(57)【要約】カラースプリッタシステムと、画像コンバータ、特にＣＣＤレシーバを受容するための光学キャリヤ及びハウジング装置に関するものである。本発明の装置は、各側面の内の１つにある放射入口、さらに他の各側面にある放射出口を具備した好ましくは金属製のハウジングブロックを有している。各取付溝がブロック内部の放射経路に設けられ、かつブロックの開口カバー面からアクセス可能である予め製造されたミラー／フィルタ／カラースプリッタシステムを取り付けるために使用される。各配線キャリヤモジュールが、むき出しのＣＣＤチップと必要とされる制御及び電子システムとを受容する。むき出しのＣＣＤチップは、配線キャリヤの凹所を介して下向きに接触している。各モジュールは各ブロックの前方に調節され、かつ材料適合状態に位置決めし、ミラー／フィルタ／カラースプリッタシステムにより生じた反転画像の制御及び評価電子システムによる電子的修正に続く。
2004509480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
色分解システム、及び複数の画像コンバータ，特に複数のＣＣＤレシーバを収容するための光学キャリヤ及びハウジング装置において、
・　好ましくは金属製ハウジングブロックであって、各側面の１つにある放射入口開口部と前記各側面の残りにある各放射出口開口部とを備え、かつ前記ハウジングブロックの開口カバー面からアクセス可能であるミラー／フィルタ色分解システムを所定位置に取り付けるために、前記ハウジングブロックの内部のビーム経路に各取付溝が設けられているハウジングブロックと；
・　各ベアＣＣＤチップと駆動及び評価電子装置のための各配線キャリヤモジュールであって、各ベアＣＣＤチップが前記配線キャリヤの対応する開孔部上に下向きに接触しており、かつ前記ブロック内の前記各放射出口開口部の前方に調整されかつ該位置に溶着される各モジュールと；
・　前記ミラー／フィルタ色分解システムにより生成された左右方向に反転された画像が前記駆動及び評価電子装置によって電子的に修正される点と；
を特徴とする装置。
【請求項２】
ＣＣＤ駆動電子装置を有する剛性プリント回路板が、前記ブロックを封鎖するように前記ブロックのカバー面に取り付けられ、
各可撓性部分により前記剛性回路板が複数の配線キャリヤモジュールに結合され、該各配線キャリヤモジュールは、ベアＣＣＤチップを有しかつ両側で下向きに折り曲げられ、次いで、対応する放射出口開口部の前方にそれぞれ調整され、かつ好ましくは接着剤によりその位置に取り付けられることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
複合回路板が、ＣＣＤ駆動電子装置のための中央部分と、ベアＣＣＤチップ及び該チップに対応するヘッド電子装置を支持するための少なくとも３つの部分とを備え、前記中央部分と各ＣＣＤチップを可撓性のあるように支持するための伝導部分との間に、導電性領域が形成されていることを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】
組立て及び電気的試験を容易にするために、前記複合回路板が分離可能サブフレーム上に設けられていることを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項５】
小型化された複合チップＣＣＤカラーカメラに対する応用を特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、本請求項１の前提部分による色分解システム及び複数の画像コンバータ（詳しくは、ＣＣＤレシーバ）を収容するための光学キャリヤ及びハウジング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
未審査の独国特許出願公開第 １９７ ４３ ５２６ 号明細書により、密閉された各ＣＣＤレシーバを組み込んでいるカラーカメラ用複合アレイ光学モジュール（ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ａｒｒａｙ ｏｐｔｉｃｓ ｍｏｄｕｌｅ ｆｏｒ ａ ｃｏｌｏｒ ｃａｍｅｒａ）が開示されている。上記明細書により、入射放射を少なくとも３つのスペクトル検出チャネルに分解するための波長選択ミラー層を有するプリズム形態のビームスプリッタ装置が示されている。ここで、各ＣＣＤレシーバは、ビームスプリッタ装置の発光する側の各面に溶着されている。取り付けられた各連続層は３つの異なる個々のフィルタを備えており、それぞれがいわゆるトランスファ法を使用して多層結合している。
【０００３】
各カラーフィルタを具備したシングルチップカメラに比べて、上記複合ＣＣＤレシーバ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ＣＣＤ ｒｅｃｅｉｖｅｒ）を組み込んでいるカメラにより、所与の画素数に対する解像度を向上させることが可能である。すなわち、ＣＣＤモノクロレシーバの完全解像力（ｆｕｌｌ ｒｅｓｏｌｖｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ）に対応する解像度を有するそれぞれの色成分信号（ｃｈｒｏｍａｔｉｃ−ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｓｉｇｎａｌ）が現れる。他の肯定的な面は、シングルチップカメラと比較して、色忠実度（ｃｏｌｏｒ ｆｉｄｅｌｉｔｙ）と色解像度（ｃｏｌｏｒ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）が向上していることであり、同時に、光感度が向上している。これは、特に医療技術の分野に対して市場関連性が非常にある。
【０００４】
複合ＣＣＤチップカメラでは、複雑な色分解プリズムにより色分解が行われる。上述したように、各チップは、色分解プリズムに直接取り付けられるか、あるいは空気の若干の間隙だけプリズムから離間されたカメラの各ハウジング壁部の各内側表面に取り付けられている。各ハウジング壁部の各内側表面に取り付けられる場合には、調整のために特別に複雑化した構造体を具備しなければならず、これにより製造コストが非常に高くなる。
【０００５】
米国特許ＵＳ−ＰＳ ５，３０５，１４６号明細書により、３色分解システムが知られている。該システムは、カラーフィルタ及びシリンドリカルレンズの極めて複雑化した装置を必要とする。これは、全体として装置の小型化が目的である場合に問題が生じる。
【０００６】
日本国特許公開公報平成６年第１８０４１４号によれば、ＣＣＤカメラの製造中に組立作業を減らすために、予め製造されたプリズムブロックを備えた装置をハウジングとして使用することが提案されている。
【０００７】
ハウジング内に収容された各ＣＣＤチップはＵ字状凹所内に挿入され、かつ必要とされる場合に調整がされた後に、該各ＣＣＤチップが接着剤により所定位置に取り付けられる。前記特許に開示された装置の全体寸法は、Ｕ字状凹所の深さだけ低くなっている。前記凹所は各ＣＣＤレシーバの最大部分を収容する。日本国特許公開公報平成６年第１８０４１４号により、ヘッド電子装置及び／又は駆動電子装置の各パーツを一体化することは不可能である。
【０００８】
日本国特許公開公報平成５年第１４９１０号により、各ＣＣＤチップとプリズムビームスプリッタ装置の放射放出側（ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｓｉｄｅ）の各面との間の直接機械的結合が開示されている。この特許は、プリズムの他側に、信号処理電子装置の各パーツを備える集積回路に配線キャリヤ（ｗｉｒｉｎｇ ｃａｒｒｉｅｒ）をさらに供給することも明記している。
【０００９】
未審査の日本国特許出願ＪＰ−０４２１４５２１Ａ明細書によれば、該特許は、樹脂の透明ブロックに成型されるコーティングされたガラスプレートを基礎として、ビームスプリッタを構成することをさらに提案している。しかしながら、ミラー装置が各ビームスプリッタとして使用される場合には、各ＣＣＤレシーバ上の像がミラー反転するとの欠点が生じ、これにより光学補正を行わねばならない。
【００１０】
全て提案された解決方法は、ハウジング装置又は所望の程度の小型化をなす各カメラヘッドに対する要求を満足させることに失敗している。例えば、二段直列ハウジングに位置決めされた各ＣＣＤ構成要素を使用することの他の欠点は、カバーガラスに対するハウジング内の感光面の位置が、製造に対して必要とされる公差及び傾斜に関して誤差を受けやすいことである。これらの付加的な誤差源は、取り除くことができないか、又は組立て及び／又は調整の際に多大な努力を費やすことによってのみ防止することが可能である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記考察を受けて、本発明の目的は、光学キャリヤと色分解システム及び複数の画像コンバータ（特に各ＣＣＤレシーバ）を収容するためのハウジング装置とを開示することである。前記ハウジングは、小型化形態に製造可能であり、かつ各ハウジングを欠く各ＣＣＤ構成要素を使用可能にする。さらに、キャリヤ及びハウジング装置は、低い製造コストで実施可能であり、かつ各サブアセンブリ又は該サブアセンブリで使用される各構成要素の大部分を予め製造可能とすべきである。
【００１２】
本発明の目的は、請求項１で与えられる特徴点による光学キャリヤ及びハウジング装置により達成される。一方、各従属請求項は、少なくとも有利な実施形態と更なる展開とを備えている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の基本的概念は、まず、金属製（すなわち導電性であり、よって腐食する可能性がある）ハウジングブロックであって、各側面の１つの放射入口開口部と各側面の残りの放射出口開口部とを組み込んでいるハウジングブロックにある。ブロック内部のビームの経路内には、本質的に知られたミラー／フィルタ色分解システムを所定位置に取り付けるための適切に隣接する各面を有する溝状凹所が提供されている。ミラー／フィルタ色分解システムは予め製作しておくことが可能であり、かつ光学試験の後に、ハウジングブロック内の対応する凹所又は取付溝内に挿入され、かつ（例えば接着剤により）該凹所又は該取付溝内に取り付けられる。
【００１４】
本発明により提供されかつ一体化駆動及び評価電子装置を有する各配線キャリヤモジュールには、各ベアＣＣＤチップ（ｂａｒｅ ＣＣＤ ｃｈｉｐｓ）が好ましくはフリップチップ技術により取り付けられている。各ベアＣＣＤチップは配線キャリヤ内の開孔部上に下向きに取り付けられる。これにより各感光面が感光される。各配線キャリヤモジュールは、ブロックの放射出口開口部の前に調節され、かつ位置決めされ、その位置に（好ましくは基板への溶着により）取り付けられる。
【００１５】
前述した目的を達成するための本発明による別の解決手段は、ミラー／フィルタ色分解システムにより生成された左右方向に反転した像を一体化駆動及び評価電子装置により電子的に修正する点にある。
【００１６】
好適な態様では、ＣＣＤ駆動電子装置を有する剛性プリント回路板が存在し、該プリント回路板はブロックを封鎖するようにブロックのカバー面上に配置されている。一方、各可撓性結合部が剛性回路板から延出し、かつ各ベアＣＣＤチップを有する各配線モジュールに導いている。このような構成により、剛性回路板がブロックのカバー面に取り付けられた後に、各モジュールが放射出口開口部の前方の両側に位置決めされるように各可撓性結合部を曲げることにより、各配線キャリヤモジュールを折り曲げることが可能であり、かつ適切な調整の後に前記各配線キャリヤモジュールがこの位置に（例えば、接着剤により）取り付けられる。予め製作しておく程度と電気的予備試験のための機会を増大するために、別の好適な態様では、ＣＣＤ駆動電子装置のための中央部分と、各ベアＣＣＤチップと該チップに対応するヘッド電子装置を収容するための少なくとも３つの部分とを備える複合回路板が構成されている。中央部分と各ＣＣＤチップを受け容れるための各部分との間には、可撓性を有する導電性領域が形成されている。
【００１７】
組立て及び電気的試験を容易にするために、複合回路板は分離可能サブフレーム上に取付可能である。
【００１８】
よって、本発明による光学キャリヤ及びハウジング装置は、色分解システムのミラー及びフィルタを保持する機能、各ベアＣＣＤチップを所定位置に取り付ける機能、及び各ＣＣＤ駆動電子装置を支持する機能を果たす。ハウジングと色分解システムを有する各ＣＣＤチップ、チップキャリヤ、駆動電子装置の組立体は、上述した配線キャリヤモジュールにより又は複合プリント配線板により製造され、かつ種々のチップキャリヤ材料（セラミック材料及びプラスチックフィルム又は通常のＦＲ４回路板材料）が適している。
【００１９】
各ベアチップは、（例えば、導電性接着剤により）フリップチップ技術により下向きにキャリヤ材料と接触するように構成されている。各ベアＣＣＤチップのための各配線キャリヤモジュールとＣＣＤ駆動電子装置を有する剛性回路板との双方は、別々に製造できかつ必要とされる電子的試験及び他の試験を別々に受けることができる。
【００２０】
ハウジングブロック内で必要とされる各開口部と各開孔部を構成する際に要求される精度は、ワイヤ腐食技術（ｗｉｒｅ−ｅｒｏｓｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）を作用させることにより保証可能である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下では、例示的実施形態を参照して、本発明をより詳細に説明する。前記例示的実施形態の記載は各図面により支援されている。
図１に示したハウジングブロック１は、放射入口開口部２及び３つの放射出口開口部３を備えている。ハウジングブロック１の内部には、ミラー／フィルタ色分解システムを取り付けるために各取付溝４が形成されている。
【００２２】
ハウジングブロック１が開口カバー面５を備え、該カバー面上に取付ボルト６が設けられていることは、各側面図から明らかである。
【００２３】
勿論、ハウジングブロックを取り付けるために、ハウジングブロック１にこの図に示していない追加の各開孔部を具備することが可能である。さらに、放射入口開口部２の領域の各突出部７が、例えば、カメラレンズ（図示せず）を取り付けるための作用を果たすことができる。
【００２４】
特にハウジングブロック１内の各放射出口開口部３の領域における各開孔部８は、全体装置の目的とする用途及び／又は使用される各ＣＣＤレシーバに依存する追加の光学要素（例えば、フィルタ又はレンズ）を収容するように作用する。
【００２５】
図２に示す個別の各プリント回路板の形態の各配線キャリヤモジュール９は、必要な各電子構成要素１０を取り付けるために、かつベアＣＣＤチップ１１を所定位置に取り付けるために使用される。チップ１１は、フリップチップ技術で配線キャリヤ９内の開孔部１２上に下向きに取り付けられ、かつ電気的接触及び機械的接触が、例えば、導電性接着剤により維持されている。
【００２６】
それらが完成しかつ試験されたときに、各モジュールの開孔部１２と該モジュールに位置決めされたベアＣＣＤチップ１１とが対応する放射出口開口部３の前方にあるように、各配線キャリヤモジュール９がハウジングブロック１内に配置され、その後それらが調整されかつ所定位置に取り付けられ、好ましくは溶着される。
【００２７】
図３による実施形態は複合回路板１３を基礎としており、該回路板には、必要なＣＣＤ駆動及び評価電子装置が中央部分１４に配置されている。
【００２８】
さらに、少なくとも３つの他の部分１５が、各ベアＣＣＤチップと該チップに対応する各ヘッド電子装置を収容するように設けられ、かつ中央部分１４と追加の各部分１５との間に、可撓性を有する導電性領域１７があるように配置されている。
【００２９】
サブフレーム１６から分離された後に、このように形成された複合回路板が、各取付ボルト６によりハウジングブロック１上に取り付け可能である。これにより、その中央部分１４が、ハウジングブロックの擬似カバー（ｑｕａｓｉ−ｃｏｖｅｒ）を形成する。
【００３０】
次いで、各可撓性接続領域１７を曲げることにより、追加の各部分１５がハウジングブロック１内の対応する各放射出口開口部３の前方で下向きに折り曲げられ、かつ位置決めが行われかつ調整された後に、その位置に取り付けられる。
【００３１】
ヘッド電子装置と駆動電子装置の双方がシステム内で一体化されているので、ベアＣＣＤチップと色分解システムにより生成された画像との必要な調整を擬似オンライン（ｑｕａｓｉ−ｏｎｌｉｎｅ）に実施可能であり、これにより、製造コストが低減し、かつ製造時間が短縮されることになる。
【００３２】
色分解システムと各画像コンバータとしての各ＣＣＤレシーバとを有する本例示的実施形態により記載した光学キャリヤとハウジング装置は、好ましくは、小型化された複合チップＣＣＤカラーカメラ、内視鏡，腹腔鏡において、あるいは口腔領域においてすら使用可能である。
【００３３】
ハウジングブロックそれ自体は、標準的なモジュールとして、配線キャリヤ及び複合回路板として構成可能であり、選択率又は他の特性において異なる各ベアＣＣＤチップを使用可能とするが、さらに、用途に応じて、変更される色分解システム及び／又は各フィルタ結合装置（ｆｉｌｔｅｒ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ）をハウジングブロック内で使用することを可能としている。
【図面の簡単な説明】
【図１】色分解システムと複数の画像コンバータを収容するためのハウジングブロックの平面図及び各側面図である。
【図２】各ベアＣＣＤチップのための配線キャリヤモジュールの原理を示す平面図及び側面図である。
【図３】各ＣＣＤ駆動電子装置のための中央部分と、各ベアＣＣＤチップと該チップに対応するヘッド電子装置を収容するための少なくとも３つの部分とを備える複合回路板の原理を示す図である。
【符号の説明】
１　ハウジングブロック
２　放射入口開口部
３　放射出口開口部
４　取付溝
５　ハウジングブロック１の開口カバー面
６　取付ボルト
７　突出部
８　凹所
９　配線キャリヤモジュール
１０　電子構成要素
１１　ベアＣＣＤチップ
１２　配線キャリヤモジュール内の開孔部
１３　複合プリント回路板
１４　中央部分
１５　追加部分
１６　サブフレーム
１７　可撓性接続領域
【図２】
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【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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