JP2009247667A - 内視鏡用光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィラメントランプに流れるラッシュ電流を抑制しつつもピッチショートの発生を有効に避ける。
【解決手段】接続された内視鏡に観察対象を照明するための照明光を供給する内視鏡用光源装置を、該照明光を照射するフィラメントランプと、該フィラメントランプを発光制御する発光制御部と、該フィラメントランプに流れるラッシュ電流のピーク値を該フィラメントランプの定格電流の１．３〜２．０倍で規定される所定範囲に抑えるラッシュ電流抑制手段で構成する。
【選択図】図８

Description

本発明は、光源が照射する照明光を内視鏡に供給する内視鏡用光源装置に関する。

医師が患者の体腔内を観察するときに使用するシステムとして、電子スコープにより体腔内を撮像しモニタを通じて観察するタイプのシステムや、ファイバスコープを通じて直接体腔内を観察するタイプのシステムが一般的に知られている。このような観察システムには、電子スコープやファイバスコープのライトキャリングバンドル（light carrying bundle、以下、「ＬＣＢ」と略記する。）に照明光を入射させて、自然光の届かない体腔内を該ＬＣＢを通じて照明する光源装置が備えられる。このような光源装置には、光源としてキセノンランプ、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搭載されている。

ところで、ハロゲンランプなどのフィラメントランプは、キセノンランプなどの放電ランプと比較して安価である。このため、廉価版の光源装置を製造する場合、光源としてフィラメントランプが適している。しかし、内視鏡用光源装置の光源としてフィラメントランプを採用した場合にはラッシュ電流の問題が懸念される。

ラッシュ電流の問題は次に説明する通りである。すなわち、フィラメントランプのフィラメントはフィラメントランプ消灯時には冷えており、抵抗が低い状態にある。この状態でフィラメントランプに電圧が印加されると、フィラメントに、電流により加熱されて抵抗が高くなるまでの間、過電流、つまりラッシュ電流が流れる。ラッシュ電流は、フィラメントランプの定格電流の１０倍程度（ピーク値）に達するためフィラメントに高い負荷をかけ、フィラメントランプの設計上の寿命前にフィラメントを断線させる虞がある。

そこで、ラッシュ電流によるフィラメントの寿命前の断線を有効に避ける構成を有する内視鏡用光源装置が種々提案されている。このような内視鏡用光源装置の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１には、サーミスタを実装した保護回路を用いて、電源回路からランプに供給される電圧の立ち上がりを抑制する技術、つまりラッシュ電流によるフィラメントの寿命前の断線を有効に避けるための技術が開示されている。
特許第３６３１４０５号公報

フィラメントは加熱されて光を放射するにしたがい、酸化・蒸発して徐々に細り、ある程度細くなった状態でラッシュ電流、つまり高負荷がかかることにより弾けるように断線する。しかし、特許文献１に開示される上記技術を用いてラッシュ電流を抑制しすぎた場合、フィラメントに高負荷がかからない。このためフィラメントはかなり細くなるまで、具体的には、抑制されたラッシュ電流の負荷に耐えられないほど細くなるまで断線しない。このようにフィラメントにかかるラッシュ電流による負荷が低い場合、フィラメントは最終的には勢い無く溶断し、溶断部が弾けること無く隣接する巻線部に溶着する、つまりピッチショートが発生する虞がある。ピッチショートが発生するとフィラメントのインピーダンスが低下して過電流が流れるため、電源回路の異常加熱やフィラメントランプの破裂などのさらなる問題が懸念される。

内視鏡用光源装置の場合、照明光を電子スコープのＬＣＢ入射端近傍で集光させて該入射端に効率良く入射させるため、フィラメントランプは点光源を発光する構成であることが好ましい。このため、内視鏡用光源装置用のフィラメントランプには、フィラメントの巻ピッチの狭いものが適している。ところが、このようなフィラメントランプは隣接する巻線の間隔が狭いため、ピッチショートが発生し易い欠点がある。

そこで、本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、フィラメントランプに流れるラッシュ電流を抑制しつつもピッチショートの発生を有効に避け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。

上記の課題を解決する本発明の一形態に係る内視鏡用光源装置は、接続された内視鏡に観察対象を照明するための照明光を供給する装置であって、該照明光を照射するフィラメントランプと、該フィラメントランプを発光制御する発光制御部と、該フィラメントランプに流れるラッシュ電流のピーク値を該フィラメントランプの定格電流の１．３〜２．０倍で規定される所定範囲に抑えるラッシュ電流抑制手段とを有する。

このようにラッシュ電流のピーク値を所定範囲に抑えることにより、ラッシュ電流によるフィラメントの寿命前の断線を有効に避けるとともに、ラッシュ電流抑制に起因するピッチショートの発生も有効に避けることができる。ピッチショート発生に伴う電源回路の異常加熱やフィラメントランプの破裂などの懸念も無くなる。

ラッシュ電流抑制手段は、より好ましくは、ラッシュ電流のピーク値を定格電流のおよそ１．５倍に抑える。この場合、フィラメントが寿命付近で確実に断線するため、ピッチショートの発生がより有効に避けられる。

さらに、本発明に係る内視鏡用光源装置は、フィラメントランプのフィラメントが断線したことを検知する断線検知手段と、該フィラメントの断線をユーザに報知する報知手段とを有した構成としてもよい。

また、本発明に係る内視鏡用光源装置は、定格電流がそれぞれ異なる複数のフィラメントランプを有する構成としてもよい。この場合、ラッシュ電流抑制手段は、複数のフィラメントランプの各々に対するラッシュ電流のピーク値を所定範囲に抑えるように構成される。

本発明に係る内視鏡用光源装置によれば、ラッシュ電流によるフィラメントの寿命前の断線が有効に避けられるとともに、ラッシュ電流抑制に起因するピッチショートの発生も有効に避けられる。また、ピッチショート発生に伴う電源回路の異常加熱やフィラメントランプの破裂などの懸念も無くなる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態の電子内視鏡システムについて説明する。

図１は、本実施形態の電子内視鏡システム１０の外観図である。図２は、電子内視鏡システム１０のブロック図である。図１および図２に示されるように、電子内視鏡システム１０は、電子スコープ１００、プロセッサ２００、モニタ３００で構成される。なお、図１においては、図面を簡略化するため、本発明に係る特徴的構成を有さないモニタ３００を図示省略する。

図３に、プロセッサ２００の外観を斜視図で示す。プロセッサ２００は、電子スコープ１００からの信号を処理する信号処理装置と、電子スコープ１００のＬＣＢ（図示省略）に照明光を入射させ、自然光の届かない体腔内を該ＬＣＢを通じて照明する光源装置とを内蔵した一体型のプロセッサである。なお、別の実施の形態では信号処理装置と光源装置を別体で構成してもよい。図２においては、図面を簡略化するため、本発明に係る特徴的構成、すなわち光源装置を有するプロセッサ２００の構成要素のみをブロック化して示し、電子スコープ１００とモニタ３００の構成要素は図示省略する。

図１に示されるように、電子スコープ１００の基端部にはコネクタユニット１１０が備えられている。コネクタユニット１１０にはＬＣＢ接続プラグ１１２と信号接続プラグ１１４の二本のプラグが設けられている。ＬＣＢ接続プラグ１１２がプロセッサ２００のＬＣＢ接続ジャック２１２に差し込まれることにより、電子スコープ１００とプロセッサ２００が光学的に接続される。また、信号接続プラグ１１４がプロセッサ２００の信号接続ジャック２１４に差し込まれることにより、電子スコープ１００とプロセッサ２００が電気的に接続される。プロセッサ２００とモニタ３００は所定のケーブルを介して電気的に接続される。

図２に示されるように、プロセッサ２００はシステム電源２２０を有する。システム電源２２０は、商用電源からの電圧を適宜変換して昇圧または降圧し、プロセッサ２００の各回路をはじめとして電子スコープ１００やモニタ３００に電源として供給する。なお、図２では、図面を複雑化させる一部の結線（例えばシステム電源２２０とプロセッサ２００の各回路との結線）は、便宜上図示省略する。

上述したように電子スコープ１００、プロセッサ２００、モニタ３００がそれぞれ接続されて電源が投入されると、術者は、電子内視鏡システム１０を使用して患者の体腔内を検査、施術できるようになる。具体的には、術者は、可撓性を有する電子スコープ１００の挿入部１２０を体腔内に挿入する。そして、電子スコープ１００の操作部１３０を操作して電子スコープ１００の先端部１４０を観察対象近傍に導く。術者は先端部１４０を観察対象に到達させると、操作部１３０を操作するとともにプロセッサ２００の正面に設けられた操作パネル２３０も操作する。術者は、このような操作を行った結果得られる体腔内の映像をモニタ３００上で観察し、検査、施術を行う。

プロセッサ２００は、該プロセッサ２００の筐体２０２に対して回動自在に支持された回転盤４１０を有する。回転盤４１０は、白色光を照射する二灯の光源４１４、４１６を搭載し、ＤＣモータ４１２により回転される。これらの光源４１４、４１６は、キセノンランプよりも安価なフィラメントランプ、例えばハロゲンランプである。

回転盤４１０の回転は、プロセッサ２００全体を統括的に制御する制御回路２４０により制御される。ここで、プロセッサ２００の側面には切替スイッチ４１８が設けられている。術者により切替スイッチ４１８が切り替えられると、切替操作に応じた信号が制御回路２４０に入力される。制御回路２４０は、入力された信号に応じてＤＣモータ４１２をドライブ制御して回転盤４１０を回転させる。回転盤４１０は、切替スイッチ４１８の切替操作に応じて回転され、該操作に応じた光源（光源４１４または４１６の何れか一方）の光軸（後に提示される図４等の光軸４１４ＡＸまたは光軸４１６ＡＸ）が集光レンズ４２０の光軸と一致する位置で停止して保持される。回転盤４１０とその周辺構造（以下、「回転盤周辺構造」と記す。）については後に詳しく説明する。

光源４１４、４１６には商用電源からの電圧がランプ電源４２２を介して供給される。制御回路２４０は、集光レンズ４２０と正対する（より正確には、集光レンズ４２０と光軸が一致する）光源にのみ電圧が供給されるよう、切替スイッチ４１８からの入力信号を監視してランプ電源４２２（より正確には、後に提示される図８のスイッチ回路４２２ｆ）を制御する。このため、電圧供給される光源（光源４１４または４１６の何れか一方）により照射された白色光は、集光レンズ４２０に入射され、該集光レンズ４２０により集光される。集光レンズ４２０により集光された光束は、ＬＣＢ接続プラグ１１２内に保持されたＬＣＢの入射端から該ＬＣＢに入射される。なお、図２においては図面の簡略化のため、信号接続ジャック２１４、および集光レンズ４２０の前面に位置するＬＣＢ接続ジャック２１２を図示省略している。また、ランプ電源４２２は直流定電圧電源であり、詳しくは後に説明する。

ＬＣＢに入射された光束は、該ＬＣＢにより電子スコープ１００の先端まで伝送されて該ＬＣＢの射出端から射出される。そして、先端部１４０の前面に設けられた配光レンズから射出されて観察対象を照明する。該観察対象からの反射光は、先端部１４０の前面に設けられた対物レンズに入射され、該対物レンズのパワーにより先端部１４０に内蔵された撮像素子の受光面（各画素）上で光学像を結ぶ。

撮像素子は、例えばベイヤ型画素配置を有する単板式カラーＣＣＤであり、各画素上で結像した光学像を光量に応じた電荷として蓄積してカラー信号に変換する。変換されたカラー信号は、信号接続プラグ１１４、信号接続ジャック２１４を介して画像処理回路２５０に入力される。なお、フォトカップラ等を使用した絶縁回路が信号接続ジャック２１４の次段に配置され、電子スコープ１００とプロセッサ２００とが電気的に絶縁されている。

画像処理回路２５０に入力されたカラー信号は、画像処理回路２５０により所定の画像処理を施され、コンポジットビデオ信号やＳビデオ信号等のビデオ信号に変換されてモニタ３００に出力される。これにより、患者の体腔内の映像がモニタ３００に表示され、術者は体腔内を観察できるようになる。

次に、回転盤周辺構造、つまり本発明に係る特徴的構成である光源装置について詳細に説明する。

図４に、図３と同じ斜視角度でプロセッサ２００を臨んだときのプロセッサ２００の斜視図を示す。図４では、説明の便宜上、回転盤周辺構造を視認できるよう筐体２０２の一部を開口して示す。図４に示されるように、筐体２０２には基台４３０がねじ止めにより固定されている。また、基台４３０には支持板４３２がねじ止めにより固定されている。支持板４３２は回転盤４１０と集光レンズ４２０の間に配置されている。支持板４３２には、光源４１４または４１６が照射する白色光を通過させる開口部４３２ａｐ（後に提示される図５に図示）が形成されている。

支持板４３２は軸体４３４を受ける軸受を有する。回転盤４１０は、軸体４３４を中心に回転するよう、該軸体４３４を通じて支持板４３２に回転自在に支持されている。なお、基台４３０、支持板４３２はともに、筐体２０２に対して位置が固定された部品であり、プロセッサ２００の筐体設計によっては筐体２０２と一体に形成される。本明細書では、このような筐体２０２に対して位置が固定された部品に支持または固定された部品は、筐体２０２に支持または固定された部品として考える。例えば支持板４３２に設けられた後述の永久磁石４３６などは、筐体２０２に設けられた部品として考える。

図５に、プロセッサ２００の内部構造のうち回転盤周辺構造を斜視図で示す。図５に示されるように、基台４３０には支持板４３８がねじ止めにより固定されている。また、支持板４３８にはソレノイド４４０が取り付けられている。なお、ソレノイド４４０は、図５の斜視角度からは視認できない位置（支持板４３８の背面）に設置されている。

ソレノイド４４０のプランジャ４４０ｐ（後に提示される図６、７に図示）にはアーム部４４２が、さらに、アーム部４４２の先端にはピンチローラ４４４が取り付けられている。ピンチローラ４４４は、図５において図示省略されたＤＣモータ４１２の軸に支持されている。図５においてピンチローラ４４４は、回転盤４１０の側面に所定の負荷をかけた状態で当て付けられている。ピンチローラ４４４は、ＤＣモータ４１２が制御回路２４０のドライブ制御により駆動されると回転し、回転駆動力を回転盤４１０に伝達して該回転盤４１０を回転させる。ピンチローラ４４４の材料には、回転駆動力が回転盤４１０に効率良く伝達され、かつ、回転盤４１０回転時にピンチローラ４４４がスリップしないように、摩擦係数の比較的高いゴム材が適している。より詳細には、ピンチローラ４４４の材料には、上記条件を満たしつつ、かつ、ＤＣモータ４１２のトルクが最小限に抑えられる程度の摩擦係数のゴム材が適している。

図６に、図５と異なる方向（プロセッサ２００の正面側）から回転盤周辺構造を臨んだときの図を示す。図６は、回転盤４１０の回転動作について説明する図であるため、説明の便宜上、回転盤周辺構造が図５よりも簡略化して示される。また図６では、支持板４３２を図示省略する一方、回転盤４１０と対向する支持板４３２の面上に設けられた永久磁石４３６は図示する。図６に示されるように、回転盤４１０は、ピンチローラ４４４が正転方向（矢印ａ方向）に回転すると、矢印Ａ方向に回転する。また、ピンチローラ４４４が逆転方向（矢印ｂ方向）に回転すると、矢印Ｂ方向に回転する。

ここで、支持板４３２と対向する回転盤４１０の面上に磁性ピン４４６、４４８が設けられている。磁性ピン４４６、４４８は、光軸（光軸４１４ＡＸなど）方向に支持板４３２側に突出し、永久磁石４３６と干渉するのに十分な長さを有している。そして、磁性ピン４４６、４４８、および永久磁石４３６は、図６に示されるように、回転盤４１０をプロセッサ２００の正面側から臨んだ状態で軸体４３４を中心とする略同一円（図６中一点鎖線）上に位置するように配置されている。したがって、回転盤４１０が回転すると、磁性ピン４４６または４４８の何れか一方が永久磁石４３６に接触して吸着する。回転盤４１０は、磁性ピン４４６または４４８と永久磁石４３６とが吸着することにより回転が停止され、該吸着力により該停止位置で確実に保持される。

より詳細には、切替スイッチ４１８により光源４１４が選択されると、ピンチローラ４４４が矢印ａ方向に回転して回転盤４１０が矢印Ａ方向に回転する。そして、磁性ピン４４６が永久磁石４３６に接触して吸着する。ここで、磁性ピン４４６は、永久磁石４３６と吸着状態にあるときに光軸４１４ＡＸと集光レンズ４２０の光軸とを一致させる位置に配置されている。また、上述したように、切替スイッチ４１８により光源４１４が選択されると、制御回路２４０の制御により光源４１４のみが点灯して白色光を照射する。このため、光源４１４が照射した白色光が、開口部４３２ａｐを通過して集光レンズ４２０に入射され、該集光レンズ４２０により収束されて電子スコープ１００のＬＣＢに入射される。

また、切替スイッチ４１８により光源４１６が選択されると、ピンチローラ４４４が矢印ｂ方向に回転して回転盤４１０が矢印Ｂ方向に回転する。そして、磁性ピン４４８が永久磁石４３６に接触して吸着する。ここで、磁性ピン４４８は、永久磁石４３６と吸着状態にあるときに光軸４１６ＡＸと集光レンズ４２０の光軸とを一致させる位置に配置されている。また、上述したように、切替スイッチ４１８により光源４１６が選択されると、制御回路２４０の制御により光源４１６のみが点灯して白色光を照射する。このため、光源４１６が照射した白色光が、開口部４３２ａｐを通過して集光レンズ４２０に入射され、該集光レンズ４２０により収束されて電子スコープ１００のＬＣＢに入射される。

なお、磁性ピン４４６と４４８は、回転盤４１０の面上において、図６の一点鎖線の円上に１８０度近くの間隔を空けて配置されている。このため回転盤４１０は、磁性ピン４４６または４４８と永久磁石４３６とが機械的に干渉する構造上、矢印ＡまたはＢの何れの方向にも最大で１８０度近くしか回転できない構成となっている。

ところで、磁性ピン４４６または４４８が永久磁石４３６に接触するまでＤＣモータ４１２を駆動させた場合、接触時の衝撃が大きい。回転盤周辺構造は、該衝撃を緩和するため、次に説明されるように構成されている。

具体的には、回転盤周辺構造はフォトセンサ４５０、４５２を有している。フォトセンサ４５０、４５２は例えばフォトインタラプタであり、発光部と受光部が回転盤４１０を挟んで対向する姿勢で、該回転盤４１０の周辺に並ぶように配置されている。フォトセンサ４５０、４５２はフォトセンサ回路４５４に接続され、該フォトセンサ回路４５４を介して制御回路２４０にセンサ出力を行う。回転盤４１０周辺部には、フォトセンサ４５０、４５２に対応するセンサ検出用穴４５６、４５８が形成されている。

センサ検出用穴４５６は、光軸４１４ＡＸが集光レンズ４２０の略光軸上に配置されたときにフォトセンサ４５０によって検知される位置に形成されている。したがって、回転盤４１０が矢印Ａ方向に回転して磁性ピン４４６が永久磁石４３６に近接すると（別の言い方をすると、磁性ピン４４６が永久磁石４３６に衝突する直前に）、２つのフォトセンサのうちフォトセンサ４５０だけがセンサ検出用穴４５６により透過状態になる。このときのセンサ出力が制御回路２４０に入力されると、制御回路２４０は、後述するように回転盤４１０の側面からピンチローラ４４４を離すとともにＤＣモータ４１２を駆動停止させる。このため回転盤４１０は、実質的に、軸体４３４周りの慣性モーメントのみを受けて矢印Ａ方向に回転する。この結果、磁性ピン４４６と永久磁石４３６は略衝撃無く接触して吸着する。回転盤４１０は、磁性ピン４４６と永久磁石４３６が機械的に干渉するため、矢印Ａ方向にさらに回転することはできない。このため、センサ検出用穴４５６がフォトセンサ４５２による検知位置に到達することはない。フォトセンサ４５０、４５２はそれぞれ、磁性ピン４４６と永久磁石４３６とが吸着しているときにも引き続き透過状態、遮蔽状態にある。

また、センサ検出用穴４５８は、光軸４１６ＡＸが集光レンズ４２０の略光軸上に配置されたときにフォトセンサ４５２によって検知される位置に形成されている。したがって、回転盤４１０が矢印Ｂ方向に回転して磁性ピン４４８が永久磁石４３６に近接すると（別の言い方をすると、磁性ピン４４８が永久磁石４３６に衝突する直前に）、２つのフォトセンサのうちフォトセンサ４５２だけがセンサ検出用穴４５８により透過状態になる。このときのセンサ出力が制御回路２４０に入力されると、制御回路２４０は上記説明と場合と同様に、回転盤４１０の側面からピンチローラ４４４を離すとともにＤＣモータ４１２を駆動停止させる。このため回転盤４１０は、実質的に、軸体４３４周りの慣性モーメントのみを受けて矢印Ｂ方向に回転する。この結果、磁性ピン４４８と永久磁石４３６は略衝撃無く接触して吸着する。回転盤４１０は、磁性ピン４４８と永久磁石４３６が機械的に干渉するため、矢印Ｂ方向にさらに回転することはできない。このため、センサ検出用穴４５８がフォトセンサ４５０による検知位置に到達することはない。フォトセンサ４５０、４５２はそれぞれ、磁性ピン４４８と永久磁石４３６とが吸着しているときにも引き続き遮蔽状態、透過状態にある。

なお、回転盤周辺構造は、各部品の公差を考慮しなければ、光軸４１４ＡＸまたは４１６ＡＸと集光レンズ４２０の光軸とが完全に一致するときに、フォトセンサ４５０の受発光部の中心とセンサ検出用穴４５６または４５８の中心とが完全に一致するように設計されている。変形例としては、センサ検出用穴４５６、４５８それぞれが、設計上、回転方向（矢印Ａ、Ｂ方向）の上流側に僅かにずれて配置されるようにしてもよい。このような設計を採用することにより、回転盤４１０回転時における永久磁石４３６に対する磁性ピン４４６または４４８の近接がより早く検知されるため、永久磁石４３６と磁性ピン４４６または４４８との衝撃がより緩和されることになる。

上述したように制御回路２４０は、ランプ電源４２２を切替スイッチ４１８と連動させて制御して、光源４１４または４１６の何れか一方に電圧を供給している。その変形例として、制御回路２４０がフォトセンサ４５０および４５２のセンサ出力を監視してランプ電源４２２を制御するように構成してもよい。具体的には、制御回路２４０は、フォトセンサ４５０、４５２がそれぞれ透過状態、遮蔽状態にあるときには光源４１４にのみ電圧が供給されるようにランプ電源４２２を制御する。また、フォトセンサ４５０、４５２がそれぞれ遮蔽状態、透過状態にあるときには光源４１６にのみ電圧が供給されるようにランプ電源４２２を制御する。

ここで、例えばプロセッサ２００輸送時や搬送時、あるいは地震が起きた時などに、回転盤４１０は、永久磁石４３６と磁性ピン４４６または４４８との吸着力を上回る振動を受けることがある。このとき永久磁石４３６が磁性ピン４４６または４４８との吸着状態を維持できないため、回転盤４１０が回転し、光軸４１４ＡＸまたは４１６ＡＸと集光レンズ４２０との光軸ずれが発生する。光軸ずれが発生すると電子スコープ１００のＬＣＢに対する照明光の入射光量が減少し、あるいは略０となって体腔内が良好に照明されないため、該体腔内の検査や施術などに支障が生じる。

このような問題を解消すべく制御回路２４０は、フォトセンサ４５０と４５２のセンサ出力を監視している。そして、切替スイッチ４１８により光源４１４（または４１６）が選択されている状態でフォトセンサ４５０（または４５２）が遮蔽状態にあるとき（例えば電源投入時）、または遮蔽状態になったとき（例えば検査、施術中）、光軸４１４ＡＸ（または４１６ＡＸ）が集光レンズ４２０の光軸からずれたことを検知する。制御回路２４０は光軸ずれを検知すると、ＤＣモータ４１２を駆動制御して回転盤４１０を矢印Ａ方向（またはＢ方向）に回転させ、光源４１４（または４１６）を集光レンズ４２０と光軸が一致する位置に復帰させる。このような閉ループ制御により、外的要因による意図しない光軸ずれが速やかに補正され、電子スコープ１００のＬＣＢに対する入射光量の減少などが有効に避けられる。

なお、ＤＣモータ４１２を駆動停止させたときに上記慣性モーメントが小さいため、磁性ピン４４６または４４８と永久磁石４３６とが接触する直前で回転盤４１０の回転が停止する可能性がある。この場合、回転盤４１０は、磁性ピン４４６または４４８と永久磁石４３６との吸着力により保持されないため、外力などにより容易に回転する問題がある。このような問題を生じさせないため、永久磁石４３６には、磁性ピン４４６または４４８が近接さえすれば確実に引き寄せて吸着するほどの磁力を有する材料が選択されている。したがって、磁性ピン４４６または４４８と永久磁石４３６とが接触する直前に回転盤４１０の回転が停止しても、磁性ピン４４６または４４８が永久磁石４３６に引き寄せられて吸着し、回転盤４１０の位置が確実に保持される。なお、永久磁石４３６には、ＥＭＩ（Electromagnetic Interference）に配慮した適切な材料が選択されている。

また、回転盤周辺構造は、次に説明するようにフォールトトレラントを考慮した設計がなされている。具体的には、回転盤４１０が例えばＤＣモータ４１２の故障などにより電動で回転できないときに、該回転盤４１０を手動で容易に回転させられるように構成されている。当該構成について図７（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。図７（ａ）〜（ｃ）は、図６と逆の方向（プロセッサ２００の背面側）からピンチローラ４４４周辺の構造を臨んだときの図である。図７（ａ）〜（ｃ）では、説明の便宜上、図６と同様にピンチローラ４４４周辺の構造が簡略化して示される。

ソレノイド４４０は、制御回路２４０の制御により、切替スイッチ４１８が切り替えられた時にオンされる。そして、フォトセンサ４５０または４５２の何れか一方の透過状態が検知されるとオフされる。

ソレノイド４４０はオフされると、図７（ａ）に示されるように、プランジャ４４０ｐをｃ方向にスライドさせて、アーム部４４２の先端部を回転盤４１０から離す方向に移動させる。これにより、ピンチローラ４４４が回転盤４１０から離れる。このときピンチローラ４４４と回転盤４１０の側面との間の摩擦力が無いため、術者は、回転盤４１０を手動で容易に回転させることができる。

また、ソレノイド４４０はオンされると、図７（ｂ）、（ｃ）に示されるように、プランジャ４４０ｐをｄ方向にスライドさせて、アーム部４４２の先端部、つまりピンチローラ４４４を回転盤４１０側に移動させる。ソレノイド４４０は、ピンチローラ４４４が所定位置、具体的には、回転盤４１０の側面に押し当たって所定の負荷をかける程度の位置まで移動されるようにプランジャ４４０ｐをスライドさせる。これにより、ピンチローラ４４４と回転盤４１０の側面との間に所定の摩擦力が発生する。このため、ピンチローラ４４４は、ＤＣモータ４１２の回転駆動力を回転盤４１０に伝達できるようになる。

すなわちピンチローラ４４４は、回転盤４１０を電動で回転させるときに限り（具体的には、切替スイッチ４１８が切り替えられてからフォトセンサ４５０または４５２の何れか一方の透過状態が検知されるまでの期間）、回転盤４１０の側面に当て付けられている。切替スイッチ４１８が切り替えられるのは、使用されていた光源が故障などで消灯した場合に限られる。したがって、ピンチローラ４４４と回転盤４１０の側面は通常離れている。術者は、ＤＣモータ４１２の故障などにより回転盤４１０が電動で回転されないとき、筐体２０２の一部を取り外して回転盤周辺構造を露出させ、該回転盤４１０を手動で容易に回転させることができる。

このように回転盤４１０を回転させるアクチュエータとしてＤＣモータ４１２を採用したことにより、光源装置（回転盤周辺構造）のコストを抑えることができ、構成が簡略化される。また、ステップモータ採用時における複雑なパルス制御が不要であるため、設計が容易になるメリットが享受される。また、ＤＣモータ４１２の回転駆動力を伝達する伝達機構として、特許文献１のような歯車でなくピンチローラが採用されている。このため、光源装置の構成のさらなる簡略化が達成されている。

ここで、光源４１４および４１６はハロゲンランプであるため、ラッシュ電流によりフィラメントが寿命前に断線する虞がある。このようなフィラメントの断線を有効に避けるため、ランプ電源４２２は次に説明するように構成されている。

図８に、ランプ電源４２２の回路構成をブロック図で示す。図８に示されるように、商用電源から供給される交流電源は、ランプ電源４２２の整流平滑回路４２２ａに入力される。整流平滑回路４２２ａは整流ブリッジおよび平滑コンデンサを有し、該交流電源を整流、平滑化して変圧回路４２２ｂに出力する。変圧回路４２２ｂは降圧トランスおよびトランジスタ（ＦＥＴ）を有する。変圧回路４２２ｂは、トランジスタ（ＦＥＴ）を高速でスイッチさせて整流平滑回路４２２ａからの入力を高周波電圧にし、降圧トランスにより降圧して整流平滑回路４２２ｃに出力する。整流平滑回路４２２ｃはダイオードおよび平滑コンデンサを有し、変圧回路４２２ｂからの入力を整流、平滑化してソフトスタート回路４２２ｅに出力する。整流平滑回路４２２ｃの出力は、コンパレータ４２２ｄにも入力される。コンパレータ４２２ｄは、整流平滑回路４２２ｃからの入力と参照値とを比較し、比較結果に基づいて変圧回路４２２ｂのトランジスタ（ＦＥＴ）をスイッチング制御する。これにより、整流平滑回路４２２ｃから安定化された定電圧電源が出力されるようになる。

光源４１４や４１６が整流平滑回路４２２ｃの次段に配置される場合、電源投入時などの光源４１４や４１６のフィラメントが冷えている状態では、上述したように、過大なラッシュ電流によるフィラメントの寿命前の断線が懸念される。そこで、ソフトスタート回路４２２ｅが整流平滑回路４２２ｃの次段に配置されている。ソフトスタート回路４２２ｅは、各光源に印加される電圧の立ち上がりを抑制して、フィラメントに流れるラッシュ電流のピーク値を各光源の定格電流の２．０倍以下に抑える。これにより、フィラメントにラッシュ電流による高負荷がかからず、フィラメントの寿命前の断線が有効に回避される。

しかし、ソフトスタート回路４２２ｅにより各光源に印加される電圧の立ち上がりを抑制しすぎると、今度は、ピッチショートが発生する虞が出てくる。各光源は、照明光を電子スコープ１００のＬＣＢ入射端に効率良く入射させられるようにフィラメントの巻ピッチが狭い構成となっている。したがって、該電圧の立ち上がりを抑制した場合にピッチショートが発生する可能性が高い。そこで、ソフトスタート回路４２２ｅは、フィラメントに流れるラッシュ電流のピーク値が各光源の定格電流の１．３倍以上となるように、各光源に印加される電圧の立ち上がりを調整する。これにより、電源投入時などにラッシュ電流による適度な負荷がフィラメントにかかり、フィラメントがピッチショートを起こさずに確実に断線することになる。また、ピッチショートを有効に避けることにより、ピッチショートに起因するランプ電源４２２の異常加熱や光源４１４や４１６の破裂なども発生しない。

また、フィラメントが寿命付近で断線しない場合にはフィラメントが細り、ピッチショートが発生し易くなる。このため、フィラメントは寿命付近で断線するのが好ましい。そこで、ソフトスタート回路４２２ｅは、ラッシュ電流のピーク値を各光源の定格電流の１．５倍程度に抑制する。この場合、フィラメントがピッチショートを起こさずに寿命付近で確実に断線されることが実証されている。

また、光源毎に定格電流が異なる場合、ソフトスタート回路４２２ｅによる立ち上がり電圧の調整具合も光源毎に異なる。このように光源毎に定格電流が異なる場合も、何れの光源に対してもラッシュ電流のピーク値が定格電流の１．５倍程度、あるいは１．３〜２．０倍で規定される範囲に抑えられる。

制御回路２４０は、上述したようにランプ電源４２２のスイッチ回路４２２ｆを制御することにより、光源４１４または４１６を択一的に発光制御する。スイッチ回路４２２ｆと光源４１４、４１６との間にはそれぞれ、断線検知用の抵抗が入れられている。制御回路２４０は、各抵抗間の電圧を測定することにより各光源のフィラメントの断線を検知する。ピッチショートが発生しないため、各光源のフィラメントの断線は該抵抗を用いて確実に検知することができる。制御回路２４０は、操作パネル２３０を用いて光源４１４または４１６が断線したことを術者に報知する。

以上が本発明の実施形態の説明である。本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば光源装置に搭載される光源は二灯に限定されない。例えば一灯としてもよく、あるいは三灯以上としてもよい。

また、各光源のフィラメントに流れるラッシュ電流のピーク値の上限値または下限値は、コンパレータ４２２ｄによる上記トランジスタ（ＦＥＴ）のスイッチング制御によっても規制することができる。また、該スイッチング制御とソフトスタート回路４２２ｅによる電圧の立ち上がり調整とを適宜に組み合わせることによっても規制することができる。

また、磁性ピン４４６、４４８を硬磁性体（すなわち永久磁石）とし、永久磁石４３６を軟磁性体（すなわち磁性体）としてもよい。

また、電子内視鏡システム１０は、面順次方式に対応した構成としてもよい。この場合、支持体４３２と集光レンズ４２０との間に回転式カラーフィルタが配置されることになる。

また、フォトセンサやセンサ検出用穴は、本実施形態の配置や構成、設置数などに限定されない。例えばセンサ検出用穴４５６と４５８は、透過させる光量が互いに相違するよう、異なる形状やサイズを有したものとしてもよい。この場合、制御回路２４０は、フォトセンサの出力値に基づいて回転盤４１０の回転角度を検知することができる。

また、制御回路２４０は、回転盤４１０が回転して磁性ピン４４６または４４８が永久磁石４３６に近接した時、ピンチローラ４４４が回転盤４１０の側面から離れる、または、ＤＣモータ４１２が駆動停止する、の何れか一方の動作が行われるようにソレノイド４４０またはＤＣモータ４１２を制御する構成としてもよい。

本発明の実施の形態の電子内視鏡システムの外観図である。 本発明の実施の形態の電子内視鏡システムのブロック図である。 本発明の実施の形態の電子内視鏡システムが有するプロセッサの外観斜視図である。 本発明の実施の形態のプロセッサの内部構造を示す斜視図である。 本発明の実施の形態のプロセッサの内部構造のうち回転盤周辺構造を示す斜視図である。 本発明の実施の形態の回転盤周辺構造を示す正面図である。 本発明の実施の形態のピンチローラ周辺の構造を示す図である。 本発明の実施の形態のプロセッサのランプ電源の回路構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０ 電子内視鏡システム
１００ 電子スコープ
２００ プロセッサ
２０２ 筐体
２１２ ＬＣＢ接続ジャック
２４０ 制御回路
３００ モニタ
４１０ 回転盤
４１２ ＤＣモータ
４１４、４１６ 光源
４１８ 切替スイッチ
４２０ 集光レンズ
４２２ ランプ電源
４２２ａ、４２２ｃ 整流平滑回路
４２２ｂ 変圧回路
４２２ｄ コンパレータ
４２２ｅ ソフトスタート回路
４２２ｆ スイッチ回路
４３０ 基台
４３２、４３８ 支持板
４３４ 軸体
４３６ 永久磁石
４４０ プランジャ
４４２ アーム部
４４４ ピンチローラ
４４６、４４８ 磁性ピン
４５０、４５２ フォトセンサ
４５４ フォトセンサ回路
４５６、４５８ センサ検出用穴

Claims (4)

1. 接続された内視鏡に観察対象を照明するための照明光を供給する内視鏡用光源装置において、
   前記照明光を照射するフィラメントランプと、
   前記フィラメントランプを発光制御する発光制御部と、
   前記フィラメントランプに流れるラッシュ電流のピーク値を該フィラメントランプの定格電流の１．３〜２．０倍で規定される所定範囲に抑えるラッシュ電流抑制手段と、
   を有したことを特徴とする内視鏡用光源装置。
2. 前記ラッシュ電流抑制手段は、前記ラッシュ電流のピーク値を前記定格電流のおよそ１．５倍に抑えることを特徴とする、請求項１に記載の内視鏡用光源装置。
3. 前記フィラメントランプのフィラメントが断線したことを検知する断線検知手段と、
   前記検知された断線をユーザに報知する報知手段と、
   をさらに有することを特徴とする、請求項１または請求項２の何れかに記載の内視鏡用光源装置。
4. 前記フィラメントランプは定格電流がそれぞれ異なる複数のフィラメントランプであって、
   前記ラッシュ電流抑制手段は、前記複数のフィラメントランプの各々に対する前記ラッシュ電流のピーク値を前記所定範囲に抑えることを特徴とする、請求項１に記載の内視鏡用光源装置。

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