KR20180102159A - 초극세 촬상유닛 및 비디오 스코프 - Google Patents

Abstract

본 발명의 초극세 촬상유닛(26)은 비디오 스코프(1)의 삽입 선단부(24a)에 적용 가능하고 또한 해당 삽입 선단부의 외형 치수를 수 밀리 이하의 초극세 직경으로 설정 가능하다. 촬상유닛은 삽입 선단부에 배치 가능한 중공 원통형의 케이스 본체(27)와 케이스 본체의 내부에 수용되고 관찰 대상을 향해서 광을 출력 가능한적어도 1개의 발광부(28)와 케이스 본체의 내부에 수용되고 광이 조사된 관찰 대상에서의 화상을 입력 가능한 수광부(29)를 가지고 있다. 케이스 본체의 내부에서 발광부는 수광부의 주위를 따라 레이아웃되어 있다.

Description

초극세 촬상유닛 및 비디오 스코프

본 발명은 의료 분야뿐만 아니라 공업분야에서 사용되는 각종 비디오 스코프의삽입 선단부에 적용 가능한 초극세 촬상유닛(ultrasuperfine imaging unit)에 관한 것으로, 특히 삽입 선단부의 외형 치수를 수밀리 이하의 초극세 직경(예를 들면, 직경 2mm)으로 설정가능한 초극세 촬상유닛에 관한 것이다.

또한 본원의 명세서 및 특허청구의 범위에 있어서 「삽입 선단부」란 비디오 스코프의 단부 영역(즉,선단부 및 그 근방영역)을 칭한다.해당 단부 영역(삽입 선단부)은, 예를 들면, 관찰 대상을 향해서 삽입(전진)하는 것이 가능한 부분으로서, 관찰 대상에 접근 및 대향하도록 배치 가능하게 구성되어 있다.

의료분야 및 공업분야에 있어서 관찰 대상(예를 들면, 공(구멍)의 내부)을 관찰하기 위한 툴로서, 종래에는 주로 파이버 스코프가 이용되고 있었다. 이에 대하여, 예를 들면,특허문헌 1(특허출원인:올림프스)에도 나타난 바와 같이, 근래에는,해당 파이버 스코프 대신에 고화질의 비디오 스코프가 주류로 되어 있다.

특허문헌 1의 비디오 스코프에는 그 삽입 선단부에 촬상유닛이 설치되어 있다. 촬상유닛에는 광원장치, 비디오 프로세서, 모니터가 접속되어 있다. 이와 같은 구성에 있어서, 광원장치로부터 촬상유닛에 조명광을 공급한다. 그러면 촬상유닛에서 관찰 대상을 향해서 조명광이 조사된다. 이때 촬상유닛이 관찰 대상의 화상을 전기 신호로 변환한다. 비디오 프로세서가 해당 전기 신호에 화상 처리를 실시한다. 따라서, 비디오 프로세서의 출력에 따라 모니터에 관찰 대상의 화상이 컬러 표시된다.

특허문헌 1 : 일본국 특개 2007-289278호 공보

그런데, 상기 비디오 스코프에 있어서, 그 삽입 선단부의 촬상유닛에는 해상도의 향상을 도모하면서 동시에 외형 치수(예를 들면, 직경)를 가능한 한 가늘게 하는 것이 요구되고 있다. 그러나, 종래 기술에서,촬상유닛의 고해상도화와 세경화를 동시에 실현할 수는 없었다. 그 이유는 이하와 같다.

즉, 촬상유닛은, 예를 들면, 관찰 대상을 향해서 광을 출력 가능한 발광부와 광이 조사된 관찰 대상의 화상을 입력가능한 수광부를 가지고 있다. 발광부에는, 예를 들면,광 파이버나 LED등이 배치되어 있다. 수광부에는, 예를 들면, 대물 렌즈나 센서(CCD, CMOS)등이 배치되어 있다.

이와 같은 구성에서, 촬상유닛을 세경화하는 경우, 예를 들면,발광부 및 수광부를 세경화할 필요가 있다. 그러면 세경화한 만큼 발광부의 광학성능(예를 들면, 조도(밝기)) 및 수광부의 광학성능(예를 들면, 수광감도)이 저하된다. 그 결과 촬상유닛의 해상도가 저하된다.

한편, 촬상유닛을 고해상도화하게 하는 경우, 예를 들면, 발광부의 발광 영역 및 수광부의 수광영역을 넓게 확보할 필요가 있다. 그러면 쌍방의 영역을 넓게 확보한 만큼 발광부 및 수광부가 커진다. 그 결과, 촬상유닛이 대직경화된다.

이와 같이 촬상유닛의 고해상도화와 세경화는 이율 배반(antinomy)의 관계를 가지고 있다. 이경우 발광부와 수광부를 단순히 조합하는 것만으로는 이율 배반의 관계를 해소시킬 수는 없다. 환언하면, 발광부와 수광부의 레이아웃을 연구하는 것으로, 이러한 관계를 해소시킬 수 있다. 그러나 현시점에 있어서,발광부와 수광부의 레이아웃을 연구한 촬상유닛은 알려져 있지 않다.

본 발명의 목적은, 발광부와 수광부의 레이아웃을 연구하는 것으로, 촬상유닛의 고해상도화와 세경화를 동시에 실현하는 것을 가능하게 한 초극세 촬상유닛을 제공함에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 비디오 스코프의 삽입 선단부에 적용 가능하고 동시에 해당 삽입 선단부의 외형 치수를 수 밀리 이하의 초극세 직경으로 설정 가능한 초극세 촬상유닛으로, 삽입 선단부에 배치 가능한 중공 원통형의 케이스 본체와 케이스 본체의 내부에 수용되고 관찰 대상을 향해서 광을 출력 가능한 적어도 1개의 발광부와 케이스 본체의 내부에 수용되고 광이 조사된 관찰 대상에서의 화상을 입력 가능한 수광부를 가지고 케이스 본체의 내부에서 발광부는 수광부의 주위를 따라 레이아웃되어 있다.

본 발명에 의하면, 발광부와 수광부의 레이아웃을 연구하는 것으로, 촬상유닛의 고해상도화와 세경화를 동시에 실현하는 것을 가능하게 한 초극세 촬상유닛을 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초극세 촬상유닛이 적용된 비디오 스코프의 사시도.
도 2는 도 1의 F2-F2선에 따른초극세 촬상유닛의 단면도.
도 3은 도 1의 비디오 유닛을 회전시킨 상태를 나타내는 측면도.
도 4는 본 발명의 변형예에 따른 초극세 촬상유닛의 구성을 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 변형예에 따른 초극세 촬상유닛의 다른 구성을 나타내는 단면도.

「일실시예」

「비디오 스코프에 대해서」

본 실시예의 초극세 촬상유닛(이하, 촬상유닛이라 함)은 비디오 스코프의 삽입 선단부에 적용 가능하게 구성되어 있다. 비디오 스코프의 일 예로 공업분야나 의료분야에서 사용되는 각종 비디오 스코프를 상정할 수 있다. 공업분야의 비디오 스코프로서는, 예를 들면, 공사 현장에서 작업원이 들어가기 힘든 좁은 장소의 관찰 대상을 관찰 가능한 공업용 내시경을 상정할 수 있다. 한편, 의료분야의 비디오 스코프로서는, 예를 들면, 환자의 체내의 관찰 대상을 관찰 가능한 의료용 내시경을 상정할 수 있다.

「삽입 선단부」는 상기 비디오 스코프의 단부영역(즉,단부 및 그 근방영역)을 의미한다. 상기 단부영역(삽입 선단부)은, 예를 들면, 관찰 대상을 향해서 삽입(전진)하는 것이 가능한 부분으로, 관찰 대상에 접근 및 대향해서 배치 가능하게 구성되어 있다.

여기서, 의료분야의 비디오 스코프로서는, 예를 들면, 연성의 삽입부를 가지는 연성 비디오 스코프(Flexible video scope) 또는 경성 삽입부를 가지는 경성비디오 스타일렛(Rigid video stylet)이나 후두경 블레이드(Laryngoscope blade), 나아가서는 검이경(Otoscope)이나 항문경(Anoscope)등을 상정할 수 있다. 도면에는 의료분야의 비디오 스코프의 일 예로 연성 비디오 스코프가 도시되어 있다. 이하 연성 비디오 스코프에 대하여 설명한다.

도 1 에 도시한 바와 같이, 연성 비디오 스코프(1)는 비디오 유닛(2), 각도 조정유닛(3), 스코프 유닛(4)및 연결 기구(5)를 구비하고 있다. 비디오 유닛(2)은각도 조정유닛(3)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 각도 조정유닛(3)은 연결 기구(5)를 개재하여 스코프 유닛(4)에 회전 가능하게 연결되어 있다. 따라서 비디오 유닛(2)은 원하는 방향(예를 들면, 후술하는 롤링(rolling) 방향(21), 요우잉(yawing) 방향(22))으로 회전 가능하게 구성된다. 이하, 구체적으로 설명한다.

「비디오유닛(2)」

도 1, 도 3에 도시한 바와 같이, 비디오 유닛(2)은 비디오 본체부(6), 표시부(7), 조작부(8)를 구비하고 있다. 표시부(7)와 조작부(8)는 비디오 본체부(6)에 설치되어 있다.비디오 유닛(2)(즉, 비디오 본체부(6))은 그 전체가 방수 구조 또는 방진구조로 구성되어 있다.

비디오 본체부(6)는 광폭으로 구성된 2개의 면(표면(6a), 이면(6b)) 및 협폭으로 구성된 4개의 면(제1 면(6c), 제2 면(6d), 제３면(6e), 제 4 면(6f))을 구비하고 있다. 표면(6a)과 이면(6b)은 서로 대향해서 배치되어 있다. 표면(6a)과 이면(6b)은 서로 거의 동일한 크기 및 형상으로 구성되어 있다. 여기서는, 일 예로, 폭이 넓은 직사각형상의 표면(6a) 및 이면(6b)을 상정한다.

제1 면∼제 4 면(6c)∼은 표면(6a)과 이면(6b)의 상호간에 배치되어 있다. 표면(6a)과 이면(6b)의 상호간에 있어서, 제1 면∼제 4 면(6c)∼은 이 순서로 연속해서 배치되어 있다. 이와 같은 배치 상태에서,제1 면(6c)과 제３면(6e)은 서로 평행하게 대향해 있다. 제2 면(6d)과 제 4 면(6f)은 서로 평행하게 대향해 있다. 또한 제1 면(6c)의 양측에는 제2 면(6d) 및 제 4 면(6f)이 연속해 있다. 제３면(6e)의 양측에는 제2 면(6d) 및 제 4 면(6f)이 연속해 있다. 환언하면, 제2 면(6d)의 양측에는 제1 면(6c) 및 제３면(6e)이 연속해 있다. 제 4 면(6f)의 양측에는 제1 면(6c) 및 제３면(6e)이 연속해 있다.

제1 면(6c)과 제３면(6e)은, 서로 거의 동일한 크기 및 형상으로 구성되어 있다. 제2 면(6d)과 제 4 면(6f)은, 서로 거의 동일한 크기 및 형상으로 구성되어 있다. 여기서는, 일 예로서, 폭이 좁은 직사각형상의 제1 면∼제 4 면(6c)∼을 상정한다.

비디오 본체부(6)에는, 모니터(9)가 탑재되어 있다. 모니터(9)는 컬러 화상(동화, 정지화)을 표시 가능한 표시장치이다. 표시장치로서는, 예를 들면, 액정 디스플레이(LCD)나 유기EL 디스플레이 등을 적용할 수 있다.

또한 비디오 본체부(6)에는 특별히 도시하지 않으나 예를 들면 전원 유닛, 제어 유닛 등이 수용되어 있다. 전원유닛은 전지교환이 가능하게 구성되어 있다. 전원유닛은 예를 들면 모니터(9)나 후술하는 촬상유닛(26)의 광원(35)(예를 들면, LED)등에 전력을 공급 가능하게 구성되어 있다. 제어유닛은 예를 들면, 모니터(9)나 전원 유닛 및 후술하는 조작부(8)를 제어 가능하게 구성되어 있다.

또한 비디오 본체부(6)에는, 그 표면(6a)에 표시부(7)및 조작부(8)가 배치 구성되어 있다.

표시부(7)는 표면(6a)의 중앙부분에 배치되어 있다. 표시부(7)에는 상기 모니터(9)가 배치되어 있다. 모니터(9)는 비디오 본체부(6)의 표면(6a)을 따라 와이드한 표시 화면(9a)으로 구성되어 있다. 표시 화면(9a)은 표시부(7)를 개재하여 외부에 노출되어 있다.

조작부(8)는 표시부(7)의 주위를 따라 배치되어 있다. 조작부(8)는 복수의 버튼을 구비하고 있다. 복수의 버튼으로서는 예를 들면 전원 버튼(10), 동화 보존 버튼(11), 정지화 보존버튼(12), 광원 제어버튼(13), 화상 재생버튼(14) 등을 상정할 수 있다.

상기 구성에 있어서, 전원 버튼(10)을 ON 한다. 이에 따라, 후술하는 촬상유닛(26)에 의해 촬상된 관찰 대상의 컬러 화상(동화, 정지화)을 모니터(9)(표시 화면(9a))상에 표시할 수 있다. 그 결과, 사용자는 연성 비디오 스코프(1)를 조작하면서 동시에 모니터(9)(표시 화면(9a))상에 컬러 표시된 관찰 대상을 표시부(7)를 통해서 실시간으로 육안 확인할 수 있다.

이 때, 예를 들면, 동화 보존 버튼(11)이나 정지화 보존버튼(12)을 ON 한다. 이에 따라, 현시점에서 모니터(9)(표시 화면(9a))상에 표시된 관찰 대상의 컬러 화상(동화, 정지화)을 리얼 타임으로 보존할 수 있다. 또한, 보존처로서는 특별히 도시하지 않으나, 예를 들면 비디오 본체부(6)의 내부 메모리(예를 들면 RAM) 또는 외부 메모리(예를 들면 SD카드)를 적용할 수 있다.

여기에서 예를 들면, 화상 재생버튼(14)을 ON 한다. 이에 따라, 이미 보존된 컬러 화상(동화, 정지화)을 모니터(9)(표시 화면(9a))상에 표시할 수 있다. 그 결과, 사용자는 예를 들면, 모든 부분의 관찰 대상을 재확인하거나 또는 보고 싶은 부분의 관찰 대상만을 재확인하거나 할 수 있다.

「각도 조정유닛(3)」

각도 조정유닛(3)은 지지 프레임(15), 롤링 기구(16), 요우잉기구(17)를 구비하고 있다.

지지프레임(15)은 비디오 본체부(6)의 외측을 둘러싸는 형상을 가지고 있다. 지지프레임(15)은 양단(일단(15a), 타단(15b))과 중앙부분(15c)을 가지고 있다. 지지프레임(15)은 중앙부분(15c)이 연결 기구(5)를 개재하여 후술하는 스코프 유닛(4)에 회전 가능하게 연결되어 있다. 지지프레임(15)은 중앙부분(15c)에서 일단(15a)에 걸쳐서 연속해 있는 동시에 중앙부분(15c)에서 타단(15b)에 걸쳐서 연속해 있다.

롤링기구(16)는 1개의 지지 부재(도시 생략)를 구비하고 있다. 지지 부재는 지지 프레임(15)의 중앙부분(15c)과 연결 기구(5) 사이에 설치되어 있다. 지지 부재는 1개의 제1 회전축(18)을 중심으로 롤링(좌우)방향(21)으로 회전 가능하게 구성되어 있다. 이에 따라 지지 프레임(15)은 상기 지지 부재를 개재하여 후술하는 스코프 유닛(4)에 회전 가능하게 지지되어 있다(도 1 참조).

요우잉 기구(17)는 2개의 지지 핀(19a), (19b)을 구비하고 있다. 2개의 지지 핀(19a), (19b)은 지지 프레임(15)의 일단(15a) 및 타단(15b)에 1개씩 설치되어 있다. 쌍방의 지지 핀(19a), (19b)은 서로 평행하게 대향한 위치에 배치되어 있다. 쌍방의 지지 핀(19a), (19b)은 1개의 제2 회전축(20)을 중심으로 요우잉(상하) 방향(22)으로 회전 가능하게 구성되어 있다. 제2 회전축(20)은 상기 제1 회전축(18)에 대해서 직교하는 위치 관계를 가지고 있다.

지지 프레임(15)의 일단(15a)은 비디오 본체부(6)의 제2 면(6d)을 따라 평행하게 구성되어 있다. 한쪽 지지 핀(19a)은 지지 프레임(15)의 일단(15a)과 비디오 본체부(6)의 제2 면(6d) 사이에 설치되어 있다. 따라서 비디오 본체부(6)의 제2 면(6d)은 상기 한쪽 지지 핀(19a)을 개재하여 지지 프레임(15)의 일단(15a)에 회전 가능하게 지지되어 있다.

지지 프레임(15)의 타단(15b)은 비디오 본체부(6)의 제 4 면(6f)을 따라 평행하게 구성되어 있다. 다른 쪽 지지 핀(19b)은 지지 프레임(15)의 타단(15b)과 비디오 본체부(6)의 제 4 면(6f) 사이에 설치되어 있다. 따라서 비디오 본체부(6)의 제 4 면(6f)은 상기 다른 쪽 지지 핀(19b)을 개재하여 지지 프레임(15)의 타단(15b)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 이에 따라 비디오 본체부(6)는 상기 2개의 지지 핀(19a), (19b)을 개재하여 지지 프레임(15)에 회전 가능하게 지지되어 있다(도 3 참조).

이와 같은 각도 조정유닛(3)에 의하면, 비디오 본체부(6)는 후술하는 스코프유닛(4)에 대하여 롤링(좌우) 방향(21)뿐만 아니라 요우잉(상하) 방향(22)으로 회전 가능하게 구성되어 있다. 이에 따라, 비디오 본체부(6)를 360도 범위에 걸쳐서 자유롭게 회전 또는 요동시킬 수 있다. 그 결과, 비디오 본체부(6)의 모니터(9)(표시 화면(9a))의 방향을 사용자가 보기 쉬운 각도(예를 들면, 도 3에 도시한 바와 같은 각도)로 자유롭게 조정할 수 있다.

「스코프 유닛(4)」

스코프 유닛(4)은 스코프 본체부(23)와 체내에 삽입 가능한 삽입부(24)를 구비하고 있다.

스코프 본체부(23)에는 특별히 도시하지 않으나, 조작 레버나 조작 버튼 등이 설치되어 있다. 또한 스코프 본체부(23)에는, 후술하는 촬상유닛(26)의 광원(35)(예를 들면, LED)이 수용되어 있다. 또한 광원(35)(예를 들면, LED)의 수용 장소는 스코프 본체부(23)에 한정되지 않고, 여기 이외의 장소(예를 들면, 상기 비디오 본체부(6))에 설정할 수도 있다.

삽입부(24)는 연성을 가지고 있다. 후술하는 촬상유닛(26)은 상기 삽입부(24)의 단부영역 즉 선단부 및 그 근방영역(이하 삽입 선단부(24a)라고 함)에 설치되어 있다. 이와 같은 구성에서 예를 들면, 조작 레버를 조작하는 것으로, 삽입 선단부(24a)를 관찰 대상을 향해서 만곡시킬 수 있다.

또한 삽입부(24)에는 그 내부에 후술하는 촬상유닛(26)에 전력을 공급하기 위한 케이블(25)(예를 들면, 전력공급 라인(41a)) 및 상기 촬상유닛(26)의 출력신호를 비디오 유닛(2)(비디오 본체부(6))에 전송하기 위한 케이블(25)(예를 들면 신호 라인(41b))이 설치되어 있다(도 2 참조). 전력은 상기 비디오 유닛(2)(비디오 본체부(6))의 전원 유닛(도시 생략)에서 공급된다.

「연결 기구5」

연결기구(5)는 각도 조정유닛(3)과 스코프 유닛(4)을 착탈 가능하게 연결시키는 것이 가능하게 구성되어 있다. 이에 따라 1개의 비디오 유닛(2)을 상기 연성 비디오 스코프(1)뿐만 아니라 이외의 다른 종류의 비디오 스코프(예를 들면 경성비디오 스타일렛, 후두경 블레이드, 검이경이나 항문경 등)에도 선택적으로 적용하는 것이 가능하게 된다. 또한 연결 기구(5)로서는 예를 들면 시판된 기존의 체결구(도시 생략)를 그대로 이용할 수 있다.따라서 연결 기구의 구체적인 사양에 관한 설명은 생략한다.

「촬상유닛(26)에 대해서」

도 1∼도 2 에 도시한 바와 같이, 연성 비디오 스코프(1)(삽입부(24))의 삽입 선단부(24a)에는 촬상유닛(26)이 적용되어 있다. 촬상유닛(26)은 삽입 선단부(24a)의 외형 치수를 수 밀리 이하의 초극세 직경으로 설정 가능하게 구성되어 있다. 여기서, 삽입 선단부(24a)의 단면 형상으로서는 예를 들면 타원형, 원형, 삼각형, 사각형 등 각종 형상을 상정할 수 있다. 도면에는 일 예로 단면 원형의 촬상유닛(26)을 나타내고 있다.

도 1∼도 2에 도시한 바와 같이 촬상유닛(26)은 1개의 케이스 본체(27),복수의 발광부(28), 1개의 수광부(29), 1개의 홀더(30)를 구비하고 있다.

케이스 본체(27)는 삽입 선단부(24a)에 배치 가능한 중공 원통형을 가지고 있다. 케이스 본체(27)의 외주면(27a)은 요철이 없는 매끄러운 원통형으로 구성되어 있다. 이에 따라 상기 삽입 선단부(24a)를 체내에 원활하게 삽입할 수 있는 동시에 상기 삽입 선단부(24a)를 체내에서 원활하게 인출할 수 있다.

케이스 본체(27)의 내주면(27b)은 요철이 없는 원통형으로 구성되어 있다. 이에 따라 상기 케이스 본체(27)의 내부 공간(수용 공간)을 최대한으로 펼칠 수 있다. 그 결과 1개의 케이스 본체(27)의 내부 공간(수용 공간)에 발광부(28), 수광부(29), 홀더(30)의 모든 구성을 빠짐 없이 수용할 수 있다.

여기서 촬상유닛(26)의 고해상도화와 세경화를 동시에 실현하기 위해서는 케이스 본체(27)의 내부 공간(수용 공간)에서 발광부(28) 및 수광부(29)의 레이아웃을 연구할 필요가 있다. 이 경우 케이스 본체(27)의 내부 공간(수용 공간)에서 복수의 발광부(28)를 수광부(29)의 주위를 따라 등간격으로 또한 동심원상으로 레이아웃하는 것이 바람직하다.

「최적의 레이아웃」

홀더(30)는 발광부(28)및 수광부(29)를 케이스 본체(27)의 내부 공간(수용 공간)에 유지 가능하게 구성되어 있다. 따라서 홀더(30)는 케이스 본체(27)의 내부 공간(수용 공간)을 복수로 구획하게 구성되어 있다. 도면에서는 일 예로 홀더(30)는 중공의 정사각기둥 형상(square prism shape)을 가지고 있다. 홀더(30)는 정방형의 단면 윤곽의 형상을 가지고 있다.

이 경우 홀더(30)는 4개의 벽부(31)를 구비하고 있다. 4개의 벽부(31)는 서로 평행하게 대향한 2개의 벽부(31)를 2조 구비해서 구성되어 있다. 4개의 벽부(31)는 인접하는 벽부(31)가 서로 직교하는 위치 관계로 설정되어 있다. 각벽부(31)는 서로 동일한 크기 및 형상으로 구성되어 있다. 여기서는 일 예로 직사각형상(예를 들면 박판상장방형)의 벽부(31)를상정한다.

이와 같은 구성에 있어서 상기 홀더(30)를 케이스 본체(27) 내부에 수용한 상태에서 케이스 본체(27)의 내부는 1개의 제1 영역(32)과 제1 영역(32)의 주위를 따라 등간격으로 레이아웃된 4개의 제2 영역(33)으로 구획되어 있다.

제1 영역(32)은 4개의 벽부(31)로 둘러싸인 정방형의 단면 윤곽의 형상을 가지고 있다. 이 제1 영역(32)에 수광부(29)가 수용되어 있다. 4개의 제2 영역(33)은 각각 벽부(31)와 케이스 본체(27)(내주면(27b))로 둘러싸인 원호형의 단면 윤곽의 형상을 가지고 있다. 이들 4개의 제2 영역(33)에 4개의 발광부(28)가 1개씩 수용되어 있다.

이러한 레이아웃에 의하면 관찰 대상을 비추는데 필요하고 또한 충분한 광을 4개의 발광부(28)에서 출력하게 할 수 있다. 이에 따라 광이 조사된 관찰 대상의 화상을 수광부(29)에 정밀도 좋게 입력시킬 수 있다. 그 결과, 촬상유닛(26)의 고해상도화를 도모할 수 있다.

이러한 레이아웃에 의하면 4개의 발광부(28) 및수광부(29)를 서로 밀접하게 배치시킬 수 있다.이에 따라 수광부(29)에서 4개의 발광부(28)에 걸친 전체 구성이 차지하는 단면적을 가능한 한 작게 할 수 있다. 이 경우 이러한 단면적을 작게 한 만큼 케이스 본체(27)의 외형 치수(예를 들면 직경)를 작게할 수 있다. 그 결과, 촬상유닛(26)의 세경화를 도모할 수 있다.

「발광부(28), 수광부(29)」

발광부(28)는 관찰 대상을 향해서 광을 출력 가능하게 구성되어 있다. 발광부(28)에는 양단을 가지는 라이트 가이드(34), 광원(35)이 접속되어 있다. 광원(35)으로서 예를 들면 LED를 적용할 수 있다. 라이트 가이드(34)는 1개 또는 복수 개의 광 파이버(36)에 의해 구성할 수 있다. 도면에서는 일 예로 라이트 가이드(34)는 복수 개의 광 파이버(36)에 의해 구성되어 있다.

라이트 가이드(34)(광 파이버(36))의 일단은 케이스 본체(27)에 수용되어 있다. 라이트 가이드(34)(광 파이버(36))의 타단은 광원(35)으로부터의 광을 입력 가능하게 구성되어 있다. 이 구성에서 타단에 입력된 광은 라이트 가이드(34)(광 파이버(36))에 따라 전반사(total internal reflection)를 반복하면서 전송된 후 일단에서 출력된다.

수광부(29)는 광이 조사된 관찰 대상에서의 화상을 입력 가능하게 구성되어 있다. 수광부(29)에는 대물 렌즈(37)와센서(38)가 설치되어 있다.

대물렌즈(37)는 고정구(39)에 의해 홀더(30)에 고정되어 있다.

센서(38)로서는 예를 들면 CMOS나 CCD 등의 촬상 소자를 적용할 수 있다. 센서(38)는 고정구(도시 생략)에 의해 홀더(30)에 고정되어 있다. 센서(38)에는 땜납(40)에 의해 상기 전력공급 라인(41a) 및 신호 라인(41b)이 다이렉트하게 접속되어 있다.

또한 케이스 본체(27)의 내부에는 몰드재(42)가 간극없이 충전되어 있다. 몰드재(42)는 땜납(40)의 전체를 덮고 있다. 몰드재(42)는 땜납(40)에 의해 센서(38)에 접속된 전력공급 라인(41a) 및 신호 라인(41b)의 전체를 덮고 있다. 몰드재(42)는 내구성, 내수성, 내열성에 우수한 재료로 구성되어 있다.

이와 같은 구성에서, 상기 전원 유닛(도시 생략)에서 케이블(25)(즉 전력공급 라인(41a))을 통해서 센서(38)에 전력을 공급한다. 여기서 관찰 대상의 화상이 대물 렌즈(37)를 통해서 센서(38)(촬상 소자)에 입력된다. 그러면 상기 화상에 관한 정보(예를 들면 형상, 크기, 색등)가 센서(38)(촬상 소자)에 의해 전기 신호로 변환된다.

이때 센서(38)(촬상 소자)로부터 출력된 전기 신호는 상기 케이블(25)(즉 신호 라인(41b))을 통해서 비디오 유닛(2)(비디오 본체부(6))에 전송된다. 따라서 관찰 대상의 컬러 화상(동화, 정지화)이 모니터(9)(표시 화면(9a))상에 표시된다.

「일실시예의 효과」

본 실시예에 의하면, 중공의 정사각기둥 형상(정방형의 단면 윤곽의 형상)을 가지는 홀더(30)를 케이스 본체(27)의 내부 공간(수용 공간)에 배치한다. 이에 따라 케이스 본체(27)의 내부 공간(수용 공간)에 4개의 제2 영역(33)을 1개의 제1 영역(32)의 주위를 따라 등간격으로 또한 동심원상으로 레이아웃한다. 그리고 제1 영역(32)에 수광부(29)를 수용하게 한다. 4개의 제2 영역(33)에 4개의 발광부(28)를 1개씩 수용하게 한다. 이러한 레이아웃에 의하면 촬상유닛(26)의 고해상도화와 세경화를 동시에 실현할 수 있다.

즉, 상기 레이아웃에 의하면, 관찰 대상을 비추는데 필요하고 또한 충분한 광을 4개의 발광부(28)로부터 동시에 출력시킬 수 있다.이 경우 수광부(29)의 수광영역을 필요하고 또한 충분한 넓이로 확보할 수 있다. 이에 따라 광이 조사된 관찰 대상의 화상을 수광부(29)에 정밀도 좋게 입력시킬 수 있다. 그 결과, 촬상유닛(26)의 고해상도화를 도모할 수 있다.

또한 해당 레이아웃에 의하면, 4개의 발광부(28) 및 수광부(29)를 가장 효율적으로 서로 밀접하게 배치시킬 수 있다. 이에 따라, 수광부(29)로부터 4개의 발광부(28)에 걸친 전체 구성이 차지하는 단면적을 가능한 한 작게할 수 있다. 이 경우 이러한 단면적을 작게 한 만큼 케이스 본체(27)의 외형 치수를 작게할 수 있다.그 결과촬상유닛(26)의 세경화를 도모할 수 있다.

본 실시예에 의하면 상기 레이아웃에 있어서 수광부(29)를 수용하는 제1 영역(32)을 정방형의 단면 윤곽을 가지는 형상으로 설정하고 동시에 발광부(28)를 수용하는 제2 영역(33)을 원호형의 단면 윤곽을 가지는 형상으로 설정한다. 이에 따라 촬상유닛(26)의 고해상도화와 세경화를 동시에 실현할 수 있다.

본 실시예에 의하면 케이스 본체(27)의 내부가 내구성, 내수성, 내열성에 우수한 몰드재(42)로 간극없이 충전되어 있다. 이에 따라 땜납(40)의 전체를 몰드재(42)로 덮을 수 있다. 또한 땜납(40)에 의해 센서(38)에 접속된 전력공급 라인(41a) 및 신호 라인(41b) 전체를 몰드재(42)로 덮을 수 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 예를 들면 삽입 선단부(24a)를 관찰 대상을 향해서 굴곡된 경우 센서(38)와 전력공급 라인(41a) 및 신호 라인(41b)의 접속 부분에 응력이 집중되는 것을 방지할 수 있다. 즉 상기 접속 부분에 외력이 집중적으로 작용하는 일은 없다. 이에 따라 전력공급 라인(41a) 및 신호 라인(41b)이 센서(38)로부터 이탈하는 폐해의 발생을 미연에 방지할 수 있다. 이 경우 상기 접속 부분의 접속 상태를 장기간 걸쳐 보유하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 촬상유닛(26)의 장수명화를 도모할 수 있다.

또한 이와 같은 구성에 의하면, 몰드재(42)에 의해 케이스 본체(27)의 내부에서의 전기적 구성 전체를 기밀적 또는 액밀적으로 덮을 수 있다. 이에 따라, 예를 들면, 체내를 관찰하는 경우에도 또는 삽입 선단부(24a)를 포함한 삽입부(24) 전체를 살균 소독하는 경우에도 체액이나 소독액 등의 수분이 케이스 본체(27)의 내부에 침입하는 것을 미연에 방지할 수 있다. 그 결과 누전이나 감전 등의 폐해의 발생을 미연에 방지할 수 있는 동시에 예를 들면 센서(38)나 전력공급 라인(41a) 및 신호 라인(41b)등의 전기적 구성이 산화에 의해 조기 열화되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 레이아웃에 의하면 삽입 선단부(24a)에 케이스 본체(27)를 배치한 상태에서 삽입 선단부(24a)의 외형 치수(예를 들면 직경)를 1.6mm∼3.2mm 범위 바람직하게는 2mm로 설정하는 것이 가능하게 된다. 이에 따라 상기 삽입 선단부(24a)를 체내에 원활하게 삽입시킬 수 있는 동시에 상기 삽입 선단부(24a)를 체내에서 원활하게 인출할 수 있다.

또한 상기 실시예에 있어서 삽입 선단부(24a)의 전장에 대해서는 특별히 언급하지 않으나 예를 들면 환자의 체내에서의 조작성 및 삽입성을 고려하면 상기 삽입 선단부(24a)의 전장은 3.0mm∼4.0mm범위로 설정하는 것이 바람직하다. 이 경우 삽입 선단부(24a)의 전장은 연성 비디오 스코프(1)의 삽입 방향에 따른 길이를 말한다.

「변형예」

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 다음과 같은 변형예도 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함된다. 상기 변형예에 따른 발명도 상기 실시예와 동일한 효과를 실현할 수 있다. 따라서 해당 효과의 설명은 생략한다.

도 4에 나타낸 변형예에 있어서 1개의 발광부(28)가 수광부(29)의 주위를 따라 연속적으로 또한 동심원상으로 레이아웃되어 있다. 이 경우 삽입 선단부(24a)의 외형 치수(직경)는 2.5mm로 설정되어 있다. 또한 그 외의 구성은 상기 실시예와 동일하므로 그 설명은 생략한다.

도 5에 나타낸 변형예에 있어서 복수의 발광부(28)가 수광부(29)의 주위를 따라 등간격으로 레이아웃되어 있다. 이 변형예에서는 2개의 발광부(28)가 수광부(29)의 양측에 대향해서 배치되어 있다. 따라서 삽입 선단부(24a)는 사각형 또는 장방형의 단면 형상을 가지고 있다. 이 경우 삽입 선단부(24a)의 외형 치수는 긴 방향으로 3.2mm, 짧은 방향으로 1.6mm로 설정되어 있다. 또한 그 외의 구성은 상기 실시예와 동일하므로 그 설명은 생략한다.

1…연성 비디오 스코프 2…비디오 유닛 3…각도 조정유닛
4…스코프 유닛 5…연결 기구 26…촬상 유닛
27…케이스 본체 28…발광부 29…수광부
30…홀더 34…라이트 가이드 35…광원
36…광 파이버 37…대물 렌즈

Claims (11)

1. 비디오 스코프의 삽입 선단부에 적용 가능하고, 동시에, 해당 삽입 선단부의 외형 치수를 수 밀리 이하의 초극세 직경으로 설정 가능한 초극세 촬상유닛으로,
   상기 삽입 선단부에 배치 가능한 중공 원통형의 케이스 본체와,
   상기 케이스 본체의 내부에 수용되고, 관찰 대상을 향해서 광을 출력 가능한적어도 1개의 발광부와,
   상기 케이스 본체의 내부에 수용되고, 광이 조사된 상기 관찰대상에서의 화상을 입력 가능한 수광부, 를 가지고,
   상기 케이스 본체의 내부에서, 상기 발광부는 상기 수광부의 주위를 따라 레이아웃되어 있고,
   상기 발광부 및 상기 수광부를, 상기 케이스 본체의 내부에 유지하기 위한 중공의 정사각기둥 형상의 홀더를 추가로 가지며,
   상기 홀더는, 상기 케이스 본체의 내부를 구획하도록 서로 평행하게 대향한 4개의 벽부를 구비하고, 동시에, 4개의 상기 벽부는 인접하는 상기 벽부가 서로 직교하고,
   상기 홀더가 상기 케이스 본체의 내부에 수용된 상태에서, 상기 케이스 본체의 내부는, 제1 영역과 상기 제1 영역의 주위를 따라 레이아웃된 제2 영역으로 구획되어 있는 동시에,
   상기 제1 영역은, 4개의 상기 벽부로 둘러싸인 정방형의 단면 윤곽을 가지고,
   상기 제2 영역은, 상기 벽부와 상기 케이스 본체로 둘러싸인 단면 윤곽을 가지고,
   상기 제1 영역에, 상기 수광부가 수용되어 있는 동시에,
   상기 제2 영역에, 상기 발광부가 수용되어 있는 초극세 촬상유닛.
2. 제 1항에 있어서,
   복수의 상기 발광부가, 상기 수광부의 주위를 따라 등간격으로, 또한, 동심원상으로 레이아웃되어 있는 초극세 촬상유닛.
3. 제 1항에 있어서,
   하나의 상기 발광부가, 상기 수광부의 주위를 따라 연속적으로, 또한, 동심원상으로 레이아웃되어 있는 초극세 촬상유닛.
4. 제 1항에 있어서,
   복수의 상기 발광부가, 상기 수광부의 주위를 따라 등간격으로 레이아웃되어 있는 초극세 촬상유닛.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 삽입 선단부에 상기 케이스 본체를 배치한 상태에서, 상기 삽입 선단부의 외형 치수를 1.6mm∼3.2mm범위로 설정 가능한 초극세 촬상유닛.
6. 제 5항에 있어서,
   비디오 스코프의 삽입 방향에 따른 상기 삽입 선단부의 전장은, 3.0mm∼4.0mm 범위로 설정되어 있는 초극세 촬상유닛.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 발광부에는, 양단을 가지는 라이트 가이드와 광원이 접속되고,
   상기 라이트 가이드의 일단은, 상기 케이스 본체에 수용되어 있는 동시에,
   상기 라이트 가이드의 타단은, 상기 광원에서의 광을 입력 가능하도록 구성되고,
   상기 타단에 입력된 광은, 상기 라이트 가이드를 따라 전송된 후, 상기 일단에서 출력되는 초극세 촬상유닛.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 라이트 가이드는, 하나 또는 복수개의 광 파이버에 의해 구성 가능한 초극세 촬상유닛.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 수광부에는, 대물 렌즈와 센서가 설치되고,
   상기 관찰 대상의 화상은, 상기 대물 렌즈를 통해서 상기 센서에 입력되고, 해당 센서에 의해 전기 신호로 변환되는 초극세 촬상유닛.
10. 제 1항에 있어서,
    상기 케이스 본체는, 내주면 및 외주면을가지고,
    상기 내주면 및 상기 외주면은, 요철이 없는 원통형으로 구성되어 있는 초극세 촬상유닛.
11. 제 1항 내지 제 10중 어느 한 항 기재의 초극세 촬상유닛을 구비한 비디오 스코프로서,
    관찰 대상의 컬러 화상을 표시 화면상에 표시 가능한 비디오 유닛과,
    상기 표시 화면을 사용자가 보기 쉬운 각도로 조정 가능한 각도 조정유닛과,
    체내에 삽입 가능한 삽입부를 구비한 스코프 유닛과,
    상기 각도 조정유닛과 상기 스코프 유닛을 착탈 가능하게 연결시키는 연결 기구를 구비하고,
    상기 초극세 촬상유닛은 상기 삽입부의 삽입 선단부에 적용되는 비디오 스코프.

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