JP6645553B2 - 撮像ユニット、撮像装置及び電子デバイス - Google Patents

Description

本発明は、撮像ユニット、撮像装置及び電子デバイスに関する。

近距離に配置された情報機器間で電界結合を利用して通信を行う通信装置が知られている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開２００８−３１２０７４号公報

基板間をコネクタおよびワイヤハーネス等の部材を介して接続して信号を伝送する場合、伝送する信号の周波数が高くなるほど伝送不良が生じ易くなる。

本発明の第１の態様においては、撮像ユニットは、撮像チップと、撮像チップが実装された実装基板と、実装基板に設けられ、他の基板に設けられた第２電極との間で第１キャパシタを形成する第１電極とを備える。

本発明の第２の態様においては、撮像装置は、上述した撮像ユニットを備える。

本発明の第３の態様においては、電子デバイスは、第１基板と、第１基板に設けられた第１電極と、第１基板に固定して設けられた第２基板と、第２基板に設けられ、第１電極との間でキャパシタを形成する第２電極とを備える。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

撮像装置の一例であるカメラ１０を模式的に示す断面図である。 本実施形態に係る撮像ユニット４０の模式断面図である。 撮像ユニット４０および画像処理ユニット５０を含む電子ユニット４００を模式的に示す上面図である。 電子ユニット４００の一部における機能ブロックを模式的に示す。 変形例に係る電子ユニット５９０の一例を模式的に示す断面図である。 撮像ユニット４０の一部および画像処理ユニット５０を含む電子ユニット５９０を模式的に示す上面図である。 変形例に係る電子ユニット７９０の一例を模式的に示す断面図である。 変形例に係る電子ユニット８９０の一例を模式的に示す上面図である。 変形例に係る電子ユニット９９０の一例を模式的に示す上面図である。 変形例にかかる電子ユニット１０９０を模式的に示す断面図である。 変形例に係る電子ユニット１１９０の一例を模式的に示す断面図である。 変形例としての電子ユニット１２９０の模式断面図である。 電子ユニット１２９０における実装基板１２０を模式的に示す斜視図である。 変形例としての電子ユニット１４９０の模式断面図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、撮像装置の一例であるカメラ１０を模式的に示す断面図である。カメラ１０は、レンズユニット２０及びカメラボディ３０を備える。カメラボディ３０には、レンズユニット２０が装着される。レンズユニット２０は、その鏡筒内に、光軸２２に沿って配列された光学系を備え、入射する被写体光束をカメラボディ３０の撮像ユニット４０へ導く。

撮像ユニット４０が有する撮像チップ１００へ被写体光束が入射する方向をｚ軸方向と定める。撮像チップ１００の長手方向をｘ軸方向、短手方向をｙ軸方向と定める。被写体光束が撮像チップ１００へ向かう方向をｚ軸プラス方向と定める。図１においては、紙面手前へ向かう方向をｘ軸プラス方向、紙面下方へ向かう方向をｙ軸プラス方向、紙面右方へ向かう方向をｚ軸プラス方向と定める。説明の都合上、ｚ軸プラス側を下側、ｚ軸マイナス側を上側という場合がある。

カメラボディ３０は、レンズマウント２４に結合されるボディマウント２６の後方にメインミラー３２及びサブミラー３３を備える。特に断らない限り、後方とは、ｚ軸プラス方向を表す。メインミラー３２は、レンズユニット２０から入射した被写体光束の光路中に進入した進入位置と、被写体光束から退避した退避位置との間で回転可能に軸支される。サブミラー３３は、メインミラー３２に対して回転可能に軸支される。サブミラー３３は、メインミラー３２とともに進入位置に進入し、メインミラー３２とともに退避位置に退避する。

メインミラー３２が進入位置にある場合、レンズユニット２０を通じて入射した被写体光束の一部はメインミラー３２に反射されてピント板８０に導かれる。ピント板８０は、撮像ユニット４０が有する撮像チップ１００の撮像面と共役な位置に配されて、レンズユニット２０の光学系が形成した被写体像を可視化する。ピント板８０に形成された被写体像は、ペンタプリズム８２及びファインダ光学系８４を通じてファインダ８６から観察される。

メインミラー３２が進入位置にある場合、メインミラー３２に入射した被写体光束の一部は、メインミラー３２のハーフミラー領域を透過しサブミラー３３に入射する。サブミラー３３は、ハーフミラー領域から入射した光束を合焦光学系７０に向かって反射する。合焦光学系７０は、入射光束を焦点検出センサ７２に導く。焦点検出センサ７２は、検出結果を後述するＭＰＵ５１へ出力する。

ピント板８０、ペンタプリズム８２、メインミラー３２及びサブミラー３３は、構造体としてのミラーボックス６０に支持される。メインミラー３２及びサブミラー３３が退避位置に退避し、シャッタユニット３８の先幕及び後幕が開状態となれば、レンズユニット２０を通過する被写体光束は、撮像チップ１００の撮像面に到達する。

撮像チップ１００は、画素領域と、画素領域周辺に形成された回路領域とを有する。撮像チップ１００の画素領域は、受光した被写体光束を光電変換する光電変換素子を複数有し、撮像面を形成する。撮像チップ１００の回路領域は、光電変換素子において光電変換によって得られた画素信号の信号処理を行う処理回路を有する。処理回路は、アナログ信号である画素信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路を含む。処理回路によってデジタル信号に変換された画素信号は、撮像チップ１００から出力信号として出力される。

撮像ユニット４０の近傍に基板６２が配置される。基板６２は、撮像ユニット４０に接触して配置される。基板６２の後方には、背面表示部８８が配置される。背面表示部８８としては、液晶パネル等を適用できる。背面表示部８８の表示面は、カメラボディ３０の背面に現れる。背面表示部８８は、撮像チップ１００からの出力信号から生成される画像を表示する。

基板６２には、後述するＭＰＵ５１、ＡＳＩＣ５２等の電子回路が実装される。ＭＰＵは、カメラ１０の全体の制御を担う。撮像チップ１００からの出力信号は、基板６２に実装されたＡＳＩＣへ出力される。基板６２に実装されたＡＳＩＣは、撮像チップ１００から出力された出力信号を処理する。

基板６２に実装されたＡＳＩＣ５２は、撮像チップ１００からの出力信号に基づいて、表示用の画像データを生成する。背面表示部８８は、ＡＳＩＣが生成した表示用の画像データに基づいて画像を表示する。ＡＳＩＣ５２は、撮像チップ１００からの出力信号に基づいて、記録用の画像を生成する。ＡＳＩＣ５２が生成した記録用の画像データは、カメラ１０に着脱可能に装着された記録媒体に記録される。

図２は、本実施形態に係る撮像ユニット４０の模式断面図である。電子ユニット４００は、撮像ユニット４０および後述する画像処理ユニット５０を含む。撮像ユニット４０は、撮像チップ１００と、実装基板１２０と、フレーム１４０と、カバーガラス１６０と、電子部品１８０とを含んで構成される。撮像チップ１００は、実装基板１２０の第１の面１９１に実装される。画像処理ユニット５０は、基板６２およびＡＳＩＣ５２を含んで構成される。

撮像チップ１００は、画素領域１０１と回路領域１０２とを含む。画素領域１０１は、例えば撮像チップ１００の中央部分に形成される。画素領域１０１は、受光した被写体像を光電変換する光電変換素子を複数有し、撮像面を形成する。回路領域１０２は、撮像チップ１００の画素領域１０１周辺に形成される。回路領域１０２は、光電変換によって得られた画素信号の信号処理を行う処理回路を有する。処理回路は、アナログ信号である画素信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路を含む。処理回路は、ＣＤＳ回路等の、画素信号のノイズを除去する回路を含む。処理回路は、画素信号を増幅する増幅回路を含む。

実装基板１２０は、コア基板である。実装基板１２０は、メタルコア基板である。具体的には、実装基板１２０は、第１層１２１と、第２層１２２と、芯層１２３を含む。第１層１２１の弾性率は第２層１２２の弾性率とは異なる。芯層１２３は、互いに弾性率が異なる第１層１２１および第２層１２２により挟まれている。実装基板１２０の厚みは、全体として０．８ｍｍから３ｍｍ程度である。

第１層１２１は、絶縁層１２４と、絶縁層１２４の表面に形成された配線パターン１２５を含む。配線パターン１２５は、配線１２６、配線１２７、配線１２８を含む。配線パターン１２５の厚みは、３０μｍ〜４０μｍ程度である。配線１２６は、ボンディングワイヤ１１０によって撮像チップ１００に電気的に接続される。配線１２７には撮像チップ１００が実装され、配線１２８にはフレーム１４０が固着される。

第１層１２１の絶縁層１２４は、後述する第２層１２２の絶縁層１３６層の材料より弾性率の低い材料により形成される。低弾性率の材料は、具体的には、弾性率が２０ＧＰａ以下の材料である。低弾性率の材料として弾性率が１５ＧＰａ以下であることが好ましい。弾性率が１０ＧＰａ以下であることがより好ましい。さらに弾性率が５ＧＰａ以下であることがより好ましい。弾性率が０．３ＧＰａ〜１．３ＧＰａであることが最も好ましい。低弾性率の材料として熱硬化性樹脂を用いることができる。絶縁層１２４は、低弾性率の材料として、ガラスクロスに熱硬化性樹脂を含浸させた複合素材で構成されてもよい。この場合には、複合素材全体として弾性率が定義される。

芯層１２３は、メタルコアである。芯層１２３の材料として、ニッケルと鉄の合金（例えば４２ａｌｌｏｙ、５６ａｌｌｏｙ）、銅、アルミニウム等を用いることができる。ここで、ニッケルと鉄の合金、アルミニウム、および銅の弾性率はそれぞれ、１５０ＧＰａ、１３０ＧＰａ、７０ＧＰａ程度である。芯層１２３の厚みは、第１層１２１の配線パターン１２５および後述する第２層１２２の配線パターン１３５の厚みより厚い。具体的には、０．１ｍｍ〜０．４ｍｍ程度である。このため、芯層１２３の剛性は、第１層１２１および第２層１２２の剛性より高い。芯層１２３は、放熱性および剛性の観点から第１層１２１の配線パターン１２５および第２層１２２の配線パターン１３５と区別される。より詳細には、芯層１２３は、撮像チップ１００で発生した熱を放熱する機能を担うとともに、剛性の高さを利用して他の部材を保持する機能を担うこともできる点で、配線パターン１２５および配線パターン１３５と区別される。

第２層１２２は、絶縁層１３６と、絶縁層１３６の内部および芯層１２３とは反対側の面に形成された３層の配線パターン１３５を含む。配線パターン１３５は、配線１３３、配線１３４を含む。配線パターン１３５の厚みは、３０μｍ〜４０μｍ程度である。第２層１２２のうち芯層１２３とは反対側の面の一部は、ソルダーレジスト１７０により保護されている。第２層１２２の絶縁層１３６は、第１層１２１の絶縁層１２４の材料より弾性率の高い材料により形成される。高弾性率の材料は、弾性率が３５ＧＰａ〜４０ＧＰａ程度の材料である。

配線１２６と配線１３３は、ビア１３１によって電気的に接続されている。ビア１３１は、絶縁体１３２により覆われている。撮像チップ１００から出力された画素信号は、配線１２６およびビア１３１を介して、配線１３３に伝送される。

ここでは、第１層１２１の弾性率と第２層の弾性率を比較している。特に、配線パターン１２５と配線パターン１３５の材質が同一である場合には、絶縁層１２４と絶縁層１３６の材料の弾性率の違いが、第１層１２１と第２層の弾性率の違いとして現れることになる。

フレーム１４０は、撮像チップ１００を環囲する。フレーム１４０の材料としてアルミニウム、真鍮、鉄、ニッケル合金等の金属を用いることができる。また、フレーム１４０の材料として樹脂を用いることもできるし、金属と樹脂がインサート成形された材料を用いることもできる。フレーム１４０の材料として金属または金属と樹脂がインサート成形された材料を用いれば、フレーム１４０を放熱体としても利用できる。

カバーガラス１６０は、撮像チップ１００をカバーする。カバーガラス１６０の材料としてホウケイ酸ガラス、石英ガラス、無アルカリガラス、耐熱ガラス等を用いることができる。カバーガラス１６０は、フレーム１４０に固着される。

実装基板１２０と、フレーム１４０と、カバーガラス１６０とによって、密封空間が形成される。撮像チップ１００は、密封空間内に配置されることになる。

撮像ユニット４０を放熱特性について説明する。第１層１２１は、複数のサーマルビア１２９を有する。複数のサーマルビア１２９は、撮像チップ１００の直下に形成される。撮像チップ１００の直下に形成された複数のサーマルビア１２９は、第１層１２１の配線１２７と芯層１２３とを熱的に連結する。これにより、撮像チップ１００で発生した熱を芯層１２３に伝達することができる。したがって、複数のサーマルビア１２９は、撮像チップ１００で発生した熱を芯層１２３へ伝える伝熱経路として機能するといえる。複数のサーマルビア１２９は、撮像チップ１００の発熱領域に対応して形成するとよい。回路領域１０２の処理回路は、画像領域に比べて多くの熱が発生するので、複数のサーマルビア１２９は、処理回路の直下に形成されていることが好ましい。特に、ＡＤ変換回路の直下に形成されていることが好ましい。また、画素領域１０１の直下に比べて回路領域１０２の直下により多くのサーマルビア１２９を形成してもよい。

第１層１２１は、複数のサーマルビア１３０をさらに有する。複数のサーマルビア１３０は、フレーム１４０の直下に形成される。フレーム１４０の直下に形成された複数のサーマルビア１３０は、第１層１２１の配線１２８とフレーム１４０とを熱的に連結する。これにより、撮像チップ１００で発生した熱を、芯層１２３を介してフレーム１４０に伝達することができる。

電子部品１８０は、実装基板１２０の第１の面１９１の反対側の面である第２の面１９２に実装される。電子部品１８０は、第２層１２２のうち芯層１２３とは反対側の面に実装される。電子部品１８０は、例えばコンデンサ、レジスタ、抵抗等である。これらの電子部品１８０は、撮像チップ１００内の回路に電力を供給する電源回路等を構成する。電子部品１８０と第２層１２２の配線１３４とは、はんだによって電気的に接続される。

第２層１２２には、電極２００が設けられる。電極２００は、配線１３３に接続されている。電極２００は、配線１３３に物理的かつ直接的に接続されている。配線１３３に伝送された画素信号は電極２００へ伝送される。電極２００へ伝送された画素信号は、電極２００を介して、基板６２に設けられたＡＳＩＣ５２へ伝送される。電極２００は、平面電極であり、バンプ等により形成される。電極２００は、実装基板１２０の表面に実質的に平行な平坦面を有する。電極２００の平坦面には、ソルダーレジスト１７０が形成される。

基板６２は、実装基板１２０に対して固定されている。基板６２は、第２の面１９２に接して設けられる。基板６２は、ＡＳＩＣ５２を含む処理回路が実装された面である第１の面２９１と、第１の面２９１とは反対側の面である第２の面２９２とを有する。基板６２の第１の面２９１は、実装基板１２０の第２の面１９２に接している。

基板６２は、ソルダーレジスト２７０、電極２０１、配線２３３および基体２３０を含む。ソルダーレジスト２７０は、電極２０１および配線２３３に形成され、基板６２の第１の面２９１の一部を形成する。基体２３０には、電極２０１および配線２３３が設けられる。電極２０１および配線２３３は、基板６２の第１の面２９１に設けられる。電極２０１は、配線２３３に接続されている。電極２０１は、配線２３３に物理的かつ直接的に接続されている。

電極２０１は、平面電極であり、バンプ等により形成される。電極２０１は、基板６２の表面に実質的に平行な平坦面を有する。電極２０１の平坦面には、ソルダーレジスト２７０が形成される。電極２０１は、電極２００に対向して設けられる。電極２０１の平坦面と、電極２００の平坦面とが対向している。電極２０１は、ソルダーレジスト１７０およびソルダーレジスト２７０を挟んで電極２００に対向する。

電極２００と電極２０１とはソルダーレジスト１７０およびソルダーレジスト２７０によって電気的に絶縁されている。よって、電極２００および電極２０１は、後に示すキャパシタ３００における一対の電極を形成する。ソルダーレジスト１７０およびソルダーレジスト２７０は、キャパシタ３００の誘電体となる。したがって、配線１３３は配線２３３と容量結合される。

図３は、撮像ユニット４０および画像処理ユニット５０を含む電子ユニット４００を模式的に示す上面図である。図４は、電子ユニット４００の一部における機能ブロックを模式的に示す。図４は、撮像チップ１００が有する機能ブロックと、撮像ユニット４０側の伝送ライン４４０と、キャパシタ３００と、画像処理ユニット５０側の伝送ライン４５０と、ＡＳＩＣ５２と、ＭＰＵ５１と、電源回路５３との機能ブロックとを示す。ＡＳＩＣ５２、ＭＰＵ５１および電源回路５３は、基板６２に設けられる。

撮像チップ１００の画素領域１０１は、複数の光電変換素子を含む。複数の光電変換素子は、ｍ個のチャネルのうちのいずれか一つのチャネルに対応づけられる。複数の光電変換素子は、対応するチャネルから画素信号を出力する。ｍ個の光電変換素子の画素信号は、ｍ個のチャネルを通じて並列に出力する。

撮像チップ１００の回路領域１０２は、アナログ処理部４１０と、トランスミッタ部４２０と、クロック出力部４３０とを有する。アナログ処理部４１０は、ｍ個のＡＤ変換回路４１２−１〜ＡＤ変換回路４１２−ｍを含む。トランスミッタ部４２０は、ｎ個のトランスミッタ４２２−１〜トランスミッタ４２２−ｎを含む。ここで、ｎ＝ｍ＋１である。

ＡＤ変換回路４１２は、対応するチャネルにおけるアナログの画素信号をデジタルの画素信号に変換する。トランスミッタ４２２は、ＡＤ変換回路４１２によって変換されたデジタルの画素信号のうち、対応するチャネルの画素信号を出力する。

クロック出力部４３０は、アナログ処理部４１０およびトランスミッタ部４２０へクロック信号を供給する。ＡＤ変換回路４１２およびトランスミッタ４２２は、クロック出力部４３０から供給されたクロック信号に基づいて動作する。

ＡＤ変換回路４１２は、供給されたクロック信号に同期してＡＤ変換を行う。トランスミッタ４２２−１〜トランスミッタ４２２−ｍは、クロック信号に同期してデジタルの画素信号を出力する。トランスミッタ４２２−ｎは、供給されたクロック信号を出力する。

ＡＳＩＣ５２において、画素信号およびクロック信号は、対応するレシーバ４６０で受信されて、ＡＳＩＣ５２が有する画素信号処理部４９０に供給される。画素信号処理部４９０は、供給されたクロック信号および画素信号に基づいて画像データを生成して画像処理を行う。

トランスミッタ４２２−１とレシーバ４６０−１との間の信号の伝送経路について説明する。トランスミッタ４２２−１は、差動信号を出力する第１出力端子および第２出力端子を有する。

トランスミッタ４２２−１の第１出力端子は、伝送ライン４４０ａを介して、キャパシタ３００ａを形成する電極２００に接続される。伝送ライン４４０ａは、ボンディングワイヤ１１０、配線１２６、ビア１３１および配線１３３を含んで形成される。

伝送ライン４４０ａは、キャパシタ３００ａによって、伝送ライン４５０ａに容量結合される。伝送ライン４５０ａは、配線２３３を含んで形成される。伝送ライン４５０ａは、ＡＳＩＣ５２が有するレシーバ４６０−１に接続されている。

レシーバ４６０−１は、差動信号を入力する第１入力端子および第２入力端子を有する。レシーバ４６０−１はコンパレータであり、例えば第１入力端子が＋端子であり、第２入力端子が−端子である。第１入力端子と第２入力端子との間は終端抵抗４７０で接続されている。レシーバ４６０−１の第１入力端子は、伝送ライン４５０ａを介して、キャパシタ３００ａを形成する電極２０１に接続される。

トランスミッタ４２２−１の第２出力端子から出力される信号の伝送経路は、伝送ライン４４０ｂ、キャパシタ３００ｂおよび伝送ライン４５０ｂを含む。第２出力端子から出力される信号の伝送経路は、第１出力端子から出力される信号の伝送経路と同様の構成を有するので、その説明を省略する。また、トランスミッタ４２２−２〜トランスミッタ４２２−ｎと、レシーバ４６０−２〜レシーバ４６０−ｎとの間の信号の伝送経路についても同様であるので、その説明を省略する。

トランスミッタ４２２とレシーバ４６０との間は、キャパシタ３００が介在するので、信号のＤＣ成分を伝送することは実質的にできないが、信号のＡＣ成分を伝送することができる。したがって、トランスミッタ４２２から出力される信号が時間的に変化することで生じるＡＣ成分を、キャパシタ３００を介してレシーバ４６０へ伝送することができる。例えば、トランスミッタ４２２から出力される信号が変化した時の信号のエッジ部分を、レシーバ４６０へ伝送することができる。

上述したように、トランスミッタ４２２は、２本の伝送ラインで１組の信号を伝送する。レシーバ４６０は、＋端子および−端子に入力される電圧の高低に応じてＨまたはＬの電圧を出力する。したがって、レシーバ４６０の出力は、デジタル信号として認識できる。

伝送回路の動作について具体的に説明する。Ｌ信号を伝送する場合、信号が切り替わった瞬間は、トランスミッタ４２２のＨ端子から流れた電流は、キャパシタ３００ａ、終端抵抗４７０、キャパシタ３００ａと対をなす他方のキャパシタ３００ｂを流れて、トランスミッタ４２２のＬ端子へ帰還する。

この電流は、キャパシタ３００ａおよびキャパシタ３００ｂを充電する充電電流となる。電流が流れる時間は、トランスミッタ４２２のＨ端子とＬ端子との間の電圧差と、キャパシタ３００およびキャパシタ３００ｂの容量と、終端抵抗４７０の抵抗値とによって定まる。したがって、充電電流が流れる間、レシーバ４６０はトランスミッタ４２２の信号を認識できる。レシーバ４６０は、終端抵抗４７０に流れる電流の向きによって、Ｈ信号であるかＬ信号であるかを判別する。

具体的には、終端抵抗４７０に流れる電流の向きに応じて、電圧降下の向きが変わるので、レシーバ４６０は、＋端子の電圧と−端子の電圧とを比較して、Ｈ信号であるかＬ信号であるかを判別する。例えば、ＡＤ変換回路４１２からＬ信号が出力された場合、＋端子の電圧が−端子の電圧より低くなるので、レシーバ４６０はＬ信号と判別する。ＡＤ変換回路４１２からＨ信号が出力された場合、＋端子の電圧が−端子の電圧より高くなるので、レシーバ４６０はＨ信号と判別する。

キャパシタ３００の容量の一例を説明する。電極２００および電極２０１の平坦面が一辺５ｍｍの正方形の形状を有し、電極間の距離が４０μｍである場合、平行平板キャパシタとしての容量は約１８ｐＦとなる。なお、ここでは伝送する信号の周波数を１ＧＨｚと仮定して、ソルダーレジスト１７０およびソルダーレジスト２７０による非誘電率を３．３とした。トランスミッタ４２２のＨ端子とＬ端子との間の電圧差、キャパシタ３００およびキャパシタ３００ｂの容量ならびに終端抵抗４７０の抵抗値は、伝送すべき画素信号の伝送周波数を考慮して定められる。

図５は、変形例に係る電子ユニット５９０の一例を模式的に示す断面図である。図６は、撮像ユニット４０の一部および画像処理ユニット５０を含む電子ユニット５９０を模式的に示す上面図である。電子ユニット５９０の説明において、電子ユニット４００と同一の符号を付した要素は、電子ユニット４００において説明した要素と同一の機能及び構成を有するので、説明を省略する場合がある。

電子ユニット５９０は、誘電体層５００を有する。電極２００と電極２０１との間には、ソルダーレジスト１７０およびソルダーレジスト２７０に加えて誘電体層５００が設けられる。誘電体層５００は、ソルダーレジスト１７０とソルダーレジスト２７０との間に設けられる。

誘電体層５００を設けることで、形成されるキャパシタ３００の容量を大きくすることができる。そのため、電極２００および電極２０１の面積を小さくすることができる。誘電体層５００の材料としては、プラスティック、セラミック、雲母、油、純水等を例示することができる。誘電体層５００は、ソルダーレジスト１７０およびソルダーレジスト２７０より比誘電率が高いことが望ましい。

図６に示されるように、電子ユニット５９０は、実装基板１２０と基板６２との間の距離を固定するネジ部６５０を有する。実装基板１２０と基板６２との間の距離は、ネジ部６５０によって固定される。実装基板１２０と基板６２との間には、基板間の距離を規定するスペーサを有してよい。電子ユニット５９０においては、実装基板１２０と基板６２との間の距離がネジ部６５０によって実質的に固定されるので、キャパシタ３００の容量変化を抑制できる。したがって、信号の伝送周波数の変化を抑制できる。そのため、信号の伝送エラーが生じる可能性を低減できる。

図７は、変形例に係る電子ユニット７９０の一例を模式的に示す断面図である。電子ユニット７９０の説明において、電子ユニット４００と同一の符号を付した要素は、電子ユニット４００において説明した要素と同一の機能及び構成を有するので、説明を省略する場合がある。

電子ユニット７９０において、ＡＤ変換回路およびトランスミッタは、第２の面１９２の電子回路６８０に設けられる。回路領域１０２には、ＡＤ変換回路およびトランスミッタは設けられない。したがって、撮像チップ１００からは、アナログの画素信号が出力される。撮像チップ１００から出力されたアナログの画素信号は、配線１３３およびビア１３７を介して、電子回路６８０に接続された配線１３４に伝送される。

電子回路６８０は、アナログの画素信号をＡＤ変換して、得られたデジタルの画素信号を差動信号に変換して出力する。電子回路６８０から出力された差動信号は、配線１３４およびビア１３７を介して配線パターン１３５に戻され、電極２００に接続された配線１３３を介してレシーバ４６０へ出力される。

図８は、変形例に係る電子ユニット８９０の一例を模式的に示す上面図である。電子ユニット８９０の説明において、電子ユニット４００と同一の符号を付した要素は、電子ユニット４００において説明した要素と同一の機能及び構成を有するので、説明を省略する場合がある。

基板６２は、実装基板１２０の矩形の３辺に沿う部分を有する。基板６２は、実装基板１２０の上端に沿う第１部分８１０と、実装基板１２０の右端に沿う第２部分８２０と、実装基板１２０の下端部に沿う第３部分８３０とを有する。

アナログ処理部４１０は、撮像チップ１００の回路領域１０２の上部に設けられる。基板６２の第１部分８１０と実装基板１２０とは、ｘｙ平面において重なる領域８５０を有する。キャパシタ３００は、実装基板１２０と第１部分８１０とが重なる領域８５０に形成される。電極２００は、実装基板１２０の上端部に設けられ、電極２０１は第１部分８１０の下端部に設けられる。

なお、アナログ処理部４１０は、撮像チップ１００の回路領域１０２の下部にも設けられてよい。この場合、基板６２の第３部分８３０と実装基板１２０とが、ｘｙ平面において重なる領域を有し、キャパシタ３００は、実装基板１２０と第３部分８３０とが重なる領域に形成されてよい。電源回路５３は、第３部分８３０に設けられる。電源回路５３は、実装基板１２０と第３部分８３０とが重なる領域に形成されたキャパシタ３００を通じて、実装基板１２０へ電力を供給してもよい。

なお、アナログ処理部４１０は、撮像チップ１００の回路領域１０２の右側に設けられてよい。この場合、基板６２の第２部分８２０と実装基板１２０とが、ｘｙ平面において重なる領域を有し、キャパシタ３００は、実装基板１２０と第２部分８２０とが重なる領域に形成されてよい。

図９は、変形例に係る電子ユニット９９０の一例を模式的に示す上面図である。電子ユニット９９０の説明において、電子ユニット４００と同一の符号を付した要素は、電子ユニット４００において説明した要素と同一の機能及び構成を有するので、説明を省略する場合がある。

電子ユニット９９０における基板６２は、ＡＳＩＣ５２およびＭＰＵ５１が実装された処理系実装基板９５０と、電源回路が実装された電源系実装基板９６０とを有する。処理系実装基板９５０は、実装基板１２０の矩形の２辺に沿う部分を有する。処理系実装基板９５０は、実装基板１２０の上端に沿う第１部分９１０と、実装基板１２０の右端に沿う第２部分９２０とを有する。

処理系実装基板９５０の第１部分９１０と実装基板１２０とは、ｘｙ平面において重なる領域９７０を有する。キャパシタ３００は、実装基板１２０と第１部分９１０とが重なる領域９７０に形成される。電極２００は、実装基板１２０の上端部に設けられ、電極２０１は第１部分９１０の下端部に設けられる。

電源系実装基板９６０は、実装基板１２０の下端に沿って設けられる。電源系実装基板９６０と実装基板１２０とは、ｘｙ平面において重なる領域９８０を有し、キャパシタ３００は、電源系実装基板９６０と実装基板１２０とが重なる領域９８０に形成される。電源回路５３は、実装基板１２０と電源系実装基板９６０とが重なる領域に形成されたキャパシタ３００を通じて、実装基板１２０へ電力を供給する。

このように、電子ユニット９９０においては、実装基板１２０には、異なる複数の基板との間で形成され、信号および電力の少なくとも一方を伝達するためのキャパシタ３００が形成してよい。

図１０は、変形例にかかる電子ユニット１０９０を模式的に示す断面図である。電子ユニット１０９０の説明において、電子ユニット４００と同一の符号を付した要素は、電子ユニット４００において説明した要素と同一の機能及び構成を有するので、説明を省略する場合がある。図１０においては、実装基板１２０および基板６２が有する各層等の詳細な図示を省略している。

撮像ユニット１０４０は、撮像チップ１００と、実装基板１２０と、フレーム１４０と、カバーガラス１６０とを含んで構成される。電極２００は、実装基板１２０の側面１９３に設けられる。側面１９３は、第１の面１９１と第２の面１９２との間の面である。側面１９３は、第１の面１９１と第２の面１９２と実質的に直交する。

電極２０１は、基板６２の側面２９３に設けられる。側面２９３は、第１の面２９１と第２の面２９２との間の面である。側面２９３は、第１の面２９１と第２の面２９２と実質的に直交する。

電子ユニット１０９０においては、実装基板１２０および基板６２は、ｘ軸方向に実質的に並んで設けられる。電子ユニット１０９０においては、電極２００が側面１９３に沿って設けられ、電極２０１が側面２９３に沿って設けられる。そのため、キャパシタ３００を形成する電極の平坦面を大きく確保することができ、キャパシタ３００の容量を大きくすることができる。

図１１は、変形例に係る電子ユニット１１９０の一例を模式的に示す断面図である。電子ユニット１１９０の説明において、電子ユニット４００と同一の符号を付した要素は、電子ユニット４００において説明した要素と同一の機能及び構成を有するので、説明を省略する場合がある。

電子ユニット１１９０は、電子ユニット４００における基板６２に代えて、フレキシブル多層基板１１００を有する。フレキシブル多層基板１１００は、可撓性を有する基板の一例である。ＭＰＵ５１、ＡＳＩＣ５２および電源回路５３は、フレキシブル多層基板１１００に設けられる。キャパシタ３００は、実装基板１２０が有する電極２００と、フレキシブル多層基板１１００が有する電極２０１との間に形成される。

カメラ１０においては、撮像チップ１００を光軸２２に対して正確に位置決めする必要がある。そのため、実装基板１２０には、比較的に高い剛性を持たせる必要がある。しかし、ＭＰＵ５１やＡＳＩＣ５２等を実装するための基板には、高い剛性を持たせる必要性は小さい。

電子ユニット１１９０においては、フレキシブル多層基板１１００が可撓性を有するので、フレキシブル多層基板１１００を実装基板１２０に対して変位させた場合でも、電極２００と電極２０１との間の距離が変化しにくい。そのため、実装基板１２０に接続されたフレキシブル多層基板１１００をカメラ１０内に固定するときや、カメラ１０に大きな加速度が加わった場合でも、電極２００と電極２０１との間の距離が変化することを抑制できる。また、カメラ１０内部のフレキシブル多層基板１１００の配置について自由度を高めることができる。

図１２は、変形例としての電子ユニット１２９０の模式断面図である。図１３は、電子ユニット１２９０における実装基板１２０を模式的に示す斜視図である。電子ユニット１２９０において、電子ユニット４００と同一の符号を付した要素は、電子ユニット４００において説明した要素と同一の機能及び構成を有する。

電子ユニット１２９０は、撮像ユニット１２４０および基板６２を有する。撮像ユニット１２４０は、伸延部１５１を有する。伸延部１５１は、芯層１２３の外縁からｘ軸プラス方向に伸延している。伸延部１５１は、実装基板１２０の一側面（紙面の右側側面）からｘ軸プラス方向へ伸延する。伸延部１５１の幅は、例えば上記の一側面におけるｙ軸方向の幅の半分程度であってよい。伸延部１５１の幅は、後述する芯層１２３の幅よりも短い。伸延部１５１は、上記の一側面におけるｙ軸方向の中央部分から伸延している。

撮像ユニット１２４０では、芯層１２３の下側に伸延部１５１が形成されている。絶縁層１３６は、絶縁層１３６ａ、絶縁層１３６ｂ、絶縁層１３６ｃ及び絶縁層１３６ｄの４層構造である。配線パターン１３５は、配線層１３５ａ、配線層１３５ｂ、配線層１３５ｃ及び配線層１３５ｄの４層構造である。配線層１３５ｂは、配線１５３を含む。配線１２６と配線１５３は、ビア２３８によって電気的に接続されている。ビア２３８は、絶縁体２３９により覆われている。ここでは、絶縁層１３６ｂ、絶縁層１３６ｃ及びこの２層に挟まれた配線層１３５ｂが伸延層である。これら３層における伸延している部分である伸延部１５１は、可撓性を有する。

絶縁層１３６ｂ及び絶縁層１３６ｃは、可撓性を有する材料により形成される。絶縁層１３６ｂ及び絶縁層１３６ｃの材料は、例えばポリイミドである。配線層１３５ｂは、可撓性を有する材料により形成される。配線層１３５ｂの材料は、金属であり、例えば銅、アルミ等である。絶縁層１３６ｂ、絶縁層１３６ｃ及び配線層１３５ｂがそれぞれ可撓性を有しているので、伸延部１５１は可撓性を有する。なお、絶縁層１３６ａ、絶縁層１３６ｄは、可撓性を有する材料により形成されてもよいし、可撓性を有さない材料により形成されてもよい。

伸延部１５１の端部には、配線１５３に接続された電極２００が設けられる。電極２００は、配線１５３に接続されている。電極２００は、配線１５３に物理的かつ直接的に接続されている。よって、撮像チップ１００から出力された画素信号は、ボンディングワイヤ１１０、配線１２６、ビア２３８および配線１５３を介して電極２００に出力される。

電子ユニット１２９０においては、撮像ユニット１２４０が可撓性を有する伸延部１５１を有する。そのため、電子ユニット１１９０と同様に、電極２００と電極２０１との間の距離が変化しにくく、容量の変化を抑制することができる。また、カメラ１０内部における基板６２の配置について自由度を高めることができる。

なお、撮像ユニット１２４０においては、伸延部１５１が芯層１２３の下側に形成されているとしたが、伸延部１５１が芯層１２３より上側に設けられてよい。

図１４は、変形例としての電子ユニット１４９０の模式断面図である。電子ユニット１４９０は、電子ユニット１２９０における撮像ユニット１２４０と、電子ユニット１１９０におけるフレキシブル多層基板１１００とを備える。

電子ユニット１４９０においては、撮像ユニット１２４０が可撓性を有する伸延部１５１を有する。また、フレキシブル多層基板１１００も可撓性を有する。そのため、電子ユニット１１９０および電子ユニット１２９０と同様、電極２００と電極２０１との間の距離が変化しにくく、キャパシタ３００の容量の変化を抑制することができる。また、カメラ１０内部におけるフレキシブル多層基板１１００の配置について自由度を高めることができる。また、電子ユニット１４９０を高密度に実装することができる。

上述した実施形態は、以下のように変形することができる。実装基板１２０は、１つの基板で構成されていてもよい。実装基板１２０は、単層基板であってよい。配線層は、撮像チップ１００が実装された面に設けられてよい。この場合において、電極２００は、撮像チップ１００が実装された面とは反対側に設けられてよい。実装基板１２０を複数の基板で構成される場合においては、複数の基板間をＬＧＡ（Ｌａｎｄ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）やＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）等で実装されてもよい。

上述した実施形態において、信号や電力の伝送ラインに対して直列に、異なる基板間で形成されるキャパシタ要素を配して、容量結合により信号や電力を伝送する形態について説明した。しかし、信号や電力の伝送ラインに直列に、異なる基板間で形成されるインダクタンス要素を配して、誘導結合により信号や電力を伝送してもよい。一例として、一対の電極２００および電極２０１に代えて、誘導結合した一対のコイルを設けることで、信号や電力を伝送してもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０ カメラ
２０ レンズユニット
２２ 光軸
２４ レンズマウント
２６ ボディマウント
３０ カメラボディ
３２ メインミラー
３３ サブミラー
３８ シャッタユニット
４０ 撮像ユニット
５０ 画像処理ユニット
５１ ＭＰＵ
５２ ＡＳＩＣ
５３ 電源回路
６０ ミラーボックス
６２ 基板
７０ 合焦光学系
７２ 焦点検出センサ
８０ ピント板
８２ ペンタプリズム
８４ ファインダ光学系
８６ ファインダ
８８ 背面表示部
１００ 撮像チップ
１０１ 画素領域
１０２ 回路領域
１１０ ボンディングワイヤ
１２０ 実装基板
１４０ フレーム
１２１ 第１層
１２２ 第２層
１２３ 芯層
１２４ 絶縁層
１２５ 配線パターン
１２６ 配線
１２７ 配線
１２８ 配線
１２９ サーマルビア
１３０ サーマルビア
１３１ ビア
１３２ 絶縁体
１３３ 配線
１３４ 配線
１３５ 配線パターン
１３６ 絶縁層
１３７ ビア
１５１ 伸延部
１５３ 配線
１６０ カバーガラス
１７０ ソルダーレジスト
１８０ 電子部品
１９１ 第１の面
１９２ 第２の面
１９３ 側面
２００ 電極
２０１ 電極
２３０ 基体
２３３ 配線
２３８ ビア
２３９ 絶縁体
２７０ ソルダーレジスト
２９１ 第１の面
２９２ 第２の面
２９３ 側面
３００ キャパシタ
４００ 電子ユニット
４１０ アナログ処理部
４１２ ＡＤ変換回路
４２０ トランスミッタ部
４２２ トランスミッタ
４３０ クロック出力部
４４０ 伝送ライン
４５０ 伝送ライン
４６０ レシーバ
４７０ 終端抵抗
４９０ 画素信号処理部
５００ 誘電体層
５９０ 電子ユニット
６５０ ネジ部
６８０ 電子回路
７９０ 電子ユニット
８１０ 第１部分
８２０ 第２部分
８３０ 第３部分
８５０ 領域
８９０ 電子ユニット
９１０ 第１部分
９２０ 第２部分
９５０ 処理系実装基板
９６０ 電源系実装基板
９９０ 電子ユニット
１０９０ 電子ユニット
１２９０ 電子ユニット
１１００ フレキシブル多層基板
１１９０ 電子ユニット
１２４０ 撮像ユニット
１２９０ 電子ユニット
１４９０ 電子ユニット

Claims (1)

1. 被写体を撮像する撮像チップと、
   前記撮像チップが実装された実装基板と、
   前記実装基板に設けられ、他の基板に設けられた第２電極との間で第１キャパシタを形成する第１電極と、を備え、
   前記実装基板は、前記撮像チップが配置される第１面と、前記第１面とは反対側の面であって前記第１電極が配置される第２面と、を有し、
   前記第１電極は、前記撮像チップで撮像された被写体の画像信号が出力される撮像ユニット。

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