JPWO2013084521A1 - 医療用光源装置 - Google Patents

Abstract

操作者の身体に装着される医療用光源装置であって、照射範囲を身体が現在向いている方向とずらせた状態に設定可能にする。操作者の身体に照光部１を装着する保持具７に加速度センサ１０６を取り付けて、操作者の身体の動きを加速度センサ１０６にて検出する。照射範囲の中心位置設定スイッチ１０７ｂが操作されると、位置検出部１０８は、加速度センサ１０６が検出した加速度情報に基づいて中心位置を検出して、光軸調整部１０９は照光部１の光軸を検出した中心位置に固定する。そして、照光部１からの照射光による照射角度は照射制御部１１０により複数段階で調節可能となっている。

Description

本発明は、医療施術の際に施術対象部に光を照射する医療用光源装置に関する。

医療施術（手術を含む）に用いる医療用光源装置として、医師等の操作者自身で施術の対象個所への光量を上げて充分な明るさを確保できるようにするために、操作者の頭部等身体に光源装置を装着して医療施術を行うことが知られている。

このように、身体に装着可能な光源装置としては、操作者の胸ポケットや帽子の鍔等に装着可能なクリップを具備したバッテリー内臓型の携帯用ＬＥＤライトが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

また、ライト付きの帽子であって、ＬＥＤライトを鍔に取り付けると共に、ライトとは別体のバッテリーも帽子に収納するようにした構成も知られている（例えば、特許文献２及び特許文献３を参照）。

特開２００６−１８５７５５号公報 特開２００８−２１０５４７号公報 特開２００９−２９３１４６号公報

しかしながら、身体に装着する光源装置では、身体を照射対象部に向けることで照射方向が決まるために、身体の向く方向と照射方向とを違えることはできなかった。

例えば、光源装置を身体の頭部に装着する医療用光源装置の場合においては、施術箇所に目線を合わせることで頭部がこの方向を向いて施術箇所が照明されるが、このとき目線の位置と施術箇所とは一致しており、この位置が照明範囲の中心位置として光が照射される。しかし、施術中に、照射範囲の中心位置と施術箇所とを合わせないで照明する状況も生じる。すなわち、施術箇所とは別の箇所の様子を確認しながら施術を行うような場合であり、このとき、この別箇所が照射範囲外であると、確認の都度、頭部を動かして照射範囲を施術箇所から別箇所に変えなければならず非常に煩わしい作業となる。

そのため、頭部の位置をこの別箇所に向けていない状態であっても、この別箇所にも照射範囲が及び、頭部を動かさずに目線だけを移動させれば済むような医療用光源装置が望まれている。

また、医療施術においては、例えば、血管や微細な箇所の切除や縫合等の施術によっては、短時間だけより多くの光量で照射させたいときがある。しかし、そのような場合、操作者の手先は施術箇所に集中しており、光量の切り換にスイッチ操作を行うと集中が途切れてしまうために手先を用いずに簡単に切り換え操作が行える医療用光源装置が望まれている。

上記の課題を解決するために、本発明は、設定によって照射方向を身体が向いている方向とずらせて状態に偏向することが可能な医療用光源装置の提供を目的としている。

そして、手先によるスイッチ操作を行わなくても光量の切り換えや照明のオン・オフを行うことができる医療用光源装置の提供を目的としている。

上記課題を解決するために、本発明による医療光源装置は、操作者の身体に装着されて医療施術の対象部に光を照射する医療用光源装置であって、前記照光部を前記操作者の身体に装着する保持具と、前記保持具に取り付けられる加速度センサと、前記照射範囲の中心位置を設定する際、前記加速度センサが検出した加速度情報に基づいて前記中心位置を検出して保持する位置検出部と、前記検出した中心位置に前記照光部の光軸を設定する光軸調整部と、を備えたことを特徴とすることを特徴としている。前記保持具は、前記照光部と前記加速度センサとを前記操作者の頭部に装着することを特徴としている。

さらに、前記照光部からの照射光による照射角度を複数段階で調節可能な照射制御部を更に備えたことを特徴としている。

そして、前記加速度センサは、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸を有し、前記Ｘ軸は前記操作者の左右軸に沿い、前記Ｙ軸は前記操作者の前後軸に沿うように前記保持具に取り付けられていることを特徴としている。このとき、加速度センサの保持具への取り付けには、予め角度を持たせていることを特徴としている。さらにＺ軸を含む３軸センサであることを特徴としている。

また、前記光軸の設定を解除するために、前記位置検出部が保持している前記中心位置をクリアするリセット手段を備えたことを特徴としている。

本発明による医療光源装置は、操作者の身体に装着されて医療施術の対象部に光を照射する医療用光源装置であって、前記照光部を前記操作者の身体に装着する保持具と、前記照光部に対して電源を供給するためのバッテリー電源部と、前記保持具に取り付けられる加速度センサと、前記加速度情報に基づいて操作者による所定の動きを検出する動作検出部と、前記所定の動きが検出されたとき前記バッテリー電源部から前記照光部に流れる電流量を制御する光量制御部とを備えたことを特徴としている。

ここで、前記照光部は、通電電流が定格値を上回っても耐久性を有する光源を備えて、前記光量制御部は、電流を増量する際、前記バッテリー電源部から前記照光部に流れる平均電流値を所定期間だけ定格値から当該定格値よりも大きい増大値にすることを特徴としている。そのとき、前記所定期間は、前記増大値の電流が流れることによる前記光源の温度上昇時間特性に基づいて設定される。または、前記所定期間は、前記光源の温度上昇時間特性に基づいて当該光源の温度が最大許容値を超えない期間に設定される。

また、前記保持具に第２の加速度センサを取り付けて、前記光量制御部は、前記照光部に流れる平均電流値を前記増大値の電流を流す制御を行っているときに、前記加速度センサが所定値以上の加速度を検出すると、前記照光部に流れる電流値を前記定格値の電流に切り換えることを特徴としている。

操作者が発声する音声を認識する音声認識部を備えて、前記光量制御部は、前記音声認識部による認識音声又は前記加速度情報の何れかに基づいて、前記照光部に流れる電流量を制御することを特徴としている。

本発明によれば、照光部を装着する保持具に加速度センサを取り付けて、照光部による照射範囲の中心位置をそのときの身体の動きに伴う加速度情報の位置に設定することで、その後、身体を動かしても身体の向きと照射方向とは違えた状態に固定するものである。これにより、施術箇所とは別の箇所を確認しながら処置を行うような施術において、操作者は、身体の向きを固定したままで目線を変えるだけで両方が確認でき施術に集中することができる。

また、加速度センサにて検出する操作者の身体の動きにて光量の増減が調整できるために、操作者は手先にてスイッチを操作する必要がなく、医療用に用いて最適な光源装置が提供される。

本発明の実施形態に係る医療用光源装置の電気回路をブロックにて示す図である。 本発明の実施形態に係る制御部が照光部の点灯を制御する処理手順の一実施例を示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係る医療用光源装置の電気回路をブロックにて示す図である。 本発明の他の実施形態に係る制御部が照光部の点灯を制御する処理手順の別の実施例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る電流制御回路の一例を示す具体的な回路構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る電流制御回路にパルス駆動方式を採用した回路構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る医療用光源装置を装着した状態を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る医療用光源装置のバッテリー保持ベルトの説明図である。 本発明の実施形態に係る医療用光源装置の保持具をヘッドバンドとしたときの説明図である。 光源からの光を拡散又は集束を切り換える構成を光の照射方向に沿った断面で示す概略的な説明図である。 音声認識技術を利用して照光部１のオン・オフや光量制御を行う場合の医療用光源装置の電気回路をブロックにて示す図である。 加速度センサを備えたときのＭＰＵのタイマインターラプトによる割り込みの処理手順を示すフローチャートである。 操作者が対象物に応じて照射範囲を変更している状態を示す説明図である。 照射方向及び照射範囲が変更可能な照光部の構成を側断面にて示す説明図である。 照光部の照射方向及び照射範囲の変更制御を説明する機能ブロック図である。 （ａ）部は照射方向を設定する処理手順、（ｂ）部は照射範囲を調整する処理手順を示すフローチャートである。 加速度センサを双眼ルーペに装着した構成の説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

先ず、本発明の実施形態に係る医療用光源装置の外観構成について説明する。図７は、操作者４０が医療用光源装置を装着している状態を示し、照光部１は、操作者４０が掛ける双眼ルーペで保持されて操作者４０の頭部に装着されている。従って、この例では双眼ルーペが保持具７である。保持具７は、このような双眼ルーペに限るものではなく、帽子やヘッドバンドであっても良い。図９はヘッドバンドを保持具７とした例を示すもので、照光部１をヘッドバンドに取り付けている。このヘッドバンドは樹脂部材から成っており、操作者の頭にその弾性により保持することで固定できる。ヘッドバンドはこのような構成に限らず、また材質も布やゴム等による種々な形態がある。

図７に戻って、操作者４０の身体の一部として、この例では腰にバッテリー保持ベルト８を巻いているが、このバッテリー保持ベルト８は、図８に示すように互いに接続された複数の充電式のバッテリー３を備えたバッテリー電源部１１（図１）と、コントロールユニット１０が取り付けられている。

バッテリー電源部１１のバッテリー３はコントロールユニット１０に繋がっており、コントロールユニット１０はコード４２を通して照光部１へ駆動電流を供給して照光動作を制御する。バッテリー電源部１１のバッテリー３は複数個とは限らず、照光部１に長時間に亘って安定した電源を供給できるのであれば、大型の１個のバッテリー３で済む場合もあるが、このような重量のあるバッテリーでもバッテリー保持ベルト８に取り付けることで身体の一部に装着することができる。

また、コントロールユニット１０は、コンセント４１にプラグが差し込まれた充電器６が接続されるとバッテリー３への充電制御を行うが、バッテリー３への充電を行いながら照光部１による照光動作を行うことができる。

こうして操作者は、身体の一部に取り付けたバッテリー保持ベルト８にてバッテリー３を保持しながら施術を行うことができ、長時間の施術を必要とする医療用光源装置として好適である。また、充電しながらの作業も可能となる。

上記の医療用光源装置において、通常、照光部１の照射方向は身体（この例では頭部）の向く方向と一致しているが、本発明は、設定によって照射方向を身体が向いている方向とずらせて状態に偏向できるようにするものである。

図１３を用いて具体的に説明すると、保持具７にて操作者の頭部１１１に装着されている照光部１は、操作者が施術を行う対象部Ａを凝視している姿勢に合わせて、実線にて示す照射範囲Ｓａで照射している。このとき、操作者が対象部Ａに施術するのに対象部Ｂを確認しながら処置を行う必要があって、照射範囲を点線で示す範囲Ｓｂに変更したいときは、いったん目線を対象部Ａから対象部Ｂに移して、この目線の位置を照光部１の光軸の位置に設定することで、目線を対象部Ａに戻しても照光部１の照射方向は対象部Ｂに向けられた状態に保持するものである。

このとき、目線を対象部Ａから対象部Ｂに変更する頭部１１１の動きを加速度センサにて検出し、加速度情報が示す位置を照光部１による照射範囲の中心位置として光軸を設定することで、照射方向を身体が向いている方向とずらせて状態に偏向できる。そして、検出した加速度情報を記憶しておくことで、照射方向と身体が向いている方向とは、常に一定の関係で偏向させている。

照光部１による照射方向の偏向は、図１４で示すように、光源素子１０１の光軸角を偏向部材１０５によって上下左右又は円周上を３６０度で変位させることで達成される。これにより、操作者は、対象部Ａを施術しながら対象部Ｂを確認するのに、その都度、頭部１１１を動かすことがなく目線を変えるだけで済み施術に集中することができる。

また、照射範囲のＳａからＳｂへの変更により対象部Ａが照射範囲Ｓｂから外れるようなときは、対象部Ａを含むように照射角度を拡大して照射範囲Ｓｂを拡げる。照射角度の拡大は、図１４で示すように、光源素子１０１からの光を目標に向けて照射するためのリフレクタ１０２の開放角度αを大きくすることで行うことができる。例えば、図１４に示すように、円錐形状を有するリフレクタ１０２の反射面の一部に光軸方向に沿って切り込みを設け、締付部材１０４によりリフレクタ１０２を外側から中心方向に締めたり弛めたりして、切り込みを入れたリフレクタ１０２の両端部１０３ａ、１０３ｂが重なり合う部分１１０の幅を調整することにより開放角度αを調整できる。

照射角度の拡大は、照射光の視野角を調整することでも可能である。図１０にて光の視野角を調整する構成の一例を概略的に説明すれば、光源９０の射光側の前面に、入射する光を反射させることで光源９０からの光を拡散する複数のスリット９２を備えた拡散部材９１を配置する。拡散部材９１は、モータ又はソレノイドによる駆動部９３の駆動力にて、光源９０の射光面上を実線位置と点線位置との間を移動可能としており、駆動部９３にて拡散部材９１を実線又は点線の位置に移動させることで、光源９０の光の視野角を広げたり狭めたりすることができる。

また、液晶シャッターにより収束光と拡散光とに切り換える構成もあり、この場合には応答性が高く瞬時に切り換えることができる。

図１５は、照光部１による照射範囲の変更を説明する機能ブロック図である。加速度センサ１０６は、照光部１と共に保持具７に取り付けることで操作者の動きを捉えることができる。図１７は、加速度センサ１０６を双眼ルーペ８７に装着した例を示している。

加速度センサ１０６には、機械式・光学式・半導体式と種々使用可能であるが、双眼ルーペや帽子またはヘッドバンドなどを保持具７として、操作者の頭部に装着される医療用光源装置としては小型化の点で半導体式が最適である。

そして、加速度センサ１０６は、互いに直交するＸ軸とＹ軸を有する２軸のセンサで、Ｘ軸は操作者の左右軸に沿い、Ｙ軸は操作者の上下軸に沿うよう保持具７に取り付けられて、操作者の頭部の動きによる振動を検出して電気信号に変換し、信号ケーブル８８によって出力する。

このとき、加速度センサ１０６が２軸のセンサであると、センサ部が垂直に立ってしまうと操作者による動きの変化分を検出できなくなることがある。その対策としては、操作者の姿勢が直立の場合でも加速度センサ１０６を作動させるためには、加速度センサ１０６の保持具７への取り付けに予め角度を持たせておくと良い。このように取り付けることで加速度センサ１０６は２軸のセンサでも十分であるが、この問題を完全に回避するには、３軸のデータの使用とジャイロセンサによる加速度検出を行うと更に良い。

また、加速度センサ１０６に３軸のセンサを用いれば、操作者の動き、特に上下の動きをＹ軸とＺ軸とにより詳細に検出することができるため、設定する照射範囲の精度が高まって一層効果的である。

操作装置１０７は、操作者が照射範囲の変更時に操作する照射範囲選択スイッチ１０７ａと、照射範囲の中心設定時に操作する中心設定スイッチ１０７ｂと、他にリセットスイッチ１０７ｃとを備えている。

位置検出部１０８は、加速度センサ１０６が出力するＸ、Ｙの加速度の値から操作者の頭部１１１の上下左右の位置を検出する。そして、位置検出部１０８は、操作装置１０７の中心設定スイッチ１０７ｂが操作されると、このときの加速度情報が示す位置を中心位置として記憶し光軸調整部１０９に出力する。

光軸調整部１０９は、中心位置情報に基づいて駆動装置Ｍ_２を駆動し偏向部材１０５を変位させて、発光素子１０１の光軸をこの中心位置に合わせて偏向させる。このように、図１３で操作者が目線を対象部Ａから対象部Ｂに移動させて中心設定スイッチ１０７ｂを操作すると、対象部Ｂが照射範囲の中心位置となり、操作者が目線を対象部Ｂから対象部Ａに戻しても照射範囲はＳｂに維持される。

照射範囲を偏向させることで、照射範囲Ｓｂに実際に施術を行う対象部Ａが含まれなくなったときは、操作装置１０７の照射範囲選択スイッチ１０７ａを操作して照射範囲を拡大する。この操作に応答して、照射制御部１１０は、駆動装置Ｍ_１を制御して締付部材１０４によるリフレクタ１０２の締め付けを３段階に調節することで開放角度αを調整する。このとき、照射制御部１１０は、照射範囲選択スイッチ１０７ａの操作回数に応じて駆動装置Ｍ_１を制御して照射範囲を変更する。

また、操作装置１０７は、リセットスイッチ１０７ｃを操作するとリセット信号Ｒを位置検出部１０８及び照射制御部１１０に出力する。位置検出部１０８は、リセット信号Ｒにより記憶している加速度情報をクリアすることで光軸調整部１０９による光軸の偏向状態は解除されて、照光部１の照射方向と操作者の頭部が向いている方向とは一致するようになる。また、照射制御部１１０は、リセット信号Ｒの入力により、照射範囲をデフォルトで設定されている一番狭い範囲とするよう締付部材１０４を調整する。

頭部の動きを検知する加速度センサ１０６を利用して、照光部１のオン・オフや光量制御を行うことができる。この場合、位置検出部１０８は、照射範囲選択スイッチ１０７ａと中心設定スイッチ１０７ｂとが同時に押されていると、加速度情報を照明制御部１１２に出力する。

これにより、照明制御部１１２は、頭部の右方向の移動にて光量を増大するよう照光部１を制御し、左方向の移動にて光量を減少するよう照光部１を制御する。また、照明制御部１１２は、頭部の上方向の移動にて照光部１を点灯させ、下方向の移動にて照光部１を消灯させる。

このように、加速度センサ１０６にて頭部の動きを検知して、操作装置１１０に適宜スイッチ操作を行うことにより、照光部１の照射範囲の設定及びそのオン・オフや光量制御を行うことができる。

以上、本発明に係る医療用光源装置の制御構成を機能ブロックにより説明してきた。図１は、本発明の一実施形態に係る医療用光源装置の電気回路をブロック図にて示すもので、マイクロプロセッサユニット（以下、単にＭＰＵと言う）には、電流制御回路２と、照光部１のオン・オフ時に操作される照明スイッチ５と、充電式のバッテリーを複数接続して成るバッテリー電源部１１と、このバッテリー電源部１１を充電する充電器６としてのＡＣアダプタと、加速度センサ１０６と、締付部材１０４の駆動装置Ｍ_１と、偏向部材の駆動装置Ｍ_２と、操作装置１０７とを接続している。操作装置１０７は、上記したように照射範囲選択スイッチ１０７ａと中心設定スイッチ１０７ｂとリセットスイッチ１０７ｃを含むものである。尚、ＭＰＵ、電流制御回路２、照明スイッチ５及び操作装置１０７は、前記したコントロールユニット１０に収容されておりバッテリー保持ベルト８にて操作者の身体に保持される。

照光部１は、電流制御回路２に接続されており、電流制御回路２は、ＭＰＵからの制御信号に応じて、バッテリー電源部１１から照光部１への通電電流を調整することで点灯や光量の増減を制御する。このとき、ＭＰＵは、照射範囲選択スイッチ１０７ａと中心設定スイッチ１０７ｂとが同時に押されている状態で、加速度センサ１０６が操作者の頭部の動きを検知して出力する加速度情報に基づいて、前記制御信号を電流制御回路２に出力する。

本実施形態においては、電流制御回路２は、光量増大の制御信号がＭＰＵから供給されると、照光部１に流す平均電流値を定格値から当該定格値よりも大きい増大値の電流を供給して明るく発光させる。したがって、照光部１を熱から保護するために高出力で発光する期間を制限する必要がある。

しかし、操作者が身体に装着する光源装置の場合、操作者自身から光を照射するために操作者にとっての必要な照度は確保されており、しかも医療用の場合には、長時間に及ぶ手術であっても特別に照度を上げることが必要な高い精密度が要求される作業時間は限られているために、高出力で発光する期間に制限があっても実用上の問題は生じない。逆に、長期間での高出力の発光に備えた放熱対策や大容量のバッテリーが必要とせず、小型化が図れて身体に装着する光源装置としては好ましい。

照光部１の光源は、ＬＥＤ素子に限定されておらず、通電電流が定格値を上回っても直ちに破損することがなく、ある程度の耐久性を有する光源であれば良く、例えば、ハロゲンランプやキセノンランプがある。しかし、通常のガス入りの白熱電球は、通電電流が定格値を上回るとフィラメントの折損を生じるために好ましくない。ハロゲンランプは、白熱電球と同様にタングステンのフィラメントを有するが、ランプが高温になってタングステンが昇華しても、ハロゲンサイクルと呼ばれる化学反応によりタングステンがフィラメントに戻るため、熱からの耐久性を有している。また、フィラメントを有さないキセノンランプは、更に高い耐久性を有している。

また、ＭＰＵは、バッテリー電源部１１の電源容量をチェックしており、電圧低下を検知するとインジケータ９を点灯させて警告し、そして、充電器６が制御部４に接続されると、制御部４は充電器６からバッテリー電源部１１におけるバッテリーを充電するための電流供給を制御して充電を行う。

図１５での照射範囲の設定で説明した位置検出部１０８、光軸調整部１０９及び照射制御部１１０の各機能ブロックは、ＭＰＵが照射範囲を設定する処理手順でプログラムされている。図１６の（ａ）部は照射方向を設定する処理手順、（ｂ）部は照射範囲を調整する処理手順のフローチャートを示している。

図１６の（ａ）部において、ＭＰＵは中心設定スイッチ１０７ｂが操作されるのを検出すると、ステップＳ１０1の処理となり加速度センサ１０６が検出している加速度データを入力する。そして、ステップＳ１０２の処理において、ＭＰＵは、取り込んだ加速度データのＸ、Ｙの位置が照射範囲の中心位置となるよう駆動装置Ｍ_２を駆動し、偏向部材１０５を調整して照光部１の光軸を合わせ、照射方向を頭部の位置からずれた状態に偏向させる。

次に、ＭＰＵは、ステップＳ１０３において、メモリＭに加速度情報を記憶しておき、照光部１の照射方向と身体が向いている方向とを常に一定の関係で偏向させた状態に保持する。ＭＰＵは、リセットスイッチ１０７ｃが操作されるとメモリＭをクリアして、光軸のＸ、Ｙの位置がそれぞれ“０”になるように駆動装置Ｍ_２を駆動させて偏向状態を解除する。

図１６の（ｂ）部において、ＭＰＵは、照射範囲選択スイッチ１０７ａが操作されるのを検出すると、ステップＳ２０1でスイッチ１０７ａの操作回数を計数して、ステップＳ２０２ではその回数に応じて、駆動装置Ｍ_１を駆動させて締付部材１０４を調整し照射範囲を拡大する。ＭＰＵは、リセットスイッチ１０７ｃが操作されると、照射範囲は最小の照射範囲となるように駆動装置Ｍ_１を駆動する。

加速度センサ１０６を利用して、操作者の頭部の動きによって照光部１のオン・オフ及び光量を調節するＭＰＵの制御について、図２のフローチャートで説明する。この場合、加速度センサ１０６による加速度情報に基づいて操作者による頭部の所定の動きを検出する動作検出部と、所定の動きが検出されたとき、電流制御回路２を制御してバッテリー電源部１１から照光部１に流れる電流量を調整する光量制御部の機能はＭＰＵによるプログラムの処理にて達成される。

先ず、ＭＰＵは、操作装置１０７のスイッチ１０７ａ、１０７ｂが同時に押されている状態で加速度センサ１０６にて操作者の頭部の上方への動きを検出したとき処理手順をスタートさせて、照光部１に定格値の電流を供給するよう電流制御回路２を制御する（ステップＳ１）。このとき電流制御回路２は、バッテリー電源部１１から照光部１に流れる平均電流値が定格値となるようＭＰＵによって制御されている。尚、本例においては、照光部１のオン・オフについては、照明スイッチ５の操作にても行うことができる。

そして、ＭＰＵはレジスタＲにタイマＴ２フラグＦ１をセットしているかを確認し（ステップＳ２）、セットしていなければステップＳ４に進むが、セットしているとレジスタＲのタイマＴ２にタイマ値を加算してタイマ計時を行う（ステップＳ３）。このステップＳ２及びステップＳ３の処理については後に明らかとなるが、ここではタイマフラグＴ２をセットしておらず、ＭＰＵはステップＳ４の処理となる。

ステップＳ４において、ＭＰＵは、スイッチ１０７ａ、１０７ｂの同時押し状態において、操作者が頭部を下方へ動かして「消灯指示」をしていないかを加速度センサ１０６により確認し、頭部が下方に動いていなければ、次のステップＳ５にて、ＭＰＵは、操作者の頭部が右方向に動かして「光量増大指示」をしていないかを加速度センサ１０６にて確認する。「光量増大指示」があったときは、ＭＰＵはレジスタＲで計時しているタイマＴ２が終了しているかを確認する（ステップＳ６）。この場合、タイマＴ２による計時動作を行っていないため、次のステップＳ７に進み、ＭＰＵは、増大光量フラグＦ０をレジスタＲにセットする。

本例においては、光量の増大は２段階に調整でき、一度、操作者が頭部を右に移動させた状態で、さらにスイッチ１０７ａ、１０７ｂを同時押しの状態で頭部を右に移動させると、より高い増大電流が照光部１のＬＥＤ素子に流れて最大光量で発光させる。よって、ＭＰＵは、光量増大が１段階であるか又は２段階であるかを識別するデータ増大光量フラグＦ０に書き込む。

そして、ＭＰＵは、「光量増大指示」に応じて照光部１からの光量を増大すべく、電流制御回路２に制御信号を出力する（ステップＳ８）。この光量増大制御により、照光部１に流れる平均電流値は、定格値から当該定格値よりも大きい増大値となる。

照光部１に定格値よりも大きい増大値の電流が流れると、ＬＥＤ素子はその温度上昇特性に応じて発熱し不具合を生ずるために、ＭＰＵが照光部１に定格値よりも大きい増大値の電流を流す時間は、ＬＥＤ素子の温度上昇特性に基づく所定期間に定められている。具体的には、この所定期間は、ＬＥＤ素子の温度上昇時間特性に基づいて当該ＬＥＤ素子の当該所定期間内の温度が最大許容値を超えないように設定されている。

よってＭＰＵは、光量増大制御を行った後、レジスタＲのタイマＴ１にタイマ値を加算してタイマＴ１計時を行う（ステップＳ９）。そして、加算の結果、タイマＴ１の値が所定の判定値に達したかを判定することで、タイマ時間が前記所定期間経過したかを判定する（ステップＳ１０）。このとき光量の増大は２段階で制御しているために、最大光量のときはこの所定期間が短くなるように設定しており、ＭＰＵは、ステップＳ７で増大光量フラグＦ０にセットした増大光量に応じて、タイマＴ１の値の判定値を変えるようにプログラムされている。

最大光量のときは、例えば、通常の定格電流供給時と比べて光量を４０％アップさせて、前記所定期間として２０分のタイマ時間を設定しており、１段階での光量増大時には、通常の定格電流供給時と比べて光量を３０％アップさせるために、前記所定期間として３０分のタイマ時間が設定される。

ステップＳ１０において、ＭＰＵは、タイマ時間内であると判断したときは、頭部の下方の動きにより「消灯指示」されていないかを確認し（ステップＳ１３）、「消灯指示」が無ければステップＳ１４からの処理を行う。この場合に操作者が頭部を右に移動して、１段階の光量増大から最大光量への「光量切換指示」を行っている場合、又は頭部を左に移動して最大光量から１段階での光量増大への「光量切換指示」を行っている場合には、ステップＳ１５の処理となる。よって、ＭＰＵは、この「光量切換指示」に応じて増大光量フラグＦ０の内容を書き換えると共に、レジスタＲのタイマＴ１にタイマ値を補正し、続いて、ステップ１６にて「光量切換指示」された光量での発光に切り換えて、ステップＳ９からの動作を繰り返す。従って、増大値の電流が継続して照光部１に流れ、ＬＥＤ素子は通常よりも明るく発光している。

かかる光量増大時に、頭部の下方の動きにより「消灯指示」がされると（ステップＳ１３）、ＭＰＵは電流制御回路２を制御して照光部１への電流の供給を停止させ照光部１の点灯を終了する（ステップＳ１２）。同時に、制御部４は、レジスタＲの内容をすべてクリアして初期状態となる。

一方、ＭＰＵは、ステップＳ１０にてタイマ時間Ｔ１の終了を確認すると、レジスタＲにタイマＴ２フラグＦ１をセットすると共に増大光量フラグＦ０をクリアした後（ステップＳ１１）、ステップＳ１の処理となり、照光部１への供給電流を定格値に切換えてＬＥＤ素子の発光を通常状態に切り換えて、ステップＳ２からの動作となる。

このように、いったん照光部１の光量を増大させた後、再び定格値の電流を流して通常の光量に戻した状態でステップＳ２の処理となると、ＭＰＵは前のステップＳ１１の処理にてレジスタＲにタイマＴ２フラグＦ１をセットしているために、続いてステップＳ３の処理となり、レジスタＲのタイマＴ２にタイマ値を加算してタイマＴ２計時を行う。そして、ＭＰＵは、操作者の頭部の動きから「消灯指示」の有無を確認し（ステップＳ４）、「消灯指示」が無ければ、次に操作者からの「光量増大」の有無を確認し（ステップＳ５）、無ければステップＳ２に戻る。

ＭＰＵは、ステップＳ５にて、操作者の頭部の動きにて「光量増大指示」されると、次のステップＳ６にてタイマＴ２の値が所定の判定値に達したかを判定することで、タイマＴ２時間が所定期間経過したかを判定する。このときの所定期間は、照光部１に増大値の電流を流した後、ＬＥＤ素子の温度が定格許容値以下に低下するまでの前述した時間である。

タイマＴ２が所定期間に達していなければ、そのままステップＳ２からの処理となり、ＬＥＤ素子の発光を通常状態に維持してタイマＴ２の計時を行う。したがって、照光部１の光量を増大させ、再び定格値の電流を流して通常の光量に戻した後からのタイマＴ２の期間内においては、ＭＰＵは、操作者が頭部の右方向への移動により「光量増大指示」を行っても増大値の電流を流すことはない。

そして、タイマＴ２が所定期間を経過しているときは、タイマＴ２フラグＦ１をクリアしてステップＳ７に進み、ＭＰＵは、レジスタＲに増大光量フラグＦ０をセットし、照光部１に増大値の電流を流すよう電流制御回路２を制御する。

上記の一連の制御による光量増大制御は、照光部１が発熱によるＬＥＤ素子の劣化防止が保障されているタイマ時間の範囲内で定格電流を上回る増大値の電流を流すものである。これに対して、定格電流を上回る増大値の電流を流したときの照光部１の上昇温度を温度センサにて検知することでもＬＥＤ素子の劣化防止が図れる。

図３は、温度センサを設けた医療用光源装置の電気回路をブロック図にて示すもので、回路の構成要素において図１と同じ機能を有するものは同一の符号を付して説明を省略する。この実施形態においては、サーミスタ等による温度センサ１５を設けて照光部１のＬＥＤ素子の温度を測定している。図３の電気回路におけるＭＰＵによる照光部１の点灯を制御する処理手順を、図４のフローチャートにて以下に説明する。

ＭＰＵは、操作装置１０７のスイッチ１０７ａ、１０７ｂが同時に押されている状態で加速度センサ１０６にて操作者の頭部の上方への動きを検出すると、又は照明スイッチ５の操作により処理手順をスタートさせて、照光部１に定格値の電流を供給するよう電流制御回路２を制御する（ステップＳ２１）。電流制御回路２は、バッテリー電源部１１から照光部１に流れる平均電流値が定格値となるようＭＰＵによって制御されている。

そして、ＭＰＵは、操作者による頭部の上方への移動による「消灯指示」を行っているかを確認し（ステップＳ２２）、「消灯指示」が無ければ、次に、操作者による頭部の右方向への移動を確認して「光量増大指示」を行っているかを確認する（ステップＳ２３）。「光量増大指示」が無い場合、ＭＰＵはステップＳ２２からの処理の繰り返しとなるが、ステップＳ２２にて、「消灯指示」行われていると、ステップＳ３３の処理となりＭＰＵは照光部１へのバッテリー電源部１１からの電流供給を停止するよう電流制御回路２を制御して発光動作を停止する。

一方、ＭＰＵは、ステップＳ２３にて、「光量増大指示」が行われているのを検出すると、温度センサ１５からの出力を取り込んで温度を検知し、検知温度が所定温度、例えば、光源がＬＳＤ素子の場合は８０°Ｃ、または余裕を見越したそれ以下の温度、であるかを判定し（ステップＳ２４）、所定温度未満であればレジスタＲに増大光量フラグＦ０をセットする（ステップＳ２５）。増大光量フラグＦ０は操作者が頭部を右方向に１回又は２回動かしたかによって、１段階での光量増大又は最大光量を識別するデータである。

続いて、ＭＰＵは、増大光量フラグＦ０の内容から、操作者が頭部の動きで指示した１段階での増大光量又は最大光量とすべく電流制御回路２を制御する（ステップＳ２６）。この光量増大制御により、照光部１に流れる平均電流値は定格値から当該定格値よりも大きい増大値の電流が流れる。

そして、次のステップＳ２７にて、操作者による頭部の動きにて「消灯指示」が行われていないかを確認し、無ければステップＳ２８の処理に進み、増大光量の切り換えの音声指示があるかを確認する。１段階の光量増大に応じた光量増大制御を行っている状態で、操作者が頭部を右方向に移動させると、ＭＰＵはステップＳ２９にて増大光量フラグＦ０の内容を、最大光量を識別するデータに書き換える。そして、次のステップＳ３０にて照光部１からの光量を更に上げるべく電流制御回路２を制御して、ステップＳ３１の処理となる。一方、操作者が最大光量の制御を行っている状態で、操作者が頭部を左方向に移動させると増大光量を低下させて１段階の光量増大状態に変更する。

また、ステップＳ２８において、「光量切換指示」が無いことを確認したときはステップＳ３１の処理に進むため、増大光量を変更することなく今までの発光状態が継続される。

ステップＳ３１においては、ＭＰＵは、温度センサ１５からの出力を取り込んで温度を検知し、検知温度が所定温度未満の温度であるかを判定する。所定温度以上であれば、ステップＳ２７からの動作を繰り返す。従って、操作者の増大値の電流が継続して照光部１に流れ、何れの場合もＬＥＤ素子は通常よりも明るく発光している。

ステップＳ２７において、ＭＰＵが、操作者の頭部の動きにより「消灯指示」を行っていることを確認すると、ステップＳ３３の処理となり、電流制御回路２を制御して照光部１への電流の供給を停止させ照光部１の点灯を終了する。

照光部１のＬＥＤ素子からの光量の増大が行われている状態で、温度センサ１５による検知温度が所定温度に到達していることをステップＳ３１にて検知したときは、レジスタＲの増大光量フラグＦ０をリセットしてステップＳ２１の処理となり、ＭＰＵは照光部１への供給電流を定格値に切換えて光量増大制御を終了し、ステップＳ２２からの処理となる。

そして、ＭＰＵは、操作者による頭部の動きにて「消灯指示」が行われていることを確認すると、電流制御回路２を制御して照光部１への電流の供給を停止させる（ステップＳ３３）。同時に、制御部４は、レジスタＲの内容をリセットして初期状態となる。

操作者による「消灯指示」が無い場合は、ＭＰＵは照光部１に定格電流を供給するよう電流制御回路２を制御しており、照光部１は通常の光量で発光している。そして、ＭＰＵは、「消灯指示」が無いことをステップＳ２２にて確認し、次のステップＳ２３にて、「光量増大」の指示を確認するとステップＳ２４の処理となる。そして、ＭＰＵは、温度センサ１５からの出力を取り込んで温度を検知し（ステップＳ２４）、検知温度が所定温度を超えているかを判定し（ステップＳ２５）、未満であればレジスタＲに操作者の頭部の動きによる１段階での光量増大又は最大光量の指示に応じた増大光量フラグＦ０をレジスタＲにセットして（ステップＳ２６）、再び光量増大制御を繰り返す。従って、ＬＥＤ素子の温度が所定未満であることをステップＳ２５にて確認している間は光増量終了後でも光量増大を再開することができる。

電流制御回路２の具体的な回路構成を示して、制御部４におけるＭＰＵによる照光部１への供給電流の制御について説明する。尚、電流制御回路２の構成を図５及び図６にて２通り例示するが、図１及び図２の何れの実施形態の電流制御回路２で用いても良い。

図５に示す電流制御回路２は、電源Ｖｃｃに照光部１の光源であるＬＥＤ素子２９とそのコレクタ側で接続される駆動トランジスタＱ１と、このトランジスタＱ１のエミッタ側に接続される抵抗回路１２とを接続して成る。そして、ＭＰＵは抵抗Ｒ１１を通してトランジスタＱ１のベースをポートａで接続して、そのオン／オフを制御する。

抵抗回路１２は、トランジスタＱ１のエミッタと一端で接続されて他端が接地されている抵抗Ｒ１と、この抵抗Ｒ１と並列接続されるトランジスタＱ２及び抵抗Ｒ２の直列回路と、やはり抵抗Ｒ１と並列接続されるトランジスタＱ３及び抵抗Ｒ３の直列回路とから成る。そして、トランジスタＱ２のベースは抵抗Ｒ１２を通して制御部４のポートｂ、トランジスタＱ３のベースは抵抗Ｒ１３を通して制御部４のポートｃに接続されて、制御部４によりそれぞれそのオン／オフが制御される。ここで、抵抗Ｒ１１、抵抗Ｒ１２、抵抗Ｒ１３は、接続される各トランジスタへのベース電流を制限するために設けられる。

抵抗回路１２の抵抗値は抵抗Ｒ１、Ｒ２及びＲ３の合成抵抗値によって定まり、トランジスタＱ２及びトランジスタＱ３がオフしている通常状態で電流制限抵抗値はＲ１で、トランジスタＱ２がオンでトランジスタＱ３がオフのときはＲ１・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）、トランジスタＱ２及びトランジスタＱ３が共にオンのときはＲ１・Ｒ２・Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）となる。

このとき、抵抗Ｒ１、Ｒ２及びＲ３の抵抗値を、Ｒ１＞Ｒ１・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）＞Ｒ１・Ｒ２・Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）となるように設定し、抵抗値がＲ１のときＬＥＤ素子２９への供給電流は定格値で、電流制限抵抗値がＲ１・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）のときの供給電流は増大値、電流制限抵抗値がＲ１・Ｒ２・Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）のときの供給電流は更に増大するようにしている。これにより、制御部４がトランジスタＱ２及びトランジスタＱ３の何れもオフさせたときは、ＬＥＤ素子２９には定格値の電流が供給されて通常の発光量であるが、トランジスタＱ２をオンさせると増大値の電流が供給されて発光量が増し、トランジスタＱ２及びトランジスタＱ３を共にオンさせると、さらに供給電流が大きくなり発光量が増大する。

したがって、ＭＰＵは、スイッチ１０７ａ、１０７ｂの同時押し状態で加速度センサ１０６にて操作者の頭部が上方向に移動するのを検知すると、トランジスタＱ２及びトランジスタＱ３をオフさせる。そして、操作者の頭部が右方向に１回移動するのを検知したときはトランジスタＱ２をオンさせ、右方向に２回移動するのを検知したときはトランジスタＱ２及びトランジスタＱ３を共にオンさせる。

かかる構成の電流制御回路２は、ＭＰＵがトランジスタＱ１をオンさせて電源Ｖｃｃを電流制御回路２に供給するとＬＥＤ素子２９に電流が流れる。このとき制御部４はトランジスタＱ２及びトランジスタＱ３をオフさせているので定格電流がＬＥＤ素子２９には流れて通常の発光を行っている。尚、ＭＰＵはトランジスタＱ１のオン／オフを所定のデューティー比で制御して所定の電流が流れるように制御している。従って、ＬＥＤ素子２９への印加電圧は矩形波状となるが、矩形波に限らずその立ち上がりと立下りを階段状にすることで略半波形状にすると良い。これによって、急激な照度変化を解消することができる。

そして、ＭＰＵが操作者の頭部の動きを検出して、トランジスタＱ２をオン、或いはトランジスタＱ２及びトランジスタＱ３を共にオンさせると、抵抗回路１２の電流制限抵抗値に応じた電流がＬＥＤ素子２９に流れて発光する。従って、定格電流による照光部１の照光動作中に操作者の頭部が右方向に１回又は２回移動するのを検出すると、ＭＰＵは定格電流を上回る量の電流が、ＬＥＤ素子に流れるよう照光部１を制御する。このように制御部４は、ポートａ，ｂ，ｃからトランジスタＱ１、Ｑ２及びＱ３を制御してＬＥＤ素子２９の発光量を切換える。

照光部１の発光動作を制御するのに上記した回路構成に限らず、回路上のスイッチデバイス、例えばトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ等にて照光強度の指定に応じたデューティー比を制御することで照光部１へ流れる電流を制御するパルス駆動方式であっても良い。

図６はパルス駆動方式による電流制御回路２の構成を示している。同図で、スイッチデバイス３１には例えばＭＯＳＦＥＴを使用しており、そのゲート側にパルス発生器３２からのＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ・Ｗｉｄｔｈ・Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号が入力するよう接続し、制御部４のポートａ'からの制御信号にてＰＷＭ信号が高レベルとなるとスイッチデバイス３１がオンとなり、バッテリー電源部１１の電圧が印加されて入力側から負荷側へ電流が流れる。

スイッチデバイス３１の負荷側には照光部１のＬＥＤ３４と保護抵抗Ｒ４を接続してアースしているが、その前段にはコイルとＬとコンデンサＣとから成る平滑回路を設けて、スイッチング動作によるパルス出力を平均化して出力するようになっている。コイルＬの更に前段には、スイッチデバイス３１がオフになってもコイル３５に電流を供給し続けるためにダイオード３５を設けている。これにより、スイッチデバイス３１のオン時間（オフ時間）を制御すれば、照光部１へ流れる電流を調節することができる。よって、この場合、制御部４は、パルス発生器３２のデューティー比を変える制御を行うことで照光部１の光量を増大できる。尚、ＬＥＤ素子２９に印加する電圧は矩形波状であるが、矩形波に限らずその立ち上がりと立下りを階段状にすることで略半波形状であっても良い。

ＭＰＵは、スイッチ１０７ａ、１０７ｂの同時押し状態で加速度センサ１０６にて操作者の頭部が右方向に１回又は２回移動するのを加速度センサ１０６にて検知すると、照光部１に流れる平均電流値は定格値から当該定格値よりも大きい増大値の電流が流れるように、デューティー比を変える制御を行う。そして、頭部を右方向に２回移動させたときは１回のときよりも流す電流を増大させる。

上記の実施形態に係る医療用光源装置では、頭部の動きを検知する加速度センサ１０６を利用して、照光部１の照射範囲の設定、オン・オフ及び光量制御を行えるようにしたが、オン・オフ及び光量制御については音声認識技術を利用して行っても良い。この場合、音声モードと加速度モードとを切り換えるための切換スイッチを設けることで、加速度センサ１０６と音声認識技術との併用も可能である。

図１１は、音声認識技術を利用して照光部１のオン・オフや光量制御を行う場合の医療用光源装置の構成を示しており、回路の構成要素において図１と同じ機能を有するものは同一の符号を付して説明を省略する。

図１１において、音声認識部５は、従来公知の一般的な音声認識技術を利用して、数種類程度の音声を認識できるようになっている。例えば、音声認識部５には、「点灯」、「消灯」、「明るく」及び「最大明るく」などを指示する数種類の必要な単語の音声パターンが登録されており、マイク５Ａが集音する操作者の発声する音声信号と比較してその内容を識別するよう構成されている。ＭＰＵは、音声認識部５からのこれら音声が指示する命令信号が入力すると、その命令内容に従って電流制御回路２に制御信号を出力する。

すなわち、音声認識部５が「点灯」の音声を認識すると、ＭＰＵは、バッテリー電源部１１から通常の定格電流を照光部１に供給して照光部１を点灯させるための制御信号を電流制御回路２出力する。そして、音声認識部５が「明るく」の音声を認識したときは、ＭＰＵは、照光部１に流れる平均電流値を定格値から当該定格値よりも大きい増大値で供給するよう電流制御回路２に制御信号を出力し、「最大明るく」の音声を認識したときは、ＭＰＵは、照光部１に流れる平均電流値を更に大きい増大値で供給するよう電流制御回路２に制御信号を出力する。

音声認識部５とマイク５Ａとは一つのユニットに一体化して、ＭＰＵや電流制御回路２と共にコントロールユニット１０に収容されるが、マイク５Ａを音声認識部５から別体にして、操作者の口元や胸元に配して、無線或いは有線で音声認識部５と接続する構成でも良い。例えば、図９で示す照光部１の保持具７であるヘッドバンドでは、照光部１と共にマイク５Ａを操作者の口元に位置するよう取り付けられている。

また、図１１に示す医療用光源装置では、加速度センサを利用して、操作者の動きから照光部１の発光量を制御している。この場合、加速度センサ１０６とは別に発光量を制御するための第２の加速度センサを設けるのが好ましい。第２の加速度センサ８０は、加速度センサ１０６と同様に操作者の身体に装着される保持具に取り付けられが、操作者の動きを検出するだけのため１軸のセンサであっても良い。

医療手術においては、例えば血管や微細な箇所の切除や縫合等の施術等で局部へより多くの光量で照射させる必要がある時間は全体の中で２割程度とされており、この２割程度の時間以外は照光部１を暗くするよう制御すれば、電源の消費を抑えることができる。よって、加速度センサにて検知した操作者の動きから、施術中ではないと判断したときは、照光部１への供給電流を定格値に切換える。これにより、照光部１に流れる平均電流値は定格値から当該定格値よりも大きい増大値の電流が流れるよう設定している状態にあるときは、定格値に切り換わるために電源の消費を抑えられる。

手術中での血管や微細な箇所の切除や縫合等の施術では、操作者は照光部１を固定して施術対象箇所に光を集中させるために、大きな動きをすることはない。よって、照光部１とともに保持具に保持されている加速度センサ８０が検知する加速度は小さく、ＭＰＵは操作者が必要とする強度にて発光させる。

一方、手術中であっても直接施術を行っていないような時間では、操作者は準備作業等で体全体を移動させるような大きな動きをするために、加速度センサ８０にて検知される加速度は大きくなる。そして、加速度が所定値以上となると、ＭＰＵは照光部１の照度を低下させるよう電流制御回路２を制御することで、バッテリー電源部１１の有効利用が図れる。このとき、加速度センサ８０にて検知される加速度が所定値以上となると、照光部１の照光を停止させても良い。

加速度センサ８０により発光量の制御を行う場合のＭＰＵの動作について説明する。図２或いは図３のフローチャートによる処理手順を実行中のＭＰＵは、タイマインターラプトにより加速度センサ８０からの加速度検出信号を定期的に監視している。図１２はこのタイマインターラプト時のＭＰＵの割り込み処理での動作を示すフローチャートで、ＭＰＵは、ステップＳ３１にて増大光量フラグＦ０（図１、図２）のセットを確認し、セットされていなければタイマインターラプトとなる前の処理に戻る。

一方、増大光量フラグＦ０がセットされていると、この場合、ＭＰＵは定格電流を上回る増大値の電流がＬＥＤ素子に流れるよう電流制御回路２を制御しており、ステップＳ３２の処理となる。そして、ＭＰＵは、加速度センサ８０からの検出信号を取り込み、加速度センサ８０からの信号値が所定値以上であるかを判定する（ステップＳ３３）。このとき操作者が大きな動きをして施術以外の作業をしている場合の信号値は所定値以上となり、ＭＰＵは、照光部１に流れる平均電流値を定格値に落として照光部１の照度を低下させるよう電流制御回路２を制御して（ステップＳ３４）、タイマインターラプトとなる前の処理に戻る。

一方、加速度センサ８０からの信号値が所定値未満の場合には、操作者は大きな動きをしておらず施術中で照光部１の照度を低下させる必要は無いものとして、タイマインターラプトとなる前の処理に戻る。

このようなタイマインターラプトによる割り込み処理を追加することで、照光部１の定格を上回る電流を流して光量を増大させたとき、実際には施術対象箇所に光を集中させるような施術を行っていないと通常の発光制御に戻ることができ、バッテリー電源部１１の電力の消耗防止や照光部１の保護に有効となる。

本発明は、操作者の身体に取り付けられて、通常は身体が向いている方向と光の照射方向が一致しているのを、必要に応じて身体が向いている方向と照射方向とをずらせた状態に設定することが可能な医療用光源装置に関し、産業上の利用可能性を有する。

１ 照光部
２ 電流制御回路
５ 音声認識部
５Ａ マイク
７ 保持具
１１ バッテリー電源部
８０ 加速度センサ
１０６ 加速度センサ
１０７ 操作装置
１０７ｃ リセットスイッチ（リセット手段）
１０８ 位置検出部
１０９ 光軸調整部
１１０ 照射制御部

上記課題を解決するために、本発明による医療用光源装置は、操作者の身体に装着されて医療施術の対象部に光を照射する医療用光源装置であって、照光部と、前記照光部を前記操作者の身体に装着する保持具と、前記保持具に取り付けられる加速度センサと、前記照光部からの照射光の照射範囲の中心位置を設定する際、前記加速度センサが検出した加速度情報に基づいて前記中心位置を検出して前記中心位置の情報を保持する位置検出部と、前記位置検出部が検出した中心位置に前記照光部の光軸を設定する光軸調整部と、を備えたことを特徴としている。前記保持具は、前記照光部と前記加速度センサとを前記操作者の頭部に装着することを特徴としている。

また、前記光軸の設定を解除するために、前記位置検出部が保持している前記中心位置の情報をクリアするリセット手段を備えたことを特徴としている。

本発明による医療用光源装置は、操作者の身体に装着されて医療施術の対象部に光を照射する医療用光源装置であって、照光部と、前記照光部を前記操作者の身体に装着する保持具と、前記照光部に対して電力を供給するためのバッテリー電源部と、前記保持具に取り付けられる加速度センサと、前記加速度センサが検出した加速度情報に基づいて操作者による所定の動きを検出する動作検出部と、前記所定の動きが検出されたとき前記バッテリー電源部から前記照光部に流れる電流の量を制御する光量制御部とを備えたことを特徴としている。

ここで、前記照光部は、通電電流が定格値を上回っても耐久性を有する光源を備えて、前記光量制御部は、電流を増量する際、前記バッテリー電源部から前記照光部に流れる電流の平均値を所定期間だけ定格値から当該定格値よりも大きい増大値にすることを特徴としている。そのとき、前記所定期間は、前記増大値の電流が流れることによる前記光源の温度上昇時間特性に基づいて設定される。または、前記所定期間は、前記光源の温度上昇時間特性に基づいて当該光源の温度が最大許容値を超えない期間に設定される。

また、前記保持具に第２の加速度センサを取り付けて、前記光量制御部は、前記照光部に前記増大値の電流を流す制御を行っているときに、前記加速度センサが所定値以上の加速度を検出すると、前記照光部に流れる電流の値を前記定格値に切り換えることを特徴としている。

操作者が発声する音声を認識する音声認識部を備えて、前記光量制御部は、前記音声認識部による認識音声又は前記加速度情報に基づいて、前記照光部に流れる電流の量を制御することを特徴としている。

このように、加速度センサ１０６にて頭部の動きを検知して、操作装置１０７に適宜スイッチ操作を行うことにより、照光部１の照射範囲の設定及びそのオン・オフや光量制御を行うことができる。

そして、次のステップＳ２７にて、操作者による頭部の動きにて「消灯指示」が行われていないかを確認し、無ければステップＳ２８の処理に進み、増大光量の切り換えの指示があるかを確認する。１段階の光量増大に応じた光量増大制御を行っている状態で、操作者が頭部を右方向に移動させると、ＭＰＵはステップＳ２９にて増大光量フラグＦ０の内容を、最大光量を識別するデータに書き換える。そして、次のステップＳ３０にて照光部１からの光量を更に上げるべく電流制御回路２を制御して、ステップＳ３１の処理となる。一方、操作者が最大光量の制御を行っている状態で、操作者が頭部を左方向に移動させると増大光量を低下させて１段階の光量増大状態に変更する。

操作者による「消灯指示」が無い場合は、ＭＰＵは照光部１に定格電流を供給するよう電流制御回路２を制御しており、照光部１は通常の光量で発光している。そして、ＭＰＵは、「消灯指示」が無いことをステップＳ２２にて確認し、次のステップＳ２３にて、「光量増大」の指示を確認するとステップＳ２４の処理となる。そして、ＭＰＵは、温度センサ１５からの出力を取り込んで温度を検知し、検知温度が所定温度を超えているかを判定し（ステップＳ２４）、未満であればレジスタＲに操作者の頭部の動きによる１段階での光量増大又は最大光量の指示に応じた増大光量フラグＦ０をレジスタＲにセットして（ステップＳ２５）、再び光量増大制御を繰り返す。従って、ＬＥＤ素子の温度が所定未満であることをステップＳ２４にて確認している間は光増量終了後でも光量増大を再開することができる。

スイッチデバイス３１の負荷側には照光部１のＬＥＤ３４と保護抵抗Ｒ４を接続してアースしているが、その前段にはコイルＬとコンデンサＣとから成る平滑回路を設けて、スイッチング動作によるパルス出力を平均化して出力するようになっている。コイルＬの更に前段には、スイッチデバイス３１がオフになってもコイルＬに電流を供給し続けるためにダイオード３５を設けている。これにより、スイッチデバイス３１のオン時間（オフ時間）を制御すれば、照光部１へ流れる電流を調節することができる。よって、この場合、制御部４は、パルス発生器３２のデューティー比を変える制御を行うことで照光部１の光量を増大できる。尚、ＬＥＤ素子２９に印加する電圧は矩形波状であるが、矩形波に限らずその立ち上がりと立下りを階段状にすることで略半波形状であっても良い。

上記課題を解決するために、本発明による医療用光源装置は、操作者の身体に装着されて医療施術の対象部に光を照射する医療用光源装置であって、照光部と、前記照光部を前記操作者の身体に装着する保持具と、前記保持具に取り付けられる加速度センサと、前記照光部からの照射光の照射範囲の中心位置を設定する際、前記加速度センサが検出した加速度情報に基づいて前記中心位置を検出して前記中心位置の情報を保持する位置検出部と、前記位置検出部が検出した中心位置に前記照光部の光軸を設定する光軸調整部と、を備え、前記光軸調整部は、光軸の設定後に前記加速度情報が変化しても光軸の位置を維持することを特徴としている。前記保持具は、前記照光部と前記加速度センサとを前記操作者の頭部に装着することを特徴としている。

さらに、前記加速度センサが検出した加速度情報に基づいて前記操作者の動きを検出する動作検出部と、光量調整時に前記操作者が予め定められた動きを行ったことを前記動作検出部が検出したとき前記バッテリー電源部から前記照光部に流れる電流の量を制御する光量制御部と、を備えることで、加速度センサから出力される加速度情報を照光部の光量の調整にも利用することができる。

さらに、前記加速度センサが検出した加速度情報に基づいて前記操作者の動きを検出する動作検出部と、光量調整時に前記操作者が予め定められた動きを行ったことを前記動作検出部が検出したときバッテリー電源部から前記照光部に流れる電流の量を制御する光量制御部と、を備えることで、加速度センサから出力される加速度情報を照光部の光量の調整にも利用することができる。

Claims (13)

1. 操作者の身体に装着されて医療施術の対象部に光を照射する医療用光源装置であって、
   前記照光部を前記操作者の身体に装着する保持具と、
   前記保持具に取り付けられる加速度センサと、
   前記照射範囲の中心位置を設定する際、前記加速度センサが検出した加速度情報に基づいて前記中心位置を検出して保持する位置検出部と、
   前記検出した中心位置に前記照光部の光軸を設定する光軸調整部と、
   を備えたことを特徴とする医療用光源装置。
2. 前記照光部からの照射光による照射角度を複数段階で調節可能な照射制御部を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の医療用光源装置。
3. 前記保持具は、前記照光部と前記加速度センサとを前記操作者の頭部に装着することを特徴とする請求項１に記載の医療用光源装置。
4. 前記加速度センサは、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸を有し、前記Ｘ軸は前記操作者の左右軸に沿い、前記Ｙ軸は前記操作者の前後軸に沿うように前記保持具に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の医療用光源装置。
5. 前記加速度センサは、垂直方向に対して予め所定の角度を持たせて前記保持具に取り付けられていることを特徴とする請求項４に記載の医療用光源装置。
6. 前記加速度センサは、さらにＺ軸を含む３軸センサであることを特徴とする請求項４に記載の医療用光源装置。
7. 前記光軸の設定を解除するために、前記位置検出部が保持している前記中心位置をクリアするリセット手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の医療用光源装置。
8. 操作者の身体に装着されて医療施術の対象部に光を照射する医療用光源装置であって、
   前記照光部を前記操作者の身体に装着する保持具と、
   前記照光部に対して電源を供給するためのバッテリー電源部と、
   前記保持具に取り付けられる加速度センサと、
   前記加速度情報に基づいて操作者による所定の動きを検出する動作検出部と、
   前記所定の動きが検出されたとき前記バッテリー電源部から前記照光部に流れる電流量を制御する光量制御部と、
   を備えたことを特徴とする医療用光源装置。
9. 前記照光部は、通電電流が定格値を上回っても耐久性を有する光源を備えて、前記光量制御部は、電流を増量する際、前記バッテリー電源部から前記照光部に流れる平均電流値を所定期間だけ定格値から当該定格値よりも大きい増大値にすることを特徴とする請求項８に記載の医療用光源装置。
10. 前記所定期間は、前記増大値の電流が流れることによる前記光源の温度上昇時間特性に基づいて設定されることを特徴とする請求項９に記載の医療用光源装置。
11. 前記所定期間は、前記光源の温度上昇時間特性に基づいて当該光源の温度が最大許容値を超えない期間であることを特徴とする請求項９に記載の医療用光源装置。
12. 前記保持具に第２の加速度センサを取り付けて、前記光量制御部は、前記照光部に流れる平均電流値を前記増大値の電流を流す制御を行っているときに、前記加速度センサが所定値以上の加速度を検出すると、前記照光部に流れる電流値を前記定格値の電流に切り換えることを特徴とする請求項９に記載の医療用光源装置。
13. 操作者が発声する音声を認識する音声認識部を備えて、前記光量制御部は、前記音声認識部による認識音声又は前記加速度情報の何れかに基づいて、前記照光部に流れる電流量を制御することを特徴とする請求項８に記載の医療用光源装置。

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