內窺鏡設備和用于釋放由內窺鏡設備的成像元件產生的熱量的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種具有裝入成像元件的前端部的內窺鏡設備以及一種用于釋放由成像元件產生的熱量的方法。
【背景技術】
[0002]當組裝電子設備時，通常柔性基板用于增加組裝自由度。當使用這種柔性基板時，柔性基板在任何位置處都被彎曲成使得電子設備在狹窄位置容易組裝。
[0003]例如，在JP-A-2010-69217中記載的電子內窺鏡設備中，成像元件安裝在柔性基板上，使得成像元件可以容易地組裝在狹窄的內窺鏡前端部中。
[0004]在狹窄的內窺鏡前端部中還需要釋放熱量的結構以容納成像元件、用于驅動成像元件的電路或類似元件。成像元件可以為熱量生成元件。在JP-A-2010-69217中記載的電子內窺鏡設備中，柔性基板的一部分用作放熱部分。
[0005]在最近的電子內窺鏡設備中，要插入對象中的前端部的直徑大約為lcm，所述直徑趨向于減小。此外，需要縮短前端部的長度。另外，具有增加成像元件中的像素數量和增加驅動頻率以提高捕獲圖像的圖像質量的趨勢。
[0006]成像元件為熱量生成部件。通過增加成像元件中的像素數量來增加成像元件的熱值。另外，當以高速驅動成像元件時，驅動電路的熱值也增加。因此，需要構建一種在電子內窺鏡設備中具有進一步改進的放熱特性的結構，其中所述電子內窺鏡設備將成像元件容納在內窺鏡前端部中。然而，當內窺鏡前端部的直徑減小且長度縮短時，需要成像元件和安裝有所述成像元件的柔性基板小型化。因此，難以確保釋放由成像元件產生的熱量的路徑。
[0007]JP-A-已經公開了一種技術，其中具有高導熱率的石墨層層疊在柔性基板的樹脂層的表面上，以便提高柔性基板的放熱性能。然而，當具有高導熱率的石墨層層疊在柔性基板上時，柔性基板本身的厚度增加，使得柔性基板不能容納在狹窄位置。
[0008]另外，根據JP-A-2003-10111的電子內窺鏡設備已經使用一種結構，其中確保連接到成像元件的信號電纜的大的GND端子區，使得成像元件產生的熱量可以通過GND端子釋放到信號電纜。然而，僅通過根據專利文獻3的放熱結構在具有更大數量的像素且被以較高速度被驅動的成像元件容納在具有較小直徑的內窺鏡前端部中時恐怕不能獲得令人滿意的放熱特性。

【發明內容】

[0009]本發明的一個目的是提供一種包括具有高放熱性能的結構的內窺鏡設備以及一種用于釋放由內窺鏡設備的成像元件產生的熱量的方法。
[0010][1]根據本發明的一個方面，內窺鏡設備包括成像元件、柔性基板和柔性放熱板。成像元件被裝入內窺鏡前端部中以接收來自對象的入射光。成像元件和用于驅動成像元件的電路部件安裝在柔性基板上，并且柔性基板被裝入內窺鏡前端部中。柔性放熱板包括第一區域和第二區域，所述第一區域貼附到成像元件的除了成像元件的光接收表面之外的給定區域，所述第二區域與設置在內窺鏡前端部中的放熱構件熱接觸。
[0011][2]在[1]的內窺鏡設備中，柔性基板的一個區域粘貼到放熱構件，柔性放熱板的第二區域粘貼到柔性基板的所述一個區域，以在放熱構件與柔性放熱板之間獲得熱接觸。
[0012][3]在[1]或[2]的內窺鏡設備中，柔性放熱板繞柔性基板彎曲以包圍基板。
[0013][4]在[1]至[3]中任一項的內窺鏡設備中，柔性放熱板為不同于柔性基板的另外的柔性基板。
[0014][5]在[1]至[4]中任一項的內窺鏡設備，放熱構件為信號電纜，所述信號電纜包括連接到成像元件和用于驅動成像元件的電路部件的配線束。
[0015][6]在[1]至[5]中任一項的內窺鏡設備中，第一區域直接粘貼到給定區域。
[0016][7]根據本發明的另一個方面，一種用于釋放由內窺鏡設備的成像元件產生的熱量的方法包括貼附步驟、接觸步驟和傳遞步驟。內窺鏡設備包括成像元件和柔性基板。成像元件被裝入內窺鏡前端部中以接收來自對象的入射光。成像元件和用于驅動成像元件的電路部件安裝在柔性基板上，并且柔性基板被裝入內窺鏡前端部中。在貼附步驟中，柔性放熱板的第一區域貼附到成像元件的除了成像元件的光接收表面之外的給定區域。在接觸步驟中，柔性放熱板的第二區域與設置在內窺鏡前端部中的放熱構件熱接觸。在傳遞步驟中，由成像元件產生的熱量通過柔性放熱板被傳遞給放熱構件。
[0017][8]在[7]的方法中，柔性基板的一個區域粘貼到放熱構件，柔性放熱板的第二區域粘貼到柔性基板的所述一個區域，以在放熱構件與柔性放熱板之間獲得熱接觸。
[0018][9]在[7]或[8]的方法中，柔性放熱板繞柔性基板彎曲以包圍該柔性基板。
[0019][10]在[7]至[9]中任一項的方法中，柔性放熱板為不同于柔性基板的另外的柔性基板。
[0020][11]在[7]至[10]中任一項的方法中，柔性放熱構件為信號電纜，所述信號電纜包括連接到成像元件和用于驅動成像元件的電路部件的配線束。
[0021][12]在[7]至[11]中任一項的方法中，第一區域直接粘貼到給定區域。
[0022]根據本發明，用于將信號發送到內窺鏡外部的處理器的配線連接到安裝有成像元件的基板，從而形成從基板到信號線的放熱路徑。另外，放熱板的一個側面直接或通過另外的構件粘貼到成像元件的后表面側，同時放熱板的相對側粘貼到放熱構件。因此，由成像元件產生的熱量可以通過不同于通過基板的放熱路徑的另一個路徑被釋放。因此，提高了用于釋放成像裝置的熱量的性能。因此，可以以更高速度驅動成像元件。
【附圖說明】
[0023]圖1是根據本發明的示例性實施例的內窺鏡設備的整體結構圖；
[0024]圖2是圖1所示的內窺鏡設備的前端部的外視圖；圖3是沿圖2中的線A-A截得的剖視圖；
[0025]圖4是其中圖3所示的放熱板展開的平面圖；
[0026]圖5僅是圖3所示的成像裝置的外部立體圖；
[0027]圖6是圖5所示的成像裝置的俯視圖；
[0028]圖7是圖5所示的成像裝置的側視圖；和
[0029]圖8是圖5所示的成像裝置的仰視圖。
【具體實施方式】
[0030]以下將參照【附圖說明】本發明的示例性實施例。
[0031]圖1是根據本發明的示例性實施例的內窺鏡設備的整體結構圖。內窺鏡設備100具有主體操作部11和內窺鏡插入部13，所述內窺鏡插入部連續設置到主體操作部11并將插入體腔中。通用電纜15連接到主體操作部11，并且未顯示的連接器設置在通用電纜15的前端處。連接器可移去地與未顯示的光源裝置連接，照明光通過所述光源裝置發送到內窺鏡插入部13的前端部17中的照明光學系統。另外，影像連接器也連接到連接器。所述影像連接器可移去地與用于執行圖像信號處理或類似操作的處理器連接。
[0032]內窺鏡插入部13以距離主體操作部11的距離增加的順序由柔性部19、彎曲部21和前端部17構成。彎曲部21可以通過旋轉主體操作部11的角形旋鈕23和25遙控而彎曲。因此，前端部可以指向期望方向。
[0033]除角形旋鈕23和25之外，諸如供氣/供水按鈕、抽吸按鈕、快門按鈕等的各種按鈕27并排設置在主體操作部11中。另外，朝向內窺鏡插入部13延伸的連接部29具有鑷子插入部31。諸如鑷子的從鑷子插入部31插入的操作儀器從內窺鏡插入部13的前端部17中形成的鑷子端口 33(參見圖2)引出。
[0034]圖2是內窺鏡插入部的前端部的立體圖。圖3是沿圖2中的線A-A截得的剖視結構圖。如圖2中所示，成像光學系統的觀察窗37和設置在觀察窗37的相對側的照明光學系統的照射孔39A和39B設置在前端部(在下文中也稱為內窺鏡前端部)17的前端表面35中，前端部17為內窺鏡插入部13的前端部。鑷子端口 33設置在觀察窗37以及照射孔39A和39B附近。此夕卜，用于將空氣和水供應到觀察窗37的噴嘴41被設置成使得噴嘴41的噴射端口指向觀察窗37。
[0035]如圖3中所示，內窺鏡前端部17具有:由諸如不銹鋼材料的金屬材料制成的前端堅硬部分43;成像裝置47，所述成像裝置與通過前端堅硬部43中形成的鉆孔43a插入的鏡筒45固定在一起;和鑷子管道49(所述鑷子管道的前端開口用作鑷子端口33)，所述鑷子管道由金屬制成并設置在另一個鉆孔43b中。另外，內窺鏡前端部17容納連接到噴嘴41的供氣/供水管51以及連接到照明光學系統的各種構件，例如未顯示的用于引導光的導光件。
[0036]在成像裝置47中，入射光的光學路徑L通過三棱鏡55以直角變化并在安裝在柔性基板57上的成像元件59上形成為圖像，其中所述入射光通過觀察窗37從對象引入并經過容納在鏡筒45中的物鏡組。接著，基于引入成像元件59的對象的圖像信息的圖像信號通過基板57輸出到信號電纜61。稍后將說明信號電纜61。
[0037]包括三棱鏡55、成像元件59和位于鏡筒45中的物鏡組的成像光學系統設置在內窺鏡前端部17的殼體內以用作成像裝置47。另外，照明光學系統由設置在照射孔39A和39B(參見圖2)中的諸如透鏡的光學構件和連接到所述光學構件的導光件構成。所述光學構件和導光件也設置在內窺鏡前端部17的殼體內。從成像元件59輸出的圖像信息通過信號電纜61傳送到上述的處理器以被處理成為用于顯示的圖像。
[0038]未顯示的金屬套管裝配在前端堅硬部43的外圓周上。設置在彎曲部