JP6641329B2 - 撮像モジュール付きカテーテル - Google Patents
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Description
この種の撮像モジュールでは、配線基板の配線に複数本の電線先端が電気的に接続され、配線基板の配線を介して各電線が撮像素子と電気的に接続される。
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。
図1は、本発明の第1実施形態に係る撮像モジュール1の概略構成を示す部分断面図である。
撮像モジュール1は、第1基板10と、第2基板20と、信号ケーブル30と、固体撮像素子40(撮像素子)と、レンズ筐体50とを備える。
第1基板10は、絶縁部材である第1基板本体11と、第1基板本体11上に形成された第1配線12(上面配線12U、下面配線12L)とを備える。第1基板本体11は、上面11U(第1面)と、上面11Uとは反対側の下面11L(第2面)とを有する。上面11U上には、上面配線12Uが形成されている。下面11L上には、下面配線12Lが形成されている。上面11U及び下面11Lの両面において、第1配線12は、導電性の配線パターンを有する。
第2基板20は、絶縁部材である第2基板本体21と、第2基板本体21上に形成された第2配線22とを備える。第2基板本体21は、上面21U(一方の面)を有する。上面21U上には、中心導体端子22I(第2ケーブル端子)と、外部導体端子22J(第2ケーブル端子)と、シールド端子22K(第2ケーブル端子)とが形成されている。中心導体端子22I及び外部導体端子22Jは、第2配線22に電気的に接続されている。
中心導体端子22Iは、半田26を介して、信号ケーブル30の中心導体31に電気的に接続されている。外部導体端子22Jは、半田27を介して、信号ケーブル30の外部導体33に電気的に接続されている。シールド端子22Kは、半田29を介して、信号ケーブル30のシールド導体30Cに電気的に接続されている。
固体撮像素子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に設けられた撮像素子電極42U、42L(2つの撮像素子電極)とを備える。撮像素子電極42U、42Lの間に第1基板本体11の外端面11Eが位置するように、第1基板10が電極面43に接続されている。
固体撮像素子40の電極面43に第1基板10の外端面11Eが接続された状態において、撮像素子電極42Uは、電極端子12HUに対して略直交する方向に平行な面を有し、撮像素子電極42Lは、電極端子12HLに対して略直交する方向に平行な面を有する。この構造においては、半田15は、互いに略直交する撮像素子電極42U及び電極端子12HUを接続し、互いに略直交する撮像素子電極42L及び電極端子12HLを接続する。
図2は、本発明の第1実施形態に係る撮像モジュールの信号ケーブル30を示す断面図である。
信号ケーブル30は、第1基板10と第2基板20との間に設けられ、2本の同軸ケーブル(信号線、第1同軸ケーブル30A、第2同軸ケーブル30B)と、第1同軸ケーブル30A及び第2同軸ケーブル30Bを囲むシールド導体30Cと、シールド導体30Cを囲む外被30Dとを、備える。シールド導体30Cは外被30Dの内周面全体にわたって層状に設けられている。
図2では、シールド導体30Cは、第1同軸ケーブル30A及び第2同軸ケーブル30Bの各々の側部が互いに当接されたケーブル当接部から離隔して配置され、ケーブル当接部とその両側に位置するシールド導体30Cとの間に隙間30Eが存在する構成を例示している。但し、信号ケーブル30は、図2の隙間30Eの領域にシールド導体30Cが入り込み、実質的に第1同軸ケーブル30A及び第2同軸ケーブル30Bと層状のシールド導体30Cとの間に隙間が無い断面構造も採用可能である。
外部導体33(33A、33B)は、第1基板10の外部導体端子12Jと第2基板20の外部導体端子22Jとを電気的に接続する。
さらに、図1に示すように、第1同軸ケーブル30A及び第2同軸ケーブル30Bの各々を構成する外部導体33及び中心導体31は、第1基板10及び第2基板20の配線パターンに応じて露出している。具体的に、半田27と半田29との間で、外部導体33(33A、33B)は、外部絶縁体34(34A、34B)から露出している。露出した外部導体33(33A、33B)は、半田27を介して外部導体端子22Jに電気的に接続されている。半田27と半田26との間で、中心導体31(31A、31B)は、内部絶縁体32(32A、32B)から露出している。露出した中心導体31(31A、31B)は、半田26を介して中心導体端子22Iに電気的に接続されている。
図3は、本発明の第1実施形態に係る撮像モジュールの概略構成を示す図であって、第1基板10、第2基板20、及び信号ケーブル30の位置関係を説明するための図である。
図3に示すように、第1基板10及び第2基板20が同一の水平面上に配置された状態では、第1ケーブル端子と信号ケーブル30とが接続される面10A(上面11U、第1面)と、第2ケーブル端子と信号ケーブル30とが接続される面20A(上面21U)とは、同一平面上に位置している。また、一組の第1基板10及び第2基板20に対して1つの信号ケーブル30が対応するように、第1基板10と第2基板20とが信号ケーブル30で接続されている。
したがって、図3に示すように、第1基板10及び第2基板20の各々の下面を同一水平面に当接させ、第1基板10及び第2基板20を同一水平面上に載置することが可能である。図3に示すように、第1基板10及び第2基板20を各々の下面を同一水平面に当接させて同一水平面上に載置したとき、信号ケーブル30は第1基板10及び第2基板20の上側に位置する。
この構成においては、第1基板10を構成する第1基板本体11及び第2基板20を構成する第2基板本体21を同一の水平面上に固定した状態で、面10A、20Aの各々に信号ケーブル30をはんだ付けにより接続することができ、撮像モジュール1を製造する工程の簡略化を図ることができる。
この場合、第1基板10の面10Aと第2基板20の面20Aとを同一平面上に位置した状態で、かつ、複数組の第1基板10及び第2基板20をX方向(図3の紙面に対して鉛直な方向)に並べて配置した状態で、複数組の第1基板10及び第2基板20に対して複数の信号ケーブル30を一括して接続することができる。
このような接続工程においては、第1基板10の面10Aと第2基板20の面20Aとを同一平面上に配置されているため、Z方向(重力方向)に向けてはんだを面10A、20Aに供給することができ、撮像モジュール1の量産工程における生産効率を高めることができる。
第1基板10の面10Aと第2基板20の面20Aとを同一平面上に配置することで、第1基板10や第2基板20を反転する必要が無く、基板の裏面に向けて(重力方向とは反対方向、矢印で示されたZ方向とは反対方向に向けて)はんだを供給する必要もない。従って、撮像モジュール1の大量生産と工程の簡略化とを両立することができる。
図4は、本発明の第1実施形態に係る撮像モジュールの第1基板上に形成された配線パターンを示す図である。図4(a)は、第1基板本体11の上面11U上に形成された上面配線12Uの配線パターンを示している。図4(b)は、第1基板本体11の下面11L上に形成された下面配線12Lの配線パターンを示している。なお、図4(b)は、下面11Lを見た下面図ではなく、図4(a)に示す上面11Uから見た投影図である。このため、図4(a)に示す破線部分と、図4(b)に示す実線部分とが対応している。
なお、図1に示すように、第1基板本体11の上面11U及び下面11Lには上面レジスト13A、13B及び下面レジスト13Cが形成されているが、図4において、レジスト13A、13B、13Cは、省略されている。
外部導体端子12JA、12JB、中心導体端子12IA、12IB、及び電極端子12HUA、12HUBは、公知のフォトリソグラフィ技術等を用いたパターニングにより、一括して形成することができる。
電極端子12HLA、12HLBは、公知のフォトリソグラフィ技術等を用いたパターニングにより、一括して形成することができる。
また、貫通電極14A、14Bも、公知の方法により形成することができる。
図1及び図4(a)に示すように、第1同軸ケーブル30Aの中心導体31Aは、半田16を介して中心導体端子12IAに電気的に接続されている。また、第2同軸ケーブル30Bの中心導体31Bは、半田16を介して中心導体端子12IBに電気的に接続されている。
ここで、撮像素子電極42UAは、2つの撮像素子電極42Uのうち一方の電極、即ち、第1同軸ケーブル30Aの中心導体31Aと接続される電極である。撮像素子電極42UBは、2つの撮像素子電極42Uのうち他方の電極、即ち、第2同軸ケーブル30Bの中心導体31Bと接続される電極である。
このような空きスペースを有する撮像モジュール1をカテーテルに適用した場合、空きスペースを利用したチャネルを備えるカテーテルを実現できる。
撮像モジュール1を備えたカテーテルについては、後述する。
また、第1基板本体11の上面11U上に、半田15、16、17、信号ケーブル30の中心導体31及び外部導体33、上面レジスト13A、13Bを覆うように、樹脂モールドが形成されてもよい。このように上面11U上に樹脂モールドを形成することで、第1基板本体11の強度を高めることができる。
また、第1基板本体11の下面11L上に十分な空きスペースがあれば、下面11L上に、半田15及び下面レジスト13Cを覆うように、樹脂モールドが形成されてもよい。このように下面11L上に樹脂モールドを形成することで、第1基板本体11の強度を高めることができる。
また、上述した第1実施形態では、第1配線12(外部導体端子、中心導体端子、電極端子)は、第1基板本体11の延在方向に沿って直線状に延びる2列の配線パターンが上面11U及び下面11Lの各々に形成された構造を有するが、本発明は、このような直線状の配線パターンを限定しない。第1配線12は、上面11Uにおける第1列目の配線が下面11Lにおける第2列目の配線に接続し、かつ、上面11Uにおける第2列目の配線が下面11Lにおける第1列目の配線に接続するようなクロスパターンを有してもよい。
図5は、本発明の第2実施形態に係るカテーテル60の概略構成を示す部分断面図である。
図5において、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。図5に示すカテーテル60は、上述した撮像モジュール1を備えた撮像モジュール付きカテーテルである。
以下の説明では、カテーテル60のうち、固体撮像素子40又は第1基板10が配置されている位置を前方と称し、第2基板20が配置されている位置を後方と称する場合がある。
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70の材料として用いられてもよい。
具体的に、カテーテル60を製造する工程において、モジュール挿入口は撮像モジュール1がチューブ70に挿入される開口部であり、ケーブル挿入口70Bは撮像モジュール1のうち第2基板20及び信号ケーブル30が挿入される開口部であり、ケーブル配置領域75は第2基板20が通される管であり、第2基板取出口76は第2基板20がチューブ70の外部に取り出される開口部である。
このような製造工程を経て、チューブ70の前方(モジュール挿入口に近い位置)には固体撮像素子40が取り付けられ、モジュール配置領域71には第1基板10及び信号ケーブル30の一部が配置され、ケーブル配置領域75には信号ケーブル30が配置され、第2基板取出口76の外部に第2基板20が配置される。
また、チャネル72をワーキングチャネルとして用いる場合、例えば、符号73に示す処置具をチャネル72に挿入することが可能である。処置具73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。
Claims (1)
- 第1撮像素子電極および第2撮像素子電極を有する撮像素子と、
絶縁部材である第1基板本体と、前記第1撮像素子電極に電気的に接続された第1電極端子と、前記第1電極端子に電気的に接続された第1中心導体端子と、前記第2撮像素子電極に電気的に接続された第2電極端子と、前記第2電極端子に電気的に接続されて前記第1基板本体を貫通する貫通電極と、前記貫通電極に電気的に接続された第1外部導体端子と、を備え、前記撮像素子に接続された端面を有する第1基板と、
絶縁部材である第2基板本体と、前記第2基板本体上に形成された第2配線と、前記第2基板本体の一方の面のみに形成されかつ前記第2配線に電気的に接続された第2中心導体端子および第2外部導体端子とを備えた第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられ、前記第1中心導体端子と前記第2中心導体端子とを電気的に接続する中心導体および前記第1外部導体端子と前記第2外部導体端子とを電気的に接続する外部導体を有する信号ケーブルと、を備える撮像モジュールと、
前記第1基板及び前記信号ケーブルの一部が配置されるモジュール配置領域と、前記第1外部導体端子と前記第2外部導体端子との間に位置するとともに前記モジュール配置領域に隣り合うチャネルとを有するチューブと、
を備え、
前記撮像素子から見て、前記撮像素子の投影面内に前記チャネルが配置され、
前記第1電極端子、前記第1中心導体端子、および前記第1外部導体端子は前記第1基板本体の上面に形成され、
前記第2電極端子は前記第1基板本体の下面に形成されている、撮像モジュール付きカテーテル。
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