(57)【要約】  内視鏡装置１は、先端部１１内に配設された電子撮像ユニット３０の熱源４２，４３，４５，４６を覆うように吸熱部５５を配設し、熱源４２，４３，４５，４６で発生する熱を吸熱して、伝熱部５２によって伝熱して、伝熱された熱を放熱部５１により先端部１１に配設された観察窓２２を加熱するようにして、挿入部先端に配設される光学部材の外表面の曇り防止に加え、撮像画像の電気的ノイズを抑制する。
2011010499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部内に電子撮像ユニットを備えた内視鏡装置において、
前記電子撮像ユニットの熱源を覆うように配設され、該熱源で発生する熱を吸熱して、前記先端部に配設された観察窓まで伝熱して、該観察窓を加熱する熱伝達部材を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
体内に挿入される挿入部と、
前記挿入部の先端外表面に露出して配置される光学部材と、
前記光学部材から入射した光を集光する対物光学系と、
前記対物光学系により集光された光を光電変換する電子撮像回路と、
前記電子撮像回路の近傍に配置され、前記電子撮像回路の発熱を吸熱する吸熱部と、
前記光学部材側へ延設され、前記吸熱部の熱を伝達する伝熱部と、
前記光学部材の近傍に配置され、前記熱伝達部により伝達された熱を前記光学部材へ放熱する放熱部と、
を具備することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３】
前記光学部材を保持する第１の支持枠と、
先端一部が前記第１の支持枠と嵌合し、前記対物光学系、前記電子撮像回路などを有する撮像ユニットを保持する第２の支持枠と、
前記第２の支持枠の前記先端一部よりも基端部分と嵌合し、前記前記対物光学系を保持する光学系保持枠と、
を備え、
前記熱伝達部が前記第１の支持枠と前記第２の支持枠の間、及び前記第２の支持枠と前記光学系保持枠の間に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記第２の支持枠、及び前記光学系保持枠には、前記熱伝達部を挿通配置可能な凹部が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置。
【請求項５】
絶縁性を備えた可撓性フィルム部材に金属箔をパターン形成して前記吸熱部、前記伝熱部、及び前記放熱部の夫々を有する熱伝達部材を備えたことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の内視鏡装置。
【請求項６】
前記放熱部は、前記光学部材の一面に前記金属箔が面接触し、前記電子撮像回路に入射される前記対物光学系で集光された光の光束外となる前記光学部材の外縁に沿って配設されていることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡装置。
【請求項７】
前記可撓性フィルムの前記伝熱部となる前記金属箔周りの部分を断熱形成したことを特徴とする請求項５、または請求項６に記載の内視鏡装置。
【請求項８】
前記吸熱部は、前記電子撮像回路と対向配置される一面の前記金属箔が露出していることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の内視鏡装置。
【請求項９】
前記電子撮像回路は、複数の固体撮像素子と、該複数の固体撮像素子で検出した光を夫々光電変換処理する複数の撮像処理回路を備えていることを特徴とする請求項２から請求項８のいずれか１項に記載の内視鏡装置。
【請求項１０】
前記複数の固体撮像素子の周囲を個別に覆い、前記複数の撮像処理回路の周囲を一体的に覆うことで、前記複数の固体撮像素子、及び前記複数の撮像処理回路で発生する熱を吸熱する複数の前記吸熱部を備えたことを特徴とする請求項９に記載の内視鏡装置。
【請求項１１】
先端部内に電子撮像ユニットを備えた内視鏡装置において、
前記電子撮像ユニットの熱源を覆うように配設され、該熱源で発生する熱を吸熱して、前記先端部に配設された観察窓まで伝熱して、該観察窓を加熱する熱伝達手段を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１２】
体内に挿入される挿入部と、
前記挿入部の先端外表面に露出して配置される光学部材と、
前記光学部材から入射した光を集光する対物光学系と、
前記対物光学系により集光された光を光電変換する電子撮像回路と、
前記電子撮像回路の近傍に配置され、前記電子撮像回路の発熱を吸熱する吸熱手段と、
前記光学部材側へ延設され、前記吸熱手段の熱を伝達する伝熱手段と、
前記光学部材の近傍に配置され、前記熱伝達手段により伝達された熱を前記光学部材へ放熱する放熱手段と、
を具備することを特徴とする内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置を備えた内視鏡装置に関し、特に、被写体を観察するために設けられる対物光学系表面に曇り、結露などの発生を防止することができる内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の如く、内視鏡装置は、生体の体内（体腔内）の観察、処置等、または工業用のプラント設備内の検査、修理等のため広く用いられている。近年、内視鏡装置は、ＣＣＤなどが配された撮像装置を備えた電子内視鏡装置が主流となっている。【０００３】
また、内視鏡装置は、外気温度と被検対象物の雰囲気温度との温度差、被検対象物の雰囲気湿度などにより、対物光学系に結露による曇りが発生する場合がある。そのため、内視鏡装置は、対物光学系に曇り、結露などの発生を防止するための種々の技術が提案されている。【０００４】
例えば、ＪＰ特開２００３−２８４６８６号公報に開示された内視鏡の撮像装置は、ＣＣＤとカバーガラスとの間にエアギャップが設けられており、カバーガラスのプリズム側に位置する外面上方に周辺回路を配置して、この周辺回路からの発熱がカバーガラスに絶えず伝熱される構成となっている。そのため、ＪＰ特開２００３−２８４６８６号公報では、観察窓に向けて噴射された先浄水によって、観察光学系が急激に冷却されたときに、鏡胴、およびプリズムを介して冷却されるカバーガラスは、周辺回路から熱を受けることで、プリズム側に位置する外面とエアギャップ側に位置する内面との温度差が低減され、エアギャップ内の湿気による内面の曇りが防止される。【０００５】
また、例えば、ＪＰ特開２００３−３３４１５７号公報に開示された硬性鏡の曇り止め装置は、硬性鏡の挿入部に加熱用ライトガイドを挿通し、この加熱用ライトガイドにより導光された光を遮光して熱に変換する遮光兼熱伝導用金属板が受光レンズを暖めて、この受光レンズの曇りの発生を防止している。  
ところで、内視鏡装置は、観察窓の外表面が曇ると、観察視野が悪くなり、ユーザが観察窓の外表面に発生する曇りを除去する作業が必要となる。特に、医療用の内視鏡装置は、体内温度と外気温度との温度差があり、さらに多湿環境下の体内で挿入使用されるため、挿入部先端に露出して配設された観察窓となる光学部材の外表面に曇りが発生し易い。【０００６】
この医療用の内視鏡装置は、頻繁に観察窓が曇ってしまうと、曇り除去のために、手技時間が増加する原因となると共に、ユーザである術者による作業が煩雑化する。【０００７】
しかしながら、上述のＪＰ特開２００３−２８４６８６号公報の内視鏡の撮像装置は、装置内部の湿気による曇りを防止するものであって、観察窓の外表面の曇りを防止するための技術ではない。なお、ＪＰ特開２００３−２８４６８６号公報の内視鏡の撮像装置は、周辺回路の熱をプリズム、および鏡胴に伝熱して、温められた観察窓の外表面に曇りの発生が防止されることも考えられるが、観察窓、対物光学系、カバーガラスなどが接触して連設された構成に限定されてしまう。【０００８】
また、内視鏡装置が電子内視鏡装置の場合、撮像装置内の固体撮像素子などの電子部品の温度上昇に応じて、撮像画像の有害物となる電気的ノイズが発生する。この電気的ノイズは、電子部品の温度に大きな影響を受け、電子部品が低温では電気的ノイズが少なくなる一方、電子部品が高温となると電気的ノイズが増加してしまうという問題がある。【０００９】
上述のＪＰ特開２００３−３３４１５７号公報の硬性鏡の曇り止め装置では、加熱用ライトガイドにより、ＣＣＤカメラも加熱されてしまう可能性がある。そのため、ＣＣＤカメラ内部の固体撮像素子などの電子部品も高温となってしまい、撮像画像の電気的ノイズが増加するという問題がある。【００１０】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、挿入部先端に配設される光学部材の外表面の曇り防止に加え、撮像画像の電気的ノイズを抑制する内視鏡装置を提供することである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の内視鏡装置は、先端部内に電子撮像ユニットを備えた内視鏡装置において、前記電子撮像ユニットの熱源を覆うように配設され、該熱源で発生する熱を吸熱して、前記先端部に配設された観察窓まで伝熱し、該観察窓を加熱する熱伝達部材を備えたことを特徴としている。【００１２】
また、本発明の第２の内視鏡装置は、体内に挿入される挿入部と、前記挿入部の先端外表面に露出して配置される光学部材と、前記光学部材から入射した光を集光する対物光学系と、前記対物光学系により集光された光を光電変換する電子撮像回路と、前記電子撮像回路の近傍に配置され、前記電子撮像回路の発熱を吸熱する吸熱部と、前記光学部材側へ延設され、前記吸熱部の熱を伝達する伝熱部と、前記光学部材の近傍に配置され、前記熱伝達部により伝達された熱を前記光学部材へ放熱する放熱部と、を具備することを特徴としている。【００１３】
以上に記載の本発明によれば、挿入部先端に配設される光学部材表面の曇り防止に加え、撮像画像の電気的ノイズを抑制する内視鏡装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係り、内視鏡装置の全体構成を示す斜視図
【図２】同、挿入部の先端部の前面図
【図３】同、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った挿入部の先端部分の断面図
【図４】同、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った挿入部の先端部分の断面図
【図５】同、熱伝達部材の構成を示す斜視図
【図６】同、図４のＶＩ−ＶＩ線に沿った挿入部の先端部分の断面図
【図７】同、図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った挿入部の先端部分の断面図
【図８】同、熱伝達部材による伝熱作用を説明するための図
【図９】本発明の第２の実施の形態に係り、挿入部の先端部分の断面図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図を用いて本発明の実施の形態について説明する。  
（第１の実施の形態）
先ず、本発明の第１の実施の形態について説明する。  
図１から図８は、本発明の第１の実施の形態に係り、図１は内視鏡装置の全体構成を示す斜視図、図２は挿入部の先端部の前面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った挿入部の先端部分の断面図、図４は図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った挿入部の先端部分の断面図、図５は熱伝達部材の構成を示す斜視図、図６は図４のＶＩ−ＶＩ線に沿った挿入部の先端部分の断面図、図７は図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った挿入部の先端部分の断面図、図８は熱伝達部材により伝熱作用を説明するための図である。【００１６】
図１に示すように、内視鏡装置１は、長尺な挿入部２と、この挿入部２の基端と連設された操作部３と、図示しない光源装置に接続するライトガイドコネクタ４と、図示しないビデオシステムセンターに接続するビデオコネクタ５と、を有して主に構成されている。なお、内視鏡装置１は、操作部３とライトガイドコネクタ４とが軟性ケーブル６を介して接続されており、ライトガイドコネクタ４とビデオコネクタ５とが通信ケーブル７を介して接続されている。【００１７】
挿入部２には、主にステンレスなど金属性部材から形成された先端部１１、湾曲部１２、及びステンレスなど金属管の硬性管１３が先端側から順に連設されている。この挿入部２は、体内に挿入する部分となっており、内部に後述するケーブル、及びライトガイドなどが組み込まれている。【００１８】
操作部３には、湾曲部１２を遠隔操作するアングルレバー１４，１５、及び光源装置、ビデオシステムセンターなどを操作するための各種スイッチ１６が備えられている。アングルレバー１４，１５は、挿入部２の湾曲部１２を上下左右の４方向に操作可能な湾曲操作手段である。なお、本実施の形態の内視鏡装置１は、湾曲部１２以外の大部分の挿入部２が硬質となっている硬性内視鏡装置である。【００１９】
次に、図２〜図４に基づいて、内視鏡装置１の挿入部２の先端内部構成について詳しく説明する。  
図２に示すように、内視鏡装置１の先端部１１の前面（先端面）には、照明用の照明窓となる照明レンズ２１と、撮像用の観察窓となる光学部材の透明カバー部材２２と、が露出するように配設されている。なお、本実施の形態の内視鏡装置１は、先端部１１の前面に２つの照明レンズ２１を有している。【００２０】
図３、及び図４に示すように、挿入部２の先端部１１は、金属製の先端硬質部２３を有している。この先端硬質部２３は、２つの照明レンズ２１を嵌合保持し、透明カバー部材２２と共に撮像ユニット３０を貫挿保持している。また、先端硬質部２３は、各照明レンズ２１の背後において、照明光を伝送するライトガイドバンドル１８の先端部分も嵌挿保持している。【００２１】
先端硬質部２３は、金属製の外装管２４に内嵌しており、外装管２４と固定ピン４８（図６参照）によって固定されている。この外装管２４の基端には、湾曲部１２内に配設される湾曲駒２６と連結されている。湾曲駒２６は、湾曲部１２内に複数配設されている。これら湾曲駒２６は、隣接するものが枢軸リベット２７によって回動自在に連結されている。【００２２】
そして、湾曲部１２は、複数の湾曲駒２６の外周を一体的に覆うように、フッ素ゴムなどから形成された軟性チューブ２８を有している。この軟性チューブ２８は、先端外周部が糸巻接着部２９によって、外装管２４の基端に接続されている。【００２３】
先端硬質部２３に先端部分が保持される２つのライトガイドバンドル１８は、先端側が分岐し、中途部から基端に向けて一体に束ねられている。そして、ライトガイドバンドル１８は、内視鏡装置１の挿入部２、操作部３、及びライトガイドコネクタ４まで挿通配置されている。なお、ライトガイドバンドル１８は、先端側で分岐された２つの光伝送路が２つの管状部材１９内に挿通されている。【００２４】
これら２つの管状部材１９も、先端硬質部２３に嵌挿保持されている。そして、ライトガイドバンドル１８の中途から基端側は、２つの管状部材１９の夫々に接続された軟性チューブ（不図示）に束ねられた状態となって挿通されている。【００２５】
光学部材である透明カバー部材２２は、略円環状に形成された金属製の第１の支持枠２０に嵌合保持されている。この第１の支持枠２０は、先端硬質部２３に嵌挿固定されている。そして、第１の支持枠２０には、透明カバー部材２２の背後において、撮像ユニット３０を内嵌固定する第２の支持枠３１が嵌合されている。また、第１の支持枠２０は、先端硬質部２３に内嵌した状態が固定ビス４９によって固定されている（図７参照）。【００２６】
この第２の支持枠３１は、撮像ユニット３０の電気的絶縁性を確保するため、セラミックスなどから形成された非金属製の略円環状の部材である。【００２７】
本実施の形態の撮像ユニット３０は、周知の構成を備え、対物光学系である第１の対物レンズ群３２を保持する第１のレンズ保持枠３３と、対物光学系である第２の対物レンズ群３４を保持する第２のレンズ保持枠３５と、イメージセンサなどを保持するユニット保持枠３６と、を有している。【００２８】
第１のレンズ保持枠３３は、第２のレンズ保持枠３５に内嵌固定されている。そして、第２のレンズ保持枠３５は、ユニット保持枠３６に内嵌固定されている。【００２９】
本実施の形態のユニット保持枠３６が保持するイメージセンサなどは、各対物レンズ群３２，３４によって集光され、２つのプリズム３７，３８で分光される撮影光（図中、撮影光軸Ｏで示す）を検出する電子撮像回路の一部を構成するＣＣＤ、ＣＭＯＳなどの２つの固体撮像素子（以下、単に撮像素子という）４２，４５を備えた構成となっている。【００３０】
第１の撮像素子４２は、後方に位置するプリズム３８の一面にカバーガラス４１を介して接合されている。また、第２の撮像素子４５は、前方に位置するプリズム３７の一面にカバーガラス４４を介して接合されている。【００３１】
本実施の形態の２つのプリズム３７，３８は、互いの面が貼り合わされ、可視光における所定の波長帯域のみを反射するように反射面が形成されている。具体的には、２つのプリズム３７，３８は、反射面で屈折させる光をＧ（Ｇｒｅｅｎ）光のみとし、第１の撮像素子４２に、Ｂ（Ｂｌｕｅ）光、及びＲ（Ｒｅｄ）光が導光し、第２の撮像素子４５に、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）光が導光するように設定されている。【００３２】
また、各撮像素子４２，４５は、ここでは個々に画像処理が行われる構成とし、電子撮像回路の一部を構成する２つの撮像処理回路４３，４６に接続されている。これら撮像処理回路４３，４６は、挿入部２、操作部３、ライトガイドコネクタ４に挿通してビデオコネクタ５まで延設された通信ケーブルに接続されている。【００３３】
以上のように、本実施の形態の撮像ユニット３０は、入射された可視光を２つのプリズム３７，３８により、２つの波長帯域に分光する。そして、撮像ユニット３０は、２つの撮像素子４２，４５で夫々検出する２つの光を光電変換処理して信号化処理する２つの撮像処理回路４３，４６を備えることにより、高解像度、及び高品質な色再現の観察画像を取得することができる構成となっている。【００３４】
なお、ユニット保持枠３６に保持された各構成要素は、充填剤などと共に、周囲が熱収縮チューブ４７に被覆されている。この熱収縮チューブ４７は、第２の支持枠３１の基端外周部分から通信ケーブルの先端外周部分までを一体的に被覆している。【００３５】
このように、透明カバー部材２２を保持して先端側が閉塞する第１の支持枠２０と第２の支持枠３１とが気密に嵌合しており、第２の支持枠３１の基端外周部から通信ケーブルの先端外周までを熱収縮チューブ４７により被覆しているため、撮像ユニット３０が先端部１１内において気密保持された状態となる。【００３６】
また、本実施の形態の内視鏡装置１は、先端部１１内に撮像ユニット３０で発生する熱を透明カバー部材２２へ伝熱する熱伝導手段である熱伝達部材５０（図５参照）が設けられている。  
詳述すると、熱伝達部材５０は、図５に示すように、先端側から順に、薄膜リング状の放熱手段である放熱部５１と、この放熱部５１の外周一部から所定の幅寸法を備えて後方へ延設される伝熱手段である伝熱部５２と、伝熱部５２の一側部から延出する吸熱手段の１つである第１の吸熱部５３と、伝熱部５２の他側部から延出する吸熱手段の１つである第２の吸熱部５４と、伝熱部５２の両側部から延出する吸熱手段の１つである第３の吸熱部５５と、を有したフレキシブル性を備えた薄いフィルム部材である。なお、各吸熱部５３〜５５には、熱伝達部材５０の長手方向に沿って、複数の折れ目が付けられている。【００３７】
この熱伝達部材５０は、所謂、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）と同様な構成を備えており、絶縁性を備えたフィルム状のベースフィルム上に金属箔（金属薄板）を形成した構造となっている。フィルム状の絶縁体としては、ポリイミド膜、またはフォトソルダーレジスト膜により形成され、コスト面を考慮した上で熱伝導率が良い銅などの金属箔として、フィルム上にプリント（メッキ）、またはフィルム上に金属箔（金属薄板）が貼り付けられている。なお、銅による金属箔は、放熱部５１、伝熱部５２、第１の吸熱部５３、第２の吸熱部５４、及び第３の吸熱部５５の形状に略合致し、各縁辺部分が各部５１〜５５夫々の縁辺部分から若干内側に位置する連続した金属パターンとなっている。【００３８】
具体的には、リング状の放熱部５１には、リング状の金属箔である放熱金属部６１が設けられている。この放熱金属部６１は、放熱部５１の先端面となる一面側で露出するように形成されている。【００３９】
伝熱部５２には、放熱金属部６１の外周一部から連続して延出する伝熱金属部６２が設けられている。この伝熱金属部６２は、伝熱部５２のフィルム膜に覆われるように形成されている。なお、伝熱金属部６２は、ポリイミド膜、またはフォトソルダーレジスト膜に加え、断熱性を向上させて、不必要な他の構成部品に熱が伝熱されないように、例えば、発砲性膜などの断熱膜で覆っても良い。また、この伝熱部５２は、ここでは１つとしたが、複数設けても良い。【００４０】
各吸熱部５３〜５５には、伝熱金属部６２の側部から連続して延出する第１〜第３の吸熱金属部６３〜６５が設けられている。これら各吸熱金属部６３〜６５は、熱吸収性を向上させるため、各吸熱部５３〜５５の一面側で露出するように設けられている。【００４１】
以上のように構成された熱伝達部材５０は、先端部１１内に配置される。
具体的には、熱伝達部材５０の放熱部５１は、透明カバー部材２２の背面（先端部１１内の表面）に、例えば、ＵＶ接着剤により貼着される（図２〜図４参照）。このとき、放熱部５１は、放熱金属部６１表面が透明カバー部材２２の背面に面接触するように貼着される。【００４２】
なお、放熱部５１は、透明カバー部材２２の外周形状に略合致、または若干小さい外周形状を備え、撮像ユニット３０の撮像視野に干渉しない開口寸法が設定されている。さらに、ここでは、放熱部５１を透明カバー部材２２に接着剤などにより貼着する構成としているが、これに限定することなく、第２の支持枠３１の先端面によって、放熱部５１を透明カバー部材２２の背面に押し付けて、放熱金属部６１表面が透明カバー部材２２と面接触するような構成としても良い。【００４３】
また、熱伝達部材５０の伝熱部５２の先端部分は、図４、及び図６に示すように、第１のレンズ保持枠３３に嵌合する第２の支持枠３１の先端側に配設されるリブ部分において、外周部より内方へ向かって切り欠き形成された凹部３１ａに挿通配置される。つまり、伝熱部５２は、第１の支持枠２０と第２の支持枠３１との嵌合位置において、各支持枠２０，３１の間に配置されている。そのため、第１の支持枠２０と第２の支持枠３１は、伝熱部５２の配置のために先端部１１の外径方向の寸法を増大させることを防止すると共に、基端部分の嵌合によって十分に気密保持された状態で連結することができる。【００４４】
さらに、伝熱部５２の中途部分は、図４、及び図７に示すように、外周部より内方へ向かって切り欠き形成された第２のレンズ保持枠３５の凹部３５ａに挿通配置される。つまり、第２の支持枠３１と第２のレンズ保持枠３５との嵌合位置においては、伝熱部５２が第２の支持枠３１と第２のレンズ保持枠３５との間に配置される。ここでも、伝熱部５２の配置のために先端部１１の外径方向の寸法を増大させることを防止し、第２のレンズ保持枠３５の基端外周が熱収縮チューブ４７に覆われるため、内部の気密性が保持されている。【００４５】
そして、伝熱部５２の後方側は、ユニット保持枠３６の外周に沿って配置される。ここでは、ユニット保持枠３６の周囲は、先端硬質部２３と嵌合しておらず、先端部１１の外径方向の寸法に影響のない箇所であって、さらに、ユニット保持枠３６が熱収縮チューブ４７に覆われるため、十分に気密性が保持されている。【００４６】
熱伝達部材５０の第１の吸熱部５３は、図４に示すように、第２の撮像素子４５が設けられた位置において、この第２の撮像素子４５周囲を覆うように配置される。また、第２の吸熱部５４は、第１の撮像素子４２が設けられた位置において、この第１の撮像素子４２周囲を覆うように配置される。さらに、第３の吸熱部５５は、２つの撮像処理回路４３，４６が設けられた位置において、これら撮像処理回路４３，４６周囲を一体的に覆うように配置される。【００４７】
これら各吸熱部５３〜５５の夫々は、撮像素子４２、４５、または撮像処理回路４３，４６の周囲を容易に覆うことができるように、上述した折り目が付けられている。また、各吸熱部５３〜５５は、夫々の吸熱金属部６３〜６５が露出する一面が各撮像素子４２、４５側、または各撮像処理回路４３，４６側となるように配置される。【００４８】
なお、各撮像素子４２、４５、及び各撮像処理回路４３，４６は、周囲が充填材に覆われており、この充填材を介して各吸熱部５３〜５５に覆われるため、露出する金属箔の吸熱金属部６３〜６５との絶縁性が保持された状態となる。また、各吸熱部５３〜５５は、各撮像素子４２、４５、または各撮像処理回路４３，４６の周囲を覆った後に、熱収縮チューブ４７によって覆われる。【００４９】
以上に説明したように、本実施の形態の内視鏡装置１は、先端部１１内に配設された熱伝達部材５０の各吸熱部５３〜５５が撮像ユニット３０の駆動時に発熱する各撮像素子４２、４５、及び各撮像処理回路４３，４６の周囲を覆うよう設けられている。【００５０】
そのため、図８に示すように、本実施の形態の発熱体（熱源）となる各撮像素子４２、４５、及び各撮像処理回路４３，４６の熱Ｈが各吸熱部５３〜５５の吸熱金属部６３〜６５に吸熱（伝熱）される。そして、これら吸熱金属部６３〜６５に伝熱された熱Ｈは、伝熱部５２の伝熱金属部６２に伝わり、先端側の放熱部５１の放熱金属部６１に伝熱される。この放熱部５１に伝熱された熱Ｈは、放熱金属部６１と面接触する透明カバー部材２２に放熱（熱放射）される。つまり、透明カバー部材２２は、背面外周縁辺近傍に配設された放熱部５１の放熱金属部６１の熱Ｈが伝わり、外周部から内方、つまり、撮影光軸Ｏが通過する中心に向かって加熱される。【００５１】
こうして、内視鏡装置１は、撮像ユニット３０の各撮像素子４２、４５、及び各撮像処理回路４３，４６の熱が熱伝達部材５０を介して透明カバー部材２２に伝熱され、透明カバー部材２２を加熱する構成となっている。【００５２】
ここで、医療用、特に腹腔鏡下外科手術に用いられる本実施の形態の内視鏡装置１のような硬性内視鏡では、手術室内の環境温度２０℃前後から環境温度４１℃前後で湿度１００％に近い腹腔内に挿入される。これら外気と腹腔内の温度差、及び湿度によって、内視鏡装置１の先端部１１に設けられる観察窓である透明カバー部材２２の外表面に結露による曇りが発生してしまう。【００５３】
しかしながら、本実施の形態の内視鏡装置１は、先端部１１内に熱伝達部材５０を設けることで、各撮像素子４２、４５、及び各撮像処理回路４３，４６の発熱を利用して、夫々で発生する熱Ｈを吸熱し、離れた位置に伝熱して、透明カバー部材２２に伝わった熱Ｈを放熱させる。こうして、内視鏡装置１は、先端部１１の前面（先端面）に露出するように配設された観察窓である透明カバー部材２２を加熱して、透明カバー部材２２の外表面に曇り、結露などの発生を防止することができる。【００５４】
これにより、ユーザである医師は、一度、腹腔内から内視鏡装置１の挿入部２を取り出して、透明カバー部材２２の外表面を拭き取る作業を行なわなくても良くなる。従って、本実施の形態の内視鏡装置１は、手技時間を増加させることなく、医師による作業の煩雑化を防止することができる。【００５５】
さらに、本実施の形態の内視鏡装置１は、高画素、及び高品質な色再現のため、２つの撮像素子４２、４５、及び２つの撮像処理回路４３，４６が先端部１１の狭いスペース内に配置されているため、特に、各撮像素子４２、４５、及び各撮像処理回路４３，４６の発熱によりそれら周囲が高温化してしまい、電子部品に有害となるノイズが発生してしまう。しかしながら、上述したように、本実施の形態の内視鏡装置１は、熱伝達部材５０によって、各撮像素子４２、４５、及び各撮像処理回路４３，４６の高温化を抑制することができるため、電子部品の温度上昇に応じて増加する、撮像画像の有害物となる電気的ノイズの発生も抑制することができる。【００５６】
また、本実施の形態の内視鏡装置１は、各撮像素子４２、４５、及び各撮像処理回路４３，４６の周囲は、熱伝達部材５０の各吸熱部５３〜５５の吸熱金属部６３〜６５に覆われた構成となっている。そのため、本実施の形態の内視鏡装置１は、電磁環境適合性（ＥＭＣ）対策としても有効な構成とすることができる。つまり、各撮像素子４２、４５、及び各撮像処理回路４３，４６は、外部に与える電磁妨害が防止されると共に、外部からの電磁波などから影響を受ける電磁感受性の耐性範囲内で駆動することができる。【００５７】
特に、各撮像素子４２、４５、及び各撮像処理回路４３，４６に設けられる半導体チップなどの電子部品は、技術が進んでおり、小型で微細な構成で、小電力で駆動できるようになっているが、その分、どうしても電磁耐性が低下している。しかし、本実施の形態の内視鏡装置１は、金属箔である各吸熱金属部６３〜６５が電磁シールドとなって、各撮像素子４２、４５、及び各撮像処理回路４３，４６に設けられた各種電子部品を覆っているため、これら電子部品が外部からの電磁波によって悪影響を受け難くすることができるという利点もある。【００５８】
なお、各撮像素子４２、４５、及び各撮像処理回路４３，４６の熱を観察窓である透明カバー部材２２に伝熱する熱伝達部材５０は、上述した構成に限定することなく、伝熱部５２をヒートパイプ、電熱用のケーブルなどの構成に変更しても良い。【００５９】
さらに、本実施の形態の内視鏡装置１は、外科医療用の硬性内視鏡を例に挙げて説明したが、勿論、これに限定されることなく、各種医療用、または工業用の内視鏡装置に適用可能な技術である。【００６０】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。  
図９は、本発明の第２の実施の形態に係り、図９は挿入部の先端部分の断面図である。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態で説明した構成部品については同一の符号を用いて詳細な説明を省略する。【００６１】
本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に観察窓である透明カバー部材２２の結露による曇りを防止する熱伝達部材５０を内部に備えた先端部１１内を略真空状態（超高真空状態）、または完全真空状態とした内視鏡装置１を例示する。【００６２】
先端部１１は、図９に示すように、先端硬質部２３の空間Ａが超高真空状態、または完全真空状態となっている。換言すると、先端硬質部２３内に配設される撮像ユニット３０、ライトガイドバンドル１８などの内蔵部周囲の空間Ａが超高真空状態、または完全真空状態となっている。【００６３】
先端硬質部２３は、内部を超高真空状態、または完全真空状態に保ち、撮像ユニット３０、ライトガイドバンドル１８などの内蔵部を後方側、つまり湾曲部１２側へ機械的、電気的などの接続するために、基端部がハーメチックコネクタ７１によって気密封止されている。【００６４】
このハーメチックコネクタ７１は、金属性の外装内部がガラス封着されて完全に気密保持され、ライトガイドバンドル１８の光伝送路を機械的に接続するためのライトガイドコネクタ端子７２、撮像ユニット３０を電気的に接続するための電気接続端子７３などが基端面に配設されている。【００６５】
以上の説明から、本実施の形態の内視鏡装置１は、先端部１１内が超高真空状態、または完全真空状態となっているため、撮像ユニット３０で発生する熱が先端部１１の外周方向へ伝わり難い断熱構造となり、撮像ユニット３０の周囲が略断熱された構成となっている。【００６６】
このように構成された内視鏡装置１は、先端部１１内の撮像ユニット３０に配設された発熱体（熱源）となる各撮像素子４２、４５、及び各撮像処理回路４３，４６で発生した熱Ｈが撮像ユニット３０の周方向の雰囲気空間（先端硬質部２３の空間Ａ）の断熱性によって、主に熱伝達部材５０を介して、撮像ユニット３０の先端側へ伝熱される。なお、上記発生した熱Ｈは、勿論、各保持枠３３，３５，３６、各支持枠２０，２１に伝熱されものである。【００６７】
つまり、内視鏡装置１は、撮像ユニット３０の各撮像素子４２、４５、及び各撮像処理回路４３，４６で発生した熱Ｈが効率よく、熱伝達部材５０の各吸熱部５３〜５５の吸熱金属部６３〜６５から吸熱される構造となる。そして、これら吸熱金属部６３〜６５に伝熱された熱Ｈは、図８を用いて説明した第１の実施の形態と同様に、伝熱部５２の伝熱金属部６２に伝わり、先端側の放熱部５１の放熱金属部６１に伝熱される。【００６８】
そして、この放熱部５１に伝熱された熱Ｈは、第１の実施の形態と同様に、放熱金属部６１と面接触する透明カバー部材２２に放熱（熱放射）され、透明カバー部材２２が加熱される。これにより、本実施の形態の内視鏡装置１は、第１の実施の形態と同様に透明カバー部材２２の外表面に曇り、結露などの発生を防止することができる。【００６９】
この作用効果に加えて、本実施の形態の内視鏡装置１は、医療用の場合、先端部１１に内蔵される電子機器である撮像ユニット３０、照明光伝送部品であるライトガイドバンドル１８などの各種接続において、先端硬質部２３と気密封止するハーメチックコネクタ７１が用いられているため、オートクレーブ（高温高圧滅菌処理）の耐性が向上する。【００７０】
さらに、先端部１１の撮像ユニット３０、ライトガイドバンドル１８などの内蔵物は、ハーメチックコネクタ７１によって一体化するユニット構成となっている。そのため、本実施の形態の内視鏡装置１は、先端硬質部２３からハーメチックコネクタ７１を取り外すことで、ユニット化された先端部１１の内蔵物の交換、故障修理などの各種メンテナンス性が向上し、メンテナンスコストを削減することができるという利点もある。【００７１】
なお、以上に記載した発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得るものである。【００７２】
例えば、各実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする不具合に対して、述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得るものである。【００７３】
本出願は、２００９年７月２３日に日本国に出願された特願２００９−１７２４２０号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の内容は、本願明細書、請求の範囲、および図面に引用されたものである。
【図１】
2011010499.tif 000003
【図２】
2011010499.tif 000004
【図３】
2011010499.tif 000005
【図４】
2011010499.tif 000006
【図５】
2011010499.tif 000007
【図６】
2011010499.tif 000008
【図７】
2011010499.tif 000009
【図８】
2011010499.tif 000010
【図９】
2011010499.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成22年10月5日(2010.10.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の一態様による内視鏡装置は、体内に挿入される挿入部と、前記挿入部の先端外表面に露出して配置される光学部材と、前記光学部材から入射した光を集光する対物光学系と、前記対物光学系により集光された光を光電変換する電子撮像回路と、前記電子撮像回路の近傍に配置され、前記電子撮像回路の発熱を吸熱する吸熱部と、前記光学部材側へ延設され、前記吸熱部の熱を伝達する伝熱部と、前記光学部材の近傍に配置され、前記熱伝達部により伝達された熱を前記光学部材へ放熱する放熱部と、絶縁性を備えた可撓性フィルム部材に金属箔をパターン形成して前記吸熱部、前記伝熱部、及び前記放熱部の夫々を有する熱伝達部材と、を備えることを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体内に挿入される挿入部と、
前記挿入部の先端外表面に露出して配置される光学部材と、
前記光学部材から入射した光を集光する対物光学系と、
前記対物光学系により集光された光を光電変換する電子撮像回路と、
前記電子撮像回路の近傍に配置され、前記電子撮像回路の発熱を吸熱する吸熱部と、
前記光学部材側へ延設され、前記吸熱部の熱を伝達する伝熱部と、
前記光学部材の近傍に配置され、前記熱伝達部により伝達された熱を前記光学部材へ放熱する放熱部と、
絶縁性を備えた可撓性フィルム部材に金属箔をパターン形成して前記吸熱部、前記伝熱部、及び前記放熱部の夫々を有する熱伝達部材と、
を具備することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記光学部材を保持する第１の支持枠と、
先端一部が前記第１の支持枠と嵌合し、前記対物光学系、前記電子撮像回路などを有する撮像ユニットを保持する第２の支持枠と、
前記第２の支持枠の前記先端一部よりも基端部分と嵌合し、前記前記対物光学系を保持する光学系保持枠と、
を備え、
前記熱伝達部が前記第１の支持枠と前記第２の支持枠の間、及び前記第２の支持枠と前記光学系保持枠の間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記第２の支持枠、及び前記光学系保持枠には、前記熱伝達部を挿通配置可能な凹部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記放熱部は、前記光学部材の一面に前記金属箔が面接触し、前記電子撮像回路に入射される前記対物光学系で集光された光の光束外となる前記光学部材の外縁に沿って配設されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記可撓性フィルムの前記伝熱部となる前記金属箔周りの部分を断熱形成したことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項６】
前記吸熱部は、前記電子撮像回路と対向配置される一面の前記金属箔が露出していることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項７】
前記電子撮像回路は、複数の固体撮像素子と、該複数の固体撮像素子で検出した光を夫々光電変換処理する複数の撮像処理回路を備えていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項８】
前記複数の固体撮像素子の周囲を個別に覆い、前記複数の撮像処理回路の周囲を一体的に覆うことで、前記複数の固体撮像素子、及び前記複数の撮像処理回路で発生する熱を吸熱する複数の前記吸熱部を備えたことを特徴とする請求項７に記載の内視鏡装置。
【手続補正書】
【提出日】平成23年1月14日(2011.1.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の第１の内視鏡装置は、体内に挿入される挿入部と、前記挿入部の先端外表面に露出して配置される光学部材と、前記光学部材から入射した光を集光する対物光学系と、前記対物光学系により集光された光を光電変換する電子撮像回路と、前記挿入部に設けられ、絶縁性を有する可撓性部材により形成された可撓性フィルム部材と、前記可撓性フィルム部材の一端に設けられ、前記電子撮像回路の近傍に配置された、前記電子撮像回路の発熱を吸熱する吸熱部と、前記可撓性フィルム部材の他端に設けられ、前記光学部材の近傍に配置され、伝達された熱を前記光学部材へ放熱する放熱部と、前記可撓性フィルム部材において、前記吸熱部と放熱部とを連結するように設けられ、前記吸熱部と前記放熱部とを熱伝達可能に接続する金属パターンを有した伝熱部と、を備えることを特徴としている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体内に挿入される挿入部と、
前記挿入部の先端外表面に露出して配置される光学部材と、
前記光学部材から入射した光を集光する対物光学系と、
前記対物光学系により集光された光を光電変換する電子撮像回路と、
前記挿入部に設けられ、絶縁性を有する可撓性部材により形成された可撓性フィルム部材と、
前記可撓性フィルム部材の一端に設けられ、前記電子撮像回路の近傍に配置された、前記電子撮像回路の発熱を吸熱する吸熱部と、
前記可撓性フィルム部材の他端に設けられ、前記光学部材の近傍に配置され、伝達された熱を前記光学部材へ放熱する放熱部と、
前記可撓性フィルム部材において、前記吸熱部と放熱部とを連結するように設けられ、前記吸熱部と前記放熱部とを熱伝達可能に接続する金属パターンを有した伝熱部と、
を具備することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記光学部材を保持する第１の支持枠と、
先端一部が前記第１の支持枠と嵌合し、前記対物光学系、前記電子撮像回路などを有する撮像ユニットを保持する第２の支持枠と、
前記第２の支持枠の前記先端一部よりも基端部分と嵌合し、前記前記対物光学系を保持する光学系保持枠と、
を備え、
前記可撓性フィルム部材が前記第１の支持枠と前記第２の支持枠の間、及び前記第２の支持枠と前記光学系保持枠の間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記第２の支持枠、及び前記光学系保持枠には、前記可撓性フィルム部材を挿通配置可能な凹部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記放熱部は、前記光学部材の一面に前記金属パターンが面接触し、前記電子撮像回路に入射される前記対物光学系で集光された光の光束外となる前記光学部材の外縁に沿って配設されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記可撓性フィルム部材の前記伝熱部となる前記金属パターン周りの部分を断熱形成したことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項６】
前記吸熱部は、前記電子撮像回路と対向配置される一面の前記金属パターンが露出していることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項７】
前記電子撮像回路は、複数の固体撮像素子と、該複数の固体撮像素子で検出した光を夫々光電変換処理する複数の撮像処理回路を備えていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項８】
前記複数の固体撮像素子の周囲を個別に覆い、前記複数の撮像処理回路の周囲を一体的に覆うことで、前記複数の固体撮像素子、及び前記複数の撮像処理回路で発生する熱を吸熱する複数の前記吸熱部を備えたことを特徴とする請求項７に記載の内視鏡装置。
【手続補正書】
【提出日】平成23年4月19日(2011.4.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の一態様の内視鏡装置は、体内に挿入される挿入部と、前記挿入部の先端外表面に露出して配置される光学部材と、前記光学部材から入射した光を集光する対物光学系と、前記対物光学系により集光された光を光電変換する電子撮像回路と、前記挿入部に設けられ、絶縁性を有する可撓性部材により形成された可撓性フィルム部材と、前記可撓性フィルム部材の一端部分を構成し、前記電子撮像回路の近傍に配置され、前記電子撮像回路の発熱を吸熱する第１の金属パターンが形成された吸熱部と、前記可撓性フィルム部材の他端部分を構成し、前記電子撮像回路に入射される撮像光に干渉しないように前記光学部材の前記露出する面とは反対側の背面に面接触して貼着され、前記吸熱部から伝達された熱を前記光学部材に放熱する第２の金属パターンが形成された放熱部と、前記可撓性フィルム部材において、前記吸熱部と放熱部とを連結するように設けられ、前記吸熱部の前記第１の金属パターンと前記放熱部の前記第２の金属パターンとを熱伝達可能に接続する第３の金属パターンが形成された伝熱部と、を具備することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
以上のように、本実施の形態の撮像ユニット３０は、入射された可視光を２つのプリズム３７，３８により、２つの波長帯域に分光する。そして、撮像ユニット３０は、２つの撮像素子４２，４５で夫々検出する２つの光を光電変換し、この光電変換された撮像信号を処理する２つの撮像処理回路４３，４６を備えることにより、高解像度、及び高品質な色再現の観察画像を取得することができる構成となっている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体内に挿入される挿入部と、
前記挿入部の先端外表面に露出して配置される観察窓である光学部材と、
前記光学部材から入射した光を集光する対物光学系と、
前記対物光学系により集光された撮像光を光電変換する電子撮像回路と、
前記挿入部に設けられ、絶縁性を有する可撓性部材により形成された可撓性フィルム部材と、
前記可撓性フィルム部材の一端部分を構成し、前記電子撮像回路の近傍に配置され、前記電子撮像回路の発熱を吸熱する第１の金属パターンが形成された吸熱部と、
前記可撓性フィルム部材の他端部分を構成し、前記対物光学系により集光されて前記電子撮像回路に入射される前記撮像光に干渉しない前記光学部材の前記露出する面とは反対側の背面の位置に面接触して貼着され、前記吸熱部から伝達された熱を前記光学部材に放熱する第２の金属パターンが形成された放熱部と、
前記可撓性フィルム部材において、前記吸熱部と放熱部とを連結するように設けられ、前記吸熱部の前記第１の金属パターンと前記放熱部の前記第２の金属パターンとを熱伝達可能に接続する第３の金属パターンが形成された伝熱部と、
を具備することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記光学部材を保持する第１の支持枠と、
先端一部が前記第１の支持枠と嵌合し、前記対物光学系、前記電子撮像回路などを有する撮像ユニットを保持する第２の支持枠と、
前記第２の支持枠の前記先端一部よりも基端部分と嵌合し、前記対物光学系を保持する光学系保持枠と、
を備え、
前記可撓性フィルム部材が前記第１の支持枠と前記第２の支持枠の間、及び前記第２の支持枠と前記光学系保持枠の間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記第２の支持枠、及び前記光学系保持枠には、前記可撓性フィルム部材を挿通配置可能な凹部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記放熱部は、前記撮像光に干渉しない開口を有するリング状に形成され、前記光学部材の縁に面接触して貼着されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記電子撮像回路は、入射された前記撮影光の光電変換を行なう複数の固体撮像素子と、該複数の固体撮像素子によって光電変換された撮像信号を処理する複数の撮像処理回路を備え、
前記複数の固体撮像素子の周囲を個別に覆い、前記複数の撮像処理回路の周囲を一体的に覆うことで、前記複数の固体撮像素子、及び前記複数の撮像処理回路で発生する熱を吸熱する複数の前記吸熱部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【国際調査報告】
2011010499.tif 000012
2011010499.tif 000013
2011010499.tif 000014