 5.
[0026]
As shown in FIG. 3, this electrical contact portion 22 is further connected to a video processor (not shown) via an external cable 23, converts a signal photoelectrically converted by the solid-state image sensor 17 into a standard video signal, and a monitor (not shown). Output to.
[0027]
That is, as shown in FIG. 2, the scope connector portion 5 is provided with the light guide incident end portion 11, the electrical contact portion 22, and the like on the connector main body 24.
In addition, a treatment instrument insertion port 200 is provided near the front end of the operation unit 3, and communicates with the channel 25 (see FIG. 3) inside the treatment instrument insertion port 200.
[0028]
An imaging unit 15 shown in FIG. Hereinafter, a specific configuration of the imaging unit 15 will be described with reference to FIG. FIG. 1A shows the imaging unit 15 in a longitudinal section in the longitudinal direction of the tip component portion 6, and FIG. 1B shows a view of the vicinity of the upper surface of the connector from the P direction in FIG. FIG. 1C is a cross-sectional view taken along line QQ in FIG.
The imaging unit 15 includes an objective lens system 16, a solid-state imaging device 17, a signal processing circuit unit 18, a connector 19, and a cable 21.
[0029]
The objective lens system 16 is divided into a front group lens 31 and a rear group lens 32. The front group lens 31 is attached to the front group lens frame 33, and the rear group lens 32 is attached to the rear group lens frame 34. The front group lens frame 33 and the rear group lens frame 34 are formed of a metal body. Both lens frames 33 and 34 are connected via an insulating member 35.
[0030]
The inner surface of the insulating member 35 is formed without any step by processing from one direction over the entire length in order to reduce the deviation of the optical axes of the lens groups 31 and 32.
The objective lens system 16 is fixed to the distal end component 6 through a fixing frame member 36. Like the inner surface of the insulating member 35, the inner surface of the fixing frame member 36 is formed without any step by processing from one direction over the entire length.
[0031]
The front lens group frame 33 and the insulating member 35 are fitted to the fixing frame member 36 and removed. Attached Yes. Further, the front group lens frame 33 and the rear group lens frame 34 are fitted to the insulating member 35.
[0032]
Light-receiving surface of solid-state image sensor 17 150 A cover glass 38 is positioned and affixed thereon. On the light receiving surface side of the cover glass 38, a notch 39 for preventing adhesive oozing is provided all around or partially.
[0033]
The side surface of the cover glass 38 has at least one cover glass side reference surface 40 for positioning the center of the light receiving surface of the optical axis of the objective lens system 16.
At the rear end of the rear lens group frame 34, at least one lens frame side reference surface 41 (see FIG. 1C) that matches the cover glass side reference surface 40 is provided in the same manner.
[0034]
The cover glass side surface (including the reference surface) and the rear lens group frame 34 are, for example, hermetically fixed with an epoxy-based or silicon-based adhesive 42.
One end of a foldable flexible substrate 30 is wired to the electrode portion 43 of the solid-state imaging device 17 by a bump or the like. Electronic components such as an IC chip 44 and a capacitor 45 are mounted on the flexible substrate 30, and a circuit is formed with a pattern made of copper foil or the like.
[0035]
The flexible substrate 30 has a belt shape and is provided with circuit patterns on both sides. Further, in order to reduce the mounting space, the flexible substrate 30 is bent in a U-shape at both ends in the longitudinal direction with the side where the electronic component is disposed inside.
In other words, at a distance of about 1/3 from both ends in the longitudinal direction, the central portion (referred to as the central portion) is bent by 90 °, and the two bent portions are folded in a U shape. Is done. The length of the central portion of the U-shaped flexible substrate 30 substantially matches the size of the solid-state imaging device 17 in the height direction.
[0036]
As shown in FIGS. 1A and 1B, the cable wiring land portions 46 provided on the flexible substrate 30 are respectively provided on the outer side of the U-shape, that is, on the outer surfaces of two opposed bent portions. (In the specific example of FIG. 1A, the land portions 46 are provided on the upper surface of the upper bent portion and the lower surface of the lower bent portion, respectively).
A connector 19 having a board side terminal 48 connected to the land portion 46 of the flexible board 30 at one end and a cable side terminal 49 connected to each electric wire 37 of the cable 21 at the other end is adjacent to the flexible board 30. It is provided behind. That is, each electric wire 37 of the cable 21 is structured to be connected to the flexible substrate 30 via the connector 19 as a connecting member.
[0037]
The connector 19 has a substantially square plate shape with a substantially small thickness. A plurality of board-side terminals 48 are extended in a substantially L-shape on one side at positions closer to the upper part and closer to the lower part. When viewed from above, a U-shape is formed, and a cable-side terminal 49 is extended on the other surface along the line at the left and right positions.
[0038]
In other words, the shape of the board-side terminal 48 of the connector 19 is matched to the U-shape of the flexible board 30, and the connector 19 also serves as a jig when the flexible board 30 is bent into a U-shape. Yes.
[0039]
The board-side terminal 48 of the connector 19 and the land part 46 of the flexible board 30 are connected by, for example, laser soldering. Between the connector 19 and the flexible substrate 30, an epoxy-based or silicon-based adhesive 42 or the like is filled, and the bent flexible substrate 30 is fixed.
[0040]
The connector 19 may have another shape which is not substantially square as shown in FIG. 1, and even if it is not a one-body structure, the connector 19 has a two-body structure of the first connector 51 and the second connector 52 as shown in FIG. The connector 53 may be used. 4A shows the vicinity of the flexible substrate 30 and the connector 53 viewed from the side, and FIG. 4B shows the flexible substrate 30 and the connector 53 viewed from the R direction of FIG. 4A.
[0041]
As can be seen from FIG. 4, the flexible substrate 30 is bent differently from FIG. In FIG. 1, the flexible substrate 30 is bent in a U shape in a longitudinal section, but in FIG. 4, the flexible substrate 30 is bent in a U shape in a section perpendicular to the longitudinal direction.
[0042]
In this modification, a land portion is provided at the rear end of the flexible substrate 30, and the first connector 51 and the second connector 52 are connected by the solder 54 to the first connector 51 and the second connector 52. The engaging part which consists of the recessed part and convex part of the connector 52 of this is engaged, and it is united. Similar to the connector 19, the connector 53 also serves as a bending jig for the flexible substrate 30.
[0043]
As shown in FIG. 1, each electric wire 37 of the cable 21 is connected to a cable side terminal 49 located on the opposite side of the board side terminal 48 by soldering.
The cable 21 may be wired to the connector 19 after the connector 19 is connected to the flexible board 30, or conversely, after the connector 19 and the cable 21 are wired first, the connector 19 may be fixed to the flexible board 30.
[0044]
The electrical component from the solid-state imaging device 17 to the cable wiring portion is covered with a shield frame 55 on the entire circumference. The shield frame 55 is fixed to the rear group lens frame 34 of the metal body. The shield frame 55 and the rear lens group frame 34 are electrically connected. The outer side of the shield frame 55 is covered with a second insulating member 56.
[0045]
Since the cable 21 is wired to the flexible board 30 via the connector 19, the wiring space d1 in the thickness direction of the flexible board wiring portion 57 is slightly larger than the board-side terminal 48, and the wiring space d2 of the conventional example of FIG. It can be made smaller (about the outer skin of the electric wire 112). That is, d1 <d2.
[0046]
Next, the exterior metal of the video scope 1 will be described with reference to FIG.
FIG. 3 shows the electrical connection state of the chassis or exterior metal of the video scope 1 in a state where the high-frequency treatment instrument 61 is used.
[0047]
The high-frequency treatment instrument 61 connected to the high-frequency power supply 59 is inserted into the treatment instrument channel 25 from the treatment instrument insertion port 200, and a loop of the excision wire is hooked on a polyp or the like in the body cavity of the patient 62. The patient plate 63 is in contact with the body of the patient 62 over a wide area.
[0048]
In general, the length of the cable 21 from the imaging device is considerably longer than the entire length of the video scope 1 in consideration of repairability. The margin is wound and stored in the scope connector 5.
[0049]
When a current flows through the cable 21, noise is generated from the cable 21, and a strong magnetic field is generated particularly in the portion where the cable 21 is wound. strong. That is, the scope connector unit 5 is most likely to generate noise.
[0050]
On the other hand, the exterior metal (chassis) of the video scope 1 is roughly divided into four. That is, there are four parts: an insertion portion exterior metal 65, an operation portion exterior metal 66, a universal cord portion exterior metal 67, and a scope connector portion exterior metal 68. The surface of each exterior metal is generally covered with an insulating resin.
However, a part of the exterior metal may be partially exposed on the outer surface of the scope.
[0051]
Fig. 3 shows a picture that is quite extreme. The insertion portion exterior metal 65 is covered with an insulating resin member 69, but each exterior metal in other portions is exposed.
The electrical connection between the exterior metals is as follows.
[0052]
The insertion portion exterior metal 65, the operation portion exterior metal 66, and the universal cord portion exterior metal 67 are electrically connected, and are floating (not connected) from the GND 70 of the electric circuit (not shown) of the imaging device. Is indicated by ×). Further, it is electrically floating from the housing 12 of the light source device and the housing of the video processor (not shown).
[0053]
The scope connector part exterior metal 68 is electrically floating from the exterior part metal of the insertion part exterior metal 65, the operation part exterior metal 66, and the universal cord part exterior metal 67, and the patient circuit such as the electrical circuit of the imaging apparatus. It is electrically connected to the GND 70. Further, it floats electrically from the housing 12 of the light source device and the housing of the video processor.
[0054]
Next, the operation will be described.
The object image is imaged on the solid-state imaging device 17 arranged at the imaging position by the objective lens system 16 forming the imaging unit 15 and converted into an electric signal. Then, the signal is amplified by the signal processing circuit 18 in the imaging unit 15, sent to the video processor via the cable 21, subjected to signal processing, converted into a standard video signal, and displayed on a monitor (not shown).
[0055]
When the imaging unit 15 mounts an electronic component such as an IC chip 44 on the belt-shaped flexible substrate 30 and then bends it in a U shape by the connector 19, each substrate-side terminal 48 is connected to each land portion 46 of the flexible substrate 30. It can be positioned so as to match easily. Therefore, in this state, the board-side terminals 48 can be easily connected to the land portions 46 by fixing with the adhesive 42 and then soldering with laser light.
[0056]
In this case, the connector 19 is formed with board-side terminals 48 at predetermined intervals (vertical direction in FIG. 1B, x direction in FIG. 1C), and the size of the terminals 48 is also reduced. Even if the width of the land portion 46 is reduced, it can be sufficiently soldered. In addition, the thickness of the board-side terminal 48 (y direction in FIG. 1C) can be reduced, and when soldered, the portion protruding from the flexible board 30 can be reduced. That is, the wiring space d1 in FIG.
[0057]
Further, the inner lead at one end of the flexible substrate 30 can be easily connected to the electrode portion 43 of the solid-state imaging device 17 by bump connection. This bump connection may be performed before the connection between the flexible substrate 30 and the connector 19. The vicinity of the bump connection is sealed with an insulating resin.
[0058]
Moreover, since the cable side terminal 49 of the connector 19 protrudes to the cable 21 side, it can be easily connected without requiring wiring for routing the electric wires 37 of the cable 21 so much. That is, the hard length of the imaging unit 15 can be sufficiently connected in a short state.
[0059]
Next, the operation of FIG. 3 will be described. The scope connector section 5 is the place where radiation noise is most likely to occur in the scope. Since the electrical connection state of the connector part exterior metal 68 is as described in the configuration section, the generated noise flows to the electric circuit GND 70 through the connector part exterior metal 68. That is, noise emission can be prevented.
[0060]
As shown in FIG. 3, when the high frequency treatment instrument 61 is passed through the treatment instrument insertion port 200 of the scope and the high frequency treatment is performed, the high frequency current 60 leaks from the high frequency treatment instrument 61 to the insertion portion exterior metal 65.
[0061]
However, since the insertion portion exterior metal 65, the operation portion exterior metal 66, and the universal cord portion exterior metal 67 are electrically connected but are electrically floating from other portions, the operator's hand is, for example, the operation portion exterior metal 66. Is electrically connected, but is floating electrically from other parts, so if the part other than the operator's hand does not touch any other metal body, the operator will not be electrocuted, Safety is ensured.
[0062]
If the outer metal of the insertion portion outer metal 65, the operation portion outer metal 66, and the universal cord portion outer metal 67 falls on the GND 70 of the electric circuit, like the scope connector portion outer metal 68, in the case of the above case, The surgeon may be electrocuted.
[0063]
Although FIG. 3 shows an example in which only the scope connector part exterior metal 68 is electrically floating from other exterior metals, the structure is not limited to the scope connector part exterior metal 68. Both the universal cord portion exterior metal 67 and the scope connector portion exterior metal 68 may be used.
[0064]
That is, the part of the exterior metal part after the universal cord part (excluding the insertion part and the operation part) that is likely to radiate noise is connected to the GND of the patient circuit to reduce noise radiation, while the exterior metal part on the front side of the operation part The part is secured from the ground to ensure safety.
[0065]
By aligning the cover glass side reference surface 40 of the solid-state imaging device 17 with the lens side reference surface 41 provided at the rear end of the rear group lens frame 34, the optical axis and the center of the light receiving surface can be aligned only by adjustment in the x-axis direction. Easy to do.
[0066]
In the picture of this embodiment (FIG. 1C), there is only one reference plane, but two planes may be used as shown in the text of the configuration. In that case, the optical axis and the center of the light receiving surface are uniquely positioned.
[0067]
Since the cover glass 38 of the solid-state imaging device 17 is directly bonded and fixed to the rear group lens frame 34, the entire length of the imaging unit 15 can be shortened. Further, since it is no longer necessary to attach a separate glass member on the cover glass 38, the cover glass 38 is no longer provided with a reference surface.
[0068]
Since the notch 39 is provided on the light receiving surface side of the cover glass 38, when the cover glass 38 is positioned and bonded on the light receiving surface, the seepage of the adhesive does not flow out to the side surface of the cover glass. It has become. It is possible to prevent the adhesive from adhering to the cover glass side reference surface 40.
[0069]
The hard length L1 behind the substrate in the first embodiment is not different from the hard length L2 in the conventional example (FIG. 11). In the case of the conventional example, since each electric wire 112 is wired outside the imaging unit, a space for expanding each electric wire 112 is necessary, but in the case of the first embodiment, this is unnecessary. Accordingly, a space for the connector 19 is required, so that L1≈L2 in the end.
[0070]
As described above, according to the present embodiment, by adopting the connector 19, it is possible to make the imaging unit 15 easily manufactured, and the hard length (in the optical axis direction) of the imaging unit 15 is kept almost the same as the conventional example. The height or width direction (in the direction orthogonal to the optical axis) of the imaging unit 15 can be reduced as it is.
Therefore, it is possible to provide the imaging unit 15 at a low cost, and it is possible to reduce the diameter of the tip configuration unit 6 that houses the imaging unit 15.
[0071]
(Second Embodiment)
FIG. 5 shows a connector 71 according to the second embodiment. The connector 71 is embedded in the upper and lower and left and right side surfaces of the connector main body 72, or the terminal 73 penetrates through the inside.
That is, the connector 71 has a structure in which the board side and the cable side terminals are directly connected without being connected via the pattern.
[0072]
The lengths of the terminals 73 protruding from the connector main body 72 toward the cable side or the board side, for example, s1 and s2, may be the same length or different lengths.
Also, the intervals between the terminals 73, for example, T1 and T2, may be the same interval or different intervals.
[0073]
The cross-sectional shape of the connector main body 72 may not be rectangular but may be irregular, circular, or polygonal. Further, the thickness of the terminal 73 may be changed at each terminal 73 according to the magnitude of the current flowing through the terminal 73.
The material of the connector main body 72 may be an insulator, and may be, for example, a ceramic or an electrically insulating resin.
[0074]
Further, each terminal 73 may be detachable from the connector main body 72. In this way, when the terminal 73 is disconnected, it can be repaired by replacing only the terminal 73.
[0075]
Moreover, you may bend like the terminal shown with the code | symbol 74 of FIG. In this way, a complicated wiring pattern on the flexible substrate 30 can be dealt with. Further, it can be used to connect to an electrode portion or a conductor portion of an electronic component mounted on the flexible substrate 30.
[0076]
The other structure is the same as that of the first embodiment. The operation and effect of the present embodiment are the same as those of the first embodiment.
[0077]
(Third embodiment)
FIG. 6 shows a cable connecting portion in the third embodiment. In the connector 19 of the first embodiment, the board-side terminal 48 and the cable-side terminal 49 are metal terminals, whereas the connector 75 in this embodiment has the board-side terminal 48 as in the first embodiment. However, the cable side terminal is not a metal terminal but only the circuit pattern 76 (the cable side terminal is formed by the circuit pattern).
[0078]
The cable 21 is fixed by a cable base 77, each electric wire (in the present embodiment, the coaxial cable 37) is electrically connected to the solder protrusion 81, and is wired to the circuit pattern 76 via an anisotropic conductive sheet 78.
As shown in FIG. 7, the cable 21 is cut perpendicular to the longitudinal direction, and the overall shield 21a and the overall covering 21b are stripped about 1 mm from the cut surface.
[0079]
Next, as shown in FIG. 8, the coaxial cable 37 is tight, that is, has an inner diameter that can be fixed so as not to move relative to each other, and a metal cable base 77 having a length of about 2 mm is attached to the strip portion of the cable 21. The coaxial cable 37 is covered so as to cover it by pushing it in from the direction indicated by the arrow.
[0080]
In this way, as shown in FIG. 8, the cable base 77 is in pressure contact with and electrically connected to the cable base 77 at the portion where the general shield 21a is inserted between the overall cover 21b and the coaxial cable 37. Installed.
[0081]
The front end surface of the cable base 77 is arranged to be about 0.5 mm above the cut surface of the coaxial cable 37. A transparent insulating resin 79 is poured into the stepped portion and cured. Thereafter, the conductive hole 80 is formed by irradiating laser light toward the coaxial core wire 37a.
A solder layer 81 is formed in the conductive hole 80, and a solder protrusion 81 is formed so as to protrude above the tip end surface of the cable base 77.
[0082]
That is, as shown in FIG. 8, the solder protrusion 81 that is electrically connected to the coaxial core wire 37 a is disposed in each conductive hole 80 on the front end surface covered with the transparent insulating resin 79. The cable base 77 is electrically connected to the general shield 21a.
[0083]
Returning to FIG. 6, the cable 21 having the end face formed in this manner is connected to the circuit pattern 76 of the connector 75 through the anisotropic conductive film 78 having conductivity only in the thickness direction.
[0084]
The anisotropic conductive film 78 can be electrically connected and bonded by raising the temperature to around 180 ° C. and applying pressure and / or ultrasonic vibration between the solder protrusion 81 and the corresponding circuit pattern 76. The rest of the configuration is almost the same as that of the first embodiment. The operation is also almost the same as that of the first embodiment.
[0085]
According to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the size (hard length) of the imaging unit in the optical axis direction can be further reduced.
Further, by using the pipe-shaped cable cap 77 on the cable end face, the position of each core wire is accurately determined, and the cable connection work is stabilized.
The position of the anisotropic conductive sheet 78 is not limited to the cable side. It may be on the substrate side or may be adopted on both the substrate side and the cable side.
[0086]
FIG. 9 shows each electric wire of the endoscope apparatus 85 as a whole. In this endoscope apparatus 85, for example, the video scope (electronic endoscope) 1 according to the third embodiment, the light source device 86 to which the video scope 1 is connected, and the electrical contact portion 22 of the video scope 1 are connected in signal. The video processor 88 is connected via a cable 87.
[0087]
The imaging unit 15 including the solid-state imaging device 17 and the like is connected to the electrical contact unit 22 via the cable 21. A switch 89 provided in the operation unit 3 is also connected to the electrical contact unit 22 via the remote control cable 90, provided on the front end side of the scope connector unit 5, and connected to the first electrical circuit 91 in the light source device 86. The electrical contact 91 is also connected to the electrical contact portion 22 via the control signal cable 92. The electrical contact portion 22 connected to these cables is connected to a signal connection cable 87 via an electrical connector 93, and this signal connection cable 87 is connected to a second electrical circuit 94 of the video processor 88.
[0088]
FIG. 10 is a detailed view of part C of FIG. Each electric wire disposed in the video scope 1 is connected to the contact pin (male) 95 by solder 102. The cable 21 includes a plurality of drive signal cables 96 (one in FIG. 10) and a plurality of output signal cables 97 (one in FIG. 10).
[0089]
An electromagnetic absorber 98 made of ferrite that absorbs electromagnetic waves is provided on at least the drive signal cable 96 and the control signal cable 92.
Incidentally, the control signal cable 92 is a signal line for controlling the amount of light from the light source device 86 supplied to the video scope 1, for example.
[0090]
The electromagnetic absorber 98 is fixed to each cable with an insulating adhesive 99 such as silicon.
The insulating adhesive 99 filled on the back side of the substrate 100 ensures watertightness between the contact pins (male) 95 and the substrate 100.
[0091]
The wiring portion of the electrical connector 22 is covered and shielded by the metal body 101.
The contact pins (male) 95 are connected to contact pins (female) 103, respectively. The contact pin (female) 103 is fixed to the substrate 104 of the electrical connector 93.
[0092]
With the configuration as described above, unnecessary radiation noise generated from the video processor 88 can be blocked from propagating through the electromagnetic absorber 98, a reliable shield can be performed, and unnecessary radiation noise of the entire apparatus can be reduced.
[0093]
In the first embodiment and the like, the flexible substrate 30 is described as the substrate on which the imaging device is formed. However, the substrate is not limited to the flexible substrate 30 and may be a rigid substrate.
[0094]
[Appendix]
1. An objective optical system;
A solid-state imaging device disposed at an imaging position of the objective optical system;
A substrate connected to the solid-state image sensor and on which electronic components are mounted;
A cable for transmitting a signal from the solid-state imaging device;
A connection member having a terminal connected to the land of the substrate and a terminal to which the cable is connected;
An imaging apparatus comprising:
[0095]
2. The imaging apparatus according to appendix 1, wherein the substrate is a flexible substrate.
[0096]
3. An objective optical system;
A holding member for holding the objective optical system;
A solid-state image sensor with a cover glass disposed at the imaging position of the objective optical system;
In an imaging apparatus having
An imaging apparatus, wherein a reference surface for performing optical adjustment between the objective optical system and the solid-state imaging device is provided on the holding member and the cover glass.
[0097]
4). A long insertion part having an imaging means at the tip part;
An operation unit connected to a proximal end of the insertion unit;
A flexible cord portion extended from the operation portion;
A light source device that supplies illumination light emitted from the distal end of the insertion portion, and a connector portion that connects the cord to a video processor that performs signal processing on the imaging means,
In an endoscope having an exterior metal that is not electrically connected to the exterior metal of the light source device and the video processor,
An electronic endoscope characterized in that an exterior metal other than the insertion portion and the operation portion is insulated from the insertion portion and the operation portion and is electrically connected to the ground of the electric circuit.
[0098]
5. The electronic endoscope according to appendix 4, wherein an exterior metal of the connector portion is electrically connected to the GND.
[0099]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the board-side terminal set to match the land of the board can be easily connected to the land, the size of the image pickup device can be reduced, and the connection of the cable can be reduced. Therefore, the hard length is small and the cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a video scope incorporating the first embodiment.
FIG. 3 is a schematic diagram showing an electrical connection state of an exterior metal of a video scope.
FIG. 4 is a diagram illustrating a part of an imaging apparatus according to a modification.
FIG. 5 is a perspective view showing a connector according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view showing the vicinity of a connection portion between a connector and a cable according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram for attaching a cable cap to an end of the cable on the connector connection side.
FIG. 8 is a perspective view showing a structure of a connector connecting side of a cable.
FIG. 9 is an overall configuration diagram of an endoscope apparatus.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a structure of a connection portion between an electrical contact portion and a signal connection cable.
FIG. 11 is a diagram illustrating a schematic structure of a conventional imaging apparatus.
[Explanation of symbols]
1 ... Video scope
2 ... Insertion section
6 ... tip component
15 ... Imaging unit
16 ... Objective lens system
17 ... Solid-state imaging device
18 ... Signal processing circuit
19 ... Connector
21 ... Signal cable
31 ... Front lens group
32 ... Rear lens group
38 ... cover glass
32 ... Adhesive
37 ... Electric wire
44 ... IC chip
45 ... Capacitor
46 ... Land
48 ... Board side terminal
49 ... Cable side terminal
55 ... Shield frame
57 ... Flexible substrate wiring part

Claims (2)

対物光学系と、
前記対物光学系の結像位置に配置される固体撮像素子と、
先端側が前記固体撮像素子に接続されるとともに、後端側が内側に電子部品を配置するための空間を形成するように折曲されたフレキシブル基板と、
一端側が前記フレキシブル基板の外側のランド部に接続し、後端側に突出する端子を有する接続部材と、
前記端子と接続され、前記固体撮像素子からの信号を伝送するケーブルと、
を具備することを特徴とする撮像装置。
An objective optical system;
A solid-state imaging device disposed at an imaging position of the objective optical system;
The tip side connected to the solid-state imaging device, a flexible substrate is bent so as to form a space for the rear end side to place the electronic component on the inside,
One end side is connected to the outer land portion of the flexible substrate, and a connection member having a terminal protruding to the rear end side ,
A cable connected to the terminal and transmitting a signal from the solid-state imaging device;
An imaging apparatus comprising:
対物光学系と、
前記対物光学系の結像位置に配置される固体撮像素子と、
先端側が前記固体撮像素子に接続されるとともに、後端側が内側に電子部品を配置するための空間を形成するように折曲されたフレキシブル基板と、
一端側が前記フレキシブル基板の外側のランド部に接続し、対置する側面に端子を有する接続部材と、
前記端子と接続され、前記固体撮像素子からの信号を伝送するケーブルと、
を具備することを特徴とする撮像装置。
An objective optical system;
A solid-state imaging device disposed at an imaging position of the objective optical system;
The tip side connected to the solid-state imaging device, a flexible substrate is bent so as to form a space for the rear end side to place the electronic component on the inside,
One end side is connected to the outer land portion of the flexible substrate, and a connection member having a terminal on the side surface facing the flexible substrate ,
A cable connected to the terminal and transmitting a signal from the solid-state imaging device;
An imaging apparatus comprising:
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