JP6870534B2 - イメージセンサ装置及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、イメージセンサ装置及び撮像装置に関するものである。

例えば赤外イメージセンサといったイメージセンサ装置においては、イメージセンサ素子を冷却して使用するために、気密に封止された容器内にイメージセンサ素子が収容され、イメージセンサ素子と大気との接触が遮断される。容器内は、真空状態とされるか、もしくは不活性ガスが封入される。このような気密容器の内部と外部との電気的な導通を図るために、フィードスルーが設けられる。フィードスルーは、容器の一部を構成する絶縁部材と、該絶縁部材を貫通し電気信号を伝達する導体とを有する。従来のフィードスルーでは、板状の複数の導体が所定方向に並んで配置され、且つ各導体の板面が或る架空平面に沿って面一に並ぶ。これにより、容器の外部に設けられた基板と複数の導体との導電接着が容易となる。

特開２０１１−９６９２１号公報

しかしながら、容器の外部に設けられた基板とフィードスルーの複数の導体とを導電性接着剤によって固着する際、導体に力が加わり、絶縁部材の導体貫通用の孔付近に応力が発生する。或いは、複数の導体と基板とが固着された後の基板への外力によっても、導体を介して絶縁部材に同様の応力が発生する。このような応力によって絶縁部材に亀裂が生じ、容器の気密状態を維持できなくなる虞がある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、イメージセンサを実装する際のパッケージのフィードスルーの絶縁部材に生じる亀裂を低減できるイメージセンサ装置及び撮像装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、一実施形態に係る第１のイメージセンサ装置は、入射光像を電気的な画像信号に変換するイメージセンサ素子と、イメージセンサ素子を気密に収容する容器と、を備え、容器は、イメージセンサ素子と対向して配置され入射光像を透過する光入射窓と、容器の一部を構成する絶縁部材、及び絶縁部材を貫通し所定方向に並ぶ板状の複数の導体を含み、容器の内部と外部とを電気的に導通させるフィードスルーと、を有し、互いに隣り合う導体のうち一方の導体の絶縁部材に埋め込まれた部分の板面を含む仮想平面と、他方の導体の絶縁部材に埋め込まれた部分の板面を含む仮想平面とが互いに交差するか若しくは離間している。

また、一実施形態に係る第２のイメージセンサ装置は、入射光像を電気的な画像信号に変換するイメージセンサ素子と、イメージセンサ素子を気密に収容する容器と、を備え、容器は、イメージセンサ素子と対向して配置され入射光像を透過する光入射窓と、容器の一部を構成する絶縁部材、及び絶縁部材を貫通し所定方向に並ぶ板状の複数の導体を含み、容器の内部と外部とを電気的に導通させるフィードスルーと、を有し、各導体は、容器の内側の一端を含む第１部分と、容器の外側の他端を含む第２部分と、絶縁部材に埋め込まれた第３部分と、を含み、第１部分及び第２部分の断面形状が長方形であり、第３部分の断面形状が円形若しくは楕円形である。

本発明によるイメージセンサ装置及び撮像装置によれば、フィードスルーの絶縁部材に生じる亀裂を低減できる。

図１は、一実施形態による撮像装置の構成を概略的に示すブロック図である。 図２は、一実施形態によるイメージセンサ装置の外観を示す斜視図である。 図３は、イメージセンサ装置の正面図である。 図４は、図２のIV−IV線に沿ったイメージセンサ装置の部分断面図である。 図５は、マウント及びイメージセンサ素子の周辺構造を概略的に示す断面図である。 図６（ａ）は、フィードスルー及びその周辺構造を拡大して示す斜視図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の部分拡大図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は、それぞれ導体の側面図及び正面図である。 図８は、外側面における複数の導体の配置を示す図である。 図９は、第１変形例に係るイメージセンサ装置のフィードスルー及びその周辺構造を拡大して示す斜視図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）の部分拡大図である。 図１０は、第１変形例の導体の形状を示す斜視図である。 図１１は、外側面における導体の配置を示す図である。 図１２（ａ）は、第２変形例に係るイメージセンサ装置のフィードスルー及びその周辺構造を拡大して示す斜視図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の部分拡大図である。 図１３は、本変形例の導体の形状を示す斜視図である。 図１４（ａ）は、第３変形例に係るイメージセンサ装置のフィードスルー及びその周辺構造を拡大して示す斜視図である。図１４（ｂ）は、フィードスルーを部分的に拡大して示す側面図である。図１４（ｃ）は、フィードスルーが有する導体の長手方向に沿った断面図である。 図１５（ａ）は、第４変形例に係るイメージセンサ装置のフィードスルー及びその周辺構造を拡大して示す斜視図である。図１５（ｂ）は、フィードスルーを部分的に拡大して示す側面図である。 図１６（ａ）は、第４変形例の別の形態に係るフィードスルー及びその周辺構造を拡大して示す斜視図である。図１６（ｂ）は、フィードスルーを部分的に拡大して示す側面図である。 図１７（ａ）は、第４変形例の更に別の形態に係るフィードスルー及びその周辺構造を拡大して示す斜視図である。図１７（ｂ）は、フィードスルーを部分的に拡大して示す側面図である。 図１８（ａ）は、比較例に係るイメージセンサ装置のフィードスルー及びその周辺構造を拡大して示す斜視図である。図１８（ｂ）は、図１８（ａ）の部分拡大図である。

［本発明の実施形態の説明］
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。一実施形態に係る第１のイメージセンサ装置は、入射光像を電気的な画像信号に変換するイメージセンサ素子と、イメージセンサ素子を気密に収容する容器と、を備え、容器は、イメージセンサ素子と対向して配置され入射光像を透過する光入射窓と、容器の一部を構成する絶縁部材、及び絶縁部材を貫通し所定方向に並ぶ板状の複数の導体を含み、容器の内部と外部とを電気的に導通させるフィードスルーと、を有し、互いに隣り合う導体のうち一方の導体の絶縁部材に埋め込まれた部分の板面を含む仮想平面と、他方の導体の絶縁部材に埋め込まれた部分の板面を含む仮想平面とが互いに交差するか若しくは離間している。

本発明者の知見によれば、フィードスルーの絶縁部材に生じる亀裂は、板状導体と絶縁部材との界面を起点として、該界面に生じる応力に垂直な面に沿って伸展する傾向がある。従って、複数の板状導体の板面が一つの仮想平面に沿って面一に並ぶ従来のフィードスルーでは、互いに隣り合う板状導体間で応力に垂直な面同士が重なり、亀裂が生じやすくなる。これに対し、上記のイメージセンサ装置では、互いに隣り合う導体のうち一方の導体の絶縁部材に埋め込まれた部分の板面を含む仮想平面と、他方の導体の絶縁部材に埋め込まれた部分の板面を含む仮想平面とが互いに交差するか若しくは離間している。言い換えれば、これらの仮想平面は互いに一致していない。これにより、各板状導体への力によって絶縁部材と板状導体との界面に生じる応力に垂直な面（すなわち亀裂が生じやすい面）が、隣り合う板状導体間で互いに重ならない。このように、互いに隣り合う板状導体間で応力を分散させることにより、絶縁部材に亀裂を生じにくくすることができる。故に、上記のイメージセンサ装置によれば、絶縁部材に生じる亀裂を低減できる。

第１のイメージセンサ装置において、各導体の板面は所定方向に対して傾斜してもよい。これにより、各板状導体により絶縁部材に生じる応力線の延伸方向が複数の板状導体間で互いに交差するか若しくは離間するので、複数の板状導体間で応力を分散させて、絶縁部材の亀裂を更に生じにくくすることができる。この場合、各導体の板面と所定方向との成す角は３０°以上であってもよい。これにより、互いに隣り合う板状導体間で応力を効果的に分散させて、絶縁部材の亀裂を更に生じにくくすることができる。

第１のイメージセンサ装置において、各導体の板面は所定方向に沿っていてもよい。このような形態であっても、上記のイメージセンサ装置によれば、互いに隣り合う板状導体間で応力を分散させて、絶縁部材の亀裂を生じにくくすることができる。

第１のイメージセンサ装置において、各導体の絶縁部材に埋め込まれた部分の断面形状が長方形であってもよい。このような場合、長方形の角部に位置する絶縁部材に応力が集中しやすく亀裂が生じ易いので、上記のイメージセンサ装置が特に有効である。

また、一実施形態に係る第２のイメージセンサ装置は、入射光像を電気的な画像信号に変換するイメージセンサ素子と、イメージセンサ素子を気密に収容する容器と、を備え、容器は、イメージセンサ素子と対向して配置され入射光像を透過する光入射窓と、容器の一部を構成する絶縁部材、及び絶縁部材を貫通し所定方向に並ぶ板状の複数の導体を含み、容器の内部と外部とを電気的に導通させるフィードスルーと、を有し、各導体は、容器の内側の一端を含む第１部分と、容器の外側の他端を含む第２部分と、絶縁部材に埋め込まれた第３部分と、を含み、第１部分及び第２部分の断面形状が長方形であり、第３部分の断面形状が円形若しくは楕円形である。

この第２のイメージセンサ装置では、絶縁部材の内側面と外側面との間を貫通する導体の第３部分が円形断面若しくは楕円形断面を有する。このように、導体の絶縁部材に接する部分が角のない形状を有することによって、絶縁部材に生じる応力を分散させ、絶縁部材に亀裂を生じにくくすることができる。

また、一実施形態に係る撮像装置は、上記いずれかのイメージセンサ装置と、容器の外部に位置する複数の導体の端部と電気的に接続された基板と、基板から得られる信号を画像信号に変換する信号処理部と、を備える。この撮像装置によれば、上記いずれかのイメージセンサ装置を備えることにより、絶縁部材に生じる亀裂を低減できる。

［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係るイメージセンサ装置及び撮像装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、一実施形態による撮像装置１Ａの構成を概略的に示すブロック図である。図１に示されるように、本実施形態の撮像装置１Ａは、レンズ３と、制御ＩＣを内蔵するイメージセンサ装置１０Ａと、制御基板４と、コントローラ５と、信号処理部６と、信号記憶部７と、画像表示部８とを備える。イメージセンサ装置１０Ａは、入射光像Ｌａを電気的な画像信号Ｓａに変換するイメージセンサ素子と、イメージセンサ素子の動作を制御する制御ＩＣ（Integrated Circuit）と、イメージセンサ素子及び制御ＩＣを気密に収容する容器と、を備える。レンズ３は、集光レンズであって、イメージセンサ素子と対向して配置される。レンズ３は、イメージセンサ素子に入射光像Ｌａを結像させる。入射光像Ｌａは赤外光像であり、その波長域は例えば０．７μｍ〜１０００μｍである。

制御基板４は、イメージセンサ装置１０Ａと電気的に接続され、イメージセンサ素子から出力された画像信号Ｓａを信号処理部６へ送る。制御基板４は、配線基板と、配線基板上に実装された電子部品とを有する。また、制御基板４は、コントローラ５からの制御信号Ｓｃを受けて、信号処理部６への画像信号Ｓａの送信を制御する。信号処理部６は、制御基板４から受けた画像信号Ｓａを画像データＤａに変換する。コントローラ５及び信号処理部６は、例えば、多数の論理回路が集積された大規模集積回路、或いは、ＣＰＵ及びメモリを有し所定のプログラムによって動作するコンピュータによって構成される。信号記憶部７は、制御基板４から出力された画像信号Ｓａ、及び信号処理部６において生成された画像データＤａのうち少なくとも一方を保存する。画像表示部８は、画像データＤａを信号処理部６から受け、表示画面に表示する。

図２は、一実施形態によるイメージセンサ装置１０Ａの外観を示す斜視図である。図３は、イメージセンサ装置１０Ａの正面図である。図４は、図２のIV−IV線に沿ったイメージセンサ装置１０Ａの部分断面図である。図２〜図４に示されるように、本実施形態のイメージセンサ装置１０Ａは、本体部１１及び小型冷却機１２を備える。本体部１１は、光入射窓１３（図２では図示を省略）、気密封止筐体１４、ヘッド１５、マウント１６、イメージセンサ素子１７、枠部１８、及びフィードスルー２０Ａを有する。光入射窓１３、気密封止筐体１４、枠部１８、及びフィードスルー２０Ａは、イメージセンサ素子１７を収容する容器１１ａを構成する。

光入射窓１３は、入射光像Ｌａを透過する板状の部材である。光入射窓１３は、後述するイメージセンサ素子１７と対向して配置されている。光入射窓１３の構成材料は、入射光像Ｌａの波長に応じて決定される。例えば、入射光像Ｌａの波長が１．２μｍ〜６μｍである場合、光入射窓１３の構成材料としてはシリコンが選択される。入射光像Ｌａの入射方向から見た光入射窓１３の形状は円形である。光入射窓１３の周縁部には、光入射窓１３を保持するための円環状の枠部１８が取り付けられている。枠部１８は、例えば金属製である。枠部１８と光入射窓１３とは、気密を維持するように互いに密着している。

気密封止筐体１４は、或る方向Ａ１に沿って延びる略円筒状の外観を有する。気密封止筐体１４の構成材料は、例えばステンレスといった金属である。気密封止筐体１４の外周面は、本体部１１の外周面を構成する。方向Ａ１における気密封止筐体１４の一端には、光入射窓１３を保持する枠部１８が気密に固定されている。これにより、方向Ａ１における気密封止筐体１４の開口が、光入射窓１３によって閉じられる。方向Ａ１は、光入射窓１３の厚さ方向と一致する。すなわち、方向Ａ１は、入射光像Ｌａの入射方向と一致する。

より具体的には、気密封止筐体１４は、円環状の第１部材１４ａ、円環状の第２部材１４ｂ、及び略円筒状の第３部材１４ｃを含んで構成されている。第１部材１４ａ及び第２部材１４ｂは、方向Ａ１において第３部材１４ｃと枠部１８との間に並んで配置されている。第１部材１４ａ、第２部材１４ｂ及び第３部材１４ｃは、方向Ａ１から見て互いに重なっている。すなわち、第１部材１４ａ、第２部材１４ｂ及び第３部材１４ｃの各内部空間は、方向Ａ１に沿って連通している。枠部１８は、例えばボルトといった締結部材１９ａによって第１部材１４ａの一端面に固定されている。枠部１８と第１部材１４ａとの隙間は、気密に封止されている。第３部材１４ｃの一端面は、例えばボルトといった締結部材１９ｂによって第２部材１４ｂの一端面に固定されている。第２部材１４ｂと第３部材１４ｃとの隙間は、気密に封止されている。第３部材１４ｃの他端面は、例えばボルトといった締結部材１９ｃによって小型冷却機１２に固定されている。第３部材１４ｃと小型冷却機１２との隙間は、気密に封止されている。第１部材１４ａの他端面と第２部材１４ｂの他端面との間には、フィードスルー２０Ａが挟持されている。言い換えれば、第１部材１４ａと第２部材１４ｂとは、フィードスルー２０Ａを介して互いに接合され、一体化されている。

第３部材１４ｃの外側面からは、真空引き用の一つのチューブ１４ｄが突出している。チューブ１４ｄは気密封止筐体の内部空間に通じている。チューブ１４ｄを介して気密封止筐体１４の内部が真空引きされたのち（若しくは不活性ガスが充填されたのち）、チューブ１４ｄの先端は気密に封じられる。

ヘッド１５は、気密封止筐体１４の内部に設けられた、方向Ａ１に沿って延びる略円筒状の金属製の部材である。ヘッド１５の外周面は、気密封止筐体１４の内周面と空隙を介して対向している。この空隙は、真空状態に維持されるか、不活性ガスが充填されている。方向Ａ１におけるヘッド１５の一端は閉じられており、他端は小型冷却機１２に固定されている。他端側の開口には、小型冷却機１２のピストン３１が挿入される。ヘッド１５の内部には空間３２が設けられており、方向Ａ１に沿ったピストン３１の往復動作によって、空間３２の容積が増加と減少とを繰り返す。空間３２にはヘリウムガスが封入されており、空間３２の容積の変化に伴い、ヘッド１５の温度が低下する。方向Ａ１におけるヘッド１５の一端は方向Ａ１と交差する平坦面となっており、該平坦面上にマウント１６が設けられる。

マウント１６は、イメージセンサ素子１７を搭載する板状の部材である。マウント１６は、方向Ａ１から見て四角形状を呈している。マウント１６の一方の板面はヘッド１５の平坦面に接合されており、他方の板面はイメージセンサ素子１７を収容するための凹部を成している。マウント１６の構成材料は、例えば窒化アルミニウムといったセラミックスである。マウント１６は、イメージセンサ素子１７をヘッド１５に固定するとともに、イメージセンサ素子１７とヘッド１５とを熱的に結合する。
イメージセンサ素子１７は、入射光像Ｌａを電気的な画像信号Ｓａに変換する半導体素子である。イメージセンサ素子１７は、例えばインジウムガリウム砒素といった半導体材料によって主に構成され、波長が０．９μｍ〜１．７μｍに感度を有する赤外センサアレイである。イメージセンサ素子１７は、光入射窓１３、気密封止筐体１４、ヘッド１５、枠部１８、及びフィードスルー２０Ａによって構成される容器１１ａ内に気密に収容されている。方向Ａ１から見たイメージセンサ素子１７の平面形状は例えば四角形であり、マウント１６の平面形状の相似形である。

図５は、マウント１６及びイメージセンサ素子１７の周辺構造を概略的に示す断面図である。図５に示されるように、マウント１６は、ヘッド１５と対向する裏面１６ａと、裏面１６ａの反対側に設けられた搭載面１６ｂとを有する。搭載面１６ｂは、凹部の底面を構成している。搭載面１６ｂ上には制御ＩＣ３３が実装されており、更にその上にイメージセンサ素子１７が実装されている。制御ＩＣ３３は、例えば銀ペーストといった導電性接着剤３４を介して搭載面１６ｂに固定されている。イメージセンサ素子１７は、光入射面とは反対側の裏面に設けられた複数のバンプ電極３５を介して、制御ＩＣ３３と電気的に接続されている。制御基板４との間で信号を授受するための制御ＩＣ３３の複数の端子は、マウント１６上に設けられた複数の端子にそれぞれボンディングワイヤＢＷで接続され、更にその端子からフィードスルーへもボンディングワイヤで接続されている。

ここで、フィードスルー２０Ａの詳細な構造について説明する。図６（ａ）は、フィードスルー２０Ａ及びその周辺構造を拡大して示す斜視図である。同図において光入射窓１３及び枠部１８の図示は省略されている。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＢ部の拡大図である。

フィードスルー２０Ａは、容器１１ａの内部に設けられた制御ＩＣ３３と、容器１１ａの外部に設けられた制御基板４とを電気的に導通させるための構造体である。フィードスルー２０Ａは、絶縁部材２１と、複数の導体２２とを有する。絶縁部材２１は、気密封止筐体１４の第１部材１４ａ及び第２部材１４ｂと共通の中心軸線を有する円環状の部材であって、イメージセンサ素子１７を収容する容器１１ａの一部を構成する。絶縁部材２１は、容器１１ａの内側を向く内側面２１ａと、容器１１ａの外側を向く外側面２１ｂとを有し、容器１１ａの内部と外部とを仕切る。絶縁部材２１の材料としては、電気絶縁性及び気密性の観点から、例えばガラス、セラミック、或いは樹脂といった絶縁材料が用いられる。これらの材料は、フィードスルー２０Ａに求められる耐圧性能や耐熱性能に応じて選択される。

複数の導体２２は、例えばステンレスといった金属（若しくは、高い硬度が必要な場合には合金）に例えば金メッキされた導電性の部材である。複数の導体２２は、板状であり、絶縁部材２１の内側面２１ａと外側面２１ｂとの間を貫通している。また、複数の導体２２は、絶縁部材２１の周方向（本実施形態における所定方向）に一列に並んでいる。該周方向において、複数の導体２２の間隔は均一である。また、該周方向において、複数の導体２２は全周にわたって配置されている。複数の導体２２の両端のうち、容器１１ａの内部に位置する一端は、ボンディングワイヤを介してマウント１６上の複数の端子とそれぞれ電気的に接続されている。容器１１ａの外部に位置する他端は、例えば半田等の導電性接着剤を介して制御基板４に導電接合される。なお、制御基板４は、円形の開口を有しており、本体部１１が該開口に挿入される形で複数の導体２２と接している。

図７（ａ）及び図７（ｂ）は、それぞれ本実施形態の導体２２の側面図及び正面図である。導体２２は、外側面２１ｂと交差する方向を長手方向とする板状を呈しており、互いに対向する一対の板面２２ｄ，２２ｅを有している。導体２２は、長手方向に並ぶ第１部分２２ａ、第２部分２２ｂ、および第３部分２２ｃを有する。第１部分２２ａは、容器１１ａの内側に位置する一端を含む。第２部分２２ｂは、容器１１ａの外側に位置する他端を含む。第３部分２２ｃは、第１部分２２ａと第２部分２２ｂとの間に設けられ、絶縁部材２１に埋め込まれている。導体２２の長手方向に垂直な断面における第１部分２２ａ、第２部分２２ｂ、および第３部分２２ｃの断面形状は、長方形である。すなわち、一対の板面２２ｄ，２２ｅは互いに略平行である。

図７（ｂ）に示されるように、第１部分２２ａ及び第２部分２２ｂの一対の板面２２ｄ，２２ｅは、複数の導体２２の並び方向Ａ２に沿っている。そして、複数の導体２２の第１部分２２ａは、容器１１ａの内側において方向Ａ２に沿って並んで配置され、複数の導体２２の第２部分２２ｂは、容器１１ａの外側において方向Ａ２に沿って並んで配置されている。各導体２２の第１部分２２ａの板面２２ｄは或る仮想平面に沿って面一に並んでおり、各導体２２の第２部分２２ｂの板面２２ｄは該仮想平面に沿って面一に並んでいる。これに対し、第３部分２２ｃの一対の板面２２ｄ，２２ｅは、並び方向Ａ２に対して傾斜している。第１部分２２ａと第３部分２２ｃとの間の部分、及び第２部分２２ｂと第３部分２２ｃとの間の部分が捻れることにより、このような構成が実現されている。

図８は、外側面２１ｂにおける複数の導体２２の配置を示す図である。図８において、複数の導体２２は、外側面２１ｂに沿って切断された断面として示されている。また、図８には、各導体２２の第３部分２２ｃの板面２２ｄを含む仮想平面Ｐ１と、各導体２２の第３部分２２ｃの板面２２ｅを含む仮想平面Ｐ２と、複数の導体２２の並び方向Ａ２に沿って延びる基準平面Ｐ３とが示されている。

上述したように、絶縁部材２１に埋め込まれた導体２２の第３部分２２ｃの板面２２ｄ，２２ｅは、複数の導体２２の並び方向Ａ２に対して傾斜している。従って、複数の導体２２の仮想平面Ｐ１は、基準平面Ｐ３に対して傾斜しており、且つ互いに一致して（重なって）いない。同様に、複数の導体２２の仮想平面Ｐ２は、基準平面Ｐ３に対して傾斜しており、且つ互いに一致して（重なって）いない。並び方向Ａ２に対する板面２２ｄの傾斜角θが複数の導体２２において互いに等しい場合、複数の導体２２から延びる仮想平面Ｐ１は、一定の間隔をあけて離間し、互いに平行に延びる。また、並び方向Ａ２に対する板面２２ｄの傾斜角θが複数の導体２２において互いに異なる場合、複数の導体２２から延びる仮想平面Ｐ１は、互いに交差する。仮想平面Ｐ２に関しても同様である。複数の導体２２の各板面２２ｄ，２２ｅと並び方向Ａ２との成す角θは、例えば３０°以上であり、一実施例では４５°である。

以上に説明した本実施形態の撮像装置１Ａ及びイメージセンサ装置１０Ａによって得られる効果について、従来の課題とともに説明する。図１８（ａ）は、比較例に係るイメージセンサ装置のフィードスルー１２０及びその周辺構造を拡大して示す斜視図である。同図において光入射窓１３及び枠部１８の図示は省略されている。図１８（ｂ）は、図１８（ａ）のＣ部の拡大図である。図１８に示されるように、フィードスルー１２０では、板状の複数の導体１２２が所定方向に並んで配置され、且つ各導体１２２の板面が或る仮想平面に沿って面一に並んでいる。これにより、制御基板４と複数の導体１２２との導電接着が容易となる。

しかしながら、制御基板４と複数の導体１２２とを導電性接着剤によって固着する際、導体１２２に力が加わり、絶縁部材２１の導体貫通用の孔付近に応力が発生する。或いは、複数の導体１２２と制御基板４とが固着された後の制御基板４への外力によっても、導体１２２を介して絶縁部材２１に同様の応力が発生する。このような応力によって絶縁部材２１に亀裂ＣＬが生じ、容器の気密状態を維持できなくなる虞がある。本発明者の知見によれば、フィードスルー１２０の絶縁部材２１に生じる亀裂ＣＬは、板状導体１２２と絶縁部材２１との界面を起点として、該界面に生じる応力に垂直な面に沿って伸展する傾向がある。従って、複数の板状導体１２２の板面が一つの仮想平面に沿って面一に並ぶフィードスルー１２０では、互いに隣り合う板状導体１２２間で応力に垂直な面同士が重なり、亀裂ＣＬが生じやすくなる。

このような課題に対し、本実施形態のイメージセンサ装置１０Ａでは、互いに隣り合う導体２２のうち一方の導体２２の絶縁部材２１に埋め込まれた部分２２ｃの板面２２ｄ，２２ｅを含む仮想平面Ｐ１，Ｐ２と、他方の導体２２の絶縁部材２１に埋め込まれた部分２２ｃの板面２２ｄ，２２ｅを含む仮想平面Ｐ１，Ｐ２とが、互いに交差するか若しくは離間している。言い換えれば、隣り合う仮想平面Ｐ１同士及び仮想平面Ｐ２同士は、互いに一致していない。これにより、各板状導体２２への力によって絶縁部材２１と各板状導体２２との界面に生じる応力に垂直な面（すなわち亀裂が生じやすい面）が、隣り合う板状導体２２間で互いに重ならない。このように、互いに隣り合う板状導体２２間で応力を分散させることにより、絶縁部材２１に亀裂ＣＬを生じにくくすることができる。故に、本実施形態のイメージセンサ装置１０Ａによれば、絶縁部材２１に生じる亀裂ＣＬを低減でき、イメージセンサ装置の信頼性を向上することができる。

また、本実施形態のように、各導体２２の板面２２ｄ，２２ｅは並び方向Ａ２に対して傾斜してもよい。これにより、各板状導体２２により絶縁部材２１に生じる応力線の延伸方向が、複数の板状導体２２間で互いに交差するか若しくは離間する。従って、複数の板状導体２２間で応力を分散させて、絶縁部材２１の亀裂ＣＬを更に生じにくくすることができる。この場合、各導体２２の板面２２ｄ，２２ｅと並び方向Ａ２との成す角θは３０°以上であってもよい。これにより、互いに隣り合う板状導体２２間で応力を効果的に分散させて、絶縁部材２１の亀裂ＣＬを更に生じにくくすることができる。

また、本実施形態のように、各導体２２の絶縁部材２１に埋め込まれた部分２２ｃの断面形状は長方形であってもよい。このような場合、長方形の角部に位置する絶縁部材２１に応力が集中しやすく亀裂ＣＬが生じ易いので、本実施形態のイメージセンサ装置１０Ａの構成が特に有効である。

（第１変形例）
図９（ａ）は、上記実施形態の第１変形例に係るイメージセンサ装置のフィードスルー２０Ｂ及びその周辺構造を拡大して示す斜視図である。同図において光入射窓１３及び枠部１８の図示は省略されている。図９（ｂ）は、図９（ａ）のＤ部の拡大図である。本変形例のフィードスルー２０Ｂは、絶縁部材２１と、複数の導体２３と、複数の導体２４とを有する。絶縁部材２１の構成は、前述した実施形態と同様である。導体２３，２４は、板状であり、絶縁部材２１の内側面２１ａと外側面２１ｂとの間を貫通している。また、導体２３，２４は、絶縁部材２１の周方向に交互に並んでいる。該周方向において、導体２３，２４の間隔は均一である。また、該周方向において、導体２３，２４は全周にわたって配置されている。導体２３，２４の両端のうち、容器１１ａの内部に位置する一端は、ボンディングワイヤを介してマウント１６上の複数の端子と電気的に接続されている。容器１１ａの外部に位置する他端は、例えば半田等の導電性接着剤を介して制御基板４に導電接合される。

導体２４は、外側面２１ｂと交差する方向を長手方向とする板状を呈しており、互いに対向する一対の板面を有している。一対の板面は共に平坦であり、複数の導体２４の並び方向Ａ２に沿っている。また、導体２４は外側面２１ｂと交差する方向に沿って真っ直ぐに延びている。これに対し、導体２３は、導体２４とは異なる下記の形状を有する。

図１０は、本変形例の導体２３の形状を示す斜視図である。導体２３は、外側面２１ｂと交差する方向を長手方向とする板状を呈しており、方向Ａ１において互いに対向する一対の板面２３ｄ，２３ｅを有する。また、導体２３は、長手方向に並ぶ第１部分２３ａ、第２部分２３ｂ、および第３部分２３ｃを有する。第１部分２３ａは、容器１１ａの内側に位置する一端を含む。第２部分２３ｂは、容器１１ａの外側に位置する他端を含む。第３部分２３ｃは、第１部分２３ａと第２部分２３ｂとの間に設けられ、絶縁部材２１に埋め込まれている。導体２３の長手方向に垂直な断面における各部分２３ａ〜２３ｃの断面形状は、長方形である。すなわち、一対の板面２３ｄ，２３ｅは互いに平行である。

各部分２３ａ〜２３ｃの一対の板面２３ｄ，２３ｅは、複数の導体２３の並び方向Ａ２に沿っている。そして、複数の導体２３の第１部分２３ａは、容器１１ａの内側において方向Ａ２に沿って導体２４と交互に並んで配置され、複数の導体２３の第２部分２３ｂは、容器１１ａの外側において方向Ａ２に沿って導体２４と交互に並んで配置されている。各導体２３の第１部分２３ａの板面２３ｄは、導体２４とともに或る仮想平面に沿って面一に並んでおり、各導体２３の第２部分２３ｂの板面２３ｄは、導体２４とともに該仮想平面に沿って面一に並んでいる。

各導体２３の第３部分２３ｃの位置は、第１部分２３ａ及び第２部分２３ｂの位置に対して厚さ方向にシフトしている。すなわち、第３部分２３ｃは、第１部分２３ａ及び第２部分２３ｂに対して、方向Ａ１における気密封止筐体１４の第１部材１４ａ側（若しくは、気密封止筐体１４の第２部材１４ｂ側でもよい）に配置されている。第１部分２３ａと第３部分２３ｃとの間の部分、及び第２部分２３ｂと第３部分２３ｃとの間の部分が板面２３ｄ，２３ｅと交差する方向に屈曲することにより、このような構成が実現されている。

図１１は、外側面２１ｂにおける導体２３，２４の配置を示す図である。図１１において、導体２３，２４は、外側面２１ｂに沿って切断された断面として示されている。また、図１１には、各導体２３の第３部分２３ｃの板面２３ｄを含む仮想平面Ｐ６と、各導体２３の第３部分２３ｃの板面２３ｅを含む仮想平面Ｐ７と、各導体２４の一方の板面２４ｄを含む仮想平面Ｐ４と、各導体２４の他方の板面２４ｅを含む仮想平面Ｐ５とが示されている。

上述したように、絶縁部材２１に埋め込まれた導体２３の第３部分２３ｃは、第１部分２３ａ及び第２部分２３ｂに対して方向Ａ１に変位している。従って、互いに隣り合う導体２３，２４の仮想平面Ｐ６，Ｐ４は互いに一致せず（重ならず）、一定の間隔をあけて離間し、互いに平行に延びる。同様に、互いに隣り合う導体２３，２４の仮想平面Ｐ７，Ｐ５は互いに一致せず（重ならず）、一定の間隔をあけて離間し、互いに平行に延びる。

このように、本変形例においても、互いに隣り合う導体２３，２４のうち一方の導体２３の絶縁部材２１に埋め込まれた部分２３ｃの板面２３ｄ，２３ｅを含む仮想平面Ｐ６，Ｐ７と、他方の導体２４の絶縁部材２１に埋め込まれた部分の板面２４ｄ，２４ｅを含む仮想平面Ｐ４，Ｐ５とが、互いに離間している。これにより、各板状導体２３，２４への力によって絶縁部材２１と各板状導体２３，２４との界面に生じる応力に垂直な面（すなわち亀裂が生じやすい面）が、隣り合う導体２３，２４間で互いに重ならない。このように、互いに隣り合う板状導体２３，２４間で応力を分散させることにより、絶縁部材２１に亀裂ＣＬを生じにくくすることができる。なお、導体２３同士、及び導体２４同士では応力に垂直な面が重なるが、導体同士の間隔が比較例（図１８を参照）と比べて拡がるので、亀裂が生じやすい面の重なりによる影響を低減できる。故に、本変形例によれば、上記実施形態と同様に、絶縁部材２１に生じる亀裂ＣＬを低減できる。なお、方向Ａ２における板状導体２３，２４の幅をＷ１とし、板状導体２３同士の間隔および板状導体２４同士の間隔をＤ１とするとき、その比（Ｄ１／Ｗ１）は、例えば３以上である。方向Ａ２における板状導体２３，２４の幅が異なる場合には、小さい方の幅をＷ１とする。

また、上記実施形態では導体２２の板面２２ｄ，２２ｅが並び方向Ａ２に対して傾斜しているが、本変形例のように、導体２３の板面２３ｄ，２３ｅ、及び導体２４の板面２４ｄ，２４ｅは並び方向Ａ２に沿っていてもよい。このような形態であっても、互いに隣り合う板状導体２３，２４間で応力を分散させて、絶縁部材２１の亀裂ＣＬを生じにくくすることができる。

（第２変形例）
図１２（ａ）は、上記実施形態の第２変形例に係るイメージセンサ装置のフィードスルー２０Ｃ及びその周辺構造を拡大して示す斜視図である。同図において光入射窓１３及び枠部１８の図示は省略されている。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＥ部の拡大図である。

本変形例のフィードスルー２０Ｃは、絶縁部材２１と、複数の導体２４と、複数の導体２５とを有する。絶縁部材２１の構成は、前述した実施形態と同様である。また、複数の導体２４の形状は、前述した第１変形例と同様である。導体２５は、板状であり、絶縁部材２１の内側面２１ａと外側面２１ｂとの間を貫通している。導体２４，２５は、絶縁部材２１の周方向に交互に並んでいる。該周方向において、導体２４，２５の間隔は均一である。また、該周方向において、導体２４，２５は全周にわたって配置されている。導体２４，２５の両端のうち、容器１１ａの内部に位置する一端は、ボンディングワイヤを介してマウント１６上の複数の端子と電気的に接続されている。容器１１ａの外部に位置する他端は、例えば半田等の導電性接着剤を介して制御基板４に導電接合される。

図１３は、本変形例の導体２５の形状を示す斜視図である。導体２５は、外側面２１ｂと交差する方向を長手方向とする板状を呈しており、方向Ａ１において互いに対向する一対の板面２５ｄ，２５ｅを有する。また、導体２５は、長手方向に並ぶ第１部分２５ａ、第２部分２５ｂ、および第３部分２５ｃを有する。第１部分２５ａは、容器１１ａの内側に位置する一端を含む。第２部分２５ｂは、容器１１ａの外側に位置する他端を含む。第３部分２５ｃは、第１部分２５ａと第２部分２５ｂとの間に設けられ、絶縁部材２１に埋め込まれている。導体２５の長手方向に垂直な断面における各部分２５ａ〜２５ｃの断面形状は、長方形である。すなわち、一対の板面２５ｄ，２５ｅは互いに平行である。

各部分２５ａ〜２５ｃの一対の板面２５ｄ，２５ｅは、導体２４，２５の並び方向Ａ２に沿っている。そして、第２部分２５ｂは、容器１１ａの外側において方向Ａ２に沿って導体２４と交互に並んで配置されている。第２部分２５ｂの板面２５ｄは、導体２４の板面２４ｄ（図１１を参照）とともに或る仮想平面に沿って面一に並んでいる。第１部分２５ａは、容器１１ａの内側において方向Ａ２に沿って並んで配置されている。第１部分２５ａの板面２５ｄは、導体２４の板面２４ｄとは離間した別の仮想平面に沿って面一に並んでいる。換言すれば、方向Ａ１における第１部分２５ａの位置が、同方向における導体２４の一端の位置と異なっている。このため、絶縁部材２１の内側面２１ａには段差が設けられている。導体２５が第１部分２５ａから第３部分２５ｃにわたって真っ直ぐに延びる一方、第２部分２５ｂと第３部分２５ｃとの間の部分が板面２５ｄ，２５ｅと交差する方向に屈曲することにより、このような構成が実現されている。

本変形例においても、外側面２１ｂにおける導体２４，２５の配置は、図１１に示された導体２３，２４の配置と同様となる。すなわち、互いに隣り合う導体２４，２５の各板面から延びる仮想平面は互いに一致せず（重ならず）、一定の間隔をあけて離間し、互いに平行に延びる。これにより、各板状導体２４，２５への力によって絶縁部材２１に生じる応力の延伸方向が、隣り合う板状導体２４，２５間で互いに重ならない。従って、互いに隣り合う板状導体２４，２５間で応力を分散させて、絶縁部材２１に亀裂ＣＬを生じにくくすることができる。故に、本変形例によれば、上記実施形態と同様に、絶縁部材２１に生じる亀裂ＣＬを低減できる。

（第３変形例）
図１４（ａ）は、上記実施形態の第３変形例に係るイメージセンサ装置のフィードスルー２０Ｄ及びその周辺構造を拡大して示す斜視図である。同図において光入射窓１３及び枠部１８の図示は省略されている。図１４（ｂ）は、フィードスルー２０Ｄを部分的に拡大して示す側面図である。図１４（ｃ）は、フィードスルー２０Ｄが有する導体２６の長手方向に沿った断面図である。

本変形例のフィードスルー２０Ｄは、絶縁部材２１と、複数の導体２６とを有する。絶縁部材２１の構成は、前述した実施形態と同様である。複数の導体２６は、絶縁部材２１の周方向に並んでおり、絶縁部材２１の内側面２１ａと外側面２１ｂとの間を貫通している。該周方向において、複数の導体２６の間隔は均一である。また、該周方向において、複数の導体２６は全周にわたって配置されている。導体２６の両端のうち、容器１１ａの内部に位置する一端は、ボンディングワイヤを介してマウント１６上の複数の端子と電気的に接続されている。容器１１ａの外部に位置する他端は、例えば半田等の導電性接着剤を介して制御基板４に導電接合される。

導体２６は、外側面２１ｂと交差する方向を長手方向としており、図１４（ｃ）に示されるように、長手方向に並ぶ第１部分２６ａ、第２部分２６ｂ、および第３部分２６ｃを有する。第１部分２６ａは、容器１１ａの内側に位置する一端を含む。第２部分２６ｂは、容器１１ａの外側に位置する他端を含む。第３部分２６ｃは、第１部分２６ａと第２部分２６ｂとの間に設けられ、絶縁部材２１に埋め込まれている。導体２６の長手方向に垂直な断面における第１部分２６ａ及び第２部分２６ｂの断面形状は、長方形である。すなわち、第１部分２６ａの一対の板面２６ｄ，２６ｅは互いに平行であり、第２部分２６ｂの一対の板面２６ｆ，２６ｇは互いに平行である。

板面２６ｄ〜２６ｇは、複数の導体２６の並び方向Ａ２に沿っている。そして、複数の導体２６の第１部分２６ａは、容器１１ａの内側において方向Ａ２に沿って並んで配置され、複数の導体２６の第２部分２６ｂは、容器１１ａの外側において方向Ａ２に沿って並んで配置されている。各導体２６の第１部分２６ａの板面２６ｄは、或る仮想平面に沿って面一に並んでおり、各導体２６の第２部分２６ｂの板面２６ｆは、該仮想平面に沿って面一に並んでいる。

導体２６の長手方向に垂直な断面における第３部分２６ｃの断面形状は、円形若しくは楕円形である。第３部分２６ｃの外径（円の直径若しくは楕円の長径）は、第１部分２６ａと第２部分２６ｂの横幅（長方形断面の長辺の長さ）と略等しい。このような導体２６の形状は、例えば円柱状（若しくは楕円柱状の）金属棒の両端部を平板状に潰すことによって形成される。

本変形例では、絶縁部材２１の内側面２１ａと外側面２１ｂとの間を貫通する導体２６の第３部分２６ｃが円形断面若しくは楕円形断面を有する。このように、絶縁部材２１に接する第３部分２６ｃが角のない形状を有することによっても、絶縁部材２１に生じる応力を分散させ、絶縁部材２１に亀裂を生じにくくすることができる。

（第４変形例）
図１５（ａ）は、上記実施形態の第４変形例に係るイメージセンサ装置のフィードスルー２０Ｅ及びその周辺構造を拡大して示す斜視図である。同図において光入射窓１３及び枠部１８の図示は省略されている。図１５（ｂ）は、フィードスルー２０Ｅを部分的に拡大して示す側面図である。

本変形例のフィードスルー２０Ｅは、上記実施形態のフィードスルー２０Ａが有する絶縁部材２１に代えて、絶縁部材２７を有する。絶縁部材２７は、上記実施形態の絶縁部材２１とは異なり、方向Ａ１（光入射方向）から見て四角形状（正方形状、長方形状、或いは台形状）を呈している。絶縁部材２１は、マウント１６及びイメージセンサ素子１７を収容する容器の内側を向く内側面２７ａと、該容器の外側を向く外側面２７ｂとを有し、該容器の内部と外部とを仕切る。絶縁部材２７は、上記実施形態の絶縁部材２１と同様に、例えばガラス、セラミック、或いは樹脂といった絶縁体からなる。

内側面２７ａ及び外側面２７ｂは、方向Ａ１と直交する方向Ａ３に沿って真っ直ぐに延びている。すなわち、上記実施形態では複数の導体２２の並び方向Ａ２が円周面に沿っていたが、本変形例では、複数の導体２２の並び方向Ａ３が平面に沿っている。方向Ａ３において、複数の導体２２の間隔は均一である。このような形態であっても、上記実施形態と同様の作用効果を好適に奏することができる。

図１６（ａ）は、本変形例の別の形態に係るフィードスルー２０Ｆ及びその周辺構造を拡大して示す斜視図である。図１６（ｂ）は、フィードスルー２０Ｆを部分的に拡大して示す側面図である。このフィードスルー２０Ｆは、上述したフィードスルー２０Ｅの複数の導体２２に代えて、複数の導体２３及び複数の導体２４を有する。導体２３，２４の形状は、前述した第１変形例（図９，図１０を参照）と同様である。また、図１７（ａ）は、本変形例の更に別の形態に係るフィードスルー２０Ｇ及びその周辺構造を拡大して示す斜視図である。図１７（ｂ）は、フィードスルー２０Ｇを部分的に拡大して示す側面図である。このフィードスルー２０Ｇは、上述したフィードスルー２０Ｅの複数の導体２２に代えて、複数の導体２４及び複数の導体２５を有する。導体２４，２５の形状は、前述した第２変形例（図１２，図１３を参照）と同様である。例えばこれらのような形態であっても、上記実施形態と同様の作用効果を好適に奏することができる。

本発明によるイメージセンサ装置及び撮像装置は、上述した実施形態及び各変形例に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上述した実施形態及び各変形例を、必要な目的及び効果に応じて互いに組み合わせてもよい。また、上記実施形態では複数の導体２２の第３部分２２ｃの傾斜方向が揃っている場合を例示したが、第３部分２２ｃの傾斜方向は導体２２毎に異なっていてもよい。例えば、互いに隣接する導体２２において第３部分２２ｃの傾斜方向が互いに逆であってもよい。また、第３部分２２ｃの傾斜角度θは、導体２２毎に異なっていてもよい。また、第１変形例及び第２変形例では、屈曲した導体２３（または２５）と真っ直ぐな導体２４とが交互に配置されているが、互いに逆向きに屈曲した２種類の導体が交互に配置されてもよい。

１Ａ…撮像装置、３…レンズ、４…制御基板、５…コントローラ、６…信号処理部、７…信号記憶部、８…画像表示部、１０Ａ…イメージセンサ装置、１１…本体部、１１ａ…容器、１２…小型冷却機、１３…光入射窓、１４…気密封止筐体、１４ａ…第１部材、１４ｂ…第２部材、１４ｃ…第３部材、１４ｄ…チューブ、１５…ヘッド、１６…マウント、１６ａ…裏面、１６ｂ…搭載面、１７…イメージセンサ素子、１８…枠部、１９ａ，１９ｂ，１９ｃ…締結部材、２０Ａ〜２０Ｇ…フィードスルー、２１，２７…絶縁部材、２１ａ，２７ａ…内側面、２１ｂ，２７ｂ…外側面、２２〜２６…導体、２２ａ，２３ａ，２５ａ，２６ａ…第１部分、２２ｂ，２３ｂ，２５ｂ，２６ｂ…第２部分、２２ｃ，２３ｃ，２５ｃ，２６ｃ…第３部分、２２ｄ，２２ｅ，２３ｄ，２３ｅ，２４ｄ，２４ｅ，２５ｄ，２５ｅ，２６ｄ〜２６ｇ…板面、３１…ピストン、３２…空間、３３…制御ＩＣ、３４…導電性接着剤、３５…バンプ電極、Ａ１〜Ａ３…方向、ＣＬ…亀裂、Ｄａ…画像データ、Ｌａ…入射光像、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４〜Ｐ７…仮想平面、Ｐ３…基準平面、Ｓａ…画像信号、Ｓｃ…制御信号。

Claims (2)

1. 入射光像を電気的な画像信号に変換するイメージセンサ素子と、
   前記イメージセンサ素子を気密に収容する容器と、を備え、
   前記容器は、
   前記イメージセンサ素子と対向して配置され前記入射光像を透過する光入射窓と、
   前記容器の一部を構成する絶縁部材、及び前記絶縁部材を貫通し所定方向に並ぶ板状の複数の導体を含み、前記容器の内部と外部とを電気的に導通させるフィードスルーと、
   を有し、
   各導体は、前記容器の内側の一端を含む第１部分と、前記容器の外側の他端を含む第２部分と、前記絶縁部材に埋め込まれた第３部分と、を含み、
   前記第１部分及び前記第２部分の断面形状が長方形であり、前記第３部分の断面形状が円形若しくは楕円形である、イメージセンサ装置。
2. 請求項１に記載のイメージセンサ装置と、
   前記容器の外部に位置する前記複数の導体の端部と電気的に接続された基板と、
   前記基板から得られる信号を画像信号に変換する信号処理部と、
   を備える、撮像装置。

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