(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡を介して被写体を照らす照明光を発生するための第１の光源と、
前記第１の光源とは駆動電力が異なる第２の光源と、
前記第１の光源に対して点灯出力を印加可能であるとともに、前記第２の光源に対して点灯出力を印加可能である単一の光源用電源と、
前記光源用電源の出力を前記第１の光源と前記第２の光源とに切り換えて出力するための光源出力電力切換手段と、
前記光源用電源の出力を検出することにより、前記第１の光源が断線状態であるか否かを判定する断線判定手段と、
前記断線判定手段により、当該第１の光源が断線状態であると判定された際には、前記光源出力電力切換手段を制御して前記光源用電源からの出力を前記第１の光源から前記第２の光源へと切り換えるとともに、予め設定された電力を前記第２の光源に印加するよう制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする内視鏡用光源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内視鏡検査の場合に使用されるメインランプが消灯した場合に非常用ランプを点灯する内視鏡用光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内視鏡使用時は、メインのランプ（以下、メインランプ）を使用して内視鏡観察及び治療を行っているが、操作者が手を離せない状況の時に何らかの原因でメインランプが消えた場合、予備の光源である非常灯へ切り換える事により、内視鏡から手を離す事無く、内視鏡観察または治療を続けられるようになっていた。
【０００３】
そのために、内視鏡用光源装置のランプ関係のユニットとしては、メインランプと、非常灯と、メインランプ用の電源と、非常灯用の電源と、メインランプが切れた事を検出して非常灯へ切り換えるための制御回路から構成されていた。
【０００４】
例えば、特願昭５８−１３５５４０号では、主光源としての放電灯にはイグニッション回路、補助光源としての電灯には補助光源点灯回路というようにそれぞれに駆動用電源を設け、さらに別の制御回路にて主光源の消灯を検出し、主光源の消灯を検出したならば、補助光源を点灯させるようにしていた。
【０００５】
この事により、内視鏡の操作者が使用中に手を離せない状態で、主光源が何らかの原因で消灯してしまった場合でも、自動的に補助灯へ切り換わるため、操作者が手を離す事無く、内視鏡の操作を続ける事ができた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、メインランプと、非常灯と、メインランプ用の電源と、非常灯用の電源と、メインランプが切れた事を検出して非常灯へ切り換えるための制御回路を別々に構成していたため、光源装置の大型化、コストアップ、各種検討工数の増加を伴っていた。
【０００７】
従来は、例えば特願昭５８−１３５５４０の様に、主光源としての放電灯にはイグニッション回路、補助光源としての電灯には補助光源点灯回路というように、それぞれの光源に駆動用電源を設けていた。そのため、光源装置の大型化、コストアップ及び、検討工数の増加という問題があった。
【０００８】
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、メインランプと非常灯の点灯用電源を共有化でき、小型化、コストダウン、検討工数の削減を可能とする内視鏡用光源装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の内視鏡用光源装置は、内視鏡を介して被写体を照らす照明光を発生するための第１の光源と、前記第１の光源とは駆動電力が異なる第２の光源と、前記第１の光源に対して点灯出力を印加可能であるとともに、前記第２の光源に対して点灯出力を印加可能である単一の光源用電源と、前記光源用電源の出力を前記第１の光源と前記第２の光源とに切り換えて出力するための光源出力電力切換手段と、前記光源用電源の出力を検出することにより、前記第１の光源が断線状態であるか否かを判定する断線判定手段と、前記断線判定手段により、当該第１の光源が断線状態であると判定された際には、前記光源出力電力切換手段を制御して前記光源用電源からの出力を前記第１の光源から前記第２の光源へと切り換えるとともに、予め設定された電力を前記第２の光源に印加するよう制御する制御手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１０】
電力を切り換える方法としては、例えば、スイッチング回路のスイッチング周波数を変化させる事によりランプ電圧を変化させる方法が考えられる。これは、スイッチング周波数を高くすると、出力電圧が高くなり、スイッチング周波数を低くすると、出力電圧が低くなる事を利用している。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態の内視鏡用光源装置の構成を示す。本実施の形態は通常の観察のための照明光源として用いられる第１の光源（ランプ）としてのメインランプと、このメインランプが点灯しない場合に非常用に用いられる第２の光源としての非常用ランプとが同じ種類で、特にメタルハライドランプやキセノンランプなどの放電管タイプのランプを使用した場合の実施の形態を示す。
【００１２】
図１に示す第１の実施の形態の内視鏡用光源装置１では商用電源２は共通のランプ点灯手段を形成するスイッチング回路３の入力端が接続され、商用電源２から供給される交流電力に対し、スイッチング回路３内の図示しない整流回路により直流化し、さらにスイッチングトランジスタ等のスイッチング素子をスイッチングさせてこのスイッチング回路３の出力端に接続されたトランス４の１次回路に出力し、このトランス４の２次回路にランプを点灯するランプ電圧を発生する。
【００１３】
このトランス４の２次回路には放電管タイプのランプの場合に必要となるランプ点灯開始の高電圧を発生するスタータ５とランプの切換を行うランプ切換回路６とが接続され、このランプ切換回路６によりメインランプ７と非常用ランプ８との一方を選択接続するようにしている。
【００１４】
また、トランス４の２次回路は比較器９の一方の入力端と接続され、この比較器９の他方の入力端には基準電圧設定手段１０で発生する基準電圧が印加され、比較器９で２つの電圧を比較した差分の電圧を出力信号としてパルス幅変調回路（以下、ＰＷＭと略記）１１に出力する。具体的には基準電圧に対するランプ電圧のずれ量に応じた誤差電圧をＰＷＭ１１に出力する。
【００１５】
図１の構成ではトランス４の２次回路には交流電圧が発生するので、基準電圧が直流電圧の場合には比較着の出力は脈流となる。この脈流でＰＷＭ１１の駆動を制御しても良いし、その脈流の平均値でＰＷＭ１１の駆動を制御しても良い。また、トランス４の２次回路から整流器（及び平滑化回路）を介して比較器９に印加するようにしても良い。以下の説明では簡単化のため、比較器９への入力及び出力は平均化したもの（つまり直流レベル）として説明する。
【００１６】
このＰＷＭ１１は入力される信号の値に応じたパルス幅のパルス信号をスイッチング回路３に出力し、スイッチング回路３はこのパルス信号に応じてスイッチングする周波数を変えてトランス４に出力し、このトランス４の２次回路側にスイッチング周波数に応じた電圧に変換する。そして、トランス４の２次回路のランプ電圧の平均値が基準電圧になるようにフィードバック制御を行うようにしている。
【００１７】
また、比較器９の出力信号はメインランプ７の消灯を検出する消灯検出手段１２に入力され、この消灯検出回路１２から出力される消灯検出信号は基準電圧設定手段１０とランプ切換回路６に入力され、この信号によって基準電圧設定手段１０に対して基準電圧の変更と、ランプ切換回路６に対しては（ランプ電圧が供給される）ランプの切換を制御するようにしている。
【００１８】
つまり、比較器９の出力信号はフィードバック制御により正常な状態では殆ど０に近い値となり、この状態では消灯検出手段１２の出力は消灯を検出しない信号レベル（例えば、“Ｌ”）であるが、比較器９の出力信号が大幅に変化した場合には、消灯検出回路１２はメインランプ７がランプ切れ等の消灯状態と判断して、消灯を検出した信号レベル（例えば、“Ｈ”）の消灯検出信号を出力する。そして、基準電圧設定手段１０に対しては非常用ランプ８の点灯に適した基準電圧を出力するように基準電圧の切換の制御を行う共に、ランプ切換回路６に対しては非常用ランプ８にランプ電圧が供給されるように切換える。
【００１９】
具体的には、ランプ切換回路６に対しては正常な状態でメインランプ７に接続された接点Ａ１，Ａ２と導通していた２つの共通接点Ｃ１，Ｃ２を非常用ランプ８に接続された接点Ｂ１，Ｂ２と導通するように切換える。
【００２０】
また、消灯検出手段１２は消灯状態と判断した場合には図示しない制御ラインを介してスタータ５に信号を送り、新たに非常用ランプ８の点灯を開始させる高圧の点灯動作を行わせる制御も行う。
【００２１】
なお、メインランプ７等の点灯による光は図示しない内視鏡のライトガイドの端部に供給され、ライトガイドにより伝送された光は内視鏡先端部の照明窓に取り付けられたライトガイドの先端面から体腔内の患部等の被写体側に出射され、被写体側を照明する照明光となる。
【００２２】
この照明された被写体は照明窓に隣接して配置された観察窓に取り付けられた対物レンズ系を介して結像され、イメージガイドを介して肉眼観察或いは固体撮像素子を介してモニタで観察できるようになる。
【００２３】
なお、メインランプ７の点灯に適した電力と、非常用ランプ８の点灯に適した電力とは異なり、各ランプの点灯に適した電力を供給できるようにするために、本実施の形態では各ランプに印加されるランプ電圧の平均値をそのランプの点灯に適した電力に対応する値（基準電圧）になるように基準電圧設定手段１０で制御している。
【００２４】
本実施の形態ではメインランプ７と非常用ランプ８とを選択的に点灯可能な共通の点灯手段と、メインランプ７の消灯状態を検出する検出手段と、この検出手段の出力に基づいてメインランプ７と非常用ランプ８との一方を選択的に点灯手段に接続する切換手段と、この検出手段の出力に基づいて点灯手段に接続されたメインランプ７或いは非常用ランプ８の点灯に適した電力を供給する電力基準値設定手段とを設けていることが特徴となっている。
【００２５】
次に本実施の形態の作用を説明する。
図示しない電源スイッチが投入されると、商用電源２の電力がスイッチング回路３に供給され、このスイッチング回路３を経てトランス４の２次回路にランプ電圧が発生する。電源投入時の初期状態では消灯検出手段１２は消灯の検出を行わない状態を維持する。具体的には、消灯検出手段１２の出力信号レベルが“Ｌ”。
【００２６】
この状態ではランプ切換回路６は図１に示すように共通接点Ｃ１，Ｃ２が接点Ａ１，Ａ２と導通する状態となり、ランプ電圧がスタータ５を介してメインランプ７に供給される。
【００２７】
また、この初期状態では消灯検出手段１２は基準電圧設定手段１０がメインランプ７の点灯に適した基準電圧を出力するように制御する。さらに、消灯検出手段１２はスタータ５に点灯動作開始の制御を行い、メインランプ７には高電圧が短い時間だけ印加され、点灯動作が開始し、その後はランプ電圧により点灯状態が維持される。
【００２８】
このランプ電圧は、比較器９で基準電圧設定手段１０からの基準電圧と比較され、その比較結果がＰＷＭ１１を介して再びスイッチング回路３へフィードバックする事により、ランプ電圧の平均値は常に基準電圧設定手段１０の基準電圧と一致する値になるようにランプ電圧の値が制御される。
【００２９】
例えば、基準電圧よりもランプ電圧の平均値が高い場合には比較器９は負の極性の出力信号をＰＷＭ１１のパルス幅制御端に印加し、ＰＷＭ１１はこの場合にはパルス幅をより小さくするパルス信号をスイッチング回路３に出力する。スイッチング回路３はパルス幅がより小さいパルス信号の場合にはそのスイッチング周波数を下げる動作を行うことにより、トランス４の２次回路のランプ電圧が下がり、前の状態の場合よりも低いランプ電圧となるので、より基準電圧に近い値となり、このようなフィードバックが繰り返されることにより基準電圧に殆ど一致する状態となる。
【００３０】
また、逆に基準電圧よりもランプ電圧が低い場合には比較器９は正の極性の出力信号をＰＷＭ１１のパルス幅制御端に印加し、ＰＷＭ１１はこの場合にはパルス幅がより大きいパルス信号をスイッチング回路３に出力する。スイッチング回路３はより大きいパルス幅のパルス信号の場合にはそのスイッチング周波数を上げる動作を行うことにより、トランス４の２次回路のランプ電圧が上がり、前の状態の場合よりも高いランプ電圧となるので、より基準電圧に近い値となり、このようなフィードバックが繰り返されることにより基準電圧に殆ど一致する状態となる。
【００３１】
この状態（通常動作状態）におけるメインランプ７の点灯により、その光を内視鏡観察のための照明光とすることにより、通常の内視鏡観察を行うことができる。
【００３２】
上記通常動作状態に達するのに必要な時間の後、消灯検出手段１２は消灯検出の動作を行うようになる。そして、この通常動作状態中に、メインランプ７の寿命や製造上のばらつき等、何らかの理由によりメインランプ７が消えた場合、消灯検出手段１２はその際の比較器９の出力の大幅な変化を検知したならば、メインランプ７が消えた消灯状態と判断して消灯検出信号を出力する。
【００３３】
例えば、メインランプ７の電極が断線して電流が流れなくなると、ランプ電圧が基準電圧設定手段１０からの基準電圧より大幅に高くなり、比較器９の出力が大幅に変化する。比較器９の出力が大幅に変化すると、消灯検出手段１２は、メインランプ７が消えたと判断して、基準電圧設定手段１０とランプ切換回路６それぞれへメインランプ７が切れた事を知らせる消灯検出信号を出力する。
【００３４】
基準電圧設定手段１０では、非常用ランプ８の点灯に適したランプ電圧となるような基準電圧を発生し、ランプ切換回路６ではランプ電圧が非常用ランプ８に印加されるように切り換える。
【００３５】
また、消灯検出手段１２は、スタータ５に点灯動作を開始させる信号を送り、短い時間、高電圧を発生させて非常用ランプ８を点灯させ、その後はランプ電圧により点灯状態を維持する。この点灯状態ではメインランプ７の作用で説明したように基準電圧により、その非常用ランプ８の点灯に適したランプ電圧が維持される。
【００３６】
以上の動作により、内視鏡観察中にメインランプ７が何らかの原因で切れた場合でも、非常用ランプ８へ自動的に切り換えられる事により内視鏡観察を続行する事ができる様になる。
【００３７】
本実施の形態によれば、メインランプ７と非常用ランプ８とを選択的に点灯可能な共通の点灯手段を設けているので、メインランプ専用及び非常用ランプ専用の２つの点灯手段の一方が不要になり、光源装置の小型化、コストダウンが可能になると共に、それぞれの点灯手段の場合に必要となっていた検討工数の削減を可能とする効果がある。
【００３８】
また、メインランプ７の消灯状態を検出する検出手段の出力によりメインランプ７から非常用ランプ８が共通の点灯手段に接続されるようにすると共に、非常用ランプ８の点灯に適した電力を供給するようにしているので、内視鏡観察中にメインランプ７が何らかの原因で切れた場合でも、非常用ランプ８へ自動的に切り換えられる事により内視鏡観察を中断することなく、続行する事ができる効果もある。
【００３９】
なお、メインランプ７の点灯による照明光量に比較して非常用ランプの照明光量がかなり小さい場合で、内視鏡が固体撮像素子を備えた電子内視鏡の場合には固体撮像素子の撮像期間を可変制御（具体的には長くする）して、メインランプ７での照明の下で撮像された場合のように明るくかつＳ／Ｎの良い画像が得られるようにしても良い（応答性は犠牲にする）。
【００４０】
例えば、メインランプ７での照明のもとでは、１枚のカラー画像を得る撮像期間としての１フレーム期間が例えば１／３０秒の場合、非常用ランプ８に切り換えた場合にはその数倍〜１０倍程度まで、撮像期間を長くして識別し易い画像が得られるようにしていも良い。
【００４１】
（第２の実施の形態）
図２は本発明の第２の実施の形態の内視鏡用光源装置の構成を示す。本実施の形態はメインランプと、非常用ランプとが異なる種類で、特にメタルハライドランプやキセノンランプなどの放電管タイプのランプをメインランプに使用し、ハロゲンランプ等のフィラメントタイプのランプを非常用ランプに使用した場合のものである。
【００４２】
図２に示す第２の実施の形態の内視鏡用光源装置２１は図１の内視鏡用光源装置１において、ランプ切換回路６はトランス４の２次回路に設けられ、かつ共通接点Ｃ１，Ｃ２が接点Ａ１，Ａ２とＯＮした場合にはスタータ５を介してメインランプ７に電力が供給されるが、接点Ｃ１，Ｃ２が接点Ｂ１，Ｂ２とＯＮした場合にはスタータ５を介することなく、フィラメントタイプの非常用ランプ２２に電力が供給されるようにしている。その他の構成は図１の内視鏡用光源装置１と同じである。
【００４３】
次に本実施の形態の作用を説明する。
【００４４】
電源スイッチのＯＮに伴い、メインランプ７の点灯及び点灯状態が維持される動作は第１の実施の形態と同様である。そして、消灯検出手段１２が消灯検出の動作を行う。
【００４５】
ところが通常動作中、メインランプ７の寿命や製造上のばらつき等、何らかの理由によりメインランプ７が消えた場合、ランプ電圧が変化して、比較器９の出力が大幅に変化する。この大幅の変化は、消灯検出手段１２で検出され、メインランプ７が消えたと判断して、基準電圧設定手段１０とランプ切換回路６それぞれへメインランプ７が切れた事を知らせる。
【００４６】
基準電圧設定手段１０では、非常用ランプ２２の点灯に適したランプ電圧となるような基準電圧を発生し、ランプ切換回路６では非常用ランプ２２にランプ電圧が印加されるように切り換える。この切換により、フィラメントタイプの非常用ランプ２２が点灯する。
【００４７】
この非常用ランプ２２はそのランプ電圧の平均値が基準電圧に一致するように制御される。
【００４８】
以上の動作により、内視鏡観察中にメインランプ７が何らかの原因で切れた場合でも、非常用ランプ２２へ自動的に切り換えられる事により内視鏡観察を続行する事ができる様になる。
【００４９】
なお、本実施の形態においては、この非常用ランプ２２はランプ切換回路６を非常用ランプ２２がＯＮするように切り換えると、すぐに点灯するので、この非常用ランプ２２を点灯するのに適したランプ電圧の平均値がメインランプ７の場合の平均値よりも小さい場合には、ランプ切換よりも、基準電圧の切換を先に行うか、少なくとも、ランプ切換よりも、基準電圧の切換が後にならないようにすることが望ましい。
【００５０】
この条件を満たさない切換の順序、つまり先にランプ切換を行った後に基準電圧の切換を行うと、非常用ランプ２２に過大なランプ電圧が印加された後にそのランプ電圧が適正な値に変更されることになるので、過大なランプ電圧の印加の際に非常用ランプ２２に損傷を与える可能性がある。
【００５１】
本実施の形態はメインランプ７と非常用ランプとの種類が異なるランプの場合にも、第１の実施の形態と同様の効果を有する光源装置を実現できる。
【００５８】
なお、メインランプ７の消灯を検出する消灯検出手段１２は比較器９の出力の大幅の変動を検出することにより、その消灯を検出するようにしているが、この他にメインランプ７に流れる電流値或いはその変化量を検出して消灯を検出するようにしても良い。
【００５９】
つまり、正常な点灯状態でのメインランプ７に流れる電流値はほぼ一定であるので、その値から大幅に異なる電流値の場合には消灯と判断して、非常用ランプ８或いは２２を点灯させるようにしても良い。
また、メインランプ７の消灯を検出した場合、ブザーの音或いはＬＥＤ等の点灯により術者にメインランプ７の消灯を告知するようにしても良い。
【００６０】
［付記］
１．内視鏡を介して被写体を照らす照明光を発生するための第１の光源と、
前記第１の光源とは別の第２の光源と、
第１の光源及び第２の光源を選択的に点灯可能な点灯装置と、
前記第１の光源が点灯しなくなった事を検出する検出手段と、
前記検出手段からの信号に基づいて、前記第１または第２の光源の点灯を切り換える切り換え手段と、
前記検出手段からの信号に基づいて、前記第１または第２の光源に応じた電力を出力するための電力基準値設定手段と、
を設けたことを特徴とする内視鏡用光源装置。
【００６１】
２．内視鏡を介して被写体を照らすための照明光を発生するメインランプとしての放電管と、
前記放電管とは別の非常用ランプとしての放電管と、
２つの前記ランプを点灯させるためのスイッチング電源と、
前記スイッチング電源の出力電力を決める出力設定手段と、
前記基準電圧設定手段と上記スイッチング電源の出力とを比較する比較器と、
前記比較器の出力からスイッチング電源を制御するための制御信号を発生する制御信号発生器と、
メインランプの消灯を検出する検出手段と、
前記検出手段からの信号に基づき、メインランプ又は非常用ランプへ切り換えるランプ切り換え手段と、
前記検出手段からの信号に基づき、上記基準電圧設定手段からの基準電圧を変化させることを特徴とする内視鏡用光源装置。
【００６２】
３．内視鏡を介して被写体を照らすためのメインランプとしての放電管と、
前記放電管とは別の非常用ランプとしてのフィラメント型の光源と、
２つの前記ランプを点灯させるためのスイッチング電源と、
前記スイッチング電源の出力電力を決める出力設定手段と、
前記基準電圧設定手段と上記スイッチング電源の出力とを比較する比較器と、前記比較器の出力からスイッチング電源を制御するための制御信号を発生する制御信号発生器と、
メインランプの消灯を検出する検出手段と、
前記検出手段からの信号に基づき、メインランプ又は非常用ランプに切り換えるランプ切り換え手段と、
前記検出手段からの信号に基づき、上記基準電圧設定手段からの基準電圧を変更させることを特徴とする内視鏡用光源装置。
【００６３】
４．内視鏡を介して被写体を照らすためのメインランプとしての放電管と、
前記放電管とは別の非常用ランプとしてののフィラメント型のランプと、
２つの前記ランプを点灯させるためのスイッチング電源と、
前記スイッチング電源の出力電力を決める出力設定手段と、
前記基準電圧設定手段と上記スイッチング電源の出力とを比較する比較器と、
前記比較器の出力からスイッチング電源を制御するための制御信号を発生する制御信号発生器と、
メインランプの消灯を検出する検出手段と、
前記検出手段からの信号に基づき、メインランプ又は非常用ランプに切り換えるランプ切り換え手段と、
からなる内視鏡用光源装置。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、１つの点灯装置で第１の光源及び第２の光源の点灯制御を行うことが出来るようになるため、２つの専用の点灯装置よりも、小型化、コストダウンが可能になり、さらに別々の点灯装置それぞれに関する検討時間の削減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の内視鏡用光源装置の構成図。
【図２】本発明の第２の実施の形態の内視鏡用光源装置の構成図。
【符号の説明】
１…内視鏡用光源装置
２…商用電源
３…スイッチング回路
４…トランス
５…スタータ
６…ランプ切換回路
７…メインランプ
８…非常用ランプ
９…比較器
１０…基準電圧設定手段
１１…ＰＷＭ
１２…消灯検出手段
【図１】
0003790909.tif 000002
【図２】
0003790909.tif 000003