JPH11155811A

JPH11155811A - 内視鏡装置

Info

Publication number: JPH11155811A
Application number: JP9325074A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Fujimori; 紀幸藤森; Hisao Yabe; 久雄矢部
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1997-11-27
Filing date: 1997-11-27
Publication date: 1999-06-15

Abstract

(57)【要約】【課題】ＬＥＤの電源ラインの長さが異なる内視鏡を用
いても、常に観察や検査に必要な光量を安定に保ち、信
頼性の高い照明系を備えた内視鏡装置を提供する。【解決手段】白色ＬＥＤ１１に供給される電流値を電流
検出手段３３で検出し、検出した電流値を電流値比較回
路３４で基準電流値と比較すると共に、電流値制御発生
手段３５を介して電流値制御手段３２により白色ＬＥＤ
１１の定格以上の電流が流れないように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、白色ＬＥＤを用い
て体腔内あるいは工業用の管腔内等を照明して観察や検
査を行う内視鏡を用いた内視鏡装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、体腔内に細長の挿入部を挿入する
ことにより、体腔内臓器等を観察したり、必要に応じて
処置具チャンネル内に挿通した処置具を用いて各種治療
処置できる医療用の内視鏡が広く利用されている。ま
た、工業用の管路等の腐食や傷等の検査に工業用の内視
鏡が利用されている。ところで、内視鏡の使用時に体腔
内や管腔内等を照明するための手段としては、外部の照
明装置からの照明光を内視鏡の挿入部内に配設されたラ
イトガイドを用いて伝送を行うものがあるが、照明装置
は大型であるために内視鏡装置全体が大型化してしま
う。

【０００３】そこで、例えば特開昭６０−８５７２８号
公報に示されるように、照明ランプを挿入部の先端部に
配置し、内視鏡装置の小型化をねらった技術がある。照
明ランプとしては主としてＬＥＤ（Light Emitting Dio
des）が用いられている。ＬＥＤは消費電力が少ない一
方で過電流に弱く破壊されやすいので、信頼性の要求さ
れる医療器に用いるのは難しいものであるが、小型化を
要求される内視鏡においては注目される技術の一つであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ＬＥＤは、発光量が少
ないために常にＬＥＤが耐えられる定格に近い電力を供
給して観察に必要な光量に保つ必要がある。一方、内視
鏡の挿入部は、その挿入性、操作性等から観察や検査す
る部位によってそれに適した長さが望まれており、観察
や検査部位に合わせて挿入部長が異なる複数種の専用の
内視鏡が製造されている。ＬＥＤを光源として用いた場
合には、挿入部の長さの変化に伴って電源供給用のケー
ブルの長さも変化する。そのため、電源供給用のケーブ
ル自身の抵抗値は挿入部の長さが異なる複数種の内視鏡
によって変化する。

【０００５】図９は、照明用電源の電圧値が一定の下で
の内視鏡の挿入部の長さとＬＥＤに供給される電流値の
関係を示すものである。これらは、内視鏡の挿入部の長
さが短いと定格電流値は大きくなり、挿入部の長さが長
くなると定格電流値が小さくなるという、反比例の関係
にある。通常、照明用電源はカメラコントロールユニッ
ト（以下ＣＣＵという）内に設置されており、ＣＣＵの
製造時に、ある内視鏡の挿入部Ｌ１の長さに対応したＬ
ＥＤが耐えられる定格電流Ｉａが流れるように電圧値を
設定してしている。そのため、挿入部Ｌ１の長さより長
い挿入部Ｌ２をそのＣＣＵに接続した場合には、定格以
下の電流しか流れず光量不足となってしまう。また、挿
入部Ｌ１の長さより短い挿入部Ｌ３をＣＣＵに接続した
場合には、定格をはるかに超えた電流が供給されＬＥＤ
の耐性に影響を及ぼしてしまう。

【０００６】このように、挿入部の長さが異なる複数種
の内視鏡を用いると、ＬＥＤから所望の光量を得ること
が困難になる。なお、挿入部の長さだけでなくＣＣＵに
接続されるユニバーサルコードの長さが異なる場合も、
ＬＥＤの電源ラインの長さが異なるので同様の不具合が
生じる。本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであ
り、ＬＥＤの電源ラインの長さが異なる内視鏡を用いて
も、常に観察や検査に必要な光量を安定に保ち、信頼性
の高い照明系を備えた内視鏡装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】その解決手段として本発
明は、先端部に観察対象物を照明する照明体として白色
ＬＥＤを配置した内視鏡装置において、ＬＥＤの電源ラ
インの長さに基づいて白色ＬＥＤの光量を制御する電流
制御手段を設けている。これにより、電流制御手段は白
色ＬＥＤに定格電流値に近い電流が流れるよう制御し、
安定した光量を得るものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、医療用の内視鏡を用いて説
明をする。図１乃至図５は本発明の第１の実施形態を示
し、図１は内視鏡装置を示す図、図２は内視鏡の先端部
の断面図、図３はＬＥＤ回路図、図４は内視鏡の挿入部
の長さに対するＬＥＤの定格電流値を示す図、図５は第
１の実施形態における内視鏡の挿入部の長さとＬＥＤに
供給される電流値を示す図である。

【０００９】図１に示すように、内視鏡装置は、電子内
視鏡１と照明用電源及び画像信号処理回路、ＬＥＤ回路
を有したＣＣＵ２とモニタ３から構成される。電子内視
鏡１は、操作部４に連結された体腔内に挿入される挿入
部５とＣＣＵ２に接続されるユニバーサルコード６から
なる。挿入部５は先端より先端部７、湾曲部８、可撓管
部９で構成され、先端部７には観察手段として固体撮像
素子１０が設けられ、観察手段の周囲に照明手段として
３つの白色ＬＥＤ１１が均等に配置されている。操作部
４には湾曲部８を遠隔的に湾曲操作する湾曲操作ノブ１
２と、送気送水ボタン１３をはじめとする各種の操作ボ
タンや操作スイッチが設けられている。ユニバーサルコ
ード６の端部にはＣＣＵ２に接続するコネクタ１４が設
けられている。

【００１０】図２に示すように、先端部７は、先端枠１
６を本体としてその外周に電気絶縁性の先端カバー１７
及び外皮チューブ１８が外装して形成されている。先端
枠１６にはその中心付近に観察手段として対物光学系１
９、フィルタ２０、固体撮像素子１０が設けられ、被写
体の光像を固体撮像素子１０の受光面に結像させてい
る。固体撮像素子１０の後方にはリード２１を介して固
体撮像素子出力信号増幅ＩＣ等の電子部品２２を搭載し
た回路基板２３が接続されている。そして、回路基板２
３には画像信号形成用及び画像信号伝送用の信号ケーブ
ル２４の一端が接続されている。信号ケーブル２４は挿
入部５、操作部４、ユニバーサルコード６を経て、他端
をコネクタ１４に接続している。

【００１１】先端枠１６の先端には観察手段の周囲に３
つの照明レンズ２５が等間隔で配置され、照明レンズ２
５の後方に白色ＬＥＤ１１が配置されている。白色ＬＥ
Ｄ１１には電源ラインとしてリード線２７が接続されて
いる。リード線２７は挿入部５、操作部４、ユニバーサ
ルコード６を経て、他端をコネクタ１４に接続してい
る。

【００１２】図３は白色ＬＥＤ１１の光量を制御する電
流制御手段を示すＬＥＤ回路図である。内視鏡１側では
複数の白色ＬＥＤ１１が挿入部５の先端に配置され、白
色ＬＥＤ１１に接続されたリード線２７がコネクタ１４
に接続されている。内視鏡１のコネクタ１４を接続する
ＣＣＵ２側では、各々の白色ＬＥＤ１１のアノード側の
リード線２７に照明用電源３１が接続されている。各々
の白色ＬＥＤ１１のカソード側のリード線２７には可変
抵抗でなる電流値制御手段３２が接続されている。電流
値制御手段３２には白色ＬＥＤ１１に供給される電流値
を検出する電流値検出手段３３、照明用電源３１が接続
されている。

【００１３】また、電流値検出手段３３には白色ＬＥＤ
１１に供給される電流値と基準電流値とを比較する電流
値比較回路３４が接続されている。電流値比較回路３４
には電流値比較回路３４の出力に基づいて動作する電流
値制御発生手段３５、電流値制御発生手段３５に基づい
て白色ＬＥＤ１１の定格電流値以上の電流をカットする
電流値制御手段３２が接続されている。

【００１４】照明用電源３１の電圧値は、図４に示され
るように、ＣＣＵ２に装着して使用される内視鏡のうち
長さが一番長い挿入部Ｌｍａｘを持つ内視鏡を基準にし
て白色ＬＥＤの定格電流Ｉａが供給されるように設定さ
れている。具体的には、例えば、照明用電源３１の電圧
値を３．２Ｖにて、白色ＬＥＤ１１の定格電流値Ｉａを
２０ｍＡに設定している。また、ＣＣＵ２内には図示し
ないが、固体撮像素子１０からの画像信号を処理する画
像信号処理回路が設けられ、観察画像としてモニタ３に
表示するよう構成されている。

【００１５】次に、上記構成に基づいて第１の実施形態
の作用を説明する。照明用電源３１より各々の白色ＬＥ
Ｄ１１に電力が供給される。それにより、白色ＬＥＤ１
１が発光し照明用レンズ２５を介して体腔内を照明す
る。照明された体腔内の観察像は対物光学系１９を介し
て固体撮像素子１０の受光面に結像する。結像された光
像は固体撮像素子１０で画像信号として光電変換され、
光電変換された画像信号は回路基板２３にて蓄積、増幅
され、信号ケーブル２４よりＣＣＵ２に伝送される。画
像信号はＣＣＵ２にて画像信号処理回路で信号処理さ
れ、観察画像としてモニタ３に表示される。

【００１６】各々の白色ＬＥＤ１１に供給される電流値
は、電流値検出手段３３で検出され、検出された電流値
は電流値比較回路３４にて設定電流値と比較される。そ
して、電流値比較回路３４の比較結果に基づき、検出し
た電流値が設定されている基準電流値（定格電流値）を
超えていれば、電流値制御発生手段３５が働き、各々の
白色ＬＥＤ１１に直列に接続されている電流値制御手段
３２によって白色ＬＥＤ１１の定格以上の電流が流れな
いように制限され、常に白色ＬＥＤ１１の定格に近い一
定の電流値で流れるよう、リミッタとして機能する。

【００１７】挿入部５の長さがＬｍａｘより短い内視鏡
１を接続すると、電源供給用のリード線２７の長さの変
化に伴いリード線２７の抵抗値が変化し、白色ＬＥＤ１
１に流れる電流値が定格電流値Ｉａを超えるものとな
る。しかしながら、前述した白色ＬＥＤ１１の電流制御
手段により、白色ＬＥＤ１１に供給される電流値は設定
された定格電流を保つよう制御されるので、図５に示す
ような内視鏡の挿入部の長さと白色ＬＥＤに供給される
電流値の関係が得られる。

【００１８】この第１の実施形態によれば、内視鏡１の
挿入部５の長さがＬｍａｘ以下のものであれば、常に定
格電流値Ｉａを供給できる。すなわち、白色ＬＥＤ１１
の定格電流値Ｉａ付近に電流値比較回路３４の基準電流
値を設定しておけば、常にそれぞれの白色ＬＥＤ１１の
持つ最大の発光量に保つことができる。また、突然の過
電流に対してもリミッタが働くため、不安定な照明用電
源３１などによる白色ＬＥＤ１１の破壊を妨ぐことがで
きる。

【００１９】図６は本発明の第２の実施形態における内
視鏡装置のＬＥＤ回路を示すものである。第２の実施形
態はさらに安全性を考慮した発明であり、第１の実施形
態と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説
明は省略する。この第２の実施形態は、各々の白色ＬＥ
Ｄ１１のカソード側のリード線２７に各々電流値検出手
段３３を接続し、照明用電源３１に対して並列に接続し
ている。そして、各々の電流値検出手段３３は各々の電
流値検出手段３３からの電流値を比較する電流値比較回
路３７に接続され、電流値比較回路３７は警報発生手段
３８に接続されている。警報発生手段３８は音やモニタ
３への表示等の手段で告知するものである。

【００２０】次に第２の実施形態の作用を説明する。上
記構成によれば、各々の白色ＬＥＤ１１は照明用電源３
１に対して並列に接続されているので、白色ＬＥＤ１１
のいずれかが寿命や過電流により破壊されたとしても、
残りの白色ＬＥＤ１１は発光し続けることができる。こ
の時、切れた白色ＬＥＤ１１に接続された電流値検出手
段３３は、切れた白色ＬＥＤ１１に接続されたリード線
２７に電流が流れていないのを検出し、電流値比較手段
３７に検出値を入力する。電流値比較手段３７では各々
の電流値検出手段３３の出力を比較し、白色ＬＥＤ１１
のいずれかが切れたこと検知し、警報発生手段３８を作
動させ、操作者に告知する。

【００２１】この第２の実施形態によれば、万が一、検
査中に白色ＬＥＤ１１のいずれかが切れたとしても、他
の白色ＬＥＤ１１で照明機能を維持すると共に、速やか
に操作者に告知し、安全に検査を行うことができる。な
お、第１の実施形態と同様に、内視鏡の挿入部の長さに
より白色ＬＥＤの定格電流値を超えることがないよう
に、電流値比較回路、電流値制御発生手段を設けてもよ
い。

【００２２】図７は本発明の第３の実施形態における内
視鏡装置のＬＥＤ回路を示すものである。第３の実施形
態は近接して観察する時に生じるハレーションを防止す
る発明であり、第１の実施形態と同一の部材については
同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。複数の白色
ＬＥＤ１１のカソード側のリード線２７は電流値制御手
段３２に接続されている。ＣＣＵ２内には固体撮像素子
１０の信号ケーブル２４に接続される波形検出手段４０
が設けられており、固体撮像素子１０に受光する光量の
変化に基づいた出力値を検出する。波形検出手段４０
は、波形検出手段４０の出力に基づいて作動する電流制
御発生手段３９、電流制御発生手段３９の出力に基づい
て白色ＬＥＤ１１の電流値を制御する電流値制御手段３
２に接続されている。

【００２３】次に第３の実施形態の作用を説明する。固
体撮像素子１０から出力信号は波形検出手段４０に入力
され、固体撮像素子１０に受光する光量の変化を検出す
る。近接した場所を観察する際、画像にハレーションが
生じた場合には、受光した光量もそれに応じて大きくな
る。電流制御発生手段３９はハレーションが生じるレベ
ルの光量を判断し、その信号を電流値制御手段３２に入
力する。電流値制御手段３２では、各々の白色ＬＥＤ１
１に対する電流をハレーションが生じることのない光量
で発光するように制御する。そして、挿入部５の先端部
７を観察部位から離した場合には、波形検出手段４０を
通じて白色ＬＥＤ１１の光量が足りないことを検出し、
通常の白色ＬＥＤ１１の定格電流値に相当する電流を流
すよう制御される。

【００２４】この第３の実施形態によれば、近接した場
所の観察時に像の明るさが均一になりハレーションを生
じても、直ちに適切な光量に制御できるので、白色ＬＥ
Ｄ１１の光量を常に観察に適した光量に制御することが
できる。なお、第１の実施形態と同様に、内視鏡の挿入
部の長さにより白色ＬＥＤの定格電流値を超えることが
ないように、電流値比較回路、電流値制御発生手段を設
けてもよい。

【００２５】図８は本発明の第４の実施形態における内
視鏡装置のＬＥＤ回路を示すものである。第３の実施形
態における複数のＬＥＤを個別に制御可能にするもので
あり、第３の実施形態とは同一の部材については同一の
符号を付し、詳細な説明は省略する。複数の白色ＬＥＤ
１１のカソード側のリード線２７には各々電流値制御手
段３２が接続されている。固体撮像素子１０の信号ケー
ブル２４に接続される波形検出手段４０には電流制御発
生手段３９が接続されている。そして、電流制御発生手
段３９は電流値制御手段３２の各々に接続されている。

【００２６】次に第４の実施形態の作用を説明する。第
３の実施形態と同様に、固体撮像素子１０からの出力信
号による波形検出手段４０の情報を下に、それぞれの電
流値制御手段３２の抵抗値を変化させることにより、白
色ＬＥＤ１１へ供給する電流値を各々変えることができ
る。

【００２７】この第４の実施形態によれば、画像にハレ
ーションが生じた場合、白色ＬＥＤ１１の発光量を個別
に変化させることができ、ハレーションを生じることの
ない観察に適した光量に設定することができる。なお、
第１の実施形態と同様に、内視鏡の挿入部の長さにより
白色ＬＥＤの定格電流値を超えることがないように、電
流値比較回路、電流値制御発生手段を設けてもよい。

【００２８】以上、本発明について詳述したが上述した
実施形態に限定されることはない。例えば、第１の実施
形態乃至第４の実施形態におけるＣＣＵ内のＬＥＤ回路
のうち、照明用電源以外の回路を内視鏡のコネクタ内に
設けてもよい。また、第１及び第２の実施形態において
は、内視鏡は電子内視鏡に限らず光学繊維束やリレーレ
ンズを用いた光学式内視鏡でもよい。その他、本発明の
主旨のものであれば種々変形したものも含むものであ
る。

【００２９】以下、本発明の技術思想を付記項にて示
す。（付記項１）内視鏡の挿入部先端部に観察対象物を照明
する照明体として白色ＬＥＤを配置した内視鏡装置にお
いて、前記白色ＬＥＤの光量を制御する電流制御手段を
設けたことを特徴とする内視鏡装置。

【００３０】（付記項２）内視鏡の挿入部先端部に観察
対象物を照明する照明体として白色ＬＥＤを配置した内
視鏡装置において、前記白色ＬＥＤの電源ラインの長さ
に基づいて前記白色ＬＥＤの光量を制御する電流制御手
段を設けたことを特徴とする内視鏡装置。（付記項３）内視鏡の挿入部先端部に観察対象物を照明
する照明体として白色ＬＥＤを配置した内視鏡装置にお
いて、内視鏡の挿入部長に基づいて前記白色ＬＥＤの光
量を制御する電流制御手段を設けたことを特徴とする内
視鏡装置。

【００３１】（付記項４）前記電流制御手段は、前記白
色ＬＥＤの定格電流値に相当する電流で制御することを
特徴とする付記項１〜３の内視鏡装置。（付記項５）前記電流制御手段は、前記白色ＬＥＤの電
源ラインの抵抗値に基づいて制御することを特徴とする
付記項１〜３の内視鏡装置。

【００３２】（付記項６）前記電流制御手段は、前記白
色ＬＥＤの電源ラインの長さが異なる複数種の内視鏡に
対して、前記白色ＬＥＤの定格電流値に相当する電流で
制御することを特徴とする付記項１〜５の内視鏡装置。

【００３３】（付記項７）内視鏡の挿入部先端部に観察
対象物を照明する照明体として複数の白色ＬＥＤを配置
した内視鏡装置において、各々の前記白色ＬＥＤを独立
して前記白色ＬＥＤの光量を制御する電流制御手段を設
けたことを特徴とする内視鏡装置。（付記項７の効果）前記構成により、複数の白色ＬＥＤ
のいずれかが破損しても他の白色ＬＥＤの照明機能を維
持させることができる。

【００３４】（付記項８）内視鏡の挿入部先端部に観察
対象物を照明する照明体として複数の白色ＬＥＤを配置
した内視鏡装置において、少なくとも一つの前記白色Ｌ
ＥＤの異常を検知する手段を備えたことを特徴とする内
視鏡装置。（付記項９）前記付記項８の内視鏡装置において、前記
白色ＬＥＤの異常を検知する手段に基づいて警報を発生
する警報発生手段を備えたことを特徴とする内視鏡装
置。

【００３５】（付記項１０）内視鏡の挿入部先端部に固
体撮像素子と、観察対象物を照明する照明体として白色
ＬＥＤを配置した内視鏡装置において、前記固体撮像素
子に受光する光量を検出する手段と、前記検出手段に基
づいて前記白色ＬＥＤの光量を制御する電流制御手段を
設けたことを特徴とする内視鏡装置。（付記項１０の効果）前記構成により、近接して観察す
るときにハレーションが生じても直ちに適正な光量で照
明することができる。

【００３６】（付記項１１）前記電流制御手段は、前記
白色ＬＥＤに供給する電流値の最大値を前記白色ＬＥＤ
の定格電流値とするよう制御することを特徴とする付記
項１０の内視鏡装置。（付記項１２）付記項１１あるいは１２の内視鏡装置に
おいて、複数の前記白色ＬＥＤを備え、前記電流制御手
段は各々の前記白色ＬＥＤを独立して制御することを特
徴とする内視鏡装置。

【００３７】

【発明の効果】以上述べた通り、本発明によれば、ＬＥ
Ｄの電源ラインの長さが異なる内視鏡を用いても、常に
観察や検査に必要な光量を安定に保ち、信頼性の高い照
明系を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１の実施形態を示し、内視鏡
装置を示す図である。

【図２】図２は本発明の第１の実施形態を示し、内視鏡
の先端部の断面図である。

【図３】図３は本発明の第１の実施形態を示し、ＬＥＤ
の回路図である。

【図４】図４は本発明の第１の実施形態を示し、内視鏡
の挿入部の長さに対するＬＥＤの定格電流値を示す図で
ある。

【図５】図５は本発明の第１の実施形態を示し、内視鏡
の挿入部の長さとＬＥＤに供給される電流値を示す図で
ある。

【図６】図６は本発明の第２の実施形態を示し、ＬＥＤ
の回路図である。

【図７】図７は本発明の第３の実施形態を示し、ＬＥＤ
の回路図である。

【図８】図８は本発明の第４の実施形態を示し、ＬＥＤ
の回路図である。

【図９】図９は従来技術を示し、従来の内視鏡の長さと
ＬＥＤに供給される電流値の関係を示した図である。

【符号の説明】

２内視鏡１０固体撮像素子１１白色ＬＥＤ２７リード線３１照明用電源３２電流値制御手段３３電流値検出手段３４電流値比較回路３５電流値制御発生手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内視鏡の挿入部先端部に観察対象物を照明
する照明体として白色ＬＥＤを配置した内視鏡装置にお
いて、前記白色ＬＥＤの電源ラインの長さに基づいて前
記白色ＬＥＤの光量を制御する電流制御手段を設けたこ
とを特徴とする内視鏡装置。