内窥镜设备和用于释放由内窥镜设备的成像元件产生的热量的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有装入成像元件的前端部的内窥镜设备以及一种用于释放由成像元件产生的热量的方法。
【背景技术】
[0002]当组装电子设备时，通常柔性基板用于增加组装自由度。当使用这种柔性基板时，柔性基板在任何位置处都被弯曲成使得电子设备在狭窄位置容易组装。
[0003]例如，在JP-A-2010-69217中记载的电子内窥镜设备中，成像元件安装在柔性基板上，使得成像元件可以容易地组装在狭窄的内窥镜前端部中。
[0004]在狭窄的内窥镜前端部中还需要释放热量的结构以容纳成像元件、用于驱动成像元件的电路或类似元件。成像元件可以为热量生成元件。在JP-A-2010-69217中记载的电子内窥镜设备中，柔性基板的一部分用作放热部分。
[0005]在最近的电子内窥镜设备中，要插入对象中的前端部的直径大约为lcm，所述直径趋向于减小。此外，需要缩短前端部的长度。另外，具有增加成像元件中的像素数量和增加驱动频率以提高捕获图像的图像质量的趋势。
[0006]成像元件为热量生成部件。通过增加成像元件中的像素数量来增加成像元件的热值。另外，当以高速驱动成像元件时，驱动电路的热值也增加。因此，需要构建一种在电子内窥镜设备中具有进一步改进的放热特性的结构，其中所述电子内窥镜设备将成像元件容纳在内窥镜前端部中。然而，当内窥镜前端部的直径减小且长度缩短时，需要成像元件和安装有所述成像元件的柔性基板小型化。因此，难以确保释放由成像元件产生的热量的路径。
[0007]JP-A-2002-344095已经公开了一种技术，其中具有高导热率的石墨层层叠在柔性基板的树脂层的表面上，以便提高柔性基板的放热性能。然而，当具有高导热率的石墨层层叠在柔性基板上时，柔性基板本身的厚度增加，使得柔性基板不能容纳在狭窄位置。
[0008]另外，根据JP-A-2003-10111的电子内窥镜设备已经使用一种结构，其中确保连接到成像元件的信号电缆的大的GND端子区，使得成像元件产生的热量可以通过GND端子释放到信号电缆。然而，仅通过根据专利文献3的放热结构在具有更大数量的像素且被以较高速度被驱动的成像元件容纳在具有较小直径的内窥镜前端部中时恐怕不能获得令人满意的放热特性。
【发明内容】
[0009]本发明的一个目的是提供一种包括具有高放热性能的结构的内窥镜设备以及一种用于释放由内窥镜设备的成像元件产生的热量的方法。
[0010][1]根据本发明的一个方面，内窥镜设备包括成像元件、柔性基板和柔性放热板。成像元件被装入内窥镜前端部中以接收来自对象的入射光。成像元件和用于驱动成像元件的电路部件安装在柔性基板上，并且柔性基板被装入内窥镜前端部中。柔性放热板包括第一区域和第二区域，所述第一区域贴附到成像元件的除了成像元件的光接收表面之外的给定区域，所述第二区域与设置在内窥镜前端部中的放热构件热接触。
[0011][2]在[1]的内窥镜设备中，柔性基板的一个区域粘贴到放热构件，柔性放热板的第二区域粘贴到柔性基板的所述一个区域，以在放热构件与柔性放热板之间获得热接触。
[0012][3]在[1]或[2]的内窥镜设备中，柔性放热板绕柔性基板弯曲以包围基板。
[0013][4]在[1]至[3]中任一项的内窥镜设备中，柔性放热板为不同于柔性基板的另外的柔性基板。
[0014][5]在[1]至[4]中任一项的内窥镜设备，放热构件为信号电缆，所述信号电缆包括连接到成像元件和用于驱动成像元件的电路部件的配线束。
[0015][6]在[1]至[5]中任一项的内窥镜设备中，第一区域直接粘贴到给定区域。
[0016][7]根据本发明的另一个方面，一种用于释放由内窥镜设备的成像元件产生的热量的方法包括贴附步骤、接触步骤和传递步骤。内窥镜设备包括成像元件和柔性基板。成像元件被装入内窥镜前端部中以接收来自对象的入射光。成像元件和用于驱动成像元件的电路部件安装在柔性基板上，并且柔性基板被装入内窥镜前端部中。在贴附步骤中，柔性放热板的第一区域贴附到成像元件的除了成像元件的光接收表面之外的给定区域。在接触步骤中，柔性放热板的第二区域与设置在内窥镜前端部中的放热构件热接触。在传递步骤中，由成像元件产生的热量通过柔性放热板被传递给放热构件。
[0017][8]在[7]的方法中，柔性基板的一个区域粘贴到放热构件，柔性放热板的第二区域粘贴到柔性基板的所述一个区域，以在放热构件与柔性放热板之间获得热接触。
[0018][9]在[7]或[8]的方法中，柔性放热板绕柔性基板弯曲以包围该柔性基板。
[0019][10]在[7]至[9]中任一项的方法中，柔性放热板为不同于柔性基板的另外的柔性基板。
[0020][11]在[7]至[10]中任一项的方法中，柔性放热构件为信号电缆，所述信号电缆包括连接到成像元件和用于驱动成像元件的电路部件的配线束。
[0021][12]在[7]至[11]中任一项的方法中，第一区域直接粘贴到给定区域。
[0022]根据本发明，用于将信号发送到内窥镜外部的处理器的配线连接到安装有成像元件的基板，从而形成从基板到信号线的放热路径。另外，放热板的一个侧面直接或通过另外的构件粘贴到成像元件的后表面侧，同时放热板的相对侧粘贴到放热构件。因此，由成像元件产生的热量可以通过不同于通过基板的放热路径的另一个路径被释放。因此，提高了用于释放成像装置的热量的性能。因此，可以以更高速度驱动成像元件。
【附图说明】
[0023]图1是根据本发明的示例性实施例的内窥镜设备的整体结构图；
[0024]图2是图1所示的内窥镜设备的前端部的外视图；图3是沿图2中的线A-A截得的剖视图；
[0025]图4是其中图3所示的放热板展开的平面图；
[0026]图5仅是图3所示的成像装置的外部立体图；
[0027]图6是图5所示的成像装置的俯视图；
[0028]图7是图5所示的成像装置的侧视图；和
[0029]图8是图5所示的成像装置的仰视图。
【具体实施方式】
[0030]以下将参照【附图说明】本发明的示例性实施例。
[0031]图1是根据本发明的示例性实施例的内窥镜设备的整体结构图。内窥镜设备100具有主体操作部11和内窥镜插入部13，所述内窥镜插入部连续设置到主体操作部11并将插入体腔中。通用电缆15连接到主体操作部11，并且未显示的连接器设置在通用电缆15的前端处。连接器可移去地与未显示的光源装置连接，照明光通过所述光源装置发送到内窥镜插入部13的前端部17中的照明光学系统。另外，影像连接器也连接到连接器。所述影像连接器可移去地与用于执行图像信号处理或类似操作的处理器连接。
[0032]内窥镜插入部13以距离主体操作部11的距离增加的顺序由柔性部19、弯曲部21和前端部17构成。弯曲部21可以通过旋转主体操作部11的角形旋钮23和25遥控而弯曲。因此，前端部可以指向期望方向。
[0033]除角形旋钮23和25之外，诸如供气/供水按钮、抽吸按钮、快门按钮等的各种按钮27并排设置在主体操作部11中。另外，朝向内窥镜插入部13延伸的连接部29具有镊子插入部31。诸如镊子的从镊子插入部31插入的操作仪器从内窥镜插入部13的前端部17中形成的镊子端口 33(参见图2)引出。
[0034]图2是内窥镜插入部的前端部的立体图。图3是沿图2中的线A-A截得的剖视结构图。如图2中所示，成像光学系统的观察窗37和设置在观察窗37的相对侧的照明光学系统的照射孔39A和39B设置在前端部(在下文中也称为内窥镜前端部)17的前端表面35中，前端部17为内窥镜插入部13的前端部。镊子端口 33设置在观察窗37以及照射孔39A和39B附近。此夕卜，用于将空气和水供应到观察窗37的喷嘴41被设置成使得喷嘴41的喷射端口指向观察窗37。
[0035]如图3中所示，内窥镜前端部17具有:由诸如不锈钢材料的金属材料制成的前端坚硬部分43;成像装置47，所述成像装置与通过前端坚硬部43中形成的钻孔43a插入的镜筒45固定在一起;和镊子管道49(所述镊子管道的前端开口用作镊子端口33)，所述镊子管道由金属制成并设置在另一个钻孔43b中。另外，内窥镜前端部17容纳连接到喷嘴41的供气/供水管51以及连接到照明光学系统的各种构件，例如未显示的用于引导光的导光件。
[0036]在成像装置47中，入射光的光学路径L通过三棱镜55以直角变化并在安装在柔性基板57上的成像元件59上形成为图像，其中所述入射光通过观察窗37从对象引入并经过容纳在镜筒45中的物镜组。接着，基于引入成像元件59的对象的图像信息的图像信号通过基板57输出到信号电缆61。稍后将说明信号电缆61。
[0037]包括三棱镜55、成像元件59和位于镜筒45中的物镜组的成像光学系统设置在内窥镜前端部17的壳体内以用作成像装置47。另外，照明光学系统由设置在照射孔39A和39B(参见图2)中的诸如透镜的光学构件和连接到所述光学构件的导光件构成。所述光学构件和导光件也设置在内窥镜前端部17的壳体内。从成像元件59输出的图像信息通过信号电缆61传送到上述的处理器以被处理成为用于显示的图像。
[0038]未显示的金属套管装配在前端坚硬部43的外圆周上。设置在弯曲部