(57)【要約】【課題】光学アダプタの識別精度及びサーミスタの温度検出精度を保ったまま、ＬＥＤ駆動電源用、光学アダプタ識別用、先端温度検出のサーミスタ用の導電線を共通化し、２線式にして挿入部を細径化することができる内視鏡装置を提供する。【解決手段】本体部３の先端部用電源部１７は、挿入部２内を通した２本の導電線１４ａ，１４ｂを介して先端２ａのサーミスタ１１と、その両端に並列接続されたＬＥＤ８を備えた照明回路部７と、発振回路９ａを備えた発振回路部９とに、ＬＥＤ８が発光する閾値の電圧より高い第１の電圧と、閾値より低い第２の電圧とを交互にパルス状に出力し、第２の電圧の出力期間において発振回路９ａによる交流成分から光学アダプタの固体識別、直流成分から先端温度検出を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光学アダプタのいずれか１つが着脱自在となる挿入部の先端に先端温度検出用のサーミスタを内設し、上記挿入部の後端に本体部を設けた内視鏡装置であって、
上記複数の光学アダプタそれぞれに設けられ、発光ダイオードを備えた照明回路部及び各光学アダプタの固体識別用の発振回路を備えた発振回路部と、
上記挿入部に内挿され、上記複数の光学アダプタのいずれか１つを上記挿入部の先端部に装着した際、上記照明回路部、上記発振回路部及び上記サーミスタが並列に接続された状態で、上記サーミスタの両端と本体部とを電気的に接続して電気回路を形成するための２本の導電線と、
上記本体部に設けられ、上記２本の導電線を介して、上記発光ダイオードが発光する閾値より大きい第１の電圧Ｖｌで上記発光ダイオードを発光させると共に、上記閾値より低い第２の電圧Ｖ２で上記発振回路及び上記サーミスタを駆動するように上記第１の電圧Ｖ１及び第２の電圧Ｖ２で、上記第１の電圧Ｖ１のパルス幅を変調してパルス駆動するパルス幅変調駆動回路部と、
上記発振回路の交流の周波数成分と上記サーミスタの直流電圧を分離するフィルタ回路と、
上記フィルタ回路の出力における上記発振回路の交流周波数成分から上記挿入部の先端に装着された光学アダプタの固体識別の処理と上記サーミスタの直流電圧から温度算出の処理とを行う中央演算処理部と、
を具備することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
上記第１の電圧Ｖ１は光学アダプタの固体識別結果より、光学アダプタの発光ダイオードの種類、数、配置に応じた電圧値に設定され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】
更に、上記パルス駆動が上記第１の電圧Ｖ１となった第１の期間ではＯＦＦとなり、上記パルス駆動が上記第２の電圧Ｖ２となった第２の期間ではＯＮとなるスイッチを備え、上記第２の期間にＯＮするスイッチを介して上記発振回路の出力と上記サーミスタの出力を上記フィルタ回路に入力す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４】
上記フィルタ回路の出力における上記発振回路の交流周波数成分と上記サーミスタの直流電圧をＡＤ変換して、上記中央演算処理部に出力するＡＤ変換部を有することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項５】
上記発振回路は、交流の信号を発生する抵抗及びコンデンサを用いたＲＣ発振回路、コイル及びコンデンサを用いたＬＣ発振回路、ＲＯＭ、水晶振動子を用いた水晶発振器のいずれか１つの用いて構成され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６】
上記発振回路部は、上記発振回路に供給する電圧を、上記発振回路の動作に適した電源電圧に規制する電圧レギュレータを備え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７】
上記パルス幅変調駆動回路部は、上記発光ダイオードが発光する第１の電圧Ｖ１を出力する第１の電源回路と、上記発振回路部及び上記サーミスタを駆動する上記第２の電圧Ｖ２を上記第１の電圧Ｖｌと逆極性で上記２本の導電線を経て出力する第２の電源回路とを有す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】
さらに、上記光学アダプタは、上記発光ダイオード及び上記発振回路部に並列に上記挿入部の先端における所定の方向と重力が作用する方向とのなす角度を検出するための加速度センサを有し、
上記フィルタ回路は、上記加速度センサの出力信号成分を上記発振回路の交流周波数成分と分離して抽出するバンドパスフィルタを有することを特徴とする請求項１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、光学アダプタを挿入部の先端に着脱自在とした内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内視鏡は、工業及び医療の分野で広く利用されている。内視鏡は、細長の挿入部を有し、挿入部の先端部には結像用の光学レンズと撮像素子などが内蔵されている。また、例えば、工業用の内視鏡の場合には、挿入部の先端部に光学アダプタが装着できるものがある。光学アダプタは、例えば内視鏡画像の視野角等を変更するためのものである。  
挿入部の先端部に光学アダプタが接続される内視鏡においては、光学アダプタを内視鏡先端部に取り付けた際、自動的に装着された光学アダプタの種別を識別することの出来る機能が必要とされる。
【０００３】
第１の従来例としての特開２００７−４４０７３号公報には、光学アダプタの種別の判別を行うための導電線と、光源としての発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）の駆動を行うための導電線とを共有化して光学アダプタとの接続配線を２線式にし、光学アダプタに光学アダプタの種別ごとに予め設定された識別抵抗を内蔵させ、光学アダプタに供給する電源を切り替えてＬＥＤの駆動電圧以下の電圧を識別抵抗に印加することにより、光学アダプタの識別を行う技術が開示されている。  
また、工業用内視鏡が熱交換器やジェットエンジン内部のように高温環境の状態での検査にも利用されることがある。第２の従来例としての特開２０１２−８５９８号公報には、高温の環境では撮像素子が破壊してしまう可能性があるため、内視鏡先端の温度をサーミスタで検出し、高温検出時にユーザに対して警告を出す技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−４４０７３号公報
【特許文献２】２０１２−８５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した機能（具体的にはＬＥＤ点灯、光学アダプタの識別、先端温度検出）を全て内視鏡先端部に搭載した際、光学アダプタの識別とLEDを駆動するための導電線以外に、サーミスタ用の導電線を備えなければならず、内視鏡の挿入部の細経化が困難になるという問題が発生する。  
また、光学アダプタの識別抵抗とサーミスタを２線化した場合、周辺の温度状況や抵抗の個体差により、識別抵抗とサーミスタの抵抗が変動する。そのため、各々の抵抗によって発生した電位も変動する。したがって、変動した電位をＡＤ変換器でＡＤ変換してＣＰＵにて固体識別を行なった際、光学アダプタの識別精度とサーミスタの温度検出精度が悪化してしまう。  
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、光学アダプタの識別精度及びサーミスタの温度検出精度を保ったまま、ＬＥＤ駆動電源用の導電線、光学アダプタ識別用の導電線、先端温度検出のサーミスタ用の導電線を共通化し、２線式にして挿入部を細径化することが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】
【０００６】
本発明の一態様の内視鏡装置は、複数の光学アダプタのいずれか１つが着脱自在となる挿入部の先端に先端温度検出用のサーミスタを内設し、上記挿入部の後端に本体部を設けた内視鏡装置であって、上記複数の光学アダプタそれぞれに設けられ、発光ダイオードを備えた照明回路部及び各光学アダプタの固体識別用の発振回路を備えた発振回路部と、上記挿入部に内挿され、上記複数の光学アダプタのいずれか１つを上記挿入部の先端部に装着した際、上記照明回路部、上記発振回路部及び上記サーミスタが並列に接続された状態で、上記サーミスタの両端と本体部とを電気的に接続して電気回路を形成するための２本の導電線と、上記本体部に設けられ、上記２本の導電線を介して、上記発光ダイオードが発光する閾値より大きい第１の電圧Ｖｌで上記発光ダイオードを発光させると共に、上記閾値より低い第２の電圧Ｖ２で上記発振回路及び上記サーミスタを駆動するように上記第１の電圧Ｖ１及び第２の電圧Ｖ２で、上記第１の電圧Ｖ１のパルス幅を変調してパルス駆動するパルス幅変調駆動回路部と、上記発振回路の交流の周波数成分と上記サーミスタの直流電圧を分離するフィルタ回路と、上記フィルタ回路の出力における上記発振回路の交流周波数成分から上記挿入部の先端に装着された光学アダプタの固体識別の処理と上記サーミスタの直流電圧から温度算出の処理とを行う中央演算処理部と、を具備する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、光学アダプタの固体識別精度及びサーミスタの温度検出精度を保ったまま、ＬＥＤ駆動電源用の導電線、光学アダプタ識別用の導電線、先端温度検出のサーミスタ用の導電線を共通化し、２線式にして挿入部を細径化することが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】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態の内視鏡装置の構成を示す図。
【図２】図２は、撮像回路ブロックの構成を示す図。
【図３】図３は、フィルタ回路のハイパスフィルタの具体例を示す図。
【図４】図４は、フィルタ回路の平滑回路の具体例を示す図。
【図５】図５は、撮像回路ブロック内のフィルタ回路のブロック図及び波形を示す図。
【図６】図６は、撮像回路ブロックの電源電圧及び制御に関するタイミングチャート。
【図７】図７は、ＬＥＤ駆動と先端アダプタの固体識別と先端温度検出の処理の流れの代表例を示すフローチャート。
【図８】図８は本発明の第２の実施形態の内視鏡装置の構成を示す図。
【図９】図９は第２の実施形態における第１及び第２電源回路の出力とスイッチのＯＮ／ＯＦＦのタイミングを示すタイミングチャート。
【図１０】図１０は本発明の第２の実施形態の内視鏡装置の構成を示す図。
【図１１】図１１は第３の実施形態におけるバンドパスフィルタのフィルタ特性を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。  
（第１の実施形態）
図１に示すように本発明の第１の実施形態の内視鏡装置１は、細長の内視鏡挿入部（以下、単に挿入部と略記）２と、この挿入部２の基端（後端）が接続された本体部３と、挿入部２の先端２ａに着脱自在に装着される光学アダプタ４ａと、本体部３に装着され、本体部３に電力を供給するバッテリ５とを備える。  
なお、図１に示す状態では光学アダプタ４ａが接続された状態を示すが、光学アダプタ４ａとは異なる光学アダプタ４ｂを装着することもできる。  
本内視鏡装置１においては、複数、例えばｍ種類までの光学アダプタ４ｉ（ｉ＝ａ，ｂ，…，ｎは）の任意の１つを挿入部２の先端２ａに着脱自在に装着することができる。
【００１０】
光学アダプタ４ｉの種類が異なると、光学アダプタ４ｉに搭載されているＬＥＤの構成（ＬＥＤの個数、特性）が異なったり、光学レンズ部（レンズ部と略記）の特性が異なる。例えば図１に示すように光学アダプタ４ａと光学アダプタ４ｂは、発光ダイオード（ＬＥＤと略記）８の数が異なる。  
光学アダプタ４ｉは、レンズ部６と、照明回路部７とを有する。照明回路部７は、直列接続された複数のＬＥＤ８を備える。また、光学アダプタ４ｉは、照明回路部７の両端に並列に接続され、光学アダプタ４ａの固体識別用の発振回路部９を備える。
【００１１】
また、発振回路部９は、光学アダプタの種類に応じてそれぞれ異なる周波数で発振する発振回路９ａと、この発振回路９ａに過度の電圧が印加されるのを防止するため発振回路９ａの動作に適した所定の電源電圧に変換して発振回路９ａに供給する電圧レギュレータ（ＬＤＯと略記）９ｂと、発振回路９ａから交流の発振信号のみを出力するコンデンサ９ｃとからなる。  
発振回路９ａは、交流の発振信号を抵抗及びコンデンサを用いて発生するＲＣ発振回路、コイル及びコンデンサを用いて発生するＬＣ発振回路、ＲＯＭ、水晶振動子を用いて発生する水晶発振器のいずれか１つの用いて構成することができる。なお、発振周波数を高精度に設定できる水晶発振器を用いることにより、光学アダプタの固体識別する場合の種類を増大することができる。また、ＲＯＭは、ＬＤＯ９ｂを介して電源が供給されると、パルス状の周波数の信号を発振回路の場合とほぼ同様に出力するように、予めデータが格納されている。
【００１２】
挿入部２の先端には先端温度検出用のサーミスタ１１と、電荷結合素子（以下ＣＣＤと略す）等の撮像素子１２とが設けてあり、撮像素子１２の撮像面は、光学アダプタ４ａのレンズ部６の結像位置に配置されるように設定されている。  
また、挿入部２には、複合同軸ケーブル１３と、２本の導電線１４ａ，１４ｂにより構成される信号ケーブル１４とが内挿され、信号ケーブル１４は、挿入部２の先端のサーミスタ１１と本体部３とを電気的に接続して電気回路を形成する。  
つまり、２本の導電線１４ａ，１４ｂの先端はサーミスタ１１の両端に接続されると共に、光学アダプタ４ａが接続された場合にはサーミスタ１１の両端に並列接続された照明回路部７と発振回路部９と接続される。また、２本の導電線１４ａ，１４ｂの基端（後端）は、本体部３に設けた定電流回路１６と、先端部用電源部（図面では単に電源部と略記）１７内に設けたパルス幅変調駆動回路（ＰＷＭ駆動回路と略記）１８とに接続される。なお、挿入部２内には、接地されるグラウンドＧＮＤの電位を伝送する導電線も挿通されている。
【００１３】
サーミスタ１１の両端に並列接続された発振回路部９は、発振回路９ａにコンデンサ９ｃを直列接続することにより、２本の導電線１４ａ，１４ｂ間の発振回路部９による抵抗成分を殆ど無限大に設定でき、サーミスタ１１における先端温度を検出するための直流抵抗成分、又はサーミスタ１１の直流抵抗成分に基づく直流電圧成分の検出に殆ど影響を及ぼさないようにして、先端温度の検出に対して高い精度を確保できるようにしている。  
また、本体部３は、撮像素子１２に駆動信号を送る撮像素子駆動部２１と、撮像素子１２の出力信号を映像信号に変換する信号処理部２２とを有する。また、先端部用電源部１７は、挿入部２の先端２ａに配置された撮像素子１２にも電力を供給する。撮像素子１２は複合同軸ケーブル１３により本体部３と接続されている。  
ＰＷＭ駆動回路１８を有する先端部用電源部１７は、照明回路部７、発振回路部９及びサーミスタ１１に動作させる電源を供給する。
【００１４】
このＰＷＭ駆動回路１８を含む先端部用電源部１７は、後述する図６に示すように照明回路部７のＬＥＤ８が発光しない消灯状態から発光する最小電圧又は点灯電圧となる境界の閾値電圧（単に閾値とも記す）Ｖｆより高い第１の電圧Ｖ１と、閾値Ｖｆより低い第２の電圧Ｖ２との２値レベルのパルス状電圧をサーミスタ１１側となる挿入部２の先端側に出力する。  
なお、ＰＷＭ駆動回路１８には、例えばＣＰＵ２５から出力されるＰＷＭ駆動信号が入力される。後述する図６に示すようにこのＰＷＭ駆動信号がＨＩレベルとなると、ＰＷＭ駆動回路１８は、グラウンドＧＮＤの電位に対して第１の電圧Ｖ１のパルス電圧を導電線１４ａを介して出力し、ＰＷＭ駆動信号がＬＯレベルとなると、第１の電圧Ｖ１のパルス電圧の出力を停止する。この停止した期間では、先端部用電源部１７は、グラウンドＧＮＤの電位に対する閾値Ｖｆより低い第２の電圧Ｖ２の電圧を導電線１４ａを介して出力する。
【００１５】
このように、本体部３に設けられたＰＷＭ駆動回路１８を含む先端部用電源部１７は、２本の導電線１４ａ，１４ｂを介して、ＬＥＤ８が発光する閾値Ｖｆより大きい第１の電圧Ｖｌで発光ダイオード８を発光させると共に、閾値Ｖｆより低い第２の電圧Ｖ２で発振回路９ａを備えた発振回路部９及びサーミスタ１１を駆動するように第１の電圧Ｖ１及び第２の電圧Ｖ２で、第１の電圧Ｖ１のパルス幅を変調してパルス駆動するパルス幅変調駆動回路部を構成する。  
また、本体部３は、発振回路部９が出力する発振出力信号となる交流信号成分（交流成分と略記）と、サーミスタ１１の出力信号としての直流信号成分（直流成分と略記）が重畳した重畳信号から上記交流成分と直流成分を分離するフィルタ回路２３と、フィルタ回路２３で直流成分と交流成分に分離されたアナログ信号をデジタル変換するＡＤ変換部（ＡＤＣと略記）２４と、ＡＤＣ２４でデジタル変換された信号に対する所定の識別処理等を行う中央演算処理部（ＣＰＵと略記）２５とを有する。
【００１６】
ＣＰＵ２５は、上記デジタル変換された信号を構成する交流成分に対しては、その交流成分の周波数から光学アダプタ４ａの固体識別を行うと共に、直流成分の電圧値からサーミスタ１１による先端温度の検出を行う。  
また、本体部３は、照明回路部７を構成する複数のＬＥＤ８を定電流で駆動する定電流回路１６と、フィルタ回路２３を第１の電圧Ｖ１から保護するスイッチＳＷ１と、固体識別するための発振周波数のデータやＣＰＵ２５が処理を行った画像データを格納するメモリ部２７とを有する。  
上記のようにＰＷＭ駆動回路１８を含む先端部用電源部１７は、第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ２のパルス状電圧を導電線１４ａ，１４ｂを介してサーミスタ１１側に供給（出力）し、第１の電圧Ｖ１の出力期間においてはフィルタ回路２３に高電圧が入力されるのを防止するためＣＰＵ２５は反転回路２６を介してスイッチＳＷ１をＯＦＦにし、第２の電圧Ｖ２の出力期間においてはスイッチＳＷ１をＯＮにする制御を行う。
【００１７】
上記メモリ部２７には、各光学アダプタの種別と、その種別に対応して設定されて周波数データとの対応付けた（光学アダプタ）固体識別データを予め格納している。  
そして、ＣＰＵ２５は、ＡＤＣ２４を経て入力される交流成分に対して、その周波数を特定する周波数特定部の機能を有し、特定した周波数を用いてメモリ部２７の固体識別データを参照することにより対応する光学アダプタの固体識別を行う。なお、周波数を特定する周波数特定部として、例えばカウンタ回路やバンドパスフィルタを用いて構成しても良い。  
また、ＣＰＵ２５は、ＡＤＣ２４を経て入力される直流成分、つまりサーミスタ１１により検出された先端温度検出用の電圧Ｖtempの値から挿入部２の先端温度を算出する温度算出部の機能を持つ。サーミスタ１１による先端温度検出用の電圧Ｖtempと、対応する温度を対応付けるデータが、例えばメモリ部２７に格納されており、ＣＰＵ２５は、このデータを参照して挿入部２の先端温度を算出する。
【００１８】
算出された挿入部２の先端温度のデータは、ＣＰＵ２５を経て信号処理部２２により生成された撮像素子１２による内視鏡画像の映像信号と重畳されて、表示部３１側に出力される。  
このように本実施形態においては、先端アダプタの固体識別をサーミスタ１１の先端温度検出に用いられる直流信号成分とは異なる交流信号成分を利用することによって、先端アダプタの固体識別の検出精度とサーミスタ１１の先端温度検出の検出精度とを十分に確保することができるようにしている。  
また、本体部３は、ユーザにより操作を受け付ける入力部２８と、本体部３内の各機能ブロックに電源を供給する電源部２９と、内視鏡画像やメニュー画像を表示する表示部３１と、表示部３１にメニュー画面等を重畳させるグラフィック重畳部３２と、を備える。
【００１９】
ＣＰＵ２５は、クロックを発生するクロック発生回路２５ａを内蔵し、このクロックに同期して本体部３内の各部を制御する。  
また、ＣＰＵ２５は、信号処理部２２の映像信号の輝度レベルの平均値を算出して、適正な明るさの画像の基準値からのずれ量を算出し、適正な明るさの画像となるようにＰＷＭ駆動回路１８のパルス幅を可変させる制御を、ＰＷＭ駆動信号により行う。  
例えば、映像信号の輝度レベルの平均値が基準値よりも低い場合には、ＣＰＵ２５はＰＷＭ駆動回路１８による第１の電圧Ｖ１の出力期間（パルス幅）の割合を増大させ、照明回路部７のＬＥＤ８による照明光量を増大させる。一方、映像信号の輝度レベルの平均値が基準値よりも高い場合には、ＣＰＵ２５はＰＷＭ駆動回路１８による第１の電圧Ｖ１の出力期間（パルス幅）の割合を減少させるようにパルス幅を可変させる制御を行い、適正な明るさの画像が得られるようにする。
【００２０】
図１における挿入部２、本体部３における一部からなる撮像回路ブロック３５部分を拡大して図２に示す。図２に示すようにフィルタ回路２３は交流成分を抽出するハイパスフィルタ２３ａと、直流成分を抽出する平滑回路２３ｂとを有する。  
図３はハイパスフィルタ２３ａの具体的な構成例を示す。図３（Ａ）のハイパスフィルタ２３ａは、コンデンサＣと抵抗Ｒとを用いて構成される。図３（Ｂ）のハイパスフィルタ２３ａは、コンデンサＣとコイルＬとを用いて構成される。図３（Ｃ）のハイパスフィルタ２３ａは、コンデンサＣと抵抗Ｒ１の直列回路を介して演算増幅回路（ＯＰアンプと略記）Ａと、ＯＰアンプＡの反転入力端と出力端に接続した抵抗Ｒ２を用いて構成される。
【００２１】
図４は平滑回路２３ｂの具体的な構成例を示す。図４（Ａ）の平滑回路２３ｂは、入出力端間を接続するコイルＬと、このコイル両端とグラウンドＧＮＤ間に設けたコイルＣ１，Ｃ２とを用いて構成される。図４（Ｂ）の平滑回路２３ｂは、図４（Ａ）の構成において、コイルＬを抵抗Ｒで置換して構成される。図４（Ｃ）の平滑回路２３ｂは、コイルＬとコンデンサＣとを用いて構成される。図４（Ｄ）の平滑回路２３ｂは、図４（Ｃ）の構成を２組設けたコイルＬ１，Ｌ２とコンデンサＣ１，Ｃ２とを用いて構成される。図４（Ｅ）の平滑回路２３ｂは、図４（Ｃ）におけるコンデンサＣを入力端側に配置したコンデンサＣとコイルＬとを用いて構成される。
【００２２】
図５は先端部用電源部１７が第２の電圧Ｖ２を導電線１４ａを経てサーミスタ１１側に印加した場合の図１，図２のスイッチＳＷ１がＯＮとなった状態での導電線１４ｂによりフィルタ回路２３に入力する信号波形の説明図を示す。なお、図５においては、挿入部２の先端側部分となるサーミスタ１１と光学アダプタ４ａとを含めて先端部２ａ′で示している。  
先端部用電源部１７が、その出力端から導電線１４ａからサーミスタ１１を含む先端部２ａ′側に第２の電圧Ｖ２を印加することにより、サーミスタ１１による先端の温度に対応したサーミスタ出力となる直流の先端温度検出用の電圧Ｖtempと発振回路９ａが発振した交流成分となる発振回路出力とが波形重畳して導電線１４ｂを経て本体部３側に伝送され、本体部３内のフィルタ回路２３に入力される。
【００２３】
フィルタ回路２３のハイパスフィルタ２３ａは、交流成分を分離する。つまり、ハイパスフィルタ２３ａは、交流成分となる発振回路出力を分離抽出して、ＡＤＣ２４に出力する。また、フィルタ回路２３の平滑回路２３ｂは、直流成分を分離する。つまり、平滑回路２３ｂは、サーミスタ出力となる直流の電圧Ｖtempを分離抽出して、ＡＤＣ２４に出力する。  
本実施形態は光学アダプタの識別精度及びサーミスタの温度検出精度を保ったまま、ＬＥＤ駆動電源用の導電線、光学アダプタ識別用の導電線、先端温度検出のサーミスタ用の導電線を共通化した導電線１４ａ，１４ｂとした２線式にして挿入部２を細径化することができるようにしている。
【００２４】
このように本実施形態の内視鏡装置１は、複数の光学アダプタ４ａ，４ｂ，…，ｎのいずれか１つが着脱自在となる挿入部２の先端２ａに先端温度検出用のサーミスタ１１を内設し、上記挿入部２の後端に本体部３を設けた内視鏡装置１であって、上記複数の光学アダプタ４ａ，４ｂ，…，ｎそれぞれに設けられ、発光ダイオード８を備えた照明回路部７及び各光学アダプタの固体識別用の発振回路９ａを備えた発振回路部９と、上記挿入部２に内挿され、上記複数の光学アダプタのいずれか１つを上記挿入部２の先端２ａに装着した際、上記照明回路部７、上記発振回路部９及び上記サーミスタ１１が並列に接続された状態で、上記サーミスタ１１の両端と本体部３とを電気的に接続して電気回路を形成するための２本の導電線１４ａ，１４ｂと、上記本体部３に設けられ、上記２本の導電線１４ａ，１４ｂを介して、上記発光ダイオード８が発光する閾値より大きい第１の電圧Ｖｌで上記発光ダイオード８を発光させると共に、上記閾値より低い第２の電圧Ｖ２で上記発振回路９ａ及び上記サーミスタ１１を駆動するように上記第１の電圧Ｖ１及び第２の電圧Ｖ２でパルス駆動するパルス駆動回路部としてのＰＷＭ駆動回路１８を含む先端部用電源部１７と、上記発振回路９ａの交流の周波数成分と上記サーミスタ１１の直流電圧を分離するフィルタ回路２３と、上記フィルタ回路２３の出力における上記発振回路９ａの交流周波数成分から上記挿入部２の先端２ａに装着された先端光学アダプタの固体識別の処理と上記サーミスタ１１の直流電圧から温度算出の処理とを行う中央演算処理部としてのＣＰＵ２５と、を具備することを特徴とする。
【００２５】
次の本実施形態の動作を説明する。図６は内視鏡装置１の動作説明用のタイミングチャートを示す。  
図６に示すように内視鏡装置１の電源が時間ｔ０で投入された場合、クロック発生回路２５ａのクロックに同期して生成されたサンプリング周期によりＡＤＣ２４にＡＤ変換されたフィルタ回路２３の出力をモニタすることにより、光学アダプタ４ｉの装着を判定（検出）する。なお、この場合、先端部用電源部１７の電源電圧は、第２の電圧Ｖ２を保った一定の電圧を維持する。また、ＣＰＵ２５は、スイッチＳＷ１をＯＮさせた状態とする。  
光学アダプタ４ｉが例えば時間ｔ１で装着されると、発振回路９ａが交流の発振信号をフィルタ回路２３に出力するようになるので、ＣＰＵ２５は、交流の信号成分の有無により容易に光学アダプタ４ｉの装着を検出する。
【００２６】
また、ＣＰＵ２５は、光学アダプタ４ｉの装着を検出すると、ＰＷＭ駆動信号を出力してＰＷＭ駆動信号がＨＩになる期間だけ先端部用電源部１７のＰＷＭ駆動回路１８は第１の電圧Ｖ１の電源を出力する。なお、ＣＰＵ２５は、光学アダプタ４ｉの固体識別結果より、識別した光学アダプタ４ｉのＬＥＤ８の種類、数、配置（並列接続又は直列接続）等に応じて第１の電圧Ｖ１を設定する制御を行う。換言すると、第１の電圧Ｖ１は、光学アダプタ４ｉの固体識別結果より、識別した光学アダプタ４ｉのＬＥＤ８の種類、数、配置に応じた値に設定される。  
また、ＰＷＭ駆動信号がＨＩになる期間、スイッチＳＷ１はＯＦＦとなり、フィルタ回路２３を保護する。また、ＰＷＭ駆動信号がＬＯになる期間、スイッチＳＷ１はＯＮとなり、フィルタ回路２３には発振回路出力とサーミスタ出力とが入力され、フィルタ回路２３により分離された後、ＡＤＣ２４を経てＣＰＵ２５により発振回路出力に基づく固体識別とサーミスタ出力による先端温度検出とが行われる。  
図７は本実施形態におけるＬＥＤ駆動、先端アダクタの固体識別及び先端温度検出の処理のフローチャートを示す。
【００２７】
内視鏡装置１の電源が投入されると、ステップＳ１に示すようにＣＰＵ２５は、光学アダプタが装着されたか否かを判定する。光学アダプタ４ｉが装着されたと判定した場合には、ステップＳ２に示すようにＣＰＵ２５は、先端部用電源部１７のＰＷＭ駆動回路１８を動作させる。  
ステップＳ３に示すようにＣＰＵ２５は、ＰＷＭ駆動信号がＨＩかＬＯかの判定を行う。ＰＷＭ駆動信号がＬＯの場合にはステップＳ４に示すようにＣＰＵ２５は、フィルタ回路２３の入力部のスイッチＳＷ１をＯＮにする。すると、ステップＳ５に示すようにフィルタ回路２３には、発振回路９ａによる固体識別波形（ＡＣ成分）とサーミスタ出力（ＤＣ成分）が重畳した電圧が入力される。
【００２８】
ステップＳ６に示すようにフィルタ回路２３は、ハイパスフィルタ２３ａと平滑回路２３ｂにでＡＣ成分とＤＣ成分を分離する。そして、ステップＳ７に示すようにＡＤＣ２４は、ＡＣ成分とＤＣ成分をＡＤ変換してＣＰＵ２５に出力する。ステップＳ８に示すようにＣＰＵ２５は、ＡＣ成分から光学アダプタ４ｉの固体識別を行うと共に、ＤＣ成分から先端温度の検出を行う。  
一方、ステップＳ３においてＰＷＭ駆動信号がＨＩの場合には、ステップＳ９においてＣＰＵ２５は、スイッチＳＷ１をＯＦＦにして、定電流回路１６を駆動させるように定電流駆動を開示させる。定電流駆動の開始によりＰＷＭ駆動回路１８は第１の電圧Ｖ１を出力し、ＬＥＤ８は点灯する。
【００２９】
このような動作を行う本実施形態によれば、光学アダプタの固体識別精度及びサーミスタの温度検出精度を保ったまま、ＬＥＤ駆動電源用の導電線、光学アダプタの固体識別用の導電線、サーミスタ用の導電線を共通化し、２線式にして挿入部２を細径化することができる。より具体的には、２本の導電線１４ａ、１４ｂを用いてサーミスタ１１による先端温度の検出を高精度で行うことができる。また、先端アダプタの固体識別を、発振回路出力となる交流の周波数を利用して行うため、サーミスタ１１と並列接続しても温度検出に利用される直流成分に殆ど影響を及ぼすことなく、多数の固体識別が可能となる。
【００３０】
（第２の実施形態）
図８は第２の実施形態の内視鏡装置１Ｂの全体構成を示す。第１の実施形態においては、照明回路部７を構成するＬＥＤ８を発光（点灯）させる第１の電圧Ｖ１と、サーミスタ１１及び発振回路部９を動作させる第２の電圧Ｖ２とを同じ極性で導電線１４ａから出力していたが、本実施形態においては、先端部用電源部４１は第１の電圧Ｖ１と、第２の電圧Ｖ２とを逆極性となるように導電線１４ａ，１４ｂに出力する。  
このため、内視鏡装置１Ｂは、図１の内視鏡装置１における先端部用電源部１７の代わりに、第１の電圧Ｖ１の電源電圧を発生する第１電源回路４１ａと、第２の電圧Ｖ２の電源電圧を発生する第２電源回路４１ｂとを備えたパルス幅変調駆動回路部の機能を持つ先端部用電源部４１を有する。
【００３１】
第１電源回路４１ａは、第１の電圧Ｖ１の電源電圧を導電線１４ｂ側がグラウンドＧＮＤに対して正極性となるように発生し、第２電源回路４１ｂは第２の電圧Ｖ２の電源電圧を導電線１４ａ側がグラウンドＧＮＤに対して正極性となるように発生する。  
また、ＣＰＵ２５は、第１の実施形態の場合と同様に第１の電圧Ｖ１の電源電圧がサーミスタ１１側に出力される期間にはスイッチＳＷ１をＯＦＦにし、第２の電圧Ｖ２の電源電圧が出力される期間にはスイッチＳＷ１をＯＮにする制御を行う。  
また、ＣＰＵ２５は、第１の実施形態の場合と同様にＰＷＭ駆動信号により、第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ２との出力期間の割合を可変して、ＰＷＭ制御する。但し、本実施形態においては、第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ２を出力する際、２本の導電線１４ａ，１４ｂを切り替える。
【００３２】
また、本実施形態ではさらにスイッチＳＷ１をＯＮ／ＯＦＦする信号を反転回路４２で反転させて第２のスイッチＳＷ２のＯＮ／ＯＦＦを制御する。第２のスイッチＳＷ２は、第２電源回路４１ｂの出力端に接続された導電線１４ａとグラウンドＧＮＤ間に設けてある。第２のスイッチＳＷ２は、上記のように反転回路４２により反転された信号により、スイッチＳＷ１がＯＮした場合にはＯＦＦ、スイッチＳＷ１がＯＦＦした場合にはＯＮとなる。  
また、本実施形態の場合には、サーミスタ１１はその両端に保護用のダイオードＤ１を介挿して導電線１４ａ，１４ｂの両端に接続されている。  
光学アダプタ４ａにおける照明回路部７を構成する直列接続された複数のＬＥＤ８は、導電線１４ｂ側がアノードとなるように直列接続されている。また、発振回路部９は、第１の電圧Ｖ１が導電線１４ｂ側から供給される場合、コンデンサ９ｃにより発振回路９ａに印加されることを防止できるので、第１の実施形態では過大な電圧の印加を防止するために用いていた電圧レギュレータが不要となり、発振回路９ａと、コンデンサ９ｃを直列接続した構成となっている。その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００３３】
図９は本実施形態における第１電源回路４１ａ及び第２電源回路４１ｂが電源電圧を出力する動作と、スイッチＳＷ１，ＳＷ２のＯＮ／ＯＦＦのタイミング図を示す。  
第１の実施形態の場合と同様に、内視鏡装置１Ｂの電源が投入された初期状態では第２電源回路４１ｂが第２の電圧Ｖ２の電源電圧を出力する。この場合、ＣＰＵ２５は、スイッチＳＷ１をＯＮ、第２のスイッチＳＷ２をＯＦＦにする。そして、図６の場合と同様にＣＰＵ２５は光学アダプタの装着をモニタ（検出）する。光学アダプタの装着を検出した後、ＣＰＵ２５は、第１電源回路４１ａと第２電源回路４１ｂとが交互に第１の電圧Ｖ１と、第２の電圧Ｖ２の電源電圧をパルス状に出力するように制御する。  
第１の電圧Ｖ１の電源電圧が出力された期間、ＬＥＤ８が発光（点灯）する。一方、第２の電圧Ｖ２の電源電圧が出力された期間、サーミスタ１１による先端温度検出と、発振回路９ａによる光学アダプタの固体識別とが行われる。
【００３４】
また、ＣＰＵ２５は、信号処理部２２の映像信号の輝度レベルの平均値を算出して、適正な明るさの画像の基準値からのずれ量を算出し、適正な明るさの画像となるように第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ２とを出力する期間の割合、つまりＰＷＭを可変する制御を行う。  
本実施形態は、第１の実施形態と殆ど同様の効果を有する。つまり、本実施形態によれば、光学アダプタの固体識別精度及びサーミスタの温度検出精度を保ったまま、ＬＥＤ駆動電源用の導電線、光学アダプタの固体識別用の導電線、サーミスタ用の導電線を共通化し、２線式にして挿入部２を細径化することができる。より具体的には、２本の導電線１４ａ、１４ｂを用いてサーミスタ１１による先端温度の検出を高精度で行うことができる。また、先端アダプタの固体識別を、発振回路出力となる交流の周波数を利用して行うため、サーミスタ１１と並列接続しても温度検出に利用される直流成分に殆ど影響を及ぼすことなく、多数の固体識別が可能となる。また、本実施形態によれば、電圧レギュレータ９ｂが不要になる。
【００３５】
（第３の実施形態）
図１０は本発明の第３の実施形態の内視鏡装置１Ｃの全体構成を示す。この内視鏡装置１Ｃは、例えば第２の実施形態の内視鏡装置１Ｂにおいて、さらに光学アダプタには照明回路部７の両端に並列に、重力方向を検出する加速度センサ５１がコンデンサ５２を介挿して接続されている。  
また、本実施形態においては、フィルタ回路２３は、上述したハイパスフィルタ２３ａ、平滑回路２３ｂの他に加速度センサ５１の交流成分を抽出するバンドパスフィルタ２３ｃを備える。  
図１１は、バンドパスフィルタ２３によるフィルタ特性と、ハイパスフィルタ２３ａによるフィルタ特性を示す。
【００３６】
バンドパスフィルタ２３ｃは、加速度センサ５１により出力される比較的周波数の低い周波数領域Ｆ１−Ｆ２内の周波数成分を透過するフィルタ特性に設定してある。これに対して、ハイパスフィルタ２３ａは、周波数Ｆ２より高い周波数成分を遮断周波数Ｆ３としてこの遮断周波数Ｆ３よりも高い周波数成分を透過するフィルタ特性に設定してある。  
そして、フィルタ回路２３により分離された信号は、ＡＤＣ２４によりＡＤ変換されてＣＰＵ２５に入力される。ＣＰＵ２５は、第２の実施形態と同様の制御等の動作を行うと共に、加速度センサ５１による交流の信号成分から重力方向を検出し、この重力方向と先端アダプタが装着された挿入部２の先端側における基準の方向とのす角度を算出する。
【００３７】
例えば、先端アダプタが装着された場合における撮像素子１２により撮像した画像を内視鏡画像として表示する場合、上方向として表示する場合の挿入部２の先端２ａでの基準の方向は予め決まっている。  
本実施形態においては、加速度センサ５１により検出された重力方向により内視鏡画像を表示する場合の方向を以下のように補正する。  
ＣＰＵ２５は、算出した上記角度の情報により信号処理部２２が生成する内視鏡画像を表示する場合の上方向を補正して、グラフィック重畳部３２側に出力し、表示部３１に表示される内視鏡画像の方向を変更する。
【００３８】
このようにすると、挿入部２の先端２ａに搭載した撮像素子１２により撮像した場合の基準となる方向と重力方向との関係がユーザにとって分かりにくいような状況においても、加速度センサ５１により重力方向を把握できるようになると共に、重力方向に合わせて内視鏡画像を表示する場合の上方向を変更することもできる。  
その他、本実施形態は、第２の実施形態と同様の効果を有する。なお、本実施形態は、第２の実施形態において加速度センサ５１等を設けた構成を説明したが、第２の実施形態において加速度センサ５１等を設けた構成にすることもできる。  
また、上述した実施形態等を部分的に組み合わせる等して構成される実施形態も本発明に属する。
【符号の説明】
【００３９】
１…内視鏡装置、２…挿入部、３…本体部、４ａ、４ｂ…先端アダプタ、５…バッテリ、６…レンズ部、７…照明回路部、８…ＬＥＤ、９…発振回路部、１１…サーミスタ、１２…撮像素子、１３…、１４…、１４ａ，１４ｂ…導電線、１４…、１６…定電流回路、１７…先端部用電源部、１８…ＰＷＭ駆動回路、２１…撮像素子駆動部、２２…信号処理部、２３…フィルタ回路、２４…ＡＤＣ、２５…ＣＰＵ、２６…、４１ａ…第１電源回路、４１ｂ…第２電源回路、５１…加速度センサ
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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