JP5298259B1 - 内視鏡 - Google Patents
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Abstract
Description
内視鏡は、体腔内等への挿入性を確保するために、細径の挿入部を有するものが望まれる。
また、挿入部の先端部に搭載される撮像素子も小型のサイズのものが用いられる。撮像素子を駆動するためには、電圧が異なる複数の電源と、撮像素子を電気的に駆動する駆動信号と、駆動信号の印加により撮像素子から出力される撮像信号などを伝送する複数の信号線からなるケーブルを挿入部内に挿通することが必要になる。
また、内視鏡検査の用途に応じて固体撮像素子の画素数などが異なる各種の内視鏡が実用化され、内視鏡が着脱自在に接続される信号処理装置としてのプロセッサ側の負担も大きくなる。
内視鏡内部に基板を設ける場合、良好な組立性等を確保するためには、ケーブル(配線)を中継する小型のコネクタも必要になり、小型のコネクタを用いた場合には、隣接するコネクタ接点ピン間の間隔も小さくなる。このため、コネクタ接点ピン間の短絡などに対応した対策が必要になる。
このような状態で、内視鏡検査に使用すると、熱傷が発生したり、発熱などのために温度に対する耐性が弱い電子部品等が損傷する等して内視鏡検査中に内視鏡画像が表示できなくなるような不具合が発生する可能性がある。
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、小型のコネクタを用いて複数の電源電圧で撮像素子を駆動したり、基板内の回路を動作させるような場合においても、短絡等による電源電圧の異常状態を速やかに検出して、異常状態を解消し易い内視鏡を提供することを目的とする。
(第1の実施形態)
図1に示すように本発明の第1の実施形態を備えた内視鏡装置1は、撮像素子を備えた内視鏡2Aと、内視鏡2Aが着脱自在に接続され、内視鏡2Aに照明光を供給する光源装置3と、内視鏡2Aが着脱自在に接続され、信号処理などを行う信号処理装置としてのプロセッサ4と、プロセッサ4により生成された画像信号を内視鏡画像として表示する表示装置としてのモニタ5とを備える。
光源装置3,プロセッサ4には、図1に示す内視鏡2Aの他に、図2Bに示す内視鏡2Bも着脱自在に接続でき、内視鏡2Aの場合と同様に内視鏡検査に使用することができる。なお、図1における点線で示す構成に関しては、後述する。
挿入部6、操作部7,ユニバーサルコード8内には照明光を伝送するライトガイド13が挿通されている。そして、光源用コネクタ11を光源装置3に接続することにより、光源装置3からの照明光をライトガイド13により伝送し、挿入部6の先端部14に設けられた照明窓に取り付けられたライトガイド先端面から、伝送した照明光を出射する。また、光源用コネクタ11と信号用コネクタ12とが一体となったコネクタを光源装置3に接続し、信号用コネクタ12の信号を、光源装置3とプロセッサ4を接続するケーブルにより、プロセッサ4とやり取りする構成にしても良い。
本実施形態においては、先端部14内におけるCCD16近傍付近にはCCD16を駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成回路をとしてのタイミングジェネレータ(TGと略記)17を含む先端部基板18が配置されている。
先端部基板18は、挿入部6内に挿通された総合同軸ケーブル21を介して操作部7内に設けた操作部基板22と接続され、この操作部基板22は、ユニバーサルコード8内に挿通された総合同軸ケーブル23を介して信号用コネクタ12の内部に設けたコネクタ基板24と接続される。
なお、上記総合同軸ケーブル21,23、細線同軸ケーブル25は、CCD16に電源、駆動信号等を伝送(伝達)する配線を構成する。上記細線同軸ケーブル25は、内視鏡組立のために細線同軸ケーブル25部分を捩って、フォーミングされる。
捩った際に、信号伝送に用いるLVDS(Low Voltage Differential Signaling)ペアが離れて放射ノイズを増大させることが懸念され、放射ノイズを低減するために細線同軸ケーブル25としてツインナックスを用いている。なお、コネクタ26は、図2Aにおいて説明するように2つの基板を含む。
図2Aは図1における内視鏡2Aの電気系の構成を示す。
先端部基板18に一端(先端)が半田付けで接続された総合同軸ケーブル21の他端(後端)は小型のコネクタとしてのマイクロコネクタ(MCと略記)31を搭載したMC基板32に半田付けで接続され、このMC基板32のMC31は、操作部基板22のマイクロコネクタ受け(MC受けと略記)33に接続される。なお、先端部基板18と総合同軸ケーブル21とをMC,MC受けで接続しても良い。MC基板32は、点線で示すシールドケース32aにより、メカニカルにも操作部基板22に固定される。なお、先端部基板18に接続された総合同軸ケーブル21は、操作部基板22において中継されて総合同軸ケーブル23と接続され、この総合同軸ケーブル23の基端はコネクタ基板24に接続されるが、総合同軸ケーブル21、23の総合ケーブルGNDと、この総合ケーブルGNDによりシールドされたその内側に配置されている各信号用の同軸ケーブルのGNDとは内視鏡2Aにおける挿入部6から信号コード10の基端までの範囲にわたって分離されている。
このIF基板24Aに設けたコネクタ受け37には細線同軸ケーブル38の一端に設けたコネクタ38aが接続され、その他端のコネクタ38bはアナログ・デジタル変換回路(A/Dと略記)を搭載したA/D基板24Bのコネクタ受け39に接続される。また、このA/D基板24Bに設けた小型のコネクタ受けとしてのコネクタ受け40には細線同軸ケーブル25の一端に設けた小型のコネクタとしてのコネクタ25aが接続され、その他端のコネクタ25bは、コネクタ26内のサイズが大きい方の丸型基板41のコネクタ受け41aに接続される。この丸型基板41はコネクタ41b、コネクタ受け42aを介してサイズが小さい方の丸型基板42に接続される。
なお、図2Aにおいては、コネクタ基板24は、IF基板24AとA/D基板24Bとの2枚で形成されているが、後述する図2Dで示す内視鏡第2Cにおいては、コネクタ基板24は1枚のA/D基板24Cにより構成され、このA/D基板24Cは、IF基板24Aの機能を含む。
また、図2Aに示すようにコネクタ基板24を、IF基板24AとA/D基板24Bとの2枚の構成にした場合、IF基板24A側にはケーブル長、ケーブル長の補正情報、ケーブル長等の検知回路等を格納したROMを設け、A/D基板24B側にはCCD16の画素数、種類等に関する情報を格納したROMを設けるようにしても良い。なお、A/D基板24Bの種類が増えた場合に対しても、IF基板24A側でCCD16、ケーブルに関する情報を全て纏めて保持するようにし、A/D基板24Bの種類を減らすようにしても良い。
図2Aにおいて点線で示すように総合同軸ケーブル21は、挿入部6の外装部材によるシールド部材により44aによりシールドされている。また、このシールド部材44aは、操作部7の外装部材によるシールド部材44bと電気的に接続される。このシールド部材44bは、ユニバーサルコード8の外装部材によるシールド部材44cと電気的に接続されている。そして、シールド部材44cは、さらに信号用コネクタ12のシールド部材に接続される。
これらのシールド部材は信号用コネクタ12内のIF基板24A、又はA/D基板24Bにおける1点又は複数の点でグラウンドと導通(図示略)させている。
また、IF基板24Aに設けたコネクタ受け45にはフレキシブル基板により構成されたスイッチフレキ基板46のコネクタ46aが接続される。このスイッチフレキ基板46は、スイッチケーブルの一端が半田付けされ、このスイッチケーブルの他端は、操作部7に取り付けられるスコープスイッチ47を構成するフレキ基板47aに半田付けで接続される。
この場合には、信号用コネクタ12の丸型基板42には、図2Aにおける2点鎖線で示すようにUPDユニット48のUPDフレキ基板48aが接続され、このUPDフレキ基板48aは中継するUPD中継基板48bを介してUPD基板48cと接続される。このUPD基板48cは、挿入部6内に配置されるUPDプローブユニット48dと接続される。
なお、MC基板32,34、操作部基板22,IF基板24A、A/D基板24B、丸型基板41,42、UPD中継基板48b、UPD基板48cは、リジット基板であり、フレキ基板47a、スイッチボックスフレキ基板47c、スイッチ中継フレキ基板47fは、フレキシブル基板により構成される。
上述した内視鏡2Aにおいて、操作部7に操作部基板22を設けていない内視鏡を図2Bに示す。
この内視鏡2Bには、操作部7に操作部基板22を設けてないので、総合同軸ケーブル21の他端は、信号用コネクタ12内のMC34と接続される。
内視鏡2Aに搭載されたIF基板24Aにおいては、IF基板24A内の操作部基板22′の機能を無効にしている(図2Aでは点線で示している)。内視鏡2Bにおけるその他の構成は、内視鏡2Aと同じであるため、A/D基板24B等の図示を省略している。なお、IF基板24AとA/D基板24Bは、後述するLPF52iの前で分離している。
また、本実施形態においては、図2A、図2Bで示す内視鏡2A、2Bの他に、図2Dに示すようにコネクタ基板24を(IF基板24AとA/D基板24Bとの2枚の構成でなく)、A/D基板24Cのみとした内視鏡2Cの構成にしても良い。この内視鏡2Cは、図2Bの場合と同様に操作部7には操作部基板22が設けてない構成である。
なお、コネクタ26における例えば丸型基板41には図2Eに示すように内視鏡2A内の回路を静電気等の過大な電圧から保護する入力保護回路20が設けてある。プロセッサ4側からコネクタプラグ26aを介して内視鏡2Aに入力される信号は、バッファ20aを介してコネクタ基板24側に出力される。
このバッファ20aの入力端は、過大な電圧を所定電圧にするツェナーダイオード(定電圧ダイオード)20b及びプルダウンする抵抗20cにより保護されている。つまり、バッファ20aの入力端は、カソードが接続されたツェナーダイオード20bにより、そのアノードが接地されると共に、抵抗20cを介して接地されている。
図2Eでは1つの入力保護回路20を示しているが、コネクタプラグ26aを介してコネクタ基板24側に入力される複数の信号に対して同様の入力保護回路20を設けるようにしても良い。
図3は、内視鏡2Aにおける電気系の詳細な構成を示す。A/D基板24B内には、プログラム可能なLSI(大規模集積回路)としてのField-Programmable Gate Array(FPGAと略記)51が設けられ、このFPGA51はCCD16を駆動するための同期信号の伝送制御、各種のタイミング信号に対する伝送処理、CCD16から出力される撮像信号から高速の信号伝送を行う信号形態に変換する処理、電源電圧に対する処理などを担う。
また、A/D基板24Bには、プロセッサ4の電源回路27から複数の電源電圧の電源が供給される。
JTAGSELは、JTAG(Joint Test Action Group)を利用してプロセッサ4側からROM52cに格納するFPGA51のデータを書き換えるような場合において、利用する信号となる。
また、REG_TXDはFPGA51からプロセッサ4側に送信データを送信する場合の信号を表し、TDO(Test Data Out)の信号と選択的に使用される。
また、REG_RXDはプロセッサ4側からFPGA51が受信データを受信する場合の信号と、TDI(Test Data In)の信号と選択的に使用される。
NCJD1,2は、各内視鏡2Aに搭載されたCCD16の種類を検知するCCD検知抵抗52aからの信号を表す。
CLK±は、プロセッサ4からFPGA51に供給されるクロックであり、FPGA51はCLK±に同期した動作を行う。CLK±は、小振幅、かつ低消費電力で比較的に高速の差動インタフェースとなるLVDSを採用している。
映像出力はFPGA51からプロセッサ4側にLVDSで出力される。
VD/TMS、HD/TCK,REG_RXD/TDIの各信号は、FPGA51に入力端に入力されると共に、3ステートバッファ52dを介してROM52cの入力端に入力される。VD/TMSとHD/TCKはFPGA51の入力端にも入力する。
またFPGA51の出力端は、3ステートバッファ52dを介してREG_TXD/TDOの信号線に接続され、この信号線にはFPGA51の出力端も接続されている。
また、FPGA51には、FPGAに対して、CCD16の種類等を判別させるFPGA用CCD判別回路52gが接続されている。このFPGA用CCD判別回路52gは、例えばCCD16の種類を判別させる抵抗値を持つ抵抗により構成される。
FPGA51は、CCD16を駆動する駆動信号を生成するのに必要な例えば4つの信号を操作部基板22内に設けたLVDSレシーバ54aに送信する。
LVDSレシーバ54aは、ドライバ54bを駆動し、ドライバ54bは、生成した水平転送信号φH及び垂直転送信号φVを先端部基板18のTG17に送信する。TG17は、4つの信号(例えばφS,φRS,φP,φPDN)からなるCCD駆動信号をCCD16に印加し、CCD16により光電変換された信号電荷を撮像信号として出力させるように駆動する。LVDSレシーバ54aと、ドライバ54bは、IF基板24Aにも配置してあって、操作部基板22を用いて駆動信号を生成する場合には、IF基板24A側に配置したLVDSレシーバ54aと、ドライバ54bとの回路をスルーする。一方、操作部基板22を用いない場合には、IF基板24A側に配置した上記回路を用いることでIF基板24Aの実装前の基板種を減らすことが可能になる。
IF基板24Aは、操作部基板22に電源を供給する操作部基板電源回路53aを備え、操作部基板電源回路53aは、LVDSレシーバ54aと、ドライバ54bに動作に必要な電源を供給する。
また、IF基板24Aは、内視鏡2A内に設けられた電源生成手段としてのCCD・TG電源回路53bを備え、CCD・TG電源回路53bは、CCD16とTG17とに複数の電源電圧を供給する。図3の例ではCCD・TG電源回路53bは、CCD16には電源線60a′、60b′を介して異なる電源電圧の電源VDD1A,VDD1Bを供給し、TG17には、VDD2−VDD4を供給する。
なお、CCD16の出力信号をトランジスタアレイ55に直接出力する代わりに、相関二重サンプリング回路を介してトランジスタアレイ55に出力する構成にしても良い。
4チャンネルの撮像信号は、IF基板24A内の第1のアナログ回路53cに入力される。第1のアナログ回路53cは、入力される撮像信号をそれぞれ増幅する4つのアンプ53dにより構成される。
第2のアナログ回路52hの出力信号は、4チャンネルのA/D変換回路部(図3では単にA/Dと略記)52mに入力され、デジタルの撮像信号に変換される。なお、A/D変換回路部52mには、FPGA51からA/D変換を行うA/D変換用のクロックADCLKが印加され、A/D変換回路部52mは、このクロックADCLKに同期してA/D変換を行う。
また、図3に示すようにコネクタ基板24における例えばA/D基板24B内には、このコネクタ基板24内の回路(具体的には第1のアナログ回路53cや第2のアナログ回路53h等)に動作に必要な電源電圧を発生する基板内回路用電源回路52pが設けてある。この基板内回路用電源回路52pは、プロセッサ4の電源回路27に接続された電源線60a,60bから電源電圧として、後述する+5V_AFE1,−5V_AFE1、+5V_AFE2,−5V_AFE2等を生成する。
図4Aは、内視鏡2Aのコネクタ基板24内に設けられ、CCD16側に電源を供給する場合の電源電圧を監視するCCD電源電圧監視回路63の構成を示す。なお、図3に示すCCD・TG電源回路53bの場合のようにCCD16側と共に、TG17側にも電源を供給する場合の電源電圧も監視する構成にしても良い。
コネクタ受け接点ピン40aは、電源線60aを介して(入力される複数の異なる電源電圧V1,V2とは異なる複数の定電源電圧(定電圧と略記)を生成する電源生成手段としての)CCD電源回路53b′を形成する第1定電圧回路61aの入力端と接続され、コネクタ受け接点ピン40bは電源線60bを介してCCD電源回路53b′を形成する第2定電圧回路61bの入力端と接続されている。
第1定電圧回路61a、第2定電圧回路61bは、入力端に入力される電源電圧V1,V2からそれぞれ異なる所定の定電圧(図3ではVDD1A、VDD1B)に変換して、電源線60a′、60b′を介してCCD16の電源端にそれぞれ出力する。なお、電源線60a′、60b′はCCD16の電源端に至る途中において小型のコネクタとしてのMC31,35等で中継される。
CCD電源電圧監視回路63は、A/D変換回路62a、62bによりそれぞれ生成されたデジタルの電圧V1,V2と閾値Vt1,Vt2とを比較する比較回路64a、64bと、比較回路64a、64bにそれぞれ閾値Vt1,Vt2を出力する閾値を格納したメモリとしてのROM65と、比較回路64a、64bの比較結果が入力されることにより、CCD電源回路53b′による電源供給の動作を制御する電源供給制御部66とを備える。
閾値の格納手段としてのROM65は、正常な状態での電圧V1,V2よりも若干小さい閾値Vt1a,Vt2aを格納すると共に、電圧V1,V2よりも若干大きい閾値Vt1b,Vt2bを格納し、比較回路64aには閾値Vt1として2つの閾値Vt1a,Vt1bを出力し、比較回路64bには閾値Vt2として2つの閾値Vt2a,Vt2bを出力する。
電源供給制御部66は、電圧V1がV1a≦V1≦Vt1bの条件を満たす場合に、電圧V1が正常な範囲内の電圧であると判定し、また同様に電圧V2がV2a≦V2≦Vt2bの条件を満たす場合に、電圧V2が正常な範囲内の電圧であると判定する。
一方、電源供給制御部66は、電圧V1がV1a≦V1≦Vt1bの条件を満たさない場合に、電圧V1が正常でない異常電圧の状態であると判定し、また同様に電圧V2がV2a≦V2≦Vt2bの条件を満たさない場合に、電圧V2が正常でない異常電圧の状態であると判定する。
また、電源供給制御部66は、電圧V2が異常電圧であると判定した場合には、第2定電圧回路61bの動作を停止させるように制御すると共に、スイッチ61dをOFFにして第2定電圧回路61bからCCD16に供給する定電圧を遮断するように制御する。
第1定電圧回路61aの出力端に設けたスイッチ61cを、第1定電圧回路61aの内部に設け、そのスイッチをOFFにするようにしても良い。第2定電圧回路61aの出力端に設けたスイッチ61dの場合も同様に適用できる。
また、告知信号生成回路67は、電源供給制御部66が電圧V1又はV2が異常電圧であると判定した場合の異常判定信号が入力されると、電圧V1又はV2が異常電圧であると告知する告知信号を生成する。
告知信号生成回路67は、この告知信号をプロセッサ4側に伝送する場合、この告知信号を専用に伝送する信号線で送信するのではなく、他の信号に所定のタイミングに重畳して、その信号を伝送する信号線によりプロセッサ4側に送信する告知信号送信手段を有する。例えば図3のREG−TXD/TD0の信号や、垂直同期信号VDに重畳(挿入)して送信する。このため、告知信号生成回路67は、本来の制御信号等に告知信号を重畳する告知信号重畳回路67aを備える。この告知信号は、例えばコネクタ接点ピン40cを介してプロセッサ4の制御回路29側に送信される。
このようにすると、まれに使用するための告知信号を伝送する専用の信号線を設けることを不要にできる。
このような構成の内視鏡2Aは、挿入部6の先端部14に搭載された撮像素子としてのCCD16と、前記撮像素子を駆動するための複数の異なる電源電圧を有する電源、前記撮像素子を駆動する駆動信号、該駆動信号で駆動された前記撮像素子から出力される撮像信号、及びグラウンドレベルを伝達する配線としての総合同軸ケーブル21、23と、前記配線を中継するマイクロコネクタ31,35等のコネクタを設けた基板としての操作部基板22、コネクタ基板24と、前記複数の異なる電源電圧を比較する電圧比較手段としての比較回路64と、前記電圧比較手段の比較結果に基づき、前記撮像素子への電源供給を制御する電源供給制御手段としての電源供給制御部66と、を備えることを特徴とする。
プロセッサ4の制御回路29は、告知信号を信号処理回路28に出力し、信号処理回路28は、映像信号中に告知信号を重畳する。そして、モニタ5は、内視鏡画像と共に、告知信号を表示し、術者は告知信号により、電源電圧V1又はV2において異常電圧が発生したことを速やかに認識することができる。
従って、異常電圧が発生した内視鏡2Aに対して、その異常電圧の発生に対応した修理などを速やかに行うことができ、異常状態を解消できる。また、異常電圧が発生した異常状態のままで継続して使用すること(この場合には、より重度の異常状態が発生する可能性がある)を低減できると共に、修理しない異常状態のまま、次回の内視鏡検査に使用してしまうことを未然に防止できる。
この構成の場合には、初期状態等において、内視鏡2AのFPGA51がプロセッサ4側から上記閾値の情報を受け取り、その情報を用いて異常電圧であるか否かの判定を行うことになる。このような構成にした場合には、プロセッサ4に実際に接続して使用する内視鏡2A等の種類が異なるような場合(例えば電源に対する負荷の大きさが異なるような場合)にも、閾値をより適切な値に設定することができる。
図4AのCCD電源電圧監視回路63の構成例においては、電圧比較手段としての比較回路64の比較結果を電源供給制御手段としての電源供給制御部66に出力し、比較回路64の比較結果に基づいて電源供給制御部66がCCD16への電源供給を制御する構成であったが、図4Bに示す変形例の構成にしても良い。
図4BのCCD電源電圧監視回路63Bにおいては、図4Aにおいて電源供給制御部66の制御機能を比較回路64が行う構成にしている。換言すると、電圧比較手段としての比較回路64が、電源供給制御手段としての電源供給制御部66の機能を兼ねる構成となる。
つまり、比較回路64aは、比較結果が異常電圧に該当する場合には、第1定電圧回路61aの動作を停止させると共にスイッチ61cをOFFにし、CCD16側への電源供給を遮断する。
また、比較回路64bは、比較結果が異常電圧に該当する場合には、第2定電圧回路61bの動作を停止させると共にスイッチ61dをOFFにし、CCD16側への電源供給を遮断する。
また、比較回路64a,64bの比較結果は告知信号生成回路67に出力され、異常電圧の場合には、告知信号生成回路67は告知信号をプロセッサ4側に供給する。
なお、図4A又は図4Bに示すように、CCD16に対して複数の電源電圧を供給するCCD電源回路53b′の入力側での複数の電源電圧を監視する構成の場合に限らず、CCD16と共に先端部14に搭載されたTG17に対しても電源電圧を供給する電源回路(例えばCCD・TG電源回路53b)の入力側において、その電源電圧を監視して、異常電圧の場合にはTG17に供給する電源を遮断すると共に、告知する構成にしても良い。
また、CCD16側と、TG17側とに供給される電源が過大電流(本明細書では過電流とも言う)となる異常状態の場合には、電源供給を停止(シャットダウン)するように制御しても良い。
図4Cに示す構成においては、コネクタ基板24内に、図4Aで説明したCCD電源回路53b、A/D変換回路部52n、CCD電源電圧監視回路63を設けると共に、TG17に電源を供給する定電圧回路81a及びその前段に過電流を検知する過電流検知回路82aを設けている。なお、過電流検知回路82aは、例えば電源線60nと直列に接続した所定の値の抵抗値の両端の電圧を過電流を判定するために予め設定された所定電圧値とを比較する比較回路を有し、前記抵抗値の両端の電圧が所定電圧値以上となる比較結果の場合に定電圧回路81aに供給される電源の電流が閾値以上の過電流の状態であると検出する。他の過電流検知回路82b、82cも同様の構成である。
コネクタ接点ピン40nに接続された電源線60n上に設けた過電流検知回路82aは、予め設定された閾値以上の過電流が定電圧回路81a側に流れると、定電圧回路81a側に供給される電源(の電流)をシャットダウンする。
図4Cにおいては、内視鏡2A内における監視すべき電源線60nのみに過電流検知回路82aを設け、その他の電源線60a,60bに関してはプロセッサ4側にCCD電源回路53bに対する過電流検知回路82b、82cを設けた構成を示している。過電流検知回路82b、82cは、過電流を検知すると、過電流検知回路82b、82cからCCD電源回路53b′側に供給する電源をシャットダウンする。
なお、電源線60a、60b上に設けられる2点鎖線で示す判定用電圧生成回路83aに関しては、図4Eの説明後において説明する。
プロセッサ4内の電源回路27は、過電流検知回路82b、82cを介して、CCD電源回路53bに電源を供給すると共に、定電圧回路81a−81cにも電源を供給する。
従来例における過電流検知回路は、過電流を検知すると、定電圧回路81aに供給する電源の電流をシャットダウンするが、シャットダウンにより電流低下を検知するとシャットダウンが解除となり、過電流が流れる状態になり、この過電流を検知すると再びシャットダウンを繰り返すシーケンスとなってしまっていた。
過電流検知回路82aにより過電流を検知する場合、内視鏡2Aの種類に応じて複数の異なる閾値を有し、実際に使用される内視鏡2Aに応じて閾値を切り替えるようにしても良い(例えば、内視鏡2Aの外径別、先端部での温度別などに応じて閾値を切り替えるようにしても良い)。この場合、閾値を切り替えるための具体的な手段として、内視鏡2Aの種類に応じた抵抗値の抵抗器を各内視鏡2A内に実装しても良い。
また、閾値を切り替えるためにデジタルトリマを利用し、デジタルトリマの数値をROMに記憶しても良い。また、過電流保護回路82a―82cは、CCD用とTG用のものとを纏めて1つにしても良い。また、全ての過電流保護回路82a―82cを内視鏡2A内に搭載しても良いし、内視鏡2Aではなくプロセッサ4内に搭載しても良い。
また、本実施形態においては、図4Dに示すような特性で内視鏡2A側での電源ON、OFFの制御を行うようにしている。なお、図4Dの横軸は時間、縦軸は電圧を示す。
図4Dは、プロセッサ4側で電源ONの時(タイミング)Toから時間Ta後において、内視鏡2A側の電源をONにし、一方、電源ONの状態から電源OFFにされた場合には、電源OFFの時Tbと殆ど同じタイミングないしは僅かに遅れたタイミングで、内視鏡2A側の電源をOFFにする特性を示す。なお、電圧Vtは電源をON/OFFする閾値を表す。
そのため、電源ONのタイミングから時間をかけないで内視鏡2A側の電源もON状態にすると、安定しない電源状態で動作させることにより、電源が供給された回路に対する安定した動作を確保できない。
そこで、プロセッサ4側での電源ON時には、内視鏡2A側の電源が安定するのに要する時間後に電源ONにする(つまり、内視鏡2A側の電源回路を動作状態にする)制御を行うことにより、内視鏡2A側での安定した動作を確保できるようにしている。
図4Dに示すような特性を持たせて内視鏡2A側でのシーケンス制御を行う場合、例えば図4Eに示すような回路構成で実現しても良い。
図4Eにおいては、図4Cにおける例えば過電流検知回路82aの入力端に接続される電源線60n上に抵抗Ra及びダイードDaの並列回路とこの並列回路の出力端とグラウンドGND間に接続したコンデンサCaとからなる判定用電圧生成回路83aを設けている。
なお、電圧監視回路83bの機能を過電流検知回路82aが備えるような構成にして、電圧監視回路83bを省く構成にしても良い。
図4Eのような構成の場合、プロセッサ4側で電源ONされた場合には、抵抗Raを介して、コンデンサCaに電流が流れ、抵抗RaとコンデンサCaとの時定数に応じてコンデンサCaの電位(電圧)が時間的に上昇する。なお、この場合には、ダイオードDaは逆方向となり、その抵抗値は抵抗Raの抵抗値に比較して十分に大きい。
一方、電源ONの状態からプロセッサ4側で電源OFFにされた場合には、コネクタ接点ピン40nの電圧は、瞬時にその電圧が0に低下する。このため、コンデンサCaに蓄積された電荷は、順方向となるダイオードDaにより短時間に放電され、短時間にコンデンサCaの判定用電圧は閾値Vt以下となり、電圧監視回路83bは、短時間に定電圧回路81a,81b,81cを電源OFFとなるように制御する電源OFF制御回路の機能を持つ。このような制御を行うことにより、電源ONにされた場合には安定した動作を確保し、電源OFFされた場合に対しては良好な応答性を確保できる。
電源線60a、60bに判定用電圧生成回路83aを設けた場合には、CCD電源電圧監視回路63(の電源供給制御部66)は、図4Eの電圧監視回路83bの機能を有し、図4Dで説明したような特性でCCD電源回路53b′の電源ON/OFFを制御する。
この場合には、電源供給制御部66は、図4A、図4Cで説明した制御機能(第1の制御機能)の他に、プロセッサ4側で電源ON/OFFされた場合に対するCCD電源回路53b′の電源ON/OFFの制御機能(第2の制御機能)を持つ。
FPGA51は、TG17が要求する例えば3つのクロックとしてのHDR_CLK,HDR_CLK_N,HDR_HBLKを生成する。FPGA51から出力するHDR_CLK,HDR_CLK_N,HDR_HBLKは、ケーブル駆動回路を構成するバッファ85aと、コンデンサ86a及び抵抗86bの並列回路によりピーキング回路86とを介して総合同軸ケーブル21,23を構成する各同軸ケーブルを駆動する。
クロックに応じて複数のバッファ85aを並列接続して必要とされる駆動電流規格を満たすことができるようにしている。具体的には、HDR_CLKの場合には3つのバッファ85aを並列接続しており、HDR_CLK_Nの場合にも3つのバッファ85aを並列接続しており、HDR_HBLKの場合には2つのバッファ85aを並列接続して、1つのバッファ85aで駆動できる駆動電流を数倍に増大できるようにしている。
なお、ピーキング回路86のコンデンサ86a及び抵抗86bの値は、内視鏡2Aの種類に応じて切り替える又は適切な値に設定される。
また、FPGA51から出力する3つのクロックとして、プロセッサ4からFPGA51が受信したクロックの周波数と同一で、かつデューティーが50%のクロックであることをTG17が要求している場合がある。
なお、図5Aは、3つのクロックHDR_CLK,HDR_CLK_N,HDR_HBLKの場合の例で示しているが、図2Bの内視鏡2Bの場合にはφHとφVとの2つのパルス信号の場合に該当することになるが、この場合においても同様に適用できることは明らかである。また、内視鏡2Aの場合には図3に示すようにFPGA51から操作部7までは4つのパルス(LVDSのφH,φV)、操作部7からTG17まではφHとφVとの2つのパルス信号の場合になるが、この場合に対しても適用することができる。
また、FPGA51は、CCD判別信号や垂直同期信号VDや水平同期信号をリセットするHリセット信号が入力される図示しないカウンタ回路を備え、このカウンタ回路で水平クロックHCLK,垂直クロックVCLK、CCD16のオプティカルブラック(黒レベル)での電位をクランプするクランプパルスOBCLP等の信号を生成する。
プロセッサ4側において使用者が電源をON/OFFした場合にはプロセッサ4は、それを検知したパルス信号としてのSC−CLK_ENを内視鏡2A内のFPGA51に送信し、FPGA51は、このSC−CLK_ENを用いて、内視鏡2A内で所定のタイミングで各種の電源のON/OFF制御、CCD駆動信号の制御を行う。
上記SC−CLK_ENのパルス信号を利用して、電源ON時と電源OFF時には、図5Bに示すように所定のタイミングでクロックCLK、垂直同期信号VD,各種の信号をON/OFF制御するSDWN、第1のアナログ回路53c用の電源制御信号(+5V_AFE1,−5V_AFE1)、及び第2のアナログ回路53h用の電源制御信号(+5V_AFE2,−5V_AFE2)、CCD6を駆動する駆動信号としてのφHをON/OFFするSDWN_DRV、水平転送信号φH(及び図示しないφV)を制御する。
また、上記ON時からT3(例えば約400mS)後にSDWNが立ち上がる。
また、クロックCLKが動作状態になった時からT4(例えば500mS)後に、+5V_AFE1,−5V_AFE1がHレベルに立ち上がる。φHの出力停止のタイミングは、FPGA51内部で生成しているHDと同期して停止するタイミングとなる。これにより、不安定なφHパルスが生成されることを防ぎ、安定してφHを停止させることができる。HDではなく、VDと同期させてφHを停止させても良い。
また、SC−CLK_ENの立ち下がりのタイミングからT6(例えば15mS)後に、−5V_AFE1、−5V_AFE2がHレベルに立ち下がり、SC−CLK_ENの立ち下がりのタイミングからT7(例えば20mS)後に、+5V_AFE1,+5V_AFE2がHレベルに立ち上がり、これより若干後のタイミングのT8後に、CLKが停止し、さらにCLKの停止した後のT9(40mS−50mS程度)後に、所定の電圧の電源がOFFになる。
なお、通信を利用した場合においても、必要とされる応答性を実現できる場合には、通信を利用して上述したような制御を行うようにしても良い。また、内視鏡2A側で電源ON,OFFを検出する検知手段を設け、その検知手段の検知信号を利用して上述したような制御を行うようにしても良い。
図5Bにおいても説明したように例えば電源ONされた場合には、内視鏡2A内においては、電源が供給された後にクロックCLK等が立ち上がる(入力される)ように制御されるが、その制御のタイミングが何らかの原因で逆転したような場合においてもトレラント機能によりFPGA51等のICが破壊されないように保護している。
つまり、内視鏡2Aは、トレラント機能を備えたインタフェースを有し、内視鏡2A側のIC等が破壊されないようにしている。
また、FPGA51は、図5Cに示すように電源ON時の起動時においてプロセッサ4側から入力されるクロックCLKの起動時のCLKを確定させるCLK確定と、CLK異常の判定とを行うCLK確定判定回路91を有する。
DLL91aから出力される出力CLKは、FPGA51、その他の回路にCLKとして供給されると共に、カウンタ91cに入力される。なお、フリーカウンタ91bは、カウント動作を開始する場合、カウンタ91cをリセットし、同じタイミングで両カウンタがCLK,出力CLKをカウントするように制御する。
フリーカウンタ91b、カウンタ91cの各カウント値はカウンタ比較回路91dに入力され、カウンタ比較回路91dは、所定のタイミングで、両カウンタのカウント値が所定の範囲内に入っている場合には、DLL91aから出力される出力CLKは安定していると判定する。
一方、カウンタ比較回路91dは、両カウンタのカウント値が所定の範囲内に入っていない場合には、入力されるCLK、又はDLL91aの動作が異常であると判定し、DLL91aをリセットする。
このように入力されるCLKに対して、DLL91aを用いて出力CLKを生成する場合、DLL91aの特徴を補う機能を追加してCLK確定判定回路91を形成している。
また、上記構成の場合、起動時においてもDLL91aの出力CLKが安定した場合には、DLL91aが出力する出力CLKが供給される各回路に対して、速やかに安定した動作を開始させることができる。
図5Dはプロセッサ4側からFPGA51に入力される例えば垂直同期信号VDP_INTに対する位相ずれの影響を吸収した垂直同期信号VD_INTを出力する垂直同期信号出力回路101の構成を示す。
プロセッサ4から垂直同期信号出力回路101に入力されるVDP_INTは、アップエッジ切り出し回路101aにより、CCDクロックとしてのCCDCLKに同期してアップエッジが切り出され、そのアップエッジ期間に比較及び補正を行う比較・補正回路101bの動作をアクティブにする。アップエッジを切り出すアップエッジ切り出し回路101aを用いて説明するが、その代わりにダウンエッジを切り出すダウンエッジ切り出し回路を用いるようにしても良い。
比較・補正回路101bには、1垂直同期信号VD期間毎に、CCDCLKを所定数(図5EではN)、カウント(計測)する補正カウンタ101cのカウント値が入力される。この補正カウンタ101cは、所定数カウントしたカウント値を比較・補正回路101bに出力すると共に、所定数カウントしたタイミングのパルスをVD_INT生成回路101dに出力する。
VD_INT生成回路101dは、補正カウンタ101cの出力に同期してFPGA51を含む内視鏡2A内の各回路に、位相ずれを吸収した垂直同期信号VD_INTを出力する。
図5Eは図5Dのタイミング図を示す。プロセッサ4側で生成された垂直同期信号VDに対して、内視鏡2A内の垂直同期信号出力回路101に実際に入力される垂直同期信号VDP_INTは、その位相が遅れる。
この垂直同期信号VDP_INTはアップエッジ切り出し回路101aによりCCDCLKに同期してアップになるアップエッジが切り出されて、そのアップエッジ期間、比較・補正回路101bはアクティブとなり、補正カウンタ101cのカウント値を所定数と比較する。
一方、垂直同期信号VDに対する垂直同期信号VDP_INTの位相ずれ(遅れ)が1カウントの場合には、比較・補正回路101bは補正カウンタ101cに1をセットして(実際には補正されたN+1をカウントするように)カウント動作を行わせる。
逆に垂直同期信号VDに対する垂直同期信号VDP_INTの位相ずれ(進み)が1カウントの場合には、比較・補正回路101bは補正カウンタ101cにNをセットして(N−1カウントするように)カウント動作を行わせる。
CCD16に電源電圧VDDが供給される電源端を簡略的に電源端VDDと記す。電源端VDDは、先端部基板18に接続された総合同軸ケーブル21を構成する電源線を介してMC31とMC受け33とでMC接続(中継)された後、さらに総合同軸ケーブル23を構成する電源線を介してMC35とMC受け36とによるMC接続されてIF基板24AのCCD・TG電源回路53b(図3参照)と接続される。
エミッタフォロワによる信号出力端Voutは、上記電源端VDDに接続された電源線の場合と同様に総合同軸ケーブル21,23を構成し、撮像信号を伝送する信号線により途中のMC接続で中継されてIF基板24Aのアンプ53dと接続される。
これに対して、変更後のMC接続するコネクタ接点ピンの配置においては、番号が30のコネクタ接点ピンは、出力信号グラウンドGND(Vout)と接続され、番号28のコネクタ接点ピンは電源端VDDと接続され、番号26のコネクタ接点ピンは信号出力端Voutと接続され、番号24のコネクタ接点ピンは電源端VDDと接続されている。
しかし、このように隣接するコネクタ接点ピン間が完全に短絡に至らないで画像が出力される場合、例えば200オーム程度の抵抗値で短絡するような状態であると、過電流保護回路が過電流として検知できない状態となり、トランジスタQ1に過電流が流れ続け、発熱が継続してしまう。
この配置の場合には、信号出力端Voutが電源端VDDと短絡または短絡に近い状態になった場合には、画像が正常に出力されなくなるため、使用者は速やかに画像異常として認識することができる。また、この場合にはトランジスタQ1に過電流が流れないため、発熱でトランジスタQ1やCCD16が故障する可能性を低減できる。
上記のように各種の信号線をMC接続する場合の配置を変更することにより、短絡の発生を速やかに認識し易い構造にしているが、本実施形態においては各種の信号線をMC、MC受けに半田付けした場合、半田付けした箇所を樹脂で覆うコーティングを施し、短絡等の発生をより有効に防止する構造にしている。
同様に総合同軸ケーブル21における各種の同軸信号線の信号線(中心導体)が半田付けで接続されるパッドP、外側シールド線が半田付けで接続されるパッドPも絶縁性の樹脂M1で覆われる。図7では一部のみを示しているが、残りのパッドPでの半田付け部分も同様に絶縁性の樹脂M1で覆われる。
また、図8Aは、コネクタ基板24におけるIF基板24Aの部品面と半田面(裏面)とを示し、部品面にはMC35が接続されるMC受け36が設けてある。
また、本実施形態においては、CCD16を間欠駆動している。具体的には、図8Cに示すように1垂直同期期間(1VDで示す)を周期としてCCD16を間欠駆動しているため、CCD出力信号VoutはDCレベルが変動する。DCレベルが低くなる駆動期間においてはCCD出力信号Voutは有効画素領域の信号を含み、DCレベルが高くなる休止期間では有効画素領域でなく休止領域の信号となる。
図8Dは休止領域の信号をクリップするアンプ53dの回路構成を示す。図8Bにおいて説明した入力回路部53eの入力端はさらに、抵抗R11とスイッチSW1との直列回路を介して接地される。つまり、図8Dの回路構成においては、入力端は抵抗R3と並列に抵抗R11とスイッチSW1が設けてある。
このスイッチSW1は、上記間欠駆動に同期した切替信号によりON/OFFされる。具体的には、駆動期間においては(Hレベルとなる)切替信号によりスイッチSW1がONし、休止期間ではスイッチSW1がOFFとなる。そして、入力端は、駆動期間においては約910Ωの抵抗で接地され、休止期間においては10kΩの抵抗(具体的にはR3)で接地される。このため、図8Cのように駆動期間と休止期間においてCCD出力信号VoutはDCレベルが変動する。
また、トランジスタQ3のエミッタは抵抗21を介して接地され、トランジスタQ3のコレクタは抵抗R14を介して所定の電源端に接続されると共に抵抗R15を介してトランジスタQ4のベースに接続される。
また、トランジスタQ3のベースは抵抗R16及び抵抗R17を介して接地される。また抵抗R16,R17の接続点はコンデンサC6を介して接地されると共に、抵抗R18を介して所定の電源端に接続される。
図8Dに示す回路構成の作用は以下のようになる。入力回路部53eを経てアンプ53dに入力されるCCD出力信号Voutは、エミッタフォロワのトランジスタQ2により、ベース接地のトランジスタQ3に伝達される。このトランジスタQ3により増幅された信号は、そのコレクタからエミッタフォロワのトランジスタQ4により低インピーダンスに変換して出力される。
これに対して、トランジスタQ3により増幅された有効画素領域の信号は、トランジスタQ3のコレクタでの電圧は、全てがクリップレベル以下となり、従って有効画素領域の信号のみを実質的に増幅して出力する。
このように作用させるため、アンプ53dを構成する場合のDCバイアスを正レベル側にオフセットするように設定し、有効画素領域の信号に対しては、十分に増幅することができるようにし、一方、休止領域の信号を確実にクリップすることができるようにしている。
さらに本実施形態においては、例えばMC31におけるコネクタ接点ピン間において電界強度が大きくなるコネクタ接点ピン間に対しては、それらの間に未接続のコネクタ接点ピンを配置することにより、未接続のコネクタ接点ピンを配置するまえの電界強度を、その1/2程度に低減する構造にしている。
図9のMC31における互いに隣接するコネクタ接点ピンPa、Pbを特定の信号又は電源に割り当てた場合、MC31においては各コネクタ接点ピン間のピッチが狭いため、隣接するコネクタ接点ピンPa、Pb間での特定の信号又は電源の電界強度が大きくなり、短絡する可能性が高くなる。或いは、電圧レベルが大きくなった瞬間などにおいて、隣接するコネクタ接点ピンとの絶縁が不十分になってしまう可能性がある。
なお、電界強度が大きい場合に限らず、大きな電圧差のあるコネクタ接点ピン間、大きな電流差のあるコネクタ接点ピン間に対して、その間に未接続のコネクタ接点ピンPcを配置するようにしても良い。
図9の適用例として、MC31の場合に限定されるものでなく、他のMC35やMC受け33,36に適用することもできる。
このため、内視鏡2Aを長期にわたり、使用すると内視鏡2A内部に湿気が侵入することが起こり得る。内視鏡2Aの内部が所定以上の湿度を有する状態で、通電して使用すると、内視鏡2A内の電子部品や基板が、通常の使用状態の場合よりも劣化や腐食が加速してしまう。
そこで、図1の点線で示すようにコネクタ基板24(内の例えばA/D基板24B)に、内視鏡2A内部の湿度を検知するための湿度センサ71を設け、プロセッサ4内には湿度センサ71の検知信号により、内視鏡2A内部の湿度を検出(算出)する湿度検出回路72を設けている。
また、信号処理回路28は、警告信号に対応した警告メッセージをモニタ5に表示するように信号処理する。この場合、以下に説明するように内視鏡2A側には、電源を供給しない状態で、湿度検出回路72は湿度センサ71を駆動し、湿度センサ71から出力される検知信号により湿度状態を判定し、高湿度の場合にはモニタ5において警告メッセージを表示できるようにする。
内視鏡2A側に電源を供給することなく、湿度センサ71により内視鏡2A内の湿度を検知することができる受動部品を用いて湿度センサ71を構成できるものがより望ましい。
本実施形態の内視鏡装置1においては、上記のように湿度センサ71を内視鏡2A内部に設け、内視鏡2A内部が通常の湿度状態よりも高い高湿度状態になったことを検出した場合には、内視鏡2A側に電源供給を停止して高湿度状態での通電により電子部品の劣化や故障の発生を有効に防止した状態で、使用者に高湿度状態であることを警告(告知)する。また、使用者に告知することにより、使用者は速やかに高湿度状態を解消するような修理を行うことができる。
また、上述した湿度センサ71を用いることなく、以下に説明するように内視鏡2A内で実際に使用する電子部品に比較して、湿度によりその特性が劣化し易い特徴を有するダミー部品を以下のように用いるようにしても良い。
検出回路76は、異常状態であると判定した場合には、その判定信号を警告表示指示回路77に出力し、警告表示指示回路77は検出回路76が異常状態を検出した旨の警告メッセージをモニタ5に出力し、使用者に腐食が発生した異常状態を告知する。
なお、図10Aにおいて符号78はFPGA51などにより形成される電子回路を示す。
上記ダミー部品75を設ける場合の形状及び特性としては、以下のような要件が考えられる。湿気等による特性劣化、又は基板のプリントパターンの腐食による故障の原因として、例えば半田や素子メッキ部の溶出を想定した場合、端子間や露出パターン間が溶出金属によってショート状態に至ったり、端子やパターンがやせてオープン状態に至るような故障が考えられる。
そのため、製品に使用されている部品よりも端子間ピッチが狭いパターンを有していることがダミー部品75の形状要件となり、ショートとオープンが判別できるデバイスであることがダミー部品75の特性要件となる。
そして、検出回路76により、上記抵抗器の抵抗値をモニタし、モニタした抵抗値が所定の抵抗値RよりΔだけ大きい閾値Rt1(=R+Δ)以上となった場合、又は所定の抵抗値よりΔだけ小さい閾値Rt2(=R−Δ)以下となった場合には、腐食が発生した異常状態であると判定する。そして、異常状態の判定結果をモニタ5により使用者に告知する。
このように腐食により故障が発生し易いダミー部品75を内視鏡2A内に実装しておくことにより、故障が発生し易い異常状態を速やかに検知して使用者に告知し、修理を促すようにすることで、異常状態で内視鏡2Aが使用されてしまうことを防止又は低減することができる。
なお、上述した内視鏡としては、主に内視鏡2Aの場合に対して説明しているが、説明した部分に関する構成を備えた内視鏡2B,2Cの場合においても、同様に適用できることは明らかである。
また、図4A−図4Cにおいては、A/D変換手段によりA/D変換したデジタルの電圧を電圧比較手段としての比較回路64において閾値と比較する構成であったが、A/D変換手段を設けること無く、アナログの電圧を閾値と比較するアナログの電圧比較手段を用いる構成にしても良い。
また、図4A−図4Cのように内視鏡2A内にCCD電源回路53b′を備えた構成にした場合、さらにCCD電源回路53b′から出力される複数の電源の電源電圧を監視し、監視結果に応じてCCD16への電源供給を制御する構成にしても良く、例えば図11に示すような構成にしても良い。なお、本構成を、図3に示した基板内回路用電源回路52pに適用し、基板内回路用電源回路52pの電源電圧の監視結果に応じて基板内回路への電源供給を制御するようにしても良い。
そして、電源供給制御部66は、CCD電源回路53b′の入力端側と出力端側とにおける複数の電源電圧を監視し、正常な電圧の範囲内となる判定結果の場合にはCCD電源回路53b′をそのまま動作させ、正常な電圧の範囲外となる異常電圧の判定結果の場合にはCCD電源回路53b′からCCD16側に供給される電源電圧を遮断するように制御する。また、電源供給制御部66は、異常電圧の判定結果の場合には、告知信号生成回路67により告知を行うように制御する。このような構成にすると、内視鏡2A等の内視鏡内の電源の異常状態を、より詳細にかつ速やかに検出でき、その異常状態を解消する対策を速やかに行うことが可能になる。
図12は、隣接するコネクタ受け接点ピン40a,40bにより中継された電源線60a,60bの(電源)電圧V1,V2間の電圧を比較して、隣接するコネクタ受け接点ピン40a,40b間の短絡、ないしは短絡に至らない絶縁不良を検出するCCD電源電圧監視回路63Dを示す。
このCCD電源電圧監視回路63Dは、例えば図4AにおけるCCD電源電圧監視回路63において、A/D変換回路62a,62bを経たデジタルの電圧V1,V2が入力される比較回路64の代わりに、2つの電圧V1,V2間の差電圧を生成する減算手段としての減算器121と、比較回路122とを設けている。なお、図4Aに適用した場合に限らず、図4B等に適用しても良い。
この閾値Vtaに関して説明すると、例えばコネクタ受け接点ピン40a,40b間を絶縁不良の発生に相当する抵抗値で接続した場合において、減算器121を経て比較回路122に入力される電圧値が上記閾値VtaとしてROM65に予め格納されている。換言すると、ROM65には、短絡に至る前の絶縁不良の発生を判定するための閾値Vtaの情報が格納されている。比較回路122は、差電圧V1−V2と、閾値Vtaとを比較し、比較結果を電源供給制御部66に出力する。
正常な状態においては、V1−V2>Vtaの条件を満たし、絶縁不良の発生時には比較結果がV1−V2=Vta程度となり、絶縁不良が進行すると、V1−V2<Vtaの状態となる。また、短絡したような場合には、V1−V2<Vtaは、0<Vtaに近い状態になる。
電源供給制御部66は、比較結果がV1−V2>Vtaとなる前者の場合には、CCD電源回路53b′の動作を続行させる。一方、比較結果がV1−V2≦Vtaとなる後者の異常状態の場合には、電源供給制御部66は、CCD電源回路53b′の動作等を停止させると共に、異常判定信号を告知信号生成回路67に出力する。
プロセッサ4の制御回路29は、告知信号を信号処理回路28に出力し、信号処理回路28は、映像信号中に告知信号を重畳する。そして、モニタ5は、内視鏡画像と共に、告知信号を表示し、術者は告知信号により、コネクタ受け接点ピン40a,40b間が短絡ないしは絶縁不良が発生したことを速やかに認識することができる。
従って、異常状態が発生した内視鏡2Aに対して、その異常状態の発生に対応した修理などを速やかに行うことができ、異常状態を解消できる。
また、図4A,図4B等の構成において、さらに減算器121及び比較回路122を追加して、コネクタ受け接点ピン40a,40b間の短絡ないしは絶縁不良の発生を検出する機能を追加するようにしても良い。また、上述した実施形態等を部分的に組み合わせる等して構成される実施形態も本発明に属する。
Claims (15)
- 挿入部の先端部に搭載された撮像素子と、
前記撮像素子を駆動するための複数の異なる電源電圧を有する電源、前記撮像素子を駆動する駆動信号、該駆動信号で駆動された前記撮像素子から出力される撮像信号、及びグラウンドレベルを伝達する配線と、
前記配線を中継するコネクタを設けた基板と、
前記複数の異なる電源電圧を比較する第1の電圧比較部と、
前記複数の異なる電源電圧から、前記複数の異なる電源電圧とはそれぞれ異なる複数の第2の電源電圧を生成する電源生成部と、
前記複数の第2の電源電圧を比較する第2の電圧比較部と、
前記第1の電圧比較部の比較結果、及び前記第2の電圧比較部の比較結果に基づき、前記撮像素子への電源供給を制御する電源供給制御部と、
を備えることを特徴とする内視鏡。 - 前記第1の電圧比較部は、前記基板に設けられ、前記第1の電圧比較部は、前記複数の電源電圧とそれぞれ所定の閾値とを比較することにより、各電源電圧が正常な電圧の範囲内であるか否かの比較結果を出力し、前記電源供給制御部は、前記基板に設けられ、前記電源供給制御部は、前記第1の電圧比較部の前記比較結果が前記正常な電圧の範囲内の場合には、前記撮像素子への電源供給を行うように制御し、前記第1の電圧比較部の前記比較結果が前記正常な電圧の範囲外の場合には、前記撮像素子への電源供給を停止するように制御することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。
- 前記電源供給制御部は、前記第1の電圧比較部の前記比較結果が前記正常な電圧の範囲外となる異常電圧の場合には、前記異常電圧の発生を告知する告知信号を、前記内視鏡が着脱自在に接続され、前記撮像素子に対する信号処理を行う信号処理装置に送信する告知信号送信部を有することを特徴とする請求項2に記載の内視鏡。
- 前記第1の電圧比較部の前記比較結果が前記正常な電圧の範囲外となる異常電圧の場合には、前記第1の電圧比較部は、前記異常電圧が入力される前記電源生成部の動作を停止することを特徴とする請求項3記載の内視鏡。
- 前記第1の電圧比較部及び前記電源供給制御部は、プログラム可能に構築されるFPGAを用いて構成されることを特徴とする請求項4に記載の内視鏡。
- 前記電源供給制御部は、前記告知信号を、該告知信号以外の他の信号に重畳して前記内視鏡が着脱自在に接続される前記信号処理装置に送信する告知信号重畳部を有することを特徴とする請求項5に記載の内視鏡。
- さらに、前記コネクタにおける隣接する2つのコネクタ接点ピンによりそれぞれ中継された前記複数の異なる電源電圧を有する電源における異なる2つの電源電圧間の差電圧を生成する減算回路と、前記減算回路により生成された前記差電圧と、前記2つのコネクタ接点ピン間の短絡ないしは絶縁不良を検出するために設定された閾値とを比較する比較回路とを備え、前記電源供給制御部は、前記比較回路による比較結果に基づいて、前記撮像素子への電源供給を制御することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。
- さらに、前記コネクタにおける隣接する2つのコネクタ接点ピンによりそれぞれ中継された前記複数の異なる電源電圧を有する電源における異なる2つの電源電圧間の差電圧を生成する減算回路と、前記減算回路により生成された前記差電圧と、前記2つのコネクタ接点ピン間の短絡ないしは絶縁不良を検出するために設定された閾値とを比較する比較回路とを備え、前記電源供給制御部は、前記比較回路による比較結果に基づいて、前記撮像素子への電源供給を制御することを特徴とする請求項3に記載の内視鏡。
- さらに、前記コネクタにおける隣接する2つのコネクタ接点ピンによりそれぞれ中継された前記複数の異なる電源電圧を有する電源における異なる2つの電源電圧間の差電圧を生成する減算回路と、前記減算回路により生成された前記差電圧と、前記2つのコネクタ接点ピン間の短絡ないしは絶縁不良を検出するために設定された閾値とを比較する比較回路とを備え、前記電源供給制御部は、前記比較回路による比較結果に基づいて、前記撮像素子への電源供給を制御することを特徴とする請求項6に記載の内視鏡。
- さらに、前記基板は、前記内視鏡が着脱自在に接続される外部装置内に設けられた電源回路から前記電源生成部に供給される前記電源の電源電流が所定値以上の過大電流で有るか否かを検知する過大電流検知回路を有し、前記過大電流検知回路が過大電流を検知した場合には、過大電流が検知された電源電流を遮断することを特徴とする請求項4に記載の内視鏡。
- さらに、前記基板は、前記内視鏡が着脱自在に接続される外部装置内に設けられた電源回路から前記電源生成部に供給される前記電源の電源電流が所定値以上の過大電流で有るか否かを検知する過大電流検知回路を有し、前記過大電流検知回路が過大電流を検知した場合には、過大電流が検知された電源電流を遮断することを特徴とする請求項7に記載の内視鏡。
- さらに、前記基板は、前記内視鏡が着脱自在に接続される外部装置内に設けられた電源回路から前記電源生成部に供給される前記電源がON、OFFされる場合、前記電源がOFFされたタイミングから短い時間t1後に前記電源生成部が生成する前記複数の第2の電源電圧を遮断し、前記電源がONされたタイミングから前記時間t1より大きい時間t2後に前記電源生成部が生成する前記複数の第2の電源電圧を出力させるようにONにする電源ON/OFF制御回路を有することを特徴とする請求項4に記載の内視鏡。
- 前記基板は、前記内視鏡が前記信号処理装置に着脱自在に接続されるコネクタ内に設けられたコネクタ基板と、前記内視鏡の挿入部の先端部に設けられ、前記撮像素子が接続される先端部基板とを有し、前記配線は前記コネクタ基板と前記先端部基板間を着脱自在に接続することを特徴とする請求項3に記載の内視鏡。
- 前記基板は、前記内視鏡が前記信号処理装置に着脱自在に接続されるコネクタ内に設けられたコネクタ基板と、前記内視鏡の挿入部の先端部に設けられ、前記撮像素子が接続される先端部基板とを有し、前記配線は前記コネクタ基板と前記先端部基板間を着脱自在に接続することを特徴とする請求項8に記載の内視鏡。
- 前記基板は、さらに前記内視鏡における前記挿入部の基端に設けられた操作部内に配置された操作部基板を有し、前記配線は前記コネクタ基板と前記操作部基板間を着脱自在に接続する第1のケーブルと、前記操作部基板と前記先端部基板間を着脱自在に接続する第2のケーブルとを備えて構成されることを特徴とする請求項14に記載の内視鏡。
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