JP2014155583A - 内視鏡の曇り防止用ヒータユニットとこのヒータユニットを有する内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】熱伝導性と絶縁性とが両立されている内視鏡の曇り防止用ヒータユニットと、このヒータユニットを有する内視鏡とを提供する。
【解決手段】ヒータユニット１４０は、内視鏡の挿入部の先端部の内部に配設され、内部に配設されている光学部材に発生する曇りを防止するために、内部を加熱するヒータ１１０と、内部の温度を計測する温度センサ１２０と、フレキシブル基板１３３とを有している。またヒータユニット１４０は、フレキシブル基板１３３に実装されるヒータ１１０の実装面１１０ａを封止し、実装面１１０ａに対向し、鏡枠４０に接合するヒータ１１０の接合面１１０ｂが露出するようにヒータ１１０を封止すると共に、温度センサ１２０全体を封止する絶縁性の封止部１３５をさらに有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、内視鏡に発生する曇りを防止する、内視鏡の曇り防止用ヒータユニットと、このヒータユニットを有する内視鏡に関する。

内視鏡が例えば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、温度差により内視鏡先端部に配設される光学部材、例えば、レンズカバーの表面に曇りが生じうる。このような曇りは、観察や処置などを妨げる虞が生じる。

そこで、このような曇りに対処するために、内視鏡は、内視鏡の先端部の内部に配設され、曇りを防止する曇り防止用ヒータユニットを有している。この曇り防止用ヒータユニットは、曇りを防止するために、内部を加熱するヒータと、内部の温度を測定する温度センサと、ヒータと温度センサとが実装されている基板とを有している。

このような曇り防止用ヒータユニットは、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１において、温度センサが検出した温度を基に、ヒータは加熱を制御されている。

特開２００６−２８２号公報

例えば外科用の内視鏡は、電気的な作用によって患部を処置する処置具と共に使用される。この場合、ヒータユニットは、例えば処置具といったヒータユニットの外部からの静電気などの影響を受ける可能性が生じる。これにより例えば温度制御性能といったヒータユニットの性能が静電気のために低下する虞が生じる。このためヒータユニットは、静電気に対する耐性を高めるために絶縁性を有する必要があり、一般的に、絶縁性を有する封止部によって封止されている。

しかし、一般的に、封止部の熱伝導性は低い。よって、封止部が配設されると、例えば、ヒータと、ヒータによって加熱される先端部の内部との間における熱伝導性が低下してしまう。つまり、ヒータの発熱が効率よく先端部の内部に伝達されない虞が生じる。
よって、熱伝導性と絶縁性とが両立することが求められている。

本発明の目的は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、熱伝導性と絶縁性とが両立されている内視鏡の曇り防止用ヒータユニットと、このヒータユニットを有する内視鏡とを提供することを目的とする。

本発明は目的を達成するために、内視鏡挿入部の先端部の内部に配設され、前記内部に配設されている光学部材に発生する曇りを防止する内視鏡の曇り防止用ヒータユニットであって、前記曇りを防止するために、前記内部を加熱する加熱部と、前記内部の温度を計測する温度計測部と、前記加熱部と前記温度計測部とが実装されている同一の配線基板部と、前記配線基板部に実装される前記加熱部の実装面を封止し、前記実装面に対向する対向面が露出するように前記加熱部を封止すると共に、前記温度計測部全体を封止する絶縁性の封止部と、を具備することを特徴とする内視鏡の曇り防止用ヒータユニットを提供する。

また本発明は目的を達成するために、前記に記載の内視鏡の曇り防止用ヒータユニットを具備することを特徴とする内視鏡を提供する。

本発明によれば、熱伝導性と絶縁性とが両立されている内視鏡の曇り防止用ヒータユニットと、このヒータユニットを有する内視鏡とを提供することができる。

図１は、本発明に係る内視鏡の挿入部の先端部の内部構造を示す図である。 図２は、ヒータユニットの構造を示す図である。 図３は、第１の実施形態に係る内視鏡の曇り防止システムの構成１，２を示す図である。 図４Ａは、封止部の一部を透過した状態のヒータユニットの斜視図であり、ヒータの厚みｔ１と温度センサの厚みｔ２と接合材を含むヒータの厚みＴ１と接合材を含む温度センサの厚みＴ２と封止部の厚みＴ３との関係を示す図である。 図４Ｂは、ヒータの厚みｔ１と温度センサの厚みｔ２との関係と、接合材を含むヒータの厚みＴ１と接合材を含む温度センサの厚みＴ２との関係とを示す図である。 図４Ｃは、封止部の一部を透過した状態のヒータユニットの斜視図であり、ヒータの厚みｔ１と温度センサの厚みｔ２と接合材を含むヒータの厚みＴ１と接合材を含む温度センサの厚みＴ２と封止部の厚みＴ３との関係を示す図である。 図５Ａは、厚みが不均一な封止部を有するヒータユニットの構成を示す図である。 図５Ｂは、厚みが均一な封止部を有するヒータユニットの構成を示す図である。 図６は、第２の実施形態のヒータユニットの構成を示す図ある。 図７は、第３の実施形態を示し、封止部を除くヒータユニットの斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
［第１の実施形態］
［構成］
図１と図２と図３と図４Ａと図４Ｂと図４Ｃと図５Ａと図５Ｂとを参照して第１の実施形態について説明する。なお一部の図面では、図示の明瞭化のために、部材の図示を省略している。また例えば、図４Ａでは、ヒータ１１０の図示と、温度センサ１２０の図示とを簡略化している。

［内視鏡の先端部１０ａの構成］
図１に示すように、図示しない内視鏡は、例えば体腔等の管腔に挿入される中空の細長い挿入部１０を有している。挿入部１０の先端部１０ａは、照明光を導光して観察対象物に照明光を照射するライトガイド２０と、観察対象物を撮像する撮像ユニット３０と、撮像ユニット３０を保持する鏡枠４０と、鏡枠４０に配設され、撮像ユニット３０のレンズ３３を駆動してフォーカスやズームを実施する駆動素子５０とを有している。

ライトガイド２０が挿入部１０と内視鏡の図示しない操作部とを通して図示しない光源装置と接続することで、光がライトガイド２０に供給される。そしてライトガイド２０は、照明光をライトガイド２０の先端部から外部に向けて出射する。

撮像ユニット３０は、先端部１０ａの先端面から外部に向けて露出するように先端部１０ａの内部に配設されているレンズカバー３１と、レンズカバー３１よりも後方に配設されているレンズ３３と、レンズ３３よりも後方に配設されている撮像素子３５と、撮像素子３５と接続し、撮像素子３５に電力を供給し、撮像素子３５を制御する制御信号を撮像素子３５に送信すると共に、撮像素子３５で撮像された映像信号を伝送する撮像ケーブル３７とを有している。
撮像ケーブル３７は、挿入部１０と操作部とユニバーサルコードとを介して接続コネクタにまで挿通している。この接続コネクタが内視鏡を制御する図示しない制御装置と接続することで、撮像ケーブル３７は制御装置と接続し、撮像素子３５を駆動させる電力や制御信号が撮像ケーブル３７に供給される。そして撮像ケーブル３７は、撮像素子３５に電力や制御信号を供給及び送信する。また、この接続コネクタが制御装置と接続することで、撮像素子３５で撮像した映像信号は制御装置に伝送される。

なお、レンズカバー３１が配設されず、レンズ３３が先端部１０ａの先端面から外部に向けて直接露出されていてもよい。以下の説明では、挿入部１０が体腔内などに挿入されたときに曇りが防止される先端部１０ａのレンズカバー３１とレンズ３３との少なくとも一方を光学部材と称する。光学部材は、例えば、先端部１０ａの先端面から外部に向けて露出するように先端部１０ａの内部に配設されていればよい。

駆動素子５０は、例えば、モータなどである。駆動素子５０は、駆動素子５０に電力を供給し、駆動素子５０を制御する駆動信号を駆動素子５０に送信する駆動ケーブル５１と接続している。
駆動ケーブル５１は、挿入部１０と操作部とユニバーサルコードとを介して接続コネクタにまで挿通している。この接続コネクタが図示しない制御装置と接続することで、駆動ケーブル５１は制御装置と接続し、駆動素子５０が駆動する電力や制御信号が駆動ケーブル５１に供給される。そして駆動ケーブル５１は、駆動素子５０に電力や制御信号を供給する。

鏡枠４０は、例えば円筒状の部材によって形成されており、円筒内に撮像ユニット３０を収容している。

また図１に示すように、先端部１０ａは、ライトガイド２０と鏡枠４０とを保持する内枠６０と、内枠６０を覆い、先端部１０ａの最外層として形成される外枠７０とをさらに有している。
内枠６０は例えば金属によって形成され、外枠７０は例えば樹脂によって形成されている。

［光学部材の曇り］
前述した先端部１０ａを有する内視鏡は、通常、温度や湿度が管理された環境下、例えば処置室等に設置されている。このため、先端部１０ａは、使用前において、このような温度や湿度にさらされている。挿入部１０が体腔内に挿入された際、例えば、室温と体温との温度差や、体腔内の高湿度環境（湿度約９８〜約１００％）等によって、レンズカバー３１などの光学部材に曇りが発生し、撮像視野が著しく低下してしまう。

［内視鏡の曇り防止システム１００の構成１（ヒータユニット１４０）］
このため、図１と図２と図３とに示すように、内視鏡と、内視鏡を制御する図示しない制御装置とは、内視鏡の曇りを防止する内視鏡の曇り防止システム１００を搭載している。曇り防止システム１００は、挿入部１０の先端部１０ａの内部に配設され、先端部１０ａの内部に配設されている光学部材に発生する曇りを防止する内視鏡の曇り防止用ヒータユニット（以下、ヒータユニット１４０と称する）を有している。
ヒータユニット１４０は、例えば鏡枠４０に配設され、レンズカバー３１などの光学部材に発生する曇りを防止するために鏡枠４０を介してレンズカバー３１を含む先端部１０ａの内部を加熱する加熱部に含まれるヒータ１１０と、例えば鏡枠４０に配設され、鏡枠４０を介してレンズカバー３１を含む先端部１０ａの内部の熱量情報を計測する温度計測部である温度センサ１２０とを有している。熱量情報については、後述する。またヒータユニット１４０は、ヒータ１１０と温度センサ１２０とが実装されている同一の配線基板部であるフレキシブル基板１３３をさらに有している。

図２に示すように、例えばヒータユニット１４０の背面は、例えば熱伝導が高い接着剤１３１によって例えば鏡枠４０の外周面に接合されている。接着剤１３１は、極薄く塗布されてもよい。なお図１に示すように、ヒータ１１０と温度センサ１２０とは、先端部１０ａの内部に配設されていればよい。このためヒータ１１０と温度センサ１２０とは、例えば、レンズユニットを保持する内枠６０に配設されていてもよい。レンズユニットは、例えば、レンズカバー３１とレンズ３３とこれらを保持する鏡枠４０とを含む。また図１と図２とに示すように、ヒータ１１０と温度センサ１２０とは、フレキシブル基板１３３に表面実装技術等によって実装されている。フレキシブル基板１３３は、フレキシブル基板１３３を介してヒータ１１０と温度センサ１２０とに電力や制御信号を供給及び温度センサ１２０での検出データを伝送する図示しないケーブルと接続している。このケーブルは、挿入部１０と操作部とユニバーサルコードとを介して接続コネクタにまで挿通している。この接続コネクタが制御装置と接続することで、ケーブルは制御装置と接続し、ヒータ１１０と温度センサ１２０とが駆動する電力や制御信号がヒータ１１０と温度センサ１２０とに供給される。そしてケーブルは、ヒータ１１０と温度センサ１２０とに電力や制御信号を供給する。また、この接続コネクタが制御装置と接続することで、温度センサ１２０で検出された温度データは、制御装置に伝送される。

図１と図２とに示すように、例えば、ヒータ１１０は、先端部１０ａの長手軸方向において、温度センサ１２０と隣り合うように配設されている。例えば、ヒータ１１０は、温度センサ１２０に対して所望する間隔離れて配設されている。例えば、ヒータ１１０は、温度センサ１２０よりもレンズカバー３１（先端部１０ａの表面）から離れて配設されている。なおヒータ１１０と温度センサ１２０との配設位置は互いに逆であってもよいし、ヒータ１１０と温度センサ１２０との位置関係は特に限定はされない。

［ヒータ１１０］
ヒータ１１０は、例えば、レンズカバー３１を体温よりも高く、且つ生体組織に熱傷を起こさない程度の温度に、先端部１０ａの内部を加熱する。この温度は、例えば、約３８℃以上約４２℃以下となっている。そして、光学部材がこの温度に設定されるように、ヒータ１１０は、先端部１０ａの内部を加熱する。なおヒータ１１０は、光学部材を直接的に加熱してもよいし、または例えば鏡枠４０や内枠６０等を介して光学部材を間接的に加熱してもよい。

図２に示すようにヒータ１１０は、例えば、発熱チップ１１１を有している。この発熱チップ１１１は、例えば、セラミック製の基板１１３と、基板１１３上に配設される金属抵抗１１５と、基板１１３上に配設され、金属抵抗１１５と電気的に接続しているパッド１１７とによって形成されている。金属抵抗１１５は薄膜状やペースト状に形成されており、パッド１１７は電流導入端子として形成されている。

［温度センサ１２０］
温度センサ１２０が計測する先端部１０ａの内部の熱量情報とは、例えば、ヒータ１１０の発熱量を基に形成される先端部１０ａの内部の温度を示す。温度センサ１２０は、例えば、発熱チップ１１１と同様にセラミック製の基板を基体としたものや、バルクからなるサーミスタなどによって、形成されている。

［内視鏡の曇り防止システム１００の構成２（制御ユニット１５０）］
また図３に示すように、曇り防止システム１００は、温度センサ１２０が計測した先端部１０ａの内部の熱量情報を示す温度を基に、ヒータ１１０の駆動を制御する制御ユニット１５０をさらに有している。制御ユニット１５０は、例えば、内視鏡とは別体である。制御ユニット１５０は、例えば、内視鏡のユニバーサルコードと接続し、内視鏡を制御する図示しない制御装置に配設されている。

図３に示すように、制御ユニット１５０は、温度センサ１２０が計測した先端部１０ａの内部の実際の温度を取得する温度取得部１５１と、ヒータ１１０が駆動するために必要な電力（以下、ヒータ駆動電力と称する）をヒータ１１０に出力する電力出力部１５３とを有している。
また図３に示すように、制御ユニット１５０は、温度取得部１５１が取得した温度と予め設定されている目標温度との差を算出し、算出した差を基に差が解消されるようなヒータ駆動電力を算出し、電力出力部１５３がこの算出されたヒータ駆動電力をヒータ１１０に出力するように電力出力部１５３を制御する制御部１５５とをさらに有している。目標温度は、例えば、光学部材を加熱することによってレンズカバー３１などの光学部材の曇りを防止する温度であり、先端部１０ａの最外部である外枠７０における温度、特にヒータ１１０近傍における温度が生体組織に熱傷を起こさない程度の温度以下の温度を示す。なお目標温度は、例えば制御ユニットによって、例えば適宜所望に調整可能である。また目標温度は、例えば、制御ユニットに配設されている図示しない記録部に予め記録されている。

温度取得部１５１が取得した取得結果である温度は、図示しない記録部に記録される。温度取得部１５１は、例えば、所望するタイミングや所望する期間、温度を取得する。

温度センサ１２０によって計測された温度は制御ユニット１５０にフィードバックされ、フィードバックが繰り返されることで、ヒータ１１０の加熱温度が目標温度に設定されるように、先端部１０ａの内部の温度は高精度に制御されている。ヒータ１１０の制御方法には、例えば、ＯＮ−ＯＦＦ制御、ＰＷＭ制御、ＰＩＤ制御などが挙げられる。

［ヒータユニット１４０の熱伝導性と絶縁性］
前記したフィードバックにおいて、ヒータユニット１４０と先端部１０ａの内部との間の熱伝導性は、先端部１０ａの内部の温度を高精度に制御することにおいて、重要なファクターとなる。
このような状態で、例えば外科用の内視鏡が電気的な作用によって患部を処置する図示しない処置具と共に使用される場合、ヒータユニット１４０は、処置具といったヒータユニット１４０の外部から静電気などの影響を受ける可能性が生じる。これにより例えば温度制御性能といったヒータユニット１４０の性能が静電気のために低下する虞が生じる。このためヒータユニット１４０は、静電気に対する耐性を高める必要があり、よって絶縁性を有する必要がある。

図２と図４Ａと図５Ｂとに示すように、前記した絶縁性と熱伝導性とを考慮して、ヒータユニット１４０は、フレキシブル基板１３３に実装されるヒータ１１０の実装面１１０ａを封止し、実装面１１０ａに対向し、鏡枠４０に接合するヒータ１１０の接合面１１０ｂが露出するようにヒータ１１０を封止すると共に、温度センサ１２０が埋没するように温度センサ１２０全体を封止する絶縁性の封止部１３５をさらに有している。図２と図５Ｂとに示すように、封止部１３５は、ヒータ１１０と温度センサ１２０とを封止すると共に、フレキシブル基板１３３に実装される。封止部１３５において、温度センサ１２０は、封止部１３５に埋め込まれている。

この封止部１３５は、例えば、封止部１３５の絶縁耐性や封止部１３５の体積抵抗率を確保し、硬化した封止部１３５が硬い構造体として機能することを考慮して、例えばエポキシ系によって形成される。封止部１３５の熱伝導性は、低い。

図２と図４Ａと図５Ｂとに示すように、接合面１１０ｂを除いて封止部１３５によって封止されるヒータ１１０は、例えば、矩形柱形状を有している。図２と図４Ａと図４Ｂと図５Ａと図５Ｂとに示すように、このヒータ１１０は、フレキシブル基板１３３に実装される実装面１１０ａと、実装面１１０ａとは対向して配設され、接着剤１３１が塗布されるように封止部１３５から露出し、接着剤１３１によって鏡枠４０の外周面に接合される接合面１１０ｂとを有している。例えば、実装面１１０ａはヒータ１１０の底面であり、接合面１１０ｂはヒータ１１０の上面であり実装面１１０ａと対向する対向面であり表層面である。実装面１１０ａと接合面１１０ｂとは、例えば、平面である。なおヒータ１１０の周面も封止部１３５によって封止される。

また図２と図４Ａと図５Ｂとに示すように、封止部１３５によって全体が封止される温度センサ１２０は、例えば、ヒータ１１０よりも薄い矩形柱形状を有している。温度センサ１２０は、フレキシブル基板１３３に実装される実装面１２０ａと、実装面１２０ａとは対向して配設される対向面１２０ｂとを有している。例えば、実装面１２０ａは温度センサ１２０の底面であり、対向面１２０ｂは温度センサ１２０の上面である。実装面１２０ａと対向面１２０ｂとは、平面である。

図４Ａと図４Ｂとに示すように、ヒータ１１０と温度センサ１２０とにおいて、実装面１１０ａは例えばはんだなどの接合材１３７によってフレキシブル基板１３３に接合されており、実装面１２０ａは例えばはんだなどの接合材１３７によってフレキシブル基板１３３に接合されている。これにより、ヒータ１１０はフレキシブル基板１３３と電気的に接続し、温度センサ１２０もフレキシブル基板１３３と電気的に接続する。接合材１３７同士は、実装される実装面１１０ａと実装面１２０ａとが互いに同一平面上に配設され、接合面１１０ｂが対向面１２０ｂよりもフレキシブル基板１３３に対して離されて配設されるような、互いに同じ高さを有している。

図４Ｂに示すように、ヒータ１１０の厚みｔ１は温度センサ１２０の厚みｔ２よりも厚く、ヒータ１１０と温度センサ１２０との間において高低差が生じている。
エポキシ系によって形成される封止部１３５において、封止部１３５の絶縁破壊強度は、例えば、略２０ｋＶ／ｍｍ〜略３０ｋＶ／ｍｍとなっている。温度センサ１２０が数ｋＶの絶縁破壊耐性を有するために、ヒータ１１０と温度センサ１２０とがフレキシブル基板に１３３に実装されている状態において、例えば、ヒータ１１０は、温度センサ１２０よりも略０．０５ｍｍ以上厚くなっている。

また図４Ａと図４Ｂと図４Ｃとに示すように、接合材１３７を含むヒータ１１０の厚みＴ１と、接合材１３７を含む温度センサ１２０の厚みＴ２と、封止部１３５の厚みＴ３との関係は、以下の通りとなっている。
Ｔ２＜Ｔ３≦Ｔ１ ・・・式（１）
このようにフレキシブル基板１３３に実装されている封止部１３５と接合材１３７とヒータ１１０とにおいて、封止部１３５の平面状の上面１３５ｂは、図４Ａに示すように接合面１１０ｂと同一平面上に配設されるか、図４Ｃに示すように接合面１１０ｂよりも低くフレキシブル基板１３３側に配設される。言い換えると、接合面１１０ｂは、露出した状態で、図４Ａに示すように封止部１３５の上面１３５ｂと同一平面上に配設されるか、図４Ｃに示すように封止部１３５の上面１３５ｂよりも高くフレキシブル基板１３３から離れて配設される。

前記した式（１）を実現するために、例えば封止部１３５がスタンピングによって形成される場合、図５Ａに示すように、封止部１３５の濡れ性によって、不均一な厚みを有する封止部１３５が形成される。封止部１３５の厚みがばらばらだと、例えば温度センサ１２０の角部において封止部１３５の厚みが他部よりも薄くなり、ヒータユニット１４０において十分な絶縁性が確保されない虞が生じる。

前記した式（１）を実現し、十分な絶縁性が確保されるために、例えば、フォトリソグラフィーやスタンピングによって形成される枠となる土手が予めヒータ１１０及び温度センサ１２０の周囲を囲むようにフレキシブル基板１３３に実装された状態で、封止部１３５は、土手の中に流し込まれて硬化することで、フレキシブル基板１３３に実装される。
または、例えば、非粘着性のシートやテープ等の非粘着材が土手として予めヒータ１１０及び温度センサ１２０の周囲を囲むようにフレキシブル基板１３３に配設または接着された状態で、封止部１３５は、非粘着材の中に流し込まれて硬化することで、フレキシブル基板１３３に実装される。
または、例えば、硬化した封止部１３５の形状を予め形取った枠型の金型がヒータ１１０及び温度センサ１２０の周囲を囲むようにフレキシブル基板１３３に実装された状態で、封止部１３５は、金型の中に流し込まれて硬化することで、フレキシブル基板１３３に実装される。
これにより、図４Ａと図４Ｃと図５Ｂとに示すように均一な厚みを有し、十分な絶縁性が確保され、前記した式（１）を実現する封止部１３５が形成される。

[動作方法]
以下に、本実施形態の動作方法について説明する。

［ヒータ１１０］
ヒータユニット１４０が先端部１０ａの内部を加熱する場合、ヒータ１１０から先端部１０ａの内部への熱流束が非常に大きい。そして、本実施形態では熱伝導性が低い封止部１３５が配設されているため、この封止部１３５が配設されていない場合に比べて、ヒータ１１０と先端部１０ａの内部との温度差が大きくなる。よって、先端部１０ａの内部が所望の温度に達する際に、ヒータ１１０の温度が必要以上に高くなってしまう。この点は、ヒータ１１０の特性が劣化することや、前記した目標温度が保たれない虞が生じる。
よって本実施形態では、前記したように封止部１３５は、接合面１１０ｂが露出し、接合面１１０ｂが接着剤１３１によって鏡枠４０の外周面に接合するように、ヒータ１１０を封止している。これにより、ヒータ１１０は、接合面１１０ｂから鏡枠４０や光学レンズを含む先端部１０ａの内部を加熱することとなる。よって、ヒータ１１０の温度が必要以上に高くなることが防止され、ヒータ１１０の特性が劣化することが防止され、目標温度が保たれる。そして、露出している接合面１１０ｂによって、ヒータ１１０と、ヒータ１１０によって加熱される先端部１０ａの内部との間における熱伝導性が低下することが防止される。つまりヒータ１１０の発熱が効率よく先端部１０ａの内部に伝達される。
また接合面１１０ｂを除いて、ヒータ１１０の大部分は、封止部１３５によって封止されている。よってヒータ１１０は所望の絶縁性を確保し、静電気に対するヒータ１１０の耐性は高まる。そして、ヒータ１１０は、外部からの静電気などの影響を受けることがなく、所望の性能を確保する。
このように、ヒータ１１０において、熱伝導性と絶縁性とが両立される。

［温度センサ１２０］
またヒータユニット１４０が先端部１０ａの内部を加熱する場合、先端部１０ａの内部から温度センサ１２０への熱流束は、前記したヒータ１１０における熱流束に比べて小さい。よって、温度センサ１２０と先端部１０ａの内部との間に熱伝導が低い封止部１３５が介在していても、温度センサ１２０と先端部１０ａの内部との温度差は小さい。このため、本実施形態のように温度センサ１２０が封止部１３５に埋没されていても、温度センサ１２０が先端部１０ａの内部の温度を計測する際、封止部１３５が温度センサ１２０の計測精度に与える影響は小さい。よって、温度センサ１２０と、ヒータ１１０によって加熱される先端部１０ａの内部との間における熱伝導性がある程度低下したとしても、先端部１０ａの温度制御に与える影響は小さい。
また温度センサ１２０は、封止部１３５に埋没されるように、封止部１３５に封止されている。よって、温度センサ１２０は所望の絶縁性を確保し、静電気に対するヒータ１１０の耐性は高まる。そして、温度センサ１２０は、外部からの静電気などの影響を受けることがなく、所望の性能を確保する。
このように、温度センサ１２０において、熱伝導性と絶縁性とが両立される。

なお、本実施形態のように、温度センサ１２０によって計測された温度は制御ユニットにフィードバックされ、フィードバックが繰り返されることで、ヒータ１１０の加熱温度が目標温度に設定される場合、ヒータ１１０の特性（例えば、金属抵抗１１５の抵抗値）が静電気などによって若干変化しても、制御部の駆動能力範囲内であれば、先端部１０ａの内部の温度制御性に影響を与えることは無い。しかしながら、温度センサ１２０の特性は静電気などによって変化しやすく、温度センサ１２０の特性が変化すると、先端部１０ａの内部の温度制御性に直接影響を与えることになる。このため、前記したように、温度センサ１２０は、封止部１３５に埋没されるように、封止部１３５に封止されている。

前記によって、ヒータユニット１４０において、熱伝導性と絶縁性とが両立されている。

［効果］
このように本実施形態では、封止部１３５は、接合面１１０ｂが露出するようにヒータ１１０を封止し、温度センサ１２０が封止部１３５に埋没されるように温度センサ１２０全体を封止する。これにより、本実施形態では、熱伝導性と絶縁性とが両立されている内視鏡の曇り防止用ヒータユニット１４０を提供できる。特に本実施形態では、ヒータ１１０の発熱を効率よく先端部１０ａの内部に伝達できる熱伝導性を確保でき、温度センサ１２０は所望の絶縁性を確保でき、静電気に対する温度センサ１２０の耐性は高めることができ、温度センサ１２０が外部からの静電気などの影響を受けることを防止できる。また本実施形態では、ヒータユニット１４０が他の部材の絶縁性等に影響されずに、ヒータユニット１４０自体が熱伝導性と絶縁性とを両立できる。

また本実施形態では、ヒータ１１０の厚みｔ１が温度センサ１２０の厚みｔ２よりも厚いことによって、接合面１１０ｂを容易に露出できる。

また本実施形態では、Ｔ２＜Ｔ３≦Ｔ１の関係が成立することによって、ヒータ１１０を封止すると同時に確実に接合面１１０ｂを露出でき、温度センサ１２０を封止でき、確実に熱伝導性と絶縁性とを両立できる。

また本実施形態では、封止部１３５がエポキシ系によって形成されることで、封止部１３５の絶縁耐性や封止部１３５の体積抵抗率が確保でき、硬化した封止部１３５が構造体として機能できる。

また本実施形態では、前記に記載のヒータユニット１４０を有する内視鏡を提供できる。

［第２の実施形態］
［構成］
本実施形態では、図６を参照し説明する。以下に、第１の実施形態の構成とは異なる構成のみ説明する。

［封止部１３５］
一般的に、ボイドが封止部１３５の内部に発生すると、封止部１３５の絶縁性は低下し、封止部１３５は温度の上げ下げによって生じる熱負荷に対して構造的な欠陥を生じる可能性が高くなる。
ボイドは、特に、ヒータ１１０の下部と温度センサ１２０の下部とに発生し易い。また、ボイドが接合材１３７の周辺に発生すると、ヒータ１１０と温度センサ１２０とは静電気等の影響を直接受け易くなる。

このため本実施形態の封止部１３５は、硬化前において、互いに粘度が異なる複数の粘性部材１３５ｃ，１３５ｄを有している。以下に、粘度が高い粘性部材１３５ｃと粘度が低い粘性部材１３５ｄとが用いられることを一例にして、説明する。
封止部１３５が封止する際に、粘性部材１３５ｃは、粘性部材１３５ｃが粘性部材１３５ｄを包含するように、粘性部材１３５ｄを覆う。粘性部材１３５ｄは、接合材１３７近傍と、実装面１１０ａ近傍と、実装面１２０ａ近傍とに配設されている。粘性部材１３５ｄは、毛細管現象によって、実装面１１０ａ及び実装面１２０ａとフレキシブル基板１３３との間に浸透する。

粘性部材１３５ｄが用いられると、非粘着材または金型と、フレキシブル基板１３３との間に形成される隙間部に封止部１３５が流れ込み易くなり、不要な部分に粘性部材１３５ｄが漏れ出る虞が生じる。
そこで、本実施形態では、第１の工程として、粘性部材１３５ｄは、接合部近傍において、スタンピング等によって形成される。第２の工程として、均一な厚みを有し、十分な絶縁性が確保され、前記した式（１）を実現する封止部１３５が形成されるように、粘性部材１３５ｃは粘性部材１３５ｄを覆う。

［効果］
本実施形態では、粘性部材１３５ｄが用いられることによって、毛細管現象によって粘性部材１３５ｄを実装面１１０ａ及び実装面１２０ａとフレキシブル基板１３３との間に浸透でき、ボイドが封止部１３５に発生することを低減できる。結果として、本実施形態では、封止部１３５の絶縁性が低下することを防止でき、熱負荷に対する構造的な欠陥が生じることを防止でき、熱伝導性と絶縁性とが両立されている内視鏡の曇り防止用ヒータユニット１４０を提供できる。

なお本実施形態では、互いに粘度が異なる２種類の粘性部材１３５ｃ，１３５ｄが用いられているが、粘度が高い一方の粘性部材が粘度が低い他方の粘性部材を覆えば、粘性部材の種類が２種類に限定される必要はない。

［第３の実施形態］
［構成］
本実施形態では、図７を参照して説明する。以下に、第１の実施形態の構成とは異なる構成のみ説明する。なお図７では、図示の明瞭化のために、例えば、封止部１３５などの部材の図示を一部省略している。

［保護膜１３９］
ヒータユニット１４０は、温度センサ１２０が実装されているフレキシブル基板１３３の表面を除き、さらに実装面１１０ａが実装されるフレキシブル基板１３３の表面の少なくとも一部に形成されている保護膜１３９を有している。温度センサ１２０が実装されているフレキシブル基板１３３の表面を除いて形成されている保護膜１３９は、フレキシブル基板１３３の略全表層域に形成されていることとなる。
保護膜１３９は、フレキシブル基板１３３に形成される配線パターンの絶縁を確保し、さらに接合材１３７のはみ出しによって生じる配線パターン間の短絡を防止する。

［効果］
保護膜１３９がヒータ１１０と温度センサ１２０との直下のフレキシブル基板１３３の表面に形成されている場合、式（１）を実現することを考慮すると、ヒータユニット１４０全体の厚みであるフレキシブル基板１３３の裏面から接合面１１０ｂまでの長さは、厚くなってしまう。

しかしながら本実施形態では、前記したように保護膜１３９が配設されているため、フレキシブル基板１３３に形成される配線パターンの絶縁を確保でき、さらに接合材１３７のはみ出しによって生じる配線パターン間の短絡を防止でき、同時に、式（１）を実現しつつ、ヒータユニット１４０全体の厚みが厚くなることを防止できる。

また本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。

１０…挿入部、１０ａ…先端部、３１…レンズカバー、３３…レンズ、１００…曇り防止システム、１１０…ヒータ、１１０ａ…実装面、１１０ｂ…接合面、１２０…温度センサ、１２０ａ…実装面、１２０ｂ…対向面、１３１…接着剤、１３３…フレキシブル基板、１３５…封止部、１３７…接合材、１４０…ヒータユニット。

Claims (9)

1. 内視鏡挿入部の先端部の内部に配設され、前記内部に配設されている光学部材に発生する曇りを防止する内視鏡の曇り防止用ヒータユニットであって、
   前記曇りを防止するために、前記内部を加熱する加熱部と、
   前記内部の温度を計測する温度計測部と、
   前記加熱部と前記温度計測部とが実装されている同一の配線基板部と、
   前記配線基板部に実装される前記加熱部の実装面を封止し、前記実装面に対向する対向面が露出するように前記加熱部を封止すると共に、前記温度計測部全体を封止する絶縁性の封止部と、
   を具備することを特徴とする内視鏡の曇り防止用ヒータユニット。
2. 前記封止部は、硬化前において、互いに粘度が異なる複数の粘性部材を有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡の曇り防止用ヒータユニット。
3. 前記封止部が封止する際に、粘度が高い前記粘性部材は、粘度が低い前記粘性部材を覆うことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡の曇り防止用ヒータユニット。
4. 前記加熱部の厚みｔ１は、前記温度計測部の厚みｔ２よりも厚いことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の内視鏡の曇り防止用ヒータユニット。
5. 前記加熱部を前記配線基板部に接合する接合材を含む前記加熱部の厚みをＴ１とし、
   前記温度計測部を前記配線基板部に接合する接合材を含む前記温度計測部の厚みをＴ２とし、
   前記封止部の厚みをＴ３とすると、
   Ｔ２＜Ｔ３≦Ｔ１の関係が成立することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の内視鏡の曇り防止用ヒータユニット。
6. 前記加熱部は、前記温度計測部よりも略０．０５ｍｍ以上厚いことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の内視鏡の曇り防止用ヒータユニット。
7. 前記封止部は、エポキシ系によって形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載の内視鏡の曇り防止用ヒータユニット。
8. 前記温度計測部が実装されている前記配線基板部の表面を除き、さらに前記実装面が実装される前記配線基板部の表面の少なくとも一部に形成されている保護膜をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載の内視鏡の曇り防止用ヒータユニット。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載の内視鏡の曇り防止用ヒータユニットを具備することを特徴とする内視鏡。

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