JP2007252556A

JP2007252556A - 内視鏡装置

Info

Publication number: JP2007252556A
Application number: JP2006079994A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Oyatsu; 昌行大谷津
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2006-03-23
Filing date: 2006-03-23
Publication date: 2007-10-04

Abstract

【課題】商用電源のない環境下で使用することができる内視鏡を提供する。
【解決手段】内視鏡装置１０の照明用光源ランプ１７は、バッテリー１９から得られる電力で駆動する。バッテリー１９には、充電部２０を介して発電部２１が接続されている。発電部２１は、外部に設けたハンドル２２を回転することで、ソレノイドコイルの中で永久磁石が往復直線移動して、ソレノイドコイルから電力を出力する。発電部２１から得られる交流電源は、充電部２０で直流電源への変換及び定電圧にされて、一定の直流電圧でバッテリー１９に供給される。
【選択図】図１

Description

本発明は、内視鏡と、その内視鏡に内蔵した光源を含む電気的駆動部に電源を供給するためのバッテリーとを備えた携帯型の内視鏡装置に関するものである。

近年、医療用分野及び工業用分野に於いて内視鏡が診断或いは検査に広く用いられている。内視鏡には、照明光を供給する光源部が取り付けられている。一般的に光源部への電源供給は、商用電源により行われている。しかし、携帯型の内視鏡では、商用電源を利用し得ることができない環境下が多い。そこで、電池を内視鏡に内蔵した携帯型の内視鏡装置が知られている（特許文献１）。

また、小型のバッテリーで駆動され、かつ内視鏡に装着されるバッテリー型光源を備えた携帯型の内視鏡装置が提案されている（特許文献２）。さらに、バッテリーに充電を行う内視鏡光源装置も知られている（特許文献３）。
特開昭６０−４８０１１号公報特開平１０−３５６３８２号公報特開２００２−１６５３８８号公報

しかしながら、携帯性を重視するために容量の大きな電池が使えないため、診察中に電池が切れたり、容量不足になるおそれがある。このような場合には、電池をその都度交換しなければならない。また、交換用の電池を多数用意しておくことが必要になり、経済性に欠けていた。さらに、充電式バッテリーを用いる場合にも電源がなければ充電することができず、また、特許文献３に記載の内視鏡用光源装置は、電気的な接点を必要としない無接点（非接触）充電システムを採用しているため、構造が複雑になり高価になる。

本発明は、上記問題点を考慮してなされたもので、商用電源の無い環境下でも使用でき、バッテリーに対する経済性を高めた内視鏡装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の内視鏡装置では、バッテリーを充電する充電部と、充電部に電源を供給する発電部と、発電部に外力を印加して発電部を発電させる操作を行う発電操作部と、を備えたものである。

また、発電部としては、磁石の間でコイルを回すか，コイルの中で磁石を回すかして誘導電流を発生させ，交流をとり出す交流発電機を用いるのが好適である。なお、交流発電機と整流器とを組み合わせた直流発電機を用いても良い。発電部から得られる電源が直流の場合には問題がないが、交流電源が得られる場合には、交流電源を整流して直流電源に変換するＡＣ／ＤＣコンバータを充電部に内蔵すればよい。また、発電部から得られる電源は電圧が不安定である。そこで、電圧低下を防ぐために、定電圧回路を充電部に設けておくのが好適である。

なお、バッテリーの放電電圧は一定なので、光源を含む電気的駆動部の必要電圧に応じて昇圧したり降圧する必要がある。この場合には、電気的駆動部とバッテリーとの間に、ＤＣ／ＤＣコンバータを設ければよい。ＤＣ／ＤＣコンバータは、半導体スイッチのオン・オフで、直流をまず高周波の交流に変換し、これをトランスで昇圧・降圧してからダイオードで整流して電気的駆動部の必要電圧を得る。

発電操作部としては、ハンドルやピストン式のレバーなど周知の操作部であればいずれを用いてもよい。

本発明によれば、発電操作部の操作に連動して発電部が発電し、発電した電源を充電回路を介してバッテリーに供給することができるから、商用電源の無い環境下でも使用でき、また、バッテリーを交換する手間も省け、交換用のバッテリーも不要になる。

本実施形態の内視鏡装置１０は、図１に示すように、携帯型の内視鏡１１とこれに着脱自在な光源ユニット１２とで構成されている。内視鏡１１は、挿入部１３、グリップ部１４、及び、接眼部１５などで構成されている。挿入部１３は、細長で弾性自在となっており、体腔内などに挿入される。グリップ部１４は、挿入部１３の後端に設けられている。接眼部１５は、グリップ部１４の後端に設けられており、接眼レンズ１６が露呈して設けられている。光源ユニット１２は、グリップ部１４に着脱自在に取り付けられる。

光源ユニット１２には、光源ランプ１７と、バッテリー充電部１８とから構成される。バッテリー充電部１８は、バッテリー１９、充電部２０、発電部２１、及び、ハンドル（発電操作部）２２で構成されており、光源ランプ１７をバッテリー１９で駆動させるとともに、バッテリー１９が切れたときにはハンドル２２を操作することで発電部２１を発電してその電源を、充電部２０を介してバッテリー１９に供給して光源ランプ１７を駆動する。

光源ランプ１７から放たれる照明光は、集光レンズ２３によりライトガイド２４の後端に集光して供給される。ライトガイド２４は、集光レンズ２３と、挿入部１３の先端に設けた照明レンズ２５との間に設けられており、照明レンズ２５は、ライトガイド２４で送られる照明光を出射して、患部等の被写体を照明する。なお、照明レンズ２５の外には、透明な照明窓２６が設けられている。

挿入部１３の先端には、照明窓２６に隣接して観察窓２７が設けられ、観察窓２７の奥には対物レンズ２８が取り付けられている。対物レンズ２８と接眼レンズ１６との間には、イメージガイド２９が設けられている。イメージガイド２９は、数千本から数万本の画素ファイバを溶融一体化したファイバで、対物レンズ２８によりファイバ端面に結像された像を各画素ファイバに分解して他端まで伝送する。このイメージガイド２９の他端に伝送される像は、接眼レンズ１６を介して拡大観察される。

ハンドル２２は、軸３０を中心に回転自在に設けられている。このハンドル２２は、光源ユニット１２のハウジング３１の外部に露呈して設けられており、軸３０を中心に回転操作される。軸３０は、ハウジング３１の内部に設けたピストン・クランク機構３２に連係している。ピストン・クランク機構３２は、クランクシャフト３３、コンロッド３４、及び、ピストン３５とで構成されている。クランクシャフト３３は、一端３３ａが軸３０に固定され、他端３３ｂがコンロッド３４の一端３４ａにリンクしており、ハンドル２２の操作に連動して一端３３ａを中心に回転する。コンロッド３４は、他端３４ｂがピストン３５にリンクしている。ピストン３５は、ソレノイドコイル３７の中で直進的に往復移動自在に設けられている。このピストン３５には、永久磁石３８が取り付けられている。なお、ハンドル２２を軸３０に対して着脱自在又は折り畳み自在に設けておけば、携帯性が向上する。

ソレノイドコイル３７は、巻芯にコイルを巻いたものであり、巻芯の内部で永久磁石３８が往復動することで生じる電磁誘導により発電する。これらピストン・クランク機構３２、ソレノイドコイル３７、及び、永久磁石３８などが発電部２１を構成する。

ソレノイドコイル３７から出力される電気は交流になっており、その交流電気は充電部２０に送られる。充電部２０には、交流電源を整流して直流電源に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ、及び、定電圧回路が設けられており、安定した直流電源をバッテリー１９に送る。バッテリー１９は、蓄電池となっており、入力される電気を充電するとともに、充電された電気を放電することで、光源ランプ１７を駆動する。

これによれば、バッテリー１９による電気エネルギーが消耗したような場合、ハンドル２２を一方向に回転操作すれば、発電部２１が駆動して充電部２０に交流電源を供給する。充電部２０は、交流電源を所定の電圧の直流電源に変換し、所定電圧でバッテリー１９を充電し、バッテリー１９から得られる電源で光源ランプ１７を駆動する。このように、常にバッテリー１９から光源ランプ１７に電源を供給するため、バッテリー１９を介さないで発電部２１から直に電源を供給するものと比べて、常に安定した電源を供給することができる。これにより、商用電源がない環境下でもバッテリー１９を充電することができる。

なお、バッテリー１９は、前述したように、放電時と逆方向に電流を流すことにより、電気エネルギーを化学エネルギーに変換して蓄積（充電）することが可能な二次電池である。このバッテリー１９は、サイクル寿命に到達したときにハウジング３１から取り出して交換することができる。

図３は、商用電源が使える環境下のときに、自動的に充電することができる内視鏡装置３９の他の実施形態を示している。この実施形態では、軸３０にギヤ４０が固定されており、このギヤ４０に、モータ４１の駆動を入力するための駆動ユニット４２を接続する。手動操作での発電は、前述したように、軸３０にハンドル２２を取り付けて行うとともに、自動的に充電する場合には、軸３０からハンドル２２を取り外し、今度は駆動ユニット４２を光源ユニット１２のハウジング３１に取り付ける。取り付けるとギヤ４０に駆動ユニット４２に設けた連結ギヤ４３が歯合する。駆動ユニット４２には、モータ４４と、そのモータ４４の出力ギヤ４５が内蔵されている。出力ギヤ４５に連結ギヤ４３が噛合している。駆動ユニット４２には、モータ４４を駆動するための操作部４６が外部に設けられている。操作部４６をオン又はオフ操作することでモータ４４の駆動を制御することができる。なお、符号４７は、モータ４４に商用電源を供給するための電源コードである。

前述した各実施形態では、ソレノイドコイル３７と永久磁石３８とを利用してコイルの中で磁石を移動して誘導電流を発生させる交流発電機を発電部２１に採用しているが、自転車などに利用されているダイナモ発電機のように磁石の間でコイルを回してもよい。また、交流発電機と整流器とを組み合わせた直流発電機を採用してもよい。この場合には、ＡＣ／ＤＣコンバータを省略することができる。また、これらの場合、発電操作部としては、手回し式のハンドルに限らず、押し引き式のピストン操作部材など発電部の可動に応じて最適な操作部を用いるのが好適である。

また、上記実施形態としては、内視鏡１１として光学式の内視鏡（ファイバスコープタイプの内視鏡）として説明しているが、本発明ではこれに限らず、対物レンズの結像位置に電荷結合素子（ＣＣＤ）などの固体撮像素子を配置した電子内視鏡の場合にも適用することができる。また、光学式の内視鏡（ファイバスコープ或いは硬性内視鏡）の接眼部に、固体撮像素子を内蔵のテレビカメラを装着したテレビカメラ装着内視鏡の場合にも適用することができる。

電子内視鏡或いはテレビカメラ装着内視鏡の場合には、固体撮像素子に対する信号処理手段と、信号処理手段で生成された映像信号を表示するモニタとを設ける。携帯性に適したものにするためには、グリップ部１４等に映像信号処理回路と液晶素子によるモニタを設けるのが好適である。

上記各実施形態では、バッテリー１９の電源を光源ランプ１７のみに利用しているが、本発明ではこれに限らず、光源ランプ１７以外の電気的駆動部にもバッテリー１９の電源を供給するようにしてもよい。電気的駆動部としては、例えば、電子内視鏡或いはテレビカメラ装着内視鏡の場合、個体撮像素子、映像信号処理回路、及び、モニタなどである。この場合、光源ランプと、他の電気的駆動部との必要電圧が異なるので、バッテリーから出力される直流電源をＤＣ−ＤＣコンバータで昇圧又は降圧して各々必要電圧に変換して供給すればよい。

また、上記各実施形態では、内視鏡１１に着脱自在に取り付けられる光源ユニット１２に、バッテリー１９、充電部２０、発電部２１、及び、発電操作部２２を組み込んだ構成として説明しているが、本発明ではこれに限らず、光源ランプ１７を内視鏡１１に組み込み、光源ランプ１７を省略してバッテリー１９、充電部２０、発電部２１、及び、発電操作部で構成した充電ユニット部としてもよい。この場合には、充電ユニット部を着脱自在な構成にするために、バッテリー１９と光源ランプ１７との接続として着脱自在な接続端子を設ければよい。また、光源ランプ１７、バッテリー１９、充電部２０、発電部２１、及び、発電操作部を内視鏡１１の例えばグリップ部１４などに組み込んで一体構成にしてもよい。また、光源ランプ１７の代わりにＬＥＤを用いても良い。

内視鏡装置の概略を示す説明図である。光源ユニットの概略を示す説明図である。自動的にバッテリーを充電する他の実施形態を示す説明図である。

符号の説明

１１内視鏡
１２光源ユニット
１６接眼レンズ
１９バッテリー
２１発電部
２２ハンドル
２３集光レンズ
２５照明レンズ
２８対物レンズ

Claims

光源を含む電気的駆動部と、前記複数の電気的駆動部のうちの何れかに電源を供給するバッテリーと、を備えた内視鏡装置において、
前記バッテリーを充電する充電部と、前記充電部に電源を供給する発電部と、前記発電部に外力を付与して前記発電部を発電させる操作を行う発電操作部と、を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
前記発電部は、コイルと、前記発電操作部の操作に連動して前記コイルの中で往復移動する永久磁石とを備え、前記コイルに生じる誘導電流により交流電源を生成するともに、前記充電部には、発電部から得られる交流電源を整流して直流電源に変換するＡＣ／ＤＣコンバータが内蔵されていることを特徴とする請求項１記載の内視鏡装置。