JP6205228B2 - 撮像モジュールおよび内視鏡装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検体内に挿入される内視鏡の挿入部の先端に設けられて被検体内を撮像する撮像モジュールおよび内視鏡装置に関する。

従来から、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装置が広く用いられている。このうち、医療用の内視鏡装置は、患者等の被検体の体腔内に、先端に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。

このような内視鏡装置の挿入部先端には、撮像素子と、該撮像素子の駆動回路を構成するコンデンサやＩＣチップ等の電子部品が実装された回路基板を含む撮像ユニットが嵌め込まれ、撮像ユニットの回路基板には信号ケーブルが半田付けされている。撮像ユニットでは、撮像素子から出力される画像信号を、バッファチップを介して画像信号ケーブルに出力すると共に、駆動信号用ケーブルから駆動信号が撮像素子に入力されるが、撮像ユニトの小型化に伴い、基板内における駆動信号伝送経路と画像信号伝送経路との距離が近接するため、駆動信号が画像信号に干渉して画像にノイズが生じるおそれがあった。

これに対し、クロストークによる影響を低減する技術として、回路基板上の固体撮像素子から出力される画像信号の配線パターンと、駆動信号の配線パターンとの間に、異なる電気信号を伝送する配線パターンを介在させる撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、同様の技術として、撮像素子、第１の回路基板、および第２の回路基板を含む撮像装置において、電源用配線パターンを、画像信号用配線パターンおよび駆動信号用配線パターンと、所定距離離間して形成した撮像装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００１−２５７９３７号公報 特開２０１１−５０４９７号公報

しかしながら、特許文献１では、画像信号用配線パターン、および駆動信号用配線パターンは同じ基板上に形成され、電子部品は、画像信号用配線パターンと駆動信号用配線パターンが形成された基板の裏面、すなわち、画像信号用配線パターンと駆動信号用配線パターンとの間に実装されるものではないため、クロストーク低減効果は小さい。

一方、特許文献２では、画像信号用配線パターンと駆動信号用配線パターンとは、積層基板の異なる層に形成されるが、画像信号用配線パターンと駆動信号用配線パターンとの間に電子部品が実装されるものではないため、依然として駆動信号による干渉が生じていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、挿入部先端の細径化を図りながら、高画質の画像を得ることのできる撮像モジュールおよび内視鏡装置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、本発明にかかる撮像モジュールは、光を受光して光電変換を行うことにより電気信号を生成する固体撮像素子と、導体層を有し、前記固体撮像素子の光軸方向の受光面と反対側に前記固体撮像素子から延出する基板と、前記基板の表面に形成され、複数の電子部品が実装されるとともに複数の導体層および複数のビアが内部に形成された積層基板と、を備えた撮像モジュールにおいて、前記複数の電子部品の少なくとも１つは、前記積層基板内に埋設され、前記固体撮像素子に形成された画像信号用電極パッドから画像信号用ケーブルに画像信号が伝送される画像信号用配線パターンと、駆動信号用ケーブルから前記固体撮像素子に形成された駆動信号用電極パッドに駆動信号が伝送される駆動信号用配線パターンとが、前記積層基板内に埋設された前記電子部品より固体撮像素子側で異なる前記導体層に分岐し配設されることにより、前記画像信号と前記駆動信号とが、前記基板および前記積層基板の異なる前記導体層を介して前記画像信号用ケーブルと前記駆動信号用電極パッド伝送されることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像モジュールは、上記発明において、前記基板および前記積層基板の前記固体撮像素子の光軸方向と垂直な断面の少なくとも一部において、前記画像信号用配線パターンと、前記駆動信号用配線パターンとの間に、少なくとも１つの前記電子部品が配置されることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像モジュールは、上記発明において、前記画像信号、または前記駆動信号が、前記固体撮像素子に最も近接する第１のビアを介して伝送されることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像モジュールは、上記発明において、前記駆動信号用ケーブルは前記基板に接続され、前記画像信号が出力される画像信号用ケーブルは前記積層基板上に接続されることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像モジュールは、上記発明において、前記駆動信号用ケーブルおよび前記画像信号用ケーブルは、前記積層基板上に接続されることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像モジュールは、上記発明において、前記画像信号が前記固体撮像素子に最も近接する第１のビアを介して前記積層基板上に接続される前記画像信号用ケーブルに伝送されると共に、前記積層基板上に接続される前記駆動信号用ケーブルから入力される前記駆動信号は、前記固体撮像素子から最も離間し、かつ、前記第１のビアからも最も遠位に形成された第２のビアを介して伝送されることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像モジュールは、上記発明において、前記画像信号は、前記積層基板上に実装された、伝送バッファを少なくとも有する第２チップを介して前記画像信号用ケーブルに伝送されることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像モジュールは、上記発明において、前記駆動信号用電極パッドと前記画像信号用電極パッドは離間して配置されるとともに、画像信号用配線パターンと駆動信号用配線パターンは、上方からの平面視において離間して配置されることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像モジュールは、上記発明において、前記画像信号用ケーブルは前記積層基板上に接続され、前記固体撮像素子に最も近接する第１のビアは、上方からの平面視において前記画像信号用電極パッドに最も近接した位置に形成されることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像モジュールは、上記発明において、前記積層基板は、樹脂基板が多層積層された多層樹脂基板であることを特徴とする。

また、本発明に係る内視鏡装置は、上記のいずれか一つに記載の撮像モジュールが先端に設けられた挿入部を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、積層基板内部に埋設された電子部品によって、画像信号と異なる層を介して伝送される駆動信号による画像信号への干渉を低減してノイズを防止することができる。

図１は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システム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部分断面図である。 図３は、図２に示す撮像モジュールを積層方向で平面視した平面図である。 図４は、図３のＡ−Ａ線断面図である。 図５は、図２の固体撮像素子の受光面の正面図である。 図６は、撮像素子の補強部の例を示す図である。 図７は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。 図８は、実施の形態１の変形例１にかかる撮像モジュールを積層方向で平面視した平面図である。 図９は、実施の形態２にかかる撮像モジュールを積層方向で平面視した平面図である。 図１０は、図９のＣ−Ｃ線断面図である。 図１１は、実施の形態２の変形例１にかかる撮像モジュールの断面図である。

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、撮像モジュールを備えた内視鏡装置について説明する。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にかかる内視鏡システム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６と、コネクタ７と、光源装置９と、プロセッサ（制御装置）１０と、表示装置１３とを備える。

内視鏡２は、挿入部４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６内部の電気ケーブル束は、内視鏡２の挿入部４の先端まで延伸され、挿入部４の先端部３１に設けられる撮像装置に接続する。

コネクタ７は、ユニバーサルコード６の基端に設けられて、光源装置９およびプロセッサ１０に接続され、ユニバーサルコード６と接続する先端部３１の撮像装置が出力する撮像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９は、例えば、白色ＬＥＤを用いて構成される。光源装置９が点灯するパルス状の白色光は、コネクタ７、ユニバーサルコード６を経由して内視鏡２の挿入部４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１０は、コネクタ７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１３は、プロセッサ１０が処理を施した画像信号を表示する。

内視鏡２の挿入部４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５が接続される。操作部５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１７が設けられる。

挿入部４は、撮像装置が設けられる先端部３１と、先端部３１の基端側に連設された複数方向に湾曲自在な湾曲部３２と、この湾曲部３２の基端側に連設された可撓管部３３とによって構成される。湾曲部３２は、操作部５に設けられた湾曲操作用ノブの操作によって湾曲し、挿入部４内部に挿通された湾曲ワイヤの牽引弛緩にともない、たとえば上下左右の４方向に湾曲自在となっている。

内視鏡２には、光源装置９からの照明光を伝送するライトガイドバンドル（不図示）が配設され、ライトガイドバンドルによる照明光の出射端に照明レンズ（不図示）が配置される。この照明レンズは、挿入部４の先端部３１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３１の構成について詳細に説明する。図２は、内視鏡２先端の部分断面図である。図２は、内視鏡２の先端部３１に設けられた撮像モジュールの基板面に対して直交する面であって撮像モジュール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においては、内視鏡２の挿入部４の先端部３１と、湾曲部３２の一部を図示する。

図２に示すように、湾曲部３２は、後述する被覆管４２内側に配置する湾曲管８１内部に挿通された湾曲ワイヤ８２の牽引弛緩にともない、上下左右の４方向に湾曲自在である。この湾曲部３２の先端側に延設された先端部３１内部に、撮像装置３５が設けられる。

撮像装置３６は、レンズユニット４３と、レンズユニット４３の基端側に配置する撮像ユニット３５とを有し、接着剤４１ａで先端部本体４１の内側に接着される。先端部本体４１は、撮像ユニット３５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。先端部本体４１の基端外周部は、柔軟な被覆管４２によって被覆される。先端部本体４１よりも基端側の部材は、湾曲部３２が湾曲可能なように、柔軟な部材で構成されている。先端部本体４１が配置される先端部３１が挿入部４の硬質部分となる。この「硬質部分の長さＬａは、挿入部４先端から先端部本体４１の基端までとなる。なお、長さＬｂは、挿入部４先端の外径に対応する。

レンズユニット４３は、複数の対物レンズ４３ａ−１〜４３ａ−４と、対物レンズ４３ａ−１〜４３ａ−４を保持するレンズホルダ４３ｂとを有し、このレンズホルダ４３ｂの先端が、先端部本体４１内部に挿嵌固定されることによって、先端部本体４１に固定される。

撮像ユニット３５は、表面に光を受光する受光面を有したＣＣＤまたはＣＭＯＳなどの固体撮像素子４４、固体撮像素子４４から延出する基板４５、固体撮像素子４４の駆動回路を構成する電子部品５５〜５８を実装した積層基板４６、ならびに、固体撮像素子４４の受光面を覆った状態で固体撮像素子４４に接着するガラスリッド４９を有する。撮像モジュール４０は、レンズユニット４３および撮像ユニット３５とからなる撮像装置３６と、固体撮像素子４４を駆動するために固体撮像素子４４と電気的に接続される駆動信号用ケーブル４８Ａと、固体撮像素子４４から出力される画像信号を伝送する画像出力用信号ケーブル４８Ｂと、固体撮像素子４４および電子部品５５〜５８に電源を供給する複数の電源用ケーブル４８Ｃとを備える。

駆動信号用ケーブル４８Ａ、画像信号用ケーブル４８Ｂおよび電源用ケーブル４８Ｃの基端は、電気ケーブル束４７にまとめられ、挿入部４の基端方向に延伸する。電気ケーブル束４７は、挿入部４に挿通配置され、図１に示す操作部５およびユニバーサルコード６を介して、コネクタ７まで延設されている。

レンズユニット４３の対物レンズ４３ａ−１〜４３ａ−４によって結像された被写体像は、対物レンズ４３ａ−１〜４３ａ−４の結像位置に配設された固体撮像素子４４によって検出されて、画像信号に変換される。

固体撮像素子４４は、基板４５および積層基板４６と接着剤５４ｂによって接着される。固体撮像素子４４と、固体撮像素子４４および基板４５の接続部とは、金属製の補強部材５２に覆われる。基板４５上の電子部品５５〜５８に対する外部静電気の影響を防止するため、補強部材５２は、固体撮像素子４４、基板４５および積層基板４６から離間して設置される。

撮像ユニット３５および電気ケーブル束４７の先端部は、耐性向上のために、熱収縮チューブ５０によって外周が被覆される。熱収縮チューブ５０内部は、接着樹脂５１によって部品間の隙間が埋められている。

固体撮像素子ホルダ５３は、固体撮像素子ホルダ５３の基端側内周面にガラスリッド４９の外周面が嵌め込まれることによって、ガラスリッド４９に接着する固体撮像素子４４を保持する。固体撮像素子ホルダ５３の基端側外周面は、補強部材５２の先端側内周面に嵌合する。固体撮像素子ホルダ５３の先端側内周面には、レンズホルダ４３ｂの基端側外周面が嵌合する。このように各部材同士が嵌合した状態で、レンズホルダ４３ｂの外周面、固体撮像素子ホルダ５３の外周面、ならびに、熱収縮チューブ５０の先端側外周面が、接着剤４１ａによって先端部本体４１の先端の内周面に固定される。

次に、撮像モジュール４０について説明する。図３は、撮像モジュール４０を積層方向で平面視した平面図である。図４は、図３のＡ−Ａ線断面図であり、撮像モジュール４０を基板４５面に対して鉛直、かつ、固体撮像素子４４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５は、固体撮像素子４４の受光面の正面図であり、固体撮像素子４４の下部に形成された電極パッドの構成を示している。

図５に示すように、固体撮像素子４４の受光面側には、複数の画素単位が二次元マトリクス状に配置された受光部３７と、電極パッド３８が形成される。電極パッド３８は、駆動信号用電極パッド３８ａ−１、電源信号用電極パッド３８ａ−２〜３８ａ−５、画像信号用電極パッド３８ａ−６を含み、駆動信号用電極パッド３８ａ−１と画像信号用電極パッド３８ａ−６とは、最も離間するように配置される。各電極パッド３８は、基板４５のインナーリード（不図示）が電気的に接続され、封止樹脂５４ａによって覆われることによって、固体撮像素子４４と基板４５とが接続される。

基板４５は、フレキシブルプリント基板であり、固体撮像素子４４の受光面の反対側の光軸方向に向かって、固体撮像素子４４から延出する。この基板４５表面には、複数の層が積層した積層基板４６が形成され、積層基板４６は基板４５の導体層（図示しない）と電気的および機械的に接続される。

積層基板４６には、固体撮像素子４４の駆動回路を構成する複数の電子部品のうち、上部表面に一以上の電子部品が実装され、内部にも一以上の電子部品が埋設されることによって実装される。図３および図４の例では、複数の電子部品５５〜５８のうち二つの電子部品５５、５６が積層基板４６の上部表面に実装される。そして、複数の電子部品５５〜５８のうち二つの電子部品５７、５８が積層基板４６の内部に埋設される。なお、固体撮像素子４４は、少なくとも受光部３７と、受光部３７で光電変換された撮像信号を読み出す読み出し部とを備える第１チップとして機能し、電子部品５５は、伝送バッファを少なくとも有する第２チップとしての機能を有するＣＭＯＳ撮像素子であることが好ましい。第１チップと第２チップとを備えるＣＭＯＳ撮像素子とした場合、第１チップである固体撮像素子４４と、第２チップである電子部品５５とを所定距離離間して設置できるため、第２チップ発熱に起因する暗電流を低減でき、画質の低下を防止することができる。

また、第２チップである電子部品５５は、実装面積の削減のために、金バンプを使用したフリップチップ実装により積層基板４６に実装されるため、後述するいずれかのビア上に配置されることが好ましい。フリップチップ実装の際、電子部品５５の上面から高い荷重が加えられるため、この荷重により積層基板４６が変形する場合がある。積層基板４６が変形した場合、内蔵される電子部品５７、５８の接続が不安定になったり、破壊されるおそれがあるため、電子部品５５をビア上に配置することにより、フリップチップ実装の際の荷重により積層基板４６の変形を防止することが好ましい。尚、第２チップである電子部品５６は半田ボールにより積層基板４６に実装することもできる。また、同様に、画像信号用ケーブル４８Ｂおよび電源用ケーブル４８Ｃのケーブル接続ランド６３Ｂおよび６３Ｃへの接続の際にも荷重が発生するため、該荷重による積層基板４６の変形を防止することを目的として、ケーブル接続ランド６３Ｂおよび６３Ｃもビア上に配置することが好ましい。

撮像モジュール４０においては、基板４５、積層基板４６、電子部品５５〜５６、駆動信号用ケーブル４８Ａ、画像信号用ケーブル４８Ｂ、電源用ケーブル４８Ｃを含めた撮像モジュール４０全体が、固体撮像素子４４を光軸方向に投影した投影領域内に収まるように配置されている。また、ガラスリッド４９および／または固体撮像素子４４と、積層基板４６の左右の側面の少なくとも一面は、面一に形成されている。ガラスリッド４９および／または固体撮像素子４４と、積層基板４６の左右の側面の少なくとも一面を、面一に形成することにより、撮像モジュール４０が小型化した場合にも把持が容易となる。また、図６に示すように、面一とした面に、接着剤により板状の補強部５９を接合しても良い。補強部５９の形成により、把持が容易となるとともに、補強部５９を接合する接着剤により、ガラスリッド４９、固体撮像素子４４および積層基板４６間の接続強度をさらに向上することができる。

積層基板４６には、電子部品５５が電気的に接続される二つの接続ランド６１と、電子部品５６が接続される二つの接続ランド６２と、画像信号用ケーブル４８Ｂおよび電源用ケーブル４８Ｃ先端の導体が電気的かつ機械的に接続されるケーブル接続ランド６３Ｂ、６３Ｃが形成される。また、基板４５には、駆動信号用ケーブル４８Ａおよび電源用ケーブル４８Ｃ先端の導体が電気的かつ機械的に接続されるケーブル接続ランド６３Ａおよび６３Ｃ、ならびに図示されない積層基板４６との接続用の接続ランドが形成される。図３の例では、駆動信号用ケーブル４８Ａのケーブル接続ランド６３Ａ、画像信号用ケーブル４８Ｂのケーブル接続ランド６３Ｂ、および電源用ケーブル４８Ｃの４つのケーブル接続ランド６３Ｃが設けられており、各信号ケーブル４８がはんだ等を介してケーブル接続ランド６３に接続可能となっている。積層基板４６の下部表面には、基板４５と電気的に接続される複数の接続ランド６４、６５Ａ、６５Ｂ、６６が形成される。積層基板４６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ことが好ましいが、凹部に電子部品を実装したセラミックス基板であってもよい。

積層基板４６の内部には、複数の導体層が積層されている。図４に示す断面では、導体層６７、６８、６９が示されている。また、積層基板４６の内部には、複数のビア７１〜７６が形成される。導体層６７、６８、６９は、複数のビア７１〜７６のいずれかと電気的に接続される。実施の形態１において、固体撮像素子４４に最も近接するビア７１〜７３のうち、画像信号用ケーブル４８Ｂが接続されるケーブル接続ランド６３Ｂとの距離が最も短い、ビア７１が第１のビアとして機能する。

実施の形態１では、図４中の実線で示すように、画像信号は、固体撮像素子４４の画像信号用電極パッド３８ａ−６から、インナーリードを介し基板４５に伝送され、接続ランド６４、ビア７１、および接続ランド６１により積層基板４６表面に実装される電子部品５５に伝送される。画像信号は、電子部品５５により増幅された後、積層基板４６上の画像信号用配線パターン、ケーブル接続ランド６３Ｂおよび画像信号用ケーブル４８Ｂを経由してプロセッサ１０に出力される。画像信号用電極パッド３８ａ−６から出力された画像信号は微弱であり、ノイズによる影響を受けやすいが、固体撮像素子４４に最も近接するビアであって、かつ画像信号用電極パッド３８ａ−６に対し、平面視において最も近接した位置の第１のビア、すなわちビア７１を介して積層基板４６表面の伝送バッファを有する電子部品５５に最短距離で入力され、増幅されるため、駆動信号のクロストークによる画像ノイズが発生しにくくなる。ノイズの影響を小さくするために、画像信号用配線パターンは直線的（長さが短くなるよう）に形成することが好ましい。

一方、図４中の点線で示すように、駆動信号用ケーブル４８Ａから入力された駆動信号は、ケーブル接続ランド６３Ａ、駆動信号用配線パターンを介して駆動信号用電極パッド３８ａ−１に入力される。駆動信号は、基板４５のみを通って固体撮像素子４４に入力され、前述した画像信号とは異なる層（画像信号は主として積層基板４６上、駆動信号は基板４５上）を介して伝送される。ノイズの影響を小さくするために、駆動信号用配線パターンも直線的（長さが短くなるよう）に形成することが好ましい。実施の形態１では、固体撮像素子４４の下部に形成された画像信号用電極パッド３８ａ−６を介して出力される画像信号と、駆動信号用電極パッド３８ａ−１に入力される駆動信号とが、積層基板４６内に埋設された電子部品５７および５８より固体撮像素子４４側で分離されて伝送されるため、伝送バッファに入力前の微弱な信号への駆動信号からのクロストークによる影響を低減できる。また、駆動信号は基板４５上のみを伝送するため、積層基板４６内に駆動信号伝送用のビアを形成する必要がなく、撮像モジュール４０を小型化することができる。

図７は、図４のＢ−Ｂ線断面図であるが、実施の形態１では、画像信号用配線パターンは積層基板４６の表面の右側（Ｓ１）に形成され、駆動信号用配線パターンは基板４５上の左側（Ｓ２）に形成されている。図７に示すように、基板４５および積層基板４６の固体撮像素子４４の光軸方向と垂直な断面において、画像信号が伝送される画像信号用配線パターンと、駆動信号が伝送される駆動信号用配線パターンとを結ぶ間に、電子部品５７が配置されるため、電子部品５７のシールド効果によって画像へのノイズを低減することができる。実施の形態１においては、基板４５および積層基板４６の固体撮像素子４４の光軸方向と垂直な断面において、画像信号が伝送される画像信号用配線パターンと、駆動信号が伝送される駆動信号用配線パターンとを結ぶ間に、電子部品５７および５８が配置されるが、基板４５および積層基板４６の固体撮像素子４４の光軸方向と垂直な断面の一部において、画像信号が伝送される画像信号用配線パターンと、駆動信号が伝送される駆動信号用配線パターンとを結ぶ間に、少なくとも１つの電子部品が配置されていれば、シールド効果による画像へのノイズを低減することができる。

実施の形態１では、駆動信号用電極パッド３８ａ−１と画像信号用電極パッド３８ａ−６が最も離間するように形成され、これより接続される駆動信号用配線パターンおよび画像信号用配線パターンも平面視においても、左右に離間するように形成されるため、画像信号用配線パターンと駆動信号用配線パターンとの空間的距離を確保することができるため、画像へのノイズを低減することができる。

実施の形態１では、画像信号がビア７１を介し積層基板４６表面上の画像信号用配線パターンにより積層基板上の画像信号用ケーブル４８Ｂに出力され、駆動信号が基板４５上の駆動信号用ケーブル４８Ａから基板４５上の駆動信号用配線パターンにより伝送されるが、例えば、画像信号が基板４５上のみを伝送し、駆動信号が主として積層基板４６表面を伝送するものであってもよい。

図８は、実施の形態１の変形例１にかかる撮像モジュールを積層方向で平面視した平面図である。撮像モジュール４０Ａにおいて、駆動信号用ケーブル４８Ａは、積層基板４６表面のケーブル接続ランド６３Ａに接続され、画像信号用ケーブル４８Ｂは、基板４５上のケーブル接続ランド６３Ｂに接続される。

変形例１において、画像信号は、固体撮像素子４４の画像信号用電極パッド３８ａ−６から、インナーリードを介し基板４５に伝送され、基板４５上の画像信号用配線パターンのみを通って画像信号用ケーブル４８Ｂに出力される。積層基板４６表面上に接続された駆動信号用ケーブル４８Ａから入力された駆動信号は、積層基板４６上の駆動信号用配線パターンおよびビア７３を介して、駆動信号用電極パッド３８ａ−１に入力される。変形例１では、固体撮像素子４４に最も近接する第１のビアは、ビア７３であり、ビア７３を介して駆動信号が伝送される。画像信号を増幅する、伝送バッファを備えた電子部品は、基板４５上であって、画像信号用電極パッド３８ａ−６に近接して実装されることが好ましい。

変形例１においても、実施の形態１と同様に、基板４５および積層基板４６の固体撮像素子４４の光軸方向と垂直な断面の少なくとも一部において、画像信号が伝送される画像信号用配線パターンと、駆動信号が伝送される駆動信号用配線パターンとを結ぶ間に、伝送バッファを備えた電子部品等が配置されるため、電子部品のシールド効果によって画像へのノイズを低減することができる。

（実施の形態２）
実施の形態２にかかる撮像モジュールは、駆動信号用ケーブル４８Ａ、画像信号用ケーブル４８Ｂおよび電源用ケーブル４８Ｃが、積層基板４６上に接続される点で実施の形態１と異なる。図９は、実施の形態２にかかる撮像モジュールを積層方向で平面視した平面図である。図１０は、図９のＣ−Ｃ線断面図であり、撮像モジュールを基板４５面に対して鉛直、かつ、固体撮像素子４４の光軸方向と平行な面で切断した場合の断面図である。

実施の形態２の撮像モジュール４０Ｂにおいて、図１０中の実線で示すように、画像信号は、実施の形態１と同様にして画像信号用ケーブル４８Ｂに伝送される。一方、図１０中の点線で示すように、駆動信号用ケーブル４８Ａから入力された駆動信号は、ケーブル接続ランド６３Ａ、およびビア７６を介して基板４５上に形成された駆動信号用配線パターンに伝送され、駆動信号用電極パッド３８ａ−１に入力される。実施の形態２において、画像信号は、ビア７１により、基板４５から積層基板４６表面上の画像信号用配線パターンに伝送され、駆動信号は、ビア７６により、積層基板４６から基板４５上の駆動信号用配線パターンに伝送される。駆動信号と画像信号は異なる層（画像信号は主として積層基板４６上、駆動信号は主として基板４５上）を介して伝送される。実施の形態２において、固体撮像素子４４に最も近接し、画像信号が伝送される第１のビアは、ビア７１であり、固体撮像素子４４から最も離間し、かつ前記第１のビアから最も遠位な位置に形成され、駆動信号が伝送される第２のビアはビア７６である。

実施の形態２の撮像モジュール４０Ｂでは、駆動信号用ケーブル４８Ａ、画像信号用ケーブル４８Ｂおよび電源用ケーブル４８Ｃが、積層基板４６の表面に接続されるため、接続の際の半田付けの箇所を１ケ所（１回）にまとめることができるため、作業性を向上することができる。また、実施の形態１と同様に、撮像モジュール４０Ｂの基板４５および積層基板４６の固体撮像素子４４の光軸方向と垂直な断面において、画像信号用配線パターンと駆動信号用配線パターンとを結ぶ間に、電子部品５７、５８が配置されるため、電子部品５７および５８のシールド効果によって画像へのノイズを低減することができる。

また、積層基板４６に実装されるすべての電子部品を積層基板４６内に埋設させてもよい。図１１は、実施の形態２の変形例１にかかる撮像モジュールの断面図であり、撮像モジュールを基板４５面に対して鉛直、かつ、固体撮像素子４４の光軸方向と平行な面で切断した場合の断面図である。

実施の形態２の変形例１にかかる撮像モジュール４０Ｃは、電子部品５５、５６、５７、５８が積層基板４６内に埋設されている。

変形例１にかかる撮像モジュール４０Ｃにおいて、図１１中の実線で示すように、画像信号は、固体撮像素子４４の画像信号用電極パッド３８ａ−６から、インナーリードを介し基板４５に伝送され、接続ランド６４、ビア７１、および接続ランド６１を介し、積層基板４６内に埋設される電子部品５５に伝送される。画像信号は、電子部品５５により増幅された後、積層基板４６上の画像信号用配線パターン、ケーブル接続ランド６３Ｂおよび画像信号用ケーブル４８Ｂを経由してプロセッサ１０に出力される。

一方、図１１中の点線で示すように、駆動信号用ケーブル４８Ａから入力された駆動信号は、ケーブル接続ランド６３Ａ、およびビア７６を介して基板４５上に形成された駆動信号用配線パターンに伝送され、駆動信号用電極パッド３８ａ−１に入力される。変形例１にかかる撮像モジュール４０Ｃにおいて、撮像モジュール４０Ｃの基板４５および積層基板４６の固体撮像素子４４の光軸方向と垂直な断面において、画像信号用配線パターンと駆動信号用配線パターンとを結ぶ間に、電子部品５５、５６、５７、５８が配置されるため、電子部品５５、５６、５７、５８のシールド効果によって画像へのノイズをより低減することができる。また、実施の形態２と同様に、駆動信号用ケーブル４８Ａ、画像信号用ケーブル４８Ｂおよび電源用ケーブル４８Ｃが、積層基板４６の表面に接続されるため、接続の際の半田付けの箇所を１ケ所（１回）にまとめることができるため、作業性を向上することができる。

あるいは、信号ケーブルの配置スペースの都合上、画像信号用ケーブル４８Ｂの接続ランドを基板４５上、駆動信号用ケーブル４８Ａの接続ランドを積層基板４６にそれぞれ形成し、画像信号ケーブル接続を基板４５上、駆動信号ケーブル接続を積層基板４６上にする場合、画像信号は、固体撮像素子４４の画像信号用電極パッド３８ａ−６から、インナーリードを介し基板４５に伝送され、接続ランド６４、ビア７１、および接続ランド６１を介し、積層基板４６上に実装（あるいは埋設）される電子部品５５に伝送され、電子部品５５により増幅された後、固体撮像素子４４に最も近接したビア（例えばビア７２）を介して再度基板４５に伝送され、画像信号用ケーブル４８Ｂを経由してプロセッサ１０に出力される。一方、駆動信号用ケーブル４８Ａから入力された駆動信号は、ケーブル接続ランド６３Ａ、およびビア７６を介して基板４５上に形成された駆動信号用配線パターンに伝送され、駆動信号用電極パッド３８ａ−１に入力される。この構成により、画像信号ケーブル４８を基板４５に接続する場合においても、画像信号が伝送されるビアと駆動信号が伝送されるビアを、埋設される電子部品を挟んで最も遠位に配置することにより画像へのノイズ低減を図ることができる。

１ 内視鏡装置
２ 内視鏡
４ 挿入部
５ 操作部
６ ユニバーサルコード
７ コネクタ
９ 光源装置
１０ プロセッサ
１３ 表示装置
１７ 処置具挿入口
３１ 先端部
３２ 湾曲部
３３ 可撓管部
３５ 撮像ユニット
３６ 撮像装置
３７ 受光部
３８ 電極パッド
３８ａ−１ 駆動信号用電極パッド
３８ａ−２〜３８ａ−５ 電源信号用電極パッド
３８ａ−６ 画像信号用電極パッド
４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ 撮像モジュール
４１ 先端部本体
４１ａ 接着剤
４２ 被覆管
４３ レンズユニット
４３ａ−１〜４３ａ−４ 対物レンズ
４３ｂ レンズホルダ
４４ 固体撮像素子
４５ 基板
４６ 積層基板
４７ 電気ケーブル束
４８Ａ 駆動信号用ケーブル
４８Ｂ 画像信号用ケーブル
４８Ｃ 電源用ケーブル
４９ ガラスリッド
５０ 熱収縮チューブ
５１ 接着樹脂
５２ 補強部材
５３ 固体撮像素子ホルダ
５４ａ 封止樹脂
５４ｂ 接着剤
５５〜５８ 電子部品
５９ 補強部
６１〜６６ 接続ランド
６７〜６９ 導体層
７１〜７６ ビア
８１ 湾曲管
８２ 湾曲ワイヤ

Claims (11)

1. 光を受光して光電変換を行うことにより電気信号を生成する固体撮像素子と、
   導体層を有し、前記固体撮像素子の光軸方向の受光面と反対側に前記固体撮像素子から延出する基板と、
   前記基板の表面に形成され、複数の電子部品が実装されるとともに複数の導体層および複数のビアが内部に形成された積層基板と、
   を備えた撮像モジュールにおいて、
   前記複数の電子部品の少なくとも１つは、前記積層基板内に埋設され、
   前記固体撮像素子に形成された画像信号用電極パッドから画像信号用ケーブルに画像信号が伝送される画像信号用配線パターンと、駆動信号用ケーブルから前記固体撮像素子に形成された駆動信号用電極パッドに駆動信号が伝送される駆動信号用配線パターンとが、前記積層基板内に埋設された前記電子部品より固体撮像素子側で異なる前記導体層に分岐し配設されることにより、前記画像信号と前記駆動信号とが、前記基板および前記積層基板の異なる前記導体層を介して前記画像信号用ケーブルと前記駆動信号用電極パッドとに伝送されることを特徴とする撮像モジュール。
2. 前記基板および前記積層基板の前記固体撮像素子の光軸方向と垂直な断面の少なくとも一部において、前記画像信号用配線パターンと、前記駆動信号用配線パターンとの間に、少なくとも１つの前記電子部品が配置されることを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
3. 前記画像信号、または前記駆動信号が、前記固体撮像素子に最も近接する第１のビアを介して伝送されることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像モジュール。
4. 前記駆動信号用ケーブルは前記基板に接続され、前記画像信号が出力される画像信号用ケーブルは前記積層基板上に接続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撮像モジュール。
5. 前記駆動信号用ケーブルおよび前記画像信号用ケーブルは、前記積層基板上に接続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撮像モジュール。
6. 前記画像信号が前記固体撮像素子に最も近接する第１のビアを介して前記積層基板上に接続される前記画像信号用ケーブルに伝送されると共に、前記積層基板上に接続される前記駆動信号用ケーブルから入力される前記駆動信号は、前記固体撮像素子から最も離間し、かつ、前記第１のビアからも最も遠位に形成された第２のビアを介して伝送されることを特徴とする請求項５に記載の撮像モジュール。
7. 前記画像信号は、前記積層基板上に実装された、伝送バッファを少なくとも有する第２チップを介して前記画像信号用ケーブルに伝送されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の撮像モジュール。
8. 前記駆動信号用電極パッドと前記画像信号用電極パッドは離間して配置されるとともに、画像信号用配線パターンと駆動信号用配線パターンは、上方からの平面視において離間して配置されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の撮像モジュール。
9. 前記画像信号用ケーブルは前記積層基板上に接続され、前記固体撮像素子に最も近接する第１のビアは、上方からの平面視において前記画像信号用電極パッドに最も近接した位置に形成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の撮像モジュール。
10. 前記積層基板は、樹脂基板が多層積層された多層樹脂基板であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の撮像モジュール。
11. 請求項１〜１０のいずれか一つに記載の撮像モジュールが先端に設けられた挿入部を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
    

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