JP4477167B2

JP4477167B2 - 電子内視鏡

Info

Publication number: JP4477167B2
Application number: JP25203399A
Authority: JP
Inventors: 靖人田中; 優此村; 勝則崎山
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1999-09-06
Filing date: 1999-09-06
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2019-09-06
Also published as: JP2001075020A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯性に優れ、使用者が内視鏡観察を行える電子内視鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、体腔内に細長の挿入部を挿入することにより、体腔内臓器等を観察したり、必要に応じ処置具チャンネル内に挿通した処置具を用いて各種治療処置のできる内視鏡が広く利用されている。また、工業用分野においても、ボイラ、タービン、エンジン、化学プラント等の内部の傷、腐食等の観察、検査に工業用内視鏡が広く用いられている。
【０００３】
上述のように使用される内視鏡には挿入部の先端部に光学像を画像信号に光電変換するＣＣＤなどの撮像素子を配設した電子内視鏡（以下内視鏡と略記する）がある。この内視鏡では、光源装置をから供給される照明光によって照らされた観察部位の観察像を撮像素子の撮像面に結像させ、この撮像素子で光電変換した観察像の画像信号を外部装置であるカメラコントロールユニット（以下ＣＣＵと略記する）の信号処理部に伝達して映像信号を生成し、モニタ画面上に内視鏡画像を表示させて観察を行う構成になっていた。
【０００４】
例えば特開平８−１１７１８４号公報には光ファイバーから成るライトガイドファイバをなくすことによって、細径でかつ簡素な構成で高機能化を実現する内視鏡装置を提供するため、先端部に観察部位を撮像する固体撮像素子と、観察部位を照明する面発光光源とを備えた内視鏡装置が開示されている。
【０００５】
工業用分野で使用される内視鏡の中には、化学プラントの配管やガスタンク等、爆発性雰囲気等の危険場所（以下危険場所と記載する）で使用されるものがある。そして、この危険場所で使用される機器は、この機器が発火源等になることを防止するため、少なくとも「ＤＣ２８Ｖ以下、９３ｍＡ以下、０．６６Ｗ以下」という安全基準条件を満たさなければならない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記内視鏡に設けられているＣＣＤは、駆動時に発生する立ち上がり電流値が高くなるという特性を有するため、たとえ消費電力の問題を解消できたとしても前述した電流値の条件を満たすことができないので危険場所で使用するには問題が残る。
【０００７】
また、ＣＣＤ近傍に設けられている抵抗等の電子部品の発熱や照明用ＬＥＤによって先端部が高温になることによって、例えば発火点が８０℃の亜硝酸エチルや８５℃の硝酸エチル等の低温度で発火するおそれのあるガスを扱う配管等では電子内視鏡を使用することが困難になるという問題があった。
【０００８】
さらに、危険場所で内視鏡を操作する使用者が内視鏡画像を観察する場合には、表示装置自体を安全基準条件を満たして構成しなければならないので、危険場所対応の特殊な表示装置を準備する煩わしさや、非防爆タイプの表示装置を使用する場合にはこの表示装置を安全領域に配置し、安全領域にいる観察者が観察及び観察指示を行わなければならない等の不具合があった。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、危険場所にいる使用者が内視鏡画像を観察しながら取扱い可能な電子内視鏡を提供することを目的にしている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子内視鏡は、挿入部の先端部に配置された、光学像が結像する撮像面を有し、この撮像面に結像した光学像を光電変換して映像信号として出力するＣ−ＭＯＳイメージセンサ及び観察部位に照明光を供給する照明部として構成される少なくとも１つ以上の照明用ＬＥＤと、前記挿入部の基端部に配設された操作部に配置され、前記Ｃ−ＭＯＳイメージセンサから出力された映像信号を基に内視鏡画像を表示するＬＣＤモニタとを備え、
電源部から前記Ｃ−ＭＯＳイメージセンサ、前記照明用ＬＥＤ、及び前記ＬＣＤモニタに電力を供給する回路中に、前記電源部から前記Ｃ−ＭＯＳイメージセンサ、前記照明用ＬＥＤ、または前記ＬＣＤモニタに過剰電流が流れることを抑制すると共に、当該Ｃ−ＭＯＳイメージセンサ、照明用ＬＥＤ、及びＬＣＤモニタが直接的に０．６６Ｗ以下となるように連続して駆動するための電流制限回路を前記操作部側に備え、前記Ｃ−ＭＯＳイメージセンサ及び前記照明用ＬＥＤは、ＤＣ２８Ｖ以下、９３ｍＡ以下、０．６６Ｗ以下で動作する。
【００１１】
この構成によれば、使用者は、危険場所の観察を、直接ＬＣＤモニタに表示されている内視鏡画像を観察しながら行える。
【００１２】
【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は本発明の電子内視鏡の概略構成を説明する図、図２はＬＣＤモニタにＬＥＤバックライトを用いた電子内視鏡の具体的な構成例を説明する図である。
【００１３】
図１に示すように本実施形態の電子内視鏡１は、挿入部１０の先端部１１に照明手段として面発光光源である照明用ＬＥＤを例えば１つ又は複数配置して構成した照明部１２及び撮像手段としてＣ−ＭＯＳ(相補型金属酸化膜半導体：Complementary Metal-Oxide Semiconductor の略称)イメージセンサ１３を配設した挿入部１０と、把持部を兼ね基端部に表示部としてＬＣＤモニタ１５を配設した操作部１４とで主に構成されている。
【００１４】
前記挿入部１０は、例えば先端側から順に硬質部材で形成された先端部１１、複数の湾曲駒を連接して回動自在に形成された湾曲部（不図示）、柔軟部材で構成された可撓管部（不図示）を連設して構成されている。なお、挿入部１０は挿入部全体が硬性に形成したものであってもよい。また、符号１６は照明部１２から出射された照明光によって照らされた観察部位の観察像を前記Ｃ−ＭＯＳ１３の撮像面に結像させる対物レンズである。
【００１５】
撮像手段として使用するＣ−ＭＯＳ１３は、例えば駆動信号発生部やノイズ低減回路、出力信号レベル安定化回路、Ａ／Ｄコンバータ等、カメラとしての機能が全て搭載された高密度化に適し、「ＤＣ２８Ｖ以下、９３ｍＡ以下、０．６６Ｗ以下」という条件を照明用ＬＥＤを含めたシステムとして満たして動作するのが特徴である。また、前記ＬＣＤモニタ１５は具体的には図２に示すようにバックライトとしてＬＥＤバックライト２１を配置したＬＥＤバックライト付きＬＣＤモニタ（以下バックライト付きモニタと略記する。）２０であり、「ＤＣ２８Ｖ以下、９３ｍＡ以下、０．６６Ｗ以下」という条件を満たして動作する。
【００１６】
図１及び図２に示すように前記内視鏡１の操作部１４内には前記照明部１２、前記Ｃ−ＭＯＳ１３及び前記バックライト付きモニタ２０に電力を供給する電源部として例えば乾電池等の電池１７が配置されている。
【００１７】
そして、前記電池１７と、前記照明部１２及び前記Ｃ−ＭＯＳ１３とは中途部で照明用電源ケーブル１８ａ及び撮像素子用電源ケーブル１８ｂとに分岐する電源供給用ケーブル１８によって電気的に接続されている。
【００１８】
前記電源供給用ケーブル１８の中途部には前記照明部１２及び前記Ｃ−ＭＯＳ１３にショートなどが原因で過剰電流が流れることを防止する電流制限回路１９が設けられている。また、前記バックライト付きモニタ２０には前記Ｃ−ＭＯＳ１３から延出して映像信号を伝送する映像信号伝送ケーブル２２が電気的に接続されている。さらに、前記バックライト付きモニタ２０は、前記電池１７から前記電流制限回路１９を介して供給される電力によって駆動する構成になっている。
【００１９】
このことにより、前記内視鏡１は、「ＤＣ２８Ｖ以下、９３ｍＡ以下、０．６６Ｗ以下」という安全基準条件を満たして危険場所において目的観察部位の観察を行えるものである。
【００２０】
上述のように構成した電子内視鏡１の作用を説明する。
まず、使用者は、内視鏡１を危険場所内に持ち込み、操作部１４に設けられている図示しない電源スイッチを操作する。すると、操作部１４に設けられている電池１７から電流制限回路１９を通して前記照明部１２、前記Ｃ−ＭＯＳ１３及びバックライト付きモニタ２０に電力が供給される。
【００２１】
このことにより、照明部１２の照明用ＬＥＤが点灯して観察部位に向けて照明光が出射される。また、観察部位の観察像が対物レンズ１６を通過してＣ−ＭＯＳ１３の撮像面に結像し、このＣ−ＭＯＳ１３内で映像信号に信号処理される。そして、このＣ−ＭＯＳ１３で信号処理された映像信号は、映像信号伝送ケーブル２２を通ってバックライト付きモニタ２０に伝送されて、画面上に観察部位の内視鏡画像を表示する。したがって、観察者はバックライト付きモニタ２０の画面に表示される内視鏡画像を見ながら観察等を行える。
【００２２】
このように、Ｃ−ＭＯＳ、照明用ＬＥＤを先端部に設ける一方、バックライト付きモニタを操作部に設け、これらＣ−ＭＯＳ、照明用ＬＥＤ及びバックライト付きモニタの電源を操作部に設けた電池として電子内視鏡を構成し、システムとしてＤＣ２８Ｖ以下、９３ｍＡ以下、０．６６Ｗ以下で動作するようにしたことによって、携帯性及び観察性に優れ、かつ危険場所内での使用に対応した電子内視鏡を提供することができる。
【００２３】
また、操作部に電流制限回路を設けたことによって、Ｃ−ＭＯＳ、照明用ＬＥＤ及びバックライト付きモニタに過剰電流が供給されることを確実に防止して電子内視鏡の安全性を図ることができる。
【００２４】
なお、図３に示すように電子内視鏡１Ａの先端部１１に、この先端部１１の温度を検出する温度センサ３１を設けるとともに、前記照明用電源ケーブル１８ａの中途部にこの温度センサ３１から伝送される温度情報にしたがって前記照明部１２への電力の供給を制御して照明光量を調整する安全回路３２を設けることによって、前記照明部１２の発熱が原因で先端部１１が所定温度以上に上昇することを確実に防止することができる。
【００２５】
また、電子内視鏡１Ａの先端部１１に設けられている前記照明部１２に対して第１電池１７ａから第１電流制限回路１９ａを介して照明用電源ケーブル１８ａによって電力を供給する回路や、前記Ｃ−ＭＯＳ１３に対して第２電池１７ｂから第２電流制限回路１９ｂを介して撮像素子用電源ケーブル１８ｂによって電力を供給する回路、さらには前記バックライト付きモニタ２０に対して第３電池１７ｃから第３電流制限回路１９ｃを介して電力を供給する回路をそれぞれ独立させて構成することによって、危険場所で使用可能な安全基準条件をそれぞれの回路が満たして照明部１２、Ｃ−ＭＯＳ２３及びバックライト付きモニタ２０にそれぞれ電力を供給するように構成してもよい。
【００２６】
このことによって、照明部を構成する照明用ＬＥＤの数量を増加させて照明光量を増大させる等、照明部１２、Ｃ−ＭＯＳ２３及びバックライト付きモニタ２０の特性を十分に引き出して良好な観察を行うことができる。
【００２７】
さらに、図４に示すように電子内視鏡１Ｂの操作部１４に映像信号を送信するための送信部３３を設け、この送信部３３から安全領域に配置されている受信部を有する表示装置（不図示）に向けて、危険場所で使用可能な微弱電波や赤外光を出力して、画面上に内視鏡画像を表示させることによって、使用者のみならず複数の関係者によって観察部位の考察を行えるようにしてもよい。
【００２８】
この場合、前記送信部３３への電力の供給は、第４電池１７ｄによって行い、この第４電池１７ｄと前記送信部３３との間には第４電流制限回路１９ｄを設ける。
【００２９】
又、前記操作部１４に記録用Ｃ−ＭＯＳメモリ３４を設けることによって、観察中に画像記録等をこの記録用Ｃ−ＭＯＳメモリ３４に保存する構成にしてもよい。このとき、前記記録用Ｃ−ＭＯＳメモリ３４への電力の供給は、電流制限回路を介して例えば前記電池１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄのどれか１つを共用して使用するか、或いは別の乾電池を設けて行うようにする。
【００３０】
さらにまた、上述した実施形態においては、対物レンズ及び照明部を先端面に設けているが、これら対物レンズ及び照明部側面部等に設ける構成にしてもよい。
【００３１】
尚、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【００３２】
［付記］
以上詳述したような本発明の上記実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【００３３】
（１）挿入部の先端部に配置され、光学像が結像する撮像面を有し、この撮像面に結像した光学像を光電変換して映像信号として出力するＣ−ＭＯＳイメージセンサと、
前記挿入部の先端部に配置され、観察部位に照明光を供給する照明用ＬＥＤで構成された照明部と、
前記挿入部の基端部に配設された操作部に配置され、前記Ｃ−ＭＯＳイメージセンサから出力された映像信号を基に内視鏡画像を表示するＬＣＤモニタと、
を具備する電子内視鏡。
【００３４】
（２）前記ＬＣＤモニタはＬＥＤバックライトを備える付記１記載の電子内視鏡。
【００３５】
（３）前記Ｃ−ＭＯＳイメージセンサ、照明用ＬＥＤ及びＬＣＤモニタ又はＬＥＤバックライトを備えたＬＣＤモニタの電源は、前記操作部に設けられる電池である付記１又は付記２記載の電子内視鏡。
【００３６】
（４）前記電池と、前記照明部、前記Ｃ−ＭＯＳイメージセンサ、ＬＣＤモニタ、ＬＥＤバックライトとの間に電流制限回路を設けた付記３記載の電子内視鏡。
【００３７】
（５）前記Ｃ−ＭＯＳイメージセンサは、安全基準条件を満たして動作する付記１又は付記２記載の電子内視鏡。
【００３８】
（６）前記照明用ＬＥＤは、安全基準条件を満たして照明光を発する付記１又は付記２記載の電子内視鏡。
【００３９】
（７）前記ＬＣＤモニタ又はＬＥＤバックライトを備えたＬＣＤモニタは安全基準条件を満たして駆動する付記１又は付記２記載の電子内視鏡。
【００４０】
（８）前記挿入部の先端部に、さらに温度センサ及び安全回路を設けた付記１又は付記２記載の電子内視鏡。
【００４１】
（９）前記操作部に信号送信部を設けた付記１又は付記２記載の電子内視鏡。
【００４２】
（１０）前記操作部に記録用Ｃ−ＭＯＳメモリを設けた付記１又は付記２記載の電子内視鏡。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、危険場所にいる使用者が内視鏡画像を観察しながら取扱い可能な電子内視鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１及び図２は本発明の第１実施形態に係り、図１は本発明の電子内視鏡の構成を説明する図
【図２】ＬＣＤモニタにＬＥＤバックライトを用いた電子内視鏡の具体的な構成例を説明する図
【図３】電子内視鏡の他の構成例を説明する図
【図４】電子内視鏡の別の構成例を説明する図
【符号の説明】
１…電子内視鏡
１０…挿入部
１２…照明部
１３…Ｃ−ＭＯＳイメージセンサ
１４…操作部
１７…電池
１８ａ…照明用電源ケーブル
１８ｂ…撮像素子用電源ケーブル
１９…電流制限回路
２０…ＬＥＤバックライト付きＬＣＤモニタ
２１…ＬＥＤバックライト
２２…映像信号伝送ケーブル

Claims

挿入部の先端部に配置された、光学像が結像する撮像面を有し、この撮像面に結像した光学像を光電変換して映像信号として出力するＣ−ＭＯＳイメージセンサ及び観察部位に照明光を供給する照明部として構成される少なくとも１つ以上の照明用ＬＥＤと、前記挿入部の基端部に配設された操作部に配置され、前記Ｃ−ＭＯＳイメージセンサから出力された映像信号を基に内視鏡画像を表示するＬＣＤモニタとを備え、
電源部から前記Ｃ−ＭＯＳイメージセンサ、前記照明用ＬＥＤ、及び前記ＬＣＤモニタに電力を供給する回路中に、前記電源部から前記Ｃ−ＭＯＳイメージセンサ、前記照明用ＬＥＤ、または前記ＬＣＤモニタに過剰電流が流れることを抑制すると共に、当該Ｃ−ＭＯＳイメージセンサ、照明用ＬＥＤ、及びＬＣＤモニタが直接的に０．６６Ｗ以下となるように連続して駆動するための電流制限回路を前記操作部側に備え、
前記Ｃ−ＭＯＳイメージセンサ及び前記照明用ＬＥＤは、ＤＣ２８Ｖ以下、９３ｍＡ以下、０．６６Ｗ以下で動作することを特徴とする電子内視鏡。
前記ＬＣＤモニタは、ＬＥＤバックライトを備えることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡。
前記Ｃ−ＭＯＳイメージセンサ、前記照明用ＬＥＤ及び前記ＬＣＤモニタの電源は、前記操作部に設けられた電池であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子内視鏡。
前記電池は、電流制限回路を介して電力供給を行うように配置されることを特徴とする請求項３に記載の電子内視鏡。
前記ＬＣＤモニタは、ＤＣ２８Ｖ以下、９３ｍＡ以下、０．６６Ｗ以下で定義された安全基準条件を満たして動作することを特徴とする請求項１または２に記載の電子内視鏡。
前記操作部は、記録用Ｃ−ＭＯＳメモリを備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電子内視鏡。
挿入部の先端部に配置された、光学像が結像する撮像面を有し、この撮像面に結像した光学像を光電変換して映像信号として出力するＣ−ＭＯＳイメージセンサ及び観察部位に照明光を供給する照明部として構成される少なくとも１つ以上の照明用ＬＥＤと、前記挿入部の基端部に配設された操作部に配置され、前記Ｃ−ＭＯＳイメージセンサから出力された映像信号を基に内視鏡画像を表示するＬＣＤモニタと、前記Ｃ−ＭＯＳイメージセンサ、前記照明用ＬＥＤ及び前記ＬＣＤモニタに電力を供給する電源部とを備え、爆発性雰囲気下で使用される電子内視鏡において、
前記電池と前記Ｃ−ＭＯＳイメージセンサ、前記照明用ＬＥＤ、及び前記ＬＣＤモニタとの間に過剰電流が流れることを抑制すると共に、当該Ｃ−ＭＯＳイメージセンサ、照明用ＬＥＤ、及びＬＣＤモニタが直接的に０．６６Ｗ以下となるように連続して駆動するための電流制限回路を前記操作部側に備え、
前記Ｃ−ＭＯＳイメージセンサ、前記照明用ＬＥＤ及び前記ＬＣＤモニタは、前記電源部より当該Ｃ−ＭＯＳイメージセンサ、当該照明用ＬＥＤ及び当該ＬＣＤモニタに電力が供給された状態において、予め、ＤＣ２８Ｖ以下、９３ｍＡ以下、０．６６Ｗ以下で定義された安全基準条件を満たして動作するシステムとして構成されていることを特徴とする電子内視鏡。