内視鏡装置
【課題】挿入部の２つの端子の少なくとも１つの短絡を検知することのできる内視鏡装置を提供する。
【解決手段】内視鏡装置１は、電源回路３１と、装着される光学アダプタ２９内に設置される照明用のLED３０のアノード側接片及びカソード側接片の２つの接片を、先端部に有する挿入部１２と、挿入部１２の基端側において、アノード側接片に接続された信号線３６ａと電源回路３１との間のA点の電圧を監視する電圧監視回路３４と、LED３０に定電流を供給する定電流回路３２と、電圧監視回路３４により監視されたA点の電圧と所定の閾値とを比較することによって、２つの接片の少なくとも一方の短絡を検知する制御回路３５と、を有する。
【解決手段】内視鏡装置１は、電源回路３１と、装着される光学アダプタ２９内に設置される照明用のLED３０のアノード側接片及びカソード側接片の２つの接片を、先端部に有する挿入部１２と、挿入部１２の基端側において、アノード側接片に接続された信号線３６ａと電源回路３１との間のA点の電圧を監視する電圧監視回路３４と、LED３０に定電流を供給する定電流回路３２と、電圧監視回路３４により監視されたA点の電圧と所定の閾値とを比較することによって、２つの接片の少なくとも一方の短絡を検知する制御回路３５と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡装置に関し、特に、光学アダプタを装着可能な挿入部の先端部の接片の短絡を検知することができる内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内視鏡装置が、工業分野、医療分野等において広く利用されている。近年は、内視鏡用光源に、明るい光源が求められており、光源として発光ダイオード（以下、LEDともいう）が採用されるケースが増えている。
例えば、内視鏡挿入部の先端部に光学アダプタを取り付けが可能で、LEDはその光学アダプタ内部に設けられている内視鏡装置がある。
【０００３】
そのような内視鏡装置では、内視鏡装置本体内部のLED駆動回路からの駆動信号は、内視鏡装置本体から内視鏡挿入部内の信号線を通して、内視鏡挿入部の先端部まで伝達される。内視鏡挿入部の先端部には、２つの接片が露出しており、内視鏡挿入部の先端部に光学アダプタを装着したときに、その２つの接片が光学アダプタの対応する２つの接片に接触することにより、LED駆動回路からの駆動信号すなわち駆動電流が光学アダプタ内のLEDに流れ、LEDが駆動される。
【０００４】
図９は、内視鏡挿入部の先端部を示す図である。内視鏡挿入部１０１の先端部１０２には、それぞれ接続端子である金属の２つの接片１０３ａ、１０３ｂが露出して配設されている。内視鏡挿入部１０１の先端部１０２に図示しない光学アダプタが装着されると、２つの接片１０３ａ、１０３ｂは、光学アダプタ側の金属の接片である２つの接続端子と接触する。接片１０３ａは、LEDのアノード側端子（LED+）に対応し、接片１０３ｂは、LEDのカソード側（LED-）に対応する。また、内視鏡挿入部１０１の先端部１０２の外周部１０４は、内視鏡装置本体側のグラウンド（GND）と同電位になるように構成されている。
なお、内視鏡挿入部１０１の先端部１０２には、図示しない撮像素子用の光学系のレンズ等も配設されている。
【０００５】
ところで、内視鏡装置は、内視鏡挿入部１０１の先端部１０２が、水等の液体に触れる環境で使用される場合がある。その場合、長期間水に浸ることにより、イオン結合によるイオンマイグレーション現象（以下、マイグレーションという）の発生の問題がある。マイグレーションの発生は、電気的短絡現象の発生に繋がる。
【０００６】
マイグレーションの発生には、３つのパターンがある。図９においては、点線で示す３つのパターンP1,P2,P3である。
パターンP1は、LEDのアノード側端子（LED+）に対応する接片１０３ａと、カソード側端子＝LED-）に対応する接片１０３ｂ間で短絡が生じるパターンである。
パターンP2は、LEDのアノード側端子（LED+）に対応する接片１０３ａと、グラウンド（GND）の電位の外周部１０４との間で短絡が生じるパターンである。
パターンP3は、LEDのカソード側端子（LED-）に対応する接片１０３ｂと、グラウンド（GND）の電位の外周部１０４との間で短絡が生じるパターンである。
【０００７】
このような短絡に発生は、発煙、発火等の事故に繋がるので、その短絡の発生を検知できれば、LEDへの駆動電流の供給を停止することができるが、従来は、内視鏡挿入部１０１の先端部におけるこのような短絡を検知することはできなかった。
【０００８】
そのため、例えば、特開２００８−１３２３３０号公報に開示されているように、LEDへの供給電流を制限する回路を設ける技術が提案されている。
【０００９】
図１０は、電流制限回路を有する内視鏡装置の構成を示すブロック図である。内視鏡装置１１１は、内視鏡装置本体１１２と、挿入部１１３と、その挿入部１１３の先端部に着脱可能な光学アダプタ１１４を含んで構成されている。
内視鏡装置本体１１２は、所定の電源（電圧Ｖ）に接続され、LEDを駆動するためのLED駆動用電圧VLEDを出力する電源回路１２１と、その電源回路１２１に接続され、異常時に過電流からその電流Iが流れる回路を保護する役割を持つ電流制限回路１２２と、LEDに定電流を供給する定電流源１２３とを有している。挿入部１１３は、電流制限回路１２２の電流を、先端部１０１の一方の端子に供給するための信号線１２４と、先端部１０１の他方の端子を定電流回路１２３に接続するために信号線１２５とを含む。信号線１２４と１２５は、共に線路抵抗RＬを有する。
【００１０】
光学アダプタ１１４が挿入部１１３の先端部に装着されると、駆動電流Ｉは、信号線１２４を通って光学アダプタ１１４内のLEDに供給され、信号線１２５を介して定電流源１２３に供給される。電流制限回路１２２は、LEDに流れる電流I（＝ILED）を一定電流になるように制限する回路であり、シャントレギュレータなどにより構成される。
通常、定電流源１２３の電流値は電流制限回路１２２で制限される電流値より低く設定し、通常のLED点灯時は電流制限回路１２２が動作することはないよう制御する。
【００１１】
上述した３つのパターンP1,P2,P3の短絡の場合の内視鏡装置１１１の動作は、次の通りである。
パターンP1の場合、定電流源１２３は、２つの線路抵抗RLとLED駆動用電圧VLEDにより決まる電流値の電流Iを流そうとするが、電流Iの電流値は、電流制限回路１２２により予め設定された電流値以上には上がらず、発煙、発火などの事故が起こることはない。但し、この時、LEDには電流Iが流れないため消灯する。
【００１２】
パターンP2の場合、定電流源１２３は、パターンP1と同じく、線路抵抗RLとLED駆動用電圧VLEDにより決まる電流値の電流Iを流そうとするが、電流Iの電流値は、電流制限回路１２２により予め設定された電流値以上には上がらず、発煙、発火などの事故が起こることはない。但し、パターンP1と同様、この時LEDには電流Iが流れないため消灯する。
【００１３】
パターンP3の場合、定電流源１２３は、LEDの駆動電圧（VF）と線路抵抗RLとLED駆動用電圧VLEDにより決まる電流値の電流Iを流そうとするが、電流Iの電流値は、電流制限回路１２２により予め設定された電流値以上には上がらず、発煙、発火などの事故が起こることはない。但し、この時、LEDは点灯する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００８−１３２３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、従来の内視鏡装置及び上記提案の内視鏡装置は、上述した短絡という異常状態になっているにもかかわらず、その短絡を検知することができないため、異常状態で動作し続ける（すなわち適正でない状態の動作が続く）という問題があった。
【００１６】
そこで、本発明は、挿入部の２つの端子の少なくとも１つの短絡を検知することのできる内視鏡装置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】
【００１７】
本発明の一態様によれば、LED駆動用電源と、装着される光学アダプタ内に設置される照明用のLEDのアノード側接片及びカソード側接片の２つの接片を、先端部に有する挿入部と、前記挿入部の基端側において、前記アノード側接片に接続された信号線と前記LED駆動用電源との間の第１の電圧を監視する電圧監視回路と、前記LEDに定電流を供給する定電流回路と、前記電圧監視回路により監視された前記第１の電圧と所定の閾値とを比較することによって、前記２つの接片の少なくとも一方の短絡を検知する制御回路と、を有する内視鏡装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、挿入部の２つの端子の少なくとも１つの短絡を検知することのできる内視鏡装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係わる内視鏡装置の構成を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る短絡検知回路の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る、各状態時のA点の電圧マップを示す図である。
【図４】図３の各閾値によって決定された範囲α、β及びγと、LEDの状態との関係を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る、B点の電圧マップを示す図である。
【図６】図５の閾値によって決定された範囲IとIIと、LEDの状態との関係を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る、閾値電圧を決定する動作を説明するための場合の短絡検知回路の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る内視鏡装置の種別情報に基づいて、閾値電圧を決定する動作を説明するための場合の短絡検知回路の構成を示すブロック図である。
【図９】内視鏡挿入部の先端部を示す図である。
【図１０】従来の電流制限回路を有する内視鏡装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（全体構成）
まず図１に基づき、本実施の形態に係わる内視鏡装置の構成を説明する。図１は、本実施の形態に係わる内視鏡装置の構成を示す構成図である。
【００２１】
内視鏡装置１は、内視鏡装置本体部（以下、本体部という）１１と、蛇管である挿入部１２とを有している。本体部１１は、内視鏡装置全体の制御を行うメイン回路２１、ユーザインターフェース（UI）回路２２、液晶表示装置（LCD）等のモニタを含むモニタ回路２３、照明用の光源制御回路２４、および挿入部１２の先端部に設けられた撮像素子（図示せず）を駆動し、その映像信号を受信する撮像装置制御回路２５、外部インターフェース回路２６、電源２７、短絡検知回路２８を含んで構成されている。
【００２２】
挿入部１２は、その先端部に光学アダプタ２９が着脱自在に構成されている。光学アダプタ２９は、光源としてのLED３０を含む。
【００２３】
内視鏡装置１は、先端部に装着された光学アダプタ２９内に設けられた照明用光源としてのLED３０により検査対象部位を照明し、先端部に設けられた撮像素子により検査対象部位を撮像し、その撮像した画像が、画像情報として本体部１１の撮像装置制御回路２５に伝達される。撮像装置制御回路２５は、この画像情報を、解析して、メイン回路２１経由で表示回路２３に伝達してLCD等のモニタに表示することにより、ユーザは、検査対象部位の撮像画像を見ることが出来る。
なお、挿入部１２の先端部は、図９と同様の構成を有する。すなわち、挿入部１２の先端部は、LED３０のアノード側端子（LED+）に対応するLEDのアノード側接片である接片１０３ａと、LED３０のカソード側（LED-）に対応するLEDのカソード側接片である接片１０３ｂが配設されている。
（短絡検知回路の構成）
図２は、本実施の形態に係る短絡検知回路の構成を示すブロック図である。図２に示すように、短絡検知回路２８は、電源２７の一部である電源回路３１、LED３０に定電流を供給する定電流回路３２、電源のON/OFF制御を行う電源スイッチ３３、電圧監視回路３４、及び電源スイッチ３４の制御を行う制御回路３５を含む。なお、制御回路３５は、メイン回路２１の一部の回路として構成してもよい。
【００２４】
電源回路３１は、LED駆動用電源であり、LED３０を駆動するためのLED駆動用電圧VLEDを出力する回路である。
定電流回路３２は、LED３０に定電流を供給する定電流源である。定電流回路３２は、LED３０に流れる電流I（＝ILED）が一定電流になるように制御する回路であり、例えば、トランジスタ、定電流LSIなどで構成される。
電源スイッチ３３は、電源回路３１と、LED３０のアノード側端子（LED+）に対応する接片１０３ａに接続された信号線３６ａとの間の接続を制御するスイッチである。電源スイッチ３３は、LED駆動用電源である電源回路３１からの電源供給を制御するために、ON/OFFする機能を有し、制御回路３５からの指示信号により電源回路３１の出力をON/OFFする。なお、この電源スイッチ３３は、電源回路３１内のDC/DCコンバータに内蔵されている電源ON/OFF端子などで代用しても良い。
【００２５】
電圧監視回路３４は、LED３０に駆動電流Iを流すための２つの信号線３６ａ、３６ｂ間の電圧を検出する。電圧監視回路３４は、例えば、アナログデジタル変換器（ADC）、コンパレータ等で構成される。
【００２６】
図２に示すように、電圧監視回路３４は、挿入部１２を挿通する２つの信号線３６ａ、３６ｂのそれぞれとの接続点A、B点の電圧を検出する。電圧監視回路３４は、挿入部１２の基端側において、LED駆動用電源である電源回路３１と、挿入部の先端部に設置されるLED３０のアノード側端子（LED+）との間のA点の電圧を監視すると共に、定電流回路３２と挿入部の先端部に設置されるLED３０のカソード側端子（LED-）との間のB点の電圧を監視する。すなわち、電圧監視回路３４は、A点及びB点の電圧を監視し、制御回路３５に、その監視された電圧の信号を常時出力する機能を有している。
【００２７】
制御回路３５は、電圧監視回路３４からの出力に応じて、電源スイッチ３３のON,OFFを制御する回路である。より、具体的には、制御回路３５は、電圧監視回路３４からの信号を元に、正常あるいは異常状態を判定する機能を有している。さらに、制御回路は、後述するような閾値のキャリブレーションを行うキャリブレーションモードの機能も有している。制御回路３５は、CPU等を含む回路から構成される。
検査対象部位を照明する時、すなわちLED３０の駆動時は、主に制御回路３５により電源スイッチ３３に駆動指示を出し、LED３０の定電流駆動動作が開始される。
（短絡検知回路の動作）
次に、本実施の形態に係る短絡検知回路２８における、通常のLED駆動時とマイグレーション発生時の短絡の検知動作について説明する。
図２において、蛇管部である挿入部１２内の信号線３６ａ、３６ｂのそれぞれの線路抵抗の抵抗値をRL、定電流回路３２によるLED電流をI、定電流回路３２の抵抗の抵抗値をR、LED３０の駆動電圧をVFとすると、通常のLED駆動時おけるA、B点の電圧VA、VBは、次のようになる。
VA＝（２RL＋R）×I＋VF ・・・（１）
VB＝R×I ・・・（２）
マイグレーション発生時において、パターンP1のケースでのA点とB点の電圧は、それぞれ、
VA＝（２RL＋R）×I ・・・（３）
VB＝R×I ・・・（４）
となり、パターンP2のケースでのA点とB点の電圧は、それぞれ、
VA＝ RL ×I ・・・（５）
VB＝０ ・・・（６）
となり、パターンP3のケースでのA点、B点の電圧は、それぞれ、
VA＝RL×I＋VF ・・・（７）
VB＝０ ・・・（８）
となる。
【００２８】
図３は、各状態時のA点の電圧マップを示す図である。図３に示すように、各状態において、Ａ点の電圧値は、互いに異なる。よって、正常なLED点灯時、各マイグレーション時、及び正常な消灯時の電圧値は、互いに異なるので、制御回路３５は、各状態を容易に判別することができる。
【００２９】
図３に示すように、正常なLED点灯時の電圧とパターンP1時のA点の電圧との間の電圧の閾値VAHを設定し、かつパターンP2時の電圧値よりも低い電圧の閾値VAHを設定することにより、制御回路３５は、異常状態を判別することができる。
【００３０】
図４は、図３の各閾値によって決定された範囲α、β及びγと、LEDの状態との関係を示す図である。異常状態の判別に用いられる閾値VAHとVAHは、挿入部１２の線路抵抗RLとLED３０の駆動電圧Vfに基づいて決定された値である。具体的には、図４に示すように、A点の電圧VAが範囲αにある、すなわち閾値VAH以上の場合、LED３０は、正常点灯の状態にある。A点の電圧VAが範囲βにある、すなわち閾値VAH未満で、かつ閾値VALを超える場合、LED３０は、上記のパターンP1からP3のいずれかの短絡状態にある。A点の電圧VAが範囲γにある、すなわち閾値VAL以下の場合、LED３０は、消灯の状態にある。
【００３１】
すなわち、閾値VAHは、２つの接片のいずれにも短絡がない状態でLED３０が駆動された場合におけるアノード側接片に接続された信号線３６ａと電源回路３１との間の電圧よりも小さく、かつ２つの接片間で短絡があった場合におけるアノード側の接片に接続された信号線３６ａと電源回路３１との間の電圧よりも大きい。
【００３２】
閾値VALは、アノード側接片だけが短絡した状態でLED３０が駆動された場合におけるアノード側接片に接続された信号線３６ａと電源回路３１との間の電圧よりも小さく、かつ０よりも大きい。
【００３３】
以上のように、通常のLED駆動時の電圧値と、LED駆動電流値、および上述した図２の回路に関して一意的に決定される各乗数RL、VFが分かっていれば、図２のような回路構成において、A点の電圧を監視し、A点の電圧と所定の閾値とを比較することにより、制御回路３５は、挿入部１２の２つの端子の少なくとも１つの短絡を検知し、短絡時には、電源スイッチ３３をOFFして電源回路３１からの電源の供給を停止にすることができる。
【００３４】
さらに、B点の電圧も同時に監視することにより、さらに、パターンP1とパターンP2、P3の別を判定することができる。図５は、B点の電圧マップを示す図である。図５に示すように、B点の電圧値は、正常なLED駆動時及びパターンP1時の電圧値と、パターンP2及びP3時の電圧値は、互いに異なる。よって、正常なLED点灯時とパターンP1時、及びパターンP2とP3時の電圧値は、互いに異なるので、制御回路３５は、その２つの状態を容易に判別することができる。
【００３５】
すなわち、電圧監視回路３４は、挿入部１２の基端側において、カソード側接片に接続された信号線３６ｂと定電流回路３２との間のＢ点の電圧を監視し、制御回路３５は、電圧監視回路３４により監視されたA点とB点の電圧と所定の閾値とを比較することによって、２つの接片の少なくとも一方の短絡を検知する。
【００３６】
図６は、図５の閾値によって決定された範囲IとIIと、LEDの状態との関係を示す図である。図５に示すように、B点の電圧VBが範囲Iにある、すなわち閾値VBT以上の場合、LED３０は、正常点灯の状態あるいはパターンP1の状態にある。B点の電圧VBが範囲IIにある、すなわち閾値VBT未満である場合、LED３０は、上記のパターンP2あるいはP3の短絡状態、あるいは消灯の状態にある。
閾値VBTは、２つの接片のいずれにも短絡がない状態でLED３０が駆動された場合におけるカソード側接片に接続された信号線３６ｂと定電流回路３２との間の電圧よりも小さい。
【００３７】
以上のように、正常なLED駆動時の電圧値と、LED駆動電流値、および上述した図２の回路に関して一意的に決定される各乗数RL、VFが分かっていれば、図２のような回路構成において、A点とB点の電圧を監視することにより、制御回路３５は、挿入部１２の２つの端子の少なくとも１つの短絡を検知し、短絡時には、電源スイッチ３３をOFFして電源回路３１からの電源の供給を停止にすることができる。
（閾値電圧の決定方法）
次に、図３に示す閾値電圧VAH、VALの決定方法について説明する。
まず、図２の短絡検知回路における閾値電圧VAH、VALは、図３から以下の関係を満足する必要がある。
（２RL＋R）×I＋VF＞VAH ・・・（９）
VAH＞（２RL＋R）×I ・・・（１０）
RL×I＞VAL ・・・（１１）
VAL＞０ ・・・（１２）
内視鏡装置の場合、挿入部１２の長さが製品の種類毎に異なるため、線路抵抗の抵抗値RLは、内視鏡装置毎に異なる。従って、全ての製品に対して一意的に閾値電圧VAH、VALを固定してしまうと、挿入部１２の長さによっては先端部のマイグレーション等による２つの端子の少なくとも１つの短絡を正しく検知できないケースが発生する。そのため、閾値電圧に関しては、製品毎に、すなわち線路抵抗RLごとに、補正が必要となる。
【００３８】
図７は、閾値電圧を決定する動作を説明するための場合の短絡検知回路２８の構成を示すブロック図である。
制御回路３５は、外部例えばユーザインターフェースからの操作信号として、内視鏡装置１をキャリブレーションモードに設定するキャリブレーション制御信号CMSを受信すると、キャリブレーションモードの機能を実行する。キャリブレーションは、製品出荷前の製品検査時、あるいはユーザによる使用前、等において行われる。なお、キャリブレーション制御信号CMSは、ユーザインターフェース以外の外部スイッチ、他基板、等から、入力されるようにしてもよい。
【００３９】
また、キャリブレーションを行う場合、図７に示すように、ユーザは、挿入部１２の先端部にキャリブレーション用アダプタ２９Aを装着する。キャリブレーション用アダプタ２９Aは、光学アダプタ２９と同一の接片を有する。すなわち、キャリブレーション用アダプタ２９Aは、内視鏡挿入部の先端部の２つの接片１０３ａ、１０３ｂに対応する２つの接片を有するが、内部にLEDは有しない。図７に示すように、キャリブレーション用アダプタ２９Aの２つの接片は、導線により接続されていて、導通している。
【００４０】
次に、キャリブレーション時の短絡検知回路２８の動作を説明する。
上述したように、ユーザは、キャリブレーションを行う場合、キャリブレーション用アダプタ２９Aを、挿入部１２の先端部に接続し、キャリブレーション制御信号CMSを入力することにより、内視鏡装置１あるいは制御回路３５を、キャリブレーションモードに設定する。このキャリブレーションモード時、制御回路３５は、上述したような通常の短絡検知動作を行わない。
【００４１】
制御回路３５は、このキャリブレーション制御信号CMSを受け、電源スイッチ３３をONにする。このとき、電圧監視回路３４は、A点及びB点の電圧を監視して制御回路３５に、その各電圧を出力する。制御回路３５は、入力された各電圧により、A点とB点間の電圧差である電圧（VA−VB）を算出する。
【００４２】
VA−VB＝2RL×I ・・・（１３）
電圧（VA−VB）を用いて式（１３）に基づいて、線路抵抗の抵抗値RLの値を算出することにより、上述した式（９）から（１２）の式から、閾値電圧VAH、VALの値を正確に決定し、設定することができる。
【００４３】
よって、その決定した各閾値電圧の情報を、不揮発性のメモリ３７に記憶することにより、短絡の検知時に、その記憶されたデータを用いることができる。すなわち、通常のLED駆動時、制御回路３５は、そのメモリ３７に記憶された各閾値電圧の情報を読み出して、上記の状態の判定時の閾値電圧VAH、VALとして、使用する。
【００４４】
なお、メモリ３７には、予め設定されている閾値電圧に対する補正値の情報を記憶するようにして、制御回路３５は、そのメモリ３７に記憶された補正値の情報を用いて、予め設定されている閾値電圧を補正して、判定用の閾値電圧VAH、VALとして、使用するようにしてもよい。
【００４５】
以上のような閾値電圧VAH、VALを決定する方法では、例えば、製品出荷前の製品検査時、あるいはユーザの使用前において、内視鏡装置はキャリブレーションモードに設定され、かつキャリブレーション用アダプタ２９Aを用いて、内視鏡装置毎に、A点とB点の電圧を測定し、それらの電圧から線路抵抗値RLを算出して各閾値電圧が決定され設定されるので、制御回路３５は、製品毎に正確な短絡検出を行うことができる。
【００４６】
次に閾値電圧の決定方法の他の方法を説明する。
１）上述したキャリブレーションによる方法では、閾値電圧VAH、VALは、実際の線路抵抗値RLを測定して決定しているが、制御回路３５は、予め記録された種別情報に基づいて、各閾値電圧あるいは補正値情報をメモリから読み出して、閾値電圧VAH、VALを決定あるいは設定するようにしてもよい。
【００４７】
例えば、製品としての内視鏡装置の種別に対応した各閾値情報を、不揮発性のメモリ３７に予め記憶しておき、内視鏡装置が起動されると、制御回路３５は短絡検知動作を行うために、内視鏡装置の種別情報が予め記憶された種別情報記憶部（図示せず）から種別情報を読み出す。制御回路３５は、その読み出された種別情報に基づいてメモリ２７から各閾値情報あるいは補正値情報を読み出して、状態判定に用いるようにしてもよい。なお、補正値情報の場合は、制御回路３５は、予め設定された各閾値電圧をその補正値情報を用いて補正する演算を行い、その演算により求めた各閾値電圧が状態判定に用いられる。
【００４８】
図８は、その内視鏡装置の種別情報に基づいて、閾値電圧を決定する動作を説明するための場合の短絡検知回路の構成を示すブロック図である。
図８において、メモリ３７は、内視鏡装置の種別に応じた各閾値電圧あるいは補正値情報を記憶したテーブルを含む。内視鏡装置の種類情報（以下、IDという）は、例えば、内視鏡装置の図示しない不揮発性のメモリに記憶されている。そのIDは、制御回路３５によって読み出し可能となっている。なお、IDをメモリに記憶するのではなく、内視鏡装置の種別に応じた抵抗器を内視鏡装置に設け、制御回路３５が、その抵抗器の抵抗値を読み出して、その抵抗値からIDを判定するようにしてもよい。
【００４９】
よって、制御回路３５は、内視鏡装置が起動されると、制御回路３５はIDを読み出し、さらにその読み出したIDに対応する各閾値情報あるいは補正値情報を、メモリ３７から読み出して、短絡検知判定のために用いることができる。
２）さらになお、各閾値電圧の決定は、光学アダプタの種類若しくは識別情報を加味して、行うようにしてもよい。
光学アダプタ２９は、レンズ配置などの構造的な違いにより光学アダプタの種類が予め決められている。光学アダプタ２９内に配置される照明用のLEDの種類によっても、光学アダプタの種類が異なる場合もある。さらに、LED３０の種類によって、駆動電圧（VF）が異なる場合がある。さらに、同じ種類のLEDでも、LEDの個体差により、実際の駆動電圧（VF）が範囲を有する場合がある。よって、ここでは、各閾値電圧は、光学アダプタの種類に応じて、決定あるいは補正される。
【００５０】
不揮発性のメモリ３７には、光学アダプタの種類を示す種類情報（以下、idという）に応じたLED駆動電圧（VF）が記憶されている。なお、id毎すなわちLEDの種類毎に、LED駆動電圧（VF）が範囲を有する場合は、その範囲の情報がメモリ３７に記憶される。すなわち、メモリ３７は、idに応じたLED駆動電圧（VF）あるいはその範囲をテーブルデータとして記憶する。
【００５１】
光学アダプタ２９には、idを記憶するid記憶部３８が設けられている。光学アダプタ２９の種類情報であるidを記憶するid記憶部３８は、挿入部１２内の信号線により、制御回路３５に接続されてもよいし、無線により、制御回路３５に伝達されるような機能を有していてもよいし、あるいはユーザにより図示しない入力装置から設定されてもよい。
【００５２】
制御回路３５は、装着された光学アダプタ２９に設けられた光学アダプタのidを読み出し、メモリ３７に予め記憶されたid毎のLED駆動電圧（VF）を参照する。
【００５３】
制御回路３５は、その参照して得られたidに対応するLED駆動電圧（VF）を用いて、メモリ３７に記憶された各閾値電圧を補正して、短絡の状態判定に用いることができる。
よって、制御回路３５は、内視鏡装置が起動されると、まずIDとidを読み出す。制御回路３５は、短絡検知動作を行うために、その読み出したIDとidから算出して得られた閾値電圧を、状態判定に用いることができる。
３）また、線路抵抗値RLは、挿入部１２の長さに比例する。よって、内視鏡装置の図示しない不揮発性メモリに挿入部１２の長さ情報と、その長さに対応した閾値情報とを記憶させ、制御回路３５はIDの代わりに、あるいはIDに加えて、挿入部１２の長さ情報を用いて、各閾値電圧を決定又は算出するようにしてもよい。
【００５４】
すなわち、内視鏡装置の種別情報は、挿入部の長さ情報を含み、メモリ３７には、挿入部の長さに応じた各閾値電圧が記憶されている。制御回路３５は、内視鏡装置の種別情報が予め記憶された種別情報記憶部（図示せず）から種別情報（すなわち挿入部の長さ情報）を読み出す。制御回路３５は、その読み出された種別情報に基づいてメモリ３７から各閾値情報あるいは補正値情報を読み出して、状態判定に用いる。
なお、メモリ３７に挿入部の長さに応じた各閾値電圧を記憶しないで、制御回路３５が、挿入部の長さ情報から線路ロス（すなわち線路抵抗値RL）を算出して求めるようにしてもよい。そして、その算出して得られた線路抵抗値RLを用いて、上述した式から、各閾値電圧を求めてもよい。
【００５５】
さらになお、ID毎に線路抵抗値の算出する式が異なる場合は、IDに応じて線路抵抗値の算出のためのパラメータがメモリ３７に記憶され、線路抵抗値の算出時に用いられるようにしてもよい。
【００５６】
さらにまた、上述した１）において、メモリ３７に、内視鏡装置の種別に応じた各閾値電圧あるいは補正値情報を記憶したテーブルに代えて、内視鏡装置の種別に応じた挿入部の長さ情報を記憶するテーブルを設け、その長さ情報から、線路抵抗値を求めてから、各閾値電圧を決定するようにしてもよい。
【００５７】
以上のように、上述した本実施の形態の内視鏡装置では、LED駆動時に、電圧監視回路３４は、LED駆動用電源である電源回路３１と挿入部の先端部の、LED３０用アノード側端子との間の電圧を、常時監視することにより、マイグレーション等により発生する、先端部のLED接続端子の短絡を検知することができる。よって、内視鏡装置は、安全にLED駆動をOFFすることができる。結果として、従来のように異常時に無駄な電力を消費し続けるようなことがない。
【００５８】
さらに、LED駆動時に、電圧監視回路３４は、定電流回路３１と挿入部の先端部の、LED３０用カソード側端子との間の電圧を監視することにより、より細かく短絡の状態を検知することが可能となり、異常個所の特定が容易になる。
【００５９】
さらに、製品毎に挿入部の長さが異なっている場合には、上述したようなキャリブレーション用アダプタを用いたキャリブレーションを実施することにより、精度の高い短絡検知が可能になる。
【００６０】
また、製品の種別情報、挿入部の長さ情報あるいは光学アダプタの種類情報に応じた情報を予め記憶しておくことにより、LED駆動時にそれら情報に基づいて決定された閾値電圧を使用することができるので、より高精度な短絡検知が可能になる。
【００６１】
なお、上述した本実施の形態においては、電源スイッチにより、LED駆動用電源の出力をOFFしているが、電源スイッチに代えて、LED駆動用電源からの出力電流を少なくする、すなわち電源出力を絞るような回路を用いてもよい。
【００６２】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 内視鏡装置、１１ 本体部、１２ 挿入部、２１ メイン回路、２２ UI回路、２３ モニタ回路、２４ 光源制御回路、２５ 撮像装置制御回路、２６ 外部インターフェース回路、２７ 電源、２８ 短絡検知回路、２９ 光学アダプタ、２９Ａ キャリブレーション用アダプタ、３０ LED、３１ 電源回路、３２ 定電流回路、３３ 電源スイッチ、３４ 電圧監視回路、３５ 制御回路、３６ａ、３６ｂ 信号線、３７ メモリ、３８ id記憶部、１０１ 先端部、１０３ａ、１０３ｂ 接片、１０４ 外周部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡装置に関し、特に、光学アダプタを装着可能な挿入部の先端部の接片の短絡を検知することができる内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内視鏡装置が、工業分野、医療分野等において広く利用されている。近年は、内視鏡用光源に、明るい光源が求められており、光源として発光ダイオード（以下、LEDともいう）が採用されるケースが増えている。
例えば、内視鏡挿入部の先端部に光学アダプタを取り付けが可能で、LEDはその光学アダプタ内部に設けられている内視鏡装置がある。
【０００３】
そのような内視鏡装置では、内視鏡装置本体内部のLED駆動回路からの駆動信号は、内視鏡装置本体から内視鏡挿入部内の信号線を通して、内視鏡挿入部の先端部まで伝達される。内視鏡挿入部の先端部には、２つの接片が露出しており、内視鏡挿入部の先端部に光学アダプタを装着したときに、その２つの接片が光学アダプタの対応する２つの接片に接触することにより、LED駆動回路からの駆動信号すなわち駆動電流が光学アダプタ内のLEDに流れ、LEDが駆動される。
【０００４】
図９は、内視鏡挿入部の先端部を示す図である。内視鏡挿入部１０１の先端部１０２には、それぞれ接続端子である金属の２つの接片１０３ａ、１０３ｂが露出して配設されている。内視鏡挿入部１０１の先端部１０２に図示しない光学アダプタが装着されると、２つの接片１０３ａ、１０３ｂは、光学アダプタ側の金属の接片である２つの接続端子と接触する。接片１０３ａは、LEDのアノード側端子（LED+）に対応し、接片１０３ｂは、LEDのカソード側（LED-）に対応する。また、内視鏡挿入部１０１の先端部１０２の外周部１０４は、内視鏡装置本体側のグラウンド（GND）と同電位になるように構成されている。
なお、内視鏡挿入部１０１の先端部１０２には、図示しない撮像素子用の光学系のレンズ等も配設されている。
【０００５】
ところで、内視鏡装置は、内視鏡挿入部１０１の先端部１０２が、水等の液体に触れる環境で使用される場合がある。その場合、長期間水に浸ることにより、イオン結合によるイオンマイグレーション現象（以下、マイグレーションという）の発生の問題がある。マイグレーションの発生は、電気的短絡現象の発生に繋がる。
【０００６】
マイグレーションの発生には、３つのパターンがある。図９においては、点線で示す３つのパターンP1,P2,P3である。
パターンP1は、LEDのアノード側端子（LED+）に対応する接片１０３ａと、カソード側端子＝LED-）に対応する接片１０３ｂ間で短絡が生じるパターンである。
パターンP2は、LEDのアノード側端子（LED+）に対応する接片１０３ａと、グラウンド（GND）の電位の外周部１０４との間で短絡が生じるパターンである。
パターンP3は、LEDのカソード側端子（LED-）に対応する接片１０３ｂと、グラウンド（GND）の電位の外周部１０４との間で短絡が生じるパターンである。
【０００７】
このような短絡に発生は、発煙、発火等の事故に繋がるので、その短絡の発生を検知できれば、LEDへの駆動電流の供給を停止することができるが、従来は、内視鏡挿入部１０１の先端部におけるこのような短絡を検知することはできなかった。
【０００８】
そのため、例えば、特開２００８−１３２３３０号公報に開示されているように、LEDへの供給電流を制限する回路を設ける技術が提案されている。
【０００９】
図１０は、電流制限回路を有する内視鏡装置の構成を示すブロック図である。内視鏡装置１１１は、内視鏡装置本体１１２と、挿入部１１３と、その挿入部１１３の先端部に着脱可能な光学アダプタ１１４を含んで構成されている。
内視鏡装置本体１１２は、所定の電源（電圧Ｖ）に接続され、LEDを駆動するためのLED駆動用電圧VLEDを出力する電源回路１２１と、その電源回路１２１に接続され、異常時に過電流からその電流Iが流れる回路を保護する役割を持つ電流制限回路１２２と、LEDに定電流を供給する定電流源１２３とを有している。挿入部１１３は、電流制限回路１２２の電流を、先端部１０１の一方の端子に供給するための信号線１２４と、先端部１０１の他方の端子を定電流回路１２３に接続するために信号線１２５とを含む。信号線１２４と１２５は、共に線路抵抗RＬを有する。
【００１０】
光学アダプタ１１４が挿入部１１３の先端部に装着されると、駆動電流Ｉは、信号線１２４を通って光学アダプタ１１４内のLEDに供給され、信号線１２５を介して定電流源１２３に供給される。電流制限回路１２２は、LEDに流れる電流I（＝ILED）を一定電流になるように制限する回路であり、シャントレギュレータなどにより構成される。
通常、定電流源１２３の電流値は電流制限回路１２２で制限される電流値より低く設定し、通常のLED点灯時は電流制限回路１２２が動作することはないよう制御する。
【００１１】
上述した３つのパターンP1,P2,P3の短絡の場合の内視鏡装置１１１の動作は、次の通りである。
パターンP1の場合、定電流源１２３は、２つの線路抵抗RLとLED駆動用電圧VLEDにより決まる電流値の電流Iを流そうとするが、電流Iの電流値は、電流制限回路１２２により予め設定された電流値以上には上がらず、発煙、発火などの事故が起こることはない。但し、この時、LEDには電流Iが流れないため消灯する。
【００１２】
パターンP2の場合、定電流源１２３は、パターンP1と同じく、線路抵抗RLとLED駆動用電圧VLEDにより決まる電流値の電流Iを流そうとするが、電流Iの電流値は、電流制限回路１２２により予め設定された電流値以上には上がらず、発煙、発火などの事故が起こることはない。但し、パターンP1と同様、この時LEDには電流Iが流れないため消灯する。
【００１３】
パターンP3の場合、定電流源１２３は、LEDの駆動電圧（VF）と線路抵抗RLとLED駆動用電圧VLEDにより決まる電流値の電流Iを流そうとするが、電流Iの電流値は、電流制限回路１２２により予め設定された電流値以上には上がらず、発煙、発火などの事故が起こることはない。但し、この時、LEDは点灯する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００８−１３２３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、従来の内視鏡装置及び上記提案の内視鏡装置は、上述した短絡という異常状態になっているにもかかわらず、その短絡を検知することができないため、異常状態で動作し続ける（すなわち適正でない状態の動作が続く）という問題があった。
【００１６】
そこで、本発明は、挿入部の２つの端子の少なくとも１つの短絡を検知することのできる内視鏡装置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】
【００１７】
本発明の一態様によれば、LED駆動用電源と、装着される光学アダプタ内に設置される照明用のLEDのアノード側接片及びカソード側接片の２つの接片を、先端部に有する挿入部と、前記挿入部の基端側において、前記アノード側接片に接続された信号線と前記LED駆動用電源との間の第１の電圧を監視する電圧監視回路と、前記LEDに定電流を供給する定電流回路と、前記電圧監視回路により監視された前記第１の電圧と所定の閾値とを比較することによって、前記２つの接片の少なくとも一方の短絡を検知する制御回路と、を有する内視鏡装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、挿入部の２つの端子の少なくとも１つの短絡を検知することのできる内視鏡装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係わる内視鏡装置の構成を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る短絡検知回路の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る、各状態時のA点の電圧マップを示す図である。
【図４】図３の各閾値によって決定された範囲α、β及びγと、LEDの状態との関係を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る、B点の電圧マップを示す図である。
【図６】図５の閾値によって決定された範囲IとIIと、LEDの状態との関係を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る、閾値電圧を決定する動作を説明するための場合の短絡検知回路の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る内視鏡装置の種別情報に基づいて、閾値電圧を決定する動作を説明するための場合の短絡検知回路の構成を示すブロック図である。
【図９】内視鏡挿入部の先端部を示す図である。
【図１０】従来の電流制限回路を有する内視鏡装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（全体構成）
まず図１に基づき、本実施の形態に係わる内視鏡装置の構成を説明する。図１は、本実施の形態に係わる内視鏡装置の構成を示す構成図である。
【００２１】
内視鏡装置１は、内視鏡装置本体部（以下、本体部という）１１と、蛇管である挿入部１２とを有している。本体部１１は、内視鏡装置全体の制御を行うメイン回路２１、ユーザインターフェース（UI）回路２２、液晶表示装置（LCD）等のモニタを含むモニタ回路２３、照明用の光源制御回路２４、および挿入部１２の先端部に設けられた撮像素子（図示せず）を駆動し、その映像信号を受信する撮像装置制御回路２５、外部インターフェース回路２６、電源２７、短絡検知回路２８を含んで構成されている。
【００２２】
挿入部１２は、その先端部に光学アダプタ２９が着脱自在に構成されている。光学アダプタ２９は、光源としてのLED３０を含む。
【００２３】
内視鏡装置１は、先端部に装着された光学アダプタ２９内に設けられた照明用光源としてのLED３０により検査対象部位を照明し、先端部に設けられた撮像素子により検査対象部位を撮像し、その撮像した画像が、画像情報として本体部１１の撮像装置制御回路２５に伝達される。撮像装置制御回路２５は、この画像情報を、解析して、メイン回路２１経由で表示回路２３に伝達してLCD等のモニタに表示することにより、ユーザは、検査対象部位の撮像画像を見ることが出来る。
なお、挿入部１２の先端部は、図９と同様の構成を有する。すなわち、挿入部１２の先端部は、LED３０のアノード側端子（LED+）に対応するLEDのアノード側接片である接片１０３ａと、LED３０のカソード側（LED-）に対応するLEDのカソード側接片である接片１０３ｂが配設されている。
（短絡検知回路の構成）
図２は、本実施の形態に係る短絡検知回路の構成を示すブロック図である。図２に示すように、短絡検知回路２８は、電源２７の一部である電源回路３１、LED３０に定電流を供給する定電流回路３２、電源のON/OFF制御を行う電源スイッチ３３、電圧監視回路３４、及び電源スイッチ３４の制御を行う制御回路３５を含む。なお、制御回路３５は、メイン回路２１の一部の回路として構成してもよい。
【００２４】
電源回路３１は、LED駆動用電源であり、LED３０を駆動するためのLED駆動用電圧VLEDを出力する回路である。
定電流回路３２は、LED３０に定電流を供給する定電流源である。定電流回路３２は、LED３０に流れる電流I（＝ILED）が一定電流になるように制御する回路であり、例えば、トランジスタ、定電流LSIなどで構成される。
電源スイッチ３３は、電源回路３１と、LED３０のアノード側端子（LED+）に対応する接片１０３ａに接続された信号線３６ａとの間の接続を制御するスイッチである。電源スイッチ３３は、LED駆動用電源である電源回路３１からの電源供給を制御するために、ON/OFFする機能を有し、制御回路３５からの指示信号により電源回路３１の出力をON/OFFする。なお、この電源スイッチ３３は、電源回路３１内のDC/DCコンバータに内蔵されている電源ON/OFF端子などで代用しても良い。
【００２５】
電圧監視回路３４は、LED３０に駆動電流Iを流すための２つの信号線３６ａ、３６ｂ間の電圧を検出する。電圧監視回路３４は、例えば、アナログデジタル変換器（ADC）、コンパレータ等で構成される。
【００２６】
図２に示すように、電圧監視回路３４は、挿入部１２を挿通する２つの信号線３６ａ、３６ｂのそれぞれとの接続点A、B点の電圧を検出する。電圧監視回路３４は、挿入部１２の基端側において、LED駆動用電源である電源回路３１と、挿入部の先端部に設置されるLED３０のアノード側端子（LED+）との間のA点の電圧を監視すると共に、定電流回路３２と挿入部の先端部に設置されるLED３０のカソード側端子（LED-）との間のB点の電圧を監視する。すなわち、電圧監視回路３４は、A点及びB点の電圧を監視し、制御回路３５に、その監視された電圧の信号を常時出力する機能を有している。
【００２７】
制御回路３５は、電圧監視回路３４からの出力に応じて、電源スイッチ３３のON,OFFを制御する回路である。より、具体的には、制御回路３５は、電圧監視回路３４からの信号を元に、正常あるいは異常状態を判定する機能を有している。さらに、制御回路は、後述するような閾値のキャリブレーションを行うキャリブレーションモードの機能も有している。制御回路３５は、CPU等を含む回路から構成される。
検査対象部位を照明する時、すなわちLED３０の駆動時は、主に制御回路３５により電源スイッチ３３に駆動指示を出し、LED３０の定電流駆動動作が開始される。
（短絡検知回路の動作）
次に、本実施の形態に係る短絡検知回路２８における、通常のLED駆動時とマイグレーション発生時の短絡の検知動作について説明する。
図２において、蛇管部である挿入部１２内の信号線３６ａ、３６ｂのそれぞれの線路抵抗の抵抗値をRL、定電流回路３２によるLED電流をI、定電流回路３２の抵抗の抵抗値をR、LED３０の駆動電圧をVFとすると、通常のLED駆動時おけるA、B点の電圧VA、VBは、次のようになる。
VA＝（２RL＋R）×I＋VF ・・・（１）
VB＝R×I ・・・（２）
マイグレーション発生時において、パターンP1のケースでのA点とB点の電圧は、それぞれ、
VA＝（２RL＋R）×I ・・・（３）
VB＝R×I ・・・（４）
となり、パターンP2のケースでのA点とB点の電圧は、それぞれ、
VA＝ RL ×I ・・・（５）
VB＝０ ・・・（６）
となり、パターンP3のケースでのA点、B点の電圧は、それぞれ、
VA＝RL×I＋VF ・・・（７）
VB＝０ ・・・（８）
となる。
【００２８】
図３は、各状態時のA点の電圧マップを示す図である。図３に示すように、各状態において、Ａ点の電圧値は、互いに異なる。よって、正常なLED点灯時、各マイグレーション時、及び正常な消灯時の電圧値は、互いに異なるので、制御回路３５は、各状態を容易に判別することができる。
【００２９】
図３に示すように、正常なLED点灯時の電圧とパターンP1時のA点の電圧との間の電圧の閾値VAHを設定し、かつパターンP2時の電圧値よりも低い電圧の閾値VAHを設定することにより、制御回路３５は、異常状態を判別することができる。
【００３０】
図４は、図３の各閾値によって決定された範囲α、β及びγと、LEDの状態との関係を示す図である。異常状態の判別に用いられる閾値VAHとVAHは、挿入部１２の線路抵抗RLとLED３０の駆動電圧Vfに基づいて決定された値である。具体的には、図４に示すように、A点の電圧VAが範囲αにある、すなわち閾値VAH以上の場合、LED３０は、正常点灯の状態にある。A点の電圧VAが範囲βにある、すなわち閾値VAH未満で、かつ閾値VALを超える場合、LED３０は、上記のパターンP1からP3のいずれかの短絡状態にある。A点の電圧VAが範囲γにある、すなわち閾値VAL以下の場合、LED３０は、消灯の状態にある。
【００３１】
すなわち、閾値VAHは、２つの接片のいずれにも短絡がない状態でLED３０が駆動された場合におけるアノード側接片に接続された信号線３６ａと電源回路３１との間の電圧よりも小さく、かつ２つの接片間で短絡があった場合におけるアノード側の接片に接続された信号線３６ａと電源回路３１との間の電圧よりも大きい。
【００３２】
閾値VALは、アノード側接片だけが短絡した状態でLED３０が駆動された場合におけるアノード側接片に接続された信号線３６ａと電源回路３１との間の電圧よりも小さく、かつ０よりも大きい。
【００３３】
以上のように、通常のLED駆動時の電圧値と、LED駆動電流値、および上述した図２の回路に関して一意的に決定される各乗数RL、VFが分かっていれば、図２のような回路構成において、A点の電圧を監視し、A点の電圧と所定の閾値とを比較することにより、制御回路３５は、挿入部１２の２つの端子の少なくとも１つの短絡を検知し、短絡時には、電源スイッチ３３をOFFして電源回路３１からの電源の供給を停止にすることができる。
【００３４】
さらに、B点の電圧も同時に監視することにより、さらに、パターンP1とパターンP2、P3の別を判定することができる。図５は、B点の電圧マップを示す図である。図５に示すように、B点の電圧値は、正常なLED駆動時及びパターンP1時の電圧値と、パターンP2及びP3時の電圧値は、互いに異なる。よって、正常なLED点灯時とパターンP1時、及びパターンP2とP3時の電圧値は、互いに異なるので、制御回路３５は、その２つの状態を容易に判別することができる。
【００３５】
すなわち、電圧監視回路３４は、挿入部１２の基端側において、カソード側接片に接続された信号線３６ｂと定電流回路３２との間のＢ点の電圧を監視し、制御回路３５は、電圧監視回路３４により監視されたA点とB点の電圧と所定の閾値とを比較することによって、２つの接片の少なくとも一方の短絡を検知する。
【００３６】
図６は、図５の閾値によって決定された範囲IとIIと、LEDの状態との関係を示す図である。図５に示すように、B点の電圧VBが範囲Iにある、すなわち閾値VBT以上の場合、LED３０は、正常点灯の状態あるいはパターンP1の状態にある。B点の電圧VBが範囲IIにある、すなわち閾値VBT未満である場合、LED３０は、上記のパターンP2あるいはP3の短絡状態、あるいは消灯の状態にある。
閾値VBTは、２つの接片のいずれにも短絡がない状態でLED３０が駆動された場合におけるカソード側接片に接続された信号線３６ｂと定電流回路３２との間の電圧よりも小さい。
【００３７】
以上のように、正常なLED駆動時の電圧値と、LED駆動電流値、および上述した図２の回路に関して一意的に決定される各乗数RL、VFが分かっていれば、図２のような回路構成において、A点とB点の電圧を監視することにより、制御回路３５は、挿入部１２の２つの端子の少なくとも１つの短絡を検知し、短絡時には、電源スイッチ３３をOFFして電源回路３１からの電源の供給を停止にすることができる。
（閾値電圧の決定方法）
次に、図３に示す閾値電圧VAH、VALの決定方法について説明する。
まず、図２の短絡検知回路における閾値電圧VAH、VALは、図３から以下の関係を満足する必要がある。
（２RL＋R）×I＋VF＞VAH ・・・（９）
VAH＞（２RL＋R）×I ・・・（１０）
RL×I＞VAL ・・・（１１）
VAL＞０ ・・・（１２）
内視鏡装置の場合、挿入部１２の長さが製品の種類毎に異なるため、線路抵抗の抵抗値RLは、内視鏡装置毎に異なる。従って、全ての製品に対して一意的に閾値電圧VAH、VALを固定してしまうと、挿入部１２の長さによっては先端部のマイグレーション等による２つの端子の少なくとも１つの短絡を正しく検知できないケースが発生する。そのため、閾値電圧に関しては、製品毎に、すなわち線路抵抗RLごとに、補正が必要となる。
【００３８】
図７は、閾値電圧を決定する動作を説明するための場合の短絡検知回路２８の構成を示すブロック図である。
制御回路３５は、外部例えばユーザインターフェースからの操作信号として、内視鏡装置１をキャリブレーションモードに設定するキャリブレーション制御信号CMSを受信すると、キャリブレーションモードの機能を実行する。キャリブレーションは、製品出荷前の製品検査時、あるいはユーザによる使用前、等において行われる。なお、キャリブレーション制御信号CMSは、ユーザインターフェース以外の外部スイッチ、他基板、等から、入力されるようにしてもよい。
【００３９】
また、キャリブレーションを行う場合、図７に示すように、ユーザは、挿入部１２の先端部にキャリブレーション用アダプタ２９Aを装着する。キャリブレーション用アダプタ２９Aは、光学アダプタ２９と同一の接片を有する。すなわち、キャリブレーション用アダプタ２９Aは、内視鏡挿入部の先端部の２つの接片１０３ａ、１０３ｂに対応する２つの接片を有するが、内部にLEDは有しない。図７に示すように、キャリブレーション用アダプタ２９Aの２つの接片は、導線により接続されていて、導通している。
【００４０】
次に、キャリブレーション時の短絡検知回路２８の動作を説明する。
上述したように、ユーザは、キャリブレーションを行う場合、キャリブレーション用アダプタ２９Aを、挿入部１２の先端部に接続し、キャリブレーション制御信号CMSを入力することにより、内視鏡装置１あるいは制御回路３５を、キャリブレーションモードに設定する。このキャリブレーションモード時、制御回路３５は、上述したような通常の短絡検知動作を行わない。
【００４１】
制御回路３５は、このキャリブレーション制御信号CMSを受け、電源スイッチ３３をONにする。このとき、電圧監視回路３４は、A点及びB点の電圧を監視して制御回路３５に、その各電圧を出力する。制御回路３５は、入力された各電圧により、A点とB点間の電圧差である電圧（VA−VB）を算出する。
【００４２】
VA−VB＝2RL×I ・・・（１３）
電圧（VA−VB）を用いて式（１３）に基づいて、線路抵抗の抵抗値RLの値を算出することにより、上述した式（９）から（１２）の式から、閾値電圧VAH、VALの値を正確に決定し、設定することができる。
【００４３】
よって、その決定した各閾値電圧の情報を、不揮発性のメモリ３７に記憶することにより、短絡の検知時に、その記憶されたデータを用いることができる。すなわち、通常のLED駆動時、制御回路３５は、そのメモリ３７に記憶された各閾値電圧の情報を読み出して、上記の状態の判定時の閾値電圧VAH、VALとして、使用する。
【００４４】
なお、メモリ３７には、予め設定されている閾値電圧に対する補正値の情報を記憶するようにして、制御回路３５は、そのメモリ３７に記憶された補正値の情報を用いて、予め設定されている閾値電圧を補正して、判定用の閾値電圧VAH、VALとして、使用するようにしてもよい。
【００４５】
以上のような閾値電圧VAH、VALを決定する方法では、例えば、製品出荷前の製品検査時、あるいはユーザの使用前において、内視鏡装置はキャリブレーションモードに設定され、かつキャリブレーション用アダプタ２９Aを用いて、内視鏡装置毎に、A点とB点の電圧を測定し、それらの電圧から線路抵抗値RLを算出して各閾値電圧が決定され設定されるので、制御回路３５は、製品毎に正確な短絡検出を行うことができる。
【００４６】
次に閾値電圧の決定方法の他の方法を説明する。
１）上述したキャリブレーションによる方法では、閾値電圧VAH、VALは、実際の線路抵抗値RLを測定して決定しているが、制御回路３５は、予め記録された種別情報に基づいて、各閾値電圧あるいは補正値情報をメモリから読み出して、閾値電圧VAH、VALを決定あるいは設定するようにしてもよい。
【００４７】
例えば、製品としての内視鏡装置の種別に対応した各閾値情報を、不揮発性のメモリ３７に予め記憶しておき、内視鏡装置が起動されると、制御回路３５は短絡検知動作を行うために、内視鏡装置の種別情報が予め記憶された種別情報記憶部（図示せず）から種別情報を読み出す。制御回路３５は、その読み出された種別情報に基づいてメモリ２７から各閾値情報あるいは補正値情報を読み出して、状態判定に用いるようにしてもよい。なお、補正値情報の場合は、制御回路３５は、予め設定された各閾値電圧をその補正値情報を用いて補正する演算を行い、その演算により求めた各閾値電圧が状態判定に用いられる。
【００４８】
図８は、その内視鏡装置の種別情報に基づいて、閾値電圧を決定する動作を説明するための場合の短絡検知回路の構成を示すブロック図である。
図８において、メモリ３７は、内視鏡装置の種別に応じた各閾値電圧あるいは補正値情報を記憶したテーブルを含む。内視鏡装置の種類情報（以下、IDという）は、例えば、内視鏡装置の図示しない不揮発性のメモリに記憶されている。そのIDは、制御回路３５によって読み出し可能となっている。なお、IDをメモリに記憶するのではなく、内視鏡装置の種別に応じた抵抗器を内視鏡装置に設け、制御回路３５が、その抵抗器の抵抗値を読み出して、その抵抗値からIDを判定するようにしてもよい。
【００４９】
よって、制御回路３５は、内視鏡装置が起動されると、制御回路３５はIDを読み出し、さらにその読み出したIDに対応する各閾値情報あるいは補正値情報を、メモリ３７から読み出して、短絡検知判定のために用いることができる。
２）さらになお、各閾値電圧の決定は、光学アダプタの種類若しくは識別情報を加味して、行うようにしてもよい。
光学アダプタ２９は、レンズ配置などの構造的な違いにより光学アダプタの種類が予め決められている。光学アダプタ２９内に配置される照明用のLEDの種類によっても、光学アダプタの種類が異なる場合もある。さらに、LED３０の種類によって、駆動電圧（VF）が異なる場合がある。さらに、同じ種類のLEDでも、LEDの個体差により、実際の駆動電圧（VF）が範囲を有する場合がある。よって、ここでは、各閾値電圧は、光学アダプタの種類に応じて、決定あるいは補正される。
【００５０】
不揮発性のメモリ３７には、光学アダプタの種類を示す種類情報（以下、idという）に応じたLED駆動電圧（VF）が記憶されている。なお、id毎すなわちLEDの種類毎に、LED駆動電圧（VF）が範囲を有する場合は、その範囲の情報がメモリ３７に記憶される。すなわち、メモリ３７は、idに応じたLED駆動電圧（VF）あるいはその範囲をテーブルデータとして記憶する。
【００５１】
光学アダプタ２９には、idを記憶するid記憶部３８が設けられている。光学アダプタ２９の種類情報であるidを記憶するid記憶部３８は、挿入部１２内の信号線により、制御回路３５に接続されてもよいし、無線により、制御回路３５に伝達されるような機能を有していてもよいし、あるいはユーザにより図示しない入力装置から設定されてもよい。
【００５２】
制御回路３５は、装着された光学アダプタ２９に設けられた光学アダプタのidを読み出し、メモリ３７に予め記憶されたid毎のLED駆動電圧（VF）を参照する。
【００５３】
制御回路３５は、その参照して得られたidに対応するLED駆動電圧（VF）を用いて、メモリ３７に記憶された各閾値電圧を補正して、短絡の状態判定に用いることができる。
よって、制御回路３５は、内視鏡装置が起動されると、まずIDとidを読み出す。制御回路３５は、短絡検知動作を行うために、その読み出したIDとidから算出して得られた閾値電圧を、状態判定に用いることができる。
３）また、線路抵抗値RLは、挿入部１２の長さに比例する。よって、内視鏡装置の図示しない不揮発性メモリに挿入部１２の長さ情報と、その長さに対応した閾値情報とを記憶させ、制御回路３５はIDの代わりに、あるいはIDに加えて、挿入部１２の長さ情報を用いて、各閾値電圧を決定又は算出するようにしてもよい。
【００５４】
すなわち、内視鏡装置の種別情報は、挿入部の長さ情報を含み、メモリ３７には、挿入部の長さに応じた各閾値電圧が記憶されている。制御回路３５は、内視鏡装置の種別情報が予め記憶された種別情報記憶部（図示せず）から種別情報（すなわち挿入部の長さ情報）を読み出す。制御回路３５は、その読み出された種別情報に基づいてメモリ３７から各閾値情報あるいは補正値情報を読み出して、状態判定に用いる。
なお、メモリ３７に挿入部の長さに応じた各閾値電圧を記憶しないで、制御回路３５が、挿入部の長さ情報から線路ロス（すなわち線路抵抗値RL）を算出して求めるようにしてもよい。そして、その算出して得られた線路抵抗値RLを用いて、上述した式から、各閾値電圧を求めてもよい。
【００５５】
さらになお、ID毎に線路抵抗値の算出する式が異なる場合は、IDに応じて線路抵抗値の算出のためのパラメータがメモリ３７に記憶され、線路抵抗値の算出時に用いられるようにしてもよい。
【００５６】
さらにまた、上述した１）において、メモリ３７に、内視鏡装置の種別に応じた各閾値電圧あるいは補正値情報を記憶したテーブルに代えて、内視鏡装置の種別に応じた挿入部の長さ情報を記憶するテーブルを設け、その長さ情報から、線路抵抗値を求めてから、各閾値電圧を決定するようにしてもよい。
【００５７】
以上のように、上述した本実施の形態の内視鏡装置では、LED駆動時に、電圧監視回路３４は、LED駆動用電源である電源回路３１と挿入部の先端部の、LED３０用アノード側端子との間の電圧を、常時監視することにより、マイグレーション等により発生する、先端部のLED接続端子の短絡を検知することができる。よって、内視鏡装置は、安全にLED駆動をOFFすることができる。結果として、従来のように異常時に無駄な電力を消費し続けるようなことがない。
【００５８】
さらに、LED駆動時に、電圧監視回路３４は、定電流回路３１と挿入部の先端部の、LED３０用カソード側端子との間の電圧を監視することにより、より細かく短絡の状態を検知することが可能となり、異常個所の特定が容易になる。
【００５９】
さらに、製品毎に挿入部の長さが異なっている場合には、上述したようなキャリブレーション用アダプタを用いたキャリブレーションを実施することにより、精度の高い短絡検知が可能になる。
【００６０】
また、製品の種別情報、挿入部の長さ情報あるいは光学アダプタの種類情報に応じた情報を予め記憶しておくことにより、LED駆動時にそれら情報に基づいて決定された閾値電圧を使用することができるので、より高精度な短絡検知が可能になる。
【００６１】
なお、上述した本実施の形態においては、電源スイッチにより、LED駆動用電源の出力をOFFしているが、電源スイッチに代えて、LED駆動用電源からの出力電流を少なくする、すなわち電源出力を絞るような回路を用いてもよい。
【００６２】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 内視鏡装置、１１ 本体部、１２ 挿入部、２１ メイン回路、２２ UI回路、２３ モニタ回路、２４ 光源制御回路、２５ 撮像装置制御回路、２６ 外部インターフェース回路、２７ 電源、２８ 短絡検知回路、２９ 光学アダプタ、２９Ａ キャリブレーション用アダプタ、３０ LED、３１ 電源回路、３２ 定電流回路、３３ 電源スイッチ、３４ 電圧監視回路、３５ 制御回路、３６ａ、３６ｂ 信号線、３７ メモリ、３８ id記憶部、１０１ 先端部、１０３ａ、１０３ｂ 接片、１０４ 外周部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
LED駆動用電源と、
装着される光学アダプタ内に設置される照明用のLEDのアノード側接片及びカソード側接片の２つの接片を、先端部に有する挿入部と、
前記挿入部の基端側において、前記アノード側接片に接続された信号線と前記LED駆動用電源との間の第１の電圧を監視する電圧監視回路と、
前記LEDに定電流を供給する定電流回路と、
前記電圧監視回路により監視された前記第１の電圧と所定の閾値とを比較することによって、前記２つの接片の少なくとも一方の短絡を検知する制御回路と、
を有することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記所定の閾値は、前記挿入部の線路抵抗と前記LEDの駆動電圧に基づいて決定された値であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記所定の閾値は、前記２つの接片のいずれにも短絡がない状態で前記LEDが駆動された場合における前記アノード側接片に接続された信号線と前記LED駆動用電源との間の電圧よりも小さく、かつ前記２つの接片間で短絡があった場合における前記アノード側の接片に接続された信号線と前記LED駆動用電源との間の電圧よりも大きい第１の閾値を含むことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記所定の閾値は、前記アノード側接片だけが短絡した状態で前記LED３０が駆動された場合における前記アノード側接片に接続された信号線と前記LED駆動用電源との間の電圧よりも小さく、かつ０よりも大きい第２の閾値を含むことを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記電圧監視回路は、前記挿入部の基端側において、前記カソード側接片に接続された信号線と前記定電流回路との間の第２の電圧を監視し、
前記制御回路は、前記電圧監視回路により監視された前記第１と前記第２の電圧と所定の閾値とを比較することによって、前記２つの接片の少なくとも一方の短絡を検知することを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置。
【請求項６】
前記所定の閾値は、前記２つの接片のいずれにも短絡がない状態で前記LEDが駆動された場合における前記カソード側接片に接続された信号線と前記定電流回路との間の電圧よりも小さいことを特徴とする請求項５に記載の内視鏡装置。
【請求項７】
前記制御回路は、前記短絡を検知すると、前記LED駆動用電源の出力をOFFするあるいは絞ることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項８】
前記線路抵抗は、前記２つの接片を導通させるアダプタを装着して、監視された前記第１と前記第２の電圧から算出して得られた値であることを特徴とする請求項２記載の内視鏡装置。
【請求項９】
前記内視鏡装置の挿入部の長さ情報に対応して前記所定の閾値を記憶するメモリを有し、
前記制御回路は、前記メモリから前記長さ情報に対応する前記所定の閾値を読み出すことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項１０】
前記内視鏡装置の識別情報に対応して前記所定の閾値を記憶する第１のメモリを有し、
前記制御回路は、前記メモリから前記識別情報に対応する前記所定の閾値を読み出すことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項１１】
前記光学アダプタの識別情報に対応して前記LEDの駆動電圧を記憶する第２のメモリを有し、
前記制御回路は、前記第２のメモリから前記光学アダプタの識別情報に対応する前記LEDの駆動電圧を読み出して、前記所定の閾値を補正することを特徴とする請求項１０に記載の内視鏡装置。
【請求項１】
LED駆動用電源と、
装着される光学アダプタ内に設置される照明用のLEDのアノード側接片及びカソード側接片の２つの接片を、先端部に有する挿入部と、
前記挿入部の基端側において、前記アノード側接片に接続された信号線と前記LED駆動用電源との間の第１の電圧を監視する電圧監視回路と、
前記LEDに定電流を供給する定電流回路と、
前記電圧監視回路により監視された前記第１の電圧と所定の閾値とを比較することによって、前記２つの接片の少なくとも一方の短絡を検知する制御回路と、
を有することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記所定の閾値は、前記挿入部の線路抵抗と前記LEDの駆動電圧に基づいて決定された値であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記所定の閾値は、前記２つの接片のいずれにも短絡がない状態で前記LEDが駆動された場合における前記アノード側接片に接続された信号線と前記LED駆動用電源との間の電圧よりも小さく、かつ前記２つの接片間で短絡があった場合における前記アノード側の接片に接続された信号線と前記LED駆動用電源との間の電圧よりも大きい第１の閾値を含むことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記所定の閾値は、前記アノード側接片だけが短絡した状態で前記LED３０が駆動された場合における前記アノード側接片に接続された信号線と前記LED駆動用電源との間の電圧よりも小さく、かつ０よりも大きい第２の閾値を含むことを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記電圧監視回路は、前記挿入部の基端側において、前記カソード側接片に接続された信号線と前記定電流回路との間の第２の電圧を監視し、
前記制御回路は、前記電圧監視回路により監視された前記第１と前記第２の電圧と所定の閾値とを比較することによって、前記２つの接片の少なくとも一方の短絡を検知することを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置。
【請求項６】
前記所定の閾値は、前記２つの接片のいずれにも短絡がない状態で前記LEDが駆動された場合における前記カソード側接片に接続された信号線と前記定電流回路との間の電圧よりも小さいことを特徴とする請求項５に記載の内視鏡装置。
【請求項７】
前記制御回路は、前記短絡を検知すると、前記LED駆動用電源の出力をOFFするあるいは絞ることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項８】
前記線路抵抗は、前記２つの接片を導通させるアダプタを装着して、監視された前記第１と前記第２の電圧から算出して得られた値であることを特徴とする請求項２記載の内視鏡装置。
【請求項９】
前記内視鏡装置の挿入部の長さ情報に対応して前記所定の閾値を記憶するメモリを有し、
前記制御回路は、前記メモリから前記長さ情報に対応する前記所定の閾値を読み出すことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項１０】
前記内視鏡装置の識別情報に対応して前記所定の閾値を記憶する第１のメモリを有し、
前記制御回路は、前記メモリから前記識別情報に対応する前記所定の閾値を読み出すことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項１１】
前記光学アダプタの識別情報に対応して前記LEDの駆動電圧を記憶する第２のメモリを有し、
前記制御回路は、前記第２のメモリから前記光学アダプタの識別情報に対応する前記LEDの駆動電圧を読み出して、前記所定の閾値を補正することを特徴とする請求項１０に記載の内視鏡装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１１１４３（Ｐ２０１２−１１１４３Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５３４５８（Ｐ２０１０−１５３４５８）
【出願日】平成２２年７月５日（２０１０．７．５）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月５日（２０１０．７．５）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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