(57)【要約】  光モジュール１は、光素子３０と、第１の主面１０ＳＡに前記光素子３０が実装されている第１の基板１０と、前記第１の基板１０の前記第２の主面１０ＳＢに配設されている保持部材４０と、前記保持部材４０の貫通孔Ｈ４０に挿入されている光ファイバ５０と、主面２０ＳＡが第１の基板１０の主面１０ＳＡに平行に配置されており、壁面Ｈ２０ＳＳが保持部材４０の外周面４０ＳＳと当接している開口Ｈ２０のある保持基板２０と、前記第１の基板１０と前記保持基板２０とを接続している中継基板１５と、主面２５ＳＢが光軸Ｏに平行に配置され、端部が前記保持基板２０と接続され、主面２５ＳＢに電極２１が配設されている側面基板２５と、前記側面基板２５の前記電極２１と、先端部が接合されている信号ケーブル６０と、を具備する。
2018092234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部または受光部を有する光素子と、
第１の主面と前記第１の主面と対向している第２の主面とを有し、前記第１の主面に前記光素子が実装されている第１の基板と、
前記第１の基板の前記第２の主面に、貫通孔の中心軸が前記光素子の光軸と一致するように、配設されている保持部材と、
前記保持部材の前記貫通孔に挿入されている光ファイバと、
第３の主面と前記第３の主面と対向している第４の主面とを有し、前記第３の主面が前記第１の基板の前記第２の主面に平行に配置されており、壁面が前記保持部材の外周面と当接している開口のある保持基板と、
前記第１の基板と前記保持基板とを接続している中継基板と、
内側面である第５の主面と前記第５の主面と対向している外面である第６の主面とを有し、前記第５の主面が前記光軸に平行に配置され、端部が前記保持基板と接続され、前記第５の主面または前記第６の主面の少なくともいずれかに電極が配設されている側面基板と、
前記側面基板の前記電極と、先端部が接合されている信号ケーブルと、を具備することを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記第１の基板を前記光素子の光軸方向に延長した第１の空間内に、前記中継基板、前記保持基板、前記側面基板、前記光素子、前記保持部材、および前記信号ケーブルの前記先端部が含まれており、
前記保持部材を前記光軸に直交する方向に延長した第２の空間内に、前記側面基板の前記電極が含まれていることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記開口は、前記保持基板を貫通する第２の貫通孔であることを特徴とする請求項２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記開口は、前記保持基板の切り欠きであることを特徴とする請求項２に記載の光モジュール。
【請求項５】
複数の側面基板が、前記保持部材を囲むように対向位置または直交位置に配置されてい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項に記載の光モジュール。
【請求項６】
前記保持部材が配置され前記複数の側面基板で囲まれている空間を充填している樹脂部材を有することを特徴とする請求項５に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記第１の基板と前記中継基板、および、前記保持基板と前記側面基板、の少なくともいずれかが、それぞれ、セラミックまたはＭＩＤからなる一体の立体基板であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光モジュール。
【請求項８】
前記第１の基板と前記中継基板と前記保持基板と前記側面基板とが、少なくとも接続部が可撓性の一体の基板であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光モジュール。
【請求項９】
光モジュールと、
受光面と前記受光面と対向している裏面とを有し、撮像信号を出力する撮像素子と、
第７の主面と前記第７の主面と対向する第８の主面とを有し、前記第７の主面に前記撮像素子が実装されている第２の基板と、
前記第２の基板と第１の基板とを接続している第２の中継基板と、を具備し、
前記光モジュールは、
発光部または受光部を有する光素子と、
第１の主面と前記第１の主面と対向している第２の主面とを有し、前記第１の主面に前記光素子が実装されている前記第１の基板と、
前記第１の基板の前記第２の主面に、貫通孔の中心軸が前記光素子の光軸と一致するように、配設されている保持部材と、
前記保持部材の前記貫通孔に挿入されている光ファイバと、
第３の主面と前記第３の主面と対向している第４の主面とを有し、前記第３の主面が前記第１の基板の前記第２の主面に平行に配置されており、壁面が前記保持部材の外周面と当接している開口のある保持基板と、
前記第１の基板と前記保持基板とを接続している中継基板と、
内側面である第５の主面と前記第５の主面と対向している外面である第６の主面とを有し、前記第５の主面が前記光軸に平行に配置され、端部が前記保持基板と接続され、前記第５の主面または前記第６の主面の少なくともいずれかに電極が配設されている側面基板と、
前記側面基板の前記電極と、先端部が接合されている信号ケーブルと、を具備する撮像モジュール。
【請求項１０】
前記撮像素子を光軸方向に延長した空間内に、前記第２の基板、前記第２の中継基板、前記第１の基板、前記中継基板、前記保持基板、前記側面基板、前記光素子、前記保持部材、および前記信号ケーブルの先端部が含まれており、
前記保持部材を前記光軸に直交する方向に延長した第２の空間内に、前記側面基板の前記電極が含まれていることを特徴とする請求項９に記載の撮像モジュール。
【請求項１１】
前記第２の基板と前記第２の中継基板とが、セラミックまたはＭＩＤからなる一体の立体基板であることを特徴とする請求項１０に記載の撮像モジュール。
【請求項１２】
前記第２の基板と前記第２の中継基板と前記第１の基板と前記中継基板と前記保持基板と前記側面基板とが、少なくとも接続部が可撓性の一体の基板であることを特徴とする請求項１０に記載の撮像モジュール。
【請求項１３】
前記側面基板が、前記中継基板の機能を有し、
前記第６の主面に前記電極が配設されていることを特徴とする請求項１０に記載の撮像モジュール。
【請求項１４】
前記保持部材を囲むように対向位置または直交位置に配置されている複数の側面基板が、前記保持基板の機能を有し、
前記複数の側面基板の前記第５の主面が前記保持部材の外周面と当接していることを特徴とする請求項１３に記載の撮像モジュール。
【請求項１５】
請求項１０から請求項１４のいずれか１項に記載の撮像モジュールを、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、光信号を送信または受信する光素子と、前記光信号を伝送する光ファイバと、前記光ファイバを保持する保持部材と、電気信号を伝送する信号ケーブルと、を具備する光モジュール、前記光モジュールと撮像素子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含む内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡は、細長い挿入部の先端部にＣＣＤ等の撮像素子を含む撮像モジュールを有する。近年、高画素数の撮像素子の内視鏡への使用が検討されている。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へ伝送する信号量が増加するため、電気信号によるメタル配線を介した電気信号伝送に替えて光信号による光ファイバを介した光信号伝送が好ましい。光信号伝送には、電気信号を光信号に変換するＥ／Ｏ光伝送モジュール（電気−光変換器）と、光信号を電気信号に変換するＯ／Ｅ光伝送モジュール（光−電気変換器）とが用いられる。【０００３】
光モジュールおよび撮像モジュール、特に、内視鏡の先端部に配置される光モジュールおよび撮像モジュールでは、細径化および短小化が重要な課題である。【０００４】
例えば、特開２０１４−１３７５８４号公報には、撮像素子が出力する電気信号を光素子である面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）にて光信号に変換し、フェルールで保持された光ファイバを介して光信号を伝送する撮像モジュールが開示されている。撮像素子、光素子およびフェルールが配設された基板には、撮像素子および光素子に電気信号を伝送する信号ケーブルが接続されている。【０００５】
しかし、上記撮像モジュールでは、撮像素子よりも、基板は、光軸直交方向の投影面に投影された投影像のサイズ、すなわち、平面視サイズが大きい。さらに、基板の外面に信号ケーブルが接続されているため、接続信頼性の改善、および細径化には限界があった。また、撮像モジュールの短小化については、光素子と駆動ＩＣとの配置しか検討されていなかった。【０００６】
また、フェルールを基板に配設するときの位置決めが正確に行われないと、光ファイバと光素子との結合効率（伝送効率）が低下する。さらに、フェルールには光ファイバを介して引っ張り応力が印加されるため、フェルールと基板との接合強度が十分ではない場合には、フェルールが基板から剥離し信頼性が低下するおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−１３７５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の実施形態は、細径かつ短小で伝送効率および信頼性の高い光モジュール、細径かつ短小で伝送効率および信頼性の高い撮像モジュール、および、低侵襲で信頼性の高い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】
【０００９】
本発明の実施形態の光モジュールは、発光部または受光部を有する光素子と、第１の主面と前記第１の主面と対向している第２の主面とを有し、前記第１の主面に前記光素子が実装されている第１の基板と、前記第１の基板の前記第２の主面に、貫通孔の中心軸が前記光素子の光軸と一致するように、配設されている保持部材と、前記保持部材の前記貫通孔に挿入されている光ファイバと、第３の主面と前記第３の主面と対向している第４の主面とを有し、前記第３の主面が前記第１の基板の前記第２の主面に平行に配置されており、壁面が前記保持部材の外周面と当接している開口のある保持基板と、前記第１の基板と前記保持基板とを接続している中継基板と、内側面である第５の主面と前記第５の主面と対向している外面である第６の主面とを有し、前記第５の主面が前記光軸に平行に配置され、端部が前記保持基板と接続され、前記第５の主面または前記第６の主面の少なくともいずれかに電極が配設されている側面基板と、前記側面基板の前記電極と、先端部が接合されている信号ケーブルと、を具備する。【００１０】
本発明の別の実施形態の撮像モジュールは、光モジュールと、受光面と前記受光面と対向している裏面とを有し、撮像信号を出力する撮像素子と、第７の主面と前記第７の主面と対向する第８の主面とを有し、前記第７の主面に前記撮像素子が実装されている第２の基板と、前記第２の基板と第１の基板とを接続している第２の中継基板と、を具備し、前記光モジュールは発光部または受光部を有する光素子と、第１の主面と前記第１の主面と対向している第２の主面とを有し、前記第１の主面に前記光素子が実装されている前記第１の基板と、前記第１の基板の前記第２の主面に、貫通孔の中心軸が前記光素子の光軸と一致するように、配設されている保持部材と、前記保持部材の前記貫通孔に挿入されている光ファイバと、第３の主面と前記第３の主面と対向している第４の主面とを有し、前記第３の主面が前記第１の基板の前記第２の主面に平行に配置されており、壁面が前記保持部材の外周面と当接している開口のある保持基板と、前記第１の基板と前記保持基板とを接続している中継基板と、内側面である第５の主面と前記第５の主面と対向している外面である第６の主面とを有し、前記第５の主面が前記光軸に平行に配置され、端部が前記保持基板と接続され、前記第５の主面または前記第６の主面の少なくともいずれかに電極が配設されている側面基板と、前記側面基板の前記電極と、先端部が接合されている信号ケーブルと、を具備する。【００１１】
さらに本発明の別の実施形態の内視鏡は、撮像モジュールを具備し、前記撮像モジュールは光モジュールと、受光面と前記受光面と対向している裏面とを有し、撮像信号を出力する撮像素子と、第７の主面と前記第７の主面と対向する第８の主面とを有し、前記第７の主面に前記撮像素子が実装されている第２の基板と、前記第２の基板と前記第１の基板とを接続している第２の中継基板と、を具備し、前記光モジュールは発光部または受光部を有する光素子と、第１の主面と前記第１の主面と対向している第２の主面とを有し、前記第１の主面に前記光素子が実装されている第１の基板と、前記第１の基板の前記第２の主面に、貫通孔の中心軸が前記光素子の光軸と一致するように、配設されている保持部材と、前記保持部材の前記貫通孔に挿入されている光ファイバと、第３の主面と前記第３の主面と対向している第４の主面とを有し、前記第３の主面が前記第１の基板の前記第２の主面に平行に配置されており、壁面が前記保持部材の外周面と当接している開口のある保持基板と、前記第１の基板と前記保持基板とを接続している中継基板と、内側面である第５の主面と前記第５の主面と対向している外面である第６の主面とを有し、前記第５の主面が前記光軸に平行に配置され、端部が前記保持基板と接続され、前記第５の主面または前記第６の主面の少なくともいずれかに電極が配設されている側面基板と、前記側面基板の前記電極と、先端部が接合されている信号ケーブルと、を具備する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の実施形態によれば、細径かつ短小で伝送効率および信頼性の高い光モジュール、細径かつ短小で伝送効率および信頼性の高い撮像モジュール、および、低侵襲で信頼性の高い内視鏡を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の光モジュールの分解図である。
【図２】第１実施形態の光モジュールの斜視図である。
【図３】第１実施形態の光モジュールの図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】第１実施形態の変形例１の光モジュールの斜視図である。
【図５】第１実施形態の変形例１の光モジュールの上面透過図である。
【図６】第１実施形態の変形例２の光モジュールの上面透過図である。
【図７】第１実施形態の変形例３の光モジュールの断面図である。
【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２実施形態の撮像モジュールの斜視図である。
【図１０】第２実施形態の撮像モジュールの図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図１１】第２実施形態の変形例１の撮像モジュールの斜視図である。
【図１２】第２実施形態の変形例２の撮像モジュールの断面図である。
【図１３】第２実施形態の変形例２の撮像モジュールの基板の展開図である。
【図１４】第２実施形態の変形例３の撮像モジュールの断面図である。
【図１５】第２実施形態の変形例４の撮像モジュールの断面図である。
【図１６】第３実施形態の内視鏡の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１実施形態＞
図１から図３を用いて、本実施形態の光モジュール１について説明する。光モジュール１は、電気信号を光信号に変換し光信号を伝送するＥ／Ｏモジュールである。
【００１５】
なお、図面は、いずれも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、例えば、基板の配線や樹脂部材（４５）の図示を省略する場合がある。
【００１６】
光モジュール１は、光素子３０と、第１の基板１０と、中継基板１５Ａ、１５Ｂと、保持基板２０と、側面基板２５Ａ、２５Ｂと、保持部材であるフェルール４０と、光ファイバ５０と、信号ケーブル６０と、を具備する。後述するように、第１の基板１０と、中継基板１５Ａ、１５Ｂとは一体の立体基板１９であり、保持基板２０と、側面基板２５Ａ、２５Ｂとは一体の立体基板２９である。
【００１７】
なお、複数の同じ構成の構成要素のそれぞれを言うときは、符号の末尾の１文字を省略することがある。例えば、側面基板２５Ａ、２５Ｂのそれぞれを、側面基板２５という。
【００１８】
光素子３０は、おもて面３０ＳＡに垂直な光軸Ｏに沿って光信号を出力する発光部３１を有するＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting ＬＡＳＥＲ：垂直共振器面発光レーザ）である。光素子３０は、光軸直交方向の断面の大きさ、すなわち平面視寸法が２５０μｍ×２５０μｍと超小型である。光素子３０は、直径が１０μｍの発光部３１と、発光部３１と接続された直径が７０μｍの２つの外部端子３２とを、おもて面３０ＳＡに有する。
【００１９】
信号ケーブル６０は、例えば、光素子３０に電気信号を伝送する。信号ケーブル６０は、先端部の導線が側面基板２５Ａ、２５Ｂの電極２１と、図示しない半田を介して接合されている。すなわち、電極２１および信号ケーブル６０の先端部は、光軸Ｏ（Ｚ軸）と平行に配置されている。
【００２０】
例えば光ファイバ５０は、光信号を伝送する直径が５０μｍのコアと、コアの外周を覆う直径が１２５μｍのクラッドとからなる。
【００２１】
フェルール４０は光軸直交方向の断面形状が矩形の直方体で、４つの側面４０ＳＳを有する。フェルール４０には、上面と下面とを貫通している貫通孔（Through hole）Ｈ４０がある。貫通孔Ｈ４０には光ファイバ５０の先端部が挿入され、接着剤で固定されている。
【００２２】
第１の基板１０は、第１の主面１０ＳＡと第１の主面１０ＳＡと対向している第２の主面１０ＳＢとを有する。第１の主面１０ＳＡには光素子３０が実装されている。すなわち、光素子３０の外部端子３２は、図示しないが、第１の主面１０ＳＡの接合電極と接合されている。また、第２の主面１０ＳＢにはフェルール４０が接着されている。
【００２３】
光素子３０のおもて面３０ＳＡは、第１の基板１０の第１の主面１０ＳＡ（ＸＹ平面）と平行である。すなわち光軸Ｏは第１の主面１０ＳＡに対して垂直なＺ軸と平行である。なお、第１の基板１０は、光透過率が高くはないため、光路となる貫通孔Ｈ１０が形成されている。
【００２４】
保持基板２０は、第３の主面２０ＳＡと第３の主面２０ＳＡと対向している第４の主面２０ＳＢとを有する。第３の主面２０ＳＡおよび第４の主面２０ＳＢは、第１の基板１０の第２の主面１０ＳＢおよび第１の主面１０ＳＡに平行に配置されている。
【００２５】
保持基板２０には、平面視矩形の開口（第２の貫通孔）Ｈ２０がある。開口Ｈ２０の光軸直交方向の寸法、すなわち、平面視サイズは、フェルール４０の平面視サイズと同じか、僅かに大きい。このため、開口Ｈ２０に挿入されている、四角柱状のフェルール４０の４つの外周面（側面）４０ＳＳは、平面視矩形の開口Ｈ２０の４つの壁面Ｈ２０ＳＳと当接している。
【００２６】
対向配置されている中継基板１５Ａ、１５Ｂは略同じ構成である。中継基板１５は、第１の基板１０と保持基板２０とを接続している。すなわち、中継基板１５は主面が光軸Ｏ（Ｚ軸）に平行に配置され、下端面１５ＳＳＡが第１の基板１０の第２の主面１０ＳＢの外周部に配設され、上端面１５ＳＳＢが保持基板２０の第３の主面２０ＳＡの外周部に接続されている。
【００２７】
対向配置されている側面基板２５Ａ、２５Ｂは略同じ構成である。側面基板２５の端面は、保持基板２０の第４の主面２０ＳＢの外周部に配設されている。すなわち、側面基板２５は、第５の主面（内面）２５ＳＡおよび第６の主面（外面）２５ＳＢが光軸Ｏ（Ｚ軸）に平行に配置されている。
【００２８】
側面基板２５Ａ、２５Ｂの第６の主面２５ＳＢには、それぞれ電極２１が配設されている。電極２１は配線（不図示）を介して、光素子３０等と電気的に接続されている。電極２１の数は、信号ケーブル６０の数と同じである。
【００２９】
光ファイバ５０を貫通孔Ｈ４０に挿入し嵌合することで、光素子３０の発光部３１と光ファイバ５０との位置決めが行われる。すなわち、フェルール４０は、貫通孔Ｈ４０の中心軸が光素子３０の光軸と一致するように配置された状態で、第１の基板１０の第２の主面１０ＳＢに配設されている。貫通孔Ｈ４０の内形は、円柱のほか、その壁面で光ファイバ５０を保持できれば、四角柱または六角柱等の角柱状であってもよい。
【００３０】
側面基板２５Ａ、２５Ｂで囲まれ、フェルール４０が配置されている空間には、樹脂部材４５が充填されている。樹脂部材４５は、例えば、エポキシ樹脂からなる。なお、樹脂部材４５は光モジュールの必須構成要素ではないが、樹脂部材４５によりフェルール４０が強固に固定されている光モジュール１は、より信頼性が高い。
【００３１】
光モジュール１では、フェルール４０は、４つの外周面（側面）４０ＳＳが保持基板２０の開口Ｈ２０の４つの壁面Ｈ２０ＳＳと当接することで、フェルール４０の面内方向（ＸＹ方向）の位置決めが行われると同時に、フェルール４０を安定して保持している。
【００３２】
このため、光モジュール１は、伝送効率および信頼性が高い。
【００３３】
すでに説明したように、第１の基板１０と中継基板１５Ａ、１５Ｂとは、セラミックからなる一体の立体基板１９であり、図示しない配線を有している。また、保持基板２０と側面基板２５Ａ、２５Ｂとは、セラミックからなる一体の立体基板２９である。
【００３４】
立体基板１９、２９は、非導電性樹脂を母材とし配線（不図示）および電極等を有する成形回路部品（ＭＩＤ：Molded Interconnect Device）により構成されていてもよい。
【００３５】
立体基板１９、２９は、第１の基板１０と中継基板１５とが正確に、かつ、強固に接続されているため、光モジュール１は、製造が容易である。
【００３６】
また、図３に示すように、第１の基板１０を光軸Ｏの方向に延長した第１の空間Ｓ１０内に、光素子３０、フェルール４０、保持基板２０、中継基板１５Ａ、１５Ｂ、側面基板２５Ａ、２５Ｂおよび信号ケーブル６０の先端部が含まれている。このため、光モジュール１は、光軸直交方向のサイズが小さく細径である。
【００３７】
さらに、フェルール４０を光軸Ｏに直交する方向に延長した第２の空間Ｓ４０内に、側面基板２５Ａ、２５Ｂの電極２１、すなわち、信号ケーブル６０の接合部が含まれている。このため、光モジュール１は、短小である。
【００３８】
さらに、光モジュール１では、中継基板１５の内側面に、コンデンサ、インダクタ、または信号処理ＩＣ等のチップ形状の表面実装部品（ＳＭＤ）である電子部品９６が、実装されている。すなわち、光モジュール１は、第１の基板１０が大きいため、中継基板１５とフェルール４０との間には、隙間がある。電子部品９６は、その隙間に配設されている。
【００３９】
光モジュール１は、光素子３０と近接した場所に電子部品９６が実装されているため、光素子３０と電子部品９６との間の配線が短い。このため、光モジュール１は、例えば、ノイズの影響を受けにくい。
【００４０】
フェルール４０の材質は、ＳＵＳ等の金属部材、セラミック、シリコン、またはガラスである。後述するように、フェルール４０は、略円柱、円錐、多角柱であってもよい。そして、保持基板の開口の平面視形状は、フェルールの形状に合わせて設計される。例えば、フェルールが正六角柱の場合、保持基板の開口は平面視正六角形となる。
【００４１】
すでに説明したように、側面基板２５Ａ、２５Ｂは、保持部材であるフェルール４０を囲むように対向配置されている。なお、光軸Ｏから側面基板２５Ａ、２５Ｂまでの距離は同じでなくても良い。また、側面基板２５Ａと側面基板２５Ｂとは、形状（幅／厚さ）が異なっていてもよい。
【００４２】
側面基板２５の数は１以上４以下であればよいが、特に２以上が好ましい。また、複数の側面基板２５は、フェルール４０を囲むように配置されていれば、直交する位置、または、対向配置に配設されていればよい。例えば、３つの側面基板２５を含む場合には、２つの側面基板は、対向する位置に、１つは他の２つと直交する位置に配置される。
【００４３】
側面基板２５は、第５の主面２５ＳＡまたは第６の主面２５ＳＢの少なくともいずれかに電極２１が配設されている。複数の側面基板を含む場合には、少なくともいずれかの側面基板２５に電極２１が配設されていればよい。
【００４４】
中継基板１５の数は１以上４以下であればよいが、第１の基板１０と保持基板２０とを安定に保持するためには特に２以上が好ましい。また、複数の中継基板１５は、各主面が直交位置、または、対向位置に配設されていることが好ましい。
【００４５】
なお、光モジュール１では、光素子は発光部を有する発光素子であった。しかし、光素子が、フォトダーオード等の受光部を有する受光素子である光モジュールでも、光モジュール１と同じ効果を有することは言うまでも無い。
【００４６】
＜第１実施形態の変形例＞
第１実施形態の変形例の光モジュールは、光モジュール１と類似し同じ効果を有しているので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
【００４７】
＜第１実施形態の変形例１＞
図４および図５に示すように、本変形例の光モジュール１Ａは、保持基板２０Ａの開口が、平面視矩形の切り欠きＴ２０である。言い替えれば、フェルール４０の３つの外周面（側面）４０ＳＳが当接している、開口の３つの内周面は、前記保持基板２０Ａの切り欠きＴ２０の３つの壁面Ｔ２０ＳＳである。
【００４８】
すなわち、保持基板２０Ａの開口は、フェルール４０の位置決め機能および保持機能があれば、第２の貫通孔Ｈ２０でも切り欠きＴ２０でも、よい。
【００４９】
また、第１の基板１０Ａと中継基板１５と保持基板２０Ａと側面基板２５Ａ、２５Ｂは、ＦＰＣ基板、セラミック基板、ガラスエポキシ基板、ガラス基板、シリコン基板等である。例えば、第１の基板１０Ａの第２の主面１０ＳＢに、中継基板１５の端面が接着剤により固定され、第１の基板１０Ａの配線と中継基板１５Ａの配線とは、例えば導電性ペーストを介して導通している。
【００５０】
＜第１実施形態の変形例２＞
図６に示すように、本変形例の光モジュール１Ｂは、３つの側面基板２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃを有する。側面基板２５Ａ、２５Ｂの主面は、対向位置、すなわち、回転対称位置に配設されている。側面基板２５Ｃの主面は、側面基板２５Ａ、２５Ｂの主面と直交位置に配設されている。
【００５１】
なお、側面基板２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃおよび保持基板２０Ｂは、セラミックからなる一体の立体基板２９Ｂにより構成されている。このため、側面基板２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃは、Ｕ字形の一体構造体でその境界は明確ではない。
【００５２】
そして、フェルール４０の２つの側面４０ＳＳが、切り欠きＴ２０の２つの壁面Ｔ２０ＳＳと当接している。フェルール４０は、少なくとも２つの側面４０ＳＳが、切り欠きＴ２０の２つの壁面Ｔ２０ＳＳと当接していれば、フェルール４０の面内方向の位置決めが容易である。
【００５３】
また、側面基板２５Ｂは、第５の主面（内面）２５ＳＡにも、信号ケーブル６０が接合されている電極２１がある。なお、電極２１は、側面基板２５の第５の主面（内面）２５ＳＡだけに配設されていてもよい。すなわち、電極２１は、側面基板２５の第５の主面（内面）２５ＳＡおよび第４の主面（外面）２５Ｂの少なくともいずれかに配設されていればよい。
【００５４】
＜第１実施形態の変形例３＞
図７に示すように、本変形例の光モジュール１Ｃは、第１の基板１０と中継基板１５と保持基板２０と側面基板２５とが可撓性の一体の立体基板１９Ｃである。立体基板１９Ｃは、両面だけでなく、内部にも配線のある多層基板でもよい。なお、立体基板１９Ｃは、基体がポリイミド等の光透過材料からなるため、光信号の光路となる貫通孔は形成されていない。すなわち、第１の基板の貫通孔は必須構成要素ではない。
【００５５】
光モジュール１Ｃでは、立体基板１９Ｃ等は、筒状部材である筐体９９の内部に配設されている。筐体９９の内部空間には、樹脂４５が充填されている。
【００５６】
光モジュール１Ｃでは、平板状の基板１９Ｃに光素子３０、信号ケーブル６０およびフェルール４０を配設できる。基板１９Ｃは、構成部材を配設した後に、接続部を曲げることで立体化され、筐体９９の内部に配設される。このため、光モジュール１Ｃは製造が容易である。
【００５７】
なお、筐体９９は、光モジュール１Ｃの専用部材ではなく、他の部材との共通部材であってもよい。例えば、内視鏡の先端硬性部に形成された貫通孔に基板１９Ｃ等が挿入され樹脂４５により固定されてもよい。
【００５８】
＜第２実施形態＞
図８〜図１０に示すように、本実施形態の撮像モジュール２は、第１実施形態の光モジュール１と、撮像素子９０と、第２の基板７０と、第２の中継基板７５Ａ、７５Ｂと、を具備する。
【００５９】
信号ケーブル６０は撮像素子９０等に電気信号を伝送する。撮像素子９０が出力する撮像信号は、光素子３０により光信号に変換され、光ファイバ５０を介して伝送される。
【００６０】
撮像素子９０は、受光面９０ＳＡと受光面９０ＳＡと対向している裏面９０ＳＢとを有し、撮像信号を出力する。撮像素子９０の受光面９０ＳＡには、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ受光回路等の受光部９１が形成されており、受光部９１は、ＴＳＶ（Through-Silicon Via）等による貫通配線（不図示）を介して裏面９０ＳＢの接合端子９２と接続されている。受光面９０ＳＡには、受光部９１を保護するカバーガラス９５が接着されている。なお、カバーガラス９５は撮像モジュール２の必須構成要素ではない。
【００６１】
第２の基板７０は、第７の主面７０ＳＡと第７の主面７０ＳＡと対向する第８の主面７０ＳＢとを有し、第７の主面７０ＳＡに撮像素子９０が接合されている。
【００６２】
第２の中継基板７５Ａ、７５Ｂは、第１の基板１０と第２の基板７０とを接続している。すなわち、本実施形態では、２つの同じ構成の第２の中継基板７５Ａ、７５Ｂを有する。第２の中継基板７５は、一方の端面が第１の基板１０の第１の主面１０ＳＡに、もう一方の端面が第２の基板７０の第８の主面７０ＳＢに、それぞれ垂直に配設されている。
【００６３】
なお、本実施形態では、第２の基板７０と第２の中継基板７５Ａ、７５Ｂとは、セラミックからなる一体の立体基板７９である。なお、立体基板７９は、成形回路部品であってもよい。
【００６４】
そして、図１０に示すように、撮像素子９０を光軸Ｏ方向に延長した空間Ｓ１０内に、第２の基板７０、第２の中継基板７５、第１の基板１０、中継基板１５、保持基板２０、側面基板２５Ａ、２５Ｂ、光素子３０、フェルール４０、および信号ケーブル６０の先端部が含まれている。このため、撮像モジュール２は細径である。
【００６５】
特に高画素数の撮像素子９０は平面視サイズが大きい。このため、フェルール４０の周囲に、側面基板２５Ａ、２５Ｂおよび信号ケーブル６０を容易に配置することができる。
【００６６】
さらに、フェルール４０を光軸Ｏに直交する方向に延長した第２の空間Ｓ４０内に、側面基板２５Ａ、２５Ｂの電極２１、すなわち、信号ケーブル６０の接合部が含まれている。このため、撮像モジュール２は、短小である。
【００６７】
以上の説明のように、撮像モジュール２は、細径かつ短小で伝送効率および信頼性が高い。
【００６８】
なお、光素子３０は、第２の中継基板７５Ａ、７５Ｂにより形成された空間に収容されている。また、本実施形態では、コンデンサ、インダクタ、または信号処理ＩＣ等のチップ形状の電子部品９６が、撮像素子９０の裏面９０ＳＢと対向している第２の基板７０の第８の主面７０ＳＢに実装され、光素子３０と同じ空間に収容されている。
【００６９】
撮像素子９０と電子部品９６との間の距離は、第２の基板７０の厚さより僅かに大きいだけで近接している。撮像素子９０と近接した位置に、例えば、デカップリングコンデンサを配置していると、ノイズの影響を効率的に低減できる。
【００７０】
なお、電子部品９６は、撮像素子９０を光軸Ｏ方向に延長した空間Ｓ１０内であれば、第１の基板１０、第２の基板７０、側面基板２５Ａ、２５Ｂおよび第２の中継基板７５Ａ、７５Ｂのいずれの主面に実装されていてもよい。
【００７１】
＜第２実施形態の変形例＞
第２実施形態の変形例の撮像モジュール２Ａ〜２Ｄは、撮像モジュール２と類似し同じ効果を有しているので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
【００７２】
＜第２実施形態の変形例１＞
図１１に示すように、第２実施形態の変形例１の撮像モジュール２Ａは、光モジュール１Ａと、撮像素子９０と、第２の基板７０Ａと、３つの第２の中継基板７５Ａ〜７５Ｃと、を有する。ここで、第２の中継基板７５Ａと７５Ｂは対向する位置に、第２の中継基板７５Ａと７５Ｃは直交する位置に配置されている。
【００７３】
第１の基板１０Ａと第２の基板７０Ａとを接続している第２の中継基板７５は、主面が光軸Ｏに平行に配置され、主面は第１の主面１０ＳＡおよび第８の主面７０ＳＢに垂直に配置されている。
【００７４】
なお、第２の中継基板７５の数は、すでに説明した光モジュール１の側面基板等と同じように１〜４つであればよい。
【００７５】
＜第２実施形態の変形例２＞
図１２および図１３に示すように、第２実施形態の変形例２の撮像モジュール２Ｂは、光モジュール１Ｃと類似している。撮像モジュール２Ｂでは、第２の基板７０と第２の中継基板７５と第１の基板１０と中継基板１５と保持基板２０と側面基板２５とが、それぞれ可撓性の接続部１０Ｖを介して連設されている、リジッド基板とフレキシブル基板の利点を併せ持った一体の基板１９Ｂ、いわゆるリジットフレキ基板である。
【００７６】
撮像モジュール２Ｂは、撮像素子９０等が、筐体９９の中空部に収納され、樹脂４５により封止されている。また、第２の基板７０Ｅの第８の主面７０ＳＢには、電子部品９６が実装されている。
【００７７】
基板１９Ｂの接続部１０Ｖは、例えばポリイミドを基体とするフレキシブル基板である。これに対して第２の基板７０と第２の中継基板７５と第１の基板１０と中継基板１５と保持基板２０と側面基板２５とは、リジッド基板である。第１の基板１０には光路となる貫通孔Ｈ１０がある。
【００７８】
図１３に示す平板状の基板１９Ｂは、接続部を折り曲げ加工することにより、立体基板となる。折り曲げ加工の前に、撮像素子、光素子、信号ケーブル、フェルール等を平板状の基板１９Ｂに配設することができるため、撮像モジュール２Ｂは製造が容易である。
【００７９】
なお、立体基板１９Ｂは、全体が可撓性であってもよいし、多層基板でもよい。また、立体基板１９Ｂは、１〜４つの側面基板および１〜４つの中継基板および１〜４つの第２の中継基板を有していてもよい。
【００８０】
＜第２実施形態の変形例３＞
図１４に示すように、第２実施形態の変形例２の撮像モジュール２Ｃでは、側面基板が中継基板の機能を有する。すなわち、側面基板２５（２５Ａ、２５Ｂ）が第１の基板１０と保持基板２０とを接続しており、その外面である第６の主面２５ＳＢに電極２１が配設されている。
【００８１】
撮像モジュール２Ｃは、撮像モジュール２等よりも、さらに短小である。
【００８２】
＜第２実施形態の変形例３＞
図１５に示すように、第２実施形態の変形例３の撮像モジュール２Ｄでは、側面基板２５Ｄが保持基板の機能を有している。すなわち、フェルール４０の外周面４０ＳＳが、対向配置されている側面基板２５ＤＡ、２５ＤＢの内面である第５の主面２５ＳＡと当接することで、位置決めおよび保持が行われる。言い替えれば、側面基板２５Ｄの第５の主面２５ＳＡが、保持基板の開口の壁面の機能を有している。
【００８３】
なお、第１の基板１０と側面基板２５Ｄとは一体の立体配線板１９Ｄである。
【００８４】
以上の説明のように、撮像モジュール２Ｄでは、側面基板２５Ｄが、中継基板の機能を有し、第６の主面２５ＳＢに電極２１が配設されており、さらに、回転対称位置に配置されている複数の側面基板２５Ｄが、保持基板の機能を有し、複数の側面基板２５Ｄの第５の主面２５ＳＡが前記保持部材の外周面と当接している。
【００８５】
撮像モジュール２Ｄは、撮像モジュール２Ｃ等よりも、さらに短小である。
【００８６】
＜第３実施形態＞
第３実施形態の内視鏡９は、既に説明した撮像モジュール２（または、２Ａ〜２Ｄ）を具備する。
【００８７】
図１６に示すように、内視鏡９は細径かつ短小の撮像モジュール２等が先端部９Ａに収容された挿入部９Ｂと、挿入部９Ｂの基端側に配設された操作部９Ｃと、操作部９Ｃから延出するユニバーサルコード９Ｄと、を具備する。ユニバーサルコード９Ｄは、撮像モジュールの信号ケーブル６０と接続されている。
【００８８】
内視鏡９は、細径かつ短小で伝送効率および信頼性が高い撮像モジュール２を挿入部９Ｂの先端部９Ａに有するため、低侵襲で信頼性が高い。なお、内視鏡９は軟性鏡であるが、硬性鏡でもよい。また、実施形態の内視鏡は、医療用内視鏡でも工業用内視鏡でもよい。
【００８９】
本発明は、上述した各実施形態または変形例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】
【００９０】
１、１Ａ〜１Ｄ・・・光モジュール
２、２Ａ〜２Ｄ・・・撮像モジュール
９・・・内視鏡
１０・・・第１の基板
１０Ｖ・・・接続部
１５・・・中継基板
１９・・・立体基板
２０・・・保持基板
２１・・・電極
２５・・・側面基板
２９・・・立体基板
３０・・・光素子
４０・・・保持部材（フェルール）
４５・・・樹脂部材
５０・・・光ファイバ
６０・・・信号ケーブル
７０・・・第２の基板
７５・・・第２の中継基板
９０・・・撮像素子
９５・・・カバーガラス
９６・・・電子部品
９９・・・筐体
【図１】
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【図２】
2018092234.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2018092234.tif 000008
【図７】
2018092234.tif 000009
【図８】
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【図９】
2018092234.tif 000011
【図１０】
2018092234.tif 000012
【図１１】
2018092234.tif 000013
【図１２】
2018092234.tif 000014
【図１３】
2018092234.tif 000015
【図１４】
2018092234.tif 000016
【図１５】
2018092234.tif 000017
【図１６】
2018092234.tif 000018
【国際調査報告】
2018092234.tif 000019
2018092234.tif 000020
2018092234.tif 000021
2018092234.tif 000022