JP4145511B2

JP4145511B2 - 携帯内視鏡システム

Info

Publication number: JP4145511B2
Application number: JP2001209103A
Authority: JP
Inventors: 邦清金子
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2001-07-10
Filing date: 2001-07-10
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2021-07-10
Also published as: JP2003021792A

Description

【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

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。