鏡枠ユニット、及び鏡枠ユニットを備えた内視鏡
【課題】スペースの制約なく組立てが簡単な、光学部材の曇りを防止する鏡枠ユニット及び内視鏡を提供する。
【解決手段】鏡枠ユニットが、光学部材を収容している鏡枠本体、鏡枠本体の少なくとも一部を覆っている伝熱部、熱を発生する発熱部、温度を計測する温度計測部、及び発熱部と温度計測部とを実装している同一の電気配線基板を具備する。発熱部と温度計測部とは、電気配線基板上に離間して載置され、かつ、電気配線基板は、発熱部と温度計測部とが伝熱部に当接するように配置されている。発熱部と温度計測部とが最も近接する箇所間の熱抵抗は、発熱部と伝熱部との間及び温度計測部と伝熱部との間の熱抵抗よりも大きい。
【解決手段】鏡枠ユニットが、光学部材を収容している鏡枠本体、鏡枠本体の少なくとも一部を覆っている伝熱部、熱を発生する発熱部、温度を計測する温度計測部、及び発熱部と温度計測部とを実装している同一の電気配線基板を具備する。発熱部と温度計測部とは、電気配線基板上に離間して載置され、かつ、電気配線基板は、発熱部と温度計測部とが伝熱部に当接するように配置されている。発熱部と温度計測部とが最も近接する箇所間の熱抵抗は、発熱部と伝熱部との間及び温度計測部と伝熱部との間の熱抵抗よりも大きい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先端に配置された光学部材の曇りを防止する鏡枠ユニット、及びこの鏡枠ユニットを備えた内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、体腔内に挿入してその内部の観察や処置を行うための硬性鏡、軟性鏡等の医療用内視鏡や、プラント設備内の検査や修理を行うための工業用内視鏡が広く使用されている。このような内視鏡では、その先端に配置された対物光学系の光学部材により接眼光学系あるいは撮像部に結像される観察対象の像に基づいて、所望の処置、検査等を行う。
【０００３】
内視鏡が体腔内のような多湿な環境中に挿入されたとき、挿入された内視鏡の温度がその環境の温度よりも低ければ、その温度差により内視鏡先端の光学部材、例えば、レンズカバーの表面に曇りが生じうる。
【０００４】
このような曇りに対処するために、例えば、特許文献１には、先端に配置された光学部材の曇りを防止する曇り防止部を備えた内視鏡が開示されている。この内視鏡では、円筒形状の鏡枠内部に収納されているレンズカバーの裏側に、リング状に形成されたヒータが配設されている。そして、予めヒータに通電してレンズカバーを適正な温度に加熱してから体腔内等に挿入することにより、レンズカバーの表面の曇りを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４６１６４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の内視鏡では、鏡枠内でレンズカバーの裏側にヒータを取り付けるための十分なスペースがないため、リング状という特殊な形状のヒータを製造する必要がある。また、内視鏡を小型化する場合、このようなヒータは、鏡枠内のスペースの制約により採用しにくい。さらに、鏡枠内は光学部材の取り付けに高い精度（例えば、数十マイクロメートル程度）が求められるところであるので、レンズカバー及びこれに取り付けられるヒータの組立てもまた難しい。
【０００７】
そこで、本発明は、スペースに制約されず組立てが簡単な、光学部材の曇りを防止する鏡枠ユニット、及びこの鏡枠ユニットを備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】
【０００８】
本発明の一実施形態は、光学部材を収容している鏡枠本体と、前記鏡枠本体の少なくとも一部を覆っている伝熱部と、熱を発生する発熱部と、温度を計測する温度計測部と、前記発熱部及び前記温度計測部を実装している同一の電気配線基板とを具備し、前記発熱部と前記温度計測部とは、前記電気配線基板上に離間して載置され、かつ、前記電気配線基板は、前記発熱部と前記温度計測部とが前記伝熱部に当接するように配置され、前記発熱部と前記温度計測部とが最も近接する箇所間の熱抵抗が、前記発熱部と前記伝熱部との間の熱抵抗、及び、前記温度計測部と前記伝熱部との間の熱抵抗よりも大きい鏡枠ユニットである。
【０００９】
また、本発明の一実施形態は、上述の鏡枠ユニットを備えた内視鏡であって、前記光学部材を通った光を観察する接眼レンズと、前記発熱部への信号送信又は電力供給、及び前記温度計測部からの信号受信を行う端子部と、前記端子部と前記電気配線基板とを電気的に接続する配線部と、前記鏡枠ユニット、前記接眼レンズ、前記端子部及び前記配線部を保持する外装部とを具備する内視鏡である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、スペースに制約されず組立てが簡単な、光学部材の曇りを防止する鏡枠ユニット、及びこの鏡枠ユニットを備えた内視鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、内視鏡（硬性鏡）の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は、鏡枠ユニットを含む内視鏡先端を示す斜視図である。
【図３】図３は、外装部を取り外した状態の内視鏡先端を示す斜視図である。
【図４】図４は、鏡枠ユニットの伝熱部材と、チップヒータ、サーミスタ及びフレキシブル配線基板との組み付け構成を示す斜視図である。
【図５】図５は、チップヒータ及びサーミスタが取り付けられたフレキシブル配線基板を示す斜視図である。
【図６】図６は、温度制御部を示すブロック図である。
【図７】図７は、第１の実施形態において、図３に示すＡ−Ａ線に沿った長軸方向の断面での鏡枠ユニットの一部を示す図である。
【図８】図８は、第２の実施形態において、図７と同様の断面での鏡枠ユニットの一部を示す図である。
【図９】図９は、第２の実施形態の変形例において、図７と同様の断面での鏡枠ユニットの一部を示す図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態の変形例において、図７と同様の断面での鏡枠ユニットの一部を示す図である。
【図１１】図１１は、第３の実施形態の鏡枠ユニットを含む内視鏡先端を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、第４の実施形態の鏡枠ユニットを含む内視鏡先端を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、内視鏡（電子内視鏡）の構成を概略的に示す図である。
【図１４】図１４は、鏡枠ユニットを含む内視鏡先端を示す斜視図である。
【図１５】図１５は、第５の実施形態において、図１４に示すＢ−Ｂ線に沿った長軸方向の断面での内視鏡の内部の構成を示す縦断面図である。
【図１６】図１６は、第６の実施形態において、図１５と同様の断面での内視鏡の内部の構成を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態について、図１乃至図７を参照して説明する。
図１は、硬性鏡である内視鏡１の構成を概略的に示す図である。内視鏡１は、内視鏡先端側に配置された鏡枠ユニット１０と、照明光を照射する発光部２と、鏡枠ユニット１０及び発光部２を含む内視鏡本体全体を覆っている金属製の外装部３と、内視鏡基端側に配置され操作スイッチ５を有する操作部４と、接眼レンズ６と、端子部７とを有している。
【００１３】
内視鏡１は、端子部７に接続される外部接続ケーブル８によって温度制御部９に電気的に接続される。なお、温度制御部９は内視鏡１とは別体として図示しているが、操作部４などの内視鏡内部に組み込まれてもよい。
【００１４】
図２は、外装部３で覆われた状態の鏡枠ユニット１０を含む内視鏡先端を示す斜視図である。図３は、外装部３を取り外した状態の鏡枠ユニット１０を含む内視鏡先端を示す斜視図である。鏡枠ユニット１０は、不図示の対物レンズ及び対物レンズの表面を覆っているレンズカバー１１を含む対物光学系と、鏡枠本体１２と、伝熱部材１３と、チップヒータ１４と、サーミスタ１５と、チップヒータ１４及びサーミスタ１５が実装されているフレキシブル配線基板１６とを有している。
【００１５】
内視鏡１は、レンズカバー１１及び対物レンズを通った光を接眼レンズ６で観察するように構成されている。発光部２及びレンズカバー１１は、内視鏡先端表面に露出している。なお、レンズカバー１１が設けられず対物レンズが内視鏡先端表面に露出されている構成であってもよい。以下の説明では、体腔内等に挿入されたときに曇りが防止される内視鏡先端のレンズカバー１１と対物レンズとの少なくとも一方を光学部材と称する。
【００１６】
鏡枠本体１２は、円筒状の部材であり、その円筒内に対物光学系を収容している。伝熱部材１３は、図３では鏡枠本体１２の外周面ほぼ全体を覆っているが、必ずしもその必要はなく、鏡枠本体１２の外周面の少なくとも一部を覆っていればよい。
【００１７】
図４は、鏡枠ユニット１０の伝熱部材１３と、チップヒータ１４、サーミスタ１５及びフレキシブル配線基板１６との組み付け構成を示す斜視図である。伝熱部材１３は、チップヒータ１４からの熱を伝達する伝熱部であり、その主材料は銅である。
【００１８】
伝熱部材１３には、発光部２が配設される第１の貫通孔１７と、鏡枠本体１２が配設される第２の貫通孔１８と、フレキシブル配線基板１６が取り付けられる溝状の切り欠き部１９とが形成されている。第１及び第２の貫通孔１７、１８は、伝熱部材１３の内部で長軸方向に延びており、また、切り欠き部１９は、伝熱部材１３の外周面に長軸方向に延びている。チップヒータ１４及びサーミスタ１５は、図４に矢印で示される方向で切り欠き部１９中に当接されて埋設されることにより、図３に示すように伝熱部材１３に取り付けられる。
【００１９】
図５は、チップヒータ１４及びサーミスタ１５が取り付けられたフレキシブル配線基板１６を示す斜視図である。チップヒータ１４は、内視鏡先端の光学部材の防曇のために熱を発生する発熱部であり、また、サーミスタ１５は、内視鏡先端の温度を計測する温度計測部である。チップヒータ１４及びサーミスタ１５の主材料は、熱伝導率の比較的高いアルミナ（常温で約３８Ｗ／ｍ・Ｋ）である。
【００２０】
チップヒータ１４とサーミスタ１５とは、ただ１つの同一のフレキシブル配線基板１６に、鏡枠ユニット１０（内視鏡１）の長軸方向に並んで、すなわち列をなして取り付けられている。また、本実施形態では、サーミスタ１５がチップヒータ１４よりも内視鏡先端側となるように配置されている。チップヒータ１４とサーミスタ１５とは、フレキシブル配線基板１６上に所定の間隔だけ離間して載置されており、大気下では間隔内の空気がチップヒータ１４とサーミスタ１５の間の伝熱を遮断する伝熱障壁部２０として機能している。
【００２１】
図６は、温度制御部９を示すブロック図である。温度制御部９は、設定部２１と、比較部２２と、駆動部２３とを有している。設定部２１には、目標温度が予め設定される。この目標温度は、体腔内に挿入された光学部材の曇りを防止することができる温度とする。
【００２２】
内視鏡１が体腔内に挿入されたとき、鏡枠ユニット１０のサーミスタ１５により計測された内視鏡先端の温度は、フレキシブル配線基板１６、外部接続ケーブル８等の配線部を経由して温度制御部９に伝送される。温度制御部９では、設定部２１に設定された目標温度と、サーミスタ１５が計測した温度（後述のように、この計測温度は内視鏡先端の光学部材の温度に近い）とを比較部２２で比較する。そして、比較の結果、光学部材の防曇のために内視鏡先端の加熱が必要な場合には、駆動部２３により駆動信号が出力されてチップヒータ１４が駆動される。チップヒータ１４は、サーミスタ１５による計測温度が目標温度に近づくように発熱して内視鏡先端を温める。なお、端子部７は、チップヒータ１４への信号送信又は電力供給と、サーミスタ１５からの信号受信を行う。
【００２３】
このように、温度制御部９は、サーミスタ１５により計測された内視鏡先端の温度に基づいてチップヒータ１４のＯＮ／ＯＦＦを制御して、光学部材の曇りを防止するように機能する。
【００２４】
図７は、図３に示すＡ−Ａ線に沿った長軸方向の断面での伝熱部材１３、チップヒータ１４、サーミスタ１５、フレキシブル配線基板１６及び伝熱障壁部２０の関係を示す図である。図７における各構成部は、単なる図示目的のために必ずしもスケール合わせされていないことに注意する。
【００２５】
本実施形態では、上述したように、チップヒータ１４とサーミスタ１５とは空気を介在して離間されている。すなわち、チップヒータ１４とサーミスタ１５との間は、空気が障壁となり熱が伝わりにくいようになっている。この空気の隙間は、例えば、長軸方向にほぼ一様な幅ｗ＝０．５ｍｍで形成されている。チップヒータ１４の径方向の厚みをｄ１、サーミスタ１５の径方向の厚みをｄ２とし、ｄ１＝ｄ２＝０．２ｍｍとする。また、常温でのチップヒータ１４の材料の熱伝導率λ１、サーミスタ１５の材料の熱伝導率λ２とし、λ１＝λ２＝３８Ｗ／ｍ・Ｋ、空気の熱伝導率λ３をλ３＝０．０２４Ｗ／ｍ・Ｋとする。
【００２６】
このとき、伝熱部材１３とチップヒータ１４との間の熱の伝わりにくさを表す指標Ｒ１、伝熱部材１３とサーミスタ１５との間の熱の伝わりにくさを表す指標Ｒ２は、
Ｒ１＝Ｒ２＝ｄ１／λ１＝ｄ２／λ２＝０．２／３８≒０．００５２ ・・・式（１）
となる。また、チップヒータ１４とサーミスタ１５と間の熱の伝わりにくさを表す指標Ｒ３は、
Ｒ３＝ｗ／λ３＝０．５／０．０２４≒２０．８ ・・・式（２）
となる。
【００２７】
従って、チップヒータ１４とサーミスタ１５との間の熱の伝わりにくさを表す指標Ｒ３が、伝熱部材１３とチップヒータ１４との間の熱の伝わりにくさを表す指標Ｒ１、伝熱部材１３とサーミスタ１５との間の熱の伝わりにくさを表す指標Ｒ２に比べて十分大きい。このように、Ｒ１＜Ｒ３かつＲ２＜Ｒ３の関係が成立すれば、チップヒータ１４で発生した熱の大部分が伝熱部材１３側に流れ、チップヒータ１４からサーミスタ１５に直接向かう熱はほとんどなく、伝熱障壁部２０が熱的な障壁として十分に機能している。
【００２８】
このような熱の伝わりにくさを表す指標は、いわゆる「熱抵抗」として理解されることができる伝熱特性である。このような熱抵抗は、伝熱部材１３、チップヒータ１４、サーミスタ１５及び伝熱障壁部２０を構成している材料に固有の熱伝導率と、これら部材の径方向の厚みや長軸方向の長さ、あるいはこれら部材の間の距離（部材の間が最も近接している箇所間の距離）、これら部材が互いに接触している表面積、これら部材の形状等によって決定される。
【００２９】
なお、本実施形態では、大気下の空気が伝熱障壁となっているが、これは空気に限定されるものではない。窒素等の空気と同様な伝熱特性を有する気体であれば、同様に利用することができる。
【００３０】
伝熱部材１３の主材料である銅は、高い熱伝導率（常温で約３９８Ｗ／ｍ・Ｋ）を有している。このような高い熱伝導率の伝熱部材１３が鏡枠本体１２を介して内視鏡先端のレンズカバー１１の外周面に設けられているため、レンズカバー１１は伝熱部材１３の温度に近い温度となる。
【００３１】
そして、サーミスタ１５は、上述したようにチップヒータ１４との熱のやり取りはほとんどなく、伝熱部材１３との熱のやり取りが大部分を占める。このため、サーミスタ１５で計測される温度は伝熱部材１３の温度とみなせる。つまり、サーミスタ１５は、レンズカバー１１の温度に近い温度を計測することができる。伝熱障壁部２０が適切に設定されていないと、サーミスタ１５は伝熱部材１３の温度ではなくチップヒータ１４の温度を検出してしまうが、本実施形態では、上述のような構成によりレンズカバー１１の温度に近い温度を確実に計測することができる。
【００３２】
本実施形態では、鏡枠本体１２の少なくとも一部を覆っている伝熱部材１３にチップヒータ１４を取り付けているので、鏡枠本体内にヒータを設ける場合のようなスペースの制約がなく、ヒータの配置に自由度を持たせることができる。
【００３３】
また、熱伝導率が比較的低い空気の伝熱障壁部２０を設けることにより、伝熱障壁部２０の長軸方向の幅ｗを狭めても、伝熱部材１３とチップヒータ１４との間及び伝熱部材１３とサーミスタ１５との間の熱の伝わりにくさ、すなわち熱抵抗と、チップヒータ１４とサーミスタ１５との間の熱抵抗とに十分な差を設けることができる。これにより幅ｗを狭めることができるので、鏡枠ユニット１０を、延いては内視鏡１を小型化しやすい。
【００３４】
また、チップヒータ１４とサーミスタ１５とをただ１つの同一のフレキシブル配線基板１６上に実装することにより、これらを別々の部品として伝熱部材１３に取り付ける場合に比べて組立て性が良い。
【００３５】
本実施形態では、チップヒータ１４とサーミスタ１５とを内視鏡長軸方向に並べて配置していることにより、伝熱障壁部２０の幅ｗが取りやすくなっている。
【００３６】
また、サーミスタ１５をチップヒータ１４よりも内視鏡先端側に配置していることにより、サーミスタ１５が内視鏡先端の光学部材により近くなり、光学部材の温度をより正確に計測して光学部材の曇りを防止することができる。
【００３７】
発光部２もまた、その先端から光を照射したときに熱を発生する。本実施形態では、発光部２、サーミスタ１５、チップヒータ１４が内視鏡先端側からこの順で長軸方向に配置されていることにより、サーミスタ１５が発光部２とチップヒータ１４との両方の熱源の熱を検知しやすくなり、局所的な温度上昇を防止することができる。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態では、鏡枠本体の外周に配設した伝熱部材を介して内視鏡先端全体を温め、かくしてレンズカバーを温める構成により、防曇用ヒータの配置の自由度を向上させることができる。また、同一の電気配線基板上に発熱部と温度計測部とを実装することにより、鏡枠ユニットの組立て性を向上させることができる。さらに、発熱部と温度計測部との間に伝熱障壁部を設けることにより、温度計測部は、発熱部の温度ではなく、伝熱部の温度を計測でき、最終的に光学部材の温度を計測することができる。
【００３９】
［変形例］
伝熱障壁部２０としてエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの絶縁性の接着剤を用いた変形例について説明する。
【００４０】
一般的なエポキシ樹脂の常温での熱伝導率λ４は、λ４＝０．２５Ｗ／ｍ・Ｋ程度である。他の仕様は上述の空気の場合と同じとした場合、チップヒータ１４とサーミスタ１５と間の熱の伝わりにくさを表す指標Ｒ４は、
Ｒ４＝ｗ／λ４＝０．５／０．２５≒２ ・・・式（３）
となり、伝熱障壁部２０として十分に機能する。
【００４１】
エポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの接着剤を伝熱障壁部２０として用いれば、伝熱障壁部２０にチップヒータ１４とサーミスタ１５との間隔を維持する機能も持たせることができる。
【００４２】
また、伝熱障壁部２０として使用する一般的な接着用のエポキシ樹脂やシリコーン接着剤の熱伝導率λ４はλ４＝０．２５Ｗ／ｍ・Ｋ程度であり、また、内視鏡１に搭載可能なチップヒータ１４の厚みｄ１やサーミスタ１５の厚みｄ２の最大値はｄ１＝ｄ２＝０．５ｍｍ程度である。チップヒータ１４やサーミスタ１５は、熱伝導率の比較的高いアルミナ等で構成されるのが一般的である。このため、伝熱障壁部２０の幅ｗがｗ＝０．１ｍｍ程度であれば、
Ｒ１＝Ｒ２＝ｄ１／λ１＝ｄ２／λ２＝０．５／３８≒０．０１３ ・・・式（４）
Ｒ４＝ｗ／λ４＝０．１／０．２５≒０．４ ・・・式（５）
となる。従って、チップヒータ１４とサーミスタ１５との最も近接している箇所間の距離を０．１ｍｍ以上離間することにより、伝熱障壁部２０としての機能が果たされる。また、伝熱障壁部２０として、同様の特性を有する充填材を用いてもよい。
【００４３】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態について、図８を参照して説明する。図８以降も図７と同様に、各構成部はスケール合わせされていないことに注意する。内視鏡全体の構成は、図１と同様である。
【００４４】
第１の実施形態では、伝熱部材１３とチップヒータ１４との結合面及び伝熱部材１３とサーミスタ１５との結合面が理想的な状態を示した。第２の実施形態では、鏡枠ユニット１０は、チップヒータ１４を伝熱部材１３に結合するためのチップヒータ結合層２４、及びサーミスタ１５を伝熱部材１３に結合するためのサーミスタ結合層２５を有している。
【００４５】
図８は、第２の実施形態において、図３に示すＡ−Ａ線に沿った断面での伝熱部材１３、チップヒータ１４、サーミスタ１５、フレキシブル配線基板１６、伝熱障壁部２０、チップヒータ結合層２４及びサーミスタ結合層２５の関係を示す図である。本実施形態では、伝熱障壁部２０、チップヒータ結合層２４及びサーミスタ結合層２５の材料は、エポキシ樹脂の接着剤である。
【００４６】
チップヒータ結合層２４の熱伝導率λ５及びサーミスタ結合層２５の熱伝導率λ６は、上述の変形例と同様に、λ５＝λ６＝０．２５Ｗ／ｍ・Ｋとする。チップヒータ１４の径方向の厚みｄ１及びサーミスタ１５の径方向の厚みｄ２は、ｄ１＝０．２ｍｍ、ｄ２＝０．１８ｍｍであり、チップヒータ結合層２４の径方向の高さｈ１及びサーミスタ結合層２５の径方向の高さｈ２は、ｈ１＝０．０１ｍｍ、ｈ２＝０．０３ｍｍとする。他の仕様は、第１の実施形態と同様である。
【００４７】
このとき、チップヒータ結合層２４を考慮した伝熱部材１３とチップヒータ１４との間の熱の伝わりにくさを表す指標Ｒ５は、
Ｒ５＝ｄ１／λ１＋ｈ１／λ５＝０．２／３８＋０．０１／０．２５≒０．００４５ ・・・式（６）
となり、また、サーミスタ結合層２５を考慮した伝熱部材１３とサーミスタ１５との間の熱の伝わりにくさを表す指標Ｒ６は、
Ｒ６＝ｄ２／λ２＋ｈ２／λ６＝０．１８／３８＋０．０３／０．２５≒０．１２ ・・・式（７）
となる。チップヒータ１４とサーミスタ１５との間の熱の伝わりにくさを表す指標Ｒ３は、式（２）と同様に評価される。
【００４８】
従って、チップヒータ１４とサーミスタ１５との間の熱の伝わりにくさを表す指標Ｒ３が、チップヒータ結合層２４も含めた伝熱部材１３とチップヒータ１４との間の熱の伝わりにくさを表す指標Ｒ５、サーミスタ結合層２５も含めた伝熱部材１３とサーミスタ１５との間の熱の伝わりにくさを表す指標Ｒ６に比べて十分大きい。このように、Ｒ５＜Ｒ３かつＲ６＜Ｒ３の関係が成立すれば、伝熱障壁部２０が熱的な障壁として十分に機能している。
【００４９】
本実施形態では、エポキシ樹脂等の接着剤を用いて、チップヒータ１４及びサーミスタ１５の伝熱部材１３への固定と、伝熱障壁部２０へのエポキシ樹脂の充填とを同時に行うことができるので、組立て性が向上する。
【００５０】
また、本実施形態では、チップヒータ１４がサーミスタ１５よりも厚い。従って、フレキシブル配線基板１６側からチップヒータ１４及びサーミスタ１５を伝熱部材１３の切り欠き部１９に押し付けて接着したとき、チップヒータ結合層２４の高さｈ１をサーミスタ結合層２５の高さｈ２よりも薄くすることができ、
ｈ１／λ５＝０．０４＜０．１２＝ｈ２／λ６ ・・・式（８）
となる。これにより、熱量の移動が最も大きい伝熱部材１３とチップヒータ１４との間の伝熱性を向上させることができる。
【００５１】
また、伝熱障壁部２０を空気に設定し、チップヒータ１４とサーミスタ１５とを伝熱部材１３にロウ又ははんだ付けしてもよい。金属からなるロウやはんだは、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂の接着剤に比べて熱伝導率が高い。このため、伝熱障壁部２０との伝熱性の差を大きくすることができる。また、乾燥時間や保温時間が必要ないので、接着剤を用いる方法に比べて作業時間を短くすることができる。
【００５２】
［変形例］
図９に示す変形例では、伝熱部材１３のチップヒータ１４と当接する部分（切り欠き部１９）に、切り欠き部１９の面から径方向外側に突出した伝熱部材凸部２６が設けられている。これにより、チップヒータ結合層２４を薄くすることができる。
【００５３】
反対に、図１０に示す変形例では、伝熱部材１３とサーミスタ１５と当接する部分（切り欠き部１９）に、切り欠き部１９の面から径方向内側に窪んだ伝熱部材凹部２７が設けられている。伝熱部材凹部２７は、例えばエポキシ樹脂であるサーミスタ結合層２５によって充填される。このような構成によっても、チップヒータ結合層２４を薄くすることができる。
【００５４】
［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態について、図１１を参照して説明する。内視鏡全体の構成は、図１と同様である。
【００５５】
図１１は、第３の実施形態の鏡枠ユニットを含む内視鏡先端を示す斜視図である。第３の実施形態では、銅でできた伝熱部材１３に代わってグラファイトシートでできた伝熱部材２８を用いる。グラファイトシートの主な材料は炭素であり、面方向（横方向）の熱伝導率が８００Ｗ／ｍ・Ｋと非常に高い。また、熱伝達の均一性、すなわち均熱性も高い。
【００５６】
本実施形態では、厚さ０．１ｍｍのグラファイトシートでできた伝熱部材２８が、鏡枠本体１２の外周面の少なくとも一部に巻き付けられている。チップヒータ１４及びサーミスタ１５は、伝熱部材２８に密着して配置されている。チップヒータ１４とサーミスタ１５との間には、第１及び第２の実施形態と同様に、空気又は樹脂による伝熱障壁部２０が設けられている。
【００５７】
本実施形態においても、チップヒータ１４から発生した熱の大部分は、伝熱部材１３に移動する。この伝熱部材１３が鏡枠本体１２及びこれに収容されたレンズカバー１１を温めるので、内視鏡先端のレンズカバー１１は、グラファイトシートでできた伝熱部材２８とほぼ同じ温度となる。また、伝熱障壁部２０が設けられていることにより、サーミスタ１５は、チップヒータ１４の温度ではなく伝熱部材２８の温度を計測することができる。かくして、レンズカバー１１の温度を計測することができる。
【００５８】
本実施形態では、伝熱部材２８の熱伝導率が非常に高いので、鏡枠本体１２の外周面に巻き付ける伝熱部材２８が少なくても十分な伝熱性を有する。従って、光学部材を確実に温めてその曇りを防止することができる。
【００５９】
また、鏡枠本体１２の外周面に巻き付けた伝熱部材２８の後端を数〜数十ｍｍ程度後端側に延ばして、この延ばした後端部分にチップヒータ１４及びサーミスタ１５を当接させる。このように、本実施形態では、部材が密集してスペースが不足しやすい内視鏡先端側にチップヒータ１４やサーミスタ１５を配置しなくても、チップヒータ１４から伝熱部材２８を介して光学部材を温めたり、サーミスタ１５により伝熱部材２８の、最終的に光学部材の温度を計測したりすることができる。
【００６０】
なお、炭素を主材料とするシート状の部材として、グラファイトシートだけでなく、カーボンナノチューブなどの伝熱性に優れた材料を適宜採用することができる。
【００６１】
［第４の実施形態］
本発明の第４の実施形態について、図１２を参照して説明する。内視鏡全体の構成は、図１と同様である。
【００６２】
図１２は、第４の実施形態の鏡枠ユニットを含む内視鏡先端を示す斜視図である。本実施形態では、チップヒータ１４とサーミスタ１５とは、内視鏡先端で周方向に、すなわち径方向に並べて配置されている。また、サーミスタ１５は、チップヒータ１４よりも発光部２に近い側に配置されている。チップヒータ１４とサーミスタ１５との間には、空気又は樹脂による伝熱障壁部２０が設けられている。
【００６３】
チップヒータ１４とサーミスタ１５とを径方向に並べて配置することにより、チップヒータ１４とサーミスタ１５との両方をレンズカバー１１の近くに配置することができる。このため、チップヒータ１４による光学部材の加熱のしやすさ、及びサーミスタ１５による温度検知の正確さが向上する。
【００６４】
さらに、径方向において、サーミスタ１５を発光部２とチップヒータ１４との間に配置することにより、サーミスタ１５が発光部２とチップヒータ１４との両方の熱源の熱を検知しやすくなり、局所的な温度上昇を防止することができる。
【００６５】
［第５の実施形態］
本発明の第５の実施形態について、図１３乃至図１５を参照して説明する。なお、以下では、第５の実施形態の主な構成及び特徴部分を説明し、第１の実施形態と同様の構成はその説明を省略する。
【００６６】
図１３は、電子内視鏡である内視鏡１００の構成を概略的に示す図である。内視鏡１００は、内視鏡先端側に配置された鏡枠ユニット１１１と、照明光を照射する発光部１０１と、鏡枠ユニット１１１及び発光部１０１を含む内視鏡本体全体を覆っている金属製の外装部１０２と、内視鏡基端側に配置されスイッチ１０４を有する操作部１０３と、端子部１０５とを有している。
【００６７】
内視鏡１００は、端子部１０５に接続される外部接続ケーブル１０６によって温度制御部１０７、ビデオセンター１０８、光源１０９、モニタ１１０に電気的に接続される。外部接続ケーブル１０６は、温度制御部１０７との信号の送受信、ビデオセンター１０８への映像信号の伝送、発光部１０１への照明光をガイドするユニバーサルコードである。
【００６８】
図１４は、外装部１０２で覆われた状態の鏡枠ユニット１１１を含む内視鏡先端を示す斜視図である。図１５は、図１４に示すＢ−Ｂ線に沿った長軸方向の断面での内視鏡１００の内部の構成を示す縦断面図である。鏡枠ユニット１１１は、対物レンズ１１３及びこの表面を覆っているレンズカバー１１２を含む対物光学系と、鏡枠本体１１４と、伝熱部材１１５と、チップヒータ１１６と、サーミスタ１１７と、チップヒータ１１６及びサーミスタ１１７が実装されているフレキシブル配線基板１１８とを有している。本実施形態では、フレキシブル配線基板１１８が端子部１０５まで続いている。
【００６９】
鏡枠本体１１４の内視鏡基端側には、撮像部固定フレーム１２０に固定された撮像部１１９と、撮像部１１９に接続された画像出力ケーブル１２１とが配置されている。画像出力ケーブル１２１は、端子部１０５に接続されている。
【００７０】
内視鏡１００を用いた観察等を行う際には、撮像部１１９は、対物光学系を通って結像した像を光電変換する。そして、撮像部１１９から読み出された映像信号を画像出力ケーブル１２１が伝送し端子部１０５へと出力する。なお、端子部１０５は、チップヒータ１１６への信号送信又は電力供給、サーミスタ１１７からの信号受信、画像出力ケーブル１２１からの映像信号受信を行う。
【００７１】
チップヒータ１１６とサーミスタ１１７との間は所定の間隔だけ離間されており、伝熱障壁部１２２を形成している。本実施形態では、伝熱障壁部１２２は熱伝導率の比較的低い樹脂でできている。
【００７２】
本実施形態においても、上述の実施形態と同様に、ヒータの配置に自由度があり組立て性に優れた内視鏡を提供することができる。
【００７３】
［第６の実施形態］
本発明の第６の実施形態について、図１６を参照して説明する。第６の実施形態では、内視鏡の構成は第５の実施形態の内視鏡１００と同様であるのでその説明は省略する。以下では、内視鏡１００と異なる構成を説明する。
【００７４】
図１６は、図１４に示すＢ−Ｂ線に沿った長軸方向の断面での内視鏡の内部の構成を示す縦断面図である。この内視鏡では、チップヒータ１１６及びサーミスタ１１７が実装されているフレキシブル配線基板１１８を途中で電気配線１２３に替えて、この電気配線１２３が端子部１０５まで続いている。
【００７５】
発光部１０１や撮像部１１９から発生する熱は、伝熱部材１１５に伝わり温度を均一化する。発光部１０１や撮像部１１９の熱によって伝熱部材１１５の温度が目標温度に近づくと、チップヒータ１１６から与えられる熱は減少する。
【００７６】
なお、第５及び第６の実施形態の内視鏡１００においても、第１の実施形態の変形例、第２の実施形態及びその変形例、第３及び第４の実施形態のような鏡枠ユニットを適宜採用することができる。
【００７７】
また、第１〜第６の実施形態の変形例として、以下のような態様が適用されることができる。
温度計測部として、サーミスタだけでなく、白金温度センサや熱電対を用いてもよい。
発熱部として、チップヒータだけでなく、他の抵抗加熱やＬＥＤや磁気損失や誘電損失による発熱を用いてもよい。
電気配線基板として、フレキシブル配線基板だけでなく、リジットな配線基板を用いてもよい。
伝熱部材として、銅やグラファイトシートだけでなく、アルミ等の熱伝導率の高い素材を用いてもよい。
【００７８】
以上、本発明の各実施形態並びに変形例について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でさまざまな改良及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１…内視鏡（硬性鏡）、２…発光部、３…外装部、４…操作部、５…操作スイッチ、６…接眼レンズ、７…端子部、８…外部接続ケーブル、９…温度制御部、１０…鏡枠ユニット、１１…レンズカバー、１２…鏡枠本体、１３…伝熱部材、１４…チップヒータ、１５…サーミスタ、１６…フレキシブル配線基板、１７、１８…貫通孔、１９…切り欠き部、２０…伝熱障壁部、２１…設定部、２２…比較部、２３…駆動部、２４…チップヒータ結合層、２５…サーミスタ結合層、２６…伝熱部材凸部、２７…伝熱部材凹部、２８…伝熱部材、１００…内視鏡（電子内視鏡）、１０１…発光部、１０２…外装部、１０３…操作部、１０４…操作スイッチ、１０５…端子部、１０６…外部接続ケーブル、１０７…温度制御部、１０８…ビデオセンター、１０９…光源、１１０…モニタ、１１１…鏡枠ユニット、１１２…レンズカバー、１１３…対物レンズ、１１４…鏡枠本体、１１５…伝熱部材、１１６…チップヒータ、１１７…サーミスタ、１１８…フレキシブル配線基板、１１９…撮像部、１２０…撮像部固定フレーム、１２１…画像出力ケーブル、１２２…伝熱障壁部、１２３…電気配線。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先端に配置された光学部材の曇りを防止する鏡枠ユニット、及びこの鏡枠ユニットを備えた内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、体腔内に挿入してその内部の観察や処置を行うための硬性鏡、軟性鏡等の医療用内視鏡や、プラント設備内の検査や修理を行うための工業用内視鏡が広く使用されている。このような内視鏡では、その先端に配置された対物光学系の光学部材により接眼光学系あるいは撮像部に結像される観察対象の像に基づいて、所望の処置、検査等を行う。
【０００３】
内視鏡が体腔内のような多湿な環境中に挿入されたとき、挿入された内視鏡の温度がその環境の温度よりも低ければ、その温度差により内視鏡先端の光学部材、例えば、レンズカバーの表面に曇りが生じうる。
【０００４】
このような曇りに対処するために、例えば、特許文献１には、先端に配置された光学部材の曇りを防止する曇り防止部を備えた内視鏡が開示されている。この内視鏡では、円筒形状の鏡枠内部に収納されているレンズカバーの裏側に、リング状に形成されたヒータが配設されている。そして、予めヒータに通電してレンズカバーを適正な温度に加熱してから体腔内等に挿入することにより、レンズカバーの表面の曇りを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４６１６４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の内視鏡では、鏡枠内でレンズカバーの裏側にヒータを取り付けるための十分なスペースがないため、リング状という特殊な形状のヒータを製造する必要がある。また、内視鏡を小型化する場合、このようなヒータは、鏡枠内のスペースの制約により採用しにくい。さらに、鏡枠内は光学部材の取り付けに高い精度（例えば、数十マイクロメートル程度）が求められるところであるので、レンズカバー及びこれに取り付けられるヒータの組立てもまた難しい。
【０００７】
そこで、本発明は、スペースに制約されず組立てが簡単な、光学部材の曇りを防止する鏡枠ユニット、及びこの鏡枠ユニットを備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】
【０００８】
本発明の一実施形態は、光学部材を収容している鏡枠本体と、前記鏡枠本体の少なくとも一部を覆っている伝熱部と、熱を発生する発熱部と、温度を計測する温度計測部と、前記発熱部及び前記温度計測部を実装している同一の電気配線基板とを具備し、前記発熱部と前記温度計測部とは、前記電気配線基板上に離間して載置され、かつ、前記電気配線基板は、前記発熱部と前記温度計測部とが前記伝熱部に当接するように配置され、前記発熱部と前記温度計測部とが最も近接する箇所間の熱抵抗が、前記発熱部と前記伝熱部との間の熱抵抗、及び、前記温度計測部と前記伝熱部との間の熱抵抗よりも大きい鏡枠ユニットである。
【０００９】
また、本発明の一実施形態は、上述の鏡枠ユニットを備えた内視鏡であって、前記光学部材を通った光を観察する接眼レンズと、前記発熱部への信号送信又は電力供給、及び前記温度計測部からの信号受信を行う端子部と、前記端子部と前記電気配線基板とを電気的に接続する配線部と、前記鏡枠ユニット、前記接眼レンズ、前記端子部及び前記配線部を保持する外装部とを具備する内視鏡である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、スペースに制約されず組立てが簡単な、光学部材の曇りを防止する鏡枠ユニット、及びこの鏡枠ユニットを備えた内視鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、内視鏡（硬性鏡）の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は、鏡枠ユニットを含む内視鏡先端を示す斜視図である。
【図３】図３は、外装部を取り外した状態の内視鏡先端を示す斜視図である。
【図４】図４は、鏡枠ユニットの伝熱部材と、チップヒータ、サーミスタ及びフレキシブル配線基板との組み付け構成を示す斜視図である。
【図５】図５は、チップヒータ及びサーミスタが取り付けられたフレキシブル配線基板を示す斜視図である。
【図６】図６は、温度制御部を示すブロック図である。
【図７】図７は、第１の実施形態において、図３に示すＡ−Ａ線に沿った長軸方向の断面での鏡枠ユニットの一部を示す図である。
【図８】図８は、第２の実施形態において、図７と同様の断面での鏡枠ユニットの一部を示す図である。
【図９】図９は、第２の実施形態の変形例において、図７と同様の断面での鏡枠ユニットの一部を示す図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態の変形例において、図７と同様の断面での鏡枠ユニットの一部を示す図である。
【図１１】図１１は、第３の実施形態の鏡枠ユニットを含む内視鏡先端を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、第４の実施形態の鏡枠ユニットを含む内視鏡先端を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、内視鏡（電子内視鏡）の構成を概略的に示す図である。
【図１４】図１４は、鏡枠ユニットを含む内視鏡先端を示す斜視図である。
【図１５】図１５は、第５の実施形態において、図１４に示すＢ−Ｂ線に沿った長軸方向の断面での内視鏡の内部の構成を示す縦断面図である。
【図１６】図１６は、第６の実施形態において、図１５と同様の断面での内視鏡の内部の構成を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態について、図１乃至図７を参照して説明する。
図１は、硬性鏡である内視鏡１の構成を概略的に示す図である。内視鏡１は、内視鏡先端側に配置された鏡枠ユニット１０と、照明光を照射する発光部２と、鏡枠ユニット１０及び発光部２を含む内視鏡本体全体を覆っている金属製の外装部３と、内視鏡基端側に配置され操作スイッチ５を有する操作部４と、接眼レンズ６と、端子部７とを有している。
【００１３】
内視鏡１は、端子部７に接続される外部接続ケーブル８によって温度制御部９に電気的に接続される。なお、温度制御部９は内視鏡１とは別体として図示しているが、操作部４などの内視鏡内部に組み込まれてもよい。
【００１４】
図２は、外装部３で覆われた状態の鏡枠ユニット１０を含む内視鏡先端を示す斜視図である。図３は、外装部３を取り外した状態の鏡枠ユニット１０を含む内視鏡先端を示す斜視図である。鏡枠ユニット１０は、不図示の対物レンズ及び対物レンズの表面を覆っているレンズカバー１１を含む対物光学系と、鏡枠本体１２と、伝熱部材１３と、チップヒータ１４と、サーミスタ１５と、チップヒータ１４及びサーミスタ１５が実装されているフレキシブル配線基板１６とを有している。
【００１５】
内視鏡１は、レンズカバー１１及び対物レンズを通った光を接眼レンズ６で観察するように構成されている。発光部２及びレンズカバー１１は、内視鏡先端表面に露出している。なお、レンズカバー１１が設けられず対物レンズが内視鏡先端表面に露出されている構成であってもよい。以下の説明では、体腔内等に挿入されたときに曇りが防止される内視鏡先端のレンズカバー１１と対物レンズとの少なくとも一方を光学部材と称する。
【００１６】
鏡枠本体１２は、円筒状の部材であり、その円筒内に対物光学系を収容している。伝熱部材１３は、図３では鏡枠本体１２の外周面ほぼ全体を覆っているが、必ずしもその必要はなく、鏡枠本体１２の外周面の少なくとも一部を覆っていればよい。
【００１７】
図４は、鏡枠ユニット１０の伝熱部材１３と、チップヒータ１４、サーミスタ１５及びフレキシブル配線基板１６との組み付け構成を示す斜視図である。伝熱部材１３は、チップヒータ１４からの熱を伝達する伝熱部であり、その主材料は銅である。
【００１８】
伝熱部材１３には、発光部２が配設される第１の貫通孔１７と、鏡枠本体１２が配設される第２の貫通孔１８と、フレキシブル配線基板１６が取り付けられる溝状の切り欠き部１９とが形成されている。第１及び第２の貫通孔１７、１８は、伝熱部材１３の内部で長軸方向に延びており、また、切り欠き部１９は、伝熱部材１３の外周面に長軸方向に延びている。チップヒータ１４及びサーミスタ１５は、図４に矢印で示される方向で切り欠き部１９中に当接されて埋設されることにより、図３に示すように伝熱部材１３に取り付けられる。
【００１９】
図５は、チップヒータ１４及びサーミスタ１５が取り付けられたフレキシブル配線基板１６を示す斜視図である。チップヒータ１４は、内視鏡先端の光学部材の防曇のために熱を発生する発熱部であり、また、サーミスタ１５は、内視鏡先端の温度を計測する温度計測部である。チップヒータ１４及びサーミスタ１５の主材料は、熱伝導率の比較的高いアルミナ（常温で約３８Ｗ／ｍ・Ｋ）である。
【００２０】
チップヒータ１４とサーミスタ１５とは、ただ１つの同一のフレキシブル配線基板１６に、鏡枠ユニット１０（内視鏡１）の長軸方向に並んで、すなわち列をなして取り付けられている。また、本実施形態では、サーミスタ１５がチップヒータ１４よりも内視鏡先端側となるように配置されている。チップヒータ１４とサーミスタ１５とは、フレキシブル配線基板１６上に所定の間隔だけ離間して載置されており、大気下では間隔内の空気がチップヒータ１４とサーミスタ１５の間の伝熱を遮断する伝熱障壁部２０として機能している。
【００２１】
図６は、温度制御部９を示すブロック図である。温度制御部９は、設定部２１と、比較部２２と、駆動部２３とを有している。設定部２１には、目標温度が予め設定される。この目標温度は、体腔内に挿入された光学部材の曇りを防止することができる温度とする。
【００２２】
内視鏡１が体腔内に挿入されたとき、鏡枠ユニット１０のサーミスタ１５により計測された内視鏡先端の温度は、フレキシブル配線基板１６、外部接続ケーブル８等の配線部を経由して温度制御部９に伝送される。温度制御部９では、設定部２１に設定された目標温度と、サーミスタ１５が計測した温度（後述のように、この計測温度は内視鏡先端の光学部材の温度に近い）とを比較部２２で比較する。そして、比較の結果、光学部材の防曇のために内視鏡先端の加熱が必要な場合には、駆動部２３により駆動信号が出力されてチップヒータ１４が駆動される。チップヒータ１４は、サーミスタ１５による計測温度が目標温度に近づくように発熱して内視鏡先端を温める。なお、端子部７は、チップヒータ１４への信号送信又は電力供給と、サーミスタ１５からの信号受信を行う。
【００２３】
このように、温度制御部９は、サーミスタ１５により計測された内視鏡先端の温度に基づいてチップヒータ１４のＯＮ／ＯＦＦを制御して、光学部材の曇りを防止するように機能する。
【００２４】
図７は、図３に示すＡ−Ａ線に沿った長軸方向の断面での伝熱部材１３、チップヒータ１４、サーミスタ１５、フレキシブル配線基板１６及び伝熱障壁部２０の関係を示す図である。図７における各構成部は、単なる図示目的のために必ずしもスケール合わせされていないことに注意する。
【００２５】
本実施形態では、上述したように、チップヒータ１４とサーミスタ１５とは空気を介在して離間されている。すなわち、チップヒータ１４とサーミスタ１５との間は、空気が障壁となり熱が伝わりにくいようになっている。この空気の隙間は、例えば、長軸方向にほぼ一様な幅ｗ＝０．５ｍｍで形成されている。チップヒータ１４の径方向の厚みをｄ１、サーミスタ１５の径方向の厚みをｄ２とし、ｄ１＝ｄ２＝０．２ｍｍとする。また、常温でのチップヒータ１４の材料の熱伝導率λ１、サーミスタ１５の材料の熱伝導率λ２とし、λ１＝λ２＝３８Ｗ／ｍ・Ｋ、空気の熱伝導率λ３をλ３＝０．０２４Ｗ／ｍ・Ｋとする。
【００２６】
このとき、伝熱部材１３とチップヒータ１４との間の熱の伝わりにくさを表す指標Ｒ１、伝熱部材１３とサーミスタ１５との間の熱の伝わりにくさを表す指標Ｒ２は、
Ｒ１＝Ｒ２＝ｄ１／λ１＝ｄ２／λ２＝０．２／３８≒０．００５２ ・・・式（１）
となる。また、チップヒータ１４とサーミスタ１５と間の熱の伝わりにくさを表す指標Ｒ３は、
Ｒ３＝ｗ／λ３＝０．５／０．０２４≒２０．８ ・・・式（２）
となる。
【００２７】
従って、チップヒータ１４とサーミスタ１５との間の熱の伝わりにくさを表す指標Ｒ３が、伝熱部材１３とチップヒータ１４との間の熱の伝わりにくさを表す指標Ｒ１、伝熱部材１３とサーミスタ１５との間の熱の伝わりにくさを表す指標Ｒ２に比べて十分大きい。このように、Ｒ１＜Ｒ３かつＲ２＜Ｒ３の関係が成立すれば、チップヒータ１４で発生した熱の大部分が伝熱部材１３側に流れ、チップヒータ１４からサーミスタ１５に直接向かう熱はほとんどなく、伝熱障壁部２０が熱的な障壁として十分に機能している。
【００２８】
このような熱の伝わりにくさを表す指標は、いわゆる「熱抵抗」として理解されることができる伝熱特性である。このような熱抵抗は、伝熱部材１３、チップヒータ１４、サーミスタ１５及び伝熱障壁部２０を構成している材料に固有の熱伝導率と、これら部材の径方向の厚みや長軸方向の長さ、あるいはこれら部材の間の距離（部材の間が最も近接している箇所間の距離）、これら部材が互いに接触している表面積、これら部材の形状等によって決定される。
【００２９】
なお、本実施形態では、大気下の空気が伝熱障壁となっているが、これは空気に限定されるものではない。窒素等の空気と同様な伝熱特性を有する気体であれば、同様に利用することができる。
【００３０】
伝熱部材１３の主材料である銅は、高い熱伝導率（常温で約３９８Ｗ／ｍ・Ｋ）を有している。このような高い熱伝導率の伝熱部材１３が鏡枠本体１２を介して内視鏡先端のレンズカバー１１の外周面に設けられているため、レンズカバー１１は伝熱部材１３の温度に近い温度となる。
【００３１】
そして、サーミスタ１５は、上述したようにチップヒータ１４との熱のやり取りはほとんどなく、伝熱部材１３との熱のやり取りが大部分を占める。このため、サーミスタ１５で計測される温度は伝熱部材１３の温度とみなせる。つまり、サーミスタ１５は、レンズカバー１１の温度に近い温度を計測することができる。伝熱障壁部２０が適切に設定されていないと、サーミスタ１５は伝熱部材１３の温度ではなくチップヒータ１４の温度を検出してしまうが、本実施形態では、上述のような構成によりレンズカバー１１の温度に近い温度を確実に計測することができる。
【００３２】
本実施形態では、鏡枠本体１２の少なくとも一部を覆っている伝熱部材１３にチップヒータ１４を取り付けているので、鏡枠本体内にヒータを設ける場合のようなスペースの制約がなく、ヒータの配置に自由度を持たせることができる。
【００３３】
また、熱伝導率が比較的低い空気の伝熱障壁部２０を設けることにより、伝熱障壁部２０の長軸方向の幅ｗを狭めても、伝熱部材１３とチップヒータ１４との間及び伝熱部材１３とサーミスタ１５との間の熱の伝わりにくさ、すなわち熱抵抗と、チップヒータ１４とサーミスタ１５との間の熱抵抗とに十分な差を設けることができる。これにより幅ｗを狭めることができるので、鏡枠ユニット１０を、延いては内視鏡１を小型化しやすい。
【００３４】
また、チップヒータ１４とサーミスタ１５とをただ１つの同一のフレキシブル配線基板１６上に実装することにより、これらを別々の部品として伝熱部材１３に取り付ける場合に比べて組立て性が良い。
【００３５】
本実施形態では、チップヒータ１４とサーミスタ１５とを内視鏡長軸方向に並べて配置していることにより、伝熱障壁部２０の幅ｗが取りやすくなっている。
【００３６】
また、サーミスタ１５をチップヒータ１４よりも内視鏡先端側に配置していることにより、サーミスタ１５が内視鏡先端の光学部材により近くなり、光学部材の温度をより正確に計測して光学部材の曇りを防止することができる。
【００３７】
発光部２もまた、その先端から光を照射したときに熱を発生する。本実施形態では、発光部２、サーミスタ１５、チップヒータ１４が内視鏡先端側からこの順で長軸方向に配置されていることにより、サーミスタ１５が発光部２とチップヒータ１４との両方の熱源の熱を検知しやすくなり、局所的な温度上昇を防止することができる。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態では、鏡枠本体の外周に配設した伝熱部材を介して内視鏡先端全体を温め、かくしてレンズカバーを温める構成により、防曇用ヒータの配置の自由度を向上させることができる。また、同一の電気配線基板上に発熱部と温度計測部とを実装することにより、鏡枠ユニットの組立て性を向上させることができる。さらに、発熱部と温度計測部との間に伝熱障壁部を設けることにより、温度計測部は、発熱部の温度ではなく、伝熱部の温度を計測でき、最終的に光学部材の温度を計測することができる。
【００３９】
［変形例］
伝熱障壁部２０としてエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの絶縁性の接着剤を用いた変形例について説明する。
【００４０】
一般的なエポキシ樹脂の常温での熱伝導率λ４は、λ４＝０．２５Ｗ／ｍ・Ｋ程度である。他の仕様は上述の空気の場合と同じとした場合、チップヒータ１４とサーミスタ１５と間の熱の伝わりにくさを表す指標Ｒ４は、
Ｒ４＝ｗ／λ４＝０．５／０．２５≒２ ・・・式（３）
となり、伝熱障壁部２０として十分に機能する。
【００４１】
エポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの接着剤を伝熱障壁部２０として用いれば、伝熱障壁部２０にチップヒータ１４とサーミスタ１５との間隔を維持する機能も持たせることができる。
【００４２】
また、伝熱障壁部２０として使用する一般的な接着用のエポキシ樹脂やシリコーン接着剤の熱伝導率λ４はλ４＝０．２５Ｗ／ｍ・Ｋ程度であり、また、内視鏡１に搭載可能なチップヒータ１４の厚みｄ１やサーミスタ１５の厚みｄ２の最大値はｄ１＝ｄ２＝０．５ｍｍ程度である。チップヒータ１４やサーミスタ１５は、熱伝導率の比較的高いアルミナ等で構成されるのが一般的である。このため、伝熱障壁部２０の幅ｗがｗ＝０．１ｍｍ程度であれば、
Ｒ１＝Ｒ２＝ｄ１／λ１＝ｄ２／λ２＝０．５／３８≒０．０１３ ・・・式（４）
Ｒ４＝ｗ／λ４＝０．１／０．２５≒０．４ ・・・式（５）
となる。従って、チップヒータ１４とサーミスタ１５との最も近接している箇所間の距離を０．１ｍｍ以上離間することにより、伝熱障壁部２０としての機能が果たされる。また、伝熱障壁部２０として、同様の特性を有する充填材を用いてもよい。
【００４３】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態について、図８を参照して説明する。図８以降も図７と同様に、各構成部はスケール合わせされていないことに注意する。内視鏡全体の構成は、図１と同様である。
【００４４】
第１の実施形態では、伝熱部材１３とチップヒータ１４との結合面及び伝熱部材１３とサーミスタ１５との結合面が理想的な状態を示した。第２の実施形態では、鏡枠ユニット１０は、チップヒータ１４を伝熱部材１３に結合するためのチップヒータ結合層２４、及びサーミスタ１５を伝熱部材１３に結合するためのサーミスタ結合層２５を有している。
【００４５】
図８は、第２の実施形態において、図３に示すＡ−Ａ線に沿った断面での伝熱部材１３、チップヒータ１４、サーミスタ１５、フレキシブル配線基板１６、伝熱障壁部２０、チップヒータ結合層２４及びサーミスタ結合層２５の関係を示す図である。本実施形態では、伝熱障壁部２０、チップヒータ結合層２４及びサーミスタ結合層２５の材料は、エポキシ樹脂の接着剤である。
【００４６】
チップヒータ結合層２４の熱伝導率λ５及びサーミスタ結合層２５の熱伝導率λ６は、上述の変形例と同様に、λ５＝λ６＝０．２５Ｗ／ｍ・Ｋとする。チップヒータ１４の径方向の厚みｄ１及びサーミスタ１５の径方向の厚みｄ２は、ｄ１＝０．２ｍｍ、ｄ２＝０．１８ｍｍであり、チップヒータ結合層２４の径方向の高さｈ１及びサーミスタ結合層２５の径方向の高さｈ２は、ｈ１＝０．０１ｍｍ、ｈ２＝０．０３ｍｍとする。他の仕様は、第１の実施形態と同様である。
【００４７】
このとき、チップヒータ結合層２４を考慮した伝熱部材１３とチップヒータ１４との間の熱の伝わりにくさを表す指標Ｒ５は、
Ｒ５＝ｄ１／λ１＋ｈ１／λ５＝０．２／３８＋０．０１／０．２５≒０．００４５ ・・・式（６）
となり、また、サーミスタ結合層２５を考慮した伝熱部材１３とサーミスタ１５との間の熱の伝わりにくさを表す指標Ｒ６は、
Ｒ６＝ｄ２／λ２＋ｈ２／λ６＝０．１８／３８＋０．０３／０．２５≒０．１２ ・・・式（７）
となる。チップヒータ１４とサーミスタ１５との間の熱の伝わりにくさを表す指標Ｒ３は、式（２）と同様に評価される。
【００４８】
従って、チップヒータ１４とサーミスタ１５との間の熱の伝わりにくさを表す指標Ｒ３が、チップヒータ結合層２４も含めた伝熱部材１３とチップヒータ１４との間の熱の伝わりにくさを表す指標Ｒ５、サーミスタ結合層２５も含めた伝熱部材１３とサーミスタ１５との間の熱の伝わりにくさを表す指標Ｒ６に比べて十分大きい。このように、Ｒ５＜Ｒ３かつＲ６＜Ｒ３の関係が成立すれば、伝熱障壁部２０が熱的な障壁として十分に機能している。
【００４９】
本実施形態では、エポキシ樹脂等の接着剤を用いて、チップヒータ１４及びサーミスタ１５の伝熱部材１３への固定と、伝熱障壁部２０へのエポキシ樹脂の充填とを同時に行うことができるので、組立て性が向上する。
【００５０】
また、本実施形態では、チップヒータ１４がサーミスタ１５よりも厚い。従って、フレキシブル配線基板１６側からチップヒータ１４及びサーミスタ１５を伝熱部材１３の切り欠き部１９に押し付けて接着したとき、チップヒータ結合層２４の高さｈ１をサーミスタ結合層２５の高さｈ２よりも薄くすることができ、
ｈ１／λ５＝０．０４＜０．１２＝ｈ２／λ６ ・・・式（８）
となる。これにより、熱量の移動が最も大きい伝熱部材１３とチップヒータ１４との間の伝熱性を向上させることができる。
【００５１】
また、伝熱障壁部２０を空気に設定し、チップヒータ１４とサーミスタ１５とを伝熱部材１３にロウ又ははんだ付けしてもよい。金属からなるロウやはんだは、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂の接着剤に比べて熱伝導率が高い。このため、伝熱障壁部２０との伝熱性の差を大きくすることができる。また、乾燥時間や保温時間が必要ないので、接着剤を用いる方法に比べて作業時間を短くすることができる。
【００５２】
［変形例］
図９に示す変形例では、伝熱部材１３のチップヒータ１４と当接する部分（切り欠き部１９）に、切り欠き部１９の面から径方向外側に突出した伝熱部材凸部２６が設けられている。これにより、チップヒータ結合層２４を薄くすることができる。
【００５３】
反対に、図１０に示す変形例では、伝熱部材１３とサーミスタ１５と当接する部分（切り欠き部１９）に、切り欠き部１９の面から径方向内側に窪んだ伝熱部材凹部２７が設けられている。伝熱部材凹部２７は、例えばエポキシ樹脂であるサーミスタ結合層２５によって充填される。このような構成によっても、チップヒータ結合層２４を薄くすることができる。
【００５４】
［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態について、図１１を参照して説明する。内視鏡全体の構成は、図１と同様である。
【００５５】
図１１は、第３の実施形態の鏡枠ユニットを含む内視鏡先端を示す斜視図である。第３の実施形態では、銅でできた伝熱部材１３に代わってグラファイトシートでできた伝熱部材２８を用いる。グラファイトシートの主な材料は炭素であり、面方向（横方向）の熱伝導率が８００Ｗ／ｍ・Ｋと非常に高い。また、熱伝達の均一性、すなわち均熱性も高い。
【００５６】
本実施形態では、厚さ０．１ｍｍのグラファイトシートでできた伝熱部材２８が、鏡枠本体１２の外周面の少なくとも一部に巻き付けられている。チップヒータ１４及びサーミスタ１５は、伝熱部材２８に密着して配置されている。チップヒータ１４とサーミスタ１５との間には、第１及び第２の実施形態と同様に、空気又は樹脂による伝熱障壁部２０が設けられている。
【００５７】
本実施形態においても、チップヒータ１４から発生した熱の大部分は、伝熱部材１３に移動する。この伝熱部材１３が鏡枠本体１２及びこれに収容されたレンズカバー１１を温めるので、内視鏡先端のレンズカバー１１は、グラファイトシートでできた伝熱部材２８とほぼ同じ温度となる。また、伝熱障壁部２０が設けられていることにより、サーミスタ１５は、チップヒータ１４の温度ではなく伝熱部材２８の温度を計測することができる。かくして、レンズカバー１１の温度を計測することができる。
【００５８】
本実施形態では、伝熱部材２８の熱伝導率が非常に高いので、鏡枠本体１２の外周面に巻き付ける伝熱部材２８が少なくても十分な伝熱性を有する。従って、光学部材を確実に温めてその曇りを防止することができる。
【００５９】
また、鏡枠本体１２の外周面に巻き付けた伝熱部材２８の後端を数〜数十ｍｍ程度後端側に延ばして、この延ばした後端部分にチップヒータ１４及びサーミスタ１５を当接させる。このように、本実施形態では、部材が密集してスペースが不足しやすい内視鏡先端側にチップヒータ１４やサーミスタ１５を配置しなくても、チップヒータ１４から伝熱部材２８を介して光学部材を温めたり、サーミスタ１５により伝熱部材２８の、最終的に光学部材の温度を計測したりすることができる。
【００６０】
なお、炭素を主材料とするシート状の部材として、グラファイトシートだけでなく、カーボンナノチューブなどの伝熱性に優れた材料を適宜採用することができる。
【００６１】
［第４の実施形態］
本発明の第４の実施形態について、図１２を参照して説明する。内視鏡全体の構成は、図１と同様である。
【００６２】
図１２は、第４の実施形態の鏡枠ユニットを含む内視鏡先端を示す斜視図である。本実施形態では、チップヒータ１４とサーミスタ１５とは、内視鏡先端で周方向に、すなわち径方向に並べて配置されている。また、サーミスタ１５は、チップヒータ１４よりも発光部２に近い側に配置されている。チップヒータ１４とサーミスタ１５との間には、空気又は樹脂による伝熱障壁部２０が設けられている。
【００６３】
チップヒータ１４とサーミスタ１５とを径方向に並べて配置することにより、チップヒータ１４とサーミスタ１５との両方をレンズカバー１１の近くに配置することができる。このため、チップヒータ１４による光学部材の加熱のしやすさ、及びサーミスタ１５による温度検知の正確さが向上する。
【００６４】
さらに、径方向において、サーミスタ１５を発光部２とチップヒータ１４との間に配置することにより、サーミスタ１５が発光部２とチップヒータ１４との両方の熱源の熱を検知しやすくなり、局所的な温度上昇を防止することができる。
【００６５】
［第５の実施形態］
本発明の第５の実施形態について、図１３乃至図１５を参照して説明する。なお、以下では、第５の実施形態の主な構成及び特徴部分を説明し、第１の実施形態と同様の構成はその説明を省略する。
【００６６】
図１３は、電子内視鏡である内視鏡１００の構成を概略的に示す図である。内視鏡１００は、内視鏡先端側に配置された鏡枠ユニット１１１と、照明光を照射する発光部１０１と、鏡枠ユニット１１１及び発光部１０１を含む内視鏡本体全体を覆っている金属製の外装部１０２と、内視鏡基端側に配置されスイッチ１０４を有する操作部１０３と、端子部１０５とを有している。
【００６７】
内視鏡１００は、端子部１０５に接続される外部接続ケーブル１０６によって温度制御部１０７、ビデオセンター１０８、光源１０９、モニタ１１０に電気的に接続される。外部接続ケーブル１０６は、温度制御部１０７との信号の送受信、ビデオセンター１０８への映像信号の伝送、発光部１０１への照明光をガイドするユニバーサルコードである。
【００６８】
図１４は、外装部１０２で覆われた状態の鏡枠ユニット１１１を含む内視鏡先端を示す斜視図である。図１５は、図１４に示すＢ−Ｂ線に沿った長軸方向の断面での内視鏡１００の内部の構成を示す縦断面図である。鏡枠ユニット１１１は、対物レンズ１１３及びこの表面を覆っているレンズカバー１１２を含む対物光学系と、鏡枠本体１１４と、伝熱部材１１５と、チップヒータ１１６と、サーミスタ１１７と、チップヒータ１１６及びサーミスタ１１７が実装されているフレキシブル配線基板１１８とを有している。本実施形態では、フレキシブル配線基板１１８が端子部１０５まで続いている。
【００６９】
鏡枠本体１１４の内視鏡基端側には、撮像部固定フレーム１２０に固定された撮像部１１９と、撮像部１１９に接続された画像出力ケーブル１２１とが配置されている。画像出力ケーブル１２１は、端子部１０５に接続されている。
【００７０】
内視鏡１００を用いた観察等を行う際には、撮像部１１９は、対物光学系を通って結像した像を光電変換する。そして、撮像部１１９から読み出された映像信号を画像出力ケーブル１２１が伝送し端子部１０５へと出力する。なお、端子部１０５は、チップヒータ１１６への信号送信又は電力供給、サーミスタ１１７からの信号受信、画像出力ケーブル１２１からの映像信号受信を行う。
【００７１】
チップヒータ１１６とサーミスタ１１７との間は所定の間隔だけ離間されており、伝熱障壁部１２２を形成している。本実施形態では、伝熱障壁部１２２は熱伝導率の比較的低い樹脂でできている。
【００７２】
本実施形態においても、上述の実施形態と同様に、ヒータの配置に自由度があり組立て性に優れた内視鏡を提供することができる。
【００７３】
［第６の実施形態］
本発明の第６の実施形態について、図１６を参照して説明する。第６の実施形態では、内視鏡の構成は第５の実施形態の内視鏡１００と同様であるのでその説明は省略する。以下では、内視鏡１００と異なる構成を説明する。
【００７４】
図１６は、図１４に示すＢ−Ｂ線に沿った長軸方向の断面での内視鏡の内部の構成を示す縦断面図である。この内視鏡では、チップヒータ１１６及びサーミスタ１１７が実装されているフレキシブル配線基板１１８を途中で電気配線１２３に替えて、この電気配線１２３が端子部１０５まで続いている。
【００７５】
発光部１０１や撮像部１１９から発生する熱は、伝熱部材１１５に伝わり温度を均一化する。発光部１０１や撮像部１１９の熱によって伝熱部材１１５の温度が目標温度に近づくと、チップヒータ１１６から与えられる熱は減少する。
【００７６】
なお、第５及び第６の実施形態の内視鏡１００においても、第１の実施形態の変形例、第２の実施形態及びその変形例、第３及び第４の実施形態のような鏡枠ユニットを適宜採用することができる。
【００７７】
また、第１〜第６の実施形態の変形例として、以下のような態様が適用されることができる。
温度計測部として、サーミスタだけでなく、白金温度センサや熱電対を用いてもよい。
発熱部として、チップヒータだけでなく、他の抵抗加熱やＬＥＤや磁気損失や誘電損失による発熱を用いてもよい。
電気配線基板として、フレキシブル配線基板だけでなく、リジットな配線基板を用いてもよい。
伝熱部材として、銅やグラファイトシートだけでなく、アルミ等の熱伝導率の高い素材を用いてもよい。
【００７８】
以上、本発明の各実施形態並びに変形例について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でさまざまな改良及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１…内視鏡（硬性鏡）、２…発光部、３…外装部、４…操作部、５…操作スイッチ、６…接眼レンズ、７…端子部、８…外部接続ケーブル、９…温度制御部、１０…鏡枠ユニット、１１…レンズカバー、１２…鏡枠本体、１３…伝熱部材、１４…チップヒータ、１５…サーミスタ、１６…フレキシブル配線基板、１７、１８…貫通孔、１９…切り欠き部、２０…伝熱障壁部、２１…設定部、２２…比較部、２３…駆動部、２４…チップヒータ結合層、２５…サーミスタ結合層、２６…伝熱部材凸部、２７…伝熱部材凹部、２８…伝熱部材、１００…内視鏡（電子内視鏡）、１０１…発光部、１０２…外装部、１０３…操作部、１０４…操作スイッチ、１０５…端子部、１０６…外部接続ケーブル、１０７…温度制御部、１０８…ビデオセンター、１０９…光源、１１０…モニタ、１１１…鏡枠ユニット、１１２…レンズカバー、１１３…対物レンズ、１１４…鏡枠本体、１１５…伝熱部材、１１６…チップヒータ、１１７…サーミスタ、１１８…フレキシブル配線基板、１１９…撮像部、１２０…撮像部固定フレーム、１２１…画像出力ケーブル、１２２…伝熱障壁部、１２３…電気配線。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学部材を収容している鏡枠本体と、
前記鏡枠本体の少なくとも一部を覆っている伝熱部と、
熱を発生する発熱部と、
温度を計測する温度計測部と、
前記発熱部及び前記温度計測部を実装している同一の電気配線基板とを具備し、
前記発熱部と前記温度計測部とは、前記電気配線基板上に離間して載置され、かつ、前記電気配線基板は、前記発熱部と前記温度計測部とが前記伝熱部に当接するように配置され、
前記発熱部と前記温度計測部とが最も近接する箇所間の熱抵抗が、前記発熱部と前記伝熱部との間の熱抵抗、及び、前記温度計測部と前記伝熱部との間の熱抵抗よりも大きいことを特徴とする鏡枠ユニット。
【請求項２】
前記発熱部の厚みをｄ１、前記発熱部の材料の熱伝導率をλ１、前記温度計測部の厚みをｄ２、前記温度計測部の材料の熱伝導率をλ２、前記発熱部と前記温度計測部とが最も近接する箇所間の距離をｗ、前記発熱部と前記温度計測部との間の熱伝導率をλ３としたとき、
ｄ１／λ１＜ｗ／λ３ かつ ｄ２／λ２＜ｗ／λ３
の関係が成立することを特徴とする請求項１に記載の鏡枠ユニット。
【請求項３】
前記発熱部と前記伝熱部との間は、第１の結合層によって結合され、前記温度計測部と伝熱部との間は、第２の結合層によって結合され、前記第１の結合層の厚みをｈ１、前記第１の結合層の熱伝導率をλ５、前記第２の結合層の厚みをｈ２、前記第２の結合層の熱伝導率をλ６としたとき、
ｄ１／λ１＋ｈ１／λ５＜ｗ／λ３ かつ ｄ２／λ２＋ｈ２／λ６＜ｗ／λ３
の関係が成立することを特徴とする請求項２に記載の鏡枠ユニット。
【請求項４】
ｈ１／λ５＜ｈ２／λ６の関係が成立することを特徴とする請求項３に記載の鏡枠ユニット。
【請求項５】
前記発熱部と前記温度計測部とは、大気下で離間されていることを特徴とする請求項２に記載の鏡枠ユニット。
【請求項６】
前記発熱部と前記温度計測部とは、絶縁性部材を介して離間されていることを特徴とする請求項２に記載の鏡枠ユニット。
【請求項７】
前記絶縁性部材は、エポキシ樹脂接着剤又はシリコーン樹脂接着剤であることを特徴とする請求項６に記載の鏡枠ユニット。
【請求項８】
前記絶縁性部材は、充填材であることを特徴とする請求項６に記載の鏡枠ユニット。
【請求項９】
前記伝熱部は、銅を主材料とする伝熱部材であり、前記鏡枠本体の外周の少なくとも一部を覆っていることを特徴とする請求項１に記載の鏡枠ユニット。
【請求項１０】
前記伝熱部は、炭素を主材料とするシート状の伝熱部材であり、前記鏡枠本体の外周の少なくとも一部を覆っていることを特徴とする請求項１に記載の鏡枠ユニット。
【請求項１１】
前記発熱部及び前記温度計測部は、鏡枠ユニットの長軸方向に列をなして配置されていることを特徴とする請求項１に記載の鏡枠ユニット。
【請求項１２】
前記温度計測部は、前記発熱部に対して鏡枠ユニットの先端側に配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の鏡枠ユニット。
【請求項１３】
前記発熱部及び前記温度計測部は、鏡枠ユニットの先端側で周方向に並んで配置されていることを特徴とする請求項１に記載の鏡枠ユニット。
【請求項１４】
鏡枠ユニット先端に配置された発光部を有し、前記温度計測部は、前記発熱部よりも前記発光部に近い側に配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の鏡枠ユニット。
【請求項１５】
前記発熱部と前記温度計測部とが最も近接する箇所間の距離が、前記第１の結合層の厚み及び前記第２の結合層の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項３に記載の鏡枠ユニット。
【請求項１６】
前記発熱部と前記伝熱部との間に伝達される熱量が、他の部材間で伝達される熱量に比べて最も大きくなるように結合されていることを特徴とする請求項１に記載の鏡枠ユニット。
【請求項１７】
前記第１の結合層の厚みは、前記第２の結合層の厚みに比べて薄いことを特徴とする請求項３に記載の鏡枠ユニット。
【請求項１８】
前記発熱部の厚みが前記温度計測部の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項１７に記載の鏡枠ユニット。
【請求項１９】
前記伝熱部の前記発熱部と当接する部分が凸形状である、又は、前記伝熱部の前記温度計測部材と当接する部分が凹形状であることを特徴とする請求項１８に記載の鏡枠ユニット。
【請求項２０】
請求項１乃至１９のいずれか１に記載の鏡枠ユニットを備えた内視鏡であって、
前記光学部材を通った光を観察する接眼レンズと、
前記発熱部への信号送信又は電力供給、及び前記温度計測部からの信号受信を行う端子部と、
前記端子部と前記電気配線基板とを電気的に接続する配線部と、
前記鏡枠ユニット、前記接眼レンズ、前記端子部及び前記配線部を保持する外装部とを具備することを特徴とする内視鏡。
【請求項２１】
請求項１乃至１９のいずれか１に記載の鏡枠ユニットを備えた内視鏡であって、
前記光学部材を通って結像した像を光電変換する撮像部と、
前記撮像部から読み出した映像信号を伝送し出力する画像出力部と、
前記発熱部への信号送信又は電力供給、前記温度計測部からの信号受信、及び前記画像出力部からの映像信号受信を行う端子部と、
前記端子部と前記電気配線基板とを電気的に接続する配線部と、
前記鏡枠ユニット、前記撮像部、前記画像出力部、前記端子部及び前記配線部を保持する外装部とを具備することを特徴とする内視鏡。
【請求項２２】
前記端子部に接続された温度制御部をさらに具備し、
前記温度制御部は、
目標温度を設定する設定部と、
前記温度計測部が計測した計測温度と前記目標温度とを比較する比較部と、
前記比較部の比較結果に応じて前記計測温度が前記目標温度に近づくように前記発熱部を駆動する駆動部とを有することを特徴とする請求項２０又は２１に記載の内視鏡。
【請求項１】
光学部材を収容している鏡枠本体と、
前記鏡枠本体の少なくとも一部を覆っている伝熱部と、
熱を発生する発熱部と、
温度を計測する温度計測部と、
前記発熱部及び前記温度計測部を実装している同一の電気配線基板とを具備し、
前記発熱部と前記温度計測部とは、前記電気配線基板上に離間して載置され、かつ、前記電気配線基板は、前記発熱部と前記温度計測部とが前記伝熱部に当接するように配置され、
前記発熱部と前記温度計測部とが最も近接する箇所間の熱抵抗が、前記発熱部と前記伝熱部との間の熱抵抗、及び、前記温度計測部と前記伝熱部との間の熱抵抗よりも大きいことを特徴とする鏡枠ユニット。
【請求項２】
前記発熱部の厚みをｄ１、前記発熱部の材料の熱伝導率をλ１、前記温度計測部の厚みをｄ２、前記温度計測部の材料の熱伝導率をλ２、前記発熱部と前記温度計測部とが最も近接する箇所間の距離をｗ、前記発熱部と前記温度計測部との間の熱伝導率をλ３としたとき、
ｄ１／λ１＜ｗ／λ３ かつ ｄ２／λ２＜ｗ／λ３
の関係が成立することを特徴とする請求項１に記載の鏡枠ユニット。
【請求項３】
前記発熱部と前記伝熱部との間は、第１の結合層によって結合され、前記温度計測部と伝熱部との間は、第２の結合層によって結合され、前記第１の結合層の厚みをｈ１、前記第１の結合層の熱伝導率をλ５、前記第２の結合層の厚みをｈ２、前記第２の結合層の熱伝導率をλ６としたとき、
ｄ１／λ１＋ｈ１／λ５＜ｗ／λ３ かつ ｄ２／λ２＋ｈ２／λ６＜ｗ／λ３
の関係が成立することを特徴とする請求項２に記載の鏡枠ユニット。
【請求項４】
ｈ１／λ５＜ｈ２／λ６の関係が成立することを特徴とする請求項３に記載の鏡枠ユニット。
【請求項５】
前記発熱部と前記温度計測部とは、大気下で離間されていることを特徴とする請求項２に記載の鏡枠ユニット。
【請求項６】
前記発熱部と前記温度計測部とは、絶縁性部材を介して離間されていることを特徴とする請求項２に記載の鏡枠ユニット。
【請求項７】
前記絶縁性部材は、エポキシ樹脂接着剤又はシリコーン樹脂接着剤であることを特徴とする請求項６に記載の鏡枠ユニット。
【請求項８】
前記絶縁性部材は、充填材であることを特徴とする請求項６に記載の鏡枠ユニット。
【請求項９】
前記伝熱部は、銅を主材料とする伝熱部材であり、前記鏡枠本体の外周の少なくとも一部を覆っていることを特徴とする請求項１に記載の鏡枠ユニット。
【請求項１０】
前記伝熱部は、炭素を主材料とするシート状の伝熱部材であり、前記鏡枠本体の外周の少なくとも一部を覆っていることを特徴とする請求項１に記載の鏡枠ユニット。
【請求項１１】
前記発熱部及び前記温度計測部は、鏡枠ユニットの長軸方向に列をなして配置されていることを特徴とする請求項１に記載の鏡枠ユニット。
【請求項１２】
前記温度計測部は、前記発熱部に対して鏡枠ユニットの先端側に配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の鏡枠ユニット。
【請求項１３】
前記発熱部及び前記温度計測部は、鏡枠ユニットの先端側で周方向に並んで配置されていることを特徴とする請求項１に記載の鏡枠ユニット。
【請求項１４】
鏡枠ユニット先端に配置された発光部を有し、前記温度計測部は、前記発熱部よりも前記発光部に近い側に配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の鏡枠ユニット。
【請求項１５】
前記発熱部と前記温度計測部とが最も近接する箇所間の距離が、前記第１の結合層の厚み及び前記第２の結合層の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項３に記載の鏡枠ユニット。
【請求項１６】
前記発熱部と前記伝熱部との間に伝達される熱量が、他の部材間で伝達される熱量に比べて最も大きくなるように結合されていることを特徴とする請求項１に記載の鏡枠ユニット。
【請求項１７】
前記第１の結合層の厚みは、前記第２の結合層の厚みに比べて薄いことを特徴とする請求項３に記載の鏡枠ユニット。
【請求項１８】
前記発熱部の厚みが前記温度計測部の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項１７に記載の鏡枠ユニット。
【請求項１９】
前記伝熱部の前記発熱部と当接する部分が凸形状である、又は、前記伝熱部の前記温度計測部材と当接する部分が凹形状であることを特徴とする請求項１８に記載の鏡枠ユニット。
【請求項２０】
請求項１乃至１９のいずれか１に記載の鏡枠ユニットを備えた内視鏡であって、
前記光学部材を通った光を観察する接眼レンズと、
前記発熱部への信号送信又は電力供給、及び前記温度計測部からの信号受信を行う端子部と、
前記端子部と前記電気配線基板とを電気的に接続する配線部と、
前記鏡枠ユニット、前記接眼レンズ、前記端子部及び前記配線部を保持する外装部とを具備することを特徴とする内視鏡。
【請求項２１】
請求項１乃至１９のいずれか１に記載の鏡枠ユニットを備えた内視鏡であって、
前記光学部材を通って結像した像を光電変換する撮像部と、
前記撮像部から読み出した映像信号を伝送し出力する画像出力部と、
前記発熱部への信号送信又は電力供給、前記温度計測部からの信号受信、及び前記画像出力部からの映像信号受信を行う端子部と、
前記端子部と前記電気配線基板とを電気的に接続する配線部と、
前記鏡枠ユニット、前記撮像部、前記画像出力部、前記端子部及び前記配線部を保持する外装部とを具備することを特徴とする内視鏡。
【請求項２２】
前記端子部に接続された温度制御部をさらに具備し、
前記温度制御部は、
目標温度を設定する設定部と、
前記温度計測部が計測した計測温度と前記目標温度とを比較する比較部と、
前記比較部の比較結果に応じて前記計測温度が前記目標温度に近づくように前記発熱部を駆動する駆動部とを有することを特徴とする請求項２０又は２１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１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−８１６５６（Ｐ２０１３−８１６５６Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２４１５８（Ｐ２０１１−２２４１５８）
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【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２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【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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