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WO2016092991A1 - 内視鏡 - Google Patents

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WO2016092991A1
WO2016092991A1 PCT/JP2015/081194 JP2015081194W WO2016092991A1 WO 2016092991 A1 WO2016092991 A1 WO 2016092991A1 JP 2015081194 W JP2015081194 W JP 2015081194W WO 2016092991 A1 WO2016092991 A1 WO 2016092991A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hard substrate
solid
substrate
endoscope
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2015/081194
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
一村　博信
朋久 高橋
友和 山下
紀幸 藤森
考俊 五十嵐
義樹 高山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Olympus Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Olympus Corp filed Critical Panasonic Corp
Priority to CN201580067350.2A priority Critical patent/CN106999002B/zh
Priority to EP15868292.2A priority patent/EP3231347B1/en
Priority to JP2016533223A priority patent/JP6043032B2/ja
Publication of WO2016092991A1 publication Critical patent/WO2016092991A1/ja
Priority to US15/613,399 priority patent/US10631719B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00064—Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/00071—Insertion part of the endoscope body
    • A61B1/0008—Insertion part of the endoscope body characterised by distal tip features
    • A61B1/00096—Optical elements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/044—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances for absorption imaging
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/555—Constructional details for picking-up images in sites, inaccessible due to their dimensions or hazardous conditions, e.g. endoscopes or borescopes
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    • G—PHYSICS
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    • G02B23/2476—Non-optical details, e.g. housings, mountings, supports
    • G02B23/2484—Arrangements in relation to a camera or imaging device
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/54—Mounting of pick-up tubes, electronic image sensors, deviation or focusing coils

Definitions

  • the present invention relates to an endoscope in which an imaging unit for imaging the inside of a subject is provided at the tip of an insertion portion that is inserted into the subject.
  • endoscopes have been widely used for various examinations in the medical field and the industrial field.
  • a medical endoscope incises a subject by inserting an elongated flexible insertion portion having a solid-state imaging device at the tip into the body cavity of the subject such as a patient. Without being able to acquire an in-vivo image inside the body cavity, and further, it is possible to perform a therapeutic treatment by projecting the treatment tool from the distal end of the insertion portion as necessary.
  • Such endoscopes are required to have a thinner insertion portion.
  • an image pickup apparatus in which a circuit board on which an image pickup device is mounted and a signal cable is connected is configured by a plurality of layers, the short axis direction and the internal view of the circuit board.
  • the mirrors are arranged so that the mirror diameter directions are parallel to each other, and the width of the stacked substrates is stepped so that the width becomes shorter toward the outer periphery of the endoscope.
  • the insertion portion of the endoscope has a body cavity of the subject.
  • a treatment instrument such as a biological forceps, an electric scalpel, and an inspection probe, or a channel for inserting an air / water supply tube and a built-in object such as a light guide for transmitting illumination light are accommodated.
  • no consideration was given to the case where these built-in objects were accommodated.
  • the signal cable is divided into a plurality of parts, and the diameter of each signal cable is reduced. For this reason, a substrate on which many electronic components are mounted is increased in size, and the outer diameter of the tip portion is sometimes increased in order to avoid interference between the built-in objects and the substrate.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an endoscope that realizes a reduction in the diameter of an insertion portion that accommodates an imaging device and a built-in object.
  • an endoscope includes an imaging unit disposed at a distal end portion of an insertion portion to be inserted into the body of a subject, and the distal end portion
  • An endoscope that is provided in parallel with an imaging unit and includes a built-in object that extends substantially parallel to the axial direction of the insertion portion
  • the imaging unit includes a solid-state imaging device having a light receiving portion, and at least A hard substrate that is partly disposed on the proximal end side of the endoscope with respect to the solid-state imaging device and electrically connected to the solid-state imaging device, and the longitudinal direction of the hard substrate is the tip portion
  • the hard substrate is longer than the width of the first surface and the second surface.
  • the endoscope according to the present invention in the above invention, a plurality of the built-in objects are accommodated in the insertion portion, and the third surface or the fourth surface is the most of the plurality of built-in objects. It is characterized by facing a large-sized built-in object.
  • a circuit pattern is disposed on the first surface and the second surface of the hard substrate, and the proximal side of the first surface Is provided with a cable land for cable connection.
  • a plurality of electronic components are mounted on the hard substrate, and the electronic component having the longest long axis among the plurality of electronic components is the hard substrate. It is mounted so as to be orthogonal to the longitudinal direction.
  • the endoscope according to the present invention is the endoscope according to the above invention, wherein the imaging unit includes a flexible substrate that electrically connects the solid-state imaging device and the hard substrate, and the solid-state imaging device includes the light receiving unit.
  • An element-side land for connection to the flexible substrate is formed on the light-receiving surface provided with the light-receiving surface, and the light-receiving surface is disposed so as to be orthogonal to the axial direction of the tip portion.
  • a substrate-side land for connection to the flexible substrate is formed on the second surface, and the fifth surface orthogonal to the axial direction of the tip is the surface opposite to the light-receiving surface of the solid-state imaging device.
  • the flexible substrate is disposed so as to face the side surface of the light receiving surface of the solid-state imaging device and the first or second surface of the hard substrate. .
  • a plurality of electronic components are mounted on the hard substrate, and the electronic component having the highest height when mounted is the electronic component among the plurality of electronic components. It is mounted on the first surface.
  • the endoscope according to the present invention is the endoscope according to the above invention, wherein the solid-state imaging device has an element-side land for connection with the hard substrate formed on a light-receiving surface provided with the light-receiving unit, Is disposed in parallel with the axial direction of the tip, and the hard substrate has a substrate-side land for connection to the solid-state imaging device formed on the first or second surface, and the first or second The second surface is disposed so as to face the light receiving surface of the solid-state image sensor, and the solid-state image sensor is mounted on the hard substrate so that the element-side land is connected to the substrate-side land.
  • a plurality of electronic components are mounted on the hard substrate, and the electronic component having the highest height when mounted is the electronic component among the plurality of electronic components. It is mounted on the second surface.
  • an endoscope capable of realizing a narrow insertion portion.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating the overall configuration of the endoscope apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • 2 is a front view and a partial cross-sectional view of the distal end of the endoscope shown in FIG.
  • FIG. 3 is a left side view of the imaging device provided in the endoscope shown in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a conventional endoscope tip.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating the overall configuration of the endoscope apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • 2 is a front view and a partial cross-sectional view of the distal end of the endoscope shown in FIG.
  • FIG. 3 is a left side view of the imaging
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of an imaging unit using a conventional hard substrate.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of an imaging unit using a conventional hard substrate.
  • FIG. 11 is a partial side view of the imaging unit according to the modification of the first embodiment of the present invention.
  • 12 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 13 is a top view and a bottom view of the end portion of the hard substrate in FIG.
  • FIG. 14 is a top view and a bottom view of a conventionally used hard substrate end.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the distal end of the endoscope according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the endoscope distal end according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the distal end of the endoscope according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of the distal end of the endoscope according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a manufacturing process of the hard substrate of FIG.
  • FIG. 20 is a side view of the imaging unit according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view of the endoscope tip using the imaging unit of FIG.
  • an endoscope provided with an imaging unit will be described as a mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiment”). Moreover, this invention is not limited by this embodiment. Furthermore, the same code
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating the overall configuration of the endoscope apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the endoscope apparatus 1 includes an endoscope 2, a universal cord 5, a connector 6, a light source device 7, a processor (control device) 8, and a display device 10.
  • the endoscope 2 captures an in-vivo image of the subject and outputs an imaging signal by inserting the insertion portion 3 into the body cavity of the subject.
  • the cable inside the universal cord 5 extends to the distal end of the insertion portion 3 of the endoscope 2 and is connected to an imaging unit provided at the distal end portion 3 b of the insertion portion 3.
  • the connector 6 is provided at the base end of the universal cord 5, is connected to the light source device 7 and the processor 8, and is a predetermined signal as an imaging signal (output signal) output from the imaging unit of the distal end portion 3 b connected to the universal cord 5.
  • the imaging signal is converted from analog to digital (A / D conversion) and output as an image signal.
  • the light source device 7 is configured using, for example, a white LED.
  • the white light that is turned on by the light source device 7 becomes illumination light that is emitted from the distal end of the insertion portion 3 of the endoscope 2 toward the subject via the connector 6 and the universal cord 5.
  • the processor 8 performs predetermined image processing on the image signal output from the connector 6 and controls the entire endoscope apparatus 1.
  • the display device 10 displays the image signal processed by the processor 8.
  • the operation part 4 provided with various buttons and knobs for operating the endoscope function is connected to the proximal end side of the insertion part 3 of the endoscope 2.
  • the operation unit 4 is provided with a treatment instrument insertion port 4a for inserting a treatment instrument such as a biological forceps, an electric knife and an inspection probe into the body cavity of the subject.
  • the insertion portion 3 is connected to the distal end portion 3b where the imaging unit is provided, the bending portion 3a which is connected to the proximal end side of the distal end portion 3b and can be bent in the vertical direction, and is connected to the proximal end side of the bending portion 3a. And a flexible tube portion 3c.
  • the bending portion 3a is bent in the vertical direction by the operation of a bending operation knob provided in the operation portion 4, and can be bent in, for example, two directions, up and down, as the bending wire inserted into the insertion portion 3 is pulled and loosened. It has become.
  • a light guide 15 (FIG. 2) that transmits illumination light from the light source device 7 is disposed, and an illumination window is disposed at an exit end of illumination light from the light guide 15.
  • the illumination window is provided at the distal end portion 3b of the insertion portion 3, and the illumination light is irradiated toward the subject.
  • FIG. 2A is a front view of the distal end of the endoscope 2
  • FIG. 2B is a partial cross-sectional view of the distal end of the endoscope 2.
  • the partial cross-sectional view of FIG. 2B is a plane parallel to the substrate surface of the imaging unit provided at the distal end portion 3b of the endoscope 2 and cut along a plane parallel to the optical axis direction of the imaging unit.
  • FIG.2 (b) the front-end
  • an imaging unit 50, a forceps channel 14 for inserting a treatment tool such as a forceps, an electric knife and an inspection probe, and illumination light are applied to the distal end portion 3 b of the insertion portion 3 of the endoscope 2.
  • Two light guides 15 for transmission are accommodated.
  • the imaging unit 50 is arranged on the right side
  • the forceps channel 14 is arranged on the left side
  • the light guide 15 is arranged in the vertical direction.
  • a member other than the imaging unit 50 accommodated in the distal end portion 3b which is provided in parallel with the imaging unit 50 in the distal end portion 3b and extends substantially parallel to the axial direction of the insertion portion 3.
  • the forceps channel 14 and the light guide 15 correspond to built-in objects.
  • the bending portion 3a can be bent in the vertical direction as the bending wire inserted into the bending tube disposed inside the cladding tube 12 is pulled or loosened.
  • An imaging unit 50 is provided inside the distal end portion 3b extending to the distal end side of the curved portion 3a.
  • the cladding tube 12 is made of a flexible member so that the bending portion 3a can be bent.
  • the forceps channel 14 includes a metal pipe 13 that is positioned with respect to the distal end portion body 11 and a tube 16 that covers the proximal end side of the metal pipe 13 on the proximal end side and extends to the treatment instrument insertion port 4a on the other end side.
  • the distal end portion of the tube 16 is brought into contact with a flange portion 13 a provided on the outer periphery of the metal pipe 13.
  • the imaging unit 50 includes the lens unit 21 and the individual imaging element 20 disposed on the proximal end side of the lens unit 21, and is adhered to the inside of the distal end body 11 with an adhesive.
  • the tip end body 11 is formed of a hard member for forming an internal space that accommodates the imaging unit 50.
  • the lens unit 21 includes a plurality of objective lenses (not shown), and the lens unit 21 holds a cemented lens 21a that is bonded to a cover glass (described later) (see FIG. 3), an objective lens, and a cemented lens 21a.
  • the lens holder 22 is fixed to the tip by inserting and fixing the tip of the lens holder 22 inside the tip body 11.
  • the imaging unit 50 includes a solid-state imaging device 20 such as a CCD or a CMOS having a light receiving unit 20a that receives light, a flexible substrate 38 (see FIG. 3) extending from the solid-state imaging device 20, and a drive circuit for the solid-state imaging device 20.
  • a hard substrate 30 on which the electronic components 31 to 36 to be configured are mounted, a cover glass 23 bonded to the solid-state image sensor 20 in a state of covering the light receiving portion 20a of the solid-state image sensor 20, and power to the solid-state image sensor 20; Or it has the several signal cable 40 which inputs or outputs a signal to the solid-state image sensor 20.
  • the core wire 41 of the signal cable 40 is connected to a cable land provided on the hard substrate 30, and the proximal end of the signal cable 40 extends in the proximal direction of the insertion portion 3.
  • the signal cable 40 extends to the connector 6 via the operation unit 4 and the universal cord 5 shown in FIG.
  • the image of the subject imaged by the lens unit 21 is detected by the solid-state imaging device 20 disposed at the imaging position of the lens unit 21 and converted into an imaging signal.
  • the imaging signal (output signal) is output to the processor 8 via the flexible board 38, the hard board 30, and the signal cable 40.
  • FIG. 3 is a left side view of the imaging unit 50 provided in the endoscope 2 shown in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line BB of the distal end portion 3b of the endoscope 2 shown in FIG.
  • an element-side land is provided on the light-receiving surface where the light-receiving portion 20 a of the solid-state imaging device 20 is provided, and the inner leads 37 of the flexible substrate 38 are electrically Connected mechanically and mechanically.
  • the flexible substrate 38 is a flexible printed circuit board, and extends in the lateral direction from the light receiving surface on which the light receiving unit 20a of the solid-state imaging device 20 is provided.
  • the hard substrate 30 is disposed behind the solid-state imaging device 20, that is, on the proximal end side of the distal end portion 3 b, and is electrically connected to the solid-state imaging device 20 via the flexible substrate 38.
  • the hard substrate 30 includes a first surface S1 whose longitudinal direction extends in the axial direction of the distal end portion 3b, that is, the optical axis direction of the imaging unit 50, and a second surface S2 facing in parallel with the first surface S1.
  • the width R1 of the first surface S1 is the second width.
  • the first surface S1 and the second surface S2 are different surfaces, and the other surface whose longitudinal direction extends in the axial direction of the distal end portion 3b, that is, the third surface S3,
  • the fourth surface S4 is tapered from the first surface S1 to the second surface S2.
  • the tapered shape of the third surface S3 and the fourth surface S4 can be formed by inserting a dicing blade from an oblique direction.
  • first surface S ⁇ b> 1 of the hard substrate 30 On the first surface S ⁇ b> 1 of the hard substrate 30, wiring patterns such as electronic component mounting lands for mounting the electronic components 31, 32, and 33 and cable lands for connecting the signal cables 40 are disposed.
  • a stepped portion 43 for mounting the electronic components 35 and 36 is formed on the base end side.
  • an electronic component mounting land for mounting the electronic components 35 and 36 and a board-side land for electrically and mechanically connecting the flexible board 38 are disposed inside the hard substrate 30, wiring patterns such as vias and electronic component mounting lands are arranged, and an electronic component 34 is incorporated.
  • the flexible substrate 38 is disposed so as to face the side surface from the light receiving surface of the solid-state imaging device 20 and the second surface S2 of the hard substrate 30.
  • the substrate-side land of the hard substrate 30 may be disposed on the first surface S1, and the flexible substrate 38 may be disposed so as to face the first surface S1 of the hard substrate 30.
  • the electronic components 31 to 36 are mounted on the electronic component mounting land by the solder 42.
  • the electronic component 33 having the longest long axis is preferably mounted such that the long axis is perpendicular to the longitudinal direction of the hard substrate 30, that is, perpendicular to the optical axis direction.
  • the long axis of the electronic component 33 having the longest long axis is orthogonal to the longitudinal direction of the hard substrate 30, the length in the longitudinal direction of the hard substrate 30 can be shortened, and the tip portion 3b can also be shortened.
  • the electronic component 33 having the highest height when mounted is preferably mounted on the first surface S1.
  • the hard substrate 30 may be a resin substrate, particularly a multilayer resin substrate in which a resin using a thermoplastic resin is laminated in multiple layers, or may be a ceramic substrate.
  • the hard substrate 30 is in contact with a surface orthogonal to the longitudinal direction of the hard substrate 30, that is, a surface opposite to the light receiving surface of the solid-state imaging device 20 on a fifth surface S5 orthogonal to the optical axis direction of the imaging unit 50. Is done.
  • the hard substrate 30 and the solid-state imaging device 20 are fixed with an adhesive, preferably an adhesive made of a thermosetting resin.
  • the hard substrate 30 is a surface different from the first surface S1 and the second surface S2, and the third surface S3 or the fourth surface S4 extending in the axial direction of the tip portion 3b is a built-in object of the tip portion 3b.
  • the forceps channel 14 or the light guide 15 is arranged so as to face and face each other.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a conventional endoscope tip (a cross-sectional view at the same position as the line BB in FIG. 2).
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of an imaging unit using a conventional hard substrate (a cross-sectional view at the same position as the line BB in FIG. 3).
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of an imaging unit using a conventional hard substrate (cross-sectional view at the same position as the line CC in FIG. 3).
  • the rigid substrate 30A used in the conventional imaging apparatus, the width R 2 of the width R 1 and the second surface S2 of the first surface S1 are the same, FIG. 8
  • the outer diameter of the distal end portion 3b is increased.
  • the maximum outer shape of the imaging unit 50 is indicated by a one-dot chain line around the hard substrate 30, and the maximum outer shape of the conventional imaging device is indicated by a two-dot chain line.
  • the maximum outer shape of the imaging device using the conventional hard substrate 30A is shown by a two-dot chain line around the conventional hard substrate 30A.
  • the third surface S3 and the fourth surface S4 are not tapered, so that interference with the forceps channel 14 and the cladding tube 12 occurs. In order to avoid this, it is necessary to increase the outer diameter of the tip 3b to the size indicated by the two-dot chain line around the cladding tube 12.
  • the third surface S3 and the fourth surface S4 of the hard substrate 30 are tapered, and the width R1 of the first surface S1 in the cross section orthogonal to the longitudinal direction is set to the second surface S2. with longer than the width R 2, and the forceps channel 14 is a built-in the third surface S3, by disposing the rigid board 30 so as to face the first of surface S4 close to the cladding tube 12, the distal end portion It is possible to reduce the diameter of 3b.
  • the third surface S3 and the fourth surface S4 are tapered, but only one of the third surface S3 and the fourth surface S4 is tapered. And may be opposed to a built-in object.
  • the forceps channel 14 and the endoscope 2 that accommodates the two light guides 15 have been described.
  • the third surface S3 or the fourth surface S4 having a tapered shape is opposed to the built-in object, preferably the largest-thickness built-in object,
  • the tip portion 3b can be reduced in diameter.
  • the width R 1 of the first surface S 1 is larger than the width R 2 of the second surface S 2, but the hard substrate 30 is disposed below the forceps channel 14.
  • the width R1 of the first surface S1 is configured to be smaller than the width R2 of the second surface S2, and the third surface S3 and the fourth surface S4 are formed in a reverse taper shape, thereby The diameter of the part 3b can be reduced.
  • FIG. 11 is a partial side view of the imaging unit according to the modification of the first embodiment of the present invention.
  • 12 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 13A shows the base end portion of the first surface S1 of the hard substrate of FIG. 11, and FIG. 13B shows the second surface S2 (stepped portion 43) of the hard substrate of FIG. It is the figure seen through from the surface S1 side.
  • 14A shows the base end portion of the first surface S1 of the conventionally used hard substrate, and FIG. 14B shows the second surface S2 (stepped portion 43) of the conventionally used hard substrate. It is the figure seen through from the surface S1 side of 1.
  • FIG. 11 is a partial side view of the imaging unit according to the modification of the first embodiment of the present invention.
  • 12 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 13A shows the base end portion of the first surface S1 of the hard substrate of FIG. 11, and FIG. 13B shows the second surface S2 (stepped portion 43) of the hard substrate of
  • signal cables 40a to 40c are connected to the longitudinal base end portion of the first surface S1 of the hard substrate 30B, and the stepped portion 43 of the second surface S2 Cables 40d and 40e are connected.
  • cable lands 25a to 25c for connecting the core wires 41a to 41c of the signal cables 40a to 40c are provided on the first surface S1 of the hard substrate 30B. Further, on the second surface S2, cable lands 25d and 25e for connecting the core wires 41d and 41e of the signal cables 40d and 40e are provided, and a test land 25f is provided.
  • the signal cables 40a to 40c connected to the first surface S1 and the signal cable 40e connected to the second surface S2 are cables for transmitting electronic component driving signals, and are connected to the second surface S2.
  • the signal cable 40d to be used is an output signal cable.
  • the signal cables 40a to 40c are connected to the first surface S1 of the base end portion of the hard board 30C as shown in FIG.
  • Cable lands 25a to 25c are provided, and cable lands 25d and 25e for connecting the signal cables 40d and 40e are provided on the second surface S2.
  • the terminals of the inspection device are brought into contact with the cable lands 25a to 25e. Inspecting electrical characteristics. The inspection is performed by bringing the inspection terminals into contact with the cable lands 25a to 25e in a state where pressure is applied to the cable lands 25a to 25e from the vertical direction of the hard substrate 30C.
  • the first surface S1 and the second surface On the surface S2 since the number and arrangement of the cable lands are different, it has been difficult to reliably bring all the inspection terminals into contact with the cable lands.
  • a test land 25f for inspecting a signal input from the solid-state imaging device 20 to the electronic component is provided on the second surface S2, and cable lands on the first surface S1 and the second surface S2 are provided.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the distal end of the endoscope according to the second embodiment of the present invention.
  • the position of the cross section shown in FIG. 15 is the same position as the line BB in FIG.
  • the maximum outer shape of the imaging device according to the second embodiment is indicated by a one-dot chain line around the hard substrate 30D
  • the maximum outer shape of the conventional imaging device is indicated by a two-dot chain line.
  • an R portion (curved surface portion) 26 is provided on the third surface S3 and the fourth surface S4 of the hard substrate 30D.
  • Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • the hard substrate 30D is cut into individual hard substrates 30D with a dicing blade or the like after electronic components are mounted on a collective substrate composed of a plurality of hard substrates.
  • a dicing blade or the like When the collective substrate is cut by the dicing blade, an uncut R portion (curved surface portion) 26 is generated.
  • the R part (curved surface part) 26 is left as it is, and the R part (curved surface part) 26 is also used to mount the electronic component 33.
  • the width of the first surface S1 is reduced in the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the hard substrate 30D. It can be longer than the width of the second surface S2. Further, by making the third surface S3 face the forceps channel 14 close to each other, the outer diameter of the distal end portion 3b is made larger than that of the conventional one without causing interference between the hard substrate 30D, the forceps channel 14, and the cladding tube 12. It can be made smaller. In the second embodiment, since the fillet of the solder 42 is provided on the R portion (curved surface portion) 26, chipping can be reduced when the hard substrate 30D is diced.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the endoscope distal end according to the third embodiment of the present invention.
  • the position of the cross section shown in FIG. 16 is the same position as the line BB in FIG.
  • the maximum outer shape of the imaging device of Embodiment 3 is indicated by a one-dot chain line around the hard substrate 30 ⁇ / b> E, and the maximum outer shape of the conventional imaging device is indicated by a two-dot chain line.
  • chamfered portions 27 are provided on the third surface S3 and the fourth surface S4 of the hard substrate 30E.
  • Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • the chamfered portions 27 may be formed at the corners of the third surface S3 and the fourth surface S4.
  • the length of the first surface S1 is set to the second length in the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the hard substrate 30E. It can be longer than the length of the surface S2. Further, by making the third surface S3 face the forceps channel 14 close to each other, the outer diameter of the distal end portion is made smaller than that of the conventional one without causing interference between the hard substrate 30E and the forceps channel 14 or the covering tube 12. can do.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the distal end of the endoscope according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the position of the cross section shown in FIG. 17 is the same position as the BB line in FIG.
  • the maximum outer shape of the imaging device of Embodiment 4 is indicated by a one-dot chain line around the hard substrate 30 ⁇ / b> F
  • the maximum outer shape of the conventional imaging device is indicated by a two-dot chain line.
  • the hard substrate 30F is formed by laminating a plurality of substrates 28a to 28e, and the width orthogonal to the longitudinal direction of the substrate 28e connected to the flexible substrate 38 is set to another substrate 28a. It is narrower than ⁇ 28d.
  • Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • the hard substrate 30F is formed by laminating a substrate 28a, a substrate 28b, a substrate 28c, a substrate 28d, and a substrate 28e, and the substrates 28a to 28e are laminated with their central axes aligned.
  • the width perpendicular to the longitudinal direction of the substrate 28e is made narrower than the other substrates 28a to 28d, so that the width of the first surface S1 in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the hard substrate 30F is the second. It is longer than the width of the surface S2. Further, by making the third surface S3 face the forceps channel 14 in close proximity, the outer diameter of the tip portion is made smaller than that of the conventional one without causing interference between the hard substrate 30F and the forceps channel 14 or the cladding tube 12. can do.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of the distal end of the endoscope according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the position of the cross section shown in FIG. 18 is the same position as the line BB in FIG.
  • the maximum outer shape of the imaging device of the fifth embodiment is indicated by a one-dot chain line around the hard substrate 30 ⁇ / b> G, and the maximum outer shape of the conventional imaging device is indicated by a two-dot chain line.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining a manufacturing process of the hard substrate according to the fifth embodiment.
  • a step portion 29 is provided on the third surface S3 and the fourth surface S4 of the hard substrate 30G.
  • Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • the step portion 29 may be an R portion (curved surface portion).
  • the width of the first surface S1 is set to the second surface in the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the hard substrate 30G. It can be longer than the width of S2. Further, by causing the third surface S3 to face the forceps channel 14 in close proximity, the outer diameter of the tip can be reduced without causing interference between the hard substrate 30G and the forceps channel 14 or the cladding tube 12. .
  • FIG. 20 is a side view of the imaging unit according to the sixth embodiment of the present invention.
  • 21 is a cross-sectional view of the endoscope front end using the imaging unit of FIG. 20, and is a cross-sectional view of the endoscope front end at the line DD in FIG.
  • the maximum outer shape of the imaging device of the sixth embodiment is indicated by a one-dot chain line around the hard substrate 30H, and the maximum outer shape of the conventional imaging device is indicated by a two-dot chain line.
  • the light receiving unit 20a of the solid-state imaging device 20H is parallel to the axial direction of the distal end portion of the endoscope, that is, is a horizontal type.
  • the imaging unit 50H reflects light emitted from a lens unit (not shown) by the prism 24, and the light reflected by the prism 24 is received by the light receiving unit 20a.
  • the solid-state imaging device 20H is a horizontal type in which the light receiving unit 20a is disposed horizontally, and the prism 24 is bonded onto the light receiving unit 20a.
  • a hard substrate 30H is connected to the base end of the solid-state imaging device 20H.
  • the hard substrate 30H is disposed so that a substrate-side land for connection to the solid image element 20H is formed on the first surface S1, and the first surface S1 faces the light receiving surface of the solid-state image sensor 20H.
  • a substrate-side land for connection to the solid-state imaging device 20H may be formed on the second surface S2 of the hard substrate 30H, and the second surface S2 may be opposed to the light-receiving surface of the solid-state imaging device 20H.
  • a chamfered portion 27H is provided on the third surface S3 and the fourth surface S4 of the hard substrate 30H according to the sixth embodiment. Similarly to the chamfered portion 27 of the third embodiment, the chamfered portion 27H forms the chamfered portion 27H at the corners of the third surface S3 and the fourth surface S4 of the rectangular parallelepiped hard substrate 30H.
  • the width of the first surface S1 is set to the second surface in the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the hard substrate 30H. It can be longer than the width of S2. Further, the outer surface of the distal end portion can be reduced without causing interference between the hard substrate 30H and the forceps channel 14 or the cladding tube 12 by causing the third surface S3 to face the forceps channel 14 close to each other. .

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Abstract

　挿入部の細径化を実現するとともに、高画質化を実現する内視鏡を提供する。内視鏡は、被検体の体内に挿入される挿入部の先端部に配設される撮像ユニットと、前記先端部で前記撮像ユニットと並設されるとともに、前記挿入部の軸方向と略平行に延設された内蔵物とを備え、前記撮像ユニットは、受光部を有する固体撮像素子と、少なくとも一部が前記固体撮像素子より前記内視鏡の基端側に配置され、前記固体撮像素子と電気的に接続される硬質基板と、を有し、前記硬質基板は、長手方向が前記先端部の軸方向に延びる第１の面と、前記第１の面と略平行に対向する第２の面とを有し、前記長手方向と直交する断面において、前記第１の面の幅は前記第２の面の幅より長く、前記硬質基板は、前記第１の面および前記第２の面と異なる面であって、前記先端部の軸方向に延びる第３の面または第４の面が、前記内蔵物と対向することを特徴とする。

Description

内視鏡
　本発明は、被検体内に挿入される挿入部の先端に被検体内を撮像する撮像ユニットが設けられる内視鏡に関する。
　従来、医療分野および工業分野において、各種検査のために内視鏡が広く用いられている。このうち、医療用の内視鏡は、患者等の被検体の体腔内に、先端に固体撮像素子が設けられた細長形状をなす可撓性の挿入部を挿入することによって、被検体を切開せずとも体腔内の体内画像を取得でき、さらに、必要に応じて挿入部先端から処置具を突出させて治療処置を行うことができるため、広く用いられている。
　このような内視鏡では、挿入部の細径化が求められている。挿入部の小型化を図る技術として、撮像素子が載置されるとともに信号ケーブルが接続される回路基板を、複数の層から構成した撮像装置であって、前記回路基板の短軸方向と内視鏡径方向を平行になるように配置し、積層された基板の幅は内視鏡外周方向に向かうにつれて短くなるように階段状の形態とした。これにより内視鏡の先端ケースとの干渉が防止でき、内視鏡の細径化を実現する撮像装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１２－１４７９６８号公報
　特許文献１に記載の技術では、挿入部内に撮像素子のみを収容する場合には、挿入部の細径化を図ることができるものの、内視鏡の挿入部内には、被検体の体腔内に生体鉗子、電気メスおよび検査プローブ等の処置具、または送気・送水チューブを挿入するためのチャンネルや、照明光を伝送するライトガイドなどの内蔵物が収容されるものであり、特許文献１に記載の技術では、これらの内蔵物を収容した場合については何ら考慮されていなかった。
　また、挿入部の細径化を図るために、信号ケーブルを複数に分割し、個々の信号ケーブルの径を細くすることが行われているが、細径の信号ケーブルを用いる場合、信号の安定化のために多くの電子部品が実装される基板が大型化し、内蔵物と基板の干渉を避けるために先端部の外径が大きくなることがあった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、撮像装置と内蔵物を収容する挿入部の細径化を実現する内視鏡を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる内視鏡は、被検体の体内に挿入される挿入部の先端部に配設される撮像ユニットと、前記先端部で前記撮像ユニットと並設されるとともに、前記挿入部の軸方向と略平行に延設された内蔵物とを備える内視鏡であって、前記撮像ユニットは、受光部を有する固体撮像素子と、少なくとも一部が前記固体撮像素子より前記内視鏡の基端側に配置され、前記固体撮像素子と電気的に接続される硬質基板と、を有し、前記硬質基板は、長手方向が前記先端部の軸方向に延びる第１の面と、前記第１の面と平行に対向する第２の面とを有し、前記長手方向と直交する断面において、前記第１の面の幅は前記第２の面の幅より長く、前記硬質基板は、前記第１の面および前記第２の面と異なる面であって、前記先端部の軸方向に延びる第３の面または第４の面が、前記内蔵物と対向することを特徴とする。
　また、本発明にかかる内視鏡は、上記発明において、前記挿入部に複数の前記内蔵物が収容され、前記第３の面または前記第４の面は、前記複数の内蔵物のうち、最も太径の内蔵物と対向することを特徴とする。
　また、本発明にかかる内視鏡は、上記発明において、前記硬質基板の前記第１の面および前記第２の面には回路パターンが配設されるとともに、前記第１の面の基端側にはケーブル接続用のケーブルランドが設けられることを特徴とする。
　また、本発明にかかる内視鏡は、上記発明において、前記硬質基板には複数の電子部品が実装され、前記複数の電子部品のうち、長軸が最も長い電子部品は、前記硬質基板の前記長手方向と直交するよう実装されることを特徴とする。
　また、本発明にかかる内視鏡は、上記発明において、前記撮像ユニットは、前記固体撮像素子と前記硬質基板とを電気的に接続するフレキシブル基板を有し、前記固体撮像素子は、前記受光部が設けられる受光面に前記フレキシブル基板との接続用の素子側ランドが形成されるとともに、前記受光面が前記先端部の軸方向と直交するように配設され、前記硬質基板は、前記第１又は第２の面に前記フレキシブル基板との接続用の基板側ランドが形成されるとともに、前記先端部の軸方向と直交する第５の面が前記固体撮像素子の前記受光面と反対側の面と対向するよう配設され、前記フレキシブル基板は、前記固体撮像素子の前記受光面の側面、および前記硬質基板の前記第１又は第２の面に対向するよう配設されることを特徴とする。
　また、本発明にかかる内視鏡は、上記発明において、前記硬質基板には複数の電子部品が実装され、前記複数の電子部品のうち、実装されたときの高さが最も高い電子部品が前記第１の面に実装されることを特徴とする。
　また、本発明にかかる内視鏡は、上記発明において、前記固体撮像素子は、前記受光部が設けられる受光面に前記硬質基板との接続用の素子側ランドが形成されるとともに、前記受光面が前記先端部の軸方向と平行に配設され、前記硬質基板は、前記第１又は第２の面に前記固体撮像素子との接続用の基板側ランドが形成されるとともに、前記第１又は第２の面が前記固体撮像素子の受光面と対向するよう配設され、前記固体撮像素子は、前記素子側ランドが前記基板側ランドに接続されるように前記硬質基板に実装されることを特徴とする。
　また、本発明にかかる内視鏡は、上記発明において、前記硬質基板には複数の電子部品が実装され、前記複数の電子部品のうち、実装されたときの高さが最も高い電子部品が前記第２の面に実装されることを特徴とする。
　本発明によれば、挿入部の細径化を実現しうる内視鏡を提供することができる。
図１は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡装置の全体構成を模式的に示す図である。 図２は、図１に示す内視鏡先端の正面図および部分断面図である。 図３は、図１に示す内視鏡が備える撮像装置の左方側面図である。 図４は、図３のＡ－Ａ線断面図である。 図５は、図３のＢ－Ｂ線断面図である。 図６は、図３のＣ－Ｃ線断面図である。 図７は、図２のＢ－Ｂ線断面図である。 図８は、従来の内視鏡先端の断面図である。 図９は、従来の硬質基板を使用する撮像ユニットの断面図である。 図１０は、従来の硬質基板を使用する撮像ユニットの断面図である。 図１１は、本発明の実施の形態１の変形例にかかる撮像ユニットの部分側面図である。 図１２は、図１１のＣ－Ｃ線断面図である。 図１３は、図１１の硬質基板端部の上面図および下面図である。 図１４は、従来使用される硬質基板端部の上面図および下面図である。 図１５は、本発明の実施の形態２にかかる内視鏡先端の断面図である。 図１６は、本発明の実施の形態３にかかる内視鏡先端の断面図である。 図１７は、本発明の実施の形態４にかかる内視鏡先端の断面図である。 図１８は、本発明の実施の形態５にかかる内視鏡先端の断面図である。 図１９は、図１８の硬質基板の製造工程を説明する図である。 図２０は、本発明の実施の形態６にかかる撮像ユニットの側面図である。 図２１は、図２０の撮像ユニットを用いた内視鏡先端の断面図である。
　以下の説明では、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）として、撮像ユニットを備えた内視鏡について説明する。また、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。さらに、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。さらにまた、図面は、模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率等は、現実と異なることに留意する必要がある。また、図面の相互間においても、互いの寸法や比率が異なる部分が含まれている。
（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡装置の全体構成を模式的に示す図である。図１に示すように、内視鏡装置１は、内視鏡２と、ユニバーサルコード５と、コネクタ６と、光源装置７と、プロセッサ（制御装置）８と、表示装置１０とを備える。
　内視鏡２は、挿入部３を被検体の体腔内に挿入することによって、被検体の体内画像を撮像し撮像信号を出力する。ユニバーサルコード５内部のケーブルは、内視鏡２の挿入部３の先端まで延伸され、挿入部３の先端部３ｂに設けられる撮像ユニットに接続する。
　コネクタ６は、ユニバーサルコード５の基端に設けられて、光源装置７及びプロセッサ８に接続され、ユニバーサルコード５と接続する先端部３ｂの撮像ユニットが出力する撮像信号（出力信号）に所定の信号処理を施すとともに、撮像信号をアナログデジタル変換（Ａ／Ｄ変換）して画像信号として出力する。
　光源装置７は、例えば、白色ＬＥＤを用いて構成される。光源装置７が点灯する白色光は、コネクタ６、ユニバーサルコード５を経由して内視鏡２の挿入部３の先端から被写体へ向けて照射する照明光となる。
　プロセッサ８は、コネクタ６から出力される画像信号に所定の画像処理を施すとともに、内視鏡装置１全体を制御する。表示装置１０は、プロセッサ８が処理を施した画像信号を表示する。
　内視鏡２の挿入部３の基端側には、内視鏡機能を操作する各種ボタン類やノブ類が設けられた操作部４が接続される。操作部４には、被検体の体腔内に生体鉗子、電気メスおよび検査プローブ等の処置具を挿入する処置具挿入口４ａが設けられる。
　挿入部３は、撮像ユニットが設けられる先端部３ｂと、先端部３ｂの基端側に連設された上下方向に湾曲自在な湾曲部３ａと、この湾曲部３ａの基端側に連設された可撓管部３ｃとを備える。湾曲部３ａは、操作部４に設けられた湾曲操作用ノブの操作によって上下方向に湾曲し、挿入部３内部に挿通された湾曲ワイヤの牽引弛緩にともない、たとえば上下の２方向に湾曲自在となっている。
　内視鏡２には、光源装置７からの照明光を伝送するライトガイド１５（図２）が配設され、ライトガイド１５による照明光の出射端に照明窓が配置される。この照明窓は、挿入部３の先端部３ｂに設けられており、照明光が被検体に向けて照射される。
　次に、内視鏡２の先端部３ｂの構成について詳細に説明する。図２（ａ）は内視鏡２先端の正面図であり、図２（ｂ）は内視鏡２先端の部分断面図である。図２（ｂ）の部分断面図は、内視鏡２の先端部３ｂに設けられた撮像ユニットの基板面に対して平行な面であって、撮像ユニットの光軸方向と平行な面で切断した場合の断面図である。図２（ｂ）においては、内視鏡２の挿入部３の先端部３ｂを図示する。
　図２に示すように、内視鏡２の挿入部３の先端部３ｂには、撮像ユニット５０と、鉗子、電気メスおよび検査プローブ等の処置具を挿入するための鉗子チャンネル１４、照明光を伝送する２つのライトガイド１５が収容される。本実施の形態１では、右側に撮像ユニット５０、左側に鉗子チャンネル１４、上下方向にそれぞれライトガイド１５が配設されている。本明細書において、先端部３ｂに収容される撮像ユニット５０以外の部材であって、先端部３ｂ内で撮像ユニット５０と並設され、挿入部３の軸方向と略平行に延設される部材、たとえば、鉗子チャンネル１４やライトガイド１５が内蔵物に該当する。
　湾曲部３ａは、被覆管１２内側に配置する湾曲管内部に挿通された湾曲ワイヤの牽引弛緩にともない、上下方向に湾曲自在である。この湾曲部３ａの先端側に延設された先端部３ｂ内部に、撮像ユニット５０が設けられる。被覆管１２は、湾曲部３ａが湾曲可能なように、柔軟な部材で構成されている。
　鉗子チャンネル１４は、先端部本体１１に対し位置決めされる金属パイプ１３と金属パイプ１３基端側に先端側が覆いかぶせられ、他端側が処置具挿入口４ａまで延設されるチューブ１６とにより構成される。チューブ１６の先端部は、金属パイプ１３の外周に設けられるフランジ部１３ａに当てつけられる。
　撮像ユニット５０は、レンズユニット２１と、レンズユニット２１の基端側に配置する個体撮像素子２０とを有し、接着剤で先端部本体１１の内側に接着される。先端部本体１１は、撮像ユニット５０を収容する内部空間を形成するための硬質部材で形成される。
　レンズユニット２１は、複数の対物レンズ（図示しない）で構成され、前記レンズユニット２１は、後述するカバーガラスと接着される接合レンズ２１aと（図３参照）、対物レンズおよび接合レンズ２１aとを保持するレンズホルダ２２とを有し、このレンズホルダ２２の先端が、先端部本体１１内部に挿嵌固定されることによって、先端に固定される。
　撮像ユニット５０は、光を受光する受光部２０ａを有したＣＣＤまたはＣＭＯＳなどの固体撮像素子２０、固体撮像素子２０から延出するフレキシブル基板３８（図３参照）、固体撮像素子２０の駆動回路を構成する電子部品３１～３６を実装した硬質基板３０、ならびに、固体撮像素子２０の受光部２０ａを覆った状態で固体撮像素子２０に接着するカバーガラス２３と、固体撮像素子２０に電源を供給、あるいは固体撮像素子２０へ信号を入力または出力する複数の信号ケーブル４０とを有する。
　信号ケーブル４０の芯線４１は、硬質基板３０に設けられたケーブルランドに接続され、信号ケーブル４０の基端は、挿入部３の基端方向に延伸する。信号ケーブル４０は、図１に示す操作部４およびユニバーサルコード５を介して、コネクタ６まで延設されている。
　レンズユニット２１によって結像された被写体の像は、レンズユニット２１の結像位置に配設された固体撮像素子２０によって検出されて、撮像信号に変換される。撮像信号（出力信号）は、フレキシブル基板３８、硬質基板３０、及び信号ケーブル４０を経由して、プロセッサ８に出力される。
　次に、撮像ユニット５０について説明する。図３は、図１に示す内視鏡２が備える撮像ユニット５０の左方側面図である。図４は、図３のＡ－Ａ線断面図である。図５は、図３のＢ－Ｂ線断面図である。図６は、図３のＣ－Ｃ線断面図である。図７は、図２に示す内視鏡２の先端部３ｂのＢ－Ｂ線断面図である。
　図３および図４に示すように、固体撮像素子２０の受光部２０ａが設けられる受光面には、素子側ランドが設けられ、フレキシブル基板３８のインナーリード３７が素子側ランドとバンプ３９にて電気的および機械的に接続される。フレキシブル基板３８は、フレキシブルプリント基板であり、固体撮像素子２０の受光部２０ａが設けられる受光面から側面方向に延出する。
　硬質基板３０は、固体撮像素子２０の後方、すなわち、先端部３ｂの基端側に配置され、フレキシブル基板３８を介して固体撮像素子２０と電気的に接続される。硬質基板３０は、長手方向が先端部３ｂの軸方向、すなわち、撮像ユニット５０の光軸方向に延びる第１の面Ｓ１と、第１の面Ｓ１と平行に対向する第２の面Ｓ２とを有する。図５および図６に示すように、硬質基板３０の長手方向と直交する断面（図３のＢ－Ｂ線断面、Ｃ－Ｃ線断面）において、第１の面Ｓ１の幅Ｒ１は第２の面Ｓ２の幅Ｒ２より長くなるように形成されている。本実施の形態１では、第１の面Ｓ１および第２の面Ｓ２と異なる面であって、長手方向が先端部３ｂの軸方向に延設する他の面、すなわち第３の面Ｓ３と、第４の面Ｓ４は、第１の面Ｓ１から第２の面Ｓ２にかけてテーパ状をなしている。第３の面Ｓ３と第４の面Ｓ４のテーパ形状は、ダイシングブレードを斜めから入れることにより形成することができる。
　硬質基板３０の第１の面Ｓ１には、電子部品３１、３２、３３を実装する電子部品実装ランドや、信号ケーブル４０を接続するケーブルランド等の配線パターンが配設されている。第２の面Ｓ２には、基端側に電子部品３５、３６を実装する段差部４３が形成される。また、第２の面Ｓ２には、電子部品３５、３６を実装する電子部品実装ランドや、フレキシブル基板３８を電気的および機械的に接続する基板側ランドが配設される。硬質基板３０の内部には、ビアや電子部品実装ランド等の配線パターンが配設され、電子部品３４が内蔵されている。フレキシブル基板３８は、固体撮像素子２０の受光面から側面、および硬質基板３０の第２の面Ｓ２に対向するように配設される。なお、硬質基板３０の基板側ランドを第１の面Ｓ１に配設し、フレキシブル基板３８を硬質基板３０の第１の面Ｓ１に対向するように配設しても良い。
　電子部品３１～３６は、半田４２により電子部品実装ランドに実装される。電子部品３１～３６のうち、長軸が最も長い電子部品３３は、長軸が硬質基板３０の長手方向と直交、すなわち光軸方向と直交するように実装されることが好ましい。長軸が最も長い電子部品３３の長軸が硬質基板３０の長手方向と直交するように実装することにより、硬質基板３０の長手方向の長さを短くでき先端部３ｂも短くできる。また、電子部品３１～３６のうち、実装された時の高さが最も高い電子部品３３は、第１の面Ｓ１に実装されることが好ましい。硬質基板３０は、樹脂基板、特に熱可塑性樹脂を使用する樹脂が多層積層された多層樹脂基板であるほか、セラミックス基板であってもよい。
　硬質基板３０は、硬質基板の３０の長手方向と直交する面、すなわち、撮像ユニット５０の光軸方向と直交する第５の面Ｓ５で固体撮像素子２０の受光面と反対側の面と当接される。硬質基板３０と固体撮像素子２０とは接着剤、好ましくは熱硬化性樹脂からなる接着剤で固定される。
　硬質基板３０は、第１の面Ｓ１および第２の面Ｓ２と異なる面であって、先端部３ｂの軸方向に延びる第３の面Ｓ３または第４の面Ｓ４が、先端部３ｂの内蔵物である鉗子チャンネル１４、またはライトガイド１５と近接対向するよう配設される。内蔵物とテーパとして形成される第３の面Ｓ３または第４の面Ｓ４が近接対向するよう撮像ユニット５０を配設することにより、以下に示す通り先端部３ｂの細径化が可能となる。
　第１の面Ｓ１および第２の面Ｓ２と異なる面であって、先端部３ｂの軸方向に延びる第３の面Ｓ３または第４の面Ｓ４は、挿入部３ｂに収容される内蔵物のうち、最も太径の内蔵物と近接対向することが好ましい。図７に示すように、本実施の形態１では、第３の面Ｓ３が、最も太径な内蔵物、すなわち鉗子チャンネル１４に近接して対向し、第４の面Ｓ４が被覆管１２に近接して対向している。
　図８は、従来の内視鏡先端の断面図である（図２のＢ－Ｂ線と同じ位置での断面図）。図９は、従来の硬質基板を使用する撮像ユニットの断面図である（図３のＢ－Ｂ線と同じ位置での断面図）。図１０は、従来の硬質基板を使用する撮像ユニットの断面図である（図３のＣ－Ｃ線と同じ位置での断面図）。図９および図１０に示すように、従来の撮像装置で使用する硬質基板３０Ａでは、第１の面Ｓ１の幅Ｒ１と第２の面Ｓ２の幅Ｒ２は同じであるため、図８に示すように、第３の面Ｓ３を鉗子チャンネル１４と近接して対向させるとともに、第４の面Ｓ４を被覆管１２に近接して対向させた場合、先端部３ｂの外径が大きくなる。
　図７では、硬質基板３０の周囲に、撮像ユニット５０の最大外形を一点鎖線で示し、従来の撮像装置の最大外形を二点鎖線で示している。図８では、従来の硬質基板３０Ａの周囲に、従来の硬質基板３０Ａを使用した撮像装置の最大外形を二点鎖線で示している。図７に示すように、最大外形を二点鎖線で示す従来の撮像装置では、第３の面Ｓ３および第４の面Ｓ４はテーパ状ではないため、鉗子チャンネル１４および被覆管１２との干渉を避けるためには先端部３ｂの外径を、被覆管１２の周囲に二点鎖線で示す大きさまで大きくする必要がある。
　実施の形態１では、硬質基板３０の第３の面Ｓ３と第４の面Ｓ４をテーパ状として、長手方向と直交する断面における第１の面Ｓ１の幅Ｒ１を、第２の面Ｓ２の幅Ｒ２より長くするとともに、第３の面Ｓ３を内蔵物である鉗子チャンネル１４と、第の面Ｓ４を被覆管１２と近接して対向するよう硬質基板３０を配設することにより、先端部３ｂを細径化することが可能となる。
　なお、本実施の形態１では、第３の面Ｓ３と第４の面Ｓ４とをそれぞれテーパ状としたが、第３の面Ｓ３と第４の面Ｓ４のいずれか一方の面のみをテーパ状とし、内蔵物と対向させてもよい。
　実施の形態１では、鉗子チャンネル１４と、２つのライトガイド１５を収容する内視鏡２について説明したが、１つのライトガイドのみを内蔵物とする内視鏡や、鉗子チャンネルに加え送気・送水チャンネルを内蔵物として有する内視鏡等においても、テーパ状とした第３の面Ｓ３または第４の面Ｓ４を内蔵物、好ましくは最も太径の内蔵物と近接して対向させることにより、先端部３ｂを細径化することができる。
　また、本実施の形態１では、第１の面Ｓ１の幅Ｒ１を第２の面Ｓ２の幅Ｒ２より大きく構成しているが、硬質基板３０が鉗子チャンネル１４に対して下側に配置される場合は、第１の面Ｓ１の幅Ｒ１を第２の面Ｓ２の幅Ｒ２より小さく構成し、第３の面Ｓ３と第４の面Ｓ４を逆テーパ状とすることにより、先端部３ｂを細径化することができる。
　また、硬質基板３０の第２の面Ｓ２に形成した段差部４３には、電子部品ではなく信号ケーブルを接続してもよい。図１１は、本発明の実施の形態１の変形例にかかる撮像ユニットの部分側面図である。図１２は、図１１のＣ－Ｃ線断面図である。図１３（ａ）は、図１１の硬質基板の第１の面Ｓ１の基端部、図１３（ｂ）は、図１１の硬質基板の第２の面Ｓ２（段差部４３）を第１の面Ｓ１側から透視した図である。図１４（ａ）は、従来使用される硬質基板の第１の面Ｓ１の基端部、図１４（ｂ）は、従来使用される硬質基板の第２の面Ｓ２（段差部４３）を第１の面Ｓ１側から透視した図である。
　実施の形態１の変形例では、硬質基板３０Ｂの第１の面Ｓ１の長手方向の基端部には、信号ケーブル４０ａ～４０ｃが接続され、第２の面Ｓ２の段差部４３には、信号ケーブル４０ｄ、４０ｅが接続される。
　図１３に示すように、硬質基板３０Ｂの第１の面Ｓ１には、信号ケーブル４０ａ～４０ｃの芯線４１ａ～４１ｃをそれぞれ接続するケーブルランド２５ａ～２５ｃが設けられる。また、第２の面Ｓ２には、信号ケーブル４０ｄ、４０ｅの芯線４１ｄ、４１ｅを接続するケーブルランド２５ｄ、２５ｅが設けられるとともに、テストランド２５ｆが設けられる。
　第１の面Ｓ１に接続される信号ケーブル４０ａ～４０ｃ、および第２の面Ｓ２に接続される信号ケーブル４０ｅは、電子部品の駆動用信号を伝送するケーブルであり、第２の面Ｓ２に接続される信号ケーブル４０ｄは、出力信号用のケーブルである。
　従来、硬質基板３０Ｃに５本の信号ケーブル４０ａ～４０ｅを接続する場合、図１４に示すように、硬質基板３０Ｃの基端部の第１の面Ｓ１には、信号ケーブル４０ａ～４０ｃを接続するケーブルランド２５ａ～２５ｃが設けられ、第２の面Ｓ２には、信号ケーブル４０ｄ、４０ｅを接続するケーブルランド２５ｄ、２５ｅが設けられていた。
　従来、フレキシブル基板３８と固体撮像素子２０との接続や、フレキシブル基板３８と硬質基板３０Ｃとの接続の際の電気特性の検査のために、ケーブルランド２５ａ～２５ｅに検査装置の端子を接触させて、電気特性の検査を行なっている。検査は、硬質基板３０Ｃの上下方向から各検査端子をケーブルランド２５ａ～２５ｅに圧力を加えた状態でそれぞれ当接させて行うが、従来の硬質基板３０Ｃでは、第１の面Ｓ１と第２の面Ｓ２では、ケーブルランドの数や配置が異なるため、すべての検査端子を各ケーブルランドに確実に当接させることは困難であった。
　本変形例では、第２の面Ｓ２に、固体撮像素子２０から電子部品に入力される信号を検査するテストランド２５ｆを設けるとともに、第１の面Ｓ１と第２の面Ｓ２でのケーブルランドの配置位置を上下で同じ位置に形成することにより、検査端子をケーブルランドに当接させた場合に、回転モーメントが発生せず、検査端子をケーブルランドに確実にコンタクトさせることができる。また、テストランド２５ｆにより、固体撮像素子２０から電子部品に入力される信号を検査できるので、電子部品の不具合について検査可能となる。
（実施の形態２）
　図１５は、本発明の実施の形態２にかかる内視鏡先端の断面図である。図１５で示す断面の位置は、図２のＢ－Ｂ線と同じ位置である。図１５では、硬質基板３０Ｄの周囲に、実施の形態２の撮像装置の最大外形を一点鎖線で示し、従来の撮像装置の最大外形を二点鎖線で示している。実施の形態２にかかる内視鏡において、硬質基板３０Ｄの第３の面Ｓ３と第４の面Ｓ４には、Ｒ部（曲面部）２６が設けられている。それ以外の構成は実施の形態１と同様である。
　通常、硬質基板３０Ｄは、複数の硬質基板からなる集合基板に電子部品を実装後、ダイシングブレード等で個々の硬質基板３０Ｄに切断されている。ダイシングブレードにより集合基板を切断すると、切り残しの状態のＲ部（曲面部）２６が発生する。実施の形態２では、Ｒ部（曲面部）２６をそのまま残した状態とし、Ｒ部（曲面部）２６上も使用して電子部品３３を実装する。
　実施の形態２では、第３の面Ｓ３と第４の面Ｓ４にＲ部（曲面部）２６を残すことにより、硬質基板３０Ｄの長手方向と直交する断面において、第１の面Ｓ１の幅を第２の面Ｓ２の幅より長くできる。また、第３の面Ｓ３を鉗子チャンネル１４と近接して対向させることにより、硬質基板３０Ｄと鉗子チャンネル１４および被覆管１２との干渉を生じることなく、先端部３ｂの外径を従来のものより小さくすることが可能となる。また、実施の形態２では、Ｒ部（曲面部）２６上に半田４２のフィレットが設けられるため、硬質基板３０Ｄのダイシング時にチッピングを低減することができる。
（実施の形態３）
　図１６は、本発明の実施の形態３にかかる内視鏡先端の断面図である。図１６で示す断面の位置は、図２のＢ－Ｂ線と同じ位置である。図１６では、硬質基板３０Ｅの周囲に、実施の形態３の撮像装置の最大外形を一点鎖線で示し、従来の撮像装置の最大外形を二点鎖線で示している。実施の形態３にかかる内視鏡において、硬質基板３０Ｅの第３の面Ｓ３と第４の面Ｓ４には、面取り部２７が設けられている。それ以外の構成は実施の形態１と同様である。
　実施の形態３にかかる硬質基板３０Ｅは直方体の硬質基板として切断した後、第３の面Ｓ３と第４の面Ｓ４の角部に面取り部２７を形成すればよい。
　実施の形態３では、第３の面Ｓ３と第４の面Ｓ４に面取り部２７を設けることにより、硬質基板３０Ｅの長手方向と直交する断面において、第１の面Ｓ１の長さを第２の面Ｓ２の長さより長くできる。また、第３の面Ｓ３を鉗子チャンネル１４と近接して対向させることにより、硬質基板３０Ｅと鉗子チャンネル１４または被覆管１２との干渉を生じることなく、先端部の外径を従来のものより小さくすることができる。
（実施の形態４）
　図１７は、本発明の実施の形態４にかかる内視鏡先端の断面図である。図１７で示す断面の位置は、図２のＢ－Ｂ線と同じ位置である。図１７では、硬質基板３０Ｆの周囲に、実施の形態４の撮像装置の最大外形を一点鎖線で示し、従来の撮像装置の最大外形を二点鎖線で示している。実施の形態４にかかる内視鏡において、硬質基板３０Ｆは、複数の基板２８ａ～２８ｅが積層されてなり、フレキシブル基板３８と接続される基板２８ｅの長手方向と直交する幅を、他の基板２８ａ～２８ｄより狭く形成している。それ以外の構成は実施の形態１と同様である。
　硬質基板３０Ｆは、基板２８ａ、基板２８ｂ、基板２８ｃ、基板２８ｄおよび基板２８ｅが積層されてなり、各基板２８ａ～２８ｅは中心軸をそろえて積層されている。
　実施の形態４では、基板２８ｅの長手方向と直交する幅を他の基板２８ａ～ｄより狭くすることにより、硬質基板３０Ｆの長手方向と直交する断面において、第１の面Ｓ１の幅を第２の面Ｓ２の幅より長くしている。また、第３の面Ｓ３を鉗子チャンネル１４と近接して対向させることにより、硬質基板３０Ｆと鉗子チャンネル１４または被覆管１２との干渉を生じることなく、先端部の外径を従来のものより小さくすることができる。
（実施の形態５）
　図１８は、本発明の実施の形態５にかかる内視鏡先端の断面図である。図１８で示す断面の位置は、図２のＢ－Ｂ線と同じ位置である。図１８では、硬質基板３０Ｇの周囲に、実施の形態５の撮像装置の最大外形を一点鎖線で示し、従来の撮像装置の最大外形を二点鎖線で示している。図１９は、実施の形態５にかかる硬質基板の製造工程を説明する図である。実施の形態５にかかる内視鏡において、硬質基板３０Ｇの第３の面Ｓ３と第４の面Ｓ４には、段差部２９が設けられている。それ以外の構成は実施の形態１と同様である。
　硬質基板３０Ｇの段差部２９は、集合基板６０に電子部品３３等を実装後、太径のダイシングブレード６１で所定位置、例えば、図１９に示すｈ１まで切断後、細径のダイシングブレート６２で残りのｈ２を切断することにより製造することができる。段差部２９は、Ｒ部（曲面部）であってもよい。
　実施の形態５では、第３の面Ｓ３と第４の面Ｓ４に段差部２９を設けることにより、硬質基板３０Ｇの長手方向と直交する断面において、第１の面Ｓ１の幅を第２の面Ｓ２の幅より長くできる。また、第３の面Ｓ３を鉗子チャンネル１４と近接して対向させることにより、硬質基板３０Ｇと鉗子チャンネル１４または被覆管１２との干渉を生じることなく、先端部の外径を小さくすることができる。
（実施の形態６）
　図２０は、本発明の実施の形態６にかかる撮像ユニットの側面図である。図２１は、図２０の撮像ユニットを用いた内視鏡先端の断面図であり、図２０のＤ－Ｄ線の位置の内視鏡先端の断面図である。図２１では、硬質基板３０Ｈの周囲に、実施の形態６の撮像装置の最大外形を一点鎖線で示し、従来の撮像装置の最大外形を二点鎖線で示している。実施の形態５にかかる撮像ユニット５０Ｈは、固体撮像素子２０Ｈの受光部２０ａが、内視鏡の先端部の軸方向と平行、すなわち横置き型である。
　撮像ユニット５０Ｈは、プリズム２４により図示しないレンズユニットから出射された光を反射し、プリズム２４により反射された光を受光部２０ａで受光する。固体撮像素子２０Ｈは、受光部２０ａが水平となるように配置される横置き型であり、プリズム２４は受光部２０ａ上に接着されている。固体撮像素子２０Ｈの基端には、硬質基板３０Ｈが接続されている。硬質基板３０Ｈは、第１の面Ｓ１に固体雑像素子２０Ｈとの接続用の基板側ランドが形成され、第１の面Ｓ１が固体撮像素子２０Ｈの受光面と対向するよう配設される。なお、硬質基板３０Ｈの第２の面Ｓ２に固体撮像素子２０Ｈとの接続用の基板側ランドを形成し、第２の面Ｓ２を固体撮像素子２０Ｈの受光面と対向するよう構成しても良い。
　実施の形態６にかかる硬質基板３０Ｈの第３の面Ｓ３と第４の面Ｓ４には、面取り部２７Ｈが設けられている。面取り部２７Ｈは、実施の形態３の面取り部２７と同様に、直方体の硬質基板３０Ｈの第３の面Ｓ３と第４の面Ｓ４の角部に、面取り部２７Ｈを形成する。
　実施の形態６では、第３の面Ｓ３と第４の面Ｓ４に面取り部２７Ｈを設けることにより、硬質基板３０Ｈの長手方向と直交する断面において、第１の面Ｓ１の幅を第２の面Ｓ２の幅より長くできる。また、第３の面Ｓ３を鉗子チャンネル１４と近接して対向させることにより、硬質基板３０Ｈと鉗子チャンネル１４または被覆管１２との干渉を生じることなく、先端部の外径を小さくすることができる。
　１　内視鏡装置
　２　内視鏡
　３ａ　湾曲部
　３ｂ　先端部
　３ｃ　可撓管部
　４　操作部
　４ａ　処置具挿入口
　５　ユニバーサルコード
　６　コネクタ
　７　光源装置
　８　プロセッサ
　１０　表示装置
　１１　先端部本体
　１２　被覆管
　１３　金属パイプ
　１４　鉗子チャンネル
　１５　ライトガイド
　１６　チューブ
　２０　固体撮像素子
　２１　レンズユニット
　２２　レンズホルダ
　２３　カバーガラス
　２４　プリズム
　３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ、３０Ｆ、３０Ｇ、３０Ｈ　硬質基板
　３１～３６　電子部品
　３７　インナーリード
　３８　フレキシブル基板
　４０　信号ケーブル
　４１　芯線
　４２　半田
　４３　段差部
　５０　撮像ユニット
　Ｓ１　第１の面
　Ｓ２　第２の面
　Ｓ３　第３の面
　Ｓ４　第４の面
　Ｓ５　第５の面

Claims (8)

  1. 　被検体の体内に挿入される挿入部の先端部に配設される撮像ユニットと、前記先端部で前記撮像ユニットと並設されるとともに、前記挿入部の軸方向と略平行に延設された内蔵物とを備える内視鏡であって、
    　前記撮像ユニットは、
    　受光部を有する固体撮像素子と、
    　少なくとも一部が前記固体撮像素子より前記内視鏡の基端側に配置され、前記固体撮像素子と電気的に接続される硬質基板と、を有し、
    　前記硬質基板は、長手方向が前記先端部の軸方向に延びる第１の面と、前記第１の面と略平行に対向する第２の面とを有し、前記長手方向と直交する断面において、前記第１の面の幅は前記第２の面の幅より長く、
    　前記硬質基板は、前記第１の面および前記第２の面と異なる面であって、前記先端部の軸方向に延びる第３の面または第４の面が、前記内蔵物と対向することを特徴とする内視鏡。
  2. 　前記挿入部に複数の前記内蔵物が収容され、
    　前記第３の面または前記第４の面は、前記複数の内蔵物のうち、最も太径の内蔵物と対向することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
  3. 　前記硬質基板の前記第１の面および前記第２の面には回路パターンが配設されるとともに、前記第１の面の基端側には少なくとも１つのケーブル接続用のケーブルランドが設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡。
  4. 　前記硬質基板には複数の電子部品が実装され、前記複数の電子部品のうち、長軸が最も長い電子部品は、前記硬質基板の前記長手方向と直交するよう実装されることを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の内視鏡。
  5. 　前記撮像ユニットは、前記固体撮像素子と前記硬質基板とを電気的に接続するフレキシブル基板を有し、
    　前記固体撮像素子は、前記受光部が設けられる受光面に前記フレキシブル基板との接続用の素子側ランドが形成されるとともに、前記受光面が前記先端部の軸方向と直交するように配設され、
    　前記硬質基板は、前記第１又は第２の面に前記フレキシブル基板との接続用の基板側ランドが形成されるとともに、前記先端部の軸方向と直交する第５の面が前記固体撮像素子の前記受光面と反対側の面と対向するよう配設され、
    　前記フレキシブル基板は、前記固体撮像素子の前記受光面の側面、および前記硬質基板の前記第１又は第２の面に対向するよう配設されることを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の内視鏡。
  6. 　前記硬質基板には複数の電子部品が実装され、前記複数の電子部品のうち、実装されたときの高さが最も高い電子部品が前記第１の面に実装されることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡。
  7. 　前記固体撮像素子は、前記受光部が設けられる受光面に前記硬質基板との接続用の素子側ランドが形成されるとともに、前記受光面が前記先端部の軸方向と平行に配設され、
    　前記硬質基板は、前記第１又は第２の面に前記固体撮像素子との接続用の基板側ランドが形成されるとともに、前記第１又は第２の面が前記固体撮像素子の受光面と対向するよう配設され、
    　前記固体撮像素子は、前記素子側ランドが前記基板側ランドに接続されるように前記硬質基板に実装されることを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の内視鏡。
  8. 　前記硬質基板には複数の電子部品が実装され、前記複数の電子部品のうち、実装されたときの高さが最も高い電子部品が前記第２の面に実装されることを特徴とする請求項７に記載の内視鏡。
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