JP7280592B2 - カメラモジュール、カメラおよびカメラモジュールのケーブル接続方法 - Google Patents

Description

本開示は、カメラモジュール、カメラおよびカメラモジュールのケーブル接続方法に関する。

一般に電子内視鏡においては、撮像素子が、対物光学系との位置関係（つまり、ピント出し）を正確に調整した状態で金属製のシールドパイプ内に固着され、信号ケーブルが撮像素子の背面に配置された端子に後方から接合されている（例えば特許文献１参照）。信号ケーブルの心線は、撮像素子の背面に配置された端子に半田付け等で接合される。なおなお、心線と端子との接合部は、シールドパイプ内に撮像素子を組み付ける作業中に破壊されないようにするため、周囲を接着剤でモールディングして補強される。

特開２００４－１５９９７０号公報

しかしながら、例えば血管等の微細径の管あるいは孔の挿入に使用される極細の電子内視鏡では、撮像素子の一辺が１ｍｍ以下の四角形を使用することがある。この場合、信号ケーブルの各心線の先端を撮像素子の背面に配置された端子（つまり、パッド）に手作業で半田付けするには、相当に熟練した技能を要し、かつ多大な実装工数が必要となった。例えば、信号ケーブルのそれぞれの心線の一部分を１本ずつ露出させるような微細加工が必要であった。このため、従来の電子内視鏡の撮像素子と信号ケーブルの接続構造および接続方法では、上述した使用が想定される極細の電子内視鏡等のカメラにおいては、相当に熟練した技能を要する作業者の人為的介在が必要であった点で自動化が困難となり、製造コストが高くなるという課題があった。

本開示は、上述した従来の状況に鑑みて案出され、熟練技能を必要とせずにパッドと導体とを位置決めでき、自動化による組立を容易に可能とすることにより、量産化を実現し、製造コストを低減できるカメラモジュール、カメラおよびカメラモジュールのケーブル接続方法を提供することを目的とする。

本開示は、四角形で形成され、撮像面と反対の背面に複数のパッドが設けられる撮像素子と、前記背面に略垂直な方向に延在する複数の平行な電線を一体に固定し、それぞれの前記電線の導体を前記背面と平行な対向端面からそれぞれの前記パッドに応じて突出させた電線位置決め固定体と、複数の前記パッドのそれぞれに、前記導体の先端を導通接続する導電材と、を備え、前記電線位置決め固定体は、前記導体とは接触しない前記電線の絶縁層に設けられ、かつ前記電線間の上下左右前後方向の相対的位置を固定する、カメラモジュールを提供する。

また、本開示は、カメラモジュールと、前記撮像素子の撮像面側に配置されるレンズと、を備える、カメラを提供する。

また、本開示は、撮像素子を含むカメラモジュールに、複数の電線からなるケーブルを接続するカメラモジュールのケーブル接続方法であって、先端に導体が露出した前記電線のそれぞれを一括して、前記導体とは接触しない前記電線の絶縁層で固定し、かつ前記電線間の上下左右前後方向の相対的位置を固定する電線位置決め固定体を供給する電線一括供給工程と、前記導体および前記撮像素子の背面に設けられた複数のパッドの少なくとも一方に未固化の導電材を塗布する導電材塗布工程と、前記電線位置決め固定体から突出するそれぞれの前記導体の前記先端を、それぞれの前記パッドに位置決めする導体位置決め工程と、前記導電材に、前記導電材の融点より高い高温空気を吹き付け、溶融した前記導電材を介して前記パッドと前記導体とを導通接続する導電材固着工程と、を含む、カメラモジュールのケーブル接続方法を提供する。

本開示によれば、熟練技能を必要とせずにパッドと導体を位置決めでき、自動化による組立を容易に可能とすることにより、量産化を実現し、製造コストを低減できる。

実施の形態１に係る内視鏡システムの外観例を示す斜視図 図１に示したカメラの先端側の外観例を示す斜視図 図２に示したカメラに搭載されるカメラモジュールをケーブルの一部とともに示した側面図 図３に示した撮像素子の背面を示した背面図 図３に示したレンズおよび撮像素子を省略したカメラモジュールをケーブルとともに示した正面図および側面図 図５に示したカメラモジュールのケーブル接続方法における手順の一例を示した工程図 図６に示した電線位置決め固定体における製造手順の一例を示した工程図 変形例１に係るカメラモジュールをケーブルとともに示した正面図および側面図 図８に示した電線位置決め固定体における製造手順の一例を示した工程図 変形例２に係るカメラモジュールをケーブルとともに示した正面図および側面図 図１０に示した電線位置決め固定体における製造手順の一例を示した工程図

以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係るカメラモジュール、カメラ、およびカメラモジュールのケーブル接続方法の構成および作用を具体的に開示した各実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるものであり、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

（実施の形態１）
先ず、実施の形態１に係る内視鏡システム１１、ならびに内視鏡システム１１を構成するカメラ１３（例えば、内視鏡）について説明する。

図１は、実施の形態１に係る内視鏡システム１１の外観例を示す斜視図である。図１では、カメラ１３およびビデオプロセッサ１５を含む内視鏡システム１１の全体構成を斜視図にて示している。なお、本明細書において説明に用いる方向は、図１中の方向の記載に従う。ここで、「上」、「下」は、水平面に置かれたビデオプロセッサ１５の上と下にそれぞれ対応し、「前（先）」、「後」は、カメラ１３の挿入部１７の先端側とプラグ部１９の基端側（言い換えると、ビデオプロセッサ側）にそれぞれ対応する。

図１に示すように、内視鏡システム１１は、例えば医療用の軟性鏡であるカメラ１３（例えば、内視鏡）と、観察対象（例えば、人体の血管）の内部を撮影して得られた静止画または動画に対して周知の画像処理等を行うビデオプロセッサ１５と含む構成である。カメラ１３は、略前後方向に延在し、観察対象の内部に挿入される挿入部１７と、挿入部１７の後部が接続されるプラグ部１９と、を備える。

ビデオプロセッサ１５は、前壁２１に開口するソケット部２３を有している。ソケット部２３にはカメラ１３のプラグ部１９の後部が挿入される。これにより、カメラ１３は、ビデオプロセッサ１５との間で電力および各種信号（映像信号、制御信号など）の送受信が可能である。

上述した電力および各種の制御信号は、軟性部２５の内部に挿通されたケーブル２７（図３参照）を介してプラグ部１９から軟性部２５に導かれる。先端部２９に設けられた撮像素子３１（図３参照）から出力された撮像画像のデータは、ケーブル２７を介してプラグ部１９からビデオプロセッサ１５に伝送される。ビデオプロセッサ１５は、プラグ部１９から伝送された撮像画像のデータに対し、例えば色補正や階調補正等の周知の画像処理を施し、画像処理後の撮像画像のデータを表示装置（図示略）に出力する。表示装置は、例えば液晶表示パネル等の表示デバイスを有するモニタ装置であり、カメラ１３によって撮像された被写体の撮像画像（例えば、被写体である人体の血管内の様子を示す撮像画像）のデータを表示する。

挿入部１７は、プラグ部１９に後端が接続された可撓性の軟性部２５と、軟性部２５の先端に連なる先端部２９とを有している。軟性部２５は、各種の内視鏡検査、内視鏡手術等の方式に対応する適切な長さを有する。軟性部２５は、例えば螺旋状に巻回された金属薄板の外周にネットを被せ、さらに、その外周に被覆を被せることにより構成され、十分な可撓性を有するように形成される。軟性部２５は、先端部２９とプラグ部１９との間を接続する。

カメラ１３は、細径で形成されることにより、細径の体腔への挿入が可能となる。細径の体腔は、人体の血管に限定されず、例えば尿管、すい管、胆管、細気管支等が含まれる。つまり、カメラ１３は、人体の血管、尿管、すい管、胆管、細気管支等への挿入を可能とすることができる。言い換えると、カメラ１３は、血管内の病変の観察に用いることができる。カメラ１３は、動脈硬化性プラークの同定において有効となる。また、心臓カテーテル検査時の内視鏡による観察にも適用可能となる。さらに、カメラ１３は、血栓や動脈硬化性の黄色プラークの検出にも有効となる。なお、動脈硬化病変では、色調（白色、淡黄色、黄色）や、表面（平滑、不整）が観察される。血栓では、色調（赤色、白色、暗赤色、黄色、褐色、混色）が観察される。

また、カメラ１３は、腎盂・尿管がんや、特発性腎出血の診断・治療に用いることができる。この場合、カメラ１３は、尿道から膀胱内に挿入され、さらに尿管内にまで進めて、尿管と腎盂の中を観察することができる。

また、カメラ１３は、十二指腸に開口するファーター乳頭への挿入が可能となる。胆汁は、肝臓から造られ胆管を通って、また膵液は膵臓から造られ膵管を通って十二指腸にあるファーター乳頭から排出される。カメラ１３は、胆管および膵管の開口部であるファーター乳頭から挿入され、胆管または膵管の観察を可能とすることができる。

さらに、カメラ１３は、気管支への挿入が可能となる。カメラ１３は、背臥位となった検体（つまり、被施術者）の口腔または鼻腔から挿入される。カメラ１３は、咽頭、喉頭を過ぎ、声帯を視認しつつ気管へ挿入される。気管支は分岐するたびに細くなる。例えば最大外径が２ｍｍ未満のカメラ１３によれば、亜区域気管支まで内腔の確認が可能となる。

図２は、図１に示したカメラ１３の先端側の外観例を示す斜視図である。カメラ１３は、先端部２９にモールド部３３を有する。モールド部３３には、先端部２９と同一の外径で形成されてモールド部３３の少なくとも一部を覆う管状のシース３５が接続される。モールド部３３は、モールド樹脂からなり、後述のレンズ３７および撮像素子３１を埋入して柱状に成形される。シース３５は、その内径側がモールド部３３の後端から延出する小径延出部（図示略）の外周に接着剤等によって固定される。シース３５の内部には、後述のケーブル２７が挿通される。

先端部２９の先端面には、中央部に四角形の対物カバーガラス３９が設けられる。先端面には、対物カバーガラス３９の各辺の外側に、ライトガイド４１を構成する４つの光ファイバ４３の光出射端面が配置されている。

図３は、図２に示したカメラ１３に搭載されるカメラモジュール４５をケーブル２７の一部とともに示した側面図である。カメラ１３は、レンズ３７と、カメラモジュール４５と、を有する。レンズ３７は、先端部２９の最も対物側に配置される対物カバーガラス３９の後方に設けられ、単一レンズで構成される。レンズ３７の後方には、撮像素子の撮像面を保護するための素子カバーガラス４７を挟んで撮像素子３１が設けられる。つまり、カメラ１３は、カメラモジュール４５に設けられる撮像素子３１の撮像面側に、レンズ３７を配置して構成されている。カメラ１３は、これら対物カバーガラス３９、レンズ３７、カメラモジュール４５、およびケーブル２７の一部が、先端を形成するモールド部３３に埋入される。

カメラモジュール４５に設けられる撮像素子３１は、１辺が１ｍｍ以下（例えば、０．５ｍｍ～１ｍｍ程度）の四角形（例えば、正方形）で形成される。撮像素子３１は、撮像面と反対の背面４９に、複数のパッド５１が設けられる。

図４は、図３に示した撮像素子３１の背面４９を示した背面図である。パッド５１は、撮像素子３１の略正方形の背面４９において、例えばそれぞれの四隅に一つずつの複数（図４の図示例では４つ）が配置される。それぞれのパッド５１は、例えば電源、画像信号、ＧＮＤ（グランド）、ＣＬＫ（例えば、ビデオプロセッサ１５からのクロックおよびコマンドの入力）等の回路接続に用いられる。なお、パッド５１の数および配置は、これに限定されない。

撮像素子３１の背面４９に設けられたそれぞれのパッド５１には、ケーブル２７が導通接続される。ケーブル２７は、複数の電線５３と、シールド線５５（図５参照）とを有する。それぞれの電線５３は、線状の導体５７の外周が、内部被覆により覆われている。シールド線５５は、アルミや銅等の素線が被覆に覆われずにそのまま配線される。これらシールド線５５や、内部被覆に覆われてそれぞれが絶縁された複数の電線５３は、外周がシールド層５９により一括して覆われる。

図５は、図３に示したレンズ３７および撮像素子３１を省略したカメラモジュール４５をケーブル２７とともに示した正面図および側面図である。シールド層５９は、外部からの静電気が電線５３に印加されて、撮像素子３１等の電子部品が静電破壊されることを防止する。シールド層５９には、例えばアルミ等の金属箔や、細径の導線等を網目状に編んだ編組シールドが用いられる。また、シールド層５９は、これら金属箔と編組シールドとが二層で設けられてもよい。複数の電線５３およびシールド線５５を覆ったシールド層５９の外周は、さらに軟質の絶縁性樹脂からなるチューブ状のケーブルシース６１により覆われる。つまり、ケーブル２７は、中心側より複数の電線５３およびシールド線５５、これらを覆うシールド層５９、シールド線５５の外周を覆うケーブルシース６１により三層構造で構成される。

ケーブル２７は、その後端側の基端が、上記のプラグ部１９に導入される。プラグ部１９に導入されたケーブル２７は、それぞれの電線５３の導体５７が、プラグ部１９に収容されている回路基板（図示略）の所定の回路端子に半田付けされる。また、シールド線５５は、回路基板のＧＮＤ端子に半田付けされる。これにより、撮像素子３１から出力された撮像画像のデータは、ケーブル２７を介してプラグ部１９からビデオプロセッサ１５に伝送される。

ところで、撮像画像のデータの伝送に用いられるケーブル２７の先端は、それぞれの電線５３が、撮像素子３１の背面４９に設けられたそれぞれのパッド５１に接続される。カメラモジュール４５は、複数の電線５３を、撮像素子３１のパッド５１に接続するための電線位置決め固定体６３を備える。すなわち、カメラモジュール４５は、撮像素子３１と電線位置決め固定体６３とにより構成される。複数の電線５３は、この電線位置決め固定体６３にガイドされて撮像素子３１に接続されることになる。

電線位置決め固定体６３は、背面４９に略垂直な方向に延在する複数の平行な電線５３を一体に固定する。電線位置決め固定体６３は、それぞれの電線５３の導体５７を背面４９と平行な対向端面６５からそれぞれのパッド５１に応じて突出させる。

実施の形態１において、この電線位置決め固定体６３は、複数の導体５７を一括して覆って固化した絶縁性の接着材６７である。接着材６７には、例えばエポキシ系（一液性、二液性を含む）、アクリル系のものを用いることができる。

電線位置決め固定体６３は、電線５３の直交方向を円形とした円柱形に形成され、４つの電線５３が、円形の内側に接する。

また、円柱形に形成された電線位置決め固定体６３は、図４に示すように、直径が、撮像素子３１の最も短い辺の長さよりも小さく形成される。

電線位置決め固定体６３により纏められた複数の電線５３は、対向端面６５から突出したそれぞれの導体５７が、複数のパッド５１のそれぞれに、導電材６９により導通接続される。導電材６９には、低融点導電材が好適に用いられる。低融点導電材は、例えばペースト状のフラックスに半田粉を練り込んだクリーム半田とすることができる。クリーム半田を用いることにより、微細なパターンを印刷装置によりパッド５１や導体５７に転写することができる。

次に、実施の形態１に係るカメラモジュール４５のケーブル接続方法を説明する。

図６は、図５に示したカメラモジュール４５のケーブル接続方法における手順の一例を示した工程図である。カメラモジュールのケーブル接続方法は、電線一括供給工程と、導電材塗布工程と、導体位置決め工程と、導電材固着工程と、主要な工程として含む。

撮像素子３１は、上面が水平面となる定盤（図示略）などに、背面４９が上側となるように載置される。電線一括供給工程では、この撮像素子３１に対して、先端に導体５７が露出した電線５３のそれぞれを一括して固定した電線位置決め固定体６３が、図６の上方より供給される。

導電材塗布工程では、導体５７および撮像素子３１の背面４９に設けられた複数のパッド５１の少なくとも一方に、未固化の導電材６９が塗布される。

導体位置決め工程では、電線位置決め固定体６３から突出するそれぞれの導体５７の先端が、電線位置決め固定体６３が垂直に立てられて、それぞれのパッド５１に位置決めされる。

導電材固着工程では、導電材６９に、導電材６９の融点より高い高温空気７１が吹き付けられ、溶融した導電材６９を介してパッド５１と導体５７とが導通接続する。

これにより、実施の形態１に係るカメラモジュール４５のケーブル接続方法によれば、複数の電線５３の導体５７を、それぞれのパッド５１に導通接続でき、カメラモジュール４５に対するケーブル２７の接続が完了する。

なお、カメラモジュール４５のケーブル接続方法は、導電材固着工程において、導電材６９の融点より高い温度のレーザ光が照射され、溶融した導電材６９を介してパッド５１と導体５７とが導通接続するものであってもよい。

また、カメラモジュール４５のケーブル接続方法は、導電材固着工程において、リフロー炉により加熱され、溶融した導電材６９を介してパッド５１と導体５７とが導通接続するものであってもよい。

ここで、カメラモジュール４５のケーブル接続方法は、上記の手順の中に、複数の電線５３を一括して電線位置決め固定体６３により固定する手順を含めることができる。この場合、上記した電線一括供給工程の前に、電線一括固定工程が加えられることになる。上記したカメラモジュールのケーブル接続方法の手順では、この電線一括固定工程が、別工程で行われる例を示している。すなわち、別工程で製作された電線位置決め固定体６３が、電線一括供給工程で供給されている。

図７は、図６に示した電線位置決め固定体６３における製造手順の一例を示した工程図である。電線位置決め固定体６３を製造する電線一括固定工程では、先ず、パッド５１に対向するように電線５３を挿通する複数の挿通孔７３が穿設された治具７５の挿通孔７３のそれぞれに対して、電線５３のそれぞれが挿通される。次いで、治具７５に挿通する手前の電線同士が絶縁性の接着材６７で一括して覆われる。この際、治具７５が上方に配置され、下方より接着材６７が注入されることで、接着材６７と治具７５との接触を防止しやすくできる。接着材６７が固化した後に、治具７５が電線５３から取り外されて、電線位置決め固定体６３の製造が完了する。上述したように、この電線一括固定工程は、上記したカメラモジュール４５のケーブル接続方法における電線一括供給工程の前に組み込むことができる。

次に、上記したカメラモジュール４５およびカメラ１３の構成による作用を説明する。

実施の形態１に係るカメラモジュール４５は、四角形で形成され、撮像面と反対の背面４９に複数のパッド５１が設けられる撮像素子３１と、背面４９に略垂直な方向に延在する複数の平行な電線５３を一体に固定し、それぞれの電線５３の導体５７を背面４９と平行な対向端面６５からそれぞれのパッド５１に応じて突出させた電線位置決め固定体６３と、複数のパッド５１のそれぞれに、導体５７の先端を導通接続する導電材６９と、を具備する。

実施の形態１に係るカメラモジュール４５では、撮像素子３１の背面４９に、複数のパッド５１が設けられる。この撮像素子３１の背面４９には、電線位置決め固定体６３が接続される。電線位置決め固定体６３は、撮像素子３１の背面４９に略垂直な方向に延在する複数の平行な電線５３を一体に固定している。つまり、独立した一本一本の電線５３が、一纏めに固定されている。電線位置決め固定体６３は、背面４９と平行な対向端面６５を有する。

ここで、電線位置決め固定体６３は、背面４９に設けられたそれぞれのパッド５１に対応させるようにして、それぞれの電線５３を配置している。それぞれのパッド５１に対応して配置された電線５３は、被覆が除去されて露出した先端の導体５７が、電線位置決め固定体６３の対向端面６５から、撮像素子３１の背面４９に向かって突出する。これにより、電線位置決め固定体６３は、撮像素子３１に対して所定の相対位置に位置決めすることで、複数の電線５３の導体５７を、複数のパッド５１のそれぞれに同時に位置決めが完了する。この際、導体５７およびパッド５１の少なくとも一方にはクリーム半田等の導電材６９を塗布等により予め設けておく。従って、導体５７とパッド５１は、位置決めが完了した後、高温空気７１により導電材６９が溶融固化されることにより導通接続される。

従来、撮像素子３１は、一辺が１ｍｍ程度の場合、顕微鏡等を用いた手作業により電線５３と接続することが可能であった。ところが、撮像素子３１の更なる小型化により、一辺が０．５ｍｍ未満となると、手作業による電線５３とパッド５１との接合作業が極めて非効率的或いは困難となる。

そこで、このカメラモジュール４５では、複数の電線５３のそれぞれの導体５７が、それぞれのパッド５１の位置に応じて電線位置決め固定体６３により保持されている。従って、電線位置決め固定体６３を、撮像素子３１に対して所定の相対位置に位置決めすれば、一つのパッド５１と一本の電線５３の導体５７とをいちいち位置決めせずに、全ての導体５７を、それぞれのパッド５１に対して、一括して位置決めすることができる。電線位置決め固定体６３と撮像素子３１との所定の相対位置は、例えば背面４９に設けたマーカーに、電線位置決め固定体６３をアライメントする画像処理により行うことができる。

従って、カメラモジュール４５では、熟練技能を必要とせずに、複数の電線５３とパッド５１の位置決めから接続までを自動化して、量産化を実現し、製造コストを低減することができる。

また、カメラモジュール４５では、電線位置決め固定体６３が、複数の導体５７を一括して覆って固化した絶縁性の接着材６７である。

このカメラモジュール４５では、電線位置決め固定体６３が、接着材６７により複数の電線５３を一括固定する。簡単な治具７５を用いる他は、固定構造が接着材６７のみにより形成できるため、電線位置決め固定体６３を安価且つ小型（短尺）に製造できる。

また、カメラモジュール４５では、電線位置決め固定体６３が、電線５３の直交方向を円形とした円柱形に形成され、４つの電線５３が、円形の内側に接する。

このカメラモジュール４５では、電線位置決め固定体６３を円柱形とした場合、４つの電線５３を最も離間させて配置することができる。これにより、各電線間の絶縁距離を最大に確保することができる。換言すれば、所定の絶縁距離を確保しなければならない場合、円柱形を最も小さい外径で形成できる電線５３の配置構造とすることができる。その結果、カメラ１３の小径化に有利な構造とすることができる。

また、カメラモジュール４５は、電線位置決め固定体６３の直径が、撮像素子３１の最も短い辺の長さよりも小さい。

このカメラモジュール４５では、円柱形に形成された電線位置決め固定体６３の直径が、撮像素子３１の最も短い辺の長さよりも小さく設定される。従って、電線位置決め固定体６３は、撮像素子３１の背面４９から外側へはみ出さずに配置することが可能となる。これにより、カメラモジュール４５は、四角形となった撮像素子３１の各辺の外側に配置される他部材（例えばライトガイド４１）に対して、電線位置決め固定体６３を干渉させない構造とすることができる。

また、カメラモジュール４５は、撮像素子３１の最も長い辺の長さが１ｍｍ以下である。

このカメラモジュール４５では、撮像素子３１の最も長い辺の長さが１ｍｍ以下（例えば、０．５ｍｍ～１ｍｍ程度）の四角形（例えば、正方形）で形成される。このカメラモジュール４５を搭載した血管用のカメラ１３は、例えば冠動脈に挿入を可能とする外径まで小型化が可能となる。カメラモジュール４５は、例えば最も長い辺の長さが０．５ｍｍの撮像素子３１に、ケーブル２７を接続する場合であっても、電線位置決め固定体６３を用いることにより、複数のパッド５１に各電線５３を自動で位置決めすることが可能となる。

また、実施の形態１に係るカメラ１３は、カメラモジュール４５と、撮像素子３１の撮像面側に配置されるレンズ３７と、を備える。

実施の形態１に係るカメラ１３では、撮像部位からの光をレンズ３７によってカメラモジュール４５における撮像素子３１の撮像面に結像させる。撮像素子３１は、結像光を電気信号に変換し、この電気信号を画像信号として、背面４９のパッド５１から電線５３を介してケーブル２７へ出力する。カメラ１３は、微細部品である撮像素子３１に対するケーブル２７の接続が、電線位置決め固定体６３を用いることにより容易且つ高精度に行える。これにより、カメラ１３は、自動化による量産化が可能となる。

従って、実施の形態１に係るカメラ１３によれば、熟練技能を必要とせずにパッド５１と導体５７を位置決めでき、自動化による組立を容易に可能とすることにより、量産化を実現し、製造コストを低減できる。

また、実施の形態１に係るカメラモジュールのケーブル接続方法は、先端に導体５７が露出した電線５３のそれぞれを一括して固定した電線位置決め固定体６３を供給する電線一括供給工程と、導体５７および撮像素子３１の背面４９に設けられた複数のパッド５１の少なくとも一方に未固化の導電材６９を塗布する導電材塗布工程と、電線位置決め固定体６３から突出するそれぞれの導体５７の先端を、それぞれのパッド５１に位置決めする導体位置決め工程と、導電材６９に、導電材６９の融点より高い高温空気７１を吹き付け、溶融した導電材６９を介してパッド５１と導体５７とを導通接続する導電材固着工程と、を含む。

実施の形態１に係るカメラモジュールのケーブル接続方法では、微細部品である撮像素子３１に対してケーブル２７を接続するに際し、複数の電線５３のそれぞれを一括して固定した電線位置決め固定体６３が供給される。

電線位置決め固定体６３は、撮像素子３１の背面４９に略垂直な方向に延在する複数の平行な電線５３を一体に固定している。つまり、独立した一本一本の電線５３が、一纏めに固定されている。電線位置決め固定体６３は、背面４９と平行な対向端面６５を有する。ここで、電線位置決め固定体６３は、背面４９に設けられたそれぞれのパッド５１に対応させるようにして、それぞれの電線５３を配置している。それぞれのパッド５１に対応して配置された電線５３は、被覆が除去されて露出した先端の導体５７が、電線位置決め固定体６３の対向端面６５から、撮像素子３１の背面４９に向かって突出する。

電線位置決め固定体６３から突出する導体５７および撮像素子３１の背面４９に設けられた複数のパッド５１の少なくとも一方には、未固化の導電材６９が塗布される。

電線位置決め固定体６３は、撮像素子３１に対して所定の相対位置に位置決めすることで、複数の電線５３の導体５７を、複数のパッド５１のそれぞれに同時に位置決めが完了する。

導体５７とパッド５１は、位置決めが完了した後、高温空気７１により導電材６９が溶融固化されることにより導通接続される。

このカメラモジュールのケーブル接続方法では、複数の電線５３のそれぞれの導体５７が、パッド５１に応じて電線位置決め固定体６３により保持されている。従って、電線位置決め固定体６３を、撮像素子３１に対して所定の相対位置に位置決めすれば、一つのパッド５１と一本の電線５３の導体５７とをいちいち位置決めせずに、全ての導体５７を、それぞれのパッド５１に対して、一括して位置決めすることができる。医療用カメラなどの小さな撮像素子３１でも実装することができ小型化することができる。また、固定位置が予め決まっているので、自動化が可能で、工数もかからない。

従って、カメラモジュールのケーブル接続方法では、熟練技能を必要とせずに、複数の電線５３とパッド５１の位置決めから接続までを自動化して、量産化を実現し、製造コストを低減できる。

また、カメラモジュールのケーブル接続方法において、電線位置決め固定体６３は、パッド５１に対向するように電線５３を挿通する複数の挿通孔７３が穿設された治具７５の挿通孔７３のそれぞれに対して電線５３のそれぞれを挿通し、治具７５に挿通する手前の電線同士を絶縁性の接着材６７で一括して覆い、接着材６７が固化した後に、治具７５を電線５３から取り外して形成する。

このカメラモジュールのケーブル接続方法では、簡単な治具７５を用いる他は、接着材６７のみにより、複数の電線５３を一括して固定した電線位置決め固定体６３を容易に且つ安価に形成できる。また、接着材６７の供給量の増減により、電線位置決め固定体６３の体積を調整できる。これにより、所定の電線固定強度を有した小型の電線位置決め固定体６３を容易に形成できる。カメラモジュール４５は、電線位置決め固定体６３が小型に形成できることで、搭載されるカメラ１３の曲率半径を小さくできる。

次に、上記した実施の形態１の変形例１を説明する。

図８は、変形例１に係るカメラモジュール４５をケーブル２７とともに示した正面図および側面図である。変形例１に係るカメラモジュール４５は、電線位置決め固定体７７が、複数の電線５３のそれぞれを挿通する複数の挿通孔７３を有した絶縁樹脂材等からなる柱状の絶縁部材７９である。

このカメラモジュール４５では、電線位置決め固定体７７が、柱状の絶縁部材７９で形成される。柱状の絶縁部材７９は、それぞれの電線５３を挿通する複数の挿通孔７３を有する。この挿通孔７３は、電線５３の導体５７がそれぞれのパッド５１に対向するように、所定の位置で穿設されている。それぞれの電線５３は、この挿通孔７３に、接着材６７を介して固定される。柱状の絶縁部材７９は、外形状を例えば高精度な円柱で予め形成しておくことができる。このため、接着材６７を用いたモールド構造に比べ、電線位置決め固定体７７の形状を安定化させ且つ小型（短尺）に製造することができる。

図９は、図８に示した電線位置決め固定体７７における製造手順の一例を示した工程図である。電線位置決め固定体７７は、パッド５１に対向するように電線５３を挿通する複数の挿通孔７３が穿設された絶縁部材７９の挿通孔７３のそれぞれに対して電線５３のそれぞれを挿通する。電線５３の被覆先端には、予め接着材６７を塗布しておく。それぞれの電線５３と絶縁部材７９とを接着材６７により固定して電線位置決め固定体７７の製造が完了する。この電線一括固定工程は、上記したカメラモジュールのケーブル接続方法における電線一括供給工程の前に組み込むことができる。

このカメラモジュールのケーブル接続方法において、柱状の絶縁部材７９は、外形状を例えば高精度な円柱で予め形成しておくことができる。このため、接着材６７を用いたモールド構造に比べ、電線位置決め固定体７７の形状を安定化させることができる。また、接着材６７の硬化にかかる時間を、モールド構造に比べ短くできるので、生産性を高めることができる。

次に、上記した実施の形態１の変形例２を説明する。

図１０は、変形例２に係るカメラモジュール４５をケーブル２７とともに示した正面図および側面図である。変形例２に係るカメラモジュール４５は、電線位置決め固定体８１が、先端に複数の電線５３のそれぞれを挿通する複数の挿通孔７３を有した電線位置決め板８３を有する。この電線位置決め固定体８１は、挿通孔７３を貫通したそれぞれの電線５３の貫通側と反対側が、絶縁性の接着材６７により電線位置決め板８３と一体に固定される。電線位置決め板８３の材質としては、ポリイミド、ガラエポ樹脂などの絶縁材で、２００℃以上の耐熱性のあるものが用いられる。

このカメラモジュール４５では、電線位置決め固定体８１が、それぞれの電線５３を挿通する複数の挿通孔７３を電線位置決め板８３に備えている。この挿通孔７３は、電線５３の導体５７がそれぞれのパッド５１に対向するように、所定の位置で穿設されている。つまり、電線位置決め板８３は、それぞれの導体５７をパッド５１に位置決めする治具的な役割を果たす。電線５３は、この電線位置決め板８３の挿通孔７３に挿通された状態で、接着材６７により電線位置決め板８３と一体に固定される。

従って、変形例２に係る電線位置決め固定体８１は、撮像素子３１の背面４９に対向する対向端面６５が、電線位置決め板８３となるので、接着材６７を用いたモールド構造に比べ、背面４９と高い平行度で対向端面６５を形成できる。また、電線位置決め板８３は、薄厚とすることができるので、柱状の絶縁樹脂材に比べ、挿通孔７３への電線５３の挿通を容易にできる。また、電線位置決め固定体８１の全てを接着材６７で形成するモールド構造に比べ、電線位置決め板８３を用いて強度が向上する分、接着材６７の量を少なくできる。これにより、接着材６７によるモールド構造や柱状の絶縁樹脂材を用いる構造に比べ、電線位置決め固定体８１を小型（短尺）に製造できる。

図１１は、図１０に示した電線位置決め固定体８１における製造手順の一例を示した工程図である。

電線位置決め固定体８１は、パッド５１に対向するように電線５３を挿通する複数の挿通孔７３が穿設された電線位置決め板８３の挿通孔７３のそれぞれに対して電線５３のそれぞれを挿通する。電線位置決め固定体８１は、電線位置決め板８３に挿通する手前の電線同士を絶縁性の接着材６７で一括して覆いながら、電線位置決め板８３に接着して製造が完了する。この電線一括固定工程は、上記したカメラモジュールのケーブル接続方法における電線一括供給工程の前に組み込むことができる。

このカメラモジュールのケーブル接続方法では、電線位置決め板８３が、それぞれの導体５７をパッド５１に位置決めする治具的な役割を果たす。電線５３は、この電線位置決め板８３の挿通孔７３に挿通された状態で、接着材６７により電線位置決め板８３と一体に固定される。この電線位置決め固定体８１は、撮像素子３１の背面４９に対向する対向端面６５が、電線位置決め板８３となるので、背面４９と高い平行度で対向端面６５を形成できる。また、対向端面６５に電線位置決め板８３を用いるので、下向きのまま接着材６７を注入でき、図７に示したような電線位置決め固定体８１の上下反転工程を不要にできる。さらに、電線位置決め固定体８１の全てを接着材６７で形成するモールド構造に比べ、電線位置決め板８３を用いて強度が向上する分、接着材６７の量を少なくできる。これにより、接着材６７によるモールド構造に比べ、電線位置決め固定体８１を小型（短尺）に製造できる。

以上、添付図面を参照しながら実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても本開示の技術的範囲に属すると了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

本開示は、熟練技能を必要とせずにパッドと導体とを位置決めでき、自動化による組立を容易に可能とすることにより、量産化を実現し、製造コストを低減できるカメラモジュール、カメラおよびカメラモジュールのケーブル接続方法として有用である。

１３ カメラ
２７ ケーブル
３１ 撮像素子
３７ レンズ
４５ カメラモジュール
４９ 背面
５１ パッド
５３ 電線
５７ 導体
６３ 電線位置決め固定体
６５ 対向端面
６７ 接着材
６９ 導電材
７１ 高温空気
７３ 挿通孔
７５ 治具
７７ 電線位置決め固定体
７９ 絶縁部材
８１ 電線位置決め固定体
８３ 電線位置決め板

Claims (12)

1. 四角形で形成され、撮像面と反対の背面に複数のパッドが設けられる撮像素子と、
   前記背面に略垂直な方向に延在する複数の平行な電線を一体に固定し、それぞれの前記電線の導体を前記背面と平行な対向端面からそれぞれの前記パッドに応じて突出させた電線位置決め固定体と、
   複数の前記パッドのそれぞれに、前記導体の先端を導通接続する導電材と、を備え、
   前記電線位置決め固定体は、前記導体とは接触しない前記電線の絶縁層に設けられ、かつ前記電線間の上下左右前後方向の相対的位置を固定する、
   カメラモジュール。
2. 前記電線位置決め固定体が、前記複数の電線を一括して覆って固化した絶縁性の接着材である、
   請求項１に記載のカメラモジュール。
3. 前記電線位置決め固定体が、前記複数の電線のそれぞれを挿通する複数の挿通孔を有した柱状の絶縁部材である、
   請求項１に記載のカメラモジュール。
4. 前記電線位置決め固定体が、先端に前記複数の電線のそれぞれを挿通する複数の挿通孔を有した電線位置決め板を有し、前記挿通孔を貫通したそれぞれの前記電線の貫通側と反対側が絶縁性の接着材により前記電線位置決め板と一体に固定された、
   請求項１に記載のカメラモジュール。
5. 前記電線位置決め固定体が、前記電線の直交方向を円形とした円柱形に形成され、
   ４つの前記電線が、前記円形の内側に接する、
   請求項１～４のうちいずれか一項に記載のカメラモジュール。
6. 前記電線位置決め固定体の直径が、前記撮像素子の最も短い辺の長さよりも小さい、
   請求項５に記載のカメラモジュール。
7. 前記撮像素子の最も長い辺の長さが１ｍｍ以下である、
   請求項１～６のうちいずれか一項に記載のカメラモジュール。
8. 請求項１～７のうちいずれか一項に記載のカメラモジュールと、
   前記撮像素子の撮像面側に配置されるレンズと、を備える、
   カメラ。
9. 撮像素子を含むカメラモジュールに、複数の電線からなるケーブルを接続するカメラモジュールのケーブル接続方法であって、
   先端に導体が露出した前記電線のそれぞれを一括して、前記導体とは接触しない前記電線の絶縁層で固定し、かつ前記電線間の上下左右前後方向の相対的位置を固定する電線位置決め固定体を供給する電線一括供給工程と、
   前記導体および前記撮像素子の背面に設けられた複数のパッドの少なくとも一方に未固化の導電材を塗布する導電材塗布工程と、
   前記電線位置決め固定体から突出するそれぞれの前記導体の前記先端を、それぞれの前記パッドに位置決めする導体位置決め工程と、
   前記導電材に、前記導電材の融点より高い高温空気を吹き付け、溶融した前記導電材を介して前記パッドと前記導体とを導通接続する導電材固着工程と、を含む、
   カメラモジュールのケーブル接続方法。
10. 前記電線位置決め固定体は、
    前記パッドに対向するように前記電線を挿通する複数の挿通孔が穿設された治具の前記挿通孔のそれぞれに対して前記電線のそれぞれを挿通し、
    前記治具に挿通する手前の前記電線同士を絶縁性の接着材で一括して覆い、
    前記接着材が固化した後に、前記治具を前記電線から取り外して形成する、
    請求項９に記載のカメラモジュールのケーブル接続方法。
11. 前記電線位置決め固定体は、
    前記パッドに対向するように前記電線を挿通する複数の挿通孔が穿設された絶縁部材の前記挿通孔のそれぞれに対して前記電線のそれぞれを挿通するとともに、それぞれの前記電線と前記絶縁部材とを接着材により固定して形成する、
    請求項９に記載のカメラモジュールのケーブル接続方法。
12. 前記電線位置決め固定体は、
    前記パッドに対向するように前記電線を挿通する複数の挿通孔が穿設された電線位置決め板の前記挿通孔のそれぞれに対して前記電線のそれぞれを挿通するとともに、前記電線位置決め板に挿通する手前の前記電線同士を絶縁性の接着材で一括して覆いながら前記電線位置決め板に接着して形成する、
    請求項９に記載のカメラモジュールのケーブル接続方法。

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