(57)【要約】【課題】照射光の光量を適切なタイミングで切り替え可能な光源装置を提供する。【解決手段】光源装置を、被写体に照射される照射光を射出する光源と、照射光を減光する減光手段と、電池と、電池の出力電圧を検出する電圧検出手段とから構成する。この構成において、減光手段は、電圧検出手段で検出された出力電圧に応じて、照射光を減光する割合を変更する。【選択図】図４
2017080348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に照射される照射光を射出する光源と、
前記照射光を減光する減光手段と、
電池と、
前記電池の出力電圧を検出する電圧検出手段と、
を備え、
前記減光手段は、前記電圧検出手段で検出された前記出力電圧に応じて、前記照射光を減光する割合を変更する、
光源装置。
【請求項２】
前記光源が前記照射光を射出している間にのみ、前記電池に蓄えられた電荷を放電する放電手段を更に備える、
請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記放電手段は、負荷による前記電荷の放電を行う放電回路を有する、
請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記負荷は、前記放電回路に設けられた抵抗、前記電池から供給される電力によって発光する発光ダイオード、該電池から供給される電力によって該電池を冷却する冷却素子の少なくともいずれか一つである、
請求項３に記載の光源装置。
【請求項５】
前記電圧検出手段は、前記出力電圧が第１の閾値を下回っているか否かを判定し、
前記減光手段は、前記出力電圧が第１の閾値を下回っていると判定された場合に、前記照射光を減光する割合を変更する、
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の光源装置。
【請求項６】
前記電圧検出手段は、前記出力電圧が前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値を下回っているか否かを判定し、
前記出力電圧が前記第２の閾値を下回っていると判定された場合に、前記光源の交換が必要であることを報知する報知手段を更に備える、
請求項７に記載の光源装置。
【請求項７】
前記減光手段は、
前記照射光の光路に挿抜可能な減光部材を有し、
前記電圧検出手段で検出された前記出力電圧に応じて前記減光部材を前記光路に挿抜する、
請求項１から請求項６の何れか一項に記載の光源装置。
【請求項８】
前記減光部材は、前記照射光を透過させる複数の孔からなる網構造を有する、
請求項７に記載の光源装置。
【請求項９】
前記減光部材は、前記照射光を減光する減光フィルタである、
請求項７に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記減光手段は、
開口率を変更可能な絞りを有し、
前記電圧検出手段で検出された前記出力電圧に応じて前記絞りの開口率を変更する、
請求項１から請求項６の何れか一項に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記光源に駆動電力を供給する光源駆動手段を更に備え、
前記減光手段は、前記電圧検出手段で検出された前記出力電圧に応じて、前記光源駆動手段が前記光源に供給する電力量を変更する、
請求項１から請求項６の何れか一項に記載の光源装置。
【請求項１２】
前記光源と前記電池とを有する交換可能な光源ユニットを更に備える、
請求項１から請求項１１の何れか一項に記載の光源装置。
【請求項１３】
前記照射光の光路に配置され、該照射光を減光する固定減光部材を更に備える、
請求項１から請求項１２の何れか一項に記載の光源装置。
【請求項１４】
前記電圧検出手段は、前記電池の出力電圧に基づいて、前記光源の使用時間を検出する、
請求項１から請求項１３の何れか一項に記載の光源装置。
【請求項１５】
前記減光手段は、前記被写体に照射される前記照射光の光量の変動を一定の範囲内に抑える、
請求項１から請求項１４の何れか一項に記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照射光を射出する光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人の食道や腸などの管腔内を観察するための光源装置を備える電子内視鏡システムが知られている。この種の電子内視鏡システムは、照射光を射出する光源を有するプロセッサと、照射光を管腔内の被写体に照射するための電子スコープを備えている。光源には、例えば、キセノンランプやハロゲンランプ等の高輝度ランプが使用される。高輝度ランプから射出される照射光は、絞りや減光メッシュなどによって、被写体の観察に適した光量になるように調整される。
【０００３】
例えば特許文献１に、光源から射出された照射光を減光する電子内視鏡システムが記載されている。特許文献１に記載の電子内視鏡システムは、照射光の光路中に開口率を変更可能な絞りを備えている。光源から射出される照射光の光量は、光源の使用時間の増加に伴って減少する。そのため、光源の使用時間に応じて絞りの開口率を変更することにより、照射光の光量が調整される。光源の使用時間を計測するタイマーは、光源の交換の検出又はユーザによるリセット操作に応じてリセットされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−６８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の電子内視鏡システムにおいて、光源の使用時間がリセット操作によってリセットされるように構成されている場合、ユーザがリセット操作をし忘れると、光源の使用時間を正しく計測できないという問題がある。また、光源を交換していないにも拘わらず、ユーザが誤ってリセット操作を行ってしまった場合においても、光源の使用時間を正しく計測できないという問題がある。光源の使用時間を正しく計測できないと、絞りの開口率を適切なタイミングで切り替えることができず、照射光の光量が過剰になる又は不足してしまう可能性があった。
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、照射光の光量を適切なタイミングで切り替え可能な光源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る光源装置は、被写体に照射される照射光を射出する光源と、照射光を減光する減光手段と、電池と、電池の出力電圧を検出する電圧検出手段と、を備える。この構成において、減光手段は、電圧検出手段で検出された出力電圧に応じて、照射光を減光する割合を変更する。
【０００８】
本発明の一実施形態によれば、電池の出力電圧に応じて照射光を減光するため、照射光の減光を行うために、光源の使用時間の計測を行う必要がない。これにより、光源の交換時に使用時間のリセット操作を行う必要がなくなり、操作ミスにより適切なタイミングで照射光を減光できなくなることを防止できる。
【０００９】
また、本発明の一実施形態において、光源装置は、例えば、光源が照射光を射出している間にのみ、電池に蓄えられた電荷を放電する放電手段を更に備える。
【００１０】
また、本発明の一実施形態において、放電手段は、例えば、負荷による電荷の放電を行う放電回路を有する。
【００１１】
また、本発明の一実施形態において、負荷は、例えば、放電回路に設けられた抵抗、電池から供給される電力によって発光する発光ダイオード、電池から供給される電力によって電池を冷却する冷却素子の少なくともいずれか一つである。
【００１２】
また、本発明の一実施形態において、電圧検出手段は、例えば、出力電圧が第１の閾値を下回っているか否かを判定する。この場合、減光手段は、出力電圧が第１の閾値を下回っていると判定された場合に、照射光を減光する割合を変更する。
【００１３】
また、本発明の一実施形態において、電圧検出手段は、例えば、出力電圧が第１の閾値よりも小さい第２の閾値を下回っているか否かを判定する。この場合、光源装置は、出力電圧が第２の閾値を下回っていると判定された場合に、光源の交換が必要であることを報知する報知手段を更に備える。
【００１４】
また、本発明の一実施形態において、減光手段は、例えば、照射光の光路に挿抜可能な減光部材を有する。この場合、減光手段は、電圧検出手段で検出された出力電圧に応じて減光部材を光路に挿抜する。
【００１５】
また、本発明の一実施形態において、減光部材は、例えば、照射光を透過させる複数の孔からなる網構造を有する。
【００１６】
また、本発明の一実施形態において、減光部材は、例えば、照射光を減光する減光フィルタである。
【００１７】
また、本発明の一実施形態において、減光手段は、例えば、開口率を変更可能な絞りを有する。この場合、減光手段は、電圧検出手段で検出された出力電圧に応じて絞りの開口率を変更する。
【００１８】
また、本発明の一実施形態において、光源装置は、例えば、光源に駆動電力を供給する光源駆動手段を更に備える。この場合、減光手段は、電圧検出手段で検出された出力電圧に応じて、光源駆動手段が光源に供給する電力量を変更する。
【００１９】
また、本発明の一実施形態において、光源装置は、例えば、光源と電池とを有する交換可能な光源ユニットを更に備える。
【００２０】
また、本発明の一実施形態において、光源装置は、例えば、照射光の光路に配置され、照射光を減光する固定減光部材を更に備える。
【００２１】
また、本発明の一実施形態において、電圧検出手段は、例えば、前記電池の出力電圧に基づいて、前記光源の使用時間を検出する。
【００２２】
また、本発明の一実施形態において、減光手段は、被写体に照射される照射光の光量の変動を一定の範囲内に抑える。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の実施形態によれば、照射光の光量を適切なタイミングで切り替え可能な光源装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態にかかる電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる光源部の使用時間と光源部から射出される照射光の光量との関係を示したグラフである。
【図３】本発明の実施形態にかかる電池の使用時間（放電時間）と電池からの出力電圧との関係を示したグラフである。
【図４】本発明の実施形態にかかる可動減光メッシュの駆動に係る動作フローである。
【図５】本発明の実施形態にかかる電池の放電及び出力電圧の閾値判定を行うための電気回路を示す図である。
【図６】本発明の実施形態にかかる光源部の使用時間と被写体に照射される照射光の光量との関係を示したグラフである。
【図７】本発明の実施形態の変形例にかかる光源部の使用時間と被写体に照射される照射光の光量との関係を示したグラフである。
【図８】本発明の実施形態の変形例にかかる電池の放電及び出力電圧の閾値判定を行うための電気回路を示す図である。
【図９】本発明の実施形態の別の変形例にかかる電池の放電及び出力電圧の閾値判定を行うための電気回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態に係る光源装置について図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、本発明の一実施形態として光源装置を備える電子内視鏡システムを例に取り説明する。
【００２６】
［電子内視鏡システムの構成］
図１は、本実施形態の電子内視鏡システム１の構成を示すブロック図である。図１に示されるように、電子内視鏡システム１は、電子スコープ１００、プロセッサ２００及びモニタ３００を備えている。電子スコープ１００は、プロセッサ２００に着脱可能に接続されている。
【００２７】
プロセッサ２００は、システムコントローラ２０２及びタイミングコントローラ２０４を備えている。システムコントローラ２０２は、メモリ２３０に記憶された各種プログラムを実行し、電子内視鏡システム１全体を統合的に制御する。また、システムコントローラ２０２は、操作パネル２３２に接続されている。システムコントローラ２０２は、操作パネル２３２より入力される術者からの指示に応じて、電子内視鏡システム１の各動作及び各動作のためのパラメータを変更する。タイミングコントローラ２０４は、各部の動作のタイミングを調整するクロックパルスを電子内視鏡システム１内の各回路に出力する。
【００２８】
光源ユニット２０８は、光源部２０９、電池２１０、電池放電回路２１１を有している。光源部２０９は、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプ等の高輝度ランプや発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）である。電池２１０は、例えば、マンガン乾電池やアルカリ・マンガン乾電池等の一次電池や、リチウムイオン二次電池やニッケル・水素二次電池等の二次電池である。この電池２１０は、後述するように、光源部２０９の累積の使用時間を検出するためだけに使用される。光源部２０９の累積の使用時間を検出することにより、光源部２０９ら射出される照射光Ｌの光量が安定しているか否かを判定することができる。光源部２０９及び電池２１０は何れも消耗品であり、光源ユニット２０８は、光源部２０９及び電池２１０と共に交換可能である。電池放電回路２１１は、電池２１０を放電するためにのみ使用される。電池放電回路２１１の動作については後述する。光源ユニット２０８は、光源駆動回路２０６によって駆動され、照射光Ｌを射出する。光源部２０９（つまり光源ユニット２０８）から射出される照射光Ｌは、主に可視光領域から不可視である赤外光領域に広がるスペクトルを持つ光（又は少なくとも可視光領域を含む白色光）である。
【００２９】
光源ユニット２０８より射出された照射光Ｌは、近赤外吸収フィルタ２１２及び熱線吸収フィルタ２１３に順次入射される。近赤外吸収フィルタ２１２は、波長６００ｎｍ前後以上の赤色から近赤外領域の光を吸収する特性を有しており、撮影された画像の色を補正するために使用される。熱線吸収フィルタ２１３は赤外線を吸収する特性を有している。熱線吸収フィルタ２１３が赤外線を吸収することにより、照射光Ｌによる電子スコープ１００の先端部及び被写体の温度の上昇が抑えられる。
【００３０】
近赤外吸収フィルタ２１２及び熱線吸収フィルタ２１３を透過した照射光Ｌは、固定減光メッシュ２１４及び可動減光メッシュ２１５に入射される。固定減光メッシュ２１４及び可動減光メッシュ２１５は、光を透過させる複数の孔を有する網構造を有しており、照射光Ｌを減光するために使用される。固定減光メッシュ２１４は、照射光Ｌの光路上に配置され、その位置は固定されている。可動減光メッシュ２１５は、照射光Ｌの光路上に挿抜可能に構成されている。図１には、光路上から抜去された可動減光メッシュ２１５が破線で示されている。可動減光メッシュ２１５は、減光メッシュ駆動機構２１６によって光路上に挿抜される。
【００３１】
固定減光メッシュ２１４及び可動減光メッシュ２１５を透過した照射光Ｌは、集光レンズ２１７によりＬＣＢ（Light Carrying Bundle）１０２の入射端面に集光されてＬＣＢ１０２内に入射される。
【００３２】
集光レンズ２１７とＬＣＢ１０２の入射端との間には、光量調整機構２１８が配置されている。光量調整機構２１８は、ＬＣＢ１０２に入射される照射光Ｌの光量を調整するために使用される。光量調整機構２１８は、例えば、開口率を変更可能な絞り又は開口である。光量調整機構２１８の開口率は、術者の操作によって手動で変更可能であってもよく、被写体の撮像画像の明るさに応じて自動で調整されてもよい。光量調整機構２１８は、照射光Ｌが集光レンズ２１７によって集光されている位置（集光途中の位置）に配置されている。そのため、光量調整機構２１８の開口率を大きく変化させることなく、効率よく照射光Ｌの光量を調整することができる。これにより、光量調整機構２１８を小型化でき、延いては、プロセッサ２００の大型化を防ぐことができる。
【００３３】
ＬＣＢ１０２内に入射された照射光Ｌは、ＬＣＢ１０２内を伝播して電子スコープ１００の先端に配置されたＬＣＢ１０２の射出端面より射出され、配光レンズ１０４を介して被写体に照射される。照射光Ｌにより照射された被写体からの戻り光は、対物レンズ１０６を介して固体撮像素子１０８の受光面上で光学像を結ぶ。
【００３４】
固体撮像素子１０８は、補色市松型画素配置を有する単板式カラーＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサである。固体撮像素子１０８は、受光面上の各画素で結像した光学像を光量に応じた電荷として蓄積して、イエローＹｅ、シアンＣｙ、グリーンＧ、マゼンタＭｇの画像信号を生成し、生成された垂直方向に隣接する２つの画素の画像信号を加算し混合して出力する。なお、固体撮像素子１０８は、ＣＣＤイメージセンサに限らず、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサやその他の種類の撮像装置に置き換えられてもよい。固体撮像素子１０８はまた、原色系フィルタ（ベイヤ配列フィルタ）を搭載したものであってもよい。
【００３５】
電子スコープ１００の接続部内には、ドライバ信号処理回路１１０が備えられている。ドライバ信号処理回路１１０には、画像信号が所定のフレーム周期で固体撮像素子１０８より入力される。ドライバ信号処理回路１１０は、固体撮像素子１０８より入力される画像信号に対して所定の処理を施してプロセッサ２００の前段信号処理回路２３４に出力する。
【００３６】
ドライバ信号処理回路１１０はまた、メモリ１１２にアクセスして電子スコープ１００の固有情報を読み出す。メモリ１１２に記録される電子スコープ１００の固有情報には、例えば、固体撮像素子１０８の画素数や感度、動作可能なフィールドレート、型番等が含まれる。電子スコープ１００がプロセッサ２００に接続されると、ドライバ信号処理回路１１０は、メモリ１１２より読み出された固有情報をシステムコントローラ２０２に出力する。
【００３７】
システムコントローラ２０２は、電子スコープ１００の固有情報に基づいて各種演算を行い、制御信号を生成する。システムコントローラ２０２は、生成された制御信号を用いて、プロセッサ２００に接続されている電子スコープ１００に適した処理がなされるようにプロセッサ２００内の各種回路の動作やタイミングを制御する。
【００３８】
タイミングコントローラ２０４は、システムコントローラ２０２によるタイミング制御に従って、ドライバ信号処理回路１１０にクロックパルスを供給する。ドライバ信号処理回路１１０は、タイミングコントローラ２０４から供給されるクロックパルスに従って、固体撮像素子１０８をプロセッサ２００側で処理される映像のフィールドレートに同期したタイミングで駆動制御する。
【００３９】
前段信号処理回路２３４は、ドライバ信号処理回路１１０より所定のフレーム周期で入力される画像信号に対して色補間、マトリックス演算、Ｙ／Ｃ分離等の所定の信号処理を施して、後段信号処理回路２３６に出力する。
【００４０】
後段信号処理回路２３６は、前段信号処理回路２３４より入力される画像信号を処理してモニタ表示用の画面データを生成し、生成されたモニタ表示用の画面データを所定のビデオフォーマット信号に変換する。変換されたビデオフォーマット信号は、モニタ３００に出力される。これにより、被写体のカラー画像がモニタ３００の表示画面に表示される。
【００４１】
図２は、光源部２０９にキセノンランプを使用した場合の、キセノンランプの使用時間（照射光Ｌの射出時間）とキセノンランプから射出される照射光Ｌの光量との関係を示したグラフである。図２の横軸は、キセノンランプの累積の使用時間（単位：時間）を示す。図２の縦軸は、キセノンランプの使用開始直後（使用時間：０時間）における照射光Ｌの光量を１００％とした場合の、照射光Ｌの光量（単位：％）を示す。使用時間の増加に伴って、キセノンランプから射出される照射光Ｌの光量は低下する。特に使用開始直後（使用時間：０時間）から約２００時間までは、照射光Ｌの光量が低下する割合が大きい。使用時間が２００時間を経過すると照射光Ｌの光量は徐々に減少するが、光量は比較的安定する。照射光Ｌの光量が安定することにより、被写体の画像の輝度の変動が抑えられ、術者にとって見やすい画像を得ることができる。光源ユニット２０８を交換するタイミングは、例えば、照射光Ｌの光量が、使用開始時の光量の５０％まで低下した時である。図２に示される例では、使用時間が約５００時間になった時が、光量が使用開始時の５０％になる時であり、光源ユニット２０８を交換するタイミングである。
【００４２】
図３は、電池２１０の使用時間（放電時間）と電池２１０からの出力電圧との関係を示したグラフである。図３の横軸は、電池２１０の放電時間（単位：時間）を示す。図３の縦軸は、電池２１０の出力電圧（単位：Ｖ）を示す。図３に示される例では、使用開始直後（放電時間：０時間）の出力電圧が約１．５Ｖであり、放電時間の増加に伴って出力電圧は徐々に低下する。電池２１０の寿命（使用可能時間）は、電池２１０から取り出す電流値によって変化する。そのため、電池２１０に接続する抵抗値を変更することにより、電池２１０の寿命を調整することができる。
【００４３】
図３に示される例では、電池２１０に接続される抵抗の抵抗値は、累積の放電時間が２００時間になった時に出力電圧が約１Ｖとなるように設定されている。そのため、閾値電圧を１Ｖとし、電池２１０の出力電圧が閾値電圧を下回ったか否かを検出することにより、電池２１０の放電時間が２００時間を経過したか否かを判定することができる。これにより、キセノンランプの使用時間の計測や照射光Ｌの光量検出を行うことなく、キセノンランプの光量が安定し始める時間（使用時間：２００時間）を検出することができる。
【００４４】
また、キセノンランプが照射光Ｌを放射している間にのみ電池２１０を放電させることにより、キセノンランプの使用時間と電池２１０の放電時間とを一致させることができる。これにより、電池２１０の出力電圧を用いたキセノンランプの使用時間の判定の精度を向上させることができる。キセノンランプの使用時間と電池２１０の放電時間とを一致させる方法については、後述する。
【００４５】
［可動減光メッシュの挿抜に関する動作フロー］
光源ユニット２０８の光源部２０９は、使用時間が長くなるに連れて射出する照射光Ｌの光量が低下する。本実施形態の電子内視鏡システム１では、照射光Ｌの光量の低下に合わせて可動減光メッシュ２１５が光路上に挿抜されることにより、被写体に照射される照射光Ｌの光量の低下を抑えている。図４に、減光メッシュ駆動機構２１６による可動減光メッシュ２１５の駆動に係る動作フローを示す。本フローの処理は、電子内視鏡システム１の動作中に、光源ユニット２０８を駆動する操作が行われることによって開始される。
【００４６】
処理ステップＳ１０１では、光源部２０９が点灯しているか否かを判定する。光源部２０９が点灯しているか否かは、光源部２０９に所定の電流が流れているかどうかの検出や、不図示の光検出センサによって光源部２０９から所定光量以上の照射光Ｌが照射されているか否かを検出することによって判定される。
【００４７】
処理ステップＳ１０２は、光源部２０９が点灯していないと判定された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）に実行される。処理ステップＳ１０２では、光源部２０９が点灯していないことを術者に報知する。光源部２０９が点灯しない原因としては、光源部２０９が寿命を過ぎて切れていることや、光源ユニット２０８がプロセッサ２００に正しく装着されていないことが考えられる。術者は、この報知に従って、光源ユニット２０８の交換や、装着のやり直し等を行う。
【００４８】
処理ステップＳ１０３は、光源部２０９が点灯していると判定された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）に実行される。処理ステップＳ１０３では、電池放電回路２１１により電池２１０の放電が開始される。
【００４９】
処理ステップＳ１０４では、処理ステップＳ１０３で放電が開始された電池２１０の出力電圧が第１の閾値以上であるか否かが判定される。
【００５０】
図５は、電池２１０の放電及び出力電圧の閾値判定を行うための電気回路の一例である。図５において、ＧＮＤ１〜ＧＮＤ３は接地、Ｖ１、Ｖ２は電子内視鏡システム１の電源から供給される電圧、Ｒ１〜Ｒ４は抵抗、Ｔ１はトランジスタ、Ｃ１はコンパレータである。
【００５１】
処理ステップＳ１０１で光源部２０９が点灯していると判定されると（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、光源部２０９が点灯していることを示す信号が端子Ｐ１に入力される。これにより、電池２１０と抵抗Ｒ１とがトランジスタＴ１を介して電気的に接続され、電池２１０の放電が開始される。図５に示される電気回路のうち、ＧＮＤ１からＧＮＤ２までの回路が電池放電回路２１１である。電池２１０からの出力電圧は、コンパレータＣ１のマイナス側端子に入力される。また、コンパレータＣ１のプラス側端子には、電子内視鏡システム１の駆動電源Ｖ１及び抵抗Ｒ２、Ｒ３により生成された第１の閾値電圧が入力される。電池２１０からの出力電圧が第１の閾値電圧以上である場合は、コンパレータＣ１からローシグナルが出力される。電池２１０からの出力電圧が第１の閾値電圧未満である場合は、コンパレータＣ１からハイシグナルが出力される。
【００５２】
光源部２０９及び電池２１０の出力電圧の時間変化がそれぞれ、図２及び図３に示される特性を有している場合、第１の閾値電圧を１Ｖに設定することにより、コンパレータＣ１の出力信号を用いて、電池２１０の放電時間が２００時間を超えたか否かを判定することができる。また、処理ステップＳ１０１で光源部２０９が点灯していないと判定されると（Ｓ１０１：ＮＯ）、電池２１０の放電は行われないため、光源部２０９の使用時間と電池２１０の放電時間を一致させることができる。そのため、電池２１０の放電時間が２００時間を超えたか否かを判定することにより、光源部２０９の使用時間が２００時間を超えたか否かを判定することができる。
【００５３】
処理ステップＳ１０５は、電池２１０の出力電圧が第１の閾値電圧以上と判定された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）に実行される。処理ステップＳ１０５では、可動減光メッシュ２１５が照射光Ｌの光路上に挿入される。なお、処理ステップＳ１０５が実行される前に既に可動減光メッシュ２１５が光路上に挿入されている場合は、処理ステップＳ１０５ではその状態が維持される。
【００５４】
電池２１０の出力電圧が第１の閾値電圧以上と判定された場合、光源部２０９の使用時間は２００時間以下であり、照射光Ｌの光量は比較的大きい。そのため、処理ステップＳ１０５で可動減光メッシュ２１５が光路上に挿入されることにより、照射光Ｌが減光され、被写体に照射される照射光Ｌの光量が過剰になると同時に、体腔内観察に不適な過度な発熱を抑制することができる。処理ステップＳ１０５が実行された後は、再度処理ステップＳ１０４が実行される。
【００５５】
処理ステップＳ１０６は、電池２１０の出力電圧が第１の閾値電圧よりも小さいと判定された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）に実行される。処理ステップＳ１０６では、可動減光メッシュ２１５が照射光Ｌの光路上から抜去される。なお、処理ステップＳ１０６が実行される前に既に可動減光メッシュ２１５が光路上から抜去されている場合は、処理ステップＳ１０６ではその状態が維持される。
【００５６】
電池２１０の出力電圧が第１の閾値電圧よりも小さいと判定された場合、光源部２０９の使用時間は２００時間を超えており、照射光Ｌの光量は比較的小さい。そのため、処理ステップＳ１０６で可動減光メッシュ２１５が光路上から抜去されることにより、照射光Ｌが不足することを防止できる。
【００５７】
図６は、光源部２０９の使用時間と被写体に照射される照射光Ｌの光量との関係を示したグラフである。図６の横軸は、光源部２０９の累積の使用時間（単位：時間）を示す。図６の縦軸は、光源部２０９の使用開始直後（使用時間：０時間）における被写体に照射される照射光Ｌの光量１００％とした場合の、照射光Ｌの光量（単位：％）を示す。光源部２０９の使用を開始してから２００時間までは、光路上に可動減光メッシュ２１５が挿入されている。使用時間が２００時間を超えると、可動減光メッシュ２１５が光路上から抜去されて、被写体に照射される照射光Ｌの光量が増加する。これにより、光源部２０９の使用時間が２００時間を超えた後も大きな照射光量を維持できると共に、使用開始からの照射光Ｌの光量の変動を一定の範囲内に抑えることができる。
【００５８】
例えば、可動減光メッシュ２１５を光路上から挿抜する構成を有していない場合、光源部２０９の使用を開始してから５００時間までの間に、照射光Ｌの光量は、１００％と約５０％の間で変動する（図２参照）。これに対し、本実施形態では、この照射光Ｌの光量は、１００％と約６５％の間で変動する（図６参照）。このように、可動減光メッシュ２１５を光路上から挿抜することにより、照射光Ｌの光量の変動幅を小さくすることができる。
【００５９】
なお、可動減光メッシュ２１５が光路上に配置されているか否かに拘わらず、固定減光メッシュ２１４は光路上に配置されたままである。これにより、光源部２０９から射出されＬＣＢ１０２に入射される照射光Ｌの光量を所定値以下に抑えることができ、照射光Ｌによる電子スコープ１００の先端部や被写体の温度の上昇が抑えられる。
【００６０】
このように、本実施形態では、電池２１０の出力電圧の閾値判定によって可動減光メッシュ２１５を挿抜するタイミングを決定している。これにより、光源ユニット２０８の使用時間を計測して光源ユニット２０８を交換するタイミングを決定する場合と異なり、光源ユニット２０８の交換に合わせて使用時間をリセットする操作が不要となる。そのため、光源ユニット２０８を交換した際にリセット操作し忘れてしまう、或いは、光源ユニット２０８を交換していないにも拘わらず誤ってリセット操作をしてしまう等の操作ミスを防ぎ、適切なタイミングで可動減光メッシュ２１５を挿抜することができる。
【００６１】
また、本実施形態に係る構成では、光源部２０９だけ又は電池２１０だけが単独で交換されると、その後、光源部２０９の使用時間と電池２１０の放電時間とが一致しない不具合が発生し得る。そこで、本実施形態では、光源部２０９と電池２１０とをユニット化し、これらを術者が簡単に分離することができない構成となっている。これにより、光源部２０９だけ又は電池２１０だけが単独で交換される作業ミスが防止され、光源部２０９の使用時間と電池２１０の放電時間とが一致しない不具合が避けられる。
【００６２】
以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施形態等又は自明な実施形態等を適宜組み合わせた内容も本発明の実施形態に含まれる。
【００６３】
［電池の出力電圧の使用方法に関する変形例］
上述の実施形態では、電池２１０は可動減光メッシュ２１５を挿抜するタイミングを検出するために使用されるが、本発明はこれに限定されない。例えば、電池２１０は、可動減光メッシュ２１５を挿抜するタイミングと光源ユニット２０８を交換するタイミングとの両方を検出するために使用してもよい。
【００６４】
電池２１０を用いて光源ユニット２０８を交換するタイミングを検出する方法について説明する。図３に示される電池２１０は、放電時間が５００時間になると、出力電圧が約０．７５Ｖになる。また、図２に示される光源部２０９は、使用時間が５００時間になると、照射光Ｌの光量が使用開始時の約５０％となり、光源ユニット２０８の交換タイミングとなる。そのため、０．７５Ｖを第２の閾値電圧に設定し、電池２１０の出力電圧が第２の閾値を下回ったか否かを判定することにより、光源ユニット２０８の交換タイミングを検出することができる。光源ユニット２０８が交換タイミングを迎えると、電子内視鏡システム１は、光源ユニット２０８が交換タイミングを迎えていることを術者に報知する。
【００６５】
また、電池２１０の出力電圧は、可動減光メッシュ２１５を挿抜するタイミングや、光源ユニット２０８を交換するタイミングを報知するだけでなく、光源ユニット２０８の使用時間を報知するために使用してもよい。例えば、電池２１０の出力電圧に対して複数の閾値を設け、出力電圧が各閾値を下回ったか否かを判定することにより、図３に示される放電時間と出力電圧との関係から、光源ユニット２０８のおおよその使用時間を術者に報知することができる。
【００６６】
［可動減光メッシュ及び固定減光メッシュに関する変形例］
また、上述の実施形態では、電子内視鏡システム１が一つの可動減光メッシュ２１５を有する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、電子内視鏡システム１は複数の可動減光メッシュ２１５を備えており、電池２１０の出力電圧に応じて各可動減光メッシュ２１５を光路上に個別に挿抜してもよい。
【００６７】
図７は、二つの可動減光メッシュ２１５を有する電子内視鏡システム１の変形例における、光源部２０９の使用時間と被写体に照射される照射光Ｌの光量との関係を示したグラフである。図７の横軸は、光源部２０９の累積の使用時間（単位：時間）を示す。図７の縦軸は、光源部２０９の使用開始直後（使用時間：０時間）における被写体に照射される照射光Ｌの光量を１００％とした場合の、照射光Ｌの光量（単位：％）を示す。この変形例では、電池２１０の出力電圧を用いて、光源ユニット２０８の使用時間が１００時間を超えたか否か、及び、３００時間を超えたか否かが判定される。光源ユニット２０８の使用時間が１００時間以下の場合は、光路上に２つの可動減光メッシュ２１５が挿入される。光源ユニット２０８の使用時間が１００時間を超えると、２つの可動減光メッシュ２１５のうち１つが光路上から抜去される。光源ユニット２０８の使用時間が３００時間を超えると、もう１つの可動減光メッシュ２１５が光路上から抜去される。このように、複数の可動減光メッシュ２１５を使用することにより、光源ユニット２０８の使用時間の増加に伴う照射光Ｌの光量の変動を、より一層抑えることができる。
【００６８】
また、上述の実施形態では、照射光Ｌの光量を減光するために固定減光メッシュ２１４及び可動減光メッシュ２１５を使用しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、これらの減光メッシュの代わりに、ＮＤ（Neutral Density）フィルタ（減光フィルタ）を使用してもよい。
【００６９】
また、可動減光メッシュ２１５の代わりに、開口率を変更可能な開口絞りを使用してもよい。この場合、電池２１０の出力電圧に応じて開口絞りの開口率を変更することにより、被写体に照射される照射光Ｌの光量をより細かく制御することができる。
【００７０】
また、上述の実施形態では、可動減光メッシュ２１５によって照射光Ｌの光量を変更する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、光源部２０９としてＬＥＤを使用する場合、電池２１０の出力電圧に応じてＬＥＤの駆動電流を変更して照射光Ｌの光量を調整してもよい。この場合、可動減光メッシュ２１５及び減光メッシュ駆動機構２１６は必須ではない。
【００７１】
［電池放電回路に関する変形例］
また、図５に示される電気回路では、電池２１０の電力は、抵抗Ｒ１を介して放電されるが、本発明はこれに限定されない。図８は、本発明の電池２１０の放電及び出力電圧の閾値判定を行うための電気回路の変形例である。図８に示される電気回路は、ペルチェ素子Ｘを備えていること以外は、図５に示される電気回路と同じである。
【００７２】
図８に示される電気回路では、光源部２０９が点灯すると、電池２１０に蓄積された電荷が、抵抗Ｒ１及びペルチェ素子Ｘを介して放電される。ペルチェ素子Ｘは、電池２１０を冷却するために使用される。電池２１０は、温度が高くなると使用可能時間が短くなるという特性を有する。そのため、電池２１０の電力を、ペルチェ素子Ｘによって電池２１０を冷却するために使用することにより、温度上昇に伴って電池２１０の使用可能時間が短くなることを抑制することができる。
【００７３】
また、電池２１０の電力は、電池２１０が放電中であることを報知するために使用されてもよい。図９は、電池２１０の放電及び出力電圧の閾値判定を行うための電気回路の別の変形例である。図９に示される電気回路は、図５に示される電気回路に、発光ダイオード（ＬＥＤ）１、トランジスタＴ２、抵抗Ｒ５、ＬＥＤ２を追加したものである。図９において、ＧＮＤ４は接地、Ｖ３は電子内視鏡システム１の電源から供給される電圧である。また、使用する電池２１０の特性は図３に示されるものと同じである。
【００７４】
図９に示される電気回路では、電池２１０の使用開始直後の出力電圧は約１．５Ｖである。抵抗Ｒ１及びＬＥＤ１の抵抗値は、電池２１０の放電時間が２００時間になった時に、出力電圧が約１Ｖになるように設定されている。そのため、閾値電圧を１Ｖに設定し、出力電圧が閾値電圧以上であるか否かを検出することにより、電池２１０の放電時間が２００時間を経過したか否かを判定することができる。
【００７５】
また、ＬＥＤ１は、発光するために必要な閾値電圧（発光閾値電圧）を有している。ＬＥＤ１は、印加される電圧が発光閾値電圧以下の場合はほとんど発光せず、印加電圧が発光閾値電圧を超えると印加電圧（駆動電流）に応じた光量のＬＥＤ光を射出する。図９に示される電気回路では、ＬＥＤ１の発光閾値電圧を、電池２１０の出力電圧が閾値電圧（１Ｖ）である時にＬＥＤ１に印加される電圧と一致させている。これにより、電池２１０の放電時間が２００時間以下の場合は、ＬＥＤ１は電池２１０から出力電圧によって発光し、放電時間が２００時間を超えた場合は、ＬＥＤ１はほとんど発光しない。これにより、ＬＥＤ１から射出されるＬＥＤ光を、光源ユニット２０８の使用時間が２００時間を超えたか否かを報知するために使用することができる。
【００７６】
また、図９に示される電気回路において、コンパレータＣ１からの出力（ローシグナル又はハイシグナル）は、システムコントローラ２０２を介してトランミッタＴ２に入力される。電池２１０の放電時間が２００時間以下の場合は、トランスミッタＴ２にローシグナルが入力され、ＬＥＤ２に駆動電圧は印加されない。電池２１０の放電時間が２００時間よりも長い場合は、トランスミッタＴ２にハイシグナルが入力され、ＬＥＤ２が発光する。このＬＥＤ２の発光により、光源ユニット２０８の使用時間が２００時間を超えていることを報知することができる。
【００７７】
また、図８に示される電気回路では、電池２１０に蓄積された電荷を、ペルチェ素子Ｘを駆動するために使用し、図９に示される電気回路では、電池２１０に蓄積された電荷を、ＬＥＤ１を発光させるために使用しているが、本発明はこれに限定されない。電池２１０の放電及び出力電圧の閾値判定を行うための電気回路は、例えば、ペルチェ素子ＸとＬＥＤ１の両方を有していてもよい。
【００７８】
また、図９に示される電気回路では、電子内視鏡システム１が有するＬＥＤ２は一つのみであるが、本発明はこれに限定されない。電子内視鏡システム１は複数のＬＥＤ２を備え、光源ユニット２０８の使用時間に応じて発光するＬＥＤ２を変更してもよい。この場合、光源ユニット２０８の使用時間が２００時間を超えたか否かは電池２１０の出力電圧に基づいて判定し、２００時間を超えた後の使用時間はシステムコントローラ２０２で計測する。
【００７９】
以下では、電子内視鏡システム１が３つのＬＥＤ２を有している場合の動作について説明する。３つのＬＥＤ２はそれぞれ、緑、黄、赤のＬＥＤ光を射出するＬＥＤである。システムコントローラ２０２は、光源部２０９が発光し、且つ、コンパレータＣ１からハイシグナルが出力されている時間を計測する。システムコントローラ２０２が計測した時間が２５０時間以下の場合（即ち、光源ユニット２０８の使用時間が２００時間よりも長く、４５０時間以下である場合）、システムコントローラ２０２は、緑のＬＥＤ２を発光させる。また、システムコントローラ２０２が計測した時間が２５０時間よりも長く、３００時間以下の場合（即ち、光源ユニット２０８の使用時間が４５０時間よりも長く、５００時間以下である場合）、システムコントローラ２０２は、黄のＬＥＤ２を発光させる。また、システムコントローラ２０２が計測した時間が３００時間よりも長い場合（即ち、光源ユニット２０８の使用時間が５００時間よりも長い場合）、システムコントローラ２０２は、赤のＬＥＤ２を発光させる。
【００８０】
このように、光源ユニット２０８の使用時間に応じて、発光させるＬＥＤ２の色を変更することにより、光源ユニット２０８の交換時期が近付いていること、及び、光源ユニット２０８の交換が必要であることを報知することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１    電子内視鏡システム
１００    電子スコープ
１０２    ＬＣＢ
１０４    配光レンズ
１０６    対物レンズ
１０８    固体撮像素子
１１０    ドライバ信号処理回路
１１２    メモリ
２００    プロセッサ
２０２    システムコントローラ
２０４    タイミングコントローラ
２０８    光源ユニット
２０９    光源部
２１０    電池
２１１    電池放電回路
２１２    近赤外吸収フィルタ
２１３    熱線吸収フィルタ
２１４    固定減光メッシュ
２１５    可動減光メッシュ
２１６    減光メッシュ駆動機構
２１７    集光レンズ
２１８    光量調整機構
２３０    メモリ
２３２    操作パネル
２３４    前段信号処理回路
２３６    後段信号処理回路
３００    モニタ
【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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