JP2022003721A

JP2022003721A - 撮像モジュール

Info

Publication number: JP2022003721A
Application number: JP2020107466A
Authority: JP
Inventors: 浩司大瀬; Koji Ose; 亘大石; Wataru Oishi; 吉延沼澤; Yoshinobu Numazawa
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2020-06-23
Filing date: 2020-06-23
Publication date: 2022-01-11
Anticipated expiration: 2040-06-23
Also published as: US20210393110A1; US11700998B2; JP7427544B2

Abstract

【課題】撮像素子の上下を容易に識別することが可能な撮像モジュールを提供する。【解決手段】撮像モジュールは、受光面と、前記受光面とは反対側に位置する電極面と、前記電極面上に形成された複数の撮像素子電極とを有する撮像素子と、第１面と、前記第１面とは反対側に位置する第２面と、前記電極面に対向する第１端面とを有する基板と、前記基板上の配線を介して前記撮像素子電極と電気的に接続される導体を有するケーブル部と、前記第１面および前記第２面を少なくとも覆う封止樹脂と、前記封止樹脂のうち、前記第１面上に位置する部分または前記第２面上に位置する部分に付着した識別樹脂と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、撮像モジュールに関する。

特許文献１には、ケース（先端カバー）と、ケース内に取り付けられる撮像素子を有する撮像モジュールと、を備えた内視鏡が開示されている。撮像素子は、ケーブルを介して画像処理装置等に接続され、画像データを送信する。

特開平５−２２０１０７号公報

このような内視鏡においては、画像の上下を整合させるために、撮像素子の上下をケースの上下に対して一致させることが求められる。ここで、近年では撮像素子の小型化が進んでおり、撮像素子の形状を目視することで、当該撮像素子の上下を識別することが難しい場合がある。

本発明はこのような事情を考慮してなされ、撮像素子の上下を容易に識別することが可能な撮像モジュール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、本発明の一態様に係る撮像モジュールは、受光面と、前記受光面とは反対側に位置する電極面と、前記電極面上に形成された複数の撮像素子電極とを有する撮像素子と、第１面と、前記第１面とは反対側に位置する第２面と、前記電極面に対向する第１端面とを有する基板と、前記基板上の配線を介して前記撮像素子電極と電気的に接続される導体を有するケーブル部と、前記第１面および前記第２面を少なくとも覆う封止樹脂と、前記封止樹脂のうち、前記第１面上に位置する部分または前記第２面上に位置する部分に付着した識別樹脂と、を備える。

上記態様によれば、識別樹脂を目視することで、撮像素子の上下を容易に認識することが可能となる。したがって、内視鏡の製造効率を向上させるとともに、撮像素子が内視鏡内において誤った向きで取り付けられてしまうことを抑制できる。

ここで、前記識別樹脂は紫外線硬化型樹脂であってもよい。

また、前記基板の厚さ方向から見て、前記識別樹脂の面積は１．７ｍｍ^２以下であってもよい。

また、前記ケーブル部が同軸ケーブルを含んでいてもよい。

本発明の上記態様によれば、撮像素子の上下を容易に識別することが可能な撮像モジュールを提供することができる。

本実施形態に係る内視鏡の斜視図である。図１の内視鏡の分解斜視図である。図２の撮像モジュールの拡大図である。図３のＩＶ−ＩＶ断面矢視図である。図２のＶ−Ｖ断面矢視図である。

以下、本実施形態の撮像モジュールおよび内視鏡について図面に基づいて説明する。
図１に示すように、内視鏡１は、撮像モジュール２と、シース３と、ケース１０と、を備える。図２に示すように、撮像モジュール２は、基板２０と、ケーブル部３０と、撮像素子４０と、レンズユニット５０と、を備える。

（方向定義）
本実施形態では、ＸＹＺ直交座標系を設定して各構成の位置関係を説明する。内視鏡１の長手方向をＸ軸により表す。長手方向において、ケーブル部３０から見たレンズユニット５０側を＋Ｘ側あるいは前側といい、その反対側を−Ｘ側あるいは後側という。基板２０の厚さ方向を上下方向といい、Ｚ軸により表す。上下方向は長手方向に直交している。上下方向における一方側（＋Ｚ側）を上側といい、他方側（−Ｚ側）を下側という。長手方向および上下方向の双方に直交する方向を左右方向といい、Ｙ軸により表す。Ｙ軸における一方側（＋Ｙ側）を右側といい、他方側（−Ｙ側）を左側という。

ケース１０は、内視鏡１の前側の端部に配置されている。ケース１０内に、撮像モジュール２の一部（少なくとも、レンズユニット５０）が収容される。ケース１０は、チャネル１１と、カメラ収容部１２と、２つの投光孔１４と、を有している。チャネル１１、カメラ収容部１２、および投光孔１４は、ケース１０の前端面１０ａに開口している。チャネル１１およびカメラ収容部１２は、上下方向に並べて配置されている。２つの投光孔１４は、左右方向においてカメラ収容部１２を間に挟むように配置されている。

チャネル１１内に処置具を収容することで、内視鏡１をカテーテルとして用いることができる。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。カメラ収容部１２には撮像モジュール２のレンズユニット５０が収容される。投光孔１４の内部には透明樹脂７が充填されている。透明樹脂７の後側には光源（例えばＬＥＤ）が配置されており、透明樹脂７を通じて、光がケース１０の前方へと照射される。なお、図２では透明樹脂７等を省略して表示している。

撮像素子４０は、光を検出して、画像を表す電気信号（画像データ）を生成できる素子である。このような素子として、受光部に半導体素子を含む固体撮像素子（ＣＭＯＳ、ＣＣＤ等）が小型であり、好ましい。撮像素子４０の他の例としては、受光部に有機光学材料を含む有機撮像素子、受光部に電子管を含む撮像管等が挙げられる。

レンズユニット５０は、筒状のレンズ筐体と、レンズ筐体の内部に収納されたレンズと、を有する。レンズユニット５０は、レンズ筐体内のレンズの光軸と撮像素子４０の受光光軸とが一致するように、撮像素子４０の前端面に固定されている。撮像素子４０は、レンズユニット５０を通過した光を受光して撮像する。

図３に示すように、基板２０は、上側を向く第１面２１と、下側を向く第２面２２と、前側を向く第１端面２３と、左右方向を向く一対の側面２４と、を有している。図４に示すように、第１面２１および第２面２２にはそれぞれ配線２１ａ、２２ａが形成されている。第１面２１に形成された配線２１ａ（上側配線）の一部および第２面２２に形成された配線２２ａ（下側配線）は、基板２０を貫通する貫通配線２５により電気的に接続されている。第１端面２３に、撮像素子４０が固定されている。なお、貫通配線２５は必須ではなく、第１面２１および第２面２２の一方のみに配線が形成されていてもよい。

図４に示すように、撮像素子４０は、受光面４１と、受光面４１とは反対側に位置する電極面４３と、電極面４３に設けられた複数の撮像素子電極４２と、を備える。受光面４１は前側を向いており、レンズユニット５０を通過した光を受光する。電極面４３は後側を向いており、基板２０の第１端面２３と前後方向において対向する。撮像素子電極４２は、電極面４３における基板２０の上側および下側にそれぞれ配置されている。はんだ２６により、複数の撮像素子電極４２と配線２１ａ、２１ｂとがそれぞれ電気的に接続されている。

ケーブル部３０は基板２０から後側に延びている。ケーブル部３０の後端は、画像処理装置等に接続されている。図５に示すように、ケーブル部３０は、第１同軸ケーブル３０Ａと、第２同軸ケーブル３０Ｂと、シールド導体３０Ｃと、ケーブル外被３０Ｄと、を有している。第１同軸ケーブル３０Ａおよび第２同軸ケーブル３０Ｂは、左右方向に並べて配置されている。シールド導体３０Ｃは、２つの同軸ケーブル３０Ａ、３０Ｂを取り囲むように配置されている。ケーブル外被３０Ｄは、２つの同軸ケーブル３０Ａ、３０Ｂおよびシールド導体３０Ｃを収容している。

第１同軸ケーブル３０Ａおよび第２同軸ケーブル３０Ｂの構造は互いに同じである。具体的に、同軸ケーブル３０Ａ、３０Ｂはそれぞれ、中心導体３１と、内部絶縁体３２と、外部導体３３と、外部絶縁体３４と、を有している。中心導体３１は各同軸ケーブル３０Ａ、３０Ｂの中心部に位置している。内部絶縁体３２は、筒状であり、中心導体３１を囲っている。外部導体３３は、内部絶縁体３２を取り囲むように配置されている。外部絶縁体３４は、筒状であり、外部導体３３を囲っている。

図４に示すように、中心導体３１は、配線２１ａを介して、基板２０の上側に位置する撮像素子電極４２に電気的に接続されている。外部導体３３は、配線２１ａ、貫通配線２５、および配線２２ａを介して、基板２０の下側に位置する撮像素子電極４２に電気的に接続されている。例えば中心導体３１は、撮像素子４０から画像処理装置等への信号の送信、あるいは画像処理装置等から撮像素子４０への信号の送信に用いられる。例えば外部導体３３は、撮像素子４０への電力の供給に用いられる。なお、同軸ケーブル３０Ａ、３０Ｂの構成は上記に限定されず、適宜変更可能である。

図３に示すように、基板２０上には、封止樹脂Ｒ１が設けられている。封止樹脂Ｒ１は、基板２０上の配線や、中心導体３１および外部導体３３と基板２０上の配線との接続部（はんだ部）等を封止するために用いられる。封止樹脂Ｒ１としては、絶縁性を有し、流動性を有する状態で基板２０上に塗布した後で硬化させることが可能な任意の材質を採用できる。例えば、封止樹脂Ｒ１は、紫外線硬化型樹脂であってもよいし、熱硬化型樹脂であってもよい。熱硬化型樹脂の具体例としては、エポキシ樹脂が挙げられる。封止樹脂Ｒ１は、基板２０の第１面２１および第２面２２を覆っている。なお、封止樹脂Ｒ１は基板２０の側面２４を覆っていてもよい。

ここで、本実施形態におけるケース１０は、上下方向において非対称な形状となっている。そして、撮像素子４０の上下の向きを、ケース１０の上下の向きに一致させなければ、撮像素子４０が取得した画像データの上下の向きに不整合が生じる。ケース１０の大きさは、形状を目視することで上下の向きを認識可能な程度である。また、ケース１０の外表面に、上下を示す目印等を設けることも可能である。一方で、撮像モジュール２の大きさは非常に小さく、レンズユニット５０、撮像素子４０、および基板２０の長手方向の寸法を合わせても、例えば約２ｍｍ程度とされる場合がある。このような極めて小さい撮像モジュール２において、形状を目視することで、撮像素子４０の上下の向きを認識することは困難である。

そこで本実施形態では、封止樹脂Ｒ１のうち、第１面２１上に位置する部分に、識別樹脂Ｒ２が付着している。このため、内視鏡１を組み立てる作業者は、識別樹脂Ｒ２を目視することで、識別樹脂Ｒ２が付着した側が上側（第１面２１側）であることを容易に認識することができる。識別樹脂Ｒ２としては、封止樹脂Ｒ１と見分けがつくのであれば、任意の材質を採用可能である。例えば封止樹脂Ｒ１および識別樹脂Ｒ２のうち、一方が白色であり、他方が黒色であってもよい。また、封止樹脂Ｒ１に液状の識別樹脂Ｒ２を塗布した後で、識別樹脂Ｒ２を硬化させる際の作業のしやすさを考慮すると、識別樹脂Ｒ２としては紫外線硬化型樹脂が好適である。

本実施形態の識別樹脂Ｒ２は、上下方向（基板２０の厚さ方向）から見て、略円形となっている。ただし、識別樹脂Ｒ２の形状は円形に限らず、楕円形等の非円形状であってもよい。本願発明者らが検討したところ、上下方向から見た識別樹脂Ｒ２の面積は０．０３ｍｍ^２以上１．７ｍｍ^２以下であることが好ましい。識別樹脂Ｒ２の面積を０．０３ｍｍ^２以上とすることで、識別樹脂Ｒ２をより確実に視認することができる。また、識別樹脂Ｒ２の面積を１．７ｍｍ^２以下とすることで、例えば封止樹脂Ｒ１のうち第１面２１上に位置する部分に塗布した硬化前の識別樹脂Ｒ２が、基板２０の側面２４等をつたって、下側に回り込んでしまうことを抑制できる。

なお、図２等では、識別樹脂Ｒ２が基板２０の上側の封止樹脂Ｒ１に付着しているが、識別樹脂Ｒ２は基板２０の下側（第２面２２側）の封止樹脂Ｒ１に付着していてもよい。この場合、内視鏡１を組み立てる作業者は、識別樹脂Ｒ２を目視することで、識別樹脂Ｒ２が付着した側が下側であることを容易に認識することができる。

以上説明したように、本実施形態の撮像モジュール２は、受光面４１と、受光面４１とは反対側に位置する電極面４３と、電極面４３上に形成された複数の撮像素子電極４２とを有する撮像素子４０と、第１面２１と、第１面２１とは反対側に位置する第２面２２と、電極面４３に対向する第１端面２３とを有する基板２０と、基板２０上の配線２１ａ、２２ａを介して撮像素子電極４２と電気的に接続される導体（中心導体３１または外部導体３３）を有するケーブル部３０と、第１面２１および第２面２２を少なくとも覆う封止樹脂Ｒ１と、封止樹脂Ｒ１のうち、第１面２１上に位置する部分または第２面２２上に位置する部分に付着した識別樹脂Ｒ２と、を備える。このような構成により、識別樹脂Ｒ２を目視することで、撮像素子４０の上下を容易に認識することが可能となる。したがって、内視鏡１の製造効率を向上させるとともに、撮像素子４０がケース１０に対して誤った向きで取り付けられてしまうことを抑制できる。

また、識別樹脂Ｒ２は紫外線硬化型樹脂であってもよい。この場合、封止樹脂Ｒ１に識別樹脂Ｒ２を塗布した後で、識別樹脂Ｒ２を硬化させる際の作業が容易となる。したがって、内視鏡１の製造効率をより向上させることが可能となる。

また、基板２０の厚さ方向から見たときの識別樹脂Ｒ２の面積を０．１ｍｍ^２以上０．５ｍｍ^２の範囲内としてもよい。この場合、識別樹脂Ｒ２をより確実に視認可能としつつ、硬化前の識別樹脂Ｒ２が封止樹脂Ｒ１の意図しない部位に付着してしまうことをより抑制できる。

また、ケーブル部３０は同軸ケーブル３０Ａ、３０Ｂを含んでいてもよい。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、前記実施形態のケーブル部３０は２本の同軸ケーブル３０Ａ、３０Ｂを含んでいるが、同軸ケーブルの数は適宜変更可能である。すなわち、ケーブル部３０が有する同軸ケーブルは１本だけであってもよいし、３本以上であってもよい。あるいは、ケーブル部３０は同軸ケーブルを含んでいなくてもよい。
また、基板２０上に、コンデンサなどの電子部品が実装されていてもよい。
また、識別樹脂Ｒ２が視認可能であれば、識別樹脂Ｒ２の面積が０．０３ｍｍ^２未満であってもよい。また、識別樹脂Ｒ２が下側に回り込まない条件であれば、識別樹脂Ｒ２の面積が１．７ｍｍ^２より大きくてもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。

２…撮像モジュール２０…基板２１…第１面２２…第２面２１ａ、２２ａ…配線２３…第１端面３０…ケーブル部３０Ａ、３０Ｂ…同軸ケーブル４０…撮像素子４２…撮像素子電極４３…電極面Ｒ１…封止樹脂Ｒ２…識別樹脂

Claims

受光面と、前記受光面とは反対側に位置する電極面と、前記電極面上に形成された複数の撮像素子電極とを有する撮像素子と、
第１面と、前記第１面とは反対側に位置する第２面と、前記電極面に対向する第１端面とを有する基板と、
前記基板上の配線を介して前記撮像素子電極と電気的に接続される導体を有するケーブル部と、
前記第１面および前記第２面を少なくとも覆う封止樹脂と、
前記封止樹脂のうち、前記第１面上に位置する部分または前記第２面上に位置する部分に付着した識別樹脂と、を備える、撮像モジュール。
前記識別樹脂は紫外線硬化型樹脂である、請求項１に記載の撮像モジュール。
前記基板の厚さ方向から見て、前記識別樹脂の面積は１．７ｍｍ^２以下である、請求項１または２に記載の撮像モジュール。
前記ケーブル部が同軸ケーブルを含んでいる、請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像モジュール。