JP2934514B2 - 内視鏡用ｔｖカメラ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、撮像手段の冷却機能を
有する内視鏡用ＴＶカメラ装置に関する。

【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。

【０００３】ところで、前記内視鏡による観察部位をテ
レビモニタに表示する場合、ファイバースコープなどの
光学式内視鏡では、接眼部に外付けカメラを装着し、こ
の外付けカメラに内蔵された電荷結合素子（ＣＣＤ）な
どの撮像手段に被写体像を結像させて光電変換し、この
光電変換された映像信号をビデオプロセッサに送ってテ
レビモニタに表示するようにしている。

【０００４】一般に、撮像手段としての撮像素子は、光
電変換の際、素子を駆動させる周辺回路あるいは素子自
身が発熱し、暗電流が増加してノイズが増加する傾向に
あり、この撮像素子の発熱は、画質の劣化を招くばかり
でなく、前記撮像素子の光電変換面の劣化を招く原因と
なる。

【０００５】このため、前記撮像素子を冷却する技術が
従来から提案されており、例えば、特開昭５８−２０１
４７２号公報には、電圧を印加することにより一部が吸
熱部、他の一部が放熱部となる電子冷却素子の吸熱部を
撮像素子に、かつ、放熱部をカメラ筐体に接し、前記撮
像素子の放熱を促進する技術が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カメラ
筐体自体が冷却されず、放熱されにくい環境下において
は、このカメラ筐体内部の温度上昇が避けられず、電子
冷却素子の放熱部側から放熱すべき熱が、逆に吸熱部側
へ戻り、撮像素子の冷却が不十分となるおそれがある。

【０００７】本発明は、これらの事情に鑑みてなされた
もので、外付けカメラに内蔵された撮像手段を効率良く
冷却し、ノイズを低減してＳ／Ｎ比の向上を図り、画質
の劣化を防止することが可能な内視鏡用ＴＶカメラ装置
を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による内視鏡用Ｔ
Ｖカメラ装置は、内視鏡に着脱自在な、撮像手段を内蔵
した外付けのＴＶカメラと、前記ＴＶカメラに接続さ
れ、このＴＶカメラを制御するカメラ制御装置とを有す
るものにおいて、前記撮像手段を冷却するための空気を
導く送気通路を、前記ＴＶカメラ内に設け、前記ＴＶカ
メラ内の空気を排出する開口部を、前記カメラ制御装置
との接続部に設けたものである。

【０００９】

【作用】ＴＶカメラに内蔵された撮像手段を冷却するた
めの空気が、送気通路を通じてＴＶカメラ内に導かれ
る。また前記ＴＶカメラ内を通った空気が、前記ＴＶカ
メラを制御するカメラ制御装置との接続部に設けられた
開口部から排出される。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１ないし図３は本発明の第１実施例に係わり、
図１は内視鏡用ＴＶカメラ装置の要部の構成を示す説明
図、図２は図１における内視鏡挿入部のＡ部の詳細を示
す説明図、図３は内視鏡用ＴＶカメラのコネクタ部及び
防水キャップを示す説明図である。

【００１１】図１に示すように、内視鏡用ＴＶカメラ１
は、被写体像を撮像するためのカメラヘッド部２を有
し、このカメラヘッド部２が、内視鏡３の接眼部４に着
脱自在に接続されるようになっている。また、前記カメ
ラヘッド部２から延出されたケーブル５が、接続部とし
てのコネクタ部６を介してカメラ制御装置としてのビデ
オプロセッサ７に接続され、このビデオプロセッサ７に
テレビモニタ８及び記録装置９が接続されるようになっ
ている。

【００１２】前記内視鏡３は、肉眼観察のための接眼部
４を有するファイバースコープであり、細長で可撓性を
有する挿入部１０と、この挿入部１０の後端に連設さ
れ、前記挿入部１０の先端側を湾曲操作するための操作
スイッチ（図示せず）等が配設された操作部１１と、こ
の操作部１１の側方から延出されたライトガイドケーブ
ル１２とを備え、前記操作部１１の後端に前記接眼部４
が設けられている。

【００１３】前記挿入部１０の先端側には、硬性の先端
構成部１３が設けられ、この先端構成部１３に、照明窓
と観察窓とが設けられている。前記照明窓の内側には、
配光レンズ１４が装着され、この配光レンズ１４の後端
に、ファイババンドルよりなるライトガイド１５の出射
端部が連設されている。このライトガイド１５は、挿入
部１０，操作部１１及びライトガイドケーブル１２内を
挿通されて、入射端部が図示しない光源装置に接続され
ている。

【００１４】また、前記観察窓の内側には、対物レンズ
系１６が設けられ、この対物レンズ系１６の結像位置に
ファイババンドルよりなるイメージガイド１７の先端面
が配置されている。このイメージガイド１７は、前記挿
入部１０内を挿通され、後端面が前記接眼部４内に設け
られた接眼レンズ系１８に対向している。

【００１５】前記カメラヘッド部２には、撮像手段とし
ての電荷結合素子（ＣＣＤ）などの固体撮像素子２０が
内蔵され、この固体撮像素子２０が前記接眼レンズ系１
８に対向する結像レンズ２１の結像位置に配設されてい
る。さらに、前記固体撮像素子２０の裏面には、ペルチ
ェ素子などの電子冷却素子２２が取付けられており、こ
の電子冷却素子２２は、吸熱部２２ａと、この吸熱部２
２ａに対向する放熱部２２ｂとから構成され、電圧を印
加することにより前記固体撮像素子２０から発生する熱
を前記吸熱部２２ａにて吸熱し、前記放熱部２２ｂから
放熱するようになっている。

【００１６】一方、前記ビデオプロセッサ７内にはポン
プ２３が設けられている。このポンプ２３には送気通路
としての送気チューブ２４が接続され、この送気チュー
ブ２４がケーブル５内を挿通されて、一端が前記電子冷
却素子２２の放熱部２２ｂに対向する位置に開放され、
ポンプ２３から圧送された空気を放熱部２２ｂに向かっ
て掃気するようになっている。前記ポンプ２３は、送気
チューブ２４を介して吸気口２５にも接続され、ここか
ら空気を吸入するようになっている。前記送気チューブ
２４は、コネクタ部６がビデオプロセッサ７に接続され
ると、カプラ２４ａを介してケーブル５側とビデオプロ
セッサ７側とが接続されるようになっている。

【００１７】また、前記コネクタ部６、前記ケーブル
５、及び前記カメラヘッド部２は、内部が密閉構造とな
っており、ポンプ２３及び送気チューブ２４によって前
記放熱部２２ｂに掃気された空気がケーブル５内を通
り、コネクタ部６の開口部２６から排出するようになっ
ている。前記開口部２６は、コネクタ部６がビデオプロ
セッサ７に接続されたときに、ビデオプロセッサ７の開
口部と対向するようになっており、開口部２６から排出
された空気がビデオプロセッサ７内を通り、排気窓２７
から放出されるようになっている。

【００１８】また、前記挿入部１０の外皮の部分には、
感圧型シートスイッチ２８が配設されており、挿入部１
０を握ることにより感圧型シートスイッチ２８がオンす
るようになっている。挿入部１０のＡ部を拡大すると図
２に示すようになる。一般に内視鏡挿入部は、外皮３０
の下にブレード３１、及びフレックス３２が配設され、
可撓性を有するように構成されているが、ここでは、外
皮３０とブレード３１との間に、感圧型シートスイッチ
２８が設けられている。前記シートスイッチ２８は電線
２９に接続され、この電線２９は接点３３を介してカメ
ラヘッド部２内を通り、ケーブル５内を挿通してビデオ
プロセッサ７と接続されている。前記接点３３は、カメ
ラヘッド部２を接眼部４に接続すると、カメラヘッド部
２側と接眼部４側とが接触し、電線２９が接続されるよ
うになっている。このように、挿入部１０にシートスイ
ッチ２８を設けることによって、体腔内へ内視鏡３を挿
入しているときに、挿入部１０を支持している手によっ
て挿入部１０を握ることにより、容易に静止画等をテレ
ビモニタ８に表示したり、記録装置９に記録したりなど
のＴＶカメラ１の画像制御を行うことができる。

【００１９】また、前記固体撮像素子２０及び電子冷却
素子２２には、電線３４が接続され、この電線３４はケ
ーブル５内を挿通してビデオプロセッサ７内の制御回路
３５と接続されている。この制御回路３５は、テレビモ
ニタ８、記録装置９、及びポンプ２３にも接続され、固
体撮像素子２０及び電子冷却素子２２の制御、画像の制
御、送気装置の制御等を行うようになっている。

【００２０】なお、前記コネクタ部６は、非接続時には
図３に示すように防水キャップ３６を装着することがで
きるようになっている。この防水キャップ３６を装着す
ることにより、開口部２６、及び送気チューブ２４のカ
プラ２４ａを同時に閉塞することができ、ＴＶカメラ１
全体を防水構造にすることができる。これにより、ＴＶ
カメラ１の洗浄とか保管等が容易にできる。

【００２１】次に、本実施例の作用について説明する。
内視鏡３による体腔内観察において、光源装置から出射
された光はライトガイド１５を通って前記内視鏡３の先
端構成部１３の照明窓から出射され、観察部位の被写体
に照射される。前記先端構成部１３の対物レンズ系１６
で結像された被写体像は、イメージガイド１７によって
接眼部４に伝達され、カメラヘッド部２の結像レンズ２
１を介して固体撮像素子２０上に結像されて光電変換さ
れる。

【００２２】前記固体撮像素子２０で光電変換された信
号は、ビデオプロセッサ７に入力され、映像信号処理さ
れる。前記ビデオプロセッサ７から出力される映像信号
は、テレビモニタ８に入力され、このテレビモニタ８に
被写体像が表示される。また、前記感圧型シートスイッ
チ２８を押すことにより、制御回路３５はこのときの被
写体像を一時記憶し、この被写体の静止画像はテレビモ
ニタ８に表示されたり、記録装置９に記録される。

【００２３】このとき、前記固体撮像素子２０の裏面に
取付けられた電子冷却素子２２に電圧が印加され、放熱
部２２ｂの温度が上昇して吸熱部２２ａの温度が低下
し、前記固体撮像素子２０を冷却する。ここで、ビデオ
プロセッサ７の吸気口２５から吸入された空気がポンプ
２３により圧送されて、送気チューブ２４を経て前記カ
メラヘッド部２内に掃気される。前記送気チューブ２４
は、放熱部２２ｂに向かって開口しているため、前記掃
気された空気により放熱部２２ｂ付近の空気が掃き出さ
れ、前記放熱部２２ｂが強制的に冷却されて、前記固体
撮像素子２０から発生した熱が前記吸熱部２２ａにて効
率良く冷却されるとともに、前記固体撮像素子２０の周
辺回路が前記掃気された空気により冷却される。

【００２４】そして、前記掃気された空気は、前記カメ
ラヘッド部２、このカメラヘッド部２から延出されたケ
ーブル５、及び、コネクタ部６によって形成される空間
内から、開口部２６を通ってビデオプロセッサ７内に排
出され、排気窓２７から大気中に放出される。なおここ
で、前記空気によってビデオプロセッサ７内を冷却する
こともできる。

【００２５】このように、前記カメラヘッド部２に内蔵
された固体撮像素子２０から発生する熱を、吸気口２５
から吸入した空気を掃気することにより強制的に排除す
るため、前記固体撮像素子２０の冷却が促進されて温度
上昇が押さえられ、ノイズを低減してＳ／Ｎ比を向上す
ることができる。従って、前記固体撮像素子２０におけ
る光電変換の性能が安定するとともにダイナミックレン
ジが向上し、前記テレビモニタ８に鮮明な画像を表示す
ることができる。また、ポンプ２３、送気チューブ２
４、開口部２６によって空気を循環させ、固体撮像素子
２０を冷却するようになっているため、簡単な構成で撮
像手段を冷却することができる。

【００２６】図４は本発明の第２実施例に係わる、内視
鏡用ＴＶカメラ装置の要部の構成を示す説明図である。

【００２７】図４に示すように、ビデオプロセッサ７内
には、固体撮像素子２０を冷却するための冷却水を貯蔵
する冷却水タンク４２が設けられている。この冷却水タ
ンク４２内には、環流管路４３の往路の端部が設けら
れ、冷却水内に前記往路の端部が開口するようになって
いる。前記環流管路４３の往路には、ポンプ４１が設け
られ、冷却水タンク４２内の冷却水を圧送するようにな
っている。前記環流管路４３は、コネクタ部６を介して
ケーブル５内を挿通し、固体撮像素子２０の回りを接す
るように通り、復路が再びケーブル５内を挿通して、コ
ネクタ部６を介して復路の端部が冷却水タンク４２の上
部空間内に開放され、冷却水が環流するようになってい
る。なお、復路の端部は冷却水タンク４２の冷却水内に
開口するようになっていても良い。

【００２８】また、制御回路４４がビデオプロセッサ７
内に設けられ、冷却の制御及び画像処理の制御等を行う
ようになっている。この制御回路４４には、冷却水タン
ク４２の外側に配設された冷却装置４５と、冷却水タン
ク４２内に設けられた温度センサ４６とが接続され、冷
却水の温度を制御するようになっている。他は第１実施
例と同様に構成されている。

【００２９】本実施例では、固体撮像素子２０の回りに
冷却水が環流する環流管路４３を設けて、固体撮像素子
２０を冷却するようにしている。冷却水タンク４２内の
冷却水は、ポンプ４１によって環流管路４３に圧送され
る。この環流管路４３はケーブル５内を挿通され、固体
撮像素子２０の回りを接するように通っているため、前
記冷却水によって固体撮像素子２０が冷却される。

【００３０】そして、固体撮像素子２０の回りを通った
冷却水は、ケーブル５、コネクタ部６を介して前記冷却
水タンク４２に環流する。この冷却水タンク４２内の水
は、冷却装置４５によって冷却される。また、温度セン
サ４６によって前記冷却水の温度が検知される。この検
知された温度に応じて、制御回路４４は冷却装置４５の
動作を制御し、冷却水タンク４２内の冷却水の温度は一
定に保たれる。

【００３１】このように、冷却水を温度を制御すること
によって、前記固体撮像素子２０の冷却を効率よく行う
ことができ、ノイズを低減してＳ／Ｎ比を向上すること
ができる。従って、前記固体撮像素子２０における光電
変換の性能が安定するとともにダイナミックレンジが向
上し、前記テレビモニタ８に鮮明な画像を表示すること
ができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、外
付けカメラに内蔵された撮像手段を効率良く冷却し、ノ
イズを低減してＳ／Ｎ比の向上を図り、画質の劣化を防
止することが可能であるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係わる、内視鏡用ＴＶカ
メラ装置の要部の構成を示す説明図

【図２】図１における内視鏡挿入部のＡ部の詳細を示す
説明図

【図３】内視鏡用ＴＶカメラのコネクタ部及び防水キャ
ップを示す説明図

【図４】本発明の第２実施例に係わる、内視鏡用ＴＶカ
メラ装置の要部の構成を示す説明図

【符号の説明】

１…内視鏡用ＴＶカメラ ２…カメラヘッド部 ３…内視鏡 ４…接眼部 ６…コネクタ部 ７…ビデオプロセッサ ２０…固体撮像素子 ２３…ポンプ ２４…送気チューブ ２６…開口部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内視鏡に着脱自在な、撮像手段を内蔵し
   たＴＶカメラと、前記ＴＶカメラに接続され、このＴＶ
   カメラを制御するカメラ制御装置とを有する内視鏡用Ｔ
   Ｖカメラ装置において、 前記撮像手段を冷却するための空気を導く送気通路を、
   前記ＴＶカメラ内に設け、 前記ＴＶカメラ内の空気を排出する開口部を、前記カメ
   ラ制御装置との接続部に設けたことを特徴とする内視鏡
   用ＴＶカメラ装置。