JP4929361B2 - 駆動孔を有する撮像素子を用いた弧状フレキシブルプリント回路薄膜型内視鏡装置 - Google Patents

Description

本発明は、産業用内視鏡装置に係り、さらに詳しくは、撮像素子としてＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサーを内蔵したヘッドハウジングにフィルム状のフレキシブルプリント回路薄膜を連結した内視鏡装置に長手方向に一定間隔で形成した駆動孔を用いて、間欠ギア及びスプロケットなど歯形を有する駆動装置で内視鏡装置を精密に駆動することができる、駆動孔を有する撮像素子を用いた弧状フレキシブルプリント回路薄膜型内視鏡装置に関する。

一般に、原子力発電所にある蒸気発生器の２次側管板の上部には非常に狭小な伝熱管同士の隙間を有する多数の伝熱管が設置されており、伝熱管同士の隙間の間にはスラッジ及び異物が溜まり、これにより伝熱管の損傷などが生ずる。

したがって、スラッジまたは異物による伝熱管の損傷などを予防するために、周期的な肉眼検査が行われている。このような肉眼検査には、小型ロボットなどに取り付けられる内視鏡カメラを用いる内視鏡検査が活用されている。

内視鏡検査とは、人体または物体に損傷を与えることなく、その内部に挿入管を入れて肉眼で検査する方式であって、非破壊検査の一つの方法である。

このような内視鏡は検査対象によって医療用内視鏡と産業用内視鏡に分けられる。特に、産業用内視鏡は挿入部が小さくて細いため、製作が難しい。よって、韓国内で産業用として研究開発または商品化されている内視鏡はなく、大部分の装備は輸入に依存する実情である。

産業用内視鏡は肉眼で検査するための入出力装備、光源及び挿入管から構成される。大部分の検査装備は、検査員が作業するには大きいため、多くの時間、労働力及び費用がかかる。

また、アナログ方式を使用するため、撮影した映像を保管するためには化学的な処理方法によって写真として印画して保管しなければならず、現場に設置された映像装備を介して検査結果を判読しなければならないので、時間的・空間的制約を伴ううえ、ネットワークを介しての伝送が不可能なので、実時間で情報を共有することができないという問題点があった。

前述した実情を鑑みて、従来から伝熱管の肉眼検査に使われている産業用内視鏡装置としては、産業用内視鏡カメラ（内視鏡カメラ及びＣＣＤセンサーを含む）と、ケーブル内蔵のチェーンまたはベルトからなる内視鏡装置が知られている。

この種の内視鏡装置は、チェーンまたはベルトが厚いため、円形に巻回して使用する場合に大きい体積を占めるから、例えばロボットなどの狭い空間に装着して狭い伝熱管の内部を検査することが困難であるという欠点があった。

また、既存のベルト型または円形ケーブル型の内視鏡カメラは、十分薄い構造とする場合、過度なフレキシブルによって直進性などの強度を維持することが難しいという問題点があるだけでなく、内視鏡カメラとケーブル及び照明器具などが一体型にチェーンまたはベルトなどの移送手段に内蔵されて曲げ半径が大きいため、ロボットのような狭い空間に装着して取り扱うことが難しいという問題点もある。

一方、狭小な空間を撮影する技術として、特許文献１に「遠隔点検作業措置」が開示されている。

特許文献１の遠隔点検作業装置は、ビデオカメラの撮像素子としてＣＭＯＳイメージセンサーを採用し、照明用白色ＬＥＤが内蔵された点検ヘッドへフレキシブルな金属螺旋管を介して通電状態に接続されたビデオカメラ用及び白色ＬＥＤ用の電源操作ボックスを操作して狭小な空間を撮影する点検作業装置である。

したがって、この遠隔点検作業装置は、撮影部がＣＭＯＳセンサー及び照明部からなっており、狭小な空間を撮影して点検することはできるが、撮影した映像イメージを処理及び伝送する回路手段または伝送手段を金属螺旋管自体に形成することができないので、金属螺旋管とは別途に、撮影した映像イメージを処理及び伝送する回路手段または伝送手段を備えるようにしなければならない不便さがあった。

前記のような従来の産業用内視鏡装置から引き起こされる種々の欠点及び問題点を解決するために開発されたものとして、本発明の出願人が２００８年８月１４日付で大韓民国に特許出願した「撮像素子を用いた弧状フレキシブルプリント回路薄膜型内視鏡装置」がある（特許文献２参照）。

前記特許文献２の「撮像素子を用いた弧状フレキシブルプリント回路薄膜型内視鏡装置」は、図１ないし図３に示すように、レンズ１１ａを備えた撮像素子１１及び照明手段１２が装着されるヘッドハウジング１３からなり、イメージを撮影するイメージ撮影手段１０と；弧状フレキシブル薄板２１、絶縁接着フィルム２２、回路フィルム２３及び絶縁保護フィルム２４が積層されて被検査物の空間内に挿入できるようになり、一端部に前記撮影手段１０が連結され、他端部にコネクタ２５を介して伝送ケーブル２６に連結される被検査物内挿入手段２０と；からなり、前記照明手段１２はＬＥＤランプで、ＬＥＤランプ１２ａが支持部１２ｂに装着されたままで前記ヘッドハウジング１３のランプ挿入孔１３ａに挿合されるように支持部１２ｂが前記ヘッドハウジング１３の支持部溝１３ｂに挿着されて、支持部１２ｂの裏面のＬＥＤ端子接点が支持部溝１３ｂの後方側面の端子接点に接触したままで固定され、前記ヘッドハウジング１３は、前方先端の上下部に多数のランプ挿入孔１３ａが形成され、前記ランプ挿入孔１３ａに連通して多数の支持部溝１３ｂが形成され、前方先端の中央部に窓１３ｃが形成され、前記窓１３ｃに連通して中央に長手方向に撮像素子挿着溝１３ｄが形成され、撮像素子挿着溝１３ｄの後方側面に撮像素子の端子接点が形成され、ヘッドハウジング１３の後端部には接続面１３ｅが形成され、接続面１３ｅの端部にピン孔１３ｆが形成され、固定部１４と固定ピン１５によって撮像手段１０と挿入手段２０とが連結された構成を取っている。

しかし、このように構成された特許文献２の内視鏡装置は、図４に示すように、互いに密着して回転するローラー３０間の摩擦力によってローラーの間に内視鏡装置の挿入手段２０が進行するように駆動されるものであるため、薄板状の挿入手段２０とローラー３０間の接触面でスリップ現象が発生して、内視鏡装置を精密に駆動制御することができないという問題点があった。

特開２００６−３１９４０１号公報 大韓民国特許出願第１０−２００８−７９８９４号明細書

そこで、本発明は、上述した従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、内視鏡装置の挿入手段をなすフレキシブルプリント回路薄板に長手方向に一定間隔で形成された駆動孔を用いて、間欠ギア及びスプロケットなどの歯形を有する駆動装置で内視鏡装置を駆動することで、内視鏡装置の狭小な空間内への移動を精密に制御することができる、駆動孔を有する撮像素子を用いた弧状フレキシブルプリント回路薄膜型内視鏡装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、撮像素子としてＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサーを内蔵したヘッドハウジングにフィルム状のフレキシブルプリント回路薄膜を連結した構成のもので、曲げ半径が小さくてロボットのような狭い空間に装着して狭小な空間内で取り扱いやすいので、狭い伝熱管または伝熱管間の隙間を検査しやすい、駆動孔を有する撮像素子を用いた弧状フレキシブルプリント回路薄膜型内視鏡装置を提供することにある。

本発明のさらにほかの目的は、フィルム状のフレキシブルプリント回路薄膜の使用によって、撮像素子で撮影した映像イメージを処理及び伝送する回路手段または伝送手段がフレキシブルプリント回路薄膜上に形成されるので、構造が簡素化して製品の製作時間及び費用を節減することができる卓越した経済性があり、故障または誤動作のおそれがなくて内視鏡の信頼性を確保することができ、長期間にわたって安定に使用することができる、駆動孔を有する撮像素子を用いた弧状フレキシブルプリント回路薄膜型内視鏡装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、撮像素子と照明手段が装着されるヘッドハウジングからなり、イメージを撮影するイメージ撮影手段と、弧状フレキシブル薄板、絶縁接着フィルム、回路フィルム及び絶縁保護フィルムが積層されてなり、被検査物の空間内に挿入できるようになり、一端部に前記撮影手段が連結され、他端部にコネクタを介して伝送ケーブルが連結される被検査物内挿入手段とを含んでなる弧状フレキシブルプリント回路薄膜型内視鏡装置であって、前記挿入手段の長手方向に一定間隔で形成された多数の駆動孔と、前記駆動孔のそれぞれに順次挿入しながら回転することにより前記挿入手段を移動させる駆動手段とを含む、駆動孔を有する撮像素子を用いた弧状フレキシブルプリント回路薄膜型内視鏡装置を提供する。

本発明は、内視鏡装置の挿入手段をなすフレキシブルプリント回路薄板に長手方向に一定間隔で形成された駆動孔を用いて、間欠ギア及びスプロケットなどの歯形を有する駆動装置で内視鏡装置を駆動することで、内視鏡装置の狭小な空間内への移動を精密に制御することができ、撮像素子としてＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサーを内蔵したヘッドハウジングにフィルム状のフレキシブルプリント回路薄膜を連結した構成のもので、曲げ半径が小さくてロボットのような狭い空間に装着して狭小な空間内で取り扱いやすいので、狭い伝熱管または伝熱管間の隙間を検査しやすいだけでなく、フィルム状のフレキシブルプリント回路薄膜の使用によって、撮像素子で撮影した映像イメージを処理及び伝送する回路手段または伝送手段がフレキシブルプリント回路薄膜上に形成されるので、構造が簡素化して製品の製作時間及び費用を節減することができる卓越した経済性があり、故障または誤動作のおそれがなくて内視鏡の信頼性を確保することができ、長期間にわたって安定に使用することができる。

従来の撮像素子を用いた弧状フレキシブルプリント回路薄膜型内視鏡装置の斜視図である。 従来の撮像素子を用いた弧状フレキシブルプリント回路薄膜型内視鏡装置の要部の分解斜視図である。 従来の内視鏡装置の被検査物内挿入手段の構成図である。 従来の内視鏡装置の駆動手段によって駆動される状態を示す斜視図である。 本発明に係る駆動孔を有する撮像素子を用いた弧状フレキシブルプリント回路薄膜型内視鏡装置の斜視図である。 本発明に係る駆動孔を有する撮像素子を用いた弧状フレキシブルプリント回路薄膜型内視鏡装置の駆動手段を示す斜視図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る駆動孔を有する撮像素子を用いた弧状フレキシブルプリント回路薄膜型内視鏡装置の好適な実施例について詳細に説明する。

図５は本発明に係る駆動孔を有する撮像素子を用いた弧状フレキシブルプリント回路薄膜型内視鏡装置の斜視図、図６は本発明の駆動孔を有する撮像素子を用いた弧状フレキシブルプリント回路薄膜型内視鏡装置の駆動手段を示す図である。図５及び図６に示すように、本発明に係る駆動孔を有する撮像素子を用いた弧状フレキシブルプリント回路薄膜型内視鏡装置は、撮像素子１１と照明手段１２が装着されるヘッドハウジングからなり、イメージを撮影するイメージ撮影手段１０と、弧状フレキシブル薄板、絶縁接着フィルム、回路フィルム及び絶縁保護フィルムが積層されてなり、被検査物の空間内に挿入可能に構成され、一端部に前記撮像手段が連結され、他端部にコネクタを介して伝送ケーブルが連結される被検査物内挿入手段２０とを含んでなる弧状フレキシブルプリント回路薄膜型内視鏡装置であって、前記挿入手段２０の長手方向に一定間隔で形成された多数の駆動孔１００と、前記駆動孔１００のそれぞれに順次挿入しながら回転することで前記挿入手段２０を移動させる駆動手段２００とを含むものである。

前記駆動孔１００は前記挿入手段２０の中央部に沿って長手方向に一定間隔で多数が形成され、前記駆動孔１００と挿入手段２０の両側縁部との間に回路フィルムであるプリント回路薄膜１０１が形成され、前記プリント回路薄膜１０１の裏面に弧状フレキシブル薄板１０２が、かつ前面には絶縁保護フィルム１０３が接着されている。

前記駆動孔１００は前記挿入手段２０の中央と前記挿入手段２０の両側縁部との間に長手方向に一定間隔で多数形成され、駆動孔１００がない部分にプリント回路薄膜１０１を形成してもよい。

そして、前記駆動手段２００は、外周面に一定間隔で多数の円筒状突起２０１ａが形成された駆動ローラー２０１と、前記挿入手段２０を介在して駆動ローラー２０１と密着するように取り付けられる従動ローラー２０２とからなる。

つぎに、前述したように構成される本発明の駆動孔を有する撮像素子を用いた弧状フレキシブルプリント回路薄膜型内視鏡装置の作用について説明する。

本発明の内視鏡装置を用いて絶縁管のような狭小な内部隙間を観察するためには、内視鏡装置のヘッド部であるイメージ撮影手段１０を被測定部位に正確に押し入れなければならない。このために、本発明の内視鏡装置は別の制御部（図示せず）を備えた装置によって精密な回転量で駆動ローラー２０１を正回転させる。

これにより、駆動ローラー２０１に密着している従動ローラー２０２も駆動ローラー２０１とともに回転するにつれて、駆動ローラー２０１と従動ローラー２０２との間で挿入手段２０の駆動孔１００のそれぞれに駆動ローラー２０１の円筒状突起２０１ａが順次押し込まれるので、駆動ローラー２０１の正回転によって本発明の内視鏡装置の撮影手段１０は被測定物の内部に精密に前進して所要量だけ挿入され、駆動ローラー２０１の逆回転によって本発明の内視鏡装置の撮影手段１０は被測定物内から精密に後退して放出される。

以上、本発明を好適な実施例によって説明したが、本発明は、これらの実施例に限定されず、発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々に変形して実施することができる。

本発明は、スラッジまたは異物による伝熱管の損傷などを予防するために、小型ロボットなどに取り付けられたる内視鏡カメラを用いて周期的に行われる内視鏡検査に活用可能である。

１０ イメージ撮影手段
１１ 撮像素子
１２ 照明手段
１２ａ ＬＥＤランプ
１２ｂ 支持台
１３ ヘッドハウジング
１３ａ ランプ挿入溝
１３ｂ 支持台溝
１３ｃ 窓
１３ｄ 撮像素子挿入溝
１３ｅ 接続面
１３ｆ ピン溝
１４ 固定台
１５ 固定ピン
２０ 被検査物内挿入手段
２１ 弧状フレキシブル薄板
２２ 絶縁接着フィルム
２３ 回路フィルム
２４ 絶縁保護フィルム
２５ コネクタ
２６ 連結ケーブル
１００ 駆動孔
１０１ プリント回路薄膜
１０２ 弧状フレキシブル薄板
１０３ 絶縁保護フィルム
２００ 駆動手段
２０１ 駆動ローラー
２０１ａ 円筒状突起
２０２ 従動ローラー

Claims (4)

1. 撮像素子と照明手段が装着されるヘッドハウジングからなり、イメージを撮影するイメージ撮影手段（１０）と、弧状フレキシブル薄板、絶縁接着フィルム、回路フィルム及び絶縁保護フィルムが積層されてなり、被検査物の空間内に挿入できるようになり、一端部に前記撮影手段が連結され、他端部にコネクタを介して伝送ケーブルが連結される被検査物内挿入手段（２０）とを含んでなる弧状フレキシブルプリント回路薄膜型内視鏡装置において、
   前記挿入手段（２０）の長手方向に一定間隔で形成された多数の駆動孔（１００）と、前記駆動孔（１００）のそれぞれに順次挿入しながら回転することにより前記挿入手段（２０）を移動させる駆動手段（２００）とを含むことを特徴とする、駆動孔を有する撮像素子を用いた弧状フレキシブルプリント回路薄膜型内視鏡装置。
2. 前記駆動孔（１００）は前記挿入手段（２０）の中央部に沿って長手方向に一定間隔で多数形成され、前記駆動孔（１００）と前記挿入手段（２０）の両側縁部との間に回路フィルムであるプリント回路薄膜（１０１）が形成され、前記プリント回路薄膜（１０１）の裏面に弧状フレキシブル薄板（１０２）が、前面には絶縁保護フィルム（１０３）が接着されていることを特徴とする、請求項１に記載の駆動孔を有する撮像素子を用いた弧状フレキシブルプリント回路薄膜型内視鏡装置。
3. 前記駆動孔（１００）は前記挿入手段（２０）の中央部と前記挿入手段（２０）の両側縁部との間に長手方向に一定間隔で多数形成され、駆動孔がない部分にプリント回路薄膜（１０１）が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の駆動孔を有する撮像素子を用いた弧状フレキシブルプリント回路薄膜型内視鏡装置。
4. 前記駆動手段（２００）は、外周面に沿って一定間隔で多数の円筒状突起（２０１ａ）が形成された駆動ローラー（２０１）と、前記挿入手段（２０）を介在して前記駆動ローラー（２０１）と密着して取り付けられる従動ローラー（２０２）とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の駆動孔を有する撮像素子を用いた弧状フレキシブルプリント回路薄膜型内視鏡装置。

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