JP2002301027A - 携帯内視鏡システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 携帯内視鏡の先端部に設けられた複数の光源
要素から出射される照明光の信頼性を高める。 【解決手段】 携帯内視鏡側の回路基板に昇圧回路１０
１を形成する。バッテリユニットを携帯内視鏡に装着す
ると昇圧回路１０１はバッテリ１００にスイッチ１０１
を介して接続される。昇圧回路１０１はバッテリ１００
が発生する電圧を所定の電圧値まで昇圧する。昇圧回路
１０１に定電流制御回路２０１〜２０６を電気的に並列
に接続する。定電流制御回路２０１にＬＥＤ５１を接続
する。ＬＥＤ５１のカソード端子と定電流制御回路２０
１との間にトランジスタ２１１を介在させる。トランジ
スタ２１１のエミッタ端子を可変抵抗Ｒ１を介して定電
流制御回路２０１に接続する。他のＬＥＤと定電流制御
回路も同様の構成とする。ＬＥＤ５１〜５６の輝度が均
一となるよう可変抵抗Ｒ１〜Ｒ６の抵抗値を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ファイバースコー
プとして構成される携帯内視鏡における、照明手段への
電力供給に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ファイバースコープとして構成さ
れ、自由に持ち運ぶことができる携帯内視鏡が知られて
いる。携帯内視鏡には、生体内に挿入される挿入部の先
端に、前方を照明するための半導体発光素子であるＬＥ
Ｄ（light emitting diode）が配設されるタイプのもの
が提案されている。ＬＥＤはハロゲンランプ等に比べる
と消費電力が少ない上、タングステンランプのようなフ
ィラメント切れ等がなく耐久性がよいという利点がある
ためである。近年、ＬＥＤは小型化および高輝度化が図
られており、内視鏡の挿入部の先端という限られたスペ
ースに複数、配設することが可能となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これら複数のＬＥＤの
駆動回路を単純化するためはＬＥＤを直列に接続するこ
とが考えられる。しかしながら、直列に接続した場合、
一個のＬＥＤに障害が生じると他のＬＥＤは正常である
にもかかわらず、全てのＬＥＤが消灯してしまい、生体
内を照射するという機能を果たさなくなる恐れがある。
挿入部が生体内に挿入された状態において全てのＬＥＤ
が消灯してしまうと、生体内が照射されないため観察不
可能となり、挿入部を取り出すという手技に支障をきた
すことにもなりかねない。

【０００４】また、個々のＬＥＤには製品固体差があ
り、同一の電流値で駆動してもそれぞれのＬＥＤの輝度
にはばらつきがある。したがって、複数のＬＥＤを直列
に接続する場合、被観察体に照射される照明光の配光特
性を均一に保つことができず被観察体の照度分布にムラ
が生じて、観察画像の画質の低下を招くという問題があ
る。

【０００５】本発明は以上の問題を解決するものであ
り、照明光の光源としてスコープの先端に複数のＬＥＤ
が配設されるタイプの携帯内視鏡システムにおいて、照
明光の光学定特性を高めると共に照明手段の信頼性を高
めることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る携帯内視鏡
システムは、照明用の複数の半導体発光素子を挿入部の
先端に有するスコープと、電源からもたらされる電圧を
所定の電圧値に変換する変圧手段と、半導体発光素子の
それぞれを駆動する複数の駆動素子と、その駆動素子の
それぞれに可変抵抗を介して接続される、半導体発光素
子を定電流駆動するための定電流制御回路とを備え、定
電流制御回路は変圧手段に電気的に並列に接続され、可
変抵抗の抵抗値を調節することにより、接続される半導
体発光素子の特性に応じて供給する電流値が変更可能で
あることを特徴とする。

【０００７】選択的に、電源は電池であり、変圧手段は
電池から発生される電圧を所定の電圧値まで昇圧する昇
圧回路である。

【０００８】また選択的に、電源は商用電源であり、変
圧手段は、交流出力を直流出力に変換すると共に、直流
出力の電圧値を所定の電圧値まで降圧する電源トランス
である。

【０００９】選択的に、変圧手段と定電流制御回路はス
コープに設けられる。また、電池を電源とする場合、電
池と昇圧回路はスコープに着脱自在に接続される電源ユ
ニットに設けられる。

【００１０】選択的に、可変抵抗は、半導体発光素子に
供給される電流を検出するための抵抗を兼ねる。

【００１１】以上のように、本発明によれば、複数の半
導体発光素子のそれぞれに定電流制御回路が接続され、
定電流制御回路は変圧手段に並列に接続される。換言す
れば、各半導体発光素子への駆動電流の供給は独立して
いる。したがって、一部の半導体発光素子が故障して
も、他の半導体発光素子の駆動は影響を受けないため、
照明手段としての信頼性が高まる。

【００１２】また、上述の定電流制御回路が可変抵抗を
備える回路構成を有するようにすれば、接続される半導
体発光素子の製品固体差に対応して適切な電流値で駆動
することが可能となり、全体として照度のばらつきのな
い照明光を照射することができ、その結果、高画質の画
像が安定して得られる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明に係る第１実施形態
が適用される携帯内視鏡の外観を概略的に示す図であ
る。携帯内視鏡（スコープ）１０は、剛性構造を有する
操作部１１と、操作部１１から延在する可撓性導管であ
る挿入部１２を備える。携帯内視鏡１０内には、内視鏡
像を観察するための不図示のイメージガイド・ファイバ
ー・バンドル（以下、イメージガイド）が設けられてい
る。イメージガイドの一方の端部は挿入部１２の先端ま
で延びており、挿入部１２の先端と反対側の端部は操作
部１１に設けられた接眼部１３まで延びている。

【００１４】操作部１１において挿入部１２側には、鉗
子チャンネル挿通口１５が設けられ、操作部１１におい
て接眼部１３側には、挿入部１２の先端部近傍の湾曲部
の向きを遠隔操作するための操作稈１６が設けられる。
操作部１１において操作稈１６の近傍には、鉗子チャン
ネルを通して吸引操作を行なうための吸引操作部１７が
設けられている。

【００１５】装着口１４には、バッテリユニット２０が
装着されている。バッテリユニット２０は円筒状のハウ
ジング２１と装着ナット２３を備える。バッテリユニッ
ト２０は、図２に示されるように、装着ナット２３を回
転させることにより装着口１４に対して着脱自在であ
る。バッテリユニット２０内には後述するようにバッテ
リが収容される。

【００１６】図３は挿入部１２の先端を拡大して示す断
面図である。図３において、上述のイメージガイドは参
照符号４０で示される。挿入部１２の先端の開口部には
適当な剛性材料、例えば耐腐食性金属から形成される先
端部３０が固着されている。先端部３０にはイメージガ
イド４０の先端を収容するための貫通孔３１が形成され
ている。イメージガイド４０の先端には対物光学系４１
が配設される。貫通孔３１の開口部には、対物光学系４
１を保護すると共に貫通孔３１内部への異物の侵入を防
止するための観察窓４２が固定されている。

【００１７】さらに、先端部３０には貫通孔３２、３３
が形成されている。貫通孔３２、３３の開口端近傍には
それぞれＬＥＤ５１、５２が配設される。貫通孔３２、
３３においてＬＥＤ５１、５２の出射光の光路上には発
散光学系５３、５４が設けられる。配線Ｗ１、Ｗ２はＬ
ＥＤ５１、５２に駆動電流を供給するための配線であ
り、バッテリユニット２０が装着されると、バッテリユ
ニット２０内の回路基板に電気的に接続される。

【００１８】図４は、先端部３０の正面図であり、各部
の相対的位置関係が模式的に示される。吐出孔４３は挿
入部１２内に形成された送水／送気通路と連通されてお
り、圧縮空気、洗浄水が噴出され、観察窓４２の曇りの
除去や、洗浄が行なわれる。また、鉗子チャンネル４４
からは鉗子チャンネル挿通口１５（図１参照）から挿入
された生検鉗子のカップ部が露出され、患部の組織片の
切り取り等が行なわれる。先端部３０には、図３に示さ
れたＬＥＤ５１、５２のほか、観察窓４２、吐出孔４３
および鉗子チャンネル４４を除く領域に複数のＬＥＤ５
３〜５６が配設される。尚、ＬＥＤ５３〜５６の先端部
３０における構成は、上述のＬＥＤ５１、５２の構成と
同様である。

【００１９】図５はＬＥＤ５１〜５６を駆動するための
回路構成を示す図であり、バッテリユニット２０が携帯
内視鏡１０に装着された状態を示す。バッテリユニット
２０内には１個のバッテリ１００が収容されている。バ
ッテリ１００には例えば出力電圧が３Ｖ（ボルト）〜６
Ｖであるリチウム電池が用いられる。バッテリユニット
２０が携帯内視鏡１０に装着されると、バッテリ１００
は、スイッチ１０１および電線を介して、携帯内視鏡１
０の操作部１１に設けられた回路基板（図示せず）に形
成された昇圧回路１０２に接続される。昇圧回路１０２
は、スイッチングにより入力電圧を昇圧させて出力する
回路として構成されればよい。

【００２０】携帯内視鏡１０の操作部１１の回路基板に
は定電流制御回路２０１〜２０６が形成され、上述の操
作部１１の先端部に設けられた各ＬＥＤ５１〜５６に１
つの定電流制御回路が接続される。また、定電流制御回
路２０１〜２０６は昇圧回路１０２に互いに電気的に並
列に接続されている。すなわち、ＬＥＤと定電流制御回
路から成る６組の回路は電気的にそれぞれ独立してい
る。定電流制御回路２０１〜２０６は基準電圧ＩＣと電
流検出用の抵抗を用いた公知の回路として構成され、基
準電圧ＩＣとして例えば、可変型シャント・レギュレー
タＴＬ４３１等が用いられる。

【００２１】ＬＥＤ５１には昇圧回路１０２により所定
のレベルまで昇圧された電圧が定電流制御回路２０１を
介して印加される。ＬＥＤ５１のカソード端子はＬＥＤ
駆動素子としてのバイポーラ型のトランジスタ２１１の
コレクタ端子に接続されている。トランジスタ２１１の
ベース端子は定電流制御回路２０１に接続され、エミッ
タ端子は可変抵抗Ｒ１を介して定電流制御回路２０１に
接続されている。すなわち、ＬＥＤ５１は定電流制御回
路２０１により定電流駆動され、その電流値は可変抵抗
Ｒ１の抵抗値によって決定される。また、可変抵抗Ｒ１
によりＬＥＤ５１に供給される電流が検出される。他の
ＬＥＤと定電流制御回路との組み合せも同様の回路構成
を有する。したがって、本実施形態においては、ＬＥＤ
５１〜５６の製品固体差に応じて可変抵抗Ｒ１〜Ｒ６の
抵抗値を適宜設定することにより、ＬＥＤ５１〜５６の
輝度、言い換えると出射光の照度を同一のレベルに一致
させることができる。

【００２２】尚、昇圧回路１０１及び定電流制御回路１
０３は公知のＩＣを用いて構成されるため詳細な回路構
成の説明は省略する。

【００２３】バッテリユニット２０側のスイッチ１０１
は携帯内視鏡１０の操作部１１に設けられる照明スイッ
チ２２（図１参照）の操作に連動してＯＮ／ＯＦＦが制
御される。スイッチ１０１がＯＮされるとトランジスタ
２１１〜２１６がアクティブとなり、上述の回路を介し
て電力が供給されＬＥＤ５１〜５６は点灯し、スイッチ
１０１がＯＦＦされると電力の供給は停止され、ＬＥＤ
５１〜５６は消灯する。

【００２４】第１実施形態において、昇圧回路は携帯内
視鏡１０側の回路基板に形成される構成となっているが
これに限るものではなく、図６に示されるように、携帯
内視鏡１０側におけるＬＥＤ５１〜５６、定電流制御回
路２０１〜２０６、トランジスタ２１１〜２１６、可変
抵抗Ｒ１〜Ｒ６を有する回路構成は図５に示す構成と同
様とし、昇圧回路を１０２をバッテリユニット２０側の
回路基板に設ける構成としてもよい。

【００２５】図７は、本発明に係る第２実施形態が適用
される携帯内視鏡の外観図である。図７中、第１実施形
態の携帯内視鏡１０と同様の部材には同一の符号が付さ
れている。操作部１１において吸引操作部１７の近傍に
は接続口２０が設けられている。接続口２０にはＡＣア
ダプタユニット３００の給電コネクタ３０１が着脱自在
に装着される。給電コネクタ３０１は、装着ナット３０
１Ａと、不図示の円筒状ハウジングに回転可能に保持さ
れるリング状照明スイッチ３０１Ｂとを有する。接続口
２０に形成された雄ねじ（図示せず）と装着ナット３０
１Ａに形成された雌ねじ（図示せず）を螺着させること
によりＡＣアダプタユニット３００は携帯内視鏡１０に
接続される。尚、接続口２０と給電コネクタ３０１との
装着の構成は公知の構成なので詳細な説明は省略する。
給電コネクタ３０１には給電コード３０２を介してＡＣ
アダプタ３０３が接続されている。ＡＣアダプタ３０３
は商用電源ソケットに接続するための一対のピン３０３
Ａ、３０３Ｂが設けられている。尚、携帯内視鏡１０の
挿入部１２の先端部には第１実施携帯と同様にＬＥＤが
配設される。

【００２６】図８は第２実施形態においてＬＥＤ５１〜
５６を駆動するための回路構成を示す図であり、給電コ
ネクタ３０１が接続口２０に装着された状態を示す。Ａ
Ｃアダプタ３０３は商用電源３０４からの交流出力を直
流出力に変換する機能を有する。また、ＡＣアダプタ３
０３内に設けられる電源トランス３０３Ａの１次側と２
次側の巻き線比を調節することにより、ＡＣアダプタ３
０３の直流出力のレベルは、商用電源３０４から得られ
る交流出力のレベルから定電流制御回路を駆動できる直
流レベルにまで降圧される。すなわち、第２実施形態に
おいて、第１実施形態における昇圧回路１０２の機能は
ＡＣアダプタ３０３により実現される。

【００２７】スイッチ３０５は給電コネクタ３０１に設
けられる照明スイッチ３０１Ｂと連動して動作するスイ
ッチである。携帯内視鏡１０側の回路構成は図６に示さ
れる第１実施形態の変形例と同様である。照明スイッチ
３０１Ｂの操作によりスイッチ３０５がＯＮとなるとト
ランジスタ２１１〜２１６がアクティブとなりＬＥＤ５
１〜５６が点灯し、スイッチがＯＦＦとなるとＬＥＤ５
１〜５６が消灯するのは第１実施形態と同様である。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、電源に対して、複数の
半導体発光素子が電気的に並列に接続されている。した
がって、一部の半導体発光素子が故障しても、他の半導
体発光素子は駆動可能であり、照明光の照射が途絶える
ことがない。また、それぞれの電力供給回路において、
接続される半導体発光素子に応じて駆動電流のレベルを
個別に設定することにより、半導体発光素子の製品固体
差による輝度のばらつきが解消され、均一な照明光を照
射することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施形態が適用される携帯内
視鏡にバッテリユニットが装着された状態の外観図であ
る。

【図２】携帯内視鏡からバッテリユニットが取り外され
た状態を示す外観図である。

【図３】携帯内視鏡の挿入部の先端の拡大断面図であ
る。

【図４】携帯内視鏡の挿入部の先端を正面から模式的に
示す図である。

【図５】携帯内視鏡の挿入部の先端に配設されるＬＥＤ
に駆動電流を供給するための回路構成を示す図である。

【図６】ＬＥＤに駆動電流を供給するための回路構成の
変形例を示す図である。

【図７】本発明に係る第２実施形態が適用される携帯内
視鏡にＡＣアダプタが接続された状態を示す外観図であ
る。

【図８】第２実施形態の携帯体内視鏡において、ＬＥＤ
に駆動電流を供給するための回路構成を示す図である。

【符号の説明】

１０ 携帯内視鏡 ２０ バッテリユニット ５１、５２、５３、５４、５５、５６ ＬＥＤ １００ バッテリ １０２ 昇圧回路 ２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６ 定
電流制御回路 ２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６ ト
ランジスタ ３００ ＡＣアダプタユニット ３０３ ＡＣアダプタ Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６ 可変抵抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H040 BA00 CA03 CA12 CA23 CA27 CA30 DA03 DA15 DA17 DA56 DA57 4C061 GG01 JJ06 JJ11 NN01 QQ06 QQ07 RR02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照明用の複数の半導体発光素子を挿入部
   の先端に有するスコープと、 電源からもたらされる電圧を所定の電圧値に変換する変
   圧手段と、 前記半導体発光素子のそれぞれを駆動する複数の駆動素
   子と、 前記複数の駆動素子のそれぞれに可変抵抗を介して接続
   される、前記半導体発光素子を定電流駆動するための定
   電流制御回路とを備え、 前記定電流制御回路は前記変圧手段に電気的に並列に接
   続され、前記可変抵抗の抵抗値を調節することにより、
   接続される前記半導体発光素子の特性に応じて供給する
   電流値が変更可能であることを特徴とする携帯内視鏡シ
   ステム。
2. 【請求項２】 前記電源は電池であり、前記変圧手段は
   前記電池から発生される電圧を所定の電圧値まで昇圧す
   る昇圧回路であることを特徴とする請求項１に記載の携
   帯内視鏡システム。
3. 【請求項３】 前記電源は商用電源であり、前記変圧手
   段は、交流出力を直流出力に変換すると共に、前記直流
   出力の電圧値を所定の電圧値に降圧する電源トランスで
   あることを特徴とする請求項１に記載の携帯内視鏡シス
   テム。
4. 【請求項４】 前記変圧手段と前記定電流制御回路は、
   前記スコープに設けられることを特徴とする請求項１に
   記載の携帯内視鏡システム。
5. 【請求項５】 前記電池と前記昇圧回路は、前記スコー
   プに着脱自在に接続される電源ユニットに設けられるこ
   とを特徴とする請求項２に記載の携帯内視鏡システム。
6. 【請求項６】 前記可変抵抗は、前記半導体発光素子に
   供給される電流を検出するための抵抗を兼ねることを特
   徴とする請求項１に記載の携帯内視鏡システム。