(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学部材をレンズ枠に固設して構成される対物光学ユニットと、前記レンズ枠に固設される素子枠、この素子枠に固設され、前記対物光学ユニットを通過した光学像が結像する受光面を備える撮像素子、前記撮像素子に電気的に接続され、電子部品を実装した回路基板、前記回路基板に接続される信号線を有する信号ケーブル、及びこれら撮像素子、回路基板、信号ケーブルの一部を覆い包む撮像装置外装枠で構成される撮像ユニットとを備え、
前記撮像ユニットは、前記撮像素子から発生する熱、又は前記回路基板に実装された電子部品から発生する熱が伝達され、その伝達された熱を外部に放出する熱伝達性の高い導熱性部材で形成された放熱部材が有する放熱用貫通孔と、当該放熱用貫通孔に連通するように前記撮像装置外装枠に形成された貫通孔とで構成されるユニット貫通孔とを具備する撮像装置において、
前記放熱部材は、前記撮像ユニット内に設置される前記回路基板の撮像装置長手軸に対する配置角度を設定する基板角度設定部を兼ねることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記ユニット貫通孔は、送気用、或いは送水用のチャンネルを構成するチャンネル用貫通孔であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記放熱部材は、管状部材であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記放熱部材は、前記撮像装置外装枠に形成される貫通孔を介して突出されることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を実装した回路基板が接続された固体撮像素子を備える撮像装置に係り、特に、電子内視鏡の先端部に配置される撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、細長な挿入部を体腔内に挿入し、挿入部の先端部に設けられた固体撮像素子を備える撮像装置を用いて体腔内臓器等をモニタ画面上に表示して、検査、あるいは診断を行える電子内視鏡が広く用いられている。撮像装置内に設けられている固体撮像素子は、所定の温度以上に加熱されることによって電気的な特性が劣化することが知られている。
【０００３】
近年、医療分野で使用される電子内視鏡では、患者に与える苦痛をできるだけ軽減することを目的に、挿入部の細径化が図られている。そして、挿入部の細径化に伴い、撮像装置も小型化されていることにより、撮像装置の表面積減少による放熱低下から固体撮像素子の電気的な特性が劣化するおそれがある。また、撮像装置の高画素化に伴い、高周波駆動による電子部品の発熱の影響により固体撮像素子の特性が劣化するおそれがあるため固体撮像素子の温度上昇を防止しなければならない。
【０００４】
例えば、特許文献１には発熱による半導体装置の変形を防止して高い光学性能を得る半導体装置が示されている。この半導体装置では、光学機能素子が固定される放熱板に、この放熱板の光学機能素子を固定した素子固定面に対し垂直で、長手方向に伸びる突起を形成することによって、光学機能素子の位置や姿勢の変動を少なくして光学的な機能を安定して確保できるようにしている。また、光学機能素子を固定する放熱板に穴を設けて、放熱板の表面積を広くし、光学機能素子から発生した熱を大気に放出するようにしている。
【特許文献１】特開２００６-８６９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、挿入部の細径化等のために小型化を図った撮像装置で固体撮像素子がユニット化されているため、特許文献１の半導体装置のように、表面積を広くする穴を設けた放熱板に固体撮像素子を固定しても、固体撮像素子の熱が直接、大気に放出されず、ユニット内にこもって固体撮像素子の温度が上昇するおそれがある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、撮像素子から発生する熱及び電子部品から発生する熱を放出して、固体撮像素子の温度上昇を抑制する、小型化に適した撮像装置を提供することを目的にしている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の撮像装置は、光学部材をレンズ枠に固設して構成される対物光学ユニットと、前記レンズ枠に固設される素子枠、この素子枠に固設され、前記対物光学ユニットを通過した光学像が結像する受光面を備える撮像素子、前記撮像素子に電気的に接続され、電子部品を実装した回路基板、前記回路基板に接続される信号線を有する信号ケーブル、及びこれら撮像素子、回路基板、信号ケーブルの一部を覆い包む撮像装置外装枠で構成される撮像ユニットとを備え、前記撮像ユニットは、前記撮像素子から発生する熱、又は前記回路基板に実装された電子部品から発生する熱が伝達され、その伝達された熱を外部に放出する熱伝達性の高い導熱性部材で形成された放熱部材が有する放熱用貫通孔と、当該放熱用貫通孔に連通するように前記撮像装置外装枠に形成された貫通孔とで構成されるユニット貫通孔とを具備する撮像装置であって、前記放熱部材は、前記撮像ユニット内に設置される前記回路基板の撮像装置長手軸に対する配置角度を設定する基板角度設定部を兼ねている。
【０００８】
この構成によれば、撮像素子から発生した熱、及び電子部品から発生した熱は、放熱部材に伝達される。放熱部材に伝達された熱は、放熱部材が有する放熱用貫通孔と撮像装置外装枠に形成された貫通孔とで構成されたユニット貫通孔から撮像ユニットの外部に放出される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、撮像素子から発生する熱及び電子部品から発生する熱を放出して、固体撮像素子の温度上昇を抑制する、小型化に適した撮像装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
図１乃至図６は本発明の一実施形態に係り、図１は撮像装置を備える電子内視鏡を説明する斜視図、図２は内視鏡の挿入部の先端部側の構成を説明するための断面図、図３は対物光学ユニット及び放熱部材を設けた撮像ユニットを備える撮像装置の構成を説明する断面図、図４は図３のＡ矢視図であって、撮像ユニットに設けたユニット貫通孔の作用を説明する図、図５は放熱部材の他の構成例を説明する図、図６は放熱部材の別の構成例を説明する図である。
【００１２】
図１に示すように電子内視鏡（以下、内視鏡と略記する）１は、体腔内に挿入される挿入部２と、挿入部２の基端側に設けられた操作部３と、操作部３から延出するユニバーサルコード４とを備えて構成されている。ユニバーサルコード４の基端部には図示しない内視鏡コネクタが設けられている。
【００１３】
挿入部２は、先端側から順に、硬質な先端部２ａ、例えば上下左右方向に湾曲自在な湾曲部２ｂ、及び可撓性を有する長尺な可撓管部２ｃを連設して構成されている。
【００１４】
操作部３は把持部を兼ね、その操作部３には湾曲部２ｂを上下方向に湾曲させる上下用湾曲ノブ３ａ及び左右方向に湾曲させる左右用湾曲ノブ３ｂ、送気送水ボタン３ｃ、吸引ボタン３ｄ、及び先端部２ａに内蔵された後述する撮像装置等の駆動制御等を指示する複数のリモートボタン３ｅ等が設けられている。
【００１５】
また、操作部３には、後述する処置具チャンネル（図２の符号１２参照）の基端部を構成する、処置具挿通口３ｆが設けられている。把持鉗子等の図示しない処置具は、処置具挿通口３ｆから導入され、処置具チャンネル１２、先端部２ａに設けられた開口（図２の符号１８ｂ）を通過して例えば体腔内に導出される。
【００１６】
なお、前記内視鏡コネクタは、例えばカメラコントロールユニットに接続される。カメラコントロールユニットには、撮像装置が備える後述する固体撮像素子（以下、撮像素子と略記する）で光電変換されて伝送された画像信号を映像信号に生成する画像処理回路等が設けられている。カメラコントロールユニットの画像処理回路で生成された映像信号は、図示しない表示装置に出力されて、その表示装置の画面上に内視鏡画像が表示される。
【００１７】
内視鏡１の挿入部２を構成する湾曲部２ｂは、図２に示すように複数の円環状の湾曲駒５を回動自在に連設して構成されている。これら複数の湾曲駒５の外周には、細線のワイヤなどを編み込んで管状に形成した湾曲ブレード６が被せられるとともに、この湾曲ブレード６の外周には水密を確保する湾曲ゴム７が被せられている。湾曲ゴム７の先端外周部分は、挿入部２の先端部２ａを構成する先端硬質部１１に、例えば、糸巻き接着部８を設けて一体的に固定されている。
【００１８】
一方、湾曲駒５の内周面には、例えば４つのワイヤガード５ａが溶着、接合等によって一体的に固設されている。１つの湾曲駒５の内周面に４つのワイヤガード５ａを固設する場合、各ワイヤガード５ａは、挿入部軸周りに例えば略９０°間隔で設けられる。この場合、挿入部２内には４本の湾曲操作ワイヤ９が挿通される。
【００１９】
各湾曲ワイヤ９の先端部分は、先端部２ａ内に複数設けられた固定環１０にそれぞれ固設される。本実施形態において固定環１０は、前記ワイヤガード５ａと同様に、それぞれ、挿入軸周りに略９０°間隔で第１湾曲駒である先端湾曲駒５ｆの内周面に接合されている。
【００２０】
各湾曲ワイヤ９は、湾曲駒５に固定された前記ワイヤガード５ａ内を挿通して操作部３内まで延出される。そして、各湾曲ワイヤ９の基端部は、湾曲ノブ３ａ、３ｂに連結されている図示しない湾曲操作機構部にそれぞれ固設されている。
【００２１】
先端部２ａは、先端硬質部１１と先端カバー部１８とで主に構成されている。先端硬質部１１は、ステンレス鋼等、硬質な金属部材で円柱状に形成されている。先端硬質部１１の先端側面には、先端カバー部１８が固設され、基端部外周には先端湾曲駒５ｆが固設されている。
【００２２】
先端硬質部１１には、この先端硬質部１１の中心軸に対して平行な中心線を有する複数の貫通孔１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、…が形成されている。第１の貫通孔１１ａは、例えば、処置具チャンネル１２を構成する貫通孔であって、チャンネル用口金１３が固設される。チャンネル用口金１３の基端部には処置具チャンネル１２を構成する可撓性を有するチャンネルチューブ１４の先端部が固定される。第２の貫通孔１１ｂは、例えば、前方送水チャンネル１５を構成する貫通孔であって、前方送水用口金１６が固設される。前方送水用口金１６の基端部には前方送水チャンネル１５を構成する可撓性を有する前方送水チューブ１７の先端部が固定される。
【００２３】
第３の貫通孔１１ｃは、観察光学系を構成する撮像装置２０を配設するための貫通孔である。撮像装置２０は、対物光学ユニット３０と撮像ユニット４０とを備えて構成され、第３の貫通孔１１ｃには対物光学ユニット３０が固設される。符号４４は信号ケーブルであって、撮像装置２０を構成する撮像ユニット４０から延出している。符号４８はユニット貫通孔であり、撮像ユニット４０の側部に設けられている。ユニット貫通孔４８は、後述する放熱のための孔である。
【００２４】
なお、先端硬質部１１には上記貫通孔１１ａ、１１ｂ、１１ｃの他に、図示しない送気送水ノズルに液体又は気体を供給する送気送水用チャンネル孔を構成する貫通孔、或いは照明光学系である照明ユニット配設するための貫通孔等が形成されている。
【００２５】
また、先端硬質部１１の先端側に設けられた先端カバー部１８は、筒状であって、その底部１８ａには、前記貫通孔１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、…にそれぞれ連通する複数の連通孔１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、…が形成されている。第１の連通孔１８ｂは、処置具チャンネル１２の先端開口を構成する。第２の連通孔１８ｃは、前方送水チャンネル１５の先端開口を構成する。第３の連通孔１８ｄは、対物光学ユニット３０の先端部分が配置される。
【００２６】
撮像装置２０は、図３に示すように対物光学ユニット３０と撮像ユニット４０とを備えて構成されている。対物光学ユニット３０は、例えば、複数の光学レンズ３１及び複数の絞り３２等の光学部材と、これら光学レンズ３１及び絞り３２を固設するレンズ枠３３とを備えて構成されている。
【００２７】
一方、撮像ユニット４０は、撮像素子４１と、素子枠４２と、回路基板４３と、信号ケーブル４４と、放熱部材４５と、撮像装置外装枠（以下、撮像枠と記載する）４６とを備えて構成されている。
【００２８】
撮像素子４１は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等である。撮像素子４１の受光面側には、例えば２枚の光学部材であるカバーレンズ４７ａ、４７ｂが接着固定されている。第２カバーレンズ４７ｂは、撮像素子４１の受光面に配置されている。
【００２９】
素子枠４２は、例えばステンレス鋼で形成され、撮像素子４１の受光面側に配設された２枚のカバーレンズ４７ａ、４７ｂのうち、第１カバーレンズ４７ａが、素子枠４２の基端部内面に接着によって一体的に固定されている。つまり、撮像素子４１はカバーレンズ４７ａ、４７ｂを介して素子枠４２に固定されている。素子枠４２の先端部内面は、レンズ枠３３の基端部が配置され、ピント等の位置調整を完了した後、例えば半田５１によってレンズ枠３３と素子枠４２とが一体的に接合される。
【００３０】
回路基板４３は柔軟性を有する例えばフレキシブルプリント基板である。回路基板４３には各種電子部品５２、５３、５４、…等が実装されている。これら電子部品５２、５３、５４を実装した回路基板４３の先端側は、撮像素子４１に電気的に接続されている。
【００３１】
信号ケーブル４４内には複数の信号線４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、…等が挿通している。複数の信号線４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、…の先端部は、回路基板４３に設けられた図示しない電気的接続部に接続されている。信号ケーブル４４の基端部は、挿入部２、操作部３、ユニバーサルコード４内を挿通して前記内視鏡コネクタ内に延出している。符号５５は、ケーブル保護部材であって信号線４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、…を保護している。
【００３２】
放熱部材４５は、熱伝達性の高い導熱性部材である例えば金属部材で、撮像ユニット４０内の内部空間の大きさ及び形状に合わせて、例えば台形柱、または三角柱に形成されている。本実施形態において、放熱部材４５は、撮像素子接触面４５ａと電子部品接触面４５ｂとを備えている。電子部品接触面４５ｂは、予め設定した傾斜角度の傾斜面として構成されている。
【００３３】
撮像素子接触面４５ａと撮像素子４１との間、及び電子部品接触面４５ｂと各種電子部品５２、５３、５４との間には、電気的に接触することを防止する絶縁部材５６がそれぞれ配設されている。絶縁部材５６は、熱伝達性の高い樹脂部材である。
【００３４】
電子部品接触面４５ｂは、回路基板４３の設置角度を決定する基板角度設定部を兼ねている。つまり、回路基板４３を撮像ユニット４０内に配設する際に、回路基板４３に実装されている電子部品５２、５３、５４を、絶縁部材５６を介して電子部品接触面４５ｂに当接させた状態で固定する。このことによって、可撓性を有する回路基板４３を、撮像装置２０の長手軸に対して所望する角度に配置して容易に固定することができ、撮像ユニット４０の外形、及び長手軸方向の硬質長のばらつきを小さくすることができる。
【００３５】
また、放熱部材４５には、前記ユニット貫通孔４８を構成する放熱手段として少なくとも１つの放熱用貫通孔４５ｈが形成されている。本実施形態において、放熱用貫通孔４５ｈの開口は、撮像素子接触面４５ａ及びこの撮像素子接触面４５ａに対向する面とは異なり、且つ電子部品接触面４５ｂ及びこの電子部品接触面４５ｂに対向する面とは異なる面である略台形状側面４５ｓに２つ形成してある。
【００３６】
撮像枠４６は、撮像ユニット４０の外装を構成する部材であり、撮像素子４１、電子部品５２、５３、５４を実装した回路基板４３、この回路基板４３に接続された信号ケーブル４４の一部等を覆い包む。撮像枠４６は、例えば、ステンレス製で長方形状の１枚の薄板を丸めて、或いは折り曲げて所定形状に形成される。撮像枠４６には前記ユニット貫通孔４８を構成する貫通孔である連通孔４６ｈが設けられている。連通孔４６ｈは、撮像枠４６が素子枠４２に所定の向きで所定の状態で固定されることによって、図４に示すように、前記放熱用貫通孔４５ｈと連通して、撮像ユニット４０に放熱手段であるユニット貫通孔４８として設けられる。
【００３７】
なお、撮像枠４６の基端部外面には熱伝達性の高い薄肉の熱収縮チューブ５７の先端部が配設される。この熱収縮チューブ５７の基端部は、ケーブル保護部材５５の先端部外表面に配設される。  
符号５８ａ、５８ｂ、５８ｃは絶縁性の封止樹脂である。第１封止樹脂５８ａは、回路基板４３と撮像素子４１との電気的な接続部の周囲を覆うように設けられている。第２封止樹脂５８ｂは、信号線４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、…と回路基板４３との接続部、及び回路基板４３に実装された電子部品５２、５３、５４の周囲を覆うように設けられている。第３封止樹脂５８ｃは、撮像枠４６、放熱部材４５、素子枠４２、撮像素子４１、カバーレンズ４７ａ、４７ｂで主に構成される空間、及び撮像枠４６、熱収縮チューブ５７、放熱部材４５、信号ケーブル４４で主に構成される空間に充填される。
【００３８】
撮像装置２０が備える撮像ユニット４０において、撮像素子４１から発生する熱は、絶縁部材５６を介して放熱部材４５に伝達される。また、電子部品５２、５３、５４から発生する熱は、絶縁部材５６を介して放熱部材４５に伝達される。その後、放熱部材４５に伝達された熱は、この放熱部材４５に形成されている放熱用貫通孔４５ｈと撮像枠４６に形成された連通孔４６ｈとで構成されたユニット貫通孔４８を通して、例えば図４の矢印に示すように撮像ユニット４０の外部に放出される。
【００３９】
このように、撮像装置内に設けられる撮像素子及び発熱する電子部品の近傍に熱伝達性が高く、放熱用貫通孔を形成した放熱部材を配設する一方、撮像装置の外装を構成する撮像枠に放熱用貫通孔に連通する連通孔を設けて、撮像ユニットにユニット貫通孔を設ける。すると、撮像素子から発生する熱及び電子部品から発生する熱が放熱部材に伝達され、その後、撮像ユニット内に籠もることなく、放熱用貫通孔及び連通孔で構成されたユニット貫通孔を通して撮像ユニットの外部に放出される。このことによって、電子部品から発生する熱の影響等によって、撮像素子の温度が所定温度より上昇して、電気的な特性が劣化することを防止することができる。
【００４０】
また、撮像素子と放熱部材、及び電子部品と放熱部材とを熱伝達性の高い絶縁部材を介して密着させたことによって、撮像素子及び電子部品で発生する熱を効率良く放熱部材に導熱させることができるとともに、短絡等の電気的な不具合を確実に防止して組立性の向上等を図ることができる。
【００４１】
なお、撮像枠４６の内面の一部と放熱部材４５とを接触させる構成であってもよい。この構成によれば、放熱部材４５に伝達された熱は、接触部分を介して撮像枠４６に伝達され、その後、撮像枠４６から撮像ユニット４０の外部に放出される。このことによって、放熱部材４５が熱を撮像枠４６に伝達する放熱手段として機能して、撮像素子４１の温度上昇をより効果的に防止することができる。
【００４２】
また、本実施形態において、撮像ユニット４０内に設ける封止樹脂５８ａ、５８ｂ、５８ｃを熱伝達性の高い封止樹脂にしてもよい。この構成によれば、撮像素子４１及び電子部品５２、５３、５４で発生した熱が、封止樹脂５８ａ、５８ｂ、５８ｃを介して放熱部材４５或いは撮像枠４６に伝達されて撮像素子４１の温度上昇を防止することができる。
【００４３】
さらに、封止樹脂５８ａ、５８ｂ、５８ｃを熱伝達性の高い封止樹脂にする場合、これら封止樹脂５８ａ、５８ｂ、５８ｃで構成される封止部に放熱用孔を形成して、撮像素子の温度上昇を防止するようにしてもよい。
【００４４】
また、撮像ユニット４０に設けたユニット貫通孔４８を、送気、或いは送水を行うチャンネル、或いはチャンネルを構成するチューブが挿通するチャンネル用貫通孔としてもよい。このことによって、熱が伝達される放熱部材４５を、送気、送水のための気体、流体によって冷却して、撮像素子４１の温度上昇を防止することができる。
【００４５】
また、本実施形態においては、放熱部材４５を三角柱、台形柱としているが、放熱部材４５の形状はこれらの形状に限定されるものではない。放熱部材を図５に示すように放熱用貫通孔４５ｈを備える管状の放熱部材４５Ｐとしてもよい。
【００４６】
図５に示す放熱部材４５Ｐは、管状、所謂、パイプ形状である。放熱部材４５Ｐは、その放熱部材４５Ｐの外周面が撮像素子４１に設けられた絶縁部材５６と、電子部品５２、５３、５４に設けられた絶縁部材５６と、撮像枠４６の内面とに接触する径寸法で形成されている。そして、放熱部材４５Ｐの放熱用貫通孔４５ｈは撮像枠４６の連通孔４６ｈに連通するように構成されている。
【００４７】
このことによって、撮像素子４１及び電子部品５２、５３、５４から発生する熱は、絶縁部材５６、或いは封止樹脂５８ａ、５８ｂ、５８ｃを介して放熱部材４５Ｐに伝達される。その後、熱の一部は、上述した放熱部材４５と同様にユニット貫通孔４８を介して、撮像ユニット４０内に籠もることなく、撮像ユニット４０の外部に放出される。加えて、その熱の一部は、放熱部材４５Ｐと撮像枠４６との接触部分を介して撮像枠４６に伝達されて撮像ユニット４０の外部に放出されて、上述と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
なお、撮像ユニット４０に設けられる放熱部材４５Ｐの数は１つに限定されるものではなく、複数設けるようにしてもよい。そして、撮像ユニット４０内に複数の放熱部材４５Ｐを撮像ユニット４０内の内部空間に設ける場合、内部空間の大きさ及び形状に合わせて、各放熱部材４５Ｐの外形寸法及び内径寸法を適宜、設定する。
【００４９】
また、図６に示すように放熱部材４５Ｐの例えば端部の少なくとも一部である端面、或いは端部外面を、挿入部２の例えば湾曲部２ｂを構成する先端湾曲駒５ｆに接触させる構成にしてもよい。この構成においては、撮像枠４６に連通孔４６ｈの代わりに放熱部材４５Ｐが挿通する挿入孔４６ｉを形成して、放熱部材４５Ｐの少なくとも一方の端部を撮像枠４６から突出させる。この実施形態において、ユニット貫通孔４８は、放熱部材４５Ｐの放熱用貫通孔４５ｈのみで構成される。
【００５０】
このように、撮像ユニットに設ける放熱部材を撮像枠から突出させて先端湾曲駒に当接させる構成にすることによって、放熱部材に伝達された熱の一部は、先端湾曲駒に伝達されるので、より効率良く撮像素子の温度上昇を防止することができる。その他の作用及び効果は上述した実施形態と同様である。
【００５１】
上述した実施形態においては、撮像ユニット４０に放熱部材４５又は放熱部材４５Ｐを設けるとしている。しかし、放熱部材４５又は放熱部材４５Ｐに加えて図７乃至図９に示すように別の放熱部材を撮像ユニット４０内に設け構成であってもよい。
【００５２】
図７は２種類の放熱部材を備える撮像ユニットの構成を説明する図、図８は遮光部材を兼ねる放熱部材の構成例を説明する図、図９は撮像枠を放熱部材で構成した撮像ユニットを説明する図である。
【００５３】
まず、図７及び図８を参照して遮光部材を兼ねる放熱部材を備える撮像ユニットについて説明する。  
図７に示す本実施形態の撮像ユニット４０Ａは、放熱手段として前記放熱部材４５Ｐに加えて、放熱手段として放熱フィン６２を備える放熱部材６０を有している。放熱部材６０は、熱伝達性の高い導熱性部材で構成された環状部材であり、撮像素子４１の受光面の前面側に配置されて遮光部材を兼ねている。このため、本実施形態の放熱部材を、以下、兼用放熱部材６０と記載する。
【００５４】
兼用放熱部材６０は、対物光学ユニット３０を通過した光線が通過する撮像孔６１と、兼用放熱部材６０の外周面に複数、設けられた複数の放熱フィン６２とを備えて構成されている。放熱フィン６２は、兼用放熱部材６０の外周面に複数の溝を形成して構成される。兼用放熱部材６０は、第２カバーレンズ４７ｂと光学部材６３との間に挟持されて素子枠４２内に配設される。
【００５５】
本実施形態の兼用放熱部材６０の作用を説明する。  
撮像素子４１で発生した熱は、第２カバーレンズ４７ｂを介して兼用放熱部材６０に伝達され、この兼用放熱部材６０に伝達された熱は放熱フィン６２から放熱される。放熱フィン６２から放射された熱は、素子枠４２に伝達されるとともに、この素子枠４２を介してレンズ枠３３に伝達される。
【００５６】
本実施形態において、放熱フィン６２の外周面は、素子枠４２の内周面に当接されている。このことによって、兼用放熱部材６０に伝達された熱は、放射のみならず伝導によって、素子枠４２に伝達される。
【００５７】
このように、撮像ユニットを構成する素子枠内に放熱フィンを備える兼用放熱部材を設けることによって、撮像素子から発生した熱は、兼用放熱部材の放熱フィンから放射されるとともに、素子枠に伝達されて、撮像素子の温度が上昇することを防止することができる。
【００５８】
また、兼用放熱部材に伝達された熱は、素子枠を伝達された後、この素子枠を介してレンズ枠に伝達され、このレンズ枠に固定された光学レンズに伝達される。このことよって、光学レンズがレンズ枠に伝達された熱によって暖められて曇りの発生を防止することができる。
【００５９】
さらに、撮像ユニットに前記放熱部材に加えて兼用放熱部材を設けることによって、撮像素子の温度上昇をより効果的に防止することができる。
【００６０】
なお、上述した実施形態においては、兼用放熱部材６０の外周面に複数の溝を形成して放熱フィン６２を構成するとしている。しかし、図８に示すように所定の寸法の撮像孔６１を構成する貫通孔６５を有する、外径寸法が異なる例えば円板形状の２種類の薄肉板６６、６７を順次重ね合わせて一体的に固定して、複数の放熱フィン６８を備える放熱フィン部を有する兼用放熱部材６０Ａを構成するようにしてもよい。薄肉板６６、６７は、熱伝達性の高い導熱性部材であって、厚み寸法は例えば０．５ｍｍ以下であり、エッチングで形成される。本実施形態において、第１薄肉板６６は第２薄肉板６７より大径である。
【００６１】
このように、所定の外形の第１薄肉円板と第２薄肉円板とを順次積層して兼用放熱部材を構成することによって、複数の溝を形成して放熱フィンを形成する場合に比べて、放熱フィン部の放熱フィンの表面積を大きく設定して、放熱効率の大きな兼用放熱部材を得ることができる。
【００６２】
なお、第１薄肉板と第２薄肉板とを積層して前記放熱部材４５Ｐのようにパイプ形状の放熱部材を構成するようにしてもよい。この場合、外径寸法が同径で、孔の径寸法が異なる第１薄肉板と第２薄肉板とを積層してパイプ形状の放熱部材を構成する。このことによって、外径寸法が所定の径寸法で、貫通孔内に複数の放熱フィンを備える放熱部材が構成される。このように、貫通孔内に複数の放熱フィンを備える放熱部材によれば、放熱部材に伝達された熱がユニット貫通孔４８を介して、撮像ユニット４０の外部により速やかに放出される。
【００６３】
次に、図９を参照して撮像枠が放熱部材を兼ねる撮像ユニットについて説明する。  
図９に示す本実施形態の撮像ユニット４０Ｂは、放熱手段として前記放熱部材４５Ｐ及び兼用放熱部材６０に加えて、例えば、放熱フィン７１を備える撮像枠４６Ａを放熱手段として有している。
【００６４】
本実施形態の撮像枠４６Ａは、断面が円形の円形パイプ、或いは断面が四角形、六角形等の角形パイプであって、この撮像枠４６Ａの外面に放熱フィン７１を構成する複数の凹部７２が形成されている。撮像枠４６Ａは、放熱用貫通孔４５ｈに連通する図示しない連通孔、又は、放熱部材４５Ｐが挿通する図示しない挿入孔を備えている。
【００６５】
放熱部材４５Ｐは、その放熱部材４５Ｐの外周面が撮像素子４１に設けられた絶縁部材５６と、電子部品５２、５３、５４に設けられた絶縁部材５６と、撮像枠４６Ａの内面とに接触している。その他の構成は上述した実施形態と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。
【００６６】
なお、本実施形態の撮像枠４６Ａの放熱フィン７１は、外面に複数の凹部７２を形成して構成されるとしている。しかし、前記図８で示したように所定外形形状の複数の薄肉板を順次重ね合わせて、放熱フィン７１を備える撮像枠４６Ａを構成するようにしてもよい。この構成の撮像枠４６Ａは、外形寸法が異なり、所定の形状及び寸法の開口を備えた２種類の薄板を順次積層して形成される。
【００６７】
本実施形態の撮像ユニット４０Ｂにおいて、撮像素子４１及び電子部品５２、５３、５４からそれぞれ発生した熱は、絶縁部材５６、或いは封止樹脂５８ａ、５８ｂ、５８ｃを介して放熱部材４５Ｐに伝達される。その後、その熱は、ユニット貫通孔４８を通して、撮像ユニット４０内に籠もることなく撮像ユニット４０の外部に放出されるとともに、放熱部材４５Ｐから撮像枠４６Ａに伝達されて放熱フィン７１から撮像ユニット４０の外部に放出される。
【００６８】
このように、撮像ユニットに、放熱部材に加えて、放熱フィンを備える撮像枠を設けることによって、撮像素子及び電子部品から発生した熱を、撮像枠の放熱フィンから撮像ユニットの外部に放射して、撮像素子の温度上昇をより効果的に防止することができる。その他の作用及び効果は上述した実施形態と同様である。
【００６９】
なお、上述した実施形態においては、撮像素子４１と放熱部材４５、４５Ｐとを絶縁部材５６を介して当接させる構成としている。しかし、放熱部材４５、４５Ｐと撮像素子４１とを図１０の円柱形状の放熱部材の構成を説明する図に示すように絶縁部材５６及び放熱フィン７５を備える放熱部材７６を介して当接させる構成にしても良い。このことによって、撮像素子４１から放熱部材７６に伝達された熱が、放熱部材４５、４５Ｐに伝達される以前に、放熱フィン７５から放熱されるとともに、放熱部材４５、４５Ｐに伝達された熱は放熱用貫通孔４５ｈから放熱されるので、電子部品５２、５３、５４から放熱部材４５、４５Ｐに伝達された熱が撮像素子４１に伝達され難くなり、撮像素子４１温度上昇を防止することができる。なお、本実施形態の放熱フィン７５を備える放熱部材７６は、中実部材である。
【００７０】
図１１乃至図１４を参照して撮像ユニットの他の構成例を説明する。  
図１１は放熱手段として形状が変化する導熱性部材を備える撮像ユニットの構成例を説明する図、図１２は図１１の撮像ユニットが備える導熱性部材の作用を説明する図、図１３は放熱手段として形状が変化する他の導熱性部材を備える撮像ユニットの構成例を説明する図、図１４は図１３の撮像ユニットが備える導熱性部材の作用を説明する図である。
【００７１】
図１１に示すように本実施形態の撮像ユニット４０Ｃは、撮像素子４１の放熱部材として熱伝導性の高い導熱性部材で、形状が可逆的に変化するように構成された形状記憶合金８０を備えている。形状記憶合金８０の一端部は、撮像素子４１に絶縁部材５６を介して固設されている。
【００７２】
形状記憶合金８０は、例えば折曲角度がθ１の複数の折曲部８１を備えて構成されており、熱を吸収することによって、折曲部８１が図１２に示すように折曲角度θ１からθ２に変化する。すると、形状記憶合金８０の他端部８２側が、熱源である撮像素子４１から遠ざかる方向に変形して熱を放出する。
【００７３】
つまり、形状記憶合金８０は、この形状記憶合金８０に伝達されて蓄積された熱エネルギーを、運動エネルギーに変換して撮像素子４１の温度が上昇することを防止している。形状記憶合金８０は、熱放出後、折曲部８１の折曲角度がθ２からθ１に変化して、図１１の元の状態に復元される。  
なお、撮像ユニット４０Ｃでは、形状記憶合金８０が熱によって変形可能なように、空間部に封止樹脂５８ｃを充填することなく、他端部８２が移動する移動空間部８５を備えている。
【００７４】
このように、撮像ユニットに形状記憶合金で構成した放熱部材を設けることによって、撮像素子で発生した熱は、一度、形状記憶合金に蓄積され、その後、運動エネルギーに変換されて放出される。このことによって、上述の実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００７５】
なお、形状記憶合金８０の折曲部８１の折曲角度がθ１からθ２に変化して他端部８２が撮像素子４１から遠ざかるように変形したとき、他端部８２が例えば撮像枠４６の内面に接触するように構成することによって、形状記憶合金８０に蓄積される熱を撮像枠４６に伝達して、より効果的に撮像素子の温度上昇を防止することができる。  
また、形状記憶合金８０の形状がバネ構造でもよく、上述と同様の効果を得られる。
【００７６】
また、形状記憶合金８０を撮像素子４１に固設する代わりに、図１３に示すようにストレート状態のバイメタル８３を絶縁部材５６を介して回路基板４３に実装されている電子部品５２、５３、５４上に接触させるようにしても良い。
【００７７】
この構成によれば、バイメタル８３に熱が伝達されて蓄積されることによって、図１４に示すようにバイメタル８３が熱源である電子部品５４から遠ざかる方向に変形して熱を放出する。このとき、バイメタル８３の端部８４を、撮像枠４６の内面に接触させることによって、バイメタル８３に蓄積される熱が撮像枠４６に伝達されて、より効果的に撮像素子の温度上昇を防止することができる。  
尚、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】図１乃至図６は本発明の一実施形態に係り、図１は撮像装置を備える電子内視鏡を説明する斜視図
【図２】内視鏡の挿入部の先端部側の構成を説明するための断面図
【図３】対物光学ユニット及び放熱部材を設けた撮像ユニットを備える撮像装置の構成を説明する断面図
【図４】図３のＡ矢視図であって、撮像ユニットに設けたユニット貫通孔の作用を説明する図
【図５】放熱部材の他の構成例を説明する図
【図６】放熱部材の別の構成例を説明する図
【図７】図７乃至図９は別の構成の放熱部材を備える撮像ユニットを説明する図であって、図７は２種類の放熱部材を備える撮像ユニットの構成を説明する図
【図８】遮光部材を兼ねる放熱部材の構成例を説明する図
【図９】放熱部材で構成した撮像枠を有する撮像ユニットを説明する図
【図１０】円柱形状の放熱部材の構成を説明する図
【図１１】図１１乃至図１４は撮像ユニットの他の構成例を説明する図であって、図１１は放熱手段として形状が変化する導熱性部材を備える撮像ユニットの構成例を説明する図
【図１２】図１１の撮像ユニットが備える導熱性部材の作用を説明する図、
【図１３】放熱手段として形状が変化する他の導熱性部材を備える撮像ユニットの構成例を説明する図
【図１４】図１３の撮像ユニットが備える導熱性部材の作用を説明する図
【符号の説明】
【００７９】
１…内視鏡    ２…挿入部    ２ａ…先端部    ２ｂ…湾曲部    ５ｆ…先端湾曲駒
１１…先端硬質部    ２０…撮像装置    ３０…対物光学ユニット    ３１…光学レンズ
３２…絞り    ３３…レンズ枠    ４０…撮像ユニット    ４１…撮像素子    
４２…素子枠    ４３…回路基板    ４４…信号ケーブル    ４５…放熱部材
４５ａ…撮像素子接触面    ４５ｂ…電子部品接触面    ４５ｈ…放熱用貫通孔
４６…撮像枠    ４６ｈ…連通孔    ４７ａ…第１カバーレンズ    
４７ｂ…第２カバーレンズ    ４８…ユニット貫通孔    ５２、５３、５４…電子部品
５６…絶縁部材
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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