JP5977518B2 - 制御回路装置及び内視鏡装置 - Google Patents

Description

本発明は、制御回路装置及び内視鏡装置に関する。

従来、観察対象物の内部など、観察者が直接目視することが困難な場所を観察するための内視鏡装置が知られている。内視鏡装置は、長尺な挿入部と、挿入部の先端に設けられた画像取得部とを備えている。
内視鏡装置は、人体の内部を観察する医療用内視鏡と、機械の内部を観察する工業用内視鏡とに大別される。

工業用内視鏡は、ボイラー、化学プラント、および自動車や航空機のエンジンなど、爆発性雰囲気が充満している可能性のある環境下で使用される場合がある。たとえば特許文献１には、可燃性のガス又は粉塵に囲まれた環境下で使用されることが想定された内視鏡装置が開示されている。
特許文献１に記載の内視鏡装置によれば、コントロールユニット、挿入部、および光学アダプタが本質安全防爆構造を有しているので、爆発の危険性がある場所で使用することができる。
また、特許文献２には、発熱量の大きな電子部品が実装された基板に樹脂を充填することによって、可燃性のガス等がこれらの電子部品に触れるのを防止することが開示されている。

特開２００７−１５２０２０号公報 特開２０１０−１５４７０８号公報

内視鏡装置を小型化する場合、電気的に分離された複数のバリア回路を１つの基板上に実装することがある。しかしながら、特許文献１，２に記載の技術を用いて複数のバリア回路を１つの基板上に構成しようとすると、一のバリア回路が故障した場合に当該バリア回路が発する熱が他のバリア回路へと伝わる可能性があるので、複数のバリア回路の距離を十分に離す必要があり、基板の小型化が困難であった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、爆発性雰囲気下で好適に使用することができる小型の制御回路装置及び内視鏡装置を提供することができる。

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。
本発明の制御回路基板は、基板と、前記基板上に実装された複数のバリア回路と、前記複数のバリア回路の各々の少なくとも一部を被覆する耐熱樹脂と、前記基板、前記複数のバリア回路、及び前記耐熱樹脂をともに被覆する充填材と、を備え、前記基板には、前記複数のバリア回路のうちの第一バリア回路が配される第一区画と、前記第一区画と隣接し、前記複数のバリア回路のうち前記第一バリア回路とは異なる第二バリア回路が配される第二区画と、が設けられ、前記第一バリア回路は、少なくとも、第一部品と、前記第一部品より故障時の想定最大発熱量が相対的に小さい第二部品と、を有し、前記第一バリア回路の故障時において、前記第一部品の発熱により前記基板の温度が前記基板の定格温度のうち上限温度を超える領域の外縁のうち最も前記第二区画に近い位置にある点と、前記第二部品の発熱により前記基板の温度が前記基板の定格温度のうち上限温度を超える領域の外縁のうち最も前記第二区画に近い位置にある点との各々の前記第二区画の外縁からの距離が互いに略等しくなるように、前記第一部品は、前記第二部品よりも前記第二区画から離れた位置に配置されていることを特徴とする制御回路装置である。

また、前記第二バリア回路は、少なくとも、第一部品と、前記第二バリア回路の第一部品より故障時の想定最大発熱量が相対的に小さい第二部品と、を有している場合があり、この場合には、前記第二バリア回路の故障時において、前記第二バリア回路の第一部品の発熱により前記基板の温度が前記基板の定格温度のうち上限温度を超える領域の外縁のうち最も前記第一区画に近い位置にある点と、前記第二バリア回路の第二部品の発熱により前記基板の温度が前記基板の定格温度のうち上限温度を超える領域の外縁のうち最も前記第一区画に近い位置にある点との各々の前記第一区画の外縁からの距離が互いに略等しくなるように、前記第二バリア回路の第一部品は、前記第二バリア回路の第二部品よりも前記第一区画から離れた位置に配置されることが好ましい。
なお、第二バリア回路の第一部品は、第一バリア回路の第一部品と同一の仕様を有する部品であってもよいが、第一バリア回路の第一部品そのものではない。
また、第二バリア回路の第二部品は、第一バリア回路の第二部品と同一の仕様を有する部品であってもよいが、第一バリア回路の第二部品そのものではない。

また、前記基板の厚さ方向の両面のうち前記第一バリア回路が実装された面に設けられ前記耐熱樹脂が充填される充填枠を有し、前記充填枠は、前記第一バリア回路において少なくとも前記第一部品を囲んで設けられていることが好ましい。

また、前記基板の厚さ方向の両面のうち前記第一バリア回路が実装された面に設けられ前記耐熱樹脂が充填される第一充填枠と、前記基板の厚さ方向の両面のうち前記第二バリア回路が実装された面に設けられ前記耐熱樹脂が充填される第二充填枠と、を有し、前記第一充填枠は、少なくとも前記第一バリア回路の第一部品を囲んで設けられ、前記第二充填枠は、少なくとも前記第二バリア回路の第一部品を囲んで設けられていることが好ましい。

本発明の内視鏡装置は、本発明の制御回路装置と、前記制御回路装置を内部に有する本体部と、前記本体部に一端が取り付けられた長尺の挿入部と、前記挿入部の他端に設けられ観察対象物を撮像する撮像部と、前記挿入部の他端に設けられ観察対象物に対して照明光を照射する照明部と、前記本体部に設けられ前記撮像部と前記照明部とを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記複数のバリア回路のうちの一のバリア回路から電力の供給を受けて前記撮像部を動作させる撮像制御部と、前記第複数のバリア回路のうちの他の一のバリア回路から電力の供給を受けて前記照明部を動作させる照明制御部と、を有していることを特徴とする内視鏡装置である。
なお、上記一のバリア回路とは、上記第一バリア回路と上記第二バリア回路とのうちのいずれか一方であり、上記他の一のバリア回路とは、上記第一バリア回路と上記第二バリア回路とのうちのいずれか他方であることが好ましい。

また、前記耐熱樹脂は、前記基板上で互いに異なる二箇所以上に配されていてもよい。

本発明の制御回路装置及び内視鏡装置によれば、爆発性雰囲気下で好適に使用することができ、且つ小型とすることができる。

本発明の一実施形態の内視鏡装置を示す斜視図である。 同内視鏡装置における挿入部を示す正面図である。 図２のＡ−Ａ線における断面図である。 同内視鏡装置のブロック図である。 同内視鏡装置に設けられた制御回路装置を示す模式的な断面図である。 同制御回路装置を示す模式的な断面図である。 同制御回路装置を示す模式的な平面図である。 同実施形態の変形例の制御回路装置を示す模式的な断面図である。 同実施形態の他の変形例の制御回路装置を示す模式的な断面図である。 同実施形態のさらに他の変形例の制御回路装置を示す模式的な断面図である。 同実施形態に対する設計変更の例を示す模式図である。 同実施形態に対する他の設計変更の例を示す模式図である。

本発明の一実施形態の制御回路装置を備えた内視鏡装置について説明する。図１は、本実施形態の視鏡装置を示す斜視図である。図２は、本実施形態の内視鏡装置における挿入部を示す正面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線における断面図である。図４は、本実施形態の内視鏡装置のブロック図である。

図１に示す内視鏡装置１は、観察対象物の内部など観察者が直接目視することが困難な部位を観察するための装置である。図１に示すように、内視鏡装置１は、観察対象物の内部に先端２ａから挿入される長尺の挿入部２と、挿入部２の基端２ｂが固定された本体部４０とを備える。

挿入部２は、可撓性を有する筒状の可撓部３と、先端２ａにおいて可撓部３に対して着脱可能な光学アダプタ６とを有する。挿入部２の内部には、観察対象物に照明光を照射する照明部７と、照明光が照射された観察対象物の画像を取得する画像取得部１５とが設けられている。なお、本実施形態では、照明部７と画像取得部１５は、光学アダプタ６、可撓部３、および本体部４０の内部に配置されている。

図１および図３に示すように、可撓部３の先端には、可撓部３を湾曲動作させる湾曲部４と、湾曲部４の先端側において照明部７および画像取得部１５を支持する先端硬質部材５とが設けられている。先端硬質部材５は、たとえば金属や樹脂などによって形成されており、挿入部２の中心軸方向に中心軸を有する略円柱形状の外形形状を有している。先端硬質部材５には、照明部７を挿通させる貫通孔と、画像取得部１５を挿通させる貫通孔とが形成されている。

図２および図３に示すように、光学アダプタ６は、可撓部３の先端面を保護したり、照明部７の配光や画像取得部１５の画角などを変更するアダプタである。本実施形態では、光学アダプタ６の例として、挿入部２の中心軸線方向に撮像視野が向けられた直視型のアダプタが採用されている。なお、光学アダプタ６として、挿入部２の中心軸線に交差する方向へ撮像視野が向けられた所謂側視型のアダプタが採用されていてもよい。

図３および図４に示すように、照明部７は、光学アダプタ６内に設けられた発光ユニット８と、発光ユニット８に対して駆動電力を供給するために可撓部３内に配置された配線１１と、本体部４０内に設けられた照明制御部１３とを備える。
発光ユニット８は、たとえば発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザーダイオード（ＬＤ）などからなる光源９と、光源９に電気的に接続された接点部１０とを有する。

配線１１は、先端が可撓部３の先端に配置され、基端が本体部４０内に配置されている。配線１１の先端には、可撓部３の先端面に露出して設けられた接続端子１１ａが固定されている。接点部１０には、挿入部２の中心軸線方向に突没するばね性を有する接点部材が設けられている。光学アダプタ６が挿入部２に取り付けられたときに、発光ユニット８と配線１１とは、接点部１０、接続端子１１ａを介して導通する。

図３および図４に示すように、画像取得部１５は、光学アダプタ６の先端面に露出して設けられた光学アダプタ対物光学系１６と、挿入部２の先端の内部に配置された撮像ユニット１７と、先端が撮像ユニット１７に接続されており基端が本体部４０内に配置された配線２６と、配線２６の基端に接続され本体部４０内に設けられた撮像制御部３０とを備える。

図２および図３に示すように、光学アダプタ対物光学系１６は、光透過性を有する板状部材であり、観察像の視野方向や画角、観察深度を変換するために設けられている。
図３に示すように、撮像ユニット１７は、対物光学系１８と撮像回路部１９とを有する。
対物光学系１８は、光学アダプタ対物光学系１６を透過した外光を撮像回路部１９まで導光する光学系であり、観察対象物の像を撮像回路部１９において取得させるために設けられている。
撮像回路部１９は、支持体２０と、回路基板２１と、撮像素子２２と、画像伝送部２３とを有する。

支持体２０は、たとえば樹脂や金属などによって所定の形状に形成されており、回路基板２１および回路基板２１に実装された各電子部品を支持している。

回路基板２１は、所定の配線パターンが形成された基板であり、本実施形態ではフレキシブルプリント基板である。回路基板２１は、支持体２０の外面に固定されている。

撮像素子２２は、回路基板２１上に実装された電子部品であり、対物光学系１８の光軸上に配置されている。撮像素子２２としては、たとえばＣＣＤイメージセンサ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）や、ＣＭＯＳイメージセンサ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）などを採用することができる。

画像伝送部２３は、回路基板２１上に実装されており、所定周波数のクロック信号を生成する発振器２４と、撮像素子２２によって取得された画像データを発振器２４が発するクロック信号に基づいてシリアルデータに変換するシリアライザ回路２５とを有する。
シリアライザ回路２５によってシリアルデータに変換された画像データは、配線２６を通じて後述する撮像制御部３０へと伝送されるようになっている。

配線２６は、撮像制御部３０から撮像回路部１９へ駆動電力を供給するための電力線２７と、撮像回路部１９から撮像制御部３０へ信号を出力するための信号線２８とを有する。電力線２７には、照明制御部１３とは別系統の駆動電力が供給される。信号線２８は、画像伝送部２３における伝送方式に基づいて数および配置が設定されている。

図１および図４に示すように、本体部４０は、内視鏡装置１を使用する観察者によって把持される把持部４１と、画像取得部１５によって取得された画像を表示するための表示部４２と、照明部７や画像取得部１５を動作させる操作を観察者が行なうための操作入力部４３とを備える。また、本体部４０の内部には、照明制御部１３、撮像制御部３０、及び主制御部４４を備える制御回路装置４６が設けられている。さらに、本体部４０には、内視鏡装置１の動力源となる電力が蓄えられたバッテリー４５が設けられている。

制御回路装置４６の構成について説明する。図５は、内視鏡装置１に設けられた制御回路装置４６を示す模式的な断面図である。図６は、制御回路装置４６を示す模式的な断面図である。なお、図５には、後述する第一部品１３−１、３０−１から発せられた熱の分布が示されており、図６には、後述する第二部品１３−２、３０−２から発せられた熱の分布が示されている。図７は、制御回路装置４６を示す模式的な平面図である。

図５及び図７に示すように、制御回路装置４６は、基板４７と、複数のバリア回路（照明制御部１３、撮像制御部３０）と、耐熱樹脂４９と、充填材５０とを備え、図１に示す本体部４０を床面等に載置する場合の下端となる載置部４０ａの内部に収容されている。

基板４７は、例えばガラスエポキシ基板やメタル基板などの板状部材であり、基板４７上に実装される各種電子部品を接続するための所定の配線構造を有する。また、基板４７は、基板４７上に実装される電子部品から発せられる熱を拡散させるための放熱経路を有していることが好ましい。このような放熱経路としては、配線パターンや、メタル基板におけるメタルベース層などを利用することができる。基板４７としては、耐熱性の基板が採用されている。本実施形態における基板４７の耐熱温度は２７０℃とされている。

基板４７には、照明制御部１３と撮像制御部３０とが実装されている。また、照明制御部１３が設けられた基板４７上の区画（第一区画４７Ａ）と、撮像制御部３０が設けられた基板４７上の区画（第二区画４７Ｂ）とは、所定の離隔距離だけ離れて設けられている。さらに、本実施形態では、基板４７上には、第一区画４７Ａと第二区画４７Ｂとを含む領域を囲む充填枠４８が設けられている。

照明制御部１３は、本実施形態の制御回路装置４６に設けられた複数のバリア回路のうちの第一バリア回路である。照明制御部１３は、バッテリー４５から電力の供給を受けて動作する電子回路であり、発光ユニット８が正常状態、もしくは、故障した状態において、発光ユニット８に供給される駆動電力を所定値以下に制限する電力制限部１４を備える。照明制御部１３は、主制御部４４に接続されており、主制御部４４から発せられた駆動信号に従って動作する。本実施形態では、発光ユニット８に供給される駆動電力は、照明部７単体で本質安全防爆構造（Ｅｘｉａ）を満たすように電力制限部１４によって制限されている。

照明制御部１３は、複数の電子部品を有してなる電子回路であり、これらの電子部品の表面積は各電子部品の仕様により異なっている場合がある。
照明制御部１３は、少なくとも、表面積が相対的に小さく故障時の想定最大発熱量が相対的に大きな電子部品（第一部品１３−１）と、表面積が相対的に大きく故障時の想定最大発熱量が相対的に小さな電子部品（第二部品１３−２）とを有している。

図５ないし図７に示すように、照明制御部１３の故障時において、第一部品１３−１の発熱により基板４７の温度が基板４７の定格温度のうち上限温度を超える領域（以下、「第一過熱領域４７Ａ１」と称する。）は、第一部品１３−１を中心として、基板４７の厚さ方向から見て略円形の領域となる。第一過熱領域４７Ａ１の外縁よりも外側における基板４７の温度は、基板４７における上記上限温度以下であり、すなわち上記定格温度内の温度となっている。
また、照明制御部１３の故障時において、第二部品１３−２の発熱により基板４７の温度が基板４７の定格温度のうち上限温度を超える領域（以下、「第二過熱領域４７Ａ２」と称する。）は、第二部品１３−２を中心として、基板４７の厚さ方向から見て略円形の領域となる。第二過熱領域４７Ａ２の外縁よりも外側における基板４７の温度は、基板４７における上記上限温度以下であり、すなわち上記定格温度内の温度となっている。

第一過熱領域４７Ａ１の外縁のうち最も第二区画４７Ｂに近い位置にある点ＰＡ１と、第二過熱領域４７Ａ２の外縁のうち最も第二区画４７Ｂに近い位置にある点ＰＡ２とは、第二区画４７Ｂの外縁から測った距離が互いに略等しくなっている。本実施形態では、点ＰＡ１と点ＰＡ２との位置は一致している。また、本実施形態では、当該２点ＰＡ１，ＰＡ２は、いずれも第一区画４７Ａと第二区画４７Ｂとの隙間に位置している。

本明細書では、照明制御部１３における２つの電子部品（第一部品１３−１、第二部品１３−２）に着目して２つの電子部品の配置について説明するが、照明制御部１３を構成する他の電子部品についても同様に、発熱により基板４７の温度が基板４７の定格温度の上限を超える領域の外縁の位置に基づいて基板４７上における配置が決定されることが好ましい。

図４に示すように、撮像制御部３０は、本実施形態の制御回路装置４６に設けられた複数のバリア回路のうち上記第一バリア回路とは異なる第二バリア回路である。撮像制御部３０は、バッテリー４５から電力の供給を受けて動作する電子回路であり、配線２６を通じてシリアライザ回路２５から伝送されたシリアルデータに基づいて画像データを再構築するデシリアライザ回路３１と、再構築された画像データを後述する表示部４２に表示させる画像処理回路３２と、回路基板２１に実装された電子部品が正常状態、もしくは、故障した状態において、撮像回路部１９に供給される駆動電力を所定値以下に制限する電力制限部３３とを備える。

撮像制御部３０は、主制御部４４に接続されており、主制御部４４から発せられた駆動信号に従って動作する。本実施形態では、撮像回路部１９に供給される駆動電力は、画像取得部１５単体で本質安全防爆構造（Ｅｘｉａ）を満たすように電力制限部３３によって制限されている。

撮像制御部３０は、複数の電子部品を有してなる電子回路であり、これらの電子部品の表面積は各電子部品の仕様により異なっている場合がある。
撮像制御部３０は、少なくとも、表面積が相対的に小さく故障時の想定最大発熱量が相対的に大きな電子部品（第一部品Ｂ３０−１）と、表面積が相対的に大きく故障時の想定最大発熱量が相対的に小さな電子部品（第二部品３０−２）とを有している。

撮像制御部３０の故障時において、第一部品Ｂ３０−１の発熱により基板４７の温度が基板４７の定格温度のうち上限温度を超える領域（以下、「第一過熱領域４７Ｂ１」と称する。）は、第二部品を中心として、基板４７の厚さ方向から見て略円形の領域となる。第一過熱領域４７Ｂ１の外縁よりも外側における基板４７の温度は、基板４７の定格温度のうち上限温度以下であり、すなわち上記定格温度内の温度となっている。

また、撮像制御部３０の故障時において、第二部品３０−２の発熱により基板４７の温度が基板４７の定格温度のうち上限温度を超える領域（以下、「第二過熱領域４７Ｂ２」と称する。）は、第二部品３０−２を中心として、基板４７の厚さ方向から見て略円形の領域となる。第二過熱領域４７Ｂ２の外縁よりも外側における基板４７の温度は、基板４７の定格温度のうち上限温度以下であり、すなわち上記定格温度内の温度となっている。

第一過熱領域４７Ｂ１の外縁のうち最も第一区画４７Ａに近い位置にある点ＰＢ１と、第二過熱領域４７Ｂ２の外縁のうち最も第一区画４７Ａに近い位置にある点ＰＢ２とは、第一区画４７Ａの外縁から測った距離が互いに略等しくなっている。本実施形態では、点ＰＢ１と点ＰＢ２との位置は一致している。また、本実施形態では、当該２点ＰＢ１，ＰＢ２は、いずれも第一区画４７Ａと第二区画４７Ｂとの隙間に位置している。

本明細書では、撮像制御部３０における２つの電子部品（第一部品Ｂ３０−１、第二部品３０−２）に着目して２つの電子部品の配置について説明するが、撮像制御部３０を構成する他の電子部品についても同様に、発熱により基板４７の温度が基板４７の定格温度のうち上限温度を超える領域の外縁の位置に基づいて基板４７上における配置が決定されることが好ましい。

また、照明制御部１３及び撮像制御部３０と異なる他のバリア回路が基板４７上に設けられている場合には、当該他のバリア回路との距離及び当該他のバリア回路の故障時に発せられる熱の大きさに基づいて、基板４７上における各バリア回路の配置及び各バリア回路内の部品配置が決定されることが好ましい。

主制御部４４は、操作入力部４３からの入力信号に基づいて照明制御部１３および撮像制御部３０を制御するための各種電子回路を備えている。

図５に示すように、耐熱樹脂４９は、充填枠４８の内部に充填され照明制御部１３及び撮像制御部３０を被覆する樹脂材料からなる。耐熱樹脂４９は、基板４７の耐熱性よりも高い耐熱性を有している。耐熱樹脂４９の材料としては、例えばアルミナなどの無機接着剤が挙げられる。また、耐熱樹脂４９の寸法は、本実施形態の場合には、照明制御部１３と撮像制御部３０とのいずれか一方若しくは両方が故障した場合において、耐熱樹脂４９の外面のうち充填材５０と接する界面の温度が充填材５０の定格の上限温度以下となるように設定されている。なお、照明制御部１３及び撮像制御部３０以外の他のバリア回路が基板４７上に実装されている場合には、当該他のバリア回路からの発熱も考慮して耐熱樹脂４９の寸法が設定されることが好ましい。

充填材５０は、基板４７の耐熱性と略同等の耐熱性を有し、基板４７、照明制御部１３及び撮像制御部３０、並びに耐熱樹脂４９をともに被覆している。本実施形態では、充填材５０の耐熱温度は２００℃とされている。充填材５０は、耐熱樹脂４９よりも柔軟性が高いことが好ましく、また、充填材５０は、気体の透過性が低い材質であって、可燃性のガスが充填材５０を透過して耐熱樹脂４９や基板４７上の電子部品に到達するのが防止されている。

以上に説明した構成の内視鏡装置１の作用について説明する。
内視鏡装置１において、制御回路装置４６に設けられた各バリア回路（照明制御部１３、撮像制御部３０その他のバリア回路）は、定格駆動電圧等の仕様が互いに異なっている場合がある。また、本質安全防爆の規格に対応する目的で、基板４７上に構成された複数のバリア回路は、電気的に分離されている。各バリア回路にバッテリー４５から供給される供給される電力の大きさは、電力制限部１４，３３においてそれぞれ制限される。

ところで、照明制御部１３、撮像制御部３０その他のバリア回路の故障時には、バリア回路を構成する電子部品に対して過剰な電力がバッテリー４５から供給される場合がある。この場合、過剰な電力が供給された電子部品は過熱状態となる。バリア回路内のどの電子部品に過剰な電力が供給されるようになるかは故障内容によって様々なため、過熱状態となる電子部品を故障前に特定することは困難である。

図７に示すように、本実施形態の制御回路装置４６では、照明制御部１３及び撮像制御部３０において、第一過熱領域４７Ａ１，４７Ｂ１、第二過熱領域４７Ａ２，４７Ｂ２は、いずれも第一区画４７Ａと第二区画４７Ｂとの間に外縁が位置するようになっている。したがって、照明制御部１３の故障による熱の影響は撮像制御部３０には及ばず、撮像制御部３０の故障による熱の影響は照明制御部１３には及ばない。

また、第一過熱領域４７Ａ１の外縁及び第二過熱領域４７Ａ２の外縁は第二区画４７Ｂの外縁から等距離にあり、第一過熱領域４７Ｂ１の外縁及び第二過熱領域４７Ｂ２の外縁は第一区画４７Ａの外縁から等距離にあるので、第一過熱領域４７Ａ１の外縁及び第二過熱領域４７Ａ２の外縁が第一過熱領域４７Ｂ１の外縁及び第二過熱領域４７Ｂ２の外縁と重ならない状態で第一過熱領域４７Ａ１の外縁及び第二過熱領域４７Ａ２の外縁と第一過熱領域４７Ｂ１の外縁及び第二過熱領域４７Ｂ２の外縁とが所定の離隔距離を保った上で最も近接する回路配置が、基板４７上における実装面積を最小とする回路配置となる。なお、上記所定の離隔距離は、防爆規格に定められた離隔距離に基づいて設定される。

以上説明したように、本実施形態の制御回路装置４６及び内視鏡装置１によれば、各過熱領域（第一過熱領域４７Ａ１，４７Ｂ１、及び第二過熱領域４７Ａ２，４７Ｂ２）の外縁の位置に着目した回路配置とすることにより、複数のバリア回路が実装された基板４７を小型化することができる。また、複数のバリア回路において一のバリア回路が故障した場合に、当該一のバリア回路からの熱の影響が他のバリア回路に及ぶことがないので、爆発性雰囲気下で好適に使用することができる。

また、基板４７及び各バリア回路（照明制御部１３、撮像制御部３０）が耐熱樹脂４９によって被覆されているので、照明制御部１３や撮像制御部３０からの発熱によって耐熱樹脂４９が割れる可能性は少なく、照明制御部１３や撮像制御部３０に可燃性ガスが接触する可能性は低い。

さらに、基板４７、照明制御部１３、撮像制御部３０、及び耐熱樹脂４９が充填材５０によって気密状態とされているので、耐熱樹脂４９内の気泡の熱膨張により耐熱樹脂４９に亀裂などが生じた場合にも、充填材５０による気密が維持されており、可燃性ガスが照明制御部１３や撮像制御部３０に接する可能性を低く抑えることができる。

（変形例１）
次に、本実施形態の変形例について説明する。図８は、本変形例の制御回路装置を示す模式的な断面図である。
図８に示すように、本変形例では、充填枠４８の形状が上記第１実施形態の制御回路装置４６の充填枠４８と異なっている。

本変形例における充填枠４８は、基板４７の厚さ方向に測った高さ寸法が、各バリア回路（照明制御部１３、撮像制御部３０）を構成する電子部品の高さ寸法に対応している。すなわち、充填枠４８の上記高さ寸法は、各バリア回路を構成する電子部品のうち、実装時の高さ寸法が最も大きな電子部品（図８に符号１３−２ａ、３０−２ｂで示す。）の高さ寸法と等しくなっている。このため、実装時の高さ寸法が最も大きな電子部品の上端は、耐熱樹脂４９には被覆されておらず、充填材５０に接している。
このような構成であると、耐熱樹脂４９の充填量を上記第１実施形態よりも少なくすることができ、制御回路装置４６を小型軽量とすることができる。

なお、実装時の高さ寸法が高い電子部品は、その表面積も他の電子部品と比較して大きい傾向があり、基板４７上に実装される電子部品においては比較的発熱量が小さな部品である。このため、発熱により充填材５０に亀裂が生じることがなく、充填材５０によって十分に気密状態とすることができる。

なお、本変形例では、実装時の高さ寸法が最も大きな電子部品の上端が充填材５０に接している例を示したが、当該電子部品の上端側に位置する側面の一部が充填材５０に接する程度に耐熱樹脂４９の厚さ寸法（基板４７の厚さ方向に測った寸法）を減じてもよい。

（変形例２）
次に、本実施形態の他の変形例について説明する。図９は、本変形例の制御回路装置を示す模式的な断面図である。
本変形例では、充填枠４８の形状が上記第１実施形態の制御回路装置４６の充填枠４８と異なっている。

図９に示すように、本変形例では、充填枠４８は、照明制御回路１３と撮像制御回路３０とに対して個別に設けられており、また、故障時に想定される最大発熱量（想定最大発熱量）で発熱しても充填材５０及び基板４７の耐熱温度を超えない電子部品は、各充填枠４８の外側に配置されている。

本変形例では、上記第１実施形態と比較して耐熱樹脂４９によって被覆される部品点数が少ないので、電子部品を被覆するために要する耐熱樹脂４９が少なくて済む。耐熱樹脂４９によって被覆されていない電子部品は、耐熱樹脂４９に代えて充填材５０と接する。
これにより、制御回路装置４６を上記第１実施形態よりも軽量とすることができる。

（変形例３）
次に、本実施形態のさらに他の変形例について説明する。図１０は、本変形例の制御回路装置を示す模式的な断面図である。
本変形例では、上記変形例２と同様に、複数の充填枠４８が基板４７上に設けられており、各充填枠４８は、相対的に発熱量が大きな電子部品（例えば、第１実施形態で説明した第一部品１３−１，３０−１）を囲むようになっている。また、各充填枠４８には、耐熱樹脂４９が充填されている。

また、本変形例では、図９に示すように、内視鏡装置１の本体部４０の重量バランスを調整する目的で、基板４７上における回路配置が最適化されている。本変形例における回路配置の最適化とは、各充填枠４８の容積を、発熱量が大きな電子部品を上記変形例２と同様に被覆する最低限の容積とし、各充填枠４８内に充填された耐熱樹脂４９を、本体部４０の重心位置を調整するためのバランスウエイトとして利用するものである。

例えば、第一バリア回路（例えば照明制御部１３）と第二バリア回路（例えば撮像制御部３０）とにおいて、相対的に発熱量が大きな部品の数量が互いに異なる場合、相対的に発熱量が大きな部品が多いバリア回路（図１０においては照明制御部１３）は、相対的に発熱量が大きな部品が少ないバリア回路よりも多くの耐熱樹脂４９を用いて被覆される必要があり、重くなる。本変形例では、内視鏡装置１の設計時に、制御回路装置４６以外の構成要素の配置による重心位置の調整に加えて、制御回路装置４６の本体部４０内における位置及び基板４７上の耐熱樹脂４９の位置の調整を行い、所望の位置に内視鏡装置１の重心が来るように調整することができる。

例えば、各バリア回路をすべて耐熱樹脂４９で被覆した構成の場合、本体部４０の総重量のうち、耐熱樹脂の重量が占める割合は３０％〜４０％程度となることがある。また、各バリア回路の一部を耐熱樹脂４９で被覆した構成の場合、本体部４０の総重量のうち、耐熱樹脂４９が占める割合は、２０％〜３０％程度となることがある。これらの割合で耐熱樹脂４９が含まれていれば、耐熱樹脂４９の配置の変更のみで、内視鏡装置１を使用する操作者に伝わる操作感を変えることができる程度のバランス調整が可能である。

また、第一バリア回路（例えば照明制御部１３）における耐熱樹脂４９の位置と、第二バリア回路（例えば撮像制御部３０）における耐熱樹脂４９の位置は、互いに独立して設定することができる。

このような構成であると、内視鏡装置１の重量バランスが取りやすい。また、耐熱樹脂４９の位置を調整して内視鏡装置１の重量バランスを設定することができるので、内視鏡装置１の重量バランスが好適なバランスから外れることが原因で本体部４０内の機器構成が制限される場合に、当該制限を緩和することができる。

以上、本発明の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設計変更等も含まれる。
例えば、図７に示す第二過熱領域４７Ａ２の位置に対する第一過熱領域４７Ａ１の位置が、点ＰＡ１と点ＰＡ２との位置が互いに一致している位置関係から僅かにずれている場合も、第二区画４７Ｂの外縁から点ＰＡ１までの距離と第二区画４７Ｂの外縁から点ＰＡ２までの距離とが互いに略等しいと言える。このような場合の例としては、例えば図１１に示すように、基板４７の厚さ方向から見たときに第一過熱領域４７Ａ１内に第二部品１３−２の全体が入り込んでいる場合が挙げられる。

また、例えば図１２に示すように、第二部品の過熱時における発熱中心Ｈ（第二部品内で過熱時に最も高温となる点、例えば第二部品のパッケージ内におけるシリコン基板や抵抗等の位置）が想定できる場合には、第二過熱領域４７Ａ２は、発熱中心Ｈを中心とする円形の外縁となる。この場合、第一過熱領域４７Ａ１内に当該発熱中心Ｈが位置しているときには、第二区画４７Ｂの外縁から点ＰＡ１までの距離と第二区画４７Ｂの外縁から点ＰＡ２までの距離とが互いに略等しいと言える。

なお、設計変更等は上記例には限られない。
また、上述の実施形態及び各変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。

１ 内視鏡装置
２ 挿入部
３ 可撓部
４ 湾曲部
５ 先端硬質部材
６ 光学アダプタ
７ 照明部
８ 発光ユニット
９ 光源
１１ 配線
１３ 照明制御部
１３−１ 第一部品
１３−２ 第二部品
１４ 電力制限部
１５ 画像取得部
１６ カバーガラス
１７ 撮像ユニット
１８ 対物光学系
１９ 撮像回路部
２０ 支持体
２１ 回路基板
２２ 撮像素子
２６ 配線
２７ 電力線
２８ 信号線
３０ 撮像制御部
３０−１ 第一部品
３０−２ 第二部品
３３ 電力制限部
４０ 本体部
４１ 把持部
４２ 表示部
４３ 操作入力部
４４ 主制御部
４５ バッテリー
４６ 制御回路装置
４７ 基板
４７Ａ 第一区画
４７Ａ１ 第一過熱領域
４７Ａ２ 第二過熱領域
４７Ｂ 第二区画
４７Ｂ１ 第一過熱領域
４７Ｂ２ 第二過熱領域
４８ 充填枠
４９ 耐熱樹脂
５０ 充填材

Claims (6)

1. 基板と、
   前記基板上に実装された複数のバリア回路と、
   前記複数のバリア回路の各々の少なくとも一部を被覆する耐熱樹脂と、
   前記基板、前記複数のバリア回路、及び前記耐熱樹脂をともに被覆する充填材と、
   を備え、
   前記基板には、
   前記複数のバリア回路のうちの第一バリア回路が配される第一区画と、
   前記第一区画と隣接し、前記複数のバリア回路のうち前記第一バリア回路とは異なる第二バリア回路が配される第二区画と、
   が設けられ、
   前記第一バリア回路は、少なくとも、
   第一部品と、
   前記第一部品より故障時の想定最大発熱量が相対的に小さい第二部品と、
   を有し、
   前記第一バリア回路の故障時において、前記第一部品の発熱により前記基板の温度が前記基板の定格温度のうち上限温度を超える領域の外縁のうち最も前記第二区画に近い位置にある点と、前記第二部品の発熱により前記基板の温度が前記基板の定格温度のうち上限温度を超える領域の外縁のうち最も前記第二区画に近い位置にある点との各々の前記第二区画の外縁からの距離が互いに略等しくなるように、前記第一部品は、前記第二部品よりも前記第二区画から離れた位置に配置されている
   ことを特徴とする制御回路装置。
2. 請求項１に記載の制御回路装置であって、
   前記第二バリア回路は、少なくとも、
   第一部品と、
   前記第二バリア回路の第一部品より故障時の想定最大発熱量が相対的に小さい第二部品と、
   を有し、
   前記第二バリア回路の故障時において、前記第二バリア回路の第一部品の発熱により前記基板の温度が前記基板の定格温度のうち上限温度を超える領域の外縁のうち最も前記第一区画に近い位置にある点と、前記第二バリア回路の第二部品の発熱により前記基板の温度が前記基板の定格温度のうち上限温度を超える領域の外縁のうち最も前記第一区画に近い位置にある点との各々の前記第一区画の外縁からの距離が互いに略等しくなるように、前記第二バリア回路の第一部品は、前記第二バリア回路の第二部品よりも前記第一区画から離れた位置に配置されている
   ことを特徴とする制御回路装置。
3. 請求項１に記載の制御回路装置であって、
   前記基板の厚さ方向の両面のうち前記第一バリア回路が実装された面に設けられ前記耐熱樹脂が充填される充填枠を有し、
   前記充填枠は、前記第一バリア回路において少なくとも前記第一部品を囲んで設けられていることを特徴とする制御回路装置。
4. 請求項２に記載の制御回路装置であって、
   前記基板の厚さ方向の両面のうち前記第一バリア回路が実装された面に設けられ前記耐熱樹脂が充填される第一充填枠と、
   前記基板の厚さ方向の両面のうち前記第二バリア回路が実装された面に設けられ前記耐熱樹脂が充填される第二充填枠と、
   を有し、
   前記第一充填枠は、少なくとも前記第一バリア回路の第一部品を囲んで設けられ、
   前記第二充填枠は、少なくとも前記第二バリア回路の第一部品を囲んで設けられていることを特徴とする制御回路装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の制御回路装置と、
   前記制御回路装置を内部に有する本体部と、
   前記本体部に一端が取り付けられた長尺の挿入部と、
   前記挿入部の他端に設けられ観察対象物を撮像する撮像部と、
   前記挿入部の他端に設けられ観察対象物に対して照明光を照射する照明部と、
   前記本体部に設けられ前記撮像部と前記照明部とを制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記複数のバリア回路のうちの一のバリア回路から電力の供給を受けて前記撮像部を動作させる撮像制御部と、
   前記第複数のバリア回路のうちの他の一のバリア回路から電力の供給を受けて前記照明部を動作させる照明制御部と、
   を有している
   ことを特徴とする内視鏡装置。
6. 請求項５に記載の内視鏡装置であって、前記耐熱樹脂は、前記基板上で互いに異なる二箇所以上に配されていることを特徴とする内視鏡装置。

Images