JP2016214381A - Endoscope apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内視鏡装置に関し、特に、内視鏡本体の電圧調整が可能な内視鏡装置に関する。 The present invention relates to an endoscope apparatus, and more particularly to an endoscope apparatus capable of adjusting the voltage of an endoscope body.
従来、体腔内に細長な挿入部を挿入することにより、体腔内の臓器等の観察部位を観察したり、必要に応じて挿入部が具備する処置具チャネル内に挿通した処置具を用いて、体腔内の対象部位に対し各種処置したりすることのできる医療用の内視鏡が広く利用されている。また、医療用に限らず、工業用分野においても、観察部位、例えばボイラ、タービン、エンジン、化学プラントの内部の傷、腐食等の観察、検査に内視鏡が広く用いられている。 Conventionally, by observing an observation site such as an organ in a body cavity by inserting an elongated insertion portion into a body cavity, or using a treatment instrument inserted into a treatment instrument channel provided in the insertion section as necessary, 2. Description of the Related Art Medical endoscopes that can perform various treatments on a target site in a body cavity are widely used. Endoscopes are widely used not only for medical purposes but also in the industrial field for observation and inspection of observation sites such as boilers, turbines, engines, and chemical plants.
このように、医療用、工業用において用いられている内視鏡としては、挿入部の先端部内に光学像を画像信号に光電変換するCCD等の撮像素子が設けられた電子内視鏡が周知である。また、このように電子内視鏡においては、一般的に、先端部の回転角度や温度など、先端部の状態を検出するための種々のセンサ類が、挿入部の先端部に設けられている。 Thus, as endoscopes used in medical and industrial applications, electronic endoscopes in which an imaging element such as a CCD that photoelectrically converts an optical image into an image signal is provided in the distal end portion of an insertion portion are well known. It is. As described above, in an electronic endoscope, generally, various sensors for detecting the state of the distal end, such as the rotation angle and temperature of the distal end, are provided at the distal end of the insertion portion. .
このような内視鏡では、内視鏡装置本体に設置されている電源から、挿入部の先端部に設けられている撮像素子やセンサに対し、挿入部内に挿通された細長な導体である電線を介して電源を供給している(例えば、特許文献1、及び特許文献2参照)。
In such an endoscope, an electric wire that is an elongated conductor inserted into the insertion portion from the power source installed in the endoscope apparatus main body to the imaging device or sensor provided at the distal end portion of the insertion portion. (See, for example,
内視鏡装置においては、多様な検査対象に対応できるようにするため、装置本体に対して細長い挿入部を着脱自在とし、検査対象に応じて最適の挿入部を交換使用できるようにすることが求められている。このような場合、交換使用する挿入部の長さに応じて、装置本体に設置されている電源から挿入部の先端部に位置する撮像素子やセンサまでの電線長さが変化するので、これに伴って電線の抵抗値が変動することになる。 In an endoscope apparatus, in order to be able to cope with various inspection objects, an elongated insertion part can be attached to and detached from the apparatus main body, and an optimal insertion part can be exchanged and used depending on the inspection object. It has been demanded. In such a case, the length of the electric wire from the power source installed in the apparatus main body to the image sensor or sensor located at the distal end of the insertion unit changes depending on the length of the insertion unit to be used for replacement. Along with this, the resistance value of the electric wire fluctuates.
このため、挿入部が長くなればなるほど抵抗値の影響を受けて電圧低下も大きくなり、装置本体の同一電源から撮像素子やセンサに所望の電圧を供給することが困難になる。特に、配管の非破壊検査等に使用される工業用の内視鏡装置においては、挿入部の総延長が数十メートル程度のかなり長いものを交換使用することもあるので、先端部に供給される電圧の変動は顕著である。 For this reason, the longer the insertion portion, the greater the voltage drop due to the influence of the resistance value, making it difficult to supply a desired voltage to the image sensor and sensor from the same power source of the apparatus body. In particular, in an industrial endoscope apparatus used for non-destructive inspection of pipes, etc., there are cases where the total length of the insertion part is replaced by a fairly long one of about several tens of meters. The fluctuation of the voltage is remarkable.
そこで、本発明は、長さの異なる挿入部を交換使用しても、先端部に安定した電圧を供給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。 Therefore, an object of the present invention is to provide an endoscope apparatus that can supply a stable voltage to a distal end portion even when an insertion portion having a different length is exchanged and used.
本発明の一態様の内視鏡装置は、被検体を撮像して映像信号を生成する撮像素子が先端部に設けられた挿入部と、前記先端部に対して電力を供給する本体部電源を備えた本体部と、を具備し、前記先端部は、前記本体部電源から供給された前記電力を前記撮像素子に供給する先端部電源と、前記本体部電源から前記先端部電源に供給される前記電力の電圧を監視し電圧監視結果を出力する電圧監視部と、を有し、前記本体部は、前記電圧監視結果に基づき、前記本体部電源から供給する前記電力を調整する電源電圧調整部を有し、前記挿入部は、前記電力を伝送する電力伝送路と、前記映像信号を伝送する映像信号伝送路とを有し、前記電圧監視結果は、前記映像信号伝送路を用いて前記電圧監視部から前記電源電圧調整部に伝送される。 An endoscope apparatus according to an aspect of the present invention includes an insertion portion in which an imaging element that images a subject and generates a video signal is provided at a distal end portion, and a main body power source that supplies power to the distal end portion A main body provided, and the front end is supplied to the image sensor with the power supplied from the main body power, and is supplied from the main power to the front power. A voltage monitoring unit that monitors the voltage of the power and outputs a voltage monitoring result, and the main body unit adjusts the power supplied from the main body power source based on the voltage monitoring result And the insertion unit includes a power transmission path for transmitting the power and a video signal transmission path for transmitting the video signal, and the voltage monitoring result is obtained by using the video signal transmission path. The data is transmitted from the monitoring unit to the power supply voltage adjusting unit.
本発明の内視鏡装置によれば、長さの異なる挿入部を交換使用しても、先端部に安定した電圧を供給することができる。 According to the endoscope apparatus of the present invention, a stable voltage can be supplied to the distal end portion even if the insertion portion having a different length is used.
以下、図面を参照して実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係る内視鏡装置の要部の構成の一例を示す図である。本実施形態の内視鏡装置1は、例えば、図1に示すように、内視鏡先端部2と、内視鏡挿入部3と、内視鏡本体部4と、モニタ5と、操作部6と、を有して構成されている。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a main part of the endoscope apparatus according to the present embodiment. For example, as shown in FIG. 1, an
内視鏡先端部2は、被写体を撮像する対物レンズ10aと、対物レンズ10aにより撮像された被写体像を光電変換して撮像信号を生成する撮像素子として、CCDやCMOS等の第1イメージャ11aを備えている。例えば対物レンズ10aと第1イメージャ11aとで被写体の直視映像を取得する場合、側視映像を取得するために、別の対物レンズ10bと、対物レンズ10bで撮像された被写体像を光電変換して撮像信号を生成するCCD等の第2イメージャ11bとを、内視鏡先端部2に搭載してもよい。
The endoscope distal end portion 2 includes an
また、内視鏡先端部2は、ジャイロセンサ12と、加速度センサ13と、温度センサ14と、照明部としてのLED15とを備えている。
Further, the endoscope distal end portion 2 includes a
ジャイロセンサ12は、内視鏡先端部2の変位量に相当する、内視鏡先端部2の3軸方向への角速度を随時検出し、角速度情報として出力する。加速度センサ13は、内視鏡先端部2の変位量に相当する、内視鏡先端部2の3軸方向への加速度を随時検出し、加速度情報として出力する。温度センサ14は、内視鏡先端部2の温度を計測し、温度情報として出力する。LED15は、内視鏡本体部4の照明回路47から出力される照明電源信号に従って、被写体を照明するための照明光を出射するように構成されている。
The
なお、内視鏡先端部2に配置するセンサの種類は、上述した、ジャイロセンサ12、加速度センサ13、温度センサ14に限定されるものではなく、例えば、三角測量方式やTOF方式などを用いた距測センサや、内視鏡2先端部と被検体との距離を計測する超音波センサ、被検体の表面温度を計測するサーモセンサなどを配置してもよい。また、マイク等を配置してもよい。
In addition, the kind of sensor arrange | positioned at the endoscope front-end | tip part 2 is not limited to the
更に、内視鏡先端部2には、重畳処理部16と、通信制御電圧監視部17と、先端部電源18と、光モジュール19とが設けられている。
Furthermore, the endoscope distal end portion 2 is provided with a
重畳処理部16は、第1イメージャ11aと第2イメージャ11bとからパラレルに入力される映像信号と、通信制御電圧監視部17から入力される各種センサデータ及び電圧値とを、1本の伝送線路に送出するためにシリアル化して光モジュール19へ出力する。
The
電圧監視部としての通信制御電圧監視部17は、内視鏡本体部4と内視鏡先端部2との間のデータのやり取りを制御したり、内視鏡本体部4から内視鏡先端部2へ供給される電源の電圧を監視したりする。内視鏡本体部4と内視鏡先端部2との間のデータのやり取りの制御は、具体的には、内視鏡本体部4から入力される制御指令信号を受信して、該信号の指示内容に従って所定のセンサやイメージャに対して制御内容を指示したり、ジャイロセンサ12、加速度センサ13、温度センサ14から入力される各種センサデータ(角速度情報、加速度情報、温度情報)を内視鏡本体部4に送信するために、該センサデータを重畳処理部16に出力したりする。
The communication control
また、内視鏡本体部4から内視鏡先端部2へ供給される電源の電圧の監視は、具体的には、先端部電源18の入り側の電圧V1を測定し、内視鏡本体部4に送信するために、測定した電圧値を重畳処理部16に出力する。
Further, the monitoring of the voltage of the power supplied from the endoscope main body 4 to the endoscope distal end 2 is specifically performed by measuring the voltage V 1 on the entrance side of the distal
なお、通信制御電圧監視部17と、各種センサ(ジャイロセンサ12、加速度センサ13、温度センサ14)及びイメージャ(第1のイメージャ11a、第2のイメージャ11b)との間の通信は、例えば多対1のシリアル通信が可能なI2C通信で行われる。
The communication between the communication control
先端部電源18は、内視鏡本体部4に搭載されている本体部電源46から電源信号を受信して、内視鏡先端部2の各部位に対して電力を供給する。なお、内視鏡先端部2の各部位に対して一定の電圧を供給することが望ましいため、一般的に、先端部電源18にはレギュレータが用いられる。
The distal
光モジュール19は、重畳処理部16から入力される映像信号やセンサデータなどの電気信号を、光信号に変換して内視鏡本体部4へ出力する。
The
内視鏡挿入部3は、柔軟性を有する長尺な略筒状体の形状を有しており、内視鏡先端部2と内視鏡本体部4との間のデータ伝送を行う。内視鏡挿入部3には、内視鏡先端部2の光モジュール19と内視鏡本体部4の光モジュール41との間を接続する、映像信号伝送路としての光ファイバ31が敷設されている。該光ファイバ31を介して、内視鏡先端部2から内視鏡本体部4に対し、映像信号や各種センサデータ、先端部電源18の電圧V1が送信される。
The
また、内視鏡挿入部3には、内視鏡本体部4から内視鏡先端部2の各種センサやイメージャに対して制御指令信号を送信するための電線32や、内視鏡本体部4の本体部電源46から内視鏡先端部2の先端部電源18に電源信号を送信するための、電力伝送路としての電線33や、内視鏡本体部4の照明回路47から内視鏡先端部2のLED15に照明用電源信号を送信するための電線も敷設されている。
Further, the
内視鏡本体部4は、光モジュール41と、分離処理部42と、映像化回路43と、ドライバ44と、システム制御部45と、本体部電源46と、照明回路47と、を有して構成されている。
The endoscope main body 4 includes an
光モジュール41は、光ファイバ31を介して内視鏡先端部2に配置された光モジュール19から入力される光信号(映像信号、各種センサデータ、及び先端部電源18の電圧値V1)を、電気信号に変換して分離処理部42に出力する。分離処理部42は、重畳処理部16においてシリアル化された映像信号、各種センサデータ、及び電圧V1をデシリアライズし、個々のデータに分離する。そして、分離処理後の映像信号を映像化回路43へ出力する。また、分離処理後のセンサデータと電圧V1とをシステム制御部45へ出力する。
The
映像化回路43は、分離処理部42から入力された映像信号をモニタ5に表示可能な形式に変換し、モニタ5へ出力する。なお、映像化回路43では、入力された映像信号に対して、例えばガンマ補正処理やエッジ強調処理、デジタルズーム処理など、必要に応じて各種の画像処理を施してもよい。
The
システム制御部45は、操作部6から入力される各種操作指示や、分離処理部42から入力される各種センサデータに基づき、内視鏡先端部2に配置されている各種センサ(ジャイロセンサ12、加速度センサ13、温度センサ14)及びイメージャ(第1のイメージャ11a、第2のイメージャ11b)に対して制御指令信号を生成し、出力する。システム制御部45から出力された制御指令信号は、ドライバ44、及び内視鏡挿入部3内に敷設された電線32を介して、内視鏡先端部2の通信制御電圧監視部17に入力される。
Based on various operation instructions input from the operation unit 6 and various sensor data input from the
また、電源電圧調整部としてのシステム制御部45は、分離処理部42から入力される電圧V1に基づき、本体部電源46に対して内視鏡先端部2に供給する電源の電圧V0を指示する。
In addition, the
本体部電源46は、内視鏡本体部4の各部に電源を供給する。また、内視鏡先端部2の先端部電源18に対し、システム制御部45から指示された電圧V0を供給する。照明回路47は、内視鏡先端部2のLED15を駆動するための電源を供給する回路である。
The main
モニタ5は、LCD(液晶ディスプレイ)などを具備して構成されており、映像化回路43から出力される被写体の映像信号などを表示する。
The
操作部6は、例えば、タッチパネルとボタン表示などから構成されたグラフィカルユーザインタフェース(GUI)や、キーボードなどを備えており、ユーザが該GUIから内視鏡先端部2の各部位に対する制御指示を入力すると、入力された制御指示内容がシステム制御部45へ出力される。なお、操作部6は、内視鏡本体部4と別体の装置として構成してもよく、または、内視鏡本体部4と一体化したインタフェースとして構成してもよい。
The operation unit 6 includes, for example, a graphical user interface (GUI) composed of a touch panel and button display, a keyboard, and the like, and a user inputs control instructions to each part of the endoscope distal end portion 2 from the GUI. Then, the input control instruction content is output to the
次に、本実施形態の内視鏡装置1における、システム立ち上げ時の動作について、図2から図5を用いて説明する。図2は、内視鏡装置1の起動手順を説明するフローチャートである。図3は、本体側の電源電圧を自動調整する手順を説明するフローチャートである。図4は、本体側の電源電圧を自動調整する別の手順を説明するフローチャートである。図5は、通信パラメータを自動調整する手順を説明するフローチャートである。
Next, the operation at the time of starting the system in the
システムの立ち上げが開始されると、まず、本体部電源46から供給される電源電圧が自動調整される(ステップS1)。ステップS1の電源電圧自動調整の具体的な手順を、図
3を用いて説明する。
When the system start-up is started, first, the power supply voltage supplied from the main
電源電圧自動調整では、まず、本体部電源46がオンになされる(ステップS11)。すると、本体部電源46から電線33を通して先端部電源18に電源が供給される。先端部電源18は、供給された電源を通信制御電圧監視部17に供給する。通信制御電圧監視部17に電源が供給され、所定の電圧を超える電圧に到達したら、通信制御電圧監視部17が自動的に起動し、初期化される。また、通信制御電圧監視部17は、先端部電源18の入側の電圧V1を測定し、通信制御電圧監視部17起動時の電圧V10として記憶する(ステップS12)。
In the automatic power supply voltage adjustment, first, the main
次に、先端部電源18から電源が供給されるセンサ類及びイメージャのうち、電圧測定対象のセンサ(又はイメージャ)を一つだけ選択し、起動させる(ステップS13)。例えば、図1に示すように、先端部電源18から、第1のイメージャ11a、第2のイメージャ11b、ジャイロセンサ12、加速度センサ13、温度センサ14の5つのセンサ及びイメージャに電源が供給されている場合、まず、電圧測定対象として第1のイメージャ11aを選択し、起動させる。続いて、通信制御電圧監視部17は、先端部電源18の入側の電圧V1を測定し、選択されたセンサ(又はイメージャ)起動時の電圧V11として記憶する(ステップS14)。
Next, only one sensor (or imager) subject to voltage measurement is selected and activated from the sensors and imagers supplied with power from the tip power supply 18 (step S13). For example, as shown in FIG. 1, power is supplied from a
先端部電源18から電源が供給される全てのセンサ類及びイメージャについて、起動時電圧測定が終わっていない場合(ステップS15、NO)、ステップS13に戻り、電圧測定が終わっていないセンサ類(又はイメージャ)から測定対象のセンサ(又はイメージャ)を一つ選択して起動させ、先端部電源18の入側の電圧V1を測定し、選択されたセンサ(又はイメージャ)起動時の電圧V1n(ただし、nは1〜先端部電源18から電源が供給されるセンサ類及びイメージャの個数までの自然数)として記憶する(ステップS14)。すなわち、ステップS13における電圧測定対象の選択とステップS14における電圧測定のセットが、先端部電源18から電源が供給されるセンサ類及びイメージャの個数だけ実行される。例えば、内視鏡装置1が図1に示すような構成の場合、先端部電源18から電源が供給されるセンサ類及びイメージャは5つであるので、ステップS13とステップS14のセットが5回繰り返して実行される。そして、各センサ及びイメージャ起動時の電圧として、V11、V12、V13、V14、V15の5つの電圧値を取得する。
For all sensors and imagers to which power is supplied from the
先端部電源18から電源が供給される全てのセンサ類及びイメージャについて、電圧測定が終了している場合(ステップS15、YES)、ステップS16に進み、通信制御電圧監視部17は、先端部電源18から電源が供給されるセンサ類及びイメージャを全て起動させた場合における、先端部電源18の入側のトータル電圧降下量ΔVallを推定する。ここで、トータル電圧降下量ΔVallは、個々のセンサ(又はイメージャ)を起動させた場合の電圧降下量の和として推定する。すなわち、センサ(又はイメージャ)を一つだけ起動させた場合の電圧がV11、V12、V13、V14、V15であり、センサ(又はイメージャ)をどれも起動させていない場合の電圧がV10であるので、トータル電圧降下量ΔVallは、(V10−V11)+(V10−V12)+(V10−V13)+(V10−V14)+(V10−V15)の計算結果として推定される。
When voltage measurement has been completed for all sensors and imagers to which power is supplied from the tip power source 18 (step S15, YES), the process proceeds to step S16, where the communication control
次に、通信制御電圧監視部17は、ステップS16で推定したトータル電圧降下量ΔVallを、内視鏡本体部4に送信する(ステップS17)。トータル電圧降下量ΔVallは、通信制御電圧監視部17から重畳処理部16、光モジュール19、光ファイバ31を介して内視鏡本体部4へ送信される。
Next, the communication control
内視鏡本体部4は、光モジュール41でトータル電圧降下量ΔVallを受信すると、分離処理部42を介してシステム制御部45にトータル電圧降下量ΔVallを入力する。システム制御部45は、入力されたトータル電圧降下量ΔVallに基づき、本体部電源46に対し、内視鏡先端部2に供給する電源電圧値の変更を指示する(ステップS18)。具体的には、内視鏡先端部2に供給する電源電圧値V0´を、現在の電源電圧値V0にトータル電圧降下量ΔVallだけ加えた値にするように、変更を指示する。本体部電源46は、内視鏡先端部2に供給する電源電圧値を、システム制御部45から指示された値に変更する。
When the
このように、本体部電源46から内視鏡先端部2に供給する電源電圧値V0を、内視鏡先端部2で全センサ及び全イメージャを動作させた場合のトータル電圧降下量ΔVallよりも大きな値に設定することで、内視鏡先端部2において電圧不足に起因する動作異常やシステムダウンなどを防ぐことができる。
As described above, the power supply voltage value V 0 supplied from the main
通信制御電圧監視部17は、先端部電源18の入側の電圧V1が、トータル電圧降下量ΔVall分昇圧されたことを確認する(ステップS19)。続いて、通信制御電圧監視部17は、先端部電源18から電源が供給される全てのセンサ類及びイメージャを再起動させる(ステップS20)。先端部電源18から電源が供給される全てのセンサ類及びイメージャが再起動されたら、通信制御電圧監視部17は、先端部電源18の入側の電圧V1が、ステップS12において測定及び記憶した電圧V10以上であることを確認する(ステップS21)。すなわち、全センサ類及び全イメージャを実際に起動した場合に、ステップS16において推定したトータル電圧降下量ΔVallより大きな電圧降下が起こっていないかどうかを確認する。
Communication control
電圧値の確認が終わったら、ステップS22に進み、通信制御電圧監視部17は、先端部電源18から電源が供給される全てのセンサ類及びイメージャが正常動作しているか否かを確認し、内視鏡本体部4に対して、内視鏡先端部2が正常状態である旨を送信する。また、通信制御電圧監視部17は、電源電圧自動調整が終了したことを記憶する。
When the confirmation of the voltage value is completed, the process proceeds to step S22, where the communication control
最後に、内視鏡本体部4は、内視鏡先端部2から正常状態である旨の信号を受信すると、同信号をシステム制御部45に入力する。システム制御部45は、電源電圧自動調整が終了した旨を記憶する(ステップS23)。以上の一連の手順により、図2のステップS1における電源電圧自動調整が実行される。
Finally, when receiving a signal indicating that the endoscope main body unit 4 is in a normal state from the endoscope distal end unit 2, the endoscope main body unit 4 inputs the signal to the
このように、内視鏡先端部2に配置されているセンサ類やイメージャなど、本体部電源46から供給される電源を用いて動作する部位について、システム起動時に、個別に動作時動作させて個々の電圧降下量を測定しておき、全センサ類やイメージャを動作させた場合のトータル電圧降下量を内視鏡先端部2で推定しておく。そして、内視鏡先端部2から内視鏡本体部4に対して推定したトータル電圧降下量を通知することで、少なくともトータル電圧降下量よりも大きな電圧を本体部電源46から内視鏡先端部2に供給するようにシステム制御部45で供給電圧を自動調整する。これにより、内視鏡挿入部3や内視鏡先端部2が変更された場合にも、内視鏡先端部2の動作に必要な安定した電圧を確実に供給することができる。
In this way, the parts that operate using the power supplied from the main
なお、上述した電源電圧自動調整手順では、個々のセンサやイメージャについて電圧降下量の測定を行っているが、供給されている電圧の範囲内で動作可能な範囲であれば、複数のセンサやイメージャを組み合わせて動作させて電圧降下量を測定してもよい。例えば、第1イメージャ11aと第2イメージャ11bを同時に動作させて電圧降下量を測定してもよい。
In the above-described automatic power supply voltage adjustment procedure, the amount of voltage drop is measured for each sensor or imager. However, a plurality of sensors or imagers can be used as long as they are operable within the supplied voltage range. The voltage drop amount may be measured by operating in combination. For example, the voltage drop amount may be measured by operating the
また、上述した電源電圧自動調整手順では、本体部電源46から最初に供給されている電源電圧値に対して、内視鏡先端部2でのトータル電圧降下量を加えた電圧値を、通常動作時の電源電圧値になるように調整しているため、必要以上の電圧を供給している可能性がある。そこで、図4に示すような別の手順を用い、内視鏡先端部2の動作に最低限必要かつ安定した電源電圧になるように自動調整してもよい。以下、図4を用いて、電源電圧自動調整の別の手順を説明する。
In the above-described automatic power supply voltage adjustment procedure, the voltage value obtained by adding the total voltage drop at the endoscope distal end 2 to the power supply voltage value initially supplied from the main
まず、本体部電源46がオンになされる(ステップS41)。すると、本体部電源46から電線33を通して先端部電源18に電源が供給される。このときの電源電圧V0は、内視鏡挿入部3の長さが、当該内視鏡装置1で動作保障している最長の長さであるときの最高電圧V0maxに設定しておく。先端部電源18は、供給された電源を通信制御電圧監視部17に供給する。通信制御電圧監視部17に電源が供給され、所定の電圧を超える電圧に到達したら、通信制御電圧監視部17が自動的に起動し、初期化される(ステップS42)。
First, the main
次に、先端部電源18から電源が供給される全センサ類及びイメージャを起動させる(ステップS43)。例えば、図1に示す構成の場合、先端部電源18から電源が供給されている、第1のイメージャ11a、第2のイメージャ11b、ジャイロセンサ12、加速度センサ13、温度センサ14の5つのセンサ及びイメージャを全て起動させる。続いて、通信制御電圧監視部17は、先端部電源18の入側の電圧V1を測定し、内視鏡先端部2での動作が保障されている最低電圧Vminとの差分ΔV1を算出する(ステップS44)。
Next, all sensors and imagers to which power is supplied from the
ΔV1が、許容される誤差電圧(ΔVe)よりも大きい場合(ステップS45、YES)、本体部電源46から必要以上の電圧が供給されていると判断されるため、電源電圧の調整を行う。具体的には、ステップS46に進み、通信制御電圧監視部17は、ステップS44で算出した、全センサ及びイメージャ起動時の先端部電源18の入側の電圧V1と内視鏡先端部2での動作が保障されている最低電圧Vminとの差分ΔV1を、内視鏡本体部4に送信する(ステップS46)。差分ΔV1は、通信制御電圧監視部17から重畳処理部16、光モジュール19、光ファイバ31を介して内視鏡本体部4へ送信される。
When ΔV 1 is larger than the allowable error voltage (ΔV e ) (step S45, YES), it is determined that more than necessary voltage is supplied from the main
内視鏡本体部4は、光モジュール41で差分ΔV1を受信すると、分離処理部42を介してシステム制御部45に差分ΔV1を入力する。システム制御部45は、入力された差分ΔV1に基づき、本体部電源46に対し、内視鏡先端部2に供給する電源電圧値の変更を指示する(ステップS47)。具体的には、内視鏡先端部2に供給する電源電圧値V0´を、現在の電源電圧値V0(=V0max)から差分ΔV1だけ減じた値にするように、変更を指示する。本体部電源46は、内視鏡先端部2に供給する電源電圧値を、システム制御部45から指示された値に変更する。
When receiving the difference ΔV 1 by the
通信制御電圧監視部17は、先端部電源18の入側の電圧V1が、差分ΔV1だけ降圧されたことを確認する(ステップS48)。続いて、通信制御電圧監視部17は、先端部電源18の入側の電圧V1と内視鏡先端部2での動作が保障されている最低電圧Vminとの差分ΔV1を再度算出し、差分ΔV1が、許容される誤差電圧(ΔVe)以下であることを確認し(ステップS49)、ステップS50へ進む。
Communication control
このように、本体部電源46から内視鏡先端部2に供給する電源電圧値V0を、内視鏡先端部2で全センサ及び全イメージャを動作させた場合に、先端部電源18の入側の電圧V1が許容される誤差電圧(ΔVe)の範囲内に収まるような値に設定することで、内視鏡先端部2において電圧不足に起因する動作異常やシステムダウンなどを防ぎつつ、無駄な電圧を内視鏡先端部2に印加することを抑止することができる。
As described above, when the power supply voltage value V 0 supplied from the main
一方、ステップS45において、差分ΔV1が、許容される誤差電圧(ΔVe)以下である場合(ステップS45、NO)、電源電圧は十分低電力化されており、電圧値の調整は不要であると判断されるため、ステップS50へ進む。 On the other hand, when the difference ΔV 1 is equal to or less than the allowable error voltage (ΔV e ) in step S45 (NO in step S45), the power supply voltage is sufficiently low and adjustment of the voltage value is not necessary. Therefore, the process proceeds to step S50.
ステップS50において、通信制御電圧監視部17は、先端部電源18から電源が供給される全てのセンサ類及びイメージャが正常動作しているか否かを確認し、内視鏡本体部4に対して、内視鏡先端部2が正常状態である旨を送信する。また、通信制御電圧監視部17は、電源電圧自動調整が終了したことを記憶する。
In step S50, the communication control
最後に、内視鏡本体部4は、内視鏡先端部2から正常状態である旨の信号を受信すると、同信号をシステム制御部45に入力する。システム制御部45は、電源電圧自動調整が終了した旨を記憶する(ステップS51)。以上の一連の手順により、図2のステップS1における電源電圧自動調整が実行される。
Finally, when receiving a signal indicating that the endoscope main body unit 4 is in a normal state from the endoscope distal end unit 2, the endoscope main body unit 4 inputs the signal to the
図2の手順において、ステップS1が終了すると、次に、通信パラメータが自動調整される(ステップS2)。ステップS2における通信パラメータの自動調整の具体的な手順を、図5を用いて説明する。 When step S1 is completed in the procedure of FIG. 2, the communication parameters are then automatically adjusted (step S2). A specific procedure for automatically adjusting communication parameters in step S2 will be described with reference to FIG.
まず、通信制御電圧監視部17が、通信パラメータの調整を開始する旨を、光ファイバ31を介して内視鏡本体部4に指示する(ステップS31)。内視鏡本体部4は、上記開始指示を受信すると、システム制御部45に該指示を入力する。システム制御部45は、通信制御電圧監視部17に対する各種制御指示に用いる通信パラメータを、予め登録されている初期値に設定する(ステップS32)。
First, the communication control
次に、システム制御部45は、一定時間、ドライバ44を介して通信制御電圧監視部17に対し、パルス波形を送信する(ステップS33)。通信制御電圧監視部17は、受信したパルス波形をチェックし、周期(f)、閾値(Vth)、パルスの高さ(ΔV)をチェックする(ステップS34)。パルス波形がなまってしまったり、オンとオフとでパルス高さがそろっていなかったり、波長が適切でなかったりした場合(ステップS34、NO)、通信制御電圧監視部17は、内視鏡本体部4に対し、通信パラメータの変更を要求する。なお、通信パラメータの変更要求など通信制御電圧監視部17から内視鏡本体部4への信号送信は、光ファイバ31を介した光通信によって行う。内視鏡本体部4は、通信パラメータの変更要求を受信すると、システム制御部45に該要求を入力する。システム制御部45は、入力された要求内容に従って通信パラメータを変更し(ステップS35)、ドライバ44を介して通信制御電圧監視部17に対し、パルス波形を送信する(ステップS33)。
Next, the
一方、通信制御電圧監視部17において、受信しているパルス波形が、制御指令信号の通信に十分使用可能な波形であると判定された場合(ステップS34、YES)、通信制御電圧監視部17は、内視鏡本体部4に対し、パラメータの自動調整を終了し、通常の通信モードに変更する旨の要求を出力する(ステップS36)。内視鏡本体部4は、通常の通信モードの変更要求を受信すると、システム制御部45に該要求を入力する。最後に、システム制御部45は、該要求を受信すると通常の通信状態に移行する(ステップS37)。以上の一連の手順により、図2のステップS2における通信パラメータ自動調整が実行される。
On the other hand, when the communication control
電源電圧の自動調整と(ステップS1)、通信パラメータの自動調整(ステップS2)が終了すると、最後にシステムを起動して(ステップS3)、内視鏡装置1の立ち上げ動作の一連の手順を終了する。
When the automatic adjustment of the power supply voltage (step S1) and the automatic adjustment of communication parameters (step S2) are completed, the system is finally activated (step S3), and a series of procedures for starting up the
以上述べたように、本実施形態によれば、内視鏡装置1の立ち上げ時に、システム起動に先んじて、内視鏡先端部2に配置されているセンサ類やイメージャなど、本体部電源46から供給される電源を用いて動作する部位について電圧降下量を測定する。全センサ類やイメージャを動作させた場合のトータル電圧降下量の測定値(または推定値)を内視鏡先端部2から内視鏡本体部4に対して通知することで、少なくともトータル電圧降下量よりも大きな電圧を本体部電源46から内視鏡先端部2に供給するようにシステム制御部45で供給電圧を自動調整する。これにより、内視鏡挿入部3や内視鏡先端部2が変更された場合にも、内視鏡先端部2の動作に必要な安定した電圧を確実に供給することができる。
As described above, according to the present embodiment, when the
また、通信制御電圧監視部17からシステム制御部45に対する通信は、光ファイバ31を介した光通信を用いることで安定した通信が可能であるため、電源電圧の自動調整だけでなく、システム制御部45から通信制御電圧監視部17対する制御指令信号の通信パラメータについても、システム起動時に自動調整することができる。
In addition, since communication from the communication control
なお、図6は、本実施形態に係る内視鏡装置の要部の構成の別の一例を説明する図である。図1を用いて説明した上述の実施形態においては、制御指令信号と電源信号とを別々の電線32、33を用いて内視鏡本体部4と内視鏡先端部2との間で通信するよう構成したが、図6に示すように、1本の電線32´を共通で使用して通信するように構成してもよい。図1の構成と異なる点は、本体部電源46´が電源供給機能だけでなく、通信信号と電源信号とを重畳する重畳回路も組み込まれている点と、通信制御電圧監視部17´が通信分離機能も具備している点である。その他の構成要素は、図1に示す構成要素と同一である。
FIG. 6 is a diagram illustrating another example of the configuration of the main part of the endoscope apparatus according to the present embodiment. In the above-described embodiment described with reference to FIG. 1, the control command signal and the power signal are communicated between the endoscope main body 4 and the endoscope distal end 2 using separate
このように、制御指令信号と電源信号とを1本の電線32´で通信することで、内視鏡挿入部3内に配置する電線の数が少なくなるため、内視鏡挿入部3の更なる細径化を図ることができる。
Thus, since the number of electric wires arranged in the
本明細書における各「部」は、実施の形態の各機能に対応する概念的なもので、必ずしも特定のハードウェアやソフトウエア・ルーチンに1対1には対応しない。従って、本明細書では、実施の形態の各機能を有する仮想的回路ブロック(部)を想定して実施の形態を説明した。また、本実施の形態における各手順の各ステップは、その性質に反しない限り、実行順序を変更し、複数同時に実行し、あるいは実行毎に異なった順序で実行してもよい。さらに、本実施の形態における各手順の各ステップの全てあるいは一部をハードウェアにより実現してもよい。 Each “unit” in this specification is a conceptual one corresponding to each function of the embodiment, and does not necessarily correspond to a specific hardware or software routine on a one-to-one basis. Therefore, in the present specification, the embodiment has been described assuming a virtual circuit block (unit) having each function of the embodiment. In addition, each step of each procedure in the present embodiment may be executed in a different order for each execution by changing the execution order and performing a plurality of steps at the same time, as long as it does not contradict its nature. Furthermore, all or part of each step of each procedure in the present embodiment may be realized by hardware.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として例示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are illustrated by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…内視鏡装置、2…内視鏡先端部、3…内視鏡挿入部、4…内視鏡本体部、5…モニタ、6…操作部、10a、10b…対物レンズ、11a、11b…イメージャ、12…ジャイロセンサ、13…加速度センサ、14…温度センサ、15…LED、16…重畳処理部、17…通信制御電圧監視部、18…先端部電源、19、41…光モジュール、31…光ファイバ、32、33…電線、42…分離処理部、43…映像化回路、44…ドライバ、45…システム制御部、46…本体部電源、47…照明回路、
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記先端部に対して電力を供給する本体部電源を備えた本体部と、を具備し、
前記先端部は、前記本体部電源から供給された前記電力を前記撮像素子に供給する先端部電源と、前記本体部電源から前記先端部電源に供給される前記電力の電圧を監視し電圧監視結果を出力する電圧監視部と、を有し、
前記本体部は、前記電圧監視結果に基づき、前記本体部電源から供給する前記電力を調整する電源電圧調整部を有し、
前記挿入部は、前記電力を伝送する電力伝送路と、前記映像信号を伝送する映像信号伝送路とを有し、
前記電圧監視結果は、前記映像信号伝送路を用いて前記電圧監視部から前記電源電圧調整部に伝送されることを特徴とする内視鏡装置。 An insertion portion provided with an imaging element at the distal end for imaging a subject and generating a video signal;
A main body provided with a main body power supply for supplying power to the tip, and
The distal end portion monitors the voltage of the power supplied from the main body portion power supply to the distal end portion power source by supplying the power supplied from the main body portion power source to the imaging element, and the voltage monitoring result A voltage monitoring unit that outputs
The main body has a power supply voltage adjustment unit that adjusts the power supplied from the main body power supply based on the voltage monitoring result,
The insertion unit has a power transmission path for transmitting the power and a video signal transmission path for transmitting the video signal,
The endoscopic apparatus, wherein the voltage monitoring result is transmitted from the voltage monitoring unit to the power supply voltage adjusting unit using the video signal transmission path.
前記本体部は、前記通信波形監視結果に基づき、前記制御指令信号の前記通信波形のパラメータを調整する通信波形調整部を有し、
前記通信波形監視結果は、前記前記映像信号伝送路を用いて前記電圧監視部から前記電源電圧調整部に伝送されることを特徴とする、請求項2に記載の内視鏡装置。 The tip portion has a communication waveform detection unit that monitors a communication waveform of a control command signal input to the imaging element or the sensor from the main body unit and outputs a communication waveform monitoring result,
The main body has a communication waveform adjustment unit that adjusts parameters of the communication waveform of the control command signal based on the communication waveform monitoring result,
The endoscope apparatus according to claim 2, wherein the communication waveform monitoring result is transmitted from the voltage monitoring unit to the power supply voltage adjusting unit using the video signal transmission path.
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