JP2000066115A - 内視鏡用光源装置 - Google Patents
内視鏡用光源装置Info
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- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 3
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
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- A61B1/0661—Endoscope light sources
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池駆動を可能とし、低消費電力化及び小型
軽量化を図る。 【解決手段】 光源部12Aでは、例えば複数のLED
16をフレキシブル基板17に接続し、この基板17を
支持体18に取り付ける。この支持体18には、上記L
ED16群から発する光につきその拡散を防止して前方
へ導く鏡胴19を設け、前方に集光レンズ20を配置す
る。この鏡胴19の内面には、反射面を形成する。ま
た、この鏡胴19の代りに凹面鏡を用いてもよく、個々
のLED16に対し小凹面鏡やマイクロレンズを設けて
もよい。なお、上記LED16はベアチップとすること
ができる。このようにして、複数のLED16を電池電
源14で駆動することが可能となる。
軽量化を図る。 【解決手段】 光源部12Aでは、例えば複数のLED
16をフレキシブル基板17に接続し、この基板17を
支持体18に取り付ける。この支持体18には、上記L
ED16群から発する光につきその拡散を防止して前方
へ導く鏡胴19を設け、前方に集光レンズ20を配置す
る。この鏡胴19の内面には、反射面を形成する。ま
た、この鏡胴19の代りに凹面鏡を用いてもよく、個々
のLED16に対し小凹面鏡やマイクロレンズを設けて
もよい。なお、上記LED16はベアチップとすること
ができる。このようにして、複数のLED16を電池電
源14で駆動することが可能となる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は内視鏡用光源装置、
特に電池電源による駆動が可能となる光源装置の構成に
関する。
特に電池電源による駆動が可能となる光源装置の構成に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、内視鏡において被観察体内を
照明するための光源装置が用いられており、この光源装
置では例えばハロゲンランプやキセノンランプが取り付
けられる。これらのランプの光は、ライトガイドを介し
てスコープ(電子内視鏡)先端まで導かれ、この先端部
の照射窓から光が出射されることになり、これにより被
観察体内の撮像が可能となる。
照明するための光源装置が用いられており、この光源装
置では例えばハロゲンランプやキセノンランプが取り付
けられる。これらのランプの光は、ライトガイドを介し
てスコープ(電子内視鏡)先端まで導かれ、この先端部
の照射窓から光が出射されることになり、これにより被
観察体内の撮像が可能となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
光源装置では、使用されているハロゲンランプやキセノ
ンランプ等の光源がある程度の電力を必要とすることか
ら、商用電源で点灯駆動されている。しかし、消費電力
の低減、あるいは携帯が容易となる小型軽量化という観
点から考えると、電池駆動が可能であることが好まし
い。上記の電子スコープや信号処理プロセッサ装置で
は、電子回路の小型化、低消費電力化が進められている
一方で、光源装置においては、ある程度の光量が確保で
きるハロゲンランプやキセノンランプを使用することか
ら、消費電力の低減、小型軽量化を図ることが困難であ
った。
光源装置では、使用されているハロゲンランプやキセノ
ンランプ等の光源がある程度の電力を必要とすることか
ら、商用電源で点灯駆動されている。しかし、消費電力
の低減、あるいは携帯が容易となる小型軽量化という観
点から考えると、電池駆動が可能であることが好まし
い。上記の電子スコープや信号処理プロセッサ装置で
は、電子回路の小型化、低消費電力化が進められている
一方で、光源装置においては、ある程度の光量が確保で
きるハロゲンランプやキセノンランプを使用することか
ら、消費電力の低減、小型軽量化を図ることが困難であ
った。
【0004】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、電池駆動が可能となり、低消費電
力化及び小型軽量化を図ることができる内視鏡用光源装
置を提供することにある。
であり、その目的は、電池駆動が可能となり、低消費電
力化及び小型軽量化を図ることができる内視鏡用光源装
置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る発明は、複数の発光素子と、この複
数の発光素子を同一面上に並べて取り付ける支持体と、
この支持体の発光素子群から発する光を前方へ導くため
の導光体と、この導光体の前方に配置された集光レンズ
と、を含んでなることを特徴とする。上記発光素子とし
ては、発光ダイオード等を用いることができ、この発光
ダイオードのベアチップを配置してもよい。請求項2に
係る発明は、上記導光体として、内面に反射面を形成し
た筒状の鏡胴体を用いたことを特徴とする。
に、請求項1に係る発明は、複数の発光素子と、この複
数の発光素子を同一面上に並べて取り付ける支持体と、
この支持体の発光素子群から発する光を前方へ導くため
の導光体と、この導光体の前方に配置された集光レンズ
と、を含んでなることを特徴とする。上記発光素子とし
ては、発光ダイオード等を用いることができ、この発光
ダイオードのベアチップを配置してもよい。請求項2に
係る発明は、上記導光体として、内面に反射面を形成し
た筒状の鏡胴体を用いたことを特徴とする。
【0006】請求項3に係る発明は、上記導光体とし
て、複数の発光素子を配置する孔を形成し、かつこれら
発光素子が発した光を前側に反射させる凹面を有する反
射体を用いたことを特徴とする。請求項4に係る発明
は、上記発光素子群の前側に、個々の発光素子に対応し
てマイクロレンズを形成したマイクロレンズ体を設けた
ことを特徴とする。
て、複数の発光素子を配置する孔を形成し、かつこれら
発光素子が発した光を前側に反射させる凹面を有する反
射体を用いたことを特徴とする。請求項4に係る発明
は、上記発光素子群の前側に、個々の発光素子に対応し
てマイクロレンズを形成したマイクロレンズ体を設けた
ことを特徴とする。
【0007】上記の構成によれば、必要な光量を確保す
るために、発光素子である発光ダイオードが支持体の平
面上又は凹面上に多数整列され、これらの発光ダイオー
ドから発した光は導光体で前側へ出力される。即ち、上
記の導光体は個々の発光ダイオードから発せられる小さ
な光をまとめる作用をし、これによってある程度大きな
光量を得ることができる。
るために、発光素子である発光ダイオードが支持体の平
面上又は凹面上に多数整列され、これらの発光ダイオー
ドから発した光は導光体で前側へ出力される。即ち、上
記の導光体は個々の発光ダイオードから発せられる小さ
な光をまとめる作用をし、これによってある程度大きな
光量を得ることができる。
【0008】上記の導光体を通過した光は、集光レンズ
で集光されてライトガイドの光入射端に供給され、この
ライトガイドを介して内視鏡の先端部まで導かれる。こ
のような発光ダイオードを用いれば、電池で点灯制御で
きるので、光源装置を電池駆動の構成とすることが可能
となる。
で集光されてライトガイドの光入射端に供給され、この
ライトガイドを介して内視鏡の先端部まで導かれる。こ
のような発光ダイオードを用いれば、電池で点灯制御で
きるので、光源装置を電池駆動の構成とすることが可能
となる。
【0009】
【発明の実施の形態】図1乃至図3には、実施形態の第
1例に係る内視鏡用光源装置が示されており、まず図1
により電子内視鏡装置の全体構成を説明する。図1にお
いて、電子スコープ側の先端部には、対物光学系1を介
して固体撮像素子であるCCD2が取り付けられ、この
CCD2には画像(映像)信号を抽出して増幅する等の
処理をする第1信号処理回路3が接続される。また、先
端部の照射窓4にライトガイド5の先端が配置され、こ
のライトガイド5はプロセッサ装置まで配設される。
1例に係る内視鏡用光源装置が示されており、まず図1
により電子内視鏡装置の全体構成を説明する。図1にお
いて、電子スコープ側の先端部には、対物光学系1を介
して固体撮像素子であるCCD2が取り付けられ、この
CCD2には画像(映像)信号を抽出して増幅する等の
処理をする第1信号処理回路3が接続される。また、先
端部の照射窓4にライトガイド5の先端が配置され、こ
のライトガイド5はプロセッサ装置まで配設される。
【0010】一方、プロセッサ装置側には、上記第1信
号処理回路3の出力画像信号を入力してガンマ処理等の
必要な処理を施す第2信号処理回路7、エンコーダ8が
設けられ、このエンコーダ8を介して画像信号はディス
プレイ9に供給される。また、上記第2信号処理回路7
の出力画像信号から画像の明るさ(輝度)を検出する画
像信号検出回路10が設けられる。
号処理回路3の出力画像信号を入力してガンマ処理等の
必要な処理を施す第2信号処理回路7、エンコーダ8が
設けられ、このエンコーダ8を介して画像信号はディス
プレイ9に供給される。また、上記第2信号処理回路7
の出力画像信号から画像の明るさ(輝度)を検出する画
像信号検出回路10が設けられる。
【0011】そして、光源装置には、複数の発光ダイオ
ード(LED)を配置した光源部12(A〜H)が配置
され、この光源部12に光出力(光量)を調整するめた
のLED電流制御回路13が接続されると共に、この光
源装置を駆動するための電池電源14が設けられる。な
お、この電池電源14は光源装置専用の電源としてもよ
いし、上記の電子スコープ又はプロセッサ装置を含めた
ブロック又は全体を駆動する電源として配置してもよ
い。
ード(LED)を配置した光源部12(A〜H)が配置
され、この光源部12に光出力(光量)を調整するめた
のLED電流制御回路13が接続されると共に、この光
源装置を駆動するための電池電源14が設けられる。な
お、この電池電源14は光源装置専用の電源としてもよ
いし、上記の電子スコープ又はプロセッサ装置を含めた
ブロック又は全体を駆動する電源として配置してもよ
い。
【0012】図2には、上記光源部12(12A)の詳
細な構成が示されており、この光源部12Aでは例えば
16個(この数は任意である)の発光ダイオード(LE
D)16をフレキシブル基板(回路基板)17に接続
し、このフレキシブル基板17を支持体18の前方凹面
(球面)上に配置している。なお、このフレキシブル回
路基板17は、例えば一組の端子から入力した点灯電圧
を複数のLED16に与えるための配線パターンを有す
る。また、上記支持体18には、内面が反射コーティン
グ材等で反射面19Sとされた円筒状の鏡胴19が取り
付けられ、この鏡胴19の前方に集光レンズ20が配置
される。
細な構成が示されており、この光源部12Aでは例えば
16個(この数は任意である)の発光ダイオード(LE
D)16をフレキシブル基板(回路基板)17に接続
し、このフレキシブル基板17を支持体18の前方凹面
(球面)上に配置している。なお、このフレキシブル回
路基板17は、例えば一組の端子から入力した点灯電圧
を複数のLED16に与えるための配線パターンを有す
る。また、上記支持体18には、内面が反射コーティン
グ材等で反射面19Sとされた円筒状の鏡胴19が取り
付けられ、この鏡胴19の前方に集光レンズ20が配置
される。
【0013】第1例は以上の構成からなり、上記図2に
示した光源部12Aによれば、電池電源14で16個の
LED16が点灯され、これらのLED16から発光し
た光が鏡胴19により前側へ導かれ、集光レンズ20か
ら所定光度の集束光として出射される。そして、図1に
示されるように、上記集光レンズ20から出力された光
はライトガイド5、照射窓4を介して被観察体内へ照射
され、これによってCCD2では対物レンズ系1を介し
て撮像することが可能となる。
示した光源部12Aによれば、電池電源14で16個の
LED16が点灯され、これらのLED16から発光し
た光が鏡胴19により前側へ導かれ、集光レンズ20か
ら所定光度の集束光として出射される。そして、図1に
示されるように、上記集光レンズ20から出力された光
はライトガイド5、照射窓4を介して被観察体内へ照射
され、これによってCCD2では対物レンズ系1を介し
て撮像することが可能となる。
【0014】このCCD2で得られた画像信号は、第1
信号処理回路3及び第2信号処理回路7で周知の信号処
理が施され、この信号がエンコーダ8を介してディスプ
レイ9へ供給されることにより、被観察体内の画像がデ
ィスプレイ9上に表示される。一方、上記の第2信号処
理回路7からの出力画像信号を入力した画像信号検出回
路10では、画像の明るさの情報を抽出しこれをLED
電流制御回路13へ供給する。
信号処理回路3及び第2信号処理回路7で周知の信号処
理が施され、この信号がエンコーダ8を介してディスプ
レイ9へ供給されることにより、被観察体内の画像がデ
ィスプレイ9上に表示される。一方、上記の第2信号処
理回路7からの出力画像信号を入力した画像信号検出回
路10では、画像の明るさの情報を抽出しこれをLED
電流制御回路13へ供給する。
【0015】そして、このLED電流制御回路13は、
例えば画像が設定値よりも暗い場合はランプ電圧を上げ
るように、反対に画像が設定値よりも明るい場合はラン
プ電圧を下げるように制御して光源部12Aからの出力
光量を制御しており、これによって最適な明るさが得ら
れるようになっている。また、上記LED16の発光期
間を可変制御して固体撮像素子の電荷蓄積時間を変化さ
せ、映像の明るさを制御することもできる。
例えば画像が設定値よりも暗い場合はランプ電圧を上げ
るように、反対に画像が設定値よりも明るい場合はラン
プ電圧を下げるように制御して光源部12Aからの出力
光量を制御しており、これによって最適な明るさが得ら
れるようになっている。また、上記LED16の発光期
間を可変制御して固体撮像素子の電荷蓄積時間を変化さ
せ、映像の明るさを制御することもできる。
【0016】このような構成によれば、上記光源部12
Aが小電力駆動のLED16から構成されるので、電池
電源14で駆動することができ、低消費電力化や軽量化
が促進されることになる。
Aが小電力駆動のLED16から構成されるので、電池
電源14で駆動することができ、低消費電力化や軽量化
が促進されることになる。
【0017】図3には、実施形態の第2例の光源部が示
されており、この第2例は凹面反射体を用いたものであ
る。図3(A)の光源部12Cでは、複数のLED16
は回路基板28に取り付けられており、この回路基板2
8及び複数のLED16を内部に収納するように、反射
体29が取り付けられる。この反射体29は、金属等か
ら構成され、その内面が複数のLED16の光を効率よ
く前側に反射させる凹面鏡とされる。そして、この反射
体29の前面側に集光レンズ26が配置される。
されており、この第2例は凹面反射体を用いたものであ
る。図3(A)の光源部12Cでは、複数のLED16
は回路基板28に取り付けられており、この回路基板2
8及び複数のLED16を内部に収納するように、反射
体29が取り付けられる。この反射体29は、金属等か
ら構成され、その内面が複数のLED16の光を効率よ
く前側に反射させる凹面鏡とされる。そして、この反射
体29の前面側に集光レンズ26が配置される。
【0018】一方、図3(B)の光源部12D場合は、
複数のLED16が回路基板30に接続されるが、この
回路基板30の前側に配置される反射体31には、上記
複数のLED16を通す小孔31Aが形成される。この
反射体31も、その内面がLED16からの光を効率よ
く前側に反射させる放物面鏡とされ、この反射体31
は、図(A)の場合と比較すると、LED16の根元部
(取付け部)まで反射面で覆うことができるという利点
がある。また、この反射体31の前側に集光レンズ26
が配置される。このような第2例の光源部12C,12
Dによっても、複数のLED16から発した光を集束し
てライトガイド5へ出射することができる。
複数のLED16が回路基板30に接続されるが、この
回路基板30の前側に配置される反射体31には、上記
複数のLED16を通す小孔31Aが形成される。この
反射体31も、その内面がLED16からの光を効率よ
く前側に反射させる放物面鏡とされ、この反射体31
は、図(A)の場合と比較すると、LED16の根元部
(取付け部)まで反射面で覆うことができるという利点
がある。また、この反射体31の前側に集光レンズ26
が配置される。このような第2例の光源部12C,12
Dによっても、複数のLED16から発した光を集束し
てライトガイド5へ出射することができる。
【0019】図4には、実施形態の第3例の光源部が示
されており、この第3例は個々のLED毎に小凹面鏡
(反射球面)を設けたものである。図4(A),(B)
の光源部12Eでは、9個のLED16が回路基板(支
持板も兼ねる)33に接続され、この回路基板33に内
面が反射面からなる鏡胴34が取り付けられ、この鏡胴
34の先端に集光レンズ35が配置される。そして、上
記LED16のそれぞれに対応して形成された小凹面鏡
36を有する反射体37が鏡胴34等に取り付けられ
る。
されており、この第3例は個々のLED毎に小凹面鏡
(反射球面)を設けたものである。図4(A),(B)
の光源部12Eでは、9個のLED16が回路基板(支
持板も兼ねる)33に接続され、この回路基板33に内
面が反射面からなる鏡胴34が取り付けられ、この鏡胴
34の先端に集光レンズ35が配置される。そして、上
記LED16のそれぞれに対応して形成された小凹面鏡
36を有する反射体37が鏡胴34等に取り付けられ
る。
【0020】図4(C)の光源部12Fでも、上記と同
様にLED16が回路基板39に接続され、個々のLE
D16に対応して小凹面鏡36が形成された反射体40
が配置される。そして、この反射体40の前側に複数の
マイクロレンズ41を有するマイクロレンズ体42が設
けられ、このマイクロレンズ41は個々のLED16毎
に配置される。なお、このマイクロレンズ41の前側に
は、集光レンズ35が設けられる
様にLED16が回路基板39に接続され、個々のLE
D16に対応して小凹面鏡36が形成された反射体40
が配置される。そして、この反射体40の前側に複数の
マイクロレンズ41を有するマイクロレンズ体42が設
けられ、このマイクロレンズ41は個々のLED16毎
に配置される。なお、このマイクロレンズ41の前側に
は、集光レンズ35が設けられる
【0021】このような第3例の構成によれば、LED
16毎に配置された小凹面鏡36やマイクロレンズ4
1、そして集光レンズ35により、個々のLED16の
光が拡散することなく有効に集光される。
16毎に配置された小凹面鏡36やマイクロレンズ4
1、そして集光レンズ35により、個々のLED16の
光が拡散することなく有効に集光される。
【0022】図5には、実施形態の第4例の光源部が示
されており、この第4例は発光ダイオードのベアチップ
を採用したものである。図5(A)の光源部12Gで
は、外装管のないLEDチップ(ベアチップ)43が複
数個、回路基板44に取り付けられており、このLED
チップ43の前側に個々のチップに対応してマイクロレ
ンズ45が配置されたマイクロレンズ体46が設けられ
る。
されており、この第4例は発光ダイオードのベアチップ
を採用したものである。図5(A)の光源部12Gで
は、外装管のないLEDチップ(ベアチップ)43が複
数個、回路基板44に取り付けられており、このLED
チップ43の前側に個々のチップに対応してマイクロレ
ンズ45が配置されたマイクロレンズ体46が設けられ
る。
【0023】また、図5(B)の光源部12Hでは、回
路基板47に取り付けられたベアチップであるLEDチ
ップ43の前側に、平行光レンズ48が配置される。そ
して、これらの光源部12G,12Hの前側に集光レン
ズが配置される。このような第4例の光源部12G,1
2Hによっても、光はマイクロレンズ45或は平行光レ
ンズ48によって前側へ導かれ、更に集光レンズ等で集
光された後ライトガイド5の入射端へ供給される。
路基板47に取り付けられたベアチップであるLEDチ
ップ43の前側に、平行光レンズ48が配置される。そ
して、これらの光源部12G,12Hの前側に集光レン
ズが配置される。このような第4例の光源部12G,1
2Hによっても、光はマイクロレンズ45或は平行光レ
ンズ48によって前側へ導かれ、更に集光レンズ等で集
光された後ライトガイド5の入射端へ供給される。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の発光素子を同一面上に並べて支持体に取り付け、
この支持体の発光素子群から発する光を導光体により拡
散を防止して前方へ導き、その後集光レンズで集光した
ので、電池で光源部を駆動して内視鏡で必要となる光量
を得ることができ、低消費電力化及び小型軽量化を図る
ことが可能となる。
複数の発光素子を同一面上に並べて支持体に取り付け、
この支持体の発光素子群から発する光を導光体により拡
散を防止して前方へ導き、その後集光レンズで集光した
ので、電池で光源部を駆動して内視鏡で必要となる光量
を得ることができ、低消費電力化及び小型軽量化を図る
ことが可能となる。
【図1】本発明の実施形態の第1例に係る光源装置を適
用した電子内視鏡全体の概略構成を示す図である。
用した電子内視鏡全体の概略構成を示す図である。
【図2】実施形態の第1例の光源部の詳細を示し、図
(A)は図(B)のI−I線断面図、図(B)は側面断
面図である。
(A)は図(B)のI−I線断面図、図(B)は側面断
面図である。
【図3】実施形態の第2例の光源部における2種類[図
(A),(B)]の構成を示す断面図である。
(A),(B)]の構成を示す断面図である。
【図4】実施形態の第3例の光源部を示し、図(A)は
図(B)のII−II線断面図、図(B)は側面断面図、図
(C)は変形例を示す断面図である。
図(B)のII−II線断面図、図(B)は側面断面図、図
(C)は変形例を示す断面図である。
【図5】実施形態の第4例の光源部における2種類[図
(A),(B)]の構成を示す断面図である。
(A),(B)]の構成を示す断面図である。
12(A〜H) … 光源部、 13 … LED電流制御回路、 14 … 電池電源、 16 … 発光ダイオード(LED)、 17,22,28,30,33,39,44,47 …
回路基板、 18,23 … 支持体、 19,24,34 … 鏡胴、 20,26,35 … 集光レンズ、 25,48 … 平行光レンズ、 29,31 … 反射体、 42,46 … マイクロレンズ体。
回路基板、 18,23 … 支持体、 19,24,34 … 鏡胴、 20,26,35 … 集光レンズ、 25,48 … 平行光レンズ、 29,31 … 反射体、 42,46 … マイクロレンズ体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 諏訪夫 長野県岡谷市加茂町1丁目7番39号 岡谷 富士光機株式会社内 Fターム(参考) 2H040 BA10 CA04 GA02 4C061 AA00 BB00 CC06 GG01 JJ06 LL02 NN01 QQ07 QQ10
Claims (4)
- 【請求項1】 複数の発光素子と、 この複数の発光素子を同一面上に並べて取り付ける支持
体と、 この支持体の発光素子群から発する光を前方へ導くため
の導光体と、 この導光体の前方に配置された集光レンズと、を含んで
なる内視鏡用光源装置。 - 【請求項2】 上記導光体として、内面に反射面を形成
した筒状の鏡胴体を用いたことを特徴とする上記請求項
1記載の内視鏡用光源装置。 - 【請求項3】 上記導光体として、複数の発光素子を配
置する孔を形成し、かつこれら発光素子が発した光を前
側に反射させる凹面を有する反射体を用いたことを特徴
とする上記請求項1又は2記載の内視鏡用光源装置。 - 【請求項4】 上記発光素子群の前側に、個々の発光素
子に対応してマイクロレンズを形成したマイクロレンズ
体を設けたことを特徴とする上記請求項1乃至3記載の
内視鏡用光源装置。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP10235456A JP2000066115A (ja) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | 内視鏡用光源装置 |
| US09/365,772 US6260994B1 (en) | 1998-08-21 | 1999-08-03 | Battery-powered light source arrangement for endoscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10235456A JP2000066115A (ja) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | 内視鏡用光源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000066115A true JP2000066115A (ja) | 2000-03-03 |
Family
ID=16986379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10235456A Pending JP2000066115A (ja) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | 内視鏡用光源装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2000066115A (ja) |
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