JP2009082504A - 撮像装置及びその撮像装置を備えた内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】接合作業の効率化、簡素化と共にメンテナンス性の向上も図れ、小型化、細径化が図れる内視鏡先端部に搭載される撮像装置を提供することを目的とする。
【解決手段】内視鏡の先端部４４は、対物光学系５４と、対物光学系５４に連続するプリズム６２と、プリズム６２を介して観察光を受光する固体撮像素子６６と、固体撮像素子６６と電気的に接続される回路基板６８と、複数の芯線７８を有する信号ケーブルを備え、回路基板６８と信号ケーブルが接続部７４及び接合部材７６を介して電気的に接続される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、撮像装置およびその撮像装置を備えた内視鏡に関する。

生体用として体腔内部へ挿入し、内部の観察などを行なうため、電子式の内視鏡装置が開発されている。一般的に、電子式の内視鏡はその挿入部先端にレンズ及び固体撮像素子（ＣＣＤ）等を備えている。観察像はレンズを介して固体撮像素子に結像され、光電変換される。光電変換された観察像を示す電気信号は、プロセッサで適宜信号処理されたのちモニタＴＶに出力され、モニタＴＶに観察像が表示される。

電子式の内視鏡の先端部に位置するレンズ及び固体撮像素子が設けられる撮像装置に対し、種々の理由から小型化が求められている。

内視鏡先端部に搭載される撮像装置を小型化する構造に関して、特許文献１には、固体撮像素子に接続されたフレキシブル（可撓性）基板に部品を搭載し、フレキシブル基板を筒状に折り曲げることで実装面積を拡大し、撮像装置の小型化を図ることが開示されている。
特開平５−１１５４３６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の撮像装置では、フレキシブル基板に周辺回路ＩＣやコンデンサ、抵抗を実装し、その基板を固体撮像素子に折り曲げ実装してからでないと信号ケーブルを接続できない構造となっている。そのためフレキシブル基板の剛性が落ちた状態でのハンダ付け作業が必要となる。

特に、回路基板と信号ケーブルを電気的に接合するためのハンダ付けにおいて、撮像装置の細径化、小型化に伴い、熟練作業者の技能に頼っていた。また、この接合作業工程での得率もあまり良くなかった。従来の回路基板と信号ケーブルの接続方法では細径化、小型化の障害となっていた。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、接合作業の効率化、簡素化と共にメンテナンス性の向上も図れ、小型化、細径化が図れる内視鏡先端部に搭載される撮像装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、固体撮像素子と前記固体撮像素子と電気的に接続された回路基板と、前記固体撮像素子へ電源及び駆動信号を供給する、複数の芯線を有する信号ケーブルとを備え、前記回路基板は、終端に前記信号ケーブルの芯線と接続される接続端子を有し、該接続端子の間隔は前記回路基板上の配線間隔より広いことを特徴とする。更には、前記信号ケーブルと前記回路基板を電気的に接続する配線パターンを有する接合部材をと備え、前記接合部材は、前記配線パターンの両端に前記信号ケーブルの芯線と接続される複数の第１の接続端子と前記回路基板と接続される複数の第２の接続端子を有し、該第１の接続端子同士の間隔が該第２の接続端子同士の間隔より広いことを特徴とする。

本発明においては、該芯線と接続される端子同士の間隔が該回路基板と接続される端子
同士の間隔より広くすることにより、ハンダ付け作業の困難性を緩和し、隣接する接続端子間における、ハンダよる短絡の発生を防止できる。

本発明の撮像装置は、前記発明において、前記接合部材は前記第１の接続端子が形成される端部の長さが、前記第２の接続端子が形成される端部の長さより長く、前記信号ケーブルと接続される側の外径が前記回路基板と接続される側の外径より大きくなるよう円筒状に形成されていることを特徴とする。

第１の接続端子が形成領域の辺の長さを長くすることにより、信号ケーブルの芯線と第１の接続端子とのハンダ付け等の作業がより簡単となる。また、円筒状にすることで撮像装置の径方向の大きさを小さくすることができる。

本発明の撮像装置は、前記発明において、前記接合部材が、絶縁性フィルム上に配線パターンが形成された可撓性の部材であることを特徴とする。接合部材を可撓性の部材とすることで折り曲げ等の加工が容易となる。接合部材を加工し、変形することにより回路基板と信号ケーブルの接続の自由度を大幅に向上できる。

本発明の撮像装置は、前記発明において、前記回路基板と前記接合部材の間に接続部を更に有し、該接続部を介して前記回路基板と前記接合部材が電気的に接続されることを特徴とする。回路基板と接合部材の間に接続部を介在させることで、回路基板と接合部材の接続の自由度を上げることができる。つまり、接続部をコネクタとして機能させることで回路基板と接合部材を容易に接続できる。

本発明の撮像装置は、前記発明において、前記接合部材と前記接続部は、該接合部材に形成された溝又は突起と、該接続部に形成された突起又は溝が係合し、位置決め固定されることを特徴とする。。溝と突起を嵌合させることにより、接合部材と接続部が相対的に位置決めされ、誤挿入が防止される。

本発明の撮像装置は、前記発明において、前記接合部材と前記接続部は、着脱自在に設けられていることを特徴とする。

着脱自在とすることで信号ケーブル、回路基板と固体撮像素子をそれぞれ単独で電気性能検査をすることができる。従来のように信号ケーブルをハンダ等で接続してから信号ケーブル、回路基板と固体撮像素子を総合検査した場合は全体評価しかできず、工程毎の保証が困難であった。着脱自在にすることで工程を細分化でき、各工程での品質安定化に貢献することができる。

本発明の撮像装置は、前記発明において、前記接合部材に対し前記接続部と反対側に配置された押さえ部材を更に備え、前記接合部材が前記接合部材と前記押さえ部材の間に挟まれることを特徴とする。

接合部材を接続部と押さえ部材で挟み込むサンドイッチ構造とすることで、接合部材と接続部の接続強度を確保することができる。また、接合部材が接続部と押さえ部材との挟み込みで保持されるので、ハンダ等を用いずに電気的な接続が可能なる。

本発明の撮像装置は、前記発明において、前記接合部材が前記配線パターンの形成されていない面に全面グランドパターン又はメッシュグランドパターンを備えていることを特徴とする。

本発明の撮像装置は、前記発明において、前記接合部材は導体パターンと絶縁性フィル
ムを複数積み重ねた積層構造であり、その中間に位置する導体パターンを全面グランドパターン又はメッシュグランドパターンとすることを特徴とする。

上述のグランドパターンを接合部材に設けることで、ノイズ対策が施され信号を安定化させることができる。

本発明の内視鏡は、前記撮像装置を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、信号ケーブルと回路基板の接合作業の効率化、簡素化及び内視鏡撮像装置の小型化を図ると共にメンテナンス性の向上も図ることができる。

以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について説明する。本発明は以下の好ましい実施の形態により説明されるが、本発明の範囲を逸脱すること無く、多くの手法により変更を行なうことができ、本実施の形態以外の他の実施の形態を利用することができる。従って、本発明の範囲内における全ての変更が特許請求の範囲に含まれる。
[内視鏡のシステム全体]
図１は本発明の撮像装置が使用される内視鏡のシステム全体の構成を示している。図１に示すように内視鏡装置は、内視鏡１０を備えている。内視鏡１０は、手元操作部１４と、この手元操作部１４に連設され、体腔内に挿入される挿入部１２とを備える。手元操作部１４には、ユニバーサルケーブル１６が接続され、このユニバーサルケーブル１６の先端にＬＧコネクタ１８が設けられる。ＬＧコネクタ１８は光源装置２０に着脱自在に連結される。ＬＧコネクタ１８を介して照明光学系（不図示）に照明光が送られる。また、ＬＧコネクタ１８には、ケーブル２２を介して電気コネクタ２４が接続されている。電気コネクタ２４はプロセッサ２６に着脱自在に連結される。

手元操作部１４には、送気・送水ボタン２８、吸引ボタン３０、シャッターボタン３２、機能切替ボタン３４、及び一対のアングルノブ３６、３６が設けられる。

挿入部１２は、手元操作部１４側から順に軟性部４０、湾曲部４２、及び先端部４４で構成される。湾曲部４２は、手元操作部１４のアングルノブ３６、３６を回動することによって遠隔的に湾曲操作される。これにより、先端部４４を所望の方向に向けることができる。
[内視鏡の先端部]
次に、内視鏡の先端部４４を、図２を参照に説明する。先端部４４は、湾曲不能な、金属製の筒状金具５０を備えている。筒状金具５０の一端部は合成樹脂製の被覆層５２に被覆されて、被覆層５２の基端部は図示しない内視鏡手元操作部に接続される。

筒状金具５０を内に、対物光学系５４、、鉗子口５６、ライトガイド（不図示）及び送気送水チャンネル（不図示）等が設けられている。

対物光学系５４は、レンズ鏡筒５６内に配置された複数枚のレンズ６０で構成される。対物光学系５４の後方には、プリズム６２が設けられ、プリズム６２は対物光学系５４への入射光を９０゜方向変換する。プリズム６２の下方には、カバーガラス６４を備えた固体撮像素子６６が設けられる。観察光学系で取り込まれた観察像（光信号）は、レンズ６０及びカバーガラス６４を介して固体撮像素子６６の受光部に結像され、光信号が電気信号に変換される。

固体撮像素子６６の後方に、複数の電子部品７０，７０・・・が、− 例えば、ＩＣ、
抵抗器、コンデンサ、トランジスタ等 −、実装された回路基板６８が設けられている。回路基板６８と固体撮像素子６６がリード線７２等で電気的に接続される。

筒状金具５０の後端に、信号ケーブル８０を備えおり、信号ケーブル８０は複数の芯線７８，７８・・・と、芯線を被覆する外皮材８２で構成される。信号ケーブル８０は、芯線７８，７８・・・を介して、固体撮像素子６６と部品７０を駆動するための電力を供給し、固体撮像素子６６で光電変換された電気信号を図１のプロセッサ部２６に送信する。

信号ケーブル８０の複数の芯線７８，７８・・・と回路基板６８が、芯線７８側から接合部材７６及び接続部７４を介して電気的に接続される。

次に、接合部材７６及び接続部７４を利用した信号ケーブル８０と回路基板６８の接続方法について説明する。

図３は、撮像装置に使用される、接続前の信号ケーブルを示している。内視鏡に利用されれる信号ケーブル８０は、複数の芯線７８を備えている。複数の芯線７８は全て同じではなく、少なくとの２種類の構造を有している。一つは同軸ケーブル７８ａであり、他の一つは単線ケーブル７８ｂである。同軸ケーブル７８ａは、銀メッキ銅合金からなる外径が例えばφ０．０１〜０．１ｍｍの導体８２と、導体を被覆する導体被覆８４と、導体被覆８４を覆うように形成された編組シールド８６と、編組シールド８６を覆う外周被覆８８で構成される。このように構成された同軸ケーブル７８ａの外径は例えば約φ０．１５〜０．５ｍｍである。同軸ケーブル７８ａの末端の処理に関して、外周被覆８８から導体８６の先端までの長さは４ｍｍ以下、外周被覆８８から導体被覆８４の先端までの長さは３ｍｍ以下、外周被覆８８から編組シールド８６の先端間での長さは１ｍｍ以下である。

一方、単線ケーブル７８ｂは、銀メッキ銅合金からなる、外径が例えばφ０．０１〜０．１ｍｍの導体９０と、導体を被覆する導体被覆９２で構成される。このように構成された単線ケーブル７８ｂの外径は例えば約φ０．１５〜０．５ｍｍである。同軸ケーブル７８ｂの末端の処理に関して、外周被覆９２から導体９０までの長さは１ｍｍ以下である。

信号ケーブル８０は、一般的に、同軸ケーブル７８ａ及び単線ケーブル７８ｂを併せて８〜２０本の芯線を備えている。信号ケーブル８０の外径は例えばφ０．８〜２．５ｍｍである。同軸ケーブル７８ａ及び単線ケーブル７８ｂの太さ、材質及び本数は、内視鏡の種類に応じて適宜決定される。
[第１の実施形態]
第１の実施形態を図４〜図６を参照に説明する。図４に示すように、接合部材７６は、ポリイミド又はＰＥＴ等の絶縁性フィルム１００と、この絶縁性フィルム１００上に設けられた、銅に金メッキをした金属製の導体パターン１０２から主として構成されている。本実施形態では、接合部材７６は、絶縁性フィルム１００と導体パターン１０２を複数積み重なることにより、積層構造となっている。接合部材７６は、その膜厚は例えば２０μｍ〜１００μｍで、可撓性を有する。

絶縁性フィルム１００の表層にある導体パターン１０２は、信号ケーブルと回路基板を電気的に接続する配線パターン１０２ａとして機能する。図４に示す、接合部材７６において、配線パターン１０２ａは表と裏の両面に配線パターン１０２ａが形成される。配線パターン１０２ａは、例えば２５μｍ〜３００μｍの幅で形成される。

配線パターン１０２ａは、両端に第１の接続端子１０４と第２の接続端子１０６を備えている。第１の接続端子１０４は、信号ケーブルの複数の芯線と電気的な接続ができるよう、配線パターン１０２ａの幅を太くすることで形成されている。一方、第２の接続端子
１０６は、配線パターン１０２ａと同じ太さで形成されている。

本発明においては、第１の接続端子１０４が形成された領域は第２の接続端子１０６が形成された領域より幅広に形成される。接合部材７６の両端部はほぼ直線状である。第１の接続端子１０４が形成される領域を幅広とすることで、第１の接続端子１０４同士の間隔（ピッチ）が第２の接続端子１０６同士の間隔（ピッチ）より広くすることができる。

芯線と接続される第１の接続端子１０４同士の幅を広くすることで、ハンダ付け作業の困難性の緩和を図っている。また、隣接する第１の接続端子１０４間における、ハンダの流れ出しによる短絡の発生が防止できる。第１の接続端子１０４同士の間隔は例えば２００μｍ〜４００μｍであり、第２の接続端子１０６同士の間隔は例えば２５μｍ〜４００μｍである。特に、内視鏡に使用される超微細な芯線と接続端子のハンダ付けに伴う、ハンダ付け作業の容易化、短絡防止は、得率を上げるうえで非常に重要となる。

第１の接続端子１０４は、接続される芯線の種類に応じて２種類の形状を備えている。単線ケーブル７８ｂと接続される第１の接続端子１０４は、導体９０と接続される部分のみが配線パターン１０２ａの端部に形成される。一方、同軸ケーブル７８ａと接続される第１の接続端子１０４は、導体８２と接続される部分に加えて、同軸ケーブルの編組シールド８６と接続されるシールド用のグランド端子１０８を備えている。

また、ノイズ対策のため積層構造の中間位置にある導体パターン１０２を全面グランドパターン又はメッシュグランド等のグランドパターン１０２ｂとすることができる。グランドパターン１０２ｂとグランド端子１０８は同電位となるよう電気的に接続される。

第２の接続端子１０６が形成される部分は、接合強度を上げるため、絶縁性フィルム１００が積層され、厚く形成される。

接続部７４は、合成樹脂等から製造されたハウジング１１０と、接合部材７６を受容するハウジング１１０に形成された挿入口１１２と、ハウジング１１０に保持され、一部がハウジング１１０から突出する複数のピン１１４を備える。

挿入口１１２において、ピン１１４はハウジング１１０の幅方向に沿って上下に配列され、これによりピン１１４は接合部材７６の両面に形成された配線パターン１０２ａと電気的に接続することができる。ピン１１４と第２の接続端子１０６との接続構造は、上下に列されたピン１１４で接合部材７６を挟むことで行なわれるので、着脱自在の構造となる。この構造により故障解析、修理（リペア）時間の短縮化が図られる。

ピン１１４のハウジング１１０から突出した部分は、９０度下向きに折り曲げられる。なお、上下に配列されたピン１１４が重ならないよう、上に配列されたピン１１４は、下に配列されたピン１１４よりハウジング１１０から離れた位置で折り曲げられる。ピン１１４が回路基板と電気的に接続され、信号ケーブルと回路基板が接合部材及び接続部を介して電気的に接続される。

本実施形態では、ピン１１４を用いて回路基板と接続する方法を開示する。図５に示すように、ハウジング１１０からピン１１４を側面に突出させずに、ピン１１４が底面方向に折り曲げられ、底面でピン１１４と電気的に接続するバンプ１１６を設けることができる。このバンプ１１６を介して回路基板６８のパターン１１８と接続部７４を電気的に接続することができる。ハウジング１１０と回路基板６８のギャップが樹脂１２０等で埋められる。また、接合部材７６の第２の接続端子１０６に不図示のＡＣＦやバンプを設けて、接続部７４を介さずに第２の接続端子１０６と回路基板が直接接続することができる。

図６に示すように、接合部材７６の第２の接続端子１０６が形成される領域に、位置決め用のキー溝１２２が設けられ、キー溝１２２に対応する位置に突起部１２４が接続部７４に設けられる。キー溝１２２は接合部材７６の中央からずれた位置に設けられ、同様に突起部１２４は接続部７４の中央からずれた位置に設けられる。キー溝１２２と突起部１２４を嵌合させることにより、接合部材７６が接続部７４に位置決され、誤挿入が防止される。

本実施の形態では、接合部材７６と回路基板６８を別体として説明した。但し、部品点数を削減するため、回路基板６８と接合部材７６は一体的に形成されることができる。一体的に形成された接合部材７６に信号ケーブルが直接電気的に接続される。
[第２の実施形態]
本発明の第２の実施形態を図７〜図９を参照に説明する。なお、第１の実施形態に示した同様の構成には同一符号を付して説明を省略する場合がある。

図７（ａ）に示すように、本実施形態の接合部材７６は、絶縁性フィルム１００と、この絶縁性フィルム１００上に設けられた、銅に金メッキをした金属製の配線パターン１０２ａとから構成される。第１の実施形態と異なり、本実施形態では絶縁性フィルム１００の一方面のみに配線パターン１０２ａが形成される。

配線パターン１０２ａは、両端に信号ケーブルと接続される第１の接続端子１０４と第２の接続端子１０６を備えている。また、第１の接続端子１０４が形成される領域には、グランド端子１０８が設けられる。

接合部材７６は、概ね扇型の形状を有している。扇型の外周部に第１の接続端子１０４が配列され、扇型の内周部に第２の接続端子１０６が配列される。本実施形態においても、第１の接続端子１０４同士の間隔が第２の接続端子１０６同士の間隔より広く形成される。特に、外周側に第１の接続端子１０４が配列されているので、第１の接続端子１０４同士の間隔をより広げることが可能となる。芯線７８と接合部材７６のハンダ付け作業がより簡単に行なえる。

接合部材７６には、絶縁性フィルム１００の一部を切り欠くことで置決め用のキー溝１２２が形成される。また、グランドパターン１０２ｂを絶縁性フィルム１００の配線パターン１０２ａが形成されない面の全面に形成することで、ノイズ対策が施される。第１の実施形態と同様に、接合部材７６が積層構造である場合、中間位置に全面グランドパターン又はメッシュグランド等を形成することでノイズ対策を実現できる。

図７（ｂ）に示すように、第１の接続端子１０４に同軸ケーブル７８ａと単線ケーブル７８ｂが電気的に接続される。第１の実施形態と同様、編組シールド８６がグランド端子１０８に電気的に接続される。第１の接続端子１０４同士の間隔が広く形成されているので、ハンダ付け作業が容易に行なえる。

信号ケーブルの芯線７８と第１の接続端子１０４の接続が完了した後、抵抗測定で同通試験が実施され、接続異常の有無が確認される。接続異常が発見された場合、再ハンダ付け等の処理が施される。

接続異常がない場合、図７（ｃ）に示すように、ジグ等により絶縁性フィルム１００が折り曲げれられ、円錐台の接合部材７６が形成される。

本実施形態においては、可撓性の接合部材７６を使用することで、ハンダ付け作業完了
後に、接合部材の形状が決定される。その結果、接合部材の形状決定の段階では、接続端子はハンダ付け容易となるよう配置でき、その後の成型で径の小さい接合部材を得ることができる。

接合部材７６の大きさについて図８を参照に説明する。図８に示すように、接合部材７６は略扇型の形状を有している。外周の部分に第１の接続端子１０４が設けられる。外周の弧Ｌ１の長さが第１の接続端子１０４のピッチ間の距離を決定する。

接合部材７６が折り曲げられたときの外径を、例えば信号ケーブルの直径に合わせてφ１．５ｍｍとすると、扇形状の接合部材７６の弧Ｌ１の長さは４．７１ｍｍとなる。この長さに信号ケーブルの芯線の数を１６本とすると第１の接続端子１０４のピッチＰ１は約２９４μｍとなり、ハンダ接合作業が容易に実施できる。接合部材７６の実施的な長さとなるＲｄを大きくすると中心角αは小さくなる。

本発明においては、求める第１の接続端子１０４のピッチに対応して、接合部材７６のこの長さＬ１、中心角α、Ｒｄを自由に選択することでき、接続対する自由度が高くなる。

また、同様に接合部材７６が折り曲げられたときの外径をφ２．０ｍｍとすると外周は６．２８ｍｍとなり、芯線の数を１６本とすると第１の接続端子１０４のピッチＰ１は約３９２μｍとなりさらにハンダ接合作業が容易に実施できる。

折り曲げられた後の接合部材７６の第２の接続端側１０６の外径Ｌ２をφ０．７１４ｍｍとすると、第２の接続端子１０６の幅を７０μｍとした場合でも、第２の接続端子１０６の間隔は９０μｍ位となり、第２の接続端子１０６同士のピッチＰ２は１６０μｍとなる。第２の接続端子１０６間の短絡を充分抑えることができる。

の第２の接続端側１０６のピッチは、接合部材７６と電気的に接続される回路基板、接続部等の形状、大きさによって決定される。

次に、第２の実施形態の接合部材７６と電気的に接続される接続部７４を、図８を参照に説明する。図９（ａ）に示すように、接続部７４は、樹脂又はセラミック製からなり二段円筒形の外形を有している。接続部７４に上下方向にテーパー形状の貫通孔１２６が形成される。貫通孔１２６のテーパー面には接合部材の第２の電極端子に対応する位置に電極パターン１２８が形成される。電極パターン１２８は銅箔上に金メッキを施すことで形成される。また、テーパー面には接合部材のキー溝に対応する位置に突起部１２４が形成される。

図９（ｂ）に示すように、テーパー面に形成された電極パターン１２８は、接続部７４の裏面側で貫通孔１２６から放射状に周囲に達するまで延出される。接続部７４の裏面が回路基板との接続面となる。接続部７４と回路基板の接続は、接続部７４の電極パターン１２８又は回路基板のパターンに形成されたＡＣＦやバンプ等を介して行なわれる。接続部７４の電極パターン１２８は中心から放射状に形成されているので、周辺部では電極パターン１２８同士の間隔が広く形成されるので、接続部７４と回路基板が比較的容易に電気的に接続される。

図１０は、接合部材７６と接続部７４の接続方法の概略を示している。接合部材７６の形状と接続部７４の貫通孔１２６の形状は略相似形状であるため、接合部材７６が接続部７４の貫通孔１２６に容易に挿入される。挿入に際して、接合部材７６のキー溝１２２と接続部７４の突起部１２４が嵌合し、接続部７４の電極パターン１２８と接合部材７６の
第２の接続端子１０６が位置決めされる。キー溝１２２と突起部１２４の嵌合を利用することで、電極パターン１２８と第２の接続端子１０６が誤接続されるのを防止できる。

電極パターン１２８と第２の接続端子１０６の接続をより確実とするため、押さえ部材９４が接合部材７６に対し接続部７４と反対側から接合部材７６と嵌合するよう挿入される。押さえ部材９４は接合部材７６と接続部７４の貫通孔１２６のテーパー形状と相似の概ね円錐台形状を有している。

接合部材７６を押さえ部材９４と接続部７４で挟み込むサンドイッチ構造とすることで、特にハンダ等を使用せずに、電極パターン１２８と第２の接続端子１０６が電気的に接続可能となり、接合部材７６と接続部７４は着脱自在の構造となる。この構造により故障解析、修理（リペア）時間の短縮化が図られる。

第２の実施形態では、接続部材７６はテーパー形状を有しているので、接続部材７６の大きさを小さくできる。押さえ部材９４に付勢力を与えることで、接続部材７６と接続部７４の接触不良を防ぐことも可能となる。

押さえ部材９４には芯線７８（７８ａ，７８ｂ）を収納するサポート溝９６及び位置決め用のキー溝９８が形成される。

組立は、１）キー溝１２２と突起部１２４を嵌合させて接合部材７６と接続部７４を位置合わせしながら、接合部材７６を接続部７４に挿入し、２）押さえ部材９４のキー溝９８と突起部１２４を勘合させて押さえ部材９４と接続部７４を位置合わせしながら、押さえ部材９４を接合部材７６に正確に挿入し、３）芯線７８を押さえ部材９４に形成されたサポート溝９６に接着固定する、４）接続部７４を回路基板に実装することで行なわれる。但し、順序はこれに限定されるものではない。
[第３の実施形態]
本発明の第３の実施形態を、図１１〜図１３を参照に説明する。なお、第１の実施形態及び第２の実施形態に示した同様の構成には同一符号を付して説明を省略する場合がある。

図１１（ａ）に示すように,本実施形態の接合部材７６は、絶縁性フィルム１００と、この絶縁性フィルム１００上に設けられた、銅に金メッキをした金属製の配線パターン１０２ａとから構成される。第２の実施形態と同様に、本実施形態では絶縁性フィルム１００の一方面のみに配線パターン１０２ａが形成される。

配線パターン１０２ａは、両端に信号ケーブルと接続される第１の接続端子１０４と第２の接続端子１０６を備えている。また、第１の接続端子１０４が形成される領域には、グランド端子１０８が設けられる。

接合部材７６の展開状態での形状が第２の実施形態と異なる。本実施形態では、接合部材７６は、第１の接続端子１０４が形成された領域は第２の接続端子１０６が形成された領域より幅が広く形成されている。接合部材７６の両端部はほぼ直線状であり、円弧状の端部を有していた第２の実施形態と異なる。第１の接続端子１０４が形成される領域を幅広とすることで、第１の接続端子１０４同士の間隔（ピッチ）が第２の接続端子１０６同士の間隔（ピッチ）より広くすることができる。第１の接続端子１０４同士の間隔をより広げることが可能となる。芯線７８と接合部材７６のハンダ付け作業がより簡単に行なえる。

接合部材７６には、絶縁性フィルム１００の一部を切り欠くことで置決め用のキー溝１
２２が形成される。また、グランドパターン１０２ｂを絶縁性フィルム１００の配線パターン１０２ａが形成されない面の全面に形成することで、ノイズ対策が施される。第１の実施形態と同様に、接合部材７６が積層構造である場合、中間位置に全面グランドパターン又はメッシュグランド等を形成することでノイズ対策を実現できる。

図１１（ｂ）に示すように、第１の接続端子１０４に同軸ケーブル７８ａと単線ケーブル７８ｂが電気的に接続される。第１の実施形態と同様、編組シールド８６がグランド端子１０８に電気的に接続される。第１の接続端子１０４同士の間隔が広く形成されているので、ハンダ付け作業が容易に行なえる。

信号ケーブルの芯線７８と第１の接続端子１０４の接続が完了した後、抵抗測定で同通試験が実施され、接続異常がない場合、図１１（ｂ）に示すように、ジグ等により絶縁性フィルム１００が折り曲げれられ、芯線７８と電気的に接続される円錐台部分と接続部に電気的に接続される円筒状部分を有する接合部材７６が形成される。

本実施形態においては、可撓性の接合部材７６を使用することで、ハンダ付け作業完了後に、接合部材の形状が決定される。その結果、接合部材の形状決定の段階では、接続端子はハンダ付け容易となるよう配置でき、その後の成型で径の小さい接合部材を得ることができる。

次に、第３の実施形態の接合部材７６と電気的に接続される接続部７４を、図１２を参照に説明する。図１２（ａ）に示すように、接続部７４は、樹脂又はセラミック製からなり二段円筒形の外形を有している。接続部７４に上下方向に円筒形状の貫通孔１２６が形成される。貫通孔１２６の内面には接合部材の第２の電極端子に対応する位置に電極パターン１２８が形成される。電極パターン１２８は銅箔上に金メッキを施すことで形成される。また、テーパー面には接合部材のキー溝に対応する位置に突起部１２４が形成される。

図１２（ｂ）に示すように、貫通孔１２６の内面に形成された電極パターン１２８は、接続部７４の裏面側で貫通孔１２６から放射状に周囲に達するまで延出される。接続部７４の裏面が回路基板との接続面となる。接続部７４と回路基板の接続は、接続部７４の電極パターン１２８又は回路基板のパターンに形成されたＡＣＦやバンプ等を介して行なわれる。接続部７４の電極パターン１２８は中心から放射状に形成されているので、周辺部では電極パターン１２８同士の間隔が広く形成されるので、接続部７４と回路基板が比較的容易に電気的に接続される。

図１３は、接合部材７６と接続部７４の接続方法の概略を示している。接合部材７６の先端部と形状と接続部７４の貫通孔１２６の形状が円筒状で略相似形状であるため、接合部材７６が接続部７４の貫通孔１２６に容易に挿入される。

挿入に際して、接合部材７６のキー溝１２２と接続部７４の突起部１２４が嵌合し、接続部７４の電極パターン１２８と接合部材７６の第２の接続端子１０６が位置決めされる。キー溝１２２と突起部１２４の嵌合を利用することで、電極パターン１２８と第２の接続端子１０６が誤接続されるのを防止できる。

電極パターン１２８と第２の接続端子１０６の接続をより確実とするため、押さえ部材９４が接合部材７６に対し接続部７４と反対側から接合部材７６と嵌合するよう挿入される。押さえ部材９４の先端部は円筒形状で接合部材７６と接続部７４の貫通孔１２６の形状との概ね相似形状を有している。

接合部材７６を押さえ部材９４と接続部７４で挟み込むサンドイッチ構造とすることで、特にハンダ等を使用せずに、電極パターン１２８と第２の接続端子１０６が電気的に接続可能となり、接合部材７６と接続部７４は着脱自在の構造となる。この構造により故障解析、修理（リペア）時間の短縮化が図られる。

押さえ部材９４には芯線７８（７８ａ，７８ｂ）を収納するサポート溝９６及び位置決め用のキー溝９８が形成される。

組立は、１）キー溝１２２と突起部１２４を勘合させて接合部材７６と接続部７４を位置合わせしながら、接合部材７６を接続部７４に挿入し、２）押さえ部材９４のキー溝９８と突起部１２４を勘合させて押さえ部材９４と接続部７４を位置合わせしながら、押さえ部材９４を接合部材７６に正確に挿入し、３）芯線７８を押さえ部材９４に形成されたサポート溝９６に接着固定する、４）接続部７４を回路基板に実装することで行なわれる。但し、順序はこれに限定されるものではない。

第３の実施形態では接合部材７６が先端において第２の実施形態と異なり円筒形状を有しているので、接続信頼性を向上させることが可能となる。つまり、接続部材７６は接続部７４の貫通孔１２６と嵌合することで電気的接続を実現しているので、接続部材７６と接続部７４の位置関係に多少のずれが生じても電気的接続を維持できる。

本発明によれば、内視鏡用撮像装置において、接合作業の効率化、簡素化を図れると共にメンテナンス性の向上も図れる。また、内視鏡撮像装置の小型化、細径化が図れる。

入出力信号の安定化（ノイズ低減）も図れる。周辺回路基板との一体化など、応用範囲も広がり、更なる内視鏡撮像装置の小型化、細径化に寄与できる。

接続部を利用することで、固体撮像素子と周辺回路基板だけでの電気性能検査ができる。従来のように信号ケーブルを接続しての総合検査でなく、検査装置に共通のコネクタを取り付けることで単体の検査が可能となり、工程保証が細分化出来るので品質安定化に貢献できる。また、故障解析、修理（リペア）時間の短縮化も図れる。

内視鏡のシステム全体を示す構成図 内視鏡の先端部を示す断面図 信号ケーブルの構成図 第１の実施形態に係る接合部材と接続部の接続を説明する図 第１の実施形態に係る接続部と回路基板の接続を説明する図 第１の実施形態に係る接合部材と接続部の接続を説明する図 第２の実施形態に係る接合部材を説明する図 第２の実施形態に係る接合部材を説明する図 第２の実施形態に係る接続部を説明する図 第２の実施形態に係る接合部材と接続部の接続を説明する図 第３の実施形態に係る接合部材を説明する図 第３の実施形態に係る接続部を説明する図 第３の実施形態に係る接合部材と接続部の接続を説明する図

符号の説明

５４…対物光学系、６２…プリズム、６６…固体撮像素子、６８…回路基板、７０…部品、７４…接続部、７６…接合部材、７８…芯線、８０…信号ケーブル、９４…押さえ部材、９８、１２２…キー溝、１２４…突起部

Claims (10)

1. 固体撮像素子と、
   前記固体撮像素子と電気的に接続された回路基板と、
   前記固体撮像素子へ電源及び駆動信号を供給する、複数の芯線を有する信号ケーブルと、
   前記信号ケーブルと前記回路基板を電気的に接続する配線パターンを有する接合部材とを備え、
   前記接合部材は、前記配線パターンの両端に前記信号ケーブルの芯線と接続される複数の第１の接続端子と前記回路基板と接続される複数の第２の接続端子を有し、該第１の接続端子同士の間隔が該第２の接続端子同士の間隔より広いことを特徴とする撮像装置。
2. 前記接合部材は前記第１の接続端子が形成される端部の長さが、前記第２の接続端子が形成される端部の長さより長く、前記信号ケーブルと接続される側の外径が前記回路基板と接続される側の外径より大きくなるよう円筒状に形成されていることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
3. 前記接合部材が、絶縁性フィルム上に配線パターンが形成された可撓性の部材であることを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。
4. 前記回路基板と前記接合部材の間に接続部を更に有し、該接続部を介して前記回路基板と前記接合部材が電気的に接続されることを特徴とする請求項１〜３の何れか記載の撮像装置。
5. 前記接合部材と前記接続部は、該接合部材に形成された溝又は突起と、該接続部に形成された突起又は溝が係合し、位置決め固定されることを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
6. 前記接合部材と前記接続部は、着脱自在に設けられていることを特徴とする請求項４又は５記載の撮像装置。
7. 前記接合部材に対し前記接続部と反対側に配置された押さえ部材を更に備え、前記接合部材が前記接合部材と前記押さえ部材の間に挟まれることを特徴とする請求項４〜６の何れか記載の撮像装置。
8. 前記接合部材が前記配線パターンの形成されていない面に全面グランドパターン又はメッシュグランドパターンを備えていることを特徴とする請求項１〜７の何れか記載の撮像装置。
9. 前記接合部材は導体パターンと絶縁性フィルムを複数積み重ねた積層構造であり、その中間に位置する導体パターンを全面グランドパターン又はメッシュグランドパターンとすることを特徴とする請求項１〜８の何れか記載の撮像装置。
10. 請求項１〜９の何れか記載の撮像装置を備えたことを特徴とする内視鏡。

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