JP2012147968A - 撮像装置および回路基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小型でありながら、組み立て、および取り扱いが簡単で、低価格な撮像装置を提供すること。
【解決手段】対物光学系８と、この対物光学系８により結像される光学像を撮像する撮像素子１４と、この撮像素子１４が載置されると共に、信号ケーブル３８が接続される回路基板１６，１７，１８，１９と、対物光学系８、撮像素子１４および回路基板１６，１７，１８，１９を収容する筒形状の筐体５と、を有し、回路基板１６，１７，１８，１９は、２枚以上の複数の回路基板から構成され、各回路基板１６，１７，１８，１９は、筐体５の径方向に積層され、積層される各回路基板１６，１７，１８，１９の筐体５の短手方向の幅を、筐体５の径方向中心から径方向外側に向かって順に狭く形成することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置および回路基板の製造方法に関する。

従来より、狭い挿入口を有する物体の内部空間を観察するために、内視鏡装置に代表される撮像装置が採用されている。このような撮像装置では、先端挿入部の外径寸法を細型化することが望まれている。先端挿入部を細型化する方法として、たとえば、特許文献１から３には、配線パターンを含む電子回路を実装した回路基板を積層することで、回路基板の配置スペースの縮小化を図る構成が開示されている。

また、特許文献４においては、基板に接続されるケーブルの重なり数を、円筒状ケースの内壁形状にあわせて変化させることで、円筒状ケースの内部に形成されるスペースを有効活用している。

特開２００２−７６３１４号公報（要約書） 特開平６−５３４６０号公報（発明の詳細な説明） 特開２００６−５５４５８号公報（発明の詳細な説明） 特開２００１−１００１１２号公報（発明の詳細な説明）

しかしながら、物体内のより狭い内部空間内の観察を可能とする要求から、先端挿入部の一層の小型化が求められている。そこで、本発明は、回路基板を撮像装置の先端挿入部のケース内に効率良く収めることで、先端挿入部のケースの小型化をさらに図ることができる撮像装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一側面は、対物光学系と、この対物光学系により結像される光学像を撮像する撮像素子と、この撮像素子が載置されると共に、信号ケーブルが接続される回路基板と、対物光学系、撮像素子および回路基板を収容する筒形状の筐体と、を有し、回路基板は、２枚以上の複数の回路基板から構成され、各回路基板は、筐体の径方向に積層され、積層される各回路基板の筐体の短手方向の幅を、筐体の径方向中心から径方向外側に向かって順に狭く形成するものである。

また、撮像素子が載置される回路基板と、信号ケーブルが接続される回路基板を別の回路基板とすることが好ましい。

また、複数の回路基板の積層により形成される段差部にランド部を形成することが好ましい。

また、積層された複数の回路基板の基板幅は、筺体の内壁に沿うように形成されることが好ましい。

また、積層される回路基板のうちの幅の狭い基板には、ランド部が端面スルーホールもしくはスルーホールとして設けられることが好ましい。

また、ランド部は回路基板において、筺体の長手方向に沿って並べて設けられることが好ましい。

積層される回路基板は、２以上の回路基板にそれぞれ対応する基板部分を１枚の集合回路基板内に予め形成しておき、集合回路基板から基板部分を分割することで、回路基板を製造することとしてもよい。

本発明によると、先端挿入部のケースの小型化をさらに図ることができる撮像装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る撮像装置のカメラ先端部の構成を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る撮像装置のカメラ先端部の側断面図である。 図２中のＡ−Ａ線で切断した断面図である。 図１中のプリント基板を接合した後の発光部および撮像部の構成を示す斜視図である。 図１中のプリント基板に分割される前の大型プリント基板の基板外形を示す平面図である。 図１中のプリント基板の接合後の状態について説明するための図であり、上段はその正面図であり、中段はその側面図であり、下段はその底面図である。

（撮像装置１の全体構成）
以下、本発明の一実施の形態に係る撮像装置１について、図面を参照しながら説明する。また、以下の説明において、図１〜図４および図６に示す矢示Ｘ_１方向を「前」、矢示Ｘ_２方向を「後（後ろ）」、Ｘ_１方向とＸ_２方向の両方向に対し水平方向で直交する方向となる矢示Ｙ_１方向を「左」、矢示Ｙ_２方向を「右」、ＸＹ平面と直交する矢示Ｚ_１方向を「上」および矢示Ｚ_２方向を「下」とそれぞれ規定する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る撮像装置１のカメラ先端部３の構成を示す斜視図である。図２は、本発明の一実施の形態に係る撮像装置１のカメラ先端部３の側断面図である。図３は、図２中のＡ−Ａ線で切断した断面図である。図４は、プリント基板１６，１７，１８，１９を接合した後の発光部７および撮像回路部１０の構成を示す斜視図である。

本発明に係る撮像装置１は、図１および図２に示すように、撮像モジュール２を備えたカメラ先端部３を有している。また、撮像装置１は、カメラ先端部３に電気的に接続される信号ケーブル３８（多芯ケーブル１５）を介して接続される図示外の制御部（コントロールボックス）が備えられている。該制御部は、後述する伝送部１１を介して発光部７および撮像回路部１０に電力や制御信号等の電気信号を送ったり、撮像回路部１０からの撮像信号等の電気信号を受けることができる。そして、該制御部では、撮像回路部１０から送られる電気信号に基づき、モニターに映像を表示することができる。

（カメラ先端部３の構成）
図１および図２に示すように、撮像装置１のカメラ先端部３は、複数の部材から構成される撮像モジュール２と、撮像モジュール２の外側を覆う筺体となる略円筒状の先端ケース５と、可撓ケーブル部４およびカメラ先端部３の後端側の一部を覆うケーブルジャケット６とを有する。

撮像モジュール２は、被写体への照明を行うための発光体となるＬＥＤ（Light Emitting Diode）１２等からなる発光部７と、被写体光を効率良く、目的にあわせて集光するためのレンズ光学系１３等からなる対物光学系となる光学部８と、光を電気信号に変換するための撮像素子１４等からなる撮像回路部１０と、変換された電気信号を伝送するための多芯ケーブル１５等からなる伝送部１１とを有する。

図１および図２に示すように、発光部７は、ＬＥＤ１２と、該ＬＥＤ１２が実装される回路基板となる発光用プリント基板１６とから構成されている。ＬＥＤ１２は略直方体形状を呈しており、上述したように、略矩形状の形態を有する発光用プリント基板１６上に実装されている。なお、ＬＥＤ１２の代わりに他の発光素子を採用するようにしても良いし、制御部や外部機器に光源を搭載し、光ファイバー等のライトガイドにより光を伝送するような構成としてもよい。また、使用環境によっては、発光部７を有さないような構成としても良い。さらに、ＬＥＤ１２への電源の供給は、多芯ケーブル１５、信号ケーブル３８が接続される撮像回路部１０を介して行われる。なお、撮像回路部１０を介さずに信号ケーブル３８を直接ＬＥＤ１２に半田付けするようにしても良い。

光学部８は、たとえば３つのレンズから構成されるレンズ光学系１３と、赤外線をカットするフィルター２０と、プリズム２１等の光学素子を有する。光学部８は、被写体光を撮像回路部１０の撮像素子１４に導く。上述のレンズ光学系１３は、樹脂、セラミック、もしくは金属から形成される第１の保持部材２４および第２の保持部材２５により保持される。

図１および図２に示すように、レンズ光学系１３は、第１のレンズ１３ａと、第２のレンズ１３ｂと、第３のレンズ１３ｃとから構成される。このうち、第１のレンズ１３ａおよび第２のレンズ１３ｂは、第１の保持部材２４により保持される。第１の保持部材２４は、略円筒状の形状を有する筒部２４ａと、先端ケース５の前端の開口を後述のレンズ保護板２７と共に塞ぐことができる環状の環部２４ｂとを有しており、先端ケース５の内側でありかつ先端側に配置されている。そして、第１のレンズ１３ａは、第１の保持部材２４の内側における前端側に配置される。また、第２のレンズ１３ｂは、第１の保持部材２４の内部において第１のレンズ１３ａの後ろ側に配置される。一方、第３のレンズ１３ｃは、第２の保持部材２５により保持される。第１の保持部材２４は、先端ケース５に対して位置決めされ固定されている。すなわち、筒部２４ａが先端ケース５に対してガタなく収容されることで、第１の保持部材２４は、先端ケース５に対して上下方向および左右方向に対して位置決めされる。また、環部２４ｂの後方部分が先端ケース５の前端縁に当接することで、第１の保持部材２４は、先端ケース５に対して前後方向に対して位置決めされている。第１の保持部材２４は、たとえば、筒部２４ａを先端ケース５の内周面に接着させることで、先端ケース５に対して固定することができる。

第２の保持部材２５は、その前方側に設けられる略円筒状の形態を有する円筒部２５ａと、その中途部分から後方にかけて設けられる略半円筒状の形態を有する半円筒部２５ｂ（図２および図３等参照）とを有している。この第２の保持部材２５は、先端ケース５との間で上方に隙間を有する状態で第１の保持部材２４の後ろ側に配置されている。上述した、第３のレンズ１３ｃは、第２の保持部材２５における円筒部２５ａに保持される。なお、第１のレンズ１３ａの前方には、透光性を有する略円盤状のレンズ保護板２７が配置されている。

さらに、第２の保持部材２５の内側でありかつプリズム２１の後方側には、第３の保持部材２６が配置されている。この第３の保持部材２６は、後端部が第２の保持部材２５よりも後方に突出すように設置されている。図３等に示すように、第３の保持部材２６は、前後方向から見て略台形形状を呈しており、前後方向に縦長に伸びている。また、図３に示すように、第３の保持部材２６の中央には後方から見て略台形形状にくり抜かれた空間部２６ａが設けられている。図１および図２に示すように、この空間部２６ａも前後方向を長手方向とするように形成されている。なお、この空間部２６ａに弾性体を配置し、この弾性体を、第３の保持部材２６を第２の保持部材２５に対して調整移動するための補助として用いるように構成しても良い。

また、図１および図２に示すように、第３の保持部材２６における前方および後方の２箇所からは、下方に向かって仕切部２８，２８が延出している。この仕切部２８，２８は、左右方向を長手方向とするように形成されている。第３の保持部材２６には、前方の仕切板２８の上部から前方に延設される突出部２６ｂが設けられている。第３の保持部材２６には、前方の仕切板２８と突出部２６ｂとに位置決めされた撮像素子１４が取り付けられている。撮像素子１４の後方の側面が、前方の仕切板２８の前面に当接することで、撮像素子１４は、第３の保持部材２６に対して後方への位置決めが行われる。また、撮像素子１４の上面が、突出部２６ｂの下面に当接することで、撮像素子１４は、第３の保持部材２６に対して上方への位置決めが行われる。

図３に示すように、第３の保持部材２６の左右の側面には左右方向外側に向かって側方延出部３０，３０が延出している。そして、この側方延出部３０，３０の左右方向内側には上方に向かって窪む開口凹部３１が形成されている。具体的には、開口凹部３１は、その前後両側が仕切部２８，２８で囲まれ、その左右両側が側方延出部３０，３０で囲まれる形態で下方に向かって開口している（図３等参照）。

図３に示すように、先端ケース５の内側には、その下側の内周面に沿うように略半円形状の保持体３２が配置されている（図３においてのみ図示）。この保持体３２の左右両側には上方に向かって立ち上がる保持部３２ａ，３２ａが設けられている。そして、この保持部３２ａ，３２ａが第２の保持部材２５の側方に形成される切欠部２５ｃ，２５ｃおよび側方延出部３０，３０を外側から挟持することにより、第２の保持部材２５が先端ケース５内において位置決めされた状態で保持される（図３参照）。また、第２の保持部材２５は、先端ケース５に保持される第１の保持部材２４を介することによっても先端ケース５に対して保持される。第３の保持部材２６は、第２の保持部材および保持体３２を介して先端ケース５に対して保持される。

図１および図２に示すように、フィルター２０は、第３のレンズ１３ｃの後方側に配置されている。プリズム２１は、透光性を有しており、左右方向から見て略直角三角形状を呈している。該プリズム２１は、一方の面にフィルター２０が固定されるとともにその他方の面が撮像素子１４に固定されている。レンズ光学系１３を通過した光の光軸は、撮像素子１４の受光部に対応するように、プリズム２１により略直角方向に曲げられる。すなわち、被写体光は、レンズ光学系１３およびフィルター２０を通過した後プリズム２１を介して撮像素子１４の受光部に導かれる。なお、本実施の形態においては、光学部８は、プリズム２１を用いて光を屈曲させるような構成とされているが、プリズム２１の代わりにミラーを用いてもよい。なお、本実施の形態では、撮像素子１４の受光面に対して水平方向（前後方向）を直視方向と表現し、垂直方向（上下方向）を側視方向と表現することがある。プリズム２１により被写体光を屈曲させ撮像素子１４の受光部の受光面を直視方向に沿わせることで、カメラ先端部３の直視方向からの投影面積を、該受光面を直視方向に直交させる場合に比べて小さくすることが可能となっている。

図１、図２および図４に示すように、撮像回路部１０は、撮像素子１４と、マイコン３５と、ドライバ３６等の電子部品を有する。撮像素子１４、マイコン３５およびドライバ３６等は、回路基板となる中央プリント基板１８上に実装される。具体的には、撮像素子１４、マイコン３５は中央プリント基板１８上に直接実装され、ドライバ３６は、中央プリント基板１８上に回路基板となる部品用プリント基板１９を介して実装される。部品用プリント基板１９は、中央プリント基板１８の上面に接合される。該プリント基板１８，１９同士を接合するため、プリント基板１８には端面スルーホールが形成され、プリント基板１９には電極パッドが形成されている。なお、本実施の形態では、撮像素子１４等が実装される中央プリント基板１８と、ドライバ３６が実装される部品用プリント基板１９とは半田付けによって接合されている。

撮像素子１４は、たとえば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）とＣＣＤを駆動する電気回路部とが一部材にパッケージされ、光学部８を通過した光がＣＣＤに設けられる不図示の受光部で結像される構成を有している。撮像素子１４において、この結像（光）が電気信号に変換される。本実施の形態では、撮像素子１４は、前後方向が長手方向となるように中央プリント基板１８上に水平に寝かせて配置される。また、上述したように、撮像素子１４は、不図示の受光部がプリズム２１の他方の面に固定される形態でプリズム２１の下方に配置される。マイコン３５は、中央プリント基板１８上に実装される。また、マイコン３５は、第２の保持部材２５における円筒部２５ａの下方に配置される（図２参照）。また、上述したように、ドライバ３６は、部品プリント基板１９に実装される。ドライバ３６は、その上方部分が開口凹部３１内に納まるように第３の保持部材２６の下方に配置される（図３参照）。

伝送部１１は、制御部（図示外）から発光部７や撮像回路部１０に電力や電気信号の供給を行ったり、撮像素子１４と制御部（図示外）との間で駆動信号や映像信号等の各種信号のやり取りを行うための複数の信号ケーブル３８を有する。これら複数の信号ケーブル３８により、大径となる１つの多芯ケーブル１５が形成される。図１および図２等に示すように、この多芯ケーブル１５は、可撓ケーブル部４の内部を通過してカメラ先端部３の所定の位置まで達している。信号ケーブル３８は回路基板となる配線用プリント基板１７に形成されるケーブル用金属パッド４０（図５参照）に半田付け等により接続される。信号ケーブル３８は、配線用プリント基板１７の下側に導かれて、ケーブル用金属パッド４０に接続される（図５参照）。

本実施の形態においては、プリント基板１７の基板面において信号ケーブル３８の半田付けが行われる。つまり、配線用プリント基板１７は中央プリント基板１８の下側に半田付けにて接合される。このような構成から、信号ケーブル３８の配線用プリント基板１７への接続は、配線用プリント基板１７を中央プリント基板１８に接合した後に行っても良いし、配線用プリント基板１７を中央プリント基板１８に接合する前に行うようにしても良い。

（基板体４１の構成）
次に、プリント基板１６，１７，１８，１９の構成について説明する。

図４に示すように、本実施の形態においては、プリント基板１６，１７，１９は、半田付けにより中央プリント基板１８に接合される。図１から図４に示すように、各プリント基板１６，１７，１８，１９は同じ厚みに形成されており、それぞれが矩形状の形態を有している。また、各プリント基板１６，１７，１８，１９の前後方向の寸法はそれぞれ異なる寸法に形成されている。本実施の形態では、中央プリント基板１８が最も大きな寸法を有し、配線用プリント基板１７、部品用プリント基板１９、発光用プリント基板１６と順次小さな寸法に形成されている。図１、図２および図４等に示すように、中央プリント基板１８の上面に発光用プリント基板１６および部品用プリント基板１９が接合される。具体的には、発光用プリント基板１６は中央プリント基板１８の上側でありかつ前端部近傍に接合される。一方、部品用プリント基板１９は中央プリント基板１８の上側でありかつ後端部近傍に接合される。また、配線用プリント基板１７は中央プリント基板１８の下側において、該中央プリント基板１８から後方に向かって突出するように接合される。

また、図３に示すように、各プリント基板１６，１７，１８，１９の左右方向の基板幅もそれぞれ異なる寸法に形成されている。図３に示すように、中央プリント基板１８の下面に接合される配線用プリント基板１７は、中央プリント基板１８よりも幅が狭く形成されている。一方、中央プリント基板１８の上面に接合される部品用プリント基板１９は中央プリント基板１８よりも幅が広く形成されている。また、発光用プリント基板１６は部品用プリント基板１９と同じ幅寸法に形成されているため、該発光用プリント基板１６も中央プリント基板１８よりも幅が広く形成されている。これらプリント基板１６，１７，１８，１９は、互いの前後方向に沿った中心軸線が一致するように上下に積層させて接合されている。このように基板幅が異なるプリント基板１６，１７，１８，１９が積層されているため、積層されたプリント基板１６，１７，１８，１９（以下、基板体４１と表記する。）の左右両端には階段状の段差部４２が形成される。すなわち、基板体４１は、下側に向かうにつれて幅寸法が小さくなるような階段状の形態を有している。

ここで、フィルタ２０は、プリズム２１に固定され、さらに、プリズム２１は、撮像素子１４に固定されている。また、撮像素子１４、マイコン３５およびドライバ３６は基板体４１に実装されている。そして、上述したように、撮像素子１４は、第３の保持部材２６に対して接着等により固定されている。つまり、撮像回路部１０、フィルタ２０、プリズム２１、基板体４１および第３の保持部材２６は、一体化されている。

第１の保持部材２４は、先端ケース５に固定され、また、第２の保持部材２５は、その先端部において、第１の保持部材２４に対して固定されている。そして、第３の保持部材２６は、その外周の上面が第２の保持部材２５の内周上面に固定されている。したがって、撮像回路部１０、フィルタ２０、プリズム２１、および基板体４１は、第１の保持部材２４、第２の保持部材２５および第３の保持部材２６を介して、先端ケース５に対し位置決めされ固定されている。

これより、基板体４１が直接的に先端ケース５に位置決めなされることなく、図３等に示すように、基板体４１と先端ケース５の内周面とは非接触の状態とすることができる。そして、異幅のプリント基板１６，１７，１８，１９を積層させて基板体４１を構成することで、プリント基板１６，１７，１８，１９が先端ケース５と干渉することが防止される。基板体４１と先端ケース５の内周面とが非接触とされることで、基板体４１と先端ケース５との電気絶縁性を高めることができ、また、先端ケース５に衝撃が加わった場合にも、この衝撃が基板体４１に伝達されることを抑制することができる。

また、各プリント基板１６，１７，１８，１９を異なる幅寸法に形成し、基板を効率的に先端ケース５内に収納することができる結果、空いたスペースを確保することができ、このスペースにライトガイド等を通して利用することも可能となる。

また、撮像装置１の組み立てに際しては、撮像回路部１０、フィルタ２０、プリズム２１および基板体４１を、第３の保持部材２６と一体化させた状態で、第２の保持部材２５の後端から第２の保持部材２５内に挿入し、第３の保持部材２６を第２の保持部材２５に対して固定する。したがって、第３の保持部材２６を第２の保持部材２５に対して固定する際に、レンズ光学系１３の結像位置に撮像素子１４の撮像面が配置されるように第３の保持部材２６の前後方向の取り付け位置を調整することができる。撮像回路部１０を動作可能な状態としておくことで、撮像素子１４に受光される結像をモニタで確認しながら第３の保持部材２６の取り付け位置を調整することができる。

つまり、撮像装置１の組み立て時において、撮像ユニットとして一体的に構成される撮像回路部１０を、レンズ光学系１３の保持手段である第１の保持部材２４および第２の保持手段２５に対して、光軸方向に沿って移動可能な構成とすることで、撮像装置１のピント調整作業を容易なものとすることができる。第３の保持部材２６は、第２の保持部材２５に対して、図３に示すように、上下方向については、第３の保持部材２６の外周上面２６ｃと第２の保持部材２５の内周上面２５ｄとが当接することで位置決め可能とされている。また、左右方向については、第３の保持部材２６の外周傾斜面２６ｄ，２６ｄと第２の保持部材２５の内周傾斜面２５ｅ，２５ｅとが当接することで位置決め可能とされている。つまり、外周上面２６ｃ、内周上面２５ｄ、外周傾斜面２６ｄ，２６ｄおよび内周傾斜面２５ｅ，２５ｅにより、第３の保持部材２６を第２の保持部材２５に対して前後方向にガイドすることができるガイド手段が構成されている。該ガイド手段を有することで、撮像装置１のピント調整作業をより容易なものとすることができる。

なお、第３の保持部材２６をプリント基板１８に固定する構成としてもよい。しかしながら、第３の保持部材２６を撮像面が設けられる撮像素子１４に直接固定することで、撮像素子１４が第２の保持手段２５に対して確実に固定され、ピントのずれの発生を防止することができる。第３の保持部材２６をプリント基板１８に固定した場合には、撮像素子１４はプリント基板１８を介して第２の保持手段２５に位置決めされるため、プリント基板１８に撓みが発生した場合には、ピント位置がずれてしまう虞がある。

（基板体４１の製造方法）
次に、図４に示す、発光部７および撮像回路部１０を有する基板体４１の製造過程について説明する。図５は、プリント基板１６，１７，１８，１９に分割される前の大型プリント基板４３の基板外形を示す平面図である。図６は、プリント基板１６，１７，１８，１９の接合後の状態について説明するための図であり、上段はその正面図であり、中段はその側面図であり、下段はその底面図である。

図５に示すように、プリント基板１６，１７，１８，１９に対応する基板部分を１枚の大型プリント基板４３内に予め形成しておき、該大型プリント基板４３からそれぞれプリント基板１６，１７，１８，１９に対応する基板部分を分割することでプリント基板１６，１７，１８，１９を製造する。すなわち、各プリント基板１６，１７，１８，１９は、一枚のプリント基板４３から分割して製造される。具体的には、プリント基板１６，１７，１８，１９の輪郭を大型プリント基板４３上にたとえばＶ溝状の溝Ｈとして形成しておき、該大型プリント基板４３を該溝Ｈに沿って切断することによりプリント基板１６，１７，１８，１９が得られる。また、プリント基板１６，１７，１８，１９は大型プリント基板４３内に形成されていることから、それぞれの厚さ寸法は同じものとなっている。また、本実施の形態では、図５に示すように、大型プリント基板４３が連続して連なった１枚基板として形成されている。

また、プリント基板１６，１７，１８，１９は、分割前の大型プリント基板４３の状態でそれぞれが正常に機能するか否かの検査が行われる。すなわち、検査後に、該プリント基板１６，１７，１８，１９に分割される。当該検査は、大型プリント基板４３中に設けられる検査用端子４４に検査機を接続して回路動作確認を行うことによりなされる。この検査は、たとえば、１枚の大型プリント基板４３毎に行うことが可能である。また、大型プリント基板４３には、図５の上下方向に沿うような割り用溝５２が設けられており、該割り用溝５２にて大型プリント基板４３を分割することが可能である。そして、正常の検査結果が得られた大型プリント基板４３からプリント基板１６，１７，１８，１９が分割される。また、大型プリント基板４３同士の境界にたとえば分割溝４９を設けて、検査後、該分割溝４９にて大型プリント基板４３を分割するようにしても良い。

大型プリント基板４３は、各プリント基板１６，１７，１８，１９に対応する基板部分が集合して構成される集合回路基板であり、各プリント基板１６，１７，１８，１９が相互に関連し合って撮像装置１の機能を担うことができるものである。これに対し、各プリント基板１６，１７，１８，１９は、個別の機能を有する回路基板として機能するものである。集合回路基板（大型プリント基板４３）の状態で検査を行うことで、回路基板毎に検査を行う場合に比べて、検査工程の工数を減らすことができる。なお、集合回路基板は、本実施の形態の大型プリント基板４３のように、撮像装置１の全機能を有する状態でなくても、２以上の回路基板にそれぞれ対応した基板部分を集合させた状態として構成したものであってもよい。

さらに、本実施の形態では、ＬＥＤ１２、撮像素子１４、マイコン３５およびドライバ３６が予め大型プリント基板４３に実装された状態で検査が行われる。すなわち、プリント基板１６，１７，１８，１９の分割は、ＬＥＤ１２、撮像素子１４、マイコン３５およびドライバ３６が大型プリント基板４３に実装された状態で行なわれる。

図５に示すように、配線用プリント基板１７の図５における左右両端部には略半円状に形成されたランド部である端面スルーホール４５が設けられている。この端面スルーホール４５は配線用プリント基板１７の図５における左右に４つずつ合計８個設けられている。また、配線用プリント基板１７の基板上には信号ケーブル３８を接続するためのランド部となるケーブル用金属パッド４０が設けられている。中央プリント基板１８の後方（図５における下方）部分にはランド部となる円形状の円形金属パッド４６が合計８個設けられている。この円形金属パッド４６は、中央プリント基板１８上に端面スルーホール４５と対応するように設けられている。

また、中央プリント基板１８における後方（図５における下方）部分の図５における左右両端には、ランド部となる半円状に形成された端面スルーホール４７が設けられている。この端面スルーホール４７は中央プリント基板１８の図５における左右に２つずつ合計４個設けられている。さらに、中央プリント基板１８の前方（図５における上方）部分の図５における左右両端にはランド部となる半円状の端面スルーホール４８が図５における左右一対に合計２個設けられている。また、発光用プリント基板１６上には円形状の円形金属パッド５０が図５における左右一対に合計２個設けられている。この円形金属パッド５０は端面スルーホール４８と対応するように設けられている。さらに、部品用プリント基板１９上には、ランド部となる円形状の円形金属パッド５１が図５における左右に２つずつ合計４個設けられている。この円形金属パッド５１は端面スルーホール４７と対応するように設けられている。

大型プリント基板４３から分割されたプリント基板１６，１７，１８，１９は、図３に示すように上下に３層に重なるように積層して配置されて基板体４１を形成する。具体的には、図５および図６に示すように、端面スルーホール４５と円形金属パッド４６とを一致させて配線用プリント基板１７を中央プリント基板１８の下側（図５における紙面手前側）に積層させて配置させる。そして、端面スルーホール４５と円形金属パッド４６とを両者の下側から半田Ａにより半田付けにて接合する。これにより、図６に示すように、配線用プリント基板１７が中央プリント基板１８の下側に固定される。なお、端面スルーホール４５を配線用基板１７の端面に設けられる金属パッドとして、配線用プリント基板１７と中央プリント基板１８とを半田付けにて接合させてもよい。

また、図５および図６に示すように円形金属パッド５０と端面スルーホール４８とを一致させて発光用プリント基板１６を中央プリント基板１８の上側（図５における紙面奥側）に重ねて配置させる。そして、円形金属パッド５０と端面スルーホール４８とを両者の下側から半田Ａにより半田付けにて接合する。これにより、図６に示すように、発光用プリント基板１６が中央プリント基板１８の上側に固定される。なお、端面スルーホール４８を中央プリント基板１８の端面に設けられる金属パッドとして、発光用プリント基板１２と中央プリント基板１８とを半田付けにて接合させてもよい。

さらに、図５および図６に示すように、円形金属パッド５１と端面スルーホール４７とを一致させて部品用プリント基板１９を中央プリント基板１８の上側に（図５における紙面奥側）重ねて配置させる。そして、円形金属パッド５１と端面スルーホール４７とを両者の下側から半田Ａにより半田付けにて接合させる。これにより、図６に示すように、部品用プリント基板１９が中央プリント基板１８の上側に固定される。なお、端面スルーホール４７を中央プリント基板１８の端面に設けられる金属パッドとして、部品用プリント基板１９と中央プリント基板１８とを半田付けにて接合させてもよい。

プリント基板１６，１７，１８，１９の接合は、図３および図６等に示すように、それぞれの下側に重ねられるプリント基板１７，１８の左右の端面を利用して行われる。このため、接合後の基板体４１は、図３および図６に示すように、プリント基板１７，１８の左右両端の段差部４２に半田Ａが盛られた状態となる。プリント基板１７，１８の左右に設けられたスルーホール内には半田Ａが充填された状態となる。

プリント基板１６，１７，１８，１９に形成されるランド部となる端面スルーホール４５，４７，４８および金属パッド４６，５０，５１を介して、各プリント基板１６，１７，１８，１９上の回路が電気的に接続される。また、端面スルーホール４５，４７，４８および金属パッド４６，５０，５１同士が半田で接合されることで、プリント基板１６，１７，１８，１９同士の接合強度を確保することができる。

なお、本実施の形態においては、たとえば、端面スルーホール４５は、撮像モジュール２の外側、すなわち配線用プリント基板１７の側面において長手方向に沿って並べて設けられている。加えて、ケーブル用金属パッド４０も配線用プリント基板１７の基板の下側に長手方向に沿って並べて設けられている。このため、半田の接合作業を基板の長手方向に沿って行うことができ、中央プリント基板１８と配線用プリント基板１７との接合作業、および信号ケーブル３８の配線用プリント基板１７への接合作業を容易に行うことが可能となる。すなわち、たとえば、接合作業をプリント基板の長手方向や短手方向へと移動しなくてはいけない場合は、半田ごてを持ち替えたり、プリント基板の向きを変える必要があり、作業効率が落ちる虞がある。特に、小型化を求められている撮像装置１にあっては、基板のサイズが、たとえば、５ｍｍ×２ｍｍ程度と極めて小さく、半田付けの作業の確実さと効率が強く求められるところ、上述のように、半田の接合作業をプリント基板の長手方向に沿って行えるようにすることで、作業の確実さと効率を向上させることができる。また、半田の接合箇所を基板の長手方向に配置することで、隣接する接合箇所の間隔も広く確保することができ、半田の接合作業の確実さと効率化を図ることができる。

（実施の形態の主な効果）
本実施の形態における撮像装置１は、レンズ光学系１３を対物光学系を有し、レンズ光学系１３により結像される光学像を撮像する撮像素子１４と、撮像素子１４が載置されると共に、信号ケーブルが接続される回路基板としての基板体４１と、レンズ光学系１３、撮像素子１４および基板体４１を収容する筒形状の筐体としての先端ケース５とを有し、基板体４１は、２枚以上の複数の回路基板から構成され、複数の回路基板は、先端ケース５の径方向に積層され、積層される各回路基板の先端ケース５の短手方向の幅は、先端ケース５の径方向中心から径方向外側に向かって順に狭く形成されている。

このように撮像装置１を構成することで、基板体４１を先端ケース５内に効率良く収めることができ、先端ケース５のケースの小型化をさらに図ることができる。

撮像装置１では、基板幅の異なるプリント基板１６，１７，１８，１９を積層させて左右両端に段差部４２を有する基板体４１を形成させている。そして、この基板体４１は、下側に向かうにつれて幅寸法が小さくなるように形成されている。このため、略円筒状の先端ケース５の内周面に干渉することなく基板体４１を配置できる。すなわち、基板体４１を先端ケース５内に効率良く収めることができる。これにより、先端ケース５内に大きなスペースを形成することが可能となる。したがって、先端ケース５内のスペースの有効活用を図ることができ、大きな部品をプリント基板１６，１７，１８，１９上に配置させることが可能となる。さらに、基板体４１は、その下方に向かうにつれて基板幅が小さくなるという構成を有するため、カメラ先端部３の径を小さくすることが可能となる。

撮像装置１は、撮像素子１４が載置される中央プリント基板１８と、信号ケーブル３８が接続される配線用プリント基板１７は別の回路基板とされている。

このように中央プリント基板１８と配線用プリント基板１７を別基板とすることで、中央プリント基板１８に撮像素子１４等を実装する作業と、配線用プリント基板１７に信号ケーブル３８を接続する作業とを分割して行うことができる。したがって、別基板とすることでプリント基板１６，１７，１８，１９毎に作業を並行して行うことができ、作業効率を向上させることが可能となる。また、別基板とすることで、基板の取り扱いが容易になるとともに、作業工数を削減でき、かつ作業時間の短縮を図ることができる。さらに、別基板にすることで、基板の一部不良によって全基板が廃棄されるのを防止でき、基板廃棄のリスクを分散させることができる。また、他の基板についても同様に、別基板とすることで、各基板に電子部品を実装する作業を基板毎に並行させることができ、基板の一部不良によって全基板が廃棄されることの防止と基板廃棄のリスクを分散させることができる。

また、撮像装置１では、基板体４１はその左右両端の段差部４２においてランド部となる端面スルーホール４５，４７，４８および金属パッド４６，５０，５１が形成され、端面にて各プリント基板１６，１７，１８，１９が半田付けされている。したがって、プリント基板１６，１７，１８，１９に形成されるランド部となる端面スルーホール４５，４７，４８および金属パッド４６，５０，５１を介して、各プリント基板１６，１７，１８，１９上の回路が電気的に接続されるとともに、プリント基板１６，１７，１８，１９同士を構造的に接合することができ、プリント基板１６，１７，１８，１９を基板体４１として一体的な構成とすることができる。

プリント基板１６，１７，１８，１９が積層され一体的になることで、プリント基板一枚の厚さを薄くした場合にも、基板体４１として全体的な強度を高くすることができる。特に、本実施の形態における撮像装置１においては、基板体４１は、先端ケース５の内周面と非接触とされている。したがって、基板体４１の強度を高くすることで、非接触の維持と基板体４１の破損を防止することができる。また、ランド部となる端面スルーホール４５，４７，４８および金属パッド４６，５０，５１は基板体４１の長手方向に並ぶように設けられている。したがって、プリント基板１６，１７，１８，１９は長手方向に沿って接合することができ、接合作業の確実さと効率を向上させることができる。さらに、基板体４１の長手方向の剛性を高めることもできる。基板体４１の長手方向の剛性を高めることで、基板体４１の長手方向への撓みを少なくすることができ、基板体４１と先端ケース５の内周面との接触を防ぐことができる。

また、撮像装置１では、ランド部となる端面スルーホール４５，４７を異なる幅寸法を有するプリント基板１６，１７，１８，１９の側面に設けている。このため、基板体４１に設けられる段差状の段差部４２を利用した端面にて各プリント基板１６，１７，１８，１９の接合作業を行うことができ、プリント基板１６，１７，１８，１９の接合作業の容易化を図ることが可能となる。

また、プリント基板１６，１７，１８，１９の回路動作確認の検査は、大型プリント基板４３にて行われる。このため、各プリント基板１６，１７，１８，１９の検査を一度に行うことができ、検査の作業効率が向上するとともに検査の容易化を図ることができる。

（変形例）
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明は上述の形態に限定されることなく、種々変形した形態にて実施可能である。

上述の実施の形態では、端面スルーホール４５，４７，４８のようにプリント基板１７，１８の端面を活用して各プリント基板１６，１７，１８，１９同士を接合しているが、たとえば、積層されるプリント基板１６，１７，１８，１９のうち幅の狭い基板側の端面スルーホール４５，４７，４８をスルーホールの金属パッドとし、幅の広い基板側の金属パッド４６,５０，５１と接合する構成としてもよい。また、プリント基板１６，１７，１８，１９上に形成されるランド部を全てスルーホールとして形成し、プリント基板１６，１７，１８，１９同士を、両側をスルーホールによって接合するようにしても良い。

また、上述の実施の形態では、プリント基板１６，１７，１８，１９は隙間なく積層されているが、このような形態に限定されるものではなく、プリント基板１６，１７，１８，１９を上下方向に隙間を空けて配置させ、当該隙間内に電子部品を配置させるような構成としても良い。

また、上述の実施の形態では、プリント基板１６，１７，１８，１９は３層に重なるように積層されているが、複数の基板を２層に重なるように積層させても良いし、４層以上に重なるように積層させても良い。

また、上述の実施の形態では、電子部品は基板上に実装されているが、電子部品をフィルム等の薄膜の形態で形成し、基板上に積層させるようにしても良い。

また、上述の実施の形態では、プリズム２０を介して撮像素子１４に光を導いているが、プリズム２０を配置しないような構成としても良い。この場合、受光面がレンズ光学系１３の光軸と一致するように撮像素子１４を立てて配置するようにしても良い。

また、上述の実施の形態では、大型プリント基板４３にて回路動作確認の検査を行っているが、各プリント基板１６，１７，１８，１９に分割した状態で検査を行うようにしても良い。

また、上述の実施の形態では、信号ケーブル３８は配線用プリント基板１７の下側に設けられるケーブル用金属パッド４０に接続されているが、ケーブル用金属パッド４０を配線用プリント基板１７の上側や後端部に設け、信号ケーブル３８を配線用プリント基板１７の上側や後端部に接続するようにしても良い。

また、上述の実施の形態では、先端ケース５は円筒状に形成されているが、先端ケース５の形状は円筒状に限定されるものではなく、たとえば、先端ケース５を断面多角形の筒形状として形成し、該内部形状に合わせて形成された基板体４１を先端ケース５内に配置するようにしても良い。

さらに、上述の各実施の形態では、発光体としては、ＬＥＤ１２を用いた場合について説明している。しかしながら、発光体は、かかるＬＥＤ１２に限られない。たとえば、酸化亜鉛を用いた蛍光発光素子を用いても良く、同じく酸化亜鉛を利用する高精細な酸化亜鉛ナノピット発光アレイ、有機ＥＬ発光素子（特に白色発光有機ＥＬ素子）、カーボン・ナノチューブを利用した固体発光素子を用いても良い。また、発光体としては、その他に、蛍光塗料および蓄光塗料等の夜光塗料を塗布した部材を用いても良い。

１…撮像装置、５…先端ケース（筺体）、８…光学部（対物光学系）、１４…固体撮像素子（撮像素子）、１６…発光用プリント基板（回路基板）、１７…配線用プリント基板（回路基板）、１８…中央プリント基板（回路基板）、１９…部品用プリント基板（回路基板）、３８…信号ケーブル、４５…端面スルーホール（ランド部）、４６…円形金属パッド（ランド部）、４７…端面スルーホール（ランド部）、４８…端面スルーホール（ランド部）、５０…円形金属パッド（ランド部）、５１…円形金属パッド（ランド部）

Claims (7)

1. 対物光学系と、
   この対物光学系により結像される光学像を撮像する撮像素子と、
   この撮像素子が載置されると共に、信号ケーブルが接続される回路基板と、
   前記対物光学系、前記撮像素子および前記回路基板を収容する筒形状の筐体と、
   を有し、
   前記回路基板は、２枚以上の複数の回路基板から構成され、
   前記各回路基板は、前記筐体の径方向に積層され、積層される前記各回路基板の前記筐体の短手方向の幅を、前記筐体の径方向中心から径方向外側に向かって順に狭く形成すること、
   を特徴とする撮像装置。
2. 請求項１記載の撮像装置において、
   前記撮像素子が載置される前記回路基板と、前記信号ケーブルが接続される前記回路基板とは別の回路基板であること、
   を特徴とする撮像装置。
3. 請求項１または２記載の撮像装置において、
   前記複数の回路基板の積層により形成される段差部にランド部を形成したこと、
   を特徴とする撮像装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項記載の撮像装置において、
   前記積層された複数の回路基板の基板幅は、前記筺体の内壁に沿うように形成されること、
   を特徴とする撮像装置。
5. 請求項３または４記載の撮像装置において、
   前記積層される回路基板のうちの幅の狭い基板には、ランド部が端面スルーホールもしくはスルーホールとして設けられること、
   を特徴とする撮像装置。
6. 請求項３から５のいずれか１項記載の撮像装置において、
   前記ランド部は前記回路基板において、前記筺体の長手方向に沿って並べて設けられていること、
   を特徴とする撮像装置。
7. ２以上の回路基板にそれぞれ対応する基板部分を１枚の集合回路基板内に予め形成しておき、前記集合回路基板から前記基板部分を分割することで、前記回路基板を製造すること、
   を特徴とする回路基板の製造方法。

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