JPWO2014126144A1 - 絶縁チューブ付き撮像モジュール、レンズ付き撮像モジュール、及び内視鏡 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2013年2月13日に、日本に出願された特願2013−025475号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
また、配線22a〜22gにおいて、端子以外の箇所は、電気絶縁性を有する樹脂によって覆われている。なお、上述した成形品21及び配線22a〜22gを含む立体配線基体2の詳細については、後述する。
内蔵電気ケーブル31は、同軸ケーブルであり、内部導体31a、内部導体31aを被覆する一次被覆層31c、金属細線によって形成され一次被覆層31cの周囲に設けられた外部導体31b及び外部導体31bを被覆する二次被覆層31dから構成されている。
このような内蔵電気ケーブル31は、電気ケーブル3の先端において外被32から露出する。また、外被32から露出した内蔵電気ケーブル31の先端では、図1A及び図1Bに示すように、内部導体31a、一次被覆層31c、外部導体31bは、露出している。
一方、外被3は、所定の樹脂からなり、複数本の内蔵電気ケーブル31を一括被覆する。
レンズユニット5は、円筒状の鏡筒5a内に、対物レンズ(図示略)が組み込まれた構成を有する。このレンズユニット5は、固体撮像素子1の受光部の光軸に位置合わせされており、鏡筒5aの軸線方向における一端をカバー部材4に固定して設けられている。レンズユニット5は、カバー部材4の反対側から鏡筒5a内のレンズを介して導いた光を固体撮像素子1の受光部に結像させる。
レンズ付き撮像モジュールの具体例として、0.75mm角の平板状の固体撮像素子1、実装面21aの最大幅1.00mm以下の立体配線基体2、外径1.05mmのシリコーン製の絶縁チューブ7、外径1.2mmの円筒状の金属枠部材6を用いてレンズ付き撮像モジュールCを試作した。また、このレンズ付き撮像モジュールCを用いて試作した内視鏡Dの挿入部外径は5mmであった。
最初に立体配線基体2の製造工程について説明する。製造工程において、最初に、成形品21を作成する。つまり、成形品21を鋳造するための金型に、はんだ付けの際に発生する熱に対する耐熱性を有する樹脂(PEEK材あるいはLCP材)やセラミック等を流しこむことで、所定の形状を有する成形品21を作成する。その上で、成形品21の全面に銅(Cu)をめっきして、レーザーにて配線パターンを描写することで、立体配線基体2を製造する。
立体配線基体2における成形品21は、延在方向に沿って伸びる直線部21eと、直線部21eに対して傾斜する傾斜部21fとを有する。成形品21において、延在方向に形成された屈曲部21cの角度(直線部21eと傾斜部21fとの間の角度)は、直角よりも大きい。つまり、屈曲部21cは、90度以下となるような鋭角に形成されず、90度以上となるような緩やかな角度で形成されている。この結果、立体配線基体2の延在方向に沿って配置される配線22a〜22gは、直角以下となるような鋭い角度で屈曲されないので、断線を抑制できる。
成形品21の表面には、電気ケーブル3を収容するために成形品21の延在方向に沿って溝部21bが設けられている。つまり、溝部21bは、内蔵電気ケーブル31に合わせた数(4つ)だけ設けられている。また、溝部21bにおいては、図4A〜図4Cに示すように、内蔵電気ケーブル31の先端において露出する内部導体31aの形状と、一次被覆層31c及び外部導体31bの形状とに沿って段差21Dが設けられている。この結果、内蔵電気ケーブル31を立体配線基体2上の正しい位置に取り付けることが可能である。また、上記構成によって立体配線基体2に内蔵電気ケーブル31を容易に取り付けることができるので、取り付け時の手間を省くことができる。
本発明に係る実施形態に係る内視鏡Dは、撮像モジュールAを、固体撮像素子1に固定したレンズユニット5とともにスリーブ状の金属枠部材6に収容している。撮像モジュールとしては、本発明に係る実施形態の撮像モジュールであれば特に限定はない。
また、本実施形態において、溝部21bに内部導体31a、一次被覆層31c及び外部導体31bの形状に沿って段差21Dを設けたが、段差21Dを設けなくてもよい。例えば、段差21Dが設けられていない溝部21bに、内部導体31a、一次被覆層31c及び外部導体31bを押し付けるようにして収容するようにしてもよい。また、溝部21bは、内蔵電気ケーブル31を収容する電気ケーブル3を収容するようにしてもよい。
次に、図7〜図9Cを参照して上記実施形態の変形例について説明する。
図7〜図9Cにおいて、上記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7に示す変形例においては、実装面41aの形状が長方形であり、成形品41は板状に形成されている。具体的に、成形品41は、成形品41を挟むように位置する第1面42aと、第1面42aとは反対側に位置する第2面42bとを有する。第1面42a及び第2面42bの各々には、1本の電気ケーブルが設けられている。即ち、第1面42aには電気ケーブル43aが設けられ、第2面42bには電気ケーブル43bが設けられている。固体撮像素子のバンプは、図2に示すように、実装面に形成された端子に接合固定される。固体撮像素子は、第1面42a及び第2面42bの各々に設けられた電気ケーブル43a,43bと電気的に接続され、実装面41a上に実装されている。なお、第1面42a及び第2面42bには、電気ケーブルの内蔵電気ケーブルを収容する溝部が、成形品41の延在方向に沿って設けられてもよい。
なお、端子21Tから電気ケーブルに向けて延びる配線は、収容部46の表面に沿って形成されてもよいし、収容部46に部分的に設けられた切欠部を通じて電気ケーブルに接続されてもよい。
また、図8においては、収容部46の一部(外面)が成形品45の外面を形成している構成が示されているが、本発明はこのような構成に限定されない。例えば、図3Bに示す配線22aと22bとの間、配線22bと22cとの間、配線22dと22eとの間、配線22fと22gの間に、実装面から突出するように収容部が形成されてもよい。換言すると、実装面上に形成された互いに隣り合う配線の間に収容部が形成されてもよい。この場合、少なくとも3ヶ所において固体撮像素子1と収容部とが接触し、固体撮像素子1が位置決めされることが好ましい。
以下に述べる変形例において、「幅」は溝部21bが延在する方向に直交する方向の寸法を意味し、「幅方向」は溝部21bが延在する方向に直交する方向を意味する。
溝部21bは、溝開口部21g及び内部溝21hを有し、成形品21の表面21dに形成されている。溝開口部21gは、成形品21の表面21dと同一面上に位置している。内部溝21hは、溝開口部21gにおいて開口し、溝部21bの内部に形成されている。溝開口部21gの幅21w(溝開口部21gの端部間の距離)は、電気ケーブル3の幅(径)3wよりも小さい。また、内部溝21hの幅21xは、溝開口部21gの幅21wよりも大きい。
ここで、溝開口部21gの幅21wは、電気ケーブル3が弾性変形によって幅方向に収縮した際の、電気ケーブル3の幅に設定されている。即ち、幅21wは、弾性変形によって縮径した際に得られる電気ケーブル3の幅に略等しい。
また、内部溝21hの幅21xは、溝部21bの内部にて電気ケーブル3を収容することができるように、電気ケーブル3の幅3wに応じて決定される。例えば、内部溝21hの幅21xは、弾性変形した電気ケーブル3が内部溝21hの内部で復元した後の幅3wと略同じであってもよい。また、内部溝21hによって電気ケーブル3を安定的に保持するため、幅21xは幅3wよりも若干小さくてもよい。
図9Aの斜視図及び図9Bの断面図に示すように、溝開口部21gを通じて内部溝21hに電気ケーブル3が挿入される際には、電気ケーブル3は、溝部21bに対向するように、符号Qで示された方向に表面21dに押し付けられる。幅3wは幅21wよりも大きいため、電気ケーブル3が溝開口部21gの端部に接触して内部溝21hに向けて押圧されると、電気ケーブル3は溝開口部21gの端部に押圧されながら弾性変形し、幅3wは減少する。その後、電気ケーブル3は、溝開口部21gを通過し、内部溝21hに到達し、電気ケーブル3の弾性変形状態が解消される。図9Cの断面図に示すように、内部溝21hにおいては、電気ケーブル3の形状は復元し、電気ケーブル3は内部溝21hに収容される。この状態では、電気ケーブル3の幅3wよりも溝開口部21gの幅21wが小さいため、電気ケーブル3が内部溝21hから抜けることが防止される。
上記変形例においては、図9Cは、内部溝21h内に電気ケーブル3が収容された状態を示しているが、電気ケーブル3の保持状態が維持されながら電気ケーブル3の一部が溝開口部21gから突出してもよい。また、図9B及び図9Cに示すように、内部溝21hの形状は略円形(円が溝開口部21gによって切り欠かれた形状)であるが、この形状に限らず、矩形でもよい。内部溝21hの形状及び寸法は、電気ケーブル3の形状、寸法、或いは電気ケーブル3の保持状態に応じて適切に決定される。
また、内部溝21hの幅21xより小さい幅21wを有する溝開口部21gは、必ずしも溝部21bの形成部分の全てに設ける必要はない。即ち、溝部21bの形成箇所(延在方向)に沿って、複数の溝開口部21gが部分的に形成されていればよい。この場合、電気ケーブル3が内部溝21hから外れることを防止するように、複数の溝開口部21gが溝部21bの延在方向に沿って適切な位置に形成されてもよい。複数の溝開口部21gが形成される間隔は、等ピッチでもよい。更に、電気ケーブル3が溝部21bから外れやすい箇所に溝開口部21gが形成されてもよい。
この場合、図9A〜図9Cに示す電気ケーブル3に代えて、内蔵電気ケーブル31が溝開口部21gを通じて内部溝21hに挿入され、内蔵電気ケーブル31は内部溝21hによって保持される。ここで、内部溝21hは、溝開口部21gにおいて開口し、溝部21bの内部に形成されている。溝開口部21gの幅21w(溝開口部21gの端部間の距離)は、内蔵電気ケーブル31の幅(径)よりも小さい。また、内部溝21hの幅21xは、溝開口部21gの幅21wよりも大きい。この状態では、内蔵電気ケーブル31の幅よりも溝開口部21gの幅21wが小さいため、内蔵電気ケーブル31が内部溝21hから抜けることが防止される。
本願は、2013年2月13日に、日本に出願された特願2013−025475号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
Claims (13)
- 電気ケーブルと、前記電気ケーブルの先端の軸線方向に直交する受光面を有する固体撮像素子と、前記軸線方向に延在する成形品の表面に配線が形成され、前記配線によって前記電気ケーブルと前記固体撮像素子との間を電気的に接続し、前記固体撮像素子を実装するための実装面が前記成形品の先端に設けられている立体配線基体とを具備し、
前記実装面は、中心部を挟むように対向する2つの頂点を有し、前記2つの頂点間の距離が前記実装面の辺上における2点間の距離の内、最長となるように成形され、前記立体配線基体における前記実装面に平行な断面は前記実装面と同等または前記実装面より小さくなっており、前記固体撮像素子の平面視形状の辺上における最長となる2点間の距離が前記2つの頂点間の距離と等しいまたはより短くなっている撮像モジュール。 - 前記実装面は、六角形である請求項1に記載の撮像モジュール。
- 前記成形品は、前記成形品を挟むように位置する第1面及び第2面を有し、前記第1面及び前記第2面の各々に1本の電気ケーブルが設けられている請求項1に記載の撮像モジュール。
- 前記成形品における延在方向に形成された屈曲部の角度は、直角よりも大きくなるように設けられている請求項1又は請求項2に記載の撮像モジュール。
- 前記実装面に前記固体撮像素子を固定する凹形状の収容部を備えている請求項4に記載の撮像モジュール。
- 前記成形品の前記表面には、前記電気ケーブルを収容するために、前記成形品の延在方向に沿って延在する溝部が設けられている請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の撮像モジュール。
- 前記溝部は、
前記成形品の前記表面と同一面上に位置し、前記電気ケーブルの径よりも小さい幅を有する溝開口部と、
前記溝部の内部に形成され、前記溝開口部の幅よりも大きい幅を有し、前記電気ケーブルを収容する内部溝
とを含む請求項6に記載の撮像モジュール。 - 前記電気ケーブルは、内部に複数の内蔵電気ケーブルを有し、
複数の前記内蔵電気ケーブルの数に合わせた数の溝部が設けられている請求項6に記載の撮像モジュール。 - 前記溝部は、
前記成形品の前記表面と同一面上に位置し、前記内蔵電気ケーブルの径よりも小さい幅を有する溝開口部と、
前記溝部の内部に形成され、前記溝開口部の幅よりも大きい幅を有し、前記内蔵電気ケーブルを収容する内部溝
とを含む請求項8に記載の撮像モジュール。 - 前記内蔵電気ケーブルは、内部導体、内部導体を被覆する一次被覆層、一次被覆層の周囲に設けられた外部導体及び外部導体を被覆する二次被覆層から構成される同軸ケーブルであり、
前記溝部は、前記内蔵電気ケーブルの先端において露出する前記内部導体、一次被覆層及び外部導体に沿って段差が設けられている請求項8に記載の撮像モジュール。 - 請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の撮像モジュールと、前記撮像モジュールを収容する絶縁チューブとを具備する絶縁チューブ付き撮像モジュール。
- 請求項11に記載の絶縁チューブ付き撮像モジュールの立体配線基体及び固体撮像素子を、前記固体撮像素子に対して固定されたレンズユニットとともにスリーブ状の金属枠部材に収容してなるレンズ付き撮像モジュール。
- 請求項12に記載のレンズ付き撮像モジュールと、前記レンズ付き撮像モジュールを収容する挿入部とを具備する内視鏡。
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