WO2013172411A1 - 内視鏡の光源用電源装置 - Google Patents

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endoscope
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利郎 伊地知
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    • A61B1/00059Operational features of endoscopes provided with identification means for the endoscope

Definitions

  • the present invention relates to an endoscope light source power supply device disposed for an endoscope light source device.
  • the power supply device for the light source of the endoscope has a function of switching the output current to the light source device in order to switch the brightness of the illumination light. For this reason, for example, a relay circuit, a switching circuit, or the like is used and the set value is selected. Thereby, the output current is switched. Specifically, the light source device switches the output current to one of preset fixed values such as 18A, 19A, and 20A.
  • the control signal for performing the switching instruction is a digital control signal for driving the relay circuit or the switching circuit.
  • Patent Document 1 A technique for switching the brightness of illumination light by such a digital signal is disclosed in Patent Document 1, for example.
  • a digital control signal is used for switching the brightness of the illumination light.
  • a plurality of preset fixed values are switched as described above. Therefore, the output current does not change linearly, in other words, the brightness of the illumination light cannot change smoothly.
  • the types of endoscopes are different, the light transmittance is different for each type of endoscope, and an appropriate brightness setting is required. Hard to do. The optimum brightness differs depending on the brightness preferred by the surgeon and the condition of the observation object. For this reason, digital control signals do not easily correspond to these.
  • the control signal itself needs to use an analog signal instead of a digital signal.
  • the resistance of an analog signal to extraneous noise is weak, and the noise is superimposed on the analog signal. As a result, the light source device may malfunction.
  • An object of the present invention is to provide a power supply device for an endoscope light source that can set an appropriate brightness and can provide an optimal brightness according to the brightness desired by an operator and the condition of an observation object.
  • One aspect of the light source power supply device of the present invention includes a light source unit that emits illumination light, an output control unit that outputs a control signal included in an output current that linearly changes in order to control the light source unit, A control signal input unit that receives the control signal from the output control unit, and is connected to a light source unit that switches the illumination light by the control signal, the output control unit, and the control signal input unit; A control signal cable having a current control signal line for transmitting a control signal, and a GND line; and a common mode removing unit that is disposed in the control signal input unit and removes noise superimposed on the control signal cable. It has.
  • the present invention resistance to noise is strong, the brightness of illumination light can be switched smoothly, and even if the light transmittance differs for each endoscope model, an appropriate brightness can be set, It is possible to provide a power supply device for an endoscope light source that can provide optimum brightness according to the brightness desired by an operator and the condition of an observation object.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an endoscope system according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a circuit configuration of the power supply device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a circuit configuration of the power supply device according to the first modification of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a circuit configuration of the power supply device according to the second modification of the first embodiment.
  • the endoscope system 10 includes, for example, an endoscope 12 that images a desired observation object, and a peripheral device 13 of the endoscope 12.
  • the peripheral device 13 is mounted on the carriage 13a.
  • the peripheral device 13 includes a control device 14 (for example, a video processor) that performs control and arithmetic processing of the endoscope system 10 as a whole, and a light source device 15 that generates illumination light.
  • the peripheral device 13 includes an image processing device 16 that performs various image processing on an image captured by an imaging unit (not shown) of the endoscope 12, and an image and image data (image processing is performed by the image processing device 4).
  • an image display device 17 for displaying device status, operation instruction status, and the like.
  • the control device 14 is connected to the light source device 15, the image processing device 16, and the image display device 17 and controls them.
  • the light source device 15 and the image processing device 16 are detachably connected to a later-described connector 41a of the endoscope 12.
  • the light source device 15 and the image processing device 16 are connected to the image display device 17.
  • the light source device 15 has an operation unit such as a knob for operating a light source unit 61 described later.
  • the operation amount of the operation unit switches the brightness of the light source unit. In other words, the operation unit adjusts the amount of illumination light emitted from the light source unit.
  • the image display device 17 displays, for example, an observation target imaged by the imaging unit.
  • the image display device 17 has a monitor, for example.
  • the observation object is, for example, an affected part or a lesion part in a subject (for example, a body cavity).
  • the endoscope 12 includes a hollow elongate insertion portion 20 that is inserted into a body cavity of a patient, and an operation portion 30 that is connected to a proximal end portion of the insertion portion 20 and operates the endoscope 12. have.
  • the insertion portion 20 includes a distal end hard portion 21, a bending portion 23, and a flexible tube portion 25 from the distal end portion 20 a side of the insertion portion 20 toward the proximal end portion side of the insertion portion 20. have.
  • the proximal end portion of the distal end hard portion 21 is connected to the distal end portion of the bending portion 23, and the proximal end portion of the bending portion 23 is connected to the proximal end portion of the flexible tube portion 25.
  • the distal end hard portion 21 functions as the distal end portion 20a of the insertion portion 20 and the distal end portion of the endoscope 12, and is hard and does not bend.
  • the distal end hard portion 21 has an imaging unit (not shown) that images an observation object, for example.
  • the imaging unit includes, for example, a CMOS image sensor.
  • the distal end hard portion 21 is communicated with the treatment instrument insertion channel 35 through which an observation window 21 a disposed in front of the imaging section, an illumination window 21 b that emits illumination light, and an endoscope treatment instrument 51 protrude. And an opening 21c.
  • the bending portion 23 is bent in a desired direction, for example, up, down, left, and right, by an operation of a bending operation unit 37 described later.
  • the flexible tube portion 25 has desired flexibility.
  • the flexible tube portion 25 is bent by an external force.
  • the flexible tube portion 25 is a tubular member that extends from a body portion 31 (described later) of the operation portion 30.
  • the operation unit 30 is connected to a main body part 31 from which the flexible tube part 25 extends and a base end part of the main body part 31 and is gripped by an operator who operates the endoscope 12. And a universal cord 41 connected to the grip portion 33.
  • the main body 31 has a treatment instrument insertion port 35a.
  • the treatment instrument insertion port 35 a is connected to the proximal end portion of the treatment instrument insertion channel 35.
  • the treatment instrument insertion channel 35 is disposed from the flexible tube portion 25 to the distal end hard portion 21 in the insertion portion 20.
  • the distal end portion of the treatment instrument insertion channel 35 communicates with the opening portion 21 c disposed in the distal end rigid portion 21.
  • the treatment tool insertion port 35 a is an insertion port for inserting the endoscope treatment tool 51 into the treatment tool insertion channel 35.
  • the endoscope treatment instrument 51 is inserted into the treatment instrument insertion channel 35 from the treatment instrument insertion port 35a and pushed to the distal end hard portion 21 side.
  • the endoscope treatment tool 51 protrudes from the opening 21c.
  • the endoscope treatment tool 51 includes, for example, an ultrasonic knife and a high-frequency knife.
  • the gripping part 33 has a bending operation part 37 for bending the bending part 23.
  • the grasping portion 33 has a switch portion 39 that is operated by the operator's hand when the body portion 31 is grasped by the operator.
  • the switch unit 39 includes a suction switch 39a and an air / water supply switch 39b.
  • the suction switch 39a is used when the endoscope 12 sucks mucus, fluid, or the like from the opening 21c also serving as the suction opening disposed in the distal end hard portion 21 through the treatment instrument insertion channel also serving as the suction channel. Operated.
  • the air / water supply switch 39b is operated when air is supplied / water is supplied from an air / water supply channel (not shown) in order to secure an observation field (observation window 21b) of the imaging unit in the distal end hard portion 21.
  • the air / water supply channel passes through the universal cord 41, the operation unit 30, and the insertion unit 20.
  • the leading end of the air / water feeding channel communicates with an opening 21 d opened at the leading end hard portion 21.
  • the fluid includes water and gas.
  • the switch unit 39 includes various operation units 39c.
  • the universal cord 41 extends from the side surface of the grip portion 33.
  • the end portions of the universal cord 41 are branched, and a connector 41a is disposed on each end.
  • One of the connectors 41 a is detachable from the light source device 15, and the other of the connectors 41 a is detachable from the image processing device 16.
  • the endoscope system 10 is disposed in the light source device 15, switches the brightness of illumination light based on an output current that changes linearly, and dimmes the illumination light.
  • a power supply device 60 for the light source of the endoscope 12 is included.
  • This linearly changing output current includes, for example, an analog control signal.
  • the light source power supply device 60 includes a light source unit 61 that emits illumination light, and an output control unit 70 that outputs an analog control signal included in the output current described above in order to control the light source unit 61. .
  • the light source power supply device 60 includes a light source unit 61.
  • the light source unit 61 is controlled by an analog control signal output from the output control unit 70, and the illumination light is switched by the analog control signal to adjust the illumination light. It further has a light source unit 80 that emits light.
  • the light source power supply device 60 further includes a control signal cable 81 connected to the output control unit 70 and an input unit 82a described later of the light source unit 80.
  • the control signal cable 81 includes a current control signal line 81a for transmitting an analog control signal from the output control unit 70 to the input unit 82a, and a GND line 81b.
  • Control signal cable 81 For example, the control signal cable 81 is covered with a shield (not shown) so as not to be affected by noise generated from the endoscope treatment tool 51 or the like indicating an external device.
  • the output control unit 70 and the light source unit 80 are electrically connected to each other by a control signal cable 81 described later.
  • the output control unit 70 and the light source unit 80 are mounted on a base member such as the same chassis, for example, and connected to a common GND so that the GNDs have the same potential level.
  • the light source unit 61 includes, for example, a discharge lamp.
  • the light source unit 61 is connected to a light guide (not shown).
  • the light guide is disposed, for example, inside the universal cord 41, the grip portion 33, the main body portion 31, and the insertion portion 20, and is connected to the illumination window 21b.
  • the illumination light emitted from the light source unit 61 is guided by the light guide and emitted from the illumination window 21b.
  • the output control unit 70 is connected to the operation unit 15a.
  • the output amount of the output current specifically the value of the analog control signal, varies according to the operation amount of the operation unit 15a.
  • the output control unit 70 outputs an output current having a variable output amount according to the operation amount of the operation unit 15a.
  • the output control unit 70 controls the light source unit 61 with the output current.
  • the light source unit 80 includes an error amplifier 82 having an input unit 82 a that is a control signal input unit to which an analog control signal is input from the output control unit 70.
  • the light source unit 80 is disposed in the input unit 82a to which an analog control signal is input, is connected to the current control signal line 81a and the GND line 81b, and generates noise superimposed on the current control signal line 81a and the GND line 81b. It further has a common mode removal unit 83 for removal.
  • the common mode removal unit 83 includes, for example, a differential amplifier circuit 83a.
  • the control signal cable 81 receives noise generated from, for example, the endoscope treatment tool 51 indicating an external device, the noise is superimposed on the current control signal line 81a and the GND line 81b.
  • the noise has the same phase and the same level, and is common mode noise.
  • the differential amplifier circuit 83a removes the noise.
  • the noise removal characteristic is determined by the common mode rejection ratio (hereinafter referred to as CMRR) of the operational amplifier to be used.
  • CMRR is typically about 80 dB, for example.
  • R1, R2, R3, and R4 are resistance arrays.
  • the input terminal of the differential amplifier circuit 83a of the common mode removing unit 83 is electrically connected to the control signal cable 81 via resistors R1 and R2.
  • the analog control signal output from the output control unit 70 is input to the differential amplifier circuit 83a.
  • the differential amplifier circuit 83a is grounded via a resistor R3 that is electrically connected to the input terminal (+) of the differential amplifier circuit 83a.
  • the light source unit 80 is provided on the secondary side of the transformer unit 91, the control unit 93 disposed on the primary side of the transformer unit 91, the control signal input unit 95 and the smoothing element 97, and the transformer unit 91. And a rectifier circuit 99.
  • the transformer unit 91 is a unit that constitutes an amplification unit.
  • the amplifying unit mainly includes a transformer having a transformation ratio (current ratio) according to the design, for example.
  • the control unit 93 includes a current control element 93a connected to the primary side wiring of the transformer unit 91, and a DC-DC unit control IC 93b which is a control unit for controlling the current control element 93a.
  • the current control element 93a has, for example, an Nch FET.
  • Control signal input unit 95 The control signal input unit 95 is electrically connected to the output control unit 70 via the control signal cable 81.
  • the control signal input unit 95 receives an analog control signal from the control signal cable 81.
  • the control signal input unit 95 includes an error detection unit 95a formed by the error amplifier 82 and the current detection resistor R, and the common mode removal unit 83 described above.
  • the secondary side current generated by the current detection resistor R and the output current of the differential amplifier circuit 83a are input to the input terminal of the error amplifier 82.
  • the current detection resistor R is connected to the secondary side wiring of the transformer unit 91.
  • control signal input unit 95 is connected to the input side of the control unit 93 via an insulating element 101 for protecting the circuit.
  • the difference is output from the output terminal of the error amplifier 82 to the control unit 93 via the insulating element 101.
  • the insulating element 101 uses, for example, a photocoupler element or the like by light between input and output. It is an element that transmits signals and is electrically insulated.
  • the output control unit 70 When the operation unit 15a of the light source device 15 is operated, the output control unit 70 outputs an analog control signal that is an output current according to the operation amount. This analog control signal flows through the current control signal line 81 a of the control signal cable 81.
  • a part of noise generated from, for example, the endoscope treatment tool 51 indicating an external device is superimposed on the current control signal line 81a and the GND line 81b.
  • the other part of the noise is removed by a shield (not shown).
  • the noise superimposed on the analog control signal is removed from the analog control signal by the differential amplifier circuit 83a when the analog control signal is input to the input unit 82a.
  • R1, R2, R3, and R4 are resistance arrays, variation in resistance is suppressed and more noise is removed.
  • the light source unit 61 emits illumination light by an analog control signal flowing from the error amplifier 82.
  • the brightness of the illumination light is smoothly switched by an analog control signal that varies according to the operation amount of the operation unit 15a. Thereby, the switching of the illumination light is switched following and reacting to the operation of the operation unit 15a.
  • the brightness of the illumination light can be switched smoothly by controlling the light source unit 61 with the analog control signal. Accordingly, in the present embodiment, when switching the brightness of the illumination light, the followability and the reactivity can be improved as compared with the case of using a digital signal, and the brightness of the illumination light without causing any trouble in the switching operation of the illumination light. Can be switched. Therefore, in the present embodiment, an appropriate brightness can be set even if the light transmittance is different for each model of the endoscope 12, and the optimum brightness can be set according to the operator's preferred brightness and the condition of the observation object. Can provide brightness. In the present embodiment, noise can be reliably increased by removing noise from the analog control signal by the differential amplifier circuit 83a.
  • the brightness of the illumination light can be smoothly switched without being affected by the external device by the differential amplifier circuit 83a.
  • the differential amplifier circuit 83a is disposed in the input unit 82a, so that the analog control signal is input to the input unit 82a in a state where the removed noise is superimposed on the analog control signal again. Can be prevented.
  • the common mode removing unit 83 may include a common mode choke coil 83b.
  • the light source power supply device 60 can be made cheaper than in the first embodiment.
  • the common mode removal unit 83 may include an instrumentation circuit 83c.
  • CMRR can be improved as compared with the first embodiment, more noise can be removed.
  • the light source power supply device 60 may include a variable resistor 84 that adjusts the balance between OP2 and OP3.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment.

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Abstract

 内視鏡(12)の光源用電源装置(60)は、出力制御ユニット(70)から制御信号が入力する入力部(82a)を有し、制御信号によって照明光を切り替える光源ユニット(80)と、出力制御ユニット(70)と入力部(82a)とに接続しており、制御信号を伝送する電流制御信号線(81a)と、GND線(81b)とを有する制御信号ケーブル(81)とを有している。また光源用電源装置(60)は、入力部(82a)に配設され、制御信号ケーブル(81)に接続し、制御信号ケーブル(81)に重畳されたノイズを除去するコモンモード除去部(83)をさらに有する。

Description

内視鏡の光源用電源装置
 本発明は、内視鏡の光源装置のために配設されている内視鏡の光源用電源装置に関する。
 内視鏡の光源用電源装置は、照明光の明るさを切り替えるために、光源装置への出力電流を切り替える機能を有している。このため、例えば、リレー回路やスイッチング回路等が用いられ、設定値が選択される。これにより、出力電流が切り替えられる。具体的には、光源装置は、出力電流を、例えば、18A、19A、20Aといったような予め設定されている固定値のいずれかに切り替えている。この場合、切り替え指示を行うための制御信号は、リレー回路やスイッチング回路を駆動させるためのデジタル制御信号である。
 このようなデジタル信号によって照明光の明るさを切り替える技術は、例えば特許文献1に開示されている。
特開2005-237430号公報
 前記したように、照明光の明るさの切り替えには、デジタル制御信号が用いられている。言い換えると、前記したように予め設定された複数の固定値の切り替えが実施される。よって、出力電流が線形的に変化せず、言い換えると照明光の明るさが滑らかに変化することはできない。このため、光源用電源装置を共用する複数の内視鏡において、内視鏡同士の機種が異なる場合、内視鏡の機種毎に光の透過率が異なってしまい、適切な明るさの設定がしにくい。また、術者の好みの明るさや観察対象物の状況に応じて、最適な明るさは異なっている。このためデジタル制御信号は、これらに容易に対応しない。
 照明光の明るさが滑らかに切り替わるためには、出力電流が線形的に変化する必要がある。このためには、制御信号自体がデジタル信号に代わりアナログ信号を用いる必要がある。しかし、一般的に、外来するノイズに対するアナログ信号の耐性は弱く、ノイズがアナログ信号に重畳する。これにより、光源装置は、誤作動が発生する虞が生じる。
 本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、ノイズに対する耐性が強く、照明光の明るさを滑らかに切り替えることができ、内視鏡の機種毎に光の透過率が異なっても適切な明るさを設定ができ、また、術者の好みの明るさや観察対象物の状況に応じて最適な明るさを提供できる内視鏡の光源用電源装置を提供することを目的とする。
 本発明の光源用電源装置の一態様は、照明光を出射する光源部と、前記光源部を制御するために、線形的に変化する出力電流に含まれる制御信号を出力する出力制御ユニットと、前記出力制御ユニットから前記制御信号が入力する制御信号入力部を有し、前記制御信号によって前記照明光を切り替える光源ユニットと、前記出力制御ユニットと前記制御信号入力部とに接続しており、前記制御信号を伝送する電流制御信号線と、GND線とを有する制御信号ケーブルと、前記制御信号入力部に配設され、前記制御信号ケーブルに重畳されたノイズを除去するコモンモード除去部と、を具備する。
 本発明によれば、ノイズに対する耐性が強く、照明光の明るさを滑らかに切り替えることができ、内視鏡の機種毎に光の透過率が異なっても適切な明るさを設定でき、また、術者の好みの明るさや観察対象物の状況に応じて最適な明るさを提供できる内視鏡の光源用電源装置を提供することができる。
図1は、本発明に係る内視鏡システムの概略構成図である。 図2は、第1の実施形態における電源装置の回路構成を示す図である。 図3は、第1の実施形態の第1の変形例における電源装置の回路構成を示す図である。 図4は、第1の実施形態の第2の変形例における電源装置の回路構成を示す図である。
 以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。 
 [第1の実施形態] 
 [構成] 
 図1と図2とを参照して第1の実施形態について説明する。
 [内視鏡システム10] 
 図1に示すように、内視鏡システム10は、例えば所望する観察対象物を撮像する内視鏡12と、内視鏡12の周辺装置13とを有している。
 [周辺装置13]
 周辺装置13は、台車13aに搭載される。周辺装置13は、内視鏡システム10全体の制御及び演算処理等を行う制御装置14(例えばビデオプロセッサ)と、照明光を生成する光源装置15とを有している。また周辺装置13は、内視鏡12の撮像部(図示しない)によって撮像された画像に対して種々の画像処理を行う画像処理装置16と、画像と画像データ(画像処理装置4によって画像処理された画像)と装置状態や操作指示状態等を表示する画像表示装置17とをさらに有している。
 制御装置14は、光源装置15と画像処理装置16と画像表示装置17とに接続し、これらを制御している。 
 光源装置15と画像処理装置16とは、内視鏡12の後述するコネクタ41aと着脱自在に接続している。また光源装置15と画像処理装置16とは、画像表示装置17と接続している。
 光源装置15は、後述する光源部61を操作する例えばつまみなどの操作部を有している。操作部の操作量は、光源部の明るさを切り替える。言い換えると操作部は、光源部が出射する照明光の光量を調整する。
 画像表示装置17は、例えば、撮像部によって撮像された観察対象物を表示する。画像表示装置17は、例えばモニタを有する。この観察対象物とは、例えば、被検体(例えば体腔)内における患部や病変部等である。
 [内視鏡12] 
 図1に示すように内視鏡12は、患者の体腔内に挿入される中空の細長い挿入部20と、挿入部20の基端部と連結し、内視鏡12を操作する操作部30とを有している。
 [挿入部20] 
 図1に示すように、挿入部20は、挿入部20の先端部20a側から挿入部20の基端部側に向かって、先端硬質部21と、湾曲部23と、可撓管部25とを有している。先端硬質部21の基端部は湾曲部23の先端部と連結し、湾曲部23の基端部は可撓管部25の基端部と連結している。
 先端硬質部21は、挿入部20の先端部20a及び内視鏡12の先端部として機能し、硬く、曲がらない。先端硬質部21は、例えば観察対象物を撮像する図示しない撮像部を有している。撮像部は、例えば、CMOS撮像素子などを有している。また先端硬質部21は、撮像部の前方に配設されている観察窓21aと、照明光を出射する照明窓21bと、内視鏡用処置具51が突出し、処置具挿通チャンネル35と連通している開口部21cとを有している。 
 湾曲部23は、後述する湾曲操作部37の操作によって、例えば上下左右といった所望の方向に湾曲する。湾曲部23が湾曲することにより、先端硬質部21の位置と向きとが変わり、観察対象物が観察視野内に捉えられ、照明光が観察対象物に照明される。 
 可撓管部25は、所望な可撓性を有している。可撓管部25は、外力によって曲がる。可撓管部25は、操作部30の後述する本体部31から延出されている管状部材である。
 [操作部30] 
 図1に示すように、操作部30は、可撓管部25が延出している本体部31と、本体部31の基端部と連結し、内視鏡12を操作する操作者によって把持される把持部33と、把持部33と接続しているユニバーサルコード41とを有している。
 [本体部31] 
 本体部31は、処置具挿入口35aを有している。処置具挿入口35aは、処置具挿通チャンネル35の基端部と連結している。処置具挿通チャンネル35は、挿入部20内において、可撓管部25から先端硬質部21に渡って配設されている。処置具挿通チャンネル35の先端部は、先端硬質部21に配設されている開口部21cと連通している。処置具挿入口35aは、内視鏡用処置具51を処置具挿通チャンネル35に挿入するための挿入口である。内視鏡用処置具51は、処置具挿入口35aから処置具挿通チャンネル35に挿入され、先端硬質部21側まで押し込まれる。そして内視鏡用処置具51は、開口部21cから突出される。内視鏡用処置具51は、例えば、超音波メスや、高周波ナイフなどを含む。
 [把持部33] 
 把持部33は、湾曲部23を湾曲操作する湾曲操作部37を有している。 
 また把持部33は、本体部31が術者に把持された際に、術者の手によって操作されるスイッチ部39を有している。スイッチ部39は、吸引スイッチ39aと、送気・送水スイッチ39bとを有する。吸引スイッチ39aは、先端硬質部21に配設されている吸引開口部を兼ねる開口部21cから吸引チャンネルを兼ねる処置具挿通チャンネルを介して、粘液や流体等を内視鏡12が吸引するときに操作される。送気・送水スイッチ39bは、先端硬質部21において撮像部の観察視野(観察窓21b)を確保するために図示しない送気・送水チャンネルから流体を送気・送水するときに操作される。送気・送水チャンネルは、ユニバーサルコード41と操作部30と挿入部20とを挿通している。送気・送水チャンネルの先端部は、先端硬質部21において開口している開口部21dと連通している。流体は、水や気体を含む。 
 またスイッチ部39は、各種の操作部39cを有している。
 [ユニバーサルコード41] 
 ユニバーサルコード41は、把持部33の側面から延出されている。ユニバーサルコード41の端部は分岐しており、それぞれにコネクタ41aが配設されている。コネクタ41aの一方は光源装置15に着脱可能となっており、コネクタ41aの他方は画像処理装置16に着脱可能となっている。
 [光源用電源装置60] 
 図2に示すように、内視鏡システム10は、光源装置15に配設され、線形的(リニア)に変化する出力電流を基に照明光の明るさを切り替え、照明光を調光する内視鏡12の光源用電源装置60を有している。この線形的に変化する出力電流は、例えば、アナログ制御信号を含む。
 光源用電源装置60は、照明光を出射する光源部61と、光源部61を制御するために、前記した出力電流に含まれているアナログ制御信号を出力する出力制御ユニット70を有している。また光源用電源装置60は、光源部61を有し、出力制御ユニット70から出力されたアナログ制御信号によって光源部61を制御して、アナログ制御信号によって、照明光を切り替えて、照明光を調光する光源ユニット80をさらに有している。
 また光源用電源装置60は、出力制御ユニット70と光源ユニット80の後述する入力部82aとに接続している制御信号ケーブル81をさらに有している。制御信号ケーブル81は、アナログ制御信号を出力制御ユニット70から入力部82aに伝送する電流制御信号線81aと、GND線81bとを有する。 
 [制御信号ケーブル81] 
 制御信号ケーブル81は、例えば、外部機器を示す内視鏡用処置具51などから発生したノイズに影響されないように図示しないシールドによって覆われている。
 出力制御ユニット70と光源ユニット80とは、後述する制御信号ケーブル81によって互いに電気的に接続している。また出力制御ユニット70と光源ユニット80とは、それぞれのGNDが同じ電位レベルになるように、例えば同じシャーシ等のベース部材に搭載されており、共通のGNDに接続されている。
 [光源部61] 
 光源部61は、例えば、放電ランプなどを有している。光源部61は、図示しないライトガイドと接続している。ライトガイドは、例えばユニバーサルコード41と把持部33と本体部31と挿入部20との内部に配設されており、照明窓21bと接続している。光源部61から出射された照明光は、ライトガイドによって導光されて、照明窓21bから出射される。
 [出力制御ユニット70] 
 出力制御ユニット70は、操作部15aと接続している。出力電流の出力量、詳細にはアナログ制御信号の値は、操作部15aの操作量に応じて可変する。出力制御ユニット70は、操作部15aの操作量に応じて可変した出力量を有する出力電流を出力する。そして、出力制御ユニット70は、出力電流によって光源部61を制御する。
 [光源ユニット80の構成1] 
 光源ユニット80は、出力制御ユニット70からアナログ制御信号が入力される制御信号入力部である入力部82aを有するエラーアンプ82を有している。
 また光源ユニット80は、アナログ制御信号が入力する入力部82aに配設され、電流制御信号線81aとGND線81bとに接続し、電流制御信号線81aとGND線81bとに重畳されたノイズを除去するコモンモード除去部83をさらに有している。
 [コモンモード除去部83・差動アンプ回路83a] 
  コモンモード除去部83は、例えば、差動アンプ回路83aを有する。制御信号ケーブル81が例えば外部機器を示す内視鏡用処置具51などから発生したノイズを受けた際、ノイズが電流制御信号線81aとGND線81bとに重畳される。電流制御信号線81aとGND線81bとにおいて、ノイズは、それぞれ同相、同レベルであり、コモンモードノイズである。ノイズが重畳されたアナログ制御信号が入力部82aに入力される際に、差動アンプ回路83aはノイズを除去する。
 差動アンプ回路83aにおいて、ノイズ除去特性は、使用するオペアンプの同相除去比(Common Mode Rejection Ratio(以下、CMRR))によって決まる。CMRRは、例えば、通常80dB程度である。
 差動アンプ回路83aの抵抗を、R1、R2、R3、R4とすると、R1=R2、R3=R4とする。R1、R2、R3、R4は、抵抗アレイである。
 なおコモンモード除去部83の差動アンプ回路83aの入力端は抵抗R1,R2を介して、制御信号ケーブル81と電気的に接続している。これにより、出力制御ユニット70から出力されたアナログ制御信号は、差動アンプ回路83aに入力される。ここでは、差動アンプ回路83aは、差動アンプ回路83aの入力端(+)と電気的に接続している抵抗R3を介して接地する。
 [光源ユニット80の構成2] 
 また光源ユニット80は、トランスユニット91と、トランスユニット91の一次側に配設されている制御部93と、制御信号入力部95及び平滑素子97と、トランスユニット91の二次側に設けられた整流回路99とを有している。
 [トランスユニット91] 
 トランスユニット91は、増幅部を構成するユニットである。この増幅部は、例えば、設計に従った変圧比(電流比)を有する変圧器を主に有する。
 [制御部93] 
 制御部93は、トランスユニット91の一次側配線に接続する電流制御素子93aと、電流制御素子93aを制御する制御部であるDC-DC部制御IC93bとを有している。電流制御素子93aは、例えば、NchFETを有している。
 [制御信号入力部95] 
 制御信号入力部95は、制御信号ケーブル81を介して出力制御ユニット70と電気的に接続している。そして制御信号入力部95には、制御信号ケーブル81からアナログ制御信号が入力する。この制御信号入力部95は、エラーアンプ82及び電流検知抵抗Rによって形成されるエラー検出部95aと、前記したコモンモード除去部83とを有している。
 エラー検出部95aにおいて、エラーアンプ82の入力端には、電流検知抵抗Rによって生じる二次側電流と、差動アンプ回路83aの出力電流とが入力される。電流検知抵抗Rは、トランスユニット91の二次側配線と接続している。
 また制御信号入力部95は、回路を保護するための絶縁素子101を介して制御部93の入力側と接続している。そして差分は、エラーアンプ82の出力端から、絶縁素子101を介して、制御部93に出力される。絶縁素子101は、トランスユニット91の操作者、患者が触れる可能性がある回路を商用電源と繋がる1次回路から分離するために、例えば、フォトカプラ素子等を用いて、入出力間を光によって信号伝達を行い電気的に絶縁する素子である。
 [作用] 
 光源装置15の操作部15aが操作されると、出力制御ユニット70は操作量に応じて出力電流であるアナログ制御信号を出力する。このアナログ制御信号は、制御信号ケーブル81の電流制御信号線81aに流れる。
 このとき、電流制御信号線81aとGND線81bとには、例えば外部機器を示す内視鏡用処置具51などから発生するノイズの一部が重畳される。なおノイズの他部は、図示しないシールドによって、除去される。
 アナログ制御信号に重畳されているノイズは、アナログ制御信号が入力部82aに入力される際に、差動アンプ回路83aによってアナログ制御信号から除去される。
 またR1、R2、R3、R4が抵抗アレイであるため、抵抗のばらつきが抑えられ、より多くのノイズが除去される。
 光源部61は、エラーアンプ82から流れるアナログ制御信号によって、照明光を出射する。照明光の明るさは、操作部15aの操作量に応じて可変するアナログ制御信号によって、滑らかに切り替わる。これにより照明光の切り替えは、操作部15aの操作に追従及び反応して切り替わる。
 [効果] 
 このように本実施形態では、アナログ制御信号によって光源部61を制御することで、照明光の明るさを滑らかに切り替えることができる。これにより本実施形態では、照明光の明るさを切り替える際に、デジタル信号を用いる場合に比べて追従性及び反応性を向上でき、照明光の切り替え操作に支障が生じることなく照明光の明るさを切り替えることができる。よって本実施形態では、内視鏡12の機種毎に光の透過率が異なっても適切な明るさを設定ができ、また、術者の好みの明るさや観察対象物の状況に応じて最適な明るさを提供できる。 
 また本実施形態では、差動アンプ回路83aによってアナログ制御信号からノイズを除去することで、ノイズに対する耐性を確実に強くできる。
 また本実施形態では、差動アンプ回路83aによって外部機器に影響されること無く、照明光の明るさを滑らかに切り替えることができる。
 また本実施形態では、差動アンプ回路83aが入力部82aに配設されることで、除去したノイズがアナログ制御信号に再び重畳された状態で、このアナログ制御信号が入力部82aに入力することを防止できる。
 また本実施形態では、差動アンプ回路83aの抵抗に抵抗アレイを用いることで、抵抗のばらつきを抑えることができ、より多くのノイズを除去できる。
 [第1の変形例] 
 図3に示すように、コモンモード除去部83は、コモンモードチョークコイル83bを有していても良い。この場合、光源用電源装置60を第1の実施形態よりも安価にすることができる。
 [第2の変形例] 
 図4に示すように、コモンモード除去部83は、インスツルメンテーション回路83cを有していても良い。この場合、第1の実施形態よりも、CMRRを向上できるため、より多くのノイズを除去できる。
 なお光源用電源装置60は、OP2とOP3とのバランスを調整する可変抵抗84を有していても良い。
 本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。

Claims (4)

  1.  照明光を出射する光源部と、
     前記光源部を制御するために、線形的に変化する出力電流に含まれる制御信号を出力する出力制御ユニットと、
     前記出力制御ユニットから前記制御信号が入力する制御信号入力部を有し、前記制御信号によって前記照明光を切り替える光源ユニットと、
     前記出力制御ユニットと前記制御信号入力部とに接続しており、前記制御信号を伝送する電流制御信号線と、GND線とを有する制御信号ケーブルと、
     前記制御信号入力部に配設され、前記制御信号ケーブルに重畳されたノイズを除去するコモンモード除去部と、
     を具備する内視鏡の光源用電源装置。
  2.  前記コモンモードノイズ除去部は、差動アンプ回路を有する請求項1に記載の内視鏡の光源用電源装置。
  3.  前記コモンモードノイズ除去部は、コモンモードチョークコイルを有する請求項1に記載の内視鏡の光源用電源装置。
  4.  前記コモンモードノイズ除去部は、インスツルメンテーション回路を有する請求項1に記載の内視鏡の光源用電源装置。
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