(57)【要約】【課題】撮像素子が適正温度でかつ電気的に安定に動作する撮像装置を提供する。【解決手段】撮像素子と、撮像素子の温度を調整する温調装置と、撮像素子を搭載する電気回路のパターンを有するとともに、温調装置を挿入して撮像素子と熱的結合させる開口部を有する回路基板と、開口部に取り付けられる導電材であって、回路基板のパターンと電気的に接続する接続端子部と、開口部の形状に適合した形状を有する導電性の部材とを含む導電材と、を有する撮像装置を用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子と、
前記撮像素子の温度を調整する温調装置と、
前記撮像素子を搭載する電気回路のパターンを有するとともに、前記温調装置を挿入して前記撮像素子と熱的結合させる開口部を有する回路基板と、
前記開口部に取り付けられる導電材であって、前記回路基板のパターンと電気的に接続する接続端子部と、前記開口部の形状に適合した形状を有する導電性の部材と、を含む導電材と、
を有する撮像装置。
【請求項２】
前記導電性の部材は、前記開口部の形状に略同一形状の外周形状であるとともに、前記温調装置を挿入できる貫通開口を有する
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記接続端子部は、導電性の金属材で構成される
請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記導電材は、前記開口部の周縁に取り付けられて前記回路基板のパターンと電気的に接続することにより、パターンインピーダンスを低減する
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記導電材は、前記導電性の部材の貫通開口の前記撮像素子の側に設けられた、電磁シールド効果を持つ板状部材をさらに含み、
前記温調装置と前記撮像素子は、前記板状部材を介して熱的結合されている
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記導電性の部材の内側面は、挿入された前記温調装置の外側面と熱的結合されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記温調装置は、電子冷却器を含む
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
温調装置を挿入して撮像装置を形成するための複合撮像デバイスであって、
撮像素子と、
前記撮像素子を搭載する電気回路のパターンを有するとともに、前記温調装置を挿入して前記撮像素子と熱的結合させる開口部を有する回路基板と、
導電材と、
を有し、
前記回路基板および前記導電材は、前記撮像素子裏面のパッケージ部に内包または接合されている
複合撮像デバイス。
【請求項９】
撮像素子に取り付けて撮像装置を形成するための複合温調装置であって、
温調装置と、
前記撮像素子を搭載する電気回路のパターンを有するとともに、前記温調装置を挿入して前記撮像素子と熱的結合させる開口部を有する回路基板と、
導電材と、
を有し、
前記回路基板および前記導電材は、前記温調装置に内包または接合されている
複合温調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、複合撮像デバイスおよび複合温調装置に関する。本発明は特に、電子冷却素子により固体撮像素子等の撮像素子を冷却し、暗電流ノイズの低減などにより高画質な画像を得る撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像機能を有する撮像素子は、定格温度を超えない範囲であっても、７〜１０℃程度温度が上昇すると、暗電流が約２倍程度となる。その結果、暗電流ノイズ増加による画質劣化が生じる。また昇温の結果、暗電流以外のノイズも一般に増える傾向が有る。このため、高画質な画像を取得するには、撮像素子を適正な低い温度で使用することが重要である。
【０００３】
下記特許文献１には、撮像素子を実装する実装基板に開口を設けて、撮像素子の受光面の背面側を電子冷却素子であるペルチェ素子で冷却し、排熱が撮像素子に回り込みにくい構造を実現する技術などが開示されている。
下記特許文献２には、冷却用の熱伝導性部材を有する撮像素子のパッケージ構造および伝熱経路を確保するための実装基板の開口構造などが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１８２９２２号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２５９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
撮像装置において高画質な画像を得るには、撮像素子の温度上昇を抑え、適正温度で動作させること、また前記適正温度を維持し、撮像素子の電気的な安定動作を確保することが重要である。ここで、電気的な安定動作を確保する具体的な方策としては、回路基板におけるパターンインピーダンスの適正化と、適正な電磁シールド構造の採用などが挙げられる。
【０００６】
また、撮像素子を適正温度に抑制・維持する方法として、電子冷却素子などの温調装置を、撮像素子の背面側（受光部でない側）に直接接触させる方法や、背面側の近傍に配置する方法がある。これらの方法を用いる場合、撮像素子を搭載する回路基板に開口部を設けることが必須となる。
しかし、撮像素子の背面側部分に伝熱経路とする開口を設けた回路基板は、その開口部のパタ−ンエリアが欠落するので、グランドや電源ラインのインピーダンス増大による基準電圧の不安定化が懸念される。特に、装置の小型化のため回路基板のサイズを小さくした場合、基板面積に対する開口の割合が大きくなるため、このような問題が顕在化しやすい。
【０００７】
また開口が無ければ、グランドパターンによる電磁シールド効果の付与を考慮した基板設計が可能となるが、開口を設ける場合は別の電磁シールド手段を用いる必要がある。
【０００８】
特許文献１では、撮像素子と電子冷却素子を直接接触させて伝熱効率を確保し、放熱部材を基板と電気的に接続することで、パターンインピーダンスの増大を避ける作用が有るものと考えられる。
しかし特許文献１は、開口部周縁における導電経路の形成の効率化や、電子冷却素子と撮像素子との電磁シールドによる隔離について、具体的に言及していない。そのため導電経路が比較的長くなり、効率よいパターンインピーダンスの低減の面で限界がある。また、電子冷却素子と撮像素子が相互に影響するため、電気的な安定動作の点で限界がある。
【０００９】
特許文献２では、熱伝導性部材と実装基板とを複数のフレキシブルな導電経路で電気的な接続をすることで、電磁シールドを実現していることが推測できる。
しかし特許文献２は、特許文献１と同様、開口部周縁における導電経路の形成の効率化や、電子冷却素子と撮像素子との電磁シールドによる隔離について、具体的に言及していない。そのため導電経路が比較的長くなり、効率よいパターンインピーダンスの低減の面で限界がある。また、電子冷却素子と撮像素子が相互に影響するため、電気的な安定動作の点で限界がある。
【００１０】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、撮像素子が適正温度でかつ電気的に安定に動作する撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、撮像素子と、前記撮像素子の温度を調整する温調装置と、前記撮像素子を搭載する電気回路のパターンを有するとともに、前記温調装置を挿入して前記撮像素子と熱的結合させる開口部を有する回路基板と、前記開口部に取り付けられる導電材であって、前記回路基板のパターンと電気的に接続する接続端子部と、前記開口部の形状に適合した形状を有する導電性の部材と、を含む導電材と、を有する撮像装置である。
【００１２】
本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、温調装置を挿入して撮像装置を形成するための複合撮像デバイスであって、撮像素子と、  前記撮像素子を搭載する電気回路のパターンを有するとともに、前記温調装置を挿入して前記撮像素子と熱的結合させる開口部を有する回路基板と、導電材と、を有し、前記回路基板および前記導電材は、前記撮像素子裏面のパッケージ部に内包または接合されている複合撮像デバイスである。
【００１３】
本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、撮像素子に取り付けて撮像装置を形成するための複合温調装置であって、温調装置と、前記撮像素子を搭載する電気回路のパターンを有するとともに、前記温調装置を挿入して前記撮像素子と熱的結合させる開口部を有する回路基板と、導電材と、を有し、前記回路基板および前記導電材は、前記温調装置に内包または接合されている複合温調装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、撮像素子が適正温度でかつ電気的に安定に動作する撮像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第一の実施形態にかかる撮像装置の構成例を示す説明図
【図２】第二の実施形態にかかる撮像装置の構成例を示す説明図
【図３】導電材の第一の実施形態を示す構成図
【図４】導電材ベースおよび導電材トップの組立図
【図５】温調装置の構成および撮像装置の第二の実施形態の組立断面図
【図６】第一の実施形態にかかる撮像装置の組立手順を示す説明図
【図７】第二の実施形態にかかる撮像装置の組立手順を示す説明図
【図８】導電材と撮像素子のパッケージ部が一体化した複合撮像デバイスを示す図
【図９】導電材と温調装置が一体化した複合温調装置の形態を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態について説明する。ただし、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状およびそれらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。
【００１７】
＜第一の実施形態＞
図１、３、４、５および６を用いて、第一の実施形態を説明する。
図１は、本発明を適用した撮像装置の第一の実施形態の構成図である。概ね、撮像素子２１で発生した熱が、回路基板２２の開口に配置された導電材３１により伝達され、電子冷却器２４や放熱部材２７の働きにより冷却される構成である。
【００１８】
図１の構成において回路基板２２は、電気回路のパターンとして表面層２２ａ、内層２２ｂおよび裏面層２２ｃを有するガラスエポキシ基板などとする。パターン層数や絶縁層の材質などは特に限定されない。この回路基板２２には略四角形状の開口部が設けられ、その周縁に導電経路を形成する導電材３１が取り付けられている。
【００１９】
図３は、導電材の第一の実施形態の構成図である。図３に示す導電材３１は、導電材ベース３２および天板部（板状部材）である導電材トップ３３から構成されている。
導電材ベース３２は、接続端子部３２ａと導電環状部３２ｂを有する。接続端子部３２ａは、導電ピンを複数有し、回路基板２２のパターンにハンダ付けや圧入により電気的に接続される。導電ピンは、回路基板２２を貫通するピンに限らず、基板面に接触する表面実装用の接触端子としても良い。
【００２０】
また、導電環状部３２ｂを回路基板２２の開口部へ圧入して電気的接続を確保することで、接続端子部３２ａの機能を兼ね備えた複合機能部品とすることも可能である。導電環状部３２ｂは切れ目のない環状として、撮像素子２１と回路基板２２の間に配置すると良い。ただし、十分なインピーダンス低減が可能であれば、適宜切れ目を設けても構わない。
【００２１】
なお、上記記載では便宜上「環状」という言葉を用いているが、本明細書でいう環状とは、円や楕円あるいはリングのような、丸みを帯びた形状に限定されない。ここでの環状とは、開口部の周縁（言い換えると、基板に空いた穴のフチ）に適合した連続的な外周形状を持つとともに、貫通開口を有する形態を指す。ここで連続的という用語は、上述したように、外周に切れ目が存在するケースを除外するものではない。
連続的な外周形状は、好ましくは開口部形状と略同一形状である。例えば開口部が略四角形状であれば、環状部も開口部と略同一形状の、連続的な四角い外周を持つ。貫通開口は少なくとも、温調装置を挿入して撮像素子と熱的結合させる位置まで導くのに十分なサイズが必要である。
【００２２】
導電材トップ３３は、導電材ベースの導電環状部３２ｂの上面位置に設けられる。導電材トップ３３の厚さを、電磁シールド効果を得られる範囲で薄くすると、撮像素子２１と温調装置２３との熱的結合が良好に行われる。また導電材トップ３３に放射線遮蔽効果のある材質を使用できる。例えば、Ｐｂ、Ｔａ、Ｂａ、Ｗのいずれかを含む材質や、これらの材質を含む板と銅を基材とした板などとの積層構造である。これにより、放射線可視化装置を構成する場合に、撮像素子を透過する放射線をシールドできる。
【００２３】
導電材３１は、導電材ベース３２である接続端子部３２ａおよび導電環状部３２ｂ、さらに導電材トップ３３の三者を単一構造の部品として成形できる。また、複数の別部品を
一体化した組合せ構造にもできる。複数の別部品として構成する場合は、各部を異種材料としても良い。例えば、導電性と伝熱効率とを両立できる、銅とアルミなどの組合せが可能である。複数の別部品の組合せ構造を実現する方法として例えば、接続端子部３２ａの複数の導電ピンを、導電環状部３２ｂに設けた穴へ圧入する構造が考えられる。
また導電材トップ３３は、導電材ベース３２の上面から嵌め込む構造が考えられる。いずれの場合も複数の別部品間は、電気的に導通する構造とする。
【００２４】
図４に示した導電材ベースおよび導電材トップの組立図を用いて、詳細に説明する。図では、導電ベースの導電環状部３２ｂに突起部を設け、導電性ガスケットのような導電補助材３４を付加し、導電トップ３３を嵌め込んでいる。またハンダ付けやカシメなど用いた構造でも可能である。
なお、詳細は別途後述するが、導電トップ３３を設けずに、電子冷却器２４のセラミック板２６ａと撮像素子２１とを直接接触させても良い。
導電材３１は、回路基板２２のハンダ面側すなわち裏面層２２ｃから取り付ける構造でもよい。例えば、図３に示す導電材３１は、回路基板２２の部品面側すなわち表面層２２ａ側から取り付けるような構造になっているが、裏面層２２ｃ側から取り付ける構造でも良い。
【００２５】
次に撮像素子の温度を調整する温調装置２３について、図５に示した温調装置の構成および撮像装置の第二の実施形態の組立断面図を用いて、詳細に説明する。
温調装置２３には、複数の電子冷却素子（ペルチェ素子）２５が、２枚のセラミック板２６ａ、２６ｂに挟まれた電子冷却器２４を用いる。セラミック板２６ａの外側面は、導電環状部３２ｂの内側面と、伝熱性の高いゴムや樹脂のリングなどの補助伝熱部材２８ｄを介して熱的結合がなされている。この熱的結合により、撮像素子２１の複数の実装ピンから回路パターンへ伝わる熱を電子冷却器２４へ導く効果が得られる場合が有る。
また温調装置２３はペルチェ素子、放熱フィン、流体管路などが適用可能で、これらを適宜組み合わせることもでき、さらに放熱ファンと組み合わせても良い。
【００２６】
電子冷却器２４のセラミック板２６ｂには、放熱フィンなどの放熱部材２７が、補助伝熱部材２８ｃを介して接着され、固定ビス２９で圧接することにより熱的に結合されている。補助伝熱部材２８ｂ、２８ｃ、２８ｄは、導電材と温調装置の両者の熱的結合を促すものなので、導電材または温調装置の一部分が実質的に等価な機能をするように、例えば適度な弾性を有する形状に加工する等の方法で、両者の良好な接触を確保しても良い。
撮像素子２１は、ＣＣＤセンサ，ＣＭＯＳセンサなどの素子が使用可能で、エリアセンサまたはラインセンサとすることができる。放射線検出撮像素子とすることもできる。
【００２７】
図６は、本発明を適用した撮像装置の第一の実施形態の組立手順を示す説明図である。図６を用いて撮像装置１１の組立手順を詳細に説明する。
【００２８】
まず、回路基板２２の開口部周縁に導電材３１を取り付ける。取り付けの際は、ハンダ付けや圧入により、導電材ベースの接続端子部３２ａを回路基板２２と電気的に接続させる。また導電材ベース３２の適正な取り付け位置は、（導電材ベースに取り付けた）導電材トップ３３上面が、補助伝熱部材２８ａを介して撮像素子２１裏面と密着し、熱的結合状態になる位置が良い。位置は、例えば弾性を有する補助伝熱部材の使用や、導電材の厚さを変えることにより調整できる。
【００２９】
次に、回路基板２２に取り付けた導電材ベース３２に導電材トップ３３を取り付ける。そして、撮像素子２１の裏面に補助伝熱部材２８ａを貼付した状態で、導電材ベースの導電環状部３２ｂ、導電材トップ３３、補助伝熱部材２８ａが密接するように、撮像素子２１を回路基板２２に取り付ける。取り付けは例えば、ハンダ付けや圧入による。
補助伝熱部材２８ａは、撮像素子２１裏面ではなく、導電材トップ３３の上面や導電材ベースの導電環状部３２ｂ上面にあらかじめ貼付していても良い。補助伝熱部材２８ａとして、具体的にはグラファイトシートと組み合わせた樹脂シートや酸化アルミニウムと接着剤を組み合わせたシート状の伝熱部材などを使用する。
【００３０】
補助伝熱部材２８ａは、撮像素子２１の裏面からの熱を、導電材トップ３３を経て最終的には温調装置２３に、安定した状態で、かつ適正効率を維持して伝達するために設けられる。それゆえ、撮像素子２１、導電材トップ３３、温調装置２３の接触する面が、必要十分な平滑状態であり、機構構造により接触時に密着するのであれば、補助伝熱部材２８ａは必須ではない。ただし、補助伝熱部材２８ａを使用せずに直接接触させる場合でも、シリコングリスや接着剤を適量に塗布することで、各部品間の実質的な接触面積を大きくする効果が期待できる。
【００３１】
次に、回路基板２２に取り付けた導電材ベース３２の開口部に、下方から温調装置２３を挿入する。温調装置２３は、あらかじめ電子冷却器２４と放熱部材２７を組んでいても良く、また電子冷却器２４、放熱部材２７を順次、組み込んでも良い。
補助伝熱部材２８ｂ、２８ｃにおいては、補助伝熱部材２８ａと同様に考える。すなわち、補助伝熱部材２８ｂと２８ｃを、あらかじめセラミック板２６ａと２６ｂ、あるいは導電材ベース３２と放熱部材２７に配置して取り付けを行う。あるいは接触面の平滑状態によっては、直接に、あるいはシリコングリス等を用いて接触させても良い。
【００３２】
温調装置２３を組込み後、固定ビス２９ａ、固定ビス２９ｂを用いて、回路基板２２と放熱部材２７を結合する。この時、固定ビス２９ａ、２９ｂの調整により、温調装置２４の上面と導電材トップ３３下面が密着するように圧を加えながら結合させる。
【００３３】
以上述べた構成によれば、撮像装置の撮像素子２１を、導電材３１と組み合わせた回路基板２２の開口に取り付けることで、比較的短い導電経路が形成されるとともに、温調装置２３への熱伝導経路が確保される。また導電材トップ３３による電磁シールド効果が得られる。その結果、回路基板に開口があっても、パターンインピーダンスを低減し電気的安定を保ちつつ、撮像素子を適正温度で運用できるため、高品質な画像取得が可能になる。
【００３４】
＜第二の実施形態＞
次に、図２、図５および図７を用いて、第二の実施形態を説明する。ただし、第一の実施形態と同じ内容は、省略または簡易的な説明とする。
【００３５】
図２は、本発明を適用した撮像装置の第二の実施形態の構成図である。導電材３１は導電材トップ３３が無く、導電環状部３２が貫通開口形状で、電子冷却器２４のセラミック板２６ａが撮像素子２１の裏面に接触している。また図２では、セラミック板２６ａの外側面が導電環状部３２の内側面と接触しない例を示していて、撮像装置の組立手順の最後に電子冷却器２４を撮像素子２１に接着する場合などに好適と考えられる。
一方図５では、セラミック板２６ａと導電材との間に補助伝熱部材２８ｄを設けた変形例を示している。この場合、伝導効率の向上が期待できる。
【００３６】
図７は、本発明を適用した撮像装置の第二の実施形態の組立手順を示す説明図である。第二の実施形態における組立て手順について説明する。
まず、回路基板２２の開口部周縁に導電材３１を取り付ける。ここでは、導電材ベースの接続端子部３２ａと回路基板２２との間は、電気的な導通接続とする。
次に、撮像素子２１を前記回路基板２２の部品面側すなわち表面層２２ａから搭載し、ハンダ付けや圧入により実装する。この時、撮像素子２１の裏面部であるセラミック材に
導電材ベース３２上面部が密接することが望ましい。
【００３７】
第二の実施形態では、導電材トップ３３が無い為、導電材ベース３２および前記導電材ベース３３を取り付けた回路基板２２は貫通開口の形状を有しており、その貫通開口形状部に下方から温調装置２３を挿入し、撮像素子２１の裏面部と接触させる。
図７では、補助伝熱部材２８ｂを介して撮像素子２１の裏面に、電子冷却器２４のセラミック板２６ａを接触させる。第一の実施形態と同様、各部品の接触面が、必要十分な平滑状態であり、機構構造により接触時に密着するのであれば、補助伝熱部材２８ｂは必須ではない。ただし、補助伝熱部材２８ｂを使用せずに直接接触させる場合でも、シリコングリスや接着剤を、適量に塗布する事で各部品間の実質的な接触面積を大きくする効果が期待できる。
【００３８】
下方から挿入する温調装置２３は、あらかじめ電子冷却器２４と放熱部材２７を組んでいても良く、また電子冷却器２４、放熱部材２７を順次、組み込んでもよい。
温調装置２３を組込み後、固定ビス２９ａ、固定ビス２９ｂを用いて、回路基板２２と放熱部材２７を結合する。この時、固定ビス２９ａ、２９ｂの調整により、温調装置２４の上面と導電材トップ３３下面が密着するように圧を加えながら結合させる。
【００３９】
以上述べた構成によれば、撮像装置の撮像素子２１を、導電材３１と組み合わせた回路基板２２の開口に取り付けることで、比較的短い導電経路が形成されるとともに、温調装置２３への熱伝導経路が確保される。その結果、回路基板に開口があっても、パターンインピーダンスを低減し電気的安定を保ちつつ、撮像素子を適正温度で運用できるため、高品質な画像取得が可能になる。
【００４０】
＜その他の実施形態＞
本発明の目的は、以下のような実施形態によって達成されても良い。すなわち、前述した実施形態の機能の全部または一部を実現する複合撮像デバイスまたは複合温調装置である。図８（ａ）は、導電材と撮像素子のパッケージ部が一体化した複合撮像デバイス２１１の形態を示す説明図である。図８（ｂ）は、前記複合撮像デバイス２１１を適用した撮像装置の構成例を示す説明図である。
【００４１】
図８（ａ）および図８（ｂ）中の複合撮像デバイス２１１は、導電性の導電材を撮像素子裏面のパッケージ部に内包または接合し一体化した複合機能部品である。この導電材は、撮像素子と外部温調装置との高効率な伝熱経路を担い、かつ、開口部を有する回路基板と電気的接続することによりパターンインピーダンス低減を可能にする。
【００４２】
複合撮像デバイス２１１に内包または接合する導電材は、伝熱効率を向上させるために、撮像素子のサブストレート基板と直接接合することが望ましい。例えば、撮像素子のサブストレート基板と導電材が接触状態を維持できる状態でパッケージをモールドする方法や、サブストレート基板の裏面にピン形状の突起部を形成し、この突起部を導電材と接触させる構造が考えられる。あらかじめサブストレート基板と導電材が接着などで一体化されていても良い。導電材は、銅またはアルミなどの導電性の金属材で構成され、回路基板と接触する接続端子部を有し、撮像素子部の導電ピンと合わせて、ハンダ付けや圧入により回路基板に取り付けられる構造とすることが好ましい。
【００４３】
図９（ａ）は、導電材と撮像素子のパッケージ部が一体化した複合温調装置２４１の形態を示す説明図である。図９ｂは、複合撮像デバイス２４１を適用した撮像装置の構成例を示す説明図である。
図９（ａ）および図９（ｂ）に示す複合温調装置２４１は、上述した複合撮像デバイス２１１の機能と同様の機能を持つ。すなわち複合温調装置２４１は、導電性の導電材を、
温調装置に内包または接合し一体化した複合機能部品である。この導電材は、温調装置と撮像素子との高効率な伝熱経路を担い、かつ、開口部を有する回路基板と電気的接続することによりパターンインピーダンス低減を可能にする。
【００４４】
複合温調装置２４１に内包または接合する導電材は、銅またはアルミなどの導電性の金属材で構成され、補助伝熱部材やポリミドフィルムのような極薄い絶縁材２６１を介して、電子冷却素子２５と熱的接合されている。また回路基板２２と電気的結合する表面実装用の接触端子を有し、ハンダ付けや圧入により回路基板２２に取り付けられる。図９（ｂ）に示す複合温調装置２４１の構造であれば、開口部を有する回路基板２２に撮像素子２１を実装した後で、必要に応じて取付けることができる。
電子冷却素子２５の動作により温度差が生じることで、複合温調装置２４１に付着するおそれのある水滴は、外気と接触を妨げる隔壁部材２７１を設ける事で防ぐことができる。隔壁部材の材質は熱伝導性の低いシリコン樹脂やプラスチック材が好ましい。
【００４５】
以上、図８を用いて説明した複合撮像デバイスや、図９を用いて説明した複合温調装置を利用すれば、導電性を有する導電材を内容または接合した部材を用いて撮像装置を構成できる。その結果、電気的に安定した状態で適正な温度で撮像素子を利用した撮像ができるため、高品質な画像取得が可能になる。
【００４６】
以上の各実施形態の記述では、パターンインピーダンス低減に関して、最も一般的な例として、グランドパターンを示している。ただし、本発明の撮像装置におけるインピーダンス低減効果は、グランドパターンの場合に限定されず、電源供給パターンや信号伝送ラインを含む電気回路パターン全体でも同様な効果が得られる。
本発明は撮像素子を有する撮像装置全般に適用可能であり、例えば静止画撮像カメラ、動画記録ビデオ、半導体検査装置、医用顕微鏡、望遠鏡、放射線可視化装置などが挙げられる。
【００４７】
上記の通り本発明によれば、開口部周縁の最短経路（または比較的短い経路）で導電経路を形成し、効率良くパターンインピーダンスを低減する構成、および電子冷却素子と撮像素子とを電磁シールドにより隔離して相互の影響を少なくする構成を実現できる。その結果、開口を設けて電子冷却素子を使用する際に、撮像素子が適正な低い温度で、かつ電気的に安定に動作するため、高品質な画像を取得できる。
言い換えると、本発明によれば、効率良い伝熱構造による撮像素子の温度調整と、特徴的な開口構造によるパターンインピーダンスの抑制と基準電圧の安定化が実現される。その結果、暗電流ノイズの低減および電圧変動の減少が促されるため、高画質な撮像が可能となる。
【符号の説明】
【００４８】
１１：撮像装置，２１：撮像素子，２２：回路基板，２３：温調装置，３１：導電材，３２ａ：接続端子部，３２ｂ：導電環状部
【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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