內(nèi)窺鏡設(shè)備和用于釋放由內(nèi)窺鏡設(shè)備的成像元件產(chǎn)生的熱量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有裝入成像元件的前端部的內(nèi)窺鏡設(shè)備以及一種用于釋放由成像元件產(chǎn)生的熱量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)組裝電子設(shè)備時(shí)，通常柔性基板用于增加組裝自由度。當(dāng)使用這種柔性基板時(shí)，柔性基板在任何位置處都被彎曲成使得電子設(shè)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(nèi)窺鏡設(shè)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(nèi)窺鏡前端部中。
[0004]在狹窄的內(nèi)窺鏡前端部中還需要釋放熱量的結(jié)構(gòu)以容納成像元件、用于驅(qū)動(dòng)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(nèi)窺鏡設(shè)備中，柔性基板的一部分用作放熱部分。
[0005]在最近的電子內(nèi)窺鏡設(shè)備中，要插入對(duì)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(zhǎng)度。另外，具有增加成像元件中的像素?cái)?shù)量和增加驅(qū)動(dòng)頻率以提高捕獲圖像的圖像質(zhì)量的趨勢(shì)。
[0006]成像元件為熱量生成部件。通過(guò)增加成像元件中的像素?cái)?shù)量來(lái)增加成像元件的熱值。另外，當(dāng)以高速驅(qū)動(dòng)成像元件時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路的熱值也增加。因此，需要構(gòu)建一種在電子內(nèi)窺鏡設(shè)備中具有進(jìn)一步改進(jìn)的放熱特性的結(jié)構(gòu)，其中所述電子內(nèi)窺鏡設(shè)備將成像元件容納在內(nèi)窺鏡前端部中。然而，當(dāng)內(nèi)窺鏡前端部的直徑減小且長(zhǎng)度縮短時(shí)，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(chǎn)生的熱量的路徑。
[0007]JP-A-2002-344095已經(jīng)公開了一種技術(shù)，其中具有高導(dǎo)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(dāng)具有高導(dǎo)熱率的石墨層層疊在柔性基板上時(shí)，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(jù)JP-A-2003-10111的電子內(nèi)窺鏡設(shè)備已經(jīng)使用一種結(jié)構(gòu)，其中確保連接到成像元件的信號(hào)電纜的大的GND端子區(qū)，使得成像元件產(chǎn)生的熱量可以通過(guò)GND端子釋放到信號(hào)電纜。然而，僅通過(guò)根據(jù)專利文獻(xiàn)3的放熱結(jié)構(gòu)在具有更大數(shù)量的像素且被以較高速度被驅(qū)動(dòng)的成像元件容納在具有較小直徑的內(nèi)窺鏡前端部中時(shí)恐怕不能獲得令人滿意的放熱特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種包括具有高放熱性能的結(jié)構(gòu)的內(nèi)窺鏡設(shè)備以及一種用于釋放由內(nèi)窺鏡設(shè)備的成像元件產(chǎn)生的熱量的方法。
[0010][1]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，內(nèi)窺鏡設(shè)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(nèi)窺鏡前端部中以接收來(lái)自對(duì)象的入射光。成像元件和用于驅(qū)動(dòng)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(nèi)窺鏡前端部中。柔性放熱板包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)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(qū)域，所述第二區(qū)域與設(shè)置在內(nèi)窺鏡前端部中的放熱構(gòu)件熱接觸。
[0011][2]在[1]的內(nèi)窺鏡設(shè)備中，柔性基板的一個(gè)區(qū)域粘貼到放熱構(gòu)件，柔性放熱板的第二區(qū)域粘貼到柔性基板的所述一個(gè)區(qū)域，以在放熱構(gòu)件與柔性放熱板之間獲得熱接觸。
[0012][3]在[1]或[2]的內(nèi)窺鏡設(shè)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(xiàng)的內(nèi)窺鏡設(shè)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(xiàng)的內(nèi)窺鏡設(shè)備，放熱構(gòu)件為信號(hào)電纜，所述信號(hào)電纜包括連接到成像元件和用于驅(qū)動(dòng)成像元件的電路部件的配線束。
[0015][6]在[1]至[5]中任一項(xiàng)的內(nèi)窺鏡設(shè)備中，第一區(qū)域直接粘貼到給定區(qū)域。
[0016][7]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種用于釋放由內(nèi)窺鏡設(shè)備的成像元件產(chǎn)生的熱量的方法包括貼附步驟、接觸步驟和傳遞步驟。內(nèi)窺鏡設(shè)備包括成像元件和柔性基板。成像元件被裝入內(nèi)窺鏡前端部中以接收來(lái)自對(duì)象的入射光。成像元件和用于驅(qū)動(dòng)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(nèi)窺鏡前端部中。在貼附步驟中，柔性放熱板的第一區(qū)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(qū)域。在接觸步驟中，柔性放熱板的第二區(qū)域與設(shè)置在內(nèi)窺鏡前端部中的放熱構(gòu)件熱接觸。在傳遞步驟中，由成像元件產(chǎn)生的熱量通過(guò)柔性放熱板被傳遞給放熱構(gòu)件。
[0017][8]在[7]的方法中，柔性基板的一個(gè)區(qū)域粘貼到放熱構(gòu)件，柔性放熱板的第二區(qū)域粘貼到柔性基板的所述一個(gè)區(qū)域，以在放熱構(gòu)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(xiàng)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(xiàng)的方法中，柔性放熱構(gòu)件為信號(hào)電纜，所述信號(hào)電纜包括連接到成像元件和用于驅(qū)動(dòng)成像元件的電路部件的配線束。
[0021][12]在[7]至[11]中任一項(xiàng)的方法中，第一區(qū)域直接粘貼到給定區(qū)域。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，用于將信號(hào)發(fā)送到內(nèi)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(hào)線的放熱路徑。另外，放熱板的一個(gè)側(cè)面直接或通過(guò)另外的構(gòu)件粘貼到成像元件的后表面?zhèn)龋瑫r(shí)放熱板的相對(duì)側(cè)粘貼到放熱構(gòu)件。因此，由成像元件產(chǎn)生的熱量可以通過(guò)不同于通過(guò)基板的放熱路徑的另一個(gè)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(qū)動(dòng)成像元件。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的內(nèi)窺鏡設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖2是圖1所示的內(nèi)窺鏡設(shè)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(cè)視圖；和
[0029]圖8是圖5所示的成像裝置的仰視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下將參照【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
[0031]圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的內(nèi)窺鏡設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)圖。內(nèi)窺鏡設(shè)備100具有主體操作部11和內(nèi)窺鏡插入部13，所述內(nèi)窺鏡插入部連續(xù)設(shè)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(shè)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(guò)所述光源裝置發(fā)送到內(nèi)窺鏡插入部13的前端部17中的照明光學(xué)系統(tǒng)。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(zhí)行圖像信號(hào)處理或類似操作的處理器連接。
[0032]內(nèi)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(gòu)成。彎曲部21可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)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(shè)置在主體操作部11中。另外，朝向內(nèi)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(nèi)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(nèi)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(jié)構(gòu)圖。如圖2中所示，成像光學(xué)系統(tǒng)的觀察窗37和設(shè)置在觀察窗37的相對(duì)側(cè)的照明光學(xué)系統(tǒng)的照射孔39A和39B設(shè)置在前端部(在下文中也稱為內(nèi)窺鏡前端部)17的前端表面35中，前端部17為內(nèi)窺鏡插入部13的前端部。鑷子端口 33設(shè)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(yīng)到觀察窗37的噴嘴41被設(shè)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(nèi)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(jiān)硬部分43;成像裝置47，所述成像裝置與通過(guò)前端堅(jiān)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(shè)置在另一個(gè)鉆孔43b中。另外，內(nèi)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(xué)系統(tǒng)的各種構(gòu)件，例如未顯示的用于引導(dǎo)光的導(dǎo)光件。
[0036]在成像裝置47中，入射光的光學(xué)路徑L通過(guò)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(guò)觀察窗37從對(duì)象引入并經(jīng)過(guò)容納在鏡筒45中的物鏡組。接著，基于引入成像元件59的對(duì)象的圖像信息的圖像信號(hào)通過(guò)基板57輸出到信號(hào)電纜61。稍后將說(shuō)明信號(hào)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(xué)系統(tǒng)設(shè)置在內(nèi)窺鏡前端部17的殼體內(nèi)以用作成像裝置47。另外，照明光學(xué)系統(tǒng)由設(shè)置在照射孔39A和39B(參見圖2)中的諸如透鏡的光學(xué)構(gòu)件和連接到所述光學(xué)構(gòu)件的導(dǎo)光件構(gòu)成。所述光學(xué)構(gòu)件和導(dǎo)光件也設(shè)置在內(nèi)窺鏡前端部17的殼體內(nèi)。從成像元件59輸出的圖像信息通過(guò)信號(hào)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(jiān)硬部43的外圓周上。設(shè)置在彎曲部