JP2002204781A - 内視鏡の光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 停電等の非常時においても内視鏡の照明光を
供給する。 【解決手段】 充電回路１５０とＬＥＤドライブ回路１
０３をダイオードＤ１を介して接続する。制御回路用電
源１００からＤＣ電圧が充電回路１５０に印加されると
ダイオードＤ１を介してＬＥＤドライブ回路１０３に電
力が供給される。充電回路１５０にダイオードＤ１と抵
抗Ｒ１を介して二次電池１５１を接続し、ＬＥＤドライ
ブ回路１０３に電力を供給するとともに二次電池１５１
を充電回路１５０により定電圧充電する。停電等により
制御回路用電源１００からＤＣ電圧が印加されず、充電
回路１５０からＬＥＤドライブ回路１０３への電流の供
給が停止すると、自動的に二次電池１５１からダイオー
ドＤ２を介してＬＥＤドライブ回路１０３へ電力が供給
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内視鏡の光源装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ファイバースコープが接続される
光源装置には、被観察体に照明光を照射する光源として
キセノンランプやハロゲンランプ、メタルハライドラン
プ等が用いられている。通常はこれらのランプ（以下、
主ランプ）からの出射光により患者の体内が照明され、
内視鏡による観察が可能となる。さらに、光源装置には
ファイバースコープの操作中に主ランプが寿命により不
点灯となったり断ち切れたりして動作しなくなった場合
に備え、非常灯としての副ランプが具備されている。フ
ァイバースコープを患者の体内に挿入し、患部等を観察
している最中に主ランプが動作しなくなると、体内の観
察像が得られなくなるため、体内に挿入されたままのフ
ァイバースコープを取り出すのは危険だからである。こ
の副ランプには、通常、低いＤＣ電圧（直流電圧）で点
灯可能なタングステンランプが用いられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、光源として
通常使用される主ランプと非常灯として用いられる副ラ
ンプの２つの照明手段を具備させることは、光源装置等
の製造コストを上げる要因となっていると共に光源装置
等を大型化させるという問題がある。また、副ランプと
して用意されたタングステンランプのフィラメントが予
期せず切れることがある。さらに、これらの主ランプ及
び副ランプには商用電源から電力が供給される。したが
って、停電等により商用電源からの電力供給が停止する
場合や、光源装置内部のＤＣ電源ユニットが破損した場
合には、主ランプのみならず副ランプも点灯しないとい
う問題がある。すなわち、従来の副ランプは非常灯とし
ての信頼性に欠けるという問題がある。

【０００４】本発明は、以上の問題を解決するものであ
り、通常の電力供給時はもちろんのこと、外的要因によ
り商用電源からの電力の供給が停止する場合において
も、作動可能な照明手段を備える内視鏡を提供すること
を目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる内視鏡用
光源装置は、複数の半導体発光素子を有する光源と、半
導体発光素子に駆動電流を供給する駆動回路と、光源お
よび駆動回路にＤＣ電圧を印加する電圧印加手段と、電
圧印加手段によって印加されるＤＣ電圧により二次電池
を充電する充電手段とを備え、電圧印加手段からのＤＣ
電圧の印加が停止する場合、二次電池から光源および駆
動回路にＤＣ電圧が印加されることを特徴とする。

【０００６】好ましくは、充電手段と二次電池は抵抗を
介して接続され、駆動回路は充電手段を介して電圧印加
手段に接続されるとともに二次電池に接続され、複数の
半導体発光素子は、２個以上の半導体発光素子が直列に
接続された少なくとも１つの半導体発光素子群として構
成され、半導体発光素子群のアノード端子側は充電回路
を介して電圧印加手段に接続されるとともに二次電池に
接続され、半導体発光素子群のカソード端子側は半導体
素子を介して駆動回路に接続される。

【０００７】また、本発明にかかる内視鏡用光源装置
は、複数の半導体発光素子を有する光源と、光源に電力
を供給する電力供給手段と、電力供給手段から光源に電
力が供給されているとき、電力供給手段により充電され
る二次電池と、電力供給手段から光源への給電が停止す
ると、二次電池から光源へ電力を供給させる電力供給切
替え手段とを備えることを特徴とする。

【０００８】本発明によれば、電圧印加手段からＤＣ電
圧が印加される場合も停電時のように電圧印加手段から
の印加が断たれる場合も複数の半導体発光素子は光源と
して機能する。換言すれば複数の半導体発光素子を有す
る１つの光源を非常灯としても使用出来るようにしたた
め部品点数が削減される。従って、製造コストが低減さ
れると共に、装置全体の小型化が図られる。

【０００９】また、電力供給源の二次電池への切替えは
回路構成により自動的に行なわれるため、切替えのため
のスイッチ操作等の負担を操作者に強いることがない。

【００１０】充電手段と二次電池を抵抗を介して接続す
ることにより、二次電池と充電手段との間に所定の電位
差が生じ、二次電池の自己放電が防止される。

【００１１】また、本発明によれば光源として複数の発
光素子を備えているため、一部の発光素子が故障し発光
しなくなっても光源全体として支障をきたすことがな
い。

【００１２】

【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は本発明に係る実施形態が適
用される光源装置の外観図である。光源装置１０の前面
にはメインスイッチ（メインＳＷ）１１が設けられる。
メインＳＷ１１を押し、オン／オフ操作することにより
商用電源から光源装置１０への電力の供給および停止が
行なわれる。メインＳＷ１１の近傍にはランプスイッチ
（ランプＳＷ）１２が設けられる。ランプＳＷ１２を押
し、オン／オフ操作することにより、後述するランプユ
ニットの点灯および消灯が行なわれる。メインＳＷ１
１、ランプＳＷ１２の上方にはパネルシート１３が設け
られる。パネルシート１３には各種ボタンスイッチや表
示灯が設けられる。ＵＰボタンスイッチ（ＵＰボタンＳ
Ｗ）１３１およびＤＯＷＮボタンスイッチ（ＤＯＷＮボ
タンＳＷ）１３２は照明光の光量調整用のボタンスイッ
チであり、これらのボタンスイッチを操作することによ
り決定される照明光の照度は光量レベル表示部１３３に
より表示される。また、前面の左方にはファイバースコ
ープ接続用の口金１４が設けられており、その略中央に
はライトガイド差込口１５が形成されている。

【００１３】図２は本実施形態の内視鏡システムのブロ
ック図であり、光源装置１０にファイバースコープ２０
が接続された状態を示す。光源装置１０の制御回路用電
源１００はメインＳＷ１１を介して商用電源（図示せ
ず）に接続されている。メインＳＷ１１を適宜押すこと
により商用電源から制御回路用電源１００への給電が開
始および停止される。制御回路用電源１００にはシステ
ムコントローラ１０１が接続されている。システムコン
トローラ１０１は光源装置１０を全体的に制御するマイ
クロコンピュータである。即ち、システムコントローラ
１０１は中央処理ユニット（ＣＰＵ）、種々のルーチン
を実行するためのプログラム、常数等を格納する読出し
専用メモリ（ＲＯＭ）、データ等を一時的に格納する書
込み／読出し自在なメモリ（ＲＡＭ）から成る。

【００１４】また、制御回路用電源１００には充電ユニ
ット１０２が接続されており、充電ユニット１０２には
ランプＳＷ１２を介してＬＥＤドライブ回路１０３が接
続されている。ＬＥＤドライブ回路１０３には光源部で
あるランプユニット１０４が接続されている。ランプユ
ニット１０４の構成については後述する。

【００１５】ファイバースコープ２０は可撓性導管であ
る挿入部２１を備えており、挿入部２１にはライトガイ
ド・ファイバー・バンドル（ライトガイド）２２が挿通
させられている。ファイバースコープ２０を光源装置１
０に接続すると、ライトガイド２２の入射端は光源装置
１０内に設けられたランプユニット１０４に光学的に接
続される。ランプユニット１０４からの出射光は絞り機
構１０５を介してライトガイド２２の入射端に入射す
る。ライトガイド２２の入射端に入射した光束はライト
ガイド２２により挿入部２１の先端まで導かれ、配光光
学系（図示せず）を介して被観察体に照射される。ま
た、挿入部２１にはイメージガイド・ファイバー・バン
ドル（イメージガイド）２３が挿通させられている。被
観察体からの反射光は挿入部２１の先端に設けられた対
物光学系（図示せず）を介してイメージ−ガイド２３に
よりファイバースコープ２０の接眼部２４に設けられた
接眼光学系２５まで導かれる。

【００１６】絞り機構１０５はシステムコントローラ１
０１に接続されている。上述のパネルシート１３のＵＰ
ボタンＳＷ１３１若しくはＤＯＷＮボタンＳＷ１３２
（図１参照）の操作に応じてシステムコントローラ１０
１から絞り機構１０５へ制御信号が出力され絞り機構１
０５が駆動される。すなわち、ＵＰボタンＳＷ１３１が
押されるとランプユニット１０４から出射されライトガ
イド２２の入射端に入射する光束の光量が増加し、ＤＯ
ＷＮボタンＳＷ１３２が押されるとランプユニット１０
５の出射光のうちライトガイド２２に入射する光束の光
量が減少するよう、絞り機構１０５は駆動される。シス
テムコントローラ１０１の制御により、絞り機構１０５
により制御される光量の増減に応じて光量レベル表示部
１３３（図１参照）の表示素子が点灯される。

【００１７】図３はランプユニット１０４をライトガイ
ド２２の入射端に対向する側から示す正面図であり、図
４はランプユニット１０４とライトガイド２２の相対的
位置関係を側面から模式的に示す図である。保持部材１
４０の取付部１４０Ａは放物面状に形成されている。取
付部１４０Ａには白色光を出射する複数のＬＥＤチップ
１４１が取付部１４０Ａの中心軸Ｃを中心として同心円
状に配置される。尚、図４において保持部材１４０は取
付部１４０Ａの中心軸を含む平面で切断した断面が図示
されており、図の複雑化を避けるためＬＥＤチップ１４
１および上述の絞り機構１０５は省略されている。

【００１８】ライトガイド２２と保持部材１４０は取付
部１４０Ａの中心軸Ｃ上にライトガイド２２の入射端面
２２Ａの中心が位置するよう配置される。また、このよ
うにライトガイド２２と保持部材１４０が配置された状
態において、取付部１４０Ａの周縁部に設けられるＬＥ
Ｄチップ１４１の出射光の光軸ＯＰと取付部１４０Ａの
中心軸Ｃとの成す角度αが約３０度となるよう、取付部
１４０Ａは形成される。以上の構成を採用することによ
り、各ＬＥＤチップ１４１から出射される白色光はライ
トガイド２２の入射端面２２Ａに集光させられ、ＬＥＤ
チップ１４１の出射光が効率的に利用される。

【００１９】図５は、ランプユニット１０４の駆動のた
めの回路構成を示すブロック図である。上述のように制
御回路用電源１００はメインＳＷ１１を介して商用電源
に接続されており、メインＳＷ１１が押されオンとなる
と、商用電源から供給されるＡＣ電圧は制御回路用電源
１００においてＡＣ／ＤＣ変換され、所定のＤＣ電圧が
充電ユニット１０２およびランプユニット１０４に印加
される。充電ユニット１０２にＤＣ電圧が印加されると
充電ユニット１０２およびランプＳＷ１２を介してＬＥ
Ｄドライブ回路１０３に電力が供給され得る状態とな
る。ランプＳＷ１２が押されオンとなると、ＬＥＤドラ
イブ回路１０３によりランプユニット１０４が駆動され
る。すなわち、ランプユニット１０４には制御回路用電
源１００から電源ラインＰＬを介して電力が供給される
と共に、ＬＥＤドライブ回路１０３からランプユニット
１０４のＬＥＤチップ１４１（図３参照）を駆動するた
めのＬＥＤ駆動電流が供給される。

【００２０】充電ユニット１０２は充電回路１５０と二
次電池１５１を備える。図６は、充電ユニット１０２の
回路構成図である。充電回路１５０とＬＥＤドライブ回
路１０３はダイオードＤ１を介して接続される。通常
時、制御回路用電源１００からＤＣ電圧が充電回路１５
０に印加されると、ダイオードＤ１を介してＬＥＤドラ
イブ回路１０３に電力が供給される。

【００２１】また、充電回路１５０には上述のダイオー
ドＤ１と抵抗Ｒ１を介して二次電池１５１が接続されて
おり、ＬＥＤドライブ回路１０３に電力が供給されると
ともに二次電池１５１は充電回路１５０により定電圧充
電される。抵抗Ｒ１が介在させられていることにより充
電回路１５０と二次電池１５１との間に所定の電位差が
生じ、その結果、二次電池１５１から充電回路１５０へ
電流が逆流することが防止される。すなわち、抵抗Ｒ１
により二次電池１５０の自己放電が防止される。停電に
よる商用電源からの電力供給の停止や制御回路用電源１
００の故障等によりＤＣ電圧の印加が停止され、充電回
路１５０からＬＥＤドライブ回路１０３への電力の供給
が停止すると、ランプＳＷ１２が押されオンと定められ
た状態で、自動的に二次電池１５１からダイオードＤ２
を介してＬＥＤドライブ回路１０３へ電力が供給され
る。

【００２２】図７はランプユニット１０４およびＬＥＤ
ドライブ回路１０３の回路構成を示す図である。ランプ
ユニット１０４は、例えば３組のＬＥＤチップ群１４２
で構成され、各々のＬＥＤチップ群１４２において２個
以上のＬＥＤチップ１４１が直列に接続されている。
尚、ＬＥＤチップ群の数は３組に限るものではない。す
なわち、内視鏡の先端部に配設されるＬＥＤチップ１４
１の数に応じて、ＬＥＤチップ群１４２の数および各Ｌ
ＥＤチップ群１４２を構成するＬＥＤチップ１４１の数
は決定される。

【００２３】各々のＬＥＤチップ群のアノード側に接続
される電源ラインＰＬには、上述したように通常時には
制御回路用電源１００から電力が供給され、停電のよう
な非常時には二次電池１５１から電力が供給される。す
なわち、電源ラインＰＬには常時、所定の電力が供給さ
れている。各々のＬＥＤチップ群のカソード側はバイポ
ーラ型のトランジスタ１６０のコレクタ端子に接続され
ている。各々のトランジスタ１６０のベース端子には駆
動ラインＤＬが個別に接続されており、駆動ラインＤＬ
には充電ユニット１０２（図５参照）がランプＳＷ１２
を介して接続されている。したがって、ＬＥＤドライブ
回路１０３から供給され駆動ラインＤＬに流されるトラ
ンジスタ１６０のベース駆動電流は、ランプＳＷ１２の
オン／オフの状態に応じてベース端子に供給され若しく
はその供給が停止される。トランジスタ１６０のエミッ
タ端子はＬＥＤ駆動電流を規定する所定の抵抗値を有す
る抵抗１６１Ｒを介して接地されている。尚、上述のよ
うに、２個以上のＬＥＤチップ１４１を直列に接続した
ＬＥＤチップ群をそれぞれ個別に駆動する構成とすれ
ば、例えば或るＬＥＤチップ群のＬＥＤチップ１４１が
１つでも万が一故障し、そのＬＥＤチップ群へのＬＥＤ
駆動電流供給が断たれても、他のＬＥＤチップ群から白
色光が出射されるので、照明光が完全に断たれる可能性
は極めて少なくなる。但し、全てのＬＥＤチップ１４１
を直列に接続して１つのＬＥＤチップ群から成る構成と
してもよく、この場合はトランジスタ等の部品点数が少
なくて済む。

【００２４】ランプＳＷ１２が押されオンとなり所定の
電流値を有する電流がトランジスタ１６０のベース端子
に供給されると、トランジスタ１６０はアクティブとな
り、各ＬＥＤチップ１４１にコレクタ電流がＬＥＤ駆動
電流として供給され、ＬＥＤチップ１４１から白色光が
出射される。ランプＳＷ１２が押されオフとなりベース
端子への電圧の印加が停止されると、トランジスタ１６
０は非アクティブとなりＬＥＤチップ１４１からの白色
光の出射は停止される。

【００２５】停電や制御回路用電源１００の故障等の非
常時、制御回路用電源１００からのＤＣ電圧の印加は絶
たれシステムコントローラ１０１は作動しなくなる。し
かしながら、本実施形態によれば、制御回路用電源１０
０からの電力供給が停止すると、ランプＳＷ１２が押さ
れオンと定められた状態において、ＬＥＤドライブ回路
１０３およびランプユニット１０４のＬＥＤチップ１４
１への電力供給は充電済みの二次電池１５１から行なわ
れる。すなわち、電源の切替えは自動的に行なわれシス
テムコントローラ１０１は関与しない。したがって、停
電や制御回路用電源１００の故障等の非常事態が発生し
てもファイバースコープ２０の挿入部２１の先端からは
照明光が照射され続け、患者の体内から挿入部２１を抜
き取る操作が安全に行なわれる。

【００２６】また、予め二時電池１５１を充電済みの状
態にしておけば商用電源が得られない状況においても照
明光が照射可能となり、ファイバースコープ２０による
観察が行なえる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、停電等
により商用電源からの電力供給が得られない場合におい
ても特別な操作をすることなく照明光を照射することが
でき、ファイバースコープによる観察が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態が適用される内視鏡シス
テムの光源装置の外観図である。

【図２】第１実施形態の内視鏡システムのブロック図で
ある。

【図３】ランプユニットにおけるＬＥＤチップの配置を
模式的に示す図である。

【図４】ライトガイドとランプユニットの相対的位置関
係を側面から模式的に示す図である。

【図５】光源装置における電源供給系の回路構成を示す
図である。

【図６】ランプユニットの電源切替えのための回路構成
を示す図である。

【図７】ランプユニットの回路構成を示す図である。

【符号の説明】

１０ 光源装置 １１ メインスイッチ １２ ランプスイッチ ２０ ファイバースコープ ２２ ライトガイド ２３ イメージガイド １００ 制御回路用電源 １０１ システムコントローラ １０２ 充電ユニット １０３ ＬＥＤドライブ回路 １０４ ランプユニット １０５ 絞り機構 １４１ ＬＥＤチップ １５０ 充電回路 １５１ 二次電池

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の半導体発光素子を有する光源と、 前記半導体発光素子に駆動電流を供給する駆動回路と、 前記光源および前記駆動回路にＤＣ電圧を印加する電圧
   印加手段と、 前記電圧印加手段によって印加されるＤＣ電圧により二
   次電池を充電する充電手段とを備え、 前記電圧印加手段からのＤＣ電圧の印加が停止する場
   合、前記二次電池から前記光源および前記駆動回路にＤ
   Ｃ電圧が印加されることを特徴とする内視鏡の光源装
   置。
2. 【請求項２】 前記充電手段と前記二次電池は抵抗を介
   して接続され、 前記駆動回路は前記充電手段を介して前記電圧印加手段
   に接続されるとともに前記二次電池に接続され、 前記複数の半導体発光素子は、２個以上の半導体発光素
   子が直列に接続された少なくとも１つの半導体発光素子
   群として構成され、 前記半導体発光素子群のアノード端子側は前記充電回路
   を介して前記電圧印加手段に接続されるとともに前記二
   次電池に接続され、 前記半導体発光素子群のカソード端子側は前記駆動回路
   に接続されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡
   の光源装置。
3. 【請求項３】 複数の半導体発光素子を有する光源と、 前記光源に電力を供給する電力供給手段と、 前記電力供給手段から前記光源に電力が供給されている
   とき、前記電力供給手段により充電される二次電池と、 前記電力供給手段から前記光源への給電が停止すると、
   前記二次電池から前記光源へ電力を供給させる電力供給
   切替え手段とを備えることを特徴とする内視鏡の光源装
   置。