内視鏡
【課題】発光素子に電力を供給する電極パターンが短絡するのを抑えた内視鏡を提供する。
【解決手段】長尺の挿入部を備える内視鏡において、挿入部の先端側に設けられた基体と、基体に取付けられ、基体の前方からの光を集光する観察光学系と、自身の一方の面６２ａが先端側を向くように基体に取付けられた板状の基材６２と、基材の一方の面に互いに離間するように配置され、金属で形成された放熱パターン６３および一対の電極パターン６５と、放熱パターンに設けられた発光素子６８と、発光素子と一対の電極パターンとを電気的にそれぞれ接続する配線７３と、基材の他方の面６２ｂ上に配置され、基材より熱伝導率の大きな材料で形成された放熱部材５６とを有する。
【解決手段】長尺の挿入部を備える内視鏡において、挿入部の先端側に設けられた基体と、基体に取付けられ、基体の前方からの光を集光する観察光学系と、自身の一方の面６２ａが先端側を向くように基体に取付けられた板状の基材６２と、基材の一方の面に互いに離間するように配置され、金属で形成された放熱パターン６３および一対の電極パターン６５と、放熱パターンに設けられた発光素子６８と、発光素子と一対の電極パターンとを電気的にそれぞれ接続する配線７３と、基材の他方の面６２ｂ上に配置され、基材より熱伝導率の大きな材料で形成された放熱部材５６とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子が発した光で周囲を観察する内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、省電力や、扱いの手軽さなどのために、内視鏡の光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子が用いられている。
このような発光素子は、内視鏡以外にも、例えば、特許文献１に記載された発光装置に用いられている。この発光装置は、絶縁性の基材と、基材の表面に形成された一対の表面多層配線パターン（電極パターン）と、基材の裏面に形成された裏面多層配線パターンと、基材を貫通して設けられた電気伝導用ビアおよび熱伝導用ビアと、基材の表面に実装された発光ダイオードとを備えている。
【０００３】
特許文献１では、セラミックスからなる基材が用いられている。電気伝導用ビアは、両多層配線パターンを電気的に接続している。熱伝導用ビアは、両多層配線パターンを熱的に接続している。発光ダイオードは、一対の表面多層配線パターンに跨るように実装されている。
このように構成された発光装置は、電源から裏面多層配線パターンに電力が供給される。供給された電力は、裏面多層配線パターンから電気伝導用ビア、および表面多層配線パターンを介して発光ダイオードに供給され、発光ダイオードは発光および発熱する。発光ダイオードで発生した熱の一部は、電気伝導用ビアを介して裏面多層配線パターンに伝導される。発光ダイオードで発生した熱の他の一部は、表面多層配線パターン、および熱伝導用ビアを介して裏面多層配線パターンに伝導される。
裏面多層配線パターンに伝導された熱は、裏面多層配線パターンの雰囲気中に放出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２８３２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、特許文献１の発光装置では、表面多層配線パターンおよび裏面多層配線パターンは、発光ダイオードで発生した熱を伝導するだけでなく、発光ダイオードに電力を供給するためにも用いられている。このため、発光ダイオードの近傍に配置された導電部材により表面多層配線パターン同士が短絡し、回路に不具合が起こる可能性が高い。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、発光素子に電力を供給する電極パターンが短絡するのを抑えた内視鏡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】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の内視鏡は、長尺の挿入部を備える内視鏡において、前記挿入部の先端側に設けられた基体と、前記基体に取付けられ、前記基体の前方からの光を集光する観察光学系と、自身の一方の面が先端側を向くように前記基体に取付けられた板状の基材と、前記基材の前記一方の面に互いに離間するように配置され、金属で形成された放熱パターンおよび一対の電極パターンと、前記放熱パターンに設けられた発光素子と、前記発光素子と一対の前記電極パターンとを電気的にそれぞれ接続する配線と、前記基材の他方の面上に配置され、前記基材より熱伝導率の大きな材料で形成された放熱部材と、を有することを特徴としている。
【０００８】
また、上記の内視鏡において、前記基材の前記他方の面に配置され、金属で形成された第二の放熱パターンを備え、前記第二の放熱パターンは前記放熱部材に接触していることがより好ましい。
また、上記の内視鏡において、前記基材に設けられ、前記放熱パターンおよび前記第二の放熱パターンにそれぞれ接続され金属で形成されたスルーホールを有することがより好ましい。
また、上記の内視鏡において、前記発光素子および前記配線を封止する透明の封止樹脂を有することがより好ましい。
【０００９】
また、上記の内視鏡において、前記放熱部材における前記基材とは反対側に配置された電子基板と、一対の前記電極パターンと前記電子基板とを電気的に接続する接続部と、を有することがより好ましい。
また、上記の内視鏡において、前記基材、前記電子基板、および、前記接続部は、柔軟性のあるフレキシブルプリンテッドサーキット基板で一体に形成されていることがより好ましい。
また、上記の内視鏡において、前記基材および前記電子基板は、それぞれの厚さ方向に見て互いに略同一形状に形成され、前記基材および前記電子基板は、前記放熱部材にそれぞれ貼り合わされて構成されていることがより好ましい。
【００１０】
また、上記の内視鏡において、前記基材、前記電子基板、および前記放熱部材はリング状に形成され、前記基体の先端側は筒状に形成されて、内部に前記観察光学系が取付けられ、前記基材、前記電子基板、および前記放熱部材の貫通孔に前記基体の先端側がそれぞれ挿通されていることがより好ましい。
また、上記の内視鏡において、前記放熱部材の外周面には、前記接続部を収容する切欠部が形成されていることがより好ましい。
また、上記の内視鏡において、前記発光素子は、前記放熱パターンが接続された側と反対側に接点を有し、前記接点に前記配線が接続されていることがより好ましい。
【００１１】
また、上記の内視鏡において、前記放熱パターンの表面には、銀メッキ層が形成されていることがより好ましい。
また、上記の内視鏡において、前記電極パターンの表面には、金メッキ層が形成されていることがより好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の内視鏡によれば、発光素子に電力を供給する電極パターンが短絡するのを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態の内視鏡の全体図である。
【図２】同内視鏡の直視用アダプタにおける側面の要部の断面図である。
【図３】同内視鏡において接続部を伸ばしたときの電子基板ユニットの平面図である。
【図４】図３中の切断線Ａ−Ａの断面図である。
【図５】同内視鏡の電子基板ユニットの回路図である。
【図６】本発明の第１実施形態の変形例の内視鏡における要部の断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態の内視鏡における要部の断面図である。
【図８】図７中の切断線Ｂ−Ｂの断面図である。
【図９】同内視鏡の基端側電子基板の底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る内視鏡の第１実施形態を、図１から図６を参照しながら説明する。
図１に示すように、本内視鏡１は、長尺の挿入部１０と、挿入部１０の基端に取付けられ挿入部１０を操作する内視鏡操作部２０と、内視鏡操作部２０に接続された内視鏡本体３０と、挿入部１０で取得された画像を表示する表示部４０とを備えている。
挿入部１０は、挿入部１０の先端に配置され不図示の撮像素子が設けられた先端硬質部１１と、先端硬質部１１の基端側に接続され湾曲可能な湾曲部１２と、湾曲部１２の基端側に接続された可撓性を有する可撓管部１３とを有している。
先端硬質部１１の先端には、挿入部１０の前方を照明するとともに前方からの光を集光する、いわゆる直視用アダプタ５０と、挿入部１０の側方を照明するとともに側方からの光を集光する、いわゆる側視用アダプタ１００とが着脱可能となっている。
挿入部１０には、不図示の操作ワイヤが複数備えられている。操作ワイヤの先端は湾曲部１２に接続されている。
【００１５】
内視鏡操作部２０には、湾曲部１２を湾曲操作するための湾曲操作ボタン２１と、内視鏡本体３０および表示部４０などを操作するための主操作ボタン２２とが設けられ、不図示のモータが内蔵されている。前述の操作ワイヤの基端は、モータの回転軸に接続されている。
湾曲操作ボタン２１で、駆動するモータおよび回転軸の回転方向を指定することで、湾曲部１２を所望の方向に湾曲させることができる。
内視鏡操作部２０と内視鏡本体３０とは、ユニバーサルケーブル２６で接続されている。
【００１６】
内視鏡本体３０は、ケーシング３１、ケーシング３１に内蔵され、撮像素子が取得した画像を処理する画像処理部３２、挿入部１０や表示部４０などに直流により電力を供給する電源部３３、および、撮像素子や画像処理部３２などを制御する制御部３４を有している。
画像処理部３２は、撮像素子で取得された画像が信号として送信されたものを、内視鏡操作部２０から入力された指示に応じて明るさや表示範囲などを補正する処理をした後、表示部４０に送信する。
ケーシング３１の外面には、画像処理部３２および電源部３３に電気的に接続されたコネクタ３６が取付けられている。
【００１７】
表示部４０は、ケーシング３１に着脱自在に配設されている。表示部４０は、画像などを表示するＬＣＤ４１と、コネクタ３６に着脱可能な配線４２とを有している。
配線４２をコネクタ３６に接続することで、表示部４０は電源部３３から所定の電力を供給されるとともに、画像処理部３２から送信された画像などをＬＣＤ４１に表示することができる。
【００１８】
次に、アダプタ５０、１００の構成について説明する。ただし、側視用アダプタ１００は、直視用アダプタ５０に対して光を発したり受けたりする向きのみが異なるので説明を省略する。
直視用アダプタ５０は、図２に示すように、円筒状のカバー５１と、カバー５１内に配置されたアダプタ本体（基体）５２とを備えている。
アダプタ本体５２の先端側は筒状に形成されて、内部にはレンズ群などの観察光学系５３が取付けられている。先端硬質部１１の先端に直視用アダプタ５０が装着されたときに、観察光学系５３は前方からの光を集光して、撮像素子の検出面上に結像させる。
アダプタ本体５２には、観察光学系５３の先端側となる位置にカバーガラス５４が取付けられている。アダプタ本体５２の外周面には、鍔部５２ａが形成されていて、鍔部５２ａの先端側の面には、先端側に突出する２つのコンタクトピン５５（図２中には１つのみ示している。）が設けられている。
アダプタ本体５２の基端は、先端硬質部１１の先端にネジ嵌合などにより着脱可能となっている。先端硬質部１１にアダプタ本体５２を装着したときに、電源部３３からの電力が一対のコンタクトピン５５を通して後述する電子基板ユニット６０に供給されるとともに、制御部３４は一対のコンタクトピン５５間に接続された電子基板ユニット６０の抵抗値を測定する。
アダプタ本体５２は、本実施形態ではステンレス鋼などで一体に形成されている。
【００１９】
アダプタ本体５２における鍔部５２ａより先端側には、銅などの金属で略リング状に形成されたヒートシンク（放熱部材）５６が配置されている。ヒートシンク５６の貫通孔５６ａには、アダプタ本体５２の先端側が挿通されている。
ヒートシンク５６の外周面には、外周面から凹むとともに、カバー５１の軸線Ｃ方向に貫通する切欠部５６ｂが形成されている。
ヒートシンク５６は、アダプタ本体５２の外周面に接着剤などで固定されている。
【００２０】
ヒートシンク５６の先端側の面上および基端側の面上には、電子基板ユニット６０が配置されている。
電子基板ユニット６０は、ヒートシンク５６の先端側の面上に配置された先端側電子基板６１と、ヒートシンク５６の基端側の面上に配置された基端側電子基板（電子基板）８１と、電子基板６１、８１を電気的に接続する接続部９１とを有している。電子基板６１、８１、および接続部９１は、柔軟性のあるフレキシブルプリンテッドサーキット基板（以下、「ＦＰＣ基板」と称する。）で一体に形成されている。
基端側電子基板８１は、ヒートシンク５６における先端側電子基板６１とは反対側に配置されている。電子基板ユニット６０は、接続部９１が折り曲げられた状態でヒートシンク５６に取付けられていて、接続部９１は切欠部５６ｂに収容されている。
図３は、接続部９１を真っすぐに伸ばしたときの電子基板ユニット６０の平面図である。なお、図３においては、後述する銀メッキ層７１、金メッキ層７２、および封止樹脂７５は示していない。
電子基板６１、８１は、それぞれの厚さ方向に見て、互いに略同一のリング状に形成されている。
接続部９１は、先端側電子基板６１の縁部と基端側電子基板８１の縁部とを接続する帯状に形成されていて、電子基板ユニット６０は全体として、亜鈴状に形成されている。
先端側電子基板６１の貫通孔６１ａ、および、基端側電子基板８１の貫通孔８１ａには、図２に示すように、アダプタ本体５２の先端側が挿通されている。
【００２１】
先端側電子基板６１は、図３および図４に示すように、板状の基材６２と、基材６２の一方の面６２ａに互いに離間するように配置された放熱パターン６３および一対の電極パターン６５、６６と、基材６２の他方の面６２ｂに配置された第二の放熱パターン６７と、放熱パターン６３上に設けられた複数のＬＥＤ（発光素子）６８とを有している。
【００２２】
基材６２は、本実施形態では、絶縁性を有するポリイミドで形成されている。基材６２の熱伝導率は、ヒートシンク５６の熱伝導率より小さくなっている。基材６２は、一方の面６２ａが先端側を向くようにヒートシンク５６に取付けられている。
放熱パターン６３と電極パターン６５、放熱パターン６３と電極パターン６６、そして、電極パターン６５と電極パターン６６は、それぞれ互いに離間している。
放熱パターン６３は、先端側電子基板６１の厚さ方向に見て、ＬＥＤ６８の面積と略等しく形成されている。
第二の放熱パターン６７は、先端側電子基板６１の厚さ方向に見て、基材６２よりわずかに小さくなるように形成されている。
放熱パターン６３、電極パターン６５、６６、および第二の放熱パターン６７は、銅メッキやエッチングなどにより形成されている。
【００２３】
図４に示すように、放熱パターン６３の表面には、銀メッキ層７１が形成されている。ＬＥＤ６８は、不図示の耐熱性接着剤により銀メッキ層７１上に固定されている。電極パターン６５、６６の表面には、金メッキ層７２が形成されている。
ＬＥＤ６８は、放熱パターン６３が接続された側と反対側、すなわち自身の先端側に一対の接点６８ａを有している。それぞれのＬＥＤ６８において、一方の接点６８ａは、ワイヤ（配線）７３により電極パターン６５上の金メッキ層７２に電気的に接続されている。同様に、他方の接点６８ａは、ワイヤ７３により電極パターン６６上の金メッキ層７２に電気的に接続されている。なお、図３にはワイヤ７３は示されていない。
一対の接点６８ａ間に直流電流を供給することで、ＬＥＤ６８は前方を中心とする所定の角度内に光を発することができる。
図３に示すように、基材６２の一方の面６２ａには、電極パターン６５を囲うようにレジスト層７４が設けられている。レジスト層７４は、電極パターン６５などが短絡するのを防止するためのものである。
図４に示すように、基材６２の一方の面６２ａ側には、透明の封止樹脂７５が配置されている。放熱パターン６３、電極パターン６５、６６、ＬＥＤ６８、およびワイヤ７３は、封止樹脂７５により封止されている。
【００２４】
基材６２における放熱パターン６３に隣接する部分には、基材６２を貫通する複数のスルーホール（ビア）７６が設けられている。スルーホール７６は、基材６２に形成された貫通孔の内周面に、銅などの金属をメッキして形成したものである。スルーホール７６の一端は放熱パターン６３に、他端は第二の放熱パターン６７にそれぞれ接続されている。
第二の放熱パターン６７は、シート状の接着剤であるボンディングシート７７によりヒートシンク５６の先端側の面に貼り合わされている。ボンディングシート７７としては、耐熱性に優れるとともに、熱伝導率の大きなものを用いることが好ましい。
【００２５】
基端側電子基板８１は、図３に示すように、基材８２と、基材８２の基端側の面に設けられた電気抵抗８３、および一対のピン用接点８４、８５とを有している。基端側電子基板８１は、ボンディングシートなどによりヒートシンク５６の基端側の面に貼り合わされている。なお、基端側電子基板８１は、ボンディングシートより熱伝導率の小さな接着剤でヒートシンク５６に貼り合わされてもよい。
基材８２は、基材６２と同一の材料で形成されている。
ピン用接点８４は一方のコンタクトピン５５に接続されていて、ピン用接点８５は他方のコンタクトピン５５に接続されている。
接続部９１は、電極パターン６５、６６と基端側電子基板８１とを電気的に接続している。
図２において、ＬＥＤ６８の前方にはカバーガラス９６が配され、このカバーガラス９６がカバー５１に取付けられていてもよい。
【００２６】
電子基板ユニット６０では、図５に示すように、一対のＬＥＤ６８を並列に接続したものが直列に接続され、その両端がピン用接点８４、８５に接続され、電気回路を形成している。さらに、ピン用接点８４、８５間に、複数のＬＥＤ６８と並列に電気抵抗８３が接続されている。
このように構成された電子基板ユニット６０は、複数のＬＥＤ６８のうちの一つのＬＥＤ６８が壊れても、残りのＬＥＤ６８から光を発し続けることができる。
また、アダプタ毎に電気抵抗の値を変えておき、先端硬質部１１の先端にアダプタが装着されたときにピン用接点８４、８５間の抵抗値を測定することで、制御部３４が装着されたアダプタの種類を認識することができる。
【００２７】
次に、以上のように構成された内視鏡１の動作について説明する。ここでは、予め、先端硬質部１１の先端に直視用アダプタ５０が装着されているとする。
まず、使用者が内視鏡本体３０に設けられた不図示の起動ボタンを操作して制御部３４を起動すると、制御部３４は電源部３３から画像処理部３２や直視用アダプタ５０などに電力を供給させる。
まず、使用者が内視鏡操作部２０の主操作ボタン２２を操作して制御部３４を起動すると、制御部３４は電源部３３から画像処理部３２や直視用アダプタ５０などに電力を供給させる。
そして、ピン用接点８４、８５間の抵抗値を測定し、アダプタの種類を認識する。
電力を供給された直視用アダプタ５０では、電極パターン６５、６６、およびワイヤ７３を介してＬＥＤ６８に直流が供給される。ＬＥＤ６８は前方に照明光を発し、前方からの反射光は観察光学系５３で集光され、撮像素子で画像の信号に変換される。この信号は、画像処理部３２で処理され、ＬＣＤ４１に表示される。
ＬＥＤ６８は、照明光を発する一方で、熱も発生する。ＬＥＤ６８が発生した熱は、銀メッキ層７１を介して放熱パターン６３、スルーホール７６、そして第二の放熱パターン６７に伝導される。さらに、この熱は、ボンディングシート７７、ヒートシンク５６を通してアダプタ本体５２に伝導され放熱される。基端側電子基板８１で発生した熱も同様に、ボンディングシート、ヒートシンク５６を通してアダプタ本体５２から放熱される。
【００２８】
使用者は、ＬＣＤ４１に表示された画像を見ながら、被検体に挿入部１０を挿入していく。その際に、挿入部１０が挿入しにくくなった場合には、湾曲操作ボタン２１を適宜操作して、湾曲部１２を湾曲させる。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態の内視鏡１によれば、ＬＥＤ６８には、電極パターン６５、６６からワイヤ７３を介して電力が供給される。電極パターン６５、６６間を離間させることで、電極パターン６５、６６に他の導電性部材が接触して電極パターン６５、６６が短絡するのを抑えることができる。
ＬＥＤ６８で発生した熱は、放熱パターン６３を介してヒートシンク５６に伝導される。放熱パターン６３とヒートシンク５６との距離は基材６２の厚さとほぼ等しくなるため、基材６２の他方の面６２ｂ側にヒートシンク５６を備えることで、ＬＥＤ６８で発生した熱が伝導される距離を短くすると同時に、熱が伝導される部材の熱伝導率を高め、効率良く放熱することができる。
【００３０】
ＬＥＤ６８から効率良く放熱することで、ＬＥＤ６８の温度を低下させＬＥＤ６８の発光効率が低下するのを防ぐことができる。
放熱パターン６３および電極パターン６５、６６は、エッチングなどにより同時に形成できるため、電極パターン６５、６６だけでなく放熱パターン６３を同時に形成することで、ＬＥＤ６８の放熱効率を効率良く高めることができる。
【００３１】
電子基板ユニット６０は、第二の放熱パターン６７を有し、第二の放熱パターン６７はボンディングシート７７を介してヒートシンク５６に接続されている。ＬＥＤ６８で発生した熱を、第二の放熱パターン６７を介してヒートシンク５６に伝導することで、ヒートシンク５６の温度がより均一になり、ヒートシンク５６からより効率良く放熱することができる。
電子基板ユニット６０はスルーホール７６を有するため、放熱パターン６３から第二の放熱パターン６７に効果的に熱を伝導することができる。
電子基板ユニット６０は封止樹脂７５を有し、ＬＥＤ６８やワイヤ７３などを、水や埃、外力などから保護している。このように構成されている場合であっても、ＬＥＤ６８で発生した熱をヒートシンク５６側に伝導させることで封止樹脂７５に伝導される熱を抑え、熱劣化により封止樹脂７５の透明度が低下して封止樹脂７５を透過する光量が低下するのを抑えることができる。
【００３２】
電子基板ユニット６０は、基端側電子基板８１および接続部９１を備えている。したがって、ヒートシンク５６の両側にコンパクトに先端側電子基板６１および基端側電子基板８１を配置することができる。
電子基板ユニット６０は、ＦＰＣ基板で形成されているため、電子基板ユニット６０を複雑な形状に容易に変形させることができる。
先端側電子基板６１および基端側電子基板８１が平面視で互いに略同一に形成されているため、電子基板６１、８１をヒートシンク５６に貼り合わせる動作が似た作業となり、作業効率を向上させることができる。
【００３３】
リング状に形成されたヒートシンク５６、電子基板６１、８１にアダプタ本体５２の先端側が挿通され、アダプタ本体５２の先端側の内部には観察光学系５３が取付けられている。これにより、アダプタ本体５２の周囲に、ヒートシンク５６、電子基板６１、８１、および、観察光学系５３をコンパクトに配置することができる。
ヒートシンク５６には切欠部５６ｂが形成されているため、切欠部５６ｂ内に電子基板ユニット６０の接続部９１を収容することで、他の部材から接続部９１を保護することができる。
ＬＥＤ６８における放熱パターン６３とは反対側に接点６８ａが設けられているため、ＬＥＤ６８とワイヤ７３とを容易に電気的に接続することができる。
【００３４】
放熱パターン６３の表面には、銀メッキ層７１が形成されている。銀の反射率は、金や銅などの他の金属に比べても大きいため、ＬＥＤ６８が発する光を前方に効果的に反射することができる。
電極パターン６５の表面には、金メッキ層７２が形成されているため、電極パターン６５とワイヤ７３とをより確実に電気的に接続することができる。
【００３５】
基材６２の熱伝導率は、通常はヒートシンク５６の熱伝導率に比べて非常に小さく、さらに、平面視において、放熱パターン６３の面積はＬＥＤ６８の面積にほぼ等しい。これらのため、ＬＥＤ６８で発生した熱は、一度第二の放熱パターン６７に伝導されると、アダプタにおいて一般的に熱に最も弱い封止樹脂７５に伝導されにくい構造となっている。これにより、封止樹脂７５が熱劣化するのを抑制することができる。
ヒートシンク５６の両側に電子基板６１、８１を備えることで、金属で形成されていて放熱性の高い放熱パターンおよび電極パターンを配置する自由度を高めることができる。
【００３６】
なお、本実施形態では、基材６２の熱伝導率が比較的大きい場合など、ＬＥＤ６８で発生した熱が放熱パターン６３から基材６２を介してヒートシンク５６に充分伝導できる場合には、第二の放熱パターン６７およびスルーホール７６は備えられなくてもよい。
【００３７】
また、本実施形態では、ポリイミドで形成された基材６２に代えて、図６に示すように、ガラスエポキシで形成された基材１０１を備えてもよい。
このように構成することで、内視鏡の製造に要するコストを低減させることができる。
【００３８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図７から図９を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図７および図８に示すように、本実施形態の内視鏡は、前記第１実施形態の内視鏡１の電子基板ユニット６０に代えて、先端側電子基板１１１、基端側電子基板１２１、および導電ピン１３１を備えている。
【００３９】
図８に示すように、先端側電子基板１１１は、前記第１実施形態の先端側電子基板６１において、基材６２に代えて挿通孔１０１ａが形成された基材１０１を有している。電極パターン６５には、挿通孔１０１ａに連通する挿通孔６５ａが形成されている。
基端側電子基板１２１は、基端側電子基板８１の各構成に加えて、図８および図９に示すように、基材８２の基端側の面に配置された裏側用電極パターン１２２、および、裏側用電極パターン１２２を被覆する裏側封止樹脂１２３を備えている。基材８２、裏側用電極パターン１２２には、図８に示すように、互いに連通する挿通孔８２ａ、挿通孔１２２ａがそれぞれ形成されている。裏側用電極パターン１２２は、銅メッキなどにより形成されている。
基材８２は、ボンディングシート１２６によりヒートシンク５６の基端側の面に貼り合わされている。
【００４０】
ヒートシンク５６には、基材１０１の挿通孔１０１ａ、および基材８２の挿通孔８２ａに連通する挿通孔５６ｃが形成されている。このヒートシンク５６には、前記実施形態の切欠部５６ｂは形成されていない。
導電ピン１３１は、導電性の金属などで形成されている。導電ピン１３１は、電極パターン６５の挿通孔６５ａ、基材１０１の挿通孔１０１ａ、ヒートシンク５６の挿通孔５６ｃ、基材８２の挿通孔８２ａ、そして、裏側用電極パターン１２２の挿通孔１２２ａに挿通されている。導電ピン１３１の先端側と金メッキ層７２とは、ハンダ１３６により電気的に接続されている。導電ピン１３１の基端側と裏側用電極パターン１２２とは、ハンダ１３７により電気的に接続されている。
導電ピン１３１の基端側は、アダプタ本体５２と接触しないように絶縁樹脂１３８により覆われている。
【００４１】
前述の第１実施形態では、電子基板ユニット６０がＦＰＣ基板であるため、接続部９１を折り曲げることができた。この例では、基材１０１がガラスエポキシで形成されているため、先端側電子基板１１１と基端側電子基板１２１とを導電ピン１３１で接続することで、電気的に接続している。
【００４２】
このように構成された本実施形態の内視鏡では、ＬＥＤ６８に電力を供給する電極パターン６５、６６が短絡するのを抑えることができる。
さらに、ヒートシンク５６に先端側電子基板１１１および基端側電子基板１２１をボンディングシートで貼り付けるときに、第１実施形態の接続部９１のように折り曲げる必要がないため、貼り付けの作業性を向上させることができる。
基材１０１として、ＬＥＤ６８が発する光を効率良く反射できる白色のものを用いることができる。ＦＰＣ基板で白色のものは厚くなったり、脆くなったりするため、前述の第１実施形態のように、接続部９１を折り曲げることができない。
【００４３】
なお、本実施形態では、ヒートシンク５６の挿通孔５６ｃに絶縁性の樹脂を充填したり、ヒートシンク５６の表面にアルマイト層を形成したりすることで、ヒートシンク５６と導電ピン１３１との絶縁性を高めてもよい。
【００４４】
以上、本発明の第１実施形態および第２実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更なども含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。
たとえば、前記第１実施形態および第２実施形態では、放熱パターン６３、電極パターン６５、６６、および第二の放熱パターン６７は、銅メッキにより形成されているとした。しかし、これらは、銀や金など、他の金属で形成されてもよい。
【００４５】
封止樹脂７５の一部を、例えば凸レンズの形状に形成してＬＥＤ６８の前方に配置することで、ＬＥＤ６８が発する光を集光させてもよい。ＬＥＤ６８が青色の光を発するときには、青色の光を吸収して白色光を放出する蛍光体を封止樹脂７５に含ませてもよい。
前記第１実施形態および第２実施形態では、封止樹脂７５は必須の構成ではない。内視鏡の使用環境によっては、水や埃が少ない場合もあるからである。
【００４６】
複数のＬＥＤ６８から前方に充分な光量の光が発せられている場合には、放熱パターン６３の表面に銀メッキ層７１が形成されていなくてもよい。
電極パターン６５、６６の表面に、金メッキ層７２に代えて銀メッキ層を形成してもよい。このように構成することで、ＬＥＤ６８が発する光をさらに効果的に反射することができる。
電極パターン６５、６６と図７には示されていないワイヤ７３とが確実に接続できる場合には、電極パターン６５、６６の表面に金メッキ層７２が形成されていなくてもよい。
【００４７】
前記第１実施形態および第２実施形態では、放熱パターン６３と第二の放熱パターン６７とを、スルーホール７６でなく、ワイヤや金属板などで接続してもよい。
また、電極パターン６５、６６とＬＥＤ６８との電気的な接続にワイヤ７３を用いたが、電極パターンなどの他の方法で電極パターン６５、６６とＬＥＤ６８とを電気的に接続してもよい。
前記第１実施形態および第２実施形態では、アダプタ毎に電気抵抗の値を変えることで、制御部３４がアダプタの種類を認識することができるようにした。しかし、アダプタ毎に制御部３４が電気的に識別可能な素子を備えるように構成してもよい。このような素子として、具体的には、インダクタを挙げることができる。
【００４８】
発光素子としては、ＬＥＤ６８に限ることなく、レーザーダイオードなども好適に用いることができる。
また、前記第１実施形態および第２実施形態では、挿入部１０の先端にアダプタ５０、１００が着脱可能に構成された内視鏡としたが、たとえば、挿入部１０の先端に直視用のＬＥＤや観察光学系が固定された内視鏡でもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１ 内視鏡
１０ 挿入部
５２ アダプタ本体（基体）
５３ 観察光学系
５６ ヒートシンク（放熱部材）
５６ｂ 切欠部
６２、１０１ 基材
６２ａ 一方の面
６２ｂ 他方の面
６３ 放熱パターン
６５、６６ 電極パターン
６７ 第二の放熱パターン
６８ ＬＥＤ（発光素子）
６８ａ 接点
７１ 銀メッキ層
７２ 金メッキ層
７３ ワイヤ（配線）
７５ 封止樹脂
７６ スルーホール
８１ 基端側電子基板（電子基板）
９１ 接続部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子が発した光で周囲を観察する内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、省電力や、扱いの手軽さなどのために、内視鏡の光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子が用いられている。
このような発光素子は、内視鏡以外にも、例えば、特許文献１に記載された発光装置に用いられている。この発光装置は、絶縁性の基材と、基材の表面に形成された一対の表面多層配線パターン（電極パターン）と、基材の裏面に形成された裏面多層配線パターンと、基材を貫通して設けられた電気伝導用ビアおよび熱伝導用ビアと、基材の表面に実装された発光ダイオードとを備えている。
【０００３】
特許文献１では、セラミックスからなる基材が用いられている。電気伝導用ビアは、両多層配線パターンを電気的に接続している。熱伝導用ビアは、両多層配線パターンを熱的に接続している。発光ダイオードは、一対の表面多層配線パターンに跨るように実装されている。
このように構成された発光装置は、電源から裏面多層配線パターンに電力が供給される。供給された電力は、裏面多層配線パターンから電気伝導用ビア、および表面多層配線パターンを介して発光ダイオードに供給され、発光ダイオードは発光および発熱する。発光ダイオードで発生した熱の一部は、電気伝導用ビアを介して裏面多層配線パターンに伝導される。発光ダイオードで発生した熱の他の一部は、表面多層配線パターン、および熱伝導用ビアを介して裏面多層配線パターンに伝導される。
裏面多層配線パターンに伝導された熱は、裏面多層配線パターンの雰囲気中に放出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２８３２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、特許文献１の発光装置では、表面多層配線パターンおよび裏面多層配線パターンは、発光ダイオードで発生した熱を伝導するだけでなく、発光ダイオードに電力を供給するためにも用いられている。このため、発光ダイオードの近傍に配置された導電部材により表面多層配線パターン同士が短絡し、回路に不具合が起こる可能性が高い。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、発光素子に電力を供給する電極パターンが短絡するのを抑えた内視鏡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】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の内視鏡は、長尺の挿入部を備える内視鏡において、前記挿入部の先端側に設けられた基体と、前記基体に取付けられ、前記基体の前方からの光を集光する観察光学系と、自身の一方の面が先端側を向くように前記基体に取付けられた板状の基材と、前記基材の前記一方の面に互いに離間するように配置され、金属で形成された放熱パターンおよび一対の電極パターンと、前記放熱パターンに設けられた発光素子と、前記発光素子と一対の前記電極パターンとを電気的にそれぞれ接続する配線と、前記基材の他方の面上に配置され、前記基材より熱伝導率の大きな材料で形成された放熱部材と、を有することを特徴としている。
【０００８】
また、上記の内視鏡において、前記基材の前記他方の面に配置され、金属で形成された第二の放熱パターンを備え、前記第二の放熱パターンは前記放熱部材に接触していることがより好ましい。
また、上記の内視鏡において、前記基材に設けられ、前記放熱パターンおよび前記第二の放熱パターンにそれぞれ接続され金属で形成されたスルーホールを有することがより好ましい。
また、上記の内視鏡において、前記発光素子および前記配線を封止する透明の封止樹脂を有することがより好ましい。
【０００９】
また、上記の内視鏡において、前記放熱部材における前記基材とは反対側に配置された電子基板と、一対の前記電極パターンと前記電子基板とを電気的に接続する接続部と、を有することがより好ましい。
また、上記の内視鏡において、前記基材、前記電子基板、および、前記接続部は、柔軟性のあるフレキシブルプリンテッドサーキット基板で一体に形成されていることがより好ましい。
また、上記の内視鏡において、前記基材および前記電子基板は、それぞれの厚さ方向に見て互いに略同一形状に形成され、前記基材および前記電子基板は、前記放熱部材にそれぞれ貼り合わされて構成されていることがより好ましい。
【００１０】
また、上記の内視鏡において、前記基材、前記電子基板、および前記放熱部材はリング状に形成され、前記基体の先端側は筒状に形成されて、内部に前記観察光学系が取付けられ、前記基材、前記電子基板、および前記放熱部材の貫通孔に前記基体の先端側がそれぞれ挿通されていることがより好ましい。
また、上記の内視鏡において、前記放熱部材の外周面には、前記接続部を収容する切欠部が形成されていることがより好ましい。
また、上記の内視鏡において、前記発光素子は、前記放熱パターンが接続された側と反対側に接点を有し、前記接点に前記配線が接続されていることがより好ましい。
【００１１】
また、上記の内視鏡において、前記放熱パターンの表面には、銀メッキ層が形成されていることがより好ましい。
また、上記の内視鏡において、前記電極パターンの表面には、金メッキ層が形成されていることがより好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の内視鏡によれば、発光素子に電力を供給する電極パターンが短絡するのを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態の内視鏡の全体図である。
【図２】同内視鏡の直視用アダプタにおける側面の要部の断面図である。
【図３】同内視鏡において接続部を伸ばしたときの電子基板ユニットの平面図である。
【図４】図３中の切断線Ａ−Ａの断面図である。
【図５】同内視鏡の電子基板ユニットの回路図である。
【図６】本発明の第１実施形態の変形例の内視鏡における要部の断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態の内視鏡における要部の断面図である。
【図８】図７中の切断線Ｂ−Ｂの断面図である。
【図９】同内視鏡の基端側電子基板の底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る内視鏡の第１実施形態を、図１から図６を参照しながら説明する。
図１に示すように、本内視鏡１は、長尺の挿入部１０と、挿入部１０の基端に取付けられ挿入部１０を操作する内視鏡操作部２０と、内視鏡操作部２０に接続された内視鏡本体３０と、挿入部１０で取得された画像を表示する表示部４０とを備えている。
挿入部１０は、挿入部１０の先端に配置され不図示の撮像素子が設けられた先端硬質部１１と、先端硬質部１１の基端側に接続され湾曲可能な湾曲部１２と、湾曲部１２の基端側に接続された可撓性を有する可撓管部１３とを有している。
先端硬質部１１の先端には、挿入部１０の前方を照明するとともに前方からの光を集光する、いわゆる直視用アダプタ５０と、挿入部１０の側方を照明するとともに側方からの光を集光する、いわゆる側視用アダプタ１００とが着脱可能となっている。
挿入部１０には、不図示の操作ワイヤが複数備えられている。操作ワイヤの先端は湾曲部１２に接続されている。
【００１５】
内視鏡操作部２０には、湾曲部１２を湾曲操作するための湾曲操作ボタン２１と、内視鏡本体３０および表示部４０などを操作するための主操作ボタン２２とが設けられ、不図示のモータが内蔵されている。前述の操作ワイヤの基端は、モータの回転軸に接続されている。
湾曲操作ボタン２１で、駆動するモータおよび回転軸の回転方向を指定することで、湾曲部１２を所望の方向に湾曲させることができる。
内視鏡操作部２０と内視鏡本体３０とは、ユニバーサルケーブル２６で接続されている。
【００１６】
内視鏡本体３０は、ケーシング３１、ケーシング３１に内蔵され、撮像素子が取得した画像を処理する画像処理部３２、挿入部１０や表示部４０などに直流により電力を供給する電源部３３、および、撮像素子や画像処理部３２などを制御する制御部３４を有している。
画像処理部３２は、撮像素子で取得された画像が信号として送信されたものを、内視鏡操作部２０から入力された指示に応じて明るさや表示範囲などを補正する処理をした後、表示部４０に送信する。
ケーシング３１の外面には、画像処理部３２および電源部３３に電気的に接続されたコネクタ３６が取付けられている。
【００１７】
表示部４０は、ケーシング３１に着脱自在に配設されている。表示部４０は、画像などを表示するＬＣＤ４１と、コネクタ３６に着脱可能な配線４２とを有している。
配線４２をコネクタ３６に接続することで、表示部４０は電源部３３から所定の電力を供給されるとともに、画像処理部３２から送信された画像などをＬＣＤ４１に表示することができる。
【００１８】
次に、アダプタ５０、１００の構成について説明する。ただし、側視用アダプタ１００は、直視用アダプタ５０に対して光を発したり受けたりする向きのみが異なるので説明を省略する。
直視用アダプタ５０は、図２に示すように、円筒状のカバー５１と、カバー５１内に配置されたアダプタ本体（基体）５２とを備えている。
アダプタ本体５２の先端側は筒状に形成されて、内部にはレンズ群などの観察光学系５３が取付けられている。先端硬質部１１の先端に直視用アダプタ５０が装着されたときに、観察光学系５３は前方からの光を集光して、撮像素子の検出面上に結像させる。
アダプタ本体５２には、観察光学系５３の先端側となる位置にカバーガラス５４が取付けられている。アダプタ本体５２の外周面には、鍔部５２ａが形成されていて、鍔部５２ａの先端側の面には、先端側に突出する２つのコンタクトピン５５（図２中には１つのみ示している。）が設けられている。
アダプタ本体５２の基端は、先端硬質部１１の先端にネジ嵌合などにより着脱可能となっている。先端硬質部１１にアダプタ本体５２を装着したときに、電源部３３からの電力が一対のコンタクトピン５５を通して後述する電子基板ユニット６０に供給されるとともに、制御部３４は一対のコンタクトピン５５間に接続された電子基板ユニット６０の抵抗値を測定する。
アダプタ本体５２は、本実施形態ではステンレス鋼などで一体に形成されている。
【００１９】
アダプタ本体５２における鍔部５２ａより先端側には、銅などの金属で略リング状に形成されたヒートシンク（放熱部材）５６が配置されている。ヒートシンク５６の貫通孔５６ａには、アダプタ本体５２の先端側が挿通されている。
ヒートシンク５６の外周面には、外周面から凹むとともに、カバー５１の軸線Ｃ方向に貫通する切欠部５６ｂが形成されている。
ヒートシンク５６は、アダプタ本体５２の外周面に接着剤などで固定されている。
【００２０】
ヒートシンク５６の先端側の面上および基端側の面上には、電子基板ユニット６０が配置されている。
電子基板ユニット６０は、ヒートシンク５６の先端側の面上に配置された先端側電子基板６１と、ヒートシンク５６の基端側の面上に配置された基端側電子基板（電子基板）８１と、電子基板６１、８１を電気的に接続する接続部９１とを有している。電子基板６１、８１、および接続部９１は、柔軟性のあるフレキシブルプリンテッドサーキット基板（以下、「ＦＰＣ基板」と称する。）で一体に形成されている。
基端側電子基板８１は、ヒートシンク５６における先端側電子基板６１とは反対側に配置されている。電子基板ユニット６０は、接続部９１が折り曲げられた状態でヒートシンク５６に取付けられていて、接続部９１は切欠部５６ｂに収容されている。
図３は、接続部９１を真っすぐに伸ばしたときの電子基板ユニット６０の平面図である。なお、図３においては、後述する銀メッキ層７１、金メッキ層７２、および封止樹脂７５は示していない。
電子基板６１、８１は、それぞれの厚さ方向に見て、互いに略同一のリング状に形成されている。
接続部９１は、先端側電子基板６１の縁部と基端側電子基板８１の縁部とを接続する帯状に形成されていて、電子基板ユニット６０は全体として、亜鈴状に形成されている。
先端側電子基板６１の貫通孔６１ａ、および、基端側電子基板８１の貫通孔８１ａには、図２に示すように、アダプタ本体５２の先端側が挿通されている。
【００２１】
先端側電子基板６１は、図３および図４に示すように、板状の基材６２と、基材６２の一方の面６２ａに互いに離間するように配置された放熱パターン６３および一対の電極パターン６５、６６と、基材６２の他方の面６２ｂに配置された第二の放熱パターン６７と、放熱パターン６３上に設けられた複数のＬＥＤ（発光素子）６８とを有している。
【００２２】
基材６２は、本実施形態では、絶縁性を有するポリイミドで形成されている。基材６２の熱伝導率は、ヒートシンク５６の熱伝導率より小さくなっている。基材６２は、一方の面６２ａが先端側を向くようにヒートシンク５６に取付けられている。
放熱パターン６３と電極パターン６５、放熱パターン６３と電極パターン６６、そして、電極パターン６５と電極パターン６６は、それぞれ互いに離間している。
放熱パターン６３は、先端側電子基板６１の厚さ方向に見て、ＬＥＤ６８の面積と略等しく形成されている。
第二の放熱パターン６７は、先端側電子基板６１の厚さ方向に見て、基材６２よりわずかに小さくなるように形成されている。
放熱パターン６３、電極パターン６５、６６、および第二の放熱パターン６７は、銅メッキやエッチングなどにより形成されている。
【００２３】
図４に示すように、放熱パターン６３の表面には、銀メッキ層７１が形成されている。ＬＥＤ６８は、不図示の耐熱性接着剤により銀メッキ層７１上に固定されている。電極パターン６５、６６の表面には、金メッキ層７２が形成されている。
ＬＥＤ６８は、放熱パターン６３が接続された側と反対側、すなわち自身の先端側に一対の接点６８ａを有している。それぞれのＬＥＤ６８において、一方の接点６８ａは、ワイヤ（配線）７３により電極パターン６５上の金メッキ層７２に電気的に接続されている。同様に、他方の接点６８ａは、ワイヤ７３により電極パターン６６上の金メッキ層７２に電気的に接続されている。なお、図３にはワイヤ７３は示されていない。
一対の接点６８ａ間に直流電流を供給することで、ＬＥＤ６８は前方を中心とする所定の角度内に光を発することができる。
図３に示すように、基材６２の一方の面６２ａには、電極パターン６５を囲うようにレジスト層７４が設けられている。レジスト層７４は、電極パターン６５などが短絡するのを防止するためのものである。
図４に示すように、基材６２の一方の面６２ａ側には、透明の封止樹脂７５が配置されている。放熱パターン６３、電極パターン６５、６６、ＬＥＤ６８、およびワイヤ７３は、封止樹脂７５により封止されている。
【００２４】
基材６２における放熱パターン６３に隣接する部分には、基材６２を貫通する複数のスルーホール（ビア）７６が設けられている。スルーホール７６は、基材６２に形成された貫通孔の内周面に、銅などの金属をメッキして形成したものである。スルーホール７６の一端は放熱パターン６３に、他端は第二の放熱パターン６７にそれぞれ接続されている。
第二の放熱パターン６７は、シート状の接着剤であるボンディングシート７７によりヒートシンク５６の先端側の面に貼り合わされている。ボンディングシート７７としては、耐熱性に優れるとともに、熱伝導率の大きなものを用いることが好ましい。
【００２５】
基端側電子基板８１は、図３に示すように、基材８２と、基材８２の基端側の面に設けられた電気抵抗８３、および一対のピン用接点８４、８５とを有している。基端側電子基板８１は、ボンディングシートなどによりヒートシンク５６の基端側の面に貼り合わされている。なお、基端側電子基板８１は、ボンディングシートより熱伝導率の小さな接着剤でヒートシンク５６に貼り合わされてもよい。
基材８２は、基材６２と同一の材料で形成されている。
ピン用接点８４は一方のコンタクトピン５５に接続されていて、ピン用接点８５は他方のコンタクトピン５５に接続されている。
接続部９１は、電極パターン６５、６６と基端側電子基板８１とを電気的に接続している。
図２において、ＬＥＤ６８の前方にはカバーガラス９６が配され、このカバーガラス９６がカバー５１に取付けられていてもよい。
【００２６】
電子基板ユニット６０では、図５に示すように、一対のＬＥＤ６８を並列に接続したものが直列に接続され、その両端がピン用接点８４、８５に接続され、電気回路を形成している。さらに、ピン用接点８４、８５間に、複数のＬＥＤ６８と並列に電気抵抗８３が接続されている。
このように構成された電子基板ユニット６０は、複数のＬＥＤ６８のうちの一つのＬＥＤ６８が壊れても、残りのＬＥＤ６８から光を発し続けることができる。
また、アダプタ毎に電気抵抗の値を変えておき、先端硬質部１１の先端にアダプタが装着されたときにピン用接点８４、８５間の抵抗値を測定することで、制御部３４が装着されたアダプタの種類を認識することができる。
【００２７】
次に、以上のように構成された内視鏡１の動作について説明する。ここでは、予め、先端硬質部１１の先端に直視用アダプタ５０が装着されているとする。
まず、使用者が内視鏡本体３０に設けられた不図示の起動ボタンを操作して制御部３４を起動すると、制御部３４は電源部３３から画像処理部３２や直視用アダプタ５０などに電力を供給させる。
まず、使用者が内視鏡操作部２０の主操作ボタン２２を操作して制御部３４を起動すると、制御部３４は電源部３３から画像処理部３２や直視用アダプタ５０などに電力を供給させる。
そして、ピン用接点８４、８５間の抵抗値を測定し、アダプタの種類を認識する。
電力を供給された直視用アダプタ５０では、電極パターン６５、６６、およびワイヤ７３を介してＬＥＤ６８に直流が供給される。ＬＥＤ６８は前方に照明光を発し、前方からの反射光は観察光学系５３で集光され、撮像素子で画像の信号に変換される。この信号は、画像処理部３２で処理され、ＬＣＤ４１に表示される。
ＬＥＤ６８は、照明光を発する一方で、熱も発生する。ＬＥＤ６８が発生した熱は、銀メッキ層７１を介して放熱パターン６３、スルーホール７６、そして第二の放熱パターン６７に伝導される。さらに、この熱は、ボンディングシート７７、ヒートシンク５６を通してアダプタ本体５２に伝導され放熱される。基端側電子基板８１で発生した熱も同様に、ボンディングシート、ヒートシンク５６を通してアダプタ本体５２から放熱される。
【００２８】
使用者は、ＬＣＤ４１に表示された画像を見ながら、被検体に挿入部１０を挿入していく。その際に、挿入部１０が挿入しにくくなった場合には、湾曲操作ボタン２１を適宜操作して、湾曲部１２を湾曲させる。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態の内視鏡１によれば、ＬＥＤ６８には、電極パターン６５、６６からワイヤ７３を介して電力が供給される。電極パターン６５、６６間を離間させることで、電極パターン６５、６６に他の導電性部材が接触して電極パターン６５、６６が短絡するのを抑えることができる。
ＬＥＤ６８で発生した熱は、放熱パターン６３を介してヒートシンク５６に伝導される。放熱パターン６３とヒートシンク５６との距離は基材６２の厚さとほぼ等しくなるため、基材６２の他方の面６２ｂ側にヒートシンク５６を備えることで、ＬＥＤ６８で発生した熱が伝導される距離を短くすると同時に、熱が伝導される部材の熱伝導率を高め、効率良く放熱することができる。
【００３０】
ＬＥＤ６８から効率良く放熱することで、ＬＥＤ６８の温度を低下させＬＥＤ６８の発光効率が低下するのを防ぐことができる。
放熱パターン６３および電極パターン６５、６６は、エッチングなどにより同時に形成できるため、電極パターン６５、６６だけでなく放熱パターン６３を同時に形成することで、ＬＥＤ６８の放熱効率を効率良く高めることができる。
【００３１】
電子基板ユニット６０は、第二の放熱パターン６７を有し、第二の放熱パターン６７はボンディングシート７７を介してヒートシンク５６に接続されている。ＬＥＤ６８で発生した熱を、第二の放熱パターン６７を介してヒートシンク５６に伝導することで、ヒートシンク５６の温度がより均一になり、ヒートシンク５６からより効率良く放熱することができる。
電子基板ユニット６０はスルーホール７６を有するため、放熱パターン６３から第二の放熱パターン６７に効果的に熱を伝導することができる。
電子基板ユニット６０は封止樹脂７５を有し、ＬＥＤ６８やワイヤ７３などを、水や埃、外力などから保護している。このように構成されている場合であっても、ＬＥＤ６８で発生した熱をヒートシンク５６側に伝導させることで封止樹脂７５に伝導される熱を抑え、熱劣化により封止樹脂７５の透明度が低下して封止樹脂７５を透過する光量が低下するのを抑えることができる。
【００３２】
電子基板ユニット６０は、基端側電子基板８１および接続部９１を備えている。したがって、ヒートシンク５６の両側にコンパクトに先端側電子基板６１および基端側電子基板８１を配置することができる。
電子基板ユニット６０は、ＦＰＣ基板で形成されているため、電子基板ユニット６０を複雑な形状に容易に変形させることができる。
先端側電子基板６１および基端側電子基板８１が平面視で互いに略同一に形成されているため、電子基板６１、８１をヒートシンク５６に貼り合わせる動作が似た作業となり、作業効率を向上させることができる。
【００３３】
リング状に形成されたヒートシンク５６、電子基板６１、８１にアダプタ本体５２の先端側が挿通され、アダプタ本体５２の先端側の内部には観察光学系５３が取付けられている。これにより、アダプタ本体５２の周囲に、ヒートシンク５６、電子基板６１、８１、および、観察光学系５３をコンパクトに配置することができる。
ヒートシンク５６には切欠部５６ｂが形成されているため、切欠部５６ｂ内に電子基板ユニット６０の接続部９１を収容することで、他の部材から接続部９１を保護することができる。
ＬＥＤ６８における放熱パターン６３とは反対側に接点６８ａが設けられているため、ＬＥＤ６８とワイヤ７３とを容易に電気的に接続することができる。
【００３４】
放熱パターン６３の表面には、銀メッキ層７１が形成されている。銀の反射率は、金や銅などの他の金属に比べても大きいため、ＬＥＤ６８が発する光を前方に効果的に反射することができる。
電極パターン６５の表面には、金メッキ層７２が形成されているため、電極パターン６５とワイヤ７３とをより確実に電気的に接続することができる。
【００３５】
基材６２の熱伝導率は、通常はヒートシンク５６の熱伝導率に比べて非常に小さく、さらに、平面視において、放熱パターン６３の面積はＬＥＤ６８の面積にほぼ等しい。これらのため、ＬＥＤ６８で発生した熱は、一度第二の放熱パターン６７に伝導されると、アダプタにおいて一般的に熱に最も弱い封止樹脂７５に伝導されにくい構造となっている。これにより、封止樹脂７５が熱劣化するのを抑制することができる。
ヒートシンク５６の両側に電子基板６１、８１を備えることで、金属で形成されていて放熱性の高い放熱パターンおよび電極パターンを配置する自由度を高めることができる。
【００３６】
なお、本実施形態では、基材６２の熱伝導率が比較的大きい場合など、ＬＥＤ６８で発生した熱が放熱パターン６３から基材６２を介してヒートシンク５６に充分伝導できる場合には、第二の放熱パターン６７およびスルーホール７６は備えられなくてもよい。
【００３７】
また、本実施形態では、ポリイミドで形成された基材６２に代えて、図６に示すように、ガラスエポキシで形成された基材１０１を備えてもよい。
このように構成することで、内視鏡の製造に要するコストを低減させることができる。
【００３８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図７から図９を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図７および図８に示すように、本実施形態の内視鏡は、前記第１実施形態の内視鏡１の電子基板ユニット６０に代えて、先端側電子基板１１１、基端側電子基板１２１、および導電ピン１３１を備えている。
【００３９】
図８に示すように、先端側電子基板１１１は、前記第１実施形態の先端側電子基板６１において、基材６２に代えて挿通孔１０１ａが形成された基材１０１を有している。電極パターン６５には、挿通孔１０１ａに連通する挿通孔６５ａが形成されている。
基端側電子基板１２１は、基端側電子基板８１の各構成に加えて、図８および図９に示すように、基材８２の基端側の面に配置された裏側用電極パターン１２２、および、裏側用電極パターン１２２を被覆する裏側封止樹脂１２３を備えている。基材８２、裏側用電極パターン１２２には、図８に示すように、互いに連通する挿通孔８２ａ、挿通孔１２２ａがそれぞれ形成されている。裏側用電極パターン１２２は、銅メッキなどにより形成されている。
基材８２は、ボンディングシート１２６によりヒートシンク５６の基端側の面に貼り合わされている。
【００４０】
ヒートシンク５６には、基材１０１の挿通孔１０１ａ、および基材８２の挿通孔８２ａに連通する挿通孔５６ｃが形成されている。このヒートシンク５６には、前記実施形態の切欠部５６ｂは形成されていない。
導電ピン１３１は、導電性の金属などで形成されている。導電ピン１３１は、電極パターン６５の挿通孔６５ａ、基材１０１の挿通孔１０１ａ、ヒートシンク５６の挿通孔５６ｃ、基材８２の挿通孔８２ａ、そして、裏側用電極パターン１２２の挿通孔１２２ａに挿通されている。導電ピン１３１の先端側と金メッキ層７２とは、ハンダ１３６により電気的に接続されている。導電ピン１３１の基端側と裏側用電極パターン１２２とは、ハンダ１３７により電気的に接続されている。
導電ピン１３１の基端側は、アダプタ本体５２と接触しないように絶縁樹脂１３８により覆われている。
【００４１】
前述の第１実施形態では、電子基板ユニット６０がＦＰＣ基板であるため、接続部９１を折り曲げることができた。この例では、基材１０１がガラスエポキシで形成されているため、先端側電子基板１１１と基端側電子基板１２１とを導電ピン１３１で接続することで、電気的に接続している。
【００４２】
このように構成された本実施形態の内視鏡では、ＬＥＤ６８に電力を供給する電極パターン６５、６６が短絡するのを抑えることができる。
さらに、ヒートシンク５６に先端側電子基板１１１および基端側電子基板１２１をボンディングシートで貼り付けるときに、第１実施形態の接続部９１のように折り曲げる必要がないため、貼り付けの作業性を向上させることができる。
基材１０１として、ＬＥＤ６８が発する光を効率良く反射できる白色のものを用いることができる。ＦＰＣ基板で白色のものは厚くなったり、脆くなったりするため、前述の第１実施形態のように、接続部９１を折り曲げることができない。
【００４３】
なお、本実施形態では、ヒートシンク５６の挿通孔５６ｃに絶縁性の樹脂を充填したり、ヒートシンク５６の表面にアルマイト層を形成したりすることで、ヒートシンク５６と導電ピン１３１との絶縁性を高めてもよい。
【００４４】
以上、本発明の第１実施形態および第２実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更なども含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。
たとえば、前記第１実施形態および第２実施形態では、放熱パターン６３、電極パターン６５、６６、および第二の放熱パターン６７は、銅メッキにより形成されているとした。しかし、これらは、銀や金など、他の金属で形成されてもよい。
【００４５】
封止樹脂７５の一部を、例えば凸レンズの形状に形成してＬＥＤ６８の前方に配置することで、ＬＥＤ６８が発する光を集光させてもよい。ＬＥＤ６８が青色の光を発するときには、青色の光を吸収して白色光を放出する蛍光体を封止樹脂７５に含ませてもよい。
前記第１実施形態および第２実施形態では、封止樹脂７５は必須の構成ではない。内視鏡の使用環境によっては、水や埃が少ない場合もあるからである。
【００４６】
複数のＬＥＤ６８から前方に充分な光量の光が発せられている場合には、放熱パターン６３の表面に銀メッキ層７１が形成されていなくてもよい。
電極パターン６５、６６の表面に、金メッキ層７２に代えて銀メッキ層を形成してもよい。このように構成することで、ＬＥＤ６８が発する光をさらに効果的に反射することができる。
電極パターン６５、６６と図７には示されていないワイヤ７３とが確実に接続できる場合には、電極パターン６５、６６の表面に金メッキ層７２が形成されていなくてもよい。
【００４７】
前記第１実施形態および第２実施形態では、放熱パターン６３と第二の放熱パターン６７とを、スルーホール７６でなく、ワイヤや金属板などで接続してもよい。
また、電極パターン６５、６６とＬＥＤ６８との電気的な接続にワイヤ７３を用いたが、電極パターンなどの他の方法で電極パターン６５、６６とＬＥＤ６８とを電気的に接続してもよい。
前記第１実施形態および第２実施形態では、アダプタ毎に電気抵抗の値を変えることで、制御部３４がアダプタの種類を認識することができるようにした。しかし、アダプタ毎に制御部３４が電気的に識別可能な素子を備えるように構成してもよい。このような素子として、具体的には、インダクタを挙げることができる。
【００４８】
発光素子としては、ＬＥＤ６８に限ることなく、レーザーダイオードなども好適に用いることができる。
また、前記第１実施形態および第２実施形態では、挿入部１０の先端にアダプタ５０、１００が着脱可能に構成された内視鏡としたが、たとえば、挿入部１０の先端に直視用のＬＥＤや観察光学系が固定された内視鏡でもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１ 内視鏡
１０ 挿入部
５２ アダプタ本体（基体）
５３ 観察光学系
５６ ヒートシンク（放熱部材）
５６ｂ 切欠部
６２、１０１ 基材
６２ａ 一方の面
６２ｂ 他方の面
６３ 放熱パターン
６５、６６ 電極パターン
６７ 第二の放熱パターン
６８ ＬＥＤ（発光素子）
６８ａ 接点
７１ 銀メッキ層
７２ 金メッキ層
７３ ワイヤ（配線）
７５ 封止樹脂
７６ スルーホール
８１ 基端側電子基板（電子基板）
９１ 接続部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺の挿入部を備える内視鏡において、
前記挿入部の先端側に設けられた基体と、
前記基体に取付けられ、前記基体の前方からの光を集光する観察光学系と、
自身の一方の面が先端側を向くように前記基体に取付けられた板状の基材と、
前記基材の前記一方の面に互いに離間するように配置され、金属で形成された放熱パターンおよび一対の電極パターンと、
前記放熱パターンに設けられた発光素子と、
前記発光素子と一対の前記電極パターンとを電気的にそれぞれ接続する配線と、
前記基材の他方の面上に配置され、前記基材より熱伝導率の大きな材料で形成された放熱部材と、
を有することを特徴とする内視鏡。
【請求項２】
前記基材の前記他方の面に配置され、金属で形成された第二の放熱パターンを備え、
前記第二の放熱パターンは前記放熱部材に接触していることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
【請求項３】
前記基材に設けられ、前記放熱パターンおよび前記第二の放熱パターンにそれぞれ接続され金属で形成されたスルーホールを有することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡。
【請求項４】
前記発光素子および前記配線を封止する透明の封止樹脂を有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
【請求項５】
前記放熱部材における前記基材とは反対側に配置された電子基板と、
一対の前記電極パターンと前記電子基板とを電気的に接続する接続部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
【請求項６】
前記基材、前記電子基板、および、前記接続部は、柔軟性のあるフレキシブルプリンテッドサーキット基板で一体に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡。
【請求項７】
前記基材および前記電子基板は、それぞれの厚さ方向に見て互いに略同一形状に形成され、
前記基材および前記電子基板は、前記放熱部材にそれぞれ貼り合わされて構成されていることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡。
【請求項８】
前記基材、前記電子基板、および前記放熱部材はリング状に形成され、
前記基体の先端側は筒状に形成されて、内部に前記観察光学系が取付けられ、
前記基材、前記電子基板、および前記放熱部材の貫通孔に前記基体の先端側がそれぞれ挿通されていることを特徴とする請求項７に記載の内視鏡。
【請求項９】
前記放熱部材の外周面には、前記接続部を収容する切欠部が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡。
【請求項１０】
前記発光素子は、前記放熱パターンが接続された側と反対側に接点を有し、
前記接点に前記配線が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
【請求項１１】
前記放熱パターンの表面には、銀メッキ層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
【請求項１２】
前記電極パターンの表面には、金メッキ層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
【請求項１】
長尺の挿入部を備える内視鏡において、
前記挿入部の先端側に設けられた基体と、
前記基体に取付けられ、前記基体の前方からの光を集光する観察光学系と、
自身の一方の面が先端側を向くように前記基体に取付けられた板状の基材と、
前記基材の前記一方の面に互いに離間するように配置され、金属で形成された放熱パターンおよび一対の電極パターンと、
前記放熱パターンに設けられた発光素子と、
前記発光素子と一対の前記電極パターンとを電気的にそれぞれ接続する配線と、
前記基材の他方の面上に配置され、前記基材より熱伝導率の大きな材料で形成された放熱部材と、
を有することを特徴とする内視鏡。
【請求項２】
前記基材の前記他方の面に配置され、金属で形成された第二の放熱パターンを備え、
前記第二の放熱パターンは前記放熱部材に接触していることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
【請求項３】
前記基材に設けられ、前記放熱パターンおよび前記第二の放熱パターンにそれぞれ接続され金属で形成されたスルーホールを有することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡。
【請求項４】
前記発光素子および前記配線を封止する透明の封止樹脂を有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
【請求項５】
前記放熱部材における前記基材とは反対側に配置された電子基板と、
一対の前記電極パターンと前記電子基板とを電気的に接続する接続部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
【請求項６】
前記基材、前記電子基板、および、前記接続部は、柔軟性のあるフレキシブルプリンテッドサーキット基板で一体に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡。
【請求項７】
前記基材および前記電子基板は、それぞれの厚さ方向に見て互いに略同一形状に形成され、
前記基材および前記電子基板は、前記放熱部材にそれぞれ貼り合わされて構成されていることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡。
【請求項８】
前記基材、前記電子基板、および前記放熱部材はリング状に形成され、
前記基体の先端側は筒状に形成されて、内部に前記観察光学系が取付けられ、
前記基材、前記電子基板、および前記放熱部材の貫通孔に前記基体の先端側がそれぞれ挿通されていることを特徴とする請求項７に記載の内視鏡。
【請求項９】
前記放熱部材の外周面には、前記接続部を収容する切欠部が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡。
【請求項１０】
前記発光素子は、前記放熱パターンが接続された側と反対側に接点を有し、
前記接点に前記配線が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
【請求項１１】
前記放熱パターンの表面には、銀メッキ層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
【請求項１２】
前記電極パターンの表面には、金メッキ層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２３０２３５（Ｐ２０１２−２３０２３５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９８１７７（Ｐ２０１１−９８１７７）
【出願日】平成２３年４月２６日（２０１１．４．２６）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２６日（２０１１．４．２６）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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