JP2007068619A - 光源制御可能な内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光源の使用開始から寿命時期に至るまで、常に適切な明るさで被写体を照明する。
【解決手段】 ショートアークタイプのランプ２２およびランプ電源部２６を設けられるとともに、ランプ２２の累積点灯時間を計測するタイマー回路３２を設ける。ランプ２２の使用開始から１００時間（光量不安定期間）が経過するまで、ランプ電源部２６は定格電流の６０％の電流Ｉ０（暫定電流）でランプ２２を駆動する。そして、１００時間経過した後（光量安定化期間）、ランプ電源部２６は定格電流Ｉでランプ２２を駆動する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ファイバスコープあるいはビデオスコープを備えた内視鏡装置に関し、特に被写体を照明する光源の光量制御に関する。

内視鏡装置では、被写体照明のためキセノンランプなどのランプが設けられており、ランプから放射された光は集光レンズを介してライドガイドに入射し、ライドガイドを通った光がスコープ先端部から被写体へ向けて射出する。そして、被写体からの反射光によって被写体像がイメージファイバ端面あるいは撮像素子に形成され、観察画像が得られる。観察画像の明るさを適度に調整するため、ライドガイドとランプとの間に絞りが設けられており、許容以上の光量によって観察部位を照射することが無いように絞り制御が行われる（特許文献１、２参照）。また、ライフメータが内視鏡装置に内蔵されており、ランプ交換時期（光源の寿命）を知るために点灯時間が計測される（特許文献３参照）。
特開２０００−２０１８９２号公報 特開平８―１５６１７号公報 特開２０００−６５９６５号公報

キセノンランプなどショートアークタイプのランプを使用する場合、使用開始直後に過度に明るく、所定時間経過するまで安定化せず、その間の光量変動が大きい。光量が過度に多くなることによって体内器官に熱傷を生じさせる恐れがあるため、ランプ単体点灯によるエージング等を行い、内視鏡装置への装着前に光量を安定化させている。このような作業は手間がかかるとともに、エージング等によって実際にランプを使用できる期間が短くなる。

本発明の内視鏡装置は、キセノンランプなどのアーク放電を利用して点灯光源を備えた内視鏡装置であり、ファイバスコープ／ビデオスコープを使用する光源装置あるいは電子内視鏡装置として構成される。内視鏡装置は、アーク放電を利用する光源と、光源へ電流を供給して光源を点灯させる光源駆動手段を備える。

アーク放電を利用する光源を使用する場合、光量が安定しない期間（以下、光量不安定期間という）が存在し、光源の種類によってその期間が異なる。例えば。キセノンランプなどショートアークタイプ型ランプの場合、光源の使用開始が最も光量が多く（光強度が大きく）、所定期間まで光量が減少し続ける。そして、ある期間を経過すると、光量が安定化する。本発明の内視鏡装置では、光源駆動手段が、光源の種類に従う点灯時の光量不安定期間において、定格電流以下の暫定電流を光源へ供給する。そして、光量安定期間が経過すると、定格電流を光源へ供給する。

光量不安定期間においては、定格電流、すなわち使用限度に当たる電流以下に抑えられるため、その期間に光源を使用しても光量が過度に多くならず、観察部位に対して熱傷を生じさせない。そして、光量不安定期間から光量安定期間に移行すると定格電流によって光源が駆動されることから、最大限の光強度によって光が光源から放射される。

オペレータが不安定期間を判断して、暫定電流／定格電流の切替を行ってもよいが、光源の累積点灯時間から自動的に切り替えるのがよい。そのため、内視鏡装置には、光源の累積点灯時間を計測する光源点灯時間計測手段を設けるのがよい。ショートアークタイプの光源などを使用する場合、使用開始直後からの一定期間が光量不安定期間であることから、光源駆動手段は、累積点灯時間が光量不安定期間に応じた総使用時間を超えるまで、暫定電流を供給すればよい。

暫定電流は、光量不安定期間において熱傷を生じさせる過度の光量による点灯を防ぐように定めればよい。例えば、使用開始時など光量不安定期間における最大光量と安定期間における光量との比に基づいて暫定電流を定めればよく、定格電流に対してその比を乗じることによって暫定電流を定めればよい。

本発明によれば、光源の使用開始から寿命時期に至るまで、常に適切な明るさで被写体を照明することができる。

以下では、図面を参照して本実施形態である電子内視鏡装置について説明する。

図１は、本実施形態である電子内視鏡装置のブロック図である。図２は、ランプの光量特性を示した図である。図３は、電流制御のタイミングチャートである。

電子内視鏡装置は、ビデオスコープ１０とプロセッサ２０とを備え、内視鏡画像表示用のモニタ５０がプロセッサ２０に接続されている。ビデオスコープ１０はプロセッサ２０に着脱自在に接続されており、ビデオスコープ１０の挿入部が体内へ挿入されて処置等の内視鏡作業が行われる。

プロセッサ２０内のランプ（光源）２２から放射された光は、集光レンズ２４を介してライトガイド１４の入射面１４Ａに入射する。ビデオスコープ１０内に設けられたライトガイド１４は入射した光をスコープ先端側へ伝達し、ライトガイド１４の射出面１４Ｂから光が射出することによって被写体が照射される。

被写体において反射した光は、対物レンズ（図示せず）を介して撮像素子１２へ到達する。その結果、被写体像が撮像素子１２の受光面に形成されるとともに、被写体像に応じた画像信号が撮像素子１２において発生する。画像信号は、ＴＶ規格に従う所定の時間間隔で撮像素子１２から順次読み出され、プロセッサ２０の信号処理回路２８へ送られる。

信号処理回路２８では、送られてきた画像信号に対してホワイトバランス処理、γ補正処理など様々な処理が施され、映像信号が生成される。映像信号がモニタ５０へ出力されることにより、被写体像がモニタ５０に表示される。

システムコントロール回路３０はプロセッサ２０を制御し、ランプ２２を点灯駆動させるランプ電源部２６等へ制御信号を出力する。ランプライフメータ３４は、ランプ２２の点灯時間を計測し、タイマー回路３２は、ランプ電源部２６から送られてくる検出信号に基づいてランプ電源部２６へ制御信号を出力する。検出信号は、ランプ点灯状態を示す信号であり、制御信号はランプ電流を切り替えるための信号である。計測される累積的点灯時間をリセットするため、リセットスイッチ３６がプロセッサ２０のフロントパネルに設けられている。

ランプ２２はショートアーク型のランプであるキセノンランプであり、図２に示すように、使用開始から時間経過とともに光量が変動する。使用開始直後は最も光量が多く、所定期間Ｔが経過するまで光量が急激に減少する。その後、使用開始から１００時間経過するまで光量が漸次減少する。そして、１００時間経過すると、光量は使用開始直後の光量のおよそ６０パーセントまで低下するとともに、光量が実質的に一定となって安定化する。ここでは、使用開始から１００時間経過するまでの期間を光量不安定期間、１００時間以降を光量安定期間とする。ランプ２２の寿命期間はおよそ５００時間である。

図１において、ランプ点灯スイッチ（図示せず）が操作されると、ランプ電源部２６からランプ２２へ電流が供給されるとともに、ランプ２２がＯＮ状態であることを示す検出信号がランプ点灯状態信号としてタイマー回路３２へ送信される。タイマー回路３２は、この検出信号に基づいてランプライフメータ３４を動作させ、ランプライフメータ３４はランプ３４の点灯時間を計測する。

タイマー回路３２は、ランプ２２の使用開始時からの累積的点灯時間をデータとして格納するメモリ３３を備える。プロセッサ２０のメイン電源がＯＮ状態である間にランプライフメータ３４が計測するランプ２２の点灯時間と前回使用時までの累積的点灯時間とに基づいて、使用開始時からの累積的時間が検出される。

累積点灯時間が１００時間を越えていない場合、ランプ電源部２６から暫定電流Ｉ０がランプ電源部２６を介してランプ２２へ供給されるように、タイマー回路３２から制御信号がランプ電流切替信号としてランプ電源部２６へ送信される（図３参照）。暫定電流Ｉ０の電流値は、定格電流Ｉの６０％に相当し、図２に示す使用開始時の最大光量と光量安定期間の光量との比に基づいて定められている。

一方、累積点灯時間が１００時間を超えたことが検出されると、ランプ電源部２６から定格電流Ｉがランプ２２へ供給されるように、タイマー回路３２からランプ電源部２６へ制御信号がランプ電流切替信号として送信される。

ランプの寿命時期が到来してランプ交換が実行されるとリセットスイッチ３６が操作され、タイマー回路３２においてメモリ３３のランプの累積点灯時間がリセットされる。

以上のように本実施形態によれば、ショートアークタイプのランプ２２およびランプ電源部２６が設けられるとともに、ランプ２２の累積点灯時間を計測するタイマー回路３２が設けられる。ランプ２２の使用開始から１００時間（光量不安定期間）が経過するまで、ランプ電源部２６は定格電流の６０％の電流Ｉ０（暫定電流）でランプ２２へ駆動する。そして、１００時間経過した後（光量安定化期間）、ランプ電源部２６は定格電流Ｉでランプ２２を駆動する。

エージング等の作業を行わずに光源としてランプ２２を用いた場合、光量が不安定の間、定格電流Ｉを超えない暫定電流Ｉ０によってランプ２２が駆動されるため、熱傷を生じさせるような過度の光量によって被写体を照射する恐れがない。また、ランプ２２の使用開始から寿命期間を過ぎるまで、照明用光源として使用できる。

ランプ２２は、アーク放電を利用した光源であればキセノンランプ以外の光源であってもよい。また、暫定電流Ｉ０は、過度な光量による照明を防ぐ範囲で定めればよい。自動的に光源の累積的点灯時間を計測して定格電流へ切り替える代わりに、オペレータが光量不安定期間から光量安定期間を判断して切り替えるように構成してもよい。

本実施形態である電子内視鏡装置のブロック図である。 ランプの光量特性を示した図である。 電流制御のタイミングチャートである。

符号の説明

１０ ビデオスコープ
２０ プロセッサ
２２ ランプ
３２ タイマー回路
３４ ランプライフメータ
Ｉ０ 暫定電流
Ｉ 定格電流

Claims (4)

1. アーク放電を利用して点灯する光源と、
   前記光源へ電流を供給して前記光源を点灯させる光源駆動手段とを備え、
   前記光源駆動手段が、前記光源の種類に従う点灯時の光量不安定期間において、定格電流以下の暫定電流を前記光源へ供給し、光量安定期間経過において、定格電流を前記光源へ供給することを特徴とする内視鏡装置。
2. 前記光源が、ショートアークタイプのランプであることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記光源の累積点灯時間を計測する光源点灯時間計測手段をさらに有し、
   前記光源駆動手段が、前記累積点灯時間が前記光量不安定期間に応じた総使用時間を超えるまで、前記暫定電流を供給することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
4. 前記暫定電流が、定格電流に対し、前記光量不安定期間における最大光量と光量安定化期間における光量との比を乗じることによって定められることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
   
   

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