(57)【要約】【課題】通常動作時の電流を大きくすることができる電流制限回路および内視鏡装置を提供する。【解決手段】抵抗１４は、後段の回路へ出力される負荷電流量を検出する。トランジスタ１５は、抵抗１４の両端の電圧差に応じた制御電圧を発生する。ＦＥＴ１３は、制御電圧に応じて負荷電流量を制限する。ＦＥＴ１３のゲート端子Ｇに印加される制御電圧が、負荷電流Ｉｌの状態（電流制限動作のＯＮ／ＯＦＦ）を検出するための状態検出信号としてＣＰＵ１２へ出力される。【選択図】図２
2008295189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
後段の回路へ出力される負荷電流量を検出する抵抗成分を有する電流検出素子と、
前記電流検出素子の両端の電圧差に応じた制御電圧を発生する制御電圧発生素子と、
前記制御電圧に応じて前記負荷電流量を制限する電流制限素子とを備え、
負荷電流の状態を検出するための状態検出信号として前記制御電圧を出力する
ことを特徴とする電流制限回路。
【請求項２】
後段の回路へ出力される負荷電流量を検出する抵抗成分を有する電流検出素子と、
前記電流検出素子の両端の電圧差に応じた制御電圧を発生する制御電圧発生素子と、
前記制御電圧に応じて前記負荷電流量を制限する電流制限素子と、
回路内の所定の位置の電圧と前記制御電圧との比較結果に応じた信号を、負荷電流の状態を検出するための状態検出信号として出力する信号出力素子と、
を備えたことを特徴とする電流制限回路。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電流制限回路を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４】
前記状態検出信号に基づいた報知を行う報知手段をさらに備えた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】
前記状態検出信号に基づいて電源からの駆動電力の供給量を制御する制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、後段の回路へ出力される負荷電流量を制限する電流制限回路に関する。また、本発明はこの電流制限回路を備えた内視鏡装置にも関する。
【背景技術】
【０００２】
プラントやビルのパイプのメンテナンス、ジェトエンジンの内部の検査、ボイラの内部の検査等を行うための工業用内視鏡が広く用いられている。また、ＬＥＤ等の発光素子やレンズを内蔵した光学アダプタを細長の挿入部の先端に着脱可能な工業用内視鏡も用いられている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このような工業用内視鏡を、可燃性の気体または粉塵がある雰囲気中で使用する場合には、装置の構造を防爆構造とすることが好ましい。装置には、ＬＥＤやモータ、撮像素子など、電力を供給して駆動する部位が存在する。これらの部位もしくは電力供給用の信号線が、外部から衝撃を受けたり他の機器へ挟み込まれたりするなどの要因で故障することが想定される。このとき、故障部で電力供給用の信号線がショートして火花が点火したり、さらに温度上昇などの要因で爆発を誘発したりする危険性がある。このような爆発の危険を回避する設計を一般に防爆構造設計と呼ぶ。
【０００４】
非特許文献１に示されるように、防爆構造の設計には幾つかの方法がある。内視鏡の挿入部のように細く軟性を有する構造に対応する設計方法としては、本質安全防爆構造設計が想定される。これは、周囲が可燃性のガス等の危険領域にさらされる装置部分と、そうでは無い安全な領域に設置される装置部分との間に、エネルギーを制限するためのバリア回路を設ける方法である。バリア回路には、ツエナーダイオード等により電圧を制限する回路と、抵抗あるいは半導体回路を用いて電流を制限する回路とが含まれる。この方法の場合、前述した故障が発生しても、バリア回路部分で電圧や電流が制限されるため、爆発を回避することができる。
【０００５】
また、例えば前述したように照明用のＬＥＤが搭載された光学アダプタを取り付けたり取り外したりする場合に、内視鏡装置のアース部分と導通用の端子が意図せず接触することがある。図７は、このような異常が発生する様子を示している。電源７や電流制限回路８を備えたメインユニット１に挿入部３が接続されており、挿入部３の先端にはＬＥＤ９を備えた光学アダプタを接続することが可能となっている。
【０００６】
何らかの理由により、挿入部３の先端における電源供給ラインの端子またはＬＥＤ９の端子が挿入部３の外装を介してアースに接触すると、過大な異常電流が流れる（図７の電流Ａ，Ｂ）。この場合にも、ＬＥＤ９を駆動するラインに電流制限回路８を入れることは有効である。また、ＬＥＤに限らず導通部を持ち、意図しない接地がある装置の場合にも同様のことが言える。
【０００７】
図８は従来の電流制限回路８の構成を示している。この電流制限回路８は例えば非特許文献２に開示されている。正常動作時にはトランジスタ２４，２５のうち、トランジスタ２４のみがＯＮとなり、抵抗２３を通る経路で電流が流れる。一方、異常電流が流れた場合、異常電流によって抵抗２３に発生する電圧がトランジスタ２５のベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅを超えるため、ベース電流が流れ、トランジスタ２５がＯＮとなる。このため、トランジスタ２４のベース電圧が低下し、電流が制限される。
【０００８】
電流制限回路８が動作することによって、機器を安全な状態に保ち、回路や素子を保護することは可能である。しかし、電流制限回路８がＯＮとなっている状態は、あくまで異常を想定したものであるため、その状態が継続することは機器への負担を強いることになり好ましくない。また、例えば内視鏡のユーザが、機器に異常が発生していることを判らずに使用し、予期せぬ第２の事故が発生しないとも限らない。
【０００９】
もしも、電流制限回路がＯＮとなっていることを外部の回路から検出できれば、その検出結果に応じて、内視鏡の観察画面上に警告メッセージを表示したり、装置の電源を強制的にＯＦＦにしたりするなどの処理を行い、異常な状態が継続することを回避することができる。例えば特許文献２には、電流制限回路を有する機器への適用例では無いものの、挿入部を湾曲させるモータに過剰な電流が発生していないかどうかを検知して、異常時にモータの駆動を停止することにより機器への負荷を抑える技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００５−６６３５６号公報
【特許文献２】特開２００２−３２５７２３号公報
【非特許文献１】「工場電気設備防爆指針」、独立行政法人  産業安全研究所、NIIS-TR-NO.40(2006)
【非特許文献２】「本質安全防爆構造電気機器の解説と設計の基本」、社団法人  産業安全技術協会、TIIS-ST-0504
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述した電流制限回路では、負荷電流量を制限する電流制限動作が機能しているかどうかを外部の回路から検出することができない。そこで、図９に示すように、電流制限回路８と同一の信号ライン上に電流検出回路２６を設けて、その出力を外部から監視することが考えられる。
【００１１】
負荷の駆動電流が流れるラインに対して直列に抵抗２７が挿入されている。この抵抗２７の両端の電圧差に応じた電圧が差動増幅回路２８の出力端子に現れる。電圧比較回路２９は、差動増幅回路２８の出力電圧と基準電圧を比較した結果に応じた信号を出力する。ＣＰＵ１２は、この信号に基づいて負荷電流の状態すなわち電流制限動作のＯＮ／ＯＦＦを検出する。
【００１２】
ところが、この電流検出回路には次のような問題がある。電流検出回路による電流検出動作が機能するためには、負荷電流値が所定のしきい値を超える必要がある。一方、電流制限回路が動作する電流値以上には電流は流れない。したがって、このしきい値を、電流制限回路による電流制限動作が機能するときの電流値よりも小さくする必要がある。ところで、電流検出回路および電流制限回路が動作する電流範囲には、構成される部品のばらつきを見越した範囲を想定する必要がある。前述したように、電流制限動作が機能する電流値の範囲は、電流検出動作が機能する電流値の範囲よりも高電流側に位置し、上記のばらつきを考慮しても、これらの範囲の上下が入れ替わることがあってはならない。つまり、電流検出動作が機能する電流範囲および電流制限動作が機能する電流範囲を合わせた範囲を広く取る必要がある。
【００１３】
一方、当然のことながら、電流制限回路が制限する電流が最大値方向にばらついた場合でも、装置の故障等を回避する必要がある。その上で、前述した電流検出動作と電流制限動作が機能する電流範囲を広く確保しようとすると、通常動作の電流範囲の上限値を低くするように設計が制限される。すなわち、図４の左側に示すように、電流制限動作が機能する制限電流変動領域および電流検出動作が機能する電流検出変動領域が大きくなるため、通常動作領域が制限される。これが影響して、意図した装置の仕様を満足できなくなることがある。例えば、照明用のＬＥＤの場合には光量の低下につながり、挿入部の先端を湾曲させるための湾曲用モータの場合には駆動力の低下につながる。
【００１４】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであって、通常動作時の電流を大きくすることができる電流制限回路および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】
【００１５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、後段の回路へ出力される負荷電流量を検出する抵抗成分を有する電流検出素子と、前記電流検出素子の両端の電圧差に応じた制御電圧を発生する制御電圧発生素子と、前記制御電圧に応じて前記負荷電流量を制限する電流制限素子とを備え、負荷電流の状態を検出するための状態検出信号として前記制御電圧を出力することを特徴とする電流制限回路である。
【００１６】
また、本発明は、後段の回路へ出力される負荷電流量を検出する抵抗成分を有する電流検出素子と、前記電流検出素子の両端の電圧差に応じた制御電圧を発生する制御電圧発生素子と、前記制御電圧に応じて前記負荷電流量を制限する電流制限素子と、回路内の所定の位置の電圧と前記制御電圧との比較結果に応じた信号を、負荷電流の状態を検出するための状態検出信号として出力する信号出力素子とを備えたことを特徴とする電流制限回路である。
【００１７】
また、本発明は、上記の電流制限回路を備えたことを特徴とする内視鏡装置である。
【００１８】
また、本発明の内視鏡装置は、前記状態検出信号に基づいた報知を行う報知手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の内視鏡装置は、前記状態検出信号に基づいて電源からの駆動電力の供給量を制御する制御手段をさらに備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、制御電圧に応じて負荷電流量を制限し、また制御電圧に応じた状態検出信号を出力することにより、電流制限動作が機能する制限電流変動領域および電流検出動作が機能する電流検出変動領域を共通化すると共に、それらを合わせた範囲を狭くすることが可能となるので、通常動作時の電流を大きくすることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
【００２２】
まず、本発明の第１の実施形態を説明する。図１は、本実施形態による内視鏡装置の外観を示している。この内視鏡装置は、メインユニット１と、このメインユニット 1に接続されるスコープユニット２とを備えている。メインユニット１は、内視鏡装置全体の制御を行うユニットであり、システム制御部のほか、電源や画像処理回路等を備えている。スコープユニット２には、可撓性の挿入チューブからなる挿入部３が設けられ、この挿入部３の先端に位置する先端部４にはＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子が設けられている。
【００２３】
撮像素子の前面には通常、被検体からの反射光を集光するためのレンズが設けられている。また、レンズは、焦点距離やＦ値、視野角等の特性が換えられるように交換式にすることもある。撮像素子からの画像信号はメインユニット１に送られ、表示部６（報知手段）に被検体の撮影画像が表示される。
【００２４】
また、良好な観察画像を得るために、照明が行われる。照明の方法として、メインユニット１内にランプ光源を設け、そのランプ光源から出射された光を光ファイバ等のライトガイドにより先端部４まで導く方法や、先端部４にＬＥＤを設け、そのＬＥＤを発光させる方法等がある。本実施形態では、光学系（レンズ）や照明用のＬＥＤを内蔵した光学アダプタ５が先端部４に着脱可能となっており、ＬＥＤを発光させることで照明が行われる。
【００２５】
また、挿入部３の挿入性を高めたり観察視野を広くしたりするために、先端部４を湾曲させる機構も設けられる。挿入部３内に設けられた複数のワイヤを適宜牽引し、任意の方向に湾曲させる。ワイヤの牽引をユーザが手動で行うこともあるが、長尺の挿入部３の場合、必要な牽引力が大きくなるため、メインユニット１もしくはスコープユニット２に設けた湾曲用モータの駆動力を利用することもある。
【００２６】
図２は、メインユニット１内に設けられる電流制限回路８ａの回路構成を示している。電流制限回路８ａの出力端に接続される負荷抵抗１７は、内視鏡装置内にあって負荷電流Ｉｌの供給により駆動するもの全般（具体的にはＬＥＤやモータ等）を示している。
【００２７】
電源７から負荷電流Ｉｌが入力される入力端には、負荷電流Ｉｌを検出するための抵抗１４（電流検出素子）と、オフセット電圧Ｖｏｆを印加するためのツエナーダイオード１０（オフセット印加手段）とが接続されている。抵抗１４には負荷電流Ｉｌが流れ、その量に比例した電圧降下Ｖｒｓが抵抗１４の両端に発生する。通常動作において、この電圧降下Ｖｒｓが大きすぎると問題となることがあるため、通常、抵抗１４には数Ω〜数十Ω程度の小さなものが使用される。また、負荷電流Ｉｌが大電流となることも想定されるため、抵抗１４の電力定格は十分に大きなものとする。図２では抵抗１４を抵抗器として描いているが、抵抗器に限定されず、抵抗成分を有する素子であればよい。
【００２８】
抵抗１４の出力端には、ソース・ドレイン間のインピーダンスが制御可能で負荷電流 Ｉｌを制限するためのＦＥＴ１３（電流制限素子）のソース端子Ｓが接続されていると共に、そのＦＥＴ１３の制御電圧を生成するトランジスタ１５（制御電圧発生素子）のベース端子Ｂがベース抵抗１８を介して接続されている。ＦＥＴ１３も、抵抗１４と同様に負荷電流Ｉｌに見合った電力定格のものを使用する。
【００２９】
トランジスタ１５のコレクタ端子Ｃには、コレクタ電流を電圧に変換する抵抗１６が接続されている。トランジスタ１５のコレクタ端子Ｃの電圧Ｖｃはベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅに応じて変動し、ＦＥＴ１３のゲート端子Ｇに制御電圧として印加される。通常、抵抗１６には抵抗値が数百ｋΩの大きなものを使用し、トランジスタ１５のコレクタ電流が小さくても制御動作が可能なようにする。
【００３０】
一方、ツエナーダイオード１０には、ダイオードのバイアス電流を決定するための抵抗１１と、トランジスタ１５のエミッタ端子Ｅが接続されている。抵抗１１は、ツエナーダイオード１０の動作がＯＮとなるために必要なツエナー電流を与えるものである。ツエナー電流は通常数ｍＡ前後のオーダである。トランジスタ１５のＯＮ／ＯＦＦが切り替わりツエナー電流が変化してもツエナー電圧が変動しないように、抵抗１１の抵抗値が設定される。ツエナーダイオード１０は、抵抗１４の入力端の電圧にオフセット電圧を印加した電圧（＝Ｖｉｎ−Ｖｏｆ）をトランジスタ１５のエミッタ端子Ｅへ出力する。このツエナーダイオード１０は、オフセット電圧Ｖｏｆを印加することにより、異常時の制限電流値のばらつきを小さくし、通常動作時の電流をより大きくするために挿入されているが、なくてもよい。
【００３１】
ＦＥＴ１３のゲート端子Ｇは電流制限回路８ａの外部のＣＰＵ１２（制御手段）に接続されている。ゲート端子Ｇに印加される制御電圧は、負荷電流Ｉｌの状態（電流制限動作のＯＮ／ＯＦＦ）を検出するための状態検出信号としてＣＰＵ１２へ出力される。ＣＰＵ１２には表示部６が接続されている。表示部６は、状態検出信号に基づいたＣＰＵ１２による制御に従って、所定の情報を表示する。
【００３２】
次に、各部の動作を説明しながら、電流制限動作が機能する仕組みを説明する。まず、負荷抵抗１７の抵抗値が十分に大きい場合、つまり、負荷電流Ｉｌが小さい場合の通常動作から説明する。電源７から流れ込む電流が小さい場合、抵抗１４での電圧降下Ｖｒｓは小さくなる。このとき、トランジスタ１５のベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅが、トランジスタ１５の動作がＯＮとなる電圧よりも小さければ、コレクタ電流は流れない。通常、トランジスタ１５の動作がＯＮとなるＶｂｅの値は０．５Ｖ前後である。したがって、抵抗１６での電圧降下が無く、ＦＥＴ１３のゲート電圧ＶｇがＧＮＤレベルとなるため、ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓが大きくなり、ＦＥＴ１３は完全にＯＮとなる。つまり、ＦＥＴ１３のソース・ドレイン間インピーダンスＲｓｄはほぼ０Ωとなり、負荷電流Ｉｌが制限されることは無い。この場合、ＣＰＵ１２に入力される状態検出信号はＬレベルとなる。
【００３３】
一方、負荷抵抗１７の抵抗値が小さい場合、つまり故障等のために電流制限回路８ａの出力端子がＧＮＤなどに接触し、過大な電流が流れようとする場合、電源７から流れ込む電流が大きくなるため、抵抗１４での電圧降下Ｖｒｓが大きくなる。このとき、抵抗１４の両端電圧（Ｖｒｓ）からツエナーダイオード１０の両端電圧（Ｖｏｆ）を差し引いた分の電圧、つまりトランジスタ１５のベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅが、トランジスタ１５の動作がＯＮとなる電圧よりも大きくなると、コレクタ電流が流れ出す。その結果、抵抗１６での電圧降下によりＦＥＴ１３のゲート電圧Ｖｇが大きくなり、ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓが小さくなる。このとき、ＦＥＴ１３のソース・ドレイン間インピーダンスＲｓｄが大きくなり、負荷電流Ｉｌが増加しないように作用するため、一定の電流量が保持される。
【００３４】
図３は、上記の回路各部の特性量の変化を示している。図３（ａ）に示すように負荷抵抗１７の抵抗値（負荷インピーダンスＲｌ）が小さくなると負荷電流Ｉｌが大きくなり、図３（ｂ）に示すようにトランジスタ１５のベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅもそれに応じて増加する。Ｖｂｅの値が０．５Ｖを上回ると、トランジスタ１５のコレクタ電流が流れ出し、図３（ｃ）に示すようにＦＥＴ１３のゲート電圧Ｖｇが大きくなる。その結果、図３（ｄ）に示すようにＦＥＴ１３のソース・ドレイン間インピーダンスＲｓｄが大きくなり、負荷電流Ｉｌが一定の値で制限される。
【００３５】
電流制限動作が機能している場合、ＦＥＴ１３のゲート端子Ｇの電圧Ｖｇは、電源７の出力電圧（Ｖｉｎ）から抵抗１４の両端電圧（Ｖｒｓ）とＦＥＴ１３のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓを引いた電圧となる。負荷電流Ｉｌが一定に制限されたときのゲート・ソース間電圧Ｖｇｓは、そのときのＦＥＴ１３のソース・ドレイン間電圧Ｖｄｓと、使用するＦＥＴ１３のＶｇｓ−Ｖｄｓ特性とを考慮して見積もることができる。また、ソース・ドレイン間電圧Ｖｄｓは、電源電圧、負荷電圧、および抵抗１４での電圧降下から見積もることができる。
【００３６】
ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓの見積もり値を考慮してゲート電圧Ｖｇを算出し、仮にその値がＣＰＵ１２の入力電圧範囲内に収まっており、かつ入力電圧のＨレベルを上回っている場合には、ゲート電圧ＶｇがそのままＣＰＵ１２に入力されるようにすればよい。また、仮にゲート電圧Ｖｇの値が上記の条件を満たさない場合には、ＣＰＵ１２の入力段に適宜レベル変換回路を挿入すればよい。いずれにしても、電流制限動作が機能している場合にＣＰＵ１２に入力される状態検出信号はＨレベルとなる。
【００３７】
ＣＰＵ１２は、入力された状態検出信号の電圧レベルに応じて適当な処理を行う。例えば、状態検出信号がＨレベルであった場合には、異常状態の発生をユーザに報知するため、ＣＰＵ１２は警告メッセージの表示処理を実行し、表示部６に警告メッセージを表示させる。あるいは、ＣＰＵ１２は電源７の出力をＯＦＦにする。
【００３８】
上記では、ユーザに対する報知を行う方法として、表示部６が表示を行うことを挙げているが、これに限らず、警告音を出したり警告ランプを点灯させたりしてもよい。また、電源７による駆動電力の供給を完全に停止してしまうのではなく、異常電流の影響が十分に低下するレベルにまで駆動電力の供給量（駆動電圧）が低下するようにしてもよい。
【００３９】
上述したように本実施形態では、ＦＥＴ１３のゲート端子Ｇに印加されるゲート電圧Ｖｇが、ＦＥＴ１３による電流制限動作を制御する制御電圧として使用されると共に、負荷電流Ｉｌの状態を検出する状態検出信号として使用される。これによって、電流制限動作が機能する制限電流変動領域および電流検出動作が機能する電流検出変動領域を共通化し、しかもそれらの領域を合わせた範囲を従来よりも狭くすることが可能となるので、通常動作時の電流を大きくすることができる（図４参照）。すなわち、機器の故障等が発生しないようにしながら、通常動作時に各負荷に供給可能な電流をより高めることができる。したがって、装置全体の各種性能をより高めることができるようになる。
【００４０】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。図５は、本実施形態による電流制限回路８ｂの回路構成を示している。図５に示す電流制限回路８ｂでは、図２に示した電流制限回路８ａと比較して、ＦＥＴ１３のゲート・ソース間に過電圧が印加されないように保護用の抵抗１９を設けたこと、ＦＥＴ１３のソース電圧Ｖｓを基準にしたしきい電圧を生成する抵抗２０，２１を設けたこと、このしきい電圧とＦＥＴ１３のゲート電圧 Ｖｇを比較するコンパレータ２２（信号出力素子）を設けてその出力を状態検出信号として使用していること、の３点が異なる。これらの３点の作用および効果について以下に説明する。
【００４１】
電源電圧（電源７の出力電圧）は、電流制限回路８ｂを内視鏡装置のどの部位に適用するかによって異なる。例えば、ＬＥＤ９の駆動ラインに電流制限回路８ｂを適用した場合、電源電圧が３０Ｖ前後となることもある。一方、湾曲制御用のモータの駆動ラインに電流制限回路８ｂを適用した場合、電源電圧が１０Ｖ前後で済むこともある。
【００４２】
前者のように高い電圧が印加される場合、ＦＥＴ１３のゲート・ソース間の電圧Ｖｇｓがデバイスの電圧定格を超えないようにする必要がある。通常、よく使用されるＦＥＴのＶｇｓ定格は２０Ｖ前後である。そこで、抵抗１９がＦＥＴ１３のゲート・ソース間に接続されている。これにより、想定される最大のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓは、ＦＥＴ１３のソース電圧Ｖｓを抵抗１９と抵抗１６の抵抗比で分圧した電圧で制限することができる。
【００４３】
負荷電流Ｉｌが小さく電流制限動作が機能しない、つまりトランジスタ１５がＯＦＦとなりドレイン電流が抵抗１６に流れ込まない場合に、ＦＥＴ１３のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓが最大となる。例えば、電源電圧が３０Ｖ、抵抗１９と抵抗１６の抵抗値の比率が１：１であれば、Ｖｇｓは最大でも１５Ｖまでにしかならず、ＦＥＴ１３のＶｇｓ電圧定格を２０Ｖとすれば、問題なく使用することができる。
【００４４】
一方、抵抗１９の接続により、ＦＥＴ１３のゲート電圧Ｖｇの電圧範囲がＧＮＤ基準では無くなるため、図２に示した回路のようにゲート電圧Ｖｇをそのままの状態で状態検出信号としてＣＰＵ１２に入力することができなくなる。そこで、ＦＥＴ１３のソース電圧Ｖｓを基準にして生成したしきい電圧（ソース電圧Ｖｓを抵抗２０と抵抗２１で分圧した電圧）とゲート電圧Ｖｇを比較するコンパレータ２２を設けて、その出力を状態検出信号として使用する。
【００４５】
抵抗２０，２１の抵抗値は、電流制限動作がＯＮまたはＯＦＦに切り替わる際のゲート電圧Ｖｇの最大・最小範囲内にしきい電圧が収まるように設定される（図６参照）。例えば、Ｖｇの最小値は、前述した通り、トランジスタ１５がＯＦＦとなった状態を想定すれば見積もることができる。また、Ｖｇの値が最大になるのは、負荷抵抗１７のインピーダンスが最も小さくなる場合であり、次のように見積もることができる。
【００４６】
電源電圧から、負荷電流Ｉｌによって発生する電流検出抵抗１４と負荷抵抗１７での電圧降下を引いた電圧がＦＥＴ１３のソース・ドレイン間電圧Ｖｄｓとなる。一方、ＦＥＴ１３のＶｇｓ−Ｖｄｓ特性は使用するデバイスにより一意に決定できるため、このときのＶｇｓを算出することができる。基本的には電流制限動作が機能しているときには、Ｖｇｓは１Ｖ前後の小さな電圧となる。電源電圧からＶｇｓの最小値と抵抗１４での電圧降下を差し引けば、Ｖｇの最大電圧を算出することができる。以上のことを考慮して 抵抗２０，２１の抵抗値を設定しておけばよい。
【００４７】
また、コンパレータ２２を使用することで電源電圧の変動に柔軟に対応することができるようになる。図２に示した回路ではＣＰＵ１２の入力電圧範囲と電源電圧を想定して予め両者のレベルを合わせておく必要があった。そのため、電源電圧の大きな変動は許容できない。一方、図５に示した回路の場合、電源電圧の変動に応じてしきい電圧も変動するため、前述したＦＥＴ１３のゲート電圧Ｖｇの最大・最小の見積もり値としきい電圧値の大小関係が崩れない限り、電源電圧を変化させてもよい。電源電圧を変えて負荷の動作を制御したり、環境変化により電源の出力が変動したりするようなシステムに適用することができる。
【００４８】
上述したように、本実施形態によれば、電源電圧に応じた値となる回路内の所定の位置の電圧とＦＥＴ１３のゲート電圧Ｖｇとの比較結果に応じた信号を、負荷電流Ｉｌの状態を検出するための状態検出信号として出力することによって、第１の実施形態と比較して、電源電圧の変動範囲をより広くすることができる。また、ＦＥＴ１３のゲート・ソース間に抵抗１９を接続することによって、許容される最大の電源電圧をより高くすることができる。
【００４９】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、内視鏡装置に限らず、装置内を流れる電流を制限する必要がある各種の装置に上記の電流制限回路８ａ，８ｂを適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１の実施形態による内視鏡装置の外観図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による内視鏡装置が備える電流制限回路の回路図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による内視鏡装置が備える電流制限回路の各部の特性量の変化を示す参考図である。
【図４】本発明の第１の実施形態による内視鏡装置が備える電流制限回路と従来の電流制限回路の動作領域を示す参考図である。
【図５】本発明の第２の実施形態による内視鏡装置が備える電流制限回路の回路図である。
【図６】本発明の第２の実施形態による内視鏡装置が備える電流制限回路の特性量の変化を示す参考図である。
【図７】異常電流が流れる原理を示す原理図である。
【図８】従来の電流制限回路の回路図である。
【図９】電流検出回路の一実施形態の回路図である。
【符号の説明】
【００５１】
１・・・メインユニット、２・・・スコープユニット、３・・・挿入部、４・・・先端部、５・・・光学アダプタ、６・・・表示部、７・・・電源、８，８ａ，８ｂ・・・電流制限回路、９・・・ＬＥＤ、１０・・・ツエナーダイオード、１１，１４，１６，１８，１９，２０，２１，２３，２７・・・抵抗、１２・・・ＣＰＵ、１３・・・ＦＥＴ、１５，２４，２５・・・トランジスタ、１７・・・負荷抵抗、２２・・・コンパレータ、２６・・・電流検出回路、２８・・・差動増幅回路、２９・・・電圧比較回路
【図１】
2008295189.tif 000003
【図２】
2008295189.tif 000004
【図３】
2008295189.tif 000005
【図４】
2008295189.tif 000006
【図５】
2008295189.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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