(57)【要約】  内視鏡用温度制御装置は、ヒータと、電源に接続されてヒータに供給する電力を発生し、発生した電力を電源ラインを介してヒータに供給する電源回路と、ヒータによって加熱される被加熱物の温度を検出する温度検出部と、電源ライン上に設けられヒータへの電力の供給遮断を切換える半導体スイッチと、温度検出部の温度検出結果によって半導体スイッチを制御して被加熱物の温度制御を行うと共に、温度検出結果に基づいて半導体スイッチをオフにする加熱停止制御を行う制御部と、電源からヒータまでの電力供給のためのライン上に設けられてラインの導通遮断を切換えるメカニカルスイッチと、ヒータの温度制御に異常が発生した場合には、メカニカルスイッチをオフにする加熱停止制御を行う加熱停止回路とを具備したことを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡に配置され電力供給に伴って加熱されるヒータと、
電源に接続されて前記ヒータに供給する電力を発生し、発生した電力を電源ラインを介して前記ヒータに供給する電源回路と、
前記ヒータによって加熱される被加熱物の温度を検出する温度検出部と、
前記電源ライン上に設けられ前記ヒータへの電力の供給遮断を切換える半導体スイッチと、
前記温度検出部の温度検出結果によって前記半導体スイッチを制御して前記被加熱物の温度制御を行うと共に、前記温度検出結果に基づいて前記半導体スイッチをオフにする加熱停止制御を行う制御部と、
前記電源から前記ヒータまでの電力供給のためのライン上に設けられて前記ラインの導通遮断を切換えるメカニカルスイッチと、
前記ヒータの温度制御に異常が発生した場合には、前記メカニカルスイッチをオフにする加熱停止制御を行う加熱停止回路と
を具備したことを特徴とする内視鏡用温度制御装置。
【請求項２】
前記メカニカルスイッチは、前記電源から電源回路までのライン上及び前記電源回路から前記ヒータまでの電源ライン上の少なくとも一方に設けられる
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用温度制御装置。
【請求項３】
少なくとも前記半導体スイッチの故障を検出して、前記メカニカルスイッチをオフにする加熱停止制御を行う
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内視鏡用温度制御装置。
【請求項４】
前記加熱停止回路は、前記温度検出結果に基づいて前記被加熱物の温度が所定の閾値以上高温になったことを検出した場合に前記メカニカルスイッチをオフにする加熱停止制御を行う
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の内視鏡用温度制御装置。
【請求項５】
前記制御部の故障を検出して、前記メカニカルスイッチをオフにする加熱停止制御を行う制御部監視回路
を具備することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の内視鏡用温度制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記温度検出結果に基づいて前記被加熱物の温度が所定の閾値以上高温になったことを検出した場合に前記半導体スイッチをオフにする加熱停止制御を行う
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の内視鏡用温度制御装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記温度検出結果に基づいて前記温度検出部及び前記ヒータの少なくとも一方の異常を検出した場合に前記半導体スイッチをオフにする加熱停止制御を行う
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の内視鏡用温度制御装置。
【請求項８】
前記加熱停止回路は、前記制御部の一部の機能によって構成され、
少なくとも前記半導体スイッチの故障を検出して、前記メカニカルスイッチをオフにする加熱停止制御を行う
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の内視鏡用温度制御装置。
【請求項９】
前記加熱停止回路は、前記電源ラインに流れる電流を検出する電流検出部と、
前記制御部の一部の機能によって構成され、前記電流検出部の検出結果に応じて前記メカニカルスイッチをオン，オフ制御するスイッチ制御部と
を具備することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに記載の内視鏡用温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡先端の温度を制御する内視鏡用温度制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内視鏡装置は、例えば医療分野、工業分野など、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などに用いられる。【０００３】
このような医療分野において、内視鏡は、体温と等しい温度であり、かつ、湿度が高い環境の体内に挿入される。このような環境に内視鏡が挿入された場合、内視鏡先端部に配置されたカバーガラスに曇りが生じることがある。この曇りを防止するためには、カバーガラスを温めてから体内に挿入する必要があり、不便である。【０００４】
そこで、日本国特開２００７−１７５２３０号公報においては、内視鏡先端のカバーガラスをヒータによって暖めると共に、カバーガラスの温度を検出する温度センサによってヒータを制御して、温度制御を行う装置が開示されている。【０００５】
しかしながら、従来例においては、温度調整のための各素子の１つに故障が生じた場合には温度計測を確実に行うことができず、正確な温度制御が不可能であり、カバーガラスの曇りを防止することができなくなることがあるという問題があった。【０００６】
本発明は、温度制御のための各素子の１つに故障が生じた場合等において、加熱を強制的に停止させることができる内視鏡用温度制御装置を提供することを目的とする。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る内視鏡用温度制御装置は、内視鏡に配置され電力供給に伴って加熱されるヒータと、電源に接続されて前記ヒータに供給する電力を発生し、発生した電力を電源ラインを介して前記ヒータに供給する電源回路と、前記ヒータによって加熱される被加熱物の温度を検出する温度検出部と、前記電源ライン上に設けられ前記ヒータへの電力の供給遮断を切換える半導体スイッチと、前記温度検出部の温度検出結果によって前記半導体スイッチを制御して前記被加熱物の温度制御を行うと共に、前記温度検出結果に基づいて前記半導体スイッチをオフにする加熱停止制御を行う制御部と、前記電源から前記ヒータまでの電力供給のためのライン上に設けられて前記ラインの導通遮断を切換えるメカニカルスイッチと、前記ヒータの温度制御に異常が発生した場合には、前記メカニカルスイッチをオフにする加熱停止制御を行う加熱停止回路とを具備したことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る内視鏡用温度制御装置を示すブロック図。
【図２】図１の内視鏡用温度制御装置が採用される内視鏡装置の概略構成を示す外観図。
【図３】挿入部６の概略的な構成図。
【図４】図３のII−II線に沿った概略的な断面図。
【図５】横軸に時間をとり縦軸にサーミスタ２７の温度をとって、ＦＰＧＡ３０による温度制御を説明するためのグラフ。
【図６】各部の故障と故障時の制御を説明するためのフローチャート。
【図７】変形例を示すブロック図。
【図８】変形例を示すブロック図。
【図９】変形例を示すブロック図。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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。図１は本発明の一実施の形態に係る内視鏡用温度制御装置を示すブロック図である。図２は図１の内視鏡用温度制御装置が採用される内視鏡装置の概略構成を示す外観図である。【００１０】
先ず、図２を参照して、内視鏡装置の概要について説明する。図２に示すように、内視鏡装置１は、内視鏡２と、光源装置３と、温度制御を行うカメラコントロールユニット（以下、ＣＣＵと略記）４とを含んで構成される。【００１１】
内視鏡２は、観察対象に挿入する挿入部６と、挿入部６の基端部に接続される操作部７と、を含んで構成される。この操作部７は、内視鏡２を操作するためのスイッチ類が設けられており、光源装置３、及びＣＣＵ４に接続される。ＣＣＵ４は、内部にＣＰＵ８を含む種々の装置、及び回路を有している。【００１２】
この内視鏡装置１による観察は、内視鏡２の挿入部６を人体に挿入することによって行われる。この場合には、例えば図示しないトロッカーを人体の腹壁を通すように配置し、挿入部６をこのトロッカーに挿入することによって、所望の観察箇所に案内するようにしてもよい。【００１３】
挿入部６には、後述するライトガイドが内挿されており、光源装置３からの照明光を観察箇所に照射することができる。さらに、挿入部６は、撮像手段が先端部に配置されており、この撮像素子は、ＣＣＵ４による制御に基づいて、観察箇所からの反射光を撮像する。【００１４】
そして、ＣＣＵ４は、ＣＰＵ８を含む種々の装置、及び回路により動作しており、撮像した画像の処理を行い、処理された画像は、例えば図示しないモニタ等に出力され、表示される。【００１５】
次に、図３を用いて、挿入部６の詳細な構成を説明する。【００１６】
図３は挿入部６の概略的な構成図である。図３に示すように、挿入部６は、インナーチューブ１０と、インナーチューブ１０よりも径が大きく、インナーチューブ１０の外周面を覆うように配置されたアウターチューブ１１と、を含んで構成される。アウターチューブ１１は、生体組織に直接触れることがあるため、インナーチューブ１０、及びアウターチューブ１１は、絶縁材料により構成されている。【００１７】
また、図３に示すように、インナーチューブ１０は、レンズ１２と、撮像部を構成する電荷結合素子（以下、ＣＣＤと略記）１３と、発熱部を構成するヒータ１４と、を有する。ヒータ１４は、リング形状であり、そのリング形状の外周面がインナーチューブ１０の先端部の内壁面に沿うように配置される。【００１８】
レンズ１２は、インナーチューブ１０の先端部のリング形状のヒータ１４の内周側に配置される。また、ＣＣＤ１３は、レンズ１２が外部からの光をインナーチューブ１０の内部に結像する位置に、受光面が位置するように配置される。【００１９】
一方、アウターチューブ１１には、ライトガイドファイバであるライトガイド１５がアウターチューブ１１の軸方向に沿って内挿されており、ライトガイド１５の先端は、アウターチューブ１１の先端面に露出している。また、アウターチューブ１１の先端部には、光を透過する部材により構成された円板状のカバーガラス１６が配置される。【００２０】
そして、温度検出部としての温度センサ１７は、カバーガラス１６のレンズ１２に対向する内側の面に接触するように配置される。温度センサ１７としては例えばサーミスタを採用することができる。温度センサ１７は、温度を正しく検出するためには、カバーガラス１６の近傍に配置した方がよい。なお、カバーガラス１６は、レンズによって構成されてもよい。また、ライトガイド１５を設けずに、挿入部６の先端部に発光ダイオードを備えるようにしてもよい。【００２１】
さらに詳細な挿入部６の構成を断面図を用いて以下に説明する。【００２２】
図４は、図３のII−II線に沿った概略的な断面図である。図４に示すように、ＣＣＤ１３、ヒータ１４、及び温度センサ１７は、それぞれ信号線Ｌを介してＣＣＵ４に接続されている。ヒータ１４、及び温度センサ１７は、それぞれＣＣＤ１３の撮像範囲（図中、２点鎖線にて撮像範囲を示す）に含まれない位置に配置される。【００２３】
なお、ヒータ１４は、上述した位置、及び形状に限らず、インナーチューブ１０の先端部から、対向するカバーガラス１６の対向面までの間であって、ＣＣＤ１３の撮像範囲に含まれないように配置されるならば、どのような位置、及び形状であってもよい。【００２４】
上述したように、光源装置３において発生した照明光は、ライトガイド１５により導光され、挿入部６の先端、つまり、アウターチューブ１１の先端から照射される。照明された観察箇所からの反射光は、カバーガラス１６を透過し、レンズ１２によってＣＣＤ１３の受光面に結像する。ＣＣＤ１３は、ＣＣＵ４によって制御され、結像した像を撮像し、ＣＣＵ４へ撮像信号を出力する。【００２５】
また、ヒータ１４、及び温度センサ１７は、挿入部６を人体に挿入したときに発生するカバーガラス１６の曇りを防止するための構成要素である。ヒータ１４は、ＣＣＵ４により電圧を印加されて発熱し、カバーガラス１６を温める。【００２６】
カバーガラス１６の温度は、温度センサ１７によって検出される。この温度センサ１７は、例えば温度に応じて抵抗値が変化し、抵抗値は、ＣＣＵ４により常に検出される。そして、ＣＣＵ４によって、カバーガラス１６の温度を所定の温度にするように、検出した温度に応じてヒータ１４に印加する電圧が制御される。【００２７】
図１においてヒータ２６及びサーミスタ２７は、図３及び図４のヒータ１４及び温度センサ１７に相当する。即ち、図１に示す内視鏡用温度制御装置のうちヒータ２６及びサーミスタ２７は内視鏡２に内蔵される。図１の他の構成要素は、ＣＣＵ４に内蔵される。【００２８】
ヒータ２６には、電源ライン２０上に設けられたスイッチ２３，２４及びレジスタ２５を介して例えば＋２０Ｖの電源電圧が供給される。なお、スイッチ２３はメカニカルリレーであり、スイッチ２４はＭＯＳスイッチ等の半導体スイッチである。ＤＣＤＣコンバータ（以下、ＤＣＤＣと略記）２２にはスイッチ３２を介して電源から＋５Ｖの電源電圧が与えられており、ＤＣＤＣ２２は電源電圧を例えば＋２０Ｖに変換して電源ライン２０に供給するようになっている。【００２９】
ヒータ２６は一端がレジスタ２５に接続され、他端が基準電位点に接続される。スイッチ３２，２３，２４がオンの場合には、ヒータ２６にレジスタ２５を介して＋２０Ｖの電源電圧が供給されることになり、ヒータ２６は加熱する。ＦＰＧＡ３０はスイッチ２４をオン，オフ制御することによって、ヒータ２６の温度を制御する。【００３０】
サーミスタ２７は上述したように、カバーガラス１６の温度に応じた抵抗値となる。ＡＭＰ２８は、サーミスタ２７の抵抗値に応じた電圧を発生してＡ／Ｄ変換器２９に出力する。Ａ／Ｄ変換器２９は入力されたアナログ値をデジタル信号に変換してＦＰＧＡ３０に出力する。こうして、ＦＰＧＡ３０には、カバーガラス１６の温度の検出結果が与えられる。ＦＰＧＡ３０は温度の検出結果が所定の範囲内の値となるように、スイッチ２４をオン，オフ制御する。【００３１】
図５は横軸に時間をとり縦軸にサーミスタ２７の検出温度をとって、ＦＰＧＡ３０による温度制御を説明するためのグラフである。【００３２】
内視鏡装置を用いて外科手術などを行う際、内視鏡挿入部の先端部に配置されるカバーガラス１６に、曇りが生じることがある。そこで、カバーガラス１６を、体温より高く生体組織に熱傷を起こさない程度の温度、例えば３８℃以上４２℃以下に保つことで、曇りを防止する
ＦＰＧＡ３０は、例えば、カバーガラス１６の温度の検出結果に基づいて１０ｍｓ毎にスイッチ２４のオン，オフを制御する。ＦＰＧＡ３０は、ヒータ２６の加熱を開始すると１０ｍｓ毎に温度を検出する。検出温度が４２℃を超えると、ＦＰＧＡ３０はスイッチ２４をオフにする。これにより、ヒータ２６への電源電圧の供給が停止する。そうすると、ヒータ２６の温度上昇が停止し、ヒータ２６の温度が下降し始める。これに伴い、サーミスタ２７による検知温度が４０℃以下になると、ＦＰＧＡ３０は再びスイッチ２４をオンにする。こうして、ヒータ２６への電源電圧の供給が再開され、ヒータ２６の温度が上昇する。【００３３】
ＦＰＧＡ３０は、以後同様の動作を繰り返し、検知温度が略４０℃と４２℃との間の温度になるように温度制御を行う。【００３４】
本実施の形態においては、ＦＰＧＡ３０は、各部の故障を検知すると、スイッチ２４をオフにするようになっている。即ち、スイッチ２４は、温度制御のための電源電圧の供給遮断を行う機能を有すると共に、部品の故障時において、ヒータ２６への電源供給を停止する加熱停止スイッチの機能を有する。【００３５】
このようなスイッチ２４は、温度制御のために比較的頻繁にオン，オフを繰り返す。従って、オン，オフ耐性を考慮すると、スイッチ２４としては半導体スイッチを用いる必要がある。ところが、半導体スイッチは、故障時にシュート状態となる。即ち、スイッチ２４が故障した場合には、ＦＰＧＡ３０によってスイッチ２４をオフにすることができず、ヒータ２６への電源供給を停止させることができなくなってしまう。【００３６】
そこで、本実施の形態においては、電源ライン２０上に、スイッチ２４に直列にスイッチ２３を配置する。スイッチ２３として故障時にオープン状態となるメカニカルリレーを用いることで、スイッチ２４の故障時におけるヒータ２６への電源供給を確実に停止させて、ヒータ２６の過加熱を防止することができる。【００３７】
また、本実施の形態においては、電源ライン２０に電源電圧を供給するＤＣＤＣ２２の入力端側に、メカニカルリレーであるスイッチ３２を配置する。スイッチ３２をオフにすることで、ＤＣＤＣ２２からの電源電圧の供給を停止させて、スイッチ２４の故障時におけるヒータ２６の過加熱を防止することができる。【００３８】
本実施の形態においては、スイッチ２３はコンパレータ３３によってオン，オフ制御するようになっている。コンパレータ３３にはＡＭＰ２８の出力が与えられる。コンパレータ３３は、ＡＭＰ２８の出力と所定の閾値電圧とを比較し、ＡＭＰ２８の出力が閾値電圧を超えた場合にスイッチ２３をオフにする。これにより、ＡＭＰ２８から異常な電圧値が発生した場合に、スイッチ２３をオフにすることができ、ヒータ２６が過加熱状態となることを防止することができる。【００３９】
なお、本実施の形態においては、スイッチ２３をコンパレータ３３によってオン，オフ制御する例を説明するが、図７に示すように、スイッチ２３をＦＰＧＡ３０によってオン，オフ制御するようにしてもよい。【００４０】
更に、コンパレータ３３はスイッチ２３をオン，オフ制御する例を説明するが、図８に示すように、コンパレータ３３によってスイッチ３２をオン，オフ制御するようにしてもよい。【００４１】
また、本実施の形態においては、スイッチ３２はウォチドックタイマ（以下、ＷＤＴという）３１によってオン，オフ制御するようになっている。ＷＤＴ３１には、ＦＰＧＡ３０からのクロックが供給されており、ＷＤＴ３１はＦＰＧＡ３０からのクロック供給が停止することによって、ＦＰＧＡ３０の異常等を検出する。ＷＤＴ３１は、ＦＰＧＡ３０からのクロック供給が停止すると、スイッチ３２をオフにする。これにより、ＦＰＧＡ３０に異常が発生した場合に、スイッチ３２をオフにすることができ、ヒータ２６が過加熱状態となることを防止することができる。【００４２】
なお、本実施の形態においては、ＷＤＴ３１がスイッチ３２をオン，オフ制御する例を説明するが、図９に示すように、ＷＤＴ３１がスイッチ２３をオン，オフ制御するようにしてもよい。【００４３】
また、本実施の形態においては、レジスタ２５の入出力端の電圧はオペアンプ３４に供給されるようになっている。オペアンプ３４はレジスタ２５の入出力端の電圧差を求めて、電源ライン２０に流れる電流を検出する。オペアンプ３４は検出した電流値に基づく出力をＡ／Ｄ変換器２９に出力する。Ａ／Ｄ変換器２９は、オペアンプ３４の検出電流をＦＰＧＡ３０に与えるようになっている。ＦＰＧＡ３０は、オペアンプ３４の検出電流に異常があったと判定した場合には、スイッチ２４をオフにしたり、ＷＤＴ３１へのクロック供給を停止するようになっている。なお、Ａ／Ｄ変換器２９は、ＡＭＰ２８の出力とオペアンプ３４の出力とを時分割に取り込ん、デジタル信号に変換して出力している。【００４４】
次に、各部の故障と故障時の制御について図６のフローチャートを参照して説明する。【００４５】
スイッチ２３，３２はメカニカルリレーによって構成されており、通常時はオンである。従って、通常時は、ＤＣＤＣ２２に電源電圧が供給され、ＤＣＤＣ２０は電源ラインに＋２０Ｖを供給する。通常時はスイッチ２３がオンであるので、電源ライン２０の＋２０Ｖの電圧は、スイッチ２４のオン時にレジスタ２５を介してヒータ２６に印加され、スイッチ２４のオフ時にはヒータ２６に印加されない。【００４６】
サーミスタ２７はステップＳ１において、カバーガラス１６の温度を検出する。また、オペアンプ３４はステップＳ１１においてレジスタ２５に流れる電流を検出する。また、ＷＤＴ３１はステップＳ２１においてＦＰＧＡ３０が出力するクロックを監視する。【００４７】
サーミスタ２７の出力は、ＡＭＰ２８によって増幅されＡ／Ｄ変換器２９によってデジタル信号に変換された後、ＦＰＧＡ３０に供給される。ＦＰＧＡ３０は温度検出結果を記憶し（ステップＳ２）、温度検出結果の履歴を監視する（ステップＳ３）。【００４８】
（１）サーミスタ２７の故障  
サーミスタ２７の故障によってサーミスタ２７はオープン状態又はショート状態となることが考えられる。例えば、機械的な衝撃等によってサーミスタ２７又はサーミスタ２７に接続されるケーブルが切断されることが考えられる。この場合には、ＡＭＰ２８の出力及びＡ／Ｄ変換器２９の出力は、サーミスタ２７のオープン又はショート状態に応じて、所定の上限値又は下限値となる。ＦＰＧＡ３０は、Ａ／Ｄ変換器２９の出力が所定の上限値又は下限値になった場合には、サーミスタ２７が故障したものと判定し（ステップＳ４）、スイッチ２４をオフにする。これにより、ヒータ２６の加熱が停止する（ステップＳ１０）。【００４９】
（２）ヒータ２６の故障  
ヒータ２６の故障によってヒータ２６はオープン状態又はショート状態となることが考えられる。ヒータ２６がオープンになった場合には、電源ライン２０からヒータ２６を介して基準電位点に電流が流れない。従って、レジスタ２５に電流が流れない。オペアンプ３４はレジスタ２５に電圧降下が生じないことを検出して、検出結果をＡ／Ｄ変換器２９に出力する。Ａ／Ｄ変換器２９は、オペアンプ３４の出力をＦＰＧＡ３０に出力する。ＦＰＧＡ３０は、スイッチ２４のオン期間にレジスタ２５に電流が流れない場合には、ステップＳ１２においてヒータ２６の故障であると判断し、以後スイッチ２４をオフにする。【００５０】
また、ヒータ２６がショート状態になった場合には、ヒータ２６が正常な場合と異なる電流がレジスタ２５に流れる。オペアンプ３４はレジスタ２５に流れる電流を検出し、検出結果をＡ／Ｄ変換器２９に出力する。ＦＰＧＡ３０は、レジスタ２５に流れる電流の検出結果によって、ヒータ２６がショート状態であるものと判断すると（ステップＳ１２）、以後、スイッチ２４をオフにする。【００５１】
（３）スイッチ２４（ＭＯＳスイッチ）の故障  
スイッチ２４は故障するとショート状態となる。通常時はスイッチ２３もオンであり、レジスタ２５には常時電流が流れる。この電流はオペアンプ３４によって検出され、検出結果がＡ／Ｄ変換器２９を介してＦＰＧＡ３０に供給される。ＦＰＧＡ３０は、スイッチ２４をオフ制御している期間にレジスタ２５に電流が流れていることが検出された場合には、スイッチ２４が故障したものと判断して（ステップＳ１２）、ＷＤＴ３１へのクロック供給を停止する。【００５２】
ＷＤＴ３１はＦＰＧＡ３０からのクロック供給が停止すると（ステップＳ２２）、スイッチ３２をオフにする。これにより、ＤＣＤＣ２２への電源供給が停止し、ＤＣＤＣ２２は電源ライン２０への＋２０Ｖの電圧の供給を停止する。これにより、ヒータ２６の加熱が防止されると共に、漏れ電流も防止される（ステップＳ１０）。【００５３】
なお、本実施の形態においては、スイッチ２４の故障時には、スイッチ３２をオフにすることで、ヒータ２６の加熱を防止したが、ＦＰＧＡ３０の出力によってスイッチ２３をオフにするよう構成してもよいことは明らかである。【００５４】
（４）スイッチ２３（メカニカルリレー）の故障  
スイッチ２３は故障時にオープンになる。従って、スイッチ２３が故障しても、ヒータ２６が加熱されないだけである。従って、本実施の形態においては、スイッチ２３の故障には非対応である。【００５５】
（５）ＡＭＰ２８等の故障  
スイッチ２４の故障等によって、ヒータ２６の温度が所定の閾値を超えて上昇することが考えられる。コンパレータ３３はＡＭＰ２８の出力が所定の閾値電圧を超えるか否かを検出しており（ステップＳ４）、超えた場合にはスイッチ２３をオフにする出力を出力する。このようなコンパレータ３３の制御によってヒータ２６の加熱を停止させることで（ステップＳ１０）、ヒータ２６の温度が異常に上昇することを防止することができる。【００５６】
ところで、ＡＭＰ２８が故障している場合には、サーミスタ２７によって検出される温度が低いにも拘わらず、ＡＭＰ２８から高い電圧が出力されることがある。この場合には、コンパレータ３３によってスイッチ２３をオフにすることができ、問題はない。【００５７】
しかし、逆に、ＡＭＰ２８の故障によって、サーミスタ２７によって検出される温度に対してＡＭＰ２８から低い電圧が出力されることがある。この場合には、コンパレータ３３によってスイッチ２３をオフにすることができない。しかし、この場合でも、ＦＰＧＡ３０は、スイッチ２４の状態とＡ／Ｄ変換器２９からの検出温度との関係を記憶しており、所定時間連続してスイッチ２４をオンにしても所定の温度まで検出温度が上昇しない場合には、ＡＭＰ２８やＡ／Ｄ変換器２９等の故障であると判断することができる（ステップＳ６）。ＦＰＧＡ３０はＡＭＰ２８やＡ／Ｄ変換器２９の故障を検出した場合には、以後スイッチ２４をオフにする。【００５８】
（６）ＦＰＧＡ３０の故障  
ＦＰＧＡ３０の故障はＷＤＴ３１によって検出可能である。ＷＤＴ３１はＦＰＧＡ３０からのクロック供給の停止によってその故障を検出すると（ステップＳ２２）、スイッチ３２をオフにする。これにより、ヒータ２６の加熱を防止する（ステップＳ１０）。【００５９】
（７）ヒータ２６又はサーミスタ２７がカバーガラス１６の近傍から脱落
例えば、サーミスタ２７が取付位置から脱落した場合には、脱落した場所によっては、サーミスタ２７がカバーガラス１６の温度を十分に検出することができないことがあり、ヒータ２６の温度が必要以上に上がるような設定になることがある。正常時には、スイッチ２４がオンの場合にはヒータ２６は電圧が印加されて加熱され、サーミスタ２７の温度が必ず上昇するものと考えられる。ＦＰＧＡ３０は、例えば１０ｍｓ間隔でサーミスタ２７からの温度検出結果を取り込んでスイッチ２４をオン，オフ制御しており、この間隔に応じた上昇分だけ検出温度が上昇しているか否かを判定する（ステップＳ５）。ＦＰＧＡ３０は、期待した温度上昇が検出されない場合には、サーミスタ２７の脱落、或いはオートクレーブによる故障等が理由であるものと推定する。【００６０】
ＦＰＧＡ３０は、スイッチ２４のオン制御時に期待した温度上昇が生じない場合には、脱落等の異常と判断してスイッチ２４をオフにする。これにより、サーミスタ２７の脱落等の異常によってヒータ２６が異常に加熱されることを防止することができる（ステップＳ１０）。【００６１】
このように本実施の形態においては、カバーガラスの検出温度に基づいて半導体スイッチをオン，オフ制御してヒータの温度制御を行う。この場合において、ＦＰＧＡは異常を検出すると、半導体スイッチをオフにする加熱停止操作を行う。更に、本実施の形態においては、半導体スイッチが故障した場合にはショート状態になることを考慮して、電源ライン又は電源供給ラインにメカニカルリレー等のメカニカルスイッチを設け、ＦＰＧＡや他の部品によってこれらのスイッチを制御し、確実にヒータの過加熱を防止する。これにより、本実施の形態においては、カバーガラスの曇りを防止しながら、単一故障が生じた場合でも加熱停止制御を行って、安全な温度を保つことを可能にする。【００６２】
本出願は、２０１０年９月２２日に日本国に出願された特願２０１０−２１２５２５号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2012039398.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年10月5日(2012.10.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の一態様に係る内視鏡用温度制御装置は、  内視鏡に配置され電力供給に伴って加熱されるヒータと、電源に接続されて、該電源が発生する電力を前記ヒータに供給するための電源ラインと、前記ヒータによって加熱される被加熱物の温度を検出する温度検出部と、前記電源ライン上に設けられ前記ヒータへの電力の供給遮断を切換える半導体スイッチと、前記温度検出部の温度検出結果によって前記半導体スイッチを制御して前記被加熱物の温度制御を行うと共に、前記温度検出結果に基づいて前記半導体スイッチをオフにする加熱停止制御を行う制御部と、前記電源ライン上に設けられて前記ラインの導通遮断を切換えるメカニカルスイッチと、前記電源から前記ヒータまでの電力供給のためのライン上に設けられて前記ラインの導通遮断を切換えるメカニカルスイッチと、前記ヒータの温度制御に異常が発生した場合には、前記メカニカルスイッチをオフにする加熱停止制御を行う加熱停止回路とを具備する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡に配置され電力供給に伴って加熱されるヒータと、
電源に接続されて、該電源が発生する電力を前記ヒータに供給するための電源ラインと、
前記ヒータによって加熱される被加熱物の温度を検出する温度検出部と、
前記電源ライン上に設けられ前記ヒータへの電力の供給遮断を切換える半導体スイッチと、
前記温度検出部の温度検出結果によって前記半導体スイッチを制御して前記被加熱物の温度制御を行うと共に、前記温度検出結果に基づいて前記半導体スイッチをオフにする加熱停止制御を行う制御部と、
前記電源ライン上に設けられて前記ラインの導通遮断を切換えるメカニカルスイッチと、
前記ヒータの温度制御に異常が発生した場合には、前記メカニカルスイッチをオフにする加熱停止制御を行う加熱停止回路と
を具備したことを特徴とする内視鏡用温度制御装置。
【請求項２】
前記加熱停止回路は、少なくとも前記半導体スイッチの故障を検出して、前記メカニカルスイッチをオフにする加熱停止制御を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用温度制御装置。
【請求項３】
前記加熱停止回路は、前記温度検出結果に基づいて前記被加熱物の温度が所定の閾値以上高温になったことを検出した場合に前記メカニカルスイッチをオフにする加熱停止制御を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用温度制御装置。
【請求項４】
前記制御部の故障を検出して、前記メカニカルスイッチをオフにする加熱停止制御を行う制御部監視回路
を具備することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用温度制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記温度検出結果に基づいて前記被加熱物の温度が所定の閾値以上高温になったことを検出した場合に前記半導体スイッチをオフにする加熱停止制御を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用温度制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記温度検出結果に基づいて前記温度検出部及び前記ヒータの少なくとも一方の異常を検出した場合に前記半導体スイッチをオフにする加熱停止制御を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用温度制御装置。
【請求項７】
前記加熱停止回路は、前記制御部の一部の機能によって構成され、
少なくとも前記半導体スイッチの故障を検出して、前記メカニカルスイッチをオフにする加熱停止制御を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用温度制御装置。
【請求項８】
前記加熱停止回路は、前記電源ラインに流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部の検出結果に応じて前記メカニカルスイッチをオン，オフ制御するスイッチ制御部と
を具備することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用温度制御装置。
【請求項９】
前記メカニカルスイッチは、メカニカルリレーであることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡用温度制御装置。
【請求項１０】
前記半導体スイッチは、MOSスイッチであることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡用温度制御装置。
【請求項１１】
前記メカニカルスイッチは、前記電源ライン上であって、前記電源と前記ヒータに供給するための電力を発生する電源回路との間に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡温度制御装置。
【国際調査報告】
2012039398.tif 000012
2012039398.tif 000013
2012039398.tif 000014
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