JP4145511B2 - 携帯内視鏡システム - Google Patents
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Description
【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LED(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。このタイプの携帯内視鏡の操作部には、電池が配設された電源ユニットが着脱自在に接続され、この電池がLEDの駆動電流を供給する電源として用いられる。したがって、このような携帯内視鏡は商用電源の供給が得られない場所においても操作が可能となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、電池の給電能力には寿命があるため、携帯内視鏡の挿入部を患者の体内に挿入して観察している最中に、上述の照明手段であるLEDの駆動電流の供給が停止する懸念がある。その場合、LEDが消灯してしまい、生体内を照明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観察不可能となると、挿入部を取り出す作業に支障をきたすことにもなりかねない。
【0004】
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LEDが配設されるタイプの携帯内視鏡システムの安全性を高めることを目的とする。
【0005】
【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、スコープの挿入部の先端に少なくとも1つ設けられる照明用の半導体発光素子と、照明用の半導体発光素子の駆動電流を供給するための給電を行う主電源と、主電源と照明用の半導体発光素子との間に介在するよう、主電源に電気的に並列に接続される補助電源回路とを備え、補助電源回路は、出力電圧が主電源の出力電圧より低い補助電源と、主電源の出力電圧の降下を報知するための報知手段とを有し、主電源の出力電圧が補助電源の出力電圧より低い所定レベルまで降下したとき、補助電源から照明用の半導体発光素子の駆動電流を供給するための給電が行われ、報知手段は、照明用の半導体発光素子と補助電源の間において、補助電源に直列に接続されるよう介在させられることを特徴とする。
【0006】
選択的に、報知手段は、補助電源から供給される駆動電流により動作する警告用半導体発光素子であり、選択的に、報知手段は、駆動電流が供給されると警告音を出力する警告音出力手段である。また、選択的に、報知手段として半導体発光素子と音声出力手段の双方を有していてもよい。
【0007】
報知手段が音声出力手段である場合、好ましくは、補助電源回路は、音声出力手段への駆動電流の供給を停止し、警告音の出力を停止させる音声停止手段を有する。また、報知手段として警告用半導体発光素子と警告音出力手段の双方を有している場合、好ましくは、補助電源回路は、音声出力手段への駆動電流の供給を停止し、警告音の出力を停止させる警告音停止手段と、警告音停止手段の前記警告音の出力停止動作に連動して補助電源から警告用半導体発光素子に駆動電流を供給させる警告用半導体発光素子駆動手段を有する。
【0008】
好ましくは、補助電源回路は、補助電源から照明用の半導体発光素子へ駆動電流を供給するための給電を行う際、該給電による電流が主電源へ逆流することを防止する逆流防止手段を有する。
【0009】
好ましくは、主電源は、スコープに着脱自在に装着されるバッテリユニットに設けられる。
【0010】
また、本発明に係る携帯内視鏡システムは、スコープの挿入部の先端に少なくとも1つ設けられる照明用の半導体発光素子と、照明用の半導体発光素子の駆動電流を供給するための給電を行う第1の電源と、出力電圧が第1の電源の出力電圧より低い第2の電源と、第1の電源の出力電圧が第2の電源の出力電圧より低い所定レベルまで降下した場合、第1の電源に代えて第2の電源から照明用の半導体発光素子へ駆動電流を供給するための給電を行う電源切り替え手段と、第1の電源の出力電圧が第2の電源の出力電圧より低い所定レベルまで降下したことを報知する報知手段とを備えることを特徴とする。
【0011】
以上のように、本発明によれば、照明用の半導体発光素子へ駆動電流を供給する主電源の出力電圧が降下しても、補助電源から駆動電流が供給される。したがって、スコープの挿入部を患者の体内に挿入して観察中に、照明光が突然、途絶え、観察の続行が不可能となることがなく、携帯内視鏡システムとしての安全性が高まる。また、同時に主電源の出力電圧の降下を報知する手段を備えているため、使用者に主電源の交換の必要があることが知らされる。
【0012】
上記報知手段として警告音出力手段を用いる場合、警告音出力手段の給電の停止手段を設けることにより、操作者の意思で警告音を停止することができる。したがって、スコープの操作中に音声が鳴り続けることにる心理的な圧迫が回避され、スコープ操作への集中力を低下させることがない。
【0013】
補助電源から照明用の半導体発光素子への駆動電流供給のための給電が行われる場合、補助電源から出力される電流が主電源側へ逆流することを防止手段を設ける構成とすれば、主電源が誤充電されることが防止され、より安全性が高まる。
【0014】
【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。イメージガイドの先端部は挿入部12の先端まで延びており、基端部は操作部11に設けられた接眼部13まで延びている。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
また、操作部11の把持部から離れた所定位置には警告表示灯18が設けられている。警告表示灯18は、バッテリユニット20内に設けられたバッテリパックの出力電圧が降下した際に赤色に点灯する。尚、バッテリパックについては後述する。
【0018】
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41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。
【0019】
さらに、先端部30には断面に沿って貫通孔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照明用LED51、52が配設される。貫通孔32、33において照明用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W11、W12、W21、W22はLED51、52に駆動電流を供給するために装着口14(図1)から後述の携帯内視鏡10側回路基板を介して延びる配線であり、バッテリユニット20が装着口14に装着されると、装着口14およびバッテリユニット20双方に設けられた接点(不図示)を介してバッテリユニット20内の回路基板に電気的に接続される。
【0020】
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からは処置具、例えば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に示された照明用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照明用LED53〜56が配設される。尚、照明用LED53〜56の先端部30における構成は、上述の照明用LED51、52の構成と同様である。
【0021】
図5は照明用LED51〜56を駆動するための回路構成を示す図である。携帯内視鏡10側の回路基板上の回路において、照明用LED51〜56は直列に接続される。バッテリユニット20内に設けられるバッテリパック100(主電源)はリチウム電池で構成され、その出力電圧は6Vである。バッテリユニット20が携帯内視鏡10に装着されると、バッテリパック100と直列に接続されたLED51〜56を駆動する回路との間において、補助電源回路110がバッテリパック100と並列に接続される。更に、バッテリパック100、補助電源回路110は、スイッチ150を介して昇圧回路120に接続される。
【0022】
補助電源回路110は、バッテリ111(補助電源)と、警告表示用の警告用LED112と、ダイオード113を備える。バッテリ111には出力電圧がバッテリパック100の出力電圧よりも低い3Vのリチウム電池が使用され、警告用LED112には例えば赤色光を発光するLEDが用いられる。また、警告用LED112は、発光する赤色光が外部から確認できるよう上述の警告表示灯18内に設けられている。補助電源回路110内において、警告用LED112のカソード側とダイオード113のカソード側が接続され、警告用LED112のアノード側がバッテリ111のプラス側に接続されるよう、各要素は直列に接続されている。また、バッテリパック100のプラス側にダイオード113のアノード側が接続され、マイナス側にバッテリ111のマイナス側が接続される。
【0023】
バッテリパック100若しくはバッテリ111から発生される電圧は昇圧回路120により所定の電圧値まで昇圧される。昇圧回路120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く、例えば汎用の昇圧型チョッパICが用いられる。
【0024】
直列に接続された照明用LED51〜56のアノード側は昇圧回路120に接続され、上述の電圧値まで昇圧された電圧が印加される。照明用LED51〜56のカソード側はバイポーラ型のトランジスタ130のコレクタ端子に接続される。トランジスタ130のベース端子と昇圧回路120の間には定電流制御回路140が接続される。定電流制御回路140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、汎用の可変型シャント・レギュレータTL431等が用いられる。定電流制御回路140により照明用LED51〜56は所定の電流値で定電流駆動される。
【0025】
尚、昇圧回路120及び定電流制御回路140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。
【0026】
補助電源回路110と昇圧回路120の間にはスイッチ150が接続されている。スイッチ150はバッテリユニット20の照明ボタン22の回動操作に連動してON/OFFが制御される。照明ボタン22がONされてスイッチ150がONされると、上述の回路を介して駆動電流が供給され、照明用LED51〜56は点灯し、照明ボタン22がOFFされてスイッチ150がOFFされると駆動電流の供給は停止し、照明用LED51〜56は消灯する。
【0027】
ここで、第1実施形態の作用について説明する。バッテリパック100の出力電圧が6Vであり、バッテリ111の出力電圧が3Vであるため、補助電源回路110におけるバッテリパック100からの給電線とバッテリ111からの給電線の接続点であるA点においては電位差がある。したがって、バッテリユニット20の照明ボタン22が回動操作されスイッチ150がONされると、昇圧回路120には、バッテリユニット20からダイオード113、スイッチ150を介して電流が供給される。その結果、照明用LED51〜56は点灯する。
【0028】
バッテリパック100はリチウム電池で構成されるため、その出力電圧は次第に降下する。バッテリパック100の出力電圧の降下が進み、A点の電位が3V以下近辺のレベル、詳しくは3Vから警告用LED112の順方向電圧を差し引いた電圧値にまで降下すると、昇圧回路120にはバッテリ111から電流が供給され始める。上述のように、バッテリ111には警告用LED112が直列に接続されている。したがって、バッテリ111からの電流供給に連動して、警告用LED112に順方向に電流が流れアクティブとなり、赤色光が発光される。すなわち、バッテリパック100の出力電圧がバッテリ111の出力電圧よりも所定の低いレベルにまで降下すると、警告用LED112が発光され、バッテリパック100の寿命が近づいてきており、交換の必要があることが上述の警告表示灯18を介して操作者に報知される。また、バッテリパック100の出力電圧が所定のレベルまで降下すると自動的にバッテリ111から電流が供給されるため、挿入部12を患者の体内に挿入して観察中にバッテリ切れにより照明用LED51〜56が突然消灯し、観察不可能となることがない。
【0029】
また、ダイオード113がバッテリ111とバッテリパック100の間に介在しているため、バッテリパック100に代わってバッテリ111から電流の供給が開始された場合、電流がバッテリパック100側へ逆流しバッテリパック100を構成するリチウム電池が誤充電されるという現象が防止される。
【0030】
図6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回路構成を示す図である。図6において、第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号が付されている。第2実施形態においても、携帯内視鏡10にバッテリユニット20が装着口14(図1)に着脱自在に装着され、通常はバッテリユニット20から昇圧回路120に給電されて昇圧回路120および定電流制御回路140を介して挿入部の先端の照明用LED51〜56に駆動電流が供給される、という構成は第1実施形態と同様である。尚、第2実施形態において、操作部11に設けられる警告表示灯18(図1、2参照)は押下可能な照光式スイッチとして構成される。
【0031】
補助電源回路210は、バッテリ111と、LED112及びスイッチ115を内蔵した照光式スイッチ116と、ダイオード113と、ブザー114とを備える。LED112及びスイッチ115は直列に接続されると共に、ブザー114と照光式スイッチ116は並列に接続され、バッテリ111と補助電源回路110におけるバッテリパック100からの給電線とバッテリ111からの給電線の接続点であるA点の間に介在させられる。照光式スイッチ116は、操作部11の警告表示灯18として設けられ、警告表示灯18が押されるたびに、警告用LED112のON、OFF及びブザー停止用スイッチ115のON、OFFが切り替えられる。
【0032】
バッテリパック100の出力電圧が3V以下のレベル、詳しくは3Vからブザー114の駆動電圧を差し引いた電圧値まで降下すると、バッテリ111から昇圧回路120側へ電流が供給され始める。その結果、ブザー114が駆動され、警告音が鳴らされる。すなわち、第2実施形態においては、バッテリパック100の電圧降下が、最初にブザー音により操作者に報知される。なお、ここではブザーの駆動電圧は警告用LED112の順電圧よりも高くなっている。
【0033】
次いで上述の警告表示灯18を押すと、ブザー停止スイッチ115が連動してONとなる。ブザー停止スイッチ115がONすると、警告用LED112がONしてブザー114を駆動するのに必要なレベルの電圧が供給されなくなる。したがって、ブザー音が鳴っている最中に警告表示灯18を押せば、ブザー音を停止させることができる。尚、ブザー停止スイッチ115がONされ、ブザー音が停止されても、ブザー停止スイッチ115がONすることにより導通する回路を介して、バッテリ111から警告用LED112への駆動電流の供給は続行されると共に、ブザー音に代わって警告表示灯18の点灯が行われる。
【0034】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、照明用LEDに駆動電流を供給する主電源の出力電圧の降下が操作者に報知されるとともに、主電源に代わって補助電源から駆動電流が供給される。したがって、電源の出力電圧の降下を知らずに携帯内視鏡が使用され続け、操作中に照明光が途絶えるということがなく、医療機器としての安全性が高まる。
【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照明用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】本発明に係る第2実施形態が適用される携帯内視鏡における、照明用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 照明用LED
100 バッテリパック
110、210 補助電源回路
111 バッテリ
112 警告用LED
113 ダイオード
120 昇圧回路
140 定電流制御回路
Claims (9)
- スコープの挿入部の先端に少なくとも1つ設けられる照明用の半導体発光素子と、
前記照明用の半導体発光素子の駆動電流を供給するための給電を行う主電源と、
前記主電源と前記照明用の半導体発光素子との間に介在するよう、前記主電源に電気的に並列に接続される補助電源回路とを備え、
前記補助電源回路は、出力電圧が前記主電源の出力電圧より低い補助電源と、前記主電源の出力電圧の降下を報知するための報知手段とを有し、
前記主電源の出力電圧が前記補助電源の出力電圧より低い所定レベルまで降下したとき、前記補助電源から前記照明用の半導体発光素子の駆動電流を供給するための給電が行われ、
前記報知手段は、前記照明用の半導体発光素子と前記補助電源の間において、前記補助電源に直列に接続されるよう介在させられることを特徴とする携帯内視鏡システム。 - 前記報知手段は、前記補助電源から供給される駆動電流により動作する警告用半導体発光素子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。
- 前記報知手段は、前記補助電源から給電されると警告音を出力する警告音出力手段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。
- 前記報知手段は、前記補助電源から供給される駆動電流により動作する警告用半導体発光素子と、前記補助電源から給電されると警告音を出力する警告音出力手段とを有す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。
- 前記補助電源回路は、前記音声出力手段への駆動電流の供給を停止し、前記警告音の出力を停止させる警告音停止手段を有することを特徴とする請求項3に記載の携帯内視鏡システム。
- 前記補助電源回路は、前記音声出力手段への駆動電流の供給を停止し、前記警告音の出力を停止させる警告音停止手段と、前記警告音停止手段の前記警告音の出力停止動作に連動して前記補助電源から前記警告用半導体発光素子に駆動電流を供給させる警告用半導体発光素子駆動手段を有することを特徴とする請求項4に記載の携帯内視鏡システム。
- 前記補助電源回路は、前記補助電源から前記照明用の半導体発光素子へ駆動電流を供給するための給電を行う際、該給電による電流が前記主電源へ逆流することを防止する逆流防止手段を有することを特徴とする請求項1乃至6に記載の携帯内視鏡システム。
- 前記主電源は、前記スコープに着脱自在に装着されるバッテリユニットに設けられることを特徴とする請求項1乃至7に記載の携帯内視鏡システム。
- スコープの挿入部の先端に少なくとも1つ設けられる照明用の半導体発光素子と、
前記照明用の半導体発光素子の駆動電流を供給するための給電を行う第1の電源と、
出力電圧が前記第1の電源の出力電圧より低い第2の電源と、
前記第1の電源の出力電圧が前記第2の電源の出力電圧より低い所定レベルまで降下した場合、前記第1の電源に代えて前記第2の電源から前記照明用の半導体発光素子へ駆動電流を供給するための給電を行う電源切り替え手段と、
前記第1の電源の出力電圧が前記第2の電源の出力電圧より低い所定レベルまで降下したことを報知する報知手段とを備えることを特徴とする携帯内視鏡システム。
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