JP2010012035A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤ照明部を構成する直列接続のＬＥＤの個数に応じた駆動電圧を発生することにより、その個数が異なる場合にも、不要な電力消費を抑制する内視鏡装置を提供する。
【解決手段】内視鏡ユニット３の挿入部の先端部には、レンズ、ＬＥＤ照明部１３Ａ及び識別部１５Ａが搭載された光学アダプタ９Ａが交換可能に装着される。識別部１５Ａの抵抗ＲＡは光学アダプタ種別識別部２３により識別され、その情報によりＣＰＵ２４は、ＬＥＤ駆動回路２１を構成する可変電圧源としてのレギュレータ部３１の可変抵抗Ｒ２の抵抗値をＬＥＤ照明部１３Ａの直列接続のＬＥＤ１４の個数に対応した駆動電圧を発生する値に設定する。また、駆動電流が、ＬＥＤ照明部１３Ａに応じた一定の電流値となるように制御される。
【選択図】図２

Description

本発明は、パイプ内部、ジェトエンジン内部、ボイラ内部の検査等を行うための内視鏡装置に関する。

近年、内視鏡は医療用分野及び工業用分野において広く用いられるようになっている。図１０は、従来の工業用内視鏡装置６１の外観図である。工業用内視鏡装置６１は、メインユニット６２と、このメインユニット６２に装着される内視鏡ユニット６３とからなる。内視鏡ユニット６３は、被検体内部に挿入される可撓性の挿入チュープからなる挿入部６４と、この挿入部６４の後端に設けられた操作部６５と、この操作部６５から延出されたケーブル６６とを有し、このケーブル６６の端部のコネクタ６７がメインユニット６２に装着される。
挿入部６４の先端部６８にはＣＣＤやＣＭＯＳなどの操像素子が取り付けられる。撮像素子の前面には、被検体からの反射光を集光して撮像素子に結像するためのレンズが設けられている。
また、このレンズの焦点距離、Ｆ値、視野角などの特性を替えられるように、先端部６８に光学ユニットとしての光学アダプタ６９を着脱自在に取り付けられるようにした構造のものもある。

撮像素子からの映像信号は、メインユニット６２に送られ、モニタ用のＬＣＤ７１に被検体を撮像した画像が内視鏡画像として表示される。また、挿入部６４の先端側は、湾曲可能な構造となっており、その湾曲量を調整したり、或いは装置本体のメニュー操作を操作部６５において行うことができる。
更に、良好な観察画像を得るため照明手段が用いられる。メインユニット６２内に設けられたランプ光源から出射された光を光ファイバーなどのライトガイドを使って挿入部６４の先端まで導く方法や、挿入部６４の先端部６８に白色ＬＥＤを設けて発光させる方法などがある。
上述したようにレンズを交換できるタイプの内視鏡ユニット６３の場合には、レンズを含む光学アダプタ６９に照明用の発光ダイオード（ＬＥＤと略記）を用いたＬＥＤ照明部を実装することもある。
光学アダプタ６９の内部にＬＥＤ照明部を実装するタイプの内視鏡ユニット６３の場合、光学アダプタ６９の選択によりＬＥＤ照明部のＬＥＤの数量が制限されることもある。光学アダプタ６９には前述したように焦点距離や視野角、視野方向を変えた種々のタイプがある。
内包されるレンズや他機構部品の構造は異なっており、ＬＥＤが実装できる面積が光学アダプタ６９により異なることがある。また、焦点距離の特性から必要な照明光量が異なることなども想定されるため、光学アダプタ６９の形状や特性に併せてＬＥＤの数量を変えることが多い。
以上のように、最近の内規鏡製品では幾つかの種類がある挿入部６４や光学アダプタ６９のそれぞれの仕様に合わせて、照明用ＬＥＤの数量を変えて最適な照明光景を得るような設計がなされている。

ところで、ＬＥＤの発光制御は、ＬＥＤの発光量と印加される電流量が良い相関関係となるため、一定の電流を供給する駆動回路(の定電流回路)を使うことが一般的である。
特許文献１により開示されている典型的なＬＥＤ駆動回路例を図１１に示す。
複数のＬＥＤ７０を直列、および、並列に接続して形成されるＬＥＤ照明部７１のアノード側は、安定した一定の電圧を発生する定電圧源７２に接続され、カソード側には駆動電流を定電流に制御する定電流回路として機能する定電流駆動回路７３に接続される。
この定電流駆動回路７３は、図示しないシステム制御部に設けられたＤＡコンバータなどのアナログ信号発生手段よりＬＥＤ駆動電流を指示する（駆動電流）指示電圧Ｖｄが入力される。

また、定電流駆動回路７３には駆動電流を検出する検出抵抗７４と、ＬＥＤ照明部７１の駆動ラインのインピーダンスを調整するトランジスタなどのハイパワー半導体素子７５と、上記指示電圧Ｖｄと前記検出抵抗７４で検出した検出電圧との差分を増幅するオペレーショナルアンプ（オペアンプと略記）７６とが含まれる。
この定電流駆動回路７３は、ＬＥＤ照明部７１のＬＥＤ７０に駆動電流が流れた場合に、前記差分の電圧が絶えずOＶとなる(指示電圧Ｖｄと検出抵抗７４の両端電圧が等しくなる)ように前記ハイパワー半導体素子７５のインピーダンスを可変するように動作する。
その結果、下式（１）の関係が絶えず成立する。
指示電圧＝検出抵抗＊駆動電流 （１）
なお、特許文献１においては、システム制御部は、画像の明るさに応じて上記指示電圧Ｖｄを可変設定することにより、ＬＥＤ照明部７１のＬＥＤ７０に流れる駆動電流を可変制御することを開示している。

しかし、定電圧源７２は、直列接続するＬＥＤ７０の個数が異なる場合でも、一定の電圧を発生する。このため、以下に説明するようにこのＬＥＤ駆動回路（より具体的にはハイパワー半導体素子７５）が不要な電力消費をしてしまう場合が発生する。

一方、各ＬＥＤ７０は、一般的なダイオードと同様、駆動電流が流れる方向と同一の方向に、ダイオードに固有の閾電圧ｖｆ以上の電圧を印加する必要がある。
閾電圧ｖｆ以下の電圧では電流は流れない。照明用のＬＥＤ７０として広く使用される白色のＬＥＤの場合、室温で閾電圧ｖｆ＝3.5Ｖ程度である。また、温度変化が大きく、低温時に閾電圧ｖｆが大きくなる傾向を示し、最悪の場合を考慮すると、閾電圧ｖｆとして4、OＶ程度を見込む必要がある。
このＬＥＤを複数個直列に接続することになる。挿入部の径が太<、照明光量が大きい場合に、最大の６個程度の直列接続が必要となる。
したがって、アノード側に接続する電源の出力電圧はそれら最大の条件を満足し、それに加えて定電流駆動回路７３での電圧降下分を考慮したものとする必要がある。このため、大凡、30Ｖ程度の電圧となる。
逆に、ＬＥＤ７０の使用数量が少ないケースではＬＥＤ７０の数が１個ということもあり、温度特性等を考慮するＬＥＤ７０の両端電圧は3.0Ｖ程度となる。アノード側に接続された定電圧源７２からの電圧30ＶからＬＥＤ７０での電圧降下3.0Ｖを差し引いた分の残りの電圧が定電流駆動回路７３に印加される。
主にハイパワー半導体素子７５の両端電圧は、電界効果形トランジスタ（ＦＥＴ）を使用した場合にはドレイン−ソース間、バイポーラ形トランジスタを用いた場合にはコレクタ−エミッタ間の電圧として発生する。この部分で消費される電力は、概算で25Ｖ x 20ｍＡ x 2並列＝１Ｗ程度となる。
ハイパワー半導体素子７５を選定する場合には、前記の最大消費電力１Ｗを満足する定格のものとする必要がある。
特に近年の内視鏡製品では耐環境性や可搬性を重視する傾向があり、筐体が密閉構造で小型となり、また、砂漠などの劣悪な環境での使用も想定されるため使用環境温度も高くなっている。
特開2007-117486号公報

したがって、想定されるハイパワー半導体素子７５の周囲温度も高くなるため、前記最大消費電力と温度の条件を考慮するとかなり大きな部品を選定するか、もしくは、放熱部材の追加などが必要となる。
これは、内視鏡装置を小型化することと相反するものである。また、ハイパワー半導体素子７５自身の発熱が周囲へ及ぼす影響も無視できない。更にバッテリ駆動の内視鏡装置の場合、内視鏡装置の動作時間を極力長くすることが望ましく、ＬＥＤ駆動回路部分での不要な電力消費は極力小さくすることが望ましい。
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、ＬＥＤ照明部を構成する直列接続で使用されるＬＥＤの個数に応じた駆動電圧を発生することにより、ＬＥＤの個数が異なる場合にも、不要な電力消費を抑制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、挿入部の先端部に着脱自在に設けられ、少なくとも直列接続されるＬＥＤの個数が変更可能、又は挿入部の先端部に一体的に設けられ、該挿入部の変更により少なくとも直列接続されるＬＥＤの個数が変更可能なＬＥＤ照明部と、前記挿入部の先端部に前記ＬＥＤ照明部により照明された被写体からの反射光を受光して撮像する撮像素子とを備えた内視鏡と、前記ＬＥＤ照明部を構成する直列接続のＬＥＤの個数に応じた駆動電圧を前記ＬＥＤ照明部に印加して、前記ＬＥＤを発光させる可変電圧源と、前記ＬＥＤ照明部を構成するＬＥＤを発光駆動する駆動電流を一定の電流値となるように制御する定電流駆動回路部と、を備えたＬＥＤ駆動回路と、を具備したことを特徴とする。

本発明によれば、ＬＥＤ照明部を構成する直列接続のＬＥＤの個数に応じた駆動電圧を、前記ＬＥＤ照明部に印加することにより、ＬＥＤの個数が異なる場合にも、不要な電力消費を抑制できる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
（実施例１）
図１から図４は本発明の実施例１に係り、図１は本発明の実施例１の内視鏡装置の全体構成を示し、図２は図１におけるＬＥＤ駆動回路の回路構成とこれに関連する周辺部を示し、図３は検知抵抗の構成例を示し、図４は本実施例において使用される各種の光学アダプタ等の情報を格納したテーブルデータを示す。
図１に示す本発明の実施例１の内視鏡装置１は、図１１の工業用内視鏡装置６１と類似した構成の工業用内視鏡装置である。この内視鏡装置１は、メインユニット（或いは内視鏡装置本体ユニット）２と、このメインユニット２に着脱自在に接続される内視鏡ユニット（或いはスコ一プユニット）３とを有する。
内視鏡ユニット３は、可撓性を有する長尺の挿入チューブからなる挿入部４と、この挿入部４の後端に設けられ、使用者が操作を行う操作部５と、この操作部５から延出されたケーブル６とを有し、このケーブル６の端部のコネクタ７は、メインユニット２に着脱自在に接続される。

なお、図１の内視鏡装置１は、ここで示す内視鏡ユニット３の他に、例えば挿入部４の長さや、挿入部４の太さ（外径）が異なる図１は示していない内視鏡ユニットを、共通のメインユニット２に装着して使用することもできる。
また、本実施例に係る内視鏡ユニット３においては、挿入部４の先端部８には、各種の光学ユニットとしての光学アダプタ９Ａ，９Ｂ、…を着脱自在に装着して使用することができる。
図１では、先端部８に光学アダプタ９Ａを装着した例で示している。
この挿入部４の先端部８には、撮像素子として例えば電荷結合素子（ＣＣＤと略記）１１が取り付けられている。

このＣＣＤ１１の前面には、被写体（或いは被検体）からの反射光を集光してＣＣＤ１１の撮像面に結像するためのレンズ１２Ｉ（Ｉ＝Ａ，Ｂ，…）を内包した交換式の光学アダプタ９Ｉが図示しないマウント手段により装着される。
光学アダプタ９Ｉとしては、レンズ１２Ｉの焦点距離、Ｆ値、視野角等の特性が異なる幾つかのタイプのものが用意されており、使用者が用途等に応じて選択し、取替えて使用可能になっている。
また、光学アダプタ９Ｉには、レンズ１２Ｉの特性に応じて照明を行う照明手段としての発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いたＬＥＤ照明部（図１ではＬＥＤと略記）１３Ｉが、レンズ１２Ｉに隣接して設けられている。

ＬＥＤ照明部１３Ｉは、このＬＥＤ照明部１３Ｉを内包する光学アダプタのレンズ１２Ｉの特性や挿入部４の形状毎に応じて、適切な数量、配線方法にて単数又は複数個のＬＥＤ１４（図２参照）が実装されている。
そして、このＬＥＤ照明部１３Ｉを構成するＬＥＤ１４（図２参照）の発光による照明光により、レンズ１２Ｉで結像する視野角の範囲をカバーするように被写体側を照明するように設定される。
また、この光学アダプタ９Ｉ内にはレンズ１２Ｉの他に、その光学アダプタ９Ｉの種別を識別（判定）するための識別部１５Ｉとしての抵抗が実装されている。このため、識別部１５Ｉの抵抗の抵抗値ＲＩ（図２参照）は、種別が異なる光学アダプタ９Ｉに応じて設定されている。

挿入部４の先端部８に配置されたＣＣＤ１１は、挿入部４内を挿通された信号線により、内視鏡ユニット３内の例えばコネクタ７内に配置されたＣＣＤ処理部１６と接続される。このＣＣＤ処理部１６は、ＣＣＤ駆動信号をＣＣＤ１１に印加して、ＣＣＤ１１により光電変換された被写体を撮像した撮像信号をＣＣＤ１１から出力させる。
また、ＣＣＤ処理部１６は、入力されるこの撮像信号に対して相関二重サンプリング処理を行い、信号成分を抽出してＣＣＤ１１に結像された被写体像に対応する画像信号（或いは映像信号）を生成し、メインユニット２内の画像信号処理部１７に出力する。
画像信号処理部１７は、ＣＣＤ処理部１６から入力される画像信号に対して画像表示モニタとしてのＬＣＤ１８に画像表示するための各種の画像信号処理を行い、生成した画像信号をＬＣＤ１８に出力する。そして、ＬＣＤ１８の表示面にはＣＣＤ１１に結像された被写体像が内視鏡画像として表示される。

また、画像信号処理部１７は、撮像した被写体の画像を記録するための圧縮処理等を施して、画像記録部１９に出力し、画像記録部１９を構成するＵＳＢメモリ等の記録メディアに画像を記録することができるようにしている。
また、上記ＬＥＤ照明部１３Ｉは、例えば内視鏡ユニット３内（図１の例では例えばコネクタ７内）に設けられたＬＥＤ駆動回路２１と挿入部４内を挿通された駆動線により接続され、このＬＥＤ照明部１３ＩにはＬＥＤ駆動回路２１から、そのＬＥＤ照明部１３Ｉを構成する直列接続のＬＥＤ１４の個数に応じて駆動電圧が印加される。
つまり、ＬＥＤ駆動回路２１は、ＬＥＤ照明部１３Ｉにおける直列接続のＬＥＤ１４の個数が異なる場合には、その個数に応じた駆動電圧を生成して、その駆動電圧をＬＥＤ照明部１３Ｉに印加し、発光させる。
また、後述するようにＬＥＤ駆動回路２１は、ＣＰＵ２４の制御によりＬＥＤ照明部１３Ｉを構成するＬＥＤ１４の直列接続の配列個数（並列個数）等に応じた駆動電流が、そのＬＥＤ照明部１３Ｉに流れるように調整する。

このＬＥＤ駆動回路２１は、メインユニット２内に設けられた電源部２２からその動作に必要な電気エネルギ（電力）が供給される。なお、この電源部２２は、画像信号処理部１７等、各部の動作に必要な電気エネルギを供給する。
また、識別部１５Ｉは、挿入部４内を挿通された信号線により、例えばコネクタ７内に設けた光学アダプタ種別識別部（或いは光学アダプタ種別判定部）２３と接続され、この光学アダプタ種別識別部２３は、識別部１５Ｉの抵抗値ＲＩを検知し、検知した結果をメインユニット２内に設けた制御手段としてのＣＰＵ２４に送信する。
また、ＬＥＤ駆動回路２１は、このＣＰＵ２４からの指示に応じて、ＬＥＤ照明部１３Ｉに印加する駆動電圧（出力電圧）と駆動電流を切り替える。

より具体的には、ＬＥＤ駆動回路２１は、ＣＰＵ２４からの指示により、ＬＥＤ照明部１３Ｉを構成するＬＥＤ１４の直列接続の個数や、直列接続の配列個数に応じて、その場合の発光駆動に適した駆動電圧及び駆動電流に可変設定或いは調整する。
また、上述したように挿入部４は、その長さや太さが異なる幾つかのタイプがあり、それを識別するための挿入部種別識別部２５が、各内視鏡ユニット３内に設けられている。 具体的には、挿入部種別識別部２５は、ＥＥＰＲＯＭ等のメモリや、簡易的にディップスイッチの設定等により実現することもある。例えば、製造工場側において、挿入部種別識別部２５は、その内視鏡ユニット３に応じて適切な設定状態に設定されて出荷される。この挿入部種別識別部２５による挿入部識別データも、ＣＰＵ２４に送信される。

ＣＰＵ２４は、光学アダプタ種別識別部２３による識別結果の情報（識別情報）と挿入部種別識別部２５による挿入部識別結果の情報によって、ＬＥＤ駆動回路２１の制御を行う。
この場合、識別部１５Ｉによる識別情報は、少なくともＬＥＤ照明部１３Ｉを構成するＬＥＤ１４の直列接続の個数を含む情報を含み、ＣＰＵ２４は、この情報によりＬＥＤ１４の直列接続の個数に応じた駆動電圧、つまり不要な電力消費を抑制する適切な駆動電圧を発生するように検知抵抗としての可変抵抗Ｒ２の抵抗値を可変（変更）設定する。
次に、図２を参照してＬＥＤ駆動回路２１の詳細を説明する。なお、図２は光学アダプタ９Ｉが９Ａの場合として、その電気系部分のみを示している。
また、この場合のＬＥＤ照明部１３Ａは、６個のＬＥＤ１４が直列接続されたものが２組並列に接続されて構成されている。
そして、ＬＥＤ駆動回路２１は、ＬＥＤ照明部１３Ａのアノード部に、その場合の直列接続のＬＥＤ１４の個数（この場合６個）に応じて、所定の電圧を印加する可変電圧源としてのレギュレータ部３１と、ＬＥＤ照明部１３Ａのカソード側から電流が流入され、ＬＥＤ照明部１３Ａに流れる駆動電流を一定の電流値となるように制御する定電流駆動回路部３２とからなる。

定電流駆動回路部３２は、ＬＥＤ照明部１３Ａに流れる駆動電流を検出する検出抵抗３３と、ＬＥＤ照明部１３Ａの駆動電流ラインのインピーダンスを調整するハイパワー半導体素子としての（バイポーラ形）トランジスタ３４と、駆動電流の指示電圧Ｖａと前記検出抵抗３３で検出した検出電圧との差分を増幅するオペレーショナルアンプ（オペアンプと略記）３５とを含む。
また、このオペアンプ３５の非反転入力端子には、ＣＰＵ２４から上記指示電圧Ｖａのアナログ信号が印加され、このオペアンプ３５の反転入力端子には、トランジスタ３４のエミッタと検出抵抗３３との接続部の電位が印加される。なお、ハイパワー半導体素子としては、（バイポーラ形）トランジスタ３４に限らず、例えば電界効果形トランジスタ（ＦＥＴ）でも良い。

この定電流駆動回路部３２は、ＬＥＤ照明部１３Ａの各ＬＥＤ１４に駆動電流が流れた場合に、前記差分の電圧が絶えずOＶとなる(指示電圧Ｖａと検出抵抗３３の両端電圧が等しくなる)ように前記トランジスタ３４のインピーダンスを可変制御するように動作する。 つまり、この定電流駆動回路部３２は、ＬＥＤ照明部１３Ｉ（を構成するＬＥＤ１４を発光駆動のため）に流れる駆動電流を、指示電圧Ｖａに応じた値となるように制御する。 なお、図２には示していないがＣＰＵ２４は、Ｄ／Ａコンパ一夕を内包しており、上記駆動電流の指示電圧Ｖａに相当するアナログ信号をオペアンプ３５に出力することで、駆動電流の値を任意に（実際には複数の値に）制御可能としている。
一方、レギュレータ部３１は、電源部２２の出力端子とＬＥＤ照明部１３Ａのアノード間に設けられたコンデンサ４１、コイル４２、ダイオード４３、コンデンサ４４、スイッチング制御素子４５、スイッチング素子(ＦＥＴ)４６とからなる一般的な昇圧型のスイッチングレギュレータを用いて構成される。

そして、この昇圧型のスイッチングレギュレータにおけるＦＥＴ４６のＯＮ／ＯＦＦをスイッチング制御素子４５により制御し、コイル４２−コンデンサ４４のエネルギ充放電の操作を繰り返すことによって、コンデンサ４４部分に電源部２２から入力される電圧よりも高いＤＣ出力電圧を発生して出力することができるようにしている。
また、このレギュレータ部３１は、このスイッチングレギュレータにより発生されるＤＣ出力電圧を、直列接続の抵抗Ｒ１及び（ＣＰＵ２４からの信号でその抵抗値が可変設定される）可変抵抗Ｒ２により分圧（電圧分割）して、その分圧した電圧Ｖｂをスイッチング制御素子４５の出力電圧制御用入力端子に（印加するように）フィードバックしている。
そして、このフィードバックされた電圧Ｖｂをスイッチング制御素子４５の内部の基準電圧と比較し、その差分電圧に応じて前記ＦＥＴ４６をＯＮ／ＯＦＦ制御のデューティー比を変えることで、所望の出力電圧を安定して得ることができるようにしている。

つまり、抵抗Ｒ１と、出力電圧を検知する検知抵抗としての可変抵抗Ｒ２の比率により出力電圧が決められる構成となっている。ここで、可変抵抗Ｒ２は、ＣＰＵ２４からの（指示信号としての）指示電圧Ｖｃに応じてその抵抗値を可変設定することができる構成となっている。
この可変抵抗Ｒ２は、電子ボリュームのような８ビット程度のデジタル信号で抵抗値を制御する方法でも良いし、スイッチ素子と複数の抵抗とにより、スイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦ状態を制御し、合成される抵抗値を可変制御する方法でも良い。
図３は例えばスイッチ素子としてのマルチプレクサ４８ａと複数の抵抗４９ａ、４９ｂとにより形成した可変抵抗Ｒ２の１例を示す。
抵抗Ｒ１と直列接続される抵抗４９ａは複数個が直列接続され、各接続点はマルチプレクサ４８ａの端子に接続されている。また、同様に抵抗Ｒ１と直列接続される抵抗４９ｂも複数個が直列接続され、各接続点はマルチプレクサ４８ｂの端子に接続されている。

そして、両マルチプレクサ４８ａ、４８ｂは、この可変抵抗Ｒ２のＣＰＵ２４からの指示電圧Ｖｃにより、ＬＥＤ照明部１３Ｉの直列接続のＬＥＤ１４の個数に応じた合成抵抗値に設定される。
なお、ここでは２つのマルチプレクサ４８ａ、４８ｂを用いて示しているが、１つのマルチプレクサ或いは３つのマルチプレクサを用いて構成しても良い。また、抵抗４９ａと４９ｂとは同じ抵抗値でも良いし、異なる抵抗値でも良い。
なお、ＣＰＵ２４は、ＬＥＤ駆動回路２１の制御動作を実行するプログラムが格納された例えばフラッシュメモリ３６が接続されており、ＣＰＵ２３はこのプログラムに従って制御動作を行う。

また、このフラッシュメモリ３６には、上述した光学アダプタ種別識別部２３から入力された光学アダプタ識別データと、挿入部種別識別部２５により識別された挿入部識別データとにより、いずれのＬＥＤ照明部１３Ｉの場合にも一意にそのＬＥＤ照明部１３Ｉに印加する駆動電圧と駆動電流とを決定するテーブルデータが格納されている（図２ではテーブルデータ格納部を符号３６ａで示している）。
このテーブルデータは、例えば図４のような内容となっている。
次に図４を参照してＣＰＵ２４に入力された挿入部識別データ、光学アダプタ識別データに基づいて、ＬＥＤ照明部１３Ａの駆動電圧及び駆動電流を設定する方法について説明する。
図４に示すように、このテーブルデータにおいては、挿入部種別識別部２５より入力される挿入部識別データと、光学アダプタ種別識別部２３より入力される光学アダプタ識別データにより、ＬＥＤ照明部１３Ｉへの駆動電圧と駆動電流とが一意に決まるようになっている。
例えば図２に示した挿入部４は、例えばその太さ（外径）が６ｍｍで、また装着された光学アダプタ９Ａが直視、遠点用のものであり、ＬＥＤ数量はＬＥＤ１４が６直列（接続）で、かつ２並列である。
そして、この場合には（ＬＥＤ）駆動電流は４０ｍＡ、（ＬＥＤ）駆動電圧は３０Ｖとなる。また、この（ＬＥＤ）駆動電流が４０ｍＡ、（ＬＥＤ）駆動電圧が３０Ｖとなるように（ＬＥＤ）駆動電流指示が２Ｖ，（ＬＥＤ）駆動電圧指示がＦＦＨｅｘとなっている。

つまり、可変電圧源としてのレギュレータ部３１と、定電流駆動回路部３２とは、ＬＥＤ照明部１３ＩのＬＥＤ１４の直列接続の個数、直列接続の並列個数や挿入部４の太さなどに応じて、ＬＥＤ照明部１３Ｉを発光駆動する特性等を考慮した設定値に一意に決めることができるようにしている。
この場合、本実施例においては、ＬＥＤ照明部１３ＩのＬＥＤ１４の直列接続の個数に応じて、より具体的には、ＬＥＤ１４の直列接続の個数に略比例した駆動電圧をＬＥＤ照明部１３Ｉに印加するようにしている。
さらに補足説明すると、ＬＥＤ照明部１３Ｉは、定電流駆動回路部３２を構成するトランジスタ３４及び検出抵抗３３に直列に接続されている。そして、レギュレータ部３１で発生する駆動電圧は、ＬＥＤ照明部１３Ｉ部分と、定電流駆動回路部３２（のトランジスタ３４及び検出抵抗３３）部分とに印加され、後者部分への電圧を引いた駆動電圧が実際にＬＥＤ照明部１３Ｉに印加される。

本実施例においては、この後者部分への電圧を引いた駆動電圧が、ＬＥＤ１４の直列接続の個数に略比例した駆動電圧となる。さらに、この駆動電圧を、発光駆動に必要な最小値に近い値に設定したりすることができる。
そして、後者部分での電圧を小さな値となるように抑制し、不用な電力消費を抑制する。例えば、定電流駆動回路部３２のハイパワー半導体素子としてのトランジスタ３４のコレクタ−エミッタ間電圧を常に数Ｖ程度、消費電力に換算して0.1 Ｗ程度に抑制することができる。 つまり、駆動電圧を一定とした従来例の場合と比較して、最大で１Ｗ近くの消費電力を低減することができる。
このように本実施例によれば、可変電圧源としてのレギュレータ部３１において発生してＬＥＤ照明部１３Ｉに印加する駆動電圧を、そのＬＥＤ１４の直列接続の個数に応じた値となるように可変設定するため、ＬＥＤ照明部１３Ｉを省電力で発光駆動することができる効果がある。

また、省電力でＬＥＤ照明部１３Ｉを駆動することができるため、トランジスタ３４として定格が小さい小型のものを使用でき、また装置内部での温度上昇を抑制でき、さらに電源部２２をバッテリで形成した場合にも、長時間の内視鏡検査に使用できる効果がある。
なお、以下のような変形例の構成にしても良い。
図５は変形例の内視鏡装置１Ｂの構成を示す。
この変形例の内視鏡装置１Ｂは、実施例１の内視鏡装置１において、内視鏡ユニット３内に設けていたＬＥＤ駆動回路２１を、（内視鏡ユニット３の種別が異なる場合にも）共通に使用されるメインユニット２側に設けた構成にしている。

本変形例によれば、各内視鏡ユニット３にＬＥＤ駆動回路２１を設ける必要がなく、内視鏡ユニット３の種別が異なる場合にもメインユニット２に設けたＬＥＤ駆動回路２１を共通に使用できる。そして内視鏡ユニットを小型化することができる。その他は実施例１と同様の効果を有する。
なお、本実施例及びその変形例では挿入部識別データと光学アダプタ識別データとを用いたが、以下のような構成にしても良い。
光学アダプタ９Ｉの種別識別データからＬＥＤ照明部１３Ｉを構成するＬＥＤ１４の直列接続の個数が一意に求まるようであれば、挿入部識別データを用いなくても良い。
また、内視鏡装置１の例えば操作メニューから、内視鏡装置１の使用者が光学アダプタ９Ｉや挿入部種別の入力が可能として、その結果からＬＥＤ照明部１３ＩのＬＥＤ１４の直列接続の個数が―意に決まるようであれば、挿入部種別識別部２５と光学アダプタ種別識別部２３を用いなくても良い。

つまり、使用者の本内視鏡装置１の操作時に入力する入力情報或いは設定情報を識別情報として（或いは識別情報が求められるようにして）、ＣＰＵ２４等が駆動電流と駆動電圧を設定するようにしても良い。
また、使用者の本内視鏡装置１の操作時に入力する入力情報或いは設定情報により、図３の指示電圧Ｖｃに対応する指示信号を選択等により設定し、この指示電圧ＶｃによりＬＥＤ照明部１３Ｉを構成するＬＥＤ１４の直列接続の個数に対応した（ないしはその個数の場合に最適な）駆動電圧を発生する抵抗値に設定できるようにしても良い。
上述したように、本実施例及びその変形例によれば、ＬＥＤ１４の直列接続の個数に応じてＬＥＤ照明部１３Ｉに印加する駆動電圧を可変することにより、不要な電力消費を抑制できる。
また、ハイパワー半導体素子を小型化でき、装置内部の温度上昇を抑え、バッテリ駆動時の動作時間を長くすることができる。
なお、駆動電流を１つの直列接続のＬＥＤ１４に対して一定値（例えば２０ｍＡ）に制御するような場合には、ＬＥＤ１４の直列接続の個数と、直列接続の並列個数の情報を識別情報として駆動電圧と駆動電流を設定するようにしても良い。

（実施例２）
次に図６及び図７を参照して本発明の実施例２を説明する。図６は本発明の実施例２の内視鏡装置の構成を示し、図７はこの実施例２におけるＬＥＤ駆動回路の構成を（関連する周辺部と共に）示す。本実施例は、ＬＥＤ照明部とレンズが挿入部の先端部に埋め込まれた内視鏡ユニットを用いた内視鏡装置の場合に該当する。
本実施例の内視鏡装置１Ｃは、メインユニット２Ｃと、このメインユニット２Ｃに着脱自在に接続される内視鏡ユニット３Ｃ或いは３Ｃ′からなる。
この内視鏡装置１Ｃは、図１の内視鏡装置１における着脱自在の光学アダプタ９Ｉに設けていたレンズ１２Ｉ及びＬＥＤ照明部１３Ｉが先端部８に搭載され、着脱自在の光学アダプタ９Ｉを有しない構成の内視鏡ユニット３Ｃを備える。
この内視鏡ユニット３Ｃの挿入部４の先端部８には、ＣＣＤ１１と共にレンズ１２Ｃ、ＬＥＤ照明部１３Ｃが搭載されている。

また、本実施例の内視鏡装置１Ｃにおいては、図６に示す内視鏡ユニット３ＣのＬＥＤ照明部１３ＣのＬＥＤ１４の直列接続の個数が異なる内視鏡ユニット３Ｃ′をメインユニット２Ｃに装着して使用することもできる。なお、図６では、内視鏡ユニット３Ｃ′のコネクタ７付近のみを示している。
また、本実施例においては、実施例１における内視鏡ユニット３内に設けていたＬＥＤ駆動回路２１を、メインユニット２Ｃ内に設けた構成（つまり図５の変形例に類似した構成）にしている。
また、実施例１においては、ＬＥＤ駆動回路２１に内蔵していたＣＰＵ２４からその抵抗値を可変とした可変抵抗Ｒ２を、内視鏡ユニット３Ｃ内に設けたＬＥＤ照明部１３Ｃを構成するＬＥＤ１４の直列接続の個数に応じて設定される固定の抵抗値Ｒ２Ｃの抵抗Ｒ２Ｃにしている（ここで、Ｒ２Ｃは、抵抗及びその抵抗値を兼ねて簡略的に示している）。つまり、この抵抗値Ｒ２Ｃは、ＬＥＤ照明部１３Ｃを構成するＬＥＤ１４の直列接続の個数が異なると、その個数に応じてその抵抗値Ｒ２Ｃも変更設定される。

また、本実施例においては、メインユニット２Ｃには、ＬＥＤ駆動回路２１の駆動電圧や駆動電流を（入力されるデータにより）制御するＣＰＵ２４を設けない構成にしている。
従って、内視鏡ユニット３Ｃ、３Ｃ′も、光学アダプタ種別識別部２３と、挿入部種別識別部２５を有しない構成となっている。なお、これらを有していてもよいが、ＬＥＤ駆動回路２１の制御には用いない。図６におけるその他の構成は、図１と同様の構成であり、同一の構成要素には同じ符号を付け、その説明を省略する。
図７は、本実施例におけるＬＥＤ駆動回路２１の構成を示す。
このＬＥＤ駆動回路２１は、レギュレータ部３１Ｃと、定電流駆動回路部３２Ｃとからなる。レギュレータ部３１Ｃは、図２における（ＣＰＵ２４から抵抗値が制御可能な）可変抵抗Ｒ２の代わりに固定の抵抗Ｒ２Ｃが採用され、かつこの固定の抵抗Ｒ２Ｃは、内視鏡ユニット３Ｃ側に設けられる。上述したように内視鏡ユニット３Ｃ′の場合には、そのＬＥＤ照明部に対応した抵抗Ｒ２Ｃ′が採用される。

なお、抵抗Ｒ２Ｃ或いはＲ２Ｃ′は、後述する実施例３のように手動設定可能なトリマ抵抗等（の手動調整方式の可変抵抗）で構成しても良い。
また、定電流駆動回路部３２Ｃは、図２の定電流駆動回路部３２におけるＣＰＵ２４からの（駆動電流）指示電圧Ｖａを発生する部分を、定電流指示電圧発生部５１に置換した構成にしている。
この定電流指示電圧発生部５１は、基準電圧Ｖｒを分割する複数の抵抗５２と、複数の抵抗５２の接続点の複数の指示電圧Ｖａ１、Ｖａ２を選択するスイッチ５３とから構成される。なお、ここでは、簡単化のため、２つの指示電圧Ｖａ１，Ｖａ２から１つを選択する構成例で示しているが、３つ以上から選択できるようにしても良い。

そして、使用者は、メインユニット２Ｃの図示しない操作パネル等に設けられたスイッチ５３を操作することにより、実際にメインユニット２Ｃに装着された内視鏡ユニット３Ｊ（Ｊ＝Ｃ又はＣ′）に搭載されているＬＥＤ照明部１３Ｊを発光駆動するのに適した定電流となるように制御する指示電圧Ｖａ１或いはＶａ２をオペアンプ３５に出力する。 その他の構成は実施例１の場合と同様である。
本実施例によれば、実際に内視鏡ユニット３Ｊに搭載されたＬＥＤ照明部１３Ｊに応じてその場合の駆動電圧を決定する抵抗Ｒ２Ｊを予め各内視鏡ユニット３Ｊ内に設定しているので、ＬＥＤの直列接続の個数が異なる内視鏡ユニット３Ｊがメインユニット２Ｃに装着された場合にもそのＬＥＤ照明部１３Ｊの場合に最適な駆動電圧をＬＥＤ照明部１３Ｊに印加できる。

また、スイッチ５３を使用者は、スイッチ５３を操作することにより、実際に使用する内視鏡ユニット３Ｊに搭載されたＬＥＤ照明部１３Ｊの場合に最適な駆動電流に設定できる。
上記のように本実施例においても、実施例１の場合と同様にＬＥＤ照明部１３ＪにおけるＬＥＤ１４の直列接続の個数に応じてＬＥＤ駆動回路２１はＬＥＤ照明部１３Ｊに最適な駆動電圧を印加する。このため、定電流駆動回路部３２Ｃを構成するハイパワー半導体素子としてのトランジスタ３４での不要な電力消費を抑制ないしは低減できる。
なお、内視鏡ユニット３Ｊ側に搭載する抵抗は、抵抗Ｒ２Ｊのみで説明したが、抵抗Ｒ１及びＲ２Ｊの両方であっても良い。
また、抵抗Ｒ２Ｊの代わりに抵抗Ｒ１を、内視鏡ユニット３Ｊ側に搭載する構成にしても良い（但し、この場合には、抵抗Ｒ１は、ＬＥＤ照明部１３ＪのＬＥＤ１４の直列接続の個数に応じて設定される）。

また、本実施例は、例えば実施例１のように、内視鏡ユニット３と光学アダプタ９Ｉとが別ユニットの場合にも以下のように適用することができる。
この場合には、光学アダプタ９Ｉ内にそのＬＥＤ照明部１３Ｉに対応した抵抗Ｒ２Ｉを（上記抵抗Ｒ２Ｊのように）設けるようにする。或いは上記のように、光学アダプタ９Ｉ内に抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２Ｉの両方、又はＲ２Ｊの代わりに抵抗Ｒ１を設けるようにしても良い。
以上のような設計を行うことで、より簡単な構成で実施例１とほぼ同様の効果を得ることができる。
ＬＥＤ１４を照明手段に用いる内視鏡ユニット３Ｊ、もしくは、光学アダプタ９Ｉを使用する場合であっても、ＬＥＤ駆動回路２１で使用するハイパワー半導体素子での消費電力がＬＥＤ１４の直列接続の個数や並列接続の個数毎に最適な駆動電圧及び駆動電流、ないしは最小に近い値となるようにすることが可能である。

（実施例３）
次に図８及び図９を参照して本発明の実施例３を説明する。図８は本発明の実施例３の内視鏡装置の構成を示し、図９はこの実施例３におけるＬＥＤ駆動回路の構成を（関連する周辺部と共に）示す。
本実施例の内視鏡装置１Ｄは、実施例２で示した図６に示す内視鏡装置１Ｃの場合と同様に、内視鏡ユニット３Ｄの先端部８にはレンズ１２ＤとＬＥＤ照明部１３Ｄが埋め込まれている。但し、この内視鏡装置１Ｄにおいては、内視鏡ユニット３Ｄ内にＬＥＤ駆動回路２１を内蔵した構成である。
実施例２において説明したのと同様に、内視鏡ユニット３Ｄに搭載されているＬＥＤ照明部１３ＤのＬＥＤ１４の直列接続の個数に応じて、ＬＥＤ駆動回路２１は駆動電圧を発生するように設定される。

また、図８に示した内視鏡ユニット３Ｄ搭載されているＬＥＤ照明部１３ＤのＬＥＤ１４の直列接続の個数が異なるＬＥＤ照明部を搭載した内視鏡ユニットの場合には、その内視鏡ユニットに搭載されたＬＥＤ駆動回路２１は、そのＬＥＤ１４の直列接続の個数に対応した駆動電圧を発生する。
図８におけるその他の構成は、図６と同様の構成であり、同一の構成要素には同じ符号を付け、その説明を省略する。
図９はＬＥＤ駆動回路２１の構成を示す。このＬＥＤ駆動回路２１は、図７に示すＬＥＤ駆動回路２１と殆ど同じ構成である。但し、図７では（抵抗Ｒ２Ｃを除く）ＬＥＤ駆動回路２１は、メインユニット２Ｃ内に設けられていたのに対して、図９では内視鏡ユニット３Ｄ内に設けられている。

図９に示すＬＥＤ駆動回路２１は、レギュレータ部３１Ｄと、定電流駆動回路部３２Ｄとからなる。レギュレータ部３１Ｄは、図７のレギュレータ部３１Ｃにおいて（このレギュレータ部３１Ｃと）異なるユニットに分離されていた抵抗Ｒ２Ｃが、可変抵抗Ｒ２Ｄとして、同じユニット（この場合、内視鏡ユニット３Ｄ）内に設けられている。
この可変抵抗Ｒ２Ｄは、内視鏡ユニット３Ｄに搭載されるＬＥＤ照明部１３ＤのＬＥＤの直列接続の個数に対応して予め設定される。この可変抵抗Ｒ２Ｄは、低コストかつ小型で構成が単純なトリマ抵抗等により構成することができる。トリマ抵抗等により設定後は、その抵抗値Ｒ２Ｄは固定値となる。
また、定電流駆動回路部３２Ｄは、図７の定電流駆動回路部３２Ｃにおいて定電流指示電圧発生部５１を、この内視鏡ユニット３Ｄに搭載されるＬＥＤ照明部１３Ｄに対応して予め設定される定電流指示電圧発生部５１′に置換した構成にしている。

定電流指示電圧発生部５１′は、図７のスイッチ５３が、例えばレギュレータ部３１Ｄの回路基板等に実装された切替スイッチ、或いはディップスイッチ５５等により構成され、ディップスイッチ５５のＯＮ／ＯＦＦの組み合わせで２つの指示電圧Ｖａ１，Ｖａ２を選択することができる。この選択設定は、例えば製品製造時に設定される。設定後は、その状態が固定される。
なお、実施例２でも述べたように、２つの指示電圧Ｖａ１，Ｖａ２から１つを選択する場合に限らず、より詳細な指示電圧、換言するとより詳細に駆動電流の設定を行うようにすることもできる。
この他に、抵抗５２及びスイッチ５３の代わりにトリマ抵抗等を用いて定電流指示電圧発生部５１′を構成することもできる。

また、本実施例においては、図７等に示した検出抵抗３３を可変抵抗３３′を用いて形成している。そして、使用されるＬＥＤの数量等に応じて、より最適な駆動電流と駆動電圧に調整することができるようにしている。そして、例えば製品製造時に挿入部４毎に最適な調整がされる。
本実施例も、実施例１とほぼ同様の効果を有する。
なお、上述した実施例などを部分的に組み合わせて構成される実施例も本発明に属する。

プラント内部やエンジン内部等に挿入して、ＬＥＤ照明部による照明手段により内部を照明し、損傷の有無等の検査を行う。

図１は本発明の実施例１の内視鏡装置の全体構成を示す構成図。 図２は図１におけるＬＥＤ駆動回路の回路構成とこれに関連する周辺部を示す回路図。 図３は検知抵抗の構成例を示す回路図。 図４は本実施例において使用される各種の光学アダプタ等の情報を格納したテーブルデータを示す図。 図５は実施例１の変形例の内視鏡装置の全体構成を示す構成図。 図６は本発明の実施例２の内視鏡装置の全体構成を示す構成図。 図７は図６におけるＬＥＤ駆動回路の回路構成とこれに関連する周辺部を示す回路図。 図８は本発明の実施例３の内視鏡装置の全体構成を示す構成図。 図９は図８におけるＬＥＤ駆動回路の回路構成とこれに関連する周辺部を示す回路図。 従来例の工業用内視鏡装置の外観図。 従来例のＬＥＤ駆動回路の構成を示す回路図。

符号の説明

１…内視鏡装置、２…メインユニット、３…内視鏡ユニット、４…挿入部、５…操作部、７…コネクタ、８…先端部、９Ａ，９Ｂ…光学アダプタ、１１…ＣＣＤ、１２Ａ，１２Ｂ…レンズ、１３Ａ，１３Ｂ…ＬＥＤ照明部、１４…ＬＥＤ、１５Ａ，１５Ｂ…識別部、２１…ＬＥＤ駆動回路、２２…電源部、２３…光学アダプタ種別識別部、２４…ＣＰＵ、２５…挿入部種別識別部、３１…レギュレータ部、３２…定電流駆動回路部、３３…検出抵抗、３４…トランジスタ、４５…スイッチング制御素子、４６…スイッチング素子、Ｒ２…可変抵抗

Claims (9)

1. 挿入部の先端部に着脱自在に設けられ、少なくとも直列接続されるＬＥＤの個数が変更可能、又は挿入部の先端部に一体的に設けられ、該挿入部の変更により少なくとも直列接続されるＬＥＤの個数が変更可能なＬＥＤ照明部と、前記挿入部の先端部に前記ＬＥＤ照明部により照明された被写体からの反射光を受光して撮像する撮像素子とを備えた内視鏡と、
   前記ＬＥＤ照明部を構成する直列接続のＬＥＤの個数に応じた駆動電圧を前記ＬＥＤ照明部に印加して、前記ＬＥＤを発光させる可変電圧源と、前記ＬＥＤ照明部を構成するＬＥＤを発光駆動する駆動電流を一定の電流値となるように制御する定電流駆動回路部と、を備えたＬＥＤ駆動回路と、
   を具備したことを特徴とする内視鏡装置。
2. 前記可変電圧源は、該可変電圧源の出力電圧を検知する検知抵抗を含み、この検知抵抗により検知した電圧をフィードバック制御することで、前記検知抵抗の値に応じた所定の電圧を出力するものであって、
   前記ＬＥＤ照明部を構成する直列接続のＬＥＤの個数に対応して設定される前記検知抵抗の抵抗値に応じて、前記駆動電圧を調整することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記検知抵抗は、ＣＰＵからの指示信号により、前記検知抵抗の抵抗値を変更可能なように構成されることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
4. 前記検知抵抗は、電子ボリューム、又は、複数の抵抗とスイッチ素子が使用されることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置。
5. 前記指示信号を発生するＣＰＵは、前記ＬＥＤ照明部を構成する直列接続のＬＥＤの個数に対応した識別情報に基いて、前記検知抵抗の抵抗値を変更可能とすることを特徴とする請求項３又は４に記載の内視鏡装置。
6. 前記検知抵抗の抵抗値は、装置操作時に入力する設定情報により設定されることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置。
7. 前記内視鏡装置は、前記可変電圧源と前記ＬＥＤ照明部が分離された複数のユニットから構成され、
   前記ＬＥＤ照明部を含むユニットは、そのユニットを識別する識別部を内包し、その識別部の出力が前記識別情報であることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡装置。
8. 前記内視鏡装置は、前記可変電圧源と前記ＬＥＤ照明部が分離された複数のユニットから構成され、
   前記ＬＥＤ照明部を含むユニットは、前記検知抵抗を内包することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
9. 前記定電流駆動回路部は、前記ＬＥＤ照明部に応じて予め設定された指示電圧に応じて前記駆動電流を所定の駆動電流値に制御することを特徴とする請求項１から８のいずれか１つの請求項に記載の内視鏡装置。

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