特開 2022-172947 撮像ユニットおよび撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022172947

(43)【公開日】2022-11-17

(54)【発明の名称】撮像ユニットおよび撮像装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 5/369 20110101AFI20221110BHJP

   H04N 5/232 20060101ALI20221110BHJP

【ＦＩ】

H04N5/369

H04N5/232 410

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021079311

(22)【出願日】2021-05-07

(71)【出願人】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】有馬 洋文

(72)【発明者】

【氏名】蒔田 竜子

【テーマコード（参考）】

5C024

5C122

【Ｆターム（参考）】

5C024CY42

5C024CY44

5C024EX22

5C024HX46

5C024HX50

5C122EA12

5C122GE11

5C122GE19

5C122HA86

5C122HB02

5C122HB06

(57)【要約】      （修正有）

【課題】撮像素子が多くの電流量を要する場合に、撮像素子に追加の電流を供給する撮像ユニットおよび撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像ユニット４０は、被写体を撮像する撮像素子１００が実装された実装基板１２０と、レギュレータＬＤＯ３１１を含む第１の電源回路部３１０と、撮像素子が第１の電源回路部から供給される第１の電流量よりも多くの第２の電流量を要する場合に、撮像素子に追加の電流を供給する第２の電源回路部４１０と、を備える。撮像ユニットは、フレキシブル基板２６０によって実装基板１２０に接続され、第２の電源回路部を有する電源基板６２を更に備える。。第１の電源回路部は、実装基板に実装されてもよい。撮像ユニットは、撮像素子に印加される電源電圧が変化したことを検知して、第２の電源回路部に信号を送信する検知部１９０を更に備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被写体を撮像する撮像素子が実装された実装基板と、
レギュレータを含む第１の電源回路部と、
前記撮像素子が前記第１の電源回路部から供給される第１の電流量よりも多くの第２の電流量を要する場合に、前記撮像素子に追加の電流を供給する第２の電源回路部と
を備える、撮像ユニット。

【請求項2】

フレキシブル基板によって前記実装基板に接続され、前記第２の電源回路部を有する電源基板を更に備える、
請求項１に記載の撮像ユニット。

【請求項3】

前記第１の電源回路部は前記実装基板に実装され、
前記撮像素子に印加される電源電圧が変化したことを検知して、前記第２の電源回路部に信号を送信する検知部を更に備える、
請求項１または２に記載の撮像ユニット。

【請求項4】

前記撮像素子は、前記撮像素子の消費電流量を変化させる場合に前記第２の電源回路部に信号を送信する発信部を含む、
請求項１または２に記載の撮像ユニット。

【請求項5】

前記撮像素子の動作を制御するシーケンス回路
を更に備え、
前記シーケンス回路は、前記撮像素子の動作が前記第２の電流量を要する場合に、前記追加の電流を供給するための信号を前記第２の電源回路部に送信する、
請求項１または２に記載の撮像ユニット。

【請求項6】

前記第２の電源回路部は前記実装基板に実装され、
フレキシブル基板によって前記実装基板に接続され、前記第１の電源回路部を有する電源基板を更に備える、
請求項１に記載の撮像ユニット。

【請求項7】

前記第１の電源回路部は、前記電源基板において前記第１の電源回路部の出力電圧を前記第１の電源回路部にフィードバックするためのフィードバック経路を更に含み、
前記第２の電源回路部は、前記撮像素子に印加する第２の電源電圧を調整するためのレギュレータと、前記実装基板において前記撮像素子に印加される電源電圧をフィードバックするためのフィードバック経路とを有する、
請求項６に記載の撮像ユニット。

【請求項8】

前記第２の電源回路部に対して測定用の抵抗素子が並列接続された測定用ラインと、
前記抵抗素子の電圧降下を測定する電圧測定部と、
前記第２の電源回路部が前記撮像素子に追加の電流を供給しない場合に、前記撮像素子を動作していない状態にして前記電圧測定部に前記電圧降下を測定させ、前記電圧降下の測定結果と前記抵抗素子の抵抗値とに基づいて前記撮像素子からのリーク電流を算出する算出部と
を更に備える
請求項１から７のいずれか一項に記載の撮像ユニット。

【請求項9】

前記算出部は、算出された前記リーク電流の電流値に基づいて、前記撮像素子が良品であるか不良品であるかを判定する、
請求項８に記載の撮像ユニット。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか一項に記載の撮像ユニットを備える撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、撮像ユニットおよび撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

複数の画素が配列された画素アレイを備える固体撮像装置が知られている（例えば、特許文献１）。従来から消費電力の増大が問題となっていた。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開２０１１－１７６６１６号公報

【発明の概要】

【0003】

本発明の第１の態様においては、撮像ユニットを提供する。撮像ユニットは、被写体を撮像する撮像素子が実装された実装基板を備えてもよい。撮像ユニットは、レギュレータを含む第１の電源回路部を備えてもよい。撮像ユニットは、撮像素子が第１の電源回路部から供給される第１の電流量よりも多くの第２の電流量を要する場合に、撮像素子に追加の電流を供給する第２の電源回路部を備えてもよい。

【0004】

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

【図面の簡単な説明】

【0005】

【図1】一実施形態による、撮像装置の一例であるカメラ１０の模式断面図である。

【図2】一実施形態による、撮像ユニット４０の一部を模式的に示す上面図である。

【図3】図２のＡ－Ａ断面を模式的に示す断面図である。

【図4】一実施形態による撮像ユニット４０における、模式的な回路図である。

【図5】一実施形態による撮像ユニット４１における、模式的な回路図である。

【図6】一実施形態による撮像ユニット４２における、模式的な回路図である。

【図7】一実施形態による撮像ユニット４３における、模式的な回路図である。

【図8】一実施形態による撮像ユニット４３における、撮像素子１００の消費電流変化と端子電圧変化との関係の一例を示すグラフである。

【図9】一実施形態による撮像ユニット４４における、模式的な回路図である。

【図10】一実施形態による撮像ユニット４５における、模式的な回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0006】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0007】

図１は、一実施形態による、撮像装置の一例であるカメラ１０の模式断面図である。カメラ１０は、一例として、デジタルコンパクトカメラである。カメラ１０は、レンズユニット２０およびカメラボディ３０を備える。

【0008】

レンズユニット２０は、その鏡筒内に光学系を備え、当該光学系により光軸２２が規定されている。レンズユニット２０は、カメラボディ３０に取付けられている。レンズユニット２０は、カメラボディ３０内に収容されて、使用時に図のように外方へ進出するものであってもよい。

【0009】

レンズユニット２０は、入射する被写体光束をカメラボディ３０の筐体３１内へ導く。なお、図１に示すレンズユニット２０は、単に説明を明確にするために、２枚のレンズと絞りとを含んでいるが、何ら当該構成に限定するものではない。

【0010】

カメラボディ３０は、撮像ユニット４０と、表示部８８とを有する。カメラボディ３０は更に、第１フレキシブル基板２５０および第２フレキシブル基板２６０を有する。

【0011】

レンズユニット２０に入射する被写体光束は、レンズユニット２０によって撮像ユニット４０に導かれる。撮像ユニット４０は、被写体を撮像する撮像素子１００と、第１主面１１１および第２主面１１２を有する実装基板１２０と、実装基板１２０の第２主面１１２上に実装されるコネクタ１８０と、第１フレキシブル基板２５０および第２フレキシブル基板２６０によって実装基板１２０に接続される基板６２を含む基板ユニット６０とを備える。本実施形態における撮像ユニット４０は更に、フレーム１４０と、カバーガラス１６０とを備える。なお、撮像ユニット４０は、コネクタ１８０、フレーム１４０およびカバーガラス１６０を備えなくてもよい。なお、基板６２は、電源基板の一例である。以降の説明において、基板６２を電源基板と称する場合がある。

【0012】

撮像素子１００は、例えばＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサであり、主たる平面の形状が長方形である。撮像素子１００は、実装基板１２０の第１主面１１１上に実装される。なお、撮像素子１００は撮像素子の一例である。

【0013】

ここで、本実施形態において、光軸２２に沿う方向をｚ軸方向と定める。すなわち、撮像素子１００の撮像面へ被写体光束が入射する方向をｚ軸方向と定める。具体的には、被写体光束が入射する方向をｚ軸マイナス方向と定め、その反対方向をｚ軸プラス方向と定める。撮像素子１００の長手方向をｘ軸方向と定める。撮像素子１００の短手方向をｙ軸方向と定める。具体的には、ｘ軸方向及びｙ軸方向は、図１に図示した方向に定められる。ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸は右手系の直交座標系である。

【0014】

このように規定した場合、本実施形態における実装基板１２０、基板６２および表示部８８は、ｚ軸マイナス方向に順に配置されている。なお、説明の都合上、ｚ軸プラス方向を前方、前側等と呼ぶ場合がある。また、ｚ軸マイナス方向を後方、後側、等と呼ぶ場合がある。ｚ軸マイナス方向の側を背面側等と呼ぶ場合がある。

【0015】

基板ユニット６０の基板６２は、撮像ユニット４０のｚ軸マイナス方向の位置に配置される。基板ユニット６０の基板６２上には、コネクタ１８２、コネクタ１８４、ＭＰＵ５１、ＡＳＩＣ５２および電源ユニット５３が実装される。なお、基板６２上には、追加的に又は代替的に、他の電子回路が実装されてもよい。なお、基板ユニット６０は、電源ユニット５３等の構成が実装される単一の基板６２に代えて、各構成が１つずつ個別に実装される複数の基板を含んでもよく、幾つかの構成がまとめて実装される複数の基板を含んでもよく、これらを組み合わせた複数の基板を含んでもよい。

【0016】

ＭＰＵ５１は、カメラ１０の全体の制御を担う。ＡＳＩＣ５２は、撮像素子１００から出力された画像信号を処理する。本実施形態におけるＡＳＩＣ５２は、実装基板１２０、コネクタ１８０、第１フレキシブル基板２５０およびコネクタ１８４を介して、撮像素子１００からの画像信号を受信する。

【0017】

電源ユニット５３は、カメラ１０に取付けられた電池と、電池に蓄積された電力をカメラ１０の各部に供給する電源回路とを含む。本実施形態における電源ユニット５３は、コネクタ１８２、第２フレキシブル基板２６０、コネクタ１８０および実装基板１２０を介して、撮像素子１００に電流を供給する。

【0018】

ＡＳＩＣ５２は、撮像素子１００からの画像信号に基づいて、表示用の画像データを生成する。ＡＳＩＣ５２は、撮像素子１００の画像信号に対して例えば画像処理や圧縮処理を施すことで表示用の画像データを生成する。

【0019】

ＡＳＩＣ５２が生成した表示用の画像データは、表示部８８に出力される。当該画像データは、カメラボディ３０に装着された記録媒体に記録されてもよい。当該記録媒体は、カメラボディ３０に着脱可能に構成されていてもよい。

【0020】

表示部８８は、基板ユニット６０の基板６２のｚ軸マイナス方向の位置に配置される。表示部８８としては、例えば液晶パネル等を適用できる。表示部８８の表示面は、カメラボディ３０の背面に現れる。表示部８８は、ＡＳＩＣ５２が生成した表示用の画像データに基づいて画像を表示する。

【0021】

なお、撮像ユニット４０は２つ以上のコネクタを備えてもよい。換言すると、実装基板１２０の第２主面１１２上には２つ以上のコネクタが実装されてもよい。また、２つ以上のコネクタのそれぞれには、個別のフレキシブル基板が接続されてもよい。それぞれのコネクタ及びフレキシブル基板の組は、特定の用途に特化してもよい。また、複数の当該組の用途が互いに部分的に又は全て共通していてもよい。

【0022】

図２は、一実施形態による、撮像ユニット４０の一部を模式的に示す上面図である。図３は、図２のＡ－Ａ断面を模式的に示す断面図である。ただし、図３においては、実線で示す撮像ユニット４０の一部に追加して、ブラケット１５０、第１フレキシブル基板２５０および第２フレキシブル基板２６０を破線で示す。

【0023】

撮像素子１００は、撮像領域１０１と周辺領域１０２とを含んで構成される。図２に示す通り、撮像領域１０１および周辺領域１０２は共に、平面視において長方形である。

【0024】

撮像領域１０１は、撮像素子１００の中央部分に形成される。撮像領域１０１には、被写体光を光電変換する複数の光電変換素子が２次元に配置され、これにより、撮像素子１００の撮像面が形成されている。各画素は、１つまたは複数の光電変換素子を含んで構成されている。

【0025】

周辺領域１０２は、撮像領域１０１の周辺に位置する。周辺領域１０２は、光電変換素子における光電変換によって得られた画像信号を読み出して信号処理を行う処理回路１０４を含む。処理回路１０４は、出力された画像信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路を含む。また、処理回路１０４は、画像信号を伝送するための伝送回路１０５も含む。

【0026】

撮像素子１００は、実装基板１２０にＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）実装されている。撮像素子１００は、接着部２１０によって実装基板１２０に固定される。接着部２１０は、例えば熱硬化性接着剤である。後述する他の接着部も、例えば熱硬化性接着剤である。

【0027】

撮像素子１００は、ボンディングワイヤ１１０を介して実装基板１２０と電気的に接続される。撮像素子１００のＡＤ変換回路でデジタル信号に変換された画像信号は、ボンディングワイヤ１１０を介して実装基板１２０に出力される。なお、撮像素子１００は、実装基板１２０にフリップチップ実装されてもよい。

【0028】

実装基板１２０は、第１層１２１と、芯層２０７と、第２層１２２とを含む。第１層１２１は、ソルダレジスト層２０１と、配線層２０２と、絶縁層２０３と、配線層２０４と、絶縁層２０５とを含む。第２層１２２は、絶縁層２１５と、配線層２１４と、絶縁層２１３と、配線層２１２と、ソルダレジスト層２１１とを含む。実装基板１２０は、芯層２０７をコア層として有する多層コア基板である。

【0029】

実装基板１２０において、ｚ軸マイナス方向に、ソルダレジスト層２０１、配線層２０２、絶縁層２０３、配線層２０４、絶縁層２０５、芯層２０７、絶縁層２１５、配線層２１４、絶縁層２１３、配線層２１２、ソルダレジスト層２１１の順で配されている。

【0030】

絶縁層２０３、絶縁層２０５、絶縁層２１５及び絶縁層２１３は、例えば樹脂層である。絶縁層２０３等のそれぞれのｚ軸方向の厚みは、例えば２０μｍ～５０μｍである。

【0031】

配線層２０２、配線層２０４、配線層２１４及び配線層２１２は、配線パターンを含む。配線層２０２等の材料として、ニッケルと鉄の合金（例えば４２ａｌｌｏｙ、５６ａｌｌｏｙ）、銅、アルミニウム等を用いることができる。配線層２０２等が有する配線パターンそれぞれの厚みは、例えば１０μｍ～５０μｍである。

【0032】

芯層２０７は、金属で形成される。芯層２０７を金属で形成する場合、芯層２０７の材料として例えばニッケルと鉄の合金（例えば４２ａｌｌｏｙ、５６ａｌｌｏｙ）、銅、アルミニウム等を用いてよい。芯層２０７の厚みは、配線層２０２等のいずれの厚みよりも厚い。芯層２０７の厚みは、絶縁層２０３等のいずれの厚みよりも厚い。具体的には、芯層２０７の厚みは、例えば０．１ｍｍ～０．８ｍｍである。

【0033】

芯層２０７の剛性は、配線層２０２等のいずれの剛性よりも高い。芯層２０７の剛性は、第１層１２１の剛性より高くてもよい。芯層２０７の剛性は、第２層１２２の剛性より高くてもよい。

【0034】

なお、芯層２０７は樹脂で形成されていてもよい。芯層２０７を樹脂で形成する場合、芯層２０７は、例えばＦＲ４、ＦＲ４より弾性率の高い材料を用いて形成されてよい。芯層２０７を樹脂で形成する場合、ｚ軸方向において芯層２０７は配線層に挟まれる。例えば、芯層２０７を樹脂で形成する場合、ｚ軸マイナス方向に、ソルダレジスト層２０１、配線層２０２、絶縁層２０３、配線層２０４、芯層２０７、配線層２１４、絶縁層２１３、配線層２１２、ソルダレジスト層２１１の順で配されてよい。２層の配線層を追加で配する場合は、配線層２０４と芯層２０７との間に、配線層２０４に接触する追加の絶縁層と芯層２０７に接触する追加の配線層とがｚ軸マイナス方向に順に配され、芯層２０７と配線層２１４との間に、芯層２０７に接触する追加の配線層と、配線層２１４に接触する追加の絶縁層とをｚ軸マイナス方向に順に配される。

【0035】

このように、実装基板１２０は、金属コアまたは樹脂コアを有する多層コア基板である。実装基板１２０の厚みは、例えば０．３ｍｍ～１．５ｍｍであってよい。

【0036】

配線層２０２の少なくとも一部は、撮像素子１００からボンディングワイヤ１１０を介して出力された画像信号を受け取る配線パターンに使用される。配線層２０２は、ボンディングワイヤ１１０が接続されるボンディングパッド２４０を含む。

【0037】

配線層２０４に含まれる配線パターン及び配線層２１４に含まれる配線パターンは、例えば、グランドライン、電源ライン等に使用できる。

【0038】

撮像素子１００は、ソルダレジスト層２０１上に配置され、ボンディングワイヤ１１０によってボンディングパッド２４０に電気的に接続される。ボンディングパッド２４０と配線層２１２とは、第１層１２１及び芯層２０７を貫通するビア１３１によって電気的に接続されている。ビア１３１は、絶縁体１３２により覆われている。撮像素子１００から出力された画像信号は、配線層２０２及びビア１３１を介して、配線層２１２に伝送される。

【0039】

ソルダレジスト層２１１上には、コネクタ１８０、バイパスコンデンサ群１８５、および、回路群１８７などの電子部品が実装される。換言すると、これらの電子部品は、実装基板１２０において撮像素子１００が実装された第１主面１１１とは反対側の第２主面１１２上に実装される。ソルダレジスト層２１１上には、他の電子部品として、例えば抵抗、レギュレータ、トランジスタ等を含んでもよい。

【0040】

これらの電子部品は、リード部材によって配線層２１２に電気的に接続される。当該リード部材は、配線層２１２にはんだ等で固定されている。配線層２１２の一部は、ソルダレジスト層２１１に形成された開口から外部に露出して、ランド等の電極を提供する。

【0041】

フレーム１４０は、樹脂によって形成されている。フレーム１４０は、実装基板１２０のソルダレジスト層２０１に接着部２２０で接着される。すなわち、実装基板１２０は、フレーム１４０に固定される。

【0042】

なお、フレーム１４０は、樹脂に金属体がインサートされて構成されてもよい。当該金属体の材料としては、ニッケルと鉄の合金（例えば４２ａｌｌｏｙ、５６ａｌｌｏｙ）、銅、アルミニウムを用いることができる。アルミニウムなどの軽量な材料を金属体の材料として用いれば、フレーム１４０を軽量化することができる。銅などの熱伝導率が比較的に高い材料を金属体の材料として用いれば、フレーム１４０からの放熱特性を高めることができる。

【0043】

フレーム１４０は、第１面１４１と、第２面１４２と、第３面１４３と、第４面１４４と、第５面１４５と、第６面１４６とを有する。第６面１４６は、開口部１３８を形成する。第６面１４６は、フレーム１４０の内壁面を形成する。開口部１３８は、例えばｘｙ面内の中央部分に形成される。開口部１３８内には、実装基板１２０の第１主面１１１上に実装されている撮像素子１００が位置する。

【0044】

第１面１４１は、カバーガラス１６０と接着部２３０により接着される面である。第１面１４１は、第６面１４６の端部に接する面である。第１面１４１は、第６面１４６の外縁に沿って形成される。第１面１４１は、ｘｙ平面と略平行な面である。

【0045】

第２面１４２は、第１面１４１の端部に接する面である。第２面１４２は、第１面１４１の外縁に沿って形成される面である。第２面１４２は、ｙｚ平面に略平行な面と、ｘｚ平面に略平行な面とを有する。

【0046】

第３面１４３は、第２面１４２の端部に接する面である。第３面１４３は、ｘｙ平面と略平行な面であり、第１面１４１と略平行な面である。

【0047】

第４面１４４は、第３面１４３の端部に接する面である。第４面１４４は、第３面１４３の外縁に沿って形成される面である。第４面１４４は、ｙｚ平面に略平行な面と、ｘｚ平面に略平行な面とを有する。

【0048】

第５面１４５は、第４面１４４の端部に接する面である。第５面１４５は、第４面１４４の外縁に沿って形成される面である。第５面１４５は、ｘｙ平面と略平行な面である。第５面１４５は、第１面１４１及び第３面１４３と略平行な面である。第５面１４５は、実装基板１２０のソルダレジスト層２０１と接着部２２０により接着される面である。第５面１４５は、接着部２２０に面する。第５面１４５は、第６面１４６の端部に接する面である。第５面１４５は、第６面１４６の外縁に沿って形成される。

【0049】

フレーム１４０は、第１面１４１と第２面１４２と第３面１４３とにより形成された段部を有する。フレーム１４０は、取付部として取付穴１４８を有する。フレーム１４０は、例えば３つの取付穴１４８を有する。３つの取付穴１４８はいずれも第３面１４３から第５面１４５までを貫通する穴である。３つの取付穴１４８はいずれも、撮像ユニット４０をカメラボディ３０の筐体３１等の他の構造体に取付けるために利用される。

【0050】

フレーム１４０は、３つの取付穴１４８を介して、ビス１４９で例えばビス止めされることで、ブラケット１５０に固定される。ブラケット１５０は、例えばビス止めされることでカメラボディ３０の筐体３１に固定される。よって、撮像ユニット４０は、カメラボディ３０の筐体３１に固定される。

【0051】

取付穴１４８を用いてフレーム１４０とブラケット１５０とを例えば金属のビス１４９でビス止めした場合、撮像素子１００が動作している場合に生じた熱を、ビス１４９を介して筐体３１の方へ熱を逃がすための伝熱経路を形成することができる。

【0052】

フレーム１４０は、位置決め穴１４７を有する。フレーム１４０は、例えば２つの位置決め穴１４７を有する。２つの位置決め穴１４７はいずれも第３面１４３から第５面１４５までを貫通する穴である。２つの位置決め穴１４７のうち、一方の位置決め穴は嵌合穴で形成され、他方の位置決め穴１４７は長穴で形成されている。

【0053】

フレーム１４０は、２つの位置決め穴１４７を用いてブラケット１５０に対して位置決めされる。例えばブラケット１５０に設けられた２つの位置決めピンが２つの位置決め穴１４７に挿入されることで、フレーム１４０とブラケット１５０とが位置決めされる。フレーム１４０は、ブラケット１５０に対して位置決めされた状態で固定される。よって、撮像ユニット４０は、筐体３１に位置決めされた状態で固定される。なお、フレーム１４０及びブラケット１５０は、筐体３１以外の他の構造体に対して固定されてよい。

【0054】

なお、撮像ユニット４０は、ブラケット１５０を介さずに筐体３１に固定されてもよい。撮像ユニット４０は、３つの取付穴１４８を介して例えばビス止めされることで、筐体３１に固定されてよい。

【0055】

カバーガラス１６０は、例えばホウケイ酸ガラス、石英ガラス、無アルカリガラス、耐熱ガラス、水晶などによって形成されている。カバーガラス１６０は、透光性を有している。カバーガラス１６０の厚みは、例えば０．５ｍｍ～０．８ｍｍである。

【0056】

カバーガラス１６０は、フレーム１４０の開口部１３８内に収容された撮像素子１００を封止するために用いられる。より具体的には、カバーガラス１６０は、フレーム１４０の開口部１３８を覆うようにフレーム１４０に固定される。カバーガラス１６０は、撮像素子１００、ボンディングワイヤ１１０及びフレーム１４０が実装基板１２０に実装された後に、フレーム１４０に固定される。カバーガラス１６０は、接着部２３０によりフレーム１４０と接着される。カバーガラス１６０は透光性を有するので、当該接着部２３０は光硬化型接着剤であってもよい。

【0057】

カバーガラス１６０は、フレーム１４０及び実装基板１２０と共に、開口部１３８内の空間を密封する。従って、開口部１３８内に位置する撮像素子１００は、実装基板１２０とフレーム１４０とカバーガラス１６０とによって密封された空間に配置される。これにより、撮像素子１００は、外部環境の影響を受け難い。例えば、撮像素子１００は、当該空間の外に存在する水分の影響を受け難い。これにより、撮像素子１００の劣化を抑止することができる。

【0058】

図４は、一実施形態による撮像ユニット４０における、模式的な回路図である。撮像ユニット４０は、第１の電源回路部３１０と、第２の電源回路部４１０と、検知部１９０とを備える。本実施形態の撮像ユニット４０では、第１の電源回路部３１０および検知部１９０は実装基板１２０に実装されており、第２の電源回路部４１０は基板６２に実装されている。

【0059】

第１の電源回路部３１０は、コンデンサ３１２と、レギュレータの一例であるＬＤＯ３１１とを含む。図中に記号Ｃで示すコンデンサ３１２は、一端が実装基板１２０のグランドＧｃｏｂに接続され、他端が撮像素子１００に電気的に接続され、撮像素子１００側の電流変化を平滑化する。

【0060】

ＬＤＯ３１１の一端は、コネクタ１８０、第２フレキシブル基板２６０の電源線２６２およびコネクタ１８２を介して電源ユニット５３の正電源に電気的に接続され、正電源から正電圧Ｖｃｃを入力される。ＬＤＯ３１１の他端は、撮像素子１００の入力端子に電気的に接続されている。ＬＤＯ３１１は、正電源から入力される正電圧Ｖｃｃを、例えば撮像素子１００の入力端子近傍の電圧Ｖ２に電圧降下させて出力する。Ｖ２は、撮像素子１００へ流れ込む消費電流の変化によって変化する。なお、以降の説明において、撮像素子１００で規定されている端子電圧の正常な電圧範囲をＶｓｅｎと表記している。

【0061】

ＬＤＯ３１１は、ＬＤＯ３１１の出力電圧Ｖ２′が正常な電圧範囲Ｖｓｅｎ内にある状態を維持するように、フィードバックがかかる。そのため、ＬＤＯ３１１は、Ｖ２が多少増減しようとしても、Ｖ２＝Ｖｓｅｎとなるように自ら調整する。例えば、ＬＤＯ３１１は、ＬＤＯ３１１を流れる電流量が少し増えて端子電圧Ｖ２が低下してきた場合に、Ｖ２′を昇圧して端子電圧Ｖ２を引き上げる。この昇圧動作は、ＬＤＯ３１１のドライブ能力内であれば可能となる。

【0062】

なお、図中に示すように、第２フレキシブル基板２６０の電源線２６２は抵抗値ｒ２を有し、電源線２６２に接続されるコネクタ１８０、１８２のピンは抵抗値ｒ１を有する。また、第２フレキシブル基板２６０の信号線２６１は抵抗値ｒ２′′を有し、信号線２６１に接続されるコネクタ１８０、１８２のピンは抵抗値ｒ１′′を有する。また、第２フレキシブル基板２６０のグランド線２６３は抵抗値ｒ２′を有し、グランド線２６３に接続されるコネクタ１８０、１８２のピンは抵抗値ｒ１′を有する。

【0063】

実装基板１２０上に実装される第１の電源回路部３１０は、ＤＣＤＣのような電流量の増加に比例して増大する傾向があるスイッチング動作を伴うスイッチングレギュレータと比較して、スイッチングノイズが撮像素子１００内部のシーケンス動作と共振することを防止できるという観点で、ＬＤＯ３１１のようなリニアレギュレータを含むことが好ましい。

【0064】

近年、撮像素子の高画素化、高速読み出しに伴い、撮像素子の消費電力または消費電流が増大化する傾向にある。更に、メモリなどの大規模回路を搭載した積層型の撮像素子も登場し、撮像素子の消費電力の増大化に拍車をかけている。また一方で、撮像素子が駆動している期間には、画素に電荷を蓄積する期間、各画素の電荷に見合ったデジタル値にコード化、すなわちＡ／Ｄ変換している期間、輝度データを撮像素子から出力している期間、デジタルデータを撮像素子内のメモリに蓄積する期間など、多種多様な処理を行う期間が含まれ、これらの期間は互いに重複している場合がある。そのため、撮像素子においては、ある期間の消費電流量が通常量であっても、次の期間では、消費電流量が通常量を大きく超過する過大量へと急激に増加したり、また次の期間では、消費電流量が通常量に戻ったりするなど、消費電流量が急激に変化する場合がある。

【0065】

また、撮像素子の端子電圧Ｖ２には、撮像素子が動作可能な電圧範囲Ｖｓｅｎが定められており、端子電圧Ｖ２が当該電圧範囲Ｖｓｅｎ外になるとエラーとして検出し、エラーが繰り返されると、撮像素子の動作が不安定になって正常な画像取得ができなくなったり、撮像素子の動作が停止したりする場合がある。上述のように、撮像素子の消費電流量が急激に変化した場合、端子電圧Ｖ２は、消費電流量の変化に追従するように変化して、実装基板上のレギュレータのドライブ能力を上回り、当該電圧範囲Ｖｓｅｎ外となる可能性が高まる。例えば、撮像素子の消費電流量が急激に増加すると、撮像素子の端子電圧Ｖ２が追従して急激に低下し、実装基板上のレギュレータのドライブ能力を上回って当該範囲の規定電圧下限を下回り、Ｖ２＝Ｖｓｅｎとなるように自ら調整する事ができなくなってしまう。ドライブ能力ぎりぎりの場合は過渡的に規定電圧下限を下回る可能性が高まる。また例えば、撮像素子の増大した消費電流量が急激に低下すると、撮像素子の端子電圧Ｖ２が追従して急激に上昇し、実装基板上のレギュレータのドライブ能力を上回って当該範囲の規定電圧上限を過渡的に上回る、すなわちオーバーシュートする可能性が高まる。

【0066】

そこで、撮像ユニット４０によれば、第１の電源回路部３１０とは異なる第２の電源回路部４１０が、撮像素子１００が第１の電源回路部３１０から供給される第１の電流量（Ｉ２）よりも多くの第２の電流量を要する場合に、撮像素子１００に追加の電流（Ｉ１）を供給する。

【0067】

本実施形態による撮像ユニット４０によれば、更に、検知部１９０が、撮像素子１００に印加される電源電圧が変化したことを検知して、第２の電源回路部４１０に信号を送信する。換言すると、検知部１９０は、撮像素子１００が第１の電源回路部３１０から供給される第１の電流量（Ｉ２）よりも多くの第２の電流量（Ｉ２＋Ｉ１）を要することを検知したことに応じて、第２の電源回路部４１０にＥｎａ信号を送信する。

【0068】

本実施形態による第２の電源回路部４１０は、電源ユニット５３の正電源と撮像素子１００との間の経路上で順に直列接続される、抵抗素子４１１と、スイッチ素子４１２とを含む。抵抗素子４１１は、例えばパワー抵抗器であり、抵抗値Ｒｐｗを有する。スイッチ素子４１２は、外部から入力される信号に応じてＯＮ／ＯＦＦ切替可能であり、第２の電源回路部４１０を経由する上記の経路を短絡させたり切断させたりする。スイッチ素子４１２は、大電流を流すことができる半導体素子、例えばパワーＭＯＳＦＥＴ、バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴ等であってもよく、リレーであってもよい。

【0069】

また、本実施形態において、検知部１９０の一端は、撮像素子１００の端子電圧Ｖ２の変化を検知すべく、撮像素子１００の入力端子に電気的に接続されている。また、検知部１９０の一端は、コネクタ１８０、第２フレキシブル基板２６０の信号線２６１およびコネクタ１８２を介して、第２の電源回路部４１０のスイッチ素子４１２にＥｎａ信号を出力可能に接続されている。検知部１９０は、撮像素子１００の端子電圧Ｖ２の電圧低下（電圧ドロップ、ΔＶｄｒｏｐ）を検知すると、電流補足を要求するＥｎａ信号をスイッチ素子４１２に送信し、スイッチ素子４１２をＯＮに切替え、スイッチ素子４１２を通る上記の経路を短絡させる。また、検知部１９０は、撮像素子１００の端子電圧Ｖ２の電圧低下を検知しなくなると、Ｅｎａ信号を切替えてスイッチ素子４１２に送信し、スイッチ素子４１２をＯＦＦに切替え、スイッチ素子４１２を通る上記の経路を切断させる。

【0070】

撮像ユニット４０は、撮像素子１００の消費電流が過大となって第１の電源回路部３１０のＬＤＯ３１１のドライブ能力を上回り、撮像素子１００の端子電圧Ｖ２が低下しようとすることに応じて、第２の電源回路部４１０から撮像素子１００に追加の電流Ｉ１を供給する。すなわち、第２の電源回路部４１０は、第１の電源回路部３１０のＬＤＯ３１１のドライブ能力を補足する。これにより、撮像ユニット４０は、撮像素子１００の端子電圧Ｖ２が急激に低下することを抑止する。

【0071】

撮像ユニット４０はまた、撮像素子１００の過大な消費電流が減少して撮像素子１００の端子電圧Ｖｓｅｎが上昇しようとすることに応じて、第２の電源回路部４１０から撮像素子１００へ追加の電流Ｉ１を供給することを止める。すなわち、撮像ユニット４０は、第１の電源回路部３１０のＬＤＯ３１１のドライブ能力だけで電圧Ｖ２を規定電圧範囲内に保持させる。これにより、撮像ユニット４０は、撮像素子１００の端子電圧Ｖ２が急激に上昇することを抑止する。

【0072】

以上の通り、撮像ユニット４０は、撮像素子１００が通常通りの電流量（Ｉ２）を要する場合には第１の電源回路部３１０のＬＤＯ３１１を介して撮像素子１００に電流を供給し、これによって撮像素子１００の端子電圧Ｖ２を安定化させる。すなわち、撮像ユニット４０は、実装基板１２０のグランド電位Ｇｃｏｂ基準で規定電圧範囲の正常な端子電圧Ｖ２を確保できる。

【0073】

また、撮像ユニット４０は、撮像素子１００が通常（Ｉ２）よりも多い過大電流量（Ｉ２＋Ｉ１）を要する場合には、第１の電源回路部３１０のＬＤＯ３１１を介して撮像素子１００に供給する電流量（Ｉ２）を殆ど変化させることなく、すなわちＬＤＯ３１１の負担電流を増やすことなく、第２の電源回路部４１０を介して撮像素子１００に補足電流（Ｉ１）を供給する。これによって、撮像ユニット４０は、第１の電源回路部３１０のＬＤＯ３１１は負担電流を通常電流（Ｉ２）のままに保つことができる。すなわち、撮像ユニット４０は、撮像素子１００の端子電圧Ｖ２を規定するＬＤＯ３１１のグランド電位（Ｇｃｏｂ）基準の出力電位を通常電圧（Ｖｓｅｎ）のまま保つことができ、換言すると、撮像素子１００の端子電圧Ｖ２を継続的にＶｓｅｎ規格内で安定化させることができる。

【0074】

また、撮像ユニット４０は、撮像素子１００が過大電流量（Ｉ２＋Ｉ１）を消費する必要が無くなり通常通りの電流量（Ｉ２）を要する場合には、上記の補足電流（Ｉ１）を止め、第１の電源回路部３１０のＬＤＯ３１１を介して撮像素子１００に電流（Ｉ２）を供給し、これによって撮像素子１００の端子電圧Ｖ２を継続的にＶｓｅｎ規格内で安定化させる。

【0075】

以上の実施形態によれば、撮像ユニット４０は、撮像素子１００が実装された実装基板１２０と、レギュレータを含む第１の電源回路部３１０と、第２の電源回路部４１０とを備える。第２の電源回路部４１０は、撮像素子１００が第１の電源回路部３１０から供給される第１の電流量よりも多くの第２の電流量を要する場合に、撮像素子１００に追加の電流を供給する。

【0076】

このような構成を備える撮像ユニット４０によれば、撮像素子１００の消費電流量が急激に変化する場合にも、撮像素子１００の端子電圧Ｖ２を、撮像素子１００が動作可能な電圧範囲内Ｖｓｅｎに保つことができる（上述した、過渡的に発生するアンダーシュートと、過渡的に規定電圧下限を下回ることとを防止できる）。すなわち、撮像ユニット４０は、撮像素子１００の規定電圧を遵守できるため、安定した撮像素子１００の動作を確保できる。

【0077】

また、本実施形態の撮像ユニット４０は、撮像素子１００に印加される電源電圧Ｖ２が変化したことを検知して、第２の電源回路部４１０に信号を送信する検知部１９０を更に備える。検知部１９０を備える撮像ユニット４０によれば、撮像素子１００が第１の電源回路部３１０から供給される第１の電流量よりも多くの第２の電流量を要することを検知したことに応じて、第２の電源回路部４１０に信号を送信し、撮像素子１００に追加の電流を供給させることができる。なお、本実施形態に係る撮像ユニット４０は、撮像素子１００の端子電圧の電圧ドロップを検知し、実装基板１２０以外の他の基板６２に構築している電流補足手段（第２の電源回路部４１０）へフィードバックする構成を備える、とも言える。

【0078】

また、本実施形態の撮像ユニット４０では、第１の電源回路部３１０が実装基板１２０に実装されているため、第１の電源回路部３１０のレギュレータは、実装基板１２０のグランド電位Ｇｃｏｂを基準にして撮像素子１００近傍の端子電圧Ｖ２を安定して一定に保つことができる。

【0079】

また、撮像素子の入力端子電圧を所定電圧内で安定化させるよう動作するレギュレータが実装基板上に実装されている場合、レギュレータを流れる電流量が増大すると、レギュレータのスイッチングノイズや熱ノイズが増加して、撮像素子の撮像性能が劣化する場合がある。しかしながら、本実施形態の撮像ユニット４０によれば、第２の電源回路部４１０は基板６２に実装されており、更に、撮像素子１００が通常よりも多い電流量を要する場合には、第１の電源回路部３１０のレギュレータを介して撮像素子１００に供給する電流量を殆ど変化させることなく、第２の電源回路部４１０を介して撮像素子１００に補足電流を供給する。これにより、撮像ユニット４０は、撮像素子１００が通常よりも多い電流量を要する場合に第１の電源回路部３１０のレギュレータのスイッチングノイズや熱ノイズが増加するのを抑止することができ、よって、撮像素子１００の撮像性能が劣化することを抑止することができる。

【0080】

なお、一例として、スイッチングノイズは上述のようにスイッチングレギュレータによって引き起こされ、熱ノイズは、ＬＤＯのようなリニアレギュレータによって引き起こされる。熱ノイズは、リニアレギュレータで生じた熱が実装基板を介して撮像素子に伝導することで生じる撮像性能の劣化であり、例えば、温度上限リミットをオーバーしやすくなるためにカメラの連続撮影可能な枚数を少なくさせたり、カメラの露光可能な時間を短くしたり、撮像画像の一部をホワイトノイズで白浮きさせたりすることである。

【0081】

図５は、一実施形態による撮像ユニット４１における、模式的な回路図である。本実施形態において、図１から４を用いて説明した実施形態と同じ構成には同じ又は対応する参照番号を付し、重複する説明を省略する。以降の実施形態の説明においても同様とする。

【0082】

本実施形態では、図１から４を用いて説明した実施形態と異なる点として、撮像ユニット４１の実装基板１２０は撮像ユニット４０の検知部１９０と対応する構成を有さない。これに代えて、撮像ユニット４１の撮像素子１００は、撮像素子１００の消費電流量を変化させる場合に第２の電源回路部４２０に信号を送信する発信部１０７を含む。換言すると、発信部１０７を含む撮像素子１００は、かかる場合に、第２の電源回路部４２０にＥｎａ信号を直接送信する。

【0083】

他の異なる点として、撮像ユニット４１における電源ユニット５３の第２の電源回路部４２０は、撮像ユニット４０における電源ユニット５３の第２の電源回路部４１０の抵抗素子４１１およびスイッチ素子４１２を有さない。これに代えて、第２の電源回路部４２０は、電源ユニット５３の正電源と撮像素子１００との間の経路上で直列接続されるＬＤＯ４２１を含む。ＬＤＯ４２１は、撮像素子１００の発信部１０７から入力されるＥｎａ信号に応じてＯＮ／ＯＦＦ切替可能であり、第２の電源回路部４２０を経由する上記の経路を短絡させたり切断させたりする。

【0084】

より具体的には、撮像ユニット４１における撮像素子１００の発信部１０７は、コネクタ１８０、第２フレキシブル基板２６０の信号線２６１およびコネクタ１８２を介して、第２の電源回路部４２０のＬＤＯ４２１にＥｎａ信号を出力可能に接続されている。発信部１０７は、撮像素子１００の消費電流量を、撮像素子１００が第１の電源回路部３１０から供給される第１の電流量（Ｉ２）よりも多くの第２の電流量（Ｉ２＋Ｉ１）に変化させる場合に、電流補足を要求するＥｎａ信号を第２の電源回路部４２０のＬＤＯ４２１に送信し、ＬＤＯ４２１をＯＮに切替え、ＬＤＯ４２１を通る上記の経路を短絡させる。また、発信部１０７は、撮像素子１００の消費電流量を第２の電流量（Ｉ２＋Ｉ１）から第１の電流量（Ｉ２）に変化させる場合に、Ｅｎａ信号を切替えてＬＤＯ４２１に送信し、ＬＤＯ４２１をＯＦＦに切替え、ＬＤＯ４２１を通る上記の経路を切断させる。

【0085】

撮像素子１００の電源回路は、各機能ごとにその種類が分けられているので、通常消費される電流値と、動作する回路が多い場合に消費される大電流値は、それぞれ既知の場合が多い。撮像ユニット４１は、撮像素子１００内の各動作期間で大電流が流れる期間に撮像素子１００からＥｎａ信号を出力する。これにより、撮像ユニット４１は、撮像ユニット４１全体のフィードバック時間を短縮でき、応答性を改善できる。

【0086】

以上の実施形態による撮像ユニット４１も、図１から４を用いて説明した実施形態と同様の効果を有する。なお、本実施形態に係る撮像ユニット４１は、撮像素子１００から出力された電流増減信号を、実装基板１２０以外の他の基板６２に構築している電流補足手段（第２の電源回路部４２０）へフィードバックする構成を備える、とも言える。

【0087】

図６は、一実施形態による撮像ユニット４２における、模式的な回路図である。本実施形態では、図１から４を用いて説明した実施形態と異なる点として、撮像ユニット４２における電源ユニット５３の第２の電源回路部４３０は、撮像ユニット４０における電源ユニット５３の第２の電源回路部４１０の抵抗素子４１１およびスイッチ素子４１２を有さない。これに代えて、第２の電源回路部４３０は、電源ユニット５３の正電源と撮像素子１００との間の経路上で直列接続されるＬＤＯ４３１を含む。また、撮像ユニット４２の電源ユニット５３は、撮像素子１００の動作を制御するシーケンス回路５４を更に備える。

【0088】

ＬＤＯ４３１は、外部から入力される信号に応じてＯＮ／ＯＦＦ切替可能であり、第２の電源回路部４３０を経由する上記の経路を短絡させたり切断させたりする。シーケンス回路５４は、撮像素子１００にシーケンス信号Ｓｅｑを出力する。シーケンス回路５４は更に、撮像素子１００の動作が第２の電流量（Ｉ２＋Ｉ１）を要する場合に、追加の電流（Ｉ１）を供給するための（Ｅｎａ）信号を第２の電源回路部４３０のＬＤＯ４３１に送信する。

【0089】

より具体的には、シーケンス回路５４は、コネクタ１８２、第２フレキシブル基板２６０の信号線２６１およびコネクタ１８０を介して、撮像素子１００にシーケンス信号Ｓｅｑを出力可能に接続されている。シーケンス回路５４は、撮像素子１００の消費電流量を、撮像素子１００が第１の電源回路部３１０から供給される第１の電流量（Ｉ２）よりも多くの第２の電流量（Ｉ２＋Ｉ１）に変化させる場合に、電流補足を要求するＥｎａ信号を第２の電源回路部４３０のＬＤＯ４３１に送信し、ＬＤＯ４３１をＯＮに切替え、ＬＤＯ４３１を通る上記の経路を短絡させる。また、シーケンス回路５４は、撮像素子１００の消費電流量を第２の電流量（Ｉ２＋Ｉ１）から第１の電流量（Ｉ２）に変化させる場合に、Ｅｎａ信号を切替えてＬＤＯ４３１に送信し、ＬＤＯ４３１をＯＦＦに切替え、ＬＤＯ４３１を通る上記の経路を切断させる。

【0090】

一例として、シーケンス回路５４は、ユーザによってカメラ１０の連続撮影モードが選択された場合に、これから撮像素子１００で大電流が必要とされると判断して、撮像素子１００に連続撮影モードのシーケンス信号Ｓｅｑを送信すると同時に、ＬＤＯ４３１にもＥｎａ信号を送信し、ＬＤＯ４３１をＯＮに切替えてもよい。なお、シーケンス信号Ｓｅｑは、シリアル３線信号や、Ｉ２Ｃバスなどであってもよい。

【0091】

以上の実施形態による撮像ユニット４２も、図１から４を用いて説明した実施形態と同様の効果を有する。なお、本実施形態に係る撮像ユニット４２は、撮像素子１００の動作を制御するシーケンス回路５４から出力する電流増減信号を使用する構成を備える、とも言える。なお、本実施形態による撮像ユニット４２は、図５に示した撮像ユニット４１における撮像素子１００の発信部１０７を更に備えてもよく、シーケンス回路５４および発信部１０７の両方から出力されるＥｎａ信号を兼用してもよい。

【0092】

図７は、一実施形態による撮像ユニット４３における、模式的な回路図である。本実施形態では、図１から４を用いて説明した実施形態と異なる点として、撮像ユニット４３における基板６２の電源ユニット５３は、第２の電源回路部４１０を有さず、これに代えて第１の電源回路部３２０を有する。一方で、撮像ユニット４３における実装基板１２０は、第１の電源回路部３１０を有さず、これに代えて第２の電源回路部４４０を有する。

【0093】

他の異なる点として、撮像ユニット４３の実装基板１２０は撮像ユニット４０の検知部１９０と対応する構成を有さない。撮像ユニット４３は、図１から４を用いて説明した実施形態と異なり、撮像素子１００の端子電圧Ｖ２の電圧ドロップΔＶｄｒｏｐを検知して第２の電源回路部４１０にフィードバックする必要が無い。

【0094】

電源基板である基板６２に実装された第１の電源回路部３２０は、レギュレータの一例であるＤＣＤＣ３２１と、フィードバック経路と、コンデンサ３２５とを含む。図中に記号Ｃで示すコンデンサ３２５は、一端が基板６２のグランドＧｎｄに接続され、他端が第１の電源回路部３２０の出力側に位置するコネクタ１８２に電気的に接続され、第１の電源回路部３２０の出力側の電流変化を平滑化する。

【0095】

第１の電源回路部３２０の出力電圧を一定に保つフィードバック経路は、基板６２において第１の電源回路部３２０の出力電圧Ｖｄｃｄｃを第１の電源回路部３２０にフィードバックする経路となる。より具体的には、フィードバック経路は、電源ユニット５３の正電源と撮像素子１００との間でＤＣＤＣ３２１と共に順に直列接続されたコイル３２２と、コイル３２２の出力側とＤＣＤＣ３２１との間で順に直列接続された抵抗素子３２３および抵抗素子３２４とを含む。なお、コイル３２２はインダクタンスＬを有し、抵抗素子３２３および抵抗素子３２４はそれぞれ抵抗値Ｒｆｂ１およびＲｆｂ２を有する。

【0096】

また、実装基板１２０に実装された第２の電源回路部４４０は、撮像素子１００に印加する第２の電源電圧を調整するためのレギュレータとして、ＬＤＯ４４１を有する。第２の電源回路部４４０は更に、実装基板１２０において撮像素子１００に印加される電源電圧をフィードバックするためのフィードバック経路を有する。

【0097】

第２の電源回路部４４０におけるＬＤＯ４４１およびフィードバック経路の機能は、図４に示した撮像ユニット４０における第１の電源回路部３１０のＬＤＯ３１１の機能と同様である。すなわち、第２の電源回路部４４０におけるＬＤＯ４４１およびフィードバック経路によれば、ＬＤＯ４４１の出力電圧Ｖ２′が端子電圧Ｖ２（＝Ｖｓｅｎ）と同じである状態を維持するように、フィードバックがかかる。そのため、ＬＤＯ４４１は、Ｖ２が多少増減しようとしても、Ｖ２′＝Ｖ２（＝Ｖｓｅｎ）となるように自ら調整する。例えば、ＬＤＯ４４１は、ＬＤＯ４４１を流れる電流量が少し増えて端子電圧Ｖ２が低下してきた場合に、Ｖ２′を昇圧して端子電圧Ｖ２を引き上げる。なお、第２の電源回路部４４０は、図４に示した撮像ユニット４０における第１の電源回路部３１０と同様に、コンデンサ４４２を有してもよい。

【0098】

本実施形態による撮像ユニット４３によれば、基板６２に実装された第１の電源回路部３２０から撮像素子１００に常時電流Ｉ１を供給するだけでなく、実装基板１２０に実装された第２の電源回路部４４０からも撮像素子１００に常時電流Ｉ２を供給する。

【0099】

また、撮像素子１００に電流が流れていない状態において、基板６２の第１の電源回路部３２０の出力電圧Ｖ１と、実装基板１２０の第２の電源回路部４４０の出力電圧Ｖ２は、撮像素子１００規定内の端子電圧Ｖｓｅｎと同じ値に設定する。

【0100】

図８は、一実施形態による撮像ユニット４３における、撮像素子１００の消費電流変化と端子電圧変化との関係の一例を示すグラフである。グラフの横軸は時間［ｓ］を指し、縦軸は撮像素子１００の端子電圧Ｖ２［Ｖ］および消費電流［Ａ］を指す。また、グラフ中、上述した規定電圧上限および規定電圧下限をそれぞれ破線の直線で示す。

【0101】

撮像素子１００に通常時の電流α＝Ｉ２＋Ｉ１［Ａ］が流れ込む場合、端子電圧Ｖ２は、第１の電源回路部３２０の出力電圧Ｖ１がコネクタ１８０、１８２の接触抵抗ｒ１および第２フレキシブル基板２６０の伝送抵抗ｒ２で電圧降下した分、すなわちＩ１（２ｒ１＋ｒ２）［Ｖ］だけ電圧ドロップする（ドロップ後の電圧はＶ１α＝Ｖ１－Ｉ１（２ｒ１＋ｒ２））。しかしながら、第２の電源回路部４４０のＬＤＯ４４１が、ドロップする分、すなわちＩ１（２ｒ１＋ｒ２）を補うべく、差分電圧Ｉ１（２ｒ１＋ｒ２）［Ｖ］を発生させる（Ｖ２α昇圧する）。つまり、第２の電源回路部４４０のＬＤＯ４４１の出力電圧Ｖ２′は、｛Ｖ１－Ｉ１（２ｒ１＋ｒ２）｝＋Ｉ１（２ｒ１＋ｒ２）＝Ｖ２＝Ｖｓｅｎとなるよう維持する。

【0102】

撮像素子１００に大電流β＝Ｉ２＋Ｉ１［Ａ］が流れ込む場合も、第２の電源回路部４４０のＬＤＯ４４１は、差分電圧Ｉ１（２ｒ１＋ｒ２）を発生させる（この場合の第１の電源回路部３２０の出力電圧Ｖ１がドロップした後の実装基板１２０での電圧はＶ１β＝Ｖ１－Ｉ１（２ｒ１＋ｒ２））。このように、第１の電源回路部３２０のＤＣＤＣ３２１は、基板６２における小さいフィードバックループにより、電流量Ｉ１の変動に対して、第１の電源回路部３２０の出力電圧Ｖ１を一定に維持しようとする。その一方で、第２の電源回路部４４０のＬＤＯ４４１も、内部のフィードバック回路によってＬＤＯ４４１の出力電圧Ｖ２′＝Ｖ２＝Ｖｓｅｎとなるよう維持する。すなわち、第２の電源回路部４４０のＬＤＯ４４１が常に、差分電圧Ｉ１（２ｒ１＋ｒ２）を補うように出力電圧を調整し（Ｖ２β昇圧する）、これによって端子電圧Ｖ２（＝Ｖｓｅｎ）を安定化させる。

【0103】

以上の実施形態による撮像ユニット４３も、図１から４を用いて説明した実施形態と同様の効果を有する。なお、第２の電源回路部４４０も、他の実施形態における第２の電源回路部４１０等と同様に、撮像素子１００が第１の電源回路部３２０から供給される第１の電流量（Ｉ１）よりも多くの第２の電流量（Ｉ１＋Ｉ２）を要する場合に、撮像素子１００に追加の電流（Ｉ２）を供給する、と解釈できる。なお、本実施形態に係る撮像ユニット４３は、例えば撮像ユニット４０の検知部１９０が端子電圧Ｖｓｅｎの電圧ドロップを検知して出力する信号などのフィードバック情報を使用する事無く、基板６２および実装基板１２０のそれぞれの電源回路部によって撮像素子１００の端子電圧Ｖ２を安定化させる構成を備える、とも言える。

【0104】

また、本実施形態による撮像ユニット４３によれば、第１の電源回路部３２０におけるＤＣＤＣ３２１の出力電圧Ｖｄｃｄｃの電圧フィードバックを基板６２で行うので、実装基板１２０を跨いで電圧フィードバックを行う場合に比べてフィードバックループ系を小さくすることができ、ＤＣＤＣ３２１を外乱に強くすることができ、ＤＣＤＣ３２１自体を安定させることができる。

【0105】

図９は、一実施形態による撮像ユニット４４における、模式的な回路図である。本実施形態の撮像ユニット４４は、図７および８を用いて説明した撮像ユニット４３と同様の構成を備える。撮像ユニット４４は、撮像ユニット４３と異なり、第１の電源回路部３２０に代えて、抵抗値Ｒの抵抗素子３３１を含む第１の電源回路部３３０を備える。

【0106】

撮像ユニット４４では、第１の電源回路部３３０の抵抗素子３３１で、概ね電流を調整して、電流Ｉｍ＝（Ｖｉｎ－Ｖｏｕｔ）／Ｒを撮像素子１００に供給する。Ｖｉｎは、電源ユニット５３の正電源電圧である。撮像素子１００の消費電流量をＩｓとする。

【0107】

撮像ユニット４４では更に、撮像素子１００の消費電流量が増大し、基板６２上の第１の電源回路部３３０から撮像素子１００に供給される電流量が不足する場合に、実装基板１２０上の第２の電源回路部４５０のＬＤＯが不足電流量Ｉ＝Ｉｓ－Ｉｍだけを補うことで、撮像素子１００の端子電圧Ｖ２を一定に制御する。このように、実装基板１２０上の第２の電源回路部４５０のＬＤＯは、通常時は基板６２上の第１の電源回路部３３０から電流供給を受けるため、当該ＬＤＯ自体は僅かな電流を供給することで端子電圧Ｖ２を安定化させる。一方、基板６２上の第１の電源回路部３３０から撮像素子１００に供給される電流量が不足する場合には、当該ＬＤＯは、当該電流供給を受けつつ上記の不足電流量だけを補う。よって、本実施形態の撮像ユニット４４によれば、当該ＬＤＯが当該電流供給を受けない場合に比べて、当該ＬＤＯでの熱の発生を大幅に抑える事ができ、ひいては熱ノイズが撮像素子１００の撮像性能を劣化させることを抑止できる。

【0108】

図１０は、一実施形態による撮像ユニット４５における、模式的な回路図である。本実施形態では、図１から４を用いて説明した実施形態と異なる点として、撮像ユニット４５における電源ユニット５３が、追加的に、第２の電源回路部４６０に対して測定用の抵抗素子５５が並列接続された測定用ラインと、測定用の抵抗素子５５の電圧降下を測定する電圧測定部５６とを有する。電源ユニット５３は更に、撮像素子１００からのリーク電流を算出する算出部５７を有する。なお、第２の電源回路部４６０の構成は、図４に示す第２の電源回路部４１０と同様であり、抵抗素子４６１とスイッチ素子４６２を有する。

【0109】

算出部５７は、第２の電源回路部４６０が撮像素子１００に追加の電流を供給しない場合に、すなわちスイッチ素子４６２がＯＦＦの場合に、撮像素子１００が動作していない状態にして、電圧測定部５６に、測定用の抵抗素子５５の電圧降下を測定する。算出部５７は、当該電圧降下の測定結果と、抵抗素子５５の抵抗値とに基づいて、撮像素子１００からのリーク電流を算出する。

【0110】

算出部５７は更に、算出されたリーク電流の電流値に基づいて、撮像素子１００が良品であるか不良品であるかを判定してもよい。例えば、算出部５７は、算出したリーク電流の電流値が、予め定められた値より大きい場合に撮像素子１００を不良品と判定し、当該値以下である場合に撮像素子１００を良品と判定してもよい。

【0111】

以上の実施形態による撮像ユニット４５も、図１から４を用いて説明した実施形態と同様の効果を有する。

【0112】

以上の複数の実施形態において、第１の電源回路部および第２の電源回路部は、両方とも実装基板上に実装されていてもよく、両方とも電源基板上に実装されていてもよく、一方が実装基板に実装されて他方が電源基板に実装されてもよい。

【0113】

撮像ユニットには、多種多様な電源回路が１０個程度載せられている場合があり、その中には、実装基板に載せるべき電源回路、例えばアナログ系の電源回路が存在する。例えば、撮像素子の画素回路を駆動するための電力を供給する画素電源は、電源のふらつきに起因するノイズが画素系に与える信号に影響することを抑止するために、撮像素子を実装する基板に載せることが好ましい。

【0114】

そこで、複数の実施形態に係る撮像ユニットでは、電源回路の種類に応じて、実装基板および電源基板における第１の電源回路部および第２の電源回路部の配置を異ならせてもよい。例えば、ノイズに弱い電源回路ならば、ＬＤＯなどのレギュレータを実装基板上に配置してノイズの混入を少なくしてもよい。例えば、デジタル系の電源回路ならば、ノイズが影響しても比較的余裕度があるので、ＤＣＤＣなどのレギュレータを電源基板上に配置してもよい。なお、撮像ユニットの実装基板に第１の電源回路部および第２の電源回路部の両方が実装される場合、電源基板は、撮像ユニットに含まれない、独立した構成要素と考えてもよい。

【0115】

以上の複数の実施形態において、レンズユニット及びカメラボディを含むカメラを、撮像装置の一例として取り上げて説明した。しかし、撮像装置は、レンズユニットを含まなくてよい。例えば、カメラボディは撮像装置の一例である。また、撮像装置とは、一眼レフレックスカメラ等のレンズ交換式の撮像装置の他に、レンズ非交換式の撮像装置を含む概念である。

【0116】

なお、ＡＳＩＣや電源ユニットなどを含めて撮像ユニットと呼ぶ場合もある。また、追加的に又は代替的に、第１フレキシブル基板や第２フレキシブル基板などを含めて撮像ユニットと呼ぶ場合もある。

【0117】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【0118】

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

【符号の説明】

【0119】

１０ カメラ、２０ レンズユニット、２２ 光軸、３０ カメラボディ、３１ 筐体、４０、４１、４２、４３、４４、４５ 撮像ユニット、１００ 撮像素子、１０１ 撮像領域、１０２ 周辺領域、１０４ 処理回路、１０５ 伝送回路、１０７ 発信部、１１０ ボンディングワイヤ、１２０ 実装基板、１１１ 第１主面、１１２ 第２主面、１２１ 第１層、１２２ 第２層、１３１ ビア、１３２ 絶縁体、１３８ 開口部、１８０、１８２、１８４ コネクタ、１８５ バイパスコンデンサ群、１８７ 回路群、１９０ 検知部、２０１、２１１ ソルダレジスト層、２０２、２０４、２１２、２１４ 配線層、２０３、２０５、２１３、２１５ 絶縁層、２０７ 芯層、２１０、２２０、２３０ 接着部、２４０ ボンディングパッド、１４０ フレーム、１４１ 第１面、１４２ 第２面、１４３ 第３面、１４４ 第４面、１４５ 第５面、１４６ 第６面、１４７ 位置決め穴、１４８ 取付穴、１４９ ビス、１５０ ブラケット、１６０ カバーガラス、２５０ 第１フレキシブル基板、２６０ 第２フレキシブル基板、２６１ 信号線、２６２ 電源線、２６３ グランド線、６０ 基板ユニット、６２ 基板、５１ ＭＰＵ、５２ ＡＳＩＣ、５３ 電源ユニット、５４ シーケンス回路、５５ 抵抗素子、５６ 電圧測定部、５７ 算出部、８８ 表示部、３１０、３２０、３３０ 第１の電源回路部、３１１ ＬＤＯ、３１２、３２５ コンデンサ、３２１ ＤＣＤＣ、３２２ コイル、３２３、３２４、３３１ 抵抗素子、４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０ 第２の電源回路部、４１１、４６１ 抵抗素子、４１２、４６２ スイッチ素子、４２１、４３１、４４１ ＬＤＯ、４４２ コンデンサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】