WO2014038251A1 - 光源システム - Google Patents

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WO2014038251A1
WO2014038251A1 PCT/JP2013/064049 JP2013064049W WO2014038251A1 WO 2014038251 A1 WO2014038251 A1 WO 2014038251A1 JP 2013064049 W JP2013064049 W JP 2013064049W WO 2014038251 A1 WO2014038251 A1 WO 2014038251A1
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pulse
unit
light source
duty ratio
circuit
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涼平 香川
秀次 高橋
秀太郎 河野
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オリンパスメディカルシステムズ株式会社
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    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]
    • H05B45/39—Circuits containing inverter bridges
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    • A61B1/00004—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing
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    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Definitions

  • the present invention relates to a light source system suitable for an endoscope.
  • a light source system is employed to perform imaging inside the cavity.
  • a light emitting unit such as an LED may be provided at a distal end portion of an insertion portion of an endoscope.
  • Such an LED emits light by a driving pulse from a video processor that drives the endoscope.
  • the video processor controls the light emission of the LED by PWM drive that changes the duty ratio of the drive pulse. Since the LED has a characteristic that the temperature rises with light emission, in order to prevent the temperature rise of the LED, the endoscope is provided with a heat radiation measure such as adopting a ceramic substrate having high thermal conductivity. Yes. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-252516 adopts a technique for controlling the light quantity of an LED in accordance with the detection result of a temperature sensor for controlling the heat generation of an endoscope.
  • the video processor controls the duty ratio of the LED drive pulse in accordance with the heat radiation characteristics of each endoscope, so that the temperature rise of the LED is equal to or lower than the temperature specified for each endoscope. It is like that.
  • the video processor detects the type of endoscope to be connected, and determines the duty ratio of the drive pulse based on the detection result. For this reason, if the type of endoscope is erroneously detected, the amount of heat generated by the LED cannot be correctly controlled. Further, when a failure occurs in which an output pin for supplying an LED drive pulse to an endoscope is fixed at a high level (hereinafter referred to as H level) or a low level (hereinafter referred to as L level), the LED It becomes impossible to control the amount of heat generated correctly.
  • H level high level
  • L level low level
  • An object of the present invention is to provide a light source system capable of pulse-driving an illuminating unit with a duty ratio equal to or lower than a duty ratio permitted for the illuminating unit even when a failure or the like occurs.
  • a light source system includes an illumination unit having a pulse-driven light source and a drive circuit that generates a drive pulse for pulse-driving the light source, and is detachably connected to the illumination unit
  • a light source system having a control unit, provided in the illumination unit, a signal generation unit for generating a signal indicating a duty ratio of the drive pulse allowed in the illumination unit, and provided in the illumination control unit, the drive A limiting unit that limits a duty ratio of the pulse to a duty ratio or less based on a signal from the signal generation unit.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a specific circuit configuration of a duty detection unit 70 in FIG. 3.
  • the wave form diagram which shows the signal waveform of each part of FIG.
  • the block diagram which shows the specific example of the warning control part 100.
  • FIG. FIG. 2 is a block diagram showing an example of a specific configuration of an image processing / display control unit 111.
  • the circuit diagram which shows the structure at the time of using a bus switch.
  • FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration in which transistors 83 and 84 and an inverter 85 are employed instead of the bus switch 81 in FIG. 8.
  • the circuit diagram which shows the example which employ
  • FIG. 11 is a table for explaining the operation in the example of FIG.
  • the circuit diagram which shows the example which replaced with the AND circuit 23 and employ
  • FIG. 1 is a block diagram showing a light source system according to a first embodiment of the present invention.
  • the light source system is applied to an endoscope apparatus including an endoscope and a processor unit.
  • the light source system in this embodiment can be applied to all systems in which an illumination unit having a pulse-driven light source and an illumination control unit that controls the illumination unit are configured to be detachable from each other.
  • the endoscope apparatus includes an endoscope 11 that constitutes an illumination unit and a processor unit 21 that constitutes an illumination control unit.
  • the endoscope 11 has an elongated insertion portion 12 that can be inserted into a lumen or the like, and the proximal end side of the insertion portion 12 is detachably connected to the processor unit 21 by a connector (not shown). It has become. In this way, different types of endoscopes can be attached to the processor unit 21.
  • an imaging element 13 for capturing an image of a subject in a lumen or the like and an LED 14 constituting a light source are disposed.
  • the LED 14 is driven by an LED drive circuit 22 so that it can irradiate a subject with illumination light.
  • the imaging element 13 is configured by a CCD, a CMOS sensor, or the like. Return light from the subject is incident on the imaging surface, photoelectrically converts the incident subject optical image, and sequentially outputs imaging outputs based on the accumulated charges.
  • the image sensor 13 operates when a drive signal including a synchronization signal is supplied by a synchronization controller 31 in a control unit 30 provided in the processor unit 21, and supplies an imaging output to the processor unit 21.
  • the imaging output is processed in the processor unit 21 and an endoscopic image based on the imaging output can be displayed on a display unit (not shown).
  • a display unit not shown.
  • FIG. 1 the processing circuit and the display unit that process the imaging output are shown. The illustration is omitted.
  • the controller 30 includes a synchronous controller 31, a light control circuit 32, and an endoscope type identification circuit 33.
  • the control unit 30 can be configured by, for example, a DSP (Digital Signal Processing) or an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • the synchronization controller 31 generates a synchronization signal for controlling each unit.
  • the dimming circuit 32 is supplied with a synchronization signal from the synchronization controller 31 and generates a PWM pulse for driving the LED 14 in synchronization with the synchronization signal.
  • the dimming circuit 32 may generate a PWM pulse in synchronization with scanning of the image sensor 13.
  • the PWM pulse from the dimming circuit 32 is output via the output terminal 34 of the control unit 30.
  • the PWM pulse from the control unit 30 is supplied to the LED drive circuit 22 via the AND circuit 23.
  • the LED drive circuit 22 generates a drive pulse based on the input PWM pulse and supplies it to the LED 14.
  • the LED 14 is driven by a driving pulse to emit light.
  • the LED 14 emits light with a light emission amount corresponding to the duty ratio of the drive pulse, that is, the duty ratio of the PWM pulse. Therefore, the LED 14 can be dimmed and controlled by controlling the duty ratio of the PWM pulse output from the dimming circuit 32.
  • the LED 14 generates heat with a heat generation amount corresponding to the light emission amount.
  • the endoscope type identification circuit 33 provided in the control unit 30 of the processor unit 21 identifies the type of the connected endoscope. For this identification, the endoscope type identification circuit 33 acquires type information from the endoscope 11.
  • the endoscope 11 is provided with a type information generating unit 15.
  • the type information generating unit 15 can be configured by a memory, a mechanical jumper switch, or the like, so that type information regarding the type of endoscope can be generated and supplied to the connected processor unit 21. It has become.
  • the endoscope type identification circuit 33 identifies the type of the currently connected endoscope based on the inputted type information, and outputs information based on the identification result to the dimming circuit 32.
  • the endoscope has different heat dissipation characteristics for each type, and the heat generation amount allowed as the heat generation amount of the LED 14 is defined according to the heat dissipation characteristics, and the driving of the LED 14 is corresponding to the heat generation amount.
  • An upper limit of the pulse duty ratio (hereinafter referred to as an allowable duty ratio) is defined for each type of endoscope.
  • the light control circuit 32 determines the upper limit of the duty ratio of the generated PWM pulse according to the information based on the identification result from the endoscope type identification circuit 33. Thereby, the dimming circuit 32 can output a PWM pulse having a duty ratio equal to or lower than the allowable duty ratio according to the type of the endoscope 11 connected thereto. Thus, the dimming circuit 32 can control the light emission amount and the heat generation amount of the LED 14 for each type of endoscope.
  • the dimming circuit 32 may generate a PWM pulse having a duty ratio larger than the allowable duty ratio permitted for each type of the connected endoscope 11.
  • the output terminal 34 may be fixed at the H level due to a failure of the output terminal 34 of the control unit 30. Also in this case, it is conceivable that a PWM pulse having a duty ratio larger than the allowable duty ratio of the endoscope 11 is output from the control unit 30.
  • the LED driving is performed so that the light emission amount and the heat generation amount of the LED 14 are within a range of values allowed for the endoscope connected to the processor unit 21 regardless of failure or erroneous detection.
  • the duty ratio of the PWM pulse supplied to the circuit 22 is limited to be equal to or less than the allowable duty ratio allowed for the endoscope.
  • an AND circuit 23 serving as a limiting unit and a fixed PWM generating unit 16 serving as a signal generating unit are provided.
  • the fixed PWM generator 16 receives a synchronization signal from the synchronization controller 31 and generates a fixed PWM pulse having the same duty ratio as the allowable duty ratio allowed for the endoscope 11 in synchronization with the synchronization signal. To output. That is, the fixed PWM generation unit 16 generates a fixed PWM pulse having an allowable duty ratio defined for each endoscope for each endoscope.
  • the fixed PWM generator 16 may generate a PWM pulse in synchronization with the scanning of the image sensor 13. In the present embodiment, the fixed PWM pulse from the fixed PWM generator 16 and the PWM pulse from the dimming circuit 32 need only be synchronized.
  • the AND circuit 23 obtains an AND result between the PWM pulse from the control unit 30 and the fixed PWM pulse from the fixed PWM generation unit 16 provided in the endoscope 11, and supplies the AND result to the LED drive circuit 22. It has become.
  • the AND circuit 23 limits the duty ratio of the pulse supplied to the LED drive circuit 22 to be equal to or less than the duty ratio of the fixed PWM pulse of the fixed PWM generation unit 16.
  • FIG. 2A shows the PWM pulse generated by the dimming circuit 32
  • FIG. 2B shows the output of the output terminal 34
  • FIG. 2C shows the output of the fixed PWM generator 16
  • FIG. (D) shows the output of the AND circuit 23.
  • the PWM pulse shown in FIG. FIG. 2C shows a fixed PWM pulse
  • the duty ratio of the PWM pulse shown in FIG. 2A is smaller than the allowable duty ratio
  • the output of the dimming circuit 32 is normal.
  • the PWM pulse of the dimming circuit 32 is supplied from the output terminal 34 to the LED drive circuit 22 via the AND circuit 23.
  • the LED drive circuit 22 generates a drive pulse with the same frequency as the input PWM pulse and the same duty ratio, and supplies it to the LED 14.
  • the LED 14 is pulse-driven and emits light with a light emission amount corresponding to the duty ratio of the PWM pulse.
  • the output of the output terminal 34 is fixed to the H level as shown in FIG. If the output of the output terminal 34 is supplied to the LED drive circuit 22 as it is, the duty ratio of the output of the LED drive circuit 22 becomes 100%, and the heat generation amount of the LED 14 is equal to the heat generation amount allowed for the endoscope 11. It will exceed.
  • the output of the output terminal 34 is supplied to the AND circuit 23, and the AND circuit 23 obtains the AND result of the output from the output terminal 34 and the fixed PWM pulse from the fixed PWM generator 16.
  • the LED drive circuit 22 is supplied. Since the fixed PWM pulse from the fixed PWM generator 16 is a pulse with an allowable duty ratio, the output of the AND circuit 23 is also an output with a duty ratio equal to or lower than the allowable duty ratio. As shown in FIG. 2D, when the output of the output terminal 34 is fixed at the H level, the output of the AND circuit 23 is a pulse that matches the allowable duty ratio.
  • the PWM pulse from the dimming circuit 32 and the fixed PWM pulse from the fixed PWM generator 16 are generated in synchronization with the synchronization signal from the synchronization controller 31 and no failure has occurred in the output terminal 34.
  • the PWM pulse from the dimming circuit 32 is given to the LED drive circuit 22 as it is. Further, even when an error occurs in identification of the endoscope type, or when a PWM pulse having a duty ratio larger than the allowable duty ratio is output from the dimming circuit 32 due to a failure of the dimming circuit 32 or the like, AND
  • the circuit 23 supplies the LED drive circuit 22 with a pulse having an allowable duty ratio of a fixed PWM pulse.
  • each endoscope is provided with a fixed PWM generator that generates a fixed PWM pulse having an allowable duty ratio corresponding to the heat generation amount defined for each endoscope type.
  • the pulse resulting from AND of the PWM pulse from the optical circuit and the fixed PWM pulse is supplied to the LED drive circuit, which is acceptable for each endoscope regardless of an endoscope type misjudgment or failure of each part.
  • the LED can be driven at a duty ratio equal to or less than the duty ratio corresponding to the generated heat generation amount, and the LED can be prevented from generating heat exceeding the heat generation amount allowed for each endoscope.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
  • the same components as those of FIG. 3 are identical to those of FIG. 3.
  • This embodiment makes it possible to detect a failure of a signal cable or a circuit for driving the LED 14.
  • the processor unit 41 is provided with a control unit 50 instead of the control unit 30 of FIG.
  • the control unit 50 employs a dimming circuit 60 in place of the dimming circuit 32 of FIG. 1, and a warning control unit 100 is added.
  • the dimming circuit 60 can be configured by a DSP, FPGA, or the like.
  • the dimming circuit 60 includes a PWM generation unit 62, a duty calculation unit 63, and a failure analysis unit 64.
  • the PWM generator 62 is supplied with a synchronization signal from the synchronization controller 31 and generates a PWM pulse for driving the LED 14 in synchronization with the synchronization signal.
  • the PWM pulse from the PWM generator 62 is output via the output terminal 34. Further, the PWM generator 62 determines the upper limit of the duty ratio of the generated PWM pulse according to the information based on the identification result from the endoscope type identification circuit 33.
  • the PWM generator 62 can output a PWM pulse having a duty ratio equal to or lower than the allowable duty ratio according to the type of the connected endoscope 11.
  • the PWM generation unit 62 can control the light emission amount and the heat generation amount of the LED 14 for each type of endoscope.
  • the LED 14 is normal due to various reasons such as short-circuiting or opening of a signal cable that transmits a driving pulse from the LED driving circuit 22, an erroneous determination of an endoscope type, a failure of the output terminal 34, a failure of the PWM generator 62, and the like. It can be considered that the motor is not driven by a PWM pulse. Therefore, in this embodiment, the failure ratio is analyzed by detecting the duty ratio of the LED voltage generated in the LED 14 and comparing it with the PWM pulse, and the analysis result is presented to the operator and recorded. Can be done.
  • the duty calculation unit 63 in the dimming circuit 60 calculates the duty ratio of the LED voltage by digital processing.
  • the duty detection unit 70 performs processing for converting the LED voltage into a digital value that can be digitally processed. That is, the duty detection unit 70 is connected to one of a pair of signal lines for supplying a drive pulse from the LED drive circuit 22 to the LED 14 and detects a pulse corresponding to the LED voltage of the LED 14.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a specific circuit configuration of the duty detection unit 70 in FIG.
  • FIG. 5 is a waveform diagram showing signal waveforms at various parts in FIG.
  • FIG. 5A shows an LED current waveform flowing through the LED 14
  • FIG. 5B shows an LED voltage waveform.
  • the operational amplifier 71 has an output terminal connected to a negative phase input terminal and acts as an impedance converter.
  • the operational amplifier 71 has a high impedance input terminal, and extracts the LED voltage shown in FIG. 5B from the signal cable.
  • the output terminal of the operational amplifier 71 is connected to the positive phase input terminal of the operational amplifier 72 via the capacitor C1.
  • a bias is added to the LED voltage, and this bias component is removed by AC coupling by the capacitor C1.
  • the positive phase input terminal of the operational amplifier 72 is connected to the connection point of the resistors R1 and R2.
  • the resistors R1 and R2 are respectively connected to the power supply terminals, and the connection point between the resistors R1 and R2 is biased to a predetermined voltage.
  • the output terminal of the operational amplifier 72 is connected to the power supply terminal via the resistors R3 and R4, and the connection point of the resistors R3 and R4 is connected to the reverse phase input terminal of the operational amplifier 72.
  • the operational amplifier 72 and the resistors R3 and R4 constitute an amplifier.
  • the amplifier, the capacitor C1, and the resistors R1 and R2 add a bias and amplify the output of the operational amplifier 71, and the amplitude changes within a predetermined level range. Converted to signal waveform.
  • the output terminal of the operational amplifier 72 is supplied to the inverter 73. As shown in FIG. 5C, the output terminal of the operational amplifier 72 is binarized to an H level or an L level by the inverter 73 and then supplied to the duty calculation unit 63. Instead of the inverter 73, a buffer may be employed. In this way, the duty ratio of the drive pulse from the LED drive circuit 22 can be detected.
  • the duty calculation unit 63 calculates the duty ratio by counting the H level period and the L level period of the output of the duty detection unit 70. The calculation result of the duty calculation unit 63 is supplied to the failure analysis unit 64. The failure analyzer 64 is also given information on the duty ratio of the PWM pulse generated by the PWM generator 62.
  • the failure analysis unit 64 compares the duty ratio obtained by the duty calculation unit 63 with the duty ratio of the PWM pulse generated by the PWM generation unit 62. Thus, failure analysis is performed. The failure analysis unit 64 determines that there is no failure when the duty ratio obtained by the duty calculation unit 63 matches the duty ratio of the PWM pulse generated by the PWM generation unit 62. The failure analysis unit 64 determines that there is a failure when these duty ratios do not match.
  • the failure analysis unit 64 can detect from the output of the duty ratio calculation unit 63 that the output of the duty detection unit 70 is not a toggle waveform in which the H level and the L level repeat. That is, when the output of the duty detection unit 70 is fixed at the H level or the L level, the failure analysis unit 64 determines that the signal cable that supplies the drive pulse to the LED 14 is short-circuited. The failure analysis unit 64 determines that the failure modes are different depending on whether the output of the duty detection unit 70 is fixed at the H level or the L level.
  • the failure analysis unit 64 also toggles the output of the duty detection unit 70 when the duty ratio obtained by the duty calculation unit 63 and the duty ratio of the PWM pulse generated by the PWM generation unit 62 do not match. It is determined that the failure mode is different from that when the waveform is not used.
  • the analysis result of the failure analysis unit 64 is supplied to the warning control unit 100.
  • the warning control unit 100 presents the input failure analysis result to the user.
  • the warning control unit 100 converts the analysis result into a form capable of displaying an image, a form capable of outputting sound, or a form capable of recording, and outputs the result to the display unit 100, the sound output unit 102, the recording unit 103, and the like.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a specific example of the warning control unit 100.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating an example of a specific configuration of the image processing / display control unit 111.
  • the warning control unit 100 includes, for example, an image processing / display control unit 111, a buzzer control unit 112, an LED control unit 113, a recording control unit 114, and the like. 6 corresponds to the display unit 101 in FIG. 3, the buzzer 116 corresponds to the audio output unit 102, and the memory 119 corresponds to the recording unit 103.
  • the image processing / display control unit 111 includes an image processing unit 121 and a warning display image generation unit 122.
  • a captured image is supplied from the image sensor 13 to the image processing unit 121 (not shown).
  • the image processing unit 121 performs predetermined video signal processing on the input captured image and outputs the processed image signal to the selector 125.
  • the warning display image generation unit 122 includes a controller 123 and a memory 124.
  • the memory 124 stores image information for displaying a warning.
  • the controller 123 generates a display image for displaying the information read from the memory 124 and outputs it to the selector 125.
  • a failure detection signal indicating the presence or absence of a failure is input to the selector 125 from the failure analysis unit 64.
  • the selector 125 selects and outputs the display image from the warning display image generation unit 122 based on the failure detection signal with failure, and selects and outputs the captured image from the image processing unit 121 with the failure detection signal without failure. To do.
  • the output of the selector 125 is supplied to the monitor 115.
  • a warning message such as “A failure has been confirmed. Please stop using the device and contact the management center” can be displayed on the display screen of the monitor 125.
  • the buzzer control unit 112 causes the buzzer 116 to output a buzzer sound.
  • the LED control unit 113 causes the LED 118 in the front panel 117 to blink, for example.
  • the recording control unit 114 converts the input analysis result into recording data for recording and supplies the recording data to the memory 119. As a result, the failure analysis result is recorded in the memory 119.
  • a non-volatile memory can be employed as the memory 103.
  • control unit 50 performs one or more countermeasures such as stopping the LED drive circuit, stopping the power supply to the endoscope, and notifying the user of the failure. May be automatically executed.
  • the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the failure of the signal cable or circuit for driving the LED is detected and the type of failure is analyzed. It is possible to present the analysis result to the user.
  • the PWM pulse from the control units 30 and 50 and the fixed PWM pulse are given to the AND circuit 23 so that the duty ratio of the drive pulse does not exceed the duty ratio of the fixed PWM pulse.
  • the AND circuit 23 is used to limit the duty ratio, but other elements can be used. For example, a bus switch that switches the bus line at high speed may be employed instead of the AND circuit 23.
  • FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration when a bus switch is used.
  • PWM pulses from the control units 30 and 50 are supplied to the LED drive circuit 22 via the bus switch 81.
  • the bus switch 81 is controlled to be turned on / off by a fixed PWM pulse, and is turned on at the H level of the fixed PWM pulse and turned off at the L level.
  • the output of the bus switch 81 is at the L level.
  • the H level is transmitted only during the H level period of the fixed PWM pulse, and the duty ratio of the pulse supplied to the LED drive circuit 22 is limited to the duty ratio of the fixed PWM pulse or less.
  • FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration in which transistors 83 and 84 and an inverter 85 are employed instead of the bus switch 81 of FIG.
  • a fixed PWM pulse is supplied to the gate of the P-type transistor 84 as it is, and a fixed pulse PWM pulse is inverted and supplied to the gate of the N-type transistor 83 by the inverter 85.
  • the transistors 83 and 34 are turned on at the H level of the fixed PWM pulse to transmit the PWM pulse from the control units 30 and 50 to the LED drive circuit 22 and are turned off at the L level to prevent the transmission of the PWM pulse.
  • the duty ratio of the pulse supplied to the LED drive circuit 22 is limited to be equal to or less than the duty ratio of the fixed PWM pulse.
  • FIG. 10 is a circuit diagram showing an example in which a circuit including a comparator 91 and an amplifier 92 is employed instead of the AND circuit 23.
  • the H level of the PWM pulse from the control units 30 and 50 is 3.3 V and the L level is 0 V
  • the fixed PWM pulse from the type information generating unit 15 is 1 V and the L level is 0 V.
  • FIG. 11 is a chart for explaining the operation in the example of FIG. In FIG. 11, it is assumed that ON is H level and OFF is L level.
  • the fixed PWM pulse Since the duty ratio of the fixed PWM pulse is an allowable duty ratio, as shown in FIG. 11, the fixed PWM pulse does not become L level during the period when the PWM pulse from the control units 30 and 50 is at H level.
  • the fixed PWM pulse of 0V is converted to 1V by a level conversion circuit 93 configured by an amplifier 92, a capacitor C11, and resistors R12 and R13.
  • the 1V fixed PWM pulse is converted to 2V by the level conversion circuit 93.
  • the PWM pulse of 0V (L level) is supplied to the positive phase input terminal of the comparator 91, the fixed PWM pulse of 1V (L level) or 2V (H level) is input to the negative phase input terminal.
  • the output of the comparator 91 is 0V.
  • the duty ratio of the pulse supplied to the LED drive circuit 22 is limited to the duty ratio of the fixed PWM pulse or less.
  • FIG. 12 is a circuit diagram showing an example in which a wired OR circuit 99 is employed in place of the AND circuit 23.
  • the dimming circuits 32 and 60 are at the L level during the power supply period (hereinafter referred to as the ON period) to the LED 14 and at the H level during the non-power supply period (hereinafter referred to as the OFF period). It is assumed that a PWM pulse is generated. Similarly, the fixed PWM pulse is assumed to be L level during the ON period and H level during the OFF period.
  • PWM pulses from the dimming circuits 32 and 60 are output to the inverter 98 via the transistor 96 having an open drain output.
  • the fixed PWM pulse is supplied to the inverter 98 via the transistor 97 having an open drain output.
  • the dimming circuits 32 and 60 and the transistor 96 are configured in the DSP 95.
  • the output terminals of the open-drain output transistors 96 and 97 are connected to a power supply terminal via a pull-up resistor R15, and a wired OR circuit 99 is configured by the transistors 96 and 97 and the pull-up resistor R15.
  • the output of the wired OR circuit 99 is inverted by the inverter 98 and then supplied to the LED drive circuit 22.
  • the input terminal of the transistor 97 is connected to the power supply terminal via the pull-up resistor R16 in order to maintain the input of the LED drive circuit 22 at the L level when the endoscope is not connected.
  • the output of the wired OR circuit 99 becomes L level during the L level period of the PWM pulse from the dimming circuits 32 and 60 and the L level period of the fixed PWM pulse.
  • This L level pulse is inverted by the inverter 98 and supplied to the LED drive circuit 22, and power is supplied to the LED 14.
  • the output of the wired OR circuit 99 is at the H level during the H level period of the fixed PWM pulse. Therefore, the L level is supplied to the LED drive circuit 22 during the H level period of the fixed PWM pulse, and the duty ratio of the drive pulse is limited by the H level period of the fixed PWM pulse. Thus, the duty ratio of the pulse supplied to the LED drive circuit 22 is limited to be equal to or less than the duty ratio of the fixed PWM pulse.

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Abstract

　光源システムは、パルス駆動の光源を有する照明部と、前記光源をパルス駆動するための駆動パルスを発生する駆動回路を具備し前記照明部に着脱自在に接続される照明制御部とを有する光源システムにおいて、前記照明部に設けられ、前記照明部に許容される前記駆動パルスのデューティ比を示す信号を発生する信号発生部と、前記照明制御部に設けられ、前記駆動パルスのデューティ比を前記信号発生部からの信号に基づくデューティ比以下に制限する制限部と、を具備する。

Description

光源システム
　本発明は、内視鏡に好適な光源システムに関する。
　従来より、体腔内等へ細長の内視鏡を挿入して被検部位の観察や各種処置を行うようにした内視鏡が広く用いられている。このような内視鏡においては、腔内の撮影を行うために光源システムが採用される。光源システムとして、内視鏡の挿入部先端部にＬＥＤ等の発光部を備えることがある。このようなＬＥＤは、内視鏡に駆動するビデオプロセッサからの駆動パルスによって発光する。
　ビデオプロセッサは、駆動パルスのデューティ比を変化させるＰＷＭ駆動によってＬＥＤを発光制御するようになっている。ＬＥＤは、発光に伴って温度上昇する特性を有しているので、内視鏡には、ＬＥＤの温度上昇を防ぐために例えば熱伝導率が高いセラミック基板を採用する等の放熱対策が施されている。また、日本国特開２００７－２５２５１６号公報においては、内視鏡の発熱制御のために、温度センサの検出結果に応じてＬＥＤの光量を制御する技術が採用されている。
　ところで、内視鏡の放熱特性は、内視鏡毎に異なる。そこで、従来、ビデオプロセッサは、各内視鏡の放熱特性に応じて、ＬＥＤの駆動パルスのデューティ比を制御することで、ＬＥＤの温度上昇を各内視鏡毎に規定された温度以下とするようになっている。
　上述したように、内視鏡の放熱特性は、内視鏡の種別に応じて変化する。そこで、ビデオプロセッサは、接続される内視鏡の種別を検出し、検出結果に基づいて駆動パルスのデューティ比を決定する。このため、内視鏡の種別を誤検出すると、ＬＥＤの発熱量を正しく制御することができなくなってしまう。また、ＬＥＤの駆動パルスを内視鏡に供給するための出力ピンがハイレベル（以下、Ｈレベルという）又はローレベル（以下、Ｌレベルという）に固定される故障が生じた場合にも、ＬＥＤの発熱量を正しく制御することができなくなってしまう。
　本発明は、故障等が発生した場合でも、照明部に許容されたデューティ比以下のデューティ比で照明部をパルス駆動することができる光源システムを提供することを目的とする。
　本発明の一態様に係る光源システムは、パルス駆動の光源を有する照明部と、前記光源をパルス駆動するための駆動パルスを発生する駆動回路を具備し前記照明部に着脱自在に接続される照明制御部とを有する光源システムにおいて、前記照明部に設けられ、前記照明部に許容される前記駆動パルスのデューティ比を示す信号を発生する信号発生部と、前記照明制御部に設けられ、前記駆動パルスのデューティ比を前記信号発生部からの信号に基づくデューティ比以下に制限する制限部と、を具備する。
本発明の第１の実施の形態に係る光源システムを示すブロック図。 第１の実施の形態の動作を説明するためのタイミングチャート。 本発明の第２の実施の形態を示すブロック図。 図３中のデューティ検出部７０の具体的な回路構成の一例を示す回路図。 図４の各部の信号波形を示す波形図。 警告制御部１００の具体例を示すブロック図。 画像処理／表示制御部１１１の具体的な構成の一例を示すブロック図。 バススイッチを使用した場合の構成を示す回路図。 図８のバススイッチ８１に代えてトランジスタ８３，８４及びインバータ８５を採用した構成を示す回路図。 ＡＮＤ回路２３に代えてコンパレータ９１及びアンプ９２による回路を採用した例を示す回路図。 図１０の例における動作を説明するための図表。 ＡＮＤ回路２３に代えて、ワイヤードＯＲ回路９９を採用した例を示す回路図。
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
　図１は本発明の第１の実施の形態に係る光源システムを示すブロック図である。本実施の形態は、光源システムを内視鏡及びプロセッサ部からなる内視鏡装置に適用したものである。なお、本実施の形態における光源システムは、パルス駆動の光源を有する照明部と照明部を制御する照明制御部とが相互に着脱自在に構成された全てのシステムに適用可能である。
　内視鏡装置は、照明部を構成する内視鏡１１と照明制御部を構成するプロセッサ部２１とによって構成される。内視鏡１１は、管腔内等に挿入可能な細長の挿入部１２を有しており、挿入部１２の基端側は、図示しないコネクタによってプロセッサ部２１に着脱自在に接続されるようになっている。このように、プロセッサ部２１には、異なる種別の内視鏡を装着することができるようになっている。
　挿入部１２の先端には、管腔内等の被写体の映像を撮像するための撮像素子１３及び光源を構成するＬＥＤ１４が配設されている。ＬＥＤ１４は、ＬＥＤ駆動回路２２によって駆動されて、照明光を被写体に照射することができるようになっている。撮像素子１３は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等によって構成されており、被写体からの戻り光が撮像面に入射され、入射した被写体光学像を光電変換し、蓄積した電荷に基づく撮像出力を順次出力する。
　撮像素子１３は、プロセッサ部２１に配設された制御部３０内の同期コントローラ３１によって同期信号を含む駆動信号が供給されて動作し、撮像出力をプロセッサ部２１に供給する。なお、撮像出力はプロセッサ部２１内において処理され、図示しない表示部において撮像出力に基づく内視鏡画像を表示可能になっているが、図１では撮像出力を処理する処理回路及び表示部については図示を省略している。
　制御部３０には、同期コントローラ３１、調光回路３２及び内視鏡種別識別回路３３が構成されている。制御部３０は、例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processing）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等によって構成することができる。同期コントローラ３１は、各部を制御する同期信号を発生する。調光回路３２は、同期コントローラ３１から同期信号が供給され、ＬＥＤ１４をパルス駆動するためのＰＷＭパルスを同期信号に同期させて発生する。調光回路３２は、撮像素子１３の走査に同期してＰＷＭパルスを発生するようにしてもよい。調光回路３２からのＰＷＭパルスは、制御部３０の出力端子３４を介して出力される。
　本実施の形態においては、制御部３０からのＰＷＭパルスは、ＡＮＤ回路２３を介してＬＥＤ駆動回路２２に供給される。ＬＥＤ駆動回路２２は、入力されたＰＷＭパルスに基づく駆動パルスを発生して、ＬＥＤ１４に供給する。ＬＥＤ１４は、駆動パルスによって駆動されて発光する。ＬＥＤ１４は、駆動パルスのデューティ比、即ち、ＰＷＭパルスのデューティ比に応じた発光量で発光する。従って、調光回路３２から出力するＰＷＭパルスのデューティ比を制御することで、ＬＥＤ１４を調光制御することが可能である。
　ＬＥＤ１４は発光量に応じた発熱量で発熱する。ＬＥＤ１４の発熱量を内視鏡毎に管理するために、プロセッサ部２１の制御部３０に設けられた内視鏡種別識別回路３３は、接続されている内視鏡の種別を識別する。この識別のために、内視鏡種別識別回路３３は、内視鏡１１から種別情報を取得するようになっている。内視鏡１１には種別情報発生部１５が設けられている。種別情報発生部１５は、メモリや機械的なジャンパースイッチ等によって構成することができ、内視鏡の種別に関する種別情報を発生して、接続されているプロセッサ部２１に供給することができるようになっている。
　内視鏡種別識別回路３３は、入力された種別情報に基づいて、現在接続されている内視鏡の種別を識別し、識別結果に基づく情報を調光回路３２に出力する。上述したように、内視鏡は、種別毎に放熱特性が異なり、放熱特性に応じて、ＬＥＤ１４の発熱量として許容される発熱量が規定されており、この発熱量に対応してＬＥＤ１４の駆動パルスのデューティ比の上限（以下、許容デューティ比という）が内視鏡の種別毎に規定されている。
　調光回路３２は、内視鏡種別識別回路３３からの識別結果に基づく情報に応じて、発生するＰＷＭパルスのデューティ比の上限を決定する。これにより、調光回路３２は、接続されている内視鏡１１の種別に応じた許容デューティ比以下のデューティ比のＰＷＭパルスを出力することができる。こうして、調光回路３２は、内視鏡の種別毎に、ＬＥＤ１４の発光量、発熱量を制御可能である。
　ところで、種別情報の受信に失敗した場合等のように、内視鏡種別識別回路３３において、接続されている内視鏡の種別を誤ってしまうことが考えられる。この場合には、調光回路３２は、接続されている内視鏡１１の種別毎に許容されている許容デューティ比よりも大きいデューティ比のＰＷＭパルスを発生してしまう可能性がある。また、制御部３０の出力端子３４の故障により、出力端子３４がＨレベルに固定されてしまうことがある。この場合にも、内視鏡１１の許容デューティ比よりも大きいデューティ比のＰＷＭパルスが制御部３０から出力されてしまうことが考えられる。
　そこで、本実施の形態においては、故障や誤検出に拘わらず、ＬＥＤ１４の発光量及び発熱量が、プロセッサ部２１に接続された内視鏡に許容された値の範囲となるように、ＬＥＤ駆動回路２２に供給するＰＷＭパルスのデューティ比を当該内視鏡に許容された許容デューティ比以下に制限するようになっている。このようなデューティ比の制御のために、制限部としてのＡＮＤ回路２３及び信号発生部としての固定ＰＷＭ生成部１６が設けられている。
　固定ＰＷＭ生成部１６は、同期コントローラ３１から同期信号が与えられ、内視鏡１１に許容された許容デューティ比と同一のデューティ比の固定ＰＷＭパルスを同期信号に同期させて発生し、ＡＮＤ回路２３に出力するようになっている。即ち、固定ＰＷＭ生成部１６は、各内視鏡毎に、その種別に応じて規定された許容デューティ比の固定ＰＷＭパルスを発生することになる。なお、固定ＰＷＭ生成部１６は、撮像素子１３の走査に同期してＰＷＭパルスを発生するようにしてもよい。本実施の形態においては、固定ＰＷＭ生成部１６からの固定ＰＷＭパルスと、調光回路３２からのＰＷＭパルスとが同期していればよい。
　ＡＮＤ回路２３は、制御部３０からのＰＷＭパルスと、内視鏡１１に設けられた固定ＰＷＭ生成部１６からの固定ＰＷＭパルスとのアンド結果を求め、アンド結果をＬＥＤ駆動回路２２に供給するようになっている。ＡＮＤ回路２３によって、ＬＥＤ駆動回路２２に供給されるパルスのデューティ比は、固定ＰＷＭ生成部１６の固定ＰＷＭパルスのデューティ比以下に制限される。
　次に、このように構成された実施の形態の動作について図２のタイミングチャートを参照して説明する。図２（ａ）は調光回路３２が発生するＰＷＭパルスを示し、図２（ｂ）は出力端子３４の出力を示し、図２（ｃ）は固定ＰＷＭ生成部１６の出力を示し、図２（ｄ）はＡＮＤ回路２３の出力を示している。
　いま、調光回路３２によって、図２（ａ）に示すＰＷＭパルスが発生しているものとする。図２（ｃ）は固定ＰＷＭパルスを示しており、図２（ａ）に示すＰＷＭパルスのデューティ比は許容デューティ比よりも小さく、調光回路３２の出力は正常である。調光回路３２のＰＷＭパルスは、出力端子３４からＡＮＤ回路２３を介してＬＥＤ駆動回路２２に供給される。ＬＥＤ駆動回路２２は、入力されたＰＷＭパルスと同一周波数で同一デューティ比の駆動パルスを発生して、ＬＥＤ１４に供給する。こうして、ＬＥＤ１４はパルス駆動され、ＰＷＭパルスのデューティ比に応じた発光量で発光する。
　ここで、例えば出力端子３４の故障等により、出力端子３４の出力が図２（ｂ）に示すように、Ｈレベルに固定されてしまうものとする。仮に、出力端子３４の出力がそのままＬＥＤ駆動回路２２に供給されると、ＬＥＤ駆動回路２２の出力のデューティ比は１００％となり、ＬＥＤ１４の発熱量は、内視鏡１１に許容された発熱量を超えてしまう。
　本実施の形態においては、出力端子３４の出力は、ＡＮＤ回路２３に供給されており、ＡＮＤ回路２３は、出力端子３４からの出力と固定ＰＷＭ生成部１６からの固定ＰＷＭパルスとのアンド結果をＬＥＤ駆動回路２２に供給する。固定ＰＷＭ生成部１６からの固定ＰＷＭパルスが、許容デューティ比のパルスであるので、ＡＮＤ回路２３の出力も許容デューティ比以下のデューティ比の出力となる。図２（ｄ）に示すように、出力端子３４の出力がＨレベルで固定されている場合には、ＡＮＤ回路２３の出力は許容デューティ比に一致するパルスとなる。
　こうして、ＬＥＤ駆動回路２２には、故障の有無に拘わらず、許容デューティ比以下のデューティ比のパルスが入力されることになり、ＬＥＤ１４の発熱量は、内視鏡１１に許容された発熱量以下に制限される。
　なお、調光回路３２からのＰＷＭパルス及び固定ＰＷＭ生成部１６からの固定ＰＷＭパルスは、同期コントローラ３１からの同期信号に同期して発生しており、出力端子３４に故障が生じていない場合には、調光回路３２からのＰＷＭパルスがそのままＬＥＤ駆動回路２２に与えられる。また、内視鏡種別の識別に誤りが発生する場合、或いは、調光回路３２の故障等によって、調光回路３２から許容デューティ比よりも大きいデューティ比のＰＷＭパルスが出力される場合でも、ＡＮＤ回路２３によって、ＬＥＤ駆動回路２２には、固定ＰＷＭパルスの許容デューティ比のパルスが供給されることになる。
　このように本実施の形態においては、各内視鏡の種別毎に規定されている発熱量に対応した許容デューティ比の固定ＰＷＭパルスを発生する固定ＰＷＭ生成部を各内視鏡に設け、調光回路からのＰＷＭパルスと固定ＰＷＭパルスのアンド結果のパルスをＬＥＤ駆動回路に供給するようになっており、内視鏡種別の誤判定や各部の故障等に拘わらず、各内視鏡に許容された発熱量に対応したデューティ比以下のデューティ比でＬＥＤを駆動することができ、ＬＥＤが各内視鏡に許容された発熱量を超えて発熱することを防止することができる。
（第２の実施の形態）
　図３は本発明の第２の実施の形態を示すブロック図である。図３において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
　本実施の形態はＬＥＤ１４を駆動するための信号ケーブルや回路の故障を検出することを可能にするものである。本実施の形態においては、プロセッサ部４１には、図１の制御部３０に代えて制御部５０が設けられると共に、デューティ検出部７０が付加されている。制御部５０は、図１の調光回路３２に代えて調光回路６０を採用すると共に、警告制御部１００が付加されている。
　本実施の形態においても、調光回路６０はＤＳＰやＦＰＧＡ等によって構成することができる。調光回路６０には、ＰＷＭ生成部６２、デューティ算出部６３及び故障解析部６４が構成されている。ＰＷＭ生成部６２は、同期コントローラ３１から同期信号が供給され、ＬＥＤ１４をパルス駆動するためのＰＷＭパルスを同期信号に同期させて発生する。ＰＷＭ生成部６２からのＰＷＭパルスは、出力端子３４を介して出力される。また、ＰＷＭ生成部６２は、内視鏡種別識別回路３３からの識別結果に基づく情報に応じて、発生するＰＷＭパルスのデューティ比の上限を決定する。これにより、ＰＷＭ生成部６２は、接続されている内視鏡１１の種別に応じた許容デューティ比以下のデューティ比のＰＷＭパルスを出力することができる。こうして、ＰＷＭ生成部６２は、内視鏡の種別毎に、ＬＥＤ１４の発光量、発熱量を制御可能である。
　しかしながら、ＬＥＤ駆動回路２２からの駆動パルスを伝送する信号ケーブルの短絡や開放、内視鏡種別の誤判定、出力端子３４の故障、ＰＷＭ生成部６２の故障等の種々の理由によって、ＬＥＤ１４が正常なＰＷＭパルスによって駆動されない状況が考えられる。そこで、本実施の形態においては、ＬＥＤ１４に発生するＬＥＤ電圧のデューティ比を検出してＰＷＭパルスと比較することで、これらの故障の解析を行うと共に、解析結果の操作者への提示や記録を行うことができるようになっている。
　調光回路６０内のデューティ算出部６３は、デジタル処理によってＬＥＤ電圧のデューティ比を算出する。デューティ検出部７０は、ＬＥＤ電圧をデジタル処理可能なデジタル値に変換する処理を行う。即ち、デューティ検出部７０は、ＬＥＤ駆動回路２２からＬＥＤ１４に駆動パルスを供給するための一対の信号線の一方に接続されて、ＬＥＤ１４のＬＥＤ電圧に対応したパルスを検出する。
　図４は図３中のデューティ検出部７０の具体的な回路構成の一例を示す回路図である。また、図５は図４の各部の信号波形を示す波形図である。
　ＬＥＤ１４に駆動パルスを供給するＬＥＤ駆動回路２２からの一対の信号ケーブルの一方（図４ではＬＥＤ１４のカソードケーブル）は、オペアンプ７１の正相入力端に接続される。図５（ａ）はＬＥＤ１４に流れるＬＥＤ電流波形を示し、図５（ｂ）はＬＥＤ電圧波形を示している。
　オペアンプ７１は、出力端が逆相入力端に接続されて、インピーダンス変換器として作用する。オペアンプ７１は、入力端がハイインピーダンスであり、信号ケーブルから図５（ｂ）に示すＬＥＤ電圧を取り出す。オペアンプ７１の出力端はコンデンサＣ１を介してオペアンプ７２の正相入力端に接続される。図５（ｂ）に示すように、ＬＥＤ電圧にはバイアスが付加されており、コンデンサＣ１によるＡＣカップリングによって、このバイアス成分が除去される。
　オペアンプ７２の正相入力端は、抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点に接続される。抵抗Ｒ１，Ｒ２は夫々電源端子に接続され、抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点は所定の電圧にバイアスされる。オペアンプ７２の出力端は、抵抗Ｒ３，Ｒ４を介して電源端子に接続され、抵抗Ｒ３，Ｒ４の接続点はオペアンプ７２の逆相入力端に接続される。オペアンプ７２及び抵抗Ｒ３，Ｒ４によって増幅器が構成され、この増幅器及びコンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１，Ｒ２によって、オペアンプ７１の出力は、バイアスが付加されると共に増幅されて、所定のレベル範囲で振幅が変化する信号波形に変換される。
　オペアンプ７２の出力端はインバータ７３に供給される。インバータ７３によって、オペアンプ７２の出力端は、図５（ｃ）に示すように、Ｈレベル又はＬレベルに２値化された後、デューティ算出部６３に供給される。なお、インバータ７３に代えてバッファを採用してもよい。こうして、ＬＥＤ駆動回路２２からの駆動パルスのデューティ比が検出可能となる。
　デューティ算出部６３は、デューティ検出部７０の出力のＨレベル期間及びＬレベル期間をカウントしてデューティ比を算出する。デューティ算出部６３の算出結果は故障解析部６４に供給される。故障解析部６４には、ＰＷＭ生成部６２が生成したＰＷＭパルスのデューティ比の情報も与えられる。
　故障解析部６４は、デューティ算出部６３によって求められたデューティ比と、ＰＷＭ生成部６２が発生するＰＷＭパルスのデューティ比とを比較する。これにより、故障の解析を行う。故障解析部６４は、デューティ算出部６３によって求められたデューティ比と、ＰＷＭ生成部６２が発生するＰＷＭパルスのデューティ比とが一致している場合には、故障無しと判定する。また、故障解析部６４は、これらのデューティ比が不一致の場合には、故障有りと判定する。
　例えば、故障解析部６４は、デューティ比算出部６３の出力から、デューティ検出部７０の出力がＨレベルとＬレベルが繰り返すトグル波形でないことを検出することができる。即ち、デューティ検出部７０の出力がＨレベル又はＬレベルに固定されている場合には、故障解析部６４は、ＬＥＤ１４に駆動パルスを供給する信号ケーブルのショート故障と判断する。なお、故障解析部は６４は、デューティ検出部７０の出力がＨレベルに固定されているかＬレベルに固定されているかによって、異なる故障モードであるものと判定する。
　また、故障解析部６４は、デューティ算出部６３によって求められたデューティ比と、ＰＷＭ生成部６２が発生するＰＷＭパルスのデューティ比とが一致していない場合には、デューティ検出部７０の出力がトグル波形でない場合とは異なる故障モードであるものと判定する。
　故障解析部６４の解析結果は、警告制御部１００に供給される。警告制御部１００は、入力された故障の解析結果をユーザに提示する。例えば、警告制御部１００は、解析結果を画像表示可能な形態や音声出力可能な形態や記録可能な形態に変換して、表示部１００、音声出力部１０２及び記録部１０３等に出力する。
　図６は警告制御部１００の具体例を示すブロック図である。また、図７は画像処理／表示制御部１１１の具体的な構成の一例を示すブロック図である。警告制御部１００は、例えば、画像処理／表示制御部１１１、ブザー制御部１１２、ＬＥＤ制御部１１３及び記録制御部１１４等によって構成される。なお、図６のモニタ１１５及びＬＥＤ１１８は図３の表示部１０１に対応し、ブザー１１６は音声出力部１０２に対応し、メモリ１１９は記録部１０３に対応する。
　画像処理／表示制御部１１１は、画像処理部１２１及び警告表示画像生成部１２２によって構成される。画像処理部１２１には、撮像素子１３から撮像画像が供給される（図示省略）。画像処理部１２１は、入力された撮像画像に対して所定の映像信号処理を施した後、セレクタ１２５に出力する。
　警告表示画像生成部１２２は、コントローラ１２３及びメモリ１２４によって構成されている。メモリ１２４は、警告表示を行うための画像情報が記憶されている。コントローラ１２３は、メモリ１２４から読み出した情報を画像表示するための表示画像を生成してセレクタ１２５に出力する。
　セレクタ１２５には、故障解析部６４から故障の有無を示す故障検知信号が入力される。セレクタ１２５は、故障有りの故障検知信号によって、警告表示画像生成部１２２からの表示画像を選択して出力し、故障無しの故障検知信号によって、画像処理部１２１からの撮像画像を選択して出力する。セレクタ１２５の出力は、モニタ１１５に供給される。
　これにより、モニタ１２５の表示画面には、例えば、「故障が確認されました。機器の使用を中止し、管理センターへご連絡ください。」等の警告メッセージを表示させることができる。
　ブザー制御部１１２は、故障解析部６４から故障有りを示す故障検知信号が入力されると、ブザー１１６にブザー音を音響出力させる。ＬＥＤ制御部１１３は、故障解析部６４から故障有りを示す故障検知信号が入力されると、フロントパネル１１７内のＬＥＤ１１８を例えば点滅表示させる。また、記録制御部１１４は、入力された解析結果を記録するための記録データに変換してメモリ１１９に与える。これにより、メモリ１１９において、故障の解析結果が記録される。なお、メモリ１０３としては不揮発性のメモリを採用することができる。
　なお、故障解析部６４の解析結果で示された故障モードに応じて、制御部５０は、ＬＥＤ駆動回路停止、内視鏡への電源供給の停止、ユーザへ故障通知等の１つ以上の対処を自動的に実行するようにしてもよい。
　このように、本実施の形態においては、第１の実施の形態と同様の効果が得られると共に、ＬＥＤを駆動するための信号ケーブルや回路の故障を検出して、故障の種類を解析することができ、その解析結果をユーザに提示することが可能である。
　ところで、上記各実施の形態においては、ＡＮＤ回路２３に制御部３０，５０からのＰＷＭパルスと固定ＰＷＭパルスを与えることで、駆動パルスのデューティ比が固定ＰＷＭパルスのデューティ比以上とならないように制御した。デューティ比を制限するためにＡＮＤ回路２３を用いたが、他の素子を用いることも可能である。例えば、ＡＮＤ回路２３に代えてバスラインを高速にスイッチングするバススイッチを採用してもよい。
　図８はバススイッチを使用した場合の構成を示す回路図である。制御部３０，５０からのＰＷＭパルスは、バススイッチ８１を介してＬＥＤ駆動回路２２に供給される。バススイッチ８１は固定ＰＷＭパルスによってオン，オフ制御され、固定ＰＷＭパルスのＨレベルでオンとなり、Ｌレベルでオフとなる。固定ＰＷＭパルスのＬレベル期間には、バススイッチ８１の出力はＬレベルである。即ち、固定ＰＷＭパルスのＨレベル期間にのみ、Ｈレベルが伝送されることになり、ＬＥＤ駆動回路２２に供給されるパルスのデューティ比は、固定ＰＷＭパルスのデューティ比以下に制限される。
　図９は図８のバススイッチ８１に代えてトランジスタ８３，８４及びインバータ８５を採用した構成を示す回路図である。Ｐ型トランジスタ８４のゲートには、固定ＰＷＭパルスがそのまま供給され、Ｎ型トランジスタ８３のゲートには、固定パルスＰＷＭパルスがインバータ８５によって反転されて供給される。トランジスタ８３，３４は、固定ＰＷＭパルスのＨレベルでオンとなって制御部３０，５０からのＰＷＭパルスをＬＥＤ駆動回路２２に伝送し、ＬレベルでオフとなってＰＷＭパルスの伝送を阻止する。これにより、ＬＥＤ駆動回路２２に供給されるパルスのデューティ比は、固定ＰＷＭパルスのデューティ比以下に制限される。
　図１０はＡＮＤ回路２３に代えてコンパレータ９１及びアンプ９２による回路を採用した例を示す回路図である。図１０の例では、制御部３０，５０からのＰＷＭパルスのＨレベルは３．３Ｖ、Ｌレベルは０Ｖであり、種別情報発生部１５からの固定ＰＷＭパルスはＨレベルが１Ｖ、Ｌレベルが０Ｖであるものとして説明する。図１１は図１０の例における動作を説明するための図表である。なお、図１１ではＯＮがＨレベルであり、ＯＦＦがＬレベルであるものとする。
　固定ＰＷＭパルスのデューティ比は、許容デューティ比であるので、図１１に示すように、制御部３０，５０からのＰＷＭパルスがＨレベルの期間に、固定ＰＷＭパルスがＬレベルとなることはない。０Ｖの固定ＰＷＭパルスは、アンプ９２、コンデンサＣ１１及び抵抗Ｒ１２，Ｒ１３によって構成されたレベル変換回路９３によって１Ｖに変換される。また、１Ｖの固定ＰＷＭパルスは、レベル変換回路９３によって２Ｖに変換される。
　コンパレータ９１の正相入力端に、０Ｖ（Ｌレベル）のＰＷＭパルスが供給される期間には、逆相入力端には、１Ｖ（Ｌレベル）又は２Ｖ（Ｈレベル）の固定ＰＷＭパルスが入力される。この場合には、コンパレータ９１の出力は０Ｖである。
　また、コンパレータ９１の正相入力端に、３．３Ｖ（Ｈレベル）のＰＷＭパルスが供給される期間には、逆相入力端には、必ず２Ｖ（Ｈレベル）の固定ＰＷＭパルスが入力される。この場合には、コンパレータ９１の出力は、電源電圧（Ｈレベル）となる。
　こうして、ＬＥＤ駆動回路２２に供給されるパルスのデューティ比は、固定ＰＷＭパルスのデューティ比以下に制限される。
　図１２はＡＮＤ回路２３に代えて、ワイヤードＯＲ回路９９を採用した例を示す回路図である。図１２の例の場合には、調光回路３２，６０は、ＬＥＤ１４への電力供給期間（以下、ＯＮ期間という）にＬレベルで、非電力供給期間（以下、ＯＦＦ期間という）にＨレベルのＰＷＭパルスを発生するものとする。同様に、固定ＰＷＭパルスも、ＯＮ期間にＬレベルで、ＯＦＦ期間にＨレベルであるものとする。
　調光回路３２，６０からのＰＷＭパルスは、オープンドレイン出力のトランジスタ９６を介してインバータ９８に出力される。また、固定ＰＷＭパルスは、オープンドレイン出力のトランジスタ９７を介してインバータ９８に供給される。なお、調光回路３２，６０及びトランジスタ９６はＤＳＰ９５内に構成されている。
　オープンドレイン出力のトランジスタ９６，９７の出力端は、プルアップ抵抗Ｒ１５を介して電源端子に接続されており、トランジスタ９６，９７及びプルアップ抵抗Ｒ１５によって、ワイヤードＯＲ回路９９が構成される。ワイヤードＯＲ回路９９の出力はインバータ９８によって反転された後、ＬＥＤ駆動回路２２に供給される。なお、トランジスタ９７の入力端は、内視鏡が未接続の場合にＬＥＤ駆動回路２２の入力をＬレベルに維持するために、プルアップ抵抗Ｒ１６を介して電源端子に接続されている。
　ワイヤードＯＲ回路９９の出力は、調光回路３２，６０からのＰＷＭパルスのＬレベル期間及び固定ＰＷＭパルスのＬレベル期間にはＬレベルとなる。このＬレベルのパルスは、インバータ９８によって反転さて、ＬＥＤ駆動回路２２に供給されて、ＬＥＤ１４に電力が供給される。
　また、調光回路３２，６０からのＰＷＭパルスの論理レベルに拘わらず、固定ＰＷＭパルスのＨレベル期間にはワイヤードＯＲ回路９９の出力はＨレベルとなる。従って、固定ＰＷＭパルスのＨレベル期間には、ＬＥＤ駆動回路２２にはＬレベルが供給されることになり、駆動パルスのデューティ比が固定ＰＷＭパルスのＨレベル期間によって制限される。こうして、ＬＥＤ駆動回路２２に供給されるパルスのデューティ比は、固定ＰＷＭパルスのデューティ比以下に制限される。

　本出願は、２０１２年９月４日に日本国に出願された特願２０１２－１９４４２８号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims (15)

  1. 　パルス駆動の光源を有する照明部と、前記光源をパルス駆動するための駆動パルスを発生する駆動回路を具備し前記照明部に着脱自在に接続される照明制御部とを有する光源システムにおいて、
    　前記照明部に設けられ、前記照明部に許容される前記駆動パルスのデューティ比を示す信号を発生する信号発生部と、
    　前記照明制御部に設けられ、前記駆動パルスのデューティ比を前記信号発生部からの信号に基づくデューティ比以下に制限する制限部と、
    　を具備したことを特徴とする光源システム。
  2. 　前記駆動回路は、入力パルスのデューティ比に一致するデューティ比の駆動パルスを発生し、
    　前記信号発生部は、前記照明部に許容される前記駆動パルスのデューティ比に一致するデューティ比のパルスを発生し、
    　前記制限部は、前記信号発生部のパルスによって許可される期間に前記入力パルスを前記駆動回路に供給する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の光源システム。
  3. 　前記制限部は、前記信号発生部のパルスと前記入力パルスとのアンド結果を前記駆動回路に供給するアンド回路
    　を具備することを特徴とする請求項２に記載の光源システム。
  4. 　前記制限部は、前記信号発生部のパルスによって許可される期間に前記入力パルスを前記駆動回路に供給するパススイッチ
    　を具備することを特徴とする請求項２に記載の光源システム。
  5. 　前記制限部は、トランジスタ及びインバータによって構成されるスイッチ回路によって、前記信号発生部のパルスによって許可される期間に前記入力パルスを前記駆動回路に供給する
    　ことを特徴とする請求項２に記載の光源システム。
  6. 　前記制限部は、コンパレータ及びアンプによって構成されるパルス発生回路によって、前記信号発生部のパルスによって許可される期間に前記入力パルスを前記駆動回路に供給する
    　ことを特徴とする請求項２に記載の光源システム。
  7. 　前記制限部は、ワイヤードＯＲ回路によって構成されるパルス発生回路によって、前記信号発生部のパルスによって許可される期間に前記入力パルスを前記駆動回路に供給する
    　ことを特徴とする請求項２に記載の光源システム。
  8. 　前記光源のランプ電圧を矩形波に変換する波形変換部と、
    　前記波形変換部の出力のデューティ比と前記駆動回路からの駆動パルスのデューティ比とを比較することで、故障を解析する故障解析部と、
    　を具備したことを特徴とする請求項１に記載の光源システム。
  9. 　前記故障解析部は、前記波形変換部の出力を２値化し、２値化波形のハイレベル期間及びローレベル期間のカウントによって前記波形変換部の出力のデューティ比を求める
    　ことを特徴とする請求項８に記載の光源システム。
  10. 　前記故障解析部の解析結果を表示するための表示制御部
    　を具備したことを特徴とする請求項８に記載の光源システム。
  11. 　前記故障解析部の解析結果を記録するための記録制御部
    　を具備したことを特徴とする請求項８に記載の光源システム。
  12. 　前記光源のランプ電圧を矩形波に変換する波形変換部と、
    　前記波形変換部の出力のデューティ比と前記駆動回路からの駆動パルスのデューティ比とを比較することで、故障を解析する故障解析部と、
    　を具備したことを特徴とする請求項２に記載の光源システム。
  13. 　前記故障解析部の解析結果を表示するための表示制御部
    　を具備したことを特徴とする請求項１２に記載の光源システム。
  14. 　前記故障解析部の解析結果を記録するための記録制御部
    　を具備したことを特徴とする請求項１２に記載の光源システム。
  15. 　前記照明部は、内視鏡に設けられ
    　前記照明制御部は、前記内視鏡によって得られた被写体像を画像処理するプロセッサ部に設けられる
    　ことを特徴とする請求項１に記載の光源システム。
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