JPH01204014A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、工業用管路など長尺な部位に挿入部を挿入
して内部を観察するようにした内視鏡装置に関する。

（従来の技術） 工業用内視鏡は、長尺な挿入部をもち、これを全長が長
い管路などに挿入することにより、内部が観察できるよ
うになっている。

こうした内視鏡装置では、挿入部が長尺であるために、
ドラムを使って巻き取ることができるようにする他、ド
ラムにブラシを設けて、ドラム内に設けた挿入部を駆動
するための駆動部へ電力や信号を伝送して、ドラムの外
部から挿入部を駆動させることが行なわれる。

（発明が解決しようとする課題） ところが、このようなブラシを用いて電力伝送および信
号伝送を行なうものは、ドラムの回転によりブラシの接
点部が摩耗を起こして、信号の伝送が行なわれなくなっ
たり、ブラシの接点がドラムの軸からずれることによる
ブラシの非接触状態の発生から、信号が伝送されなくな
ったりして、動作不良を起こすことがある。

この発明はこのような課題に着目してなされたもので、
ドラムに対する信号伝送の信頼性を向上させることかで
きる内視鏡装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 」二足目的を達成するために、挿入部を巻き取るドラム
の回転軸に同心的にロータリートランスを設け、このロ
ータリートランスを介して、ドラムの駆動部と、ドラム
外の制御装置とを接続する。

（作用） 制御装置からの電気信号は、非接触で信号の伝送を行な
うロータリートランスを通して、ドラムの駆動部へ伝送
されていく。

（実施例） 以下、この発明を第１図ないし第５図に示す第１の実施
例にもとづいて説明する。第１図は内視鏡装置の外観を
示し、１は上面にコ字形形状のフレーム２が立設された
台である。そして、このフレーム２の両端部間に、第２
図にも示されるように縦形のドラム３が軸受部４ａ、４
ａ　（支持部に相当）を介して回転自在に支持されてい
る。なお、ドラム３は円筒部３ａの両端に円形の側板３
ｂ。

３ｂを取着した構造となっていて、側板３ｂ。

３ｂの中心部の支持から、ドラム全体を回転できるよう
にしている。そして、こうしたドラム３の円筒部３ａの
外周面上に、管内に挿入ｉｉＪ能な径をもつ長尺な挿入
部４の基端部が接続され、挿入部４を巻き取ることがで
きるようにしたドラムユニット５を１１１４成している
。

ここで、挿入部４の先端部には、内視鏡として必要な部
材、すなわち、例えばライトガイドファイバー６や配光
レンズ（図示しない）で構成される照明手段、Ｃ０Ｄ−
ＴＶカメラ７（固体撮像索子で、以下、ＣＯＤと称す）
や対物レンズ７ａで構成される観察手段が組み込まれて
いる。そして、ライトガイドファイバー６の入射端部は
、挿入部４内を挿通して、ドラム３内である円筒部３ａ
の内部に設置した光源装置８の出射部に接続されている
。光源装置８は、第２図に示されるように冷却ファン９
が装管された筐体１０内に光源ランプ１１を、その光源
ランプ１１の照明光を出射部に導く集光レンズ１２およ
びプリズム１３と共に設けた構造となっていて、ライト
ガイドファイバー６の入射端に光源ランプ１１の光を集
めて導光させるようにしている。但し、１１ａは光源ラ
ンプ１１に設けた冷却フィンである。

またＣＣＤ７からの信号線は、挿入部９内を通り、円筒
部３ａ内に設置したＣＣＤ７の駆動部となるＴＶカメラ
コントローラー１４に接続されている。そして、このＴ
Ｖ右カメラントローラ１４は、ドラム３の回転軸と同心
に設けた後述するロータリートランス１５を介して、外
部の制御装置１６に接続されていて、制御装置１６と接
がるＴＶモニター１７にＣ０Ｄ７で捕えた光学像を表示
できるようにしている。なお、制御装置１６については
後述する。

一方、挿入部４の先端部分には、自走部１８が嵌挿され
ている。自走部１８は、第４図に示されるように例えば
挿入部４に遊嵌された弾性体からなる進退駆動用のチュ
ーブ１９の両端部に、ゴムなどの弾性膜材よりなるバル
ーン２０．２１を設けた構造となっている。そして、各
バルーン２０゜２１およびチューブ１９内には、いずれ
も挿入部４内に挿通された３本の送気チューブ２２，２
３゜２４の先端部が接続されている。また各送気チュー
ブ２２，２３．２４の基端部は、第３図に示されるよう
にドラム３の円筒部３ａ内に先の光源装置８およびＴＶ
カメラコントローラー１４と共に設置した３つのポンプ
２５，２６．２７に接続されている。そして、各ポンプ
２５，２６．２７と接がるポンプコントローラー２８（
円筒部３ａ内に設置されている）の信号線が、先のＴＶ
カメラコントローラー１４のときと同じくロータリート
ランス１５を通して、外部の制御装置１６と接続されて
いて、ポンプコントローラ１４を制御する構造にしてい
る。

そして、こうしたドラム３内の制御回路、制御装置１６
の制御回路が、これら間をつなぐロータリートランス１
５と共に第５図に示されている。

ここで、各回路を説明する前にロータリートランス１５
の構造について述べれば、これには軸受部を兼用したコ
アを用いたものが用いられている。

すなわち、ロータリートランス１５は、ドラム３の一方
の側板、例えば右側の側板３ｂの外面中央に、円形の板
部２９ａの中央に軸部２９ｂを突設してなる回転コア３
０を同心的に取着する他、この回転コア３０の軸端に相
対してフレーム２の右側のアーム部分の先端部に、Ｌ字
状に形成された固定コア３１を設ける。この対向する回
転コア３０の軸端と固定コア３１の立位部分との間に先
の軸受部４ａを介装させて、軸部２９ｂを中心としてド
ラム３が回転できる構造とする。そして、軸部２９ｂの
外周側に、同心的に筒状の一次コイル３２および二次コ
イル３３を重ね、内側の一次コイル３２の端部を固定コ
ア３１の立位部分に取着し、外側の二次コイル３３の端
部を板２９ａの板面に取着した構造となっており、非接
触状態の一次コイル３２と二次コイル間を電気信号（高
・低周波数の信号）が伝送できるようにしている。

なお、回転コア３０および固定コア３１によって形成さ
れる閉磁路は、−次側と二次側との間における電力結合
を高めるために用いられているものである。

一方、ドラム３内の回路について説明すれば、ドラム３
内には整流、平滑機能で構成される電源回路４０が設置
されている。そして、この電源回路４０の入力部がロー
タリートランス１５の二次コイル３３に接続され、また
出力部がＴＶ左カメラントローラー１４、ポンプコント
ローラー２８にそれぞれ接続されていて、ドラム３内の
各機器に電力を供給するための電力伝送系を構成してい
る。なお、図示はしていないが冷却ファン９および光源
装置８も電源回路４０に接続される。さらに電源回路４
０と二次コイル３３とを結ぶ信号線４２上には、ＴＶ左
カメラントローラー１４の信号出力部がトランス４３を
介して並列に接続されている他、ポンプコントローラー
２８の信号入力部が同様にトランス４４を介して並列に
接続されていて、ロータリートランス１５につながる１
系統の信号線４２を使って、電源回路４０に電力を供給
したり、ＴＶ左カメラントローラー１４からのビデオ信
号を伝送したり、ポンプコントローラー２８にポンプ制
御信号を伝送したりできるようにしている。なお、４１
は信号線に介装された電源用信号を選択するためのチョ
ークコイルである。

他方、制御装置１６について説明すれば、４５は例えば
２０　ｋ　Ｈｚ程度の電力用低周波を出力するスイッチ
ング電源、４６はＴＶモニター１７のモニターコントロ
ーラー、４７は数Ｍ　Ｈｚ程度、例えばＩＭＩＩｚの信
号用高周波でポンプ制御信号を出力するポンプ制御信号
発生器である。なお、電源は５０　Ｈｚ程度の商用周波
数でもよい。そして、これらスイッチング電源４５、モ
ニターコントローラー４６およびポンプ制御信号発生器
４７が合成器４８を介してロータリートランス１５の一
次コイル３２に接続され、各電気信号を合成して、先の
ドラム３側の機器へ伝送できるようにしている。

すなわち、合成器４８は、−次コイル３２とスイッチン
グ電源４５とを結ぶ信号ライン４９に、それぞれモニタ
ーコントローラー４６の信号入力部とつながるトランス
５０およびポンプ制御信号発生器４７の信号出力部とつ
ながるトランス５１を並列に接続させた構造となってい
て、信号ライン４９上で異なる周波数の電気信号を合成
できるようになっている。なお、５２はスイッチング電
源４５の前段の信号ライン部分に介装されたチョークコ
イルである。そして、合成された電気信号をドラム３側
のトランス４４．チョークコイル４１で分離して、電力
伝送を行ったり、自走部１５を前後駆動させるべくバル
ーン２０．バルーン２１゜チューブ１９をそれぞれ膨張
・収縮制御したりできるようにしている。むろん、ＴＶ
左カメラントローラー１４からのビデオ信号はトランス
５０で分離されてモニターコントローラー１４に伝送さ
れる。なお、このビデオ信号はＴＶコントローラー１４
にてポンプ制御信号とは異なる数ＭＨｚの信号用高周波
に変調されるものである。

しかして、こうして構成される内視鏡装置を用いて、例
えば工業用管路内を検査するときは、検査の対称となる
管路内に自走部１８を挿入した後、例えばモニターコン
トローラー４６を使って自走部１８を前進する側に操作
する。すると、合成器４８にて合成された、スイッチン
グ電源４５からの電源用の信号（２０ｋＨｚ）とポンプ
制御信号発生器４７からのポンプ制御信号（ＩＭＨｚ）
が、ロータリートランス１５の一次コイル３２から二次
コイル３３に伝送されていく。そして、ドラム３側に伝
送された合成信号は、チョークコイル４１により駆動用
の信号が選択され、電源回路４０で整流ならびに平滑さ
れて、駆動用電源としてそれぞれＴＶ右カメラントロー
ラー１４、ポンプコントローラー２８などの機器へ送ら
れていく。

またポンプ制御信号は、トランス４４によって合成信号
から抽出され、各ポンプ２５，２６゜２７を制御する信
号としてポンプコントローラー２８へ送られていく。こ
れにより、自走部１８が前進して、挿入部４が次第に管
内の奥に向って挿入されていく。すなわち、自走部１８
の前進動は、ポンプ２５，２６．２７の制御により、ま
ず、前方側のバルーン２０のみを膨張させて、その部分
を管路の内面に保持させる。続いて、チューブ１９に加
圧流体を送って該チューブ１９を軸方向に対し収縮させ
て、バルーン２０から後方の挿入部４の部分を前進させ
、ドラム３から挿入部３を引き出していく。ついで、後
方のバルーン２１を膨張させて、その部分を管路の内面
に保持させ、前進した状態を維持する。しかる後、前方
のバルーン２０を収縮させて保持を解除すると、同時に
チューブ１つ内の加圧流体を排気させて、前方のバルー
ン２０を前方側へ移動させるといった工程の繰り返しに
より行なわれる。但し、第４図中、二点鎖線で示した部
分はチューブ１９が縮んだ状態を示す。なお、後退はそ
の逆の工程で行なわれるものである。

一方、ＴＶ右カメラントローラー１４により駆動された
ＣＣＤ７からの信号は、ＴＶ右カメラントローラー１４
にてポンプ制御信号とは異なる信号用高周波のビデオ信
号に変調されていく。このビデオ信号が、トランス４３
を通してロータリートランス１５の二次コイル３３に送
られ、−次コイル３２を通して外部の制御装置１６に伝
送されていく。そして、他の信号と混ったビデオ信号が
、トランス５０によって分離され、モニターコントロー
ラー４６に入力されていく。そして、このモニターコン
トローラー４６にて映像信号に処理され、ＴＶモニター
１７に画像表示されていく。つまり、ＴＶモニター１７
を通して管路の観察がなされていく。

ここで、こうした取り扱いの際、ドラム３の内外に対す
る信号伝送が不良を起こして、電力や制御信号の伝送が
されなくなることが懸念される。

しかしながら、この発明によると、回転可能に支持され
たドラム３に対する電力伝送、信号伝送は、非接触です
むロータリートランス１５を用いているので、「従来の
技術」の項で述べたブラシを用いたときのように接点部
の摩耗により信号が伝送されなかったり、ブラシが非接
触を起こして信号が伝送されなかったりすることはない
。

しかるに、動作不良を起こすことはなく、内視鏡装置は
信頼性は高い。しかも、ロータリートランス１５の採用
により、ドラム３と制御装置１６との間を渡る信号線を
一本にすることができるかなお、観察を終れば、例えば
自走部１８の後退させるとともに、ドラム３を回転させ
て管路から導出してくる挿入部９を巻き取ればよい。

また、第１．の実施例では同心型のロータリートランス
１５を用いたが、第６図に示される第２の実施例のよう
にドラム３の回転軸において、−次コイル６０と二次コ
イル６１とを絶縁材６２を介して対向させてなる分離コ
イル型のロータリートランス６３を用いてもよい。

またこの他、第７図に示される第３の実施例のように電
力を伝送するためのコイル部６５と信号を伝送するため
のコイル部６６とに分けた分離コイル型のロータリート
ランス６７を用いてもよい。

具体的には、コイル部６５は相対向する電力用−次コイ
ル６５ａと電力用二次コイル６５ｂから構成され、コイ
ル部６６は信号用−次コイル６６ａと信号用二次コイル
６６ｂから構成される。

こうした電力用と信号用とに分離する構造は、伝送ライ
ンが別系統となるためにスイッチングノイズが少なくて
すむ。

但し、第６図および第７図において、６８はロータリー
トランス６３．６７のコアを示す。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、ロータリートラ
ンスを介してドラムに対する伝送を行ったので、ブラシ
を用いたときのように接点部で非接触が起きることはな
い。

したがって、ドラムに対する信号伝送は信頼性が高く、
高い品質の内視鏡装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図はこの発明の第１の実施例を示し、
第１図は内視鏡装置を示す斜視図、第２図はそのドラム
廻りの断面図、第３図はドラムに内蔵されている自走部
を駆動するポンプ系の構造を示す断面図、第４図は挿入
部の先端部に装置された自走部を示す断面図、第５図は
制御回路を示す構成図、第６図はこの発明の第２の実施
例の要部を示す断面図、第７図はこの発明の第７の実施
例の要部を示す断面図である。 ３・・・ドラム、４・・・挿入部、５・・・ドラムユニ
ット、６・・・ライトガイドファイバー（照明手段）、
７・・・ＣＣＤ−ＴＶ左カメラ観察手段）、１４・・・
ＴＶ左カメラントローラー（駆動部）、１５・・・ロー
タリートランス、１６・・・制御装置。 出願人代理人　弁理士　坪井　淳 第１図 第２図 ム 第３図 第４図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 照明手段と観察手段を有する挿入部と、この挿入部の基
   端部が連結され該挿入部を巻き取るドラムと、このドラ
   ムを回転自在に支持する支持部とからなるドラムユニッ
   トと、 このドラムユニットに設けられ少なくとも前記観察手段
   を駆動する駆動部と、 この駆動部に電気信号を出力する制御装置と、前記ドラ
   ムの回転軸に同心的に設けられ前記制御装置からの電気
   信号を前記駆動部に伝送するロータリートランスとを具
   備したことを特徴とする内視鏡装置。