(57)【要約】撮像モジュール１は、第１の導波路２１Ａと第２の導波路２１Ｂと第１の導波路２１Ａおよび第２の導波路２１Ｂと分岐部２１Ｙを介して光結合している第３の導波路２１Ｃと、が形成されている光導波路板２０と、撮像素子１０と、光導波路板２０に実装されている第１の光素子３０および第２の光素子４０と、光ファイバ５０と、光ファイバ５０が挿入されているフェルール６０と、複数の導線と、を具備し、フェルール６０の前面に切り欠きＮ６０があり、導線７０の先端部７１が光導波路板２０とフェルール６０の切り欠き面Ｎ６０ＳＡとにより挟持されており、撮像素子１０の投影面内に、他の構成要素が配置されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の主面と前記第１の主面と対向する第２の主面とを有し、第１の導波路と、第２の導波路と、前記第１の導波路および前記第２の導波路と分岐部を介して光結合している第３の導波路と、が前記第１の主面および前記第２の主面に平行方向に形成されているポリマー型の光導波路板と、
受光面と前記受光面と対向する裏面とを有し、前記裏面が前記光導波路板の前記第１の主面と対向配置されている撮像素子と、
前記光導波路板に実装されている第１の光素子および第２の光素子と、
前記光導波路板の前記第２の主面に垂直に配置されている１本の光ファイバと、
前面と前記前面と対向する後面とを有し、前記前面が前記光導波路板の前記第２の主面と対向配置されており、前記光ファイバが挿入され固定されている、前記前面から前記後面まで貫通している貫通孔があるフェルールと、
前記撮像素子、前記第１の光素子および前記第２の光素子のいずれかと、それぞれが電気的に接続されている複数の導線と、を具備する撮像モジュールであって、
前記光導波路板が、前記第３の導波路の端部に反射面を有し、
前記第１の導波路が前記第１の光素子と光結合し、前記第２の導波路が前記第２の光素子と光結合し、前記第３の導波路が前記反射面を介して前記光ファイバと、光結合しており、
前記フェルールの前記前面に切り欠きがあり、
前記複数の導線の先端部が、前記光導波路板の前記第２の主面と前記フェルールの切り欠き面とにより挟持されており、
光軸方向から観察した場合に、前記撮像素子の投影面内に、前記光導波路板、前記第１の光素子、前記第２の光素子、前記光ファイバ、前記フェルール、および前記複数の導線が配置されていることを特徴とする撮像モジュール。
【請求項２】
前記光導波路板が、前記第１の導波路の端部に第１の反射面を有し、前記第２の導波路の端部に第２の反射面を有し、
前記第１の光素子および前記第２の光素子が、前記光導波路板の前記第２の主面に実装されており、
前記フェルールの前記前面の前記切り欠きに前記第１の光素子および前記第２の光素子が収容されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
【請求項３】
前記第１の光素子および前記第２の光素子が、前記光導波路板の側面に実装されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
【請求項４】
前記光ファイバが、平面視矩形の前記光導波路板の前記第２の主面の角部に配置されており、前記第３の導波路が前記光導波路板の対角線方向に延設されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の撮像モジュール。
【請求項５】
前記第１の光素子および前記第２の光素子が、発光素子または受光素子であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の撮像モジュール。
【請求項６】
前記第１の光素子が発光素子で、前記第２の光素子が受光素子であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の撮像モジュール。
【請求項７】
前記第２の導波路が前記第１の導波路よりも短いことを特徴とする請求項６に記載の撮像モジュール。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の前記撮像モジュールを、挿入部の硬性先端部に具備することを特徴とする内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路板と、撮像素子と、第１の光素子と、第２の光素子と、１本の光ファイバと、フェルールと、複数の導線と、を具備する撮像モジュール、および、前記撮像モジュールを、挿入部の先端部に具備する内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子内視鏡は、細長い挿入部の先端部にＣＣＤ等の撮像素子を有する。近年、高画素数の撮像素子の内視鏡への使用が進んでいる。高画素数の撮像素子を使用した場合には、撮像素子から信号処理装置（プロセッサ）へ伝送する撮像信号の信号量が増加するため、メタル配線を介した電気信号伝送に替えて細い光ファイバを介した光信号伝送が好ましい。【０００３】
光信号伝送には、電気信号を光信号に変換する発光素子（Ｅ／Ｏ変換素子）と、光信号を電気信号に変換する受光素子（Ｏ／Ｅ変換素子）とが用いられる。【０００４】
例えば、日本国特開２０１３−０２５０９２号公報には、光信号の入力または出力を行う光素子と、光素子が実装される基板と、光素子から入出力される光信号を伝送する光ファイバ挿入用の貫通孔を有し、光素子の厚さ方向に並べて配置されている保持部と、を備える撮像モジュールが開示されている。【０００５】
双方向光通信技術を活用することで、撮像素子から信号処理装置への撮像信号の伝送および信号処理装置から撮像素子への制御信号の伝送を、１本の光ファイバにより行うことができる。双方向光通信では、例えば、発光素子が発生する第１の光信号と受光素子が受光する第２の光信号とが、合波／分波される。【０００６】
撮像信号の情報量がさらに多い超高解像度の撮像素子を使用した内視鏡では、１本の光ファイバでは光撮像信号の伝送が困難になる。しかし、撮像信号を分割し、それぞれの撮像信号を発光素子により波長の異なる光撮像信号としてから、２つの光撮像信号を合波することで１本の光ファイバで伝送できる。【０００７】
光信号は、光導波路板により合波／分波できる。例えば、日本国特開２００４−１７０６６８号公報には、Ｙ字型分岐部が形成されているポリマー型の光導波路板が開示されている。第１の光導波路枝の端部には発光素子が配置され、第２の光導波路枝の端部には受光素子が配置されている。第１の光導波路枝および第２の光導波路枝と、光導波路本体とは、Ｙ字型分岐部において光結合している。【０００８】
内視鏡の低侵襲化のためには、硬性先端部の細径化および短小化が重要である。このため、先端部に配設される、光信号を合波／分波する光導波路板を含む撮像モジュールの細径化および短小化が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１３−０２５０９２号公報
【特許文献２】特開２００４−１７０６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の実施形態は、細径かつ短小の撮像モジュール、および、細径かつ短小の撮像モジュールを挿入部の先端部に具備する内視鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の実施形態の撮像モジュールは、第１の主面と前記第１の主面と対向する第２の主面とを有し、第１の導波路と、第２の導波路と、前記第１の導波路および前記第２の導波路と分岐部を介して光結合している第３の導波路と、が前記第１の主面および前記第２の主面に平行方向に形成されているポリマー型の光導波路板と、受光面と前記受光面と対向する裏面とを有し、前記裏面が前記光導波路板の前記第１の主面と対向配置されている撮像素子と、前記光導波路板に実装されている第１の光素子および第２の光素子と、前記光導波路板の前記第２の主面に垂直に配置されている１本の光ファイバと、前面と前記前面と対向する後面とを有し、前記前面が前記光導波路板の前記第２の主面と対向配置されており、前記光ファイバが挿入され固定されている、前記前面から前記後面まで貫通している貫通孔があるフェルールと、前記撮像素子、前記第１の光素子および前記第２の光素子のいずれかと、それぞれが電気的に接続されている複数の導線と、を具備する撮像モジュールであって、前記光導波路板が、前記第３の導波路の端部に反射面を有し、前記第１の導波路が前記第１の光素子と光結合し、前記第２の導波路が前記第２の光素子と光結合し、前記第３の導波路が前記反射面を介して前記光ファイバと、光結合しており、前記フェルールの前記前面に切り欠きがあり、前記複数の導線の先端部が、前記光導波路板の前記第２の主面と前記フェルールの切り欠き面とにより挟持されており、光軸方向から観察した場合に、前記撮像素子の投影面内に、前記光導波路板、前記第１の光素子、前記第２の光素子、前記光ファイバ、前記フェルール、および前記複数の導線が配置されている。【００１２】
また別の実施形態の内視鏡は、第１の主面と前記第１の主面と対向する第２の主面とを有し、第１の導波路と、第２の導波路と、前記第１の導波路および前記第２の導波路と分岐部を介して光結合している第３の導波路と、が前記第１の主面および前記第２の主面に平行方向に形成されているポリマー型の光導波路板と、受光面と前記受光面と対向する裏面とを有し、前記裏面が前記光導波路板の前記第１の主面と対向配置されている撮像素子と、前記光導波路板に実装されている第１の光素子および第２の光素子と、前記光導波路板の前記第２の主面に垂直に配置されている１本の光ファイバと、前面と前記前面と対向する後面とを有し、前記前面が前記光導波路板の前記第２の主面と対向配置されており、前記光ファイバが挿入され固定されている、前記前面から前記後面まで貫通している貫通孔があるフェルールと、前記撮像素子、前記第１の光素子および前記第２の光素子のいずれかと、それぞれが電気的に接続されている複数の導線と、を具備する撮像モジュールであって、前記光導波路板が、前記第３の導波路の端部に反射面を有し、前記第１の導波路が前記第１の光素子と光結合し、前記第２の導波路が前記第２の光素子と光結合し、前記第３の導波路が前記反射面を介して前記光ファイバと、光結合しており、前記フェルールの前記前面に切り欠きがあり、前記複数の導線の先端部が、前記光導波路板の前記第２の主面と前記フェルールの切り欠き面とにより挟持されており、光軸方向から観察した場合に、前記撮像素子の投影面内に、前記光導波路板、前記第１の光素子、前記第２の光素子、前記光ファイバ、前記フェルール、および前記複数の導線が配置されている撮像モジュールを、挿入部の硬性先端部に具備する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の実施形態によれば、細径かつ短小の撮像モジュール、および、細径かつ短小の撮像モジュールを挿入部の先端部に具備する内視鏡を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態の撮像モジュールの分解図である。
【図２】第１実施形態の撮像モジュールの光導波路板の背面図である。
【図３】第１実施形態の撮像モジュールの光導波路板の図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】第１実施形態の撮像モジュールの断面図である。
【図５】第１実施形態の撮像モジュールの上面図である。
【図６】第１実施形態の変形例１の撮像モジュールの光導波路板の背面図である。
【図７】第１実施形態の変形例２の撮像モジュールの光導波路板の背面図である。
【図８】第２実施形態の撮像モジュールの分解図である。
【図９】第３実施形態の内視鏡を含む内視鏡システムの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第１実施形態＞
図１に示すように、本実施形態の撮像モジュール１は、撮像素子１０と、光導波路板２０と、第１の光素子３０と、第２の光素子４０と、１本の光ファイバ５０と、フェルール６０と、複数の導線７０と、を具備する。撮像素子１０と光導波路板２０とフェルール６０とは積層されている。
【００１６】
なお、以下の説明において、図のＹ軸の値が増加する方向を前方向という。また、各実施の形態に基づく図面は、模式的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、夫々の部分の厚みの比率および相対角度などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、一部の構成要素の図示を省略する場合がある。
【００１７】
撮像モジュール１では、第１の光素子３０および第２の光素子４０は、ともに垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting LASER）、すなわち、発光面（ＸＺ平面）に対して垂直方向（Ｙ軸方向）に光信号を出射する発光素子である。第１の光素子３０と第２の光素子４０とは異なる波長の光信号を発生する。例えば、第１の光素子３０が発生する第１の光信号Ｌ１の波長λ１は、８５０ｎｍであり、第２の光素子４０が発生する第２の光信号Ｌ２の波長λ２は、１３００ｎｍである。
【００１８】
例えば、平面視寸法が２５０μｍ×３００μｍと超小型の第１の光素子３０および第２の光素子４０は、直径が２０μｍの発光部３１、４１と、発光部３１、４１と電気的に接続された接続端子（バンプ）３２、４２と、を、それぞれの発光面に有する。
【００１９】
撮像素子１０の受光面１０ＳＡは、ＣＣＤまたはＣＭＯＳイメージセンサ等からなる受光部１５と、周辺回路（不図示）等とが、シリコン基板に形成されている。撮像素子１０は、裏面照射型でもよい。撮像素子１０は、受光面１０ＳＡから受光した光を撮像信号に変換し、例えば貫通配線１９を介して、受光面１０ＳＡと対向する裏面１０ＳＢに配設されている外部接続端子１１から出力する。他の外部接続端子には、撮像素子駆動信号が入力される。
【００２０】
図示しないが、撮像素子１０が出力する撮像信号は、デジタル化され、さらに、光素子（LASER）を発光するためのアナログのパルス信号に変換されて光素子駆動信号となり、光素子の接続端子３２、４２に入力される。
【００２１】
撮像素子１０の受光面１０ＳＡには、図示しないカバーガラスおよび撮像光学系が配設されている。撮像素子１０は、ウエハレベルチップサイズパッケージ（ＷＬ−ＣＳＰ）手法により作製される。すなわち、多数の受光部等が公知の半導体形成技術により形成されたシリコンウエハの受光面にガラスウエハが接合され、接合ウエハが作製される。接合ウエハは、シリコンウエハ側から貫通配線が配設された後に、個々の撮像素子１０に切断される。ＷＬ−ＣＳＰ手法により作製された撮像素子１０は、光軸方向（Ｙ軸方向）から観察した平面視寸法（ＸＺ寸法）が、カバーガラスと同じである。
【００２２】
光導波路板２０は第１の主面２０ＳＡと第１の主面２０ＳＡと対向する第２の主面２０ＳＢとを有するポリマー型の光導波路板である。
【００２３】
図２および図３に示すように、光導波路板２０は、屈折率ｎ１の第１の樹脂からなるコア２９と、コア２９の周囲を取り囲む屈折率ｎ２の第２の樹脂からなるクラッド２８とを主要構成部材とする。そして、ｎ１＞ｎ２である。効率的な光伝送のために、コア２９の屈折率ｎ１とクラッド２８の屈折率ｎ２との差は、０．０５以上０．２０以下が好ましい。
【００２４】
例えば、コア２９およびクラッド２８は、耐熱性、透明性、等方性に優れている、屈折率１．６０〜１．７５のフッ素化ポリイミド樹脂からなる。
【００２５】
図２に示すように、コア２９は、第１の主面２０ＳＡおよび第２の主面２０ＳＢに平行方向に形成されている光導波路板２０を構成している。すなわち、コア２９により、第１の導波路２１Ａと、第２の導波路２１Ｂと、第１の導波路２１Ａおよび第２の導波路２１Ｂと略Ｙ字型の分岐部２１Ｙを介して光結合している第３の導波路２１Ｃとからなる導波路２１が構成されている。分岐部２１Ｙは、第１の導波路２１Ａおよび第２の導波路２１Ｂおよび第３の導波路２１Ｃの一部とみなすこともできる。
【００２６】
なお、分岐部２１Ｙの分岐角度θは、小さいほど損失が小さく、伝送効率が良い。分岐部２１Ｙは、３本の直線状の導波路が交差しているＹ字型分岐部よりも、徐々に分岐角度θが大きくなる多段型または曲線状の略Ｙ字型であることが好ましい。
【００２７】
光導波路板２０は、第１の導波路２１Ａの端部に反射角９０度の第１の反射面２５ＭＡを有し、第２の導波路２１Ｂの端部に反射角９０度の第２の反射面２５ＭＢを有し、第３の導波路２１Ｃの端部に反射角９０度の反射面（第３の反射面）２５ＭＣを有する。なお、反射角９０度の反射面は、第２の主面２０ＳＢに対して４５度傾斜した傾斜面である。
【００２８】
反射面は、光導波路の端部の研磨加工、または、ダイヤモンドブレードを用いた研削加工等により形成される。反射面には、反射率を増加するために、金属、例えば、アルミニウム等からなる反射膜が配設されていてもよい。
【００２９】
反射角９０度の反射面により、光導波路板２０の第１の主面２０ＳＡに直交している光路と、第１の主面２０ＳＡに平行な光路（導波路）とが光結合する。
【００３０】
すなわち、第１の反射面２５ＭＡの直上に配設された第１の光素子３０が発生した第１の光信号Ｌ１は、第１の反射面２５ＭＡを介して第１の導波路２１Ａを導光される。同様に、第２の反射面２５ＭＢの直上に配設された第２の光素子４０が発生した第２の光信号Ｌ２は、第２の反射面２５ＭＢを介して第２の導波路２１Ｂを導光される。
【００３１】
例えば、第１の光素子３０が発生した第１の光信号Ｌ１を効率良く第１の導波路２１Ａに導光できれば、第１の反射面２５ＭＡの反射角は９０度に限られるものではない。すなわち、それぞれの反射面は、光素子および光ファイバと導波路とを光結合するように構成されていればよい。
【００３２】
そして、第１の光信号Ｌ１と第２の光信号Ｌ２とは、分岐部２１Ｙで合波されて、合波された第３の光信号Ｌ３は第３の導波路２１Ｃを導光される。そして、第３の光信号Ｌ３は、第３の反射面２５ＭＣを介して、光ファイバ５０に入射する。
【００３３】
なお、後述するように、光導波路板２０には導波路２１等により構成されている光回路だけでなく、導電体により構成されている配線も配設されている。すなわち、光導波路板２０は、撮像素子１０、第１の光素子３０、第２の光素子４０および導線７０を電気的に接続する配線板の機能を有する。
【００３４】
光ファイバ５０は、光軸方向が光導波路板２０の第２の主面２０ＳＢに垂直に配置されている。光ファイバ５０は、例えば外径（クラッド径）が１２５μｍで、コア径が５０μｍである。なお、光導波路板２０が導光した第３の光信号Ｌ３を効率良くコアに入射するために光導波路板２０の導波路の断面積および反射面の面積は光ファイバ５０のコアの断面積より僅かに小さいことが好ましい。
【００３５】
図１、図４および図５に示すように、フェルール６０には前面６０ＳＡから後面６０ＳＢまで貫通している貫通孔Ｈ６０がある。貫通孔Ｈ６０には、光ファイバ５０が挿入され固定されている、貫通孔Ｈ６０の内径は、光ファイバ５０の外径より、僅かに大きい。なお、図４は、図１におけるＩＶ―ＩＶ線における断面図である。
【００３６】
フェルール６０は、前面６０ＳＡと前面６０ＳＡと対向する後面６０ＳＢとを有し、前面６０ＳＡが光導波路板２０の第２の主面２０ＳＢと対向配置し積層され、接着剤（不図示）を介して接着されている。なお、光導波路板２０と接着するときに接着剤が貫通孔Ｈ６０に浸入しないように、例えば、貫通孔Ｈ６０の開口にそって環状の凹部または凸部を前面６０ＳＡに形成しておくことが好ましい。
【００３７】
そして、フェルール６０の前面６０ＳＡには、切り欠き(notch)Ｎ６０がある。切り欠きＮ６０は、前面６０ＳＡの一部が切り取られたようになっている凹部である。切り欠きＮ６０の前面を切り欠き面Ｎ６０ＳＡという。切り欠き面Ｎ６０ＳＡは、フェルール６０の前面６０ＳＡと平行である。
【００３８】
切り欠きＮ６０を形成するには、前面６０ＳＡの一部を機械加工により切り取って形成するサブストラクト法でもよいし、逆に切り欠きＮ６０以外の面を盛り上げることで相対的に切り欠きＮ６０を形成するアディティブ法でもよい。アディティブ法では、例えば、別部材を前面６０ＳＡに接着することで面を盛り上げることができる。また、一体成形により切り欠きＮ６０のあるフェルール６０を作製してもよい。
【００３９】
撮像モジュール１では、切り欠きＮ６０に、第１の光素子３０および第２の光素子４０が収容されている。すなわり、切り欠きＮ６０の深さ（Ｙ方向寸法）Ｄは、第１の光素子３０および第２の光素子４０の厚さ（Ｙ方向寸法）ｄ、（より厳密には、厚さｄに接合部の高さを含んだ長さ）以上である。
【００４０】
さらに、撮像モジュール１では、切り欠きＮ６０に、導線７０の先端部７１が挿入され固定されている。すなわち、先端部７１は、光導波路板２０の第２の主面２０ＳＢとフェルール６０の切り欠き面Ｎ６０ＳＡとにより挟持されている。なお、光導波路板２０の第２の主面２０ＳＢとフェルール６０の切り欠き面Ｎ６０ＳＡとの間は、封止樹脂（不図示）で封止されている。
【００４１】
すでに説明したように、撮像モジュール１の光導波路板２０は光回路だけでなく、導体からなる電気回路も配設されている配線板でもある。
【００４２】
図４および図５に示すように、光導波路板２０の第１の主面２０ＳＡには、撮像素子１０の外部接続端子１１と接合されている複数の電極２５が配設されている。光導波路板２０と撮像素子１０との間は封止樹脂（不図示）で封止されていることが好ましい。
【００４３】
また光導波路板２０は、第１の主面２０ＳＡの電極２５と第２の主面の電極２３とを接続する、例えば貫通配線２７を有する。さらに光導波路板２０の第２の主面２０ＳＢには、第１の光素子３０の接続端子３２または第２の光素子４０の接合端子４２と、それぞれが接合されている複数の電極２２が配設されている。さらに、第２の主面２０ＳＢには、例えば電極２３と電極２２とを接続している配線を含む複数の配線パターン（不図示）が配設されている。
【００４４】
一方、光ファイバ５０を保持するフェルール６０にも電気配線が配設されている。すなわち、切り欠き面Ｎ６０ＳＡには、導線７０が接合されている電極６１等が配設されている。フェルール６０は、セラミックまたは成形回路部品（ＭＩＤ：Molded Interconnect Device）等からなる。特にＭＩＤからなるフェルール６０は、配線設計の自由度が高いため、チップコンデンサ等の電子部品をフェルール６０に実装することが容易である。
【００４５】
複数の導線７０の先端部７１のそれぞれは、光導波路板２０の第２の主面２０ＳＢの電極２３と、フェルール６０の切り欠き面Ｎ６０ＳＡの電極６１とは、半田接合されている。
【００４６】
なお、導線７０の先端部７１は光導波路板２０の第２の主面２０ＳＢの電極２３とだけ接合されており、接合部のフェルール６０の切り欠き面Ｎ６０ＳＡとの間が封止樹脂で封止されていてもよい。
【００４７】
導線７０の先端部７１は、光導波路板２０とフェルール６０とにより挟持されているため接合強度が高い。このため、例えば、撮像モジュール１を他部材に組み込むときに導線７０に応力が印加されても、導線７０が外れたり、接触不良により信頼性が低下したりすることがない。
【００４８】
フェルール６０の切り欠きＮ６０に収容可能であれば、第１の光素子３０および第２の光素子４０に加えて、他の電子部品が光導波路板２０の第２の主面２０ＳＢに実装されていてもよい。他の電子部品とは、例えば、第１の光素子３０および第２の光素子４０の駆動ＩＣ、チップコンデンサ、チップインダクタ等である。
【００４９】
また、図４および図５に示すように、撮像モジュール１では、光軸方向（Ｙ方向）から観察した場合に、撮像素子１０の投影面内に、撮像素子１０以外の構成要素（光導波路板２０、第１の光素子３０、第２の光素子４０、光ファイバ５０、フェルール６０、および導線７０）が配置されている。すなわち、光導波路板２０およびフェルール６０の光軸方向（Ｙ方向）から観察した平面視寸法（ＸＺ寸法）は、撮像素子１０の前記平面視寸法以下である。そして、第１の光素子３０および第２の光素子４０は、光導波路板２０の第２の主面２０ＳＢに配置されている。また導線７０は、高さ（Ｚ方向寸法）が、光導波路板２０よりも低いフェルール６０の上に配置されている。
【００５０】
以上の説明のように、撮像モジュール１は、第１の光素子３０および第２の光素子４０がフェルール６０の切り欠きＮ６０に収容されている。さらに光導波路板２０が長さ方向と直交する面内方向に延設された光分岐機能のある導波路を有するため、このため、長さ（Ｙ方向寸法）が短い短小である。
【００５１】
また、撮像モジュール１の高さＨ１（Ｚ軸方向寸法）は、撮像素子１０の高さであり、撮像モジュール１の幅Ｗ１（Ｘ軸方向寸法）は、撮像素子１０の幅である。このため、撮像モジュール１は、細径である。
【００５２】
すなわち、撮像モジュール１は細径かつ短小で、かつ、導線７０の接合信頼性も高い。
【００５３】
なお、撮像モジュール１では、第１の光素子３０および第２の光素子４０が発光素子であった。しかし、第１の光素子３０および第２の光素子４０はフォトダイオード（ＰＤ）等の受光部を有する受光素子でもよい。フォトダイオードは、受光面に対して垂直方向（Ｙ軸方向）から入射した光信号を電気信号に変換して出力する。例えば、平面視寸法が３５０μｍ×３００μｍと超小型の受光素子は、直径が５０μｍの受光部と、受光部と電気的に接続された電気信号を出力するための接続端子とを受光面に有する。
【００５４】
また、後述するように、第１の光素子が発光素子で、第２の光素子が受光素子でもよいし、逆に第１の光素子が受光素子で、第２の光素子が発光素子でもよい。
【００５５】
＜第１実施形態の変形例＞
次に第１実施形態の変形例の撮像モジュール１Ａ、１Ｂについて説明する。撮像モジュール１Ａ、１Ｂは、撮像モジュール１と類似し同じ効果を有するため、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明を省略する。
【００５６】
＜第１実施形態の変形例１＞
図６に示すように、変形例１の撮像モジュール１Ａでは、光ファイバ５０が、平面視矩形の光導波路板２０Ａの第２の主面２０ＳＢの角部に配置されている。すなわち、光導波路板２０Ａの第３の導波路２１Ｃの端部は第２の主面２０ＳＢの角部に配置されている。そして、第３の導波路２１Ｃは、光導波路板２０Ａの対角線方向に延設されている。
【００５７】
すでに説明したように、Ｙ分岐部２１Ｙの分岐角度θが小さいほど、損失が小さいため、導波路の長さが長いことが好ましい。撮像モジュール１Ａでは、導波路が光導波路板２０Ａの対角線方向に延設されているため、Ｙ分岐部２１Ｙの損失が小さい。
【００５８】
＜第１実施形態の変形例２＞
図７に示すように、変形例２の撮像モジュール１Ｂでは、第１の光素子３０Ｂが受光素子で、第２の光素子４０Ｂが発行素子である。すなわち、撮像モジュール１Ｂは双方向通信用光回路を構成しており、光ファイバ５０は第１の光信号Ｌ１および第２の光信号Ｌ２を同時に互いに逆方向に導光する。
【００５９】
第１の導波路２１Ａは、光ファイバ５０が導光した第１の光信号（光制御信号）を受光素子である第１の光素子３０Ｂに導光する。第１の光素子３０Ｂが第１の光信号をＯ／Ｅ変換して出力する制御信号は、ＴＩＡ（Transimpedance. Amplifier）およびＬＡ(Limiting Amplifier)を介して撮像素子１０に入力される。半導体素子からなるＴＩＡおよびＬＡ等は、例えば、光導波路板２０の切り欠きＮ６０に収容されている。一方、第２の導波路２１Ｂは、発光素子である第２の光素子４０Ｂが撮像信号をＥ／Ｏ変換して発生した第２の光信号（光撮像信号）を、光ファイバ５０に導光する。
【００６０】
なお、第１の導波路２１Ａは、第２の導波路２１Ｂよりも短いことが好ましい。一般的に、受光素子が受光する光は、発光素子が発生する光よりも光量が少ないため、より効率良く伝送することが好ましいためである。
【００６１】
さらに、第１の導波路２１Ａと第３の導波路２１Ｃとの分岐角度θ１は、第２の導波路２１Ｂと第３の導波路２１Ｃとの分岐角度θ２よりも大きく、より１８０度に近いことが、損失が小さいため好ましい。
【００６２】
＜第２実施形態＞
次に第２実施形態の変形例の撮像モジュール１Ｃについて説明する。撮像モジュール１Ｃは、撮像モジュール１と類似し同じ効果を有するため、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明を省略する。
【００６３】
図８に示すように、撮像モジュール１Ｃでは、第１の光素子３０および第２の光素子４０が、光導波路板２０Ｃの上側面２０ＳＳに実装されている。
【００６４】
すなわち、光導波路板２０Ｃの上側面２０ＳＳに電極２２が配設されている。さらに、上側面２０ＳＳの長さ（光軸方向寸法：Ｙ軸方向寸法）は、第１の光素子３０および第２の光素子４０の長さよりも長い。
【００６５】
また、図示しないが、第１の導波路２１Ａおよび第２の導波路２１Ｂは、側面まで延設されている。もちろん、第１の導波路２１Ａおよび第２の導波路２１Ｂの端部に反射面は形成されていない。
【００６６】
撮像モジュール１Ｃは、第１の導波路２１Ａおよび第２の導波路２１Ｂの端部に反射面を形成する必要がないため、製造が容易である。また、フェルール６０の切り欠きに、他の電子部品４５（例えば、ＴＩＡ，ＬＡ）を収容することが容易である。
【００６７】
なお、撮像モジュール１Ｃにおいても撮像モジュール１Ａ、１Ｂと同じ構成を具備することにより、撮像モジュール１Ａ、１Ｂと同じ効果を奏することは言うまでも無い。
【００６８】
＜第３実施形態＞
図９に示すように、本実施形態の内視鏡９は、撮像モジュール１〜１Ｃを挿入部９３の硬性先端部９３Ａに具備する。
【００６９】
内視鏡システム９１は、内視鏡９と、プロセッサ９５Ａと、光源装置９５Ｂと、モニタ９５Ｃと、を具備する。内視鏡９は、挿入部９３を被検体の体腔内に挿入することによって、被検体の体内画像を撮像する。
【００７０】
内視鏡９の挿入部９３の基端側には、内視鏡９を操作する各種ボタン類が設けられた操作部９４が配設されている。操作部９４には、被検体の体腔内に生体鉗子、電気メスおよび検査プローブ等の処置具を挿入するチャンネルである処置具挿入口９４Ａがある。
【００７１】
挿入部９３は、撮像モジュール１〜１Ｃが配設されている硬性先端部９３Ａと、硬性先端部９３Ａの基端側に連設された湾曲自在な湾曲部９３Ｂと、この湾曲部９３Ｂの基端側に連設された可撓管部９３Ｃとによって構成される。湾曲部９３Ｂは、操作部９４の操作によって湾曲する。
【００７２】
ユニバーサルコード９４Ｂは、コネクタ９４Ｃを介してプロセッサ９５Ａおよび光源装置９５Ｂに接続される。プロセッサ９５Ａは内視鏡システム９１の全体を制御するとともに、撮像モジュール１〜１Ｃが出力する撮像信号に信号処理を行い画像信号として出力する。モニタ９５Ｃは、プロセッサ９５Ａが出力する画像信号を表示する。
【００７３】
例えば、２つの発光素子を有する撮像モジュール１が硬性先端部９３Ａに配置されている内視鏡９では、撮像素子１０が出力する撮像信号が第１の撮像信号と第２の撮像信号とに分割される。そして、それぞれの光素子によりＥ／Ｏ変換された第１の光撮像信号と第２の光撮像信号とが合波され、挿入部９３を挿通する１本の光ファイバ５０を介して操作部９４まで伝送される。
【００７４】
図示しないが、操作部９４には、例えば、第１の光撮像信号と第２の光撮像信号とを分波する分波器と、分波された光信号のそれぞれをＯ／Ｅ変換する２つの受光素子とを有する光伝送モジュールが配置されている。操作部９４の光伝送モジュールにおいて電気信号に変換され併合された撮像信号はユニバーサルコード９４Ｂを挿通する導線を介してプロセッサ９５Ａに伝送される。
【００７５】
なお、光ファイバがユニバーサルコード９４Ｂを挿通し、コネクタ９４Ｃまたはプロセッサ９５Ａに配置された光伝送モジュールによりＯ／Ｅ変換されてもよい。
【００７６】
内視鏡９は、光ファイバを介して信号を伝送するため挿入部９３が細径である。さらに、撮像モジュール１〜１Ｃは細径かつ短小であるので、内視鏡９は硬性先端部９３Ａが細径かつ短小で低侵襲である。
【００７７】
なお、実施形態の内視鏡としては、可撓管部９３Ｃを含む軟性鏡に限られるものではなく、硬性鏡でもよいし、カプセル型内視鏡でもよい。
【００７８】
本発明は、上述した実施形態および変形例等に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、組み合わせおよび応用が可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１、１Ａ〜１Ｃ・・・撮像モジュール
９・・・内視鏡
１０・・・撮像素子
１１・・・外部接続端子
１５・・・受光部
１９・・・貫通配線
２０・・・光導波路板
２１Ａ・・・導波路
２１Ｂ・・・導波路
２１Ｃ・・・導波路
２１Ｙ・・・分岐部
３０・・・第１の光素子
４０・・・第２の光素子
５０・・・光ファイバ
６０・・・フェルール
７０・・・導線
７１・・・先端部
９１・・・内視鏡システム
９５Ａ・・・プロセッサ
９５Ｂ・・・光源装置
９５Ｃ・・・モニタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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