内視鏡装置の電圧制御回路
【課題】 昇圧回路の制御が不能となった場合においても、過剰な電圧の発生を防止できる電圧制御回路を提供する。
【解決手段】 ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ３２は、第１端子３２Ａが検出する第２節点４１での電圧に応じて、トランジスタ４２にベース電流を供給する。このため、第１、第２ＬＥＤ１４、１６に供給される昇圧電圧は一定に保たれる。そして、第１、第２ＬＥＤ１４、１６の断線のため、ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ３２とトランジスタ４２の昇圧制御における異常等が生じ、過剰な電圧が生じると、過剰電圧は抵抗５８および警告用ＬＥＤ３４を介してツェナーダイオード６２に印加される。この結果、電源制御回路３０の出力側から電池１２に向けて電流が流れ、ツェナー電圧よりも大きく昇圧された過剰電圧の発生が防止されるとともに、警告用ＬＥＤ３４が点灯する。
【解決手段】 ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ３２は、第１端子３２Ａが検出する第２節点４１での電圧に応じて、トランジスタ４２にベース電流を供給する。このため、第１、第２ＬＥＤ１４、１６に供給される昇圧電圧は一定に保たれる。そして、第１、第２ＬＥＤ１４、１６の断線のため、ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ３２とトランジスタ４２の昇圧制御における異常等が生じ、過剰な電圧が生じると、過剰電圧は抵抗５８および警告用ＬＥＤ３４を介してツェナーダイオード６２に印加される。この結果、電源制御回路３０の出力側から電池１２に向けて電流が流れ、ツェナー電圧よりも大きく昇圧された過剰電圧の発生が防止されるとともに、警告用ＬＥＤ３４が点灯する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡装置の電圧制御回路に関し、特に、被写体照明用の光源等のための昇圧回路を含む電圧制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
暗い体内での被写体観察を行なうために、内視鏡装置のスコープの先端に、照明用の光源が設けられる場合がある。この光源として、ＬＥＤ等を使用することが知られている（例えば特許文献１参照）。そして携帯内視鏡のように照明用の光源を電池駆動にて使用する場合には、電池の電圧が変化してもＬＥＤに流れる電流を安定させて、照明する明るさを安定させるために、またより大きい電流をＬＥＤに流して照明の明るさを増すために、高い電圧が必要であることから、一般に昇圧回路が用いられる。また、照明用ＬＥＤの電流値をモニターし、その値をフィードバックさせることで、一定の電流を照明用ＬＥＤに流すように制御される。
【特許文献１】特許第３３１５８０９号公報（段落［００１３］、［００１４］、図３参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
通常、スコープの先端に照明用ＬＥＤを設ける場合は、電圧制御回路と照明用ＬＥＤは離れた位置にある。そして、携帯内視鏡の製造時には、電圧制御回路と照明用ＬＥＤとは個別に組み立てられた後に接続されるため、照明用ＬＥＤの接続が不完全な場合（リード線の半田付ミスなど）が生じうる。さらには、スコープの先端は小型化を要求されるため、照明用ＬＥＤの実装スペースは狭く、ＬＥＤ自身の接続ミスなどが生じやすい。
【０００４】
被写体照明用のＬＥＤ等に断線等のトラブルが生じると、電流値のフィードバックが出来なくなって、昇圧回路の制御が不能となり、必要とされる電圧を大きく越えた過剰な電圧が生じるおそれがある。こうして、周辺素子の耐圧性能を超えた過剰な電圧が生じると、それら周辺素子の故障を引き起こすおそれがある。
【０００５】
本発明は、昇圧回路の制御が不能となった場合に、装置の不良原因を特定させて警告表示を行ない、装置の不良を確実に知らせるための電圧制御回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電圧制御回路は、電源から入力される入力電圧を昇圧する昇圧手段と、昇圧手段により得られた昇圧電圧が印加される負荷手段と、印加された昇圧電圧に基づいて負荷手段に流れる電流をモニターして、電流の量に応じて昇圧電圧が所定の目標電圧となるように、昇圧手段を制御する昇圧制御手段と、昇圧制御手段が、負荷手段に流れる電流がモニター不能となったときに、警告する警告手段とを備える。
【０００７】
昇圧手段は、例えば昇圧型のＤＣ／ＤＣコンバータを含む。また、負荷手段は、例えば電流駆動による照明素子を含み、この場合、照明素子に昇圧電圧が印加されている状態で、照明素子の断線により電流がモニター不能となったときに、昇圧制御手段が、昇圧電圧が所定の目標電圧よりも大きい電圧になることを抑制することが好ましい。
【０００８】
警告手段は、例えば発光素子であり、負荷手段に流れる電流がモニター不能となったときに発光素子は発光する。そして発光素子は、例えばＬＥＤを含む。
【０００９】
昇圧制御手段は、例えば、昇圧手段の出力側に電流を流すことにより、昇圧電圧が所定の目標電圧よりも大きい電圧になることを抑制する。また昇圧制御手段は、例えばツェナーダイオードを含む。
【００１０】
電源は、例えば電池であり、この場合に電圧制御回路は、入力電圧が所定の基準電圧よりも低いか否かを判断する電圧判断手段をさらに有し、電圧判断手段が、入力電圧が所定の基準電圧よりも低いと判断すると警告手段が警告することが好ましい。
【００１１】
本発明の内視鏡装置は、先述の電圧制御回路を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、昇圧回路の制御が不能となった場合においても、過剰な電圧の発生を防止できる電圧制御回路を提供できる。また、電池残量警告表示を用いて、昇圧回路の制御不能警告も表示できるため、部品点数を多くせずに電圧制御回路が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の第１の実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、第１の実施形態における携帯内視鏡装置（ファイバースコープ）のブロック図である。
【００１４】
ファイバースコープ１０の先端には、被写体Ｓを照明するための第１および第２ＬＥＤ１４、１６と、第１および第２配光レンズ１８、１９が設けられている。第１、第２ＬＥＤ１４、１６は、点灯駆動部２０の制御の下で、電池１２から供給される電力により照明光を被写体Ｓに照射する。被写体Ｓの表面で反射された照明光の反射光は、対物レンズ２２、イメージガイド２４、及び対眼レンズ２６を介して、オペレータの眼に入射する。こうして、被写体Ｓがオペレータにより観察される。
【００１５】
ファイバースコープ１０の本体（オペレータが保持する部分）の表面には、電圧警告灯２８が設けられている。電圧警告灯２８には、警告用ＬＥＤ（図示せず）が含まれている。警告用ＬＥＤは、点灯駆動部２０における、電池１２から供給される入力電圧の昇圧制御における異常を知らせるために点灯する。例えば、点灯駆動部２０に接続された第１、第２ＬＥＤ１４、１６のいずれかが断線して昇圧制御が不能となり、入力電圧が異常に高い電圧まで昇圧された場合などにおいて、警告用ＬＥＤは自動的に点灯する。
【００１６】
図２は、点灯駆動部２０に設けられた電圧制御回路を示す回路図である。
【００１７】
点灯駆動部２０には、電源制御回路３０、照明素子部５０および電圧制御補助回路６０を含む電圧制御回路２５が設けられている。電源制御回路３０は、昇圧型のＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ３２、トランジスタ４２および第１抵抗４５等で構成され、電池１２から供給される入力電圧を昇圧するためにＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ３２に設けられたＤＣ／ＤＣコンバータや、スイッチ３８、コンデンサ４０、コイル４４、ショットキーダイオード４６、平滑コンデンサ４８を含む。照明素子部５０には、第１、第２ＬＥＤ１４、１６が設けられている。
【００１８】
そして、電池１２から入力された電圧が昇圧型のＤＣ／ＤＣコンバータによって昇圧され、生じた昇圧電圧が第１、第２ＬＥＤ１４、１６に供給されると、第１、第２ＬＥＤ１４、１６が照明光を出射するように電流が流れる。この電流は、第１節点３９に接続された第１抵抗４５によりモニターされる。そして、第１節点３９に常に一定の電流が流れるようにＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ３２が作動する。
【００１９】
すなわち、まず、電源スイッチ３８がオンになると、第２節点４１を介してＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ３２の第３端子３２Ｃに電圧が供給される。そしてＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ３２は、第５端子３２Ｅに接続されたトランジスタ４２に、パルス状のベース電流を供給する。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ３２が、第５端子３２Ｅを介してトランジスタ４２に供給する駆動電圧の能動期間の繰り返し周期、つまり端子がＨＩになる期間（パルス）の繰返し周期は、第１端子３２Ａが検出する第１節点３９での電圧に応じて可変である。
【００２０】
すなわち、第１節点３９での電圧が設定電圧よりも低い場合、第５端子３２Ｅは、単位時間当たりのベース端子の電圧をＨＩにする期間の繰り返し周期を短くし、単位時間当たりにトランジスタ４２がオンとなる頻度を高くする。また、第１節点３９での電圧が設定電圧よりも高い場合、第５端子３２Ｅは、単位時間当たりのベース端子の電圧をＨＩにする期間の繰り返し周期を長くし、単位時間当たりにトランジスタ４２がオンとなる頻度を低くする。この結果、ステップアップコンバータの原理に従って、第１節点３９での電圧および第１、第２ＬＥＤ１４、１６に供給される昇圧電圧は、ほぼ一定の電圧（目標電圧）に保たれる。
【００２１】
第２節点４１と第３節点４３との間には、ステップアップ・インダクタとして昇圧動作を担うコイル４４が設けられ、第３節点４３と第１ＬＥＤ１４との間には、電流の逆流を防止するためのショットキーダイオード４６、電流を平滑する平滑コンデンサ４８が設けられている。
【００２２】
電圧制御補助回路６０には、ＤＣ／ＤＣコンバータ等の異常により、昇圧が適切に制御されない事態に備えて、第２抵抗５８、警告用ＬＥＤ３４、およびツェナーダイオード６２が設けられている。例えば、第１、第２ＬＥＤ１４、１６のいずれかが断線して、第１抵抗４５に電流が流れなくなり、第１端子３２Ａが第１節点３９の電圧を検出できなくなった場合、ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ３２からの出力電圧が異常に高くなるおそれがある。そして、後述する比較例の回路のように、電圧制御補助機能が設けられていない場合、電源制御回路３０から目標電圧よりも高い電圧（以下、過剰電圧という）が出力され、各素子の破損を招く可能性がある。
【００２３】
これに対し、ツェナーダイオード６２が設けられている電圧制御補助回路６０においては、発生した過剰電圧は、第２抵抗５８を介してツェナーダイオード６２に印加される。そして、所定のツェナー電圧よりも高い電圧が印加されると、ツェナーダイオード６２に電流が流れる。すなわち、電源制御回路３０の出力側から電流が流れ、この結果、ツェナー電圧よりも大きく昇圧された過剰電圧の発生が防止されるとともに、警告用ＬＥＤ３４が点灯する。
【００２４】
図３は、第１、第２ＬＥＤ１４、１６のいずれかが断線して、第１端子３２Ａが第１節点３９の電圧を検出できなくなった場合において、警告用ＬＥＤ３４に流れる電流量と、ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される電圧の大きさの関係を示す図である。
【００２５】
図３における複数の点は、警告用ＬＥＤ３４に流れる電流量とＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧との関係を示す実測値であり、曲線はこれらの実測値をなめらかに結ぶものである。警告用ＬＥＤ３４に流れる電流の大きさは、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧からツェナーダイオード６２のツェナー電圧降下と警告用ＬＥＤ３４の順方向電圧とを減算した値に、第２抵抗５８の抵抗値を除した値に相当する。
【００２６】
ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される電圧は、第２抵抗５８、警告用ＬＥＤ３４、ツェナーダイオード６２に電流がほとんど流れない状態にあっては著しく高いものの、これらにわずかな電流が流れることにより、大きく低下する。すなわち第２抵抗５８およびツェナーダイオード６２が、目標電圧よりも大きい過剰電圧の発生を抑制することとなる。
【００２７】
このように、本実施形態の電圧制御回路２５においては、電源制御回路３０による昇圧制御が不能となった場合においても、過剰な電圧の発生を防止するとともに、警告用ＬＥＤ３４が発光することによりオペレータに昇圧制御の異常を知らせることができる。
【００２８】
本実施形態の電圧制御回路２５は、電池１２を用いた携帯可能なファイバースコープ１０のみならず、商用電源を用いる固定式の内視鏡装置に用いられても良い。
【００２９】
図４は、本発明の第２の実施形態における電圧制御回路を示す回路図である。図５は、電圧警告表示機能を有する電圧制御補助回路を示す回路図である。図６は、比較例としての電池残量低下警告機能を有する電圧制御回路を示す回路図である。これらの図においては、第１の実施形態における電源制御回路３０と同一の構成要素には、同一の符号が付されている。
【００３０】
第２の実施形態の電圧制御回路２５は、電圧警告表示機能と、電池残量低下の警告のための表示駆動回路３６とが電圧制御補助回路６０に設けられている点のみが、第１の実施形態と異なる。表示駆動回路３６は、長期間の使用等により電池１２の入力電圧が低下した場合においても警告用ＬＥＤ３４を点灯させ、オペレータに入力電圧の低下を警告するために設けられている。
【００３１】
続いて、表示駆動回路３６の動作について説明する（図５参照）。表示駆動回路３６には、基準電圧生成回路５２が設けられており、基準電圧生成回路５２は、例えば２．３（Ｖ）の基準電圧を生成する。この基準電圧と、電池１２から入力される入力電圧を抵抗比で分割した電圧が、それぞれコンパレータ５４に入力される。コンパレータ５４は、これらの電圧の高低を比較し、電池１２からの入力電圧が、基準電圧である２．３（Ｖ）よりも低いか否かを判断する。
【００３２】
コンパレータ５４は、電池１２の電圧が抵抗分割された電圧が基準電圧よりも低いと判断すると、ｎチャンネルＦＥＴ５６のゲートにＨＩの電圧を印加する。このため、電池１２の入力電圧が抵抗分割された電圧が、基準電圧よりも低い場合には、コンパレータ５４の出力端子における電圧が高くなり、ｎチャンネルＦＥＴ５６のゲートの電圧が高くなってドレイン、ソース間に電流が流れる。この結果、ｎチャンネルＦＥＴ５６に接続された警告用ＬＥＤ３４に、第２抵抗５８を介して電流が流れ、警告用ＬＥＤ３４は点灯して、電池残量が所定電圧以下に低下していることを報知する。
【００３３】
このように、本実施形態における電圧警告表示機能を有する電圧制御補助回路６０においては、第１の実施形態と同様に、電源制御回路３０による昇圧制御が不能になってＤＣ／ＤＣコンバータからの出力電圧が異常に高くなるおそれがある場合のみならず、電池１２の電圧が低下した場合においても、警告用ＬＥＤ３４が発光する。
【００３４】
本実施形態においては、電池１２の電圧が低下した場合、第１、第２ＬＥＤ１４、１６を発光させるための昇圧電圧から第２抵抗５８を介して得られる電流を用いて、警告用ＬＥＤ３４を発光させている。すなわち、警告用ＬＥＤ３４には、電池１２から直接入力される電圧による電流ではなく、電源制御回路３０の制御によって昇圧された電圧から第２抵抗５８を介して電流が供給される。
【００３５】
従って、電池１２の電圧が低下した場合においても、電源制御回路３０が作動する限り、警告用ＬＥＤ３４には、昇圧電圧から第２抵抗５８を介して電流が供給される。このため警告用ＬＥＤ３４には十分な電流を供給できるので、警告用ＬＥＤ３４は、明るい光を発光し、電圧警告灯２８は、オペレータに電池１２の電圧低下を確実に知らせることができる。なお本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータは、例えば、２．０（Ｖ）以上の電圧が電池１２から供給されると作動する。
【００３６】
これに対し、図６に示す比較例の電圧制御回路２７のように、電池１２からの入力電圧を電源制御回路３０により昇圧して得られた電圧で照明素子部５０を駆動する一方、警告用ＬＥＤ３４が電池１２に接続され、電池１２からの入力電圧から直接抵抗を介することによって得られる電流を用いて発光する場合、その光の輝度は、電池残量の低下に伴った電流量の減少により低下してしまう。このため、電池１２の残量が少なくなったことを知らせるために警告用ＬＥＤ３４が発光するときには、警告用ＬＥＤ３４に流れる電流は少なくなっており、輝度の低い光による警告表示となってオペレータに認識されないおそれがある。
【００３７】
なお、図６の比較例では、照明素子部５０の断線による負荷オープンに対する過電圧保護回路として、平滑コンデンサ４８のホット側の昇圧電圧出力端と第１節点３９との間にツェナーダイオード６３が接続されている。
【００３８】
図７は、電池１２の入力電圧の経時変化を示す図である。図８は、電源制御回路３０から出力される電圧の経時変化を示す図である。図９は、図８と同様に電池１２の電圧が経時的に変化したときの表示駆動回路３６におけるｎチャンネルＦＥＴ５６の動作状況を示す図である。
【００３９】
電池１２が入力する電圧は、使用開始時間である使用時間ｔ＝０の３．５（Ｖ）から、使用時間ｔの経過とともに低下する。そして、電池１２からの入力電圧が２．０（Ｖ）以上であるときには、ＤＣ／ＤＣコンバータが作動するため、ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される電圧は、例えばおよそ７．５（Ｖ）程度で一定である（図８参照）。そして電池１２からの入力電圧が２．０（Ｖ）を下回ると、ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ３２が動作できる下限の電圧を下回るために、ＤＣ／ＤＣコンバータは作動せず、電池１２から供給された電圧は、コイル４４、ショットキーダイオード４６、第２抵抗５８等を介してそのまま出力される。このとき、電圧警告表示機能を有する電圧制御補助回路６０は、警告用ＬＥＤ３４を点灯すべくスイッチングされているから、警告用ＬＥＤ３４は点灯する。
【００４０】
また入力電圧が、基準電圧である２．３（Ｖ）よりも低下すると、ＤＣ／ＤＣコンバータが作動しているので、表示駆動回路３６のｎチャンネルＦＥＴ５６がオンになる（図９参照）。このとき、出力端子ＯＵＴにおける電圧も入力電圧と同様に降下する。この結果、警告用ＬＥＤ３４には降下電圧に対応した電流が供給され、警告用ＬＥＤ３４は発光する。以上の図７〜９に示す電池１２からの入力電圧の低下に伴って、電圧警告表示機能を有する電圧制御補助回路６０において、警告用ＬＥＤ３４からの光の輝度がどのように変化するかについて、以下に説明する。
【００４１】
図１０は、電池１２からの入力電源を直接用いる場合において、図６に示す比較例の表示回路６１における警告用ＬＥＤ３４に流れる電流に対応する、警告用ＬＥＤ３４が発光する光の輝度を示す図である。図１１は、図４における電圧制御補助回路６０において、警告用ＬＥＤ３４が発光する光の輝度を示す図である。
【００４２】
図１０および図１１の一点鎖線で示す電池１２の入力電圧が、基準電圧である２．３（Ｖ）以上のときには、比較例の表示回路６１（図６参照）においても、本実施形態の電圧警告表示機能を有する電圧制御補助回路６０においても、警告用ＬＥＤ３４は発光しない。そして電池１２の入力電圧が、基準電圧の２．３（Ｖ）から徐々に低下すると、比較例の表示回路６１においては、警告用ＬＥＤ３４からの光の輝度は、基準電圧である２．３（Ｖ）に比例した輝度レベル（以下、レベル１という）から、入力電圧に比例して徐々に低下する。これは、警告用ＬＥＤ３４に流れる電流が、電池１２による入力電圧に依存して低下するためである。
【００４３】
これに対し、図４に示す、電圧警告表示機能を有する電圧制御補助回路６０における警告用ＬＥＤ３４には、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧（図８参照）に比例し、基準電圧の２．３（Ｖ）よりも大幅に高い安定した電圧が供給されるので、結果的に大きい電流値が安定して供給可能となり、警告用ＬＥＤ３４への電流供給も電圧に比例して大きくなるため、一定の高い輝度レベルを有する光を発光できる（図１１参照）。
【００４４】
また、電池１２の入力電圧が２．０（Ｖ）まで低下すると、電圧警告表示機能を有する電圧制御補助回路６０、表示回路６１のいずれにおいても、ＤＣ／ＤＣコンバータが作動しないためにＤＣ／ＤＣコンバータからの電圧供給は停止し、警告用ＬＥＤ３４の発光する光の輝度は、コイル４４、ショットキーダイオード４６、第２抵抗５８等を介した２．０（Ｖ）の入力電圧に比例した輝度レベル（以下、レベル２という）になる。そして、さらに入力電圧が低下すると、警告用ＬＥＤ３４からの光の輝度は、電池１２からの入力電圧に応じてさらに低下する。
【００４５】
以上のように、図６に示す比較例の表示回路６１において警告用ＬＥＤ３４の発光する光の輝度は、ＤＣ／ＤＣコンバータが作動するか否かに係わらず、レベル１からレベル２以下に低下し続ける。これに対し、電圧警告表示機能を有する電圧制御補助回路６０における警告用ＬＥＤ３４が発光する光は、ＤＣ／ＤＣコンバータが作動しなくなるまでの期間、レベル１よりも大幅に高い輝度レベルを有する。
【００４６】
このように本実施形態によれば、警告用ＬＥＤ３４は、ＤＣ／ＤＣコンバータが作動できなくなる直前であって、電池１２の入力電圧低下を知らせる必要性が最も高い期間において、高輝度の光を発光するため、オペレータに電池残量の低下を確実に知らせることができる。
【００４７】
本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータは２．０（Ｖ）以上の電圧が供給された場合に作動することから、基準電圧を２．０（Ｖ）よりも多少高い２．３（Ｖ）に設定する等の手段をとることができる。つまり、基準電圧の大きさは、ＤＣ／ＤＣコンバータ等、昇圧のために用いられる回路が作動するために最低限必要な入力電圧の大きさに応じて、調整することができる。
【００４８】
図１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ等による昇圧制御フィードバックの異常と、電池１２からの入力電圧の低下とにより、警告用ＬＥＤ３４が発光する光の輝度の変化を示す図である。
【００４９】
一点鎖線が示す電池１２の入力電圧が、基準電圧の２．３（Ｖ）以上のとき（使用時間ｔ＝０〜ｔ1）には、警告用ＬＥＤ３４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ等による昇圧制御の異常の場合にのみ発光する。この場合に警告用ＬＥＤ３４が発光する光の輝度は、図１１に示す入力電圧の低下時（使用時間ｔ＞ｔ1）における輝度よりも高くなる。これは、ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ３２等の昇圧が適正に行なわれなかった場合には、正常に昇圧された場合よりも大きい過剰電圧に基づく電流が、一時的に警告用ＬＥＤ３４に流れるためである。
【００５０】
このように本実施形態においては、電圧警告灯２８は、照明素子部５０の負荷オープンによる昇圧制御に異常が生じた場合に加え、電池１２の入力電圧が低下したことも確実にオペレータに知らせることができる。さらに、昇圧制御の異常と、電池１２の電圧低下との報知のために、単一の発光素子である警告用ＬＥＤ３４のみが設けられていることから、電圧警告表示機能を有する電圧制御補助回路６０の構造は簡略化される。
【００５１】
本実施形態では、昇圧制御の異常と電池１２の入力電圧の低下とを報知するために、警告用ＬＥＤ３４のみが設けられているが、それぞれを個別にオペレータに報知するために、２つの発光素子が設けられても良い。この場合、昇圧制御の異常と入力電圧の低下とのいずれが生じたかを、オペレータに知らせることができる。
【００５２】
また本実施形態では、図１３に示すように、電池電圧の低下を知らせる警告用ＬＥＤ３４のための独自の電源である表示用電源３５を設けても良い。この場合、電池１２の入力電圧が２.０（Ｖ）以下に低下し、ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ３２が作動しないときにおいても、警告用ＬＥＤ３４からの光の輝度を、先述のレベル１以上に維持することができる。
【００５３】
第１および第２のいずれの実施形態においても、被写体照明用の光源である第１、第２ＬＥＤ１４、１６、もしくは警告用ＬＥＤ３４の代わりに、ランプを用いても良い。また、光源の数、配置はいずれの実施形態にも限定されず、例えば照明用に１個の高輝度光源を用いたり、あるいは２個の照明用光源を並列に配置しても良い。
【００５４】
電圧制御回路２５は、汎用的な素子によって構成することが可能であり、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ３２として「東光株式会社」製の「ＴＫ１１８４０Ｌ」を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】第１の実施形態における携帯内視鏡装置のブロック図である。
【図２】第１の実施形態における電圧制御回路を示す回路図である。
【図３】警告用ＬＥＤに流れる電流量と、ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される電圧の大きさとの関係を示す図である。
【図４】第２の実施形態における電圧制御回路を示す回路図である。
【図５】電圧制御補助回路を示す回路図である。
【図６】比較例としての電圧制御回路を示す回路図である。
【図７】電池の入力電圧の経時変化を示す図である。
【図８】電源制御回路から出力される電圧の経時変化を示す図である。
【図９】表示駆動回路の出力端子における電圧の経時変化を示す図である。
【図１０】比較例の表示回路において、警告用ＬＥＤが発光する光の輝度を示す図である。
【図１１】第２の実施形態における電圧制御補助回路において、警告用ＬＥＤが発光する光の輝度を示す図である。
【図１２】昇圧制御の異常と電池からの入力電圧の低下とにより、警告用ＬＥＤが発光する光の輝度の変化を示す図である。
【図１３】警告用ＬＥＤのための独自の電源を設けた電圧制御回路を示す回路図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０ ファイバースコープ（内視鏡装置）
１２ 電池（電源）
１４ 第１ＬＥＤ（照明光出射手段・ＬＥＤ）
１６ 第２ＬＥＤ（照明光出射手段・ＬＥＤ）
２５ 電圧制御回路
２８ 電圧警告灯（警告手段）
３２ ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ（ＤＣ／ＤＣコンバータ・昇圧手段・昇圧制御手段）
３４ 警告用ＬＥＤ（警告手段・ＬＥＤ・表示手段）
４２ トランジスタ（昇圧制御手段）
５４ コンパレータ（電圧判断手段）
６０ 電圧制御補助回路（昇圧制御手段）
６２ ツェナーダイオード（昇圧制御手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡装置の電圧制御回路に関し、特に、被写体照明用の光源等のための昇圧回路を含む電圧制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
暗い体内での被写体観察を行なうために、内視鏡装置のスコープの先端に、照明用の光源が設けられる場合がある。この光源として、ＬＥＤ等を使用することが知られている（例えば特許文献１参照）。そして携帯内視鏡のように照明用の光源を電池駆動にて使用する場合には、電池の電圧が変化してもＬＥＤに流れる電流を安定させて、照明する明るさを安定させるために、またより大きい電流をＬＥＤに流して照明の明るさを増すために、高い電圧が必要であることから、一般に昇圧回路が用いられる。また、照明用ＬＥＤの電流値をモニターし、その値をフィードバックさせることで、一定の電流を照明用ＬＥＤに流すように制御される。
【特許文献１】特許第３３１５８０９号公報（段落［００１３］、［００１４］、図３参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
通常、スコープの先端に照明用ＬＥＤを設ける場合は、電圧制御回路と照明用ＬＥＤは離れた位置にある。そして、携帯内視鏡の製造時には、電圧制御回路と照明用ＬＥＤとは個別に組み立てられた後に接続されるため、照明用ＬＥＤの接続が不完全な場合（リード線の半田付ミスなど）が生じうる。さらには、スコープの先端は小型化を要求されるため、照明用ＬＥＤの実装スペースは狭く、ＬＥＤ自身の接続ミスなどが生じやすい。
【０００４】
被写体照明用のＬＥＤ等に断線等のトラブルが生じると、電流値のフィードバックが出来なくなって、昇圧回路の制御が不能となり、必要とされる電圧を大きく越えた過剰な電圧が生じるおそれがある。こうして、周辺素子の耐圧性能を超えた過剰な電圧が生じると、それら周辺素子の故障を引き起こすおそれがある。
【０００５】
本発明は、昇圧回路の制御が不能となった場合に、装置の不良原因を特定させて警告表示を行ない、装置の不良を確実に知らせるための電圧制御回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電圧制御回路は、電源から入力される入力電圧を昇圧する昇圧手段と、昇圧手段により得られた昇圧電圧が印加される負荷手段と、印加された昇圧電圧に基づいて負荷手段に流れる電流をモニターして、電流の量に応じて昇圧電圧が所定の目標電圧となるように、昇圧手段を制御する昇圧制御手段と、昇圧制御手段が、負荷手段に流れる電流がモニター不能となったときに、警告する警告手段とを備える。
【０００７】
昇圧手段は、例えば昇圧型のＤＣ／ＤＣコンバータを含む。また、負荷手段は、例えば電流駆動による照明素子を含み、この場合、照明素子に昇圧電圧が印加されている状態で、照明素子の断線により電流がモニター不能となったときに、昇圧制御手段が、昇圧電圧が所定の目標電圧よりも大きい電圧になることを抑制することが好ましい。
【０００８】
警告手段は、例えば発光素子であり、負荷手段に流れる電流がモニター不能となったときに発光素子は発光する。そして発光素子は、例えばＬＥＤを含む。
【０００９】
昇圧制御手段は、例えば、昇圧手段の出力側に電流を流すことにより、昇圧電圧が所定の目標電圧よりも大きい電圧になることを抑制する。また昇圧制御手段は、例えばツェナーダイオードを含む。
【００１０】
電源は、例えば電池であり、この場合に電圧制御回路は、入力電圧が所定の基準電圧よりも低いか否かを判断する電圧判断手段をさらに有し、電圧判断手段が、入力電圧が所定の基準電圧よりも低いと判断すると警告手段が警告することが好ましい。
【００１１】
本発明の内視鏡装置は、先述の電圧制御回路を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、昇圧回路の制御が不能となった場合においても、過剰な電圧の発生を防止できる電圧制御回路を提供できる。また、電池残量警告表示を用いて、昇圧回路の制御不能警告も表示できるため、部品点数を多くせずに電圧制御回路が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の第１の実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、第１の実施形態における携帯内視鏡装置（ファイバースコープ）のブロック図である。
【００１４】
ファイバースコープ１０の先端には、被写体Ｓを照明するための第１および第２ＬＥＤ１４、１６と、第１および第２配光レンズ１８、１９が設けられている。第１、第２ＬＥＤ１４、１６は、点灯駆動部２０の制御の下で、電池１２から供給される電力により照明光を被写体Ｓに照射する。被写体Ｓの表面で反射された照明光の反射光は、対物レンズ２２、イメージガイド２４、及び対眼レンズ２６を介して、オペレータの眼に入射する。こうして、被写体Ｓがオペレータにより観察される。
【００１５】
ファイバースコープ１０の本体（オペレータが保持する部分）の表面には、電圧警告灯２８が設けられている。電圧警告灯２８には、警告用ＬＥＤ（図示せず）が含まれている。警告用ＬＥＤは、点灯駆動部２０における、電池１２から供給される入力電圧の昇圧制御における異常を知らせるために点灯する。例えば、点灯駆動部２０に接続された第１、第２ＬＥＤ１４、１６のいずれかが断線して昇圧制御が不能となり、入力電圧が異常に高い電圧まで昇圧された場合などにおいて、警告用ＬＥＤは自動的に点灯する。
【００１６】
図２は、点灯駆動部２０に設けられた電圧制御回路を示す回路図である。
【００１７】
点灯駆動部２０には、電源制御回路３０、照明素子部５０および電圧制御補助回路６０を含む電圧制御回路２５が設けられている。電源制御回路３０は、昇圧型のＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ３２、トランジスタ４２および第１抵抗４５等で構成され、電池１２から供給される入力電圧を昇圧するためにＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ３２に設けられたＤＣ／ＤＣコンバータや、スイッチ３８、コンデンサ４０、コイル４４、ショットキーダイオード４６、平滑コンデンサ４８を含む。照明素子部５０には、第１、第２ＬＥＤ１４、１６が設けられている。
【００１８】
そして、電池１２から入力された電圧が昇圧型のＤＣ／ＤＣコンバータによって昇圧され、生じた昇圧電圧が第１、第２ＬＥＤ１４、１６に供給されると、第１、第２ＬＥＤ１４、１６が照明光を出射するように電流が流れる。この電流は、第１節点３９に接続された第１抵抗４５によりモニターされる。そして、第１節点３９に常に一定の電流が流れるようにＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ３２が作動する。
【００１９】
すなわち、まず、電源スイッチ３８がオンになると、第２節点４１を介してＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ３２の第３端子３２Ｃに電圧が供給される。そしてＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ３２は、第５端子３２Ｅに接続されたトランジスタ４２に、パルス状のベース電流を供給する。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ３２が、第５端子３２Ｅを介してトランジスタ４２に供給する駆動電圧の能動期間の繰り返し周期、つまり端子がＨＩになる期間（パルス）の繰返し周期は、第１端子３２Ａが検出する第１節点３９での電圧に応じて可変である。
【００２０】
すなわち、第１節点３９での電圧が設定電圧よりも低い場合、第５端子３２Ｅは、単位時間当たりのベース端子の電圧をＨＩにする期間の繰り返し周期を短くし、単位時間当たりにトランジスタ４２がオンとなる頻度を高くする。また、第１節点３９での電圧が設定電圧よりも高い場合、第５端子３２Ｅは、単位時間当たりのベース端子の電圧をＨＩにする期間の繰り返し周期を長くし、単位時間当たりにトランジスタ４２がオンとなる頻度を低くする。この結果、ステップアップコンバータの原理に従って、第１節点３９での電圧および第１、第２ＬＥＤ１４、１６に供給される昇圧電圧は、ほぼ一定の電圧（目標電圧）に保たれる。
【００２１】
第２節点４１と第３節点４３との間には、ステップアップ・インダクタとして昇圧動作を担うコイル４４が設けられ、第３節点４３と第１ＬＥＤ１４との間には、電流の逆流を防止するためのショットキーダイオード４６、電流を平滑する平滑コンデンサ４８が設けられている。
【００２２】
電圧制御補助回路６０には、ＤＣ／ＤＣコンバータ等の異常により、昇圧が適切に制御されない事態に備えて、第２抵抗５８、警告用ＬＥＤ３４、およびツェナーダイオード６２が設けられている。例えば、第１、第２ＬＥＤ１４、１６のいずれかが断線して、第１抵抗４５に電流が流れなくなり、第１端子３２Ａが第１節点３９の電圧を検出できなくなった場合、ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ３２からの出力電圧が異常に高くなるおそれがある。そして、後述する比較例の回路のように、電圧制御補助機能が設けられていない場合、電源制御回路３０から目標電圧よりも高い電圧（以下、過剰電圧という）が出力され、各素子の破損を招く可能性がある。
【００２３】
これに対し、ツェナーダイオード６２が設けられている電圧制御補助回路６０においては、発生した過剰電圧は、第２抵抗５８を介してツェナーダイオード６２に印加される。そして、所定のツェナー電圧よりも高い電圧が印加されると、ツェナーダイオード６２に電流が流れる。すなわち、電源制御回路３０の出力側から電流が流れ、この結果、ツェナー電圧よりも大きく昇圧された過剰電圧の発生が防止されるとともに、警告用ＬＥＤ３４が点灯する。
【００２４】
図３は、第１、第２ＬＥＤ１４、１６のいずれかが断線して、第１端子３２Ａが第１節点３９の電圧を検出できなくなった場合において、警告用ＬＥＤ３４に流れる電流量と、ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される電圧の大きさの関係を示す図である。
【００２５】
図３における複数の点は、警告用ＬＥＤ３４に流れる電流量とＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧との関係を示す実測値であり、曲線はこれらの実測値をなめらかに結ぶものである。警告用ＬＥＤ３４に流れる電流の大きさは、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧からツェナーダイオード６２のツェナー電圧降下と警告用ＬＥＤ３４の順方向電圧とを減算した値に、第２抵抗５８の抵抗値を除した値に相当する。
【００２６】
ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される電圧は、第２抵抗５８、警告用ＬＥＤ３４、ツェナーダイオード６２に電流がほとんど流れない状態にあっては著しく高いものの、これらにわずかな電流が流れることにより、大きく低下する。すなわち第２抵抗５８およびツェナーダイオード６２が、目標電圧よりも大きい過剰電圧の発生を抑制することとなる。
【００２７】
このように、本実施形態の電圧制御回路２５においては、電源制御回路３０による昇圧制御が不能となった場合においても、過剰な電圧の発生を防止するとともに、警告用ＬＥＤ３４が発光することによりオペレータに昇圧制御の異常を知らせることができる。
【００２８】
本実施形態の電圧制御回路２５は、電池１２を用いた携帯可能なファイバースコープ１０のみならず、商用電源を用いる固定式の内視鏡装置に用いられても良い。
【００２９】
図４は、本発明の第２の実施形態における電圧制御回路を示す回路図である。図５は、電圧警告表示機能を有する電圧制御補助回路を示す回路図である。図６は、比較例としての電池残量低下警告機能を有する電圧制御回路を示す回路図である。これらの図においては、第１の実施形態における電源制御回路３０と同一の構成要素には、同一の符号が付されている。
【００３０】
第２の実施形態の電圧制御回路２５は、電圧警告表示機能と、電池残量低下の警告のための表示駆動回路３６とが電圧制御補助回路６０に設けられている点のみが、第１の実施形態と異なる。表示駆動回路３６は、長期間の使用等により電池１２の入力電圧が低下した場合においても警告用ＬＥＤ３４を点灯させ、オペレータに入力電圧の低下を警告するために設けられている。
【００３１】
続いて、表示駆動回路３６の動作について説明する（図５参照）。表示駆動回路３６には、基準電圧生成回路５２が設けられており、基準電圧生成回路５２は、例えば２．３（Ｖ）の基準電圧を生成する。この基準電圧と、電池１２から入力される入力電圧を抵抗比で分割した電圧が、それぞれコンパレータ５４に入力される。コンパレータ５４は、これらの電圧の高低を比較し、電池１２からの入力電圧が、基準電圧である２．３（Ｖ）よりも低いか否かを判断する。
【００３２】
コンパレータ５４は、電池１２の電圧が抵抗分割された電圧が基準電圧よりも低いと判断すると、ｎチャンネルＦＥＴ５６のゲートにＨＩの電圧を印加する。このため、電池１２の入力電圧が抵抗分割された電圧が、基準電圧よりも低い場合には、コンパレータ５４の出力端子における電圧が高くなり、ｎチャンネルＦＥＴ５６のゲートの電圧が高くなってドレイン、ソース間に電流が流れる。この結果、ｎチャンネルＦＥＴ５６に接続された警告用ＬＥＤ３４に、第２抵抗５８を介して電流が流れ、警告用ＬＥＤ３４は点灯して、電池残量が所定電圧以下に低下していることを報知する。
【００３３】
このように、本実施形態における電圧警告表示機能を有する電圧制御補助回路６０においては、第１の実施形態と同様に、電源制御回路３０による昇圧制御が不能になってＤＣ／ＤＣコンバータからの出力電圧が異常に高くなるおそれがある場合のみならず、電池１２の電圧が低下した場合においても、警告用ＬＥＤ３４が発光する。
【００３４】
本実施形態においては、電池１２の電圧が低下した場合、第１、第２ＬＥＤ１４、１６を発光させるための昇圧電圧から第２抵抗５８を介して得られる電流を用いて、警告用ＬＥＤ３４を発光させている。すなわち、警告用ＬＥＤ３４には、電池１２から直接入力される電圧による電流ではなく、電源制御回路３０の制御によって昇圧された電圧から第２抵抗５８を介して電流が供給される。
【００３５】
従って、電池１２の電圧が低下した場合においても、電源制御回路３０が作動する限り、警告用ＬＥＤ３４には、昇圧電圧から第２抵抗５８を介して電流が供給される。このため警告用ＬＥＤ３４には十分な電流を供給できるので、警告用ＬＥＤ３４は、明るい光を発光し、電圧警告灯２８は、オペレータに電池１２の電圧低下を確実に知らせることができる。なお本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータは、例えば、２．０（Ｖ）以上の電圧が電池１２から供給されると作動する。
【００３６】
これに対し、図６に示す比較例の電圧制御回路２７のように、電池１２からの入力電圧を電源制御回路３０により昇圧して得られた電圧で照明素子部５０を駆動する一方、警告用ＬＥＤ３４が電池１２に接続され、電池１２からの入力電圧から直接抵抗を介することによって得られる電流を用いて発光する場合、その光の輝度は、電池残量の低下に伴った電流量の減少により低下してしまう。このため、電池１２の残量が少なくなったことを知らせるために警告用ＬＥＤ３４が発光するときには、警告用ＬＥＤ３４に流れる電流は少なくなっており、輝度の低い光による警告表示となってオペレータに認識されないおそれがある。
【００３７】
なお、図６の比較例では、照明素子部５０の断線による負荷オープンに対する過電圧保護回路として、平滑コンデンサ４８のホット側の昇圧電圧出力端と第１節点３９との間にツェナーダイオード６３が接続されている。
【００３８】
図７は、電池１２の入力電圧の経時変化を示す図である。図８は、電源制御回路３０から出力される電圧の経時変化を示す図である。図９は、図８と同様に電池１２の電圧が経時的に変化したときの表示駆動回路３６におけるｎチャンネルＦＥＴ５６の動作状況を示す図である。
【００３９】
電池１２が入力する電圧は、使用開始時間である使用時間ｔ＝０の３．５（Ｖ）から、使用時間ｔの経過とともに低下する。そして、電池１２からの入力電圧が２．０（Ｖ）以上であるときには、ＤＣ／ＤＣコンバータが作動するため、ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される電圧は、例えばおよそ７．５（Ｖ）程度で一定である（図８参照）。そして電池１２からの入力電圧が２．０（Ｖ）を下回ると、ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ３２が動作できる下限の電圧を下回るために、ＤＣ／ＤＣコンバータは作動せず、電池１２から供給された電圧は、コイル４４、ショットキーダイオード４６、第２抵抗５８等を介してそのまま出力される。このとき、電圧警告表示機能を有する電圧制御補助回路６０は、警告用ＬＥＤ３４を点灯すべくスイッチングされているから、警告用ＬＥＤ３４は点灯する。
【００４０】
また入力電圧が、基準電圧である２．３（Ｖ）よりも低下すると、ＤＣ／ＤＣコンバータが作動しているので、表示駆動回路３６のｎチャンネルＦＥＴ５６がオンになる（図９参照）。このとき、出力端子ＯＵＴにおける電圧も入力電圧と同様に降下する。この結果、警告用ＬＥＤ３４には降下電圧に対応した電流が供給され、警告用ＬＥＤ３４は発光する。以上の図７〜９に示す電池１２からの入力電圧の低下に伴って、電圧警告表示機能を有する電圧制御補助回路６０において、警告用ＬＥＤ３４からの光の輝度がどのように変化するかについて、以下に説明する。
【００４１】
図１０は、電池１２からの入力電源を直接用いる場合において、図６に示す比較例の表示回路６１における警告用ＬＥＤ３４に流れる電流に対応する、警告用ＬＥＤ３４が発光する光の輝度を示す図である。図１１は、図４における電圧制御補助回路６０において、警告用ＬＥＤ３４が発光する光の輝度を示す図である。
【００４２】
図１０および図１１の一点鎖線で示す電池１２の入力電圧が、基準電圧である２．３（Ｖ）以上のときには、比較例の表示回路６１（図６参照）においても、本実施形態の電圧警告表示機能を有する電圧制御補助回路６０においても、警告用ＬＥＤ３４は発光しない。そして電池１２の入力電圧が、基準電圧の２．３（Ｖ）から徐々に低下すると、比較例の表示回路６１においては、警告用ＬＥＤ３４からの光の輝度は、基準電圧である２．３（Ｖ）に比例した輝度レベル（以下、レベル１という）から、入力電圧に比例して徐々に低下する。これは、警告用ＬＥＤ３４に流れる電流が、電池１２による入力電圧に依存して低下するためである。
【００４３】
これに対し、図４に示す、電圧警告表示機能を有する電圧制御補助回路６０における警告用ＬＥＤ３４には、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧（図８参照）に比例し、基準電圧の２．３（Ｖ）よりも大幅に高い安定した電圧が供給されるので、結果的に大きい電流値が安定して供給可能となり、警告用ＬＥＤ３４への電流供給も電圧に比例して大きくなるため、一定の高い輝度レベルを有する光を発光できる（図１１参照）。
【００４４】
また、電池１２の入力電圧が２．０（Ｖ）まで低下すると、電圧警告表示機能を有する電圧制御補助回路６０、表示回路６１のいずれにおいても、ＤＣ／ＤＣコンバータが作動しないためにＤＣ／ＤＣコンバータからの電圧供給は停止し、警告用ＬＥＤ３４の発光する光の輝度は、コイル４４、ショットキーダイオード４６、第２抵抗５８等を介した２．０（Ｖ）の入力電圧に比例した輝度レベル（以下、レベル２という）になる。そして、さらに入力電圧が低下すると、警告用ＬＥＤ３４からの光の輝度は、電池１２からの入力電圧に応じてさらに低下する。
【００４５】
以上のように、図６に示す比較例の表示回路６１において警告用ＬＥＤ３４の発光する光の輝度は、ＤＣ／ＤＣコンバータが作動するか否かに係わらず、レベル１からレベル２以下に低下し続ける。これに対し、電圧警告表示機能を有する電圧制御補助回路６０における警告用ＬＥＤ３４が発光する光は、ＤＣ／ＤＣコンバータが作動しなくなるまでの期間、レベル１よりも大幅に高い輝度レベルを有する。
【００４６】
このように本実施形態によれば、警告用ＬＥＤ３４は、ＤＣ／ＤＣコンバータが作動できなくなる直前であって、電池１２の入力電圧低下を知らせる必要性が最も高い期間において、高輝度の光を発光するため、オペレータに電池残量の低下を確実に知らせることができる。
【００４７】
本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータは２．０（Ｖ）以上の電圧が供給された場合に作動することから、基準電圧を２．０（Ｖ）よりも多少高い２．３（Ｖ）に設定する等の手段をとることができる。つまり、基準電圧の大きさは、ＤＣ／ＤＣコンバータ等、昇圧のために用いられる回路が作動するために最低限必要な入力電圧の大きさに応じて、調整することができる。
【００４８】
図１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ等による昇圧制御フィードバックの異常と、電池１２からの入力電圧の低下とにより、警告用ＬＥＤ３４が発光する光の輝度の変化を示す図である。
【００４９】
一点鎖線が示す電池１２の入力電圧が、基準電圧の２．３（Ｖ）以上のとき（使用時間ｔ＝０〜ｔ1）には、警告用ＬＥＤ３４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ等による昇圧制御の異常の場合にのみ発光する。この場合に警告用ＬＥＤ３４が発光する光の輝度は、図１１に示す入力電圧の低下時（使用時間ｔ＞ｔ1）における輝度よりも高くなる。これは、ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ３２等の昇圧が適正に行なわれなかった場合には、正常に昇圧された場合よりも大きい過剰電圧に基づく電流が、一時的に警告用ＬＥＤ３４に流れるためである。
【００５０】
このように本実施形態においては、電圧警告灯２８は、照明素子部５０の負荷オープンによる昇圧制御に異常が生じた場合に加え、電池１２の入力電圧が低下したことも確実にオペレータに知らせることができる。さらに、昇圧制御の異常と、電池１２の電圧低下との報知のために、単一の発光素子である警告用ＬＥＤ３４のみが設けられていることから、電圧警告表示機能を有する電圧制御補助回路６０の構造は簡略化される。
【００５１】
本実施形態では、昇圧制御の異常と電池１２の入力電圧の低下とを報知するために、警告用ＬＥＤ３４のみが設けられているが、それぞれを個別にオペレータに報知するために、２つの発光素子が設けられても良い。この場合、昇圧制御の異常と入力電圧の低下とのいずれが生じたかを、オペレータに知らせることができる。
【００５２】
また本実施形態では、図１３に示すように、電池電圧の低下を知らせる警告用ＬＥＤ３４のための独自の電源である表示用電源３５を設けても良い。この場合、電池１２の入力電圧が２.０（Ｖ）以下に低下し、ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ３２が作動しないときにおいても、警告用ＬＥＤ３４からの光の輝度を、先述のレベル１以上に維持することができる。
【００５３】
第１および第２のいずれの実施形態においても、被写体照明用の光源である第１、第２ＬＥＤ１４、１６、もしくは警告用ＬＥＤ３４の代わりに、ランプを用いても良い。また、光源の数、配置はいずれの実施形態にも限定されず、例えば照明用に１個の高輝度光源を用いたり、あるいは２個の照明用光源を並列に配置しても良い。
【００５４】
電圧制御回路２５は、汎用的な素子によって構成することが可能であり、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ３２として「東光株式会社」製の「ＴＫ１１８４０Ｌ」を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】第１の実施形態における携帯内視鏡装置のブロック図である。
【図２】第１の実施形態における電圧制御回路を示す回路図である。
【図３】警告用ＬＥＤに流れる電流量と、ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される電圧の大きさとの関係を示す図である。
【図４】第２の実施形態における電圧制御回路を示す回路図である。
【図５】電圧制御補助回路を示す回路図である。
【図６】比較例としての電圧制御回路を示す回路図である。
【図７】電池の入力電圧の経時変化を示す図である。
【図８】電源制御回路から出力される電圧の経時変化を示す図である。
【図９】表示駆動回路の出力端子における電圧の経時変化を示す図である。
【図１０】比較例の表示回路において、警告用ＬＥＤが発光する光の輝度を示す図である。
【図１１】第２の実施形態における電圧制御補助回路において、警告用ＬＥＤが発光する光の輝度を示す図である。
【図１２】昇圧制御の異常と電池からの入力電圧の低下とにより、警告用ＬＥＤが発光する光の輝度の変化を示す図である。
【図１３】警告用ＬＥＤのための独自の電源を設けた電圧制御回路を示す回路図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０ ファイバースコープ（内視鏡装置）
１２ 電池（電源）
１４ 第１ＬＥＤ（照明光出射手段・ＬＥＤ）
１６ 第２ＬＥＤ（照明光出射手段・ＬＥＤ）
２５ 電圧制御回路
２８ 電圧警告灯（警告手段）
３２ ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ（ＤＣ／ＤＣコンバータ・昇圧手段・昇圧制御手段）
３４ 警告用ＬＥＤ（警告手段・ＬＥＤ・表示手段）
４２ トランジスタ（昇圧制御手段）
５４ コンパレータ（電圧判断手段）
６０ 電圧制御補助回路（昇圧制御手段）
６２ ツェナーダイオード（昇圧制御手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源から入力される入力電圧を昇圧する昇圧手段と、
前記昇圧手段により得られた昇圧電圧が印加される負荷手段と、
印加された前記昇圧電圧に基づいて前記負荷手段に流れる電流をモニターして、前記電流の量に応じて前記昇圧電圧が所定の目標電圧となるように、前記昇圧手段を制御する昇圧制御手段と、
前記昇圧制御手段が、前記負荷手段に流れる電流がモニター不能となったときに、警告する警告手段とを備えることを特徴とする電圧制御回路。
【請求項２】
前記昇圧手段が、昇圧型のＤＣ／ＤＣコンバータを含むことを特徴とする請求項１に記載の電圧制御回路。
【請求項３】
前記負荷手段が、電流駆動による照明素子を含み、前記照明素子に前記昇圧電圧が印加されている状態で、前記照明素子の断線により電流がモニター不能となったときに、前記昇圧制御手段が、前記昇圧電圧が前記所定の目標電圧よりも大きい電圧になることを抑制することを特徴とする請求項１に記載の電圧制御回路。
【請求項４】
前記警告手段が発光素子であり、前記負荷手段に流れる電流がモニター不能となったときに、前記発光素子が発光することを特徴とする請求項３に記載の電圧制御回路。
【請求項５】
前記発光素子が、ＬＥＤを含むことを特徴とする請求項４に記載の電圧制御回路。
【請求項６】
前記昇圧制御手段が、前記昇圧手段の出力側に電流を流すことにより、前記昇圧電圧が前記所定の目標電圧よりも大きい電圧になることを抑制することを特徴とする請求項１に記載の電圧制御回路。
【請求項７】
前記昇圧制御手段が、ツェナーダイオードを含むことを特徴とする請求項１に記載の電圧制御回路。
【請求項８】
前記電源が電池であり、
前記入力電圧が所定の基準電圧よりも低いか否かを判断する電圧判断手段をさらに有し、
前記電圧判断手段が、前記入力電圧が前記所定の基準電圧よりも低いと判断すると、前記警告手段が警告することを特徴とする請求項１に記載の電圧制御回路。
【請求項９】
請求項１に記載の電圧制御回路を備えることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１】
電源から入力される入力電圧を昇圧する昇圧手段と、
前記昇圧手段により得られた昇圧電圧が印加される負荷手段と、
印加された前記昇圧電圧に基づいて前記負荷手段に流れる電流をモニターして、前記電流の量に応じて前記昇圧電圧が所定の目標電圧となるように、前記昇圧手段を制御する昇圧制御手段と、
前記昇圧制御手段が、前記負荷手段に流れる電流がモニター不能となったときに、警告する警告手段とを備えることを特徴とする電圧制御回路。
【請求項２】
前記昇圧手段が、昇圧型のＤＣ／ＤＣコンバータを含むことを特徴とする請求項１に記載の電圧制御回路。
【請求項３】
前記負荷手段が、電流駆動による照明素子を含み、前記照明素子に前記昇圧電圧が印加されている状態で、前記照明素子の断線により電流がモニター不能となったときに、前記昇圧制御手段が、前記昇圧電圧が前記所定の目標電圧よりも大きい電圧になることを抑制することを特徴とする請求項１に記載の電圧制御回路。
【請求項４】
前記警告手段が発光素子であり、前記負荷手段に流れる電流がモニター不能となったときに、前記発光素子が発光することを特徴とする請求項３に記載の電圧制御回路。
【請求項５】
前記発光素子が、ＬＥＤを含むことを特徴とする請求項４に記載の電圧制御回路。
【請求項６】
前記昇圧制御手段が、前記昇圧手段の出力側に電流を流すことにより、前記昇圧電圧が前記所定の目標電圧よりも大きい電圧になることを抑制することを特徴とする請求項１に記載の電圧制御回路。
【請求項７】
前記昇圧制御手段が、ツェナーダイオードを含むことを特徴とする請求項１に記載の電圧制御回路。
【請求項８】
前記電源が電池であり、
前記入力電圧が所定の基準電圧よりも低いか否かを判断する電圧判断手段をさらに有し、
前記電圧判断手段が、前記入力電圧が前記所定の基準電圧よりも低いと判断すると、前記警告手段が警告することを特徴とする請求項１に記載の電圧制御回路。
【請求項９】
請求項１に記載の電圧制御回路を備えることを特徴とする内視鏡装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−２８８９４５（Ｐ２００６−２８８９４５Ａ）
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１１７００５（Ｐ２００５−１１７００５）
【出願日】平成１７年４月１４日（２００５．４．１４）
【出願人】（００００００５２７）ペンタックス株式会社 (1,878)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月１４日（２００５．４．１４）
【出願人】（００００００５２７）ペンタックス株式会社 (1,878)
【Ｆターム（参考）】
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