JP2011010949A - Endoscope device, endoscope system, and adaptor for endoscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内視鏡装置、内視鏡システム及び内視鏡用アダプタに関する。 The present invention relates to an endoscope apparatus, an endoscope system, and an endoscope adapter.
従来より、内視鏡が、工業及び医療の分野で広く利用されている。内視鏡は挿入部を有し、挿入部の先端部には撮像回路と光学レンズなどが内蔵されている。そして、例えば、工業用の内視鏡には、挿入部の先端部にアダプタが装着できるものがある。アダプタは、例えば内視鏡画像の視野角等を変更する光学アダプタである。 Conventionally, endoscopes have been widely used in the industrial and medical fields. The endoscope has an insertion portion, and an imaging circuit and an optical lens are built in the distal end portion of the insertion portion. For example, in some industrial endoscopes, an adapter can be attached to the distal end portion of the insertion portion. The adapter is, for example, an optical adapter that changes the viewing angle of an endoscopic image.
挿入部の先端部にアダプタが接続される内視鏡において、アダプタを内視鏡先端部に取り付けた際、自動的にアダプタ種別を識別することの出来る機能が必要とされている。そこで、アダプタ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アダプタとの接続配線を2線式にし、アダプタにアダプタ種別ごとにあらかじめ設定された識別抵抗を内蔵させ、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、アダプタの識別を行う技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In an endoscope in which an adapter is connected to the distal end portion of the insertion portion, a function capable of automatically identifying the adapter type when the adapter is attached to the endoscope distal end portion is required. Therefore, a conductive wire for determining the type of adapter and a conductive wire for driving a light emitting diode (hereinafter referred to as LED) as a light source are shared, and the connection wiring to the adapter is made into a two-wire system. A technology has been proposed in which an identification resistor preset for each adapter type is built in, and the adapter is identified by switching the power supplied to the adapter and applying a voltage below the LED drive voltage to the identification resistor. (For example, refer to Patent Document 1).
図8は、従来の2線式のアダプタ識別方法を説明するための回路図である。内視鏡システム100は、本体装置と、挿入部を有するスコープユニットと、挿入部の先端部に装着されるアダプタとを含んで構成される。図8では、内視鏡であるスコープユニットは省略され、本体装置101と、アダプタとしての光学アダプタ102とが図示されている。
FIG. 8 is a circuit diagram for explaining a conventional two-wire adapter identification method. The
光学アダプタ102は、直列接続された3つのLEDと、その3つのLEDに並列接続された識別用の抵抗Rbを有する。複数の(ここでは3つの)のLEDが用いられているのは、1個のLEDでは必要な光量が得られないからである。
The
本体装置101は、メインプロセッサとしての中央処理装置(CPU)とその周辺回路とを含んで構成されている制御部111と、LED駆動回路112と、電源切り替えスイッチ113と、アダプタ種別識別に使用するアナログデジタル変換器(以下、ADCと略す)114と、アダプタ識別に使用する本体側抵抗Rcで構成される。
The
本体側抵抗Rcの抵抗値は、光学アダプタ102の判別を行うための導電線とLEDの駆動を行うための導電線との共有化を考慮し、十分大きな値となっている。
制御部111は、CPU、メモリ及びその周辺回路の制御を行うための一般的な制御回路で構成される。
LED駆動回路112は、制御部111からの制御信号によりLED駆動制御を行う。図8では、LED駆動回路112は、デジタルアナログ変換器(以下、DACと略す)と、オペアンプと、ダーリントン接続された2つのトランジスタと、抵抗で実現されている例が示されている。
The resistance value of the main body side resistor Rc is sufficiently large in consideration of sharing of the conductive line for determining the
The
The
電源部は、LED駆動に使用する電源(VLED)と、アダプタ識別に使用する電源(VCC)の2種類が存在し、電源切り替えスイッチ113により、制御部111からの電源切替スイッチ制御信号により切り替えられる構成を取る。VLEDは、光学アダプタ102内の3つのLEDの駆動電圧(3×VF)よりも大きい電圧が設定され、VCCは、3つのLEDの駆動電庄(3×VF)よりも小さい電圧を設定する。また、図8の例では、2電源切り替え回路部の保護回路として十分抵抗値の大きい保護用抵抗Raが挿入されている。
There are two types of power supply units: a power supply used for LED driving (V LED ) and a power supply used for adapter identification (V CC ). The
上述したように、図8は、光学アダプタ102に、発光素子としてのLEDが3個使用されている場合を示す。また、抵抗Rbは、アダプタ種別を識別するため、アダプタ種別ごとに抵抗値が異なる。識別用の抵抗Rbは、直列接続された3つのLEDと並列接続され、抵抗Rbの抵抗値は、LED駆動時に電流が流れないよう十分大きく取る必要がある。ここで、3つのLEDに流れる電流をILED、識別抵抗Rbに流れる電流をIRbとする。また、1個のLEDのLED駆動電圧をVFとする。図8の場合、3個の直列接続されたLEDを駆動するためには、3×VF[V]以上の電庄が必要になる。
As described above, FIG. 8 shows a case where three LEDs as light emitting elements are used in the
図8の例では、LEDが順方向接続されており、本体装置101と光学アダプタ102は、LEDのアノード側に電源が接続され、カソード側に接地(E)が接続されるように構成されている。
In the example of FIG. 8, the LEDs are connected in the forward direction, and the
図9は、LEDのV-I特性を示す図である。
LEDが1個の場合、LEDは、ある閾値電圧(ここではLED駆動電圧(VF[V]))以下では、ほとんど電流(ILED)を流さず、電圧がVF[V]以上になると電流を流す特性を持っている。また、LEDを3個直列に接続した場合、LEDは、LED駆動電庄として、3×VF[V]まで電圧を印加しないとLEDが駆動しない特性となる。
FIG. 9 is a diagram illustrating the VI characteristics of the LED.
In the case of one LED, the LED hardly flows current (I LED ) below a certain threshold voltage (here, LED driving voltage (V F [V])), and when the voltage becomes V F [V] or higher. Has the property of flowing current. When three LEDs are connected in series, the LED does not drive unless a voltage is applied up to 3 × V F [V] as an LED driving voltage.
従来の2線式のアダプタ識別方法に関して、(a)LEDを駆動する場合、(b)アダプタを識別する場合のそれぞれの動作について説明する。図10は、LEDを駆動する場合の等価回路であり、図11は、光学アダプタを識別する場合の等価回路である。
(a)LEDを駆動する場合の動作
LEDを駆動する場合、制御部111は、電源切り替えスイッチ113により電源をVLED側に切り替え、制御部111からの制御信号によりDACを経由してダーリントントランジスタをONすることによりLEDを駆動することが出来る。
Regarding the conventional two-wire adapter identification method, (a) when driving an LED, (b) each operation when identifying an adapter will be described. FIG. 10 is an equivalent circuit for driving an LED, and FIG. 11 is an equivalent circuit for identifying an optical adapter.
(A) Operation when driving LED
When driving the LED, the
この時、光学アダプタ102では、図10に示すように、次の式が成り立っている。
I1=ILED+IRb・・・・・(1)
但し、I1は、VLED側から供給される電流である。LED駆動用の電源電圧(VLED)がLED駆動電圧(3×VF[V])より十分に大きいが、識別用の抵抗Rbにはほとんど電流は流れず(すなわち、IRb≒0[A])、式(1)は、次の式(2)とほぼ等価になる。
I1≒ILED・・・・・・・・(2)
(b)光学アダプタを識別する場合の動作
光学アダプタ102を識別する場合、制御部111は、電源切り替えスイッチ113により電源をVCC側に切り替え、同時に制御部111からの制御信号によりDACを通じてLED駆動回路112をOFFにする。この時、光学アダプタ102では、図11に示すように、次の式が成り立っている。以下、抵抗Ra,Rb,Rcの抵抗値は、それぞれRa,Rb,Rcと表記する。
I1=ILED+IRb ・・・・・(3)
VCC=(Ra+R+Rc)・I1 ・・・・・(4)
1/R=1/Rb+1/RL ・・・・・(5)
V3=I3・Rc ・・・・・(6)
I1=I3 ・・・・・(7)
ここで、RLはLED部の見かけ上の抵抗成分であり、アダプタ識別用の電源電圧(VCC)がLED駆動電圧(3×VF[V])より十分小さい場合、LEDの特性より次の式が成り立つ。
RL≒∞[Ω]
ILED≒0[A]
以上より、次の(8)式が成り立ち、抵抗Rc、Raの抵抗値を適切な値に設定し、識別用の抵抗Rbは、図8(及び図11)のC点にかかる電庄V3が分かれば識別することができるというのが従来の方法である。これは、LEDが順方向接続の場合である。
Rb=Rc・(VCC/V3−1)−Ra ・・・・・(8)
At this time, in the
I 1 = I LED + I Rb (1)
However, I 1 is a current supplied from the V LED side. Although the power supply voltage (V LED ) for driving the LED is sufficiently larger than the LED driving voltage (3 × V F [V]), almost no current flows through the identification resistor Rb (that is, I Rb ≈0 [A ]), The expression (1) is almost equivalent to the following expression (2).
I 1 ≒ I LED (2)
(B) Operation for identifying optical adapter When identifying the
I 1 = I LED + I Rb (3)
V CC = (Ra + R + Rc) · I 1 (4)
1 / R = 1 / Rb + 1 / RL (5)
V 3 = I 3 · Rc (6)
I 1 = I 3 (7)
Here, RL is an apparent resistance component of the LED unit, and when the power supply voltage (V CC ) for identifying the adapter is sufficiently smaller than the LED drive voltage (3 × V F [V]), The following equation holds.
R L ≒ ∞ [Ω]
I LED ≒ 0 [A]
From the above, the following equation (8) holds, the resistance values of the resistors Rc and Ra are set to appropriate values, and the identification resistor Rb is the voltage V 3 applied to the point C in FIG. 8 (and FIG. 11). It is a conventional method that can be identified if it is known. This is the case when the LED is forward-connected.
Rb = Rc · (V CC / V 3 −1) −Ra (8)
しかしながら、近年、LEDの性能が向上し、1個のLEDでも十分な光量が得られる場合がある。そのような場合に、上述した従来の方法では、LED駆動電圧(VF)が低くなるため、アダプタ識別に使用する識別電圧(VCC)を小さくすると(例えば3.3V)、LEDの特性により、LED側に流れる電流(ILED)が無視できなくなってくる(図9参照)。このため、図11に示すLED部の見かけ上の抵抗成分RLが無視できなくなり、C点の電位以外にRLの抵抗値が分からないとアダプタ識別が正確に出来ないことになる。さらに、見かけ上の抵抗RLは、上記のような場合、LEDの部品のばらつきや使用環境(主に温度条件)による影響により、事前に正確に計算することが難しいため、抵抗Rbの抵抗値を正確に判別出来ないという欠点があった。 However, in recent years, the performance of LEDs has improved, and there are cases where a single LED can obtain a sufficient amount of light. In such a case, in the conventional method described above, the LED drive voltage (V F ) is low, so if the identification voltage (V CC ) used for adapter identification is reduced (for example, 3.3 V), the characteristics of the LED The current (I LED ) flowing to the LED side cannot be ignored (see FIG. 9). For this reason, the apparent resistance component RL of the LED portion shown in FIG. 11 cannot be ignored, and the adapter cannot be accurately identified unless the resistance value of RL is known in addition to the potential at the point C. Furthermore, the apparent resistance RL is difficult to calculate accurately in advance in the above cases due to variations in LED components and the influence of the usage environment (mainly temperature conditions). There was a drawback that could not be accurately determined.
そこで、本発明は、LED駆動電圧が低い場合であっても、アダプタ種別を正確に判別できる内視鏡装置及び内視鏡システム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 and an endoscope system that can accurately determine the adapter type even when the LED drive voltage is low.
本発明の一態様によれば、内視鏡挿入部に取り付けられるアダプタあるいは前記内視鏡挿入部に設けられた、発光素子及び識別用抵抗のそれぞれの一端に接続された第1の配線と、前記第1の配線に接続された電源と、前記発光素子の他端に接続された第2の配線と、前記第2の配線を介して前記発光素子を発光させるための駆動電流の供給を制御する発光素子駆動制御回路と、前記識別用抵抗の他端に接続された第3の配線と、前記第3の配線を介して前記識別用抵抗へ流れる電流に基づいて前記アダプタあるいは前記内視鏡挿入部を識別するための識別回路とを有する内視鏡装置を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, an adapter attached to an endoscope insertion portion or a first wiring connected to one end of each of a light emitting element and an identification resistor provided in the endoscope insertion portion; Control of supply of a power source connected to the first wiring, a second wiring connected to the other end of the light emitting element, and a drive current for causing the light emitting element to emit light via the second wiring A light emitting element drive control circuit for performing the above operation, a third wiring connected to the other end of the identification resistor, and the adapter or the endoscope based on a current flowing through the third wiring to the identification resistor. An endoscope apparatus having an identification circuit for identifying an insertion portion can be provided.
本発明によれば、LED駆動電圧が低い場合であっても、アダプタ種別を正確に判別できる内視鏡装置及び内視鏡システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it is a case where LED drive voltage is low, the endoscope apparatus and endoscope system which can discriminate | determine an adapter classification correctly can be provided.
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)
まず、図1に基づき、本実施の形態に係わる内視鏡システムの構成を説明する。図1は、本実施の形態に係わる内視鏡システム1の構成を示す構成図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
First, the configuration of the endoscope system according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an endoscope system 1 according to the present embodiment.
内視鏡システム1は、内視鏡装置としての本体装置と、挿入部を有するスコープユニットと、挿入部の先端部に装着されるアダプタとを含んで構成される。図1では、スコープユニットは省略され、本体装置2と、アダプタとしての光学アダプタ3とが図示されている。
The endoscope system 1 includes a main body device as an endoscope device, a scope unit having an insertion portion, and an adapter attached to a distal end portion of the insertion portion. In FIG. 1, the scope unit is omitted, and the main body device 2 and the
本体装置2は、メインプロセッサとしての中央処理装置(CPU)とその周辺回路とを含んで構成されている制御部11と、LED駆動回路12と、電源切り替えスイッチ13と、アダプタ種別識別に使用するADC14と、アダプタ識別に使用する本体側抵抗Rcで構成される。
The main unit 2 is used for a
光学アダプタ3は、1つのLEDと、そのLEDに並列接続された抵抗Rbを有する。図に示すように、LEDのアノード側と抵抗Rbの一端は、本体装置2と共通の配線である導電線L1により接続されている。LEDのカソード側と抵抗Rbの他端は、それぞれ導電線L2とL3により、本体装置2と接続されている。本実施の形態の内視鏡システムでは、本体装置2(具体的には挿入部)とアダプタ3とは、従来のような2線ではなく、3線で接続されている。そのため、本体装置2とアダプタ3は、それぞれ3本の配線により電気的に接続された3つの接続端子Tを有している。
The
本体側の抵抗Rcの抵抗値は、必ずしも、図8における従来の抵抗Rcの抵抗値のように大きくなくてもよく、抵抗Rbの抵抗値との関係から、光学アダプタ3の判別を行える抵抗値であればよい。
制御部11は、CPU、メモリ及びその周辺回路を制御を行うための一般的な制御回路で構成される。
LED駆動回路12は、制御部11からの制御信号によりLED駆動制御を行う。図1では、LED駆動回路12は、DACと、オペアンプと、ダーリントン接続された2つのトランジスタで実現されている例が示されているが、LED駆動に特化したLSIや、他方式の回路で実現しても良い。LED駆動回路12は、LEDを発光させるための駆動電流の供給を制御する発光素子駆動制御回路である。
The resistance value of the resistor Rc on the main body side does not necessarily have to be as large as the resistance value of the conventional resistor Rc in FIG. 8, and the resistance value by which the
The
The
電源部は、LED駆動に使用する電源(VLED)と、アダプタ識別に使用する電源(VCC)の2種類が存在し、電源切り替えスイッチ13により、制御部11からの電源切替スイッチ制御信号により切り替えられる構成を取る。VLEDは、LEDの駆動電圧(VF)よりも大きい電圧が設定され、VCCは、LEDの駆動電庄(VF)に関係なく、アダプタ3の抵抗Rbの識別が出来る電圧が設定される。また、図1の例では、2電源切り替え回路部の保護回路として十分抵抗値の大きい保護用抵抗Raが挿入されている。
制御部とADC14は、識別用の抵抗Rbへ流れる電流に基づいて光学アダプタ3を識別するための識別回路を構成する。
電源切り替えスイッチ13は、電源(VLED)をLEDに接続し、電源(VCC)を識別用の抵抗Rbに接続するための切り替えスイッチを構成する。
There are two types of power supply units: a power source used for LED driving (V LED ) and a power source used for adapter identification (V CC ). The power source switch 13 controls the power source switch control signal from the
The control unit and the
The power
上述したように、図1では、光学アダプタ3に、発光素子としてのLEDが1個使用されている。LEDが1個なので、LED駆動電圧が低い。また、抵抗Rbは、アダプタ種別を識別するため、アダプタ種別ごとに抵抗値が異なる。識別用の抵抗Rbは、LEDと並列接続されている。ここで、LEDに流れる電流をILED、識別抵抗Rbに流れる電流をIRbとする。
As described above, in FIG. 1, one LED as a light emitting element is used for the
本実施の形態では、LEDが順方向接続されている。本体装置2と光学アダプタ3は、LEDのアノード側と抵抗Rbの一端が導電線L1を介して電源に接続され、LEDのカソード側が導電線L2を介してLED駆動回路12に接続され、抵抗Rbの他端が導電線L3を介して抵抗Rcに接続されるように、3線で接続されている。言い換えると、本体装置2と光学アダプタ3の接続は、LEDのアノード側の導電線は抵抗Rbと共有し、LEDのカソード側の導電線は抵抗Rbと共有しない、3線式の接続となっている。
In the present embodiment, the LEDs are connected in the forward direction. In the main unit 2 and the
次に、本実施の形態に係る3線式のアダプタ識別方法に関して、(a)LEDを駆動する場合、(b)光学アダプタを識別する場合のそれぞれの動作について説明する。図2と図3は、光学アダプタを識別する場合の動作を説明するための等価回路である。
(1)LED を駆動する場合の動作
LEDを駆動する場合、制御部11は、電源切替スイッチ制御信号により電源切り替えスイッチ13をVLED側に切り替え(すなわちVCCはOFF)、制御部11からの制御信号によりDACを経由してダーリントントランジスタをONすることによりLEDを駆動することが出来る。このとき、識別用の抵抗Rbが十分大きな抵抗値を取っていることにより、LED駆動時に電流(IRb)は流れない、すなわちほぼ0[A]と考えることが出来る。よって、この時、光学アダプタ3では次の式が成り立っている。
I1≒ILED・・・・・・・・(9)
(2)アダプタを識別する場合の動作
アダプタを識別する場合、制御部11は、電源切替スイッチ制御信号により電源切り替えスイッチ13を切り替えて電源をVCC側に切り替え(VLED側はOFF)、同時に制御信号によりDACを通じてLED駆動回路12をOFFにする。この時、LED駆動用のトランジスタは完全にOFFしているため、等価回路は図2と図3に示すようになる。図2では、LED駆動用のトランジスタは、OFF状態のスイッチとして示されている。
Next, regarding the three-wire adapter identification method according to the present embodiment, (a) when driving an LED and (b) operations when identifying an optical adapter will be described. 2 and 3 are equivalent circuits for explaining the operation in identifying the optical adapter.
(1) Operation when driving LED
When driving the LED, the
I 1 ≒ I LED (9)
(2) Operation when identifying an adapter When identifying an adapter, the
このとき、アダプタ3では、図3の等価回路が示すように、次の式が成り立っている。
I3=IRb ・・・・・(10)
VCC=(Ra+Rb+Rc)・I3 ・・・・・(11)
V3=I3・Rc ・・・・・(12)
以上により、識別用の抵抗Rbの抵抗値は、単純に次の式(13)で求められることになり、導線線L3と抵抗Rcの接続点であるC点にかかる電圧(V3)をADC14の出力データに基づいて測定することにより、制御部11は、抵抗Rbの抵抗値を正確に算出することが出来る。
Rb=(VCC/V3−1)・Rc−Ra ・・・・・(13)
以上のように、上述した本実施の形態の内視鏡システムによれば、LED駆動電圧が低い場合であっても、アダプタ種別を正確に判別することができる。
結果として、本実施の形態の内視鏡システムによれば、駆動電圧が低いLED、例えば1個のLED、を用いた場合であっても、アダプタ種別数を多く確保することもできる。
At this time, in the
I 3 = I Rb (10)
V CC = (Ra + Rb + Rc) · I 3 (11)
V 3 = I 3 · Rc (12)
As described above, the resistance value of the identification resistor Rb is simply obtained by the following equation (13), and the voltage (V 3 ) applied to the point C, which is the connection point between the lead wire L3 and the resistor Rc, is determined by the
Rb = (V CC / V 3 −1) · Rc−Ra (13)
As described above, according to the endoscope system of the present embodiment described above, the adapter type can be accurately determined even when the LED drive voltage is low.
As a result, according to the endoscope system of the present embodiment, a large number of adapter types can be secured even when an LED with a low driving voltage, for example, one LED is used.
次に本実施の形態の変形例を説明する。
図4は、第1の実施の形態の変形例に係る内視鏡システム1Aの構成を示す構成図である。図4の内視鏡システム1Aは、電源切り替えスイッチ13がなく、電源がVLEDだけである点において、第1の実施の形態の内視鏡システム1と異なる。
Next, a modification of the present embodiment will be described.
FIG. 4 is a configuration diagram showing a configuration of an
図4の内視鏡システム1Aでは、LED駆動時は、LED駆動回路12がONされたときに、電源VLEDからの電流のほとんどがLEDに流れるように、かつ、アダプタ識別時は、LED駆動回路12がOFFされ、電源VLEDからの電流は、抵抗RbとRcにのみ流れるように、抵抗RbとRcのそれぞれの抵抗値が設定される。
In the
具体的には、制御部11Aは、LEDをONするときは、LED駆動回路12をONしてLEDに電流が流れるようにするが、このとき、抵抗Rbには、ほとんど電流が流れない。また、光学アダプタ3の種別を判別するときは、制御部11Aは、LED駆動回路12をOFFしてLEDに電流を流さないようにすると、電流は、抵抗Rbにのみ流れる。抵抗Rbに流れる電流により、C点の電位から、制御部11Aは、光学アダプタ3の種別を判別することができる。
Specifically, when the LED is turned on, the
この変形例は、第1の実施の形態の効果に加えて、電源切り替えスイッチ13が不要であるので、装置コストの低減の効果を有する。
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。第1の実施の形態では、LEDのアノード側の導電線が識別用の抵抗Rbと共有しているが、第2の実施の形態では、第1の実施の形態と同様に3線式のアダプタ識別方法を採用しているが、LEDパッケージのカソード側がの導電線が識別用の抵抗Rbと共有している。
In addition to the effect of the first embodiment, this modification has the effect of reducing the apparatus cost because the
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the conductive line on the anode side of the LED is shared with the identification resistor Rb. In the second embodiment, a three-wire adapter is used as in the first embodiment. Although the identification method is adopted, the conductive wire on the cathode side of the LED package is shared with the resistance Rb for identification.
図5は、本発明の第2の実施の形態に関わる内視鏡システム1Bの構成を示す構成図である。図5において、第1の実施の形態と同じ構成要素については、同じ符号を付して説明は省略する。本実施の形態も、LEDの駆動電圧が低い場合として、LEDが1個の場合で説明する。 FIG. 5 is a configuration diagram showing a configuration of an endoscope system 1B according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 5, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In this embodiment, the case where the number of LEDs is one will be described as a case where the driving voltage of the LEDs is low.
図5に示すように、本体装置2Bと光学アダプタ3Aは、識別用の抵抗Rbの一端は導電線L4と電源切り替えスイッチ13Aを介して電源(VCC)に接続され、LEDのアノード側が導電線L5と電源切り替えスイッチ13Aを介して電源(VLED)に接続され、LEDのカソード側と抵抗Rbの他端が導電線L6を介してLED駆動回路12と抵抗Rcに接続されるように、3線で接続されている。言い換えると、本体装置2と光学アダプタ3の接続は、LEDのカソード側の導電線は抵抗Rbと共有し、LEDのアノード側の導電線は抵抗Rbと共有しない、3線式の接続となっている。そのため、本体装置2Bとアダプタ3Aは、それぞれ3本の配線により電気的に接続された3つの接続端子Tを有している。
As shown in FIG. 5, in the main unit 2B and the
電源部は、LED駆動に使用する電源(VLED)と、アダプタ識別に使用する電源(VCC)の2種類が存在し、電源切り替えスイッチ13Aにおいて、いずれか一方のみが対応する導電線を介して光学アダプタ3Aに供給するように、構成されている。VLEDは、LEDの駆動電庄(VF)よりも大きい電圧が設定される。VCCはLEDに関係なく、光学アダプタ3Aの抵抗Rbが識別出来る電圧が設定される。また、図5の例では、2電源の保護回路としてダイオードDを挿入している。そのダイオードDのダイオード順方向降下電圧をVFdとする。保護回路としては、ダイオードDの代わりに、抵抗でもよい。
There are two types of power supply units: a power supply used for LED driving (V LED ) and a power supply used for adapter identification (V CC ). In the power
制御部11Bは、第1の実施の形態の制御部11及び11Aと同様の構成であり、スイッチ13Aを制御する電源切り替え制御信号を出力する。
スイッチ13Aは、導電線L4への電源(VCC)の接続を制御する第1のスイッチSW1と、導電線L5への電源(VLED)の接続を制御する第2のスイッチSW2とを含む。制御部11Bからの電源切り替え制御信号に基づき、いずれか一方のスイッチがONする。すなわち、スイッチ13Aは、電源(VCC)を識別用の抵抗Rbに接続し、電源(VLED)をLEDに接続するための切り替えスイッチを構成する。
そして、ADC14とLED駆動回路12は、抵抗Rcと配線L6との接続点に接続されている。
The control unit 11B has the same configuration as the
The
The
次に、本実施の形態に係る3線式のアダプタ識別方法に関して、(a)LEDを駆動する場合、(b)光学アダプタを識別する場合のそれぞれの動作について説明する。図6と図7は、光学アダプタを識別する場合の動作を説明するための等価回路である。
(1)LEDを駆動する場合の動作
LEDを駆動する場合、制御部11Bは、電源切替スイッチ制御信号により電源切り替えスイッチ13Aの第2のスイッチSW2をONにして電源をVLED側に切り替え(このとき、第1のスイッチSW1はOFF)、さらに、制御部11Bからの制御信号によりDACを経由してダーリントントランジスタをONすることによりLEDを駆動することが出来る。LED駆動時には、識別用の抵抗Rbには電流(IRb)は流れない。また、本体側の抵抗Rcは、十分大きい抵抗値のため、抵抗Rcにも電流はほとんど流れず、LED駆動時は電流はほぼ全てトランジスタ側を流れる。
よって、この時、光学アダプタ3Aでは以下式が成り立っている。
I1≒ILED・・・・・・・・(14)
(2)アダプタを識別する場合の動作
アダプタを識別する場合、制御部11Bは、電源切替スイッチ制御信号により電源切り替えスイッチ13Aの第1のスイッチSW1をONにして電源をVCC側に切り替え(このとき、第2のスイッチSW2はOFF)、同時に制御信号によりDACを通じてLED駆動回路12をOFFにする。この時、LED駆動用のトランジスタは完全にOFFしているため、等価回路は図6と図7に示すようになる。図6では、LED駆動用のトランジスタは、OFF状態のスイッチとして示されている。
Next, regarding the three-wire adapter identification method according to the present embodiment, (a) when driving an LED and (b) operations when identifying an optical adapter will be described. 6 and 7 are equivalent circuits for explaining the operation in identifying the optical adapter.
(1) Operation when driving LED
When driving the LED, the control unit 11B turns on the second switch SW2 of the
Therefore, at this time, the following equation is established in the
I 1 ≒ I LED (14)
(2) Operation when identifying an adapter When identifying an adapter, the control unit 11B turns on the first switch SW1 of the
このとき、光学アダプタ3Aでは、図7の等価回路が示すように、次の式が成り立っている。
I3=IRb ・・・・・(15)
VCC=VFd+(Rb+Rc)・I3 ・・・・・(16)
V3=I3・Rc ・・・・・(17)
以上により、識別用の抵抗Rbの抵抗値は、単純に次の式(18)で求められることになり、C点にかかる電圧(V3)をADC14の出力データに基づいて測定することにより、制御部11Bは、抵抗Rbの抵抗値を正確に算出することが出来る。
Rb=Rc・(VFd+V3−VCC)/V3 ・・・・・(18)
以上のように、本実施の形態の内視鏡システムによれば、LED駆動電圧が低い場合であっても、アダプタ種別を正確に判別することができる。
At this time, in the
I 3 = I Rb (15)
V CC = V Fd + (Rb + Rc) · I 3 (16)
V 3 = I 3 · Rc (17)
Thus, the resistance value of the identification resistor Rb is simply obtained by the following equation (18). By measuring the voltage (V 3 ) applied to the point C based on the output data of the
Rb = Rc · (V Fd + V 3 -V CC) /
As described above, according to the endoscope system of the present embodiment, the adapter type can be accurately determined even when the LED drive voltage is low.
結果として、本実施の形態の内視鏡システムによれば、駆動電圧が低い発光素子、例えば1個のLED、を用いた場合であっても、アダプタ種別数を多く確保することもできる。 As a result, according to the endoscope system of the present embodiment, a large number of adapter types can be secured even when a light emitting element with a low driving voltage, for example, one LED is used.
以上のように、上述した第1(変形例を含む)及び第2の実施の形態によれば、発光素子の駆動電圧が低い場合であっても、例えばLEDを1個使用した場合であっても、正確にアダプタ種別用の抵抗値を算出することが出来る。 As described above, according to the above-described first (including modification) and second embodiments, even when the drive voltage of the light emitting element is low, for example, when one LED is used. Also, the resistance value for the adapter type can be calculated accurately.
上述した第1(変形例を含む)及び第2の実施の形態に付随する効果として、識別用電源の設計の自由度が高くなるので、回路構成の単純化が可能となるという効果もある。
さらに、回路設計時に、LEDの影響を考慮しなくて済むため、識別抵抗の部品ばらつきのみ考慮すればよいため、設計工数の大幅な削減も期待できる。
As an effect associated with the above-described first (including modification) and second embodiments, there is an effect that the circuit configuration can be simplified because the design power of the identification power supply is increased.
Furthermore, since it is not necessary to consider the influence of the LED at the time of circuit design, it is only necessary to consider only the component variation of the identification resistor, so that the design man-hour can be greatly reduced.
さらにまた、識別抵抗のばらつきと、ADCの精度の範囲内で、最大のアダプタ種別数を設計することが出来るので、従来に比べて、アダプタ種別数を多くすることが可能となる。 Furthermore, since the maximum number of adapter types can be designed within the range of variations in identification resistance and ADC accuracy, the number of adapter types can be increased as compared with the conventional case.
なお、上述した第1(変形例を含む)及び第2の実施の形態では、内視鏡のスコープユニットの挿入部の先端部に、LEDと識別用抵抗が設けられたアダプタが装着されて、そのアダプタの種別を判別する例で説明したが、本体装置に対して異なる種類の内視鏡が着脱可能なシステムであって、内視鏡の挿入部にLEDと識別用抵抗が設けられるような場合、接続された内視鏡の挿入部の判別(言い換えれば内視鏡の判別)をする場合にも、上述した各実施の形態(変形例を含む)に記載の構成は、適用可能である。その場合、本体装置と内視鏡は、それぞれ、3本の配線により電気的に接続された3つの接続端子Tを有している。 In the above-described first (including modification) and second embodiments, an adapter provided with an LED and a resistance for identification is attached to the distal end portion of the insertion portion of the scope unit of the endoscope. As described in the example of determining the type of the adapter, it is a system in which different types of endoscopes can be attached to and detached from the main body device, and an LED and an identification resistor are provided in the insertion portion of the endoscope In this case, the configuration described in each of the above-described embodiments (including modifications) can be applied even when the insertion portion of the connected endoscope is determined (in other words, the endoscope is determined). . In that case, each of the main apparatus and the endoscope has three connection terminals T electrically connected by three wires.
例えば、複数のスコープユニットは、互いに視野角等の光学性能が異なっており、その互いに異なるスコープユニットのどれが内視鏡装置である本体装置に接続されたかを判別する場合にも、上述した各実施の形態(変形例を含む)の構成は、適用可能である。 For example, the plurality of scope units have different optical performances such as viewing angles, and each of the above-described scope units is also used to determine which of the different scope units is connected to the main body device that is an endoscope apparatus. The configuration of the embodiment (including the modified example) is applicable.
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1、1A、1B 内視鏡システム、2、2A、2B 本体装置、3、3A 光学アダプタ、11、11A 制御部、12 LED駆動回路、13 電源切り替えスイッチ、14 アナログデジタル変換器 1, 1A, 1B endoscope system, 2, 2A, 2B main unit, 3, 3A optical adapter, 11, 11A control unit, 12 LED drive circuit, 13 power supply switch, 14 analog-digital converter
Claims (10)
前記第1の配線に接続された電源と、
前記発光素子の他端に接続された第2の配線と、
前記第2の配線を介して前記発光素子を発光させるための駆動電流の供給を制御する発光素子駆動制御回路と、
前記識別用抵抗の他端に接続された第3の配線と、
前記第3の配線を介して前記識別用抵抗へ流れる電流に基づいて前記アダプタあるいは前記内視鏡挿入部を識別するための識別回路と、
を有することを特徴とする内視鏡装置。 A first wiring connected to one end of each of a light emitting element and an identification resistor provided in an adapter attached to the endoscope insertion portion or the endoscope insertion portion;
A power source connected to the first wiring;
A second wiring connected to the other end of the light emitting element;
A light emitting element drive control circuit for controlling supply of a drive current for causing the light emitting element to emit light through the second wiring;
A third wiring connected to the other end of the identification resistor;
An identification circuit for identifying the adapter or the endoscope insertion portion based on a current flowing through the third wiring to the identification resistor;
An endoscope apparatus characterized by comprising:
第1の電源と、
第2の電源と、
前記第1の電源を前記発光素子に接続し、前記第2の電源を前記識別用抵抗に接続するための切り替えスイッチと、
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。 The power supply is
A first power source;
A second power source;
A changeover switch for connecting the first power source to the light emitting element and connecting the second power source to the identification resistor;
The endoscope apparatus according to claim 1, further comprising:
前記識別回路は、前記第1の抵抗と前記第3の配線との接続点に接続されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の内視鏡装置。 A first resistor provided between the third wiring and ground;
The endoscope apparatus according to claim 1, wherein the identification circuit is connected to a connection point between the first resistor and the third wiring.
前記内視鏡挿入部に取り付けられる前記アダプタあるいは前記内視鏡挿入部に設けられた発光素子の一端に接続された第2の配線と、
前記第1の配線に接続された第1の電源と、
前記第2の配線に接続された第2の電源と、
前記第1の電源を前記識別用抵抗に接続し、前記第2の電源を前記発光素子に接続するための切り替えスイッチと、
前記発光素子及び前記識別用抵抗のそれぞれの他端に接続された第3の配線と、
前記第3の配線を介して前記発光素子を発光させるための駆動電流の供給を制御する発光素子駆動制御回路と、
前記第3の配線を介して前記識別用抵抗へ流れる電流に基づいて内視鏡を識別するための識別回路と、
を有することを特徴とする内視鏡装置。 An adapter attached to the endoscope insertion portion or a first wiring connected to one end of an identification resistor provided in the endoscope insertion portion;
A second wiring connected to one end of a light-emitting element provided in the adapter or the endoscope insertion portion attached to the endoscope insertion portion;
A first power source connected to the first wiring;
A second power source connected to the second wiring;
A changeover switch for connecting the first power source to the identification resistor and connecting the second power source to the light emitting element;
A third wiring connected to the other end of each of the light emitting element and the identification resistor;
A light emitting element drive control circuit for controlling supply of a drive current for causing the light emitting element to emit light through the third wiring;
An identification circuit for identifying an endoscope based on a current flowing to the identification resistor via the third wiring;
An endoscope apparatus characterized by comprising:
前記識別回路と前記発光素子駆動制御回路は、前記第1の抵抗と前記第3の配線との接続点に接続されていることを特徴とする請求項5に記載の内視鏡装置。 A first resistor provided between the third wiring and ground;
The endoscope apparatus according to claim 5, wherein the identification circuit and the light emitting element drive control circuit are connected to a connection point between the first resistor and the third wiring.
前記発光素子及び前記識別用抵抗のそれぞれの一端に接続された第1の配線と、
前記第1の配線に接続された電源と、
前記発光素子の他端に接続された第2の配線と、
前記第2の配線を介して前記発光素子を発光させるための駆動電流の供給を制御する発光素子駆動制御回路と、
前記識別用抵抗の他端に接続された第3の配線と、
前記第3の配線を介して前記識別用抵抗へ流れる電流に基づいて前記アダプタあるいは前記内視鏡挿入部を識別するための識別回路と、
を有することを特徴とする内視鏡システム。 An endoscope system including an adapter having a light emitting element and an identification resistor or an endoscope insertion portion having the light emitting element and an identification resistor,
A first wiring connected to one end of each of the light emitting element and the identification resistor;
A power source connected to the first wiring;
A second wiring connected to the other end of the light emitting element;
A light emitting element drive control circuit for controlling supply of a drive current for causing the light emitting element to emit light through the second wiring;
A third wiring connected to the other end of the identification resistor;
An identification circuit for identifying the adapter or the endoscope insertion portion based on a current flowing through the third wiring to the identification resistor;
An endoscope system comprising:
発光素子と、
識別用抵抗と、
前記発光素子及び前記識別用抵抗のそれぞれの一端に電気的に接続された第1の接続端子と、
前記発光素子の他端に電気的に接続された第2の接続端子と、
前記識別用抵抗の他端に電気的に接続された第3の配線端子と、
を有することを特徴とする内視鏡用アダプタ。 An adapter attached to the endoscope insertion portion,
A light emitting element;
An identification resistor;
A first connection terminal electrically connected to one end of each of the light emitting element and the identification resistor;
A second connection terminal electrically connected to the other end of the light emitting element;
A third wiring terminal electrically connected to the other end of the identification resistor;
An endoscope adapter comprising:
前記アダプタ設けられた前記識別用抵抗の一端に接続された第1の配線と、
前記アダプタに設けられた前記発光素子の一端に接続された第2の配線と、
前記第1の配線に接続された第1の電源と、
前記第2の配線に接続された第2の電源と、
前記第1の電源を前記識別用抵抗に接続し、前記第2の電源を前記発光素子に接続するための切り替えスイッチと、
前記発光素子及び前記識別用抵抗のそれぞれの他端に接続された第3の配線と、
前記第3の配線を介して前記発光素子を発光させるための駆動電流の供給を制御する発光素子駆動制御回路と、
前記第3の配線を介して前記識別用抵抗へ流れる電流に基づいて内視鏡を識別するための識別回路と、
を有することを特徴とする内視鏡システム。 An endoscope system including an adapter having a light emitting element and an identification resistor or an endoscope insertion portion having the light emitting element and an identification resistor,
A first wiring connected to one end of the identification resistor provided in the adapter;
A second wiring connected to one end of the light emitting element provided in the adapter;
A first power source connected to the first wiring;
A second power source connected to the second wiring;
A changeover switch for connecting the first power source to the identification resistor and connecting the second power source to the light emitting element;
A third wiring connected to the other end of each of the light emitting element and the identification resistor;
A light emitting element drive control circuit for controlling supply of a drive current for causing the light emitting element to emit light through the third wiring;
An identification circuit for identifying an endoscope based on a current flowing to the identification resistor via the third wiring;
An endoscope system comprising:
発光素子と、
識別用抵抗と、
前記識別用抵抗の一端に電気的に接続された第1の接続端子と、
前記発光素子の一端に電気的に接続された第2の接続端子と、
前記発光素子及び前記識別用抵抗のそれぞれの他端に電気的に接続された第3の接続端子と、
を有することを特徴とする内視鏡用アダプタ。 An adapter attached to the endoscope insertion portion,
A light emitting element;
An identification resistor;
A first connection terminal electrically connected to one end of the identification resistor;
A second connection terminal electrically connected to one end of the light emitting element;
A third connection terminal electrically connected to the other end of each of the light emitting element and the identification resistor;
An endoscope adapter comprising:
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