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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-11
(45)【発行日】2022-10-19
(54)【発明の名称】内視鏡、及びカテーテル
(51)【国際特許分類】
   H04N 5/225 20060101AFI20221012BHJP
   A61B 1/00 20060101ALI20221012BHJP
   A61B 1/01 20060101ALI20221012BHJP
   A61B 1/04 20060101ALI20221012BHJP
   A61B 1/05 20060101ALI20221012BHJP
   A61B 1/06 20060101ALI20221012BHJP
   G02B 23/24 20060101ALI20221012BHJP
【FI】
H04N5/225 500
A61B1/00 715
A61B1/01 511
A61B1/04 530
A61B1/05
A61B1/06 531
G02B23/24 A
G02B23/24 B
H04N5/225 100
H04N5/225 600
H04N5/225 700
【請求項の数】 11
(21)【出願番号】P 2018021215
(22)【出願日】2018-02-08
(65)【公開番号】P2019136248
(43)【公開日】2019-08-22
【審査請求日】2020-12-16
(73)【特許権者】
【識別番号】000005186
【氏名又は名称】株式会社フジクラ
(74)【代理人】
【識別番号】100106909
【弁理士】
【氏名又は名称】棚井 澄雄
(74)【代理人】
【識別番号】100126882
【弁理士】
【氏名又は名称】五十嵐 光永
(74)【代理人】
【識別番号】100160093
【弁理士】
【氏名又は名称】小室 敏雄
(74)【代理人】
【識別番号】100169764
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 雄一郎
(72)【発明者】
【氏名】沼澤 吉延
(72)【発明者】
【氏名】石橋 健一
(72)【発明者】
【氏名】村上 大介
(72)【発明者】
【氏名】石塚 健
【審査官】▲徳▼田 賢二
(56)【参考文献】
【文献】特開平11-253398(JP,A)
【文献】特開2005-124963(JP,A)
【文献】特開2008-118568(JP,A)
【文献】特開2009-056058(JP,A)
【文献】再公表特許第2004/096029(JP,A1)
【文献】特開平08-117184(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
A61B 1/04
A61B 1/00
A61B 1/01
A61B 1/05
A61B 1/06
H04N 5/225
G02B 23/24
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
撮像モジュールと、接続体と、外部ケーブルと、絶縁チューブと、を有する内視鏡において、
前記撮像モジュール
第1面と、前記第1面とは反対側に位置する第2面と、前記第1面上に設けられた第1実装端子とを有する支持基板と、
光出射面と、前記第1実装端子に接続された発光素子端子とを有し、前記支持基板の前記第1面に実装された平面発光素子と、
平面視において四角形状の光入射面を有し、前記平面発光素子の隣りに配置され、前記光出射面から出射する光によって照射される撮像対象を撮像する固体撮像素子と、
前記支持基板の前記第1面上に設けられ、前記光入射面に鉛直な方向に沿う断面視において前記光入射面の外周部から前記支持基板の縁部に達する外面を有し、前記平面発光素子及び前記固体撮像素子を覆う、透明性材料で構成されたカバー部材と、
を備え、
前記接続体は、前記支持基板と前記外部ケーブルとの間に配置されるとともに、前記外部ケーブルが接続され、
前記支持基板は、前記絶縁チューブの先端部に、前記絶縁チューブの内周が前記支持基板の側周面に沿うように取り付けられ、
前記絶縁チューブは、前記支持基板と前記接続体と前記外部ケーブルとを覆う、
内視鏡
【請求項2】
前記支持基板は、前記第1実装端子の隣りに配置されかつ前記第1面上に設けられた第2実装端子を有し、
前記固体撮像素子は、前記第2実装端子に接続され、前記支持基板の前記第1面に実装されている、
請求項1に記載の内視鏡
【請求項3】
前記支持基板の前記第2面上に設けられ、前記第1実装端子を通じて前記平面発光素子に電気的に接続された第1外部端子と、
前記支持基板の前記第2面上に設けられ、前記第2実装端子を通じて前記固体撮像素子に電気的に接続された第2外部端子と、
を備える、
請求項2に記載の内視鏡
【請求項4】
前記支持基板とは別体である、撮像ユニットを備え、
前記固体撮像素子は、前記撮像ユニットに電気的に接続されており、
前記支持基板は、前記第1実装端子の隣りに位置しかつ前記支持基板を貫通する貫通孔を有し、
前記撮像ユニットは、前記貫通孔に挿通して固定され、
前記撮像ユニットの前記固体撮像素子は、前記平面発光素子の隣りに配置されている、 請求項1に記載の内視鏡
【請求項5】
前記支持基板の前記第2面上に設けられ、前記第1実装端子を通じて前記平面発光素子に電気的に接続された第1外部端子を備える、
請求項4に記載の内視鏡
【請求項6】
記断面視において、前記第1面から前記光入射面までの距離は、前記第1面から前記光出射面までの距離よりも大きく、
前記カバー部材は、前記光入射面が露出する露出部を有する、
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の内視鏡
【請求項7】
前記カバー部材の前記外面は、前記断面視において曲面を有する、
請求項に記載の内視鏡
【請求項8】
複数の前記平面発光素子を備え、
平面視において、複数の前記平面発光素子は、前記固体撮像素子を囲むように配置されている、
請求項1から請求項のいずれか一項に記載の内視鏡
【請求項9】
前記支持基板は、
前記平面発光素子の発光を制御する制御部と、
前記制御部と前記第1実装端子とを接続する制御配線と、
前記第2面上に設けられかつ前記制御部に電気的に接続されている制御端子と
を備える、
請求項1から請求項のいずれか一項に記載の内視鏡
【請求項10】
前記支持基板は、平面視において円形である、請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の内視鏡。
【請求項11】
カテーテルであって、
請求項1から請求項1のいずれか一項に記載の内視鏡と、
前記内視鏡を囲む絶縁性のチューブと、
前記チューブに設けられたチャネルと、
を備える、
カテーテル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、内視鏡、及びカテーテルに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、照明用のライトガイドファイバを備えた内視鏡が知られている(例えば、特許文献1参照)。この内視鏡は、先端部に設けられたレンズを包囲するシースと、シースとレンズとの間に設けられたライトガイドファイバを備える。ライトガイドファイバによって導かれた光は、内視鏡の先端部から出射する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2017-195960号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、ライトガイドファイバを備えた内視鏡においては、以下の問題点がある。ライトガイドファイバは剛性を有するため、十分に曲げることができない。このため、ライトガイドファイバを備える内視鏡の可撓性が低下する。ライトガイドファイバの曲げによって、光ファイバが折れた場合には、光源からの光をライトガイドファイバの先端に導くことができない。充分な照度を得るにはライトガイドファイバを構成する光ファイバの本数を多くする必要があり、この場合にはライトガイドファイバの断面積が増加し、細径の内視鏡を提供できない。内視鏡の全長に亘ってライトガイドファイバが配置されるので、内視鏡の投影面内で充分な大きさを有するワーキングチャネルを確保できない。更に、ライトガイドファイバの材料コスト、組み込みコストが大きく、安価な内視鏡を提供できない。
【0005】
本発明の一つの態様は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、ライトガイドファイバを用いることなく十分な照度が得られる内視鏡を実現できる細径の撮像モジュールと、この撮像モジュールを備える内視鏡と、この内視鏡を備えるカテーテルを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明の第1態様に係る撮像モジュールは、第1面と、前記第1面とは反対側に位置する第2面と、前記第1面上に設けられた第1実装端子とを有する支持基板と、光出射面と、前記第1実装端子に接続された発光素子端子とを有し、前記支持基板の前記第1面に実装された平面発光素子と、平面視において四角形状の光入射面を有し、前記平面発光素子の隣りに配置され、前記光出射面から出射する光によって照射される撮像対象を撮像する固体撮像素子と、を備える。
【0007】
本発明の第1態様に係る撮像モジュールにおいて、前記支持基板は、前記第1実装端子の隣りに配置されかつ前記第1面上に設けられた第2実装端子を有し、前記固体撮像素子は、前記第2実装端子に接続され、前記支持基板の前記第1面に実装されてもよい。
【0008】
本発明の第1態様に係る撮像モジュールにおいて、前記支持基板の前記第2面上に設けられ、前記第1実装端子を通じて前記平面発光素子に電気的に接続された第1外部端子と、前記支持基板の前記第2面上に設けられ、前記第2実装端子を通じて前記固体撮像素子に電気的に接続された第2外部端子と、を備えてもよい。
【0009】
本発明の第1態様に係る撮像モジュールにおいて、前記支持基板とは別体である、撮像ユニットを備え、前記固体撮像素子は、前記撮像ユニットに電気的に接続されており、前記支持基板は、前記第1実装端子の隣りに位置しかつ前記支持基板を貫通する貫通孔を有し、前記撮像ユニットは、前記貫通孔に挿通して固定され、前記撮像ユニットの前記固体撮像素子は、前記平面発光素子の隣りに配置されてもよい。
【0010】
本発明の第1態様に係る撮像モジュールにおいて、前記支持基板の前記第2面上に設けられ、前記第1実装端子を通じて前記平面発光素子に電気的に接続された第1外部端子を備えてもよい。
【0011】
本発明の第1態様に係る撮像モジュールにおいて、前記支持基板の前記第1面上に設けられ、透明性材料で構成され、前記平面発光素子及び前記固体撮像素子を覆うカバー部材を備えてもよい。
【0012】
本発明の第1態様に係る撮像モジュールにおいて、前記光入射面に鉛直な方向に沿う断面視において、前記第1面から前記光入射面までの距離は、前記第1面から前記光出射面までの距離よりも大きく、前記カバー部材は、前記光入射面が露出する露出部と、前記断面視において前記光入射面の外周部から前記支持基板の縁部に達する外面とを有してもよい。
【0013】
本発明の第1態様に係る撮像モジュールにおいて、前記カバー部材の前記外面は、前記断面視において曲面を有してもよい。
【0014】
本発明の第1態様に係る撮像モジュールにおいて、前記カバー部材は、前記光入射面を覆う被覆部を有してもよい。
【0015】
本発明の第1態様に係る撮像モジュールにおいて、複数の前記平面発光素子を備え、平面視において、複数の前記平面発光素子は、前記固体撮像素子を囲むように配置されてもよい。
【0016】
本発明の第1態様に係る撮像モジュールにおいて、前記支持基板は、前記平面発光素子の発光を制御する制御部と、前記制御部と前記第1実装端子とを接続する制御配線と、前記第2面上に設けられかつ前記制御部に電気的に接続されている制御端子とを備えてもよい。
【0017】
上記目的を達成するために、本発明の第2態様に係る内視鏡は、第1態様に係る撮像モジュールを備える。
【0018】
上記目的を達成するために、本発明の第3態様に係るカテーテルは、第1態様に係る撮像モジュールと、前記撮像モジュールを囲む絶縁性のチューブと、前記チューブに設けられたチャネルと、を備える。
【発明の効果】
【0019】
以上のように、本発明の上述した態様によれば、ライトガイドファイバを用いることなく十分な照度が得られる内視鏡を実現できる細径の撮像モジュールと、この撮像モジュールを備える内視鏡と、この内視鏡を備えるカテーテルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
図1】本発明の第1実施形態に係る撮像モジュールの要部を示す図であって、図1(a)は平面図であり、図1(b)は図1(a)が示す線A-Aに沿う断面図である。
図2】本発明の第1実施形態に係る撮像モジュールの変形例1、2、3を示す平面図である。
図3】本発明の第1実施形態に係る撮像モジュールの変形例4、5を示す断面図である。
図4】本発明の第2実施形態に係る撮像モジュールの要部を示す図であって、図4(a)は平面図であり、図4(b)は図4(a)が示す線B-Bに沿う断面図である。
図5】本発明の第3実施形態に係る撮像モジュールの要部を示す図であって、制御部を備えた支持基板の概略構成を説明する断面図である。
図6】本発明の第4実施形態に係る内視鏡の要部を示す断面図である。
図7】本発明の第5実施形態に係る内視鏡の要部を示す断面図である。
図8】本発明の第6実施形態に係るカテーテルの要部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
本発明の実施形態を説明する図においては、各構成要素を図面上で認識し得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法及び比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。
【0022】
(第1実施形態)
(撮像モジュール1A)
図1は、本発明の第1実施形態に係る撮像モジュール1Aの要部を示す図である。図1(a)は、撮像モジュール1Aの鉛直方向(Z方向)から見た平面図である。図1(b)は、図1(a)が示す線A-Aに沿う断面図であり、撮像モジュール1Aを構成する支持基板10に平行な方向(Y方向)から見た図である。
【0023】
撮像モジュール1Aは、支持基板10と、発光ダイオード20(平面発光素子)と、固体撮像素子30と、カバー部材40とを備える。
【0024】
(支持基板10)
支持基板10は、上面10T(第1面)と、上面10Tとは反対側に位置する下面10B(第2面)とを有する。支持基板10を構成する材料としては、例えば、エポキシガラス等、プリント回路板(PCB、Printed Circuit Board)を構成する材料が用いられる。
【0025】
上面10T上には、複数の第1実装端子11と、第1実装端子11の隣りに配置された複数の第2実装端子12とが設けられている。本実施形態では、第2実装端子12の形成領域12Rの周囲を囲むように複数の第1実装端子11が配置されている。
後述するように、第1実装端子11には発光ダイオード20が実装され、第2実装端子12には固体撮像素子30が実装される。
【0026】
下面10B上には、外部正端子13A(第1外部端子)、外部負端子13B(第1外部端子)、及び複数の撮像外部端子14(第2外部端子)が設けられている。本実施形態では、4つの撮像端子35に対応する4つの撮像外部端子14(14A、14B、14C、14D)が下面10B上に設けられている。
図1(b)において、2つの撮像外部端子14A、14Bは、Y方向に並んでおり、同様に、2つの撮像外部端子14C、14Dも、Y方向に並んでいる。
【0027】
外部正端子13A及び外部負端子13Bは、第1実装端子11を通じて、発光ダイオード20に電気的に接続されている。
撮像外部端子14は、第2実装端子12を通じて、固体撮像素子30に電気的に接続されている。
外部正端子13A、外部負端子13B、及び撮像外部端子14は、後述する接続体や外部ケーブル等に電気的に接続される。
【0028】
下面10B上には、例えば、不図示の下面配線(配線パターン)が形成されており、第1実装端子11は、支持基板10を貫通する不図示の貫通導体を介してこの下面配線に接続されている。また、外部正端子13A及び外部負端子13Bは、この下面配線に接続されている。即ち、外部正端子13A及び外部負端子13Bは、貫通導体及び下面配線を介して、第1実装端子11に電気的に接続されている。
第1実装端子11に発光ダイオード20が実装された構造において、外部正端子13A及び外部負端子13Bは、発光ダイオード20に電力を供給する。
【0029】
なお、外部負端子13Bと第1実装端子11との間の配線構造、及び、外部正端子13Aと第1実装端子11との間の配線構造は、下面配線を備えた構造に限定されない。支持基板10が配線層と絶縁層とが積層された多層配線基板である場合、外部正端子13Aと第1実装端子11とを接続する配線、又は、外部負端子13Bと第1実装端子11とを接続する配線は、多層配線基板の内部に設けられてもよい。
【0030】
撮像外部端子14は、支持基板10を貫通する貫通導体14Hを介して、第2実装端子12に電気的に接続されている。
後述するように、第2実装端子12に固体撮像素子30が実装された構造において、撮像外部端子14は、不図示の電力供給線からの電力を固体撮像素子30に供給し、また、固体撮像素子30から出力される画像信号を不図示の外部出力配線に出力する。
【0031】
(発光ダイオード20)
発光ダイオード20は、光出射面21と、第1実装端子11に半田を介して接続された発光素子端子22とを有する。平面視において、発光ダイオード20(光出射面21)の形状は、矩形である。
本実施形態において、発光ダイオード20としては、例えば、表面実装型発光ダイオードが適用されている。これにより、直進性を有する光を光出射面21から出射することができ、かつ、充分な照度を確保することができる。
【0032】
図1(a)に示すように、4つの発光ダイオード20A、20B、20C、20Dは、固体撮像素子30の四辺に対向し、固体撮像素子30に平行となるように、固体撮像素子30の周囲を囲むように配置されている。本実施形態では、4つの発光ダイオード20A、20B、20C、20Dが直列接続により、外部正端子13A及び外部負端子13Bに接続されている。即ち、外部正端子13Aに供給された電流は、外部負端子13Bに向けて、発光ダイオード20A、発光ダイオード20B、発光ダイオード20C、及び発光ダイオード20Dの順に流れる。
【0033】
なお、表面実装型発光ダイオードに限らず、良好な光の直進性が得られれば、他の構造を有する平面発光素子が本発明に適用されてもよい。
また、4つの発光ダイオードに電力を供給する電気回路としては、上述した直列接続を限定しない。複数の発光ダイオードの各々において、発光素子端子22の一端が、外部正端子13Aに電気的に接続され、発光素子端子22の他端が外部負端子13Bに接続された並列接続が採用されてもよい。配線経路が複雑になることを避けるため、直列接続が好ましい。
また、後述するように、複数の発光ダイオードの各々の発光を制御する制御部が支持基板10に設けられてもよい。
【0034】
(固体撮像素子30)
固体撮像素子30は、矩形のレンズと一体化された撮像素子であり、例えば、WLO(Wafer Leveled Optics)を用いた撮像素子である。
具体的に、固体撮像素子30は、撮像センサ31と、撮像センサ31上に接続されたガラス体32と、ガラス体32の上面に位置する光入射面33と、固体撮像素子30の周囲を覆う遮光部34と、固体撮像素子30の下面に設けられた4つの撮像端子35(35A、35B、35C、35D)とを有する。
【0035】
固体撮像素子30は、4つの発光ダイオード20の隣りに配置されている。図1(b)において、2つの撮像端子35A、35Bは、Y方向に並んでおり、同様に、2つの撮像端子35C、35Dも、Y方向に並んでいる。
【0036】
固体撮像素子30においては、発光ダイオード20の光出射面21から出射する光によって撮像対象が照射され、撮像対象からの反射光は、光入射面33に入射し、ガラス体32を通り、撮像センサ31に入射する。これによって、固体撮像素子30は、撮像対象を撮像する。
【0037】
撮像センサ31としては、例えば、CMOS(相補型金属酸化膜半導体)を好適に用いられる。なお、撮像センサ31の構造としては、CMOSに限定されず、他の素子が用いられてもよい。
光入射面33の形状は、平面視において四角形である。光入射面33は、カバー部材40によって覆われておらず、露出しており、撮像モジュール1Aの先端を構成する。
光入射面33に鉛直な方向に沿う断面視において、上面10Tから光入射面33までの距離D1は、上面10Tから光出射面21までの距離D2よりも大きい。
【0038】
遮光部34は、固体撮像素子30の隣りに位置する発光ダイオード20が出射する光が固体撮像素子30の側面を通じて内部に入射することを防ぐ。具体的に、発光ダイオード20からの光を遮断する遮光材が、ガラス体32の周囲(光入射面33を除く)に塗布されることで、遮光部34が構成されている。遮光部34としては、塗布膜に限定されず、遮光部34は、遮光効果を有する部材であってもよい。遮光部34は、ガラス体32を囲む。
撮像端子35は、第2実装端子12に半田を介して接続されている。即ち、固体撮像素子30は、支持基板10上において、第2実装端子12に接続されている。
【0039】
(カバー部材40)
カバー部材40は、支持基板10の上面10T上に設けられ、透明樹脂や接着剤等の透明性材料で構成されており、4つの発光ダイオード20(20A、20B、20C、20D)及び固体撮像素子30を覆う。
例えば、カバー部材40として透明樹脂を用いる場合、流動性を有する透明樹脂を支持基板10の上面10T上に供給し、熱硬化や紫外線硬化といった公知の硬化方法によって、樹脂を硬化させ、カバー部材40を形成することができる。透明樹脂として十分な透明性が得られれば、透明樹脂の材料は限定されない。
また、接着剤をカバー部材40に用いる場合、アクリル系透明接着剤や透明なUV硬化樹脂等が用いられる。透明な接着剤であれば、カバー部材40を構成する材料は限定されない。
【0040】
カバー部材40は、光入射面33が露出する露出部41と、外面42とを有する。
外面42は、断面視において、光入射面33の角部C(外周部)から支持基板10の縁部Eまで延在する。具体的に、外面42は、断面視において、角部Cと縁部Eとを結ぶ直線よりも外側に膨出(突出)する曲面(フィレット形状)を有する。即ち、カバー部材40は、ドーム形状(半球体)を有する。カバー部材40の表面形状が半球体であることで、生体内部を観察する内視鏡に撮像モジュール1Aを適用された場合に、生体の内部への挿入しやすくなり、生体の粘膜を保護することができる。
【0041】
図1(a)に示す例では、カバー部材40の表面には、角部Cから縁部Eに達する4本の稜線44に沿うように、光入射面33の中央から放射状に延びる方向に沿うように、外面42の曲面が形成されている。換言すると、カバー部材40は、Z方向に直交する方向におけるカバー部材40の断面積が上面10Tから光入射面33に向かって徐々に増加する形状を有する。
【0042】
本実施形態では、一例として、カバー部材40の外面42(表面)上に稜線44が形成された構造が示されているが、稜線44が必ずしも形成されている必要はない。外面42に、稜線44が形成されていない球面が形成されてもよい。
【0043】
露出部41においては、光入射面33が露出しているため、撮像対象からの反射光は、カバー部材40を構成する透明材料を透過せずに、光入射面33に入射する。
外面42の曲率は、カバー部材40によって得られるレンズ効果、光拡散効果等の光学効果を鑑みて、適宜設定される。
【0044】
なお、上述した実施形態では、支持基板10の上面10T上に供給された透明樹脂を硬化することによってカバー部材40が形成されているが、本発明は、このような構造に限定されない。
例えば、固体撮像素子30の形状に応じた貫通孔と、発光ダイオード20の形状に応じた凹部とを有する透明性の樹脂キャップを予め成形しておき、この樹脂キャップ(成形品)を図1(b)に示すように支持基板10上に配置することで、カバー部材40が構成されてもよい。この場合、樹脂キャップを形成する透明樹脂としては、PC(ポリカーボネート)やアクリル樹脂等の透明なプラスチック材料が用いられる。
【0045】
また、透明性の樹脂キャップと透明性接着剤との組み合わせにより、カバー部材40が構成されてもよい。この場合、まず、固体撮像素子30の形状に応じた貫通孔を有する樹脂キャップを予め用意する。次に、支持基板10に実装された発光ダイオード20を覆うように上面10T上に接着剤を供給する。その後、貫通孔に固体撮像素子30が嵌入するように、樹脂キャップを接着剤上に配置し、接着剤を硬化させる。これによって、図1(b)に示す構造が得られる。
なお、接着剤がUV硬化樹脂である場合、樹脂キャップの外側に配置されたUV光源が発するUV光が樹脂キャップを通じて接着剤を照射し、接着剤を硬化することができる。
【0046】
本実施形態に係る撮像モジュール1Aによれば、単一の支持基板10上に、固体撮像素子30及び発光ダイオード20を配置することができるので、撮像モジュールの小型化を実現できる。
更に、撮像モジュールの小型化という利点の他に、単一の支持基板10上に、固体撮像素子30及び発光ダイオード20を実装することで、照明付きのカメラモジュールを実現できるという利点も得られる。
特に、四角形形状を有する固体撮像素子30の周囲に、固体撮像素子30に平行となるように、矩形形状を有する複数の発光ダイオード20が配置されているので、支持基板10に実装される部材のレイアウトの小型化の点で、最適な設計条件を得ることができる。
【0047】
透明材料で構成されたカバー部材40が支持基板10上に設けられているので、発光ダイオード20及び固体撮像素子30を保護することができる。複数の発光ダイオード20から発光された光を、撮像モジュール1Aの外部に向けて導くことができ、かつ、光を出射することができる。
カバー部材40は、露出部41を有するので、発光ダイオード20によって撮像対象が照明され、撮像対象からの反射光は、カバー部材40を介さずに、光入射面33に入射する。これによって固体撮像素子30は、撮像対象の像を画像として得ることができる。このため、透明材料の透過率や屈折率に起因する画像品質の低下を防止することができる。
【0048】
撮像モジュール1Aは、ライトガイドファイバを用いないので、撮像対象に近い位置にて発光ダイオード20を発光することができ、発光ダイオード20から出射される光で撮像対象を照明することができる。このため、十分な照度を得ることができる。
従来の撮像モジュールとは異なり、ライトガイドファイバを用いないので、ライトガイドファイバの取り扱いを行う必要が無く、光ファイバの曲げに起因する破損や、光ファイバの本数の増加に伴う大型化等の問題が生じることが無い。
【0049】
(変形例)
次に、上述した第1実施形態の変形例1~7について説明する。
以下に述べる変形例1~7では、上述した第1実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
【0050】
図2は、本発明の第1実施形態に係る撮像モジュールの変形例を示す平面図である。図2(a)は、変形例1を示す平面図である。図2(b)は、変形例2を示す平面図である。図2(c)は、変形例3を示す平面図である。
図3は、本発明の第1実施形態に係る撮像モジュールの変形例を示す断面図である。図3(a)は、変形例4を示す断面図である。図3(b)は、変形例5を示す断面図である。
【0051】
(変形例1)
上述した実施形態においては、4つの発光ダイオード20が支持基板10に実装された構造について説明したが、1個以上の発光ダイオード20の隣りに固体撮像素子30が配置されていればよい。
例えば、図2(a)に示すように、撮像モジュール1Bは、支持基板10上に配置された1つの発光ダイオード20と、支持基板10上に配置されかつ発光ダイオード20の隣りに配置された固体撮像素子30とを備える。
【0052】
本変形例1に係る撮像モジュール1Bによれば、支持基板10上に1つの発光ダイオード20が設けられているので、支持基板10において発光ダイオード20が実装される実装面積を小さくすることができる。従って、複数の発光ダイオードを備える構成よりも、撮像モジュール1Bの小型化を実現することができる。
【0053】
(変形例2)
図2(b)に示すように、撮像モジュール1Cは、支持基板10上に配置された2つの発光ダイオード20(20A、20B)と、支持基板10上に配置されかつ発光ダイオード20の隣りに配置された固体撮像素子30とを備える。
特に、固体撮像素子30の左右の位置に発光ダイオード20が配置されており、換言すると、発光ダイオード20A、20Bの間に固体撮像素子30が配置されている。即ち、固体撮像素子30を囲むように発光ダイオード20A、20Bが配置されている。
【0054】
本変形例2に係る撮像モジュール1Cによれば、支持基板10上に2つの発光ダイオード20が設けられているので、3個以上の発光ダイオードを備える構成よりも、発光ダイオードの実装面積が小さくなり、撮像モジュール1Cの小型化を実現することができ、発光ダイオードの個数が1つの場合よりも、高い照度を確保することができる。
【0055】
(変形例3)
図2(c)に示すように、撮像モジュール1Dは、支持基板10上に配置された3つの発光ダイオード20(20A、20B、20C)と、支持基板10上に配置されかつ発光ダイオード20の隣りに配置された固体撮像素子30とを備える。
特に、固体撮像素子30の3辺に対向するように、発光ダイオード20A、20B、20Cが配置されている。即ち、固体撮像素子30を囲むように発光ダイオード20A、20B、20Cが配置されている。固体撮像素子30の残りの1辺に対向する位置は、実装領域18である。
実装領域18には、例えば、コンデンサやICチップ等の機能素子(機能デバイス)、即ち、固体撮像素子30及び発光ダイオード20とは異なる部材が実装される。
【0056】
本変形例3に係る撮像モジュール1Dによれば、支持基板10上に実装領域18を設けたので、発光機能及び撮像機能以外の機能を備えた高機能の撮像モジュール1Dを実現することができる。
コンデンサが実装領域18に実装される場合、コンデンサは、例えば、固体撮像素子30の撮像端子35に電気的に接続される。
ICチップが実装領域18に実装される場合、ICチップは、例えば、発光ダイオード20を駆動するドライバであってもよい。その他の機能を有するICチップが実装領域18に設けられてもよい。
【0057】
(変形例4)
図3(a)に示すように、撮像モジュール1Eは、カバー部材40の外面の形状の点で、上述した実施形態とは異なる。
外面42Aは、光入射面33の角部Cから支持基板10の縁部Eに達する。外面42Aは、断面視において、角部Cと縁部Eとを結ぶ直線よりも内側に凹む曲面(フィレット形状)を有する。
【0058】
(変形例5)
図3(b)に示すように、撮像モジュール1Fにおいて、カバー部材40の外面42Bは、断面視において、角部Cと縁部Eとを結ぶ直線を有する。即ち、立体構造において、カバー部材40は、円錐台の形状を有する。
【0059】
外面42の形状は、上述した実施形態及び変形例4、5に示す形状に限られない。
例えば、外面42は、角部Cと縁部Eとを結ぶ直線よりも外側に膨出する凸面と、角部Cと縁部Eとを結ぶ直線よりも内側に凹む凹面とが組み合わされた凹凸面を有してもよい。さら、変形例4に示す外面42Aが凹凸面を有してもよいし、変形例5に示す外面42Bが凹凸面を有してもよい。
更に、例えば、稜線44が角部Cから縁部Eに向けて、スパイラル状の線が外面42、42A、42B上を描くように、カバー部材40が形成されてもよい。
【0060】
上述した実施形態及び変形例においては、固体撮像素子30の四辺に対向する位置に発光ダイオード20が配置された構造を説明したが、本発明は、この構造に限定されない。支持基板の円周に沿って、複数の発光ダイオード20が配置されてもよい。
【0061】
(変形例6)
上述した実施形態及び変形例4、5では、カバー部材40は、光入射面33が露出する露出部41を有するが、本発明は、このような構造を限定しない。
例えば、カバー部材40は、光入射面33を覆う被覆部を有してもよい。この場合、被覆部は、例えば、光入射面33を保護する保護部材として機能する。
【0062】
また、生体内部を観察する内視鏡に撮像モジュールにおいて、撮像モジュールの光入射面33が生体を傷つける恐れがある場合には、光入射面33を覆う被覆部は、生体を保護する保護部材として機能する。
【0063】
なお、「光入射面を覆う被覆部」の意味は、光入射面33の全面を覆うことを限定しておらず、光入射面33の一部を覆うことも含む。
例えば、光入射面33の中央領域(図1図3における符号Cで示された角部や端部を除く領域)において、光入射面33が部分的に露出し、符号Cで示された光入射面33の角部や端部(光入射面の一部)が、被覆部で覆われてもよい。
【0064】
この場合、撮像対象からの反射光は、透明材料を透過せずに、光入射面33の中央領域に入射する。これによって、撮像対象の像を画像として得ることができ、透明材料の透過率や屈折率に起因する画像品質の低下を防止することができる。さらに、符号Cで示された光入射面33の角部や端部が被覆部で覆われているので、固体撮像素子30が被覆部で保護され、固体撮像素子30の破損を防止することができる。
【0065】
また、符号Cで示された部分において、固体撮像素子30が生体内部を傷つける恐れがあれば、符号Cで示された光入射面33の角部や端部(光入射面の一部)を被覆部で覆い、光入射面33の中央領域において、光入射面33が部分的に露出した構造を採用することができる。
この場合、画像品質の低下を防止することができ、かつ、被覆部によって生体を保護することもできる。
【0066】
(変形例7)
上述した実施形態及び変形例4、5では、カバー部材40の断面において、角部Cと縁部Eとを結ぶ曲線又は直線が形成された場合を説明したが、本発明は、この構造に限定されない。
「断面視において光入射面の外周部(角部C)から支持基板の縁部Eに達する外面」の意味は、角部Cと縁部Eとの間に位置する中間部を起点とし、中間部から角部Cに向かうように曲線又は直線が形成され、中間部から縁部Eに向かうように曲線又は直線が形成された構造も含む。
【0067】
(第2実施形態)
(撮像モジュール1G)
図4は、本発明の第1実施形態に係る撮像モジュール1Gの要部を示す図である。図4(a)は、撮像モジュール1Gの鉛直方向(Z方向)から見た平面図である。図4(b)は、図4(a)が示す線B-Bに沿う断面図であり、撮像モジュール1Gに平行な方向(Y方向)から見た図である。
以下に述べる第2実施形態では、上述した第1実施形態及び変形例と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
特に、撮像モジュール1Gが支持基板110及び撮像ユニット50を備える点で、第2実施形態は第1実施形態とは異なる。
【0068】
(支持基板110)
支持基板110は、下面110B(第2面)から上面110T(第1面)に向けて延在するとともに支持基板110を貫通する貫通孔111を有する。貫通孔111は、支持基板110の中央、即ち、第1実装端子11の隣りに位置している。
第2実装端子12は、上面110T上に形成されておらず、複数の第1実装端子11のみが上面110T上に形成されている。同様に、撮像外部端子14は、下面110B上に形成されておらず、外部正端子13A及び外部負端子13Bのみが下面110B上に形成されている。
第1実装端子11、外部正端子13A、及び外部負端子13Bと、発光ダイオード20(20A、20B、20C、20D)との間の電気接続構造は、上述した第1実施形態と同じである。
【0069】
(撮像ユニット50)
撮像ユニット50は、支持基板110とは別体であり、支持基板110の貫通孔111に挿通して樹脂等の固定部材19により固定されている。上述した固体撮像素子30は、撮像ユニット50に電気的に接続されており、この状態で、固体撮像素子30は、第1実装端子11の隣りに配置されている。
【0070】
撮像ユニット50は、基体51を備える。基体51は、基体上面51T及び基体下面51Bを有する。基体上面51T上には第1導電線52(52A、52B)が形成され、基体下面51B上には第2導電線53(53C、53D)が形成されている。図4(b)において、2つの第1導電線52A、52Bは、Y方向に並んでおり、同様に、2つの第2導電線53C、53Dも、Y方向に並んでいる。
【0071】
基体51の端面51Eは、固体撮像素子30の下面に固定されており、この状態で、撮像端子35A、35Bが、各々、第1導電線52A、52Bに半田54を介して電気的に接続されている。撮像端子35C、35Dが、各々、第2導電線53C、53Dに半田54を介して電気的に接続されている。撮像ユニット50の具体的な配線構造については、図7を参照して後述する。
【0072】
支持基板110の貫通孔111に撮像ユニット50が固定された構造において、第1導電線52A、52B及び第2導電線53C、53Dは、不図示の電力供給線からの電力を固体撮像素子30に供給し、また、固体撮像素子30から出力される画像信号を不図示の外部出力配線に出力する。
【0073】
本実施形態に係る撮像モジュール1Gによれば、支持基板110とは別体である撮像ユニット50を用いることで、同一の支持基板に、固体撮像素子30及び発光ダイオード20を配置する必要が無くなる。つまり、基体51と固体撮像素子30とを接続して撮像ユニット50を得た後に、撮像ユニット50を貫通孔111に固定するだけで、小型の撮像モジュールを実現することができる。このため、支持基板に対する複雑な実装工程を省略することができる。
【0074】
さらに、撮像ユニット50と、発光ダイオード20が実装された支持基板110とを別々に製造して検査することができる。即ち、支持基板110の貫通孔111に撮像ユニット50を固定する前に、撮像ユニット50及び支持基板110の各々について、検査を行うことができ、良品であるか否かを判断することが可能となる。この結果、検査において良品と判断された、撮像ユニット50及び支持基板110の組合せによって、撮像モジュール1Gを製造することができる。即ち、撮像ユニット50及び支持基板110を組み上げる前に、不良品が撮像モジュールに用いられることを防止することができる。
【0075】
一方、発光ダイオード及び固体撮像素子が一括して実装された支持基板においては、発光ダイオード及び固体撮像素子が支持基板に実装された後に検査が行われ、実装構造体(撮像モジュールの完成品、或いは、カバー部材がモールドされる前の中間構造体)が良品であるか否かが判断される。
例えば、発光ダイオード及び固体撮像素子のうち一方が不良品であると、他方が良品であるか否かに関わらず、実装構造体は不良と判断されてしまう。このため、実装構造体が良品を含む場合であっても、実装構造体を廃棄しなければならず、実装構造体を構成する良品が無駄になるという問題がある。
【0076】
これに対し、本実施形態に係る撮像モジュール1Gによれば、撮像ユニット50及び支持基板110を組み上げて撮像モジュール1Gを製造する前に、撮像ユニット50及び支持基板110が良品であるか否かを判断することができるので、撮像モジュールを構成する良品が無駄になるという問題が生じることがない。
【0077】
また、上述した第1実施形態と同様に、撮像対象に近い位置にて発光ダイオード20を発光することができ、発光ダイオード20から出射される光を用いて、十分な照度で、撮像対象を照明することができる。また、従来の撮像モジュールとは異なり、光ファイバの曲げに起因する破損や、光ファイバの本数の増加に伴う大型化等の問題が生じることが無い。
【0078】
(第3実施形態)
(撮像モジュール1H)
図5は、本発明の第3実施形態に係る撮像モジュール1Hの要部を示す図であって、制御部90を備えた支持基板120の概略構成を説明する断面図である。
以下に述べる第3実施形態では、上述した実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
特に、撮像モジュール1Hが支持基板120を備える点で、第3実施形態は上述した実施形態とは異なる。
また、図5では、撮像端子35と撮像外部端子14との電気接続構造が省略されており、図1に示す電気接続構造が撮像モジュール1Hに適用されている。
【0079】
(支持基板120)
支持基板120は、発光ダイオード20(20A、20B、20C、20D)の発光を制御する制御部90と、制御部90と第1実装端子11とを接続する第1制御配線91(制御配線)と、支持基板120の下面120B(第2面)上に設けられた制御端子93と、制御部90と制御端子93とを接続する第2制御配線92(制御配線)と、を備える。本実施形態では、支持基板120は、複数の第1制御配線91、複数の第2制御配線92、及び複数の制御端子93を備える。
【0080】
複数の制御端子93には、不図示の信号配線や電力供給配線が接続されている。制御端子93に入力される外部信号に応じて、制御部90は、発光ダイオード20の発光を制御する。制御部90が発光ダイオード20を発光させる方法としては、例えば、以下の発光方法が挙げられる。
【0081】
(パルス発光)
制御部90は、4つの発光ダイオード20をパルス発光させることが可能である。この場合、所定の周期で振動する振動体(撮像対象、声帯等)に対して、発光ダイオード20から出射されるパルス光を照射することができる。これにより、撮像モジュール1Hは、振動状態にある撮像対象を撮像することができる。
【0082】
(RGB調光)
制御部90は、赤色光(R)、緑色光(G)、及び青色光(B)で発光ダイオード20を発光させることが可能である。また、制御部90は、RGBの3色を混合させ(配色)、混合された光を撮像対象に照射することが可能である。また、制御部90は、RGBの3色のうち、単色光のみを撮像対象に照射することが可能である。
【0083】
この場合、支持基板120上に、赤色光を発光する発光ダイオード20R(20)、緑色光を発光する発光ダイオード20G(20)、及び青色光を発光する発光ダイオード20B(20)が実装されている。また、RGBの3色調光が可能な1つ以上の発光ダイオードが支持基板120上に実装されてもよい。
【0084】
制御部90によってRGBの3色の調光が可能となることで、特定波長の光に対して発色する撮像対象(例えば、薬剤が塗布された箇所等)に光を照射することができる。これにより、撮像モジュール1Hは、特定波長の光の照射によって発色する撮像対象を撮像することができる。
【0085】
なお、図5に示す例では、一つの制御部90に複数の発光ダイオード20(20R、20G、20B)が接続さえた構造が示されているが、発光ダイオード20の各々に制御部90が接続されていてもよい。
また、支持基板120は、上述した撮像モジュール1Gにも適用可能である。
図5に示す例では、制御部90が支持基板120の内部に設けられた構造が示されているが、制御部90の位置は限定されない。支持基板120の上面120T(第1面)及び下面120Bのいずれかに制御部90が設けられてもよい。例えば、図2(c)に示す実装領域18に制御部90が設けられてもよい。
制御部90は、支持基板120の内部に埋め込まれたICチップであってもよいし、配線層と絶縁層とが積層された多層配線基板における積層回路で構成されてもよい。
【0086】
(第4実施形態、第5実施形態)
以下に述べる第4実施形態及び第5実施形態では、上述した実施形態及び変形例と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
後述する説明では、Z方向において、接続体210から固体撮像素子30に向かう方向(図6及び図7における左側)を「前方」或いは「前側」と称する場合がある。接続体210から外部ケーブル220に向かう方向(図6及び図7における右側)を「後方」或いは「後側」と称する場合がある。
なお、第4実施形態及び第5実施形態に係る内視鏡は、観察機能のみを有している。このような内視鏡がカテーテルに適用された場合、観察機能のみを有するカテーテルとなる。
【0087】
(内視鏡200)
図6は、本発明の第4実施形態に係る内視鏡200の要部を示す断面図である。
内視鏡200は、上述した撮像モジュール1Aと、接続体210と、外部ケーブル220と、絶縁チューブ230とを有する。
【0088】
(接続体210)
接続体210は、固体撮像素子30と外部ケーブル220との間に位置する。
接続体210は、絶縁部材で構成された本体230Mと、埋め込み導体211A、211B(第1埋め込み導体)と、埋め込み導体211C、211D(第2埋め込み導体)と、埋め込み導体212A、212B(第3埋め込み導体)とを備える。これら埋め込み導体は、本体230Mの内部に設けられており、Z方向に延在している。
図6において、2つの埋め込み導体211A、211Bは、Y方向に並んでおり、同様に、2つの埋め込み導体211C、211Dも、Y方向に並んでいる。
【0089】
接続体210の上端面210Tにおいて、埋め込み導体211A、211B、211C、211D、212A、212Bの端部(接続パッド)は、撮像モジュール1Aに対向している。
4つの撮像外部端子14A、14B、14C、14Dは、各々、埋め込み導体211A、211B、211C、211Dに、半田を介して電気的に接続されている。
外部正端子13A及び外部負端子13Bは、各々、埋め込み導体212A、212Bに、半田を介して電気的に接続されている。
【0090】
(外部ケーブル220)
外部ケーブル220は、4本の撮像素子配線221(221A、221B、221C、221D)及び2本の発光ダイオード配線222A、222Bを備え、即ち、6本のケーブルで構成されている。
撮像素子配線221A、221B、221C、221Dは、各々、導電線213A、213B、213C、213Dを備える。発光ダイオード配線222A、222Bは、各々、導電線214A、214Bを備える。
【0091】
接続体210の下端面210Bにおいて、埋め込み導体211A、211B、211C、211Dの端部(接続パッド)は、各々、導電線213A、213B、213C、213Dに、半田を介して電気的に接続されている。
埋め込み導体212A、212Bの端部(接続パッド)は、各々、導電線214A、214Bに、半田を介して電気的に接続されている。
【0092】
なお、外部ケーブル220は、3本の同軸ケーブルで構成されてもよい。
この場合、導電線213A、213Bの各々は、第1同軸ケーブルの内部導体部及びシース導体部に対応する。導電線213C、213Dの各々は、第2同軸ケーブルの内部導体部及びシース導体部に対応する。導電線214A、214Bの各々は、第3同軸ケーブルの内部導体部及びシース導体部に対応する。複数本のケーブルは、1本のケーブルに束ねてもよい。
【0093】
(絶縁チューブ230)
絶縁チューブ230は、支持基板10と、接続体210と、接続体210に接続される外部ケーブル220とを覆っている。
絶縁チューブ230は、電気絶縁性を有する樹脂製のチューブである。絶縁チューブ230としては、熱収縮チューブが用いられる。
絶縁チューブ230の材料としては、例えば、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ナイロン、ポリエチレンまたはポリプロピレン等のポリオレフィン系、及びポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素系樹脂等が用いられる。
また、絶縁チューブ230は、内視鏡200の挿入部として機能する。このため、絶縁チューブ230の材料としては、上記の材料以外に、ウレタン系樹脂等の可撓性を有するゴム系材料が用いられてもよい。
【0094】
次に、以上のように構成された内視鏡200の作用について説明する。
発光ダイオード配線222A、222Bの間に電圧を付与することで、発光ダイオード配線222Aから、埋め込み導体212A、212B及び外部正端子13Aを通じて、電力が発光ダイオード20に供給される。発光ダイオード20は、発光し、発光ダイオード20から発光した光は、カバー部材40を通じて撮像モジュール1Aの外部に出射する。この光は、撮像対象を照明し、撮像対象からの反射光(像)は、固体撮像素子30に入射する。これによって、固体撮像素子30は、撮像対象を撮像し、得られた画像を電気信号として出力する。固体撮像素子30から出力された信号は、埋め込み導体及び撮像素子配線を通じて、撮像モジュール1Aの外部に設けられた制御装置によって受信される。
【0095】
上述した第4実施形態に係る内視鏡200によれば、撮像モジュール1Aを備えたので、内視鏡の小型化を実現できる。内視鏡200は、ライトガイドファイバを用いないので、撮像対象に近い位置にて発光ダイオード20を発光することができ、発光ダイオード20から出射される光で撮像対象を照明することができる。このため、十分な照度を得ることができる。
【0096】
(内視鏡300)
図7は、本発明の第5実施形態に係る内視鏡300の要部を示す断面図である。
内視鏡300は、上述した撮像モジュール1Gと、接続体310と、外部ケーブル320と、絶縁チューブ230とを有する。ここで、絶縁チューブ230は、上述した第4実施形態と同じであるため、説明を省略する。
【0097】
(接続体310)
接続体310は、支持基板110と外部ケーブル320との間に位置する。
接続体310は、絶縁部材で構成された本体330Mと、埋め込み導体312A、312B(第4埋め込み導体)とを備える。これら埋め込み導体は、本体330Mの内部に設けられており、Z方向に延在している。
【0098】
接続体310の上端面310Tにおいて、埋め込み導体312A、312Bの端部(接続パッド)は、撮像モジュール1Gに対向している。
外部正端子13A及び外部負端子13Bは、各々、埋め込み導体312A、312Bに、半田を介して電気的に接続されている。
【0099】
(撮像ユニット50の配線構造)
以下、上述した撮像ユニット50の配線構造を説明する。
撮像ユニット50の基体51の基体上面51T上には、第1導電線52(52A、52B)と、第1導電線52(52A、52B)よりも外部ケーブル320の近くに位置する第3導電線55(55C、55D)とが形成されている。基体51には、基体51を貫通する貫通導体56(56C、56D)が設けられている。貫通導体56Cは、基体下面51B上に形成された第2導電線53Cと、第3導電線55Cとを電気的に接続する。貫通導体56Dは、基体下面51B上に形成された第2導電線53Dと、第3導電線55Dとを電気的に接続する。
図7において、2つの第3導電線55C、55Dは、Y方向に並んでおり、同様に、2つの貫通導体56C、56Dも、Y方向に並んでいる。
【0100】
(外部ケーブル320)
外部ケーブル320は、2本の同軸ケーブル321(321F、321S)及び2本の発光ダイオード配線322A、322Bを備え、即ち、4本のケーブルで構成されている。
なお、2本の同軸ケーブル321F、321Sは、Y方向に並んでおり、上述した撮像ユニット50の第1導電線52(52A、52B)及び第3導電線55(55C、55D)に接続されている。
また、発光ダイオード配線322A、322Bは、各々、導電線314A、314Bを備える。
【0101】
具体的に、同軸ケーブル321Fの内部導体部321FAは、第1導電線52Aに半田57を介して接続されている。同軸ケーブル321Fのシース導体部321FCは、第3導電線55Cに半田58を介して接続されている。同軸ケーブル321Sの内部導体部321SBは、第1導電線52Bに半田57を介して接続されている。同軸ケーブル321Sのシース導体部321SDは、第3導電線55Dに半田58を介して接続されている。
【0102】
接続体210の下端面310Bにおいて、埋め込み導体312A、312Bの端部(接続パッド)は、各々、導電線314A、314Bに、半田を介して電気的に接続されている。
【0103】
なお、発光ダイオード配線322A、322Bは、1本の同軸ケーブルで構成されてもよい。この場合、導電線314A、314Bの各々は、同軸ケーブルの内部導体部及びシース導体部に対応する。複数本のケーブルは、1本のケーブルに束ねてもよい。
【0104】
次に、以上のように構成された内視鏡300の作用について説明する。
発光ダイオード配線322A、322Bの間に電圧を付与することで、発光ダイオード配線322Aから、埋め込み導体312A、312B及び外部正端子13Aを通じて、電力が発光ダイオード20に供給される。発光ダイオード20は、発光し、発光ダイオード20から発光した光は、カバー部材40を通じて撮像モジュール1Gの外部に出射する。この光は、撮像対象を照明し、撮像対象からの反射光(像)は、固体撮像素子30に入射する。これによって、固体撮像素子30は、撮像対象を撮像し、得られた画像を電気信号として出力する。固体撮像素子30から出力された信号は、埋め込み導体及び撮像素子配線を通じて、撮像モジュール1Gの外部に設けられた制御装置によって受信される。
【0105】
上述した第5実施形態に係る内視鏡300によれば、基体51と固体撮像素子30とを接続して撮像ユニット50を得た後に、撮像ユニット50を貫通孔111に固定するだけで、小型の撮像モジュールを実現することができる。このため、支持基板に対する複雑な実装工程を省略することができる。従って、内視鏡の小型化に寄与する。
上述した内視鏡200と同様に、内視鏡300は、ライトガイドファイバを用いないので、撮像対象に近い位置にて発光ダイオード20を発光することができ、発光ダイオード20から出射される光で撮像対象を照明することができる。このため、十分な照度を得ることができる。
【0106】
(第6実施形態)
(カテーテル400)
図8は、本発明の第6実施形態に係るカテーテル400の要部を示す斜視図である。
図8において、上述した実施形態及び変形例と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
【0107】
図8に示すカテーテル400は、上述した撮像モジュール1Aを備えた撮像モジュール付きカテーテルである。
カテーテル400は、例えば、シリコン等で形成された絶縁性のチューブ401を備えている。本実施形態では、チューブ401の材料としてシリコンを挙げたが、シリコン以外の可撓性材料や金属材料が用いられてもよい。
例えば、可撓性材料としては、シリコン、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE、例えば、テフロン(登録商標))等が挙げられる。金属材料としては、チタニウム、チタニウム合金、ステンレス鋼等が挙げられる。また、可撓性材料や金属材料に限らず、セラミックス材料がチューブ401の材料として用いられてもよい。
【0108】
チューブ401の内部には、上述した第1実施形態に係る撮像モジュール1Aを備える内視鏡200と、チャネル402とが設けられている。即ち、チューブ401は、内視鏡200を囲っている。
カテーテル400の端面403においては、チャネル402の開口部402Aが開口し、撮像モジュール1Aのカバー部材40及び光入射面33が露出している。本実施形態において、実現可能なカテーテル400の直径は、例えば、約5mm(15Fr)以下である。
【0109】
チャネル402は、ルーメンとして用いられてもよいし、ワーキングチャネルとして用いられてもよい。チャネル402をルーメンとして用いる場合、例えば、カテーテル400の前方に向けて溶剤を吐出する溶剤注入ルーメン、或いは、カテーテル400の前方に存在する液体を除去するバキュームルーメンを、チューブ401に設けることができる。
また、チャネル402をワーキングチャネルとして用いる場合、例えば、処置具をチャネル402に挿入することが可能である。処置具としては、例えば、各種鉗子、スネア、ガイドワイヤ、ステント、レーザ処置具、高周波処置具等が挙げられる。
特に、ワーキングチャネルに鉗子が挿入される場合、カテーテル400は、鉗子チャネル付き内視鏡およびカテーテルとして機能する。
【0110】
上述した第6実施形態によれば、上記の第1実施形態で述べた細径の撮像モジュール1Aがカテーテル400に設けられているので、上述した実施形態によって得られる効果と同様の効果が得られると共に、チャネル402及び撮像モジュールの両方を具備するとともに細径のカテーテル400を実現することができる。
なお、内視鏡200に代えて、撮像モジュール1Gを備えた内視鏡300がカテーテル400に適用されてもよい。
【0111】
本発明の好ましい実施形態を説明し、上記で説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、請求の範囲によって制限されている。
【0112】
図1(a)及び図4(a)に示す例では、支持基板10、110の形状は、円形であるが、支持基板10の形状は、平面視において矩形であってもよいし、正方形であってもよい。
【符号の説明】
【0113】
1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G、1H…撮像モジュール、10、110、120…支持基板、10B…第2面、10B、110B、120B…下面、10T、110T、120T…上面(第1面)、11…第1実装端子、12…第2実装端子、12R…形成領域、13A…外部正端子、13B…外部負端子、14、14A、14B、14C、14D…撮像外部端子、14H、56、56C、56D…貫通導体、18…実装領域、19…固定部材、20、20A、20B、20C、20D、20G、20R…発光ダイオード(平面発光素子)、21…光出射面、22…発光素子端子、30…固体撮像素子、31…撮像センサ、32…ガラス体、33…光入射面、34…遮光部、35、35A、35B、35C、35D…撮像端子、40…カバー部材、41…露出部、42、42A、42B…外面、44…稜線、50…撮像ユニット、51…基体、51B…基体下面、51E、403…端面、51T…基体上面、52、52A、52B…第1導電線、53、53C、53D…第2導電線、54、57、58…半田、55、55C、55D…第3導電線、90…制御部、91…第1制御配線(制御配線)、92…第2制御配線(制御配線)、93…制御端子、111…貫通孔、200、300…内視鏡、210、310…接続体、210B、310B…下端面、210T、310T…上端面、211A、211B、211C、211D、212A、212B、312A、312B…埋め込み導体、213A、213B、213C、213D、214A、214B、314A、314B…導電線、220、320…外部ケーブル、221、221A、221B、221C、221D…撮像素子配線、222A、222B、322A、322B…発光ダイオード配線、230…絶縁チューブ、230M、330M…本体、321、321F、321S…同軸ケーブル、321FA、321SB…内部導体部、321FC、321SD…シース導体部、400…カテーテル、401…チューブ、402…チャネル、402A…開口部、C…角部、E…縁部
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8