WO2016189679A1

WO2016189679A1 - 撮像装置および内視鏡

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Publication number: WO2016189679A1
Application number: PCT/JP2015/065200
Authority: WO
Inventors: 昌一郎川除
Original assignee: オリンパス株式会社
Priority date: 2015-05-27
Filing date: 2015-05-27
Publication date: 2016-12-01
Also published as: US10750940B2; JP6633067B2; JPWO2016189679A1; US20180070805A1

Abstract

撮像装置は、１つの固体撮像素子と、複数の電子部品と、信号ケーブルと、第１面と第２面とを有し、展開状態において予め定めた形状に形作られた、複数の機能領域と複数の曲げ部とを有する可撓性基板と、機能領域の１つであって、固体撮像素子が実装される矩形形状で予め定めた面形状に設定された１つ撮像素子実装領域と、機能領域の１つであって、電子部品のいずれかが実装される、曲げ部で折り畳まれて撮像素子実装領域に対して平行に配置されて撮像素子実装領域の投影面積内に収められる少なくとも２つの電子部品実装領域と、機能領域の１つであって、可撓性基板の隣り合う実装領域の間に設けられて、隣り合う実装領域の電子部品同士を電気的に接続する配線を有し、折り畳まれることで撮像素子実装領域に対して電子部品実装領域を平行に配置し、且つ、撮像素子実装領域の投影面積内に電子部品実装領域と共に収められる少なくとも１つの配線領域と、を有し、積層配置された複数の機能領域は、撮像素子実装領域の面形状が最大で、撮像素子実装領域から離間するにしたがって各面形状において対向する少なくとも一対の辺の長さが段階的に短くなる。

Description

撮像装置および内視鏡

　本発明は、固体撮像素子と電子部品を可撓性基板に実装した撮像装置およびこの撮像装置を有する内視鏡に関する。

　近年、固体撮像素子及び電子部品を基板に実装した撮像装置は、ビデオカメラ、電子スチルカメラ、電子内視鏡（以下、内視鏡と略記する）の撮像手段として用いられている。

　医療分野で使用される内視鏡は、挿入部の先端部に照明光学系と、撮像装置を有する観察光学系と、を備える。挿入部の先端部の外径は、患者の苦痛を和らげるため、細径化が求められている。

　例えば、日本国特開平５－１１５４３６号公報には、外形サイズを大きくせずに可撓性基板の実装面形状を拡大できるようにして高密度化又は小型化を達成し得るようにした固体撮像装置が示されている。

　上記固体撮像装置は、展開した状態で十字状の可撓性基板を有する。可撓性基板は、基部から突出した４つの矩形状基板部のそれぞれの裏面側に、固体撮像素子の周辺回路を構成するＩＣ及び受動部品を搭載している。４つの矩形状基板部は、基部の折り曲げ部に沿って対向するように折り曲げられて筒状に形成される。

　しかしながら、筒状に形成された固体撮像装置では、ＩＣ、受動部品が配置された筒状内部空間に未実装領域が出現する。この結果、撮像装置の高密度化、あるいは、撮像装置の挿入方向の短縮化を含む小型化が十分であるとはいえない。

　本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構造で高密度化及び小型化を実現する撮像装置を提供することを目的にしている。

　本発明の一態様の撮像装置は、１つの固体撮像素子と、
　複数の電子部品と、少なくとも１つの信号ケーブルと、第１面と該第１面の反対面である第２面とを有し、予め定めた可撓性を有して展開状態において予め定めた形状に形作られた、複数の機能領域と複数の曲げ部とを有する可撓性基板と、前記機能領域の１つであって、前記固体撮像素子が実装される矩形形状で予め定めた面形状に設定された１つ撮像素子実装領域と、前記機能領域の１つであって、前記電子部品のいずれかが実装される、前記曲げ部で折り畳まれて前記撮像素子実装領域に対して平行に配置されて該撮像素子実装領域の投影面積内に収められる少なくとも２つの電子部品実装領域と、前記機能領域の１つであって、前記可撓性基板の隣り合う実装領域の間に設けられて、前記隣り合う実装領域の少なくとも電子部品同士を電気的に接続する配線を有し、折り畳まれることで前記撮像素子実装領域に対して前記電子部品実装領域を平行に配置し、且つ、該撮像素子実装領域の投影面積内に前記電子部品実装領域と共に収められる少なくとも１つの配線領域と、を有し、積層配置された前記複数の機能領域は、前記撮像素子実装領域の面形状が最大で、前記撮像素子実装領域から離間するにしたがって各面形状において対向する少なくとも一対の辺の長さが段階的に短くしてある。

本発明の撮像ユニットを内蔵した内視鏡を説明する図第１実施形態の撮像装置の構成を説明する断面図第１実施形態であって、展開した可撓性基板の第１面側を示す図図３Ａで示した可撓性基板の第１面に撮像素子及び電子部品を実装した図図３Ｂで示した可撓性基板の第１面に実装された電子部品を封止樹脂で封止した状態を説明する図図３Ｃで示した可撓性基板の折り畳みを説明する断面図可撓性基板を折り畳んで戴頭四角錐形状にしたことによって出現する空間を説明する断面図図３Ｃで示した可撓性基板の変形例を説明する断面図図３Ｆで示した可撓性基板を折り畳んだ状態を説明する図第２実施形態の撮像装置に用いられる可撓性基板を説明する図可撓性基板を折り畳んだ状態を説明する断面図第２実施形態の撮像装置を説明する断面図第２実施形態の撮像装置の変形例にかかる可撓性基板を説明する図変形例の撮像装置を説明する断面図可撓性基板の他の構成を説明する図可撓性基板の別の構成を説明する図可撓性基板のまた別の構成を説明する図

　以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。　
　なお、以下の説明に用いる各図において、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、構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものもある。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－図３Ｇを参照して撮像装置の第１実施形態を説明する。

　図１に示すように内視鏡５０は、挿入部５１と、操作部５２と、電気ケーブルであるユニバーサルケーブル５３と、を備えて構成されている。内視鏡５０の挿入部５１は、先端から順に、先端部５４、湾曲部５５、可撓管部５６を有して構成されている。　
　挿入部５１の先端部５４内には後述する撮像装置１が内蔵されている。

　操作部５２は、挿入部５１を構成する可撓管部５６の基端側に連設されている。操作部５２には、挿入部５の湾曲部５５を湾曲操作するための湾曲操作５７等が設けられている。

　図２に示すように撮像装置１は、主に、直方体形状の固体撮像素子（以下、撮像素子と記載する）２と、折り畳まれる可撓性基板３と、信号ケーブル４と、を有する。　
　符号１ａは、撮像装置長手軸であって、撮像素子２の受光面２ａに直交する軸である。信号ケーブル４は、撮像装置長手軸１ａに沿って長手方向に延出される。

　撮像素子２は、受光面２ａを有し、その受光面２ａにはカバーガラス５が固設されている。カバーガラス５の前面５ａは、撮像素子２の最先端面である。撮像素子２の受光面２ａの反対面である背面２ｂには複数の素子接点２ｃが配列されている。　
　カバーガラス５の前面５ａの面形状は、撮像素子２の受光面２ａ側の面形状と略同一、すなわち、それぞれの面形状と面積とを略同じに設定してある。

　可撓性基板３は、樹脂製基板であり、予め定めた可撓性に設定されている。樹脂製基板は、ポリイミド、あるいは、ポリエチレンテレフタレート等の絶縁体である基材と、導体箔である例えば銅箔と、を有している。

　本実施形態の可撓性基板３は、図３Ａに示すように展開状態において逆さＴ字形状である。可撓性基板３は、図３Ｄに示すように順次折り畳まれて、図２に示すように撮像素子２の投影面積領域２Ｓ内に全て収まる構成になっている。

　可撓性基板３は、複数の機能領域を有する。機能領域は、例えば１つの撮像素子実装領域３１と、例えば３つの電子部品実装領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃと、例えば２つの配線領域３３ａ、３３ｂと、例えば２つの折代領域３４ａ、３４ｂと、例えば２つのケーブル実装領域３５ａ、３５ｂと、である。

　本実施形態において、可撓性基板３は、第１帯状部３０Ａと第２帯状部３０Ｂとを有する。第１帯状部３０Ａの長手方向第１中心線（以下、第１中心線と略記する）３０Ｌ１と第２帯状部３０Ｂの長手方向第２中心線（以下、第２中心線と略記する）３０Ｌ２とは直交する位置関係である。　
　第１帯状部３０Ａは、撮像素子実装領域３１、第１電子部品実装領域３２ａ、第１折代領域３４ａ、第１配線領域３３ａ、第２電子部品実装領域３２ｂ、第２折代領域３４ｂ、第２配線領域３３ｂ、を第１中心線３０Ｌ１に沿って一直線に配設している。

　第２帯状部３０Ｂは、第１ケーブル実装領域３５ａ、第３電子部品実装領域３２ｃ、第２ケーブル実装領域３５ｂ、を第２中心線３０Ｌ２に沿って一直線に配設している。

　本実施形態において、可撓性基板３は、第１帯状部３０Ａの第２配線領域３３ｂ側の端面と第２帯状部３０Ｂの第３電子部品実装領域３２ｃを含む一方の側面とが連結されてＴ字形状になっている。

　撮像素子実装領域３１、電子部品実装領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、および、配線領域３３ａ、３３ｂの第１面３ａ上、および、該第１面３ａの反対面である第２面３ｂ上にはそれぞれ図示されていない配線パターンが設けられている。

　加えて、撮像素子実装領域３１、電子部品実装領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、および、配線領域３３ａ、３３ｂの予め定めた位置には、それぞれ複数の貫通導体６が設けられている。貫通導体６は、第１面３ａと第２面３ｂとを貫通して第１面３ａ側と第２面３ｂ側とを電気的に接続する配線である。

　撮像素子実装領域３１は、撮像素子２に対応する矩形形状であり、予め定めた面形状に設定されている。　
　図３Ａに示すように撮像素子実装領域３１の第１面３ａは、撮像素子実装面である。第１面３ａには複数の素子接続部６１が配列されている。複数の素子接続部６１ａは、撮像素子２の素子接点２ｃに対応して設けられている。　
　図２、図３Ｂに示すように撮像素子実装領域３１の第１面３ａにはカバーガラス５を一体に固設した撮像素子２が実装される。

　電子部品実装領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃには、それぞれ少なくとも１つの電子部品が実装される。　
　電子部品は、コンデンサ、抵抗等の受動部品、あるいは、ＩＣなど信号処理を行う能動部品であり、撮像素子２から出力される電気信号の処理、あるいは、駆動電力の処理、等を行う。

　図３Ａに示すように第１電子部品実装領域３２ａは、撮像素子実装領域３１と同じ矩形形状である。第１電子部品実装領域３２ａの面形状は、撮像素子実装領域３１の面形状と略同一に設定してある。

　第１電子部品実装領域３２ａの第１面３ａは、第１電子部品実装面であって、複数の第１電子部品接続部６２ｂが設けられている。複数の第１電子部品接続部６２は、第１電子部品１１に対応している。図２、図３Ｂに示すように第１電子部品接続部６２には第１電子部品１１が実装される。

　図３Ａに示すように第２電子部品実装領域３２ｂも撮像素子実装領域３１と同じ矩形形状である。第２電子部品実装領域３２ｂの面形状は、第１電子部品実装領域３２ａの面形状より予め小さく設定してある。ここで、一方側の面の面形状に対して他方側の面の面形状が小さいということは、対向する少なくとも一対の辺の長さにおいて、一方側の面の辺の長さよりも他方側の面の辺の長さが短いことである。

　第２電子部品実装領域３２ｂの第１面３ａは、第２電子部品実装面であって、複数の第２電子部品接続部６３が設けられている。複数の第２電子部品接続部６３は、第２電子部品１２に対応している。図２、図３Ｄに示すように第２電子部品接続部６３には、例えばパンプ電極である例えば接続用部材１２ａを介して、第２電子部品１２が実装される。

　図３Ａに示すように第３電子部品実装領域３２ｃも撮像素子実装領域３１と同じ矩形形状である。第３電子部品実装領域３２ｃの面形状は、第２電子部品実装領域３２ｂの面形状より予め小さく設定してある。　
　第３電子部品実装領域３２ｃの第１面３ａは、第３電子部品実装面であって、複数の第３電子部品接続部６４が設けられている。複数の第３電子部品接続部６４ｄは、第３電子部品１３に対応している。図２、図３Ｂに示すように第３電子部品接続部６４には第３電子部品１３が実装される。

　そして、展開状態の可撓性基板３には、図３Ｃ、図３Ｄに示すように第１面３ａ上に実装された電子部品１１、１２、１３を封止固定する封止樹脂８ａ、８ｂ、８ｃが設けられる。

　第１封止樹脂８ａは、第１電子部品実装領域３２ａに実装された第１電子部品１１に設けられた柱状電極である第１接続用電極９ａと第１電子部品１１とを封止している。　
　第２封止樹脂８ｂは、第２電子部品実装領域３２ｂに実装された第２電子部品１２に設けられた柱状電極である第２接続用電極９ｂと第２電子部品１２と接続用部材１２ａとを封止している。　
　第３封止樹脂８ｃは、第３電子部品実装領域３２ｃに実装された第３電子部品１３を封止している。

　上述した封止樹脂８ａ、８ｂ、８ｃの表面は、電子部品実装領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃのそれぞれの第１面３ａに対して平行になるように成型される。また、樹脂封止８ａ、８ｂ、８ｃは、望ましくは、印刷法による一括封止によって形成される。

　図３Ａ－図３Ｂに示すように第１配線領域３３ａも撮像素子実装領域３１と同じ矩形形状である。第１配線領域３３ａの面形状は、第２電子部品実装領域３２ｂの面形状と略同一に設定してある。

　第１配線領域３３ａには予め定めた複数の貫通配線６５複数の貫通配線６５は、積層配置される第１封止樹脂８ａ表面の複数の接点部（不図示）と、第２電子部品実装領域３２ｂの複数の接点部（不図示）と、をそれぞれ電気的に接続する。

　第２配線領域３３ｂも撮像素子実装領域３１と同じ矩形形状である。第２配線領域３３ｂの面形状は、第３電子部品実装領域３２ｃの面形状と略同一に設定してある。

　第２配線領域３３ｂには予め定めた複数の貫通配線６６が設けられている。複数の貫通配線６６は、積層配置される第２封止樹脂８ｂ表面の複数の接点部（不図示）と、第３電子部品実装領域３２ｃの複数の接点部（不図示）と、をそれぞれ電気的に接続する。

　第１の折代領域３４ａは、第１配線領域３３ａと第１電子部品実装領域３２ａとの撮像装置長手軸１ａ方向の間隔を規定する。このため、第１の折代領域３４ａは、第１電子部品実装領域３２ａに実装される第１電子部品１１、および第１封止樹脂８ａの高さ等を考慮して、第１中心線３０Ｌ１方向の長さを予め定めた長さに設定してある。　
　この結果、第１配線領域３３ａの第１面３ａは、第１電子部品実装領域３２ａの第１面３ａに対面するように曲げ可能である。

　これに対して、第２の折代領域３４ｂは、第２配線領域３３ｂと第２電子部品実装領域３２ｂとの撮像装置長手軸１ａ方向の間隔を規定する。このため、第２の折代領域３４ｂは、第２電子部品実装領域３２ｂに実装される第２の電子部品１２、および第２封止樹脂８ｂの高さ等を考慮して、第１中心線３０Ｌ１方向の長さを予め定めた長さに設定してある。　
　この結果、第２配線領域３３ｂの第１面３ａは、第２電子部品実装領域３２ｂの第１面３ａに対向するように曲げ可能である。

　ケーブル実装領域３５ａ、３５ｂは、第２中心線３０Ｌ２方向の長さを予め定めた長さに設定してある。ケーブル実装領域３５ａ、３５ｂの第１面３ａには複数の信号線接続部３５ｃが設けられている。信号ケーブル４内の信号線４１は、対応する信号線接続部３５ｃにそれぞれ接続されるようになっている。

　符号３ｋは第６曲げ領域であって、ケーブル実装領域３５ａ、３５ｂに含まれた第６曲げ部である。ケーブル実装領域３５ａ、３５ｂの第１面３ａ上には配線パターン（不図示）が設けられている。

　図３Ａ中の符号７は、曲げ部である。曲げ部７は、隣り合う領域を折り畳む際の折り線である。曲げ部７は、図３Ａ中の拡大図で示すように可撓性基板３を構成する基材３ｃから銅箔３ｄを第１中心線３０Ｌ１に直交する方向に除去して該基材３ｃのみで構成された部分である。　
　この構成の曲げ部７によれば、銅箔３ｄを積層した可撓性基板３に比べて小さな曲げ半径での折り畳みを可能にしている。

　図３Ａに示すように本実施形態において、撮像素子実装領域３１と第１電子部品実装領域３２ａとは曲げ部７によって区分されている。第１電子部品実装領域３２ａと第１折代領域３４ａとは曲げ部７によって区分されている。第１折代領域３４ａと第１配線領域３３ａとは曲げ部７によって区分されている。第１配線領域３３ａと第２電子部品実装領域３２ｂとは曲げ部７によって区分されている。第２電子部品実装領域３２ｂと第２折代領域３４ｂとは曲げ部７によって区分されている。第２折代領域３４ｂと第２配線領域３３ｂとは曲げ部７によって区分されている。第２配線領域３３ｂと第３電子部品実装領域３２ｃとは曲げ部７によって区分されている。

　図３Ｄに示すように撮像素子実装領域３１と第１電子部品実装領域３２ａとは、曲げ部７を介して折り畳み可能であって、第２面３ｂ同士が密着するように折り畳まれる。そして、折り畳まれた状態において、図２に示すように撮像素子実装領域３１に設けられた接点と第１電子部品実装領域３２ａに設けられた接点部とが電気的に接続されて一体になって第１層１Ａを構成する。

　図３Ｄに示すように第１折代領域３４ａ近傍の２つの曲げ部７において、第１電子部品実装領域３２ａおよび第１配線領域３３ａは略直角に折り畳み可能であって、第１電子部品実装領域３２ａの第１面３ａと第１配線領域３３ａの第１面３ａとが対面した状態に折り畳まれる。そして、折り畳まれた状態において、図２に示すように第１電子部品実装領域３２ａに設けられた第１封止樹脂８ａ表面の複数の接点部と第１配線領域３３ａの接点部とが電気的に接続されて一体になる。　
　この結果、第１配線領域３３ａは、第１折代領域３４ａを介して第１層１Ａに対して積層配置された状態になる。

　図３Ｄに示すように第１配線領域３３ａと第２電子部品実装領域３２ｂとは、曲げ部７を介して折り畳み可能であって、第２面３ｂ同士が密着するように折り畳まれる。そして、折り畳まれた状態において、図２に示すように第１配線領域３３ａに設けられた接点部と第２電子部品実装領域３２ｂに設けられた接点部とが電気的に接続されて一体になって第２層１Ｂが構成される。　
　この結果、第２層１Ｂは、第１折代領域３４ａを介して第１層１Ａに対して積層配置された状態になる。

　図３Ｄに示すように第２折代領域３４ｂ近傍の２つの曲げ部７において、第２電子部品実装領域３２ｂおよび第２配線領域３３ｂは略直角に折り畳み可能であって、第２電子部品実装領域３２ｂの第１面３ａと第２配線領域３３ｂの第１面３ａとが対面した状態に折り畳まれる。そして、折り畳まれた状態において、図２に示すように第２電子部品実装領域３２ｂに設けられた第２封止樹脂８ｂ表面の複数の接点部と第２配線領域３３ｂの接点部とが電気的に接続されて一体になる。　
　この結果、第２配線領域３３ｂが第２折代領域３４ｂを介して第２層１Ｂに対して積層配置された状態になる。

　図３Ｄに示すように第２配線領域３３ｂと第３電子部品実装領域３２ｃとは、曲げ部７を介して折り畳み可能であっで、第２面３ｂ同士が密着するように折り畳まれる。そして、折り畳まれた状態において、図２に示すように第２配線領域３３ｂに設けられた接点部と第３電子部品実装領域３２ｃに設けられた接点部とが電気的に接続されて一体になって第３層１Ｃが構成される。

　この結果、第３層１Ｃは、第２折代領域３４ｂを介して第２層１Ｂに対して積層配置された状態になる。

　上述した積層配置状態において、第１層１Ａの第１電子部品実装領域３２ａの面形状と撮像素子実装領域３１の面形状とは略同一に設定されている。

　第２層１Ｂの第２電子部品実装領域３２ｂの面形状は、第１電子部品実装領域３２ａの面形状より予め小さく設定され、第２電子部品実装領域３２ｂの面形状と第１配線領域３３ａの面形状とは略同一である。

　第３層１Ｃの第３電子部品実装領域３２ｃの面形状は、第２電子部品実装領域３２ｂの面形状より予め小さく設定され、第３電子部品実装領域３２ｃの面形状と第２配線領域３３ｂの面形状とは略同一である。

　つまり、各層の面形状を形作る辺の長さは、第１層１Ａ、第２層１Ｂ、第３層１Ｃの順に段階的に短くなっている。

　このため、撮像装置１の積層配置されて一体な第１層１Ａ、第２層１Ｂ、及び第３層１Ｃは、図２、図３Ｅに示すようにカバーガラス５の前面５ａを底面にして第３電子部品実装領域３２ｃを上面とした、戴頭四角錐形状になる。

　この結果、撮像装置長手軸１ａに直交する撮像素子２の投影面積領域２Ｓ内において、撮像素子実装領域３１、第１電子部品実装領域３２ａ、第１折代領域３４ａ、第１配線領域３３ａ、第２電子部品実装領域３２ｂ、第２折代領域３４ｂ、第２配線領域３３ｂ及び第３電子部品実装領域３２ｃが配設されていない空間１Ｓ１、１Ｓ２が出現する。

　空間１Ｓ１、１Ｓ２は、ケーブル実装領域配置空間である。図３Ｄに示すように第３電子部品実装領域３２ｃにそれぞれ隣設するケーブル実装領域３５ａ、３５ｂは、第６曲げ部３ｋにおいて、撮像素子２の背面２ｂに向けて折り返される。

　この結果、図２に示すように第１ケーブル実装領域３５ａは、第３層１Ｃの一側部、第２層１Ｂの一側部、第１層１Ａの一側部に近接して第１空間１Ｓ１内に配置される。これに対して、第２ケーブル実装領域３５ｂは、第３操作１Ｃの一側部の反対面である他側部、第２層１Ｂの他側部、第１層１Ａの他側部に近接して第２空間１Ｓ２内に配置される。

　このように、本願構成によれば、撮像装置１を構成する可撓性基板３に複数の実装領域３１、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、配線領域３３ａ、３３ｂ、折代領域３４ａ、３４ｂを設け、これらを一直線に配設して帯状部３０Ａを構成し、帯状部３０Ａの各領域間に基板３から銅箔３ｄを除去した曲げ部７を設けている。

　この構成によれば、実装領域３１、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、配線領域３３ａ、３３ｂ、折代領域３４ａ、３４ｂ等の機能領域が曲げ部７を挟んで明確に区分される。　
　そして、曲げ部７を基材３ｃで構成したことによって、曲げ部７に隣設する機能領域を直角に折り畳むことができる。これにより、機能領域の面同士を密着させて折り畳むことができる。　
　この結果、複数の機能領域を撮像装置長手軸１ａ方向に積層配置することを可能にして撮像装置１の撮像装置長手軸１ａ方向の長さを短縮化することができる。

　また、撮像素子２の背面２ｂ側に撮像装置長手軸１ａ方向に積層配置される複数の機能領域は、面形状が最も大きな第１層１Ａが撮像素子２の背面側に配置される。

　そして、第１層１Ａより面形状が小さな第２層１Ｂは、第１層１Ａの下層を構成し、第２層１Ｂより面形状が小さな第３層１Ｃは、第２層１Ｂの下層を構成する。

　つまり、撮像素子２の背面側に面形状が最も大きな第１層１Ａが配置され、背面から撮像装置長手軸１ａ方向に離間するにしたがってその面形状が小さくなって、撮像装置１の積層部分が戴頭四角錐形状に形作られる。　
　なお、撮像装置１の積層部分の形状は、戴頭四角錐形状に限定されるものでは無く、円錐の頭部を底面に平行な面で切り取った截頭円錐、角錐の頭部を切り取った他の角錐形状であってもよい。

　この結果、撮像素子２の投影面積領域２Ｓ内に機能領域が配設されない空間１Ｓ１、１Ｓ２が出現し、第１空間１Ｓ１、および、第２空間１Ｓ２をケーブル実装領域３５ａ、３５ｂをそれぞれ配置する空間とすることができる。

　このため、Ｔ字形状の可撓性基板３のケーブル実装領域３５ａ、３５ｂを折り畳んで撮像装置長手軸１ａ方向の長さを長くすること無く、空間１Ｓ１、１Ｓ２内に収めて更なる高密度実装を実現した撮像装置１を提供することができる。

　なお、撮像装置１の積層部分の形状は、角錐形状、円錐形状に限定されるものでは無く、ケーブル実装領域３５ａ、３５ｂが配置されない側の積層部分の形状については図３Ｆに示すようにストレート形状であっても、前述と同様の作用及び効果を得ることができる。

　ここで、可撓性基板３Ｇは、図３Ｇに示すように構成される。展開状態の可撓性基板３Ｇにおいて、撮像素子実装領域３１、第１電子部品実装領域３２ａ、第１配線領域３３ａ、第２電子部品実装領域３２ｂ、第２配線領域３３ｂ、第３電子部品実装領域３２ｃの長手方向の一対の辺の長さを予め定めた寸法ａに設定してある。その他の構成は上述した可撓性基板３と同様である。

　この構成によれば、各領域３１、３２ａ、３３ａ、３２ｂ、３３ｂ、３２ｃを折り畳んだ状態において、前述と同様に撮像素子２の背面から撮像装置長手軸１ａ方向に離間するにしたがって各領域３１、３２ａ、３３ａ、３２ｂ、３３ｂ、３２ｃの面形状が小さくできると共に、電子部品実装領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃへの電子部品が実装可能な面積を可撓性基板３に比べて増大させることができる。

　また、可撓性基板３、３Ｇにおいて、機能領域の第１面３ａと第２面３ｂとに配線パターンを設け、配線領域の配線を第１面３ａと第２面３ｂとを貫通して結ぶ貫通導体６としている。加えて、電子部品実装領域３２ａ、３２ｂに実装される電子部品に柱状電極である第１接続用電極９ａと第２接続用電極９ｂとを設けている。　
　そして、折り畳んだ状態において、各機能領域の接点同士を電気的に接続している。

　この結果、第１層１Ａ、第２層１Ｂ、第３層１Ｃを有する撮像装置１における配線が、平面に設けられた配線パターン、可撓性基板３の厚みに対応する貫通導体６、第１接続用電極９ａ、第２接続電極９ｂ、および各面における接点部（不図示）によって構成される。このため、撮像装置１において配線長の大幅な短縮化を実現しつつ高密度実装をも実現できる。　
　そして、この撮像装置１によれば、配線長の短縮化によって伝送信号のノイズ低減を図れる。

　図４Ａ－図４Ｃを参照して本発明の第２実施形態を説明する。　
　本実施形態において、撮像装置１の可撓性基板３Ｈは、予め定めた可撓性に設定されている。図４Ａに示すように可撓性基板３Ｈは、展開状態において逆さＴ字形状であって、第１帯状部３０Ｃと第２帯状部３０Ｂとを有する。　
　本実施形態の第１帯状部３０Ｃは、一端側から順に、撮像素子実装領域３１、第１電子部品実装領域３２ａ、第１配線領域３６ａ、第２電子部品実装領域３２ｂ、第２配線領域３６ｂ、を第１中心線３０Ｌ１に沿って一直線に配設している。

　第２帯状部３０Ｂは、一端側から順に、第１ケーブル実装領域３５ａ、第３電子部品実装領域３２ｃ、第２ケーブル実装領域３５ｂ、を第２中心線３０Ｌ２に沿って一直線に配設している。

　本実施形態においても、第１中心線３０Ｌ１と第２中心線３０Ｌ２とが、第１実施形態と同様に、直交する位置関係である。

　撮像素子実装領域３１は、撮像素子２に対応する矩形形状であり、第１層１Ａを構成するように、予め定めた面形状に設定されている。なお、本実施形態の撮像素子実装領域３１には、貫通導体６が設けられていない。　
　撮像素子実装領域３１の第１面３ａは、撮像素子実装面である。第１面３ａには配線パターン（不図示）、および、素子接続部７１が設けられている。複数の素子接続部７１は、撮像素子２の素子接点２ｃに対応して設けられている。撮像素子実装領域３１の第１面３ａにはカバーガラス５を一体に固設した撮像素子２が実装される。

　電子部品実装領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃには、それぞれ少なくとも１つの電子部品が実装される。なお、本実施形態の電子部品実装領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃには、貫通導体６が設けられていない。　
　第１電子部品実装領域３２ａは、撮像素子実装領域３１と同じ矩形形状である。第１電子部品実装領域３２ａの面形状は、第１層１Ａを構成するように、撮像素子実装領域３１の面形状と略同一に設定してある。

　第１電子部品実装領域３２ａの第１面３ａは、第１電子部品実装面であって、配線パターン（不図示）、および、第１電子部品接続部７２が設けられている。第１電子部品接続部７２は、第１電子部品１１に対応している。

　第２電子部品実装領域３２ｂも撮像素子実装領域３１と同じ矩形形状である。第２電子部品実装領域３２ｂの面形状は、第２層１Ｂを構成するように、第１電子部品実装領域３２ａの面形状より予め小さく設定してある。

　第２電子部品実装領域３２ｂの第１面３ａは、第２電子部品実装面であって、配線パターン（不図示）、および、第２電子部品接続部７３が設けられている。第２電子部品接続部７３は、第２電子部品１２に対応している。

　第３電子部品実装領域３２ｃも撮像素子実装領域３１と同じ矩形形状である。第３電子部品実装領域３２ｃの面形状は、第３層１Ｃを構成するように、第２電子部品実装領域３２ｂの面形状より予め小さく設定してある。第３電子部品実装領域３２ｃの第１面３ａは、第３電子部品実装面であって、配線パターン（不図示）、および、第３電子部品接続部７４が設けられている。第３電子部品接続部７４は、第３電子部品１３に対応している。

　第１配線領域３６ａも撮像素子実装領域３１と同じ矩形形状である。第１配線領域３６ａの面形状は、第２層１Ｂを構成するように第２電子部品実装領域３２ｂの面形状と略同一になるように構成されている。第１配線領域３６ａには、前述した複数の貫通配線６ａの代わりに複数の配線７５が設けられている。

　複数の配線７５は、少なくとも第１配線領域３６ａの第１面３ａ上に設けられ、第１配線領域３６ａの長手方向両側にそれぞれ隣設する第１電子部品実装領域３２ａに設けられた複数の接点（不図示）と、第２電子部品実装領域３２ｂに設けられた複数の接点（不図示）と、を電気的に接続する。

　第２配線領域３６ｂも撮像素子実装領域３１と同じ矩形形状である。第２配線領域３６ｂの面形状は、第３層１Ｃを構成するように第３電子部品実装領域３２ｃの面形状と略同一になるように構成されている。第２配線領域３６ｂには、前述した複数の貫通配線６ｂの代わりに複数の配線７６が設けられている。

　複数の配線７６は、少なくとも第２配線領域３６ｂの第１面３ａ上に設けられ、第２１配線領域３６ｂの長手方向両側にそれぞれ隣設する第２電子部品実装領域３２ｂに設けられた複数の接点（不図示）と、第３電子部品実装領域３２ｃに設けられた複数の接点（不図示）、と、を電気的に接続する。

　つまり、本実施形態において、配線領域３６ａ、３６ｂには貫通配線６ａ、６ｂが設けられていない。そして、本実施形態においては、電子部品実装領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃに対応する電子部品１１、１２、１３が実装されると同時に図示されていない配線パターンと、配線７５、７６とによって電子部品同士が電気的に接続される。　
　また、本実施形態の可撓性基板３Ｈにおいては、第１実施形態で示した基材３ｃで構成される曲げ部７の代わりに、曲げ部として複数の曲げ領域３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈ、３ｉ、３ｋが設けられている。

　符号３ｅは、第１曲げ領域であって、第１曲げ部である。第１曲げ部３ｅは、撮像素子実装領域３１と第１電子部品実装領域３２ａとの間に設けられている。第１曲げ部３ｅの撮像装置長手軸１ａ方向の長さは、撮像素子実装領域３１の第２面３ｂと第１電子部品実装領域３２ａの第２面３ｂとが密着可能に曲げられるように設定してある。

　符号３ｆは、第２曲げ領域であって、第２曲げ部である。第２曲げ部３ｆは、第１配線領域３６ａ内に設けられており、その撮像装置長手軸１ａ方向の長さは、第１電子部品実装領域３２ａに実装される第１電子部品１１、および、第１封止樹脂８ａの高さ等を考慮した折代を含んで設定されている。

　したがって、第１配線領域３６ａは、第２曲げ部３ｆが予め定めた曲げ状態に変形されたとき、第１配線領域３６ａの第１面３ａが第１電子部品実装領域３２ａの第１面３ａに対面するようになっている。

　符号３ｇは、第３曲げ領域であって、第３曲げ部である。第３曲げ部３ｇは、第１配線領域３６ａと第２電子部品実装領域３２ｂとの間に設けられている。第３曲げ部３ｇの撮像装置長手軸１ａ方向の長さは、第１配線領域３６ａの第２面３ｂと第２電子部品実装領域３２ｂの第２面３ｂとが密着可能に曲げられるように設定してある。

　符号３ｈは、第４曲げ領域であって、第４曲げ部である。第４曲げ部３ｈは、第２配線領域３６ｂ内に設けられており、撮像装置長手軸１ａ方向の長さは、第２電子部品実装領域３２ｂに実装される第２の電子部品１２、および、第２封止樹脂８ｂの高さ等を考慮した折代を含んで設定されている。

　したがって、第２配線領域３６ｂは、第４曲げ部３ｈが予め定めた曲げ状態に変形されたとき、第２配線領域３６ｂの第１面３ａが第２電子部品実装領域３２ｂの第１面３ａに対面するようになっている。

　符号３ｉは、第５曲げ領域であって、第５曲げ部である。第５曲げ部３ｉは、第２配線領域３６ｂ内に設けられている。第５曲げ部３ｉの撮像装置長手軸１ａ方向の長さは、第２配線領域３６ｂ第２面３ｂと第３電子部品実装領域３２ｃの第２面３ｂとが密着可能に曲げられるように設定してある。

　可撓性基板３Ｈのその他の構成は、上述した第１実施形態の可撓性基板３と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。　
　図４Ｂに示すように撮像素子実装領域３１と第１電子部品実装領域３２ａとは、第１曲げ部３ｅで予め定めた曲率で曲げられて第２面３ｂ同士が密着可能に折り畳まれて積層状態になって第１層１Ａになる。

　第１配線領域３６ａは、該第１配線領域３６ａに含まれる第２曲げ部３ｆが予め定めた曲げ状態に変形されて、第１電子部品実装領域３２ａに対して対面した状態に折り畳まれる。

　そして、第１配線領域３６ａと第２電子部品実装領域３２ｂとが、第３曲げ部３ｇで予め定めた曲率で曲げられて第２面３ｂ同士が密着可能に折り畳まれて積層状態になることによって第２層１Ｂになる。

　第２配線領域３６ｂは、該第２配線領域３６ｂに含まれる第４曲げ部３ｈが予め定めた曲げ状態に変形されて、第２電子部品実装領域３２ｂに対して対面した状態に折り畳まれる。

　そして、第２配線領域３６ｂと第３電子部品実装部３２ｃとは、第２配線領域３６ｂに含まれる第５曲げ部３ｉを予め定めた曲率で曲げて第２面３ｂ同士が密着可能に折り畳まれて積層状態になることによって第３層１Ｃになる。

　上述した積層配置状態において、第１電子部品実装領域３２ａの面形状は、撮像素子実装領域３１の面形状と略同一に設定されている。一方、第２電子部品実装領域３２ｂの面形状は、第１電子部品実装領域３２ａの面形状より予め小さく設定され、第２電子部品実装領域３２ｂの面形状と第１配線領域３６ａの面形状とは略同一に設定されている。また、第３電子部品実装領域３２ｃの面形状は、第２電子部品実装領域３２ｂの面形状より予め小さく設定され、第３電子部品実装領域３２ｃの面形状と第２配線領域３６ｂの面形状とは略同一に設定されている。

　この結果、第１層１Ａ、第２層１Ｂ、及び第３層１Ｃを積層配置して構成された撮像装置１は、図４Ｃに示すようにカバーガラス５の前面５ａを底面にして第３電子部品実装領域３２ｃを上面とした、戴頭四角錐形状になる。

　この結果、撮像素子２の投影面積領域２Ｓ内において、撮像素子実装領域３１、第１電子部品実装領域３２ａ、第１配線領域３６ａ、第２電子部品実装領域３２ｂ、第２配線領域３６ｂ、第３電子部品実装領域３２ｃが配設されていない空間１Ｓ１、１Ｓ２が出現する。

　第３電子部品実装領域３２ｃにそれぞれ隣設するケーブル実装領域３５ａ、３５ｂは、曲げ領域３ｋにおいて曲げられて撮像素子２の背面２ｂに向かって倒されていく。

　この結果、前述した実施形態と同様に第１ケーブル実装領域３５ａは、第３層１Ｃの一側部、第２層１Ｂの一側部、第１層１Ａの一側部に近接して第１空間１Ｓ１内に配置される。これに対して、第２ケーブル実装領域３５ｂは、第３操作１Ｃの一側部の反対面である他側部、第２層１Ｂの他側部、第１層１Ａの他側部に近接して第２空間１Ｓ２内に配置される。

　このように、本願構成によれば、撮像装置１を構成する可撓性基板３に複数の実装領域３１、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、配線領域３６ａ、３６ｂを一直線に配設して帯状部３０Ｃを構成する。そして、実装領域と実装領域との間、あるいは、配線領域内等に折代を含む曲げ部３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈ、３ｉ、３ｋを設ける。　
　この構成によれば、曲げ部３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈ、３ｉ、３ｋが予め定めた曲げ状態に曲げ変形されることによって、配線破断を解消しつつ、第１層１Ａ、第２層１Ｂ、第３層１を戴頭四角錐形状にして前述した実施形態と同様の作用及び効果を有する撮像装置１を実現できる。

　また、本実施形態では展開状態において、曲げ部３ｅ－３ｉに平面配線を形成することによって、該電子部品同士が配線パターンと電気的に接続される。このため、可撓性基板３を曲げて各層１Ａ、１Ｂ、１Ｃを設ける工程中において接点同士を電気的に接続する作業を不要にすることができる。

　なお、図５Ａに示すように第１帯状部３０Ｄと第２帯状部３０Ｂとで可撓性基板３Ｉを構成するようにしても同様の作用及び効果を得ることができる。　
　この構成において、第１帯状部３０Ｄは、一端側から順に、撮像素子実装領域３１、第１配線領域３６ａ、第１電子部品実装領域３２ａ、第２配線領域３６ｂ、第２電子部品実装領域３２ｂ、を一直線に配設している。

　そして、上述した構成においては、図５Ｂに示すように各領域３１、３６ａ、３２ａ、３６ｂ、３２ｂ、３２ｃを折り畳んで撮像装置１が構成される。　
　本実施形態においては、図４Ｂに示すように第１電子部品実装領域３２ａに実装された第１電子部品１１の配設方向および第２電子部品実装領域３２ｂに実装された第２電子部品１２の配設面が第２実施形態と異なっている。

　また、本実施形態においては、第１層１Ａが撮像素子実装領域３１、第１配線領域３６ａで構成され、第２層１Ｂが第１電子部品実装領域３２ａ、第２配線領域３６ｂで構成され、第３層１Ｃが第２電子部品実装領域３２ｂ、第３電子部品実装領域３２ｃで構成される。

　したがって、第１層１Ａの第１配線領域３６ａの面形状と撮像素子実装領域３１の面形状とは略同一に設定してある。第２層１Ｂの第１電子部品実装領域３２ａの面形状は、撮像素子実装領域３１の面形状より予め小さく設定され、第１電子部品実装領域３２ａの面形状と第２配線領域３６ｂの面形状とは略同一に設定してある。第３層１Ｃの第２電子部品実装領域３２ｂの面形状は、第１電子部品実装領域３２ａの面形状より予め小さく設定され、第２電子部品実装領域３２ｂの面形状と第３電子部品実装領域３２ｃの面形状とは略同一に設定してある。

　その他の構成は、前記第２実施形態と略同様であり、同部材には同符号付してその説明を省略する。

　また、上述した第１実施形態および第２実施形態等において、可撓性基板３、３Ｇ、３Ｈ、３Ｉを逆さＴ字形状としていた。しかし、可撓性基板３は、逆さＴ字形状に限定されるものでは無く、例えば、図６Ａに示すＴ字形状、図６Ｂに示す十字形状、あるいは、図６Ｃに示す帯状形状等、適宜設定可能である。

　図６Ａにおいて、可撓性基板３Ｋは、ケーブル接続領域３５ａ、３５ｂを撮像素子実装領域３１に隣接させている。その他の構成は上述した実施形態と同様で有り、同部材には同符号を付して説明を省略する。

　また、図６Ｂにおいて、可撓性基板３Ｌは、ケーブル接続領域３５ａ、３５ｂを第２電子部品実装領域３２ｂに隣接させている。その他の構成は上述した実施形態と同様で有り、同部材には同符号を付して説明を省略する。

　さらに、図６Ｃに示すようにケーブル接続領域３５を１つだけ設ける場合、可撓性基板３Ｍは、第１帯状部だけを有する構成にする。

　なお、上述した可撓性基板に設ける電子部品実装領域、配線領域、折代領域、ケーブル実装領域、層の数は上述した実施形態で示した数に限定されるものでは無く、必要に応じて、それらの数は適宜増減される。

　尚、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

Claims

　１つの固体撮像素子と、
　複数の電子部品と、
　少なくとも１つの信号ケーブルと、
　第１面と該第１面の反対面である第２面とを有し、予め定めた可撓性を有して展開状態において予め定めた形状に形作られた、複数の機能領域と複数の曲げ部とを有する可撓性基板と、
　前記機能領域の１つであって、前記固体撮像素子が実装される矩形形状で予め定めた面形状に設定された１つ撮像素子実装領域と、
　前記機能領域の１つであって、前記電子部品のいずれかが実装される、前記曲げ部で折り畳まれて前記撮像素子実装領域に対して平行に配置されて該撮像素子実装領域の投影面積内に収められる少なくとも２つの電子部品実装領域と、
　前記機能領域の１つであって、前記可撓性基板の隣り合う実装領域の間に設けられて、前記隣り合う実装領域の少なくとも電子部品同士を電気的に接続する配線を有し、折り畳まれることで前記撮像素子実装領域に対して前記電子部品実装領域を平行に配置し、且つ、該撮像素子実装領域の投影面積内に前記電子部品実装領域と共に収められる少なくとも１つの配線領域と、を有し、
　積層配置された前記複数の機能領域は、前記撮像素子実装領域の面形状が最大で、前記撮像素子実装領域から離間するにしたがって各面形状において対向する少なくとも一対の辺の長さが段階的に短くなることを特徴とする撮像装置。
　前記機能領域の１つであって、前記信号ケーブルが接続される、前記信号ケーブルと共に前記撮像素子実装領域の投影面積内であって、且つ、前記電子部品実装領域および前記配線領域が配設されていない空間内に収められる少なくとも１つのケーブル実装領域を更に有し、
　前記少なくとも１つのケーブル実装領域は、前記電子部品実装領域の側面に向かって曲げられて前記撮像素子実装領域の投影面積内に収められることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
　前記配線領域の少なくとも一部が前記曲げ部であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
　前記撮像素子実装領域、前記電子部品実装領域、及び前記配線領域は、前記可撓性基板が展開した状態で直列の長手方向に並んでおり、
　この配列のうち、前記撮像素子実装領域は、一番端に配置され、
　前記ケーブル接続領域は、前記電子部品実装領域のうち前記撮像素子実装領域から最も遠くに配置される前記電子部品実装領域に接続し、且つ、前記長手方向と直交する方向で前記電子部品実装領域に隣接して配置される
　ことを特徴とする請求項１－３のいずれか一項に記載の撮像装置。
　前記固体撮像素子と前記電子部品は、前記可撓性基板が展開した状態において、前記可撓性基板の第１面に搭載されることを特徴とする請求項１－４のいずれか一項に記載の撮像装置。
　前記ケーブル接続領域は、前記可撓性基板が展開した状態において、前記固体撮像素子および前記電子部品の搭載面と同一面にケーブルを接続する信号線接続部が形成されることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
　前記配線領域は、前記可撓性基板表面に形成した配線パターンによって、前記配線領域に連設する前記機能領域を電気的に接続することを特徴とする請求項１－６の何れか一項に記載の撮像装置。
　前記配線領域は、前記第１面と前記第２面とを貫通して電気的に接続する貫通導体を有し、該貫通導体によって前記配線領域に連設する前記機能領域を電気的に接続することを特徴とする請求項１－６の何れか１つに記載の撮像装置。
　前記曲げ部の少なくとも一部は、前記可撓性基板の導体箔を前記長手方向に直交する方向に除去して該可撓性基板の基材のみで構成されることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
　請求項１－請求項９の何れか一項に記載の撮像装置を生体内に挿入される挿入部の先端部に備えたことを特徴とする内視鏡。