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DE112016007427T5 - Bildaufnahmenmodul und Endoskop - Google Patents

Bildaufnahmenmodul und Endoskop Download PDF

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DE112016007427T5
DE112016007427T5 DE112016007427.1T DE112016007427T DE112016007427T5 DE 112016007427 T5 DE112016007427 T5 DE 112016007427T5 DE 112016007427 T DE112016007427 T DE 112016007427T DE 112016007427 T5 DE112016007427 T5 DE 112016007427T5
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Application number
DE112016007427.1T
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Ken Yamamoto
Takuro Suyama
Takahiro Shimohata
Takatoshi IGARASHI
Hiroshi Kobayashi
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Original Assignee
Olympus Corp
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Publication date
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Abstract

Eine Bildaufnahmeeinheit 1 umfasst: eine Bildaufnahmeeinheit 20, in der eine Vielzahl von Halbleitereinrichtungen 22 bis 25, eine Bildaufnahmeeinrichtung 22 umfassend, gestapelt sind; und ein Rahmenelement 10, einen hohlen Abschnitt H10 umfassend, in den die Bildaufnahmeeinheit 20 eingeführt wird. Die Bildaufnahmeeinheit 20 umfasst eine erste Seitenoberfläche 20S1 orthogonal zu einer Hauptoberfläche der Bildaufnahmeeinrichtung und eine zweite Seitenoberfläche 20S2, die der ersten Seitenoberfläche 20S1 gegenüberliegt. Zwei Seiten 20L1, 20L2 von vier Seiten der ersten Seitenoberfläche 20S1 der Bildaufnahmeeinheit 20 sind in Kontakt mit einer Innenoberfläche des Rahmenelements 10, wobei die zwei Seiten orthogonal zu der Hauptoberfläche der Bildaufnahmeeinrichtung sind und die zweite Seitenoberfläche 20S2 nicht in Kontakt mit der Innenoberfläche des Rahmenelements 10 ist.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen ein Bildaufnahmemodul, das ein Bild erfasst, und ein Endoskop, das das Bildaufnahmemodul umfasst.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Ein Endoskop erfasst ein Bild in einem Körper eines Patienten, indem ein Einführabschnitt eingeführt wird, der in einem Distalendabschnitt davon beispielsweise ein Bildaufnahmemodul in den Körper des Patienten umfasst. Die japanische Offenlegungsschrift der Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer 2005-334509 legt eine Bildaufnahmeeinheit offen, die Folgendes umfasst: eine Bildaufnahmeeinrichtung, auf der eine Lichtempfangseinheit gebildet ist, und eine Verdrahtungsplatine, die an die hintere Oberfläche der Bildaufnahmeeinrichtung gebondet ist.
  • In der Bildaufnahmeeinheit sind Chip-Bauteile, wie ein Kondensator, Widerstand und IC-Chips, die eine Antriebsschaltung der Bildaufnahmeeinrichtung darstellen, auf der Verdrahtungsplatine montiert. Daher ist eine Länge in Richtung der optischen Achse der Bildaufnahmeeinheit lang.
  • In den letzten Jahren wurde eine Halbleitereinrichtung entwickelt, die mit einer planaren Einrichtung (Dünnschichteinrichtung) versehen ist, die Funktionen elektronischer Bauteile wie eines Kondensators und Ähnlichem aufweist. Die Länge der Bildaufnahmeeinheit kann verkürzt werden, indem ein Einrichtungsstapelkörper gebondet wird, indem eine Vielzahl von Halbleitereinrichtungen auf der hinteren Oberfläche der Bildaufnahmeeinrichtung gestapelt werden. Ein Endoskop, das eine kurze und kleine Bildaufnahmeeinheit umfasst, ist gering-invasiv, da eine Länge des starren Distalendabschnitts kurz ist.
  • Die Bildaufnahmeeinheit wird in einen hohlen Abschnitt eines Rahmenelements als ein Gehäuse eingeführt, um ein Bildaufnahmemodul zu bilden. Wenn die optische Achse der Bildaufnahmeeinheit nicht parallel zur Mittelachse des Rahmenelements angebracht ist, unterscheiden sich die Bildaufnahmerichtung und die Richtung des Rahmenelements voneinander, was zu einer schlechten Betriebsfähigkeit führt.
  • Es ist jedoch notwendig, die Innenabmessung des hohlen Abschnitts des Rahmenelements so einzustellen, dass sie größer als die Außenabmessung der Bildaufnahmeeinheit ist, um die Bildaufnahmeeinheit in den hohlen Abschnitt einzuführen. Daher war es nicht einfach, die optische Achse der Bildaufnahmeeinheit parallel zur Mittelachse des Rahmenelements anzubringen.
  • DOKUMENT DES STANDS DER TECHNIK
  • PATENTDOKUMENT
  • Patentdokument 1: Japanische Offenlegungsschrift der Patentanmeldung mit Veröffentlichungsnummer 2005-334509
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHES PROBLEM
  • Die vorliegende Erfindung weist eine Aufgabe auf, ein Bildaufnahmemodul bereitzustellen, das leicht herzustellen ist, und ein Endoskop, das gering-invasiv ist und leicht herzustellen ist.
  • LÖSUNG DES PROBLEMS
  • Ein Bildaufnahmemodul gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Bildaufnahmeeinheit, in der eine Vielzahl von Halbleitereinrichtungen, eine Bildaufnahmeeinrichtung umfassend, gestapelt sind; und ein Rahmenelement, einen hohlen Abschnitt umfassend, in den die Bildaufnahmeeinheit eingeführt wird. Die Bildaufnahmeeinheit umfasst eine erste Seitenoberfläche orthogonal zu einer Hauptoberfläche der Bildaufnahmeeinrichtung und eine zweite Seitenoberfläche, die der ersten Seitenoberfläche gegenüberliegt. Zwei Seiten von vier Seiten der ersten Seitenoberfläche der Bildaufnahmeeinheit sind in Kontakt mit einer Innenoberfläche des Rahmenelements, wobei die zwei Seiten orthogonal zu der Hauptoberfläche der Bildaufnahmeeinrichtung sind und die zweite Seitenoberfläche nicht in Kontakt mit der Innenoberfläche des Rahmenelements ist.
  • Ein Endoskop gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst ein Bildaufnahmemodul und das Bildaufnahmemodul umfasst: eine Bildaufnahmeeinheit, in der eine Vielzahl von Halbleitereinrichtungen, eine Bildaufnahmeeinrichtung umfassend, gestapelt sind; und ein Rahmenelement, einen hohlen Abschnitt umfassend, in den die Bildaufnahmeeinheit eingeführt wird. Die Bildaufnahmeeinheit umfasst eine erste Seitenoberfläche orthogonal zu einer Hauptoberfläche der Bildaufnahmeeinrichtung und eine zweite Seitenoberfläche, die der ersten Seitenoberfläche gegenüberliegt. Zwei Seiten von vier Seiten der ersten Seitenoberfläche der Bildaufnahmeeinheit sind in Kontakt mit einer Innenoberfläche des Rahmenelements, wobei die zwei Seiten orthogonal zu der Hauptoberfläche der Bildaufnahmeeinrichtung sind und die zweite Seitenoberfläche nicht in Kontakt mit der Innenoberfläche des Rahmenelements ist.
  • VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung ist in der Lage, ein Bildaufnahmemodul bereitzustellen, das leicht herzustellen ist, und ein Endoskop, das gering-invasiv ist und leicht herzustellen ist.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Bildaufnahmemoduls gemäß einer ersten Ausführungsform.
    • 2 ist eine Querschnittsansicht des Bildaufnahmemoduls gemäß der ersten Ausführungsform entlang der Linie II-II in 1.
    • 3 ist eine Querschnittsansicht des Bildaufnahmemoduls gemäß der ersten Ausführungsform entlang der Linie III-III in 2.
    • 4 ist eine Querschnittsansicht eines Bildaufnahmemoduls gemäß einem ersten abgewandelten Beispiel der ersten Ausführungsform.
    • 5 ist eine Querschnittsansicht des Bildaufnahmemoduls gemäß dem ersten abgewandelten Beispiel der ersten Ausführungsform entlang der Linie V-V in 4.
    • 6 ist eine Querschnittsansicht eines Bildaufnahmemoduls gemäß einem zweiten abgewandelten Beispiel der ersten Ausführungsform.
    • 7 ist eine Querschnittsansicht zum Beschreiben eines Herstellungsverfahrens des Bildaufnahmemoduls gemäß dem zweiten abgewandelten Beispiel der ersten Ausführungsform.
    • 8 ist eine Querschnittsansicht eines Bildaufnahmemoduls gemäß einer zweiten Ausführungsform.
    • 9 ist eine Querschnittsansicht des Bildaufnahmemoduls gemäß der zweiten Ausführungsform entlang der Linie IX-IX in 8.
    • 10 ist eine perspektivische Ansicht eines Endoskops gemäß einer dritten Ausführungsform.
    • 11 ist eine Explosionsansicht eines Distalendabschnitts des Endoskops gemäß der dritten Ausführungsform.
  • BESTE FORM ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
  • [ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM]
  • Wie in 1 bis 3 gezeigt, umfasst ein Bildaufnahmemodul 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Rahmenelement 10, das ein Gehäuse ist, und eine Bildaufnahmeeinheit 20, die in einen hohlen Abschnitt H10 des Rahmenelements 10 eingeführt wird.
  • In der nachfolgenden Beschreibung ist jede der Zeichnungen basierend auf jeder der Ausführungsformen eine Musterdarstellung, und es sollte beachtet werden, dass die Beziehung zwischen den Dicken und Breiten der jeweiligen Teile, ein Verhältnis der Dicken, relative Winkel und dergleichen der Teile sich von den tatsächlichen unterscheiden, und es kann vorkommen, dass die jeweiligen Zeichnungen die Teile umfassen, in denen die Beziehungen und Verhältnisse zwischen den Abmessungen sich von denen in anderen Zeichnungen unterscheiden. Es kann vorkommen, dass die Darstellung einiger Bestandselemente weggelassen wird.
  • Weiterhin wird in Bezug auf eine Richtung der optischen Achse (O) eine Richtung, in der eine Bildaufnahmeeinrichtung 22 angebracht ist (Z-Achsenwert-Erhöhungsrichtung), als „Vorderseite“ bezeichnet und eine Richtung, in der ein Signalkabel 32 angebracht ist (Z-Achsenwert-Verringerungsrichtung), wird als „Rückseite“ bezeichnet.
  • Es ist zu beachten, dass das Bildaufnahmemodul 1 überdies eine Verdrahtungsplatine 31 umfasst, die an eine hintere Endoberfläche der Bildaufnahmeeinheit 20 gebondet ist, und ein Signalkabel 32, das an die Verdrahtungsplatine 31 gebondet ist. Es ist zu beachten, dass das Signalkabel 32 direkt an die hintere Endoberfläche der Bildaufnahmeeinheit 20 gebondet sein kann.
  • Die Bildaufnahmeeinheit 20 ist ein Stapel, der ein Deckglas 21, eine Bildaufnahmeeinrichtung 22, die eine erste Halbleitereinrichtung ist, und eine Vielzahl von Halbleitereinrichtungen 23, 24 und 25 umfasst. Mit anderen Worten, die Bildaufnahmeeinheit 20 ist durch Stapeln der Vielzahl von Halbleitereinrichtungen 22 bis 25, die Bildaufnahmeeinrichtung 22 umfassend, gebildet.
  • Die Bildaufnahmeeinrichtung 22 weist eine rechteckige Form in einer Draufsicht auf, das heißt, die Querschnittsform der Bildaufnahmeeinrichtung in der Richtung orthogonal zu der optischen Achse O ist rechteckig. Die Bildaufnahmeeinrichtung 22 ist mit einer Lichtempfangseinheit 22A versehen, die Licht eines Objektbildes empfängt, das durch das Deckglas 21 einfällt, und das empfangene Licht in ein elektrisches Signal umwandelt. Die Lichtempfangseinheit 22A ist eine CCD- oder CMOS-Lichtempfangseinrichtung oder Ähnliches und ausgestaltet, Licht zu empfangen und ein elektrisches Signal zu erzeugen, indem eine photoelektrische Umwandlung des empfangenen Lichts durchgeführt wird. Die Lichtempfangseinheit 22A ist durch eine Durchgangsverdrahtung mit einer Elektrode auf der hinteren Oberfläche der Bildaufnahmeeinrichtung 22 verbunden.
  • Die Halbleitereinrichtungen 23 bis 25 führen eine Primärverarbeitung des elektrischen Signals aus, das von der Bildaufnahmeeinrichtung 22 ausgegeben wird. Jede der Halbleitereinrichtungen 23 bis 25, die in einer Draufsicht eine rechteckige Form aufweist, umfasst eine planare Einrichtung, die funktionale Schaltungen eines elektronischen Bauteils, wie eines Kondensators, eines Widerstands oder eines Puffers, oder eine Verarbeitungsschaltung, wie eine Rauschbeseitigungsschaltung oder eine Analog-Digital-Wandlerschaltung, darstellt.
  • Jede der Halbleitereinrichtungen 23 bis 25 kann eine unterschiedliche Dicke aufweisen. Außerdem kann die planare Einrichtung von jeder der Halbleitereinrichtungen 23 bis 25 auf einer Seite oder beiden Seiten von jeder der Halbleitereinrichtungen gebildet sein. Darüber hinaus muss die Stapelanzahl der Halbleitereinrichtungen nur zwei oder mehr sein und ist nicht wie in der vorliegenden Ausführungsform offenbart auf drei beschränkt.
  • Die Bildaufnahmeeinrichtung 22 und die Halbleitereinrichtungen 23 bis 25 werden durch Versiegelungsharz (nicht gezeigt) gestapelt. Das Versiegelungsharz ist ein Epoxidharz, ein Acrylharz, ein Polyimidharz, ein Silikonharz, ein Polyvinylharz oder dergleichen. Das heißt, die Halbleitereinrichtungen 23 bis 25 sind durch eine Durchgangsverdrahtung und einen Bondhügel miteinander verbunden, ähnlich wie die Bildaufnahmeeinrichtung 22.
  • Die Bildaufnahmeeinheit 20 ist ein quaderförmiger Stapel auf Wafer-Ebene, wie später beschrieben wird. Genauer gesagt wird die Bildaufnahmeeinheit 20 hergestellt durch Schneiden eines gebondeten Wafers 20W, der hergestellt wird durch Stapeln eines Glaswafers 21W, der eine Vielzahl von Deckgläsern 21 umfasst, eines Bildaufnahmewafers 22W, der eine Vielzahl von Bildaufnahmeeinrichtungen 22 umfasst, bzw. der Halbleiter-Wafer 23W bis 25W, die eine Vielzahl von Halbleitereinrichtungen 23 bis 25 umfassen (siehe 7).
  • Daher sind die Außenabmessungen in der Richtung orthogonal zu der optischen Achse (Draufsichtsgrößen) des Deckglases 21, der Bildaufnahmeeinrichtung 22 und der Halbleitereinrichtungen 23 bis 25 die gleichen. Das Deckglas 21 und die Halbleitereinrichtungen 23 bis 25, die auf eine Projektionsoberfläche in der Richtung orthogonal zu der optischen Achse projiziert sind, sind innerhalb einer Projektionsoberfläche der Bildaufnahmeeinrichtung 22 angebracht.
  • Die Bildaufnahmeeinheit 20, die ein Stapel auf Wafer-Ebene ist, ist eine äußerst kleine Einheit, deren Draufsichtsgröße (Querschnittsabmessung in der Richtung orthogonal zu der optischen Achse) beispielsweise gleich oder kleiner als 2 Quadratmillimeter ist.
  • Die Bildaufnahmeeinheit 20 ist kurz und klein, da die Bildaufnahmeeinheit einen Einrichtungsstapelkörper umfasst. Außerdem weist die Bildaufnahmeeinheit 20 einen dünnen Durchmesser auf, da die Draufsichtsgröße der Bildaufnahmeeinheit 20 die gleiche wie die der Bildaufnahmeeinrichtung 22 ist.
  • Die quaderförmige Bildaufnahmeeinheit 20 umfasst eine rechteckige erste Seitenoberfläche 20S1, eine zweite Seitenoberfläche 20S2, die der ersten Seitenoberfläche 20S1 gegenüberliegt, eine dritte Seitenoberfläche 20S2 und die vierte Seitenoberfläche 20S4, die orthogonal zu der ersten Seitenoberfläche 20S1 und der zweiten Seitenoberfläche 20S2 sind. Die erste Seitenoberfläche 20S1 und die zweite Seitenoberfläche 20S2 sind orthogonal zu der Oberfläche der Bildaufnahmeeinrichtung, die eine Hauptoberfläche der Bildaufnahmeeinrichtung 22 ist.
  • Das Rahmenelement 10, das den hohlen Abschnitt H10 aufweist, in den die Bildaufnahmeeinheit 20 eingefügt wird, ist hingegen aus einem metallischen Werkstoff wie SUS (Edelstahl) gemacht. Das Rahmenelement 10 weist den hohlen Abschnitt H10 auf, der eine Durchgangsbohrung ist, mit einer Innenoberfläche, deren Querschnittsform rechteckig ist. In der Bildaufnahmeeinheit 20 ist die Mittelachse C des hohlen Abschnitts H10 die gleiche wie die Mittelachse C des Rahmenelements 10.
  • Der hohle Abschnitt H10 umfasst eine Innenoberfläche, bestehend aus einer ersten Innenoberfläche 10S1, einer zweiten Innenoberfläche 10S2, die der ersten Innenoberfläche 10S1 gegenüberliegt, und eine dritte Innenoberfläche 10S3 und eine vierte Innenoberfläche 10S4 orthogonal zu der ersten Innenoberfläche 10S1 und der zweiten Innenoberfläche 10S2.
  • Die Außenabmessung der Bildaufnahmeeinheit 20 in der Richtung orthogonal zu der optischen Achse ist kleiner als eine Innenabmessung des hohlen Abschnitts H10 des Rahmenelements 10 in der Richtung orthogonal zu der optischen Achse. Nur die zwei Seitenoberflächen 20S1, 20S3, die orthogonal zueinander sind, der Bildaufnahmeeinheit 20 sind jeweils in Kontakt mit den Innenoberflächen 10S1, 10S3 des Rahmenelements 10. Das heißt, dass zwischen der zweiten Seitenoberfläche 20S2 und der zweiten Innenoberfläche 10S2 und zwischen der vierten Seitenoberfläche 20S4 und der vierten Innenoberfläche 10S4 jeweils Spalte ausgebildet sind, die jeweils die Längen D1, D2 aufweisen und mit Harz 40 gefüllt sind.
  • Mit anderen Worten, in dem Bildaufnahmemodul 1 sind zwei lange Seiten 20L1, 20L2, die orthogonal zu der Oberfläche der Bildaufnahmeeinrichtung sind, der vier Seiten der rechteckigen ersten Seitenoberfläche 20S1 der Bildaufnahmeeinheit 20 in Kontakt mit der Innenoberfläche des Rahmenelements 10 und die zweite Seitenoberfläche 20S2 ist nicht in Kontakt mit der Innenoberfläche des Rahmenelements 10. Die erste Seitenoberfläche 20S1 der Bildaufnahmeeinheit 20 ist in Kontakt mit der ersten Innenoberfläche 10S1 des Rahmenelements 10 und die dritte Seitenoberfläche 20S3 ist in Kontakt mit der dritten Innenoberfläche 10S3, aber die zweite Seitenoberfläche 20S2 ist nicht in Kontakt mit der zweiten Innenoberfläche 10S2 und die vierte Seitenoberfläche 20S4 ist auch nicht in Kontakt mit der vierten Innenoberfläche 10S4.
  • Es ist zu beachten, dass in dem Bildaufnahmemodul 1 die langen Seiten der ersten Seitenoberfläche 20S1 in Kontakt mit der Innenoberfläche des Rahmenelements 10 sind. Es ist jedoch unnötig zu erwähnen, dass es auch den Fall gibt, in dem nicht die langen Seiten, sondern die kurzen Seiten der Bildaufnahmeeinheit 20 in Kontakt mit der Innenoberfläche des Rahmenelements sind, abhängig von der Form der Bildaufnahmeeinheit 20.
  • Wenn die Unterschiede D1, D2 zwischen der Außenabmessung der Bildaufnahmeeinheit 20 und der Innenabmessung des hohlen Abschnitts H10 des Rahmenelements 10 klein sind, ist das Einführen der Bildaufnahmeeinheit 20 in den hohlen Abschnitt H10 nicht einfach. Wenn die Unterschiede D1, D2 hingegen groß sind, besteht eine Möglichkeit, dass die optische Achse O und die Mittelachse C nicht parallel zueinander sind.
  • In dem Bildaufnahmemodul 1 sind jedoch die zwei Oberflächen 20S1, 20S3 der Bildaufnahmeeinheit 20 jeweils in Kontakt mit den zwei Oberflächen 10S1, 10S3 des hohlen Abschnitts H10 des Rahmenelements 10, ohne dass ein anderes Element (beispielsweise das Harz 40) dazwischen eingesetzt ist. Daher sind die optische Achse O der Bildaufnahmeeinheit 20 und die Mittelachse C des hohlen Abschnitts H10 des Rahmenelements 10 genau parallel zueinander.
  • Es ist zu beachten, dass es, wenn die Spalte mit dem Harz 40 gefüllt sind, vorkommen kann, dass es sich aufgrund der Oberflächenspannung des Harzes nicht vermeiden lässt, dass das Harz 40 in die Kontaktoberflächen eindringt. In dem Bildaufnahmemodul 1 ist das Harz 40 jedoch auf mindestens einem Teil der Kontaktoberflächen nicht vorhanden. Daher kann beurteilt werden, dass die Bildaufnahmeeinheit und das Rahmenelement durch das Harz 40 aneinander fixiert sind, wobei die zwei Seitenoberflächen 20S1, 20S3 und die zwei Innenoberflächen 10S1, 10S3 jeweils in Kontakt miteinander sind.
  • Genau gesagt ist in dem Bildaufnahmemodul 1 das Harz 40 auf mindestens einem Teil der Kontaktoberfläche zwischen der ersten Seitenoberfläche 20S1 und der ersten Innenoberfläche 10S1 und mindestens einem Teil der Kontaktoberfläche zwischen der dritten Seitenoberfläche 20S3 und der dritten Innenoberfläche 10S3 nicht vorhanden.
  • Die Herstellung des Bildaufnahmemoduls 1 ist einfach, da die optische Achse O der Bildaufnahmeeinheit 20 und die Mittelachse C des hohlen Abschnitts H10 des Rahmenelements 10 so positioniert sind, dass sie genau parallel zueinander sind.
  • Es ist zu beachten, dass sogar, wenn nur die erste Seitenoberfläche 20S1 und die erste Innenoberfläche 10S1 in Kontakt miteinander sind und die dritte Seitenoberfläche 20S3 und die dritte Innenoberfläche 10S3 nicht in Kontakt miteinander sind, beispielsweise die Richtung der optischen Achse (Z-Achse) und eine Richtung (Y-Achse) orthogonal zu der optischen Achse der drei Achsen (XYZ) positioniert sind, was zu einer einfacheren Herstellung im Vergleich zu dem Fall führt, wo keine der Seitenoberflächen in Kontakt mit der Innenoberfläche ist.
  • Darüber hinaus sind das Rahmenelement 10 aus Metall mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit und die Bildaufnahmeeinheit 20 nicht durch ein anderes Element miteinander in Kontakt, wodurch die von der Bildaufnahmeeinheit 20 erzeugte Wärme wirksam zu dem Rahmenelement 10 übertragen werden kann. Es ist beispielsweise unwahrscheinlich, dass das von der Bildaufnahmeeinrichtung 22 ausgegebene Bildaufnahmesignal durch thermisches Rauschen und dergleichen beeinflusst wird, wodurch ein stabiles Bildaufnahmesignal ermöglicht wird. Das Rahmenelement 10 ist vorzugsweise aus einem Material gemacht, das eine Wärmeleitfähigkeit von 10 W/(mK) oder mehr aufweist, um eine wahrnehmbare Wärmestrahlungswirkung zu erhalten. Die Wärmeleitfähigkeit von SUS ist beispielsweise 20 W/(mK).
  • <Abgewandelte Beispiele der ersten Ausführungsform>
  • Bildaufnahmemodule 1A, 1B gemäß den abgewandelten Beispielen ähneln dem Bildaufnahmemodul 1 und weisen die gleichen Wirkungen wie jene des Bildaufnahmemoduls 1 auf. Daher sind die Bestandselemente, die die gleichen Funktionen wie jene der Bestandselemente in dem Bildaufnahmemodul 1 aufweisen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen und Beschreibungen davon werden weggelassen.
  • <Erstes abgewandeltes Beispiel der ersten Ausführungsform>
  • Wie in 4 und 5 gezeigt, umfasst das Bildaufnahmemodul 1A gemäß dem ersten abgewandelten Beispiel einen ausgesparten Abschnitt C20 auf einer ersten Seitenoberfläche 20S1 einer Bildaufnahmeeinheit 20A und einen vorstehenden Abschnitt C10, der in Kontakt mit dem ausgesparten Abschnitt C20 ist, gebildet auf einer ersten Innenoberfläche 10S1 eines Rahmenelements 10A. Die Höhe D3 des vorstehenden Abschnitts C10 ist kleiner als eine Länge D1 eines Spalts zwischen der Bildaufnahmeeinheit 20A und dem Rahmenelement 10A.
  • Es ist zu beachten, dass der vorstehende Abschnitt C10 ein Teil des Rahmenelements 10A sein kann oder ein anderes Element sein kann, das von dem Rahmenelement 10A getrennt ist. Beispielsweise kann der vorstehende Abschnitt C10 in eine Durchgangsbohrung eingeführt werden, die auf der Seitenoberfläche des Rahmenelements 10A gebildet ist.
  • In dem Bildaufnahmemodul 1A sind die Distalendoberfläche des vorstehenden Abschnitts C10 und die Innenoberfläche des ausgesparten Abschnitts C20 in Kontakt miteinander, wodurch die Position der Bildaufnahmeeinheit 20A in dem hohlen Abschnitt H10 in Richtung der optischen Achse (Z-Achsenrichtung) festgelegt ist. Außerdem dient der ausgesparte Abschnitt C20 als ein Empfänger des Harzes 40, das in die Kontaktoberfläche eindringt, wodurch die Wirkung auftritt, dass die Menge an Harz 40 verringert wird, die auf der Kontaktoberfläche bleiben soll.
  • Bei dem Bildaufnahmemodul 1A ist die Positionierung der Bildaufnahmeeinheit 20A in Richtung der optischen Achse in Bezug auf das Rahmenelement 10A einfach.
  • <Zweites abgewandeltes Beispiel der ersten Ausführungsform>
  • Wie in 6 gezeigt, umfasst das Bildaufnahmemodul 1B gemäß dem zweiten abgewandelten Beispiel einen ausgesparten Abschnitt C10B auf einer ersten Innenoberfläche 10S1 des Rahmenelements 10B. Obgleich ein vorstehender Abschnitt C20B auf einer ersten Seitenoberfläche 20S1 der Bildaufnahmeeinheit 20B gebildet ist, ist der vorstehende Abschnitt C20B in dem ausgesparten Abschnitt 10S1B des Rahmenelements untergebracht. Daher ist der vorstehende Abschnitt 20B der Bildaufnahmeeinheit 20B nicht in Kontakt mit einer Innenoberfläche 10SB1 des Rahmenelements 10B.
  • Es ist zu beachten, dass der vorstehende Abschnitt C20B der Bildaufnahmeeinheit 20B gebildet ist, wenn der gebondete Wafer 20W, der eine Vielzahl von Bildaufnahmeeinheiten 20B umfasst, unter Verwendung eines Dicing-Blatts 50 geschnitten wird, wie beispielsweise in 7 gezeigt. Daher ist die Herstellung der Bildaufnahmeeinheit 20B einfach.
  • [ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM]
  • Ein Bildaufnahmemodul 1C gemäß der vorliegenden Ausführungsform ähnelt dem Bildaufnahmemodul 1 und weist die gleichen Wirkungen wie jene des Bildaufnahmemoduls 1 auf. Daher sind die Bestandselemente, die die gleichen Funktionen wie jene der Bestandselemente in dem Bildaufnahmemodul 1 aufweisen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen und Beschreibungen davon werden weggelassen.
  • Wie in 8 und 9 gezeigt, weist ein Rahmenelement 10C des Bildaufnahmemoduls 1C einen hohlen Abschnitt H10C auf, der eine Innenoberfläche aufweist, deren Querschnittsform kreisförmig ist.
  • Zwei lange Seiten 20L1, 20L2 einer rechteckigen ersten Seitenoberfläche 20S1 einer Bildaufnahmeeinheit 20C sind in Kontakt mit einer Innenoberfläche 10S des Rahmenelements 10C und eine zweite Seitenoberfläche 20S2 ist nicht in Kontakt mit der Innenoberfläche 10S.
  • Es ist zu beachten, dass jede der Bildaufnahmeeinheiten 20, 20Abis 20C ein Quader ist, dessen Querschnittsform in der Richtung orthogonal zu der optischen Achse rechteckig ist. Die Bildaufnahmeeinheit kann jedoch einen Querschnitt einer polygonalen Form aufweisen, wie beispielsweise einer hexagonalen Form. Außerdem kann an den Ecken der langen Seiten des Quaders eine Abfasungs- oder Kurvenbearbeitung ausgeführt werden. Eine Bildaufnahmeeinheit, die einer Abfasungsbearbeitung unterzogen wurde, kann beispielsweise in ein Rahmenelement eingeführt werden, dessen Innenabmessung klein ist, und ein anderes Element kann in einen Spalt zwischen der Bildaufnahmeeinheit und dem Rahmenelement eingeführt werden.
  • [DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM]
  • Als nächstes wird ein Endoskop 9 gemäß der dritten Ausführungsform beschrieben.
  • Wie in 10 gezeigt, umfasst das Endoskop 9: einen Einführabschnitt 9B, der Folgendes umfasst: an einem Distalendabschnitt 9A das Bildaufnahmemodul 1; einen Bedienabschnitt 9C, der an der Proximalendseite des Einführabschnitts 9B angeordnet ist; und ein Universalkabel 9D, das sich von dem Bedienabschnitt 9C erstreckt. Das Universalkabel 9D ist mit dem Signalkabel 32 des Bildaufnahmemoduls 1 verbunden.
  • Die Bildaufnahmeeinheit, die in das Rahmenelement eingeführt wird, wird in die Durchgangsbohrung des Distalendabschnitts 9A eingeführt.
  • Das Endoskop 9 umfasst das Bildaufnahmemodul 1, dessen Herstellung einfach ist. Daher ist die Herstellung des Endoskops 9 einfach.
  • Es ist zu beachten, dass wie in 11 gezeigt, die Bildaufnahmeeinheit 20 des Bildaufnahmemoduls 1 eine optische Einheit 60 umfassen kann, in der eine Vielzahl von optischen Einrichtungen 61 bis 63 auf der vorderen Oberfläche des Deckglases 21 gestapelt sind.
  • Die quaderförmige optische Einheit 60 ist beispielsweise durch Schneiden eines gebondeten optischen Wafers gebildet, der durch Bonden einer Vielzahl von optischen Wafern hergestellt wird, die jeweils die Vielzahl von optischen Einrichtungen 61 bis 64 umfassen. Die optischen Einrichtungen 61 bis 64 sind beispielsweise eine konkave Linse, eine konvexe Linse, ein Abstandshalter oder ein Filter.
  • Außerdem kann eine Kameraeinheit, die von der optischen Einheit 60 und der Bildaufnahmeeinheit 20 dargestellt wird, durch Schneiden eines gebondeten Einheitswafers hergestellt werden, der gebildet wird, indem eine Vielzahl von optischen Wafern an einen Bildaufnahmewafer 22W und Ähnlichem gebondet werden. Die Kameraeinheit auf Wafer-Ebene ist ein Quader und weist einen dünnen Durchmesser auf.
  • Wie in 11 gezeigt, kann darüber hinaus ein Rahmenelement 10D, in das ein Bildaufnahmemodul 1D eingeführt ist, ein starres Element sein, das den Distalendabschnitt des Endoskops 9 darstellt. Das heißt, die Durchgangsbohrung des starren Elements kann ein hohler Abschnitt H10D sein.
  • Es ist zu beachten, dass nicht erwähnt werden muss, dass das Endoskop, das jedes der Bildaufnahmemodule 1A bis 1C umfasst, die Wirkung des Endoskops 9 aufweist und die Wirkung von jedem der Bildaufnahmemodule 1A bis 1C aufweist. Außerdem beschränkt sich das Endoskop gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf ein medizinisches Endoskop, sondern kann auch ein industrielles Endoskop sein.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen und die abgewandelten Beispiele beschränkt, und verschiedene Änderungen und Abwandlungen sind innerhalb eines Bereichs möglich, ohne den Hauptpunkt der vorliegenden Erfindung zu ändern.
  • Bezugszeichenliste
    • 1, 1A bis 1D
    Bildaufnahmemodul
    9
    Endoskop
    10
    Rahmenelement
    10S
    Innenoberfläche
    20, 20A bis 20C
    Bildaufnahmeeinheit
    20L
    lange Seite
    20S
    Seitenoberfläche
    20W
    gebondeter Wafer
    21
    Deckglas
    22
    Bildaufnahmeeinrichtung
    23
    Halbleitereinrichtung
    40
    Harz
    50
    Dicing-Blatt
    60
    optische Einheit
    C10
    vorstehender Abschnitt
    C20
    ausgesparter Abschnitt
    H10
    hohler Abschnitt
    O
    optische Achse
    C
    Mittelachse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2005334509 [0002, 0007]

Claims (8)

  1. Bildaufnahmemodul, umfassend: eine Bildaufnahmeeinheit, in der eine Vielzahl von Halbleitereinrichtungen, umfassend eine Bildaufnahmeeinrichtung, gestapelt sind; und ein Rahmenelement, umfassend einen hohlen Abschnitt, in den die Bildaufnahmeeinheit eingeführt wird, wobei die Bildaufnahmeeinheit eine erste Seitenoberfläche orthogonal zu einer Hauptoberfläche der Bildaufnahmeeinrichtung und eine zweite Seitenoberfläche, die der ersten Seitenoberfläche gegenüberliegt, umfasst, und zwei Seiten von vier Seiten der ersten Seitenoberfläche der Bildaufnahmeeinheit in Kontakt mit einer Innenoberfläche des Rahmenelements sind, wobei die zwei Seiten orthogonal zu der Hauptoberfläche der Bildaufnahmeeinrichtung sind und die zweite Seitenoberfläche nicht in Kontakt mit der Innenoberfläche des Rahmenelements ist.
  2. Bildaufnahmemodul nach Anspruch 1, wobei die Bildaufnahmeeinheit ein Quader ist und eine dritte Seitenoberfläche und eine vierte Seitenoberfläche umfasst, die orthogonal zu der ersten Seitenoberfläche sind, die Innenoberfläche des Rahmenelements einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist, wobei die Innenoberfläche aus einer ersten Innenoberfläche, einer zweiten Innenoberfläche, die der ersten Innenoberfläche gegenüberliegt, und einer dritten Innenoberfläche und einer vierten Innenoberfläche, die orthogonal zu der ersten Innenoberfläche sind, gebildet ist, die erste Seitenoberfläche in Kontakt mit der ersten Innenoberfläche ist und die dritte Seitenoberfläche in Kontakt mit der dritten Innenoberfläche ist, und die zweite Seitenoberfläche nicht in Kontakt mit der zweiten Innenoberfläche ist und die vierte Seitenoberfläche nicht in Kontakt mit der vierten Innenoberfläche ist.
  3. Bildaufnahmemodul nach Anspruch 2, wobei ein Spalt zwischen der zweiten Seitenoberfläche und der zweiten Innenoberfläche und ein Spalt zwischen der vierten Seitenoberfläche und der vierten Innenoberfläche mit Harz gefüllt sind, und das Harz auf mindestens einem Teil einer Kontaktoberfläche zwischen der ersten Seitenoberfläche und der ersten Innenoberfläche und mindestens einem Teil einer Kontaktoberfläche zwischen der dritten Seitenoberfläche und der dritten Innenoberfläche nicht vorhanden ist.
  4. Bildaufnahmemodul nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Bildaufnahmeeinheit einen ausgesparten Abschnitt auf der ersten Seitenoberfläche umfasst, und das Rahmenelement auf der ersten Innenoberfläche einen vorstehenden Abschnitt umfasst, der in Kontakt mit dem ausgesparten Abschnitt ist.
  5. Bildaufnahmemodul nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Bildaufnahmeeinheit einen vorstehenden Abschnitt auf der ersten Seitenoberfläche umfasst und das Rahmenelement auf der ersten Innenoberfläche einen ausgesparten Abschnitt umfasst, in dem der vorstehende Abschnitt untergebracht ist.
  6. Bildaufnahmemodul nach Anspruch 1, wobei die Innenoberfläche des Rahmenelements einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
  7. Endoskop, umfassend das Bildaufnahmemodul nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6 in einem Distalendabschnitt eines Einführabschnitts des Endoskops.
  8. Endoskop nach Anspruch 7, wobei das Rahmenelement ein starres Element des Distalendabschnitts ist und der hohle Abschnitt eine Durchgangsbohrung des starren Elements ist.
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