JP5295681B2 - 内視鏡装置の撮像モジュール - Google Patents

Description

この発明は、内視鏡装置の挿入部に収容されて観察対象物の像を撮影する撮像モジュールに関係している。

半導体技術の進歩に伴い、撮像モジュールを有する内視鏡装置に使用される撮像素子において、フレームレートや画素数が向上し高品質な画像での患部観察が実現している。しかしながら、その一方で、これら撮像素子の高性能化に伴い、撮像素子や撮像モジュールに使用される種々の電子素子からの発熱の増大を引き起こし、サーマルノイズとして撮像素子が撮像した画像の品質の向上を妨げるという事象が生じている。なお、前述の内視鏡装置内の撮像モジュールのような場合、特に径が細いという構造上、熱がこもりやすい。この為、内視鏡装置内の細径の撮像モジュールに搭載可能で撮像モジュールから生じる熱を効果的に冷却できる撮像素子冷却機構の実現が望まれている。

特開２００３−３３４１５６号公報（特許文献１）は、内視鏡装置の撮像ユニットの撮像素子の冷却のために、撮像素子にペルチェ冷却素子を隣接して配置することを開示している。

また、特開２００７−２９４３１号公報（特許文献２）は、撮像素子に隣接した基台上に配置された種々の電子素子が基台の内部配線を介して多数の外部配線に接続されていることを開示している。
特開２００３−３３４１５６号公報 特開２００７−２９４３１号公報

特開２００３−３３４１５６号公報（特許文献１）では、内視鏡装置の撮像ユニットにおいて、撮像素子冷却用のペルチェ冷却素子が撮像素子に隣接して配置されている。しかしながら、実際の内視鏡装置の撮像ユニットにおいては、撮像素子の動作に関する種々の電子素子（例えば、ドライバチップやコンデンサ等の受動部品）が撮像素子に近接して配置されている。一般的には、これら電子部品は基台上に実装され、その基台の内部配線を介し多数の外部配線に接続されている。特開２００７−２９４３１号公報（特許文献２）に上記のような一般的な構造が開示されている。

このような内視鏡装置の従来の撮像モジュールの一般的な構造において基台にペルチェ素子を実装する場合、基台の所定部位にペルチェ素子の吸熱面を接着し、ペルチェ素子の電極からペルチェ素子制御用のリード線を取り出す必要がある。このような従来の撮像モジュールの為の冷却機構は、従来の撮像モジュールの構造を複雑にし、従来の撮像モジュールの製造工程を煩雑にするとともに撮像モジュールの細径化を阻害する。

この発明は上記事情の下でなされ、この発明の目的は、撮像素子を含む電子素子の効果的な冷却が可能であるとともに、細径化を阻害することなく内視鏡装置への実装を容易とする内視鏡装置の撮像モジュールを提供することを目的とするものである。

上述したこの発明の目的を達成するために、内視鏡装置の挿入部に収容されて観察対象物の像を撮影する撮像モジュールである、この発明に従った内視鏡装置の撮像モジュールは、撮像素子と、吸熱面に電極を備えた電子冷却素子と、撮像素子を含む電子素子との接続を行う電子素子接続用電極と電子冷却素子の電極に対向して設けられた電子冷却素子接続用電極と外部からの配線を接続する外部接続用電極とが表面に設けられていて、前記電子素子接続用電極、前記電子冷却素子接続用電極、そして前記外部接続用電極を電気的に接続する内部配線を有し、撮像素子を含む電子素子及び電子冷却素子が実装される基台と、備えたことを特徴としている。

この発明に従った内視鏡装置の撮像モジュールは、外部からの配線が、撮像素子を含む電子素子を制御する撮像素子制御用配線と電子冷却素子を制御する電子冷却素子制御用配線とを含んでいることが好ましい。

また、この発明に従った内視鏡装置の撮像モジュールは、電子冷却素子の電極と電子冷却素子接続用電極とが、導電性を有する熱伝導率の良い接続部材を介して機械的に接続されていることが好ましい。

また、この発明に従った内視鏡装置の撮像モジュールは、接合部材が金属バンプであり、前記金属バンプが電子冷却素子の電極及び電子冷却素子接続用電極の少なくいずれか一方に複数形成されていることが好ましい。

また、この発明に従った内視鏡装置の撮像モジュールは、基台において電子冷却素子が実装される面が、内視鏡の長手方向に沿い延出していることが好ましい。

また、この発明に従った内視鏡装置の撮像モジュールは、基台において撮像素子が実装される面が、内視鏡の長手方向に対し直交する方向に延出していることが好ましい。

また、この発明に従った内視鏡の撮像モジュールは、電子冷却素子の放熱面に可撓性を有する放熱シート又は冷媒ジャケットが取り付けられていて、放熱シート又は冷媒ジャケットの冷媒循環用チューブが内視鏡の長手方向に延出していることが好ましい。

このように構成されたことを特徴とするこの発明に従った内視鏡装置の撮像モジュールにより、撮像素子を含む電子素子の効果的な冷却が可能であるとともに、細径化を阻害することなく内視鏡装置への実装を容易とすることができる。

［一実施の形態及び変形例］
次に、添付の図１乃至図８を参照しながら、この発明の一実施の形態及びその変形例に従った、内視鏡装置の撮像モジュール１０を説明する。この撮像モジュール１０は、図示されていない内視鏡装置の挿入部に収容されて観察対象物の像を撮影するのに使用される。

図１及び図２中に図示されている如く、撮像モジュール１０は、撮像素子１２を含む種々の電子素子（図１及び図２中では、撮像素子１２以外の電子素子を参照符号１４で指摘する）と、吸熱面１６ａに電極１５を備えた電子冷却素子１６と、そして、撮像素子１２を含む種々の電子素子１４及び電子冷却素子１６が実装される非導電性の本体１８を含む基台２０と、を備えている。

詳細には、基台２０の本体１８は、図示されていない内視鏡装置の挿入部の長手方向ＬＤに沿い延出した長手方向延出表面１８ａと、上記図示されていない挿入部の延出端側に位置する延出端側端面１８ｂと、上記図示されていない挿入部の基端側に位置する基端側端面１８ｃと、を有している。ここで、基台２０の本体１８の長手方向延出表面１８ａは、本体１８の外表面において上述した長手方向ＬＤに沿い延出している全ての表面領域を含んでいる。また、延出端側端面１８ｂは上述した長手方向ＬＤに対し直交する方向に延出している。

この実施の形態において撮像素子１２は固体撮像素子であることが好ましく、また電子冷却素子１６はいわゆるペルチェ素子である。

さらに図３及び図４を参照すると、基台２０がさらに、本体１８の長手方向延出表面１８ａに設けられ撮像素子１２及び種々の電子素子１４が電気的に接続された電子素子接続用電極２４ａ，２４ｂと、本体１８の長手方向延出表面１８ａに設けられ電子冷却素子１６の電極１５が電気的に接続された電子冷却素子接続用電極２６と、本体１８の長手方向延出表面１８ａにおいて電子素子接続用電極２４ａ，２４ｂ及び電子冷却素子接続用電極２６よりも基端側端面１８ｃに近い位置に設けられた外部接続用電極２８と、本体１８の内部に設けられ電子素子接続用電極２４ａ，２４ｂと電子冷却素子接続用電極２６と外部接続用電極２８とを接続する図示されていない内部配線と、を含んでいる。

この実施の形態において種々の電子素子１４は、撮像素子１２の動作を制御するいわゆる撮像素子周辺回路が形成されている種々の周辺回路チップである。

図１乃至図４から明らかなように、この実施の形態の基台２０の本体１８は、基端側端面１８ｃから前記長手方向ＬＤにおける延出端側端面１８ｂの近傍位置までの基端側部位が前記長手方向ＬＤに細長い四角形状をしており、そして、上記近傍位置から延出端側端面１８ｂまでの延出端近傍部位が前記基端側部位よりも前記長手方向ＬＤに対し交差する方向に拡大された形状をしている。その結果として、基台２０の本体１８は、前記長手方向ＬＤに沿った長手方向断面が略Ｔ字形状をしている。

本体１８の拡大された延出端近傍部位の延出端側端面１８ｂは前記基端側部位の長手方向に対し直交していて、延出側端面１８ｂ上に撮像素子１２が周知の固定手段、例えば接着剤、により固定されている。

基台２０の本体１８の長手方向延出表面１８ａにおいて細長い四角形状の基端側部位の相互に平行な２つの領域は、図示されていない内視鏡装置の挿入部の半径方向（前記長手方向ＬＤと直交する方向）において相互に正反対の方向を向いている。そして、これら２つの領域の一方には種々の電子素子１４の為の電子素子接続用電極２４ａが設けられていて、他方には電子冷却素子接続用電極２６が設けられており、さらに外部接続用電極２８がこれら２つの領域に電子素子接続用電極２４ａ及び電子冷却素子接続用電極２６に対し前述した如き相対的な位置関係に設けられている。

種々の電子素子１４は電子素子接続用電極２４ｂと電気的に接続している。また電子冷却素子１６は、導電性を有し且つ熱伝導率の良い接合部材、例えば金バンプといった金属バンプにより、フリップフロップ接続され、電子冷却素子１６の電極１５と電子冷却素子接続用電極２６とが電気的、熱的に接続されているとともに機械的に接合されている。前記金属バンプは電子冷却素子接続用電極２６及び電子冷却素子１６の電極１５の少なくとも一方に複数形成されている。なお、種々の電子素子１４も電子冷却素子１６と同様、金属バンプを用いて実装されていても良い。

基台２０の本体１８の長手方向延出表面１８ａに含まれる前述した如く拡大された前記延出端近傍部位の外周面において細長い四角形状の前記基端側部位の前記一方の領域に隣接する部分に、撮像素子１２の為の電子素子接続用電極２４aが設けられていて、この電子素子接続用電極２４aに撮像素子１２の電極が撮像素子配線１２ａにより電気的に接続されている。

撮像素子配線１２ａは撮像素子１２の電極から基台２０の本体１８の電子素子接続用電極２４aまで基台２０の本体１８の長手方向延出表面１８ａに沿い、この実施の形態では前述した一方の領域に沿い、前述した図示されていない内視鏡装置の挿入部の長手方向ＬＤに延出していて、この長手方向ＬＤと交差する方向に突出する量を出来る限り小さくしている。この実施の形態では、撮像素子配線１２ａはフレキシブル配線板である。

基台２０の本体１８の長手方向延出表面１８ａの前述した２つの領域の外部接続用電極２８には、撮像素子１２，種々の電子素子１４，そして電子冷却素子１６を、前述した図示されていない内視鏡装置の挿入部の外部から制御する為の例えばシールド線である配線３０の延出端部が、公知の電気接続手段、例えば半田、により電気的に接続されている。外部からの配線３０は可撓性を有していて内視鏡装置の挿入部中を上記挿入部の長手方向ＬＤに沿い延出している。

この実施の形態での電子冷却素子１６はペルチェ素子である。ペルチェ素子は吸熱面で吸熱した熱を放熱面に移動する。この電子冷却素子１６は吸熱面１６ａとは反対側に放熱面１６ｂを配置していて、その放熱面１６ｂには細長い放熱シート３２の一端部が熱伝達可能に取り付けられている。この実施の形態では、放熱シート３２の一端部は公知の熱伝達接続手段により放熱面１６ｂに熱伝達可能に接続されている。放熱シート３２の他端部は、放熱面１６ｂから前述した図示されていない内視鏡装置の挿入部の長手方向ＬＤの基端部に向かい前記長手方向ＬＤに沿い延出させ内視鏡装置の挿入部基端側に排熱する。この放熱シート３２は、例えばグラファイトシートのようなものであり、熱伝導率が良く、可撓性を有することから内視鏡のような狭い空間内においても任意形状で配置する事が可能で効率的に排熱を行うことが可能となる。

図５には、この実施の形態の撮像モジュール１０の変形例が示されていて、この変形例では電子冷却素子１６の放熱面１６ｂに放熱シート３２に代わり冷媒ジャケット３４が熱伝達可能に取り付けられている。この変形例では、冷媒ジャケット３４は公知の熱伝達接続手段により放熱面１６ｂに熱伝達可能に接続されている。この冷媒ジャケット３４は図６に示すように、冷媒ジャケット３４内に冷媒を循環させる流路３６と、内視鏡装置の挿入部の冷媒ジャケット３４の基端部に向かうよう冷媒ジャケット３４から上記の長手方向ＬＤに沿い延出した冷媒循環チューブ３８を備える。放熱シート３２に代わり冷媒ジャケット３４を用いる事で更に効率的に電子冷却素子１６の放熱面１６ｂからの排熱を行うことが可能となる。また冷媒循環チューブ３８は可撓性を有している事が望ましく、このことにより内視鏡の挿入部のような狭い空間内にも容易に配置可能である。なお、冷媒循環チューブ３８及び冷媒ジャケット３４の流路３６を循環する冷媒は、電子冷却素子の放熱面１６ｂからの所望の排熱を実行できる従来公知のいかなる種類の冷媒であることが出来、そのような冷媒には水も含まれる。

次に図７及び図８を参照しながら、前述の実施の形態及び変形例の撮像モジュール１０において使用されている電子冷却素子１６の構成についてさらに詳細に説明する。電子冷却素子１６はいわゆるペルチェ素子であり、吸熱面１６ａを含む良熱伝導体製の吸熱板ＨＡＰと、放熱面１６ｂを含む良熱伝導体製の放熱板ＨＤＰと、吸熱板ＨＡＰと放熱板ＨＤＰとの間に交互に配列された複数のＰ型半導体ブロックＰＢ及び複数のＮ型半導体ブロックＮＢと、を含んでいる。

吸熱板ＨＡＰと放熱板ＨＤＰとの間で複数のＰ型半導体ブロックＰＢ及び複数のＮ型半導体ブロックＮＢは、吸熱板ＨＡＰと放熱板ＨＤＰの夫々の内表面に形成されている金属薄膜電極ＴＥにより相互に直列に接続されている。さらに、このように直列接続されている複数のＰ型半導体ブロックＰＢ及び複数のＮ型半導体ブロックＮＢの中の両端に位置するＰ型半導体ブロックＰＢ及びＮ型半導体ブロックＮＢには、吸熱板ＨＡＰの内表面から吸熱板ＨＡＰの両側端面を介して吸熱板ＨＡＰの外表面まで延出しているアノード電極ＡＥ及びカソード電極ＣＥが接続されている。アノード電極ＡＥ及びカソード電極ＣＥは金属薄膜により形成されていて吸熱板ＨＡＰの外表面において電子冷却素子１６の吸熱面１６ａとして作用する。また、ここでは金属薄膜のアノード電極ＡＥ及びカソード電極ＣＥが吸熱板ＨＡＰの内表面から吸熱板ＨＡＰの両側端面を介して吸熱板ＨＡＰの外表面まで延出して形成されているが、吸熱板ＨＡＰの内表面と外表面の夫々にアノード電極ＡＥ及びカソード電極ＣＥを相互に独立して形成し、上記内表面及び上記外表面の相互に独立したアノード電極ＡＥ同士及び上記内表面及び上記外表面の相互に独立したカソード電極ＣＥ同士を吸熱板ＨＡＰに形成された貫通孔を介して電気的に接続しても良い。アノード電極ＡＥ及びカソード電極ＣＥは、電子冷却素子１６に電流を供給する為の電極１５を構成している。

図８中には、吸熱板ＨＡＰの外表面上のアノード電極ＡＥ及びカソード電極ＣＥの夫々に形成された複数の金属バンプＭＢが図示されている。前述した如く、この金属バンプＭＢは金バンプであることが好ましく、電子冷却素子１６の電極１５を構成しているアノード電極ＡＥ及びカソード電極ＣＥの夫々及び電子冷却素子接続電極２６の少なくともいずれか一方に形成しておけば良い。なお、多数の金属バンプＭＢを配置する事で、基台２０と電子冷却素子１６との間の電子冷却素子接続電極２６及び電子冷却素子１６の電極１５を介した熱抵抗を小さくしこれらの間の効率良い良好な熱伝達を可能とする。

電子冷却素子１６の吸熱板ＨＡＰの外表面の吸熱面１６ａに配置され電極１５を構成するアノード電極ＡＥ及びカソード電極ＣＥは、金属バンプＭＢを介して基台２０の本体１８の長手方向延出表面１８ａの前述した他方の領域の電子冷却素子接続用電極２６（図３参照）に電気的に接続されるとともに機械的に固定される。

前述した如く構成された内視鏡装置の撮像モジュール１０は、前述した長手方向ＬＤから撮像素子１２を見た時の寸法が略２ｍｍ×略２ｍｍであり、また撮像素子１２の先端面から基台２０の本体１８の基端側端面１８ｃまでの長さが略４ｍｍである。

そして、この内視鏡装置の撮像モジュール１０は、前述した図示されていない内視鏡装置の挿入部の延出端部分の所定の位置に収容される。ここにおいて撮像モジュール１０の撮像素子１２は前記挿入部の延出端側に向けられていて、前記延出端部分に設けられている図示されていない赤外線カットフィルタや対物レンズに対面する。

前述した図示されていない内視鏡装置の挿入部の外部からの配線３０を介して撮像素子１２を動作させると、前述した図示されていない内視鏡装置の挿入部の延出端部分の図示されていない赤外線カットフィルタや対物レンズが対面している観察対象物の像を撮像素子１２に撮影させることが出来る。動作する撮像素子１２及び撮像素子周辺回路を構成している種々の電子素子１４は熱を発生する。

基台２０の本体１８が前述した如く小さいので、この熱は、基台２０の本体１８を介して電子冷却素子接続用電極２６に速やかに伝達され、さらに電子冷却素子接続用電極２６に複数の金属バンプＭＢを介して前述した如く良熱伝達可能に接続されている電子冷却素子１６の電極１５のアノード電極ＡＥ及びカソード電極ＣＥへ速やかに伝達され、またさらにはアノード電極ＡＥ及びカソード電極ＣＥに隣接している電子冷却素子１６の吸熱板ＨＡＰに速やかに伝達される。

電子冷却素子１６は吸熱板ＨＡＰに伝達された前記熱を放熱板ＨＤＰに速やかに移動させ、放熱板ＨＤＰからはさらに放熱シート３２（図１及び図２参照）が、或いは冷媒循環チューブ３８を伴う冷媒ジャケット３４(図５及び図６参照)が、前記熱を速やかに内視鏡装置の挿入部の延出端から基端部へと内視鏡装置の挿入部の長手方向LDに放熱する。

前述した如く構成された内視鏡装置の撮像モジュール１０においては、基台２０の本体１８の一方の長手方向延出表面１８ａに電子素子接続用電極２４ａ，２４ｂ及び電子冷却素子接続用電極２６が設けられ、電子素子接続用電極２４ａ、即ちそこに接続される種々の電子素子１４、を本体１８上で前述した図示されていない内視鏡装置の挿入部の長手方向ＬＤに沿った方向に拡散して配置し、さらに基台２０の本体１８の他方の長手方向延出表面１８ａに電子冷却素子接続用電極２６、即ちそこに対向して接続される電子冷却素子１６の吸熱面１６ａの電極１５、を本体１８上で前述した図示されていない内視鏡装置の挿入部の長手方向ＬＤに沿った方向に拡大して配置している。

即ち、撮像素子１２の高性能化に伴い撮像素子１２を含む種々の電子素子１４からこれらの動作に伴い発生し基台２０の本体１８に伝へられた熱を、長手方向延出表面１８ａに沿い拡散し、さらに基台２０の本体１８の長手方向延出表面１８ａ上で長手方向ＬＤに沿った方向に拡大されている電子冷却素子接続用電極２６に多数の金属バンプＭＢを介して吸熱面１６ａの電極１５が実装されている電子冷却素子１６により冷却する事で、撮像素子１２を含む種々の電子素子１４から発生した大量の熱を基台２０から速やかに排出できる。電子冷却素子１６は種々の電子素子１４と同様に基台２０の長手方向延出表面１８ａに容易に実装可能であり、加えて電子冷却素子１６の制御に必要な配線３０を、電子冷却素子１６の電極１５からではなく、撮像素子１２及び種々の電子素子１４の制御に必要な配線３０とともに、基台２０の長手方向延出表面１８ａの基端側部位の外部接続用電極２８から容易に引き出す事が出来、従ってこの内視鏡装置の撮像モジュール１０の細径化が可能である。

長手方向延出表面１８ａに沿い吸熱面１６ａを拡大させている電子冷却素子１６は基台２０の長手方向延出表面１８ａから速やかに吸熱し、そして吸熱面１６ａと反対側の放熱面１６ｂから前記長手方向ＬＤに沿い広く熱を拡散させることが出来る。更に、放熱面１６ｂに接続された放熱シート３２が放熱面１６ｂから前述した図示されていない内視鏡装置の挿入部の基端側への熱の拡散をさらに促進させている。

基台２０の本体１８の長手方向延出表面１８ａに電子素子接続用電極２４ａ及び電子冷却素子接続用電極２６を介して接続された種々の電子素子１４及び電子冷却素子１６は前述した図示されていない内視鏡装置の挿入部の半径方向に長手方向延出表面１８ａから大きく突出しない。

基台２０の本体１８の長手方向延出表面１８ａにおいて電子素子接続用電極２４ａ及び電子冷却素子接続用電極２６よりも基端側端面１８ｃの近くに外部接続用電極２８を設けたことにより、外部接続用電極２８に接続された外部からの線３０が、電子素子接続用電極２４ａ及び電子冷却素子接続用電極２６に接続された種々の電子素子１４及び電子冷却素子１６と前述した図示されていない内視鏡装置の挿入部の半径方向はもちろんのこと長手方向ＬＤにおいても重複しないことが、外部からの線３０を前述した図示されていない内視鏡装置の挿入部の半径方向に長手方向延出表面１８ａから大きく突出させない。

また、基台２０の本体１８の長手方向延出表面１８ａの電子素子接続用電極２４ｂに向かい撮像素子１２から延出している撮像素子配線１２ａが長手方向延出表面１８ａに沿い前述した図示されていない内視鏡装置の挿入部の長手方向ＬＤに沿っていることや、電子冷却素子１６の放熱面１６ｂから放熱シート３２が長手方向ＬＤに沿っていることも、撮像素子配線１２ａや放熱シート３２を前述した図示されていない内視鏡装置の挿入部の半径方向に長手方向延出表面１８ａから大きく突出させない。

しかも、長手方向延出表面１８ａの相互に正反対を向いた２つの領域に電子素子接続用電極２４ａ及び電子冷却素子接続用電極２６を介して接続された種々の電子素子１４及び電子冷却素子１６は、基台２０の本体１８の長手方向における長さを短くする。即ち、前述した如く構成されたこの発明の一実施の形態に従った、内視鏡装置の撮像モジュール１０の全体の寸法を小さくすることを可能にしている。

更に、基台２０の本体１８の長手方向延出表面１８ａの相互に正反対を向いた２つの領域の一方に撮像素子１２の為の電子素子接続用電極２４ａと種々の電子素子１４の為の電子素子接続用電極２４ｂとが相互に隣接して配置されており、上記２つの領域の他方に電子冷却素子１６の為の電子冷却素子接続用電極２６が配置されている。即ち、撮像素子１２と種々の電子素子１４とが相互に隣接して配置されており、種々の電子素子１４が電気的なノイズの影響を受けにくいという効果をも奏する。

［もう１つの実施の形態］
次に、図９を参照しながら、この発明のもう１つの実施の形態に従った、内視鏡装置の撮像モジュール１０´を説明する。

この発明のもう１つの実施の形態に従った、内視鏡装置の撮像モジュール１０´の構成の大部分は、図１乃至図８を参照しながら前述したこの発明の一実施の形態に従った、内視鏡装置の撮像モジュール１０の構成の大部分と同じである。従って、この発明のもう１つの実施の形態に従った内視鏡装置の撮像モジュール１０´において前述したこの発明の一実施の形態に従った内視鏡装置の撮像モジュール１０の構成部材と同じ構成部材には、前述したこの発明の一実施の形態に従った内視鏡装置の撮像モジュール１０の対応する構成部材に付されていた参照符号と同じ参照符号を付して、詳細な説明は省略する。

この発明のもう１つの実施の形態に従った内視鏡装置の撮像モジュール１０´が、この発明の一実施の形態に従った内視鏡装置の撮像モジュール１０と異なっているのは、基台２０´の本体１８´が細長い四角形状をしていて、もう１つの実施の形態に従った内視鏡装置の撮像モジュール１０´が収容される図示されていない内視鏡装置の挿入部の長手方向ＬＤに沿った縦断面がＩ字形状をしていることである。

そして、撮像素子１２が本体１８´の延出端側端面１８´ｂに配置されておらず、代わりに長手方向延出表面１８ａにおいて電子冷却素子１６が配置されている領域で電子冷却素子１６に対し本体１８´の延出端側端面１８´ｂの側に隣接して配置されている。撮像素子１２は前記長手方向ＬＤと交差する方向、この実施の形態では前記挿入部の半径方向を向いている。

もう１つの実施の形態に従った内視鏡装置の撮像モジュール１０´が収容される図示されていない内視鏡装置の挿入部の延出端部には、この延出端部の所定の位置に配置された撮像モジュール１０´の撮像素子１２に対面してプリズムＰＲが配置されているとともに、プリズムＰＲを介して撮像素子１２が対面する位置に赤外線カットフィルタＣＦや対物レンズＯＬが配置されている。

このもう１つの実施の形態に従った内視鏡装置の撮像モジュール１０´では、撮像素子１２が本体１８´の延出端側端面１８´ｂに配置されておらず基台２０´の本体１８´の前記縦断面がＩ字形状をしているので、前記半径方向における撮像モジュール１０´の寸法が、撮像素子１２が本体１８の延出端側端面１８ｂに配置されていて基台２０の本体１８の前記縦断面が略Ｔ字形状をしている前述したこの一実施の形態に従った内視鏡装置の撮像モジュール１０の前記半径方向における寸法に比べ遥かに小さくなっている。

しかも、撮像素子１２が本体１８´の延出端側端面１８´ｂに配置されておらず、代わりに長手方向延出表面１８ａにおいて電子冷却素子１６が配置されている領域で電子冷却素子１６に対し本体１８´の延出端側端面１８´ｂの側に隣接して配置されているので、撮像素子１２の動作中に撮像素子１２から生じた熱は本体１８´や前述した内部配線を介して電子冷却素子１６に速やかに伝達され電子冷却素子１６の吸熱面１６ａにより速やかに吸熱される。

基板２０´の本体１８´の長手方向延出表面１８ａにおいて前記半径方向で正反対の方向を向いている２つの領域に、撮像素子１２と撮像素子１２の為の種々の電子素子１４とが本体１８´の厚さを介し対向し接近している。しかも、撮像素子１２の為の電子素子接続用電極２４ａと種々の電子素子１４の為の電子素子接続用電極２４ｂとは本体１８´の図示されていない内部配線により接続されているので、種々の電子素子１４は電気的なノイズの影響を受けにくい。

さらに、本体１８´の長手方向延出表面１８ａにおいて前記半径方向で相互に正反対の方向を向いている２つの領域の一方に撮像素子１２に隣接して電子冷却素子１６が隣接して配置され、他方の領域に撮像素子１２に対向して種々の電子素子１４が配置されている。しかも、種々の電子素子１４の為の電子素子接続用電極２４ｂと電子冷却素子１６の為の電子冷却素子接続用電極２６は本体１８´の図示されていない内部配線により接続されているので、種々の電子素子１４の動作中に種々の電子素子１４から生じた熱は厚さの薄い本体１８´や前述した内部配線を介して電子冷却素子１６に速やかに伝達され電子冷却素子１６の吸熱面１６ａにより速やかに吸熱される。

なお、図１乃至図８を参照しながら前述した一実施の形態及び変形例に従った内視鏡装置の撮像モジュール１０や図９を参照しながら前述したもう１つの実施の形態に従った内視鏡装置の撮像モジュール１０´においては、基台２０又は２０´の本体１８又は１８´において長手方向延出表面１８ａが前述した図示されていない内視鏡装置の挿入部の長手方向ＬＤに対し直交する半径方向において相互に正反対の方向を向き相互に平行である２つの領域を備えていて、一方の領域に電子素子接続用電極２４ａ，２４ｂの少なくとも一部が配置され他方の領域に電子冷却素子接続用電極２６が配置されている。

しかしながら、基台の本体において長手方向延出表面が前述した半径方向において相互に異なった外方を向いているだけの２つの領域を備えていて、一方の領域に電子素子接続用電極２４ａ，２４ｂの少なくとも一部が配置され他方の領域に電子冷却素子接続用電極２６が配置されていることが出来る。

このような２つの領域を備えている長手方向延出表面を備えている本体は、前記長手方向ＬＤと直交する横断面が３角形状又は５角形状を含む５角形状以上の多角形状であることができる。

なお、図９を参照しながら前述したこの発明のもう１つの実施の形態においても、図１乃至図８を参照しながら前述したこの発明の一実施の形態及び変形例と同様に、撮像素子１２を含む種々の電子素子１４から発生する熱を基台２０´の本体１８´に伝熱、拡散し、基台２０´に金属バンプＭＢ（図８参照）を介して実装される電子冷却素子１６により効率よく速やかに取り除く事で、撮像素子１２を含む種々の電子素子１４を効率良く冷却可能である。基台２０´に対し電子冷却素子１６を撮像素子１２及び種々の電子素子１４と同様に基台２０´に容易に実装することが出来、加えて電子冷却素子１６の制御に必要な外部からの配線３０を、撮像素子１２及び種々の電子素子１４の制御に必要な外部からの配線３０と同様、電子冷却素子１６から直接ではなく基台２０´の外部接続用電極２８から引き出している為に複数の外部からの配線３０の取り纏めや引き回しが容易であり、細径化を阻害しない効果を奏する。

この発明の一実施の形態に従った内視鏡装置の撮像モジュールを概略的に示す斜視図である。 図１の撮像モジュールを別の角度から概略的に示す斜視図である。 図１の撮像モジュールの基台を図１と同じ角度から概略的に示す斜視図である。 図２の撮像モジュールの基台を図２と同じ角度から概略的に示す斜視図である。 図１の撮像モジュールの変形例を概略的に示す斜視図である。 図５の変形例で撮像モジュールの電子冷却素子を冷却するために使用されている冷媒ジャケットの概略的な斜視図である。 図１及び図５の撮像モジュールの電子冷却素子の概略的な側面図である。 図７の電子冷却素子を吸熱面側から見た概略的な斜視図である。 この発明の別の実施の形態に従った内視鏡装置の撮像モジュールを概略的に示す側面図である。

符号の説明

１０，１０´…撮像モジュール、１２…撮像素子、１２ａ…撮像素子配線、１４…電子素子、１５…電極、１６…電子冷却素子、１６ａ…吸熱面、１６ｂ…放熱面、１８，１８´…本体、１８ａ…長手方向延出表面、１８ｂ，１８´ｂ…延出端側端面、１８ｃ…基端側端面、２０，２０´…基台、ＬＤ…長手方向、２４ａ，２４ｂ…電子素子接続用電極、２６…電子冷却素子接続用電極、２８…外部接続用電極、３０…配線、３２…放熱シート、３４…冷媒ジャケット、３６…流路、３８…冷媒循環チューブ、ＨＡＰ…吸熱板、ＨＤＰ…放熱板、ＰＢ…Ｐ型半導体ブロック、ＮＢ…Ｎ型半導体ブロック、ＴＥ…金属薄膜電極、ＡＥ…アノード電極、ＣＥ…カソード電極、ＭＢ…金属バンプ、ＰＲ…プリズム、ＣＦ…赤外線カットフィルタ、ＯＬ…対物レンズ

Claims (8)

1. 内視鏡装置の挿入部に収容されて観察対象物の像を撮影する撮像モジュールであって、
   撮像素子と、
   吸熱面に電極を備えた電子冷却素子と、
   前記撮像素子を含む電子素子との接続を行う電子素子接続用電極と前記電子冷却素子の電極に対向して設けられた電子冷却素子接続用電極と外部からの配線を接続する外部接続用電極とが表面に設けられていて、前記電子素子接続用電極、前記電子冷却素子接続用電極、そして前記外部接続用電極を電気的に接続する内部配線を有し、前記撮像素子を含む電子素子及び前記電子冷却素子が実装される基台と、
   を備えたことを特徴とする内視鏡装置の撮像モジュール。
2. 前記外部からの配線は、前記撮像素子を含む電子素子を制御する撮像素子制御用配線と前記電子冷却素子を制御する電子冷却素子制御用配線とを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置の撮像モジュール。
3. 前記電子冷却素子の電極と前記電子冷却素子接続用電極とが、導電性を有する熱伝導率の良い接合部材を介して機械的に接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内視鏡装置の撮像モジュール。
4. 前記接合部材は金属バンプであり、前記金属バンプが前記電子冷却素子の電極及び前記電子冷却素子接続用電極の少なくともいずれか一方に複数形成されていることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置の撮像モジュール。
5. 前記基台において前記電子冷却素子が実装される面が、前記内視鏡の長手方向に沿い延出していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の内視鏡装置の撮像モジュール。
6. 前記基台において前記撮像素子が実装される面が、前記内視鏡の長手方向に対し直交する方向に延出していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の内視鏡装置の撮像モジュール。
7. 前記電子冷却素子の放熱面に可撓性を有する放熱シートが取り付けられていて、前記放熱シートが前記内視鏡の長手方向に延出していることを特徴とする請求項1乃至６のいずれか１項に記載の内視鏡装置の撮像モジュール。
8. 前記電子冷却素子の放熱面に冷媒ジャケットが取り付けられていて、冷媒ジャケットから冷媒循環用チューブが前記内視鏡の長手方向に延出していることを特徴とする請求項1乃至７のいずれか１項に記載の内視鏡装置の撮像モジュール。

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