JPH1132985A - 電子内視鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 挿入部先端部における撮像部周辺の過度の温
度上昇を防止する。 【解決手段】 内視鏡の先端部９の先端部本体２３は金
属部材で構成され、ライトガイド２５の先端部及び照明
レンズ２６と固体撮像素子３５を有してなる撮像部２７
とが組み付けられて固定されている。先端部本体２３の
後端部には、湾曲部１０の湾曲駒２８の先端が接続固定
され、この湾曲駒２８の外周には金属粉末等を含有する
ゴムからなる湾曲ゴム３０が被覆されている。撮像部２
７の固体撮像素子３５など発熱体近傍の外周部には、介
挿部材として熱伝導性の高い材料からなる筒状のスペー
サ３７が設けられ、撮像部２７の外面と先端部本体２３
の撮像部挿入孔３８内面との両方に接するように嵌合し
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、挿入部先端部に固
体撮像素子を有してなる撮像部を備えた電子内視鏡に関
する。

【０００２】

【従来の技術】内視鏡の挿入部先端部にＣＣＤ等の固体
撮像素子により構成された撮像部を備え、観察対象部位
の像の画像信号を得てモニタ等で観察したり、ＶＴＲ等
の画像記録装置に記録したりすることのできる電子内視
鏡が種々提案され、最近では一般に用いられるようにな
ってきている。

【０００３】電子内視鏡の挿入部先端部の構成として
は、例えば特開平７−１３４２５４号公報に開示されて
いるように、内視鏡先端部の先端部本体に、対物光学
系、固体撮像素子及び電子回路部品等を一体的に形成し
た撮像部と共に、鉗子チャンネルの接続パイプなどを組
み付けた構成のものが一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述したような従来の
電子内視鏡では、内視鏡の挿入部先端部において熱対策
は特に考慮されておらず、撮像部の固体撮像素子や電子
回路等で発生した熱が十分に放熱されずに内部にこもっ
てしまい。挿入部先端部の内部の温度がかなり高くなる
ことがあった。この場合、発熱によって固体撮像素子の
動作が不安定となり、出力画像信号のノイズが増えるな
ど画像上の問題点が生じるおそれがあった。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、挿入部先端部における撮像部周辺の過度の温度上昇
を防止することが可能な電子内視鏡を提供することを目
的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による電子内視鏡
は、挿入部先端部に固体撮像素子を有してなる撮像部を
備えた電子内視鏡において、前記撮像部の外周と前記挿
入部先端部の先端部本体とに接触し両者間に介在する介
挿部材を設けたことを特徴とするものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１及び図２は本発明の第１実施
形態に係り、図１は内視鏡の挿入部先端部の構成を示す
断面図、図２は内視鏡装置の全体構成を示す説明図であ
る。

【０００８】図２に示すように、本実施形態の内視鏡１
は、観察対象部位へ挿入する細長の挿入部２と、この挿
入部２の基端部に連設された把持部を兼ねた操作部３
と、この操作部３の側部より延設され信号ケーブルやラ
イトガイド等を内蔵したユニバーサルコード４と、この
ユニバーサルコード４の端部に設けられたコネクタ部５
とを有して構成される。内視鏡１は、コネクタ部５を介
して外部の光源装置６及びビデオプロセッサ７に着脱自
在に接続されて使用され、観察画像をモニタ８に表示し
たりできるようになっている。

【０００９】挿入部２は、後述する撮像部等を内蔵した
先端部９、所望の角度に湾曲可能な湾曲部１０、可撓性
を有する可撓管部１１が連設されて構成されている。操
作部３には、観察画像のフリーズ、レリーズ等を操作指
示するリモートスイッチ１２、送気・送水操作を行う送
気送水ボタン１３、吸引操作を行う吸引ボタン１４、湾
曲部１０の湾曲操作を行う湾曲操作ノブ１５が設けられ
ている。

【００１０】コネクタ部５には、光源装置６に接続する
ライトガイド端部１６が先端より突設されていると共
に、側部には電気コネクタ１７が設けられ、ビデオプロ
セッサ７と電気接続するための接続コード１８が装着さ
れるようになっている。また、コネクタ部５には加圧管
１９、送水管２０、吸引口金２１が設けられ、図示しな
い流体制御装置や吸引装置に接続されるようになってい
る。

【００１１】図１を参照して、挿入部２の先端部９の内
部構成を詳しく説明する。先端部９は、金属部材からな
る硬性の先端部本体２３を有してなり、この先端部本体
２３の先端側外周には樹脂等の部材からなる先端カバー
２４が装着されている。先端部本体２３には、ライトガ
イド２５の先端部及び照明レンズ２６と、撮像部２７と
が組み付けられて固定されている。

【００１２】また、先端部本体２３の後端部には、湾曲
部１０の主要構成部材である複数の金属筒状部材が回動
可能に連結されて湾曲自在となった湾曲管の湾曲駒２８
の先端が接続固定されており、この湾曲駒２８の外周に
は金属の網管等からなるブレード２９、金属粉末等を含
有するゴムからなる湾曲ゴム３０が被覆され、先端部本
体２３より外側は熱伝導性の高い部材で構成されてい
る。そして、湾曲ゴム３０の先端が糸巻き部３１により
固定されている。

【００１３】撮像部２７は、先端部にレンズ枠３２に保
持された対物レンズ３３を有し、レンズ枠３２の後端側
には撮像素子枠３４が連結され、この撮像素子枠３４内
にＣＣＤ等の固体撮像素子３５が配設されている。ま
た、レンズ枠３２の外周にはＯリング３６が設けられ、
レンズ枠３２と先端部本体２３との間の水密が保持され
ている。

【００１４】そして、撮像部２７の固体撮像素子３５な
ど発熱体近傍の外周部には、介挿部材として金属部材や
金属粉末等を含有する樹脂成形部材などの熱伝導性の高
い材料からなる筒状のスペーサ３７が設けられ、撮像部
２７の外面と先端部本体２３の撮像部挿入孔３８内面と
の両方に接するように嵌合している。なお、スペーサ３
７の代わりに、撮像部２７と先端部本体２３との間の空
間に金属粉末等を含有する熱伝導性の高い樹脂を流し込
んで充填させるようにしても良い。

【００１５】撮像部２７後端側の固体撮像素子３５は、
後方に電気リード３９が延出しており、この電気リード
３９に信号線４０と回路基板４１が接続されている。回
路基板４１には、抵抗器やコンデンサ等の電気素子４
２，４３と信号増幅用のプリアンプ等の回路を内蔵した
ＩＣ４４とが実装されている。そして、ＩＣ４４の側周
部は封止樹脂４５で封止され、同軸信号線４６の外側の
シールド線４７がＩＣ４４の表面に当接し、同軸信号線
４６の芯線４８が回路基板４１上に接続されている。さ
らに、回路基板４１周辺の撮像素子枠３４内は絶縁樹脂
４９で封止され、撮像素子枠３４の外周は被覆チューブ
５０で覆われている。

【００１６】本実施形態の内視鏡１を用いて観察を行う
際には、挿入部２を体腔内等に挿入して先端部９を観察
対象部位まで導き、被検体を撮像する。光源装置６から
の照明光はライトガイド２５，照明レンズ２６を介して
観察対象部位へ照射され、照明された被検体の像が撮像
部２７の対物レンズ３３を通して固体撮像素子３５の撮
像面に入射し、固体撮像素子３５により光電変換され
る。固体撮像素子３５から出力される被検体の画像信号
は、ＩＣ４４で増幅等が行われた後に同軸信号線４６を
介してビデオプロセッサ７まで送られて信号処理が施さ
れ、モニタ８に観察画像が表示される。

【００１７】内視鏡１の使用時には、撮像部２７の固体
撮像素子３５やＩＣ４４において、動作中の熱が発生す
る。これらの撮像部２７で発生した熱は、その熱源近傍
の外周に介挿されたスペーサ３７を介し、先端部本体２
３、湾曲駒２８、湾曲ゴム３０を伝わって内視鏡の外部
に向かって放熱される。撮像部２７の外周から先端部９
の外部に至る部分は、スペーサ３７、先端部本体２３、
湾曲駒２８、湾曲ゴム３０等の熱伝導性の高い部材が連
設されているため、撮像部２７で発生した熱は挿入部２
の内部にこもることなく、効率的に外部へ放熱され、固
体撮像素子３５の温度が過度に上昇することを防げる。

【００１８】また、ＩＣ４４には同軸信号線４６のシー
ルド線４７が接触しているため、ＩＣ４４の発熱をシー
ルド線４７を通じて同軸信号線４６の後端部まで逃がし
て、グランドとなる筐体等に放熱することができ、固体
撮像素子３５の周囲の温度上昇を抑えることができる。

【００１９】従って、本実施形態によれば、固体撮像素
子等の挿入部先端部の過度の温度上昇を抑え、撮像部周
辺の温度を固体撮像素子の動作保証温度範囲内に維持す
ることが可能な冷却構造を実現できる。これにより、固
体撮像素子の誤動作を防止でき、撮像部を常に安定に動
作させることができるため、出力画像信号のノイズ増加
など画像上の不具合を防止することが可能となる。ま
た、挿入部先端部の外周面の不要な発熱を防ぐことがで
きる。

【００２０】次に、第１実施形態の変形例を図３に示
す。この変形例は、先端カバーの構成を変更したもので
あり、第１実施形態の先端カバー２４の代わりに、金属
粉末等を含有する樹脂成形部材などの熱伝導性の高い材
料からなり、放熱フィン５１が形成された先端カバー５
２を先端部９に設けている。その他の構成は第１実施形
態と同様である。

【００２１】このように放熱フィン５１を有する先端カ
バー５２を設けて先端部９の表面積を大きくすることに
より、挿入部２の先端部９の冷却効率を向上させること
ができ、先端部９の内部及び外部の温度上昇を抑止でき
る。

【００２２】また、図４及び図５は挿入部２の先端面に
おける観察窓及び照明窓と送気送水ノズルの配置構成例
を示したものである。挿入部２の先端部９は、撮像部２
７やライトガイド２５などの発熱によって、先端面など
の外表面が熱くなり、内視鏡検査時に支障をきたすおそ
れがあったが、ここではこのような先端面の温度上昇を
防止する構造を説明する。

【００２３】図４に示す第１の構成例では、対物レンズ
３３の観察窓５３に隣接して送気送水ノズル５４が設け
られ、この送気送水ノズル５４は観察窓５３に向かって
開口しており、送気送水ノズル５４の送水方向延長上に
２つの照明レンズ２６の照明窓５５が配設されている。
また、照明レンズ２６の近傍には吸引チャンネル５６の
開口部が設けられている。ここでは送気送水ノズル５４
の下に観察窓５３を配置すると共に、送気送水ノズル５
４と観察窓５３を結ぶ直線上に観察窓５３とほぼ並ぶよ
うに２つの照明窓５５を配置している。

【００２４】この構成において、送気送水ノズル５４よ
り噴出する洗浄水の流れを模式的に示すと図中矢印のよ
うになり、洗浄水は観察窓５３にかかって観察窓５３が
洗浄されると共に、観察窓５３を通った後に洗浄水は照
明窓５５にも意図的にかかるようになっており、照明レ
ンズ２６の表面及び内部が冷却される。

【００２５】図５に示す第２の構成例では、前記第１の
構成例に加えて、送気送水ノズル５４の送水方向の両側
に水流制御壁５７を突設している。この水流制御壁５７
によって、送気送水ノズル５４より噴出する洗浄水は観
察窓５３を通った後に積極的に照明窓５５にかかるよう
になり、照明レンズ２６の表面及び内部が冷却される。

【００２６】これらの第１及び第２の構成例によれば、
送気送水ノズル５４からの洗浄水によって照明レンズ２
６及びライトガイド２５を冷却でき、先端部９の過度の
温度上昇を防止することができる。また、挿入部先端部
の先端面の不要な発熱を防ぐことができる。

【００２７】なお、図４及び図５のような照明レンズを
２つ配設した構成に限らず、送気送水ノズルと対物レン
ズに対して略直線上に照明レンズを１つだけ配設するよ
うな構成であっても良い。

【００２８】図６は本発明の第２実施形態に係る内視鏡
の挿入部先端部の構成を示す断面図である。

【００２９】第２実施形態は、撮像部２７の近傍に冷却
用のペルチェ素子を設けた構成例である。撮像部２７の
後端部外周近傍には、ペルチェ素子５８が配設され、こ
のペルチェ素子５８の貫通孔に撮像部２７より延出した
信号ケーブル５９が挿通されている。ペルチェ素子５８
は、低温側５８ａが先端側の撮像部２７に向かって配置
されて湾曲駒２８に固定されており、高温側５８ｂが後
端側に向かって配置されている。ペルチェ素子５８の通
電用の信号線６０は、信号ケーブル５９内を延設されて
図示しない通電回路に接続されている。その他の構成は
第１実施形態と同様である。

【００３０】内視鏡の使用時には、ペルチェ素子５８に
通電することにより、低温側５８ａの近傍にある撮像部
２７の固体撮像素子３５やＩＣ４４が冷却される。

【００３１】このようにペルチェ素子５８を設けること
により、撮像部２７を効果的に冷却でき、固体撮像素子
３５の過度の温度上昇を防止することができる。

【００３２】次に、内視鏡の内部に冷却用の送気システ
ムを設けた構成例を図７に示す。内視鏡１の挿入部２、
操作部３、ユニバーサルコード４の内部には、送気チャ
ンネル６１と送水チャンネル６２とが設けられている。
これらの送気チャンネル６１及び送水チャンネル６２の
中間部には操作部３において送気送水バルブ６３が設け
られ、送気チャンネル６１と送水チャンネル６２は先端
部近傍で一つの管路に合流して先端の送気送水ノズル５
４にて開口している。

【００３３】また、送気チャンネル６１は、操作部３に
おいて分岐部６４，６５より管路が分岐しており、挿入
部２内に冷却用チャンネル６６，６７が配設されてい
る。これらの冷却用チャンネル６６，６７は挿入部２の
先端部近傍で一端が開口しており、復路側の冷却用チャ
ンネル６７の基端部には逆止弁６８が設けられ、挿入部
２内に冷却用気体が充満するのを防止している。さら
に、送気チャンネル６１の手元側はコネクタ部５におい
て２つに分岐し、前記加圧管１９に連通すると共に、光
源装置６内の図示しない送気ポンプと接続される送気口
金６９に連通している。

【００３４】この構成例では、手元側のコネクタ部５に
おいて、ＩＣ４４等を搭載した回路基板４１が配設さ
れ、信号ケーブル５９を介して先端部の固体撮像素子３
５を有する撮像部２７と接続されている。この回路基板
４１に電気コネクタ１７の接点ピン７０が接続され、接
続コード１８と電気接続されるようになっている。

【００３５】図７の構成において、内視鏡使用時には、
光源装置６内の図示しない送気ポンプより送気チャンネ
ル６１に空気を送り、冷却用チャンネル６６，６７によ
って空気を還流して挿入部２の先端部９近傍の冷却を行
う。送気チャンネル６１に送られた空気は分岐部６４よ
り往路側の冷却用チャンネル６６を通り、先端部９の内
部空間を流れて復路側の冷却用チャンネル６７に入り、
逆止弁６８，分岐部６５から送気チャンネル６１に戻っ
て送気送水バルブ６３より外部へ放出される。

【００３６】このように冷却用チャンネル６６，６７を
設けて空気を還流させることによって先端部９の撮像部
２７やライトガイド２５を冷却することができ、固体撮
像素子３５等の温度上昇を抑えることができる。なお、
冷却用チャンネル６６の開口はできるだけ先端側の撮像
部２７の近くに位置させた方が冷却効果が高まり、効率
よく冷却できる。

【００３７】また、固体撮像素子３５の出力信号増幅用
のＩＣ４４等を搭載した回路基板４１を手元側のコネク
タ部５に設けるようにしたため、ＩＣ４４の発熱による
撮像部２７の温度上昇をなくすことができ、さらに先端
部９の温度上昇を減少させることが可能である。

【００３８】［付記］ （１） 挿入部先端部に固体撮像素子を有してなる撮像
部を備えた電子内視鏡において、前記撮像部の外周と前
記挿入部先端部の先端部本体とに接触し両者間に介在す
る介挿部材を設けたことを特徴とする電子内視鏡。

【００３９】（２） 前記挿入部先端部は、前記撮像部
の一部が固定される前記先端部本体と、前記先端部本体
にその先端が固定される湾曲管と、前記湾曲管の外周を
被覆する湾曲ゴムとを有して構成されており、前記撮像
部、介挿部材、先端部本体、湾曲管、湾曲ゴムを順次連
続して接触させたことを特徴とする付記１に記載の電子
内視鏡。

【００４０】（３） 前記先端部本体及び介挿部材を熱
伝導率の高い材料で構成したことを特徴とする付記１に
記載の電子内視鏡。

【００４１】（４） 前記先端部本体、介挿部材、湾曲
管、湾曲ゴムを熱伝導率の高い材料で構成したことを特
徴とする付記２に記載の電子内視鏡。

【００４２】（５） 前記介挿部材を熱伝導率の高い合
成樹脂または充填材によって構成したことを特徴とする
付記３または４に記載の電子内視鏡。

【００４３】（６） 前記介挿部材を前記撮像部の固体
撮像素子の近傍外周に設けたことを特徴とする付記１に
記載の電子内視鏡。

【００４４】（７） 前記介挿部材を前記撮像部の信号
増幅用回路を含むＩＣの近傍外周に設けたことを特徴と
する付記１に記載の電子内視鏡。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、挿
入部先端部における撮像部周辺の過度の温度上昇を防止
することが可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る内視鏡の挿入部先
端部の構成を示す断面図

【図２】内視鏡装置の全体構成を示す説明図

【図３】第１実施形態の変形例に係る内視鏡の挿入部先
端部の構成を示す断面図

【図４】挿入部の先端面における観察窓及び照明窓と送
気送水ノズルの配置の第１の構成例を示す平面図

【図５】挿入部の先端面における観察窓及び照明窓と送
気送水ノズルの配置の第２の構成例を示す平面図

【図６】本発明の第２実施形態に係る内視鏡の挿入部先
端部の構成を示す断面図

【図７】内視鏡の内部に冷却用の送気システムを設けた
構成例を示す説明図

【符号の説明】

１…内視鏡 ２…挿入部 ９…先端部 １０…湾曲部 ２３…先端部本体 ２７…撮像部 ２８…湾曲駒 ３０…湾曲ゴム ３３…対物レンズ ３５…固体撮像素子 ３７…スペーサ ４１…回路基板 ４４…ＩＣ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 挿入部先端部に固体撮像素子を有してな
   る撮像部を備えた電子内視鏡において、 前記撮像部の外周と前記挿入部先端部の先端部本体とに
   接触し両者間に介在する介挿部材を設けたことを特徴と
   する電子内視鏡。