JP2011101751A - 携帯内視鏡の光源駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯内視鏡本体に着脱される光源ユニットにおいて、電池消耗を抑えながらも、必要に応じて通常よりも明るい照明を行うことを簡略な構成で可能にする。
【解決手段】ＤＣ−ＤＣコンバータから出力される出力電圧ＶoutをＬＥＤ光源Ｌ１のアノード端子に印加する。ＬＥＤ光源Ｌ１のカソード端子にモニタ抵抗Ｒ３、Ｒ４を並列に接続する。抵抗Ｒ３の経路にスイッチ素子Ｑ３を設け、抵抗Ｒ４の経路にスイッチ素子Ｑ４を設ける。モニタ抵抗Ｒ３、またはモニタ抵抗Ｒ３、Ｒ４により発生するモニタ電圧をＤＣ−ＤＣコンバータのスイッチングレギュレータＵ１へ伝達し、ＬＥＤ光源Ｌ１に流れる電流がモニタ電圧に対応した一定の値となるように出力電圧Ｖoutを制御する。スイッチ素子Ｑ３のオン／オフを光源ユニットの着脱に連動する取付検知スイッチＳＷ２に連動させ、スイッチ素子Ｑ４のオン／オフを更に調光スイッチＳＷ３のオン／オフに連動させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、携帯内視鏡本体に着脱自在な光源ユニットの光源駆動装置に関する。

携帯内視鏡の光源ユニットは、通常内視鏡本体に対して着脱ができ、電源には電池が用いられる。そのため光源ユニットが取り外された状態で光源が点灯状態にあると、電池が無駄に消費される。内視鏡の照明には高い輝度の光源が用いられるので、光源の点灯による電池の消耗は大きく、また取り外された光源ユニットから照射される強い光が直接目に入る可能性もある。このような問題に対して、光源ユニットの内視鏡本体への着脱を検知するスイッチを設け、光源ユニットが本体から取り外されるとメインスイッチがオン状態であっても光源を消灯する構成が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００８−１４９０４９号公報

例えば臓器内は、複雑な形状を呈し、凹凸も多いので、暗く影になったところを観察する場合には、通常よりも明るい照明が望まれる。しかし、常時高輝度での発光を継続する事は電池の消耗を早めるので、必要なときのみ一時的に行われることが望ましく、特に光源ユニットが取り外された状態で高輝度発光は、電池消耗などの観点から望ましくない。また、高輝度では近距離の被写体が、反射が大きくてハレーション現象を起こし、かえって、見にくくなってしまうと言う問題が生じる。

本発明は、携帯内視鏡本体に着脱される光源ユニットにおいて、電池消耗を抑えながらも、必要に応じて通常よりも明るい照明を行うことを簡略な構成で可能にすることを目的とする。

本発明の光源駆動装置は、携帯内視鏡の本体に着脱自在な光源ユニットの光源駆動装置であって、光源ユニットの内視鏡本体への着脱状態に連動してオン／オフが切替えられる取付検知スイッチと、光源とグラウンドの間に設けられるモニタ抵抗のモニタ電圧に基づき、光源に流れる電流が一定となるように光源に昇圧電圧を印加する昇圧制御手段と、取付検知スイッチにより光源ユニットが内視鏡本体に装着されていると判定されるとき、モニタ抵抗の抵抗値、またはモニタ電圧の昇圧制御手段への伝達の比率を変更することで光源の明るさを変更する調光スイッチとを備えることを特徴としている。

モニタ電圧の昇圧制御手段への伝達の比率は、例えば調光スイッチのオン／オフに連動してモニタ電圧を分圧して昇圧回路に伝達することで変更される。このときモニタ電圧が周辺の回路の影響を極力避けるためには、ボルテージホロワを介したモニタ電圧が分圧されることが好ましい。また、合成抵抗値が、周囲の回路部品の影響を受けたとしても、その割合が比較的小さいと判断できる場合は、ボルテージフォロアーを削除できる場合もある。

また、モニタ抵抗は例えば並列に接続された複数の抵抗を備え、調光スイッチが一部の抵抗の経路のみに設けられ、調光スイッチのオン／オフに連動してモニタ抵抗の合成抵抗値が切替えられる。更に、本発明の光源駆動装置においては、調光スイッチが操作されている間のみ光源が相対的に明るい状態に維持されることが好ましい。

また本発明の携帯内視鏡は、上記光源駆動装置を備えたことを特徴としている。

本発明によれば、携帯内視鏡本体に着脱される光源ユニットにおいて、無駄な電池消耗を抑えながらも、使用部品点数も少なくできて、必要に応じて通常よりも明るい照明を行うことを簡略な構成で可能にすることができる。

本実施形態内視鏡のシステム概観図である。 光源ユニット１２の構成を示す模式図である。 第１実施形態の光源駆動回路の構成を示す回路図である。 第１実施形態の第１変形例の一部を示す回路図である。 第１実施形態の第２変形例の一部を示す回路図である。 第２実施形態の光源駆動回路の構成を示す回路図である。 第２実施形態の第１変形例の回路図である。 第２実施形態の第２変形例の回路図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態の光源駆動装置を適用した携帯内視鏡装置の概観図である。

携帯内視鏡１０は、内視鏡本体１１と光源ユニット１２とからなり、光源ユニット１２は内視鏡本体１１の本体保持部１３に着脱自在である。従来周知のように内視鏡本体１１内には、照明光を内視鏡挿入部先端１４まで伝送するライトガイド（図示せず）と、内視鏡挿入部先端１４の映像を観察するためのイメージガイド（図示せず）が配設される。ライトガイドには、本体保持部１３に装着された光源ユニット１２から照明光が供給され、内視鏡挿入部先端１４から照射される。観察対象物の光学像は、挿入部先端１４からイメージガイドに入射され、本体保持部１３に設けられた接眼部１５を通して観察される。

光源ユニット１２は、本体保持部１３に設けられた光源ユニット取付部１６に装着される。その取付は、例えば光源ユニット１２に設けられた回転リング１７の雌ネジを光源ユニット取付部１６に設けられた雄ネジに螺合することにより行われる。

図２は、光源ユニット１２の構成を示す模式図である。図１、図２に示されるように、光源ユニット１２には、メインスイッチ１８の他に調光スイッチ１９（ＳＷ３）が設けられ、また図２に示されるように、取付検出スイッチ２０が設けられる。メインスイッチ１８は、基板２１に実装され照明用の光源Ｌ１（例えばＬＥＤ）の駆動を制御する光源駆動回路２２（図３参照）をバッテリ２３に接続するスイッチ（例えばプッシュスイッチやロータリスイッチなど）であり、一度操作され、オン／オフ状態が切替えられるとその状態が次に操作されるまで維持される（オルタネート動作）。

一方、調光スイッチ１９（ＳＷ３）は、操作されている間だけオン／オフの何れかの状態が維持されるスイッチ（例えばプッシュスイッチなど）であり、例えば調光スイッチ１９（ＳＷ３）が押し下げられている間はオン状態が維持されて光源Ｌ１は明るくなり、押圧を止めると調光スイッチ１９（ＳＷ３）はオフ状態となり光源Ｌ１は元の明るさに戻る（モーメンタリー動作）。なお、メインスイッチ１８と調光スイッチ（ＳＷ３）１９は、例えばゴム製表皮によって水密的に密閉されている。

取付検出スイッチ２０は回転リング１７の内側に配置され、光源Ｌ１が光源ユニット取付部１６に挿入され、回転リング１７が光源ユニット取付部１６に確りと螺合されると、オン／オフの何れかの状態が維持されるスイッチである。本実施形態において取付検出スイッチ２０は、例えば操作ピン２４を備えるプッシュスイッチであり、光源ユニット１２が内視鏡本体１１に取り付けられると操作ピン２４が押し込まれ取付検出スイッチ２０がオン状態に維持され、取り外されると操作ピン２４は、バネの付勢力などにより元の位置まで戻され、取付検出スイッチ２０はオフ状態になる。

また、本実施形態の光源ユニット１２は、図１に示されるように、パイロット用の緑色の光源Ｌ２と警告用の黄色の光源Ｌ３を備え、バッテリ２３の電圧が十分なときには、パイロットランプＬ２が点灯しているが、電圧が所定レベル以下となると警告ランプＬ３に点灯が切替えられる。なお、調光スイッチ１９や、パイロット用光源Ｌ２、警告用光源Ｌ３は基板２１に実装されることが好ましく、光源ユニット１２の筐体内において中心より外側、筐体壁面に隣接して配置されることが望ましい。

次に図３の回路図を参照して、第１実施形態における光源駆動回路２２の構成について説明する。光源駆動回路２２には、メインスイッチ（ＳＷ１）１８を介してバッテリ（ＢＡＴＴ）２３から電力が供給される。光源駆動回路２２ではスイッチングレギュレータＵ１が昇圧型のＤＣ／ＤＣコンバータ（昇圧制御手段）として用いられ、バッテリ２３からの電圧が所定電圧まで昇圧されて光源Ｌ１に供給される。

スイッチングレギュレータＵ１には、例えば、旭化成東光（トウコウ）パワーデバイス株式会社製「ＴＫ１１８４０Ｌ」のデーターシートに記載されている通り、以下に示す８つの端子１〜８が設けられている。
端子１（ＥａＩｎ）：エラーアンプの入力端子。この電圧に基づいてスイッチングレギュレータ内においてパルス幅変調（ＰＷＭ）制御電圧が出力される。
端子２（ＳＣＰ）：起動時のソフトスタート、短絡回路のタイマーを設定する。
端子３（Ｖｃｃ）：電源端子。低電圧入力時（例えばＶｃｃ＜１．３Ｖ）には、システムの誤動作防止のため出力端子をＬに固定する。
端子４（ＢＲ／ＣＴＬ）：Ｏｕｔ端子（端子５）の入出力電流の調整、およびＯｎ／Ｏｆｆ（スタンバイ）用の端子である。端子４をオープンまたはＶｃｃに接続することにより、スタンバイモード（例えば電源電流１μＡ以下）となる。
端子５（Ｏｕｔ）：トーテムポール形式の出力端子。外付けのパワートランジスタＱ１が接続される。
端子６（ＧＮＤ）：グラウンド端子。
端子７（ＯＳＣ）：キャパシタＣ５と抵抗Ｒ１を並列に接続し、ＰＷＭ周波数を決定する。
端子８（ＦＢ）：位相補償用のキャパシタＣ３が接続されるエラーアンプの出力端子。

昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータは、スイッチングレギュレータＵ１、パワートランジスタＱ１、コイルＣＬ、コンデンサＣ１、Ｃ２、ショットキーダイオードＤ１、スイッチ素子Ｑ２などから構成され、バッテリＢＡＴＴのプラス極はメインスイッチＳＷ１を介してＤＣ／ＤＣコンバータに接続される。メインスイッチＳＷ１がオン状態とされると、スイッチングレギュレータＵ１の電源端子３に電流が供給され、スイッチングレギュレータＵ１はオン状態とされる。

スイッチングレギュレータＵ１の出力端子５にはパワートランジスタＱ１が接続され、出力端子５からベース電流が供給される。出力端子５の出力はＥａＩｎ端子１の入力電圧により制御され、ＥａＩｎ端子１の入力電圧が低いほど、出力端子５の出力オンデューティー比が大きく設定される。すなわち、ＥａＩｎ端子１の入力電圧が低いほど１周期においてパワートランジスタＱ１のベース電圧がハイとされる期間（パワートランジスタＱ１がオン状態とされる期間）が長く設定される。

ＤＣ／ＤＣコンバータの出力端は照明用の光源（ＬＥＤ）Ｌ１のアノード端子に接続され、出力電圧Ｖoutが光源Ｌ１のアノード端子に印加される。光源Ｌ１のカソード端子は、抵抗Ｒ３およびスイッチ素子Ｑ３を介してグラウンドに接続されるとともに、これと並列に抵抗Ｒ４およびスイッチ素子Ｑ４を介してグラウンドに接続される。また、光源Ｌ１のカソード端子は、抵抗Ｒ８を介してスイッチングレギュレータＵ１のＥａＩｎ端子１に接続される。すなわち、光源Ｌ１のカソード端子の電圧がＥａＩｎ端子１によりモニタされ、パワートランジスタＱ１は、光源Ｌ１のカソード端子の電圧が低くなると高いオンデューティー比で駆動される。なお、スイッチ素子Ｑ３、Ｑ４は、例えばＮチャンネルＭＯＳ電界効果トランジスタで構成される抵抗内蔵トランジスタである。

したがって、バッテリＢＡＴＴの電圧は、ステップアップコンバータの原理に従ってＤＣ／ＤＣコンバータにより昇圧され、スイッチングレギュレータＵ１は照明用の光源Ｌ１に流れる電流がモニタ用の抵抗（Ｒ３かつ／またはＲ４）の値に応じた所定の値となるようＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧Ｖoutを制御する。なお、抵抗Ｒ８、ツェナーダイオードＤ２はＬＥＤ負荷オープン時の過電圧保護回路を構成するもので、光源（ＬＥＤ）Ｌ１による帰還ループが外れた場合に、ツェナーダイオードＤ２を通した帰還ループを作動させ、コイルＣＬ、スイッチングレギュレータＵ１の破壊を防止する。

すなわち、抵抗Ｒ８、ツェナーダイオードＤ２は、製造工程におけるミスや、断線など何らかの原因で光源Ｌ１が開放された状態において、電源が投入され、検出スイッチＳＷ２がＯＮされた場合の回路保護を目的とした素子である。ＬＥＤ負荷オープン時、電流は、Ａ点（光源Ｌ１のアノード側）⇒Ｄ２（ツェナーダイオード）⇒Ｒ８⇒Ｒ３（及びＲ４）⇒Ｑ３（及びＱ４）⇒ＧＮＤの経路で流れるが、Ｒ８＞＞Ｒ３（およびＲ４）であるため、ツェナーダイオードＤ２に流れる電流は少なくなり、本来の動作をして、回路の安全を保持する。ツェナーダイオードＤ２のツェナー電圧は、通常は光源ＬＥＤの順方向電圧にやや余裕を見た値に設定される。光源ＬＥＤが白色ＬＥＤならば、順方向電圧が約４ボルトなので、ツェナー電圧には１０ボルト位が設定される。本実施形態では、これにより昇圧回路が異常に高電圧を生じて、コイルＣＬや周辺素子を破壊することを防止している。

また、本実施形態では、スイッチングレギュレータＵ１のＢＲ／ＣＴＬ端子（ブレークコントロール端子）４にスイッチ素子Ｑ２が接続される。スイッチ素子Ｑ２は、例えば半導体素子で、バイポーラトランジスタやＭＯＳトランジスタで構成される抵抗内蔵トランジスタである。ＢＲ／ＣＴＬ端子４は、抵抗Ｒ２を介してスイッチ素子Ｑ２のコレクタ端子に接続され、スイッチ素子Ｑ２のエミッタ端子はグラウンドに接続される。また、スイッチ素子Ｑ２のオン／オフを制御するベース端子は、内蔵抵抗および光源ユニット１２の内視鏡本体１１の着脱に連動する取付検知スイッチＳＷ２（２０）を介して電源ラインへと接続される。

すなわち、メインスイッチＳＷ１（１８）がオン状態のとき、取付検知スイッチＳＷ２（２０）がオン状態とされると（光源ユニット１２が内視鏡本体１１に装着されると）、スイッチ素子Ｑ２がオン状態とされ、スイッチングレギュレータＵ１のＢＲ／ＣＴＬ端子４は抵抗Ｒ２を介してグラウンドに接続される。一方、メインスイッチＳＷ１がオン状態であっても、取付検知スイッチＳＷ２がオフ状態になると（光源ユニット１２が内視鏡本体１１から取り外されると）、スイッチ素子Ｑ２がオフ状態とされ、ＢＲ／ＣＴＬ端子４はオープンとなりスイッチングレギュレータＵ１は、スタンバイモードとなる。

したがって、メインスイッチＳＷ１を切り忘れた状態で光源ユニット１２が内視鏡本体１１から取り外されたとしても、取付検知スイッチＳＷ２がオフ状態とされるため、スイッチングレギュレータＵ１はスタンバイモードとされ、光源Ｌ１が点灯され続けることが防止される。また、本実施形態では、取付検知スイッチＳＷ２に流れる電流が少なくて済むので、スイッチＳＷ２の部材を簡易なものとすることができ、小型化においても有利である。

更に、光源ユニット１２の内視鏡本体１１への取り付け取り外しの際には、取付検知スイッチＳＷ２（２０）のオン／オフが繰り返され、チャッタリングが発生することが考えられるが、本実施形態では、スイッチＳＷ２は電源ラインにおいてコイルＣＬと直列に接続されないので、チャッタリングにおける異常な高電圧の発生を防止でき、回路の安全性が確保される。

また、本実施形態の光源駆動回路２２では、パイロットランプ（緑のＬＥＤ）Ｌ２のアノード端子がＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子（Ｖout）に接続され、カソード端子が抵抗Ｒ５およびスイッチ素子Ｑ５を介してグラウンドに接続される。なお、スイッチ素子Ｑ５は例えばＮチャンネルＭＯＳ電界効果トランジスタで構成される抵抗内蔵トランジスタである。また、警告ランプ（黄のＬＥＤ）Ｌ３のアノード端子が抵抗Ｒ６を介してＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子に接続され、カソード端子がスイッチ素子Ｑ６を介して電圧検出回路素子Ｕ２に接続される。

電圧検出回路素子Ｕ２は、バッテリＢＡＴＴの出力電圧をモニタするとともに、出力電圧が所定値以下になったときに警告ランプＬ３のカソード側をグラウンドに接続するスイッチ回路である。これにより、バッテリＢＡＴＴの残量が少なくなり、バッテリ電圧が下がると警告ランプＬ３が点灯される。

なお、スイッチ素子Ｑ６は、取付検知スイッチＳＷ２がオフ状態（ＤＣ／ＤＣコンバータがオフ状態）であれば、メインスイッチＳＷ１がオン状態であっても警告ランプＬ３の点灯を防止するためのスイッチ素子である。また、スイッチ素子Ｑ５は、警告ランプＬ３が点灯されたときに、パイロットランプＬ２を消灯するためのスイッチ素子であり、パイロットランプＬ２から警告ランプＬ３へと点灯を切替える。

すなわち、バッテリ電圧が基準電圧以下となると、電圧検出回路素子Ｕ２のＯＵＴ端子がＬｏになってスイッチ素子Ｑ６のエミッタ端子がグラウンドに接続される。このときスイッチ素子Ｑ５のゲート端子がＬｏになるためスイッチ素子Ｑ５はオフ状態となる。これにより、パイロットランプＬ２が消灯されるとともに警告ランプＬ３のカソード端子がグラウンドに接続され、警告ランプＬ３が点灯される。

また、第１実施形態では、照明用光源（ＬＥＤ）Ｌ１のカソード端子に抵抗Ｒ３、スイッチ素子Ｑ３からなる直列回路と、抵抗Ｒ４、スイッチ素子Ｑ４からなる直列回路が並列に接続され、スイッチ素子Ｑ３のドレイン端子は抵抗Ｒ３に、ゲート端子は取付検知スイッチＳＷ２に、ソース端子はグラウンドに接続され、スイッチ素子Ｑ４のドレイン端子は抵抗Ｒ４に、ゲート端子は調光スイッチ１９（ＳＷ３）を介して取付検知スイッチＳＷ２に、ソース端子はグラウンドに接続される。

すなわち、スイッチ素子Ｑ３は、メインスイッチＳＷ１および取付検知スイッチＳＷ２がオン状態のときにオン状態とされ、メインスイッチＳＷ１、取付検知スイッチＳＷ２の何れかがオフ状態のときにオフ状態とされる。また、スイッチ素子Ｑ４は、メインスイッチＳＷ１、取付検知スイッチＳＷ２、調光スイッチ１９（ＳＷ３）が全てオン状態のときにオン状態とされ、メインスイッチＳＷ１、取付検知スイッチＳＷ２、調光スイッチ１９（ＳＷ３）の何れかがオフ状態のときにオフ状態とされる。

したがって、スイッチ素子Ｑ３は、内視鏡本体１１に光源ユニット１２が取り付けられ、メインスイッチＳＷ１がオン状態とされているときには、常にオン状態であり、このとき照明用光源Ｌ１のカソード端子は、抵抗Ｒ３を介してグラウンドに接続される。一方、調光スイッチ１９（ＳＷ３）は、スイッチが押し下げられている間のみオン状態を維持するので、スイッチ素子Ｑ４は調光スイッチ１９（ＳＷ３）が押されているときのみオン状態とされる。

すなわち、照明用光源Ｌ１は、通常は抵抗Ｒ３のみを介してグラウンドに接続されるが、調光スイッチ１９（ＳＷ３）がオンされると抵抗Ｒ３に加えて並列に接続された抵抗Ｒ４を介してグラウンドに接続され、照明用光源Ｌ１の電流モニタ抵抗の両端の電圧値が下がる。これにより調光スイッチ１９（ＳＷ３）がオンされている間、スイッチングレギュレータＵ１の出力オンデューティー比が大きく設定され、コイルＣＬにチャージされたエネルギーが多くなり、つまりは光源（ＬＥＤ）Ｌ１のアノード側の電位が上昇し、照明用光源Ｌ１を流れる電流が増大され、光源Ｌ１は明るくなる（Ｕ１の１番ピンであるＥａＩｎ端子の電圧が一定になるように動作する）。

なお、検出スイッチＳＷ２と連動してスイッチ素子Ｑ２は、光源ユニット１２が内視鏡本体１１から取り外された時に、ＤＣ／ＤＣコンバータをオフ状態（スイッチＳＷ２がオフ状態）にするスイッチ素子である。また、スイッチ素子Ｑ３は、検出スイッチＳＷ２と連動してＯＮになる素子であるが、検出スイッチＳＷ２がオフ状態でスイッチングレギュレータＵ１が作動しなくても、接続上から、光源（ＬＥＤ）Ｌ１が点灯することを防止する素子である（ＢＡＴＴ⇒ＣＬ⇒Ｄ１⇒Ｌ１⇒Ｒ４⇒ＧＮＤの経路をカットする）。

以上のように、第１実施形態では、電流モニタ抵抗の値を調光スイッチ１９（ＳＷ３）のオン／オフに連動させて切替えることで照明用の光源の明るさを調整している。また、電流モニタ抵抗の値の切替えは、光源に複数の電流モニタ抵抗を並列に接続し、それらの一部の系列を調光スイッチ１９（ＳＷ３）のオン／オフに連動させてオン／オフすることで行われるので、極めて簡略な構成で調光を行うことができる。

また、並列に接続された電流モニタ抵抗は何れも取付検知スイッチ２０のオン／オフに連動して導通可能となるので、光源ユニットが取り外されているときの無駄な発光を防止することができる。更に、本実施形態では、照明用の光源は、調光スイッチ１９（ＳＷ３）を押している間だけ明るく点灯するので、通常の点灯に戻すための操作を敢えて行うことなく必要なときだけ照明を明るくすることができる。

次に、図４を参照して、第１実施形態の第１変形例について説明する。第１変形例は、並列に接続される電流モニタ抵抗の接続が第１実施形態と異なるのみで、その他の構成は第１実施形態と同一である。図４は、図３の破線で囲まれた部分に対応し、並列に接続された電流モニタ抵抗Ｒ３、Ｒ４の周辺の回路図のみを示す。なお、図４において、端点Ａ〜Ｄは、図３の回路図の点Ａ〜Ｄにそれぞれ対応する。図４に示されるように、第１実施形態ではグラウンドに接続されていたスイッチ素子Ｑ４のソース端子が、第１変形例ではスイッチ素子Ｑ３のドレイン端子に接続される。したがって、スイッチ素子Ｑ４のオン／オフは、スイッチ素子Ｑ３がオン状態のときのみ有効となり、第１変形例においても第１実施形態と同様の作用・効果を得られる。なお、スイッチ素子Ｑ４のバイアス抵抗の値は大きくとることができるので、照明系の回路動作に与える影響は無視できる。

図５は第１実施形態の第２変形例の部分的な回路図である。図４と同様に図５は、図３の破線で囲まれた部分に対応し、並列に接続された電流モニタ抵抗Ｒ３、Ｒ４の周辺の回路図のみを示すもので、端点Ａ〜Ｄは、図３の回路図の点Ａ〜Ｄにそれぞれ対応する。第２変形例は、第１変形例におけるスイッチ素子Ｑ４を調光スイッチ１９（ＳＷ３）で直接置き換えたものである。すなわち抵抗Ｒ３、Ｒ４は照明用光源Ｌ１のカソード端子とスイッチ素子Ｑ３のドレイン端子との間に並列に接続され、抵抗Ｒ４の経路に調光スイッチＳＷ３（１９）が設けられる。なお、第２形例は、調光スイッチ１９（ＳＷ３）のリード線を短く構成でき、ノイズの影響を小さく抑えられるときに有効であり、第１変形例に比べコスト面で有利である。しかし、ノイズの影響を考慮する場合には、ゲート電圧の閾値までノイズをキャンセルできるＭＯＳＦＥＴを用いた第１変形例の方が有利である。

次に図６の回路図を参照して、第２実施形態における光源駆動回路２５の構成について説明する。

第１実施形態では、調光スイッチ１９（ＳＷ３）のオン／オフに連動して電流モニタ用の抵抗値を切替え可能にすることで照明用光源の明るさの切替えを行ったが、第２実施形態では、照明用光源の電流モニタにおけるスイッチングレギュレータＵ１（端子１（ＥａＩｎ））へのモニタ電圧の伝達の比率を可変にすることで、照明用光源の明るさを切替える。なおその他の構成は第１実施形態と同様なので、同一の構成については同一参照符号を用い、その説明を省略する。

第２実施形態では、電流モニタ抵抗には抵抗Ｒ３のみが用いられ、抵抗Ｒ３は、取付検知スイッチＳＷ２（２０）のオン／オフに連動するスイッチ素子Ｑ３を介してグラウンドに接続される。また、電流モニタ抵抗Ｒ３によりモニタされる電圧は、バッファ（ボルテージホロワ）ＢＦ、抵抗Ｒ８を介してスイッチングレギュレータＵ１の端子１（ＥａＩｎ）に接続される。

スイッチングレギュレータＵ１の端子１（ＥａＩｎ）は、更に抵抗Ｒ９およびスイッチ素子Ｑ７を介してグラウンドに接続される。スイッチ素子Ｑ７は例えばＮチャンネルＭＯＳ電界効果トランジスタで構成される抵抗内蔵トランジスタであり、抵抗Ｒ９はドレイン端子に接続され、ソース端子はグラウンドに接続される。また、ゲート端子は調光スイッチＳＷ３（１９）を介して取付検知スイッチＳＷ２（２０）に接続される。

したがって、取付検知スイッチＳＷ２がオン状態のときに調光スイッチ１９（ＳＷ３）がオン状態にされると、スイッチ素子Ｑ７がオンされ、スイッチングレギュレータＵ１の端子１（ＥａＩｎ）に入力される電圧は、バッファＢＦから出力される電圧（モニタ電圧）を抵抗Ｒ８と抵抗Ｒ９により分圧した値となる。これにより、スイッチングレギュレータＵ１を用いた昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータは、照明用光源Ｌ１へ供給される電流を増大し、光源Ｌ１はより明るく点灯する。なお、バッファＢＦの電源は図６の点Ｅまたは点Ｆから取られるが、取付検知スイッチＳＷ２（２０）がオフ状態でも電圧が印加される点Ｅがより好ましい。

以上のように、第２実施形態においても、第１実施形態と略同様の効果を得られる。

次に図７の回路図を参照して第２実施形態の第１変形例について説明する。第２実施形態の第１変形例では、スイッチ素子Ｑ７を用いず、抵抗Ｒ９とグラウンドの間に調光ＳＷ３（１９）を直接配置する。このとき、調光スイッチ１９（ＳＷ３）は、電圧降下を小さくするため、なるべくグラウンドに近い位置に配置される。なおその他の構成は第２実施形態と同様である。

また図８は、第２実施形態の第２変形例の回路図であり、第２変形例は、バッファＢＦを用いない例であり、このとき抵抗Ｒ８、Ｒ９の値は、電流モニタ抵抗Ｒ３の１０倍以上の値に設定される。よって、厳密な値を求める場合以外は、Ｒ３＜＜（Ｒ８＋Ｒ９）の関係が成り立つので、回路動作へは、Ｒ３のみが影響すると考えて良いと考えられる。特に、明るさに対する人間の感覚は、順応性があり、少々の変化は、感覚が吸収してしまうので、厳密な光量を必要としない場合が多い。なお、その他の構成は第２実施形態と同様である。

第２実施形態の第１、第２変形例においても、第２実施形態と略同様の作用・効果が得られ、更にその構成を簡略にすることができる。

また、第２実施形態およびその変形例では、ＬＥＤ負荷オープン時の過電圧保護回路を構成する抵抗Ｒ８が、モニタ電圧の伝達比率を切替えるための電圧分割にも利用され、これにより電圧分割のための新たな抵抗素子が不要になり、部品点数を削減することができる。

なお、図６において、ＬＥＤ光源Ｌ１が開放されているときにスイッチ素子Ｑ３がオン状態にあると、抵抗Ｒ３、スイッチ素子Ｑ３を通してバッファＢＦの反転端子入力（−）はＧＮＤになり、ＧＮＤの電圧がそのまま抵抗Ｒ８に出力される。これにより、ＬＥＤ負荷オープン時には、図３を参照した説明と同じ経路で電流が流れ、抵抗ＲとツェナーダイオードＤ２は過電圧保護回路として動作し、回路の安全が保たれる。なお、バッファＢＦの出力電圧のオフセットは、無視できる電圧である。

また、本実施形態の説明では、増光する場合を例として説明を行ったが、本発明は減光する場合にも適用可能である。この場合、本実施形態において説明された構成を、動作が反転するように構成すればよい。減光は特に、狭い気管の中を観察する場合など、周囲の壁による反射が大きく、標準の明るさではかえって見にくい場合に有効である。

また、本実施形態では、取付検出スイッチ（ＳＷ２）が有ることで、光源の強い光を人が直接目視する事がない。よって、更に光量を増加しても問題が発生することはない。すなわち、機構的および回路的に許される限り、光量の増加は任意であり、設定の自由度と、製品の性能の範囲が広く取れる。取付スイッチ（ＳＷ３）が無い場合には、光量の設定は一定の値以下に制限され、更に光量をアップすることはできないが、本実施形態ではこのような制約がない。

なお、各実施形態および各変形例における個別の構成は、各々の構成が矛盾を来たさない範囲において適宜組み合わせて利用することができる。

１０ 携帯内視鏡
１１ 内視鏡本体
１２ 光源ユニット
１６ 光源ユニット取付部
１７ 回転リング
１８（ＳＷ１） メインスイッチ
１９（ＳＷ３） 調光スイッチ
２０（ＳＷ２） 取付検知スイッチ
２１ 基板
２２ 光源駆動回路
２３ バッテリ
２４ 操作ピン
Ｌ１ 照明用光源
Ｌ２ パイロットランプ
Ｌ３ 警告ランプ
Ｑ２〜Ｑ７ スイッチ素子
Ｕ１ スイッチングレギュレータ

Claims (6)

1. 携帯内視鏡の本体に着脱自在な光源ユニットの光源駆動装置であって、
   前記光源ユニットの前記内視鏡本体への着脱状態に連動してオン／オフが切替えられる取付検知スイッチと、
   光源とグラウンドの間に設けられるモニタ抵抗のモニタ電圧に基づき、前記光源に流れる電流が一定となるように前記光源に昇圧電圧を印加する昇圧制御手段と、
   前記取付検知スイッチにより前記光源ユニットが前記内視鏡本体に装着されていると判定されるとき、前記モニタ抵抗の抵抗値、または前記モニタ電圧の前記昇圧制御手段への伝達の比率を変更することで前記光源の明るさを変更する調光スイッチと
   を備えることを特徴とする携帯内視鏡の光源駆動装置。
2. 前記調光スイッチのオン／オフに連動して前記モニタ電圧を分圧することで前記伝達の比率を変更することを特徴とする請求項１に記載の携帯内視鏡の光源駆動装置。
3. ボルテージホロワを介した前記モニタ電圧を分圧することを特徴とする請求項２に記載の携帯内視鏡の光源駆動装置。
4. 前記モニタ抵抗が並列に接続された複数の抵抗を備え、前記調光スイッチが一部の抵抗の経路のみに設けられ、前記調光スイッチのオン／オフに連動して前記モニタ抵抗の抵抗値が切替えられることを特徴とする請求項１に記載の携帯内視鏡の光源駆動装置。
5. 前記調光スイッチが操作されている間のみ前記光源が相対的に明るい状態に維持されることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の携帯内視鏡の光源駆動装置。
6. 請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の光源駆動装置を備えた携帯内視鏡。
   

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