JP6594660B2

JP6594660B2 - 医療用カメラヘッド及び医療用カメラ装置

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Publication number: JP6594660B2
Application number: JP2015104597A
Authority: JP
Inventors: 高太郎天野
Original assignee: Sony Olympus Medical Solutions Inc
Current assignee: Sony Olympus Medical Solutions Inc
Priority date: 2015-05-22
Filing date: 2015-05-22
Publication date: 2019-10-23
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Description

本開示は、医療用カメラヘッド及び医療用カメラ装置に関する。

従来、医療分野において、観察対象を観察するために、内視鏡装置等のカメラ装置が利用されている。このようなカメラ装置において、例えば硬性内視鏡に接続される内視鏡カメラヘッド等、内蔵された撮像素子により観察対象を撮像する医療用カメラヘッド（以下、単にカメラヘッドとも呼ぶ。）が用いられる。カメラヘッドは撮像によって得られた画像信号を他の機器へ出力する。そして、カメラ装置により得られた観察対象の画像は記録されたり、又は手術中に複数人で画像を観察するために表示装置に表示される。また、カメラヘッドは、観察する観察対象における位置を移動させるためにカメラヘッドを動かし、又はカメラヘッドの各種操作を行うためにカメラヘッドに設けられたスイッチを押下する目的で、ユーザにより把持された状態で使用される。

例えば、特許文献１には、医療用カメラヘッド内の発熱部材の放熱効率を向上する技術が開示されている。

特開２０１２−１９５９３１号公報

しかしながら、医療分野の観察装置に関する既存の技術では、小型軽量で高品質な画像を取得することが困難である場合があった。例えば、観察対象の高画質な画像を取得する場合に、医療用カメラヘッドが処理すべき画像データの量が増加するので、画像データの処理による発熱量が増大する。しかし、このような場合に、特許文献１の技術では、医療用カメラヘッドの内部における発熱を筐体に伝熱し放熱するが、増大する発熱量を放熱するために、筐体の外表面を大きくし、医療用カメラヘッドが大型で重くなる場合があり、ユーザの把持に適さない場合がある。また、筐体をユーザが把持し得るために、筐体から外気への放熱効率が低下し、ひいては筐体内の撮像素子が高温となり、高品質な画像の取得が困難となる場合がある。

そこで、本開示では、小型軽量で高品質な画像を取得することが可能な、新規かつ改良された医療用カメラヘッド及び医療用カメラ装置を提案する。

本開示によれば、撮像素子を収納する第１の筐体と、前記第１の筐体に収容される発熱部と、前記第１の筐体に設けられ、一端に外部の信号伝送部が接続される接続部と、前記発熱部と前記接続部の他端との間に挟み込まれる伝熱部材と、を備える、医療用カメラヘッドが提供される。

また、本開示によれば、前記医療用カメラヘッドと、前記医療用カメラヘッドの前記接続部に接続される前記信号伝送部と、を備える医療用カメラ装置が提供される。

また、本開示によれば、撮像素子を収納する、少なくとも一部に金属部を有する第１の筐体と、前記第１の筐体に収容される発熱部と、前記発熱部と前記金属部との間に挟み込まれる伝熱部材と、を備える、医療用カメラヘッドと、前記第１の筐体の前記金属部に接するとともに導電性フィラーを含む樹脂からなる第２の筐体を備え、前記医療用カメラヘッドに接続される信号伝送部と、を備える医療用カメラ装置が提供される。

以上説明したように本開示によれば、小型軽量で高品質な画像を取得することが可能である。

なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、又は上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果又は本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。

本開示の実施形態に係る内視鏡装置の一例の概略構成を示す説明図である。本開示の実施形態に係るカメラヘッドの一例の概略構成を示す断面図である。図２に示した本開示の実施形態に係るカメラヘッドに設けられるハーメチックコネクタ、信号処理部、コネクタ接続基板、及び伝熱部材の拡大図である。本開示の実施形態に係るハーメチックコネクタの一例を示す斜視図である。

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．本開示の実施形態に係る内視鏡装置
２．本開示の実施形態に係るカメラヘッド
２−１．カメラヘッドの概略構成
２−２．伝熱部材の信号処理部及びハーメチックコネクタとの接続
３．効果
４．むすび

＜１．本開示の実施形態に係る内視鏡装置＞
まず、図１を参照して、本開示の実施形態に係る内視鏡装置１の概略構成について説明する。

図１は、本開示の実施形態に係る内視鏡装置１の一例の概略構成を示す説明図である。内視鏡装置１は、本開示に係る医療用カメラ装置の一例である。内視鏡装置１は、図１に示すように、挿入部１０と、光源装置２０と、ライトガイド３０と、カメラヘッド４０と、ケーブル５０と、制御装置６０と、表示装置７０と、を備える。

挿入部１０は、細長形状を有し、入射光を集光する光学系を内部に備える。挿入部１０の先端は、例えば、患者の体腔内に挿入される。挿入部１０の後端はカメラヘッド４０の先端と着脱可能に接続される。また、挿入部１０は、ライトガイド３０を介して光源装置２０と接続され、光源装置２０から光を供給される。

光源装置２０は、ライトガイド３０を介して挿入部１０と接続される。光源装置２０は、ライトガイド３０を介して挿入部１０に光を供給する。挿入部１０に供給された光は、挿入部１０の先端から出射され、患者の体腔内組織等の観察対象に照射される。そして、観察対象からの反射光は、挿入部１０内の光学系によって集光される。

カメラヘッド４０は、観察対象を撮像する機能を有する。カメラヘッド４０は、信号伝送部であるケーブル５０を介して制御装置６０と接続される。カメラヘッド４０は、挿入部１０によって集光された観察対象からの反射光を光電変換することにより観察対象を撮像し、撮像によって得られた画像信号を制御装置６０へケーブル５０を介して出力する。なお、カメラヘッド４０の詳細については、後述する。

制御装置６０は、カメラヘッド４０を制御するとともに、カメラヘッド４０から出力された画像信号に所定の処理を施した後に、当該画像信号を表示装置７０へ出力する。なお、制御装置６０は、画像信号に基づく観察対象の画像を記憶してもよい。

表示装置７０は、制御装置６０から出力された画像信号に基づいて観察対象の画像を表示する。当該機能は、例えば、ＣＲＴ（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂｅ）ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置、又は有機ＥＬディスプレイ（ＯｒｇａｎｉｃＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）装置により実現される。表示装置７０により表示される観察対象の画像は、例えば、手術中に複数人によって観察される。

＜２．本開示の実施形態に係るカメラヘッド＞
（２−１．カメラヘッドの概略構成）
続いて、図２を参照して、本開示の実施形態に係るカメラヘッド４０の概略構成について説明する。

図２は、本開示の実施形態に係るカメラヘッド４０の一例の概略構成を示す断面図である。図２に示したように、カメラヘッド４０は、カプラ部１００と、第１の筐体部２００と、レンズユニット４００と、撮像基板である主基板５００と、コネクタ接続基板６００と、伝熱部材７００と、スイッチ接続基板８００と、を備える。

カプラ部１００は、カメラヘッド４０の先端に設けられ、挿入部１０と着脱可能に接続される。カプラ部１００の後端には、第１の筐体部２００が設けられる。

第１の筐体部２００は、前側筐体２０１と、後側筐体２０３と、前側筐体２０１の外周面に設けられたスイッチ２０５と、後側筐体２０３の後端に設けられたハーメチックコネクタ２０７と、を含む。第１の筐体部２００は、レンズユニット４００、主基板５００、コネクタ接続基板６００、伝熱部材７００及びスイッチ接続基板８００を気密に収容する。これにより、第１の筐体部２００の内部に外部からの湿気等の異物が侵入することを防ぐ。

前側筐体２０１及び後側筐体２０３は、略円筒形状を有する例えばチタンやチタン合金やＳＵＳの金属製の筐体であり、例えば溶接により接続されている。カメラヘッド４０の前側筐体２０１には、後側筐体２０３側からケーブル５０の一部である第２の筐体部３００が接続され、後側筐体２０３の外面は第２の筐体部３００により覆われる。このような前側筐体２０１及び後側筐体２０３によってレンズユニット４００、主基板５００、コネクタ接続基板６００、伝熱部材７００及びスイッチ接続基板８００は覆われている。また、第１の筐体部２００の前側筐体２０１、後側筐体２０３及びハーメチックコネクタ２０７の一部又は全部は、第１の筐体部２００の金属部を構成し得る。

スイッチ２０５は、前側筐体２０１の外周面に設けられ、スイッチ接続基板８００を介して撮像素子実装部５０１と接続される。スイッチ２０５は、例えば、１又は複数設けられ、ユーザは、スイッチ２０５を押下することによって、各種操作を行うことができる。

ハーメチックコネクタ２０７は、本開示に係る接続部の一例である。ハーメチックコネクタ２０７は、後側筐体２０３の後端に貫通したうえで、後側筐体２０３に例えば溶接により接続されている。ハーメチックコネクタ２０７の先端部は第１の筐体部２００の内部に配置され、ハーメチックコネクタ２０７の後端部は第１の筐体部２００の外部に配置される。ハーメチックコネクタ２０７の後端部には、第１の筐体部２００の外部のケーブル５０が接続される。具体的には、ハーメチックコネクタ２０７は、後端部に第１の筐体部２００の外部のケーブル５０が着脱自在に接続されるコネクタ部である。なお、ハーメチックコネクタ２０７の詳細については、後述する。

ケーブル５０の一部である第２の筐体部３００は、カメラヘッド４０の第１の筐体部２００と接し、カメラヘッド４０とケーブル５０との接続部であるハーメチックコネクタ２０７を覆う。具体的には、第２の筐体部３００は、前側筐体２０１の後方に配置され、前側筐体２０１の後端面と接続される。これにより、第２の筐体部３００により、後側筐体２０３の一部、ハーメチックコネクタ２０７、及びケーブル５０の一部が覆われる。すなわち、第１の筐体部２００の前側筐体２０１及び第２の筐体部３００によりカメラヘッド４０の外表面が構成され、ユーザがカメラヘッド４０を使用する際には当該部分が把持される。例えば、ユーザがカメラヘッド４０を使用する際に、第１の筐体部２００の少なくとも一部が把持され得る。具体的には、第１の筐体部２００の前側筐体２０１が把持され得る。第２の筐体部３００は、信号処理部５０３を覆ってもよい。

第２の筐体部３００は、放熱性が良く、且つ静電気を抑制するために導電性を有する材質が好ましく、例えば金属や導電性フィラーを含む樹脂からなってもよい。

例えば、第２の筐体部３００を構成する導電性フィラーは、炭素同素体を含んでもよい。具体的には、第２の筐体部３００を構成する導電性フィラーとして、グラファイト、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ等が適用され得る。第２の筐体部３００における局所的な温度上昇を抑制するために、熱伝導性を一般的に有する導電性フィラーを含む樹脂が用いられる。

第２の筐体部３００を構成する樹脂として、オートクレーブにカメラヘッドを対応させる場合、具体的には、オートクレーブ滅菌における高温高圧の水蒸気に耐性を有する樹脂が用いられる。より具体的には、第２の筐体部３００を構成する樹脂として、ＡＢＳ樹脂、ナイロン、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、ＰＵ（ポリウレタン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＰＯ（ポリフェニレンオキシド）（登録商標）、ＳＰＳ（シンジオクタチック・ポリスチレン）（登録商標）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルホン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＬＣＰ（液晶ポリマー））、ＰＣ／ＡＢＳ、ＰＣ／ＡＳＡ（アクリレートスチレンアクリロニトリル）、ＰＥＥＫ（ピーク）等が適用され得る。滅菌や殺菌のための耐薬品性も考慮すると、第２の筐体部３００を構成する樹脂として、特に好ましくは、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＰＳＵ（ポリフェニルサルホン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）、ＰＡＲ（非晶ポリアリレート）、ＰＳＦ（ポリサルフォン）が挙げられる。金属の前側筐体２０１と導電性樹脂の第２の筐体部３００がカメラヘッド４０の外表面を形成する構造となっている。

レンズユニット４００は、第１の筐体部２００の先端に設けられる。レンズユニット４００の後端には、ＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサやＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）イメージセンサ等の撮像素子が実装される撮像素子実装部５０１が配置される。レンズユニット４００は、カプラ部１００と接続される挿入部１０から出射される観察対象からの反射光を集光することによって、観察対象の像を撮像素子の撮像面に結像する。

主基板５００は、撮像素子が実装された撮像素子実装部５０１、信号処理回路が実装された信号処理部５０３、及び電源回路等の電子部品が実装された電子部品実装部５０５の３つのリジッド部を備える。信号処理部５０３及び撮像素子実装部５０１、並びに信号処理部５０３及び電子部品実装部５０５はそれぞれフレキシブル部により電気的に接続される。主基板５００は、フレキシブル部が折り曲げられた状態で第１の筐体部２００に収容される。

撮像素子実装部５０１は、レンズユニット４００によって集光された観察対象からの反射光を撮像素子により光電変換することによって、観察対象を示す画像信号を取得する。そして、撮像素子実装部５０１は、得られた画像信号を信号処理部５０３へフレキシブル部を介して出力する。信号処理部５０３は、撮像素子実装部５０１から出力された画像信号に信号処理を施す。例えば、信号処理部５０３は、撮像素子実装部５０１から出力された画像信号や制御信号を処理する。なお、撮像素子実装部５０１に実装された撮像素子の画素数や解像度には特に制限はないが、画素数が１２８０×７２０、１９２０×１０８０、３８４０×２１６０、７６８０×４３２０またはそれ以上、解像度がハイビジョン、４Ｋ、８Ｋ、またはそれ以上であっても良い。画素数の増加、解像度の増加により撮像素子や信号処理部５０３からの発熱は増加していくため、より高画素、より高解像度の撮像素子であればあるほど、本発明の効果は高い。

信号処理部５０３は、コネクタ接続基板６００及びハーメチックコネクタ２０７を介してケーブル５０と電気的に接続される。そして、信号処理部５０３は、信号処理が施された画像信号をコネクタ接続基板６００及びハーメチックコネクタ２０７を介してケーブル５０へ出力する。電子部品実装部５０５は、主に信号処理部５０３への電力供給や電力制御を行う。

信号処理部５０３は、画像信号に信号処理を施すことによって、熱を発生する。信号処理部５０３は、本開示に係る発熱部の一例である。なお、本開示の技術的範囲は、発熱部が信号処理部５０３である例に限定されず、例えば、発熱部は、撮像素子実装部５０１等を含んでもよい。

コネクタ接続基板６００は、信号処理部５０３とハーメチックコネクタ２０７とを連結する。コネクタ接続基板６００は、２つのリジッド部と、当該２つのリジッド部を連結するフレキシブル部からなる。一方のリジッド部は信号処理部５０３の後端と接続され、他方のリジッド部はハーメチックコネクタ２０７の先端部と接続される。なお、コネクタ接続基板６００の詳細については、後述する。

伝熱部材７００は、熱伝導性を有する部材である。本開示の実施形態において、伝熱部材７００は、信号処理部５０３の後端とハーメチックコネクタ２０７の先端部との間に挟み込まれる。それにより、信号処理部５０３によって生じた熱を伝熱部材７００及びハーメチックコネクタ２０７を介してケーブル５０へ伝えることが可能となる。ゆえに、信号処理部５０３の後端とハーメチックコネクタ２０７の先端部との間に伝熱部材７００を設けない場合と比較して、ケーブル５０へ伝わる熱の量を増大させることが可能である。従って、カメラヘッド４０を大型化することなく、カメラヘッド４０の外部への放熱効率を向上させることができる。それにより、観察対象の高画質な画像を取得する場合において、カメラヘッド４０の筐体内の撮像素子が高温となることを抑制することができる。なお、伝熱部材７００の詳細については、後述する。

スイッチ接続基板８００は、撮像素子実装部５０１とスイッチ２０５とを連結する。それにより、スイッチ２０５の押下状態に応じた動作を撮像素子実装部５０１に行わせることができる。スイッチ接続基板８００は、例えば、フレキシブル基板であってもよい。

（２−２．伝熱部材の信号処理部及びハーメチックコネクタとの接続）
続いて、図３及び図４を参照して、伝熱部材７００の信号処理部５０３及びハーメチックコネクタ２０７との接続の詳細について説明する。

[信号処理部とハーメチックコネクタとの接続]
図３は、図２に示した本開示の実施形態に係るカメラヘッド４０に設けられる、ハーメチックコネクタ２０７、信号処理部５０３、コネクタ接続基板６００、及び伝熱部材７００の拡大図である。図３に示したように、信号処理部５０３とハーメチックコネクタ２０７とは、コネクタ接続基板６００を介して接続される。コネクタ接続基板６００は、一方の面に端子部６０３が設けられた第１のリジッド部６０１と、第２のリジッド部６０５と、第１のリジッド部６０１及び第２のリジッド部６０５を連結するフレキシブル部６０７と、を備える。コネクタ接続基板６００により信号処理部５０３とハーメチックコネクタ２０７とを接続することで、信号処理部５０３から画像信号を、コネクタ接続基板６００及びハーメチックコネクタ２０７を介してケーブル５０へ出力可能となる。

より詳細に説明すると、まず、信号処理部５０３には、図３紙面において信号処理部５０３の後端面の伝熱部材７００と接続される箇所より下方に、例えば基板と基板とを接続する基板間コネクタの様な、コネクタ接続基板６００の端子部６０３を接続するための端子受け５０３ａが設けられる。端子受け５０３ａにはコネクタ接続基板６００の第１のリジッド部６０１に設けられた端子部６０３が接続される。これにより、信号処理部５０３とコネクタ接続基板６００の第１のリジッド部６０１とが電気的に接続され、信号処理部５０３は、信号処理が施された画像信号を、端子部６０３を介して、コネクタ接続基板６００の第１のリジッド部６０１へ出力可能となる。

第１のリジッド部６０１に出力された画像信号は、フレキシブル部６０７を介して第２のリジッド部６０５へ入力される。第２のリジッド部６０５は、ハーメチックコネクタ２０７の端面部２７１ｂに設けられ、端面部２７１ｂから突出する導電ピン２７３を介してケーブル５０と電気的に接続される。なお、本実施形態においては、信号処理部５０３とコネクタ接続基板６００とを、端子受け５０３ａと端子部６０３とにより着脱可能に接続する構成としたが、これに限らず、例えば信号処理部５０３とコネクタ接続基板６００とをフレキシブル部６０７を介して一体的に構成しても良い。

ここで、図４を参照して、ハーメチックコネクタ２０７の構成を説明する。図４は、本開示の実施形態に係るハーメチックコネクタ２０７の一例を示す斜視図である。図２を用いて説明したように、ハーメチックコネクタ２０７は、後側筐体２０３の後端に貫通して設けられるコネクタであり、外郭２７1と、複数の導電ピン２７３と、からなる。

外郭２７1は、略円筒形状を有する側面部２７１ａと、略円板形状を有する端面部２７１ｂと、からなる金属製の部材である。略円筒形状の側面部２７１ａの一端側には端面部２７１ｂが設けられる。また、側面部２７１ａの他端側は開口しており、この開口部からハーメチックコネクタ２０７に接続される図２に示したケーブル５０の先端が挿入される。

端面部２７１ｂは、第２のリジッド部６０５と接続され、複数の導電ピン２７３が設けられる。導電ピン２７３は、略円柱形状を有する導電性の部材であり、端面部２７１ｂとの間に介在するガラス等の絶縁体２７５により互いに絶縁された状態で端面部２７１ｂに貫通して設けられる。端面部２７１ｂから側面部２７１ａと逆側に突出した導電ピン２７３の先端２７３ａが、コネクタ接続基板６００の第２のリジッド部６０５と接続されるハーメチックコネクタ２０７の先端部に相当する。端面部２７１ｂから側面部２７１ａ側に突出した導電ピン２７３の後端は、ケーブル５０と電気的に接続される。それにより、第２のリジッド部６０５から出力された画像信号を、導電ピン２７３を介して、ケーブル５０へ出力することが可能となる。なお、ハーメチックコネクタ２０７を図２に示した後側筐体２０３の後端に嵌合させる際、端面部２７１ｂの外周部分が後側筐体２０３の後端の開口部の内周部分と溶接によって接合される。

切欠き２７１ｃは、側面部２７１ａを開口側から切り欠いて形成される。切欠き２７１ｃには、ハーメチックコネクタ２０７に対してケーブル５０を位置決め及び固定するために、図２に示したケーブル５０の先端の外周面に設けられた突起（図示せず）が嵌合される。切欠き２７１ｃは、複数形成されてもよい。

図３の説明に戻り、このようなハーメチックコネクタ２０７と接続される第２のリジッド部６０５には、ハーメチックコネクタ２０７の導電ピン２７３に対応する貫通孔が複数設けられている。第２のリジッド部６０５の貫通孔に導電ピン２７３を挿入させ、第２のリジッド部６０５と端面部２７１ｂとを重ね合わせた後、導電ピン２７３をはんだ付けによって第２のリジッド部６０５に接合させる。図３において、導電ピン２７３と第２のリジッド部とのはんだ付けにより形成されたはんだフィレットＳ１が示されている。これにより、第１のリジッド部６０１から出力された画像信号は、フレキシブル部６０７、第２のリジッド部６０５、及び導電ピン２７３を介して、ケーブル５０へ出力可能となる。

[伝熱部材による伝熱]
本開示の実施形態に係るカメラヘッド４０においては、図３に示したように、信号処理部５０３とハーメチックコネクタ２０７の先端部との間に伝熱部材７００が挟み込まれる。それにより、信号処理部５０３から伝熱部材７００及びハーメチックコネクタ２０７を介してケーブル５０へ熱を伝えることができる。

より詳細に説明すると、信号処理部５０３の後端面の第１のリジッド部６０１と接続される箇所より上方は、伝熱部材７００の先端面と接触している。これにより、信号処理部５０３によって生じた熱が、信号処理部５０３と伝熱部材７００との接触面を介して伝熱部材７００へ伝わるようにすることができる。信号処理部５０３の後端面には、発熱部材が配置され、当該発熱部材と伝熱部材７００の先端面とが面接触してもよい。それにより、信号処理部５０３の発熱部材と伝熱部材７００との接触面積を増大させることができるので、信号処理部５０３から伝熱部材７００へ伝わる熱の量を増大させることが可能となる。従って、信号処理部５０３の発熱部材と伝熱部材７００との接触面積はなるべく大きくするのがよい。伝熱部材７００の熱伝導率は、１Ｗ／ｍＫ以上あることが好ましく、より好ましくは３Ｗ／ｍＫ以上である。

伝熱部材７００は、信号処理部５０３と、ハーメチックコネクタ２０７の先端部との間に挟み込まれる。具体的には、伝熱部材７００は、信号処理部５０３の後端面の上方と、ハーメチックコネクタ２０７の端面部２７１ｂに設けられた第２のリジッド部６０５との間に挟み込まれる。ここで、図３に示したように、ハーメチックコネクタ２０７の導電ピン２７３の先端２７３ａは、端面部２７１ｂに重ね合わされた第２のリジッド部６０５を貫通して第２のリジッド部６０５から突出している。そこで、伝熱部材７００が第２のリジッド部６０５と信号処理部５０３との間に挟みこまれたとき、導電ピン２７３の先端２７３ａが伝熱部材７００に入り込むようにすることで、導電ピン２７３の先端２７３ａと伝熱部材７００との接触面積を増大させることができる。ゆえに、伝熱部材７００から導電ピン２７３へ伝わる熱の量を増大させることが可能となる。なお、伝熱部材７００と接する導電ピン２７３は、ハーメチックコネクタ２０７に設けられた複数の導電ピン２７３のうちの一部又は全部であってもよい。

伝熱部材７００は、信号処理部５０３から伝えられた熱を、複数の導電ピン２７３を介して、図２に示したケーブル５０へ伝える。そして、ケーブル５０へ伝えられた熱は、ケーブル５０の外被を介して外部へ放熱される。ここで、信号処理部５０３は、例えば、ネジを用いて、図２に示した後側筐体２０３に固定される。それにより、伝熱部材７００は、信号処理部５０３と、複数の導電ピン２７３の先端２７３ａ及び第２のリジッド部６０５とによって挟持される。

伝熱部材７００としては、例えばシリコン樹脂や天然ゴム等の熱伝導性を有する板形状の部材を用いてもよい。また、アルファゲルとして市販されているシリコーンを主原料としたゲルを用いることも可能である。伝熱部材７００は、以下に説明する伝熱性、耐熱温度、弾性等のバランスから選択される。伝熱部材７００は、耐熱性を有してもよい。それにより、伝熱部材７００へ伝わる熱による伝熱部材７００の形状や物性の変化を抑制することができる。ゆえに、信号処理部５０３又はハーメチックコネクタ２０７の先端部と伝熱部材７００との接触面積の減少や伝熱部材７００の熱伝導率の低下を抑制することができる。従って、信号処理部５０３からケーブル５０へ伝わる熱の量の減少を抑制することが可能である。耐熱温度は、１４０℃以上であることが好ましい。カメラヘッド４０をオートクレーブで滅菌処理する場合に、１４０℃程度まで温度をかけるためである。

伝熱部材７００は、絶縁性を有してもよい。それにより、コネクタ接続基板６００を介して信号処理部５０３とハーメチックコネクタ２０７とが接続されることによって形成される電気回路以外に電気が流れることを抑制することができる。ゆえに、予期しない動作不良や部品の破損を抑制することができる。

伝熱部材７００は、弾性を有してもよい。それにより、伝熱部材７００が変形しやすくなるため、伝熱部材７００を挟持する部材に対し伝熱部材７００がより密着しやすくなる。ゆえに、伝熱部材７００と、信号処理部５０３及び複数の導電ピン２７３の先端２７３ａとの接触面積を増大させることができる。従って、ケーブル５０へ伝わる熱の量を増大させることが可能である。伝熱部材７００の弾性は、アスカーＣ硬度で５０より小さいものが好ましく、より好ましくは２０より小さいもの、更に好ましくは１０より小さいものである。

＜３．効果＞
上述した実施形態によれば、カメラヘッド４０は、信号処理部５０３とハーメチックコネクタ２０７の先端部との間に挟み込まれる伝熱部材７００を備える。

それにより、信号処理部５０３によって生じた熱を伝熱部材７００及びハーメチックコネクタ２０７を介してケーブル５０へ伝えることが可能である。ゆえに、信号処理部５０３とハーメチックコネクタ２０７の先端部との間に伝熱部材７００を設けない場合と比較して、ケーブル５０へ伝わる熱の量を増大させることが可能である。従って、カメラヘッド４０を大型化することなく、カメラヘッド４０の外部への放熱効率を向上させることができる。それにより、観察対象の高画質な画像を取得する場合において、カメラヘッド４０の筐体内の撮像素子が高温となることを抑制することができる。ゆえに、小型軽量で高品質な画像を取得することが可能である。

また、信号処理部５０３によって生じた熱を放熱フィン等の部品を用いて外部へ放熱する場合と比較して、カメラヘッド４０をより軽量化し、かつ、より安価に提供することが可能である。

また、ある実施形態によれば、第１の筐体部２００は、少なくとも一部が把持される。第１の筐体部２００の少なくとも一部がユーザにより把持されることによって、第１の筐体部２００から外気への放熱効率が低下し得る。そのような場合であっても、信号処理部５０３によって生じた熱を伝熱部材７００及びハーメチックコネクタ２０７を介してケーブル５０へ伝えることが可能であるので、観察対象の高画質な画像を取得する場合において、カメラヘッド４０の筐体内の撮像素子が高温となることを抑制することができる。

また、ある実施形態によれば、伝熱部材７００は、信号処理部５０３の発熱部と面接触する。ゆえに、伝熱部材７００と、信号処理部５０３の発熱部との接触面積を増大させることが可能である。従って、ケーブル５０へ伝わる熱の量を増大させることが可能である。

また、ある実施形態によれば、信号処理部５０３には、入力される画像信号に信号処理を施す信号処理プロセッサーを含む信号処理回路が実装される。信号処理回路が実装されることによって、信号処理部５０３は、熱を発生しやすい部材となる。このような信号処理部５０３とハーメチックコネクタ２０７の先端部との間に伝熱部材７００を挟み込むことによって、信号処理部５０３からケーブル５０へ伝わる熱の量を増大させることが可能である。ゆえに、画像信号に信号処理を施すことによって生じる熱によってカメラヘッド４０の筐体内の撮像素子が高温となることを抑制することができる。

また、ある実施形態によれば、ケーブル５０は、第１の筐体部２００に接する第２の筐体部３００を備える。第２の筐体部３００は、導電性フィラーを含む樹脂からなる。導電性フィラーは、一般的に熱伝導性を有する。ゆえに、第２の筐体部３００が局所的に加熱された場合など第２の筐体部３００における熱分布が不均一となった場合に、当該熱分布を迅速に均一化することができる。従って、信号処理部５０３によって生じた熱による第２の筐体部３００における局所的な温度上昇を抑制することが可能である。

加えて、導電性フィラーは、導電性を有する。ゆえに、外部からの電磁放射を遮蔽することが可能である。また、静電気に対するカメラ装置内の電子部品の耐性を向上させることが可能である。また、カメラ装置の外表面への帯電を抑制することが可能である。

また、ある実施形態によれば、第１の筐体部２００は、第２の筐体部３００とハーメチックコネクタ２０７とに接触する金属部を備える。具体的には、当該金属部は、前側筐体２０１及び後側筐体２０３により構成される。それにより、信号処理部５０３によって生じた熱をハーメチックコネクタ２０７及び当該金属部を介してケーブル５０の一部である第２の筐体部３００へ伝えることが可能である。ゆえに、カメラヘッド４０を大型化することなく、カメラヘッド４０の外部への放熱効率を向上させることができる。

また、ある実施形態によれば、第２の筐体部３００を構成する導電性フィラーは、炭素同素体を含む。炭素同素体は、良好な熱伝導性を有する。ゆえに、第２の筐体部３００の熱伝導性を向上させることが可能である。また、炭素同素体は、樹脂に混合しやすい。ゆえに、第２の筐体部３００を構成する材料を均質化することが可能である。それにより、第２の筐体部３００における熱伝導性等の物性の分布を略均一にすることができる。

＜４．むすび＞
以上説明したように、本開示の実施形態によれば、撮像素子を収納する第１の筐体と、第１の筐体に収容される発熱部と、第１の筐体に設けられ、一端に外部の信号伝送部が接続される接続部と、発熱部と接続部の他端との間に挟み込まれる伝熱部材と、を備える、医療用カメラヘッドが提供される。

それにより、発熱部によって生じた熱を伝熱部材及び接続部を介して信号伝送部へ伝えることが可能である。ゆえに、発熱部と接続部の先端との間に伝熱部材が挟み込まれない場合と比較して、信号伝送部へ伝わる熱の量を増大させることが可能である。従って、カメラヘッドを大型化することなく、カメラヘッドの外部への放熱効率を向上させることができる。それにより、観察対象の高画質な画像を取得する場合において、カメラヘッドの第１の筐体内の撮像素子が高温となることを抑制することができる。ゆえに、小型軽量で高品質な画像を取得することが可能である。

また、発熱部によって生じた熱を放熱フィン等の部品を用いて外部へ放熱する場合と比較して、カメラヘッドをより軽量化し、かつ、より安価に提供することが可能である。

また、以上では、第１の筐体に設けられ、一端に外部のケーブルが着脱可能に接続されるコネクタ部であるハーメチックコネクタ２０７を有するカメラヘッドについて説明したが、例えば、図３に示した第２のリジッド部６０５に接合された導電ピン２７３に外部のケーブルの信号線を直接接続してコネクタ部を有さない外部のケーブルが一体的に接続された構成とすることも可能である。

また、以上では、本開示の実施形態に係るカメラヘッドが内視鏡装置に用いられる例について説明したが、本開示に係るカメラヘッドを備える医療用カメラ装置は係る例に限定されない。例えば、本開示に係る医療用カメラ装置は、医療用顕微鏡装置であってもよい。医療用顕微鏡装置は、外科手術において、術部を拡大観察しながら手術を行うために用いられるカメラ装置である。医療用顕微鏡装置は、撮像装置と、当該撮像装置を保持し、当該撮像装置の位置及び姿勢を移動及び固定することが可能なアーム装置と、を備える。本開示に係るカメラヘッドは、例えば、このような医療用顕微鏡装置の撮像装置として適用され得る。そして、本開示に係る信号伝送部は、例えば、このような医療用顕微鏡装置のアーム装置として適用され得る。また、このような医療用顕微鏡装置において、アーム装置に２つのカメラヘッドが保持されてもよい。

以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲は係る例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、又は上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。

なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
撮像素子を収納する第１の筐体と、
前記第１の筐体に収容される発熱部と、
前記第１の筐体に設けられ、一端に外部の信号伝送部が接続される接続部と、
前記発熱部と前記接続部の他端との間に挟み込まれる伝熱部材と、
を備える、医療用カメラヘッド。
（２）
前記接続部は、前記外部の信号伝送部が着脱自在に接続されるコネクタ部である、前記（１）に記載の医療用カメラヘッド。
（３）
前記第１の筐体は、少なくとも一部が把持される、前記（１）又は（２）に記載の医療用カメラヘッド。
（４）
前記伝熱部材は、前記発熱部の発熱部材と面接触する、前記（１）〜（３）のいずれか一項に記載の医療用カメラヘッド。
（５）
前記発熱部には、入力される画像信号に信号処理を施す信号処理回路が実装される、前記（１）〜（４）のいずれか一項に記載の医療用カメラヘッド。
（６）
請求項１乃至５のいずれか１つに記載の医療用カメラヘッドと、
前記医療用カメラヘッドの前記接続部に接続される前記信号伝送部と、
を備える医療用カメラ装置。
（７）
前記信号伝送部は、前記第１の筐体に接する第２の筐体を備え、
前記第２の筐体は、導電性フィラーを含む樹脂からなる、
前記（６）に記載の医療用カメラ装置。
（８）
前記第１の筐体は、前記第２の筐体と前記接続部とに接触する金属部を備える、前記（７）に記載の医療用カメラ装置。
（９）
前記導電性フィラーは、炭素同素体を含む、前記（７）又は（８）に記載の医療用カメラ装置。
（１０）
撮像素子を収納する、少なくとも一部に金属部を有する第１の筐体と、
前記第１の筐体に収容される発熱部と、
前記発熱部と前記金属部との間に挟み込まれる伝熱部材と、
を備える、医療用カメラヘッドと、
前記第１の筐体の前記金属部に接するとともに導電性フィラーを含む樹脂からなる第２の筐体を備え、前記医療用カメラヘッドに接続される信号伝送部と、
を備える医療用カメラ装置。
（１１）
前記金属部は、前記信号伝送部が接続される接続部を含み、
前記接続部は、前記外部の信号伝送部が着脱自在に接続されるコネクタ部である、
前記（１０）に記載の医療用カメラ装置。
（１２）
前記第１の筐体は、少なくとも一部が把持される、前記（１０）又は（１１）に記載の医療用カメラ装置。
（１３）
前記伝熱部材は、前記発熱部の発熱部材と面接触する、前記（１０）〜（１２）のいずれか一項に記載の医療用カメラ装置。
（１４）
前記発熱部には、入力される画像信号に信号処理を施す信号処理回路が実装される、前記（１０）〜（１３）のいずれか一項に記載の医療用カメラ装置。
（１５）
前記導電性フィラーは、炭素同素体を含む、前記（１０）〜（１４）のいずれか一項に記載の医療用カメラ装置。

１内視鏡装置
１０挿入部
２０光源装置
３０ライトガイド
４０カメラヘッド
５０ケーブル
６０制御装置
７０表示装置
１００カプラ部
２００第１の筐体部
２０１前側筐体
２０３後側筐体
２０５スイッチ
２０７ハーメチックコネクタ
２７１外郭
２７３導電ピン
３００第２の筐体部
４００レンズユニット
５００主基板
５０１撮像素子実装部
５０３信号処理部
５０５電子部品実装部
６００コネクタ接続基板
６０１第１のリジッド部
６０３端子部
６０５第２のリジッド部
６０７フレキシブル部
７００伝熱部材
８００スイッチ接続基板

Claims

撮像素子を収納する第１の筐体と、
前記第１の筐体に収容され、前記撮像素子により生成される画像信号に信号処理を施すことによって発熱する発熱部と、
前記第１の筐体に設けられ、一端に外部の信号伝送部が接続される接続部と、
前記発熱部と前記接続部の他端との間に挟み込まれる伝熱部材と、
前記接続部に貫通して設けられ、かつ、前記発熱部により信号処理が施された前記画像信号を前記接続部に接続される前記信号伝送部に伝送する導電部材と、
を備える、医療用カメラヘッド。
前記接続部は、前記外部の信号伝送部が着脱自在に接続されるコネクタ部である、請求項１に記載の医療用カメラヘッド。
前記第１の筐体は、少なくとも一部が把持される、請求項１に記載の医療用カメラヘッド。
前記伝熱部材は、前記発熱部の発熱部材と面接触する、請求項１に記載の医療用カメラヘッド。
前記発熱部には、入力される画像信号に信号処理を施す信号処理回路が実装される、請求項１に記載の医療用カメラヘッド。
前記接続部はハーメチックコネクタであり、
前記導電部材は、前記ハーメチックコネクタに貫通して設けられる導電ピンである、
請求項１に記載の医療用カメラヘッド。
前記伝熱部材とは別に設けられ、前記発熱部と前記導電部材とを電気的に接続する接続基板を備える、
請求項１に記載の医療用カメラヘッド。
前記第１の筐体は、前記伝熱部材を気密に収容する、
請求項１に記載の医療用カメラヘッド。
請求項１乃至８のいずれか１つに記載の医療用カメラヘッドと、
前記医療用カメラヘッドの前記接続部に接続される前記信号伝送部と、
を備える医療用カメラ装置。
前記信号伝送部は、前記第１の筐体に接する第２の筐体を備え、
前記第２の筐体は、導電性フィラーを含む樹脂からなる、
請求項９に記載の医療用カメラ装置。
前記第１の筐体は、前記第２の筐体と前記接続部とに接触する金属部を備える、請求項１０に記載の医療用カメラ装置。
前記導電性フィラーは、炭素同素体を含む、請求項１０に記載の医療用カメラ装置。
撮像素子を収納する、少なくとも一部に金属部を有する第１の筐体と、
前記第１の筐体に収容され、前記撮像素子により生成される画像信号に信号処理を施すことによって発熱する発熱部と、
前記発熱部と前記金属部との間に挟み込まれる伝熱部材と、
を備える、医療用カメラヘッドと、
前記第１の筐体の前記金属部に接するとともに導電性フィラーを含む樹脂からなる第２の筐体を備え、前記医療用カメラヘッドに接続される信号伝送部と、
を備え、
前記金属部には、前記発熱部により信号処理が施された前記画像信号を前記金属部に接続される前記信号伝送部に伝送する導電部材が貫通して設けられる、
医療用カメラ装置。