(57)【要約】  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。
2017203829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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。【０００４】
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。【０００５】
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。【０００６】
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。【０００７】
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。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。【０００９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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。
【図２】内視鏡の構成の一例を示す斜視図。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示すブロック図。
【図６】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。
【図７】本発明の第３の実施の形態を示すブロック図。
【図８】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。
【図９】本発明の第４の実施の形態を示すブロック図。
【図１０】本発明の第５の実施の形態を示すブロック図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。【００１２】
（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。【００１３】
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。【００１４】
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。【００１５】
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。【００１６】
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。【００１７】
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。【００１８】
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。【００１９】
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。【００２０】
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。【００２１】
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。【００２２】
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。【００２３】
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。【００２４】
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。【００２５】
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。【００２６】
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。【００２７】
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。【００２８】
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。【００２９】
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。【００３０】
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）。【００３１】
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。【００３２】
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）。【００３３】
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。【００３４】
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。【００３５】
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。【００３６】
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）。【００３７】
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。【００３８】
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。【００３９】
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。【００４０】
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。【００４１】
（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。【００４２】
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。【００４３】
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。【００４４】
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。【００４５】
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。【００４６】
（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。【００４７】
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。【００４８】
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。【００４９】
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。【００５０】
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。【００５１】
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）。【００５２】
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。【００５３】
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。【００５４】
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。【００５５】
（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。【００５６】
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。【００５７】
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。【００５８】
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。【００５９】
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。【００６０】
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。【００６１】
（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。【００６２】
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。【００６３】
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。【００６４】
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。【００６５】
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。【００６６】
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。【００６７】
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。【００６８】
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。【００６９】
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。【００７０】
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。【００７１】
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。【００７２】
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。【００７３】
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。
【図１】
2017203829.tif 000003
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年7月12日(2017.7.12)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
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に関する。
【手続補正３】
【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を提供することを目的とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
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、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、前記可変電源の制御を行う際の調整のために前記可変電源に接続される電力供給経路に設けられ、前記電力供給経路の導通又は遮断を切り替え可能に構成されるスイッチと、前記スイッチにおける両端の電圧を検出する電圧検出部と、を備え、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によ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。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【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】
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、
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、
前記可変電源の制御を行う際の調整のために前記可変電源に接続される電力供給経路に設けられ、前記電力供給経路の導通又は遮断を切り替え可能に構成されるスイッチと、
前記スイッチにおける両端の電圧を検出する電圧検出部と、を備え、
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によ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内視鏡用カメラコントロールユニット。
【請求項２】
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において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を更に備え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。
【請求項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２に記載の内視鏡用カメラコントロールユニット。
【請求項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２に記載の内視鏡用カメラコントロールユニット。
【請求項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２に記載の内視鏡用カメラコントロールユニット。
【請求項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。
【国際調査報告】
2017203829.tif 000013
2017203829.tif 000014
2017203829.tif 000015
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