JP5711178B2 - 撮像装置及びこの撮像装置を用いた内視鏡 - Google Patents
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Description
この特許文献1に記載の固体撮像装置は、フレキシブル基板を折り曲げることによって、固体撮像素子チップの背面側の後方にて背面と垂直な方向に沿って延出して固体撮像素子チップの背面との内角で挟まれた空間を形成する、少なくとも1つの延出平面部を有するフレキシブル基板と、空間において延出平面部に実装されたコンデンサや信号処理ICである先端部IC等の電子部品と、延出平面部における、電子部品の実装面の裏面側と固体撮像素子チップのパッド電極とを電気的に接続する接続手段と、を有している。
この構成とすることにより、固体撮像素子チップの水平方向及び垂直方向の寸法縮小と、固体撮像素子チップに接続されるフレキシブル基板の縮小とを可能にしている。
また、例えば受光面の大きさが1.5mm以下の様な非常に小さな固体撮像素子チップを用いる場合、フレキシブル基板も非常に小型であり、フレキシブル基板を曲げる起点を定めることが非常に困難であり、折り曲げ部分の位置が安定しない。
なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものもあり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。
図1は、本発明の実施の形態に係わるフレキシブル基板の表面を示す平面図、図2は、本発明の実施の形態に係わる、複数の電子部品が実装されたフレキシブル基板の上面を示す上面図、図3は、図2のフレキシブル基板にさらに撮像素子を実装した状態のフレキシブル基板の側面図、図4は、図3のフレキシブル基板の一部を折り曲げた状態の撮像装置の側面図である。
図1及び図2に示すように、撮像装置1を構成するフレキシブル基板5は、例えばT字状に形成された柔軟性を有する基板である。このフレキシブル基板5の表面5Aは、第1〜第3の実装面5A1〜5A3と、第1及び第2の延設面5A4、5A5と、を有する。
なお、図5は、図4のA矢印方向から見た場合の撮像装置の正面図、図6は、図4の撮像装置の構成を説明するための一部破断した撮像装置の斜視図である。
また、フレキシブル基板5には、第1及び第2の延設面5A4、5A5を設けているが、これら延設面に信号処理IC用導通ランド7やコンデンサ用導通ランド9と同様の導通ランドを設け、電子部品を実装する実装面としても良い。
なお、フレキシブル基板5の表面5A及び裏面5Bは、信号処理IC用導通ランド7、外部用導通ランド8、及びコンデンサ用導通ランド9を含む導通ランドとリード11以外の領域は、絶縁性のレジストで覆われている。
そして、図5に示すように、第1の折り曲げ部13aを含む折り曲げ部13は、信号処理IC3を含む全ての電子部品を内側に配設するように、撮像素子2の受光面2Aの光軸Oの周りに光軸Oと平行に設けられており、全ての電子部品は、フレキシブル基板5の表面5Aに実装されている。
これにより、フレキシブル基板5の第1の折り曲げ部13aを安定して折り曲げることができ、第1の折り曲げ部13aの位置が安定する。
そして、図2に示すように、起点電子部品である信号処理IC3の、外部信号線と電気的に接続される信号処理IC導電端子3aが、信号処理IC3の外周の起点稜線3bと異なる稜線に近接し配設されている。
これにより、フレキシブル基板5の第1の折り曲げ部13aに近接するように信号処理IC3を配置することができるので、撮像装置1を小型化することができる。
また、撮像素子2の裏面側に近接するように信号処理IC3を配置することができるので、撮像装置1の、光軸O方向に沿った長手方向の寸法を短くすることができる。
まず、図1及び図2に示した、複数の電子部品であるコンデンサ4が実装されたフレキシブル基板5を作成する。その作成は、従来の、所定の配線パターン12が形成されたフレキシブル基板5上に、クリーム半田を印刷し、マウンタ(図示せず)により複数のコンデンサ4を搭載し、その後半田リフローにより、複数のコンデンサ4をフレキシブル基板5の第3の実装面5A3のコンデンサ用導通ランド9上に実装することによって、行われる。
こうして、図6に示すような撮像装置1が構成される。
そして、起点電子部品である信号処理IC3の、外部信号線と電気的に接続される信号処理IC導電端子3aが、信号処理IC3の外周の起点稜線3bと異なる稜線に近接し配設されているので、フレキシブル基板5の第1の折り曲げ部13aにおける折り曲げ時に、フレキシブル基板5に歪み応力が加わったとしても、起点電子部品である信号処理IC3の外部信号線と電気的に接続される信号処理IC導電端子3aの、フレキシブル基板5の信号処理IC用導通ランド7からの剥がれ等が生じる虞れもない。
また、撮像素子2の裏面側に近接するように信号処理IC3を配置することができるので、撮像装置1の、光軸O方向に沿った長手方向の寸法を縮小することができ、内視鏡の先端部の先端硬質部長を縮小することができる。
図7は、本発明の実施形態の変形例1に係る、複数の電子部品が実装されたフレキシブル基板の上面を示す上面図、図8は、図7のフレキシブル基板に撮像素子を実装し、フレキシブル基板の一部を折り曲げた状態の撮像装置の側面図、図9は、図8のB矢印方向から見た場合の撮像装置の正面図である。なお、図7〜図9は、第1の実施形態と同様な構成要素については同一符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
また、フレキシブル基板5の、第3の実装面5A3が延設される第2の延設面5A5の、光軸Oと直交する方向の長さLを、信号処理IC3の高さと略同一の長さとして、第2の折り曲げ部13bを、第1の折り曲げ部13aと同様に、信号処理IC3の稜線を折り曲げ起点として折り曲げても良い。すなわち、信号処理IC3の図9に示す左上の稜線を第2の折り曲げ部13bを折り曲げる起点となる起点稜線として、フレキシブル基板5の第2の折り曲げ部13bを折り曲げても良い。
図10は、本発明の実施形態の変形例2に係る、複数の電子部品が実装されたフレキシブル基板の上面を示す上面図、図11は、図10のフレキシブル基板に撮像素子を実装し、フレキシブル基板の一部を折り曲げた状態の撮像装置の側面図、図12は、図11のC矢印方向から見た場合の撮像装置の正面図である。なお、図10〜図12は、第1の実施形態と同様な構成要素については同一符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
なお、この所定量とは、フレキシブル基板5を曲げて構成した場合に、第1の実装面5A1に対する、外部信号線が接続される外部用導通ランド8の実装高さが、撮像素子2の高さ寸法よりも小さくなる寸法量である。
なお、外部用導通ランド8を、第1の延設面5A4の表面5A上に設けて構成しても良い。
図13は、本発明の実施形態の変形例3に係る、複数の電子部品が実装されたフレキシブル基板の上面を示す上面図、図14は、図13のフレキシブル基板に撮像素子を実装し、フレキシブル基板の一部を折り曲げた状態の撮像装置の側面図、図15は、図14のD矢印方向から見た場合の撮像装置の正面図である。なお、図13〜図15は、第1の実施形態と同様な構成要素については同一符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
なお、この所定量とは、フレキシブル基板5を曲げて構成した場合に、第1の実装面5A1に対する、コンデンサ4の実装高さが、撮像素子2の高さ寸法よりも小さくなる寸法量である。
また、第2の延設面5A5の長さLをさらに短くしたり、あるいは外部用導通ランド8の実装高さが撮像素子2の幅寸法を超えない範囲で長く構成して、それぞれのコンデンサ4の実装高さを調整してもよい。
図16は、本発明の第2の実施形態に係わる、複数の電子部品が実装されたフレキシブル基板の上面を示す上面図、図17は、図16のフレキシブル基板に撮像素子を実装し、フレキシブル基板の一部を折り曲げた状態の撮像装置の側面図、図18は、図17のE矢印方向から見た場合の撮像装置の正面図、図19は、図17の撮像装置の構成を説明するための撮像装置の斜視図である。なお、図16〜図19は、第1の実施形態と同様な構成要素については同一符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
そして、図16に示すように、起点電子部品である信号処理IC3の、外部信号線と電気的に接続される信号処理IC導電端子3aが、信号処理IC3の外周の起点稜線3bと異なる稜線に近接し配設されている。
従って、フレキシブル基板5の両側の第3の実装面5A3を、それぞれ信号処理IC3の側面に沿って折り曲げることにより、図17〜図19に示すように、信号処理ICを、フレキシブル基板5を介して撮像素子2に積層した状態に配置することができる。
そして、起点電子部品である信号処理IC3の、外部信号線と電気的に接続される信号処理IC導電端子3aが、信号処理IC3の外周の起点稜線3bと異なる稜線に近接し配設されている。
これにより、フレキシブル基板5の第1の折り曲げ部13aに近接するように信号処理IC3を配置することができるので、撮像装置1を小型化することができる。
また、図16に示すように、外部信号線に電気的に接続されない非導電ランド7cをフレキシブル基板5の第1の折り曲げ部13aに近接し設けるとともに、信号処理IC3に非導電ランド7cと接続される非導電端子3cを設けてもよい。すなわち、起点電子部品である信号処理IC3は、起点稜線3bに最も近接する信号処理IC導電端子3aと起点稜線3bとの間に配設され、外部信号線と電気的に接続されずフレキシブル基板5の非導電ランド7cに接続される非導電端子3cを有する。
2…撮像素子
2A…受光面
2X…撮像素子用導通ランド
2a…撮像素子導通端子
3…信号処理IC
3a…信号処理IC導電端子
3b…起点稜線
4…電子部品(コンデンサ)
5…フレキシブル基板
5A…表面
5A1…第1の実装面
5A2…第2の実装面
5A3…第3の実装面
5A4…第1の延設面
5A5…第2の延設面
5A6…3の延設面
5B…裏面
5C…内部
6…カバーガラス
7…信号処理IC用導通ランド
8…外部用導通ランド
9…コンデンサ用導通ランド
10…撮像素子導電端子
11…リード
12…配線パターン
13…折り曲げ部
Claims (6)
- 表面に受光面を有する撮像素子と、
複数の電子部品と、
前記撮像素子と前記複数の電子部品と外部信号線とを電気的に接続するように前記撮像素子と前記複数の電子部品とが実装され、少なくとも1つの折り曲げ部を有するフレキシブル基板と、
を有し、
少なくとも1つの前記電子部品である起点電子部品は、前記フレキシブル基板の少なくとも1つの前記折り曲げ部を折り曲げる起点となる稜線である起点稜線を外周に有し、さらに、前記外部信号線と電気的に接続される複数の導通端子が、前記外周の前記起点稜線より前記起点稜線と異なる稜線に近接し配設されたことを特徴とする撮像装置。 - 前記起点電子部品は、さらに、前記導通端子と前記起点稜線との間に配設され、前記外部信号線と電気的に接続されず前記フレキシブル基板と接続される非導電端子を有することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記フレキシブル基板は、実装される全ての前記電子部品を前記撮像素子の裏面側に該裏面と対向し配設することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。
- 前記撮像素子は、前記表面に入出力端子である撮像素子端子を有し、
前記フレキシブル基板は、前記撮像素子端子に接続するために少なくとも1つの面が前記撮像素子の側面に沿って配設されるとともに、前記折り曲げ部は、前記撮像素子の前記受光面の光軸と平行に設けられていることを特徴とする請求項1−3のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記撮像素子は、裏面に入出力端子である撮像素子端子を有し、
前記フレキシブル基板は、前記撮像素子端子に接続するための撮像素子用端子を有する撮像素子接続面が前記撮像素子の裏面に隣接対向し設けられるとともに、前記撮像素子接続面から折り曲げられる前記折り曲げ部が、前記撮像素子の前記受光面の光軸と直交し設けられていることを特徴とする請求項1−3のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 請求項1−5のいずれか1項に記載の撮像装置を備えたことを特徴とする内視鏡。
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