JPH02278219A - ビデオ内視鏡の冷却装置 - 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］ 本発明は、高温環境下での観察を可能とするビデオ内視
鏡の冷却装置に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］従来、ジ
ェットエンジン内部、ボイラー内部、原子炉内部等の機
器類内部の観察には、工業用内視鏡が広く用いられてい
る。これら内視鏡のほとんどは、細長な挿入部の先端部
に対物光学系を設け、その結像光学像を挿入部内の光フ
ァイバーにより後方手元側に伝送し、何ｍ、或は十何ｍ
も離れた後方の接眼部にてｖＡ察するファイバ一方式が
用いられている。

ところで、近年、ファイバー内視鏡の代わりに、挿入部
先端部の対物光学系（搬像光学系）の結像位置にＣＯＤ
等の固体撮像素子を設け、結像光学像を撮像信号に光電
変換して挿入部内を後方手元側に伝送し、後方手元側の
操作部から別体のビデオプロセッサを介してモニタに送
って表示するビデオ内視鏡が広範囲の分野で用いられつ
つある。

しかしながら、このビデオ内視鏡にあって先端部に配置
される固体撮像素子は、先端部に位置する照明用ライト
ガイド端部での発熱、及び周囲環境からの熱、さらには
固体ｌ１ｉＩ像素子自体の発熱で、かなりの熱を持つよ
うになる。そして、このビデオ内視鏡が例えばジェット
エンジン内部等の高温環境下で使われると、固体撮像素
子の出力信号は、後述の特開昭６０−７３６１２号公報
の従来技術の中でも示されているように、暗電流がかな
り大きくなってＳ／Ｎ比が悪化してしまうという問題が
ある。

そこで、ビデオ内視鏡を前記した如くの高温環現下で使
用しても、先端部内の固体撮像素子の温度１弁現象を防
止するべく、本出願人は、特開昭６０−７２５２８号公
報に記載のペルチェ素子を用いて冷却するもの、特開昭
６０−７３６１２号公報に記載の固体撮像素子チップの
背面にジグザグに冷Ｎ１バイブをはわせるもの、或は特
開昭６０７２５２６号公報に記載があるように、先端部
内の固体Ｉｌｌ素子周囲に手元操作部側から挿入部内を
延設した送気チューブの先端を臨ませ、エアポンプを用
いて冷却用エアーを固体撮像素子に循環させて冷却する
もの等を提案している。

ところで、工業用内視鏡の多くは前述したように挿入部
は何ｍ１或は十何ｍと長尺であるため、前記先行技術例
のように固体搬像素子を冷却する流体を送出するポンプ
を内視鏡外に設けると、該ポンプが大型化し、しかもポ
ンプとの接続チューブを必要とし複雑化するといった不
都合がある。

本発明は、これらの事情に鑑みてなされたもので、固体
撮像素子を冷却する流体を送出するポンプを内視鏡内に
設けて、該ポンプを小型にすると共に構成を簡単にし、
挿入部を大径化することなく、挿入部先端部を冷却した
状態で高温環境下で用いることが可能で、その結果、固
体撮像素子の暗電流をなくしてＳ／Ｎ比を良好にできる
ようにしたビデオ内視鏡の冷却装置を提供づることを目
的としている。

［課題を解決するための手段１ 前記目的を達成するため本発明は、挿入部先端部内に配
設した固体搬像索子に冷却流体を送出りるバイモルフ圧
電ポンプを、挿入部内に設けている。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図ないし第４図は本発明ビデオ内視鏡の冷却装置に
係り、第１図は全体構成を示す説明図及び要部拡大断面
図、第２図は概略説明図、第３図はバイモルフ圧電ポン
プの説明図、第４図は他の例のバイモルフ圧電ポンプの
説明図である。

第１図に示すように、内視鏡装置１は、ビデオ内視鏡２
と、このビデオ内視鏡２に照明光を供給する光源部を一
体又は別体として有し、前記ビデオ内視鏡２から送出さ
れる画像信号を信号処理する制御装置３と、この制御装
置３から出力される映像信号を画面上に表示するモニタ
テレビ４とを備えている。

前記ビデオ内視鏡２は、細長で可撓性の挿入部５を備え
、この挿入部５の後端部には大径の操作部６が連設され
ている。この操作部６の側部からはユニバーサルコード
７が延設されており、このユニバーサルコード７の先端
には、前記制御装置３に接続される光源及び信号用コネ
クタ８が設けられている。

前記挿入部５は、長尺な可撓管部９とこの可撓管部９の
先端に連設された′上下／左も方向に湾曲可能な湾曲部
１０と、この湾曲部１０の先端に連設された先端部１１
とを備えている。

前記湾曲部１０は、前記操作部６に設けられた湾曲操作
ノブ１２を回動することによって上下／左右方向に湾曲
できるようになっている。

前記先端部１１には、観察窓１３及び照明窓１４が設け
られている。前記観察窓１３の内側には、対物レンズ系
１５が設けられ、この対物レンズ系１５の結像位置に、
ＣＯＤ等の固体撮像素子１６が配設されている。この固
体撮像素子１６の出力信号は、前記制御装置３によって
信号処理され、この制御装置３から出力される映像信号
が、モニタテレビ４に入力され、このモニタ４に被写体
像が表示されるようになっている。また、前記照明窓１
４の内側には、配光レンズ１７が設けられている。この
配光レンズ１７の後端には、ライトガイド１８が連設さ
れている。このライトガイド１８は、挿入部５、操作部
６及びユニパー勺ルコード７内を挿通されて、コネクタ
８を介して前記制御装置３に接続されるようになってい
る。

前記ビデオ内視１ｔ２は、固体撮像素子１６が配設され
た挿入部先端部１１内を強制冷却する機能を内蔵してい
る。即ち、前記制御装置３からユニバーサルコード７内
、操作部６内を経て挿入部５内へ冷却用空気、供給チュ
ーブ１９を延設し、この挿入部５内のチューブ１９をさ
らに先端部１１内へ延設して固体撮像素子１６の背面側
に吐出口２０を臨ませていると共に、この吐出口２０近
傍のチューブ径を拡大し、該拡径部２１にバイモルフ圧
電ポンプ２２を配設し、このバイモルフ圧電ポンプ２２
の作動によって冷却風を外部から吸引しチューブ１９を
経て固体搬像素子近傍１６に吹き付（プ、該固体搬像素
子１６ないし挿入部先端部１１内を冷却するようになっ
ている。前記チューブ１９を経て挿入部先端部１１内に
吐出され該先端部１１内を冷却した冷却排風は、挿入部
５内に形成されている隙間から操作部６へ送出され、こ
の操作部６に形成した図示しない排風口から外部へ排出
されるか、或は排風用チューブを挿入部５内へ挿通しこ
のデユープを介して外部へ排出される。

前記冷却風送風用に用いるバイモルフ圧電ポンプ２２は
、第３図に示すように、一対のバイモルフ圧電素子板２
３の一端を支持部材２４に支持固定し、他端を自由端と
して電流印加による振動振幅を大きくし送風ポンプ（フ
ァン）を構成していると共に、第２図に示す如く制御装
置３内に設けた駆動電源２６から供給線２３を経て電流
の供給を受けられるようになっている。このバイモルフ
圧電ポンプ２２としては、第４図に示すようにも構成さ
れる。第４図に示す変形例は、一対のバイモルフ圧電素
子板２３の自由端側を短くし、この短い自由端側に樹脂
等よりなり軽量で振動振幅の大きい振動板２５を連設し
たものである。これによると、第３図に示す圧電ポンプ
２２より振幅を大きく取れる。

前記バイモルフ圧電ポンプ２２は、非常に小型に形成す
ることが可能で、したがって挿入部先端部１１内のあき
スペースに配設することができ、挿入部先端部１１の径
を大径にすることがない。

尚、このバイモルフ圧電ポンプ２２は、先端部１１では
なく後方の可換管部９内に配設してもよく、又この圧電
ポンプ２２は、１個のみならず複数を並列に、或いは直
列に併設してもよいものである。

第５図及び第６図は本発明の第２実施例に係り、第５図
は全体を示す概略説明図、第６図は要部説明図である。

この実施例はバイモルフ圧電ポンプ２８として第１実施
例のファン方式に代えダイヤフラムポンプとしたもので
ある。このバイモルフ圧電ポンプ２８は、挿入部５内の
あきスペース部位のチューブ１つに介装されている。そ
して、このポンプ２８は、ポンプ本体２９の流入側と吐
出側とにチューブ１９を各々接続すると共に、逆止弁３
０，３１を設け、且つこのポンプ本体２９内の容積を交
互に拡縮させてポンプ作用を行うバイモルフ圧電素子よ
りなるダイヤフラム３２を配設して構成されている。こ
の実施例において、他の構成、作用効果は第１実施例と
同じである。

第７図は本発明の第３実施例に係る要部断面図である。

この実施例は、チューブ１９の吐出側にオリフィス３３
を有する吐出バイブ３３ａを設けたもので、吐出部近傍
で冷却風がオリフィス３３を通過するとき所熱彫版して
冷却され、この冷却された冷却風が固体撮像素子１６に
吹き付けられるようになっている。前記吐出バイブ３３
の前段にはバイモルフ圧電ポンプ２２、或は２８が介装
される。

その他の構成、作用効果は第１実施例と同じである。

第８図及び第９図は本発明の第４実施例に係り、第８図
は全体を示す概略説明図、第９図は要部説明図である。

前述の第１．第２．第３実施例は冷却風を挿入部先端部
内に供給して該先端部内を冷却する方式であるが、この
実施例は、冷却流体を循環させて固体搬像索子１６の熱
を奪い冷却させようとするものである。即ち、循環バイ
ブ３４が制ｗＪ装ｍ３から挿入部５及びその先端部１１
にかけて配設され、先端部１１内では固体ｍｅ素子１６
の背面側に蛇行状に配管されていると共に、中途に第２
実施例で示したダイヤフラム式のバイモルフ圧電ポンプ
２８が介装され、さらに、制御装置３内には熱交換器３
５を設けている。又、この熱交換器３５には、電子冷却
用熱電素子、例えばベルチェ素子３６及び放熱フィン３
７が設けられている。

この構成では、バイモルフ圧電ポンプ２８の駆動によっ
て循環パイプ３４内を冷却流体が循環して固体撮像素子
１６を有効に冷却することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、固体撮像素子を冷
却する流体を送出するポンプを内視鏡内に設けて、該ポ
ンプを小型に且つ構成を簡単にして挿入部を大径化する
ことなく、挿入部先端部を冷却した状態で高温環境下で
用いることが可能で、その結果、固体撮像素子の暗Ｗｌ
流をなくしてＳ／Ｎ比を良好にできるといった効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明ビデオ内視鏡の冷却装置に
係り、第１図は全体構成を示す説明図及び要部拡大断面
図、第２図は概略説明図、第３図はバイモルフ圧電ポン
プの説明図、第４図は他の例のバイモルフ圧電ポンプの
説明図、第５図及び第６図は本発明の第２実施例に係り
、第５図は全体を示す概略説明図、第６図は要部説明図
、第７図は本発明の第３実施例に係る要部断面図、第８
図及び第９図は本発明の第４実施例に係り、第８図は全
体を示す概略説明図、第９図は要部説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 挿入部先端部内に配設した固体撮像素子に冷却流体を送
   出するバイモルフ圧電ポンプを、挿入部内に設けたこと
   を特徴とするビデオ内視鏡の冷却装置。