WO2012096077A1 - 医療用光源装置 - Google Patents

Abstract

　医療現場での手術に用いるのに必要な長時間の照光時間を確保できる医療用光源装置の提供を目的としている。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８１を保持具７にて操作者の身体に装着すると共に、操作者の動きを検知する加速度センサ８０を設ける。制御部８４は、電源部から照光部８１への電流の供給を制御する一方で、加速度センサ８０が所定値以上の加速度を検出したとき、照光部８１の照度の低下又は照光部８１への通電の停止を制御する。

Description

医療用光源装置

　本発明は、医療施術の際に施術対象部に光源による光を照射する医療用光源装置に関する。

　医療施術（外科手術を含む）に用いる医療用光源装置は、操作者（施術者）の後方の上部に光源を配置して患部を照射している。医療施術において、施術対象の局部へ照射する光の量（照度）を上げるときは、全体の照明の光量を増大させるのであるが、照明が施術室の天井等に固定設置されている場合には、影などにより施術対象の局部に十分な光量が届かないことがある。

　そのため、医師等の施術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も知られており、操作者が、施術対象の局部への光を直接照射することで充分な明るさを確保する。

　このような、操作者の身体に装着するタイプの光源装置としては、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が知られている（例えば、特許文献２及び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、医療現場の手術は長時間に及ぶ場合が多く、長時間の照光時間を確保されなければならない。しかも、手術の際には、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、光源により電流を供給して局部により多くの光量で照射させなければならない時間もある。しかし、従来のＬＥＤライトでは施術者が搭載できる重量から搭載する電源容量（バッテリー）に限度があり、長時間の医療現場での施術には不向きであった。

　上記点から本発明は、医療現場での手術に用いるのに必要な長時間の照光時間を確保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、本発明は、その第１の形態として、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、光源を備えた照光部と、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源を供給するための電源部と、前記操作者の動きを検知する加速度センサと、前記照光部への通電を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記加速度センサが所定値以上の加速度を検出した時に、前記照光部の照度の低下又は前記照光部への通電停止を制御することを特徴とする医療用光源装置を提供するものである。

　本発明は、その第２の形態として、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、光源を備えた照光部と、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源を供給するためのバッテリー電源部と、商用電源に接続され、前記バッテリー電源部を充電するためのＡＣアダプタを有する充電器と、前記バッテリー電源部及び前記充電器を操作者の身体に装着するためのバッテリー保持ベルトと、を有し、前記バッテリー保持ベルトは、前記バッテリー電源部の端子と電気接続する手段と、前記ＡＣアダプタを前記バッテリー電源部に電気接続する手段と、を備えたことを特徴とする医療用光源装置を提供するものである。

　ここで、前記操作者の動きを検知する加速度センサを設け、当該加速度センサにより操作者の動きを検知することで、前記照光部の照度の低下又は前記照光部への通電停止を制御するためにＡＣ電源又はＤＣバッテリー電源の消費を抑制する。

　そして、前記バッテリー電源部は、前記商用電源が停電又は前記ＡＣアダプタへの接続が遮断された時に、前記照光部への電源供給を一瞬の供給遮断を生じさせることなく継続することを特徴としている。

　前記保持具は、操作者の頭部に装着する双眼ルーペであることを特徴としている。また、前記保持具は、操作者の頭部に被る帽子又はヘッドバンドであることを特徴としている。そして、前記バッテリー保持ベルトは操作者の腰に券回するベルトであることを特徴としている。

　そして、前記照光部は、前記保持具に着脱自在に取り付け可能にする装着手段を備えることを特徴としている。

　そして、前記バッテリー電源部は複数のバッテリーから構成されて、前記バッテリー保持ベルトは、前記バッテリーが前記ベルト内に埋め込まれた状態で保持することを特徴としている。

　さらに、前記照光部のオン／オフ及び照光強度を調節するスイッチ部と、前記照光部のオン／オフと共に照光強度の指定に応じた量の一定の電流を前記照光部に通電制御する制御部と、を設けたことを特徴としている。

　そして、前記制御部は前記照光部のオン／オフと共に照光強度の指定に応じたデューティー比によるパルス駆動にて前記照光部の点灯を制御することを特徴としている。

　また、前記制御部は、前記充電器が接続された状態で、前記照光部の制御と前記バッテリー電源部への充電制御の両制御を行うことを特徴としている。

　また、前記スイッチ部及び前記制御部を一体にしてコントロールユニットを形成し、前記コントロールユニットを前記バッテリー保持ベルトで保持するようにしたことを特徴としている。

　また、前記照光部を冷却するためのファンを前記保持具に取り付けたことを特徴としている。そして、前記ファンを、前記光源を冷却するよう前記照光部の筺体内に内蔵させたことを特徴としている。

　本発明は、その第３の形態として、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、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た照光部と、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源を供給するための電源部と、前記電源部から前記照光部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にする電流制御回路を備える制御部と、前記照光部を点灯させるための第１のスイッチと、前記照光部を増大光量で点灯させるための第２のスイッチと、を有し、前記制御部は、前記第２のスイッチのオン操作に応答して、所定期間だけ前記照光部に前記増大値の電流を流すことを特徴とする医療用光源装置を提供するものである。

　ここで、前記操作者の動きを検知する加速度センサを、さらに備え、前記制御部は、当該加速度センサにより操作者の動きを検知することにより、前記照光部の照度の低下又は前記照光部への通電停止を制御する。

　そして、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している。そして、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ることを特徴としている。

　また、前記定格値よりも大きい増大値は複数段階に設定され、前記第２のスイッチの操作により選択することを特徴としている。

　また、前記制御部は、前記照光部に前記増大値の電流を流した後、前記光源の温度が定格許容値以下に低下するまでの期間は、前記第２のスイッチのオン操作が行われても、前記照光部に前記増大値の電流を流すことを停止することを特徴としている。

　そして、前記電源部を前記操作者の身体に装着するための保持ベルトを備え、前記第１のスイッチ及び第２のスイッチと前記制御部とを一体にしてコントロールユニットを形成し、前記コントロールユニットを前記保持ベルトにて保持するようにしたことを特徴としている。

　本発明は、その第４の形態として、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、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た照光部と、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源を供給するための電源部と、前記電源部から前記照光部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にする電流制御回路を備える制御部と、前記照光部を点灯させるための第１のスイッチと、前記照光部を増大光量で点灯させるための少なくとも一つの第２のスイッチと、前記光源の温度を検知する温度センサと、を有し、前記制御部は、前記第２のスイッチのオン／オフ操作に応答して、前記光源の温度が予め設定された最大許容値を超えない範囲で、前記照光部に前記増大値の電流を流すことを特徴とする医療用光源装置を提供するものである。

　ここで、前記操作者の動きを検知する加速度センサを、さらに備え、前記制御部は、当該加速度センサにより操作者の動きを検知することにより、前記照光部の照度の低下又は前記照光部への通電停止を制御する。

　そして、前記定格値よりも大きい増大値は複数段階に設定され、前記第２のスイッチの操作により選択することを特徴としている。

　また、前記制御部は、前記光源の温度が予め設定された最大許容値から所定値以上低下しない場合は、前記第２のスイッチのオン操作が行われても、前記照光部に前記増大値の電流を流すのを停止することを特徴としている。

　そして、前記電源部を前記操作者の身体に装着するための保持ベルトを備え、前記第１のスイッチ及び第２のスイッチと前記制御部とを一体にしてコントロールユニットを形成し、前記コントロールユニットを前記保持ベルトにて保持するようにしたことを特徴としている。

　本発明によれば、加速度センサにより操作者の動きを検知することで、前記照光部の照度の低下又は前記照光部への通電停止を制御するためにＡＣ電源又はＤＣバッテリー電源の消費を抑制できる医療用光源装置が提供される。

　また、本発明によれば、照光部に対して電源を供給する電源部を身体の一部に装着可能なベルトにて保持することにより、必要な電源部を操作者の身体に確保することができる。

　また、本発明によれば、操作者の身体に装着可能な光源による光源装置において、光量を特に上げる必要が生じた場合には、発熱の影響により光源が劣化しない範囲で所定期間にわたって最大値以下であって定格値（連続定格値）を上回る電流を流すことにより、複雑な構成を用いずとも光量を上げることができる。よって、大容量のバッテリー電源部や特別な放熱対策が必要なく、小型化された医療用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電気回路を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る医療用光源装置の保持具を双眼ルーペとしたときの説明図である。 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。 本発明の実施形態に係る医療用光源装置の保持ベルトの説明図である。 本発明の実施形態に係る定電流駆動による照光駆動部の構成説明図である。 本発明の実施形態に係るパルス駆動方式による照光駆動部の構成の説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る医療用光源装置の電気回路を示すブロック図である。 本発明の第２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を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係る医療用光源装置の電気回路を示すブロック図である。 本発明の第３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。 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。 本発明の第４の実施形態に係る医療用光源装置の電気回路を示すブロック図である。 本発明の第４の実施形態に係る保持具を双眼ルーペとしたときの説明図である。 本発明の医療用光源装置がＡＣ商用電源から電源が供給されるときの電源部の回路構成を示す図である。 冷却用のファンを内蔵した照光部の構成を側断面にて示す図である。

　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。

　図１に示す第１の実施形態に係る医療用光源装置は、電源部を操作者の身体に保持することができるようにしている。図１で、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として機能している。照光部１の光源としては、この実施例ではＬＥＤを用いるが、これに限るものではない。

　そして、操作者４０の身体の一部として、この実施例においては、腰に、電源部の保持ベルト８を巻いているが、この保持ベルト８には、電源部３と、コントロールユニット１０が取り付けられている。電源部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へ適正な駆動電流を供給して照光動作を制御する。

　電源部は。ＡＣ電源でも、ＤＣ電源でもよい。電源部がＤＣ電源の場合、バッテリー電源部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個のバッテリー電源部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電源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。

　そして、本発明において、照光部１がＡＣ電源駆動タイプの光源であっても、バッテーリーからのＤＣ電圧をインバータ（ＤＣ／ＡＣ変換器）によってＤＣ電圧からＡＣ電圧（所望周波数のＡＣ電圧）に変換することによって、施術者は、施術中に電源コードを引き回さずに、本発明の医療用光源装置を装着し利用することが可能である。従って、本願において、電源部３とは、バッテリーによるＤＣ電源のみならずＤＣからＡＣ変換されたＡＣ電源も含むものである。また、施術者が固定位置で施術をする場合には、電源コードからのＡＣ商用電源そのものを照光部の電源として使用することも可能であることは言うまでもない。

　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電源部３への充電制御を行うが、バッテリー電源部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保持ベルト８にてバッテリー電源部３を保持しながら施術を行え、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、必要に応じて、充電しながらの作業も可能となる。しかも、バッテリー保持ベルト８に取り付けたコントロールユニット１０により照光部１への通電を制御するために安定した照度が得られ、この面からも医療に適した光源装置である。

　このように、第１の実施形態による医療用光源装置は、保持ベルトに電源部を取り付けて、操作者はこの電源部を保持する保持ベルトを身体の一部に装着するようにする。そして、電源部がＤＣ電源の場合、大型のバッテリーにより構成されるバッテリー電源部であって、または、多数の小型バッテリーにて構成されるバッテリー電源部の何れも携帯可能である。そのため、操作者が施術を行う上で充分な照光時間が得るだけの大きな電源容量を確保することができる。

　次に、図１に示す本医療用光源装置の各構成について、更に詳細に説明する。図２は電気回路を示すブロック図であり、光源としてＬＥＤを備えた照光部１と、照光駆動部２と、互いに直列又は並列接続される充電式の複数のリチュームイオンバッテリー電源部３と、例えばＭＰＵボードにて構成される制御部４と、電源オン／オフスイッチ５Ａ及び照光部１の照光強度を高・中・低に調節するための３通りの切替スイッチ５Ｂを具備したスイッチ部５と、バッテリー電源部３を充電する充電器６としてのＡＣアダプタとから構成している。

　この電気回路において、照光駆動部２と制御部４とスイッチ部５は一体となってコントロールユニット１０を構成している。そして、照光部１とバッテリー電源部３はコントロールユニット１０とは別体で構成されるが、動作時には電気的に接続される。また、充電器６については、必要に応じてコントロールユニット１０と繋げることができるようになっている。

　制御部４は、電源オン／オフスイッチ５Ａのオンによりスイッチ部５から電源オン信号が入力すると、照光駆動部２を通して、照光部１の発光動作を制御する。そして、切替スイッチ５Ｂの操作によりスイッチ部５から照光強度の選択信号が入力すると、制御部４はこのときの指定の光の強度に応じた定電流が照光部１に通電されるよう照光駆動部２を制御する。

　図６は、照光部１を定電流で駆動する照光駆動部２の構成を示している。同図で、照光駆動部２は、照光部１のＬＥＤ２９とそのコレクタ側で接続される駆動トランジスタ２３と、このトランジスタ２３のエミッタ側に接続されて他端がアースされる抵抗２４と、ＬＥＤ２２と並列に電源端子２８に接続される定電圧ダイオード２５と、一端が定電圧ダイオード２５に接続されて他端がアースされる抵抗２６と、定電圧ダイオード２５と抵抗２６との中点がその＋入力側に接続されて、且つトランジスタ２３のエミッタ側と抵抗２４の中点がその－入力側に接続されると共に、その出力側がトランジスタ２３のベース側に接続されるオペアンプ２７とから構成している。また、トランジスタ２３のコレクタ側に接続される照光部１のＬＥＤ２９の他端は、バッテリー電源部３の電源が供給される電源端子２８に接続されている。

　かかる構成の図６による照光駆動部２は、制御部４が切替スイッチ５Ｂの操作に基づく指定の照光強度に応じた電圧を電源端子２８に供給すると、トランジスタ２３はオペアンプ２７によりベース電圧がかかってオンしており、ＬＥＤ２９に電流が流れる。一方、定電圧ダイオード２５と抵抗２６の経路にも電流が流れて、オペアンプ２７の＋入力側にかかる抵抗２６の端子電圧は一定となっている。

　しかるにＬＥＤ２９を流れる電流が設定値を超えると抵抗２４に流れる電流も上昇し、オペアンプ２７の－入力側にかかる抵抗２４の端子電圧が上昇するために、オペアンプ２７はトランジスタ２３をオフするようにベース電圧を制御し、これによりＬＥＤに電流は流れなくなる。これが常に繰り返されることにより定電流動作を行うことができる。

　照光部１の発光動作を制御するのに上記した定電流駆動方式に限らず、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７は、パルス駆動方式による照光駆動部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、ＰＷＭ信号が高レベルとなるとスイッチデバイス３１がオンとなって、バッテリー電源部３の電圧が印加される電源端子３６と接続されている入力側から負荷側へと電流が流れる。

　スイッチデバイス３１の負荷側には照光部１のＬＥＤ３４と抵抗３７を接続してアースしているが、その前段にはコイルと３２とコンデンサ３３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３２の前段には、スイッチデバイス３１がオフになってもコイル３２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へ流れる電流を効率的に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の明るさを調節できる。

　図２において、制御部４は、バッテリー電源部３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がコントロールユニット１０に接続されると、充電器６からバッテリー電源部３に充電するための電流供給を制御して、バッテリー電源部３への充電を行う。

　前述したように、光源としてはＬＥＤ以外の他の光源も使用可能であるが、ＬＥＤを用いた場合にＬＥＤ光は発熱量が少なく、長時間照射しても照射対象物が熱による影響を受けにくい利点がある。よって、数時間にも及ぶ医療手術にあっては、人体の組織を傷めることが無いために、医療手術の光源として優れている。

　照光部１を操作者の頭部に装着するために、図３の例においては、図１の場合と同様、双眼ルーペを保持具７として照光部１を取り付けている。双眼ルーペは、手元の局所的な視覚対象物を拡大して視認する手段として、医療分野、精密工作、宝石加工等の各分野に広く使用されており、眼鏡と同じ構造の主鏡取付用フレーム１１と、作業対象の像を拡大するための双眼ルーペ本体１２（主鏡）と、双眼ルーペ本体１２を主鏡取付用フレーム１１に取り付けるための主鏡取付部１３と、精密操作者の視力の補償が可能な焦点調整部１４と、双眼ルーペ本体を取り付けるための主鏡取付用キャリアレンズ１５と、精密操作者に装着するためのフレーム蔓部１６とから構成されている。

　双眼ルーペに照光部１を取り付けるときは、照光部１は装着手段１８にて双眼ルーペのブリッジ１７に照光部１を取り付ける。装着手段１８は、双眼ルーペのブリッジ１７を挟持する一対の対向板５２と、対向板５２にそれぞれ設けたネジ孔５１と、ビス５０とから成り、ビス５０を双眼ルーペのブリッジ１７にも形成されている透孔と対向板５２のネジ孔５１を貫通して締め付け、照光部１を双眼ルーペに取り付ける。

　そして、コントロールユニット１０から照光部１への通電コード１９は、主鏡取付用フレーム１１及びフレーム蔓部１６に図示しない適宜の手段にて保持することで、操作者の体の前面に垂れ下がるのを防止する。

　このようにして双眼ルーペと照光部１を組み合わせることにより、双眼ルーペに求められる深い焦点深度をより深く実現できる。

　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４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。

　さらに、この図４で例示するヘッドバンドは、照光部１とヘッドバンドとを一体に構成しているが、双眼ルーペの例のごとく、図３に示すビス５０を用いた装着手段１８やクリップ等による装着手段にて、照光部１を適宜ヘッドバンドに着脱自在な構成とすれば、種々用いられている汎用のヘッドバンドも保持具７として利用することができる。

　こうして、照光部１を操作者の頭部に装着することにより、操作者が作業位置を変えても手元に充分な照度や照射範囲を確保することができる。

　ところで、上記のように、照光部１をヘッドバンドに取り付けるようにしても良いが、照光部１をヘッドバンドと一体に構成されたものであっても良い。また、照光部１からの電気コードは、コントロールユニット１０に接続されるが、コードを巻き付けるコードリールを介して接続するようにすると良い。

　図５は、操作者がバッテリー電源部３を身体の一部に装着可能なようバッテリー電源部３を保持するバッテリー保持ベルト８を示している。前述したようにバッテリー電源部３は１個の場合もあるが、図１と同様、この例でも複数のバッテリー電源部３を互いにコードリールにて接続し、さらにバッテリー電源部３とコントロールユニット１０もコードリールにて接続することにより、バッテリー保持ベルト８にバッテリー電源部３とコントロールユニット１０とを環状に配置している。図示したように、バッテリー保持ベルト８は、複数のバッテリー電源部３がベルト内に埋め込まれた状態で保持するようにしている。これにより、操作者はバッテリー保持ベルト８を腰に巻くことで、施術中にバッテリー電源部３とコントロールユニット１０も照光部１と共に身体に装着することができ、コントロールユニット１０の前面に配置した電源オン／スイッチ５Ａ及び照光強度を高・中・低と３通りに調節する切替スイッチ５Ｂを操作しながら施術を行うことができる。

　さらに、充電器６をコントロールユニット１０に常に接続しておくこともできる。この場合、制御部４は照光部１の制御とバッテリー電源部３への充電制御の両方を同時に行うために、充電しながら照光部１から光が照射されるために、継続して長時間にも及ぶ作業にも対応することができる。

　上記の医療用光源装置は、バッテリー電源部３をバッテリー保持ベルトにて操作者の身体に装着することで、大型のバッテリーまたは小型であっても多数のバッテリーを携帯可能にすることで医療現場での施術を行う上で充分な照光時間が得られるだけの大きな電源容量を確保することができる。

　一方、バッテリー電源部の電力消費を抑制することでも、医療現場での施術を行う上で必要な照光時間が得られる。医療現場において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帯は限られている点に着目すれば、ＬＥＤが高出力で発光する期間を制限することにより、比較的小型のバッテリーでも医療現場で必要な長時間の照光時間を確保することができる。

　本発明の第２の実施形態に係る医療用光源装置は、光量を増大させる必要が生じたとき、操作者の操作にてＬＥＤに定格を上回る電流を供給して高出力で発光させるものである。但し、定格を上回る電流を供給する期間をタイマにて制限することでＬＥＤの破損を防止している。この場合の光源としては、通電電流が定格値を上回っても直ちに破損することなく、ある程度の耐久性を有することが条件であり、ＬＥＤ以外には、例えば、ハロゲンランプやキセノンランプがある。しかし、この第２の実施形態においては、光源として通常のガス入りの白熱電球では、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。

　尚、本発明の各実施の形態において、光源が、ＬＥＤや白熱電灯と異なり、例えば、キセノンランプ、プラズマ光源ランプ、ハロゲンランプ等の放電タイプの光源の場合は、一時的に消灯した後直ちに再点灯すると照度の立上りが遅いので、一時的な発光停止（消灯）の制御は、光源への電源供給停止ではなく、発光部前面にシャッター（図２の符号１Ａ）を設けることにより消灯させるようにする。この場合、当該シャッター１Ａの開度調節によって、照度調整を行うことも可能である。従って、この場合、本発明の各実施の形態における制御部４、５４、８４は、一時的な消灯及び照度調整のためにシャッター１Ａを制御することになる。

　図８は、この第２の実施形態による医療用光源装置の回路構成を示すブロック図であり、ＬＥＤを有する照光部６１と、マイクロプロセッサユニットＭＰＵ及び電流制御回路２を備えた制御部５４と、スイッチ部５５と、充電式のバッテリーを複数個接続して成るバッテリー電源部６０と、このバッテリー電源部６０を充電する充電器５６としてのＡＣアダプタとから構成されている。そして、制御部５４のマイクロプロセッサユニット（以下、単にＭＰＵと言う）には、これら周辺の装置を制御する処理手順がプログラムされている。

　スイッチ部５５は、照光部６１を点灯させるための第１のスイッチ５５Ａと、照光部６１を増大光量で点灯させるため第２のスイッチ５５Ｂ、５５Ｃとから成る。制御部５４は、これら第２のスイッチ５５Ｂ、５５Ｃが操作されると、照光部６１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にするよう電流制御回路６２を制御する。

　実施例では、増大する光量を２通りに選択可能なよう２通りのスイッチ５５Ｂと５５Ｃとを設けて、操作者により増大する光量を適宜、大または小に選択できるようになっている。

　また、制御部５４は、バッテリー電源部６０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５９を点灯させて警告し、そして、充電器５６が制御部５４に接続されると、制御部５４は充電器６からバッテリー電源部６０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９は、制御部４のＭＰＵによる照光部１の点灯を制御する処理手順を示すフローチャートである。ＭＰＵは、スイッチ５５Ａが操作されると処理手順をスタートし、照光部１に定格値の電流を供給するよう電流制御回路６２を制御する（ステップＳ１）。このとき電流制御回路６２は、バッテリー電源部６０から照光部６１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はレジスタＲにタイマＴ２フラグ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では、スイッチ部５５からの信号を取得してスイッチ５５Ａの操作を確認し、スタートから２度目のスイッチ５５Ａの操作がなければ、スイッチ５５Ｂまたはスイッチ５５Ｃの操作を確認する（ステップＳ５）。何れかのスイッチ５５Ｂ、５５Ｃの操作を確認すると、ＭＰＵは内部に有しているレジスタ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による計時動作は行っておらず、次のステップＳ７に進む。

　ステップＳ７でＭＰＵは、増大光量フラグＦ０をレジスタＲにセットするが、このとき増大光量フラグＦ０には、操作されたスイッチ５５Ｂまたはスイッチ５５Ｃを識別するデータが書き込まれる。

　そして、ＭＰＵは、増大光量フラグＦ０の内容に基づいて、照光部６１の照光量を操作されたスイッチ５５Ｂまたはスイッチ５５Ｃに応じて増大すべく、電流制御回路６２を制御する（ステップＳ８）。この光量増大制御により、照光部６１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、スイッチ５５Ｂ、５５Ｃの何れが操作されても、照光部６１への供給電流は定格値を上回る増大値となるが、スイッチ５５Ｂが操作されたときに流す電流の方が、スイッチ５５Ｃが操作されたときに流す電流よりも高くしてある。

　照光部６１に定格値よりも大きい増大値の電流が流れると、ＬＥＤ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６１に定格値よりも大きい増大値の電流を流す時間は、ＬＥＤの温度上昇特性に基づく所定期間に定められている。

　更に、この所定期間は、ＬＥＤの温度上昇時間特性に基づいて当該ＬＥＤ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、増大光量の制御を行った後、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）。このとき増大光量が大きいスイッチ５５Ｂが操作されたときの方が大きな電流を流すために前記所定期間は短く設定してあり、ＭＰＵはレジスタＲにセットしている増大光量フラグＦ０の内容に応じて、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。

　例えば、スイッチ５５Ｂが操作されたときの光量は通常の定格電流供給時と比べて光量を４０％アップさせるために前記所定期間として２０分のタイマ時間を設定しており、一方、スイッチ５５Ｃが操作されたときは、照光部６１の光量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分のタイマ時間を設定している。

　ステップＳ１０において、タイマ時間内であると判断したときは、ＭＰＵはスイッチ５５Ａが操作されていないことを確認し（ステップＳ１３）、スイッチ５５Ａが操作されていないと、次のステップＳ１４の処理に進み、光量切換のためにスイッチ５５Ｂ又は５５Ｃが操作されていないかを確認する。

　そして、光量切換のスイッチ操作が無い場合にはステップＳ９に戻り、ステップＳ９からの動作を繰り返す。従って、操作者によって操作されたスイッチ５５Ｂ又は５５Ｃに応じた増大値の電流が継続して照光部１に流れて通常よりも明るく発光している。

　一方、ステップＳ１４にて、光量切換のためのスイッチ５５Ｂ又は５５Ｃの操作が有ることを確認すると、ステップＳ１５の処理に進む。例えば、操作者がスイッチ５５Ｃを操作してそれに応じた光量増大制御を行っている状態で、操作者がスイッチ５５Ｂを操作して更に光量を増大することを指示していると、ＭＰＵは、ステップＳ１５にて、増大光量フラグＦ０をスイッチ５５Ｂを識別するデータに書き換えると共に、これに応じて前記タイマ時間も変更する。

　そして、次のステップＳ１６にてスイッチ５５Ｂの操作に応じて照光部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Ｓ９の処理となる。同様にして、操作者がスイッチ５５Ｂを操作して、それに応じた光量増大制御を行っている状態で、操作者がスイッチ５５Ｃを操作すると、増大光量を低下するよう変更する。

　ステップＳ１５の処理でのタイマ時間の変更は、タイマＴ１による現在のタイマ値に基づき、照光部１へ供給する電流値を切り換えたときに、この電流を流すことができる許容時間の補正を行うものである。例えば、スイッチ５５Ｂが操作されたときタイマ時間は２０分に設定しているが、このタイマ時間内にスイッチ５５Ｃが操作されて増量光量の変更が指示されると、定格電流以上ではあるものの小さな電流を照光部１に流すことになるために、タイマ時間は２０分より長い時間に再設定する。一方、スイッチ５５Ｃが操作された状態からスイッチ５５Ｂが操作されたときは、３０分に設定しているタイマ時間を３０分より短い時間に再設定する。よって、ＭＰＵは、これまで供給していた定格電流を上回る電流値及びその供給時間（タイマＴ１による現在のタイマ値）と、これから供給する電流値とに基づき、タイマ時間を補正する。これにより、次にステップＳ１０の処理となったときは、タイマＴ１の値が補正したタイマ時間に達しているかを判定することになる。

　このような光量増大時において、スイッチ５５Ａの操作を確認すると（ステップＳ１３）、電流制御回路６２を制御して照光部６１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の処理に移って照光部６１への供給電流を定格値に切換えて増大光量の制御を終了し、ステップＳ２からの動作となる。

　このように照光部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一定期間においては、ＭＰＵはスイッチ５５Ｂまたはスイッチ５５Ｃが操作されても増大値の電流を流すことを停止するようになっている。この一定期間は、照光部１に増大値の電流を流した後にＬＥＤの温度が定格許容値以下に低下するまでの時間に設定している。

　したがって、照光部６１の光量を増大させて、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、次のステップＳ３の処理にてレジスタ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。

　以後、ＭＰＵは、ステップＳ４にてスイッチ５５Ａの操作により照光部６１の駆動停止を指示されない限り、タイマＴ２の計時を行いながら通常光量での発光を制御する。

　そして、ステップＳ５にてスイッチ５５Ｂまたはスイッチ５５Ｃが操作されたことを確認すると、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６１に増大値の電流を流した後からＬＥＤ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。

　よって、タイマＴ２が所定期間を経過している場合にはタイマＴ２をクリアしてステップＳ７に進み、レジスタＲに増大光量フラグＦ０をセットして増大光量制御を行う。しかしながら、タイマＴ２が所定期間に達していなければ、増大光量制御を行うことなくステップＳ２からの処理となり通常光量での発光を制御しながらタイマＴ２の計時を行う。

　斯かる処理手順による一連の制御により、ＭＰＵは定格値の電流を照光部６１に供給している状態でスイッチ５５Ｂ或いは５５Ｃが操作されると、照光部６１が発熱によるＬＥＤの劣化防止が保障されているタイマ時間内で定格電流を上回る増大値の電流を流して高光束（増光）を実現する。

　また、図９のフローチャートには示していないが、ステップＳ９からステップＳ１６までの処理を繰り返して光量を増大させているときに、スイッチ５５Ａの操作により、定格値の電流を電流制御回路２に供給して照光部１を通常の発光状態に戻すことも可能である。この場合、増大光量フラグＦ０をセットしている状態でスイッチ５５Ａが操作されると、ＭＰＵは増大光量フラグＦ０をリセットしてステップＳ１に進み、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を制御するものである。

　以上、図８に示す構成においては、定格を上回る電流を供給する期間をタイマにて制限しているが、温度を直接検知して定格を上回る電流を供給する期間を制限しても良い。図１０は、このような構成の電気回路を示すブロック図であり、回路の各構成要素において図８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。この回路においては、照光部６１のＬＥＤの温度をサーミスタ等による温度センサ６３を設けている。図８の場合と同様に照光部６１の光源はＬＥＤに限定されず、通電電流が定格値を上回っても直ちに破損することなく、ある程度の耐久性を有するハロゲンランプやキセノンランプなどでも良い。

　図１１のフローチャートにて、この場合のＭＰＵによる照光部６１の点灯を制御する処理手順を説明する。スイッチ５５Ａが操作されると処理手順をスタートし、照光部６１に定格電流を供給するよう電流制御回路６２を制御する（ステップＳ２１）。電流制御回路６２は、バッテリー電源部６０から照光部６１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、スイッチ部５５からの信号を取得してスイッチ５５Ａの操作を確認し（ステップＳ２２）、操作されていなければ、スイッチ５５Ｂまたはスイッチ５５Ｃの操作を確認する（ステップＳ２３）。スイッチ５５Ｂまたはスイッチ５５Ｃが操作されていないとステップＳ２２からの処理の繰り返しとなるが、ステップＳ２２にてスイッチ５５Ａの操作を確認すると、ステップＳ３３の処理となりＭＰＵは照光部６１へのバッテリー電源部６０からの電流供給を停止するよう電流制御回路６２を制御して発光動作を停止する。

　一方、ＭＰＵは、何れかのスイッチ５５Ｂまたはスイッチ５５Ｃの操作を確認すると、温度センサ５４からの出力を取り込んで、検知温度が所定温度（例えば、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）、所定温度以下であればレジスタＲに操作されたスイッチ５５Ｂまたはスイッチ５５Ｃに応じた増大光量フラグＦ０をセットする（ステップＳ２５）。増大光量フラグＦ０は、操作されたスイッチ５５Ｂ又はスイッチ５５Ｃを識別するデータである。

　続いて、ＭＰＵは、増大光量フラグＦ０の内容に応じた光量増大制御を行い（ステップＳ２６）、次のステップＳ２７にてスイッチ５５Ａの操作により発光の停止を指示されていないかを確認し、スイッチ５５Ａが操作されていないとステップＳ２８の処理に進み、スイッチ５５Ｂまたはスイッチ５５Ｃが操作されたかを確認する。例えば、操作者がスイッチ５５Ｂを操作したことで、それに応じた光量増大制御を行っている状態で、操作者が更にスイッチ５５Ｃを操作すると、ＭＰＵはステップＳ２９にて増大光量フラグＦ０の内容をスイッチ５５Ｃの操作を識別するデータに書き換え、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。同様にして、操作者がスイッチ５５Ｃを操作して、それに応じた光量増大制御を行っている状態で、操作者がスイッチ５５Ｂを操作すると、増大光量を低下するよう変更する。

　一方、ステップＳ２８において、スイッチ５５Ｂ又はスイッチ５５Ｃが操作の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、スイッチ５５Ｂ又はスイッチ５５Ｃの操作に応じた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は通常よりも明るく発光している。

　かかる光量増大制御の処理において、ステップＳ２７で、ＭＰＵが、スイッチ５５Ａの操作を確認すると、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、スイッチ５５Ａの操作を確認すると、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。

　スイッチ５５Ａが操作されていない場合は、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、スイッチ５５Ａの操作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、スイッチ５５Ｂ又は５５Ｃの操作を確認するとステップＳ２４の処理となる。従って、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）、未満であるときは、レジスタＲにスイッチ５５Ｂ又は５５Ｃの操作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においては、光増量終了後でも光量増大を再開することができる。

　また、図１１のフローチャートには示していないが、ステップＳ２７からステップＳ３１までの処理を繰り返して光量を増大させているときに、スイッチ５５Ａの操作により、定格値の電流を電流制御回路２に供給して照光部１を通常の発光状態に戻すことも可能である。この場合、増大光量フラグＦ０をセットしている状態でスイッチ５５Ａが操作されると、ＭＰＵは増大光量フラグＦ０をリセットしてステップＳ２１に進み、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を制御するものである。

　次に、図８及び図１０における電流制御回路６２の具体的な回路構成を示して、制御部５４におけるＭＰＵによる照光部６１への供給電流の制御について説明する。尚、電流制御回路６２の構成を図１２及び図１３にて２通り例示するが、図１２及び図１３の何れの電流制御回路６２を用いても良い。

　図１２に示す電流制御回路６２は、電源Ｖｃｃに照光部６１のＬＥＤ６５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６６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６６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５４のＭＰＵ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５４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ＬＥＤ６５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５４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、ＬＥＤ６５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、制御部５４によるトランジスタＱ２及びトランジスタＱ３のオフさせる制御は前述した処理手順の「ＬＥＤに定格電流供給」の処理に該当し、トランジスタＱ２をオンさせる制御はスイッチ５Ｂが操作されたときの「光量増大制御」に該当し、トランジスタＱ２及びトランジスタＱ３を共にオンさせる制御はスイッチ５Ｃが操作されたときの「光量増大制御」に該当する。

　斯かる構成の電流制御回路６２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ＬＥＤ２９に電流が流れる。このとき制御部５４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ＬＥＤ２９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、ＬＥＤ２９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上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、スイッチ５５Ｂまたはスイッチ５５Ｃの操作により、ＭＰＵがトランジスタ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６６の電流制限抵抗値に応じた電流がＬＥＤ６５に流れて発光する。従って、定格電流による照光部６１の照光動作中にスイッチ５５Ｂまたはスイッチ５５Ｃが操作されると、ＭＰＵは操作されたスイッチの増光量に応じて定格電流を上回る量の電流が、ＬＥＤ６５に流れるよう照光部６１を制御する。このように制御部５４は、ＭＰＵのポートａ，ｂ，ｃからトランジスタＱ１、Ｑ２及びＱ３を制御してＬＥＤ２９の発光量を切換える。

　照光部６１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１３はパルス駆動方式による電流制御回路６２の構成を示している。同図で、スイッチデバイス７１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７２からのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号が入力するよう接続し、制御部４のＭＰＵ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７１がオンとなり、バッテリー電源部６０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７１の負荷側には照光部６１のＬＥＤ７４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７１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７５を設けている。これにより、スイッチデバイス７１のオン時間（オフ時間）を制御すれば、照光部６１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５４は、パルス発生器７２のデューティー比を変える制御を行うことで照光部６１の光量を増大できる。尚、ＬＥＤ７４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上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５５Ｂまたはスイッチ５５Ｃの操作に応じて、照光部６１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、スイッチ５５Ｂ、５５Ｃの何れが操作されても、照光部６１への供給電流は定格値を上回る増大値となるが、スイッチ５５Ｂが操作されたときに流す電流の方が、スイッチ５５Ｃが操作されたときに流す電流よりも高くしてある。ＭＰＵがポートａ’からパルス発生器３２へ制御信号を出力する制御は処理手順の「ＬＥＤに定格電流供給」の処理や、スイッチ５Ｂまたはスイッチ５Ｃが操作されたときの「光量増大制御」に該当する。

　かかる構成の電流制御回路６２は、ＭＰＵがポートａ’から出力する制御信号は照光部６１に定格値の電流を供給するデューティー比を指示しているが、スイッチ５５Ｂまたは５５Ｃが操作されると、ＭＰＵは操作されたスイッチの増大光量に応じて増大値の電流を供給するようデューティー比を変える制御信号を出力する。

　上記した第２の実施態様の医療用光源装置は、操作者の身体に装着可能なＬＥＤによる光源装置において、光量を特に上げる必要が生じた場合にのみ、発熱の影響によりＬＥＤが劣化しない範囲で所定期間にわたって最大値以下であって定格値（連続定格値）を上回る電流を流すことにより、複雑な構成を用いずとも光量を上げることができる。よって、必要以上に電源を消費することが無くなり、医療現場での手術に用いるのに必要な長時間の照光時間を確保できる。

　また、例えば家庭内の照明用途等に用いられるＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤの発光量を多段階に調光するが、何れも調節された発光量で継続的に発光するようになっており、高出力の発光状態に調節された場合は相応に発熱することを想定して、熱による突然の停止や劣化による極端な寿命の低下に備えて、適切な放熱対策を施すことが必要となる。ところが、このような放熱対策は、操作者の体に装着可能なよう小型化を前提とする医療用光源装置にとっては、装置の大型化を招くことになる。しかしながら、光量を特に上げる必要が生じた場合にのみ、発熱の影響によりＬＥＤが劣化しない範囲で所定期間にわたって最大値以下であって定格値（連続定格値）を上回る電流を流すので、大容量のバッテリーや特別な放熱対策が必要なくなり、小型化された医療用光源装置が提供される。

　照光部６１は保持具にて操作者の身体に装着されるが、例えば双眼ルーペで保持されて操作者の頭部に装着される。また、バッテリー電源部６０も第１の実施態様と同様に、操作者の身体の一部に装着しても良い。この場合、図５に示されているバッテリー保持ベルト８にて操作者の腰に装着するのであれば、バッテリー電源部６０と共に、ＭＰＵと電流制御回路６２を含む制御部５４とスイッチ部５５をコントロールユニット１０にして一体化してバッテリー保持ベルト８に取り付け、コントロールユニット１０はコード４２を通して照光部６１へ駆動電流を供給して照光動作を制御するよう構成する。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電源部３への充電制御を行うが、バッテリー電源部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。

　次に本発明の第３の実施態様を説明する。この実施態様では、加速度センサにより操作者の動きを検知して、その動きに応じて発光量の制御を行うものである。医療手術において、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割程度とされている。したがって、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、バッテリー電源の電力消費を抑えることができる。

　したがって、図１で説明すれば、保持具７に照光部１と共に加速度センサを設けて操作者の動きを加速度センサにて検知し、加速度センサが加速度を検知しているときは、より多くの光量で照射させる必要のない手術期間と判断して照光部１を暗くするよう制御するものである。図１４はこの電気回路の構成を示すブロック図であり、照光部８１と、照光駆動部８２と、バッテリー電源部８３と、制御部８４と、電源オン／オフスイッチ８５Ａ及び照光部８１の照光強度を高・中・低に調節するための３通りの切替スイッチ８５Ｂを具備したスイッチ部８５と、バッテリー電源部８３を充電する充電器８６としてのＡＣアダプタと、加速度センサ８０とから構成される。照光部１の光源としては、第1の実施態様と同様、ＬＥＤ等種々の光源が使用される。

　加速度センサ８０は、機械式・光学式・半導体式と種々使用可能であるが、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。特に、保持具が操作者の頭部に着ける双眼ルーペや帽子またはヘッドバンドの場合は尚更である。

　図１５は加速度センサ８０を保持具７としての双眼ルーペ８７に装着した例を示すもので、操作者の頭部の動きによる振動を加速度センサ８０が検出して電気信号に変換し、信号ケーブル８８によって制御部８４に伝送する。加速度センサ８０は、粘着テープ等で双眼ルーペ８７に貼り付けられる。

　制御部８４は、電源オン／オフスイッチ８５Ａのオンによりスイッチ部８５から電源オン信号が入力すると、照光駆動部８２を通して、照光部８１の発光動作を制御する。そして、切替スイッチ８５Ｂの操作によりスイッチ部８５から照光強度の選択信号が入力すると、制御部８４はこのときの指定の光の強度に応じた定電流が照光部８１に通電されるよう照光駆動部８２を制御する。

　制御部８４は照光部８１に通電制御を行っているときに、加速度センサ８０が所定値以上の加速度を検出すると照光部８１の照度を低下させるよう照光駆動部８２を制御する。そして、加速度が所定値以下となると、制御部８４は切替スイッチ８５Ｂにて指定された光の強度にて発光するよう照光駆動部８２を制御する。

　上記構成において、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８１を固定して施術対象箇所に光を集中させるために、照光部８１とともに保持具に保持されている加速度センサ８０にて検知される加速度は小さく、制御部８４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頭部が振動して加速度センサ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、制御部８４は照光部８１の照度を低下させるよう照光駆動部８２を制御することで、バッテリー電源部８３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８１の照光を停止させても良い。

　また、この実施態様の構成の場合も、バッテリー電源部８３も第１の実施態様と同様に、操作者の身体の一部に装着しても良い。この場合、図５に示されているバッテリー保持ベルト８にて操作者の腰に装着するのであれば、バッテリー電源部８３と共に、制御部８４とスイッチ部８５をコントロールユニット１０に一体化しバッテリー保持ベルト８に取り付ける。

　このような加速度センサを用いた照光部８１の照度の制御は、前述した第２の実施形態の図８又は図１０の構成の何れにも適用できる。例えば、図８又は図１０において、第２のスイッチ５５Ｂ、５５Ｃが操作され、照光部６１に流れる平均電流値を定格値よりも大きい増大値の電流が流れて高出力の発光制御を開始したとき、ＭＰＵはタイマーインターラプトにより加速度センサからの加速度検出信号を定期的に監視し、加速度が所定値を超えたとき照光部６１に流れる平均電流値を定格値に落とす制御を行う。こうすることで、第２のスイッチ５５Ｂ、５５Ｃが操作されても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ようなときは直ちに通常の発光制御に戻ることができ、バッテリー電源部１１（図８又は図１０）の電力の消耗防止やＬＥＤの保護に有効となる。

　以上、詳述したように、本発明は、（１）バッテリーを身体に装着することで大容量のバッテリー電源を確保すること（第１の実施態様）、（２）スイッチ操作によりＬＥＤなどによる光源を高出力で一定時間発光させること（第２の実施態様）、（３）加速度センサを具備して手術期間中であっても操作者の動きから強度の光の照射を必要が無いと判断される期間では照度を低下させる（第３の実施態様）、ことにより、長時間の照光を可能とする医療用光源装置が提供される。

　上記（１）乃至（３）による３通りの方法はそれぞれ単独で採用しても照光時間を長くすることができるが、説明したように適宜組み合わせて採用することで、一層の長時間の照光が図れる。

　また、本発明による医療用光源装置は、ＡＣの商用電源に接続したままで使用することも可能である。例えば、照光部の光源をＬＥＤとした場合、商用電源ＡＣ１００Ｖを直流化した１２Ｖの直流電源にてＬＥＤを駆動するもので、図１６にて示すように、商用電源にトランス１００を介して全波整流回路１０１を接続し、発生する全波整流を平滑回路１０２にて平滑し直流化したものをＬＥＤ駆動回路１０３に供給するよう構成している。

　そして、平滑回路１０２には逆流防止のダイオードＤを通してバッテリー電源部Ｂを接続している。よって、停電時またはＡＣ電源コードが外れたりして電源供給が停止となるような事態が発生したときは、ＬＥＤ駆動回路１０３への電源供給はバッテリー電源部Ｂからへと自動的に切り換わるためにＬＥＤの照光が継続される。

　このように、商用電源から電源を供給する構成においても、上記したスイッチ操作により光源を高出力で一定時間発光させる制御や、加速度センサを用いて手術期間中であっても操作者の動きから強度の光の照射を必要が無いと判断される期間では照度を低下させる制御を取り入れることで、電源供給がバッテリー電源Ｂに切り換わっても長時間の停電に対処可能な医療用光源装置が提供される。

　また、ＬＥＤなどによる光源の発熱を抑えて長時間の照光を図るにはファンにて光源を冷却するのも効果的である。現在、１０数ミリ角で厚さも数ミリ程度の超小型ブラシレスＤＣファンモータも存在しており、しかも３Ｖ乃至５Ｖ程度の小容量で足りる、このような小型のファンを用いれば、照光部の筺体内に内蔵させて操作者の身体に装着することも可能である。

　図１７は小型ファンを内蔵した照光部９１の構成を示しており、照光部９１は円筒形の筺体９２内にＬＥＤユニット９３を収納している。ＬＥＤユニット９３は、ＬＥＤが実装されている基板９４を有して、この基板９４を筺体９２に内壁に取り付けることで筺体９２内に固定されている。そして、光源から発光される光は、筺体９２のキャップ部を形成するレンズ９４を通して外部に投光されるようになっている。また、筺体９２の側面の一部には、例えば上記した寸法の小型ファン９６が納まる程度の凹部９５が形成されている。

　この小型ファン９６は軸流型のファンであり、凹部９５の底面に設けられる吸込口９７と、吸込口９７に対向させて筺体９２の側面に設けられる排気口９８との間で空気の流れを形成してＬＥＤユニット９３を冷却する。そして、小型ファン９６は、照光部９１に電源を供給するためのバッテリー電源部からリード線９９と介して電源が供給される。

　本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

１、６１、８１、９１　　照光部
３、６０、８３　　バッテリー電源部
４、５４、８４　　制御部
６、５６、８６　　充電器
７　　　保持具
８　　　バッテリー保持ベルト
１０　　コントロールユニット
５５Ａ　第１のスイッチ
５５Ｂ　第２のスイッチ
６３　　温度センサ
８０　　加速度センサ
９２　　照光部の筺体
９６　　ファン

Claims (27)

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、
   　光源を備えた照光部と、
   　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源を供給するための電源部と、
   　前記操作者の動きを検知する加速度センサと、
   　前記照光部への通電を制御する制御部と、を備え、
   　前記制御部は、前記加速度センサが所定値以上の加速度を検出した時に、前記照光部の照度の低下又は前記照光部への通電停止を制御することを特徴とする医療用光源装置。
2. 　前記加速度センサは、前記照光部と共に前記保持具に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の医療用光源装置。
3. 　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、
   　光源を備えた照光部と、
   　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源を供給するためのバッテリー電源部と、
   　商用電源に接続され、前記バッテリー電源部を充電するためのＡＣアダプタを有する充電器と、
   　前記バッテリー電源部及び前記充電器を操作者の身体に装着するためのバッテリー保持ベルトと、を有し、
   　前記バッテリー保持ベルトは、前記バッテリー電源部の端子と電気接続する手段と、前記ＡＣアダプタを前記バッテリー電源部に電気接続する手段と、を備えたことを特徴とする医療用光源装置。
4. 　前記照光部のオン／オフ及び照光強度を調節するスイッチ部と、
   　前記操作者の動きを検知する加速度センサと、
   　当該加速度センサにより操作者の動きを検知することにより、前記照光部の照度の低下又は前記照光部への通電停止を制御する制御部と、
   を、さらに備えたことを特徴とする請求項３に記載の医療用光源装置。
5. 　前記バッテリー電源部は、前記商用電源が停電又は前記ＡＣアダプタへの接続が遮断された時に、前記照光部への電源供給を一瞬の供給遮断を生じさせることなく継続す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. 　前記保持具は、操作者の頭部に装着する双眼ルーペ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. 　前記保持具は、操作者の頭部に被る帽子又はヘッドバンド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。
8. 　前記照光部は、前記保持具に着脱自在に取り付け可能にする装着手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の医療用光源装置。
9. 　前記バッテリー保持ベルトは、操作者の腰に巻回するベルト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。
10. 　前記バッテリー電源部は複数のバッテリーから構成されて、前記バッテリー保持ベルトは、前記バッテリーが前記ベルト内に埋め込まれた状態で保持することを特徴とする請求項４に記載の医療用光源装置。
11. 　前記制御部は、前記照光部のオン／オフと共に照光強度の指定に応じたデューティー比によるパルス駆動にて前記照光部の点灯を制御することを特徴とする請求項１０に記載の医療用光源装置。
12. 　前記制御部は、前記充電器が接続された状態で、前記照光部の制御と前記バッテリー電源部への充電制御の両制御を行うことを特徴とする請求項１０に記載の医療用光源装置。
13. 　前記スイッチ部及び前記制御部を一体にしてコントロールユニットを形成し、前記コントロールユニットを前記バッテリー保持ベルトで保持するようにしたことを特徴とする請求項１０に記載の医療用光源装置。
14. 　前記照光部を冷却するためのファンを前記保持具に取り付けたことを特徴とする請求項３に記載の医療用光源装置。
15. 　前記ファンを、前記光源を冷却するよう前記照光部の筺体内に内蔵させたことを特徴とする請求項１４に記載の医療用光源装置。
16. 　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、
    　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た照光部と、
    　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源を供給するための電源部と、
    　前記電源部から前記照光部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にする電流制御回路を備える制御部と、
    　前記照光部を点灯させるための第１のスイッチと、
    　前記照光部を増大光量で点灯させるための第２のスイッチと、を有し、
    　前記制御部は、前記第２のスイッチのオン操作に応答して、所定期間だけ前記照光部に前記増大値の電流を流すことを特徴とする医療用光源装置。
17. 　前記操作者の動きを検知する加速度センサを、さらに備え、
    　前記制御部は、当該加速度センサにより操作者の動きを検知することにより、前記照光部の照度の低下又は前記照光部への通電停止を制御することを特徴とする請求項１６に記載の医療用光源装置。
18. 　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１７に記載の医療用光源装置。
19. 　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ることを特徴とする請求項１８に記載の医療用光源装置。
20. 　前記定格値よりも大きい増大値は複数段階に設定され、前記第２のスイッチの操作により選択することを特徴とする請求項１７に記載の医療用光源装置。
21. 　前記制御部は、前記照光部に前記増大値の電流を流した後に、前記光源の温度が定格許容値以下に低下するまでの期間は、前記第２のスイッチのオン操作が行われても前記照光部に前記増大値の電流を流すことを停止することを特徴とする請求項１７に記載の医療用光源装置。
22. 　前記電源部を前記操作者の身体に装着するための保持ベルトを備え、
    　前記第１のスイッチ及び第２のスイッチと前記制御部を一体にしてコントロールユニットを形成し、前記コントロールユニットを前記保持ベルトにて保持するようにしたことを特徴とする請求項１７に記載の医療用光源装置。
23. 　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、
    　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た照光部と、
    　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源を供給するための電源部と、
    　前記電源部から前記照光部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にする電流制御回路を備える制御部と、
    　前記照光部を点灯させるための第１のスイッチと、
    　前記照光部を増大光量で点灯させるための少なくとも一つの第２のスイッチと、
    　前記光源の温度を検知する温度センサと、を有し、
    　前記制御部は、前記第２のスイッチのオン／オフ操作に応答して、前記光源の温度が予め設定された最大許容値を超えない範囲で、前記照光部に前記増大値の電流を流すことを特徴とする医療用光源装置。
24. 　前記操作者の動きを検知する加速度センサを、さらに備え、
    　前記制御部は、当該加速度センサにより操作者の動きを検知することにより、前記照光部の照度の低下又は前記照光部への通電停止を制御することを特徴とする請求項２３に記載の医療用光源装置。
25. 　前記定格値よりも大きい増大値は複数段階に設定され、前記第２のスイッチの操作により選択することを特徴とする請求項２４に記載の医療用光源装置。
26. 　前記制御部は、前記光源の温度が予め設定された最大許容値から所定値以上低下しない場合は、前記第２のスイッチのオン操作が行われても、前記照光部に前記増大値の電流を流すのを停止することを特徴とする請求項２４に記載の医療用光源装置。
27. 　前記電源部を前記操作者の身体に装着するための保持ベルトを備え、
    　前記第１のスイッチ及び第２のスイッチと前記制御部とを一体にしてコントロールユニットを形成し、前記コントロールユニットを前記保持ベルトにて保持するようにしたことを特徴とする請求項２４に記載の医療用光源装置。

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