JP4391772B2 - 内視鏡 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は長尺の挿入部の先端側に流体圧アクチュエータで構成した湾曲部を備えた、工業用、医療用に適用される内視鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、工業用、医療用に適用可能な内視鏡には、管腔内に挿入される柔軟で長尺な挿入部が設けられている。そして、このタイプの内視鏡には、挿入部の先端部側に湾曲部が配設されている。この湾曲部は、湾曲操作によって湾曲されて、観察方向を任意の方向に向けられるようになっている。
【0003】
工業用の内視鏡装置においては、挿入部を30メートル又は、それ以上に挿入することが要求されることがある。その場合、内視鏡の湾曲部を湾曲動作させる湾曲機構を、湾曲ワイヤを牽引操作するタイプで構成した場合、湾曲ワイヤと他部材との間に発生する摺動抵抗等によって、湾曲部を使用者の所望する状態に湾曲させることが困難になるおそれがあった。このため、空気等の流体を供給することによって湾曲部を湾曲動作させる流体圧アクチュエータを、この湾曲部に設けた内視鏡が提案されている。
【0004】
また、一般的な内視鏡装置では、内視鏡の外部装置として光源装置を用意し、この光源装置で発する照明光を内視鏡の挿入部内に配設したライトガイドに供給し、このライトガイドによって伝送された照明光を内視鏡の挿入部先端に配置した照明窓から出射させて観察部位を照らすようにしていた。この場合、挿入部が長尺になるにしたがって伝達される照明量が減衰されて、照明窓から出射される光量が減少して十分な観察を行えなくなるという不具合が発生する。
【0005】
近年では、観察部位を照明するライトガイドファイバを挿入部内に配設する代わりに、発光素子である例えばLED照明を挿入部先端側に配置し、このLED照明の発する照明光で観察部位を照らすようにした内視鏡も提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、LED照明を配置した内視鏡では観察状況に応じた明るさの確保が難しい。このため、内視鏡の先端部に観察状況に応じた観察用アダプタを装着して所望の明るさを確保するようにしていたが、LED照明の発する熱によって高温になることにより、長時間の使用が困難になる等の不具合が発生するおそれがあった。
【0007】
加えて、前記LED照明から発生する熱が撮像素子に熱伝導されると、この撮像素子の温度が上昇して内視鏡画像にノイズを発生する等の内視鏡画像に不具合が生じるおそれがある。
【0008】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、挿入部先端部に配置したLED照明から発生する熱による不具合を防止して、良好な観察を長時間に渡って行える内視鏡を提供することを目的にしている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の内視鏡は、細長な挿入部の先端側に湾曲部を備え、この湾曲部の先端側に連設する先端部を具備し、LED照明で照らされる観察部位を撮像素子で撮像して内視鏡画像を取得する内視鏡であって、
前記LED照明の基端側に、前記LED照明で発生した熱を放熱させる放熱手段又は前記撮像素子が前記LED照明の発生する熱で過熱されることを防止する過熱防止手段として、当該LED照明側に形成した開口と前記湾曲部側に形成した開口とを連通する、熱伝導部材の挿通或いは流体の供給が可能な透孔を形成した先端部本体を設けている。
【0010】
また、前記放熱手段又は過熱防止手段は、前記透孔内に挿通配置される熱伝導部材であって、該熱伝導部材のLED照明側端は前記LED照明に当接する。
【0011】
さらに、前記LED照明を、前記先端部本体に着脱自在な観察用アダプタに設ける構成において、
前記放熱手段又は過熱防止手段は、前記透孔内に挿通配置される熱伝導部材であって、該熱伝導部材のLED照明側端は前記観察用アダプタの端面に当接する。
【0013】
また、前記放熱手段又は過熱防止手段は、前記LED照明から延出する電気ケーブルが挿通する管路を含む流体路である。
【0014】
さらに、前記放熱手段又は過熱防止手段を兼ね、前記LED照明から延出する電気ケーブルが挿通する管路を設け、この管路内に冷却用流体を循環させる。
【0015】
これらの構成によれば、LED照明から発生する熱の一部を放熱するとともに、LED照明から発生する熱によって撮像素子が加熱されることを防止する。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1ないし図6は本発明の第1実施形態に係り、図1は内視鏡装置の構成を説明する図、図2は観察用アダプタ及び先端硬質部の一構成を説明する図、図3は湾曲部を構成する流体圧アクチュエータを説明する図、図4は流体圧アクチュエータを形成する工程を説明する図、図5は観察用アダプタを先端硬質部に装着した状態の内視鏡の先端側の構成を説明する図、図6は観察用アダプタ及び先端硬質部の他の構成例を説明する図である。
【0017】
なお、図2(a)は観察用アダプタを説明する図、図2(b)は先端硬質部を説明する図、図3(a)はマルチルーメンチューブを説明する図、図3(b)は内コイルを説明する図、図3(c)は内チューブを説明する図、図3(d)は排気チューブを説明する図、図3(e)は挿入部側流体供給チューブを説明する図、図3(f)は外チューブを説明する図、図3(g)は前口金を説明する図、図3(h)は後口金を説明する図、図3(i)は外コイルを説明する図、図4(a)はマルチルーメンチューブの中央貫通孔に内チューブを被覆した内コイルを配置状態を示す図、図4(b)は配置チューブ及び挿入部側チューブを配置した状態を示す図、図4(c)は外チューブを被覆配置した状態を示す図、図4(d)は口金を配置した状態を示す図、図6(a)は観察用アダプタの他の構成を説明する図、図6(b)は先端硬質部の他の構成を説明する図である。
【0018】
図1に示すように本実施形態の内視鏡装置1は、細長な挿入部2の先端部に後述するCCDを内蔵した電子式の内視鏡3と、この内視鏡3の挿入部2を巻回するドラム部4とで主に構成されている。なお、符号10はドラム部4を構成する上フランジ4aに配置された例えばLCDモニタであり、このLCDモニタ10には前記内視鏡3でとらえた内視鏡画像が表示されるようになっている。
【0019】
前記内視鏡3の挿入部2は、先端側から順に先端部を構成する先端硬質部2aと、この先端硬質部2aに連設する湾曲部2bと、この湾曲部2bに連設する可撓管部2cとで構成されている。前記先端硬質部2aには観察用アダプタ20が着脱自在に配置されるようになっている。前記湾曲部2bは、後述する流体圧アクチュエータを備えて構成される。前記可撓管部2cは、前記湾曲部2bに連接する柔軟で長尺な可撓性部材で構成される。
【0020】
前記観察用アダプタ20の例えば中央部には撮像光学系を構成する撮像用レンズカバー21が配置され、この撮像用レンズカバー21の周囲には複数の照明光学系を構成する照明用レンズカバー22が配置されている。
【0021】
前記ドラム部4は例えばボビン形状であり、円盤状の上フランジ4a、前記挿入部2が巻回される管状の挿入部巻回部4b、円盤状の下フランジ4c及びこの下フランジ4cの一面側に配置されるゴム足4dとで構成されている。なお、符号4eは支持棒である。
【0022】
前記上フランジ4aにはモニタ固定部材10Aを介して前記LCDモニタ10が配置されるようになっている。また、この上フランジ4aにはバッテリ収納部に設けられたバッテリ用蓋部7a、ボンベ収納部に設けられたボンベ用蓋部7bが開閉自在に配置されている。さらに、この上フランジ4aには前記内視鏡3の湾曲部2bの湾曲操作指示を行うジョイスティック8a等を備えたリモートコントローラ(以下、リモコンと略記する)8から出射される例えば通信用光線を受光する受光部9が設けられている。
【0023】
前記挿入部巻回部4b内には図示しない仕切り板が配置され、この仕切り板には前記バッテリ、前記ガスボンベ、前記リモコン8の湾曲操作指示にしたがって前記ガスボンベから流体圧アクチュエータに供給する流体の制御を行う流体供給量制御部、前記CCDを駆動する駆動信号やこのCCDから伝送された画像信号を映像信号に変換するCCU等が配置されている。
【0024】
図2(a)に示すように前記観察用アダプタ20に設けられる前記撮像用レンズカバー21及び前記照明用レンズカバー22は、熱伝導率の高い放熱部材である金属製筒状部材で形成された放熱手段であるアダプタ本体23の所定位置に配置されるようになっている。このアダプタ本体23には内部空間側に突出した中央凸部23cが設けられている。
【0025】
具体的に、前記アダプタ本体23には前記撮像光学系を構成する前記撮像用レンズカバー21及び複数の光学レンズ24が配置される撮像用透孔23aと、前記照明光学系を構成する前記照明用レンズカバー22及び複数の光学レンズ25が配置される照明用透孔23bとが形成されている。そして、それぞれの透孔23a、23bにレンズカバー21、22及び光学レンズ24、25が配置される。
【0026】
前記アダプタ本体23の基端部内周面には前記挿入部2の先端硬質部2aを構成する先端部本体11の外周面に形成された後述する雄ネジ部(図中の符号11a)に螺合する雌ネジ部26が形成されている。
【0027】
一方、図2(b)に示すように前記先端硬質部2aは、略管状の前記先端部本体11と、この先端部本体11の貫通孔内に配置される略管状の断熱部材で形成した過熱防止手段であるCCD保護管12と、このCCD保護管12の透孔内所定位置に配置される撮像光学系を構成する撮像素子であるCCD13と、前記先端部本体11の先端面に配置される薄板リンク状の断熱部材で形成した過熱防止手段であるCCD保護板14と、このCCD保護板14の一面側に配置される複数のLED照明15と、これらLED照明15及び前記CCD保護板14を前記先端部本体11上に固定配置させる略管状のLED照明固定部材16とで主に構成されている。
【0028】
前記観察用アダプタ20は焦点距離や視野角の異なるものが複数種類用意されている。このため、観察目的に応じた最適な観察用アダプタ20を内視鏡3に交換配置させることによって、最適な内視鏡画像がLCDモニタ10の画面上に表示される。
【0029】
なお、前記LED照明固定部材16は、前記先端部本体11に例えば接着によって一体的に固定されるようになっている。また、符号17はCCD13から延びる信号線、符号18はLED照明15から延びる電気ケーブルであり、挿入部2内を挿通して挿入部巻回部4b内に延出している。さらに、符号11bは後述する湾曲部2bを構成する流体圧アクチュエータ30が配置される連結凸部である。
【0030】
図3(a)ないし図5を参照して湾曲部2bを構成する流体圧アクチュエータ30の構成を説明する。
図3(a)ないし図3(i)に示すように流体圧アクチュエータ30は、柔軟なシリコン材で形成した断面形状が略円形状で流体室を構成する4つの透孔31a、31b、31c、31dと、中央部に軸方向に対して平行な中央貫通孔31eとを有するマルチルーメンチューブ31と、このマルチルーメンチューブ31の中央貫通孔31eに挿通配置される内側管状部材である例えばステンレス製の第1コイルである内コイル33及びこの内コイル33の外周側に被覆配置されて前記マルチルーメンチューブ31が内コイル33の線間に挟み込まれて破損することを防止する例えばフッ素製の薄肉チューブで形成された内側薄肉チューブ(以下、内チューブと略記する)37と、前記マルチルーメンチューブ31の4つの透孔31a、31b、31c、31dの基端側に配置される先端部を図に示すような先細形状に形成した、例えばテフロン(登録商標)製の挿入部側流体供給チューブ(以下、挿入部側チューブと略記する)32a、32b、32c、32dと、外側管状部材である前記マルチルーメンチューブ31の先端部を被覆する段付き形状の前口金34、前記マルチルーメンチューブ31の基端部を被覆する段付き形状の後口金35、前記マルチルーメンチューブ31の外周側を被覆する例えばステンレス製の第2コイルである外コイル36及び前記マルチルーメンチューブ31の外周側に被覆配置されてこのマルチルーメンチューブ31が外コイル36の線間に挟み込まれて破損することを防止する例えばフッ素製の薄肉チューブで形成された外側薄肉チューブ(以下、外チューブと略記する)38と、排気手段となる例えば管状の金属部材で形成した前記マルチルーメンチューブ31と内チューブ37との間、及び前記マルチルーメンチューブ31と外チューブ38との間にそれぞれ配置される排気チューブ39とで主に構成されている。
【0031】
なお、前記内チューブ37及び外チューブ38は、上述したとおり内コイル33若しくは外コイル36の線間にマルチルーメンチューブ31が挟み込まれて穴あき等の不具合が発生することを防止する他に、このマルチルーメンチューブ31が軽油等に触れて膨潤を起こす等の不具合を防止する。
【0032】
図4(a)ないし図5を参照して流体圧アクチュエータ30の構成手順の一例を説明する。
まず、前記内チューブ37を内コイル33に被せる。そして、この状態の内コイル33を、図4(a)に示すように前記マルチルーメンチューブ31の中央貫通孔31e内に挿入配置する。
【0033】
次に、図4(b)に示すように前記マルチルーメンチューブ31の透孔31a、31b、31c、31dの先端側に例えばシリコン接着剤等を流し込んで、先端側開口を閉塞する閉塞部40を形成する。また、前記中央貫通孔31eの先端側と内チューブ37との間に前記排気チューブ39を配置し、その後、マルチルーメンチューブ31の先端側に先端側糸巻き固定部41aを形成する。このことによって、前記排気チューブ39及び内チューブ37の被覆されている内コイル33が前記マルチルーメンチューブ31の先端側に一体的に配置される。
【0034】
さらに、前記透孔31a、31b、31c、31dの基端側開口に前記挿入部側チューブ32a、32b、32c、32dの先細部を配置し、透孔31a、31b、31c、31dと挿入部側チューブ32a、32b、32c、32dとの隙間を例えばシリコン接着剤等で塞ぐ。その後、マルチルーメンチューブ31の基端側に基端側糸巻き固定部41bを形成して、前記挿入部側チューブ32a、32b、32c、32dをマルチルーメンチューブ31の基端側に一体的に配置する。
【0035】
このことによって、前記マルチルーメンチューブ31の透孔31a、31b、31c、31dが空間部として形成されるとともに、それぞれの空間部と外部とが前記挿入部側チューブ32a、32b、32c、32dによって連通状態になって、それぞれ流体室(図5の符号42を参照)として構成される。
【0036】
次いで、図4(c)に示すように前記外チューブ38を前記マルチルーメンチューブ31の外周面側に被覆配置する。また、先端側の外チューブ38とマルチルーメンチューブ31との間に排気チューブ39を配置する。その後、このマルチルーメンチューブ31の先端側に先端側糸巻き固定部41cを形成して前記外チューブ38をマルチルーメンチューブ31に一体的に配置する。
【0037】
その後、図4(d)に示すように前記外チューブ38を配置した状態のマルチルーメンチューブ31の先端側に前口金34を被覆配置するとともに前記後口金35を基端側に被覆配置する。このとき、後口金35、前口金34の順にマルチルーメンチューブ31の先端側から口金35、34をそれぞれ挿通していく。
【0038】
また、前記外コイル36を外チューブ38が配置されている状態のマルチルーメンチューブ31の外周側に配置する。このとき、図中の一点鎖線に示すように外コイル36の先端部を前記前口金34のコイル配置部34a上に配置するとともに、基端部を前記後口金35のコイル配置部35a上に配置する。このことによって、流体圧アクチュエータ30が構成される。
【0039】
そして、上述のように構成した流体圧アクチュエータ30を、図5に示すように前記先端硬質部2aを構成する先端部本体11の連結凸部11bの外周部に配置固定する。
【0040】
なお、符号43は湾曲部2bの最外装を構成する金属網管で形成した湾曲カバーであり、先端部が前記前口金34のカバー配置部34b上に配置され、基端部が前記後口金35のカバー配置部35b上に配置される。このことによって、前記先端硬質部2aの基端側に湾曲部2bが連結配置される。
【0041】
また、本実施形態においてはマルチルーメンチューブ31の中央貫通孔31eの周囲に4つの透孔31a、31b、31c、31dを規則的に配列させた構成を示しているが、透孔の数は湾曲方向及び湾曲させたい形状等によって設定されるものであるので、4つに限定されるものではなく、それ以上であっても、それ以下であってもよい。
【0042】
さらに、前記後口金35は前記可撓管部2cの先端部に配置される図示しない連結口金の外周部に配置固定される。このことによって、前記湾曲部2bの基端側に可撓管部2cが連結配置される。
【0043】
ここで、前記図5を参照して観察用アダプタ20の先端硬質部2aへの着脱について説明する。
まず、内視鏡3の先端硬質部2aに観察に最適な観察用アダプタ20の開口を対向させる。次に、この観察用アダプタ20の内周面を先端硬質部2aの外周面側に配置し、その後、前記先端硬質部2aの雄ネジ部11aに対して前記観察用アダプタ20の雌ネジ部26を螺合し、固定状態にする。
【0044】
このとき、前記観察用アダプタ20の撮像光学系を構成する前記撮像用レンズカバー21及び複数の光学レンズ24がCCD13の前面所定位置に配置されるとともに、前記照明光学系を構成する前記照明用レンズカバー22及び複数の光学レンズ25が前記LED照明15の前面所定位置に配置された状態になる。
【0045】
前記LED照明15にバッテリからの電力が供給されることにより、LED照明15は点灯状態になる。そして、これらLED照明15から発せられた照明光は、光学レンズ25及び照明用レンズカバー22を通過して観察部位を照らす。このとき、これらLED照明15からは熱が発生する。
【0046】
これらLED照明15から発生する熱は、熱伝導率の高い例えばアルミニウムで形成されたアダプタ本体23から外部に積極的に放熱されていく。また、前記CCD13が断熱部材で形成されたCCD保護板14及びCCD保護管12によって覆われた状態になっているので、このCCD13に前記LED照明15で発生した熱が伝達されることが防止される。このことによって、LCDモニタ10の画面上には、アダプタ20を通して観察された内視鏡画像が長時間に渡って表示される。
なお、前記観察用アダプタ20を先端硬質部2aから取り外す際には上述した手順と逆の手順で行う。
【0047】
このように、LED照明を先端部に配置するとともにCCDを内蔵した先端部本体に着脱自在で、照明光学系及び観察光学系を構成するレンズカバー及び光学レンズが配置されるアダプタ本体を熱伝導率の高い部材で形成してLED照明で発生した熱をアダプタ本体を介して積極的に外部に放熱する一方、CCDを断熱部材で形成したCCD保護管内に配置するとともに、このCCD保護管の先端面側とLED照明の基端面側との間に断熱部材で形成したCCD保護板を配置することによって、LED照明で発生した熱によって観察用アダプタ及び先端硬質部が温度上昇すること及びLED照明で発生する熱のCCDへの熱伝導が防止されて、十分な照明光量の元で、良好な内視鏡画像の観察を長時間に渡って行うことができる。
【0048】
なお、図6(b)に示すように先端硬質部2aを構成する先端部本体11の所定の位置に前記LED照明15と電気的に接続された第1電極11c及び前記電気ケーブル18に電気的に接続された第2電極11dを設ける一方、図6(a)に示すように観察用アダプタ20Aの所定位置に前記第1電極11cと前記第2電極11dとを電気的な接続状態にする板ばね27を設ける構成にしてもよい。ここで、符号28は内周面に雌ネジ部28aを形成したアダプタ本体23Aに対して回動自在な連結部材であり、符号29はアダプタ本体23Aの内周面と先端部本体11の外周面との間の水密を保持するOリングである。
【0049】
上述のように先端硬質部2a及び観察用アダプタ20Aを構成したことによって、前記板ばね27と第1電極11c及び第2電極11dとを位置合わせした状態にして、観察用アダプタ20Aの内周面を先端硬質部2aの外周面側に配置させ、この状態で連結部材28の雌ネジ部28aを先端硬質部2aの雄ネジ部11aに螺合して一体固定する。このことによって、第1電極11cと第2電極11dとが板ばね27を介して電気的に導通した状態になる。
【0050】
つまり、本実施形態においては先端硬質部2aに観察用アダプタ20Aが配置固定されて、第1電極11cと第2電極11dとが板ばね27によって電気的に導通されたときにだけ、バッテリーの電力をLED照明に供給して、LED照明15を点灯状態にすることができる。
【0051】
このことによって、観察用アダプタを交換しているとき等に、誤って、バッテリーからの電力がLED照明に供給されて、LED照明が点灯状態になることをなくして、バッテリーの浪費が確実に防止される。
【0052】
図7は本発明の第2実施形態にかかる観察用アダプタ及び先端硬質部の別の構成を説明する図であり、図7(a)は観察用アダプタを先端硬質部に装着した状態の内視鏡の先端側の構成を説明する図、図7(b)は図7(a)のA−A線断面図である。
【0053】
図7(a)に示すように本実施形態の観察用アダプタ20Bにおいては前記アダプタ本体23、23Aに示した内部空間側に突出した中央凸部23cを省いて、内部空間の底面を平面に形成したアダプタ本体23Bにしている。そして、このアダプタ本体23Bに撮像用透孔23a及び照明用透孔23bを形成し、それぞれの透孔23a、23bにレンズカバー21、22及び光学レンズ24、25を配置している。
【0054】
一方、前記先端硬質部2aは、略管状の前記先端部本体51と、この先端部本体51の貫通孔内に配置されるCCD13と、この先端部本体51の一面側に配置される複数のLED照明15と、これらLED照明15を前記先端部本体51上に固定配置させる略管状で中央部に観察光学系を構成する光学レンズ24を配置したLED照明固定部材52とで主に構成されている。
【0055】
なお、前記LED照明固定部材52は、前記先端部本体51に例えば接着によって一体的に固定される。符号51aは前記雌ネジ部26と螺合する雄ネジ部であり、符号51bは前記流体圧アクチュエータ30が配置される連結凸部である。その他の構成は前記第1実施形態と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。
【0056】
本実施形態においては、前記先端部本体51の貫通孔周囲の所定位置に図7(a)及び図7(b)に示すように複数の透孔51cが形成してある。そして、この透孔51c内に前記LED照明15で発生した熱を伝導する放熱部材を兼ねる例えば熱伝導率の高い銅線やアルミ線で構成した放熱手段及び過熱防止手段とを兼ねる第1熱伝導部材53を挿通配置している。
【0057】
前記第1熱伝導部材53の先端側は前記LED照明15に固設されており、基端部は前口金34Aに形成された内周凸部34cに一体的に固定された内リング部材54に固設されている。この内リング部材54に固設された第1熱伝導部材53には熱伝導率の高い銅線等で形成した放熱手段及び過熱防止手段とを兼ねる第2熱伝導部材55の一端部が固設されており、この第2熱伝導部材55の他端部は放熱手段を兼ねる前記流体圧アクチュエータ30を構成する熱伝導率の高い例えば銅部材やアルミ部材で形成した内コイル33aに固設している。
【0058】
上述のように構成することによって、前記LED照明15にバッテリからの電力を供給して、これらLED照明15を点灯状態にさせたとき、これらLED照明15から発生する熱を、熱伝導率の高い第1熱伝導部材53、第2熱伝導部材55、内コイル33aに伝導させて放熱している。
【0059】
このことによって、LED照明15で発生した熱によって温度上昇すること及び、このLED照明15で発生した熱がCCD13に伝達されることを防止して、前記第1実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
なお、前記内コイル33aを可撓管部2c内を挿通させて挿入部2の基端部まで延出する長さ等に設定することによって、放熱効果をより高める構成にしてもよい。
【0060】
図8は本発明の第3実施形態にかかる観察用アダプタ及び先端硬質部のまた他の構成を説明する図である。
【0061】
図に示すように本実施形態の観察用アダプタ20Cにおいてはアダプタ本体23Cを、前記アダプタ本体23Bと同様、中央凸部23cを省いて、内部空間の底面を平面に形成してある。そして、前記アダプタ本体23Cの内周面側に雌ネジ26を形成する代わりに所定の押圧力を有するOリング61を配設して、このOリング61の押圧力で観察用アダプタ20Cを先端硬質部2aに一体的に取り付けられるようにしている。
【0062】
また、前記アダプタ本体23Cの内周面には放熱手段及び過熱防止手段を兼ねる放熱用或いは冷却用の流体路となる凹み部62を内周面に渡って形成してある。そして、この凹み部62と前記照明用透孔23bの所定位置とが連通路63によって連通状態になっている。
【0063】
一方、前記先端硬質部2aは、略管状の前記先端部本体65と、この先端部本体65の貫通孔内に配置されるCCD13と、この先端部本体65の一面側に配置される複数のLED照明15と、これらLED照明15を前記先端部本体65上に固定配置させる略管状で中央部に観察光学系を構成する光学レンズ24を配置したLED照明固定部材52とで主に構成されている。
【0064】
本実施形態においては前記先端部本体65の貫通孔周囲の所定位置に、前記電気ケーブル18が挿通する前記流体路を兼ねる複数の透孔65aと、この透孔65aと前記凹み部62とを連通する流体路となる連通孔65bとが形成されている。そして、本実施形態においては内チューブ37の被覆されている内コイル33内に図示しないボンベからの流体が供給される例えばチューブが配置される構成になっている。
【0065】
なお、符号65bは前記流体圧アクチュエータ30が配置される連結凸部である。その他の構成は前記第1実施形態と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。
【0066】
したがって、本実施形態においては、前記LED照明15にバッテリからの電力を供給して、これらLED照明15を点灯状態にさせたとき、このLED照明15から発生した熱が照明用透孔23bから外部へと放熱され、また先端部本体65、口金34から放熱される。
【0067】
一方、必要に応じて冷却のための流体をボンベから内チューブ37の被覆されている内コイル33内に図示しないチューブを介して供給すると、この流体は、湾曲部内空間66から透孔65aに供給されるとともに、この透孔65aに連通する連通孔65b、凹み部62、連通路63を介して照明用透孔23b内に供給される。
【0068】
これらのことによって、LED照明15から発生した熱を放熱、或いは、必要に応じて温度上昇した先端部本体65やLED照明15を前記流体によって冷却して、LED照明15で発生した熱によって温度上昇すること及び、このLED照明15で発生した熱によってCCD13が加熱されることを防止して、上述した実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
【0069】
図9ないし図12は本発明の第4実施形態にかかり、図9は観察用アダプタ及び先端硬質部のまた別の構成を説明する図、図10は熱伝導部材を配設した構成例を説明する図、図11は放熱部材を配置した構成を示す図、図12は他の放熱部材を配置した構成例を説明する図である。
なお、図10(a)は熱伝導部材を配設した状態を説明する断面図、図10(b)は熱伝導部材の配設状態を説明する斜視図、図10(c)は熱伝導部材の他の配設状態を説明する斜視図である。
【0070】
図9に示すように本実施形態においては、観察用アダプタ70に照明光学系を構成するLED照明71を配設している。
【0071】
具体的に、本実施形態においては前記観察用アダプタ70に設けられる前記撮像用レンズカバー21及び前記LED照明71は、熱伝導率の高い放熱部材である金属製筒状部材で形成された放熱手段であるアダプタ本体23Dの所定位置に配置されるようになっている。このアダプタ本体23Dは前記アダプタ本体23B、23Cと同様、中央凸部23cを省いて、内部空間の底面を平面に形成してある。
【0072】
前記アダプタ本体23Dには撮像用透孔72aの他に、前記照明光学系を構成するLED照明71を先端側に配置する照明用凹部72bと、このLED照明71から延出する電線71aが挿通する電線用透孔72cと、電極73が配置される電極用凹部72dとが形成されている。前記電極73は、前記電線71aが接続される板電極73aと、前記電気ケーブル18の先端が接続された照明用電極74の接点部74bと電気的に接触する突起電極73bとで構成されている。
【0073】
一方、前記先端硬質部2aは、略管状の前記先端部本体75と、この先端部本体75の貫通孔内に配置されるCCD13と、このCCD13が配置される貫通孔の周囲に形成されて前記照明用電極74の主電極74aが配設されるとともに前記電気ケーブル18が挿通する複数の透孔75aとが形成されている。
【0074】
なお、符号71aは発光素子の前面に設けられた充填剤である。
【0075】
このように、放熱部材で形成したアダプタ本体の、CCDから離れた先端部に、LED照明を配設したことによって、このLED照明で発生した熱がアダプタ本体を介して積極的に外部に放熱される一方、このLED照明で発生した熱がCCDへ熱伝導されることを防止して、LED照明で発生した熱によって温度上昇すること及び、このLED照明で発生した熱によってCCDが加熱されることを防止して、上述した実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
【0076】
なお、図10(a)及び図10(b)に示すように前記先端部本体75内を挿通して、一端部が前記アダプタ本体23Dの端面に当接し、他端部が内コイル33aの先端部に接合される熱伝導率の高い銅線等で形成した放熱手段及び過熱防止手段を兼ねる熱伝導部材76を複数配設することによって、LED照明71で発生してCCD13側に熱伝導されてくる熱を積極的に前記熱伝導部材76を介して内コイル33aに伝導させて放熱させられる。このことによって、上述した実施形態で得られる作用及び効果をさらに効率よく得ることができる。
【0077】
このとき、図10(c)に示すように前記熱伝導部材76を内コイル33aの先端部に接合する代わりに、この熱伝導部材76の長さ寸法を他端部が密閉部に到達する位置程度まで長めに設定して、これら熱伝導部材76の端部を前記内コイル33aの内周面に接触させるようにしてもよい。このことによって、熱伝導部材76を内コイル33aに接合する作業をなくして、同様の作用及び効果を得られる。
【0078】
また、図11に示すように先端硬質部2aと湾曲部2bとの間に形成される先端部空間部77内に熱伝導部材である熱伝導率の高い細径の銅線等を一纏めにして立体形成した放熱手段及び過熱防止手段を兼ねる放熱体78を配設して、前記LED照明71で発生してアダプタ本体23Dに熱伝導され熱を積極的に前記放熱体78を介して内コイル33aに伝導させることによって、上述した実施形態と同様の作用及び効果を効率よく得ることができる。なお、符号79は信号線17、電気ケーブル18の配置位置を保持する保持部材である。
【0079】
さらに、図12に示すように前記先端部空間部77内及び内チューブ37の被覆されている内コイル33内空間部に粘性の高い熱伝導部材である放熱手段及び過熱防止手段を兼ねる放熱粘部80を配設するようにしても同様の作用及び効果を得られる。
【0080】
図13ないし図15は本発明の第5実施形態にかかり、図13は観察用アダプタ及び先端硬質部のさらにまた他の構成を説明する図、図14はアダプタ本体に冷却機構を設けた構成例を説明する図、図15は先端部本体に設ける流体路の1例を説明する図である。
【0081】
なお、図13(a)は内視鏡の先端側部の構成を説明する断面図、図13(b)は流体圧アクチュエータを構成する主要部の構成を説明する図、図14(a)はアダプタ本体に設ける冷却機構の構成を説明する断面図、図14(b)は観察用アダプタと先端硬質部とを連通する流体路の関係を説明する図、図15(a)は先端部本体に設ける螺旋溝及びその溝に配設する流体チューブを説明する図、図15(b)は図15(a)のB−B線断面図である。
【0082】
図13(b)に示すように本実施形態の流体圧アクチュエータを構成するマルチルーメンチューブ31には前記流体室42を構成するための透孔31a、31b、31c、31dの他に、2つの貫通孔81a、81bが形成してある。
【0083】
前記貫通孔81a、81bの先端側部には一対の流体用パイプ82、83が突出して配設され、基端側部には冷却用流体供給用チューブ84及び冷却用流体排出用チューブ85が連通状態で連結固定されている。したがって、前記流体用パイプ81のうち一方は流体供給用パイプ82であり、他方は流体排出用パイプ83になっている。
【0084】
図13(a)に示すように本実施形態においては前記観察用アダプタ70に設けられる前記撮像用レンズカバー21及び前記LED照明71は金属製筒状部材で形成されたアダプタ本体23Eの所定位置に配置されるようになっている。このアダプタ本体23Eは前記アダプタ本体23B、23C、23Dと同様、中央凸部23cを省いて、内部空間の底面を平面に形成してある。
【0085】
前記アダプタ本体23Eには撮像用透孔72aの他に、前記照明光学系を構成するLED照明71が配置される照明用凹部72bと、このLED照明71から突出する電極86が配置される流体路を兼ねる電極用凹部72eとが形成されている。前記電極86は基端部に曲部86aが構成されており、前記電気ケーブル18の先端部が電気的に接続された管状の照明用パイプ電極87に電気的に接触するようになっている。
【0086】
一方、前記先端硬質部2aは、略管状の前記先端部本体88と、この先端部本体88の貫通孔内に配置されるCCD13と、このCCD13が配置される貫通孔の周囲に形成されて、前記照明用パイプ電極87が一端部側に配置され、他端部側に前記流体供給用パイプ82又は前記流体排出用パイプ83が連通状態に配置される一対の電気ケーブル用透孔88aとが形成されている。なお、符号89は弾性力を有する例えばゴム製のパイプ型固定部材であり、前記電気ケーブル用透孔88aの基端部に配設されている。
【0087】
前記流体供給用パイプ82の先端部は、前記パイプ固定部材89に固定され、前記流体排出用パイプ83の先端部は前記パイプ固定部材89に固定される。このことによって、前記流体供給用パイプ82及び前記流体排出用パイプ83は電気ケーブル用透孔88aに連通状態になっている。
【0088】
したがって、前記冷却用流体供給用チューブ84側を例えば冷却気体供給状態にする一方、前記冷却用流体排出用チューブ85側を流体吸引状態にすることによって、前記冷却用流体供給用チューブ84から送られる冷却用の気体は、矢印に示すように、貫通孔81a、流体供給用パイプ82、電気ケーブル用透孔88a、照明用パイプ電極87の透孔、電極用凹部72e、照明用パイプ電極87の透孔、電気ケーブル用透孔88a、流体排出用パイプ83、貫通孔81b、冷却用流体排出用チューブ85で構成された流体路である冷却用流路を循環していく。
【0089】
したがって、前記LED照明15から発生する熱は冷却用流路を流れる冷却用の気体とともに外部に排出されていく。また、冷却用流路に供給される冷却用の気体によってCCD13が加熱されることが防止される。
【0090】
なお、前記電気ケーブル18は前記電気ケーブル用透孔88a内、流体供給用パイプ82内(又は流体排出用パイプ83内)、貫通孔81a、81b内を挿通している。
【0091】
このように、内視鏡内に冷却用流路を形成し、この冷却用流路内に冷却用の気体を循環させることによって、LED照明で発生した熱を積極的に外部に排出するとともに、このLED照明で発生した熱によってCCDが加熱されることを防止して、LED照明で発生した熱によって温度上昇すること及び、このLED照明で発生した熱によってCCDが加熱されることを防止して、良好な観察を長時間に渡って行うことができる。
【0092】
なお、図14(a)及び図14(b)に示すように冷却用の気体の流入を開閉動作によって制御する開閉弁を有するマイクロバルブ91及びこのマイクロバルブ91に対して駆動動作のための起電力を供給するペルチェ素子92を、固定板93によって仕切られるアダプタ本体23Fに形成した周状凹部72fに設けて過熱防止手段となる冷却機構を構成するようにしてもよい。
【0093】
前記固定板93には前記マイクロバルブ91に連通する連結パイプ94a及び周状凹部72fに連通する流体路を構成する連結パイプ94bが設けられている。これら連結パイプ94a、94bは、前記貫通孔81aと図示しない流体供給用パイプを介して連通された先端部本体96に設けられた図示しない流体路の開口部96a、96bに連結されるようになっている。
【0094】
前記ペルチェ素子92は、前記LED照明15の基端面側近傍に配置されており、前記LED照明15から発生する熱がこのペルチェ素子92に伝導されて所定温度に到達したとき、起電力を前記マイクロバルブ91に供給して開閉弁を所定時間、閉状態から開状態にして、冷却用の気体を周状凹部72f内に供給して、前記LED照明71で発生した熱によって温度上昇すること及び、このLED照明71で発生した熱によって図示しないCCDのが加熱されることを防止して、良好な観察を長時間に渡って行うことができる。
【0095】
また、前記図2で示したようにLED照明15を先端部本体11に配設した構成の場合には、図15(a)及び図15(b)に示すように先端部本体100の内周面内に螺旋溝100aを形成し、その螺旋溝100aに冷却用流路を形成する柔軟性を有する流体チューブ101を配設する。そして、この流体チューブ101のそれぞれの端部を前記流体供給用パイプ82、流体排出用パイプ83に連結して内視鏡を構成することによって、前記第5実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
【0096】
なお、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【0097】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、挿入部先端部に配置したLED照明から発生する熱による不具合を防止して、良好な観察を長時間に渡って行える内視鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1ないし図6は本発明の第1実施形態に係り、図1は内視鏡装置の構成を説明する図
【図2】観察用アダプタ及び先端硬質部の一構成を説明する図
【図3】湾曲部を構成する流体圧アクチュエータを説明する図
【図4】流体圧アクチュエータを形成する工程を説明する図
【図5】観察用アダプタを先端硬質部に装着した状態の内視鏡の先端側の構成を説明する図
【図6】観察用アダプタ及び先端硬質部の他の構成例を説明する図
【図7】本発明の第2実施形態にかかる観察用アダプタ及び先端硬質部の別の構成を説明する図
【図8】本発明の第3実施形態にかかる観察用アダプタ及び先端硬質部のまた他の構成を説明する図
【図9】図9ないし図12は本発明の第4実施形態にかかり、図9は観察用アダプタ及び先端硬質部のまた別の構成を説明する図
【図10】熱伝導部材を配設した構成例を説明する図
【図11】放熱部材を配置した構成を示す図
【図12】他の放熱部材を配置した構成例を説明する図
【図13】図13ないし図15は本発明の第5実施形態にかかり、図13は観察用アダプタ及び先端硬質部のさらにまた他の構成を説明する図
【図14】アダプタ本体に冷却機構を設けた構成例を説明する図
【図15】アダプタ本体に設ける流体路の1例を説明する図
【符号の説明】
2a…先端硬質部
2b…湾曲部
3…内視鏡
12…CCD保護管
13…CCD
14…CCD保護板
15…LED照明
23…アダプタ本体
30…流体圧アクチュエータ
42…流体室
Claims (5)
- 細長な挿入部の先端側に湾曲部を備え、この湾曲部の先端側に連設する先端部を具備し、LED照明で照らされる観察部位を撮像素子で撮像して内視鏡画像を取得する内視鏡において、
前記LED照明の基端側に、前記LED照明で発生した熱を放熱させる放熱手段又は前記撮像素子が前記LED照明の発生する熱で過熱されることを防止する過熱防止手段として、当該LED照明側に形成した開口と前記湾曲部側に形成した開口とを連通する、熱伝導部材の挿通或いは流体の供給が可能な透孔を形成した先端部本体を設けたことを特徴とする内視鏡。 - 前記放熱手段又は過熱防止手段は、前記透孔内に挿通配置される熱伝導部材であって、該熱伝導部材のLED照明側端は前記LED照明に当接することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。
- 前記LED照明を、前記先端部本体に着脱自在な観察用アダプタに設ける構成において、
前記放熱手段又は過熱防止手段は、前記透孔内に挿通配置される熱伝導部材であって、該熱伝導部材のLED照明側端は前記観察用アダプタの端面に当接することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。 - 前記放熱手段又は過熱防止手段は、前記LED照明から延出する電気ケーブルが挿通する管路を含む流体路であることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。
- 前記放熱手段又は過熱防止手段を兼ね、前記LED照明から延出する電気ケーブルが挿通する管路を設け、この管路内に冷却用流体を循環させることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。
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