(57)【要約】【課題】簡単な放熱構造でありながら挿入部が細径の場合においても十分な放熱効果が得られる電子内視鏡挿入部の放熱構造を提供する。【解決手段】挿入部１２内部管路２３内に配設した、内部に撮像素子３１が位置し、かつ前後両端が開口する金属からなる筒状のシールド枠２５と、シールド枠内に充填した、該シールド枠と撮像素子とを固定するシリコン剤Ｓと、撮像素子から後方に延びる複数の信号線３４を束ねる可撓性材料からなる筒状被覆材３８と、前端部がシリコン剤の内部に埋設した、筒状被覆材の外周面に巻き付けた金属製のコイル４０と、備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
挿入部の先端部に設けた対物レンズ群を透過した観察像を撮像する、該挿入部の内部管路に設けた撮像素子と、
上記内部管路内に配設した、内部に上記撮像素子が位置し、かつ前後両端が開口する金属からなる筒状のシールド枠と、
該シールド枠内に充填した、該シールド枠と上記撮像素子とを固定するシリコン剤と、
該撮像素子から上記シールド枠の後端開口を通って後方に延びる複数の信号線を束ねる可撓性材料からなる筒状被覆材と、
前端部が上記シリコン剤の内部に埋設した、上記筒状被覆材の外周面に巻き付けた金属製のコイルと、
備えることを特徴とする電子内視鏡挿入部の放熱構造。
【請求項２】
請求項１記載の電子内視鏡挿入部の放熱構造において、
上記筒状被覆材の内周面に固定した、前端部が該筒状被覆材から前方に延びて上記シールド枠に接触する金属製のシールド部材を有し、
上記コイルの前端部を上記シールド部材の上記前端部に接触させた電子内視鏡挿入部の放熱構造。
【請求項３】
請求項１または２記載の電子内視鏡挿入部の放熱構造において、
上記シリコン剤の内部に、上記コイルの前端部に接触する金属部材を埋設し、
該金属部材に上記コイルの前端部を接触させた電子内視鏡挿入部の放熱構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子内視鏡挿入部の放熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子内視鏡は一般的に、挿入部の先端部内に形成した内部管路内に筒状のシールド枠を設け、シールド枠の内部に撮像素子を配設し、シールド枠内に充填した放熱性シリコン剤（接着剤）によりシールド枠と撮像素子とを固定している。このように挿入部の先端部内にシリコン剤を充填すると、撮像素子とシールド枠の耐久性や強度が向上するだけでなく、撮像素子で発生した熱が放熱性シリコン剤に伝わり、放熱性シリコン剤を介して撮像素子から離れた部位に排熱される。そのため、撮像素子から発生した排熱が挿入部内において撮像素子の周囲に蓄積することはなく、撮像素子は良好な画像を撮像できる。
しかし撮像素子を長時間駆動し続けた場合や、排熱量が大きい撮像素子を採用した場合には、このような放熱構造では撮像素子の排熱を十分に放熱できない。
そこで特許文献１の電子内視鏡は、上記シールド枠の外周面に熱収縮チューブを被せて、熱収縮チューブと上記内部管路の内面と間の隙間に両者を固定する放熱性シリコン剤（接着剤）を充填している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３２７６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、内視鏡の挿入部は細径化する傾向にあり、シールド枠（熱収縮チューブ）と挿入部の内部管路の間に大きな隙間を確保するのが難しくなっている。そのため、特許文献１のような放熱構造ではシールド枠（熱収縮チューブ）と内部管路の間に大量の放熱性シリコン剤を充填するのが難しく、そのため十分な放熱効果を得にくい。
【０００５】
本発明は、簡単な放熱構造でありながら挿入部が細径の場合においても十分な放熱効果が得られる電子内視鏡挿入部の放熱構造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】
【０００６】
本発明の電子内視鏡挿入部の放熱構造は、挿入部の先端部に設けた対物レンズ群を透過した観察像を撮像する、該挿入部の内部管路に設けた撮像素子と、上記内部管路内に配設した、内部に上記撮像素子が位置し、かつ前後両端が開口する金属からなる筒状のシールド枠と、該シールド枠内に充填した、該シールド枠と上記撮像素子とを固定するシリコン剤と、該撮像素子から上記シールド枠の後端開口を通って後方に延びる複数の信号線を束ねる可撓性材料からなる筒状被覆材と、前端部が上記シリコン剤の内部に埋設した、上記筒状被覆材の外周面に巻き付けた金属製のコイルと、備えることを特徴としている。
【０００７】
上記筒状被覆材の内周面に固定した、前端部が該筒状被覆材から前方に延びて上記シールド枠に接触する金属製のシールド部材を有し、上記コイルの前端部を上記シールド部材の上記前端部に接触させてもよい。
【０００８】
上記シリコン剤の内部に、上記コイルの前端部に接触する金属部材を埋設し、該金属部材に上記コイルの前端部を接触させてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、撮像素子の一部の排熱はシリコン剤から放熱され、さらに別の排熱は、シリコン剤及びシールド枠を介してコイルに伝わり、該コイルから放熱される。そのため、簡単な放熱構造でありながら、撮像素子の排熱を撮像素子から離れた場所に効率よく放熱できる。
さらに、コイルは挿入部の内部管路とシールド枠の隙間に挿入するものではないので、挿入部が細径の場合でも本発明は適用可能である。
【００１０】
請求項２のように構成すれば、シールド枠に伝わった撮像素子の排熱を、シールド部材の前端部を介してコイルに伝達できるので、放熱効果がさらに向上する。
【００１１】
請求項３のように構成すれば、シリコン剤から金属部材に伝わった撮像素子の排熱が、金属部材からコイルに伝わるので、放熱効果がさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態の内視鏡の全体図である。
【図２】挿入部の先端部の拡大縦断側面図である。
【図３】図２のIII−III矢線に沿う断面図である。
【図４】変形例の図２と同様の拡大縦断側面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ矢線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図１から図３を参照しながら本発明の一実施形態を説明する。なお、以下の説明中の前後方向は、電子内視鏡１０の挿入部１２の先端側を「前方」、コネクタ部１４側を「後方」と定義している。
電子内視鏡１０は、操作部１１と、操作部１１から前方に延びる挿入部１２と、操作部１１から挿入部１２と反対側に延びるユニバーサルチューブ１３と、ユニバーサルチューブ１３の後端に固定した、図示を省略したプロセッサ（光源装置兼画像処理装置）に接続するコネクタ部１４と、を備えている。挿入部１２の先端部を除く部分は柔軟であり、先端部に連なる部分は操作部１１に設けた湾曲操作レバー１５の回転操作に応じて湾曲する湾曲部１６となっている。挿入部１２の先端部は硬質材料からなり変形不能な先端硬質部１７により構成してある。さらに、挿入部１２の外周面全体には柔軟な可撓性材料からなる円筒形状の表皮材１８が被せてある。
【００１４】
先端硬質部１７には、先端硬質部１７を前後方向に貫通する複数の貫通路が形成してある。
図２に示す貫通路２０は処置具挿通路であり、貫通路２０には操作部１１の前端部に突設した処置具挿通用突部１９から挿入部１２の内部空間を通って前方に延びる可撓性を有する処置具挿通管２１の前端が接続している。また、図示を省略した別の複数の貫通路の前端部には照明レンズ、送気用ノズル、送水用ノズルが設けてある。
図２に示す貫通路２３（内部管路）の前端部には観察窓Ｌ１ａが嵌合固定してある。貫通路２３の前部の断面形状は円形で、後部の断面形状は略方形である。さらに、貫通路２３内には観察窓Ｌ１ａの後方に位置する２つのレンズＬ１ｂ、Ｌ１ｃ、Ｌ１ｄが固定してあり、観察窓Ｌ１ａ、レンズＬ１ｂ、Ｌ１ｃ、Ｌ１ｄによって対物レンズ群を構成している。
さらに貫通路２３内のレンズＬ１ｄの直後に位置する部分（貫通路２３の後部）には、前後方向に延びかつ熱伝導性が良好な金属からなるシールド枠２５が配設してある。シールド枠２５は多数の金属線材（例えば真鍮）を編み込んで成形した断面略方形の筒状部材であり、前後両端は共に開口している。シールド枠２５の外周面には前後両端が開口する樹脂製の絶縁枠２７が固定（後述するシリコン剤Ｓにより接着）してあり、絶縁枠２７が貫通路２３の内面に固定してある。
シールド枠２５の内部空間には撮像素子ユニット３０が配設してある。撮像素子ユニット３０は、撮像素子３１と、撮像素子３１から後方に離間した状態で撮像素子３１と電気的に接続する撮像素子駆動用回路基板３２と、撮像素子３１と撮像素子駆動用回路基板３２の間に位置して撮像素子３１と撮像素子駆動用回路基板３２の相対位置を固定するスペーサ３３と、撮像素子駆動用回路基板３２から後方に向かって延びる多数の信号線３４と、を具備している。
各信号線３４はシールド枠２５及び絶縁枠２７の後端開口を通って挿入部１２の内部を後方に向かって延びており、その後端部は操作部１１及びユニバーサルチューブ１３の内部を通ってコネクタ部１４の内部にまで達している。さらに、各信号線３４の前端部と後端部（コネクタ部１４内に位置する部分）を除く部分は互いに束ねてあり、その周囲には可撓性を有しかつ熱伝導性が良好な金属（例えば、銅やアルミニウムなど）からなる円筒形状のシールド部材３６が被せてあり、さらにシールド部材３６の周囲にはゴムの可撓性材料からなる円筒部材である筒状被覆材３８が被せてある。図２に示すように筒状被覆材３８の前端部はシールド枠２５の内部に位置しており、シールド部材３６の前端部３７は撚った状態で筒状被覆材３８の前方に突出しかつシールド枠２５の内面に接続している。
さらに、筒状被覆材３８の外周面の前部には、隣り合う巻き線同士が互いに接触したコイル４０が巻き付けてある。コイル４０は熱伝導性が良好（シリコン剤Ｓよりも良好）な金属（例えば銅）からなるものである。コイル４０の後端は挿入部１２の中間部に位置しており（図１参照）、前端はシールド部材３６の前端部３７に接触している。
そして、シールド枠２５の内部空間には熱伝導性（放熱性）が良好なシリコン剤Ｓが充填してある。シリコン剤Ｓの充填範囲は、撮像素子３１の後部（撮像面より後方に位置する部分）とコイル４０（筒状被覆材３８）の前端部の間の範囲である。シリコン剤Ｓは、撮像素子ユニット３０、シールド部材３６（前端部３７）、筒状被覆材３８、及びコイル４０をシールド枠２５に対して固定（接着）し、シールド枠２５の内部に位置する信号線３４を保護すると共に、撮像素子３１及び撮像素子駆動用回路基板３２をシールド枠２５に対して絶縁している。さらに、シリコン剤２５の一部はシールド枠２５の網目から周囲にはみ出し、シールド枠２５と絶縁枠２７を互いに接着している。
【００１５】
続いて、電子内視鏡１０の動作について説明する。
挿入部１２を患者の体腔内に挿入し、上記照明レンズから出た照明光を観察対象（例えば、患者の患部）に照射した状態で、観察窓Ｌ１ａ、レンズＬ１ｂ、Ｌ１ｃ、Ｌ１ｄを介して得られた観察像を撮像素子３１で撮像すると、撮像素子３１によって電気信号に変換された画像データが撮像素子駆動用回路基板３２及び信号線３４を介して上記プロセッサに内蔵した画像処理装置に送られ、この画像処理装置によって画像処理される。そして、処理された画像が、プロセッサに接続したテレビモニタ（図示略）に表示される。
撮像素子ユニット３０が撮像を行うと、撮像素子３１、撮像素子駆動用回路基板３２、及び信号線３４から熱が発生するが、シリコン剤Ｓが熱伝導性を有するため、これらの熱の一部はシリコン剤Ｓの後端から挿入部１２の内部空間に放熱される。
さらに、シリコン剤Ｓに伝わった熱の一部がシリコン剤Ｓの内部に埋設されたコイル４０の前端部に伝わると共に、シリコン剤Ｓからシールド枠２５に伝わった熱が、シールド部材３６の前端部３７を介してコイル４０の前端部に伝わる。そして、これらの熱はコイル４０の前端部から後部に移動して、コイル４０の後部から挿入部１２の内部空間に放熱される。
このように本実施形態の電子内視鏡１０では、筒状被覆材３８にコイル４０を巻き付けるという簡単な放熱構造でありながら、撮像素子ユニット３０の排熱が撮像素子ユニット３０から後方に離れた挿入部１２の内部空間に効率良く放熱されるので、撮像素子ユニット３０の周囲（シールド枠２５の内部空間）に熱が蓄積しない。そのため、撮像素子３１の発熱量が大きい場合や撮像素子３１を長時間駆動し続けた場合であっても、撮像素子３１は良好な画像を撮像し続けることが可能である。
また、コイル４０は挿入部１２の貫通路２３とシールド枠２５の隙間に挿入するものではないので、挿入部１２が細径の場合でも本発明は適用可能である。
さらに、柔らかい筒状被覆材３８の表面を筒状被覆材３８より硬質のコイル４０で覆っているので、コイル４０によって筒状被覆材３８の表面を保護できる。
なお、コイル４０による放熱機能を高めるためにはコイル４０の全長を長くすればよいが、コイル４０は湾曲（変形）可能なので、このようにコイル４０を長くしても湾曲部１６（及び挿入部１２）の湾曲動作が不円滑になることはない。
また、コイル４０は先端硬質部１７の全長に影響を与えないので、コイル４０を長くした場合であっても先端硬質部１７が長くなることはない。
【００１６】
以上、上記実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は様々な変更を施しながら実施可能である。
例えば、図４及び図５に示すように、シールド枠２５の内部空間の後端部に一対の熱伝導性が良好な金属部材（例えば、銅やアルミニウムなど）４５を配置し、一対の金属部材４５でシールド部材３６の前端部３７とコイル４０の前端部を挟み込み（接触させ）、その上でシールド枠２５内に撮像素子３１の後部（撮像面より後方に位置する部分）とコイル４０（筒状被覆材３８）の前端部の間の範囲に掛けてシリコン剤Ｓを充填し、シリコン剤Ｓにより撮像素子ユニット３０、シールド部材３６（前端部３７）、筒状被覆材３８、コイル４０、及び金属部材４５をシールド枠２５に対して固定してもよい。
金属部材４５はシリコン剤Ｓよりも熱伝導性に優れるため、撮像素子３１、撮像素子駆動用回路基板３２、及び信号線３４からシリコン剤Ｓに伝わった熱は金属部材４５の後端部から効率よくシールド枠２５の後方へ排熱される。さらに、シリコン剤Ｓの熱が金属部材４５を介してコイル４０に効率よく伝わり、かつ、シールド枠２５から前端部３７に伝わった熱が金属部材４５を介してコイル４０に効率よく伝わる。従って、上記実施形態に比べてより良好な放熱効果が得られる。
【００１７】
なお、図４及び図５の変形例において、シールド部材３６の前端部３７をシールド枠２５から離間させてもよい。
また、図示は省略してあるがコイル４０の表面全体に電気絶縁性のコーティングを施し、コイル４０の電気的なリークトラブルを防止しても良い。
【符号の説明】
【００１８】
１０    電子内視鏡
１１    操作部
１２    挿入部
１３    ユニバーサルチューブ
１４    コネクタ部
１５    湾曲操作レバー
１６    湾曲部
１７    先端硬質部
１８    表皮材
１９    処置具挿通用突部
２０    貫通路
２１    処置具挿通管
２３    貫通路（内部管路）
２５    シールド枠
２７    絶縁枠
３０    撮像素子ユニット
３１    撮像素子
３２    撮像素子駆動用回路基板
３３    スペーサ
３４    信号線
３６    シールド部材
３７    シールド部材の前端部
３８    筒状被覆材
４０    コイル
４５    金属部材
Ｌ１ａ  観察窓（対物レンズ群）
Ｌ１ｂ  Ｌ１ｃ  Ｌ１ｄ  レンズ（対物レンズ群）
Ｓ      シリコン剤
【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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