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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024056350
(43)【公開日】2024-04-23
(54)【発明の名称】電子内視鏡用プロセッサ、電子内視鏡システム
(51)【国際特許分類】
A61B 1/06 20060101AFI20240416BHJP
A61B 1/00 20060101ALI20240416BHJP
G02B 23/24 20060101ALI20240416BHJP
【ＦＩ】
A61B1/06 614
A61B1/00 630
A61B1/00 683
A61B1/06 510
G02B23/24 A
G02B23/24 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022163153
(22)【出願日】2022-10-11
(71)【出願人】
【識別番号】000113263
【氏名又は名称】ＨＯＹＡ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000165
【氏名又は名称】弁理士法人グローバル・アイピー東京
(72)【発明者】
【氏名】山邉 俊明
【テーマコード（参考）】
2H040
4C161
【Ｆターム（参考）】
2H040AA02
2H040BA14
2H040DA36
4C161AA00
4C161BB00
4C161CC06
4C161GG01
4C161HH51
4C161NN01
4C161QQ10
(57)【要約】
【課題】発光素子を有する光源を備えた電子内視鏡用プロセッサにおいて、発光素子に対してパルス幅変調による調光を行う場合にＬＥＤを保護する。
【解決手段】本発明の一態様は、生体組織の撮像を行うように構成された撮像素子を備える電子内視鏡に用いられる電子内視鏡用プロセッサである。このプロセッサは、生体組織に対する照明光を生成するための複数の光源と、複数の光源の各々の出射光を受けて電気を発生する複数の太陽光発電モジュールと、複数の太陽光発電モジュールの各々によって発生する電気を蓄える複数の蓄電デバイスと、主電源又は複数の蓄電デバイスの一方が複数の光源に接続されるように切り替えを行う切り替え部と、複数の光源に対する主電源の供給が停止した場合に、複数の蓄電デバイスが複数の光源に接続されるように切り替え部を制御する制御部と、を備える。
【選択図】図３
【解決手段】本発明の一態様は、生体組織の撮像を行うように構成された撮像素子を備える電子内視鏡に用いられる電子内視鏡用プロセッサである。このプロセッサは、生体組織に対する照明光を生成するための複数の光源と、複数の光源の各々の出射光を受けて電気を発生する複数の太陽光発電モジュールと、複数の太陽光発電モジュールの各々によって発生する電気を蓄える複数の蓄電デバイスと、主電源又は複数の蓄電デバイスの一方が複数の光源に接続されるように切り替えを行う切り替え部と、複数の光源に対する主電源の供給が停止した場合に、複数の蓄電デバイスが複数の光源に接続されるように切り替え部を制御する制御部と、を備える。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
生体組織の撮像を行うように構成された撮像素子を備える電子内視鏡に用いられる電子内視鏡用プロセッサであって、
前記生体組織に対する照明光を生成するための複数の光源と、
前記複数の光源の各々の出射光を受けて電気を発生する複数の太陽光発電モジュールと、
前記複数の太陽光発電モジュールの各々によって発生する電気を蓄える複数の蓄電デバイスと、
主電源又は前記複数の蓄電デバイスの一方が前記複数の光源に接続されるように切り替えを行う切り替え部と、
前記複数の光源に対する前記主電源の供給が停止した場合に、前記複数の蓄電デバイスが前記複数の光源に接続されるように前記切り替え部を制御する制御部と、
を備えた電子内視鏡用プロセッサ。
前記生体組織に対する照明光を生成するための複数の光源と、
前記複数の光源の各々の出射光を受けて電気を発生する複数の太陽光発電モジュールと、
前記複数の太陽光発電モジュールの各々によって発生する電気を蓄える複数の蓄電デバイスと、
主電源又は前記複数の蓄電デバイスの一方が前記複数の光源に接続されるように切り替えを行う切り替え部と、
前記複数の光源に対する前記主電源の供給が停止した場合に、前記複数の蓄電デバイスが前記複数の光源に接続されるように前記切り替え部を制御する制御部と、
を備えた電子内視鏡用プロセッサ。
【請求項2】
前記切り替え部は、前記主電源又は前記複数の蓄電デバイスの各々の一方が前記複数の光源の各々に接続されるように切り替えるための複数のスイッチを含み、
前記制御部は、前記複数の光源に対する前記主電源の供給が停止した場合に、前記複数の蓄電デバイスの各々が前記複数の光源の各々に接続されるように前記複数のスイッチを制御する、
請求項１に記載された電子内視鏡用プロセッサ。
前記制御部は、前記複数の光源に対する前記主電源の供給が停止した場合に、前記複数の蓄電デバイスの各々が前記複数の光源の各々に接続されるように前記複数のスイッチを制御する、
請求項１に記載された電子内視鏡用プロセッサ。
【請求項3】
前記複数の蓄電デバイスは直列に接続され、
前記切り替え部は、前記主電源、又は直列に接続された前記複数の蓄電デバイスの一方が前記複数の光源の各々に接続されるように切り替えるためのスイッチを含み、
前記制御部は、前記複数の光源に対する前記主電源の供給が停止した場合に、前記複数の蓄電デバイスが前記複数の光源の各々に接続されるように前記スイッチを制御する、
請求項１に記載された電子内視鏡用プロセッサ。
前記切り替え部は、前記主電源、又は直列に接続された前記複数の蓄電デバイスの一方が前記複数の光源の各々に接続されるように切り替えるためのスイッチを含み、
前記制御部は、前記複数の光源に対する前記主電源の供給が停止した場合に、前記複数の蓄電デバイスが前記複数の光源の各々に接続されるように前記スイッチを制御する、
請求項１に記載された電子内視鏡用プロセッサ。
【請求項4】
前記複数の太陽光発電モジュールは直列に接続され、
隣接する太陽光発電モジュールの間に接続されているバイパスダイオードを備えた、
請求項３に記載された電子内視鏡用プロセッサ。
隣接する太陽光発電モジュールの間に接続されているバイパスダイオードを備えた、
請求項３に記載された電子内視鏡用プロセッサ。
【請求項5】
前記制御部は、起動時に前記複数の光源を動作させて前記複数の蓄電デバイスの各々の充電量を監視し、前記複数の蓄電デバイスのうちいずれかの蓄電デバイスの充電量が所定値以下である場合に警告出力を行う、
請求項１から５のいずれか一項に記載された電子内視鏡用プロセッサ。
請求項１から５のいずれか一項に記載された電子内視鏡用プロセッサ。
【請求項6】
少なくとも前記複数の光源と前記複数の太陽光発電モジュールを収容する筐体と、
前記筐体内の空気を排気する冷却ファンと、を備え、
前記制御部は、前記複数の光源に対する前記主電源の供給が停止した後、前記複数の蓄電デバイスにより前記冷却ファンを動作させる、
請求項１から５のいずれか一項に記載された電子内視鏡用プロセッサ。
前記筐体内の空気を排気する冷却ファンと、を備え、
前記制御部は、前記複数の光源に対する前記主電源の供給が停止した後、前記複数の蓄電デバイスにより前記冷却ファンを動作させる、
請求項１から５のいずれか一項に記載された電子内視鏡用プロセッサ。
【請求項7】
請求項１～６のいずれか一項に記載の電子内視鏡用プロセッサと、
前記電子内視鏡用プロセッサに接続され、前記生体組織の撮像画像を取得する撮像素子を備えた電子内視鏡と、
を備える電子内視鏡システム。
前記電子内視鏡用プロセッサに接続され、前記生体組織の撮像画像を取得する撮像素子を備えた電子内視鏡と、
を備える電子内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、生体組織の撮像を行うように構成された撮像素子を備える電子内視鏡に用いられる電子内視鏡用プロセッサ、及び、電子内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【0002】
医療機器分野においては、体腔内の生体組織を照明し、照明された体腔内の生体組織を被写体として撮像することにより、体腔内に潜む病変部の診断を行うのに好適な画像を生成することが可能な内視鏡システムが知られている。従来、照明光として白色光を発するキセノンランプやハロゲンランプ等のランプ光源が使用されていたが、最近では、ランプ光源に代えて、特定の波長帯域の光を発する発光ダイオード（ＬＥＤ：Light emitting diode）やレーザダイオード（ＬＤ：Laser diode）等の発光素子を有する半導体光源が用いられている。
【0003】
例えば特許文献１には、複数のＬＥＤによって照明光を得るようにした内視鏡装置が記載されている。特許文献１によれば、この内視鏡装置は、複数のＬＥＤのそれぞれに対応する複数の光センサを設け、各光センサの検知結果に基づいて各ＬＥＤ間の光量比を補正することで、ＬＥＤの温度特性に拘わらず最適な光量比を得ることができる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第６１３８２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、従来の電子内視鏡システムは、通常、交流商用電源に接続されており、この交流商用電源から交流電圧を直流電圧（ＤＣ）に変換し、電子内視鏡用プロセッサに内蔵される光源装置に主電源が供給される。しかし、術者がシステムを使用して患者の診断を行っている最中に、突然の停電や意図しない電源コンセントの抜去により光源装置に対する主電源の供給が一時的にでも停止すると、診断を継続的に行うことが困難となる場合がる。
【0006】
そこで、本発明は、生体組織を照明するための光源を備えた電子内視鏡用プロセッサにおいて、光源に対する主電源が停止した後においても使用者の視野を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の一態様は、生体組織の撮像を行うように構成された撮像素子を備える電子内視鏡に用いられる電子内視鏡用プロセッサであって、
前記生体組織に対する照明光を生成するための複数の光源と、
前記複数の光源の各々の出射光を受けて電気を発生する複数の太陽光発電モジュールと、
前記複数の太陽光発電モジュールの各々によって発生する電気を蓄える複数の蓄電デバイスと、
主電源又は前記複数の蓄電デバイスの一方が前記複数の光源に接続されるように切り替えを行う切り替え部と、
前記複数の光源に対する前記主電源の供給が停止した場合に、前記複数の蓄電デバイスが前記複数の光源に接続されるように前記切り替え部を制御する制御部と、
を備える。
前記生体組織に対する照明光を生成するための複数の光源と、
前記複数の光源の各々の出射光を受けて電気を発生する複数の太陽光発電モジュールと、
前記複数の太陽光発電モジュールの各々によって発生する電気を蓄える複数の蓄電デバイスと、
主電源又は前記複数の蓄電デバイスの一方が前記複数の光源に接続されるように切り替えを行う切り替え部と、
前記複数の光源に対する前記主電源の供給が停止した場合に、前記複数の蓄電デバイスが前記複数の光源に接続されるように前記切り替え部を制御する制御部と、
を備える。
【0008】
前記切り替え部は、前記主電源又は前記複数の蓄電デバイスの各々の一方が前記複数の光源の各々に接続されるように切り替えるための複数のスイッチを含んでもよい。その場合、前記制御部は、前記複数の光源に対する前記主電源の供給が停止した場合に、前記複数の蓄電デバイスの各々が前記複数の光源の各々に接続されるように前記複数のスイッチを制御する。
【0009】
前記複数の蓄電デバイスは直列に接続され、前記切り替え部は、前記主電源、又は直列に接続された前記複数の蓄電デバイスの一方が前記複数の光源の各々に接続されるように切り替えるためのスイッチを含んでもよい。その場合、前記制御部は、前記複数の光源に対する前記主電源の供給が停止した場合に、前記複数の蓄電デバイスが前記複数の光源の各々に接続されるように前記スイッチを制御する。
【0010】
前記複数の太陽光発電モジュールは直列に接続され、隣接する太陽光発電モジュールの間に接続されているバイパスダイオードを備えてもよい。
【0011】
前記制御部は、起動時に前記複数の光源を動作させて前記複数の蓄電デバイスの各々の充電量を監視し、前記複数の蓄電デバイスのうちいずれかの蓄電デバイスの充電量が所定値以下である場合に警告出力を行ってもよい。
【0012】
前記電子内視鏡用プロセッサは、少なくとも前記複数の光源と前記複数の太陽光発電モジュールを収容する筐体と、前記筐体内に配置され、前記筐体内の温度を検出する温度センサと、前記筐体内の空気を排気する冷却ファンと、を備えてもよい。
その場合、前記制御部は、前記複数の光源に対する前記主電源の供給が停止した後、前記筐体内の温度が所定値以上である場合、又は、前記複数の光源の連続使用時間が所定値以上である場合には、前記複数の蓄電デバイスにより前記冷却ファンを動作させる。
その場合、前記制御部は、前記複数の光源に対する前記主電源の供給が停止した後、前記筐体内の温度が所定値以上である場合、又は、前記複数の光源の連続使用時間が所定値以上である場合には、前記複数の蓄電デバイスにより前記冷却ファンを動作させる。
【0013】
本開示の別の態様は、前記電子内視鏡用プロセッサと、前記電子内視鏡用プロセッサに接続され、前記生体組織の撮像画像を取得する撮像素子を備えた電子内視鏡と、を備える電子内視鏡システムである。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、発光素子を有する光源を備えた電子内視鏡用プロセッサ、及び、当該プロセッサを備えた電子内視鏡システムにおいて、発光素子に対してパルス幅変調による調光を行う場合にＬＥＤを保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】一実施形態の電子内視鏡システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図2】一実施形態の電子内視鏡用プロセッサに含まれる光源装置の構成を示すブロック図である。
【図6】ソーラーパネルが直列接続されている光源装置の実施形態を示す図である。
【図7】一実施形態の電子内視鏡用プロセッサの起動時処理を示すフローチャートである。
【図8】一実施形態の電子内視鏡用プロセッサの起動後処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本実施形態の電子内視鏡システムについて図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態の電子内視鏡システム１の構成の一例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、医療用に特化されたシステムであり、電子スコープ（内視鏡）１００、電子内視鏡用プロセッサ２００（以下、単に「プロセッサ２００」という。）及びモニタ３００を備えている。
図１は、本実施形態の電子内視鏡システム１の構成の一例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、医療用に特化されたシステムであり、電子スコープ（内視鏡）１００、電子内視鏡用プロセッサ２００（以下、単に「プロセッサ２００」という。）及びモニタ３００を備えている。
【0017】
プロセッサ２００は、システムコントローラ２１（制御部の一例）を備えている。システムコントローラ２１は、メモリ２３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２１は、操作パネル２４に接続されている。システムコントローラ２１は、操作パネル２４に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。システムコントローラ２１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。
【0018】
プロセッサ２００は、光源装置３０を備えている。光源装置３０は、体腔内の生体組織等の被写体を照明するための照明光Ｌを出射する。照明光Ｌは、白色光、擬似白色光、あるいは特殊光を含む。一実施形態によれば、光源装置３０は、白色光あるいは擬似白色光を照明光Ｌとして常時射出するモードと、白色光あるいは擬似白色光と、特殊光が交互に照明光Ｌとして射出するモードの一方を選択し、選択したモードに基づいて、白色光、擬似白色光、あるいは特殊光を射出することが好ましい。白色光は、可視光帯域においてフラットな分光強度分布を有する光であり、擬似白色光は、分光強度分布はフラットではなく、複数の波長帯域の光が混色された光である。特殊光は、可視光帯域の中の青色あるいは緑色等の狭い波長帯域の光である。青色あるいは緑色の波長帯域の光は、生体組織中の特定の部分を強調して観察する時に用いられる。光源装置３０から出射した照明光Ｌは、集光レンズ２５によりＬＣＢ（Light Carrying Bundle）１１の入射端面に集光されてＬＣＢ１１内に入射される。
【0019】
ＬＣＢ１１内に入射された照明光Ｌは、ＬＣＢ１１内を伝播する。ＬＣＢ１１内を伝播した照明光Ｌは、電子スコープ１００の先端に配置されたＬＣＢ１１の射出端面から射出され、配光レンズ１２を介して被写体に照射される。配光レンズ１２からの照明光Ｌによって照明された被写体からの戻り光は、対物レンズ１３を介して固体撮像素子１４の受光面上で光学像を結ぶ。
【0020】
固体撮像素子１４は、ベイヤ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１４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、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）の画像信号を生成して出力する。なお、固体撮像素子１４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１４はまた、補色系フィルタを搭載したものであってもよい。
【0021】
電子スコープ１００の接続部内には、ドライバ信号処理回路１５が備えられている。ドライバ信号処理回路１５には、固体撮像素子１４から被写体の画像信号が所定のフレーム周期で入力される。フレーム周期は、例えば、１／３０秒である。ドライバ信号処理回路１５は、固体撮像素子１４から入力される画像信号に対してＡ／Ｄ変換を含む所定の処理を施してプロセッサ２００の画像処理部２２に出力する。
画像処理部２２は、後述する所定の画像処理を行ってビデオフォーマット信号を生成し、モニタ３００に出力する。
画像処理部２２は、後述する所定の画像処理を行ってビデオフォーマット信号を生成し、モニタ３００に出力する。
【0022】
ドライバ信号処理回路１５は、また、メモリ１６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１６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１４の画素数や感度、動作可能なフレームレート、型番等が含まれる。ドライバ信号処理回路１５は、メモリ１６から読み出された固有情報をシステムコントローラ２１に出力する。この固有情報には、例えば、固体撮像素子１４の画素数や解像度等の素子特有の情報、さらには、光学系に関する画角、焦点距離、被写界深度等の情報も含まれてもよい。
【0023】
システムコントローラ２１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２１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。
【0024】
システムコントローラ２１は、ドライバ信号処理回路１５にクロックパルスを供給する。ドライバ信号処理回路１５は、システムコントローラ２１から供給されるクロックパルスに従って、固体撮像素子１４をプロセッサ２００側で処理される映像のフレームレートに同期したタイミングで駆動制御する。
電源部２６は、商用交流（ＡＣ）電源を基にプロセッサ２００の各部で使用するための直流電圧を生成し、各部に供給する。
電源部２６は、商用交流（ＡＣ）電源を基にプロセッサ２００の各部で使用するための直流電圧を生成し、各部に供給する。
【0025】
次に、プロセッサ２００に内蔵される光源装置３０について説明する。
一般に光源装置では、白色の照明光を得るために光源として複数のＬＥＤを使用し、その複数のＬＥＤの出射光を合成することが行われている。例えば、光源として青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、及び、赤色ＬＥＤの３個のＬＥＤを使用する場合があり、ＵＶ（Ultra Violet）ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、アンバーＬＥＤ、及び、赤色ＬＥＤの５個のＬＥＤを使用する場合もある。以下の説明では、後者の５個のＬＥＤを使用する場合を例にして説明する。
各ＬＥＤはアナログ調光とＰＷＭ調光が可能であるが、本実施形態はいずれの調光方式を採用してもよい。アナログ調光とは、ＬＥＤに流す電流の大きさによってＬＥＤの出射光の光強度を制御することである。他方、ＰＷＭ調光とは、ＬＥＤに流す電流をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）波形の電流とし、ＰＷＭのデューティ比によってＬＥＤの出射光の光強度を制御することである。
一般に光源装置では、白色の照明光を得るために光源として複数のＬＥＤを使用し、その複数のＬＥＤの出射光を合成することが行われている。例えば、光源として青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、及び、赤色ＬＥＤの３個のＬＥＤを使用する場合があり、ＵＶ（Ultra Violet）ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、アンバーＬＥＤ、及び、赤色ＬＥＤの５個のＬＥＤを使用する場合もある。以下の説明では、後者の５個のＬＥＤを使用する場合を例にして説明する。
各ＬＥＤはアナログ調光とＰＷＭ調光が可能であるが、本実施形態はいずれの調光方式を採用してもよい。アナログ調光とは、ＬＥＤに流す電流の大きさによってＬＥＤの出射光の光強度を制御することである。他方、ＰＷＭ調光とは、ＬＥＤに流す電流をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）波形の電流とし、ＰＷＭのデューティ比によってＬＥＤの出射光の光強度を制御することである。
【0026】
本実施形態では、術者がシステムを使用して患者の診断を行っている最中に、突然の停電や意図しない電源コンセントの抜去により光源装置に対する主電源の供給が一時的にでも停止した場合でも診断を継続的に行うことが可能となるように、光源装置３０が予備電源を備えていることを特徴としている。主電源の供給が一時的に停止した場合に予備電源から各ＬＥＤ光源に電源が供給されることで、術者の視野を確保し、診断を継続的に行うことができる。
【0027】
図２に、一実施形態の光源装置３０の構成を示す。
一実施形態の光源装置３０は、ＬＥＤ光源３１－１～３１－５、ソーラーパネル（ＳＯＬＡＲ ＰＡＮＥＬ）３２－１～３２－５、充電回路３３－１～３３－５、プロテクト回路３４－１～３４－５、セル３５－１～３５－５、スイッチ回路３６－１～３６－５、及び、ＬＥＤドライバ回路３７－１～３７－５を含む。
一実施形態の光源装置３０は、ＬＥＤ光源３１－１～３１－５、ソーラーパネル（ＳＯＬＡＲ ＰＡＮＥＬ）３２－１～３２－５、充電回路３３－１～３３－５、プロテクト回路３４－１～３４－５、セル３５－１～３５－５、スイッチ回路３６－１～３６－５、及び、ＬＥＤドライバ回路３７－１～３７－５を含む。
【0028】
５個のＬＥＤ光源３１－１～３１－５は、それぞれ異なる波長帯域λ１～λ５のＵＶ光、青色光、緑色光、アンバー光、及び、赤色光を出射するＬＥＤ光源である。
ソーラーパネル３２－１～３２－５（複数の太陽光発電モジュールの一例）は、それぞれ対応するＬＥＤ光源３１－１～３１－５の出射光を電気信号に変換する（つまり、電気を発生させる）。
ソーラーパネル３２－１～３２－５（複数の太陽光発電モジュールの一例）は、それぞれ対応するＬＥＤ光源３１－１～３１－５の出射光を電気信号に変換する（つまり、電気を発生させる）。
【0029】
充電回路３３－１～３３－５は、ソーラーパネル３２－１～３２－５によって生成された電気信号を基に、それぞれ対応するセル３５－１～３５－５を充電する回路である。各充電回路は、公知のＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking；最大電力点追従制御）回路を含む。
プロテクト回路３４－１～３４－５は、それぞれ対応する充電回路３３－１～３３－５に対して設けられ、電流制限回路、定電圧回路、及び、逆流防止素子を含み、後段のセル３５－１～３５－５を保護する。
プロテクト回路３４－１～３４－５は、それぞれ対応する充電回路３３－１～３３－５に対して設けられ、電流制限回路、定電圧回路、及び、逆流防止素子を含み、後段のセル３５－１～３５－５を保護する。
【0030】
セル３５－１～３５－５（複数の蓄電デバイスの一例）は、実質的に予備電源として機能し、それぞれ例えばリチウムイオン電池やリチウム金属電池等の二次電池、又は大容量キャパシタである。セル３５－１～３５－５は、それぞれプロテクト回路３４－１～３４－５に接続される。各セルには、対応する充電回路及びプロテクト回路を通して電荷が蓄えられる。
【0031】
スイッチ回路３６－１～３６－５（複数のスイッチの一例、及び、切り替え部の一例）は、それぞれ対応するセル（予備電源）と電源部２６（主電源）に接続され、主電源又は予備電源のいずれか一方を選択するようにシステムコントローラ２１によって制御される。
ＬＥＤドライバ回路３７－１～３７－５は、それぞれスイッチ回路３６－１～３６－５に接続されており、例えばＦＰＧＡ（Field-Programmable gate Array）で構成されたハードウェアモジュールで構成される。ＬＥＤドライバ回路３７－１～３７－５は、セル（予備電源）又は電源部２６（主電源）のいずれか一方の電源を基に、対応するＬＥＤ光源を駆動する。なお、各ＬＥＤドライバ回路は、システムコントローラ２１（図１）から制御信号により点灯制御される。
突然の停電や意図しない電源コンセントの抜去により主電源が失われた場合、システムコントローラ２１は、主電源の異常を検出し、システムコントローラ２１は、ＬＥＤドライバ回路３７－１～３７－５にセルの電源（予備電源）が供給されるように各スイッチ回路を制御する。それによって、主電源が失われた後もＬＥＤ光源３１－１～３１－５が動作して術者の視野を確保し、診断を継続的に行うことができる。
ＬＥＤドライバ回路３７－１～３７－５は、それぞれスイッチ回路３６－１～３６－５に接続されており、例えばＦＰＧＡ（Field-Programmable gate Array）で構成されたハードウェアモジュールで構成される。ＬＥＤドライバ回路３７－１～３７－５は、セル（予備電源）又は電源部２６（主電源）のいずれか一方の電源を基に、対応するＬＥＤ光源を駆動する。なお、各ＬＥＤドライバ回路は、システムコントローラ２１（図１）から制御信号により点灯制御される。
突然の停電や意図しない電源コンセントの抜去により主電源が失われた場合、システムコントローラ２１は、主電源の異常を検出し、システムコントローラ２１は、ＬＥＤドライバ回路３７－１～３７－５にセルの電源（予備電源）が供給されるように各スイッチ回路を制御する。それによって、主電源が失われた後もＬＥＤ光源３１－１～３１－５が動作して術者の視野を確保し、診断を継続的に行うことができる。
【0032】
以下の説明では、ＬＥＤ光源３１－１～３１－５の各々に共通した事項について言及する場合には、「ＬＥＤ光源３１」と表記することがある。同様に、ソーラーパネル３２－１～３２－５について「ソーラーパネル３２」と表記し、充電回路３３－１～３３－５について「充電回路３３」と表記し、プロテクト回路３４－１～３４－５について「プロテクト回路３４」と表記し、セル３５－１～３５－５について「セル３５」と表記し、スイッチ回路３６－１～３６－５について「スイッチ回路３６」と表記し、ＬＥＤドライバ回路３７－１～３７－５について「ＬＥＤドライバ回路３７」と表記することがある。
【0033】
図２に示した光源装置３０では、各ＬＥＤ光源３１の出射光からソーラーパネル３２によって生成された電気を基にセル３５が充電される。スイッチ回路３６により予備電源（つまり、セル３５）が選択されるときには、予備電源によってＬＥＤドライバ回路３７を駆動し、各ＬＥＤ光源３１を発光させる。そのため、予備電源が選択されるときには、自律的にＬＥＤ光源３１の発光が継続して行われる。
【0034】
一実施形態では、光源装置３０は図３に示すように構成してもよい。
図３は、図２とほぼ同じ構成を示しているが、ファンドライバ回路３９及び冷却ファン４０を備えている点で図２の構成とは異なる。
冷却ファン４０は、図示しないプロセッサ２００の筐体内に設けられ、光源装置３０によって生ずる熱を排熱するために設けられる。ファンドライバ回路３９は、例えばＰＷＭ信号によって冷却ファン４０を駆動する。スイッチ回路３６によって予備電源（つまり、セル３５）が選択されるときには、予備電源によってファンドライバ回路３９が動作する。したがって、主電源の供給が停止した場合には、スイッチ回路３６によって電源部２６から供給される主電源から予備電源に切り替えられ、冷却ファン４０が継続して動作する。そのため、主電源が失われた後もプロセッサ２００の内部を冷却させることができる。
図３は、図２とほぼ同じ構成を示しているが、ファンドライバ回路３９及び冷却ファン４０を備えている点で図２の構成とは異なる。
冷却ファン４０は、図示しないプロセッサ２００の筐体内に設けられ、光源装置３０によって生ずる熱を排熱するために設けられる。ファンドライバ回路３９は、例えばＰＷＭ信号によって冷却ファン４０を駆動する。スイッチ回路３６によって予備電源（つまり、セル３５）が選択されるときには、予備電源によってファンドライバ回路３９が動作する。したがって、主電源の供給が停止した場合には、スイッチ回路３６によって電源部２６から供給される主電源から予備電源に切り替えられ、冷却ファン４０が継続して動作する。そのため、主電源が失われた後もプロセッサ２００の内部を冷却させることができる。
【0035】
一実施形態の光源装置３０Ａを図４に示す。図４に示すように、光源装置３０Ａは、セルバランス回路４２を備える。
光源装置３０Ａは、図２に示した光源装置３０とは、セルバランス回路４２を有する点で異なる。セルバランス回路４２は、セル３５－１～３５－５の各々の充電量を監視する。セルバランス回路４２は、適切な充電量が得られていないセルがある場合には、当該セルに接続されているＬＥＤ光源が故障であるため、そのＬＥＤが故障していることをシステムコントローラ２１に通知する。セルバランス回路４２はまた、各セルの充電量にばらつきがある場合には、ばらつきが少なくなるように各セルの充電量を制御してもよい。
また、光源装置３０Ａは、図２に示した実施形態と異なり、単一のスイッチ回路３６（切り替え部の一例）により、電源部２６による主電源、又はセル３５－１～３５－５による予備電源のいずれかが選択されるように制御される。
光源装置３０Ａは、図２に示した光源装置３０とは、セルバランス回路４２を有する点で異なる。セルバランス回路４２は、セル３５－１～３５－５の各々の充電量を監視する。セルバランス回路４２は、適切な充電量が得られていないセルがある場合には、当該セルに接続されているＬＥＤ光源が故障であるため、そのＬＥＤが故障していることをシステムコントローラ２１に通知する。セルバランス回路４２はまた、各セルの充電量にばらつきがある場合には、ばらつきが少なくなるように各セルの充電量を制御してもよい。
また、光源装置３０Ａは、図２に示した実施形態と異なり、単一のスイッチ回路３６（切り替え部の一例）により、電源部２６による主電源、又はセル３５－１～３５－５による予備電源のいずれかが選択されるように制御される。
【0036】
一実施形態の光源装置３０Ｂを図５に示す。図５に示すように、光源装置３０Ｂは、セルバランス回路４２を備えつつ、各セル３５に対応してスイッチ回路３６－１～３６－５が設けられている点で、図４の実施形態と異なる。セルバランス回路４２は、システムコントローラ２１（図１）からの指令に応じて各スイッチ回路を制御する。
【0037】
一実施形態の光源装置３０Ｃを図６に示す。図６に示すように、光源装置３０Ｃでは、ソーラーパネル３２－１～３２－５が直列に接続され、セルバランス回路４２に接続される。この場合、セルバランス回路４２は、ソーラーパネル３２－１～３２－５が適切に電気を発生させているか監視する。
【0038】
光源装置３０Ｃでは、隣接するソーラーパネル間に接続されるバイパスダイオードを備えることが好ましい。直列接続された複数のソーラーパネルのうちいずれかのソーラーパネルが発電できない場合、当該ソーラーパネルに対応するセルが充電できない。そこで、発電できなくなったソーラーパネルに対応するセルが充電できるように、各ソーラーパネルに対して並列にバイパスダイオードを接続するとよい。ソーラーパネルが正常である場合には、当該ソーラーパネルに電流が流れてバイパスダイオードには電流が流れないが、当該ソーラーパネルが故障した場合には、当該ソーラーパネルに並列接続された、相対的に抵抗の低いバイパスダイオードに電流が流れるようになる。
なお、ＬＥＤ光源の基本構成はダイオードであるため、ＬＥＤ光源をバイパスダイオードに代えて設けてもよい。
なお、ＬＥＤ光源の基本構成はダイオードであるため、ＬＥＤ光源をバイパスダイオードに代えて設けてもよい。
【0039】
次に、プロセッサ２００の動作について図７及び図８を参照して説明する。
図７は、プロセッサ２００の起動時処理を示すフローチャートである。図８は、プロセッサ２００の起動後処理を示すフローチャートである。
この起動時処理と起動後処理は、システムコントローラ２１によって実行される。
図７は、プロセッサ２００の起動時処理を示すフローチャートである。図８は、プロセッサ２００の起動後処理を示すフローチャートである。
この起動時処理と起動後処理は、システムコントローラ２１によって実行される。
【0040】
［起動時処理］
先ず起動時処理について説明する。
図７を参照すると、システムコントローラ２１は、図示しない電源ボタンの操作に応じて主電源をオンすると（ステップＳ２）、ＬＥＤ光源３１－１～３１－５をすべて点灯するように光源装置３０を制御する（ステップＳ４）。次いでシステムコントローラ２１は、セル３５－１～３５－５の各々の充電量、又は直列接続されたセルの合計の充電量（合計充電量）を光源装置３０から取得する（ステップＳ６）。図４に示したように、セルバランス回路４２が設けられている場合は、セルバランス回路４２は各セルの充電量、又は合計充電量を取得し、セルバランス回路４２がシステムコントローラ２１に対して充電量に関するデータを送信する。
先ず起動時処理について説明する。
図７を参照すると、システムコントローラ２１は、図示しない電源ボタンの操作に応じて主電源をオンすると（ステップＳ２）、ＬＥＤ光源３１－１～３１－５をすべて点灯するように光源装置３０を制御する（ステップＳ４）。次いでシステムコントローラ２１は、セル３５－１～３５－５の各々の充電量、又は直列接続されたセルの合計の充電量（合計充電量）を光源装置３０から取得する（ステップＳ６）。図４に示したように、セルバランス回路４２が設けられている場合は、セルバランス回路４２は各セルの充電量、又は合計充電量を取得し、セルバランス回路４２がシステムコントローラ２１に対して充電量に関するデータを送信する。
【0041】
システムコントローラ２１は、セルの充電量が適切である場合（例えば、セルの充電量が所定値より大きい場合）には、すべてのセルが正常であると判断して起動時処理を終了する（ステップＳ８：ＹＥＳ）。システムコントローラ２１は、セルでも充電量が適切でない場合（例えば、セルの充電量が所定値以下である場合）（ステップＳ８：ＮＯ）、モニタ３００に警告表示出力を行う。例えば、ＬＥＤ光源３１－１～３１－５のうちいずれかのＬＥＤ光源がオープン故障している場合には、ステップＳ４の点灯によって所定値までセルが充電できないため、ＬＥＤ光源の故障を検知できる。警告表示出力を行うことで、術者あるいはプロセッサ２００の管理者が異常の発生を認識できる。
セルの充電量は、等価的にセルの両端の電圧の値であってもよいし、セルが二次電池である場合にはセルのＳＯＣ（State Of Charge）の値であってもよい。
ステップＳ８では、セル３５－１～３５－５の各々の充電量について所定値と比較してもよいし、セル３５－１～３５－５の合計充電量を所定値と比較してもよい。
セルの充電量は、等価的にセルの両端の電圧の値であってもよいし、セルが二次電池である場合にはセルのＳＯＣ（State Of Charge）の値であってもよい。
ステップＳ８では、セル３５－１～３５－５の各々の充電量について所定値と比較してもよいし、セル３５－１～３５－５の合計充電量を所定値と比較してもよい。
【0042】
［起動後処理］
次に起動時処理について説明する。
図８を参照すると、システムコントローラ２１は常時、ＬＥＤ光源３１の主電源の電源異常（つまり、電源部２６から供給される電圧の異常）を監視している（ステップＳ２０）。主電源の電源異常がなく（ステップＳ２０：ＮＯ）、電源ＯＦＦの操作が行われない限り（ステップＳ２２：ＮＯ）、システムコントローラ２１は、電源部２６からの主電源がＬＥＤドライバ回路３７及びファンドライバ回路３９に供給されるように、スイッチ回路３６（図３参照）を制御する。その場合、電源ＯＦＦの操作が行われた場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、システムコントローラ２１は、主電源をファンドライバ回路３９に供給し続け、ファンドライバ回路３９が冷却ファン４０を駆動する（ステップＳ３２）。
次に起動時処理について説明する。
図８を参照すると、システムコントローラ２１は常時、ＬＥＤ光源３１の主電源の電源異常（つまり、電源部２６から供給される電圧の異常）を監視している（ステップＳ２０）。主電源の電源異常がなく（ステップＳ２０：ＮＯ）、電源ＯＦＦの操作が行われない限り（ステップＳ２２：ＮＯ）、システムコントローラ２１は、電源部２６からの主電源がＬＥＤドライバ回路３７及びファンドライバ回路３９に供給されるように、スイッチ回路３６（図３参照）を制御する。その場合、電源ＯＦＦの操作が行われた場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、システムコントローラ２１は、主電源をファンドライバ回路３９に供給し続け、ファンドライバ回路３９が冷却ファン４０を駆動する（ステップＳ３２）。
【0043】
他方、突然の停電や意図しない電源コンセントの抜去により主電源が失われた場合、電源部２６からＬＥＤ光源３１に対して主電源が供給されなくなり、システムコントローラ２１は、主電源の電源異常であると判断する（ステップＳ２０：ＹＥＳ）。その場合、システムコントローラ２１は、光源装置３０を補助灯モードに移行させるとともに（ステップＳ２４）、モニタ３００に警告表示出力を行う（ステップＳ２６）。補助灯モードでは、システムコントローラ２１は、セル３５からの予備電源がＬＥＤドライバ回路３７及びファンドライバ回路３９に供給されるように、スイッチ回路３６（図３参照）を制御する。それ以降、電源ＯＦＦの操作が行われない限り（ステップＳ２８：ＮＯ）、補助灯モードが継続される。
【0044】
補助灯モードで電源ＯＦＦの操作が行われた場合（ステップＳ２８：ＹＥＳ）、システムコントローラ２１は、予備電源がファンドライバ回路３９に供給されるように制御し（ステップＳ３０）、ファンドライバ回路３９が冷却ファン４０を駆動する（ステップＳ３２）。
【0045】
以上説明したように、本実施形態の電子内視鏡システム１によれば、光源装置３０がソーラーパネル３２を備え、ＬＥＤ光源３１の出射光を基にソーラーパネル３２によって変換された電気がセル３５に充電される。そして、術者がシステムを使用して患者の診断を行っている最中に、突然の停電や意図しない電源コンセントの抜去により光源装置に対する主電源の供給が一時的にでも停止した場合には、補助灯モードに移行し、セル３５の電源（つまり、予備電源）により各ＬＥＤ光源を動作させる。そのため、主電源が失われた後も術者の視野を確保し、診断を継続的に行うことができる。
一実施形態では、補助灯モードでは冷却ファン４０を予備電源によって動作させるため、主電源が失われた後もプロセッサ２００内を冷却させることができる。
一実施形態では、補助灯モードでは冷却ファン４０を予備電源によって動作させるため、主電源が失われた後もプロセッサ２００内を冷却させることができる。
【0046】
以上、本発明の電子内視鏡用プロセッサ及び電子内視鏡システムについて詳細に説明したが、本発明の電子内視鏡用プロセッサ及び電子内視鏡システムは上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【0047】
１…電子内視鏡システム
１１…ＬＣＢ
１２…配光レンズ
１３…対物レンズ
１４…固体撮像素子
１５…ドライバ信号処理回路
１６…メモリ
２１…システムコントローラ
２２…画像処理部
２３…メモリ
２４…操作パネル
２５…集光レンズ
２６…電源部
３０，３０Ａ，３０Ｂ…光源装置
３１－１～３１－５（３１）…ＬＥＤ光源
３２－１～３２－５（３２）…ソーラーパネル
３３－１～３３－５（３３）…充電回路
３４－１～３４－５（３４）…プロテクト回路
３５－１～３５－５（３５）…セル
３６－１～３６－５（３６）…スイッチ回路
３７－１～３７－５（３７）…ＬＥＤドライバ回路
３９…ファンドライバ回路
４０…冷却ファン
４２…セルバランス回路
１００…電子スコープ
２００…プロセッサ
３００…モニタ
１１…ＬＣＢ
１２…配光レンズ
１３…対物レンズ
１４…固体撮像素子
１５…ドライバ信号処理回路
１６…メモリ
２１…システムコントローラ
２２…画像処理部
２３…メモリ
２４…操作パネル
２５…集光レンズ
２６…電源部
３０，３０Ａ，３０Ｂ…光源装置
３１－１～３１－５（３１）…ＬＥＤ光源
３２－１～３２－５（３２）…ソーラーパネル
３３－１～３３－５（３３）…充電回路
３４－１～３４－５（３４）…プロテクト回路
３５－１～３５－５（３５）…セル
３６－１～３６－５（３６）…スイッチ回路
３７－１～３７－５（３７）…ＬＥＤドライバ回路
３９…ファンドライバ回路
４０…冷却ファン
４２…セルバランス回路
１００…電子スコープ
２００…プロセッサ
３００…モニタ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】