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控制電路裝置以及內(nèi)窺鏡裝置的制作方法

文檔序號(hào):2690673閱讀:148來源:國(guó)知局
專利名稱:控制電路裝置以及內(nèi)窺鏡裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及控制電路裝置以及內(nèi)窺鏡裝置。
背景技術(shù)
以往,已知一種用于對(duì)觀察對(duì)象物的內(nèi)部等觀察者難以直接視覺觀察的位置進(jìn)行觀察的內(nèi)窺鏡裝置。內(nèi)窺鏡裝置具備細(xì)長(zhǎng)的插入部以及設(shè)置于插入部前端的圖像獲取部。
內(nèi)窺鏡裝置大致分為觀察人體內(nèi)部的醫(yī)療用內(nèi)窺鏡以及觀察機(jī)械內(nèi)部的工業(yè)用內(nèi)窺鏡。
工業(yè)用內(nèi)窺鏡有時(shí)使用于鍋爐、化工設(shè)備以及汽車、航空器的引擎等有可能充滿易燃易爆的環(huán)境下。例如在日本特開2007-152020號(hào)公報(bào)中公開了一種設(shè)想在可燃性氣體或者粉塵包圍的環(huán)境下使用的內(nèi)窺鏡裝置。
根據(jù)日本特開2007-152020號(hào)公報(bào)中記載的內(nèi)窺鏡裝置,控制單元、插入部以及光學(xué)適配器具有本質(zhì)安全防爆結(jié)構(gòu),因此能夠應(yīng)用于具有易燃易爆的危險(xiǎn)場(chǎng)所。
另外,在日本特開2010-154708號(hào)公報(bào)中公開了以下情況:通過對(duì)安裝有發(fā)熱量大的電子部件的基板填充樹脂,來防止可燃性氣體等與這些電子部件接觸。
在使內(nèi)窺鏡裝置小型化的情況下,有時(shí)將電性地分離的多個(gè)防護(hù)電路安裝于一個(gè)基板上。然而,當(dāng)使用專利文獻(xiàn)1、2中記載的技術(shù)來要將多個(gè)防護(hù)電路構(gòu)成于一個(gè)基板上時(shí),在一個(gè)防護(hù)電路發(fā)生故障的情況下,該防護(hù)電路產(chǎn)生的熱量有可能傳遞到其它防護(hù)電路,因此需要將多個(gè)防護(hù)電路充分地間隔距離,從而難以實(shí)現(xiàn)基板的小型化。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情形而完成的,其目的在于提供一種能夠適合使用于易燃易爆環(huán)境下的小型的控制電路裝置以及內(nèi)窺鏡裝置。
為了解決上述問題,本發(fā)明提出了以下方法。
本發(fā)明的第一方式的控制電路裝置具備:基板;多個(gè)防護(hù)電路,其安裝在上述基板上;耐熱樹脂,其覆蓋上述多個(gè)防護(hù)電路中的每個(gè)防護(hù)電路的至少一部分;以及填充材料,其同時(shí)覆蓋上述基板、上述多個(gè)防護(hù)電路以及上述耐熱樹脂,其中,在上述基板上設(shè)置有第一分區(qū)和第二分區(qū),在該第一分區(qū)中配置有上述多個(gè)防護(hù)電路中的第一防護(hù)電路,該第二分區(qū)與上述第一分區(qū)鄰接,配置有上述多個(gè)防護(hù)電路中的與上述第一防護(hù)電路不同的第二防護(hù)電路,上述第一防護(hù)電路至少具有第一部件和第二部件,該第一部件的表面面積相對(duì)小而發(fā)生故障時(shí)的設(shè)想最大發(fā)熱量相對(duì)大,該第二部件的表面面積相對(duì)大而發(fā)生故障時(shí)的設(shè)想最大發(fā)熱量相對(duì)小,上述第一部件配置于比上述第二部件遠(yuǎn)離上述第二分區(qū)的位置處,使得在上述第一防護(hù)電路發(fā)生故障時(shí),從上述第二分區(qū)的外緣分別至如下點(diǎn)的距離彼此大致相等:由于上述第一部件的發(fā)熱引起上述基板的溫度超出上述基板的額定溫度中的上限溫度的區(qū)域的外緣中最靠近上述第二分區(qū)的位置處的點(diǎn);由于上述第二部件的發(fā)熱引起上述基板的溫度超出上述基板的額定溫度中的上限溫度的區(qū)域的外緣中最靠近上述第二分區(qū)的位置處的點(diǎn)。
另外,本發(fā)明的第二方式為,根據(jù)第一方式所涉及的控制電路裝置,上述第二防護(hù)電路具有第一部件和第二部件,該第一部件的表面面積相對(duì)小而發(fā)生故障時(shí)的設(shè)想最大發(fā)熱量相對(duì)大,該第二部件的表面面積相對(duì)大而發(fā)生故障時(shí)的設(shè)想最大發(fā)熱量相對(duì)小,上述第二防護(hù)電路的第一部件配置于比上述第二防護(hù)電路的第二部件遠(yuǎn)離上述第一分區(qū)的位置處,使得在上述第二防護(hù)電路發(fā)生故障時(shí),從上述第一分區(qū)的外緣分別至如下點(diǎn)的距離彼此大致相等:由于上述第二防護(hù)電路的第一部件的發(fā)熱引起上述基板的溫度超出上述基板的額定溫度中的上限溫度的區(qū)域的外緣中最靠近上述第一分區(qū)的位置處的點(diǎn);由于上述第二防護(hù)電路的第二部件的發(fā)熱引起上述基板的溫度超出上述基板的額定溫度中的上限溫度的區(qū)域的外緣中最靠近上述第一分區(qū)的位置處的點(diǎn)。
此外,本發(fā)明的第三方式為,根據(jù)第一方式的控制電路裝置,第二防護(hù)電路的第一部件可以是具有與第一防護(hù)電路的第一部件相同規(guī)格的部件,但也可以不是第一防護(hù)電路的第一部件那樣的部件。
另外,本發(fā)明的第四方式為,根據(jù)第一方式的控制電路裝置,第二防護(hù)電路的第二部件可以是具有與第一防護(hù)電路的第二部件相同規(guī)格的部件,但也可以不是第一防護(hù)電路的第二部件那樣的部件。
另外,本發(fā)明的第五方式為,根據(jù)第一方式的控制電路裝置,還具備填充框,該填充框設(shè)置于上述基板的厚度方向兩面中的安裝有上述第一防護(hù)電路的面上,填充有上述耐熱樹脂,上述填充框在上述第一防護(hù)電路中至少包圍上述第一部件。
另外,本發(fā)明的第六方式為,還可以采用以下結(jié)構(gòu)。根據(jù)第二方式的控制電路裝置,還具備第一填充框和第二填充框,該第一填充框設(shè)置于上述基板的厚度方向兩面中的安裝有上述第一防護(hù)電路的面上,填充有上述耐熱樹脂,該第二填充框設(shè)置于上述基板的厚度方向兩面中的安裝有上述第二防護(hù)電路的面上,填充有上述耐熱樹脂,上述第一填充框至少包圍上述第一防護(hù)電路的第一部件,上述第二填充框至少包圍上述第二防護(hù)電路的第一部件。
本發(fā)明的第七方式所涉及的內(nèi)窺鏡裝置具備:根據(jù)第一至第四方式的控制電路裝置;主體部,其內(nèi)部具有上述控制電路裝置;長(zhǎng)的插入部,其一端安裝于上述主體部;攝像部,其設(shè)置于上述插入部的另一端,對(duì)觀察對(duì)象物進(jìn)行拍攝;照明部,其設(shè)置于上述插入部的另一端,對(duì)觀察對(duì)象物照射照明光;以及控制部,其設(shè)置于上述主體部,控制上述攝像部和上述照明部,其中,上述控制部具有攝像控制部和照明控制部,該攝像控制部從上述多個(gè)防護(hù)電路中的一個(gè)防護(hù)電路接收電力供給而使上述攝像部動(dòng)作,該照明控制部從上述多個(gè)防護(hù)電路中的其它防護(hù)電路接收電力供給而使上述照明部動(dòng)作。
本發(fā)明的第八方式為,根據(jù)第七方式的內(nèi)窺鏡裝置,上述一個(gè)防護(hù)電路可以是上述第一防護(hù)電路和上述第二防護(hù)電路中的一個(gè),上述其它一個(gè)防護(hù)電路也可以是上述第一防護(hù)電路和上述第二防護(hù)電路中的另一個(gè)。
另外,本發(fā)明的第九方式為,根據(jù)第七方式的內(nèi)窺鏡裝置,上述耐熱樹脂被配置于上述基板上的互不相同的兩處以上的位置。
根據(jù)本發(fā)明的控制電路裝置以及內(nèi)窺鏡裝置,能夠合適使用于易燃易爆環(huán)境下且能夠小型化。


圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡裝置的立體圖。
圖2是表示該內(nèi)窺鏡裝置的插入部的主視圖。
圖3是圖2的A-A線的剖視圖。
圖4是該內(nèi)窺鏡裝置的框圖。
圖5是表示設(shè)置于該內(nèi)窺鏡裝置的控制電路裝置的示意性的截面圖。
圖6是表示該控制電路裝置的示意性的截面圖。
圖7是表示該控制電路裝置的示意性的俯視圖。
圖8是表示該實(shí)施方式的變形例的控制電路裝置的示意性的截面圖。
圖9是表示該實(shí)施方式的其它變形例的控制電路裝置的示意性的截面圖。
圖10是表示該實(shí)施方式的其它的變形例的控制電路裝置的示意性的截面圖。
圖11是表示相對(duì)于該實(shí)施方式的設(shè)計(jì)變更的例子的示意圖。
圖12是表示相對(duì)于該實(shí)施方式的其它設(shè)計(jì)變更的例子的示意圖。
具體實(shí)施方式
說明具備本發(fā)明的第一實(shí)施方式的控制電路裝置的內(nèi)窺鏡裝置。圖1是表示本實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡裝置的立體圖。圖2是表示本實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡裝置的插入部的主視圖。圖3是圖2的A-A線的剖視圖。圖4是本實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡裝置的框圖。
圖1示出的內(nèi)窺鏡裝置I是用于對(duì)觀察對(duì)象物的內(nèi)部等觀察者難以直接視覺觀察的位置進(jìn)行觀察的裝置。如圖1所示,內(nèi)窺鏡裝置I具備細(xì)長(zhǎng)的插入部2和主體部40,該細(xì)長(zhǎng)的插入部2從前端2a插入到觀察對(duì)象物的內(nèi)部,在該主體部40中固定了插入部2的基端2b。
插入部2包括可撓部3以及光學(xué)適配器6,該可撓部3為具有撓性的筒狀,該光學(xué)適配器6為在前端2a中相對(duì)于可撓部3可拆卸。在插入部2的內(nèi)部設(shè)置有照明部7和圖像獲取部15,該照明部7對(duì)觀察對(duì)象物照射照明光,該圖像獲取部15獲取被照明光照射的觀察對(duì)象物的圖像。在本實(shí)施方式中,照明部7和圖像獲取部15配置于光學(xué)適配器6、可撓部3以及主體部40的內(nèi)部。
如圖1和圖3所示,在可撓部3的前端設(shè)置有彎曲部4和前端硬質(zhì)部件5,該彎曲部4在使可撓部3彎曲動(dòng)作,該前端硬質(zhì)部件5在彎曲部4的前端側(cè)支承照明部7和圖像獲取部15。前端硬質(zhì)部件5例如由金屬、樹脂等形成,是在插入部2的中心軸方向上具有中心軸的大致圓柱形狀的外形形狀。在前端硬質(zhì)部件5中形成有貫通照明部7的貫通孔以及貫通圖像獲取部15的貫通孔。
如圖2和圖3所示,光學(xué)適配器6是保護(hù)可撓部3的前端面或者變更照明部7的配光、圖像獲取部15的視角等的適配器。在本實(shí)施方式中,作為光學(xué)適配器6的例子,采用了攝像視場(chǎng)朝向插入部2的中心軸線方向上的直視型的適配器。作為光學(xué)適配器6,可以采用攝像視場(chǎng)朝向與插入部2的中心軸線交叉的方向的、所謂的側(cè)視型的適配器。
如圖3和圖4所示,照明部7具備:發(fā)光單元8,其設(shè)置于光學(xué)適配器6內(nèi);布線11,其用于對(duì)發(fā)光單元8提供驅(qū)動(dòng)電力而配置于可撓部3內(nèi);以及照明控制部13,其設(shè)置于主體部40內(nèi)。
發(fā)光單元8例如具有由發(fā)光二極管(LED)、激光二極管(LD)等構(gòu)成的光源9以及與光源9進(jìn)行電連接的接點(diǎn)部10。
布線11的前端配置于可撓部3的前端,基端配置于主體部40內(nèi)。在布線11的前端固定有設(shè)置成向可撓部3的前端面露出的連接端子11a。在接點(diǎn)部10中設(shè)置有在插入部2的中心軸線方向上突出和退回的具有彈性的接點(diǎn)部件。當(dāng)將光學(xué)適配器6安裝于插入部2時(shí),發(fā)光單元8和布線11通過接點(diǎn)部10、連接端子Ila導(dǎo)通。
如圖3和圖4所示,圖像獲取部15具備:光學(xué)適配器對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)16,其被設(shè)置成向光學(xué)適配器6的前端面露出;攝像單元17,其被配置于插入部2的前端的內(nèi)部;布線26,其前端與攝像單元17相連接,基端配置于主體部40內(nèi);以及攝像控制部30,其與布線26的基端相連接,設(shè)置于主體部40內(nèi)。
如圖2和圖3所示,光學(xué)適配器對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)16是具有透光性的板狀部件,是為了轉(zhuǎn)換觀察圖像的視場(chǎng)方向、視角、觀察深度而設(shè)置的。
如圖3所示,攝像單元17具有對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)18和攝像電路部19。
對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)18是將透過了光學(xué)適配器對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)16的外光引導(dǎo)到攝像電路部19的光學(xué)系統(tǒng),是為了在攝像電路部19中獲取觀察對(duì)象物的圖像而設(shè)置的。
攝像電路部19具有支承體20、電路基板21、攝像元件22以及圖像傳輸部23。
支承體20例如是以樹脂、金屬等形成為規(guī)定的形狀,來支承電路基板21以及安裝于電路基板21的各電子部件。
電路基板21是形成有規(guī)定的布線圖案的基板,在本實(shí)施方式中是撓性印刷電路基板。電路基板21固定于支承體20的外表面。
攝像元件22是安裝于電路基板21的電子部件,配置于對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)18的光軸上。作為攝像元件22例如可以采用CO)圖像傳感器(Charge Coupled Device ImageSensor)、CMOS 圖像傳感器(Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor)坐寸o
圖像傳輸部23安裝于電路基板21上。圖像傳輸部23具有振蕩器24和串化器電路25,該振蕩器24生成規(guī)定頻率的時(shí)鐘信號(hào),該串化器電路25基于由振蕩器24產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)將由攝像元件22獲取到的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)。
由串化器電路25轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)通過布線26被傳輸?shù)胶笫龅臄z像控制部30。
布線26具有電力線27和信號(hào)線28,該電力線27用于從攝像控制部30向攝像電路部19提供驅(qū)動(dòng)電力,該信號(hào)線28用于從攝像電路部19向攝像控制部30輸出信號(hào)。對(duì)電力線27提供與照明控制部13不同系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電力。根據(jù)圖像傳輸部23的傳輸方式來設(shè)定信號(hào)線28的數(shù)量和配置。
如圖1和圖4所示,主體部40具備:把持部41,其由使用內(nèi)窺鏡裝置I的觀察者把持;顯示部42,其用于顯示由圖像獲取部15獲取到的圖像;以及操作輸入部43,其用于由觀察者進(jìn)行使照明部7、圖像獲取部15進(jìn)行動(dòng)作的操作。另外,在主體部40的內(nèi)部設(shè)置有具備照明控制部13、攝像控制部30以及主控制部44的控制電路裝置46。并且,在主體部40中設(shè)置有電池45,該電池45儲(chǔ)存作為內(nèi)窺鏡裝置I的動(dòng)力源的電力。
說明控制電路裝置46的結(jié)構(gòu)。圖5是表示設(shè)置于內(nèi)窺鏡裝置I的控制電路裝置46的示意性的截面圖。圖6是表示控制電路裝置46的示意性的截面圖。圖5示出由后述的第一部件13-1、30-1產(chǎn)生的熱量的分布,圖6示出由后述的第二部件13-2、30-2產(chǎn)生的熱量的分布。圖7是表示控制電路裝置46的示意性的俯視圖。
如圖5和圖7所示,控制電路裝置46具備基板47、多個(gè)防護(hù)電路(照明控制部13、攝像控制部30)、耐熱樹脂49以及填充材料50??刂齐娐费b置46被收納于將圖1示出的主體部40載置于地面等情況下的成為下端的載置部40a的內(nèi)部。
基板47例如是玻璃環(huán)氧基板、金屬基板等板狀部件,具有用于連接安裝在基板47上的各種電子部件的規(guī)定的布線結(jié)構(gòu)。另外,基板47優(yōu)選為具有用于使從安裝于基板47的電子部件產(chǎn)生的熱量擴(kuò)散的散熱路徑。能夠使用布線圖案、金屬基板上的金屬基層作為這種散熱路徑。采用耐熱性的基板作為基板47。本實(shí)施方式的基板47的耐熱溫度為270°C。
在基板47上安裝有照明控制部13和攝像控制部30。另外,設(shè)置了照明控制部13的基板47上的分區(qū)(第一分區(qū)47A)以及設(shè)置了攝像控制部30的基板47上的分區(qū)(第二分區(qū)47B)被設(shè)置成僅分離規(guī)定的間隔距離。在本實(shí)施方式中,在基板47上設(shè)置有包圍了包括第一分區(qū)47A和第二分區(qū)47B的區(qū)域的填充框48。
照明控制部13是設(shè)置于本實(shí)施方式的控制電路裝置46的多個(gè)防護(hù)電路中的第一防護(hù)電路。照明控制部13是接收從電池45提供的電力來進(jìn)行動(dòng)作的電子電路,具備電力限制部14,該電力限制部14在發(fā)光單元8處于正常狀態(tài)或者發(fā)生故障的狀態(tài)下,將提供給發(fā)光單元8的驅(qū)動(dòng)電力限制為規(guī)定值以下。照明控制部13與主控制部44相連接,按照由主控制部44產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來進(jìn)行動(dòng)作。在本實(shí)施方式中,通過電力限制部14來限制提供給發(fā)光單元8的驅(qū)動(dòng)電力,使得照明部7單體滿足本質(zhì)安全防爆結(jié)構(gòu)(Exia)。
照明控制部13是具有多個(gè)電子部件的電子電路,有時(shí)根據(jù)這些電子部件的規(guī)格不同而各電子部件的表面面積不同。設(shè)置于照明控制部13的電子部件的表面面積與照明控制部13發(fā)生故障時(shí)的各電子部件的發(fā)熱量具有負(fù)相關(guān)性。即,存在電子部件的表面面積越小則發(fā)生故障時(shí)的發(fā)熱量越大的趨勢(shì)。
這樣,照明控制部13至少具有表面面積相對(duì)小而發(fā)生故障時(shí)的設(shè)想最大發(fā)熱量相對(duì)大的電子部件(第一部件13-1)以及表面面積相對(duì)大而發(fā)生故障時(shí)的設(shè)想最大發(fā)熱量相對(duì)小的電子部件(第二部件13-2)。
如圖5至圖7所示,在照明控制部13發(fā)生故障時(shí)由第一部件13-1的發(fā)熱引起而基板47的溫度超出基板47的額定溫度中的上限溫度的區(qū)域(以下稱為“第一過熱區(qū)域47A1”)是以第一部件13-1為中心從基板47的厚度方向觀察時(shí)呈大致圓形的區(qū)域。比第一過熱區(qū)域47A1的外緣還靠外側(cè)的基板47的溫度為基板47的上述上限溫度以下,即是上述額定溫度內(nèi)的溫度。
另外,在照明控制部13發(fā)生故障時(shí),由第二部件13-2的發(fā)熱引起而基板47的溫度超出基板47的額定溫度中的上限溫度的區(qū)域(以下稱為“第二過熱區(qū)域47A2”)是以第二部件13-2為中心從基板47的厚度方向觀察時(shí)呈大致圓形的區(qū)域。比第二過熱區(qū)域47A2的外緣還靠外側(cè)的基板47的溫度為基板47的上述上限溫度以下,即是上述額定溫度內(nèi)的溫度。
從第二分區(qū)47B的外緣測(cè)量至第一過熱區(qū)域47A1的外緣中的最靠近第二分區(qū)47B的位置處的點(diǎn)PAl與至第二過熱區(qū)域47A2的外緣中的最靠近第二分區(qū)47B的位置處的點(diǎn)PA2的距離彼此大致相等。在本實(shí)施方式中,點(diǎn)PAl與點(diǎn)PA2的位置一致。另外,在本實(shí)施方式中,該兩個(gè)點(diǎn)PAl和PA2均位于第一分區(qū)47A與第二分區(qū)47B的間隙。
在本實(shí)施方式中,關(guān)注照明控制部13的兩個(gè)電子部件(第一部件13-1、第二部件13-2)來說明兩個(gè)電子部件的配置,但是關(guān)于構(gòu)成照明控制部13的其它電子部件也同樣地,優(yōu)選為根據(jù)由于發(fā)熱引起基板47的溫度超出基板47的額定溫度的上限的區(qū)域的外緣的位置來決定在基板47上的配置。
如圖4所示,攝像控制部30是設(shè)置于本實(shí)施方式的控制電路裝置46的多個(gè)防護(hù)電路中的與上述第一防護(hù)電路不同的第二防護(hù)電路。攝像控制部30是接收從電池45提供的電力來進(jìn)行動(dòng)作的電子電路,具備:解串器電路31,其通過布線26根據(jù)從串化器電路25傳輸?shù)拇袛?shù)據(jù)來重構(gòu)圖像數(shù)據(jù);圖像處理電路32,其將重構(gòu)得到的圖像數(shù)據(jù)顯示于后述的顯示部42 ;以及電力限制部33,其在安裝在電路基板21的電子部件處于正常狀態(tài)或者發(fā)生故障的狀態(tài)下,將提供給攝像電路部19的驅(qū)動(dòng)電力限制為規(guī)定值以下。
攝像控制部30與主控制部44相連接,按照從主控制部44產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來進(jìn)行動(dòng)作。在本實(shí)施方式中,通過電力限制部33來限制提供給攝像電路部19的驅(qū)動(dòng)電力,使得圖像獲取部15單體滿足本質(zhì)安全防爆結(jié)構(gòu)(Exia)。
攝像控制部30是具有多個(gè)電子部件的電子電路,有時(shí)根據(jù)這些電子部件的規(guī)格不同而各電子部件的表面面積不同。設(shè)置于攝像控制部30的電子部件的表面面積與攝像控制部30發(fā)生故障時(shí)的各電子部件的發(fā)熱量具有負(fù)相關(guān)性。即,存在電子部件的表面面積越小則發(fā)生故障時(shí)的發(fā)熱量越大的趨勢(shì)。
這樣,攝像控制部30至少具有表面面積相對(duì)小而發(fā)生故障時(shí)的設(shè)想最大發(fā)熱量相對(duì)大的電子部件(第一部件B30-1)以及表面面積相對(duì)大而發(fā)生故障時(shí)的設(shè)想最大發(fā)熱量相對(duì)小的電子部件(第二部件30-2)。
在攝像控制部30發(fā)生故障時(shí),由于第一部件B30-1的發(fā)熱引起基板47的溫度超出基板47的額定溫度中的上限溫度的區(qū)域(以下稱為“第一過熱區(qū)域47B1”)是以第二部件為中心從基板47的厚度方向觀察時(shí)呈大致圓形的區(qū)域。
比第一過熱區(qū)域47B1的外緣還靠外側(cè)的基板47的溫度為基板47的額定溫度中的上限溫度以下,即是上述額定溫度內(nèi)的溫度。
另外,在攝像控制部30發(fā)生故障時(shí),由于第二部件30-2的發(fā)熱引起基板47的溫度超出基板47的額定溫度中的上限溫度的區(qū)域(以下稱為“第二過熱區(qū)域47B2”)是以第二部件30-2為中心從基板47的厚度方向觀察時(shí)呈大致圓形的區(qū)域。比第二過熱區(qū)域47B2的外緣還靠外側(cè)的基板47的溫度為基板47的額定溫度中的上限溫度以下,即是上述額定溫度內(nèi)的溫度。
從第一分區(qū)47A的外緣測(cè)量至第一過熱區(qū)域47B1的外緣中的最靠近第一分區(qū)47A的位置處的點(diǎn)PBl與至第二過熱區(qū)域47B2的外緣中的最靠近第一分區(qū)47A的位置處的點(diǎn)PB2的距離彼此大致相等。在本實(shí)施方式中,點(diǎn)PBl與點(diǎn)PB2的位置一致。另外,在本實(shí)施方式中,該兩個(gè)點(diǎn)PBl和PB2均位于第一分區(qū)47A與第二分區(qū)47B的間隙。
在本實(shí)施方式中,關(guān)注攝像控制部30的兩個(gè)電子部件(第一部件B30-1、第二部件30-2)來說明兩個(gè)電子部件的配置,但是關(guān)于構(gòu)成攝像控制部30的其它電子部件也同樣地,優(yōu)選為根據(jù)由于發(fā)熱引起基板47的溫度超出基板47的額定溫度中的上限溫度的區(qū)域的外緣的位置來決定在基板47上的配置。
另外,在基板47上設(shè)置有與照明控制部13和攝像控制部30不同的其它防護(hù)電路的情況下,優(yōu)選為根據(jù)與該其它防護(hù)電路之間的距離以及該其它防護(hù)電路發(fā)生故障時(shí)產(chǎn)生的熱量的大小,來決定基板47上的各防護(hù)電路的配置和各防護(hù)電路內(nèi)的部件配置。
主控制部44具備用于根據(jù)基于操作輸入部43的輸入信號(hào)而控制照明控制部13和攝像控制部30的各種電子電路。
如圖5所示,耐熱樹脂49由填充到填充框48內(nèi)部而覆蓋照明控制部13和攝像控制部30的樹脂材料構(gòu)成。耐熱樹脂49的耐熱性高于基板47的耐熱性。作為耐熱樹脂49的材料,例如可舉出氧化鋁等無機(jī)粘接劑。另外,在本實(shí)施方式的情況下,耐熱樹脂49的尺寸被設(shè)定為,在照明控制部13和攝像控制部30中任一者或者兩者發(fā)生故障的情況下,耐熱樹脂49的外表面中的與填充材料50接觸的界面的溫度為填充材料50的額定的上限溫度以下。在基板47上安裝照明控制部13和攝像控制部30以外的其它防護(hù)電路的情況下,優(yōu)選為還考慮來自該其它防護(hù)電路的發(fā)熱來設(shè)定耐熱樹脂49的尺寸。
填充材料50的耐熱性與基板47的耐熱性大致相同,同時(shí)覆蓋基板47、照明控制部13和攝像控制部30以及耐熱樹脂49。在本實(shí)施方式中,填充材料50的耐熱溫度為200°C。優(yōu)選為填充材料50的柔軟性高于耐熱樹脂49,并且填充材料50是透氣性低的材質(zhì),防止可燃性的氣體透過填充材料50到達(dá)耐熱樹脂49、基板47上的電子部件。
說明具有上述說明的結(jié)構(gòu)的內(nèi)窺鏡裝置I的作用。
在內(nèi)窺鏡裝置I中,設(shè)置于控制電路裝置46的各防護(hù)電路(照明控制部13、攝像控制部30以及其它防護(hù)電路)有時(shí)額定驅(qū)動(dòng)電壓等規(guī)格互不相同。另外,為了與本質(zhì)安全防爆的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的目的,在基板47上構(gòu)成的多個(gè)防護(hù)電路電性的分離。從電池45提供給各防護(hù)電路的電力的大小分別在電力限制部14、33中受到限制。
另外,在照明控制部13、攝像控制部30以及其它防護(hù)電路發(fā)生故障時(shí),有時(shí)從電池45對(duì)構(gòu)成防護(hù)電路的電子部件提供過剩的電力。在該情況下,提供了過剩電力的電子部件處于過熱狀態(tài)。根據(jù)故障內(nèi)容不同而對(duì)防護(hù)電路內(nèi)的哪一個(gè)電子部件提供了過剩電力也不同,因此難以在故障前確定處于過熱狀態(tài)的電子部件。
如圖7所示,在本實(shí)施方式的控制電路裝置46中,在照明控制部13和攝像控制部30中,第一過熱區(qū)域47A1、47B1和第二過熱區(qū)域47A2、47B2的外緣均位于第一分區(qū)47A與第二分區(qū)47B之間。因而,由照明控制部13的故障引起的熱量不會(huì)影響攝像控制部30,由攝像控制部30的故障引起的熱量不會(huì)影響照明控制部13。
另外,從第二分區(qū)47B的外緣至第一過熱區(qū)域47A1的外緣與至第二過熱區(qū)域47A2的外緣的距離相等,從第一分區(qū)47A的外緣至第一過熱區(qū)域47B1的外緣與至第二過熱區(qū)域47B2的外緣的距離相等。由此,在第一過熱區(qū)域47A1的外緣和第二過熱區(qū)域47A2的外緣與第一過熱區(qū)域47B1的外緣和第二過熱區(qū)域47B2的外緣不重疊的狀態(tài)下,使第一過熱區(qū)域47A1的外緣和第二過熱區(qū)域47A2的外緣與第一過熱區(qū)域47B1的外緣和第二過熱區(qū)域47B2的外緣保持規(guī)定的間隔距離并且最接近的電路配置,是使在基板47上的安裝面積最小的電路配置。根據(jù)防爆標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的間隔距離來設(shè)定上述規(guī)定的間隔距離。
如上所述,根據(jù)本實(shí)施方式的控制電路裝置46和內(nèi)窺鏡裝置I,通過關(guān)注各過熱區(qū)域(第一過熱區(qū)域47A1、47B1和第二過熱區(qū)域47A2、47B2)的外緣的位置而設(shè)置的電路配置,能夠使安裝有多個(gè)防護(hù)電路的基板47小型化。另外,在多個(gè)防護(hù)電路中一個(gè)防護(hù)電路發(fā)生故障的情況下,來自該防護(hù)電路的熱量不會(huì)影響其它防護(hù)電路,因此能夠適合在易燃易爆環(huán)境下使用。
另外,基板47和各防護(hù)電路(照明控制部13、攝像控制部30)被耐熱樹脂49覆蓋,因此由于來自照明控制部13、攝像控制部30的發(fā)熱而引起耐熱樹脂49破裂的可能性小,從而可燃性氣體與照明控制部13、攝像控制部30接觸的可能性低。
并且,基板47、照明控制部13、攝像控制部30以及耐熱樹脂49通過填充材料50形成氣密狀態(tài),因此即使在由于耐熱樹脂49內(nèi)的氣泡的熱膨脹而引起耐熱樹脂49產(chǎn)生龜裂等的情況下,也能夠維持填充材料50的氣密,從而將可燃性氣體與照明控制部13、攝像控制部30接觸的可能性抑制為較低。
(變形例I)
接著,說明本實(shí)施方式的變形例。圖8是表示本變形例的控制電路裝置的示意性的截面圖。
如圖8所示,在本變形例中,填充框48的形狀與上述第一實(shí)施方式的控制電路裝置46的填充框48不同。
本變形例的填充框48的在基板47的厚度方向上測(cè)量得到的高度尺寸與構(gòu)成各防護(hù)電路(照明控制部13、攝像控制部30)的電子部件的高度尺寸相對(duì)應(yīng)。即,填充框48的上述高度尺寸與構(gòu)成各防護(hù)電路的電子部件中的安裝時(shí)的高度尺寸最大的電子部件(在圖8中用附圖標(biāo)記13-2a、30-2b表示)的高度尺寸相等。因此,安裝時(shí)的高度尺寸最大的電子部件的上端沒有被耐熱樹脂49覆蓋,而與填充材料50接觸。
與上述第一實(shí)施方式相比,通過設(shè)為這種結(jié)構(gòu),能夠減少耐熱樹脂49的填充量,能夠使控制電路裝置46小型輕量。
存在安裝時(shí)高度尺寸高的電子部件的表面面積也大于其它電子部件的趨勢(shì),其也是安裝于基板47的電子部件中的發(fā)熱量較小的部件。因此,不會(huì)由于發(fā)熱引起填充材料50產(chǎn)生龜裂,能夠通過填充材料50來充分地設(shè)為氣密狀態(tài)。
在本變形例中,示出了安裝時(shí)的高度尺寸最大的電子部件的上端與填充材料50接觸的例子,但是可以將耐熱樹脂49的厚度尺寸(在基板47的厚度方向上測(cè)量得到的尺寸)縮小為,位于該電子部件上端側(cè)的側(cè)面的一部分與填充材料50接觸的程度。
(變形例2)
接著,說明本實(shí)施方式其它的變形例。圖9是表示本變形例的控制電路裝置的示意性的截面圖。
在本變形例中,填充框48的形狀與上述第一實(shí)施方式的控制電路裝置46的填充框48不同。
如圖9所示,在本變形例中,填充框48被分別設(shè)置于照明控制電路13和攝像控制電路30。另外,將即使以發(fā)生故障時(shí)設(shè)想的最大發(fā)熱量(設(shè)想最大發(fā)熱量)進(jìn)行發(fā)熱也不會(huì)超出填充材料50和基板47的耐熱溫度的電子部件配置于各填充框48的外側(cè)。
與上述第一實(shí)施方式相比,在本變形例中,被耐熱樹脂49覆蓋的部件數(shù)量少,因此為了覆蓋電子部件所需的耐熱樹脂49較少即可。沒有被耐熱樹脂49覆蓋的電子部件與填充材料50接觸,來取代與耐熱樹脂49接觸。
由此,能夠使控制電路裝置46比上述第一實(shí)施方式更輕量。
(變形例3)
接著,說明本實(shí)施方式的其它變形例。圖10是表示本變形例的控制電路裝置的示意性的截面圖。
在本變形例中,與上述變形例2同樣地,多個(gè)填充框48被設(shè)置于基板47上,各填充框48包圍發(fā)熱量相對(duì)大的電子部件(例如第一實(shí)施方式中說明的第一部件13-1、30_1)。另外,在各填充框48中填充了耐熱樹脂49。
另外,在本變形例中,如圖9所示,以調(diào)整內(nèi)窺鏡裝置I的主體部40的重量平衡為目的,使基板47上的電路配置優(yōu)化。本變形例中的電路配置的優(yōu)化是,將各填充框48的容積設(shè)為與上述變形例2同樣地覆蓋發(fā)熱量大的電子部件的最低限度的容積,將填充到各填充框48內(nèi)的耐熱樹脂49利用于調(diào)整主體部40的重心位置的平衡重。
例如,在第一防護(hù)電路(例如照明控制部13)和第二防護(hù)電路(例如攝像控制部30)中,在發(fā)熱量相對(duì)大的部件數(shù)量互不相同的情況下,與發(fā)熱量相對(duì)大的部件少的防護(hù)電路相比,發(fā)熱量相對(duì)大的部件多的防護(hù)電路(圖10中為照明控制部13)需要使用更多的耐熱樹脂49來覆蓋,因而變重。在本變形例中,在設(shè)計(jì)內(nèi)窺鏡裝置I時(shí),除了通過控制電路裝置46以外的構(gòu)成要素的配置來調(diào)整重心位置以外,還對(duì)控制電路裝置46的主體部40內(nèi)的位置以及基板47上的耐熱樹脂49的位置進(jìn)行調(diào)整,由此能夠?qū)?nèi)窺鏡裝置I的重心調(diào)整為期望的位置。
例如,在構(gòu)成為使用耐熱樹脂49覆蓋所有各防護(hù)電路的情況下,有時(shí)主體部40的總重量中的、耐熱樹脂的重量所占的比例為309^40%左右。另外,在構(gòu)成為使用耐熱樹脂49來覆蓋各防護(hù)電路的一部分的情況下,有時(shí)主體部40的總重量中的、耐熱樹脂49所占的比例為209^30%左右。如果以這種比例包含耐熱樹脂49,則僅變更耐熱樹脂49的配置,就能夠進(jìn)行可使傳遞給使用內(nèi)窺鏡裝置I的操作者的操作感大小改變的平衡調(diào)整。
另外,能夠相互獨(dú)立地設(shè)定第一防護(hù)電路(例如照明控制部13)中的耐熱樹脂49的位置以及第二防護(hù)電路(例如攝像控制部30)中的耐熱樹脂49的位置。
當(dāng)設(shè)為這種結(jié)構(gòu)時(shí),易于獲得內(nèi)窺鏡裝置I的重量平衡。另外,能夠調(diào)整耐熱樹脂49的位置來設(shè)定內(nèi)窺鏡裝置I的重量平衡,因此在由于內(nèi)窺鏡裝置I的重量平衡從最佳平衡偏離而導(dǎo)致主體部40內(nèi)的裝置結(jié)構(gòu)受到限制的情況下,可以緩解該限制。
以上,參照附圖詳細(xì)說明了本發(fā)明的實(shí)施方式,但是具體的結(jié)構(gòu)并不是限定于該實(shí)施方式,還包括不脫離本發(fā)明的宗旨范圍內(nèi)的設(shè)計(jì)變更等。
例如,即使在相對(duì)于圖7示出的第二過熱區(qū)域47A2的位置的第一過熱區(qū)域47A1的位置從點(diǎn)PAl與點(diǎn)PA2的位置彼此一致的位置關(guān)系稍微偏離的情況下,也可以認(rèn)為從第二分區(qū)47B的外緣至點(diǎn)PAl的距離以及從第二分區(qū)47B的外緣至點(diǎn)PA2的距離彼此大致相等。例如圖11所示,作為這種情況的例子,可舉出在從基板47的厚度方向觀察時(shí)第二部件13-2整體進(jìn)入到第一過熱區(qū)域47A1內(nèi)這一情況。
另外,例如圖12所示,在能夠設(shè)想第二部件過熱時(shí)的發(fā)熱中心H(在第二部件內(nèi)過熱時(shí)溫度最高的點(diǎn)、例如第二部件的封裝內(nèi)的氧化鋁基板、電阻等位置)的情況下,第二過熱區(qū)域47A2成為以發(fā)熱中心H為中心的圓形的外緣。在該情況下,在該發(fā)熱中心H位于第一過熱區(qū)域47A1內(nèi)時(shí),可以認(rèn)為從第二分區(qū)47B的外緣至點(diǎn)PAl的距離與從第二分區(qū)47B的外緣至點(diǎn)PA2的距離彼此大致相等。
另外,能夠?qū)?gòu)成上述實(shí)施方式和各變形例中示出的結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行適當(dāng)?shù)亟M合。
權(quán)利要求
1.一種控制電路裝置,具備: 基板; 多個(gè)防護(hù)電路,其安裝在上述基板上; 耐熱樹脂,其覆蓋上述多個(gè)防護(hù)電路中的每個(gè)防護(hù)電路的至少一部分;以及 填充材料,其同時(shí)覆蓋上述基板、上述多個(gè)防護(hù)電路以及上述耐熱樹脂, 其中,在上述基板上設(shè)置有第一分區(qū)和第二分區(qū),在該第一分區(qū)中配置有上述多個(gè)防護(hù)電路中的第一防護(hù)電路,該第二分區(qū)與上述第一分區(qū)鄰接,配置有上述多個(gè)防護(hù)電路中的與上述第一防護(hù)電路不同的第二防護(hù)電路, 上述第一防護(hù)電路至少具有第一部件和第二部件,該第一部件的表面面積相對(duì)小而發(fā)生故障時(shí)的設(shè)想最大發(fā)熱量相對(duì)大,該第二部件的表面面積相對(duì)大而發(fā)生故障時(shí)的設(shè)想最大發(fā)熱量相對(duì)小, 上述第一部件配置于 比上述第二部件遠(yuǎn)離上述第二分區(qū)的位置處,使得在上述第一防護(hù)電路發(fā)生故障時(shí),從上述第二分區(qū)的外緣分別至如下點(diǎn)的距離彼此大致相等:由于上述第一部件的發(fā)熱引起上述基板的溫度超出上述基板的額定溫度中的上限溫度的區(qū)域的外緣中最靠近上述第二分區(qū)的位置處的點(diǎn);由于上述第二部件的發(fā)熱引起上述基板的溫度超出上述基板的額定溫度中的上限溫度的區(qū)域的外緣中最靠近上述第二分區(qū)的位置處的點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路裝置,其特征在于, 上述第二防護(hù)電路具有第一部件和第二部件,該第一部件的表面面積相對(duì)小而發(fā)生故障時(shí)的設(shè)想最大發(fā)熱量相對(duì)大,該第二部件的表面面積相對(duì)大而發(fā)生故障時(shí)的設(shè)想最大發(fā)熱量相對(duì)小, 上述第二防護(hù)電路的第一部件配置于比上述第二防護(hù)電路的第二部件遠(yuǎn)離上述第一分區(qū)的位置處,使得在上述第二防護(hù)電路發(fā)生故障時(shí),從上述第一分區(qū)的外緣分別至如下點(diǎn)的距離彼此大致相等:由于上述第二防護(hù)電路的第一部件的發(fā)熱引起上述基板的溫度超出上述基板的額定溫度中的上限溫度的區(qū)域的外緣中最靠近上述第一分區(qū)的位置處的點(diǎn);由于上述第二防護(hù)電路的第二部件的發(fā)熱引起上述基板的溫度超出上述基板的額定溫度中的上限溫度的區(qū)域的外緣中最靠近上述第一分區(qū)的位置處的點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路裝置,其特征在于, 還具備填充框,該填充框設(shè)置于上述基板的厚度方向兩面中的安裝有上述第一防護(hù)電路的面上,填充有上述耐熱樹脂, 上述填充框在上述第一防護(hù)電路中至少包圍上述第一部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制電路裝置,其特征在于, 還具備第一填充框和第二填充框,該第一填充框設(shè)置于上述基板的厚度方向兩面中的安裝有上述第一防護(hù)電路的面上,填充有上述耐熱樹脂,該第二填充框設(shè)置于上述基板的厚度方向兩面中的安裝有上述第二防護(hù)電路的面上,填充有上述耐熱樹脂, 上述第一填充框至少包圍上述第一防護(hù)電路的第一部件, 上述第二填充框至少包圍上述第二防護(hù)電路的第一部件。
5.—種內(nèi)窺鏡裝置,具備: 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路裝置; 主體部,其內(nèi)部具有上述控制電路裝置;長(zhǎng)的插入部,其一端安裝于上述主體部; 攝像部,其設(shè)置于上述插入部的另一端,對(duì)觀察對(duì)象物進(jìn)行拍攝; 照明部,其設(shè)置于上述插入部的另一端,對(duì)觀察對(duì)象物照射照明光;以及 控制部,其設(shè)置于上述主體部,控制上述攝像部和上述照明部, 其中,上述控制部具有攝像控制部和照明控制部,該攝像控制部從上述多個(gè)防護(hù)電路中的一個(gè)防護(hù)電路接收電力供給而使上述攝像部動(dòng)作,該照明控制部從上述多個(gè)防護(hù)電路中的其它防護(hù)電路接收電力供給而使上述照明部動(dòng)作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)窺鏡裝置,其特征在于, 上述耐熱樹脂被配 置于上述基板上的互不相同的兩處以上的位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及控制電路裝置以及內(nèi)窺鏡裝置,適合使用于易燃易爆的環(huán)境中,從第二分區(qū)(47B)的外緣至第一過熱區(qū)域(47A1)的外緣與至第二過熱區(qū)域(47A2)的外緣的距離相等,從第一分區(qū)(47A)的外緣至第一過熱區(qū)域(47B1)的外緣與至第二過熱區(qū)域(47B2)的外緣的距離相等。因此,在第一過熱區(qū)域(47A1)的外緣和第二過熱區(qū)域(47A2)的外緣與第一過熱區(qū)域(47B1)和第二過熱區(qū)域(47B2)的外緣不重疊的狀態(tài)下,使第一過熱區(qū)域(47A1)的外緣和第二過熱區(qū)域(47A2)的外緣與第一過熱區(qū)域(47B1)的外緣和第二過熱區(qū)域(47B2)的外緣最接近的電路配置,成為使基板(47)上的安裝面積最小的電路配置。
文檔編號(hào)G02B23/24GK103185961SQ20121057319
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
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