JP4447214B2 - 内視鏡の光源装置 - Google Patents
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Description
【発明の技術分野】
本発明は、内視鏡の光源に適した光源装置に関する。
【0002】
【従来技術およびその問題点】
内視鏡の光源装置には、光源としてハロゲンランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプなど高輝度ランプが使用されている。内視鏡による検査、施術中に光源が寿命または故障によって消灯した場合、光源または光源装置を取り替えなければならない。この取り替え作業の間、内視鏡を患者の体腔内に据え置くのは望ましくない。
そこで、従来の高輝度ランプを使用した主光源とは別個に補助光源を内蔵し、主光源が消えたら補助光源に切替えて体腔内を照明し、補助光源による照明下で挿入部を体腔内から安全に抜き去ることを可能にする光源装置が望まれている。例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3などに開示されている。
しかし、補助光源として主光源と同一回路で点灯できる光源を使用する場合は補助光源の電源を主光源の電源と共用できるが(特許文献2)、主光源と共用できない場合は、補助光源専用の電源を設けていた(特許文献3)。
【0003】
【特許文献1】
特開2000-210245号公報
【特許文献2】
特開平10-108826号公報
【特許文献3】
特開2002-72106号公報
【0004】
【発明の目的】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、主光源と電源を共有できない補助光源を、専用電源を設けずに点灯させることができる内視鏡の光源装置を提供することを目的とする。
【0005】
【発明の概要】
本発明は、従来の電子内視鏡システムにおいて、内視鏡プロセッサ部は、送気送水用ポンプなどの電動部材を駆動する電源を備えていることに着目してなされたものである。
この観点からなされた本発明は、挿入部先端部に電子カメラを備えた内視鏡が着脱自在に接続され、接続された内視鏡の電子カメラから出力される画像信号の中から輝度レベルを検出する検出手段と、電動部材と、該電動部材を駆動する電源と、を備えた内視鏡プロセッサ部に装着される光源装置であって、高輝度ランプからなる主光源と、入射端面が前記主光源と対向する導光部材と、前記主光源と前記導光部材の入射端面との間に前記入射端面に入射する光量を調整する絞りを備え、前記主光源と入射端面との間の主光源光路から待避した待避位置と、前記主光源が非点灯状態のときに前記主光源光路内であって前記入射端面に対向する使用位置とに移動可能に支持された、LEDからなる補助光源と、前記電源を前記電動部材と前記補助光源との間で切替える電源切替え制御手段とを備え、前記絞りは、前記検出手段が検出した輝度レベルに応じて開閉し、前記電源切替え制御手段は、前記絞りが全開の状態で前記検出手段が検出した輝度レベルが所定時間、所定の閾値未満の場合に、前記電源を前記補助光源に切替え、前記補助光源を使用位置に移動させて点灯させることに特徴を有する。
この構成によれば、主光源とは別個に設けられる補助光源の電源を、既存の電動部材用の電源と共用したので、新たな電源が不要となる。しかも、主光源が時間経過に伴って光量が減少したことや、主光源が消えたことを検出して補助光源を点灯させることができる。
前記絞りが全開の状態で前記検出手段が検出した輝度レベルが所定時間所定の閾値未満の場合に補助光源に切替えるので、絞りが絞り込まれたために光量不足となったことを検出できるようになり、主光源が正常状態であるのに誤って補助光源に切替えてしまうことがない。
【0006】
前記電動部材としては、前記内視鏡プロセッサ部に接続された内視鏡に送吸気または送排水する電動ポンプがある。
【0007】
前記光源装置に前記補助光源を前記位置と使用位置とに移動させる電磁駆動手段を備え、該電磁駆動手段を、前記電源切替え制御手段によって前記補助光源に接続された前記電源によって作動する構成にすれば、電磁駆動手段用の電源が不要になる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明を説明する。図1は、本発明の光源装置を電子内視鏡システムに適用した実施形態の主要構成を示す図である。
【0009】
この電子内視鏡10は、可撓性の挿入部11と、挿入部11の体外端に設けられた操作部12と、操作部12に接続されたユニバーサルチューブ13を備えている。挿入部11の先端部には、撮像レンズ、撮像素子等を含む電子カメラ(ビデオカメラ)16が内蔵されている。電子カメラ16は、挿入部11の先端面に設けられた観察窓(対物窓)から外部を撮像可能に配置されている。さらに挿入部11の先端面には、照明用の導光手段としてのライトガイド(光ファイバ束)15の射出端面15bや、鉗子口等が配置されている(図示せず)。操作部12には、電子カメラの動画撮影、静止画撮影などを制御する操作ボタンや、挿入部11の先端部近傍に設けられた湾曲機構を操作する湾曲操作ノブ等が設けられている。
【0010】
この電子内視鏡10は、ユニバーサルチューブ13の端部に設けられたコネクタ14を介して、プロセッサ部20のコネクタ21に着脱自在に接続される。プロセッサ部20内には、電子カメラ16が撮像した映像信号を処理する映像信号処理系として、プロセス回路22、プロセス回路22で信号処理され、出力された色差信号R-Y、B-Yおよび輝度信号Yを所定のコンポジット信号等に変換するエンコーダ24を備えている。エンコーダ24から出力されたコンポジット信号は、テレビモニタ等に入力され、視覚化される。また、プロセス回路22から出力された輝度信号Yは、レベル検出回路23を介してエンコーダ24に入力される。レベル検出回路23が検出したレベル(輝度)は、主光源の光量制御用の絞り調整などに使用される。電子カメラ16とプロセス回路22は、コネクタ14、21を介して接続された、挿入部11、操作部12およびユニバーサルチューブ13内に収容された信号ケーブル17と、プロセッサ部20内を配線された映像ケーブル22aとを介して接続されている。なお、エンコーダ24にはテレビモニタの他に、映像を記録するビデオデッキなどの外部記憶装置、パソコンの映像信号入力などの接続が可能である。
【0011】
ライトガイド15は、挿入部11の先端面から、挿入部11、操作部12およびユニバーサルチューブ13内を通って他端部がコネクタ14内の光コネクタ(図示せず)に接続されている。そしてこの光コネクタは、コネクタ14とコネクタ21が接続されたときに、同時にコネクタ21内の光コネクタ(図示せず)に接続され、ライトガイド15の入射端面15aとライトガイド25の射出端面25bとを光接続する。このライドガイド25の他端部の入射端面25aは、主光源27の入射位置に配置されている。主光源27と入射端面25aとの間の主光源光路内には絞り26が配置され、この絞り26の開閉により入射端面25aに入射する光量が調整される。
【0012】
この主光源27から発せられ、入射端面25aから入射した照明光は、ライトガイド25、射出端面25b、入射端面15a、ライトガイド15と導かれ、ライトガイド15の射出端面15b、挿入部11先端面の照明窓から外部に射出して体腔内を照明する。
【0013】
絞り26の開閉は、オート絞りが設定されているときは、レベル検出回路23が検出した輝度信号Yのレベルに基づいて制御される。つまり、輝度信号Yレベルが所定範囲内に納まるように開閉、例えば、所定レベル範囲よりも高くなると絞り26を閉じ、所定レベル範囲よりも低くなると絞りを開放する。マニュアル絞りが設定されているときは、使用者がキー(図示せず)等を利用して入力した絞り値まで、システムコントローラ31が制御する。なお、絞り26の開閉度は、システムコントローラ31がセンサ37によって検出する。
【0014】
主光源27は、主光源電源28によって点灯駆動制御される。この主光源電源28は、商用電源29から電力供給を受けた安定化電源回路30において安定化された電流によって主光源27の点灯を制御する。
【0015】
主光源27としては、通常、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使用され、この高輝度ランプが、反射傘を有するランプソケットに装着されている。さらにこの主光源27は、高輝度ランプから発光された光束を収束する集光レンズなどを備えている。この主光源27の収束位置と入射端面25aとが一致するように、主光源27およびライトガイド25が配置されている。
【0016】
プロセッサ部20内には、主光源27がランプ寿命により、またはなんらかの故障により消灯したときに、主光源27に代わって照明光を供給する補助光源32が設けられている。補助光源32として、本実施形態では高輝度LEDを使用している。この補助光源32の点灯は、補助光源駆動回路33によって駆動制御される。補助光源駆動回路33には、安定化電源回路30において安定化された定電圧電流が、電動ポンプ35を経由して供給される。つまり、電動ポンプ35に供給される定電圧電流と補助光源駆動回路33に供給される定電圧電流とは同一であり、補助光源駆動回路33は電動ポンプ35と電源を共有している。
【0017】
さらに補助光源駆動回路33は、アクチュエータ34を介して補助光源32を、主光源光路外の待機位置と、主光源光路内であって、入射端面25aと対向する使用位置(補助光源発光位置)とに移動させて、この使用位置において補助光源32を点灯する。なお補助光源32は、通常状態では主光源光路外の待機位置に保持され、消灯されている。
【0018】
光源装置の機械的構成について、さらに図3、図4を参照して説明する。図3、図4は本実施形態の要部斜視図であって、図3は主光源27が点灯した通常状態を示し、図4は補助光源32が点灯した補助光点灯状態を示している。
補助光源32は、L型のレバー51の一方の端部に固定されている。レバー51は、角部が軸51aを介して回動自在に押え板52に軸支され、他方の端部にアクチュエータ34が連結されている。このアクチュエータ34はロータリーアクチュエータであって、回転板53に植設された偏心軸53aが、レバー51の一方の腕部に沿って形成された長穴51bに嵌っている。
【0019】
アクチュエータ34が非通電状態のときは、回転板53は初期位置に保持され、レバー51も初期状態に保持されている。この初期状態が通常状態であって、レバー51の一方の端部に固定された補助光源32は位置に保持されている。
アクチュエータ34に通電されると、回転板53が使用位置方向に回転し、この回転に連動してレバー51も使用位置方向に回転して、補助光源32を使用位置、つまり、入射端面25aと対向する補助光源発光位置に移動する。そして補助光源32は、アクチュエータ34に通電されている間、この補助光源発光位置に保持される。このように補助光源32が補助光源発光位置に移動すると、システムコントローラ31は補助光源32に通電させて発光させる。さらにシステムコントローラ31は、補助光源32が発光していることを、プロセッサ部20の筐体等に設けた表示ランプ38を点滅させて使用者等に知らせる。なお、表示ランプ38は、補助光源32が発光(点灯)していないときとしているときとで異なる色で点灯、または文字、図形等を表示または点滅する構成でもよい。
【0020】
なお、主光源27は点灯中は高熱になるので、詳細は図示しないが、主光源27を冷却する冷却ファンを備えている。また、補助光源32も、冷却ファンによる空気流の冷却だけでは不十分な場合など、必要に応じて補助光源冷却手段が設けられる。
【0021】
さらにプロセッサ部20内には、送気/吸気、または送水/排水用のポンプ35が備えられている。この電動ポンプは、安定化電源回路30から供給される電力によって動作し、その動作はシステムコントローラ31によって制御される。
【0022】
安定化電源回路30から出力される電力は、補助光源駆動回路33および電動ポンプ35の一方に択一的に供給される。この実施形態では、補助光源駆動回路33および電動ポンプ35を駆動するシステムコントローラ31が、制御スイッチ36によって通常は端子Aに切り替わって電動ポンプ35を制御し、補助光源32を点灯するときは端子Bに切り替わって補助光源駆動回路33を制御する。つまり、補助光源32の電源は、専用の電源ではなく、既存の電源を共用する構成である。
【0023】
このようにシステムコントローラ31は、制御スイッチ36と共に電源を切替える電源切替え制御手段として機能するだけでなく、アクチュエータ34、電動ポンプ35など、電子内視鏡10およびプロセッサ部20の各部材、動作を統括的に制御する制御手段として機能する。
【0024】
次に、この実施形態の動作について、図2に示したフローチャートを参照して説明する。システムコントローラ31は、電源スイッチSWPがオンして商用電源29が供給された状態で入る。
この観察開始処理に入ると、まず、制御スイッチ36を端子Aに切替える(S11)。次に、主光源電源28をオンし、電子カメラ16による通常撮影動作を開始する(S13)。つまり、主光源27によって照明された体腔内を電子カメラ16で撮像し、テレビモニタで観察可能な通常観察状態になる。
【0025】
次にカウント値Tに0を入れる(S15)。このカウント値Tは、所定時間待つためのカウンタである。
レベル検出回路23から出力される輝度レベルYが所定のしきい値未満かどうかを判定する(S17)。閾値未満でない場合、つまり撮像した観察像が所定輝度以上の場合はS13に戻る(S17)。ここで、輝度レベルYが閾値未満となる場合は、観察対象が非常に暗い状態、通常は、主光源27が寿命等の何らかの原因で消えたとき、または観察対象が遠くに位置する場合にこの暗い状態になる。
【0026】
閾値未満の場合は、カウント値Tに1加算し、Tが最大値Tmaxと等しいかどうかをチェックする(S17;Y、S19、S21)。最大値Tmaxと等しくない場合はS17に戻ってS17〜S21の処理を繰り返す(S21;N、S17)。つまり、撮像した映像信号が非常に暗い状態が所定時間継続するのを待つ。つまり、主光源27が消えて暗くなったのか、観察対象が遠くに位置して暗くなったのかを判別するために所定時間経過するのを待つ。観察対象が遠くに位置した場合は、湾曲操作によって挿入部11の先端部が近くの観察対象に向いて輝度レベルYが閾値以上になるが、主光源27が消えた場合は所定時間待っても点灯しないので、所定時間待っても輝度レベルYは閾値未満である。
【0027】
カウント値Tが最大値Tmaxと等しくなったら、絞り26の制御がマニュアル絞りモードかどうかをチェックする(S21;Y、S23)。マニュアル絞りモードの場合は、マニュアル絞り値が最大(全開)であるかどうかチェックし(S23;Y、S25)、最大でないときはS17に戻る(S25;N)。マニュアル絞りモードでは無い場合、すなわち、自動絞りモードの場合は、絞り26が全開かどうかをチェックする(S23;N、S27)。絞り26が全開でない場合はS13に戻り(S27;N、S13)、全開の場合はS29に進む(S27;Y、S29)。
【0028】
絞りが全開で無い場合は、観察対象に非常に接近してまたは反射率の高い観察対象を撮像して絞りを絞り込んだ後に観察対象から離反した場合または通常の反射率の観察対象を撮像した直後などに、主光源27が点灯しているにもかかわらず輝度レベルYが閾値未満になる場合があるので、S13に戻る。
【0029】
S29に進むと、制御スイッチ36を接点Bに切替えて、電動ポンプ35から補助光源駆動回路33に切替えて、電動ポンプ35を停止し、補助光源駆動回路33を起動する(S29)。補助光源駆動回路33が起動すると、アクチュエータ34を起動して補助光源32を使用位置まで移動し、補助光源32を点灯するとともに、補助光源点灯表示ランプ38を点滅させる(S31)。この状態を維持して、電源スイッチSWPがオフされるのを待つ(S33)。電源スイッチSWPがオフされたら、観察処理を終了する。
操作者は、電子カメラ16で撮像された映像をテレビモニタで観察しながら操作部12を操作して挿入部11を体腔内から安全に引き出し、電源スイッチSWPをオフして主光源27を交換する。なお、電源スイッチSWPがオフされたら、補助光源32を消灯し、アクチュエータ34を駆動して補助光源32を待機位置に戻すことが望ましい。
【0030】
以上の通り本発明の実施形態によれば、主光源27がなんらかの理由によって消えた場合は、電動ポンプ35を駆動する電源によって補助光源駆動回路33を起動して補助光源32を移動し、補助光源32を点灯するので、補助光源用に新たな電源を設ける必要がなく、また既存の電源容量を補助光源用に強化する必要がない。
【0031】
本実施形態では、システムコントローラ31と補助光源駆動回路33と電動ポンプ35との接続を制御スイッチ36によって切替えているが、システムコントローラ31に制御ポートが複数個あれば、各制御ポートに補助光源駆動回路33、電動ポンプ35を接続して切替えなくてもよい。
本実施の形態では補助光源32の電源を電動ポンプ35の電源と共用したが、補助光源を駆動できる電源であれば、他の電動部材の電源でもよい。
補助光源に切替える検出手段として電子カメラ16で撮像した映像信号中の輝度レベルYを利用したので、主光源27のランプが使用時間経過により光量が落ちたこと、および切れたことの両方を的確に検出できる。
以上本発明の詳細な説明では電子内視鏡に適用した実施形態について説明したが、本発明はいわゆる光学内視鏡に適用することもできる。
【0032】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り本発明は、主光源とは別個に設けられる補助光源の電源を、既存の電動部材用の電源と共用したので、新たな電源が不要となり、光源装置の小型化、この光源装置を搭載する機器の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光源を適用した電子内視鏡システムの主要構成を示す図である。
【図2】本発明の光源点灯処理をフローチャートで示す図である。
【図3】同実施形態における補助光源の移動機構を通常状態で示す斜視図である。
【図4】同実施形態における補助光源の移動機構を補助光源発光可能な状態で示す斜視図である。
【符号の説明】
10 電子内視鏡
11 挿入部
12 操作部
13 ユニバーサルチューブ
14 コネクタ
15 ライトガイド(光ファイバ束)
15a 入射端面
15b 射出端面
16 電子カメラ
20 プロセッサ部
21 コネクタ
22 プロセス回路
23 レベル検出回路
25 ライトガイド(光ファイバ束)
25a 入射端面
25b 射出端面
26 絞り
27 主光源
28 主光源電源
30 安定化電源回路
32 補助光源
34 アクチュエータ(電磁駆動手段)
35 電動ポンプ
SWP 電源スイッチ
Claims (5)
- 挿入部先端部に電子カメラを備えた内視鏡が着脱自在に接続され、接続された内視鏡の電子カメラから出力される画像信号の中から輝度レベルを検出する検出手段と、電動部材と、該電動部材を駆動する電源と、を備えた内視鏡プロセッサ部に装着される光源装置であって、
高輝度ランプからなる主光源と、
入射端面が前記主光源と対向する導光部材と、
前記主光源と前記導光部材の入射端面との間に前記入射端面に入射する光量を調整する絞りを備え、
前記主光源と入射端面との間の主光源光路から待避した待避位置と、前記主光源が非点灯状態のときに前記主光源光路内であって前記入射端面に対向する使用位置とに移動可能に支持された、LEDからなる補助光源と、
前記電源を前記電動部材と前記補助光源との間で切替える電源切替え制御手段とを備え、
前記絞りは、前記検出手段が検出した輝度レベルに応じて開閉し、
前記電源切替え制御手段は、前記絞りが全開の状態で前記検出手段が検出した輝度レベルが所定時間、所定の閾値未満の場合に、前記電源を前記補助光源に切替え、前記補助光源を使用位置に移動させて点灯させることを特徴とする内視鏡の光源装置。 - 前記電動部材は、前記内視鏡プロセッサ部に接続された内視鏡に送吸気または送排水する電動ポンプである請求項1記載の内視鏡の光源装置。
- 前記光源装置は、前記補助光源を前記待避位置と使用位置とに移動させる電磁駆動手段を備え、該電磁駆動手段は、前記電源切替え制御手段によって前記補助光源に接続された前記電源によって作動する請求項1または2記載の内視鏡の光源装置。
- 前記電源切替え制御手段は、前記主光源が消えたときに前記切替え制御を実行する請求項1から3のいずれか一項記載の内視鏡の光源装置。
- 前記補助光源が点灯しているときは、その旨を表示する表示手段を備えている請求項1から4のいずれか一項記載の内視鏡の光源装置。
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