説明

内視鏡装置

【課題】バッテリパックの端子及び装置本体側の端子における電圧を制限しながら、内視鏡装置の必要とする電圧を供給でき、かつバッテリパックの発熱を抑えることができる内視鏡装置を提供する。
【解決手段】内視鏡装置1のバッテリパック11は、バッテリパック11のプラス電源又はマイナス電源側に一端が並列接続された複数の抵抗素子32a、32b、32cと、複数の抵抗素子32a、32b、32cの他端が接続された複数の端子33a、33b、33cを有する。バッテリパック11が接続される本体部4は、バッテリパック11の複数の端子33a、33b、33cと接触する複数の端子41a、41b、41cと、複数の端子41a、41b、41cに一端が接続された複数の抵抗素子43a、43b、43cと、負荷回路へ電源を供給するための電源回路13とを有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、内視鏡装置に関し、特に、着脱可能なバッテリパックにより駆動可能な内視鏡装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来より、内視鏡装置は、医療分野及び工業分野において広く利用されている。内視鏡装置は、交流電源や直流電源と接続され、交流電源と接続された場合は装置内部で交流を直流に変換して、各部に電力を供給する。交流電源は、AC100V やAC240V などのコンセントから得、直流電源は、コンセントからAC アダプタを介して得たり、一次電池あるいは二次電池から得る。
【0003】
このような内視鏡装置を用いた検査において、特に工業分野では、爆発性のガスが発生する可能性がある場所や、爆発性のガスが充満しているような場所(以下、ガス発生環境という)で内視鏡観察をしたいという要望がある。
【0004】
ガス発生環境下で、例えば、電源に二次電池のバッテリパックを用いる場合、バッテリパックと内視鏡装置の電気的接点部分における火花の発生による、ガス爆発を防ぐために、次のような方法がある。
【0005】
第1の方法としては、ユーザが二次電池のバッテリパックと内視鏡装置の着脱を行えないように、バッテリパックを装置本体に内蔵させる方法がある。
【0006】
第2の方法としては、ガス発生環境ではバッテリパックを装置本体から取り外しができないように、特殊工具でのみバッテリパックが着脱できるように、内視鏡装置を構成する方法がある(例えば、特開2007−152020号公報)。
【0007】
上記の第1の方法の場合、接点部分は露出しないため、火花が発生する危険を回避することはできるが、ユーザが内視鏡装置を使用して検査している途中でバッテリパックの電池残量がなくなった際に、バッテリパックを充電するために検査を中断しなければならないという問題がある。検査を中断することは、検査が非効率になる。
【0008】
上記の第2の方法も、検査している途中でバッテリパックの電池残量がなくなった際に、満充電のバッテリパックに交換するためには、ガス発生環境ではない場所に移動した上で、特殊工具を使ってバッテリパックの交換をする必要があるため、ユーザに検査の中断を強いることになる。また、ガス発生環境で、着脱構造が破損状態になってしまったままユーザが使用してしまったり、ユーザが特殊工具を使わずに無理やりバッテリパックを交換して使用してしまったりすると、接点部分が露出してしまい、火花が発生してしまう虞れもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開2007−152020号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
そこで、上述した第1及び第2の方法の問題がないようにするために、第3の方法として、バッテリパックの端子及び装置本体側の端子における電圧を制限するように、電池及び装置本体のそれぞれに、抵抗器を設ける方法が考えられる。
【0011】
しかし、この第3の方法の場合、抵抗器によって接点部分が露出しても火花が発生しない構造になっているが、抵抗器によってバッテリパックから装置本体への供給電圧が低下する、さらに装置本体内部の抵抗器によって電圧変換回路への供給電圧が低下するという問題がある。さらに、それらの抵抗器のおける発熱の問題もある。
【0012】
例えば、バッテリパックのセル電圧が定常時3.7V で、遮断電圧が2.6V だったとする。このとき装置本体の負荷によって、2.6V はバッテリパック内の抵抗器での電圧降下により2.0V 程度になってしまう。さらに、2.0V は、装置本体内の抵抗器での電圧降下により1.4V 程度になってしまう。
【0013】
近年は、内視鏡装置の機能アップなどにより、内視鏡装置が必要とする電圧が大きくなってきている。例えば、無線機能の追加、ハードディスクドライブのような大容量の記憶装置の追加、があると、内視鏡装置を駆動するために必要な電圧は、大きくなる。例えば、内視鏡装置の負荷変動などにより要求電力が大きくなるように変化すると、電圧降下もより大きな値になり、本体部へ供給される電圧が、0V 付近などの電源供給不可能領域に入り、内視鏡装置が駆動できなくなる虞もある。
【0014】
そこで、上述した第3の方法によれば、バッテリパック側及び装置本体側に、それぞれの電流を制限するために抵抗器が設けられるので、内視鏡装置に必要な電圧を供給するためには、バッテリパックの出力電圧を高くしなければならない。しかし、端子間での火花の発生の危険を回避するために、内視鏡装置へ供給する電圧を無条件に大きくすることはできない。
【0015】
また、内視鏡装置が必要な電圧を供給するためにバッテリパック側の抵抗器の抵抗値を小さくすると、バッテリパック側の抵抗器の発熱量が大きくなる。例えば、内視鏡装置をガス発生環境で使用しているときに、抵抗器自体の発熱により、バッテリパックが高温になってしまうことは好ましくない。
【0016】
そこで、本発明は、以上の問題に鑑みてなされたものであり、バッテリパックの端子及び装置本体側の端子における電圧を制限しながら、内視鏡装置の必要とする電圧を供給でき、かつバッテリパックの発熱を抑えることができる内視鏡装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0017】
本発明の一態様によれば、バッテリパック内に設けられ、前記バッテリパックのプラス電源又はマイナス電源側に一端が並列接続された複数の第1の抵抗素子と、前記バッテリパックに設けられ、前記複数の抵抗素子の他端が接続された複数の第1の端子と、前記バッテリパックが接続される本体部に設けられ、前記バッテリパックの前記複数の第1の端子と接触する複数の第2の端子と、前記本体部に設けられ、前記複数の第2の端子に一端が接続された複数の第2の抵抗素子と、前記複数の第2の抵抗素子の各他端が接続され、前記本体部の負荷回路へ電源を供給するための電源回路とを有する内視鏡装置を提供することができる。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、バッテリパックの端子及び装置本体側の端子における電圧を制限しながら、内視鏡装置の必要とする電圧を供給でき、かつバッテリパックの発熱を抑えることができる内視鏡装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の実施の形態に係わる内視鏡装置の外観構成図である。
【図2】本発明の実施の形態に係わる、バッテリパック11と本体部4の回路構成を説明するための回路図である。
【図3】本発明の実施の形態に係わるバッテリパック11の外観図である。
【図4】本発明の実施の形態に係わる、バッテリパック11の端子部を説明するために、図3のIV−IV線に沿ったバッテリパック11の断面図である。
【図5】本発明の実施の形態に係わる、電流制限抵抗としての各抵抗素子を、並列接続された複数の抵抗器により構成した例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【0021】
1.全体構成
図1は、本発明の実施の形態に係わる内視鏡装置の外観構成図である。
図1に示すように、内視鏡装置1は、メインユニット2と、メインユニット2に接続される操作部3とを含んで構成される。メインユニット2と操作部3により、内視鏡装置1の本体部4が構成される。メインユニット2は、内視鏡画像、操作メニュー等が表示される表示装置としての液晶パネル(LCD)等の表示部5を有する。なお、モニタとしての表示部5は、タッチパネルであってもよい。操作部3は、接続ケーブルであるユニバーサルケーブル6により、メインユニット2と接続される。
【0022】
操作部3には、可撓性の挿入チューブからなるスコープ部(以下、スコープともいう)7が接続される。スコープ7は、接続箇所CPにおいて、操作部3に対して接続されている。スコープ7のコネクタ部7aが、操作部3のコネクタ部3aに接続されることによって、スコープ7は、本体部4に接続される。すなわち、本体部4は、挿入部7bの先端部8に撮像素子を有するスコープ7が接続されている。
【0023】
スコープ7の挿入部7bの先端部8には、図示しない撮像素子、例えばCMOSセンサ等、が内蔵され、撮像素子の撮像面側には、レンズ等の撮像光学系が配置されている。先端部8の基端側には、湾曲部9が設けられている。先端部8は、光学アダプタ10が取り付け可能になっている。
【0024】
レリーズボタン、上下左右(U/D/L/R)方向湾曲ボタン、等の各種操作ボタンが、操作部3に設けられている。ユーザは、操作部3の各種操作ボタンを操作して、被写体の撮像、静止画記録等を行うことができる。なお、表示部5がタッチパネルであった場合、ユーザは、タッチパネルを操作して、初期設定等の内視鏡装置1の種々の操作、例えば、内視鏡装置1の動作内容を指示することができるので、表示部自体が指示部を構成する。
【0025】
撮像して得られた画像データは、検査対象の検査データであり、メモリカード等の記録媒体に記録され、その記録媒体は、本体部2に収納できるようになっている。
スコープ7は、後述するように、本体部4への接続時に、それぞれの種類を判別するための識別部を有している。本体部4は、スコープ7が接続されると、それぞれの識別部の状態あるいは識別データ(すなわちIDデータ)を検出あるいは読み出して、それぞれの種類を判別するように構成されている。ここでは、IDは、機器の型番等の種類の情報だけでなく、個体識別のための製造番号等のユニークな情報も含んでいる。
【0026】
また、図1の場合、メインユニット2と操作部3はユニバーサルケーブル6により接続されているが、メインユニット2と操作部3とを一体化にして一つのユニットとしてもよい。内視鏡装置1は、メインユニット2に着脱可能なバッテリパック11の電源により駆動可能となっている。
【0027】
2.回路構成
図2は、バッテリパック11と本体部4の回路構成を説明するための回路図である。
バッテリパック11は、本体部4に着脱可能に装着される。本体部4は、バッテリパック11を収納する収納部21と、バッテリパック11が装着されたときに収納部21を覆う蓋部22を有する。バッテリパック11は、リチウムイオンセルのような二次電池セル31a、31bを内蔵し、バッテリパック11の表面には、バッテリパック11を本体部4に装着したときに、本体部4の端子群と接触する端子群を有している。
【0028】
なお、ここでは、バッテリパック11は2つの二次電池セル31a、31bが直列に接続されているものであるが、バッテリパック11内の複数の二次電池は、3つ以上の二次電池セルが直列に接続されていてもよく、さらに、バッテリパック11内の複数の二次電池は、並列に接続されていてもよい。
【0029】
二次電池セル31aの陽極側は、並列接続された3つの抵抗素子32a、32b、32cのそれぞれの一端に接続されている。3つの抵抗素子32a、32b、32cのそれぞれは、電流制限用の抵抗素子である。各抵抗素子32a、32b、32cは、例えば1つの抵抗器である。3つの抵抗素子32a、32b、32cは、バッテリパック11内における過大電流を制限する電流制限部を構成する。3つの抵抗素子32a、32b、32cの他端は、それぞれ陽極側端子33a、33b、33cに接続されている。3つの抵抗素子32a、32b、32cの抵抗値は、同じである。3つの陽極側端子33a、33b、33cは、二次電池のバッテリパック11の正の電源電圧を、本体部4へ供給するための端子である。よって、3つの抵抗素子32a、32b、32cは、バッテリパック11内に設けられ、バッテリパック11のプラス電源に一端が並列接続された複数の抵抗素子を構成する。また、3つの陽極側端子33a、33b、33cは、バッテリパック11に設けられ、複数の抵抗素子32a、32b、32cの他端が接続された複数の端子を構成する。
【0030】
二次電池セル31aの陰極側は、図2に示すように、3つの陰極側端子34a、34b、34cに接続されている。よって、3つの陰極側端子34a、34b、34cは、二次電池のバッテリパック11の負の電源電圧を、本体部4へ供給するための端子である。
【0031】
一方、本体部4には、バッテリパック11が本体部4に装着されたときに、バッテリパック11の陽極側端子33a、33b、33cと接触する陽極側端子41a、41b、41cと、バッテリパック11の陰極側端子34a、34b、34cと接触する陰極側端子42a、42b、42cと、を有する。
【0032】
本体部4の陽極側端子41a、41b、41cは、それぞれ並列接続された3つの抵抗素子43a、43b、43cの一端に接続されている。3つの抵抗素子43a、43b、43cのそれぞれは、電流制限用の抵抗素子である。各抵抗素子43a、43b、43cは、例えば1つの抵抗器である。3つの抵抗素子43a、43b、43cは、本体部4内における過大電流を制限する電流制限部を構成する。並列接続された3つの抵抗素子43a、43b、43cの他端は、負荷回路へ電源を供給する電源回路13に接続されている。3つの抵抗素子43a、43b、43cの抵抗値は、同じである。
【0033】
よって、陽極側端子41a、41b、41cは、バッテリパック11が接続される本体部4に設けられ、バッテリパック11の複数の端子33a、33b、33cと接触する複数の端子を構成する。また、3つの抵抗素子43a、43b、43cは、本体部4に設けられ、複数の端子41a、41b、41cに一端が接続された複数の抵抗素子を構成する。電源回路13は、複数の抵抗素子43a、43b、43cの各他端が接続され、本体部4の負荷回路へ電源を供給するための電源回路を構成する。
なお、3つの抵抗素子32a、32b、32cの抵抗値は、互いに異なっていてもよく、さらに、3つの抵抗素子43a、43b、43cの抵抗値も互いに異なっていてもよい。
【0034】
6つの抵抗素子32a、32b、32c、43a、43b、43cの抵抗値は、同じでもよいが、3つの抵抗素子43a、43b、43cの抵抗値は、3つの抵抗素子32a、32b、32cの抵抗値よりも小さい方が好ましい。3つの抵抗素子43a、43b、43cの抵抗値を3つの抵抗素子32a、32b、32cの抵抗値よりも小さくすると、3つの抵抗素子43a、43b、43cの発熱量が大きくなって、バッテリパック11に比べて大きな筐体を有している本体部4からの放熱量を大きくできるからである。
【0035】
電源回路13は、内視鏡装置1内の各部へ供給する各種電源を発生させて、本体部4内の負荷回路14及び挿入部7の負荷回路15へ、電源を供給する。負荷回路14は、3つの陰極側端子42a、42b、42cに接続されている。なお、図2では、電源回路13と各負荷回路14,15の接続は模式的に示されている。
【0036】
図3は、バッテリパック11の外観図である。図4は、バッテリパック11の端子部を説明するために、図3のIV−IV線に沿ったバッテリパック11の断面図である。
バッテリパック11の端子部を構成する3つの陽極側端子33a、33b、33cは、直線状に配置され、かつバッテリパック11の端子部を構成する3つの陰極側端子34a、34b、34cも、3つの陽極側端子33a、33b、33cと同じ直線状に配置されている。すなわち、陽極側端子33a、33b、33cと陰極側端子34a、34b、34cは、バッテリパック11の筐体の外装面上において、一直線状に配列されている。
【0037】
バッテリパック11は、各端子33a、33b、33c、34a、34b、34cが、バッテリパック11のケース表面から奥まった凹部に位置するように、構成されている。図4において点線で示す各端子間の沿面距離d1と空間距離d2は、二次電池セル31a、31bの最大電圧、内視鏡装置内での通常時最大出力電圧、及び故障時に発生しうる最大電圧のいずれにおいても、隣り合う端子間で短絡が起き得ない距離となるように、各端子は配置されている。
【0038】
また、バッテリパック11のケース表面の各端子の開口部は、工具などが接触しないことを目的として、国際規格IEC60529に記載されているIP30に準拠し、φ2.5mm の円筒金属が触れることができない寸法を有するように形成されている。
【0039】
同様に、本体部4側の端子41a、41b、41c、42a、42b、42c間の沿面距離と空間距離も、本体部4の最大電圧で短絡が起き得ない距離となるように、国際規格IEC60529に記載されているIP30に準拠して、各端子は配置されている。
よって、バッテリパック11と本体4は、それぞれが個別の状態においても、端子間の短絡を防ぐことができる。
【0040】
以上のような構成により、バッテリパック11の電源は、内視鏡装置1の各負荷回路へ供給される。
(作用)
以上のような回路構成の作用について説明する。内視鏡装置1は、高機能化により、無線通信機能、ハードディスクドライブの搭載などによって、定常動作時、あるいは特定の機能が実行されるときに、負荷が大きくなる場合がある。
【0041】
本実施の形態では、そのような大きな負荷にも対応できるように、電流制限抵抗としての複数の抵抗素子が、バッテリパック11と本体部4の両方に設けられている。バッテリパック11内の電流制限抵抗は、複数の並列抵抗素子、ここでは3つの抵抗素子32a、32b、32cにより構成され、各抵抗素子と接続された複数の端子33a、33b、33cを介して本体部4に電流を供給するので、各抵抗素子の抵抗値を小さくすれば、内視鏡装置1の負荷が大きい場合でも、バッテリパック11から本体部4の必要な電圧と電流を本体部4へ供給することができる。
【0042】
また、発熱する抵抗素子が複数あるので、熱の発生箇所は分散し、各抵抗素子に流れる電流量が減るので、複数の抵抗素子のそれぞれの温度上昇は低くなる。よって、バッテリパック11の局所的な発熱による温度上昇を抑えつつ、全体としての本体部4へ必要な電圧を増加させることができる。
【0043】
さらに、本体部4内にも、電流制限抵抗として、複数の並列抵抗素子、ここでは3つの抵抗素子43a、43b、43cが設けられているので、バッテリパック11の温度上昇をさらに抑えることができる。
【0044】
よって、内視鏡装置1の機能追加等により、内視鏡装置1で必要な電圧が高くなっても、バッテリパック11内の並列接続された複数の抵抗素子と、本体部4内の並列接続された複数の抵抗素子により、バッテリパック11の温度上昇を抑えつつ、内視鏡装置1で必要な電圧を確保することができる。また、内視鏡装置1内の負荷が大きく変動しても、駆動可能な状態を維持できる。
【0045】
特に、本体部4側の電流制限抵抗の抵抗素子43a、43b、43cの各抵抗値を、バッテリパック11側の抵抗素子32a、32b、32cの各抵抗値よりも小さくし、抵抗素子43a、43b、43cの発熱量が大きくなるようにすると、本体部4の筐体の容積がバッテリパック11の容積よりも大きいので、本体部4において発熱した熱は、バッテリパック11よりも、放熱し易くなる。本体部4側での放熱量が大きくなれば、バッテリパック11を小型化することができる。
【0046】
また、端子間の電圧差を防爆規格に沿ったものとすれば、内視鏡装置1が防爆対応製品とすることができる。
【0047】
さらにまた、バッテリパック11側も、本体部4側も、それぞれの端子間では、沿面距離と空間距離が所定量確保されているので、バッテリパック11及び本体部4のそれぞれにおいて、端子間短絡が生じない。特に、国際規格IEC60529に記載されているIP30に準拠して、各端子は配置されているので、工具などにより端子間短絡の発生も防止されている。
【0048】
以上のように、上述した実施の形態によれば、バッテリパックの端子及び装置本体側の端子における電圧を制限しながら、内視鏡装置の必要とする電圧を供給でき、かつバッテリパックの発熱を抑えることができる内視鏡装置を実現することができる。
【0049】
なお、上述した例では、バッテリパックは、二次電池であるが、一次電池によるバッテリパックでもよい。
【0050】
また、上述した例では、電流制限抵抗としてバッテリパック11内の抵抗素子は、1つの抵抗器であるが、各抵抗素子は、図5に示すような並列接続された複数の抵抗器でもよい。図5は、電流制限抵抗としての各抵抗素子を、並列接続された複数の抵抗器により構成した例を示す図である。
【0051】
各抵抗素子32a、32b、32c、43a、43b、43cは、並列に接続された複数の(ここでは、2つの)抵抗器から構成されている。このような構成によれば、各抵抗素子のサイズを小さくできる場合があり、そのような場合は、全体として、バッテリパック11及び本体部4の小型化を図ることができる。
さらにまた、各抵抗素子32a、32b、32c、43a、43b、43cは、並列接続された複数の抵抗器と直列に接続された抵抗器を含んでも良いし、各抵抗素子32a、32b、32c、43a、43b、43cの少なくとも1つが、並列接続された複数の抵抗器を含むものであってもよい。
【0052】
また、上述した例では、バッテリパック11の陽極側に、並列接続された複数の抵抗素子32a、32b、32c、43a、43b、43cが設けられているが、内視鏡装置1がいわゆるマイナス側の電位を基準に動作するときは、バッテリパック11の陰極側に並列接続された複数の抵抗素子32a、32b、32c、43a、43b、43cが設けられる。すなわち、複数の抵抗素子32a、32b、32cは、バッテリパック11のマイナス電源側に並列接続される。
【0053】
本発明は、上述した実施の形態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。
【符号の説明】
【0054】
1 内視鏡装置、2 メインユニット、3 操作部、3a コネクタ部、4 本体部、5 表示部、6 ユニバーサルケーブル、7 スコープ、7a コネクタ部、7b 挿入部、8 先端部、9 湾曲部、10 光学アダプタ、11 バッテリパック、13 電源回路、14,15 負荷回路、21 収納部、22 蓋部、31a、13b 二次電池セル、32a、32b、32c 43a、43b、43c 抵抗素子、33a、33b、33c、34a、34b、34c、41a、41b、41c、42a、42b、42c 端子

【特許請求の範囲】
【請求項1】
バッテリパック内に設けられ、前記バッテリパックのプラス電源又はマイナス電源側に一端が並列接続された複数の第1の抵抗素子と、
前記バッテリパックに設けられ、前記複数の抵抗素子の他端が接続された複数の第1の端子と、
前記バッテリパックが接続される本体部に設けられ、前記バッテリパックの前記複数の第1の端子と接触する複数の第2の端子と、
前記本体部に設けられ、前記複数の第2の端子に一端が接続された複数の第2の抵抗素子と、
前記複数の第2の抵抗素子の各他端が接続され、前記本体部の負荷回路へ電源を供給するための電源回路と、
を有することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項2】
前記複数の第2の抵抗素子の抵抗値は、前記複数の第1の抵抗素子の抵抗値よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡装置。
【請求項3】
前記複数の第1の抵抗素子及び前記複数の第2の抵抗素子の少なくとも1つは、並列接続された複数の抵抗器を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の内視鏡装置。
【請求項4】
前記複数の第1の端子は、前記バッテリパックの筐体の外装面上において、一直線状に配列されていることを特徴とする請求項1、2又は3に記載の内視鏡装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2013−75074(P2013−75074A)
【公開日】平成25年4月25日(2013.4.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−217483(P2011−217483)
【出願日】平成23年9月30日(2011.9.30)
【出願人】(000000376)オリンパス株式会社 (11,466)
【Fターム(参考)】