JP4699079B2

JP4699079B2 - 内視鏡装置

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Publication number: JP4699079B2
Application number: JP2005124307A
Authority: JP
Inventors: 正充小笠原
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2005-04-21
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2025-04-21
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Description

本発明は、内視鏡装置に関し、特に、内視鏡装置におけるＬＥＤ光源を点灯させるためのＬＥＤ点灯技術に関する。

内視鏡装置は、対象内部の所望とする部位の近くにまで管を挿入して、その所望とする部位に関する画像を得て観察するための装置である。
このような内視鏡装置のうちのあるものは、管の先端部に観察対象に光を照射するためのＬＥＤが設けられている。

管の先端部に設けられたＬＥＤに電流を供給する技術としては、例えば下記特許文献１に開示されるような従来技術がある。
この従来技術によれば、図１４に示すように、携帯内視鏡システムにおいて、外部からの操作により、スイッチ１５０がオンすると、昇圧回路１２０には、バッテリー１００からダイオード１１３、スイッチ１５０を介して電流が供給される。そして、後段の定電流制御回路１４０、トランジスタ１３０、を介して、一定の電流がＬＥＤ５１〜５６に供給される。

時間が経過して、バッテリー１００からの出力電圧が降下し、図中のＡ点の電位が、バッテリー１１１の出力電圧からＬＥＤ１１２の順方向電圧を引いた電圧より低くなると、昇圧回路１２０には、バッテリー１１１から電流が供給される。このバッテリー１１１からの電流供給に連動して、バッテリー１００の交換を促すべく、ＬＥＤ１１２が発光される。そして、このようにすることで、上記ＬＥＤ５１〜５６が突然に消灯することを防止している。
特開２００３−２１７９２号公報「携帯内視鏡システム」

しかし、ＬＥＤは熱に対する耐性が弱く、スイッチのオン時などの電流の急な変化を引き起こす原因となるような契機に対して、その性能が低下してしまう恐れがある。そして、内視鏡の先端部のように、ＬＥＤが狭い領域内に配置された場合には、放熱性等の観点から、このような性能低下の要因は、より一層、増すことになる。

なお、上記した従来技術は、ＬＥＤに供給される電流を変化させないように制御する技術ではあるが、例えば、スイッチのオン時などにＬＥＤに流れる電流の変化には対応していない。

本発明の課題は、ＬＥＤ光源を点灯させるためのＬＥＤ点灯装置を有する内視鏡装置において、ＬＥＤ光源の急な温度上昇を防止することが可能な内視鏡装置を提供することである。

本発明の第１態様の内視鏡装置は、観察対象に挿入する挿入部の先端に備えられているＬＥＤ光源を点灯させるためのＬＥＤ点灯装置を有する内視鏡装置において、前記ＬＥＤ点灯装置は、一定の電圧を出力する定電圧電源と、該定電圧電源の出力を定電流に変換して前記ＬＥＤ光源に出力する定電流部と、を備え、該定電流部内に、ＬＥＤ光源への通電開始時に、そのＬＥＤ光源に流れる電流を、該通電開始時から段階的に変化させる電流変化制限手段をさらに備えることを特徴とする内視鏡装置である。

ここで、定電流部内に設けられた電流変化制限手段によって、ＬＥＤ光源に流れる電流の変化が制限されるので、例えば、ＬＥＤ光源をオンにした場合でも、そのＬＥＤ光源を流れる電流は急に変化することなく、よって、そのＬＥＤ光源を流れる電流に比例するＬＥＤ光源の放熱についても、そのようなＬＥＤ光源のオンに応じて、急な温度上昇を引き起こすこともなくなる。

本発明の第２態様の内視鏡装置は、観察対象に挿入する挿入部の先端に備えられているＬＥＤ光源を点灯させるためのＬＥＤ点灯装置を有する内視鏡装置において、前記ＬＥＤ点灯装置は、制御信号に対応して一定の電圧を出力する定電圧電源と、該定電圧電源の出力を定電流に変換して前記ＬＥＤ光源に出力する定電流部と、を備え、ＬＥＤ光源への通電開始時に、前記制御信号のデューティ比を、該通電開始時から段階的に変化させる制御を行うことを特徴とする内視鏡装置である。

ここで、定電圧電源に入力される制御信号は、ＬＥＤ光源の点灯時に、前記制御信号のデューティ比を可変とするように、例えば、所定の周波数で、点灯時間を徐々に増やしていくように制御される。よって、それぞれの一瞬では急な電流の変化が発生するが、電流をオフとする期間も周期的に含まれることから、ＬＥＤ光源の急な温度上昇にはつながらない。

本発明の第３態様の内視鏡装置は、観察対象に挿入する挿入部の先端に取り付けられていてＬＥＤ光源の内蔵されている光学アダプタが着脱可能な内視鏡装置において、前記光学アダプタの着脱を検出するアダプタ着脱検出手段と、前記ＬＥＤ光源を点灯させるためのＬＥＤ点灯装置と、を備え、前記ＬＥＤ点灯装置は、一定の電圧を出力する定電圧電源と、該定電圧電源の出力を定電流に変換して前記ＬＥＤ光源に出力する定電流部と、を備え、該定電流部内に、ＬＥＤ光源への通電開始時に、そのＬＥＤ光源に流れる電流を、該通電開始時から段階的に変化させる電流変化制限手段をさらに備え、前記アダプタ着脱検出手段の検出結果に基づいてＬＥＤ点灯装置による前記ＬＥＤ光源の点灯を制御することを特徴とする内視鏡装置である。

ここで、ＬＥＤ光源が内蔵されている光学アダプタを一旦取り外してから再度装着した場合でもＬＥＤに流れる電流を制御することができる。よって、ＬＥＤ光源の急な温度上昇を防止することが可能である。

本発明の内視鏡装置では、例えば、ＬＥＤ光源をオンにした場合でも、そのＬＥＤ光源を流れる電流は、電流変化制限手段によって急に変化することなく、よって、そのＬＥＤ光源を流れる電流に比例するＬＥＤ光源の放熱についても、そのようなＬＥＤ光源のオンに応じて、急な温度上昇を引き起こすこともなくなる。このため、ＬＥＤ光源の性能低下を回避することができる。

また、本発明の内視鏡装置では、定電圧電源に入力される制御信号は、ＬＥＤ光源の点灯時に、前記制御信号のデューティ比を可変とするように、例えば、所定の周波数で、点灯時間を徐々に増やしていくように制御される。よって、それぞれの一瞬では急な電流の変化が発生するが、電流をオフとする期間も周期的に含まれることから、ＬＥＤ光源の急な温度上昇にはつながらない。このため、ＬＥＤ光源の性能低下を回避することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、本発明は、内視鏡装置におけるＬＥＤ点灯技術に関するものであるが、まず、内視鏡装置全体の構成について説明を行い、続いて、そのＬＥＤ点灯に関わるユニットについて説明をする。

図１は、本発明の第１、第２、及び第３実施形態に共通する内視鏡装置の全体構造を示す図である。
図１において、内視鏡装置１は、管の先端部にＬＥＤ１０、固体撮像素子（ＣＣＤ）９、対物レンズ８が備えられてなる挿入部２、湾曲制御部１３、ユーザインターフェース１４を備える操作部３、ユニバーサルケーブル４、電源部５、表示装置７、その表示装置７が着脱可能な固定部６、からなる。

以下では、この内視鏡装置１の動作を、画像処理、ＬＥＤ制御、電源供給、デフォルト制御、湾曲制御、の順に説明する。
（１）画像処理
まず、ＬＥＤ制御部２０からの制御信号に基づいて、ＬＥＤ１０から被写体に光が照射される。その光はその被写体によって反射され、対物レンズ８に入射し、その対物レンズ８の結像位置に配置されたＣＣＤ９に結像され光電変換される。

なお、ＣＣＤ９は、そのＣＣＤ９を駆動するためのＣＣＤ駆動信号をＣＣＤ駆動部２１から複合同軸ケーブルを介して受け取り、このＣＣＤ駆動信号に基づくタイミングで、上記光電変換が行われる。ＣＣＤ９によって光電変換された信号は、複合同軸ケーブルを介して、画像処理部２２に伝送される。

画像処理部２２に伝送された画像データは、システム制御部１９を介して、上記したユーザインターフェース１４からの指示に基づいて各種処理が施される。画像処理部２２にて処理された画像データは、ケーブルを介して表示装置７に伝送され出画される。なお、上記したユーザインターフェース１４からの指示としては、ズームアップ／ダウン指示（ZOOM UP／DOWN信号）、フリーズ指示（FREEZE信号）などがある。

記録再生部２６は、システム制御部１９と通信を行い、システム制御部を介してなされる指示に基づいて、画像の記録および記録した画像の再生を行う。記録再生部２６には、記録媒体２７が接続することができる。記録媒体２７は、画像処理部２２からの画像データを記録再生部２６を介して蓄積することができる。記録媒体２７に蓄積された画像データは、ケーブルを介して画像処理部２２に読み出され、そこからさらにケーブルを介して表示装置７に出画することが可能である。
（２）ＬＥＤ制御
挿入部２の先端に位置するＬＥＤ１０は、システム制御部１９からのＬＥＤをオン／オフする信号（LED ON／OFF 信号）によって、ＬＥＤ制御部２０が制御されることによって、その消灯／点灯が制御される。上記LED ON／OFF 信号は、ユーザインターフェース２４からのユーザの指示、例えばスイッチの押下によって、ケーブルを介してシステム制御部１９に伝えられる。
（３）電源供給
電源供給回路１８は、ケーブルを介して、システム制御部１９、バッテリー１５、バッテリー検出機構１６、ＡＣアダプタ１７、ファン２３、とそれぞれ接続されている。そして、バッテリー１５、または、ＡＣアダプタ１７のいずれか一方からケーブルを介して電圧を得ることにより、内部の各ユニットに供給する電圧を作り出している。なお、バッテリー１５とＡＣアダプタ１７の出力はダイオード（不図示）により結合され、電圧の高い方が優先される。バッテリー検出機構１６は、バッテリー１５の有無を検出し、その情報を電源供給回路１８を介してシステム制御部１９に伝送する。ファン２３は、電源供給回路１８から供給される電圧によって駆動され、電源部５内を冷却する。
（４）デフォルト制御
ユーザインターフェース２４を介してユーザによって設定された各種デフォルトは、システム制御部１９を介して、デフォルト設定部２５に格納される。そして、例えば電源オンに連動して、設定された各種デフォルトは、デフォルト設定部２５からシステム制御部１９に送信される。
（５）湾曲制御
湾曲制御部１３は、挿入部２の先端を湾曲動作させる制御を行う。この湾曲制御部１３は、モータ１１にケーブルを介して接続されると共に、ユニバーサルケーブル４内のケーブルを介して、システム制御部１９とも接続されている。そして、ユーザインターフェース２４からのモータのオン／オフの指示（モータON／OFF信号）をシステム制御部１９を介して受け取ることで、モータ１１をオン／オフすることができる。

ユーザによってジョイスティック（不図示）が操作され、挿入部２の先端部を湾曲させたい方向に倒すことにより、その先端部の湾曲動作は行われる。すなわち、モータギア１２が動力を伝達して回転するプーリー（不図示）に接触することで、モータ１１の動力に助けられ、このような湾曲動作は行われる。

また、湾曲制御部１３は、モータ１１の負荷状態を監視しており、モータ１１に異常な負荷がかかった場合は、システム制御部１９にモータ過負荷状態検出信号を送信する。システム制御部１９では、モータ過負荷状態検出信号を受信したら、湾曲制御部１３に対してモータ１１をオフにする制御信号を送信してモータ１１を停止させる。

以上に説明した内視鏡装置１のＬＥＤ制御部２０内に設けられるＬＥＤ点灯装置について以下に説明する。
図２は、本発明の第１実施形態の内視鏡装置に備えられるＬＥＤ点灯装置の回路構成を示す図である。

図２において、まず、図１のシステム制御部１９からＬＥＤ制御部２０内の定電圧電源３０をオンにする（よって、ＬＥＤ３７を点灯する）ことを示す制御信号が定電圧電源３０に入力され、その定電圧電源３０より、所定の電圧Ｖ_OUTが出力される。その定電圧電源３０の出力は、積分回路２８を介して定電流部２９に入力される。

図に示すように、定電圧電源３０と定電流部２９との間に設けられた積分回路２８の出力はオペアンプ３４の一方の入力端子に入力されるが、この入力端子の電圧は積分回路２８を構成する抵抗３１とコンデンサ３２の値によって定まる所定の立ち上がり時間をかけて徐々に連続的に上昇する。

一方、オペアンプ３４からの出力はトランジスタ３５のベースに入力される。また、そのトランジスタ３５のエミッタの出力はオペアンプ３４の他方の入力端子にフィードバックされる。つまり、オペアンプ３４は、トランジスタ３５オン時のベース−エミッタ間の電位差の温度によるバラツキを補償するように動作する。このため、トランジスタ３５のエミッタの電位Ｖ_BEは温度によらずほぼ一定の値となる。このとき、ＬＥＤ３７に流れる電流を調整するための抵抗３６には、次式で与えられる電圧が印加される。
Ｖ＝Ｖ_OUT−Ｖ_BE ・・・（Ａ）
つまり、抵抗３６の抵抗値をＲとすると、抵抗３６には、下記電流Ｉが流れる。
Ｉ＝Ｖ／Ｒ・・・（Ｂ）
この電流Ｉは、トランジスタ３５がオンしていることからＬＥＤ３７にも流れることになり、ＬＥＤ３７が点灯する。

このように、オペアンプ３４の一方の入力端子に入力される電圧は、トランジスタ３５のベースにも入力される。したがって、上記したように、積分回路２８の作用により、オペアンプ３４の一方の入力端子に入力される電圧が所定の時間をかけて徐々に上昇する場合には、トランジスタ３５のベース、エミッタの各電位も徐々に上昇する。そして、このことに対応して、（Ｂ）式によって示されるＬＥＤ３７に流れる電流についても時間をかけて徐々に上昇する。

なお、ＬＥＤ３７を消灯する場合は、電源電圧をオフにする。このようにすれば、Ｖ_OUTが０（ゼロ）Ｖになり、トランジスタ３５のベースも０Ｖになるため、トランジスタ３５がオフし、ＬＥＤ３７に流れる電流がカットされ、消灯される。

また、積分回路２８内の抵抗３１の両端を接続するように設けられたスイッチ３２は、工場の出荷調整等で電流値を調整する場合、ある時間が経過した後に、オンとする（押下する）ことで、その上昇の到達点に至るまでの時間を少しでも短縮するために設けてある。このスイッチ３２をオンにするタイミングは、ＬＥＤ３７を破壊しないように設定しなかればならない。

なお、以上の説明では、定電圧電源３０の出力を定電流部２９内で積分回路２８によって連続的に変化させていたが、定電圧電源３０の出力を定電流部２９内で段階的（ステップ状）に変化させるようにしてもよい。以下に説明する第２の実施形態は、定電圧電源３０の出力を段階的に変化させている。

図３は、本発明の第２実施形態の内視鏡装置に備えられるＬＥＤ点灯装置の回路構成を示す図である。図３では、図２と説明が重複する箇所は原則として説明を省略する。
図３においては、図２に設けられていた積分回路を設けない代わりに、図２のＬＥＤ３７に流れる電流を調整する抵抗３６を切り替える電流調整抵抗切替回路４０を設けることにより、ＬＥＤ３７に流れる電流を段階的に上昇させている。

この電流調整抵抗切替回路４０は、例えば図では、３つのスイッチ４１₁、４１₂、４１₃と、一端がそれらスイッチに直列に接続されると共に、他端がグランドに接続された抵抗値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３（Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３）をそれぞれ有する抵抗４２₁、４２₂、４２₃を備える。

クロック発生器４３は、図１のシステム制御部１９からＬＥＤ制御部２０内の定電圧電源３０をオンにする（よって、ＬＥＤ３７を点灯する）ことを示す制御信号が定電圧電源３０に入力された際に、その制御信号に基づいて、上記スイッチ４１₁、４１₂、４１₃のいずれか１つをオンにするような遅延信号を発生させる。

図４は、図３の第２実施形態におけるＬＥＤ制御部の動作波形を示す図である。
図４に示すように、定電圧電源に対する制御信号がオンになってから一定期間は、スイッチ４１₃（スイッチＳ₃）のみをオンにするような制御信号がクロック発生器４３から出力される。そして、所定期間の経過と共に、スイッチ４１₂（スイッチＳ₂）のみをオンにするような制御信号、スイッチ４１₁（スイッチＳ₁）のみをオンにするような制御信号が順次、クロック発生器４３から出力される。

ここで、スイッチＳ₃に対応する抵抗４２₃の抵抗値Ｒ３が３つの抵抗の中で最も大きかったことを考慮すると、スイッチＳ₃のみがオンになっている状態では、抵抗４２₃に流れる電流は（３つの抵抗中で）最も小さくなるので、上記したことより、ＬＥＤ３７に流れる電流もこの場合が最も小さくなる。以下、同様にして、スイッチＳ₂のみがオンになっている状態、スイッチＳ₁のみがオンになっている状態、の順にＬＥＤ３７に流れる電流が段階的に増えていく。

以上に説明した第１および第２の実施形態では、ＬＥＤ３７に流れる電流を徐々に増やすことにより、ＬＥＤ光源の急な温度上昇を防止していたが、図５に示す第３実施形態においては、定電圧電源３０に入力される制御信号のデューティ比を可変にすることにより、それぞれの一瞬では急な電流の変化が発生するが、電流をオフとする期間も周期的に含まれることから、ＬＥＤ光源の急な温度上昇にはつながらない。

図６は、図５の第３実施形態におけるＬＥＤ制御部の動作波形を示す図である。
図６に示すように、定電圧電源３０に印加される制御信号は、所定の周波数により動作され、デューティ比をしだいに点灯時間が長くなるように変化させた波形を有している。例えば、映像信号の水平または垂直走査周波数と同期させることで、映像信号の有効画素範囲の間にＬＥＤ点灯期間を同期させる。このような波形の制御信号によって、ＬＥＤ３７をパルス点灯させることができる。

上記のように動作させることで、フリッカを目立たなくすると同時に、ＬＥＤの光量を最大限に利用することができる。
図６に示す制御信号が定電圧電源３０に印加されると、定電圧電源３０の出力がその制御信号に同期してオン／オフを繰り返し、そのパルス状の電圧がトランジスタ３５のベースに印加され、結果的にトランジスタ３５のエミッタ電位が図に示す波形となる。そして、この電圧が抵抗３６に印加されることで、図に示すＬＥＤ電流の動作波形が得られる。

なお、パルス点灯期間が、制御信号を変化させることで調整可能なのはいうまでもない。
次に図７について説明する。同図は、本発明の第４実施形態の内視鏡装置の全体構造を示す図である。なお、図７では、図１と説明が重複する箇所は原則として説明を省略する。

図７において、挿入部２の先端部には、光源であるＬＥＤ１０を内蔵した光学アダプタ６０が着脱可能なようになっている。なお、内視鏡装置１の本体側と光学アダプタ６０内部の回路とはアダプタ接点６９を介して接続される。

光学アダプタ６０が挿入部２に取り付けられている状態では、ＬＥＤ１０にケーブルを介してアダプタ着脱検出部６１が接続されることとなる。アダプタ着脱検出部６１及びＬＥＤ制御部２０は、システム制御部１９からの指令に基づいてＬＥＤ１０を駆動する。

次に図８について説明する。同図は、アダプタ着脱検出部６１の回路構成を示す図である。
ユーザインターフェース２４内にあるＬＥＤ１０のＯＮ／ＯＦＦスイッチが押下されると、システム制御部１９がＡＤ着脱回路ＯＮ／ＯＦＦ信号をＯＮにする（Highレベルを出力する）。ＡＤ着脱回路ＯＮ／ＯＦＦ信号が出力されると、抵抗６４を介し、トランジスタ６５をオン状態とする。ここで、ベース端子が抵抗６６及び抵抗６７によりプルアップされている（アダプタ検出用電源の電圧に保持されている）ことによってそれまで状態となっていたトランジスタ６８が、トランジスタ６６がオンとなることにより、抵抗６７を介してオン状態へと遷移する。これにより、アダプタ検出用電源の電圧がＬＥＤ１０に印加される。

なお、図８においては、ＬＥＤ１０の点灯用の電力がアダプタ接点６９から出力されるので、アダプタ検出用電源の電圧はＬＥＤ１０の通常点灯用の電源電庄よりも低く設定しておくと安全上好ましい。

以下、光学アダプタ６０が装着されている場合とされていない場合とに分けて、アダプタ着脱検出部６１の動作について詳細に説明する。
（１）光学アダプタ６０が装着されている場合
ＬＥＤ１０にアダプタ検出用電源の電圧が印加されるので、抵抗６２に所定の電流が流れることとなる。このとき抵抗６２の両端には電位差が生じる。電圧比較器６３はこの電位差を検出し、Highレベルである着脱検出信号をシステム制御部１９へ送信する。

一方、システム制御部１９は、Highレベルの着脱検出信号を受信すると、光学アダプタ６０が装着されていると判断し、ＬＥＤ制御信号をHighレベルとすることでＬＥＤ制御部２０を動作させ、ＬＥＤ１０を点灯させる。

なお、このとき、ＬＥＤ制御部２０は、前述した第１、第２、若しくは第３実施形態として説明したものと同様の動作を行う。すなわち、ＬＥＤを保護するために、電流値を徐々に上昇させる、電流値をステップ状に上昇させる、若しくは、パルス点灯にて徐々に電流を増加させる、のいずれかの駆動方法にてＬＥＤ１０を駆動する。これより、ＬＥＤ１０の周辺部材の急激な温度変化に起因するＬＥＤ１０の破壊が防止される。つまり、ＬＥＤ１０が内蔵された光学アダプタ６０が着脱される場合でもＬＥＤ１０が保護されるのである。

また、ＬＥＤ制御部２０は、ＬＥＤ１０の点灯動作に併せ、アダプタ検出用電源とＬＥＤ１０の点灯用の電源との衝突を回避すべく、ＡＤ着脱回路ＯＮ／ＯＦＦ信号をlow レベルとしてトランジスタ６５をオフ状態とし、これによりトランジスタ６８をオフ状態へと遷移させることにより、アダプタ検出用電源のＬＥＤ１０側への供給を断つようにする。

（２）光学アダプタ６０が装着されていない場合
アダプタ接点６９間が開放状態にあるので抵抗６２には電流が流れない。このときには、抵抗６２の両端に電位差が生じないので、電圧比較器６３はLow レベルである着脱検出信号をシステム制御部１９へ送信する。

一方、システム制御部１９は、Low レベルの着脱検出信号を受信すると、光学アダプタ６０が装着されていないと判断し、ＬＥＤ制御信号をLow とすることでＬＥＤ制御部２０の動作を停止し、ＬＥＤ１０を消灯する。

以降、ユーザインターフェース２４内にあるＬＥＤ１０のＯＮ／ＯＦＦスイッチが押下された状態が維持されている場合には、ポーリング処理により所定の間隔で上述した光学アダプタ６０の検出動作を繰り返し、光学アダプタ６０の装着が検出された時点でＬＥＤ１０を点灯させるように動作する。

次に、上述したアダプタ着脱検出部６１の動作を、図９に示したフローチャートを用いて更に説明する。
まず、ステップ７０において、ユーザによって内視鏡装置１に対して電源が投入され、このフローチャートの流れが開始される。

次に、ステップ７１において、ユーザインターフェース２４内にあるＬＥＤ１０のＯＮ／ＯＦＦスイッチが押下されてＯＮになっているかどうかを、システム制御部１９が判断する。ここで、このＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＦＦとなっていると判断した場合には、このスイッチがＯＮにされるまで所定の間隔でポーリング処理を行って、このステップ７１のＯＮ／ＯＦＦスイッチの検出を繰り返す。一方、このＯＮ／ＯＦＦスイッチのＯＮが検出されたと判断した場合にはステップ７２へ移行する。

ステップ７２では、前述したように、システム制御部１９がＡＤ着脱回路ＯＮ／ＯＦＦ信号を制御し、光学アダプタ６０が取り付けられているかどうかを電圧比較器６３の出力信号に基づいて判断する。ここで、電圧比較器６３の出力がLow レベルの場合には光学アダプタ６０が取り付けられていないと判断してステップ７１へ移行し、ＬＥＤ１０のＯＮ／ＯＦＦスイッチの検出処理を再度行う。なお、ステップ７１及びステップ７２の処理に関しては、どちらも所定の間隔でポーリング処理を行っている。一方、電圧比較器６３の出力がHighレベルの場合には光学アダプタ６０が取り付けられていると判断し、ステップ７３へ移行する。

ステップ７３では、光学アダプタ６０が取り付けられているとの判断により、システム制御部１９はＬＥＤ制御部２０に対して制御信号を送信し、ＬＥＤ１０を点灯させる。なお、前述の通り、第１、第２、若しくは第３実施形態として説明したものと同様の動作を行い、ＬＥＤ１０を保護するために、電流値を徐々に上昇させる、電流値をステップ状に上昇させる、若しくは、パルス点灯にて徐々に電流を増加させる、のいずれかの駆動方法にてＬＥＤ１０を駆動する。

次に、ステップ７４では、光学アダプタ６０が取り付けられているかどうかをシステム制御部１９が改めて判断する。なお、このときの判断方法はステップ７２におけるものと同様のものでよい。ここで、光学アダプタ６０が取り付けられていないと判断した場合にはステップ７１へ移行する。一方、光学アダプタ６０が取り付けられていると判断した場合にはステップ７５へ移行する。

ステップ７５では、ユーザインターフェース２４内にあるＬＥＤ１０のＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＮになっているかどうかをシステム制御部１９が再度判断する。なお、このときの判断の方法はステップ７１におけるものと同様のものでよい。ここで、当該スイッチがＯＮとされていないと判断された場合にはステップ７１に移行する。一方、スイッチがオンとされている場合にはステップ７３に移行する。

つまり、ステップ７３、ステップ７４、及びステップ７５の各処理を所定の間隔で繰り返し処理することにより、ＬＥＤ１０を継続的に点灯させることができる。
以上のように、第４実施形態では、光源であるＬＥＤ１０が内蔵されている光学アダプタ６０において、光学アダプタ６０を一旦取り外してから再度装着した場合でもＬＥＤ１０に流れる電流を徐々に増加させることができるので、ＬＥＤ１０自身やＬＥＤ１０の周辺部材の破壊が防止され、性能・品質劣化が防止される。

また、光学アダプタ６０を取り外した状態でアダプタ接点６９が開放の状態ではＬＥＤ１０の点灯用電源の電圧が印加されないようにしているので、安全性がより向上する。
ところで、図１及び図７に示されているＣＣＤ駆動部２１は、図１０に例示するような構造を有する、１枚のＣＣＤ駆動基板７６で構成することができる。

図１０において、ＣＣＤ駆動基板７６は、ＣＣＤ９に接続する複合同軸ケーブル内の複数の信号線を半田付けされる半田メッキパターン７９及び８０ａ〜８０ｏを有し、更に、ＣＣＤ駆動パルスの最適化を行うＣＣＤ駆動回路部分７７を有している。ここで、半田メッキパターン７９は、複合同軸ケーブルの外皮シールド線を纏めて半田付けするパターンとなっている。また、半田メッキパターン８０ａ〜８０ｏは、信号線を半田付けする半田メッキパターンである。

通常、複合同軸ケーブルを半田付けする基板とＣＣＤ駆動回路が搭載される基板とは別々に構成されるが、図１０に示すような構成とすることにより、内視鏡装置１全体を小型化することができる。

接点ピン８２は、後述する画像処理基板８３内のピン接続コネクタと接続される。なお、図１０において、符号８１ａ〜８１ｄは、ＣＣＤ駆動基板７６をネジ止めするためのネジ取り付け穴である。

更に、ＣＣＤ駆動基板７６には、画像処理部２２の一部が装備される画像処理基板８３と組み合わせた状態での調整を容易に行えるようにするために、ＣＣＤ駆動基板７６をオシロスコープのプローブを貫通させるためのプローブ用スルーホール７８が設けられている。更に、このスルーホール７８の周囲には、図示しない半田メッキパターンが用意されている。

次に図１１について説明する。同図は画像処理基板８３の構造例を示している。
画像処理部２２は、画像処理基板８３と図示しない複数の基板とで構成される。画像処理基板８３には、ＣＣＤ９から得られた信号の画像処理を行う画像処理回路部分８４と、ピン接続コネクタ８６と、ネジ取り付け穴８５ａ〜８５ｄとが設けられている。

次に図１２及び図１３について説明する。これらの図は、ＣＣＤ駆動基板７６と画像処理基板８３とを組み合わせたユニットの調整を行う様子を示した図であり、図１２は図１０のＣＣＤ駆動基板７６及び図１２の画像処理基板８３をこれらの図における右側から見た図、図１３はこれらの図に描かれている基板をこれらの図における下側から見た図である。

ＣＣＤ駆動基板７６と画像処理基板８３とはスペーサ８９ａ〜８９ｆ及びネジ９０ａ〜９０ｃにて固定されている。また、ＣＣＤ駆動基板７６と画像処理基板８３とは接点ピン８２を通して電気的に接続されている。

通常の調整においては、画像処理基板８３内の信号を観測しながらＣＣＤ駆動基板７６を調整する必要があるが、この形態によれば、ＣＣＤ駆動基板７６と画像処理基板８３との組み合わせたユニットの状態で容易に調整することができる。

以下に調整の方法を詳細に説明する。
まず、オシロスコープのプローブ８７を剥き出し状態とし、ＣＣＤ駆動基板７６内のプローブ用スルーホール７８を通して画像処理基板８３内のテストピン８８に立てかけるように接続する。このとき、オシロスコープのＧＮＤ（グランド）接続部分がプローブ用スルーホール７８の周囲の半田メッキパターンに接触するので、オシロスコープのＧＮＤラインの接続と、オシロスコープの先端部分（探針部分）の画像処理基板８３上のテストピン８８への接続とが共に形成される。従って、オシロスコープによる画像処理基板８３内信号の観測が容易に行えるようになり、併せてＣＣＤ駆動基板７６の調整も容易に行えるようになる。

その他、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良・変更が可能である。

本発明の第１、第２、及び第３実施形態に共通する内視鏡装置の全体構造を示す図である。本発明の第１実施形態の内視鏡装置に備えられるＬＥＤ点灯装置の回路構成を示す図である。本発明の第２実施形態の内視鏡装置に備えられるＬＥＤ点灯装置の回路構成を示す図である。図３の第２実施形態におけるＬＥＤ制御部の動作波形を示す図である。本発明の第３実施形態の内視鏡装置に備えられるＬＥＤ点灯装置の回路構成を示す図である。図５の第３実施形態におけるＬＥＤ制御部の動作波形を示す図である。本発明の第４実施形態の内視鏡装置の全体構造を示す図である。アダプタ着脱検出部の回路構成を示す図である。光学アダプタの着脱検出動作の処理内容を示すフローチャートである。ＣＣＤ駆動基板の構造の例を示す図である。画像処理基板の構造の例を示す図である。ＣＣＤ駆動基板と画像処理基板とを組み合わせたユニットの調整を行う様子を示した図（その１）である。ＣＣＤ駆動基板と画像処理基板とを組み合わせたユニットの調整を行う様子を示した図（その２）である。従来例のＬＥＤの点灯回路を示す図である。

符号の説明

１内視鏡装置
２挿入部
３操作部
４ユニバーサルケーブル
５電源部
６固定部
７表示装置
８対物レンズ
９ＣＣＤ
１０ＬＥＤ
１１モータ
１２モータギア
１３湾曲制御部
１４ユーザインターフェース
１５バッテリー
１６バッテリー検出機構
１７ＡＣアダプタ
１８電源供給回路
１９システム制御部
２０ＬＥＤ制御部
２１ＣＣＤ駆動部
２２画像処理部
２３ファン
２４ユーザインターフェース
２５デフォルト設定部
２６記録再生部
２７記録媒体
２８積分回路
２９定電流部
３０、４５定電圧電源
３１、４２、６２、６４、６６、６７抵抗
３２、４１スイッチ
３３コンデンサ
３４オペアンプ
３５、６５、６８トランジスタ
３６電流調整抵抗
３７ＬＥＤ
４０電流調整抵抗切替回路
４３クロック発生器
６０光学アダプタ
６１アダプタ着脱検出部
６３電圧比較器
６９アダプタ接点
７６ＣＣＤ駆動基板
７７ＣＣＤ駆動回路部分
７８プローブ用スルーホール
７９、８０ａ〜８０ｏ半田メッキパターン
８１ａ〜８１ｄ、８５ａ〜８５ｄネジ取り付け穴
８２接点ピン
８３画像処理基板
８４画像処理回路部分
８６ピン接続コネクタ
８７プローブ
８８テストピン
８９ａ〜８９ｆスペーサ
９０ａ〜９０ｃネジ

Claims

観察対象に挿入する挿入部の先端に備えられているＬＥＤ光源を点灯させるためのＬＥＤ点灯装置を有する内視鏡装置において、
前記ＬＥＤ点灯装置は、一定の電圧を出力する定電圧電源と、該定電圧電源の出力を定電流に変換して前記ＬＥＤ光源に出力する定電流部と、を備え、
該定電流部内に、ＬＥＤ光源への通電開始時に、そのＬＥＤ光源に流れる電流を、該通電開始時から段階的に変化させる電流変化制限手段をさらに備えることを特徴とする内視鏡装置。
前記電流変化制限手段は、ＬＥＤ光源に流れる電流を徐々に増加させることを特徴とする請求項１記載の内視鏡装置。
前記電流変化制限手段は、前記定電圧電源の出力を積分することでＬＥＤ光源に流れる電流を連続的に増加させることを特徴とする請求項１記載の内視鏡装置。
前記電流変化制限手段は、前記定電流部からＬＥＤ光源への出力を段階的に増加させることを特徴とする請求項１記載の内視鏡装置。
観察対象に挿入する挿入部の先端に備えられているＬＥＤ光源を点灯させるためのＬＥＤ点灯装置を有する内視鏡装置において、
前記ＬＥＤ点灯装置は、制御信号に対応して一定の電圧を出力する定電圧電源と、該定電圧電源の出力を定電流に変換して前記ＬＥＤ光源に出力する定電流部と、を備え、
ＬＥＤ光源への通電開始時に、前記制御信号のデューティ比を、該通電開始時から段階的に変化させる制御を行うことを特徴とする内視鏡装置。
前記制御信号は、所定の周波数で、点灯時間を徐々に増やしていくことを特徴とする請求項５記載の内視鏡装置。
観察対象に挿入する挿入部の先端に取り付けられていてＬＥＤ光源の内蔵されている光学アダプタが着脱可能な内視鏡装置において、
前記光学アダプタの着脱を検出するアダプタ着脱検出手段と、
前記ＬＥＤ光源を点灯させるためのＬＥＤ点灯装置と、
を備え、
前記ＬＥＤ点灯装置は、一定の電圧を出力する定電圧電源と、該定電圧電源の出力を定電流に変換して前記ＬＥＤ光源に出力する定電流部と、を備え、
該定電流部内に、ＬＥＤ光源への通電開始時に、そのＬＥＤ光源に流れる電流を、該通電開始時から段階的に変化させる電流変化制限手段をさらに備え、
前記アダプタ着脱検出手段の検出結果に基づいてＬＥＤ点灯装置による前記ＬＥＤ光源の点灯を制御する
ことを特徴とする内視鏡装置。