JP5767072B2

JP5767072B2 - 内視鏡システム

Info

Publication number: JP5767072B2
Application number: JP2011221212A
Authority: JP
Inventors: 正裕廣澤
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2011-10-05
Filing date: 2011-10-05
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2031-10-05
Also published as: JP2013080179A

Description

本発明は、内視鏡システムに関し、特に、可燃性の気体または粉塵がある雰囲気中での使用が可能な内視鏡システムに関する。

工業用の内視鏡装置は、本体部と、この本体部に装着される挿入部とからなり、挿入部には可撓性の挿入チューブからなる挿入部が設けられ、この挿入部の先端にはＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）撮像素子が取り付けられる。このような内視鏡装置を用いて被検体の状態をモニタする場合には、挿入部を先端から被検体内に挿入し、被検体の状態を挿入部の先端の撮像素子で撮像する。

撮像素子からの画像信号は、本体部に送信され、本体部の表示部等を構成するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）モニタに撮像された被検体の撮像画像が表示される。このような工業用の内視鏡装置は、プラントの各種の検査や調査、あるいは、パイプのメンテナンス等に広く使用されている。

ところで、このような工業の内視鏡装置は、可燃性の気体または粉塵がある雰囲気中で使用する場合もあるため、装置の構造を防爆構造とすることが好ましい。

従来、爆発性ガス雰囲気で使用される電子機器は、国際規格（IEC60079-11）の火花点火に関する制限要求に基づき、爆発性ガス雰囲気に触れる可能性がある端子や配線等の部品に対してエネルギ制限を行うことが求められる。このエネルギ制限を行う手法としては、例えば、特許文献１に開示されているように、爆発性ガス雰囲気に触れる可能性のある端子に接続される回路に電流制限抵抗等により構成されるバリア回路を挿入し、端子に流れる電流値を制限する手法がある。

また、本体部に電源を供給するバッテリやバッテリを充電する充電器を備える内視鏡システムでは、爆発性ガス雰囲気でバッテリと充電器とを着脱、あるいは、バッテリと本体部とを着脱することがある。この場合、本体部、バッテリ及び充電器の正極端子に電流制限抵抗を接続し、正極端子に流れる電流を制限することで本質安全防爆を満たすことが可能になる。

このようなバッテリは、例えば、特許文献２に開示されているように、１対の正極端子と負極端子とを有して構成されている。そして、このようなバッテリを充電する場合、大電流を正極端子に流すことで急速充電を行うようになっている。

特開２００７−１５２０２０号公報特開平９−２００９５１号公報

爆発性ガス雰囲気で使用される内視鏡システムは、上述したように、バッテリの正極端子に電流制限抵抗が接続されており、この電流制限抵抗により電圧降下が発生するため、急速充電を行うことができない。この場合、バッテリの正極端子と負極端子とを複数設けることで急速充電を行うこともできる。

しかしながら、バッテリに複数の正極端子と負極端子とを設けると、本体部側でも、バッテリに対応して複数の正極端子と負極端子とを設ける必要があり、本体部が大型化してしまうという問題がある。

本発明は、可燃性の気体または粉塵がある雰囲気中で急速充電を行うことができるバッテリを用いた場合でも、本体部を小型化することができる内視鏡システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様の内視鏡システムは、挿入部が接続される本体部と、前記本体部と接続され前記本体部内の電気回路に対して電源供給を行うバッテリとを備えた内視鏡システムであって、前記本体部は、前記バッテリと接続するための正極端子及び負極端子を有し、前記バッテリは、前記本体部よりも多い数の、複数の正極端子及び負極端子を有し、前記バッテリが前記本体部へ接続された場合、前記本体部に備えられた前記正極端子が、前記バッテリの前記複数の正極端子のいずれかに接続される。

本発明の内視鏡システムによれば、可燃性の気体または粉塵がある雰囲気中で急速充電を行うことができるバッテリを用いた場合でも、本体部を小型化することができる。

一実施の形態に係る内視鏡システムの構成を示す図である。バッテリ４が充電器５に装着された充電時について説明するための図である。バッテリ４の端子間の距離について説明するための図である。バッテリ４が本体部３に装着された放電時について説明するための図である。本体部３の他の構成例を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態を説明する。

まず、図１を用いて、一実施の形態の内視鏡システムの構成について説明する。

図１は、一実施の形態に係る内視鏡システムの構成を示す図である。

図１に示すように、内視鏡システム１は、航空機用エンジンや配管等の被検体に挿入される細長の挿入部２と、挿入部２の基端側が接続される本体部３と、本体部３に着脱自在なバッテリ４と、バッテリ４を充電するための充電器５とを備えて構成される。

挿入部２は、可撓性のチューブ部材により構成され、先端側に設けられた先端部には、レンズ部６と、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ等の撮像素子７が内蔵されている。

レンズ部６は、図示しない照明装置等から出射された照明光により照明された被写体像を結像する。

撮像素子７は、レンズ部６の結像位置に配置され、結像された被写体像を光電変換して撮像信号を生成する。

本体部３は、撮像素子駆動部１１と、信号処理部１２と、グラフィック重畳部１３と、表示部１４と、メモリ部１５と、入力部１６と、制御部１７と、電源部１８と、バリア回路１９とを有して構成されている。

撮像素子駆動部１１は、制御部１７からの制御に基づき、撮像素子７を駆動するための駆動信号を生成し、撮像素子７に出力する。撮像素子７は、この駆動信号に基づき、上述した撮像信号を生成し、信号処理部１２に出力する。

信号処理部１２は、撮像素子７から出力された撮像信号に所定の信号処理を施し、内視鏡画像（被写体像）を生成する。生成された内視鏡画像は、制御部１７を介してグラフィック重畳部１３に入力される。

グラフィック重畳部１３は、入力された内視鏡画像に、所定のグラフィック、例えば、制御部１７の制御により生成された挿入部２の重力方向を示すインジケータ等を重畳する。そして、グラフィック重畳部１３は、所定のグラフィックを重畳した内視鏡画像を表示部１４に出力する。

表示部１４は、例えば、ＬＣＤモニタであり、グラフィック重畳部１３からの内視鏡画像を表示する。

メモリ部１５には、内視鏡システム１を制御する各種プログラム等が記憶されている。メモリ部１５に記憶されている各種プログラムは、制御部１７に読み出されて実行される。また、メモリ部１５は、制御部１７が各種プログラムを実行して生成された各種データ等を一時的に保持する。

入力部１６は、内視鏡システム１を各種操作する、例えば、挿入部２の先端部の湾曲操作を行うためのボタン等である。ユーザが入力部１６を操作すると、その操作指示が入力部１６から制御部１７に供給される。

制御部１７は、入力部１６からの操作指示に応じて、メモリ部１５から対応するプログラムを読み出して実行する。これにより、制御部１７は、内視鏡システム１全体の制御を行う。

電源部１８は、バッテリ４からの電源の供給を受けて、制御部１７を含む本体部３の各部に電源を供給する。

バッテリ４と電源部１８との間には、バリア回路１９が設けられており、バリア回路１９は、バッテリ４からの電源に対してエネルギ制限を行い、電源部１８に供給する。なお、後述するように、バッテリ４及び充電器５にもバリア回路が設けられており、本質安全防爆を満たすようになっている。

バッテリ４は、本体部３から着脱自在であり、充電が行われる場合、本体部３から取り外され、充電器５に装着される。

ここで、バッテリ４が充電器５に装着された充電時について図２を用いて説明する。

図２は、バッテリ４が充電器５に装着された充電時について説明するための図である。

バッテリ４は、４つの正極端子Ａ１〜Ａ４と、４つの負極端子Ａ５〜Ａ８と、正極端子Ａ１〜Ａ４及び負極端子Ａ５〜Ａ８との間に設けられた２つのコンデンサＣ１，Ｃ２と、正極端子Ａ１〜Ａ４及びコンデンサＣ１との間に設けられたバリア回路２０とを有して構成される。このバリア回路２０は、正極端子Ａ１〜Ａ４にそれぞれ接続された電流制限抵抗Ｒ１〜Ｒ４により構成される。なお、バッテリ４は、それぞれ４つの正極端子Ａ１〜Ａ４及び負極端子Ａ５〜Ａ８を有する構成であるが、４つに限定されることなく、それぞれ２つ以上の正極端子及び負極端子を有する構成であればよい。

充電器５は、４つの正極端子Ｂ１〜Ｂ４と、４つの負極端子Ｂ５〜Ｂ８と、正極端子Ｂ１〜Ｂ４及び負極端子Ｂ５〜Ｂ８との間に設けられた電源回路２１と、正極端子Ｂ１〜Ｂ４及び電源回路２１との間に設けられたバリア回路２２とを有して構成される。このバリア回路２２は、正極端子Ｂ１〜Ｂ４にそれぞれ接続された電流制限抵抗Ｒ５〜Ｒ８により構成される。

バッテリ４が充電器５に取り付けられると、バッテリ４の正極端子Ａ１〜Ａ４がそれぞれ充電器５の正極端子Ｂ１〜Ｂ４に接続され、バッテリ４の負極端子Ａ５〜Ａ８がそれぞれ充電器５の負極端子Ｂ５〜Ｂ８に接続される。

電源回路２１には、図示しないＡＣアダプタが接続されており、そのＡＣアダプタがＡＣ電源に接続されることにより、電源回路２１に電源が供給される。電源回路２１に供給された電源は、バリア回路２２の電流制限抵抗Ｒ５〜Ｒ８によりエネルギ制限が行われ、正極端子Ｂ１〜Ｂ４に供給される。充電器５の正極端子Ｂ１〜Ｂ４に供給された電源は、バッテリ４の正極端子Ａ１〜Ａ４を介して、バリア回路２０の電流制限抵抗Ｒ１〜Ｒ４によりエネルギ制限が行われ、コンデンサＣ１及びＣ２に充電される。

このように、バッテリ４が充電器５に接続されている充電時は、バッテリ４の複数の正極端子Ａ１〜Ａ４と対になる複数の負極端子Ａ５〜Ａ８と、充電器５の複数の正極端子Ｂ１〜Ｂ４と対になる複数の負極端子Ｂ５〜Ｂ８とを用いて、並列で充電を行う構成とすることにより、バッテリ４のバリア回路２０及び充電器５のバリア回路２２が設けられている場合でも急速充電を実現する。

また、バッテリ４の各端子は、端子部分を本質安全防爆とする空間距離と沿面距離とを確保する構成となっている。なお、充電器５の各端子及び後述する本体部３の各端子についても同様である。

図３は、バッテリ４の端子間の距離について説明するための図である。図３の例では、バッテリ４の正極端子Ａ１及びＡ２を用いて説明するが、他の端子についても同様である。

図３に示すように、バッテリ４の正極端子Ａ１及びＡ２は、端子部分を本質安全防爆とするような空間距離Ｄ１と沿面距離Ｄ２を有している。空間距離Ｄ１は、２つの導電性部材である正極端子Ａ１及びＡ２間の空間を通る最短距離を示し、沿面距離Ｄ２は、２つの導電性部材である正極端子Ａ１及びＡ２間の、絶縁物の表面に沿った最短距離を示す。このような構成により、バッテリ４の各端子は、端子部分を本質安全防爆とすることができる。

次に、バッテリ４が本体部３に装着された放電時について図４を用いて説明する。

図４は、バッテリ４が本体部３に装着された放電時について説明するための図である。

図４に示すように、本体部３は、バッテリ４と接続するための、３つの正極端子Ｅ１〜Ｅ３と、３つの負極端子Ｅ５〜Ｅ７とを有する。正極端子Ｅ１〜Ｅ３には、バッテリ４が取り付けられた際に、バッテリ４の正極端子Ａ１〜Ａ３が接続され、負極端子Ｅ５〜Ｅ７には、バッテリ４が取り付けられた際に、バッテリ４の負極端子Ａ５〜Ａ７が接続される。

このように、本体部３は、バッテリ４のそれぞれ４つの正極端子Ａ１〜Ａ４及び負極端子Ａ５〜Ａ８より少ない、それぞれ３つの正極端子Ｅ１〜Ｅ３及び負極端子Ｅ５〜Ｅ７を有する構成となっている。換言すると、バッテリ４は、本体部３のそれぞれ３つの正極端子Ｅ１〜Ｅ３及び負極端子Ｅ５〜Ｅ７よりも多い、それぞれ４つの正極端子Ａ１〜Ａ４及び負極端子Ａ５〜Ａ８を有する構成となっている。このように、本体部３の正極端子Ｅ１〜Ｅ３及び負極端子Ｅ５〜Ｅ７の数を、バッテリ４の正極端子Ａ１〜Ａ４及び負極端子Ａ５〜Ａ８の数より少なくすることで、本体部３の小型化を図っている。

なお、本体部３は、それぞれ３つの正極端子Ｅ１〜Ｅ３及び負極端子Ｅ５〜Ｅ７を有する構成であるが、３つに限定されることなく、それぞれバッテリ４の正極端子Ａ１〜Ａ４及び負極端子Ａ５〜Ａ８より少なければよい。すなわち、本実施の形態では、本体部３は、それぞれ１つまたは２つの正極端子及び負極端子を有する構成であってもよい。

バリア回路１９は、電流制限抵抗Ｒ９〜Ｒ１１により構成され、電流制限抵抗Ｒ９〜Ｒ１１は、それぞれ正極端子Ｅ１〜Ｅ３に接続されている。バッテリ４からの電源は、バリア回路２０の電流制限抵抗Ｒ１〜Ｒ４によりエネルギ制限が行われ、正極端子Ａ１〜Ａ３に供給される。バッテリ４の正極端子Ａ１〜Ａ３に供給された電源は、本体部３の正極端子Ｅ１〜Ｅ３に供給された後、バリア回路１９の電流制限抵抗Ｒ９〜Ｒ１１によりエネルギ制限が行われ、電源部１８に供給される。そして、電源部１８から本体部３の各部に電源が供給される。

このように、バッテリ４が本体部３に接続されている充電時（バッテリ４から本体部３への電源供給時）は、バッテリ４の正極端子Ａ１〜Ａ４及び負極端子Ａ５〜Ａ８の数より少ない本体部３の正極端子Ｅ１〜Ｅ３及び負極端子Ｅ５〜Ｅ７を用いる構成とし、本体部３の小型化を実現する。

また、バッテリ４の正極端子Ａ４及び負極端子Ａ８の対に端子が本体部３にない場合、本体部３は、バッテリ４の正極端子Ａ４及び負極端子Ａ８が接触する位置に、金属以外の部材を用いるようにする。これにより、バッテリ４の正極端子Ａ４及び負極端子Ａ８からの放電量を減らすようにする。

なお、図５に示すように、バッテリ４の正極端子Ａ４及び負極端子Ａ８が接触する位置に、絶縁部材を設けるようにしてもよい。

図５は、本体部３の他の構成例を説明するための図である。

図５に示すように、バッテリ４の正極端子Ａ４及び負極端子Ａ８の対に端子が本体部３にない場合、本体部３は、正極端子Ａ４及び負極端子Ａ８の対向する位置に絶縁部材２３及び２４を設け、正極端子Ａ４及び負極端子Ａ８を保護する。例えば、バッテリ４から突出するように正極端子Ａ４及び負極端子Ａ８が設けられている場合、正極端子Ａ４及び負極端子Ａ８に嵌合するように、それぞれ絶縁部材２３及び２４を設けるようにする。このような構成により、バッテリ４の正極端子Ａ４及び負極端子Ａ８からの放電量をより減らすことができるため、バッテリ４を長持ちさせることができる。

以上のように、内視鏡システム１は、バッテリ４が充電器５に接続されている充電時には、バッテリ４の複数の正極端子Ａ１〜Ａ４及び負極端子Ａ５〜Ａ８と、充電器５の複数の正極端子Ｂ１〜Ｂ４及び負極端子Ｂ５〜Ｂ８とを用いて並列に充電を行うことで急速充電を行う。また、内視鏡システム１は、バッテリ４が本体部３に接続されている放電時には、バッテリ４の正極端子Ａ１〜Ａ４及び負極端子Ａ５〜Ａ８よりも少ない数の本体部３の正極端子Ｅ１〜Ｅ３及び負極端子Ｅ５〜Ｅ７を用いてバッテリ４からの電源を本体部３に供給する。

そして、内視鏡システム１は、本体部３の正極端子Ｅ１〜Ｅ３と電源部１８との間にバリア回路１９を設け、バッテリ４の正極端子Ａ１〜Ａ４とコンデンサＣ１との間にバリア回路２０を設け、充電器５の正極端子Ｂ１〜Ｂ４と電源回路２１との間にバリア回路２２を設けることで、本質安全防爆を満たすようになっている。

よって、本実施の形態の内視鏡システムによれば、可燃性の気体または粉塵がある雰囲気中で急速充電を行うことができるバッテリを用いた場合でも、本体部を小型化することができる。

本発明は、上述した実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

１…内視鏡システム、２…挿入部、３…本体部、４…バッテリ、５…充電器、６…レンズ部、７…撮像素子、１１…撮像素子駆動部、１２…信号処理部、１３…グラフィック重畳部、１４…表示部、１５…メモリ部、１６…入力部、１７…制御部、１８…電源部、１９，２０，２２…バリア回路、２１…電源回路、２３，２４…絶縁部材。

Claims

挿入部が接続される本体部と、前記本体部と接続され前記本体部内の電気回路に対して電源供給を行うバッテリとを備えた内視鏡システムであって、
前記本体部は、前記バッテリと接続するための正極端子及び負極端子を有し、
前記バッテリは、前記本体部よりも多い数の、複数の正極端子及び負極端子を有し、
前記バッテリが前記本体部へ接続された場合、前記本体部に備えられた前記正極端子が、前記バッテリの前記複数の正極端子のいずれかに接続されることを特徴とする内視鏡システム。
前記バッテリに備えられた前記複数の正極端子には、それぞれ通過するエネルギを制限するエネルギ制限素子が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
前記本体部に備えられた前記正極端子には、通過するエネルギを制限するエネルギ制限素子が接続されていることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡システム。
前記バッテリの前記複数の正極端子及び負極端子と同じ数の、複数の正極端子及び負極端子を有する、前記バッテリを充電するための充電器を備え、
前記バッテリが前記充電器に接続された場合、前記バッテリに備えられた前記複数の正極端子及び負極端子のそれぞれが、前記充電器に備えられた前記複数の正極端子及び負極端子に接続されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の内視鏡システム。
前記本体部は、前記バッテリが前記本体部に接続される際、前記バッテリの前記複数の正極端子及び負極端子のうち、前記本体部の前記正極端子及び負極端子に接続されない正極端子及び負極端子の対向する位置に、絶縁部材を設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の内視鏡システム。