WO2017203829A1 - 内視鏡用カメラコントロールユニット及び内視鏡システム - Google Patents

内視鏡用カメラコントロールユニット及び内視鏡システム Download PDF

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WO2017203829A1
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power supply
endoscope
control unit
switch
power
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奈菜子 姥山
武秀 藤本
仁 小峰
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オリンパス株式会社
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    • A61B1/0008—Insertion part of the endoscope body characterised by distal tip features
    • A61B1/00096—Optical elements

Definitions

  • the present invention relates to an endoscope camera control unit and an endoscope system capable of supplying a plurality of power supplies to an endoscope.
  • endoscope apparatuses are used in various fields such as the medical field and the industrial field.
  • an endoscope apparatus is used for, for example, observation of an organ in a body cavity, therapeutic treatment using a treatment tool, surgery under endoscopic observation, and the like.
  • an electronic endoscope configured to be able to capture a captured image in a patient body cavity with an imaging element is employed as an endoscope apparatus.
  • the endoscope apparatus has a camera control unit that performs image processing on a captured image obtained by imaging with an electronic endoscope.
  • the camera control unit converts the captured image into a video signal and outputs it to a monitor. Or record it.
  • the endoscope is detachably connected to the camera control unit via a cable.
  • An imaging element provided in the endoscope supplies a captured image to the camera control unit via a cable and receives power supply from the camera control unit.
  • the endoscope is equipped with components that require power supply in addition to the image sensor, and power is supplied from the camera control unit to each component of the endoscope via multiple power lines. ing.
  • different parts may be mounted on the endoscope for each type of endoscope.
  • the type of image sensor may differ for each type of endoscope.
  • Such different types of components may not have a common power supply voltage required for driving. For this reason, in a camera control unit to which a plurality of types of endoscopes are connected, it is necessary to configure so that a plurality of power supply voltages corresponding to each component can be supplied via one power supply line. Will increase.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-088656 discloses an apparatus that reduces the number of power supplies by adopting a power supply that adjusts the power supply voltage according to the scope type and supplies power to the scope. .
  • the present invention is for an endoscope that can prevent adverse effects on endoscope components even when a power supply capable of adjusting the output of the power supply and supplying a plurality of output voltages to the endoscope is employed.
  • An object is to provide a camera control unit and an endoscope system.
  • An endoscope camera control unit is an endoscope camera control unit capable of connecting a plurality of types of endoscopes having different required voltages, and is connected to the camera control unit.
  • a variable power supply capable of generating a required voltage for each of the plurality of types of endoscopes, an identification unit for identifying a required voltage of the endoscope connected to the camera control unit, and identification of the identification unit
  • a power control unit that controls the variable power supply so as to generate power having a required voltage of the connected endoscope according to the result, and outputs power from the variable power supply to the connected endoscope
  • a switch provided in a power supply path extending to a power supply terminal for switching the power supply path so as to be able to switch between conduction and interruption of the power supply path, and the variable power supply The switch is turned off during the adjustment period for generating power having a required voltage in accordance with the power supply path, and the power supply path is turned off after the adjustment period ends.
  • a switch control unit that controls to conduct the current.
  • an endoscope system includes an endoscope camera control capable of connecting an endoscope having a circuit component that operates at a predetermined required voltage and a plurality of types of endoscopes having different required voltages.
  • a variable power supply capable of generating a required voltage for each of the plurality of types of endoscopes assumed to be connected to the camera control unit, and the camera control unit
  • An identification unit for identifying a required voltage of the endoscope connected to the control unit, and controlling the variable power supply so as to generate power having the required voltage of the endoscope connected according to the identification result of the identification unit
  • a power supply path for supplying power from the variable power supply to the circuit components of the endoscope, and switching between conduction and interruption of the power supply path The switch is turned off and the power supply path is cut off during the adjustment period for the switch provided in a possible manner and the variable power supply to generate power having the required voltage according to the identification result, and the adjustment period
  • a switch control unit for controlling the power supply path to be turned on after
  • the perspective view which shows an example of a structure of an endoscope. 6 is a flowchart for explaining the operation of the first embodiment.
  • 3 is a timing chart for explaining the operation of the first embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an endoscope camera control unit according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an example of the configuration of the endoscope.
  • the endoscope 20 includes an insertion portion 22 as an elongated member to be inserted into an observation target site, for example, a lumen such as the large intestine, and a base end portion of the insertion portion 22.
  • CCU light source device and camera control unit
  • an endoscope connector 40 (hereinafter simply referred to as a connector) 40 that is detachably connected to 10.
  • the insertion portion 22 of the endoscope 20 has a distal end portion 26 in which an imaging portion using a CCD, a CMOS sensor, or the like is built in the distal end side, and a bending portion as a movable portion that can be bent at the rear portion of the distal end portion 26. 27 is continuously provided. Further, a long and flexible flexible tube portion 28 formed of a soft tubular member is connected to the rear portion of the curved portion 27. The proximal end portion of the flexible tube portion 28 of the insertion portion 22 is connected to the bend preventing portion 29 of the operation portion 23.
  • the operation unit 23 includes a grip 30 that a user grips when in use, and a treatment instrument insertion port 31 that forms a proximal end opening of a treatment instrument channel (not shown) disposed in the insertion section 22. It is provided at the connecting portion of the bend preventing portion 29 and the grip portion 30.
  • the gripping portion 30 of the operation portion 23 performs a bending operation of the bending portion 27 of the insertion portion 22.
  • a bending operation portion 37 having a fixing lever 36 is disposed.
  • the grip portion 30 is provided with switches 33 and 34 for operating various endoscope functions.
  • the universal cable 24 of the endoscope 20 is not bent to prevent damage due to twisting while maintaining the connection strength so as to cover the outer peripheral portion at both ends connected to the operation unit 23 or the connector 40.
  • Members 38 and 39 are provided.
  • a connector 40 is attached to the end bending member 39 of the universal cable 24.
  • the connector 40 is connected to the receptacle part R of the CCU 10 in FIG. 1 so that the endoscope 20 and the CCU 10 are electrically connected.
  • the endoscope 20 refers to various endoscopes that can be connected to the CCU 10.
  • the endoscope 20 is mounted with one or more components that operate at a predetermined power supply voltage, for example, an FPGA, an image sensor, or the like.
  • the receptacle part R of the CCU 10 has an insertion part having an inner shape corresponding to the outer shape of the plug part at the tip of the connector 40 (not shown), and by inserting the connector 40 into the receptacle part R, a plurality of terminals 40a. Is connected to each terminal of the receptacle R.
  • the connector 40 and the receptacle R are provided with a plurality of corresponding power terminals, type determination terminals, connection detection terminals, and the like. When the connector 40 is inserted into the receptacle R, the corresponding terminals are electrically connected to each other. To be connected to.
  • FIG. 1 only the power supply terminals C1 and C2 and the type determination terminal CS among the plurality of terminals provided in the receptacle part R are shown.
  • various types of electronic components that require power supply are mounted in the endoscope 20, and these electronic components are connected to the respective power supply lines (not shown) inserted into the endoscope 20. Power is supplied from each.
  • the power terminals C1, C2,... (Hereinafter referred to as power terminals C when there is no need to distinguish them) are connected to the respective power lines arranged in the endoscope 20 via the connector 40, respectively. .
  • the number of power terminals C1, C2,... Of the CCU 10 is set to a number corresponding to the number (maximum number) of power sources required for the connectable endoscope.
  • the control unit 11 is provided in the CCU 10.
  • the control unit 11 controls each unit of the CCU 10.
  • the control unit 11 may be configured by, for example, an FPGA (Field-Programmable-Gate-Array), or may be configured by a processor such as a CPU.
  • the CCU 10 is provided with a number of power supply units D1, D2,... Corresponding to the number of power supplies required for the endoscope.
  • the power supply units D1, D2,... Have the same configuration, and the output ends of the power supply units D1, D2,... Are connected to the power terminals C1, C2,.
  • the power supply unit D when it is not necessary to distinguish between the power supply units D1, D2,..., They will be described as the power supply unit D on behalf of them.
  • the power supply unit D is provided with an endoscope power supply 12.
  • the endoscope power supply 12 generates a power supply voltage of each required voltage value used in the endoscope 20.
  • the power supply 12 for endoscope is controlled by the control unit 11 as a power supply control unit, and the generated power supply voltage is adjusted.
  • the power output of the endoscope power supply 12 is supplied to the endoscope 20 via the power supply terminal C.
  • each power supply unit D is provided with a switch 13 for cutting off the supply of power output from the endoscope power supply 12 to the power supply terminal C.
  • the switch 13 is provided on the power supply line between the output terminal of the endoscope power supply 12 and the power supply terminal C.
  • the switch 13 is controlled to be turned on and off by the control unit 11 as a switch control unit so that the power supply line is turned on or off, thereby permitting the supply of power output from the endoscope power supply 12 to the endoscope 10. It can be blocked.
  • each power supply unit D is provided with a voltage detection unit 14.
  • the voltage detection unit 14 detects the voltage of the power output output from the endoscope power supply 12 and outputs the detection result to the control unit 11.
  • the CCU 10 is provided with an endoscope discrimination unit 15.
  • the endoscope 20 holds information indicating the type of the endoscope (hereinafter referred to as type information), and a type determination terminal provided with the type information on the connector 40 by a resistance voltage dividing method, a communication method, or the like. Via the CCU 10.
  • the type information from the endoscope 20 is given to the endoscope determination unit 15 via the type determination terminal CS.
  • the endoscope discriminating unit 15 as an identifying unit determines the type of the connected endoscope based on the type information, and outputs the determination result to the control unit 11.
  • a voltage appearing at a connection detection terminal (not shown) is supplied to the control unit 11, and the control unit 11 detects that the endoscope 20 is connected to the CCU 10. Can be done.
  • the control unit 11 reads out information on a power supply voltage (hereinafter referred to as a target output voltage or a required voltage) to be generated in the endoscope power supply 12 from the memory 16, and The mirror power supply 12 is controlled.
  • a target output voltage or a required voltage a power supply voltage to be generated in the endoscope power supply 12 from the memory 16
  • the mirror power supply 12 is controlled.
  • the target output voltage is designated by the control unit 11, the endoscope power supply 12 adjusts the output so as to generate the designated target output voltage.
  • the control unit 11 determines whether the power output of the specified target output voltage is generated from the endoscope power supply 12 based on the detection result of the voltage detection unit 14.
  • the control unit 11 is a period during which the output voltage of the endoscope power supply 12 is adjusted in order to generate a specified target output voltage based on the detection result of the voltage detection unit 14 (hereinafter referred to as an adjustment period). It is determined whether or not.
  • the control unit 11 turns off the switch 13 during the adjustment period. After the adjustment period ends, that is, after the target output voltage is generated from the endoscope power supply 12, the control unit 11 turns on the switch 13 to output power from the endoscope power supply 12. Is supplied to the endoscope 20.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the first embodiment
  • FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the first embodiment.
  • the controller 11 determines whether or not the connector 40 of the endoscope 20 is connected to the receptacle R by monitoring the voltage appearing at the connection detection terminal.
  • the control unit 11 controls the endoscope determination unit 15 to determine the type of the connected endoscope in step S1 of FIG.
  • the endoscope determination unit 15 determines the type of the endoscope 20 connected based on the type information input via the type determination terminal CS, and outputs the determination result to the control unit 11.
  • the control unit 11 reads the target output voltage value corresponding to the type of the connected endoscope from the memory 16 for each power supply unit D in step S2.
  • step S ⁇ b> 3 the control unit 11 sets the read target output voltage value to the endoscope power source 12 of each power supply unit D after turning off the switch 13 of each power supply unit D.
  • each of the endoscope power sources 12 starts generating a power output (step S4).
  • the endoscope power supply 12 adjusts the output voltage so as to obtain the target output voltage (step S5). Even during this adjustment period, a power output is output from the output terminal of the endoscope power supply 12. However, during this adjustment period, the switch 13 is off and the power output from the endoscope power supply 12 is not supplied to the endoscope 20.
  • the voltage detection unit 14 detects the power supply voltage generated at the output of the endoscope power supply 12 and outputs the detection result to the control unit 11 (step S6).
  • the controller 11 determines whether or not each power output has reached its target output voltage.
  • the control unit 11 shifts the process to step S8 and temporarily stops the power supply output of the endoscope power supply 12.
  • the control unit 11 turns on the switch 13 (step S9).
  • the switch 13 Before the switch 13 is turned on, control is performed to temporarily stop the power output of the endoscope power supply 12. However, the power output of the endoscope power supply 12 is not temporarily stopped.
  • the switch 13 may be turned on.
  • the switches 13 of each power supply unit D may be sequentially turned on according to a predetermined sequence. However, if the switch 13 is turned on while the power output is generated, a relatively large inrush current may be supplied to the endoscope 20 or the power supply voltage waveform may be distorted due to the influence of the inrush current. .
  • the endoscope power supply 12 has a so-called soft start function that gradually raises the power output.
  • the switch 13 is turned on and the endoscope power supply 12 It is possible to suppress problems caused by inrush current by generating power output. For this reason, in the present embodiment, the power output of the endoscope power supply 12 is temporarily stopped before the switch 13 is turned on.
  • control unit 11 generates an adjustment value for gradually starting the power output of the endoscope power supply 12 during the adjustment period, and stores the adjustment value in the memory 16.
  • the control unit 11 enables soft start by controlling the endoscope power supply 12 based on the adjustment value read from the memory 16 when generation of power output from the endoscope power supply 12 is started.
  • the CCU 10 has a plurality of power supply units D corresponding to the number of power supplies required for the endoscope 20.
  • the control unit 11 controls the endoscope power supply 12 of each power supply unit D to generate each power supply output necessary for the endoscope 20 in a predetermined sequence.
  • step S10 the control unit 11 determines, for each power supply unit D, whether or not the timing for generating an output instruction has been reached according to a predetermined sequence.
  • the control unit 11 instructs the endoscope power supply 12 to generate a power supply output.
  • the power output generated by the endoscope power supply 12 is supplied to the endoscope 20 via the switch 13 and the corresponding power supply terminal C, and the imaging element or the like is supplied via the corresponding power supply line in the endoscope 20.
  • FIG. 4 shows an example of this sequence control.
  • FIG. 4 shows an example in which three power supply units D1 to D3 are provided in the CCU 10.
  • the switches 13 respectively connected to the power supply terminals C1 to C3 are off during the adjustment period, and are simultaneously turned on after the adjustment period ends. That is, FIG. 4 shows an example in which the end of the adjustment period of the power supply units D1 to D3 coincides with the end of the adjustment period of the power supply unit D that ends most recently, and at the same time the switch 13 is turned on. Yes.
  • the power supply units D1 to D3 may be configured to turn on the switch 13 independently when the adjustment period ends. Thus, during the adjustment period, the switch 13 prevents the power supply from the CCU 10 to the endoscope 20.
  • Each of the endoscope power supplies 12 of the power supply units D1 to D3 generates a power output in response to a signal (hereinafter referred to as an enable signal) instructing the start of power supply from the control unit 11.
  • the control unit 11 shows an example in which the enable signal is supplied in the order of the power supply units D3, D1, and D2 after the adjustment period ends.
  • power is supplied to the power supply terminal C3.
  • power from the power supply terminal C3 is supplied to a control FPGA provided in the endoscope 20.
  • power is supplied to the endoscope 20 through the power supply terminal C1
  • power is supplied to the endoscope 20 through the power supply terminal C2.
  • a switch for cutting off the supply of power output from the endoscope power supply to the endoscope is provided, and adjustment is performed so that the power supply output of the endoscope power supply becomes the target output voltage.
  • the switch is turned off to prevent the power supply output that causes the electronic components in the endoscope from being supplied to the endoscope.
  • the power output of the endoscope power supply is temporarily stopped before the switch is turned on, so a stable power supply using the soft start function by the endoscope power supply Supply is possible.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
  • a power supply output is generated in consideration of a voltage drop due to the switch 13.
  • the voltage detection unit 14 detects not only the voltage at the output terminal of the endoscope power supply 12 (the input terminal of the switch 13) but also the voltage at the output terminal of the switch 13, and the detection result Is output to the control unit 11.
  • the control unit 11 obtains the voltage drop by the switch 13 based on the detection result of the voltage detection unit 14, and sets the target output voltage of the power supply output of the endoscope power supply 12 high in consideration of the voltage drop. ing.
  • the control unit 11 controls the power supply output voltage of the endoscope power supply 12 so that the voltage at the output terminal of the switch 13 matches the initial target output voltage.
  • step S21 The control unit 11 obtains the voltage drop by the switch 13 based on the detection result of the voltage detection unit 14, and sets the target output voltage of the power supply output of the endoscope power supply 12 high in consideration of the voltage drop.
  • the control unit 11 controls the power supply output voltage of the endoscope power supply 12 so that the voltage at the output terminal of the switch 13 matches the initial target output voltage. If the control unit 11 determines in step S7 that the voltage at the output terminal of the switch 13 matches the initial target output voltage, the control unit 11 proceeds to the next step S8. Other operations are the same as those in the first embodiment.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.
  • the present embodiment makes it possible to present a failure of the endoscope power supply 12.
  • the endoscope power supply 12 is operated by being supplied with the DC input voltage Vin and generates a DC power output.
  • Information on the DC input voltage Vin is stored in the memory 16.
  • the control unit 11 reads out information on the DC input voltage Vin from the memory 16 and compares it with the power supply output, thereby determining a failure of the endoscope power supply 12.
  • the control unit 11 when a power supply output having the same voltage as the DC input voltage Vin is generated from the output terminal of the endoscope power supply 12, the control unit 11 is configured so as to be between the input terminal and the output terminal in the endoscope power supply 12. It is determined that a continuity failure is occurring. Moreover, the control part 11 determines with the output terminal of the endoscope power supply 12 being an open state, when the output terminal of the endoscope power supply 12 is 0V. In addition, the control unit uses time information from a timer (not shown) when a power output having a desired voltage cannot be obtained even after a predetermined time has elapsed from the instruction to start generating power output to the endoscope power supply 12. May determine that a failure has occurred in the endoscope power supply 12.
  • the control unit 11 When it is determined that a failure has occurred in the endoscope power supply 12, the control unit 11 causes the display unit 17 to display a warning display indicating the presence / absence and content of the failure.
  • the display unit 17 is configured by an LCD or the like, and is controlled by the control unit 11 to display a warning display.
  • the DC input voltage Vin is supplied to the endoscope power supply 12 when the power supply to the CCU 10 is turned on.
  • the control unit 11 causes the endoscope power supply 12 to start generating power output.
  • the endoscope power supply 12 adjusts the power supply output so that the target output voltage specified by the control unit 11 is obtained.
  • the control part 11 makes the voltage detection part 14 detect the output voltage of the power supply 12 for endoscopes (step S6).
  • the control unit 11 as a failure detection means determines whether or not a failure has occurred in the endoscope power supply 12 based on the detection result of the voltage detection unit 14. For example, the control unit 11 determines an abnormality in the power output in step S31. If a voltage detection result indicating that the power supply output matches the DC input voltage Vin is obtained, the control unit 11 determines that a continuity failure has occurred in the endoscope power supply 12, and the step In S 33, a warning display indicating that a continuity failure has occurred in the endoscope power supply 12 is displayed on the display screen of the display unit 17.
  • the control unit 11 determines that the output terminal of the endoscope power supply 12 is in an open state, and the control unit 11 uses the endoscope power supply.
  • a warning display indicating that a continuity failure of the power supply 12 has occurred is displayed on the display screen of the display unit 17.
  • step S32 the control unit 11 determines whether or not a predetermined period has elapsed from the start of generation of power supply in step S4 (step S32). If the power supply output does not reach the desired target output voltage even after the predetermined period has elapsed, the control unit 11 determines that the endoscope power supply 12 has failed and gives a warning to that effect.
  • the display is displayed on the display screen of the display unit 17 (step S33). Other operations are the same as those in the first embodiment.
  • the switch 13 is off during the power supply output adjustment period, and even if the power supply output is abnormal due to a failure of the endoscope power supply 12 or the like, the abnormal power output is It is not supplied to the endoscope.
  • this embodiment has an advantage that a warning display about such a failure can be displayed.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
  • power is supplied to a plurality of power supply lines of an endoscope by a single power supply unit D.
  • the CCU 41 of the present embodiment employs a plurality of switches 13a, 13b,... In the power supply unit D.
  • FIG. 9 shows an example in which two switches 13a and 13b are employed.
  • the switches 13a and 13b are provided on each power line between the output terminal of the endoscope power source 12 and the power terminal C1 or C2.
  • the switches 13 a and 13 b are ON / OFF controlled by the control unit 11 so that the supply of power output from the endoscope power supply 12 to the endoscope 10 can be permitted or cut off.
  • the control unit 11 controls the on / off of the switches 13a and 13b based on the endoscope type determination result.
  • the endoscope A has a power supply line connected to the power supply terminal C1, and supplies power (power supply voltage 3V) to a predetermined electronic component through the power supply line, while the power supply terminal C2 It is assumed that there is no power line that receives power from the power source.
  • the endoscope B does not have a power supply line that receives power supply from the power supply terminal C1, it has a power supply line connected to the power supply terminal C2, and power (power supply voltage) is supplied to a predetermined electronic component via this power supply line. 5V) is supposed to be supplied.
  • the control unit 11 sets 3V as the target output voltage in the endoscope power source 12 based on the type determination result by the endoscope determination unit 15. After the power output from the endoscope power supply 12 reaches 3V, the control unit 11 turns on the switch 13a. Note that the switch 13b remains off. As a result, the 3V power output from the endoscope power supply 12 is supplied to a predetermined electronic component via the power supply line in the A endoscope connected to the power supply terminal C1.
  • the control unit 11 sets 5V as the target output voltage in the endoscope power source 12 based on the type determination result by the endoscope determination unit 15. After the power supply output from the endoscope power supply 12 reaches 5V, the control unit 11 turns on the switch 13b. The switch 13a remains off. As a result, the 5 V power output from the endoscope power supply 12 is supplied to a predetermined electronic component via the power supply line in the B endoscope connected to the power supply terminal C2. Other operations are the same as those in the first embodiment.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Furthermore, in the present embodiment, it is possible to supply necessary power by using a smaller number of power supply units than the maximum number of power supplies necessary for a connectable endoscope.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a fifth embodiment of the present invention.
  • the same components as those in FIG. show an example having two power supply units D11 and D12, the number of power supply units D is the number of power supplies (maximum number) required for a connectable endoscope. Is set to a number corresponding to.
  • the present embodiment is an example in which a switch for supplying or cutting off power from the power supply unit D to each electronic component of the endoscope is provided in the endoscope.
  • the endoscope 60 and the CCU 51 are electrically connected.
  • the power supply terminals C1 and C2 of the CCU 51 are connected to power supply lines 64a and 64b provided in the endoscope 60, respectively.
  • An imaging device 62 is connected to the power line 64a, and an FPGA 61 that controls the endoscope 60 is connected to the power line 64b.
  • the power supply units D11 and D12 have the same configuration and have an endoscope power supply 12 and a voltage detection unit 14 in the CCU 51, respectively.
  • the power supply unit D11 has a switch 63a on the power supply line 64a of the endoscope 60
  • the power supply unit D12 has a switch 63b on the power supply line 64b of the endoscope 60.
  • these switches are referred to as a switch 63.
  • the power output generated by the endoscope power supply 12 of the power supply unit D11 is supplied from the power supply terminal C1 to the imaging element 62 via the power supply line 64a in the endoscope 60 and the switch 63a provided on the power supply line 64a. It has become so.
  • the power output generated by the endoscope power supply 12 of the power supply unit D12 is supplied from the power supply terminal C2 to the FPGA 61 via the power supply line 64b in the endoscope 60 and the switch 63b provided on the power supply line 64b. It has come to be.
  • the switch 63b is controlled to be turned on / off by a control signal from the control unit 11 input via the control terminal CE of the CCU 51. Further, the FPGA 61 generates a control signal for turning on / off the switch 63a.
  • the switch 63 is off during the adjustment period of the endoscope power supply 12 and is turned on after the adjustment period ends.
  • the switch 63 b is controlled by the control unit 11, while the switch 63 a is controlled by the FPGA 61 in the endoscope 60.
  • the control unit 11 After the adjustment period ends, the control unit 11 generates a control signal for turning on the switch 63b and supplies the control signal to the switch 63b in the endoscope 60 through the control terminal CE. As a result, the switch 63b is turned on.
  • the control unit 11 supplies an enable signal to the endoscope power source 12 of the power supply unit D12 and causes the endoscope power source 12 to generate a power output for the FPGA 61.
  • This power output is supplied to the FPGA 61 via the power terminal C2, the power line 64b, and the switch 63b.
  • the FPGA 61 starts operation.
  • the FPGA 61 generates a control signal for turning on the switch 63a after the operation is started.
  • the switch 63a is turned on by this control signal.
  • the control unit 11 supplies an enable signal to the endoscope power source 12 of the power supply unit D11, and causes the endoscope power source 12 to generate a power output for the image sensor 62.
  • This power output is supplied to the image sensor 62 via the power terminal C1, the power line 64a, and the switch 63a. As a result, the image sensor 62 starts to operate.
  • FIG. 10 shows an example having two power supply units, when there are three or more power supply units, other than the switch for controlling the supply / cutoff of power supply to the FPGA.
  • the switch may be configured to be on / off controlled by an FPGA. Further, when there is a margin in the number of connection terminals, all the switches provided in the endoscope may be controlled by the control unit in the CCU.
  • a switch for controlling supply or interruption of power supply can be provided in the endoscope.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
  • various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, you may delete some components of all the components shown by embodiment.
  • constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
  • the present invention even when the output of the power supply is adjusted and a plurality of output voltages are supplied to the endoscope, it is possible to prevent adverse effects on the parts of the endoscope.

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Abstract

内視鏡用カメラコントロールユニットは、カメラコントロールユニットに対して接続されることが想定される複数種類の内視鏡それぞれの要求電圧を生成可能な可変電源と、前記カメラコントロールユニットに接続された内視鏡の要求電圧を識別する識別部と、前記識別部の識別結果に応じて要求電圧を有する電力を生成するように前記可変電源を制御する電源制御部と、前記可変電源から前記接続された内視鏡に対して電力を出力するための電源端子に延びる電力供給経路に設けられ、該電力供給経路の導通又は遮断を切り替え可能に設けられたスイッチと、前記可変電源が前記識別結果に応じた要求電圧を有する電力を生成するための調整期間の間は前記スイッチをオフにして前記電力供給経路を遮断するスイッチ制御部と、を備える。

Description

内視鏡用カメラコントロールユニット及び内視鏡システム
　本発明は、内視鏡に複数の電源を供給可能な内視鏡用カメラコントロールユニット及び内視鏡システムに関する。
　近年、内視鏡装置は、例えば医療分野、工業分野等、様々な分野において用いられている。医療分野においては、内視鏡装置は、例えば体腔内の臓器の観察、処置具を用いての治療処置、内視鏡観察下における外科手術等に用いられる。内視鏡装置には、撮像素子によって患者体腔内の撮像画像を撮像可能に構成された電子内視鏡が採用されることが多い。内視鏡装置は、電子内視鏡によって撮像して得た撮像画像を映像処理するカメラコントロールユニットを有しており、カメラコントロールユニットは撮像画像を映像信号に変換して、モニタに出力したり記録したりすることができる。
　内視鏡はケーブルを介してカメラコントロールユニットに着脱自在に接続されるようになっている。内視鏡に設けられた撮像素子は、ケーブルを介して、撮像画像をカメラコントロールユニットに供給すると共に、カメラコントロールユニットから電源供給を受けるようになっている。内視鏡には撮像素子以外にも電源供給が必要な部品が搭載されており、カメラコントロールユニットからは、複数の電源ラインを介して内視鏡の各部品に電源が供給されるようになっている。
　ところで、内視鏡には、内視鏡の種類毎に異なる部品が搭載されることがある。例えば、内視鏡の種類毎に撮像素子の種類が異なることがある。このような異なる種類の部品は、駆動に必要な電源電圧が共通でない場合もある。このため、複数種類の内視鏡が接続されるカメラコントロールユニットにおいては、１つの電源ラインを介して各部品に応じた複数の電源電圧を供給可能に構成する必要があり、搭載する電源の数が増大してしまう。
　そこで、日本国特開２０１０－０８８６５６号公報において、スコープ種別に応じて電源電圧を調整してスコープへの電源供給を行う電源を採用することで、電源の数を少なくした装置が開示されている。
　しかしながら、日本国特開２０１０－０８８６５６号公報の装置においては、電源からの出力電圧の調整に所定の期間を要し、この調整期間中の電源電圧が内視鏡の部品に悪影響を及ぼすことがあるという問題があった。
　本発明は、電源の出力を調整して複数の出力電圧を内視鏡に供給可能な電源を採用する場合でも、内視鏡の部品に悪影響を及ぼすことを防止することができる内視鏡用カメラコントロールユニット及び内視鏡システムを提供することを目的とする。
　本発明の一態様による内視鏡用カメラコントロールユニットは、要求電圧の異なる複数種類の内視鏡を接続可能な内視鏡用カメラコントロールユニットであって、該カメラコントロールユニットに対して接続されることが想定される前記複数種類の内視鏡それぞれの要求電圧を生成可能な可変電源と、前記カメラコントロールユニットに接続された内視鏡の要求電圧を識別する識別部と、前記識別部の識別結果に応じて前記接続された内視鏡の要求電圧を有する電力を生成するように前記可変電源を制御する電源制御部と、前記可変電源から前記接続された内視鏡に対して電力を出力するための電源端子に延びる電力供給経路に設けられ、該電力供給経路の導通又は遮断を切り替え可能に設けられたスイッチと、前記可変電源が前記識別結果に応じた要求電圧を有する電力を生成するための調整期間の間は前記スイッチをオフにして前記電力供給経路を遮断し、前記調整期間が終了した後に、前記スイッチをオンにして前記電力供給経路を導通させるように制御するスイッチ制御部と、を備える。
　また、本発明の一態様による内視鏡システムは、所定の要求電圧で動作する回路部品を有する内視鏡と、要求電圧の異なる複数種類の内視鏡を接続可能な内視鏡用カメラコントロールユニットとを有する内視鏡システムであって、前記カメラコントロールユニットに対して接続されることが想定される前記複数種類の内視鏡それぞれの要求電圧を生成可能な可変電源と、前記カメラコントロールユニットに接続された前記内視鏡の要求電圧を識別する識別部と、前記識別部の識別結果に応じて接続された前記内視鏡の要求電圧を有する電力を生成するように前記可変電源を制御する電源制御部と、前記可変電源から前記内視鏡の前記回路部品に対して電力を供給するための電力供給経路に設けられ、該電力供給経路の導通又は遮断を切り替え可能に設けられたスイッチと、前記可変電源が前記識別結果に応じた要求電圧を有する電力を生成するための調整期間の間は前記スイッチをオフにして前記電力供給経路を遮断し、前記調整期間が終了した後に、前記スイッチをオンにして前記電力供給経路を導通させるように制御するスイッチ制御部と、を備える。
本発明の第１の実施の形態に係る内視鏡用カメラコントロールユニットを示すブロック図。 内視鏡の構成の一例を示す斜視図。 第1の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。 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。 第２の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。 本発明の第３の実施の形態を示すブロック図。 第３の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。 本発明の第４の実施の形態を示すブロック図。 本発明の第５の実施の形態を示すブロック図。
　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内視鏡用カメラコントロールユニットを示すブロック図である。また、図２は内視鏡の構成の一例を示す斜視図である。
　図２に示すように、内視鏡２０は、観察対象部位、例えば大腸などの管腔内へ挿入する細長の長尺部材としての挿入部２２と、この挿入部２２の基端部に連設された操作部２３と、この操作部２３の側面より延設された複合ケーブルであるユニバーサルケーブル２４と、このユニバーサルケーブル２４の端部に設けられて光源装置とカメラコントロールユニット（以下、ＣＣＵという）１０に着脱自在に接続される内視鏡用コネクタ（以下、単にコネクタともいう）４０と、を有している。
　内視鏡２０の挿入部２２は、先端側にＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等を用いた撮像部が内蔵された先端部２６を有し、この先端部２６の後部に湾曲自在な可動部としての湾曲部２７が連設されている。さらに、この湾曲部２７の後部に軟性の管状の部材より形成される長尺で可撓性を有する可撓管部２８が連設されている。この挿入部２２の可撓管部２８は、基端部が操作部２３の折れ止め部２９に接続されている。
　操作部２３は、ユーザが使用時に把持する把持部３０を備えており、挿入部２２内に配設されている処置具チャンネル（図示せず）の基端開口を構成する処置具挿入口３１が折れ止め部２９と把持部３０の連設部分に設けられている。また、操作部２３の把持部３０には、挿入部２２の湾曲部２７の湾曲操作を行う、ここでは２つの湾曲操作ノブ３５と、これら湾曲操作ノブ３５を所望の回転位置で固定するための固定レバー３６と、を有する湾曲操作部３７が配設されている。さらに、把持部３０には、各種内視鏡機能を操作するためのスイッチ類３３，３４が設けられている。
　内視鏡２０のユニバーサルケーブル２４は、操作部２３、またはコネクタ４０と接続された両端部分において、その外周部を被覆するように接続強度を維持して捩れなどによる損傷を防止するための折れ止め部材３８，３９を有している。ユニバーサルケーブル２４の終端の折れ止め部材３９に、コネクタ４０が取り付けられる。
　コネクタ４０が図１のＣＣＵ１０のレセプタクル部Ｒに接続されることで、内視鏡２０とＣＣＵ１０とが電気的に接続されるようになっている。なお、ＣＣＵ１０には図２の内視鏡２０以外の各種内視鏡を接続することができるようになっているが、以下では内視鏡２０はＣＣＵ１０に接続可能な各種内視鏡を指すものとする。内視鏡２０には、それぞれ所定の電源電圧で動作する１つ以上の部品、例えば、ＦＰＧＡや撮像素子等が搭載されている。
　図１では、ＣＣＵ１０の電源供給系のみを示しており、他の画像処理部等については図示を省略している。ＣＣＵ１０のレセプタクル部Ｒは、コネクタ４０先端のプラグ部の外形状に対応する内形状の挿入部を有しており（図示省略）、コネクタ４０をレセプタクル部Ｒに挿入することで、複数の端子４０ａがレセプタクル部Ｒの各端子に接続されるようになっている。なお、コネクタ４０及びレセプタクル部Ｒには、対応する複数の電源端子、種別判定用端子及び接続検知用端子等が設けられており、コネクタ４０をレセプタクル部Ｒに挿入すると対応する端子同士が電気的に接続されるようになっている。なお、図１では、レセプタクル部Ｒに設けられる複数の端子のうち、電源端子Ｃ１，Ｃ２及び種別判定用端子ＣＳのみを示している。
　上述したように、内視鏡２０内には、電力供給を必要とする図示しない各種電子部品が搭載されており、これらの電子部品は、内視鏡２０内に挿通された図示しない各電源ラインからそれぞれ電力が供給されるようになっている。電源端子Ｃ１，Ｃ２，…（以下、これらを区別する必要がない場合には電源端子Ｃという）は、コネクタ４０を介して内視鏡２０内に配設された各電源ラインにそれぞれ接続される。なお、ＣＣＵ１０の電源端子Ｃ１，Ｃ２，…の端子数は、接続可能な内視鏡において必要とされる電源の数（最大数）に対応した数に設定される。
　ＣＣＵ１０には制御部１１が設けられている。制御部１１は、ＣＣＵ１０の各部を制御する。制御部１１は、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）によって構成してもよく、また、ＣＰＵ等のプロセッサによって構成してもよい。
　ＣＣＵ１０には、内視鏡において必要とされる電源数に対応した数の電源供給部Ｄ１，Ｄ２，…が設けられている。電源供給部Ｄ１，Ｄ２，…は相互に同一構成であり、電源供給部Ｄ１，Ｄ２，…の出力端がレセプタクル部Ｒの電源端子Ｃ１，Ｃ２，…にそれぞれ接続されるようになっている。以下、電源供給部Ｄ１，Ｄ２，…を区別する必要がない場合には、これらを代表して電源供給部Ｄとして説明する。
　電源供給部Ｄには内視鏡用電源１２が設けられている。内視鏡用電源１２は、内視鏡２０において用いる各要求電圧値の電源電圧を発生する。内視鏡用電源１２は、電源制御部としての制御部１１に制御されて、発生する電源電圧が調整されるようなっている。内視鏡用電源１２の電源出力は、電源端子Ｃを介して内視鏡２０に供給されるようになっている。
　本実施の形態においては、各電源供給部Ｄには、内視鏡用電源１２から電源端子Ｃへの電源出力の供給を遮断させるスイッチ１３が設けられている。例えば、スイッチ１３は、内視鏡用電源１２の出力端と電源端子Ｃとの間の電源ライン上に設けられている。スイッチ１３は、スイッチ制御部としての制御部１１にオン，オフ制御されて電源ラインを導通又は遮断することによって、内視鏡用電源１２からの電源出力の内視鏡１０への供給を許可又は遮断することができるようになっている。
　本実施の形態においては、各電源供給部Ｄには電圧検出部１４が設けられている。電圧検出部１４は、内視鏡用電源１２から出力される電源出力の電圧を検出して検出結果を制御部１１に出力するようになっている。
　また、ＣＣＵ１０には内視鏡判別部１５が設けられている。内視鏡２０は、内視鏡の種別を示す情報（以下、種別情報という）を保持しており、抵抗分圧方式や通信方式等によって、種別情報をコネクタ４０に設けた種別判定用端子を介してＣＣＵ１０に出力することができるようになっている。内視鏡２０からの種別情報は、種別判定用端子ＣＳを介して内視鏡判別部１５に与えられる。識別部としての内視鏡判別部１５は、種別情報に基づいて、接続されている内視鏡の種別を判定し、判定結果を制御部１１に出力するようになっている。なお、コネクタ４０をレセプタクル部Ｒに接続すると、図示しない接続検知用端子に現れる電圧が制御部１１に供給されて、制御部１１は、内視鏡２０がＣＣＵ１０に接続されたことを検知することができるようになっている。
　メモリ１６には、接続された内視鏡の種別に対応して発生させるべき電源電圧の情報が各電源供給部Ｄ毎に記憶されている。制御部１１は、内視鏡種別の判定結果に基づいて、内視鏡用電源１２において発生させるべき電源電圧（以下、目標出力電圧又は要求電圧という）の情報をメモリ１６から読出して、内視鏡用電源１２を制御するようになっている。内視鏡用電源１２は、制御部１１によって目標出力電圧が指定されると、指定された目標出力電圧を発生するように出力の調整を行う。
　制御部１１は、電圧検出部１４の検出結果に基づいて、指定した目標出力電圧の電源出力が内視鏡用電源１２から発生しているか否かを判定する。制御部１１は、電圧検出部１４の検出結果により、指定された目標出力電圧を発生するために内視鏡用電源１２において出力電圧の調整を行っている期間（以下、調整期間という）であるか否かを判定する。制御部１１は、調整期間にはスイッチ１３をオフにするようになっている。制御部１１は、調整期間の終了後、即ち、内視鏡用電源１２から目標出力電圧が発生されるようになった後に、スイッチ１３をオンにして、内視鏡用電源１２からの電源出力を内視鏡２０に供給するようになっている。
　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３及び図４を参照して説明する。図３は第１の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートであり、図４は第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である。
　ＣＣＵ１０に電源を投入することで、ＣＣＵ１０の各部が動作を開始する。制御部１１は、接続検知用端子に現れる電圧を監視することで、レセプタクル部Ｒに内視鏡２０のコネクタ４０が接続されたか否かを判定する。コネクタ４０がレセプタクル部Ｒに挿入されると、制御部１１は、内視鏡判別部１５を制御して、図３のステップＳ１において、接続された内視鏡の種別を判定させる。内視鏡判別部１５は、種別判定用端子ＣＳを介して入力された種別情報によって接続された内視鏡２０の種別を判定し、判定結果を制御部１１に出力する。
　制御部１１は、ステップＳ２において、各電源供給部Ｄ毎に、接続された内視鏡の種別に応じた目標出力電圧値をメモリ１６から読出す。次に、制御部１１は、ステップＳ３において、各電源供給部Ｄのスイッチ１３をオフにした後、各電源供給部Ｄの内視鏡用電源１２に読出した目標出力電圧値をそれぞれ設定して、各内視鏡用電源１２に電源出力の発生を開始させる（ステップＳ４）。
　内視鏡用電源１２は、目標出力電圧が得られるように、出力電圧の調整を行う（ステップＳ５）。この調整期間においても、内視鏡用電源１２の出力端からは電源出力が出力されている。しかし、この調整期間においては、スイッチ１３はオフであり、内視鏡用電源１２からの電源出力が内視鏡２０に供給されることはない。
　各電源供給部Ｄにおいて、電圧検出部１４は、内視鏡用電源１２の出力に発生する電源電圧を検出して、検出結果を制御部１１に出力している（ステップＳ６）。制御部１１は、ステップＳ７において、各電源出力がそれぞれの目標出力電圧に到達したか否かを判定している。内視鏡用電源１２の出力端の電源出力が目標出力電圧に到達すると、制御部１１は、処理をステップＳ８に移行して内視鏡用電源１２の電源出力を一旦停止させる。次に、制御部１１は、スイッチ１３をオンにする（ステップＳ９）。
　なお、図３で、スイッチ１３をオンにする前に、内視鏡用電源１２の電源出力を一旦停止させる制御を行っているが、内視鏡用電源１２の電源出力を一旦停止させることなくスイッチ１３をオンにしてもよい。例えば、各電源供給部Ｄのスイッチ１３を所定のシーケンスに従って順次オンにしてもよい。しかし、電源出力が発生している状態でスイッチ１３をオンにすると、比較的大きな突入電流が内視鏡２０に供給されてしまったり、突入電流の影響によって電源電圧波形に歪が生じる虞がある。通常、内視鏡用電源１２は、電源出力を徐々に立ち上げる所謂ソフトスタート機能を有しており、このソフトスタート機能を利用して、スイッチ１３がオン状態で、内視鏡用電源１２から電源出力を発生させた方が突入電流による不具合を抑制することが可能である。この理由から、本実施の形態においては、スイッチ１３をオンにする前に内視鏡用電源１２の電源出力を一旦停止させるようになっている。
　例えば、制御部１１は、調整期間中において、内視鏡用電源１２の電源出力を徐々に立ち上げるための調整値を生成してメモリ１６に記憶させるようになっている。制御部１１は、内視鏡用電源１２からの電源出力の発生開始時には、メモリ１６から読出した調整値に基づいて内視鏡用電源１２を制御することで、ソフトスタートを可能にする。
　上述したように、ＣＣＵ１０は、内視鏡２０に必要な電源の数に対応して複数の電源供給部Ｄを有している。制御部１１は、各電源供給部Ｄの内視鏡用電源１２を制御して、内視鏡２０に必要な各電源出力を所定のシーケンスで発生させるようになっている。
　制御部１１は、ステップＳ１０において、所定のシーケンスに従って出力指示を発生させるタイミングに到達したか否かを各電源供給部Ｄ毎に判定する。内視鏡用電源１２に対して出力指示を発生させるタイミングに到達すると、制御部１１は内視鏡用電源１２に電源出力の発生を指示する。こうして、内視鏡用電源１２が発生した電源出力は、スイッチ１３及び対応する電源端子Ｃを介して内視鏡２０に供給され、内視鏡２０内の対応する電源ラインを介して撮像素子等の電子部品に供給される（ステップＳ１１）。
　図４はこのシーケンス制御の一例を示している。図４は、ＣＣＵ１０において３つの電源供給部Ｄ１～Ｄ３が設けられている例を示している。図４の例では、電源端子Ｃ１～Ｃ３にそれぞれ接続されるスイッチ１３は、調整期間においてオフであり、調整期間終了後において同時にオンになる。即ち、図４は、電源供給部Ｄ１～Ｄ３の調整期間の終了は、最も調整期間が遅く終了する電源供給部Ｄの調整期間の終了に一致させ、同時にスイッチ１３をオンにする例を示している。なお、電源供給部Ｄ１～Ｄ３は、それぞれ調整期間が終了することによって、独立してスイッチ１３をオンにするようになっていてもよい。このように、調整期間においては、スイッチ１３によって、ＣＣＵ１０から内視鏡２０への電力供給は阻止される。
　電源供給部Ｄ１～Ｄ３の各内視鏡用電源１２は、制御部１１からの電源供給の開始を指示する信号（以下、イネーブル信号という）によって、電源出力を発生する。図４の例では、制御部１１は、調整期間終了後において、電源供給部Ｄ３，Ｄ１，Ｄ２の順にイネーブル信号を供給する例を示している。先ず電源端子Ｃ３に電力が供給され、例えば、内視鏡２０内に設けられた制御用のＦＰＧＡに電源端子Ｃ３からの電力が供給される。次いで電源端子Ｃ１を介して内視鏡２０に電力が供給され、最後に電源端子Ｃ２を介して内視鏡２０に電力が供給される。
　このように本実施の形態においては、内視鏡用電源から内視鏡への電源出力の供給を遮断させるスイッチを設け、内視鏡用電源の電源出力が目標出力電圧になるように調整を行っている期間（調整期間）においては、スイッチをオフにすることで、内視鏡内の電子部品に不具合を起こさせる電源出力が内視鏡に供給されることを防止している。これにより、異なる種類の内視鏡を接続する場合等のように、内視鏡に供給する電源電圧を変更する場合であっても、内視鏡の部品に悪影響を及ぼすことなく、必要な電源出力を内視鏡に供給することができる。
　また、調整期間終了後において、スイッチをオンにする前に内視鏡用電源の電源出力を一旦停止させるようになっていることから、内視鏡用電源によるソフトスタート機能を利用した安定した電源供給が可能である。
（第２の実施の形態）
　図５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５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。なお、図５では、図面の簡略化のために、１系統の電源供給部Ｄのみを示しているが、電源供給部Ｄの数は、接続可能な内視鏡に必要とされる電源の数の最大値に設定される。本実施の形態はスイッチ１３による電圧降下分を考慮した電源出力を発生させるものである。
　本実施の形態のＣＣＵ２１において、電圧検出部１４は、内視鏡用電源１２の出力端（スイッチ１３の入力端）の電圧だけでなく、スイッチ１３の出力端の電圧も検出して、検出結果を制御部１１に出力するようになっている。制御部１１は、電圧検出部１４の検出結果によって、スイッチ１３による電圧降下分を求め、電圧降下分を考慮して内視鏡用電源１２の電源出力の目標出力電圧を高く設定するようになっている。結果的に、制御部１１は、スイッチ１３の出力端における電圧が当初の目標出力電圧に一致するように、内視鏡用電源１２の電源出力電圧を制御するようになっている。
　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６のフローチャートを参照して説明する。図６において図３と同一の手順には同一符号を付して説明を省略する。
　図６のステップＳ１～Ｓ６の処理は第１の実施の形態と同様であり、電圧検出部１４はスイッチ１３の入力端における電圧を検出する。更に、電圧検出部１４は、スイッチ１３の出力端における電圧も検出する（ステップＳ２１）。制御部１１は、電圧検出部１４の検出結果によって、スイッチ１３による電圧降下分を求め、電圧降下分を考慮して内視鏡用電源１２の電源出力の目標出力電圧を高く設定する。制御部１１は、スイッチ１３の出力端における電圧が当初の目標出力電圧に一致するように、内視鏡用電源１２の電源出力電圧を制御する。制御部１１は、ステップＳ７において、スイッチ１３の出力端における電圧が当初の目標出力電圧に一致したものと判定すると、処理を次のステップＳ８に移行する。他の作用は第１の実施の形態と同様である。
　このように、本実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。更に、本実施の形態においては、内視鏡への電力供給を遮断させるスイッチの電圧降下分を考慮した電圧調整を行っており、確実に内視鏡に供給すべき電源出力を得ることができるという効果を有する。
（第３の実施の形態）
　図７は本発明の第３の実施の形態を示すブロック図である。図７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。なお、図７では、図面の簡略化のために、１系統の電源供給部Ｄのみを示しているが、電源供給部Ｄの数は、接続可能な内視鏡に必要とされる電源の数の最大値に設定される。本実施の形態は内視鏡用電源１２の故障を提示することを可能にするものである。
　本実施の形態のＣＣＵ３１において、内視鏡用電源１２は、直流入力電圧Ｖｉｎが供給されて動作し、直流の電源出力を発生する。この直流入力電圧Ｖｉｎの情報はメモリ１６に記憶されている。制御部１１は、メモリ１６から直流入力電圧Ｖｉｎの情報を読出して、電源出力と比較することで、内視鏡用電源１２の故障を判定する。
　例えば、制御部１１は、内視鏡用電源１２の出力端から直流入力電圧Ｖｉｎと同一電圧の電源出力が発生した場合には、内視鏡用電源１２内において入力端と出力端との間の導通故障が発生しているものと判定する。また、制御部１１は、内視鏡用電源１２の出力端が０Ｖの場合には、内視鏡用電源１２の出力端がオープン状態であるものと判定する。また、制御部は、図示しないタイマからの時間情報を用いて、内視鏡用電源１２に対する電源出力の発生開始の指示から所定時間経過しても所望の電圧の電源出力が得られない場合には、内視鏡用電源１２において故障が生じているものと判定してもよい。
　制御部１１は、内視鏡用電源１２において故障が発生しているものと判定した場合には、故障の有無及び内容を示す警告表示を表示部１７に表示させるようになっている。表示部１７は、ＬＣＤ等によって構成されており、制御部１１に制御されて、警告表示を表示する。
　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８のフローチャートを参照して説明する。
　ＣＣＵ１０への電源投入によって内視鏡用電源１２に直流入力電圧Ｖｉｎが供給される。制御部１１は、図８のステップＳ４において、内視鏡用電源１２に電源出力の発生を開始させる。内視鏡用電源１２は、ステップＳ５において、制御部１１に指定された目標出力電圧が得られるように、電源出力の調整を行う。制御部１１は、電圧検出部１４によって内視鏡用電源１２の出力電圧を検出させる（ステップＳ６）。
　故障検出手段としての制御部１１は、電圧検出部１４の検出結果によって、内視鏡用電源１２に故障が発生しているか否かを判定する。例えば、制御部１１はステップＳ３１において電源出力の異常を判定する。電源出力が直流入力電圧Ｖｉｎに一致していることを示す電圧検出結果が得られた場合には、制御部１１は内視鏡用電源１２において導通故障が生じているものと判定して、ステップＳ３３において、内視鏡用電源１２に導通故障が生じていることを示す警告表示を表示部１７の表示画面上に表示させる。また、制御部１１は、電源出力が０Ｖ近傍の値から増加しない場合には、内視鏡用電源１２の出力端がオープン状態であるものと判定して、制御部１１は、内視鏡用電源１２の導通故障が生じていることを示す警告表示を表示部１７の表示画面上に表示させる。
　また、制御部１１は、ステップＳ３２において、ステップＳ４における電源出力の発生開始から所定の期間が経過したか否かを判定する（ステップＳ３２）。制御部１１は、この所定期間が経過しても電源出力が所望の目標出力電圧に到達しない場合には、内視鏡用電源１２が故障しているものと判定して、その旨を示す警告表示を表示部１７の表示画面上に表示させる（ステップＳ３３）。他の作用は第１の実施の形態と同様である。
　このように本実施の形態においては、上記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態においては、電源出力の調整期間にはスイッチ１３はオフであり、内視鏡用電源１２等の故障によって電源出力に異常が生じている場合でも、異常な電源出力が内視鏡に供給されることはない。また、本実施の形態では、このような故障についての警告表示を表示させることができるという利点がある。
（第４の実施の形態）
　図９は本発明の第４の実施の形態を示すブロック図である。図９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。なお、図９では、図面の簡略化のために、１系統の電源供給部Ｄのみを示しているが、電源供給部Ｄの数は、接続可能な内視鏡に必要とされる電源の数に対応した数であって最大数よりも少ない数に設定される。本実施の形態は１系統の電源供給部Ｄによって、内視鏡の複数の電源ラインに電力を供給可能なように構成したものである。
　本実施の形態のＣＣＵ４１は、電源供給部Ｄにおいて複数のスイッチ１３ａ，１３ｂ，…を採用したものである。なお、図９では２つのスイッチ１３ａ，１３ｂを採用した例を示している。スイッチ１３ａ，１３ｂは、内視鏡用電源１２の出力端と電源端子Ｃ１又はＣ２との間の各電源ライン上に設けられている。スイッチ１３ａ，１３ｂは、制御部１１にオン，オフ制御されて、内視鏡用電源１２からの電源出力の内視鏡１０への供給を許可又は遮断することができるようになっている。制御部１１は、内視鏡の種別判定結果に基づいて、スイッチ１３ａ，１３ｂのオン，オフを制御するようになっている。
　このように構成された実施の形態においては、１系統の電源供給部Ｄによって、内視鏡の複数系統（図９では２系統）の電源ラインに電力を供給することが可能である。例えば、Ａ内視鏡が、電源端子Ｃ１に接続される電源ラインを有しこの電源ラインを介して所定の電子部品に電力（電源電圧３Ｖ）を供給するようになっている一方、電源端子Ｃ２から電力供給を受ける電源ラインは存在しないものとする。また、Ｂ内視鏡が、電源端子Ｃ１から電力供給を受ける電源ラインは存在しない一方、電源端子Ｃ２に接続される電源ラインを有しこの電源ラインを介して所定の電子部品に電力（電源電圧５Ｖ）を供給するようになっているものとする。
　例えば、Ａ内視鏡がＣＣＵ４１に接続されると、制御部１１は、内視鏡判別部１５による種別判定結果に基づいて、内視鏡用電源１２に目標出力電圧として３Ｖを設定する。内視鏡用電源１２からの電源出力が３Ｖに到達した以降において、制御部１１は、スイッチ１３ａをオンにする。なお、スイッチ１３ｂはオフのままである。これにより、内視鏡用電源１２からの３Ｖの電源出力が、電源端子Ｃ１に接続されたＡ内視鏡内の電源ラインを介して所定の電子部品に供給される。
　また、Ｂ内視鏡がＣＣＵ４１に接続されると、制御部１１は、内視鏡判別部１５による種別判定結果に基づいて、内視鏡用電源１２に目標出力電圧として５Ｖを設定する。内視鏡用電源１２からの電源出力が５Ｖに到達した以降において、制御部１１は、スイッチ１３ｂをオンにする。なお、スイッチ１３ａはオフのままである。これにより、内視鏡用電源１２からの５Ｖの電源出力が、電源端子Ｃ２に接続されたＢ内視鏡内の電源ラインを介して所定の電子部品に供給される。他の作用は第１の実施の形態と同様である。
　このように本実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。更に、本実施の形態においては、接続可能な内視鏡に必要な最大の電源数よりも少ない数の電源供給部によって、必要な電力の供給が可能である。
（第５の実施の形態）
　図１０は本発明の第５の実施の形態を示すブロック図である。図１０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。なお、図１０は２系統の電源供給部Ｄ１１，Ｄ１２を有した例を示しているが、電源供給部Ｄの数は、接続可能な内視鏡に必要とされる電源の数（最大数）に対応した数に設定される。本実施の形態は電源供給部Ｄから内視鏡の各電子部品への電力の供給又は遮断を行うスイッチを内視鏡内に設けた例である。
　図１０において、内視鏡６０とＣＣＵ５１とは電気的に接続されている。ＣＣＵ５１の電源端子Ｃ１，Ｃ２は、それぞれ内視鏡６０内に設けられた電源ライン６４ａ，６４ｂに接続されている。電源ライン６４ａには撮像素子６２が接続されており、電源ライン６４ｂには内視鏡６０を制御するＦＰＧＡ６１が接続されている。
　電源供給部Ｄ１１，Ｄ１２は相互に同一構成であり、ＣＣＵ５１内において、それぞれ内視鏡用電源１２及び電圧検出部１４を有する。また、電源供給部Ｄ１１は内視鏡６０の電源ライン６４ａ上にスイッチ６３ａを有し、電源供給部Ｄ１２は内視鏡６０の電源ライン６４ｂ上にスイッチ６３ｂを有する。なお、スイッチ６３ａ，６３ｂを区別する必要がない場合には、これらのスイッチをスイッチ６３という。
　電源供給部Ｄ１１の内視鏡用電源１２によって発生する電源出力は、電源端子Ｃ１から内視鏡６０内の電源ライン６４ａ及び電源ライン６４ａ上に設けたスイッチ６３ａを介して撮像素子６２に供給されるようになっている。同様に、電源供給部Ｄ１２の内視鏡用電源１２によって発生する電源出力は、電源端子Ｃ２から内視鏡６０内の電源ライン６４ｂ及び電源ライン６４ｂ上に設けたスイッチ６３ｂを介してＦＰＧＡ６１に供給されるようになっている。
　スイッチ６３ｂは、ＣＣＵ５１の制御端子ＣＥを介して入力される制御部１１からの制御信号によってオン，オフ制御されるようになっている。また、ＦＰＧＡ６１は、スイッチ６３ａをオン，オフ制御するための制御信号を発生するようになっている。
　このように構成された実施の形態においても、スイッチ６３は、内視鏡用電源１２の調整期間にはオフであり、調整期間終了後においてオンになる。本実施の形態においては、スイッチ６３ｂは制御部１１によって制御される一方、スイッチ６３ａは内視鏡６０内のＦＰＧＡ６１によって制御される。制御部１１は、調整期間終了後に、スイッチ６３ｂをオンにする制御信号を発生し、制御端子ＣＥを介して内視鏡６０内のスイッチ６３ｂに供給する。これにより、スイッチ６３ｂはオンとなる。
　スイッチ６３ｂがオンになった後、制御部１１は、電源供給部Ｄ１２の内視鏡用電源１２にイネーブル信号を供給して、内視鏡用電源１２にＦＰＧＡ６１用の電源出力を発生させる。この電源出力は、電源端子Ｃ２、電源ライン６４ｂ及びスイッチ６３ｂを介してＦＰＧＡ６１に供給される。これにより、ＦＰＧＡ６１は動作を開始する。ＦＰＧＡ６１は、動作開始後において、スイッチ６３ａをオンにするための制御信号を発生する。この制御信号によってスイッチ６３ａはオンとなる。
　制御部１１は、電源供給部Ｄ１１の内視鏡用電源１２にイネーブル信号を供給して、内視鏡用電源１２に撮像素子６２用の電源出力を発生させる。この電源出力は、電源端子Ｃ１、電源ライン６４ａ及びスイッチ６３ａを介して撮像素子６２に供給される。これにより、撮像素子６２は動作を開始する。
　なお、図１０では２系統の電源供給部を有する例を示したが、３系統以上の系統数の電源供給部を有する場合には、ＦＰＧＡへの電力供給の供給・遮断を制御するスイッチ以外のスイッチについては、ＦＰＧＡによってオン，オフ制御するように構成してもよい。また、接続端子の端子数に余裕がある場合には、内視鏡内に設けた全てのスイッチをＣＣＵ内の制御部によって制御するようになっていてもよい。
　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。また、本実施の形態においては、電源供給の供給又は遮断を制御するスイッチを内視鏡内に設けるようにすることができる。
　本発明は、上記各実施形態にそのまま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、上記各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わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
　本発明によれば、電源の出力を調整して複数の出力電圧を内視鏡に供給する場合でも、内視鏡の部品に悪影響を及ぼすことを防止することができるという効果を有する。
　本出願は、２０１６年５月２４日に日本国に出願された特願２０１６－１０３４４７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、請求の範囲に引用されるものとする。

Claims (7)

  1. 　要求電圧の異なる複数種類の内視鏡を接続可能な内視鏡用カメラコントロールユニットであって、
    　該カメラコントロールユニットに対して接続されることが想定される前記複数種類の内視鏡それぞれの要求電圧を生成可能な可変電源と、
    　前記カメラコントロールユニットに接続された内視鏡の要求電圧を識別する識別部と、
    　前記識別部の識別結果に応じて前記接続された内視鏡の要求電圧を有する電力を生成するように前記可変電源を制御する電源制御部と、
    　前記可変電源から前記接続された内視鏡に対して電力を出力するための電源端子に延びる電力供給経路に設けられ、該電力供給経路の導通又は遮断を切り替え可能に設けられたスイッチと、
    　前記可変電源が前記識別結果に応じた要求電圧を有する電力を生成するための調整期間の間は前記スイッチをオフにして前記電力供給経路を遮断し、前記調整期間が終了した後に、前記スイッチをオンにして前記電力供給経路を導通させるように制御するスイッチ制御部と、
    　を備えたことを特徴とする内視鏡用カメラコントロールユニット。
  2. 　前記可変電源側から見た前記スイッチの後段側の電圧値を検出する電圧検出部をさらに備え、
    　前記電源制御部は、前記電圧検出部の検出結果に基づいて、前記スイッチのオン抵抗による前記要求電圧に対する電圧降下分を補償するように前記可変電源の出力電圧を調整する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用カメラコントロールユニット。
  3. 　前記調整期間中に、前記可変電源の故障を検出する故障検出手段をさらに備えた
    　ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用カメラコントロールユニット。
  4. 　前記調整期間中において、前記識別結果に応じた要求電圧を有する電力を前記可変電源に生成させるための調整値を記憶する記憶部をさらに備え、
    　前記スイッチ制御部は、前記記憶部への前記調整値の記憶が完了した後に前記スイッチをオンにするように制御し、
    　前記電源制御部は、前記スイッチがオンにされた後において前記記憶部に記憶された調整値に基づいて前記識別結果に応じた要求電圧を有する電力を生成する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用カメラコントロールユニット。
  5. 　前記内視鏡は所定の要求電圧で動作する複数の回路部品を有し、
    　前記可変電源、電力供給経路及びスイッチは、前記回路部品の数に対応した数だけ設けられ、
    　前記電源制御部は、複数の前記可変電源に対して、所定のシーケンスに従って、順次前記要求電圧を有する電力を生成させる
    　ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用カメラコントロールユニット。
  6. 　前記電源制御部は、前記スイッチ制御部により前記スイッチをオンにする前に、複数の前記可変電源の出力を全て一旦停止させる
    　ことを特徴とする請求項５に記載の内視鏡用カメラコントロールユニット。
  7. 　所定の要求電圧で動作する回路部品を有する内視鏡と、要求電圧の異なる複数種類の内視鏡を接続可能な内視鏡用カメラコントロールユニットとを有する内視鏡システムであって、
    　前記カメラコントロールユニットに対して接続されることが想定される前記複数種類の内視鏡それぞれの要求電圧を生成可能な可変電源と、
    　前記カメラコントロールユニットに接続された前記内視鏡の要求電圧を識別する識別部と、
    　前記識別部の識別結果に応じて接続された前記内視鏡の要求電圧を有する電力を生成するように前記可変電源を制御する電源制御部と、
    　前記可変電源から前記内視鏡の前記回路部品に対して電力を供給するための電力供給経路に設けられ、該電力供給経路の導通又は遮断を切り替え可能に設けられたスイッチと、
    　前記可変電源が前記識別結果に応じた要求電圧を有する電力を生成するための調整期間の間は前記スイッチをオフにして前記電力供給経路を遮断し、前記調整期間が終了した後に、前記スイッチをオンにして前記電力供給経路を導通させるように制御するスイッチ制御部と、を備えたことを特徴とする内視鏡システム。
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