JP2008132330A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学アダプタ部の電極が挿入部の金属製外装部に接触するような単一故障が生じた状況にあっても、発光素子が破損しないように保護することができる内視鏡装置を提供する。
【解決手段】内視鏡装置１は、LED１０を内蔵する光学アダプタ８が挿入部７の先端部に着脱自在となっている。内視鏡装置１は、LED１０を駆動するための発光素子駆動電源回路３と、LED10に流れる電流の電流値を所定の電流値に制御する定電流回路６と、発光素子駆動電源回路３とLED１０との間に設けられ、内視鏡の挿入部内を挿通する信号線単一故障時に、LED１０に流れる電流を制限する電流制限回路４とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内視鏡装置に関し、特に、発光素子を内蔵する光学アダプタを挿入部の先端部に着脱自在に構成した内視鏡装置に関する。

近年、工業用分野において、ボイラ、タービン、エンジン、化学プラント等の内部の傷、腐食等の観察、検査に工業用内視鏡装置が広く用いられている。また、医療分野においても、体腔内に細長の挿入部を挿入することにより、体腔内臓器等を観察したり、必要に応じ処置具チャンネル内に挿通した処置具を用いて各種治療処置のできる内視鏡装置が広く利用されている。

これらの内視鏡装置では、例えば、撮像素子に結像した観察像の画像信号を外部装置であるカメラコントロールユニット（以下ＣＣＵと略記する）の信号処理部に伝達して映像信号を生成し、モニタ画面上に内視鏡画像を表示させて観察が行える構成になっている。

また、挿入部の先端部に光学アダプタを設け、光学アダプタに内蔵された照明用のLEDにより、観察対象を照明できるように構成された内視鏡装置がある。そして、光学アダプタ内の照明用LEDに供給される電流が過剰にならないようにするために、電流値を制限する電流制限回路を設けた内視鏡装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
ところが、その提案では電流制限回路は抵抗によるものであり、かつ、LEDの抵抗値のバラツキは大きいため、LEDの発光光量を一定にし難いという問題があった。
そこで、近年は、定電流回路によりLEDを駆動するようにして、LEDにおける電圧降下の影響を低減するようにした内視鏡装置も提案されている。
特開２００５−６６３５６号公報

しかし、定電流回路によりLEDを駆動する場合、定電流回路は、LED照明のカソード側に設ける必要があり、その場合、LEDのアノード側はLEDの駆動電源回路と直結される。
LEDは光学アダプタ内に設けられているため、光学アダプタを挿入部の先端部に装着する際に、光学アダプタ部の電極が、挿入部の外皮等の金属製外装部と接触してしまう単一故障が発生する場合がある。そのような場合、LEDの駆動電源回路から、LEDを経由して、グランド（GND）への電流経路が形成されて、LEDの正常動作時の電流とは異なる異常電流が流れ、LEDが破損してしまう故障が生じるという問題があった。

特に、内視鏡装置の挿入部の径が細くなればなるほど、光学アダプタの電極と挿入部の金属製外装部との距離、すなわちいわゆるクリアランスが狭くなり、接触し易くなって、上述した故障が起きやすい。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、光学アダプタに設けられた発光素子を定電流回路により駆動する内視鏡装置において、光学アダプタ部の電極が挿入部の金属製外装部等に接触するような単一故障が生じた状況にあっても、発光素子が破損しないように保護することができる内視鏡装置を提供することを目的とする。

本発明の内視鏡装置は、発光素子を内蔵する光学アダプタを挿入部の先端部に着脱自在な内視鏡装置であって、前記発光素子を駆動するための発光素子駆動電源回路と、前記発光素子に流れる電流の電流値を所定の電流値に制御する定電流回路と、前記発光素子駆動電源回路と前記発光素子との間に設けられ、前記内視鏡の挿入部内を挿通する信号線の単一故障時に、前記発光素子に流れる前記電流を制限する電流制限手段と、を有する。

本発明によれば、光学アダプタ部の電極が挿入部の金属製外装部等に接触するような単一故障が生じた状況にあっても、発光素子が破損しないように保護することができる内視鏡装置を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係わる内視鏡装置の構成を示すブロック図である。図１において、内視鏡装置１は、システム制御部２と、駆動電源回路３と、電流制限回路４と、電流値設定回路５と、定電流回路６と、挿入部７とを含んで構成されている。挿入部７の先端部には、発光素子を内蔵する光学アダプタ８が着脱自在に設けられるので、図１では、挿入部７は光学アダプタ８を含むように示している。システム制御部２は、カメラコントロールユニット等の画像処理部（図示せず）、定電流回路６、発光素子等の制御を行う。そして、光学アダプタ８は、着脱判定用の抵抗器９と、照明用の発光素子としての複数のLED（発光ダイオード）１０を有している。複数のLED（以下、単にLEDsという）１０は、複数のLED素子から構成されている。抵抗器９とLEDs１０は、並列に接続されている。挿入部７は、内視鏡装置１の本体部から延出するように設けられており、挿入部７の内部には、駆動電源回路３から電流制限回路４を介した電力が信号線を介してLEDs１０へ供給されている。

発光素子駆動用の駆動電源回路３は、システム制御部２と電流制限回路４とに接続されており、システム制御部２からの発光素子のオン／オフ信号に応じて動作する。駆動電源回路３の出力は、電流制限回路４に供給される。電流制限回路４を介する駆動電源回路３の出力は、並列接続された抵抗器９とLEDs１０のそれぞれの一端に接続されている。電流制限回路４は、LEDs１０に流れる電流を制限する回路である。

並列接続された抵抗器９とLEDs１０のそれぞれの他端は、定電流回路６に接続されている。定電流回路６は、LEDs１０に流れる電流を所定の電流値になるように制御する回路である。電流値設定回路５は、システム制御部２と定電流回路６とに接続されており、システム制御部２から設定された所定の電流値（すなわち設定値）に応じて、定電流回路６を制御して、LEDs１０へ流れる電流をその所定の電流値に維持する。

図１に示すように、電流制限回路４は、駆動電源回路３とLEDs１０の間に設けられている。さらに、LEDs１０を駆動するための駆動電源回路３及び電流制限回路４は、LEDs１０のアノード側に接続され、定電流回路６は、LEDs１０のカソード側に接続されている。

次に、以上のような構成の動作について説明する。
LEDs１０をオンするためのオン信号がシステム制御部２から出力されると、駆動電源回路３は動作して、所定の電圧が電流制限回路４を経由してLEDs１０のアノード側の端子に印加される。

同時に、システム制御部２は、LEDs１０に流れる電流を所定の電流値にするための電流値の設定値信号を、電流値設定回路５に供給する。電流値設定回路５は、受信した設定値信号に基づいて、定電流回路６を駆動する。その結果、LEDs１０には、定電流回路６によって所定の電流値の電流が流れ、LEDs１０は点灯する。

以上のような構成によれば、LEDs１０が点灯した状態で、LEDs１０のカソード側の信号線と接地（GND）が挿入部７内で短絡したり、あるいはLEDs１０のアノード側の信号線と接地（GND）が挿入部７内で短絡したりするような単一故障が発生した場合でも、電流制限回路４によって、光学アダプタ８内に流れる電流は制限される。従って、そのような場合であっても、光学アダプタ８内では異常電流が流れないので、LEDS１０が破損したり、基板自体が破損したりするようなことがない。

なお、電流制限回路４が駆動電源回路３と光学アダプタ４の間に無い場合は、図１において、点線１１で示すように、LEDs１０のカソード側の信号線が、挿入部７の金属製の外装部と接触して、接地（グランド）と短絡した状態になると、LEDs１０の両端子に駆動電源回路３からの電圧が直接印加され、異常電流が流れ、LEDs１０が破損する。

以上のように、本実施の形態によれば、電流制限回路４を、駆動電源回路３と光学アダプタ４の間に設けたので、具体的にはLEDs１０のアノード側に設けたので、挿入部７において、LEDs１０の信号線が金属製外装部と接触して接地するような単一故障の状態になっても、LEDs１０に異常電流が流れるようなことがなく、LEDs１０、基板等を保護することができる。

（第２の実施の形態）
図２は、第２の実施の形態に係わる内視鏡装置１Aの構成を示すブロック図である。図２において、第１の実施の形態に係る内視鏡装置１と同じ構成要素については、同一の符号を付し、その構成及び動作の説明は省略する。

本実施の形態における内視鏡装置１Aは、LEDs１０の着脱を判定するために用いられる着脱判定用電源回路２１と、LEDs１０の着脱を判定するための着脱判定回路２２を有している。すなわち、内視鏡装置１Aは、駆動電源回路３と着脱判定用電源回路２１の２種類の電源回路を有する。
着脱判定用電源回路２１は、システム制御部２と、電流制限回路４と、並列接続された抵抗器９とLEDs１０のそれぞれの一端と、に接続されており、システム制御部２からの着脱判定のオン／オフ信号に応じて動作する。着脱判定回路２２の入力は、並列接続された抵抗器９とLEDs１０のそれぞれの一端に接続されている。

特に、電流制限回路４と光学アダプタ８の抵抗器９との間の接続点Cに、着脱判定用電源回路２１の出力は接続されている。言い換えると、電流制限回路４は、着脱判定用電源回路２１の出力に影響のないように、着脱判定用電源回路２１の出力が供給される接続点Cと駆動電源回路３の間に配置されている。もしも、駆動電源回路３の出力と着脱判定用電源回路２１の出力を共通にして、電流制限回路４を、着脱判定用電源回路２１と抵抗器９の間に設けると、電流制限回路４における電圧降下のばらつき等の影響により、着脱判定回路２２における着脱判定が正しくできない虞がある。
すなわち、電流制限回路４は、駆動電源回路３からLEDs１０への電流を制限するが、着脱判定用電源回路２１から抵抗器９への電流を制限しないように配置されている。

着脱判定回路２２は、システム制御部２と、電流制限回路４と、並列接続された抵抗器９とLEDs１０のそれぞれの他端に接続されている。着脱判定用電源回路２１からの電圧信号は、光学アダプタ８の抵抗器９を経由して着脱判定回路２２へ供給され、着脱判定回路２２は、着脱判定信号をシステム制御部２へ出力する。
駆動電源回路３と着脱判定用電源回路２１の２種類の電源回路は、システム制御部１からの制御信号に応じて切り替えられて、いずれかが駆動される。
次に、以上のような構成の動作について説明する。
まず、システム制御部２は、駆動電源回路３ではなく、着脱判定用電源回路２１へ駆動制御信号を出力し、着脱判定用電源回路２１をオンにする。着脱判定用電源回路２１からの所定の電圧が、光学アダプタ８の着脱判定用の抵抗器９に印加され、その結果、着脱判定回路２２は、抵抗器９を介する出力電圧に基づいて、着脱判定信号を検知し、その検知した着脱判定信号をシステム制御部２へ出力する。

システム制御部２は、入力された着脱判定信号に基づいて、電流値設定回路５に電流の設定値を設定し、同時に、駆動制御信号を、着脱判定用電源回路２１ではなく、駆動電源回路３へ切り替えて、出力する。すなわち、システム制御部２は、LEDs１０の着脱の判定結果に基づいて、着脱判定用電源回路２１から抵抗器９への電力の供給を、駆動電源回路３からのLEDs１０への電力の供給へと切り替えるように、着脱判定用電源回路２１と駆動電源回路３を制御する。

その後の動作は、上述した第１の実施の形態の内視鏡装置１と同様であり、光学アダプタ８のLEDs１０は点灯する。

以上のような構成によれば、LEDs１０の着脱を検知しながら、第１の実施の形態と同様に、LEDs１０が点灯した状態で、LEDs１０のカソード側の信号線と接地（GND）が挿入部７内で短絡したり、あるいはLEDs１０のアノード側の信号線と接地（GND）が挿入部７内で短絡したりするような単一故障が発生した場合でも、電流制限回路４によって、光学アダプタ８内に流れる電流は制限される。従って、そのような場合であっても、光学アダプタ８内では異常電流が流れないので、LEDS１０が破損したり、基板自体が破損したりするようなことがない。

（第３の実施の形態）
図３は、第３の実施の形態に係わる内視鏡装置１Bの構成を示すブロック図である。図３において、第１の実施の形態に係る内視鏡装置１と同じ構成要素については、同一の符号を付し、説明は省略する。

本実施の形態における内視鏡装置１Bは、LEDs１０の種別を判定するために用いられる種別判定用電源回路３１と、LEDs１０の種別あるいは種類を判定するためのLED種類判定回路３２を有している。すなわち、内視鏡装置１Bは、駆動電源回路３と種類判定用電源回路３１の２種類の電源回路を有する。ここでは、抵抗器９Bは、LEDs１０の種類を判定するための抵抗器である。
種類判定用電源回路３１は、システム制御部２と、電流制限回路４と、並列接続された抵抗器９BとLEDs１０のそれぞれの一端とに接続されており、システム制御部２からの種類判定のオン／オフ信号に応じて動作する。LED種類判定回路３２の入力は、並列接続された抵抗器９BとLEDs１０のそれぞれの一端に接続されている。

特に、電流制限回路４と光学アダプタ８の抵抗器９Bとの間の接続点Cに、LED種類判定用電源回路３１の出力は接続されている。言い換えると、電流制限回路４は、LED種類判定用電源回路３１の出力に影響のないように、LED種類判定用電源回路３１の出力が供給される接続点Cと駆動電源回路３の間に配置されている。もしも、駆動電源回路３の出力とLED種類判定用電源回路３１の出力を共通にして、電流制限回路４を、LED種類判定用電源回路３１と抵抗器９Bの間に設けると、電流制限回路４における電圧降下のばらつき等の影響により、LED種類判定回路３２における種類判定が正しくできない虞がある。

すなわち、電流制限回路４は、駆動電源回路３からLEDs１０への電流を制限するが、種類判定用電源回路３１から抵抗器９Bへの電流を制限しないように配置されている。

LED種類判定回路３２は、システム制御部２と、電流制限回路４と、並列接続された抵抗器９BとLEDs１０のそれぞれの他端に接続されている。LED種類判定用電源回路３１からの電圧信号は、光学アダプタ８の抵抗器９Bを経由してLED種類判定回路３２へ供給され、LED種類判定回路３２は、LED種類判定信号をシステム制御部２へ出力する。
駆動電源回路３とLED種類判定用電源回路３１の２種類の電源回路は、システム制御部１からの制御信号に応じて切り替えられて、いずれかが駆動される。
次に、以上のような構成の動作について説明する。
まず、システム制御部２は、駆動電源回路３ではなく、LED種類判定用電源回路３１へ駆動制御信号を出力し、LED種類判定用電源回路３１をオンにする。LED種類判定用電源回路３１からの所定の電圧が、光学アダプタ８の種類判定用の抵抗器９Bに印加され、その結果、LED種類判定回路３２は、抵抗器９Bを介する出力電圧に基づいて、LED種類判定信号を検知し、その検知したLED種類判定信号をシステム制御部２へ出力する。

システム制御部２は、入力されたLED種類判定信号に基づいて、電流値設定回路５に電流の設定値を設定し、同時に、駆動制御信号を、LED種類判定用電源回路３１ではなく、駆動電源回路３へ切り替えて、出力する。すなわち、システム制御部２は、LEDs１０の種類の判定結果に基づいて、種類判定用電源回路３１からの抵抗器９Bへの電力の供給を、駆動電源回路３からのLEDs１０への電力の供給へと切り替えるように、種類判定用電源回路３１と駆動電源回路３を制御する。

その後の動作は、上述した第１の実施の形態の内視鏡装置１と同様であり、光学アダプタ８のLEDs１０は点灯する。

以上のような構成によれば、LEDs１０の種類を検知しながら、第１の実施の形態と同様に、LEDs１０が点灯した状態で、LEDs１０のカソード側の信号線と接地（GND）が挿入部７内で短絡したり、あるいはLEDs１０のアノード側の信号線と接地（GND）が挿入部７内で短絡したりするような単一故障が発生した場合でも、電流制限回路４によって、光学アダプタ８内に流れる電流は制限される。従って、そのような場合であっても、光学アダプタ８内では異常電流が流れないので、LEDs１０が破損したり、基板自体が破損したりするようなことがない。

（第４の実施の形態）
図４は、第４の実施の形態に係わる内視鏡装置１Cの構成を示すブロック図である。図４において、第１の実施の形態に係る内視鏡装置１と同じ構成要素については、同一の符号を付し、説明は省略する。

本実施の形態における内視鏡装置１Cでは、定電流回路６が電流を引き込む先としてマイナス電源回路４１を設けている。すなわち、定電流回路６を流れる電流が、マイナスの電位に向かって流れるように、定電流回路６は、マイナスの電位の端子を有する電源回路であるマイナス電源回路４１に接続されている。また、マイナス電源回路４１は、システム制御部２にも接続されている。システム制御部２は、駆動電源回路３Aとマイナス電源回路４１に、LEDs１０をオンあるいはオフするためのオン・オフ信号を供給する。

さらに、内視鏡装置１Cにおいて、駆動電源回路３Aの電圧値は、LEDs１０の順方向電圧よりも小さな値（グラウンドでも良い）としている。

本実施の形態にかかる内視鏡装置１Cの動作は、第１の実施の形態の内視鏡装置１の動作と同等である。

特に、LEDs１０の信号線が金属外装部と接触した場合であって、LEDs１０のカソード側の信号先と接地（GND）が挿入部７内で短絡して、駆動電源回路３AからLEDs１０を介して接地（GND）という電流の経路が生じる、単一故障状態の場合、駆動電源回路３Aの電圧値がLEDs１０の順方向電圧よりも小さいため、LEDs１０には異常電流は流れない。

一方、LEDs１０のアノード側の信号線と接地（GND）が挿入部７内で短絡して、駆動電源回路３Aから接地（GND）という電流の経路が生じる、単一故障状態の場合でも、電流制限回路４によって電流が制限され、LEDs１０等が保護される。

以上のような構成によれば、LEDs１０を駆動する駆動電源回路３Aの電圧値を小さくできるので、電流制限回路４を、数十オーム程度の抵抗器にすることができる。よって、電流制限回路４は、簡略した構成とすることが可能である。

また、駆動電源回路３Aの電圧値を接地とすれば、電流制限回路をもうけなくても、LEDs１０に異常電流が流れないようにすることが可能である。

（第５の実施の形態）
図５は、第５の実施の形態に係わる内視鏡装置１Dの構成を示すブロック図である。図５において、第２の実施の形態に係る内視鏡装置１Aと同じ構成要素については、同一の符号を付し、説明は省略する。

本実施の形態における内視鏡装置１Dでは、着脱判定用電源回路２１と駆動電源回路３を、一つの駆動電源回路３Bに置き換え、かつ、定電流回路６が電流を引き込む先としてマイナス電源回路４１を設けている。すなわち、定電流回路６を流れる電流が、マイナスの電位に向かって流れるように、定電流回路６は、マイナスの電位の端子を有する電源回路であるマイナス電源回路４１に接続されている。また、マイナス電源回路４１は、システム制御部２にも接続されている。システム制御部２は、駆動電源回路３Bに、LEDs１０の駆動電源回路３Bをオンあるいはオフするためのオン・オフ信号を供給し、マイナス電源回路４１に、LEDs１０をオンあるいはオフするためのオン・オフ信号を供給する。

以上のように、内視鏡装置１Dでは、マイナス電源回路４１を追加することによって、駆動電源回路３Bの電圧値は、LEDs１０の順方向電圧よりも小さな値、すなわち着脱判定用電源回路２１と同じ電圧値とし、着脱判定用電源回路２１と駆動電源回路３とを一つの電源駆動回路３Bとすることができる。

本実施の形態にかかる内視鏡装置１Dの動作は、第２の実施の形態の内視鏡装置１Aの動作と同等である。

光学アダプタ８の着脱判定を行う場合は、システム制御部２からLEDs１０の駆動電源をオンするオン信号を駆動電源回路３Bに供給し、光学アダプタ８の着脱判定を実施する。その着脱判定の方法は、上述した第２の実施の形態で述べた方法と同じである。

着脱判定後は、システム制御部２は、着脱判定信号に基づき、電流設定回路５に電流値の設定値を設定し、同時に、LEDs１０をオンするオン信号により、マイナス電流回路４１を有効にする。その結果、LEDs１０に電力が供給され、LEDs１０は発光する。

特に、LEDs１０の信号線が金属外装部と接触した場合であって、LEDs１０のカソード側の信号先と接地（GND）が挿入部７内で短絡して、駆動電源回路３BからLEDs１０を介して接地（GND）という電流の経路が生じる、単一故障状態の場合、駆動電源回路３Bの電圧値がLEDs１０の順方向電圧よりも小さいため、LEDs１０には異常電流は流れない。

一方、LEDs１０のアノード側の信号線と接地（GND）が挿入部７内で短絡して、駆動電源回路３Bから接地（GND）という電流の経路が生じる、単一故障状態の場合でも、電流制限回路４によって電流が制限され、LEDs１０等が保護される。

以上のような構成によれば、着脱判定用電源回路２１と駆動電源回路３を切り替えるための電気回路およびシステム制御部３の機能部が不要になるため、システム全体を簡素化することができる。

（第６の実施の形態）
図６は、第６の実施の形態に係わる内視鏡装置１Eの構成を示すブロック図である。図６において、第３の実施の形態に係る内視鏡装置１Bと同じ構成要素については、同一の符号を付し、説明は省略する。

本実施の形態における内視鏡装置１Eでは、LED種類判定用電源回路３１と駆動電源回路３を、一つの駆動電源回路３Cに置き換え、かつ、定電流回路６が電流を引き込む先としてマイナス電源回路４１を設けている。すなわち、定電流回路６を流れる電流が、マイナスの電位に向かって流れるように、定電流回路６は、マイナスの電位の端子を有する電源回路であるマイナス電源回路４１に接続されている。また、マイナス電源回路４１は、システム制御部２にも接続されている。システム制御部２は、駆動電源回路３に、LEDs１０の駆動電源回路３Aをオンあるいはオフするためのオン・オフ信号を供給し、マイナス電源回路４１に、LEDs１０をオンあるいはオフするためのオン・オフ信号を供給する。

以上のように、マイナス電源回路４１を追加することによって、駆動電源回路３Cの電圧値は、LEDs１０の順方向電圧よりも小さな値、すなわちLED種類判定用電源回路３１と同じ電圧値とし、LED種類判定用電源回路３１と駆動電源回路３とを一つの電源駆動回路３Cとすることができる。

本実施の形態にかかる内視鏡装置１Eの動作は、第３の実施の形態の内視鏡装置１Bの動作と同等である。

LEDs１０の種類判定を行う場合は、システム制御部２からLEDs１０の駆動電源をオンするオン信号を駆動電源回路３Cに供給し、LEDs１０の種類判定を実施する。その種類判定の方法は、上述した第３の実施の形態で述べた方法と同じである。

種類判定後は、システム制御部２は、種類判定信号に基づき、電流設定回路５に電流値の設定値を設定し、同時に、LEDs１０をオンするオン信号により、マイナス電流回路４１を有効にする。その結果、LEDs１０に電力が供給され、LEDs１０は発光する。

特に、LEDs１０の信号線が金属外装部と接触した場合であって、LEDs１０のカソード側の信号先と接地（GND）が挿入部７内で短絡して、駆動電源回路３CからLEDs１０を介して接地（GND）という電流の経路が生じる、単一故障状態の場合、駆動電源回路３Cの電圧値がLEDs１０の順方向電圧よりも小さいため、LEDs１０には異常電流は流れない。

一方、LEDs１０のアノード側の信号線と接地（GND）が挿入部７内で短絡して、駆動電源回路３Cから接地（GND）という電流の経路が生じる、単一故障状態の場合でも、電流制限回路４によって電流が制限され、LEDs１０等が保護される。

以上のような構成によれば、LED種類判定用電源回路３１と駆動電源回路３を切り替えるための電気回路およびシステム制御部３の機能部が不要になるため、システム全体を簡素化することができる。

次に、上述した各実施の形態に係る電流制限回路の３つの例を図面を用いて説明する。

（電流制限回路の第１の例）
図７は、図１から図６における、電流制限手段としての電流制限回路４の第１の構成例を示す回路図である。図７に示すように、第１の構成例に係る電流制限回路４Aは、複数のトランジスタと複数の抵抗器から構成される。

入力端子INは、抵抗器R1の一端とトランジスタTr1のコレクタに接続される。抵抗器R1の他端は、トランジスタTr1のベースと、トランジスタTr2のコレクタに接続される。トランジスタTr1のエミッタは、トランジスタTr2のベースと、抵抗器R2の一端に接続される。抵抗器R2の他端とトランジスタTr2のエミッタは、出力端子OUTに接続されている。

このような構成では、トランジスタTr1は、抵抗器R1の一端に発生するベース電流によって、常時飽和（ON）状態となる。抵抗器R2には、定電流回路６により設定された電流値の電流が流れ、その電流値と抵抗器R2の抵抗値とで決まる電圧降下が、抵抗器R2の両端に発生する。

電流制限回路４Aに流れる電流の電流値が異常に大きくなって、抵抗器R2における電圧降下がトランジスタTr2のベース・エミッタ間電圧Vbeがスレッシュホールドレベルを超えると、トランジスタTr2が飽和（ON）状態となる。

その結果、トランジスタTr2のベース・エミッタ間電圧Vbeと抵抗器R2とで決まる電流に、LEDs１０に流れる電流は、制限される。

（電流制限回路の第２の例）
図８は、図１から図６における電流制限回路４の第２の構成例を示す回路図である。図８に示すように、第２の構成例に係る電流制限回路４Bは、複数の電界効果トランジスタ（以下、FETという）と複数の抵抗器から構成される。

入力端子INは、抵抗器R11の一端とFET1のソースに接続される。FET1のゲートは、抵抗器R12の一端に接続され、抵抗器R11と抵抗器R12のそれぞれの他端は、FET2のソースに接続される。FET１のドレインは、抵抗器R13の一端とFET2のゲートに接続される。抵抗器R13の他端は、接地（GND）に接続される。FET２のドレインは、出力端子OUTに接続される。

このような構成では、入力端子INにある電圧が印加されると、通常、FET１のソースとドレインの電圧は等しいので、FET1はオフ（OFF）状態である。一方、FET２は、ゲートが抵抗器R13を介して接地（GND）に接続されているので、オン（ON）状態になり、定電流回路６により設定された電流値の電流が流れる。

電流制限回路４Bに流れる電流の電流値が異常に大きくなった場合、抵抗器R11における電圧降下も大きくなる。その電圧降下がFET１のスレッシュホールドレベルを超えると、FET1がオン（ON）状態になる。

FET１がオン（ON）状態になると、FET2のゲートとソースのそれぞれの電位は、等しくなるので、FET2はオフ（OFF）状態となる。FET2がオフ（OFF）状態となると、抵抗器R11における電圧降下が無くなるので、再びFET1がオフ（OFF）状態になり、FET2がオン（ON）状態となる。
従って、電流制限回路４Bに流れる電流の電流値が異常に大きくなった状態が続くと、FET1とFET2は、交互にオンとオフの状態を繰り返すので、出力端子OUTに流れる電流に制限がかかる。

（電流制限回路の第３の例）
図示はしないが、第３の構成例に係る電流制限回路は、PTCサーミスタを用いて構成される。
PTCサーミスタは、周囲温度に応じて抵抗値を変化させるため、トランジスタやFETに比べて、電流を制限するまでの時間が長いが、対象となる発光素子によっては、電流を制限する機能を果たすことができる。通常、PCTサーミスタは、数Ω（オーム）なので、普通の固定抵抗器に比べて、電圧降下等の影響を受けないで、上述したような異常電流を抑えることができる。

なお、以上３つの電流制限回路の例を示したが、制限する電流値、制限がかかるまでの時間等は、保護対象となる発光素子あるいは製品によって異なるので、電流制限回路については、上述した３つの例以外にも、種々の構成が取り得るものである。

以上のように、本実施の形態によれば、電流制限回路４をLEDs１０のアノード側に設けたので、挿入部７において、LEDs１０の信号線が金属製外装部と接触して接地するような単一故障が発生した場合でも、電流制限回路４によって、光学アダプタ８内に流れる電流は制限される。従って、そのような場合であっても、光学アダプタ８内では異常電流が流れないので、LEDS１０が破損したり、基板自体が破損したりするようなことがない。

従って、上述した複数の実施の形態の内視鏡装置によれば、光学アダプタ部の電極が挿入部の金属製外装部に接触するような単一故障が生じた状況にあっても、発光素子が破損しないように保護することができる内視鏡装置を実現することができる。

本発明の第１の実施の形態に係わる内視鏡装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態に係わる内視鏡装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施の形態に係わる内視鏡装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第４の実施の形態に係わる内視鏡装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第５の実施の形態に係わる内視鏡装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第６の実施の形態に係わる内視鏡装置の構成を示すブロック図である。 本発明の各実施の形態に係わる、電流制限手段としての電流制限回路の第１の構成例を示す回路図である。 本発明の各実施の形態に係わる、電流制限手段としての電流制限回路の第２の構成例を示す回路図である。

符号の説明

１ 内視鏡装置、４，４A，4B 電流制限回路、７ 挿入部、８ 光学アダプタ、９、９B 抵抗器、１０ LED

Claims (14)

1. 発光素子を内蔵する光学アダプタを挿入部の先端部に着脱自在な内視鏡装置であって、
   前記発光素子を駆動するための発光素子駆動電源回路と、
   前記発光素子に流れる電流の電流値を所定の電流値に制御する定電流回路と、
   前記発光素子駆動電源回路と前記発光素子との間に設けられ、前記内視鏡の挿入部内を挿通する信号線の単一故障時に、前記発光素子に流れる前記電流を制限する電流制限手段と、
   を有することを特徴とする内視鏡装置。
2. 前記光学アダプタに設けられ、前記発光素子と並列に接続された着脱判定用素子と、
   前記着脱判定用素子に接続され、前記発光素子の着脱を判定するための着脱判定用電源回路と、
   前記着脱判定用素子に接続され、前記発光素子の着脱を判定するための着脱判定回路と、
   をさらに有し、
   前記電流制限手段は、前記発光素子駆動電源回路から前記発光素子への前記電流を制限し、かつ前記着脱判定用電源回路から前記着脱判定用素子への前記電流を制限しないように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記着脱判定用電源回路からの電力を前記着脱判定用素子へ供給し、前記着脱判定回路による前記発光素子の着脱の判定結果に基づいて、前記着脱判定用電源回路から前記着脱判定用素子への電力の供給を、前記発光素子駆動電源回路から前記発光素子への電力の供給へと切り替える制御部をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
4. 前記制御部は、前記着脱判定回路による前記発光素子の着脱の判定結果に基づいて、前記定電流回路の前記所定の電流値の設定を行うことを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置。
5. 前記光学アダプタに設けられ、前記発光素子と並列に接続された種類判定用素子と、
   前記種類判定用素子に接続され、前記発光素子の種類を判定するための種類判定用電源回路と、
   前記種類判定用素子に接続され、前記発光素子の種類を判定するための種類判定回路と、
   をさらに有し、
   前記電流制限手段は、前記発光素子駆動電源回路から前記発光素子への前記電流を制限し、かつ前記種類判定用電源回路から前記種類判定用素子への前記電流を制限しないように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
6. 前記種類判定用電源回路からの電力を前記種類判定用素子へ供給し、前記種類判定回路による前記発光素子の種類の判定結果に基づいて、前記種類判定用電源回路から前記種類判定用素子への電力の供給を、前記発光素子駆動電源回路から前記発光素子への電力の供給への切り替える制御部をさらに有することを特徴とする請求項５に記載の内視鏡装置。
7. 前記制御部は、前記種類判定回路による前記発光素子の種類の判定結果に基づいて、前記定電流回路の前記所定の電流値の設定を行うことを特徴とする請求項６に記載の内視鏡装置。
8. 前記発光素子は、LEDであることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の内視鏡装置。
9. 前記発光素子駆動電源回路の電圧値は、前記発光素子の順方向電圧の電圧値よりも小さな値であり、
   前記定電流回路が電流を引き込む先としてのマイナス電源回路を有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
10. 前記着脱判定用電源回路と前記発光素子駆動電源回路とを一つの電源により構成し、
    前記定電流回路が電流を引き込む先としてのマイナス電源回路を有することを特徴とする請求項２から４のいずれか１つに記載の内視鏡装置。
11. 前記種類判定用電源回路と前記発光素子駆動電源回路とを一つの電源により構成し、
    前記定電流回路が電流を引き込む先としてのマイナス電源回路を有することを特徴とする請求項５から７のいずれか１つに記載の内視鏡装置。
12. 前記電流制限手段は、前記発光素子駆動電源回路に内蔵された過電流保護機能の回路であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１つに記載の内視鏡装置。
13. 前記電流制限手段は、少なくとも抵抗器を備えた回路であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１つに記載の内視鏡装置。
14. 前記電流制限手段は、正特性サーミスタであることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１つに記載の内視鏡装置。

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