WO2014125850A1 - 内視鏡の曇り防止用ヒータユニット及び内視鏡 - Google Patents

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temperature
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隆之 井出
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オリンパス株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an endoscope fogging prevention heater unit and an endoscope for preventing fogging generated in an endoscope.
  • the distal end portion of the endoscope insertion portion is inserted into a humid environment such as in a body cavity. If the tip is inserted into this environment and the temperature of the inserted tip is lower than the temperature of the environment, the surface of the optical member (for example, a lens cover) disposed at the tip may become cloudy due to a temperature difference. . Such cloudiness may interfere with observation and treatment.
  • a humid environment such as in a body cavity.
  • the endoscope has a fogging prevention heater unit that is disposed inside the distal end portion of the insertion portion and prevents fogging.
  • the fogging prevention heater unit includes a heater that heats the inside, a temperature sensor that measures the internal temperature, and a substrate on which the heater and the temperature sensor are mounted.
  • Patent Document 1 Such a fogging prevention heater unit is disclosed in Patent Document 1, for example.
  • the heater is controlled to be heated based on the temperature detected by the temperature sensor.
  • a surgical endoscope is used together with a treatment tool for treating an affected part by an electrical action.
  • the heater unit may be affected by static electricity from the outside of the heater unit such as a treatment tool.
  • the performance of the heater unit such as temperature control performance
  • the heater unit needs to have insulating properties in order to increase resistance to static electricity. Therefore, the heater unit is generally sealed by a sealing portion having insulating properties.
  • the thermal conductivity of the sealing portion is low. Therefore, when the sealing portion is disposed, for example, the thermal conductivity between the heater and the inside of the tip portion heated by the heater is lowered. That is, there is a concern that the heat generated by the heater may not be efficiently transmitted to the inside of the tip portion. Therefore, it is required that thermal conductivity and insulation are compatible.
  • An object of the present invention has been made in view of these circumstances, and an object thereof is to provide a heater unit and an endoscope for preventing fogging of an endoscope in which both thermal conductivity and insulation are compatible.
  • One aspect of the endoscope unit for preventing fogging of an endoscope according to the present invention is disposed inside a distal end portion of an endoscope insertion portion, and is an inner portion that prevents fogging generated in an optical member disposed inside the endoscope insertion portion.
  • a heater unit for preventing fogging of an endoscope wherein in order to prevent the fogging, a heating unit that heats the interior, a temperature measurement unit that measures the internal temperature, the heating unit, and the temperature measurement unit, The same wiring board part on which is mounted and the mounting surface of the heating part mounted on the wiring board part are sealed, and the heating part is sealed so that the opposing surface facing the mounting surface is exposed And an insulating sealing portion that seals the entire temperature measuring portion.
  • one aspect of the endoscope of the present invention includes the above-described heater unit for preventing fogging of the endoscope.
  • FIG. 1 is a diagram showing an internal structure of a distal end portion of an insertion portion of an endoscope according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the structure of the heater unit.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating configurations 1 and 2 of the anti-fogging system for an endoscope according to the first embodiment.
  • FIG. 4A is a perspective view of the heater unit in a state where a part of the sealing portion is transmitted.
  • FIG. 1 is a diagram showing an internal structure of a distal end portion of an insertion portion of an endoscope according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the structure of the heater unit.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating configurations 1 and 2 of the anti-fogging
  • FIG. 4B is a diagram illustrating the relationship between the thickness t1 of the heater and the thickness t2 of the temperature sensor, and the relationship between the thickness T1 of the heater including the bonding material and the thickness T2 of the temperature sensor including the bonding material.
  • FIG. 4C is a perspective view of the heater unit in a state where a part of the sealing portion is transmitted.
  • FIG. 5A is a diagram illustrating a configuration of a heater unit having a sealing portion with a non-uniform thickness.
  • FIG. 5A is a diagram illustrating a configuration of a heater unit having a sealing portion with a non-uniform thickness.
  • FIG. 5B is a diagram illustrating a configuration of a heater unit having a sealing portion with a uniform thickness.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the heater unit according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a perspective view of the heater unit according to the third embodiment, excluding the sealing portion.
  • the endoscope (not shown) has a hollow elongated insertion portion 10 that is inserted into a lumen such as a body cavity.
  • the distal end portion 10a of the insertion unit 10 includes a light guide 20 that guides illumination light and irradiates the observation object with illumination light, and an imaging unit 30 that images the observation object.
  • the distal end portion 10a further includes a lens frame 40 that holds the imaging unit 30, and a drive element 50 that is disposed in the lens frame 40 and that drives the lens 33 of the imaging unit 30 to perform focusing and zooming. Yes.
  • the light guide 20 When the light guide 20 is connected to a light source device (not shown) through the insertion unit 10 and an operation unit (not shown) of the endoscope, light is supplied to the light guide 20.
  • the light guide 20 emits illumination light from the tip of the light guide 20 toward the outside.
  • the imaging unit 30 includes a lens cover 31 disposed inside the distal end portion 10 a so as to be exposed from the distal end surface of the distal end portion 10 a toward the outside, and a lens 33 disposed rearward of the lens cover 31. And have.
  • the image pickup unit 30 is connected to the image pickup element 35 disposed behind the lens 33 and the image pickup element 35, supplies power to the image pickup element 35, and receives a control signal for controlling the image pickup element 35.
  • an image pickup cable 37 for transmitting a video signal picked up by the image pickup device 35.
  • the imaging cable 37 is inserted through the connection connector via the insertion unit 10, the operation unit, and the universal cord.
  • connection connector When the connection connector is connected to a control device (not shown) that controls the endoscope, the imaging cable 37 is connected to the control device. As a result, power and control signals for driving the image pickup device 35 are supplied to the image pickup cable 37.
  • the imaging cable 37 supplies and transmits power and control signals to the imaging element 35. Further, when the connection connector is connected to the control device, the video signal picked up by the image pickup device 35 is transmitted to the control device.
  • the lens cover 31 may have a lens shape instead of a simple plate-shaped cover member.
  • at least one of the lens cover 31 and the lens 33 of the distal end portion 10a that prevents fogging when the insertion portion 10 is inserted into a body cavity or the like is referred to as an optical member.
  • the optical member may be disposed inside the distal end portion 10a so as to be exposed outward from the distal end surface of the distal end portion 10a.
  • the drive element 50 includes, for example, a motor.
  • the drive element 50 is connected to a drive cable 51 that supplies power to the drive element 50 and transmits a drive signal for controlling the drive element 50 to the drive element 50.
  • the drive cable 51 is inserted through the connection connector via the insertion portion 10, the operation portion, and the universal cord.
  • the connection connector is connected to a control device (not shown)
  • the drive cable 51 is connected to the control device.
  • the drive cable 51 supplies power and control signals to the drive element 50.
  • the lens frame 40 is formed of, for example, a cylindrical member.
  • the lens frame 40 accommodates the imaging unit 30 in a cylinder.
  • the distal end portion 10 a includes an inner frame 60 that holds the light guide 20 and the lens frame 40, and an outer frame 70 that covers the inner frame 60 and is formed as the outermost layer of the distal end portion 10 a.
  • the inner frame 60 is made of metal, for example, and the outer frame 70 is made of resin, for example.
  • the endoscope having the distal end portion 10a described above is usually installed in an environment in which temperature and humidity are controlled, for example, in a treatment room or the like. For this reason, the front-end
  • the optical member such as the lens cover 31 becomes cloudy due to, for example, a temperature difference between room temperature and body temperature or a high humidity environment (humidity of about 98 to about 100%) in the body cavity. Occurs and the imaging field of view is significantly reduced.
  • FIGS. 1, 2, and 3 the endoscope and the control device (not shown) that controls the endoscope are configured to prevent the fogging of the endoscope from being fogged. 100 is installed.
  • the anti-fogging system 100 is disposed inside the distal end portion 10a of the insertion portion 10, and is a heater unit for anti-fogging of an endoscope that prevents fogging generated in an optical member disposed inside the distal end portion 10a ( Hereinafter, the heater unit 140 is referred to.
  • the heater unit 140 is disposed in the lens frame 40, for example, and heats the inside of the distal end portion 10a including the lens cover 31 via the lens frame 40 in order to prevent fogging generated in an optical member such as the lens cover 31.
  • a temperature sensor 120 that is a temperature measurement unit that is disposed in the lens frame 40 and that measures the temperature inside the distal end portion 10a including the lens cover 31 via the lens frame 40, for example.
  • the heater unit 140 further includes a flexible board 133 that is the same wiring board portion on which the heater 110 and the temperature sensor 120 are mounted.
  • the back surface of the heater unit 140 is joined to, for example, the outer peripheral surface of the lens frame 40 by, for example, an adhesive 131 having high heat conduction.
  • the adhesive 131 may have a configuration in which an adhesive having low thermal conductivity is applied very thinly.
  • the heater 110 and the temperature sensor 120 should just be arrange
  • the lens unit includes, for example, a lens cover 31, a lens 33, and a lens frame 40 that holds them. As shown in FIGS.
  • the heater 110 and the temperature sensor 120 are mounted on the flexible substrate 133 by a surface mounting technique or the like.
  • the flexible board 133 is connected to a cable (not shown) that supplies power and control signals to the heater 110 and the temperature sensor 120 via the flexible board 133 and transmits detection data detected by the temperature sensor 120.
  • This cable is inserted to the connection connector through the insertion portion 10, the operation portion, and the universal cord.
  • the connection connector By connecting the connection connector to the control device, the cable is connected to the control device.
  • power and control signals for driving the heater 110 and the temperature sensor 120 are supplied to the heater 110 and the temperature sensor 120.
  • the cable supplies power and a control signal to the heater 110 and the temperature sensor 120.
  • the temperature data included in the detection data detected by the temperature sensor 120 is transmitted to the control device.
  • the heater 110 is disposed adjacent to the temperature sensor 120 in the longitudinal axis direction of the distal end portion 10a.
  • the heater 110 is disposed at a desired distance from the temperature sensor 120.
  • the heater 110 is disposed farther from the lens cover 31 (the surface of the distal end portion 10a) than the temperature sensor 120.
  • the arrangement positions of the heater 110 and the temperature sensor 120 may be opposite to each other.
  • the positional relationship between the heater 110 and the temperature sensor 120 is not particularly limited.
  • the heater 110 heats the inside of the distal end portion 10a to a temperature at which the lens cover 31 is higher than the body temperature and does not cause a burn on the living tissue. This temperature is, for example, about 38 ° C. or higher and about 42 ° C. or lower. And the heater 110 heats the inside of the front-end
  • the heater 110 may directly heat the optical member, or may indirectly heat the optical member via, for example, the lens frame 40 or the inner frame 60.
  • the heater 110 has, for example, a heat generating chip 111.
  • the heat generating chip 111 includes, for example, a ceramic substrate 113, a metal resistor 115 disposed on the substrate 113, and a pad 117 disposed on the substrate 113 and electrically connected to the metal resistor 115. have.
  • the metal resistor 115 is formed in a thin film shape or a paste shape, and functions as a heating element.
  • the pad 117 is formed as a current introduction terminal.
  • the temperature sensor 120 measures the temperature inside the distal end portion 10a.
  • the temperature sensor 120 is formed of, for example, a temperature sensor chip such as a ceramic thermistor similar to the heat generating chip 111 or a bulk thermistor.
  • the anti-fogging system 100 further includes a control unit 150 that controls the driving of the heater 110 based on the temperature inside the distal end portion 10 a measured by the temperature sensor 120.
  • the control unit 150 is separate from the endoscope.
  • the control unit 150 is connected to a universal cord of an endoscope, for example, and is disposed in a control device (not shown) that controls the endoscope.
  • the control unit 150 includes a temperature acquisition unit 151 that acquires the actual temperature inside the distal end portion 10 a measured by the temperature sensor 120, and electric power required for driving the heater 110 (hereinafter referred to as a heater).
  • a power output unit 153 that outputs a drive power) to the heater 110.
  • the control unit 150 calculates a difference between the temperature acquired by the temperature acquisition unit 151 and a preset target temperature, and a heater that eliminates the difference based on the calculated difference.
  • the power output unit 153 further includes a control unit 155 that controls the power output unit 153 so that the drive power is calculated and the power output unit 153 outputs the calculated heater drive power to the heater 110.
  • the target temperature has a temperature at which, for example, the optical member such as the lens cover 31 is prevented from being fogged by heating the optical member.
  • the target temperature has a temperature equal to or lower than a temperature at which the temperature in the outer frame 70 that is the outermost part of the distal end portion 10a, particularly a temperature in the vicinity of the heater 110, does not cause a burn on the living tissue.
  • the target temperature can be adjusted as desired, for example, by the control unit 150, for example.
  • the target temperature is recorded in advance in a recording unit (not shown) provided in the control unit 150, for example.
  • the temperature that is the acquisition result acquired by the temperature acquisition unit 151 is recorded in a recording unit (not shown).
  • the temperature acquisition unit 151 acquires a desired timing, a desired period, and a temperature.
  • the temperature measured by the temperature sensor 120 is fed back to the control unit 150. By repeating the feedback, the temperature inside the tip portion 10a is controlled with high accuracy so that the heating temperature of the heater 110 is set to the target temperature.
  • Examples of the control method of the heater 110 include ON-OFF control, PWM control, PID control, and the like.
  • the thermal conductivity between the heater unit 140 and the inside of the tip portion 10a is an important factor in controlling the temperature inside the tip portion 10a with high accuracy.
  • the heater unit 140 is configured such as a static electricity from the outside of the heater unit 140 such as a treatment tool. It can be affected.
  • the performance of the heater unit 140 such as temperature control performance, may deteriorate due to static electricity.
  • the heater unit 140 needs to increase resistance to static electricity, and thus needs to have insulating properties.
  • the heater unit 140 seals the mounting surface 110a of the heater 110 mounted on the flexible substrate 133 in consideration of the above-described insulation and thermal conductivity. Insulation that seals the entire temperature sensor 120 so that the temperature sensor 120 is buried while the heater 110 is sealed so that the bonding surface 110b of the heater 110 that faces the mounting surface 110a and is bonded to the lens frame 40 is exposed.
  • the sealing portion 135 is further provided. As shown in FIGS. 2 and 5B, the sealing portion 135 seals the heater 110 and the temperature sensor 120 and is mounted on the flexible substrate 133. In the sealing part 135, the temperature sensor 120 is embedded in the sealing part 135.
  • the sealing portion 135 is, for example, an epoxy resin in consideration of ensuring the insulation resistance of the sealing portion 135 and the volume resistivity of the sealing portion 135 and considering that the cured sealing portion 135 functions as a hard structure. It is formed of a system resin. The thermal conductivity of the sealing portion 135 is low.
  • the heater 110 sealed by the sealing part 135 except for the joint surface 110b has, for example, a rectangular column shape.
  • the heater 110 is disposed so that the mounting surface 110a mounted on the flexible substrate 133 and the mounting surface 110a are opposed to each other and bonded. It is exposed from the sealing portion 135 so that the agent 131 is applied, and has a joint surface 110b that is joined to the outer peripheral surface of the lens frame 40 by the adhesive 131.
  • the mounting surface 110a is the bottom surface of the heater 110
  • the bonding surface 110b is the upper surface of the heater 110, the facing surface facing the mounting surface 110a, and the surface layer surface.
  • the mounting surface 110a and the bonding surface 110b are flat surfaces, for example. Note that the peripheral surface of the heater 110 is also sealed by the sealing portion 135.
  • the temperature sensor 120 that is entirely sealed by the sealing portion 135 has, for example, a rectangular column shape thinner than the heater 110.
  • the temperature sensor 120 has a mounting surface 120a mounted on the flexible substrate 133 and a facing surface 120b disposed to face the mounting surface 120a.
  • the mounting surface 120 a is the bottom surface of the temperature sensor 120
  • the facing surface 120 b is the top surface of the temperature sensor 120.
  • the mounting surface 120a and the facing surface 120b are flat surfaces.
  • the mounting surface 110a is bonded to the flexible substrate 133 by a bonding material 137 such as solder, and the mounting surface 120a is bonded to, for example, solder.
  • the material 137 is joined to the flexible substrate 133. Accordingly, the heater 110 is electrically connected to the flexible substrate 133, and the temperature sensor 120 is also electrically connected to the flexible substrate 133.
  • the bonding materials 137 the mounting surface 110a and the mounting surface 120a to be mounted are disposed on the same plane, and the bonding surface 110b is disposed farther from the flexible substrate 133 than the facing surface 120b. They have the same height.
  • the thickness t1 of the heater 110 is thicker than the thickness t2 of the temperature sensor 120, and there is a difference in height between the heater 110 and the temperature sensor 120.
  • the dielectric breakdown strength of the sealing portion 135 is, for example, approximately 20 kV / mm to approximately 30 kV / mm. Since the temperature sensor 120 has a dielectric breakdown resistance of several kV, in the state where the heater 110 and the temperature sensor 120 are mounted on the flexible substrate 133, for example, the heater 110 is approximately 0.05 mm than the temperature sensor 120. It is thicker than that.
  • the relationship between the thickness T1 of the heater 110 including the bonding material 137, the thickness T2 of the temperature sensor 120 including the bonding material 137, and the thickness T3 of the sealing portion 135 is illustrated. Is as follows. T2 ⁇ T3 ⁇ T1 (1)
  • the planar upper surface 135b of the sealing portion 135 is flush with the bonding surface 110b as shown in FIG. 4A. 4C or lower than the bonding surface 110b as shown in FIG. 4C.
  • the bonding surface 110b is exposed and disposed on the same plane as the upper surface 135b of the sealing portion 135 as shown in FIG. 4A, or the upper surface 135b of the sealing portion 135 as shown in FIG. 4C. Higher than the flexible substrate 133.
  • the sealing part 135 when the sealing part 135 is formed by stamping, as shown in FIG. 5A, the sealing part having a non-uniform thickness due to the wettability of the sealing part 135 135 is formed. If the thickness of the sealing portion 135 is varied, for example, the thickness of the sealing portion 135 is thinner than the other portions at the corners of the temperature sensor 120, and there is a possibility that sufficient insulation is not ensured in the heater unit 140.
  • a bank member serving as a frame formed by photolithography or stamping is used.
  • This bank member is mounted on the flexible substrate 133 so as to surround the heater 110 and the temperature sensor 120 in advance.
  • the sealing portion 135 is mounted on the flexible substrate 133 by being poured into the bank member and cured.
  • a non-adhesive material such as a non-adhesive sheet or tape may be used as the bank member.
  • the bank member is disposed or bonded to the flexible substrate 133 so as to surround the heater 110 and the temperature sensor 120 in advance.
  • the sealing portion 135 is mounted on the flexible substrate 133 by being poured into a non-adhesive material and cured.
  • a frame mold in which the shape of the cured sealing portion 135 is preliminarily shaped may be used.
  • the mold is mounted on the flexible substrate 133 so as to surround the heater 110 and the temperature sensor 120.
  • the sealing portion 135 is mounted on the flexible substrate 133 by being poured into a mold and cured.
  • the sealing portion 135 that has a uniform thickness, ensures sufficient insulation, and realizes the above-described formula (1) is formed.
  • Heat flux from the heater 110 to the inside of the tip portion 10a is very large.
  • the sealing portion 135 having low thermal conductivity is inadvertently disposed between the heater 110 and the tip portion 10a, a temperature difference between the heater 110 and the inside of the tip portion 10a increases. Therefore, when the inside of the tip portion 10a reaches a desired temperature, the temperature of the heater 110 becomes higher than necessary. In this respect, there is a possibility that the characteristics of the heater 110 deteriorate and the target temperature described above cannot be maintained.
  • the sealing portion 135 has the bonding surface 110b exposed, and the bonding surface 110b has an adhesive 131 having a high thermal conductivity or an adhesive having a configuration in which the thermal conductivity is low and is applied extremely thinly.
  • the heater 110 is sealed so as to be joined to the outer peripheral surface of the lens frame 40 by 131. Thereby, the heater 110 heats the inside of the front-end
  • the exposed bonding surface 110b prevents the thermal conductivity between the heater 110 and the inside of the tip portion 10a heated by the heater 110 from being lowered. That is, the heat generated by the heater 110 is efficiently transmitted to the inside of the tip portion 10a. Except for the joint surface 110b, most of the heater 110 is sealed by a sealing portion 135. Therefore, the heater 110 ensures a desired insulating property, and the resistance of the heater 110 to static electricity increases. The heater 110 is not affected by external static electricity or the like, and ensures a desired performance. Thus, in the heater 110, heat conductivity and insulation are compatible.
  • Temperature sensor 120 Further, when the heater unit 140 heats the inside of the tip portion 10 a, the heat flux from the inside of the tip portion 10 a to the temperature sensor 120 is smaller than the heat flux in the heater 110 described above. Therefore, even if the sealing portion 135 having low heat conduction is interposed between the temperature sensor 120 and the inside of the tip portion 10a, the temperature difference between the temperature sensor 120 and the inside of the tip portion 10a is small. Therefore, even when the temperature sensor 120 is buried in the sealing portion 135 as in the present embodiment, when the temperature sensor 120 measures the temperature inside the tip portion 10a, the sealing portion 135 measures the temperature sensor 120. The effect on accuracy is small.
  • the temperature sensor 120 is sealed in the sealing portion 135 so as to be buried in the sealing portion 135. Therefore, the temperature sensor 120 secures desired insulation, and the resistance of the heater 110 to static electricity increases.
  • the temperature sensor 120 is not affected by external static electricity or the like, and ensures a desired performance. Thus, in the temperature sensor 120, thermal conductivity and insulation are compatible.
  • the temperature measured by the temperature sensor 120 is fed back to the control unit.
  • the heating temperature of the heater 110 is set to the target temperature by repeating the feedback, even if the characteristic of the heater 110 (for example, the resistance value of the metal resistor 115) slightly changes due to static electricity or the like, the drive capability of the control unit If it is within the range, the temperature controllability inside the tip 10a is not affected.
  • the temperature sensor 120 desirably has a high resistance temperature coefficient in order to improve the temperature measurement accuracy. For this reason, the temperature sensor 120 is easily affected by a characteristic change caused by static electricity or the like, and if the characteristic of the temperature sensor 120 changes, the temperature controllability inside the tip portion 10a is directly affected. Considering this point, as described above, the temperature sensor 120 is sealed in the sealing portion 135 so as to be buried in the sealing portion 135.
  • both thermal conductivity and insulation are compatible.
  • the sealing part 135 seals the heater 110 so that the joint surface 110b is exposed, and seals the entire temperature sensor 120 so that the temperature sensor 120 is buried in the sealing part 135.
  • the heater unit 140 for anti-fogging of an endoscope in which heat conductivity and insulation are compatible can be provided.
  • thermal conductivity that can efficiently transmit the heat generated by the heater 110 to the inside of the tip portion 10a can be secured, and the temperature sensor 120 can ensure desired insulation, and the resistance of the temperature sensor 120 to static electricity can be increased. It is possible to prevent the temperature sensor 120 from being affected by static electricity from the outside.
  • the heater unit 140 itself can achieve both thermal conductivity and insulation without being affected by the insulation properties of other members.
  • the joint surface 110b can be easily exposed.
  • the heater 110 can be sealed and the bonding surface 110b can be surely exposed, the temperature sensor 120 can be sealed, and the thermal conductivity and insulation can be reliably ensured. It can be compatible with sex.
  • the sealing portion 135 is formed of an epoxy resin, the insulation resistance of the sealing portion 135 and the volume resistivity of the sealing portion 135 can be secured, and the cured sealing portion 135 is a structure. Can function as.
  • an endoscope having the heater unit 140 described above can be provided.
  • sealing part 135 In general, when voids are generated inside the sealing part 135, the insulating property of the sealing part 135 is lowered, and the sealing part 135 may cause a structural defect with respect to a heat load caused by an increase or decrease in temperature. Becomes higher. Voids are particularly likely to occur at the lower part of the heater 110 and the lower part of the temperature sensor 120. In addition, when a void is generated around the bonding material 137, the heater 110 and the temperature sensor 120 are easily affected by static electricity or the like.
  • the sealing part 135 of this embodiment has the some viscous members 135c and 135d from which a viscosity mutually differs before hardening, or the some viscous members 135c and 135d from which a particle diameter differs mutually.
  • the viscous member 135c having a high viscosity and the viscous member 135d having a low viscosity are used will be described as an example.
  • the viscous member 135c covers the viscous member 135d so that the viscous member 135c includes the viscous member 135d.
  • the viscous member 135d is disposed in the vicinity of the bonding material 137, the mounting surface 110a, and the mounting surface 120a.
  • the viscous member 135d penetrates between the mounting surface 110a and the mounting surface 120a and the flexible substrate 133 by a capillary phenomenon.
  • the sealing portion 135 When the viscous member 135d is used, the sealing portion 135 easily flows into a gap formed between the non-adhesive material or the mold and the flexible substrate 133, and the viscous member 135d may leak to an unnecessary portion. Arise. Therefore, in the present embodiment, as a first step, the viscous member 135d is formed by stamping or the like in the vicinity of the joint. As the second step, the viscous member 135c covers the viscous member 135d so as to form a sealing portion 135 that has a uniform thickness, ensures sufficient insulation, and realizes the above equation (1). .
  • the viscous member 135d can penetrate between the mounting surface 110a and the mounting surface 120a and the flexible substrate 133 by capillary action, and voids are generated in the sealing portion 135. Can be reduced. As a result, in the present embodiment, it is possible to prevent the insulating property of the sealing portion 135 from being lowered, to prevent a structural defect from occurring against a thermal load, and to achieve both thermal conductivity and insulating properties.
  • the heater unit 140 for preventing fogging of the endoscope can be provided.
  • two types of viscous members 135c and 135d having different viscosities and particle diameters are used.
  • one viscous member having a high viscosity or a large particle diameter has a low viscosity or a small particle diameter. If the viscous member is covered, the types of the viscous members are not necessarily limited to two types.
  • the heater unit 140 has a protective film 139 formed on at least a part of the surface of the flexible substrate 133 on which the mounting surface 110a is mounted except for the surface of the flexible substrate 133 on which the temperature sensor 120 is mounted. Yes.
  • the protective film 139 formed excluding the surface of the flexible substrate 133 on which the temperature sensor 120 is mounted is formed on substantially the entire surface layer region of the flexible substrate 133.
  • the protective film 139 ensures insulation of the wiring pattern formed on the flexible substrate 133 and further prevents a short circuit between the wiring patterns caused by the protrusion of the bonding material 137.
  • the protective film 139 is provided as described above, it is possible to ensure insulation of the wiring pattern formed on the flexible substrate 133 and to prevent a short circuit between the wiring patterns caused by the protrusion of the bonding material 137. At the same time, the thickness of the entire heater unit 140 can be prevented from being increased while realizing the formula (1).
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment.

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Abstract

　ヒータユニットは、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と、内部の温度を計測する温度センサと、フレキシブル基板とを有している。またヒータユニットは、フレキシブル基板に実装されるヒータの実装面を封止し、実装面に対向し、鏡枠に接合するヒータの接合面が露出するようにヒータを封止すると共に、温度センサ全体を封止する絶縁性の封止部をさらに有する。

Description

内視鏡の曇り防止用ヒータユニット及び内視鏡
　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及び内視鏡に関する。
　内視鏡挿入部の先端部は、例えば体腔内のような多湿な環境中に挿入される。先端部がこの環境に挿入され、挿入された先端部の温度が環境の温度よりも低ければ、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、温度差により曇りが生じうる。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、挿入部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る。そこで、ヒータユニットは、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及び内視鏡とを提供することを目的とする。
　本発明の内視鏡の曇り防止用ヒータユニットの一態様は、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。
　また本発明の内視鏡の一態様は、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。
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とを有している。また先端部１０ａは、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とをさらに有している。
　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とを有している。また撮像ユニット３０は、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とをさらに有している。　
　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は制御装置と接続する。これにより、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は、単なる板状のカバー部材ではなく、レンズの形態を有していてもよい。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、モータなどを有している。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は制御装置と接続する。これにより、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いる。鏡枠４０は、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の内部の温度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。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、熱伝導性が低い接着剤を極薄く塗布する構成を有していてもよい。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、表面実装技術等によってフレキシブル基板１３３に実装されている。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し及び温度センサ１２０によって検出された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する。これにより、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によって検出された検出データに含まれる温度データは、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。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とを有している。金属抵抗１１５は、薄膜状やペースト状に形成されており、発熱体として機能する。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は、先端部１０ａの内部の温度を計測する。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の温度センサチップによって、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を有する。また目標温度は、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有する。なお目標温度は、例えば制御ユニット１５０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１５０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る。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、例えばエポキシ系樹脂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。　
　エポキシ系樹脂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部材が用いられる。この土手部材は、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に実装される。この状態で、図５Ｂに示すように、封止部１３５は、土手部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、非粘着性のシートやテープ等の非粘着材が土手部材として用いられてもよい。この場合、土手部材は、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る。この状態で、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用いられてもよい。金型は、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に実装される。この状態で、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。ここで、熱伝導性が低い封止部１３５がヒータ１１０から先端部１０aの間に不用意に配設された場合、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は熱伝導性が高い接着剤１３１もしくは熱伝導性が低く極薄く塗布する構成を有する接着剤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を介して鏡枠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る。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は、温度の計測精度を向上させるため、高い抵抗温度係数を有することが望ましい。このため、温度センサ１２０は静電気などによる特性変化の影響を受け易く、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。この点を考慮して、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の耐性を高めることができ、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がエポキシ系樹脂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、もしくは、互いに粒子径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。
　なお、粒子径が大きい粘性部材１３５ｃと粒子径が小さい粘性部材１３５ｄとが用いられても、前記と同様の効果が得られる。
　［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、互いに粘度や粒子径が異なる２種類の粘性部材１３５ｃ，１３５ｄが用いられているが、粘度が高いまたは粒子径が大きい一方の粘性部材が粘度が低いまたは粒子径が小さ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。

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もしくは互いに粒子径が異なる複数の粘性部材を有する請求項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、粘度が高いもしくは互いに粒子径が大きい前記粘性部材は、粘度が低いもしくは互いに粒子径が小さい前記粘性部材を覆う請求項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、エポキシ系樹脂によって形成される請求項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内視鏡。
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