JP2004187986A

JP2004187986A - 内視鏡の光源装置

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Publication number: JP2004187986A
Application number: JP2002360662A
Authority: JP
Inventors: Noriko Ota; 紀子太田
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2002-12-12
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2022-12-12
Also published as: JP4447214B2

Abstract

【目的】主光源と電源を共有できない補助光源を、専用電源を設けずに点灯させることができる内視鏡の光源装置を提供する。
【構成】電動ポンプ３５および該電動ポンプ３５を駆動する安定化電源回路３０を備えた内視鏡プロセッサ部に装着される光源装置であって、主光源２７と、入射端面２５aが前記主光源２７と対向するライトガイド２５と、前記主光源２７と入射端面２５aとの間の主光源光路から待避した待避位置と、前記主光源２７が非点灯状態のときに前記主光源光路内であって前記入射端面２５ａに対向する使用位置とに移動可能に支持された補助光源２７と、前記電源を前記電動ポンプ３５と前記補助光源２７とに切替えるシステムコントローラ３１および制御スイッチ３６とを備え、システムコントローラ３１は、前記補助光源３２を点灯するときは、前記安定化電源回路３０を前記補助光源３２との接続に切替えて、前記補助光源３２を使用位置に移動させてから点灯する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、内視鏡の光源に適した光源装置に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
内視鏡の光源装置には、光源としてハロゲンランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプなど高輝度ランプなが使用されている。内視鏡による検査、施術中に光源が寿命または故障によって消灯した場合、光源または光源装置を取り替えなければならない。この取り替え作業の間、内視鏡を患者の体腔内に据え置くのは望ましくない。
そこで、従来の高輝度ランプを使用した主光源とは別個に補助光源を内蔵し、主光源が消えたら補助光源に切替えて体腔内を照明し、補助光源による照明下で挿入部を体腔内から安全に抜き去ることを可能にする光源装置が望まれている。
例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３などに開示されている。
しかし、補助光源として主光源と同一回路で点灯できる光源を使用する場合は補助光源の電源を主光源の電源と共用できるが（特許文献２）、主光源と共用できない場合は、補助光源専用の電源を設けていた（特許文献３）。
【０００３】
【特許文献１】
特開2000-210245号公報
【特許文献２】
特開平10-108826号公報
【特許文献３】
特開2002-72106号公報
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、主光源と電源を共有できない補助光源を、専用電源を設けずに点灯させることができる内視鏡の光源装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【発明の概要】
本発明は、従来の電子内視鏡システムにおいて、内視鏡プロセッサ部は、送気送水用ポンプなどの電動部材を駆動する電源を備えていることに着目してなされたものである。
この観点からなされた本発明は、電動部材および該電動部材を駆動する電源を備えた内視鏡プロセッサ部に装着される光源装置であって、主光源と、入射端面が前記主光源と対向する導光部材と、前記主光源と入射端面との間の主光源光路から待避した待避位置と、前記主光源が非点灯状態のときに前記主光源光路内であって前記入射端面に対向する使用位置とに移動可能に支持された補助光源と、前記電源を前記電動部材と前記補助光源とに切替える電源切替え制御手段とを備え、電源切替え制御手段は、前記補助光源を点灯するときは、前記電源を前記補助光源に切替えて、前記補助光源を使用位置に移動させてから点灯することに特徴を有する。
この構成によれば、主光源とは別個に設けられる補助光源の電源を、既存の電動部材用の電源と共用したので、新たな電源が不要となる。
【０００６】
前記主光源は高輝度ランプであり、前記補助光源は高輝度ＬＥＤとすることが望ましい。
前記電動部材としては、前記内視鏡プロセッサ部に接続された内視鏡に送吸気または送排水する電動ポンプがある。
【０００７】
前記記光源装置は、前記補助光源を前記位置と使用位置とに移動させる電磁駆動手段を備え、該電磁駆動手段は、前記電源切替え制御手段によって接続された前記電源によって作動すれば、電磁駆動手段用の電源が不要になる。
前記内視鏡は、挿入部先端部に電子カメラを備え、前記内視鏡プロセッサ部は、前記電子カメラから出力される画像信号の中から輝度レベルを検出する検出手段を備え、前記電源切替え制御手段は、前記検出手段が検出した輝度レベルが所定時間所定の閾値未満の場合に、前記主光源に代えて補助光源を点灯させる。この構成によれば、主光源が時間経過に伴って光量が減少したことや、主光源が消えたことも検出することができる。
前記主光源と前記導光部材の入射端面との間に前記入射端面に入射する光量を調整する絞りを備え、前記電源切替え制御手段は、前記絞りが全開の状態で前前記検出手段が検出した輝度レベルが所定時間所定の閾値未満の場合に、前記主光源に代えて補助光源を点灯させる。この構成によれば、絞りが絞り込まれたために光量不足となったことを検出できるので、主光源が正常状態であるのに誤って補助光源に切替えてしまうことがない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明を説明する。図１は、本発明の光源装置を電子内視鏡システムに適用した実施形態の主要構成を示す図である。
【０００９】
この電子内視鏡１０は、可撓性の挿入部１１と、挿入部１１の体外端に設けられた操作部１２と、操作部１２に接続されたユニバーサルチューブ１３を備えている。挿入部１１の先端部には、撮像レンズ、撮像素子等を含む電子カメラ(ビデオカメラ)１６が内蔵されている。電子カメラ１６は、挿入部１１の先端面に設けられた観察窓（対物窓）から外部を撮像可能に配置されている。さらに挿入部１１の先端面には、照明用の導光手段としてのライトガイド（光ファイバ束）１５の射出端面１５ｂや、鉗子口等が配置されている（図示せず）。操作部１２には、電子カメラの動画撮影、静止画撮影などを制御する操作ボタンや、挿入部１１の先端部近傍に設けられた湾曲機構を操作する湾曲操作ノブ等が設けられている。
【００１０】
この電子内視鏡１０は、ユニバーサルチューブ１３の端部に設けられたコネクタ１４を介して、プロセッサ部２０のコネクタ２１に着脱自在に接続される。プロセッサ部２０内には、電子カメラ１６が撮像した映像信号を処理する映像信号処理系として、プロセス回路２２、プロセス回路２２で信号処理され、出力された色差信号Ｒ-Ｙ、Ｂ-Ｙおよび輝度信号Ｙを所定のコンポジット信号等に変換するエンコーダ２４を備えている。エンコーダ２４から出力されたコンポジット信号は、テレビモニタ等に入力され、視覚化される。また、プロセス回路２２から出力された輝度信号Ｙは、レベル検出回路２３を介してエンコーダ２４に入力される。レベル検出回路２３が検出したレベル（輝度）は、主光源の光量制御用の絞り調整などに使用される。電子カメラ１６とプロセス回路２２は、コネクタ１４、２１を介して接続された、挿入部１１、操作部１２およびユニバーサルチューブ１３内に収容された信号ケーブル１７と、プロセッサ部２０内を配線された映像ケーブル２２ａとを介して接続されている。なお、エンコーダ２４にはテレビモニタの他に、映像を記録するビデオデッキなどの外部記憶装置、パソコンの映像信号入力などの接続が可能である。
【００１１】
ライトガイド１５は、挿入部１１の先端面から、挿入部１１、操作部１２およびユニバーサルチューブ１３内を通って他端部がコネクタ１４内の光コネクタ（図示せず）に接続されている。そしてこの光コネクタは、コネクタ１４とコネクタ２１が接続されたときに、同時にコネクタ２１内の光コネクタ（図示せず）に接続され、ライトガイド１５の入射端面１５ａとライトガイド２５の射出端面２５ｂとを光接続する。このライドガイド２５の他端部の入射端面２５ａは、主光源２７の入射位置に配置されている。主光源２７と入射端面２５ａとの間の主光源光路内には絞り２６が配置され、この絞り２６の開閉により入射端面２５ａに入射する光量が調整される。
【００１２】
この主光源２７から発せられ、入射端面２５ａから入射した照明光は、ライトガイド２５、射出端面２５ｂ、入射端面１５ａ、ライトガイド１５と導かれ、ライトガイド１５の射出端面１５ｂ、挿入部１１先端面の照明窓から外部に射出して体腔内を照明する。
【００１３】
絞り２６の開閉は、オート絞りが設定されているときは、レベル検出回路２３が検出した輝度信号Ｙのレベルに基づいて制御される。つまり、輝度信号Ｙレベルが所定範囲内に納まるように開閉、例えば、所定レベル範囲よりも高くなると絞り２６を閉じ、所定レベル範囲よりも低くなると絞りを開放する。マニュアル絞りが設定されているときは、使用者がキー（図示せず）等を利用して入力した絞り値まで、システムコントローラ３１が制御する。なお、絞り２６の開閉度は、システムコントローラ３１がセンサ３７によって検出する。
【００１４】
主光源２７は、主光源電源２８によって点灯駆動制御される。この主光源電源２８は、商用電源２９から電力供給を受けた安定化電源回路３０において安定化された電流によって主光源２７の点灯を制御する。
【００１５】
主光源２７としては、通常、ハロゲンランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプなどの高輝度ランプが使用され、この高輝度ランプが、反射傘を有するランプソケットに装着されている。さらにこの主光源２７は、高輝度ランプから発光された光束を収束する集光レンズなどを備えている。この主光源２７の収束位置と入射端面２５aとが一致するように、主光源２７およびライトガイド２５が配置されている。
【００１６】
プロセッサ部２０内には、主光源２７がランプ寿命により、またはなんらかの故障により消灯したときに、主光源２７に代わって照明光を供給する補助光源３２が設けられている。補助光源３２として、本実施形態では高輝度ＬＥＤを使用している。この補助光源３２の点灯は、補助光源駆動回路３３によって駆動制御される。補助光源駆動回路３３には、安定化電源回路３０において安定化された定電圧電流が、電動ポンプ３５を経由して供給される。つまり、電動ポンプ３５に供給される定電圧電流と補助光源駆動回路３３に供給される定電圧電流とは同一であり、補助光源駆動回路３３は電動ポンプ３５と電源を共有している。
【００１７】
さらに補助光源駆動回路３３は、アクチュエータ３４を介して補助光源３２を、主光源光路外の待機位置と、主光源光路内であって、入射端面２５ａと対向する使用位置（補助光源発光位置）とに移動させて、この使用位置において補助光源３２を点灯する。なお補助光源３２は、通常状態では主光源光路外の待機位置に保持され、消灯されている。
【００１８】
光源装置の機械的構成について、さらに図３、図４を参照して説明する。図３、図４は本実施形態の要部斜視図であって、図３は主光源２７が点灯した通常状態を示し、図４は補助光源３２が点灯した補助光点灯状態を示している。
補助光源３２は、Ｌ型のレバー５１の一方の端部に固定されている。レバー５１は、角部が軸５１ａを介して回動自在に押え板５２に軸支され、他方の端部にアクチュエータ３４が連結されている。このアクチュエータ３４はロータリーアクチュエータであって、回転板５３に植設された偏心軸５３ａが、レバー５１の一方の腕部に腕部に沿って形成された長穴５１ｂに嵌っている。
【００１９】
アクチュエータ３４が非通電状態のときは、回転板５３は初期位置に保持され、レバー５１も初期状態に保持されている。この初期状態が通常状態であって、レバー５１の一方の端部に固定された補助光源３２は位置に保持されている。
アクチュエータ３４に通電されると、回転板５３が使用位置方向に回転し、この回転に連動してレバー５１も使用位置方向に回転して、補助光源３２を使用位置、つまり、入射端面２５ａと対向する補助光源発光位置に移動する。そして補助光源３２は、アクチュエータ３４に通電されている間、この補助光源発光位置に保持される。このように補助光源３２が補助光源発光位置に移動すると、システムコントローラ３１は補助光源３２に通電させて発光させる。さらにシステムコントローラ３１は、補助光源３２が発光していることを、プロセッサ部２０の筐体等に設けた表示ランプ３８を点滅させて使用者等に知らせる。なお、表示ランプ３８は、補助光源３２が発光（点灯）していないときとしているときとで異なる色で点灯、または文字、図形等を表示または点滅する構成でもよい。
【００２０】
なお、主光源２７は点灯中は高熱になるので、詳細は図示しないが、主光源３２を冷却する冷却ファンを備えている。また、補助光源３２も、冷却ファンによる空気流の冷却だけでは不十分な場合など、必要に応じて補助光源冷却手段が設けられる。
【００２１】
さらにプロセッサ部２０内には、送気／吸気、または送水／排水用のポンプ３５が備えられている。この電動ポンプは、安定化電源回路３０から供給される電力によって動作し、その動作はシステムコントローラ３１によって制御される。
【００２２】
安定化電源回路３０から出力される電力は、補助光源駆動回路３３および電動ポンプ３５の一方に択一的に供給される。この実施形態では、補助光源駆動回路３３および電動ポンプ３５を駆動するシステムコントローラ３１が、制御スイッチ３６によって通常は端子Ａに切り替わって電動ポンプ３５を制御し、補助光源３２を点灯するときは端子Ｂに切り替わって補助光源駆動回路３３を制御する。
つまり、補助光源３２の電源は、専用の電源ではなく、既存の電源を共用する構成である。
【００２３】
このようにシステムコントローラ３１は、制御スイッチ３６と共に電源を切替える電源切替え制御手段として機能するだけでなく、アクチュエータ３４、電動ポンプ３５など、電子内視鏡１０およびプロセッサ部２０の各部材、動作を統括的に制御する制御手段として機能する。
【００２４】
次に、この実施形態の動作について、図２に示したフローチャートを参照して説明する。システムコントローラ３１は、電源スイッチＳＷＰがオンして商用電源２９が供給された状態で入る。
この観察開始処理に入ると、まず、制御スイッチ３６を端子Ａに切替える（Ｓ１１）。次に、主光源電源２８をオンし、電子カメラ１６による通常撮影動作を開始する（Ｓ１３）。つまり、主光源２７によって照明された体腔内を電子カメラ１６で撮像し、テレビモニタで観察可能な通常観察状態になる。
【００２５】
次にカウント値Ｔに０を入れる（Ｓ１５）。このカウント値Ｔは、所定時間待つためのカウンタである。
レベル検出回路２３から出力される輝度レベルＹが所定のしきい値未満かどうかを判定する（Ｓ１７）。閾値未満でない場合、つまり撮像した観察像が所定輝度以上の場合はＳ１３に戻る（Ｓ１７）。ここで、輝度レベルＹが閾値未満となる場合は、観察対象が非常に暗い状態、通常は、主光源２７が寿命等の何らかの原因で消えたとき、または観察対象が遠くに位置する場合にこの暗い状態になる。
【００２６】
閾値未満の場合は、カウント値Ｔに１加算し、Ｔが最大値Ｔmaxと等しいかどうかをチェックする（Ｓ１７；Ｙ、Ｓ１９、Ｓ２１）。最大値Ｔmaxと等しくない場合はＳ１７に戻ってＳ１７〜Ｓ２１の処理を繰り返す（Ｓ２１；Ｎ、Ｓ１７）。つまり、撮像した映像信号が非常に暗い状態が所定時間継続するのを待つ。
つまり、主光源２７が消えて暗くなったのか、観察対象が遠くに位置して暗くなったのかを判別するために所定時間経過するのを待つ。観察対象が遠くに位置した場合は、湾曲操作によって挿入部１１の先端部が近くの観察対象に向いて輝度レベルＹが閾値以上になるが、主光源２７が消えた場合は所定時間待っても点灯しないので、所定時間待っても輝度レベルＹは閾値未満である。
【００２７】
カウント値Ｔが最大値Ｔmaxと等しくなったら、絞り２６の制御がマニュアル絞りモードかどうかをチェックする（Ｓ２１；Ｙ、Ｓ２３）。マニュアル絞りモードの場合は、マニュアル絞り値が最大（全開）であるかどうかチェックし（Ｓ２３；Ｙ、Ｓ２５）、最大でないときはＳ１７に戻る（Ｓ２５；Ｎ）。マニュアル絞りモードでは無い場合、すなわち、自動絞りモードの場合は、絞り２６が全開かどうかをチェックする（Ｓ２３；Ｎ、Ｓ２７）。絞り２６が全開でない場合はＳ１３に戻り（Ｓ２７；Ｎ、Ｓ１３）、全開の場合はＳ２９に進む（Ｓ２７；Ｙ、Ｓ２９）。
【００２８】
絞りが全開で無い場合は、観察対象に非常に接近してまたは反射率の高い観察対象を撮像して絞りを絞り込んだ後に観察対象から離反した場合または通常の反射率の観察対象を撮像した直後などに、主光源２７が点灯しているにもかかわらず輝度レベルＹが閾値未満になる場合があるので、Ｓ１３に戻る。
【００２９】
Ｓ２９に進むと、制御スイッチ３６を接点Ｂに切替えて、電動ポンプ３５から補助光源駆動回路３６に切替えて、電動ポンプ３５を停止し、補助光源駆動回路３３を起動する（Ｓ２９）。補助光源駆動回路３３が起動すると、アクチュエータ３４を起動して補助光源３２を使用位置まで移動し、補助光源３２を点灯するとともに、補助光源点灯表示ランプ３８を点滅させる（Ｓ３１）。この状態を維持して、電源スイッチＳＷＰがオフされるのを待つ（Ｓ３３）。電源スイッチＳＷＰがオフされたら、観察処理を終了する。
操作者は、電子カメラ１６で撮像された映像をテレビモニタで観察しながら操作部１２を操作して挿入部１１を体腔内から安全に引き出し、電源スイッチＳＷＰをオフして主光源２７を交換する。なお、電源スイッチＳＷＰがオフされたら、補助光源３２を消灯し、アクチュエータ３４を駆動して補助光源３２を待機位置に戻すことが望ましい。
【００３０】
以上の通り本発明の実施形態によれば、主光源２７がなんらかの理由によって消えた場合は、電動ポンプ３５を駆動する電源によって補助光源駆動回路３３を起動して補助光源３２を移動し、補助光源３２を点灯するので、補助光源用に新たな電源を設ける必要がなく、また既存の電源容量を補助光源用に強化する必要がない。
【００３１】
本実施形態では、システムコントローラ３１と補助光源駆動回路３３と電動ポンプ３５との接続を制御スイッチ３６によって切替えているが、システムコントローラ３１に制御ポートが複数個あれば、各制御ポートに補助光源駆動回路３３、電動ポンプ３５を接続して切替えなくてもよい。
本実施の形態では補助光源３２の電源を電動ポンプ３５の電源と共用したが、補助光源を駆動できる電源であれば、他の電動部材の電源でもよい。
補助光源に切替える検出手段として電子カメラ１６で撮像した映像信号中の輝度レベルＹを利用したので、主光源２７のランプが使用時間経過により光量が落ちたこと、および切れたことの両方を的確に検出できる。
以上本発明の詳細な説明では電子内視鏡に適用した実施形態について説明したが、本発明はいわゆる光学内視鏡に適用することもできる。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り本発明は、主光源とは別個に設けられる補助光源の電源を、既存の電動部材用の電源と共用したので、新たな電源が不要となり、光源装置の小型化、この光源装置を搭載する機器の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光源を適用した電子内視鏡システムの主要構成を示す図である。
【図２】本発明の光源点灯処理をフローチャートで示す図である。
【図３】同実施形態における補助光源の移動機構を通常状態で示す斜視図である。
【図４】同実施形態における補助光源の移動機構を補助光源発光可能な状態で示す斜視図である。
【符号の説明】
１０電子内視鏡
１１挿入部
１２操作部
１３ユニバーサルチューブ
１４コネクタ
１５ライトガイド（光ファイバ束）
１５ａ入射端面
１５ｂ射出端面
１６電子カメラ
２０プロセッサ部
２１コネクタ
２２プロセス回路
２３レベル検出回路
２５ライトガイド（光ファイバ束）
２５ａ入射端面
２５ｂ射出端面
２６絞り
２７主光源
２８主光源電源
３０安定化電源回路
３２補助光源
３４アクチュエータ（電磁駆動手段）
３５電動ポンプ
ＳＷＰ電源スイッチ

Claims

電動部材および該電動部材を駆動する電源を備えた内視鏡プロセッサ部に装着される光源装置であって、
主光源と、
入射端面が前記主光源と対向する導光部材と、
前記主光源と入射端面との間の主光源光路から待避した待避位置と、前記主光源が非点灯状態のときに前記主光源光路内であって前記入射端面に対向する使用位置とに移動可能に支持された補助光源と、
前記電源を前記電動部材と前記補助光源とに切替える電源切替え制御手段とを備え、
電源切替え制御手段は、前記補助光源を点灯するときは、前記電源を前記補助光源に切替えて、前記補助光源を使用位置に移動させてから点灯する内視鏡の光源装置。
前記主光源は高輝度ランプであり、前記補助光源はＬＥＤである請求項１記載の内視鏡の光源装置。
前記電動部材は、前記内視鏡プロセッサ部に接続された内視鏡に送吸気または送排水する電動ポンプである請求項１または２記載の内視鏡の光源装置。
前記光源装置は、前記補助光源を前記位置と使用位置とに移動させる電磁駆動手段を備え、該電磁駆動手段は、前記電源切替え制御手段によって接続された前記電源によって作動する請求項１から３のいずれか一項記載の内視鏡の光源装置。
前記電源切替え制御手段は、前記主光源が消えたときに前記切替え制御を実行する請求項１から４のいずれか一項記載の内視鏡の光源装置。
前記内視鏡は、挿入部先端部に電子カメラを備え、前記内視鏡プロセッサ部は、前記電子カメラから出力される画像信号の中から輝度レベルを検出する検出手段を備え、前記電源切替え制御手段は、前記検出手段が検出した輝度レベルが所定時間所定の閾値未満の場合に、前記主光源に代えて補助光源を点灯させる請求項１から４のいずれか一項記載の内視鏡の光源装置。
前記光源装置はさらに、前記主光源と前記導光部材の入射端面との間に前記入射端面に入射する光量を調整する絞りを備え、前記電源切替え制御手段は、前記絞りが全開の状態で前前記検出手段が検出した輝度レベルが所定時間所定の閾値未満の場合に、前記主光源に代えて補助光源を点灯させる請求項１から６のいずれか一項記載の内視鏡の光源装置。
前記補助光源が点灯しているときは、その旨を表示する表示手段を備えている請求項１から７のいずれか一項記載の内視鏡の光源装置。