内視鏡装置
【課題】可燃性のガス又は粉塵に囲まれた環境下でも使用可能な内視鏡装置を提供すること。
【解決手段】メインユニット１に、スコープユニット２を構成するコントロールユニット３、挿入部４をスコープコネクタ５により取り付ける。挿入部４に先端に光学アダプタ８を取り付ける。挿入部４の先端には、ＣＣＤ撮像素子３１や、ＨＩＣ３２及び３３、サーミスタ３４が取り付けられる。光学アダプタ８には、液晶モジュール３６が取り付けられる。バリア回路６４は、これらスコープユニット２を構成する部分に配設される回路に対するエネルギーを制限する。バリア回路６４をスコープコネクタ５内に設けると、バリア回路６４の位置より先端に延出している部分、すなわち、コントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となり、爆発の危険性のある部分で使用可能となる。
【解決手段】メインユニット１に、スコープユニット２を構成するコントロールユニット３、挿入部４をスコープコネクタ５により取り付ける。挿入部４に先端に光学アダプタ８を取り付ける。挿入部４の先端には、ＣＣＤ撮像素子３１や、ＨＩＣ３２及び３３、サーミスタ３４が取り付けられる。光学アダプタ８には、液晶モジュール３６が取り付けられる。バリア回路６４は、これらスコープユニット２を構成する部分に配設される回路に対するエネルギーを制限する。バリア回路６４をスコープコネクタ５内に設けると、バリア回路６４の位置より先端に延出している部分、すなわち、コントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となり、爆発の危険性のある部分で使用可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラントやビルのパイプのメンテナンス、ジェットエンジンの内部の検査、ボイラの内部の検査等を行うための内視鏡に関するもので、特に、爆発の可能性の高い場所での使用が可能な内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業用の内視鏡装置は、メインユニットとこのメインユニットに装着されるスコープユニットとからなり、スコープユニットには可撓性の挿入チューブからなる挿入部が設けられ、この挿入部の先端にはＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）撮像素子が取り付けられる。このような工業用の内視鏡を使って被検体の状態をモニタする場合には、挿入部を先端から被検体内に挿入し、被検体の状態を挿入部の先端のＣＣＤ撮像素子で撮影する。ＣＣＤ撮像素子からの画像信号は、メインユニットに送られ、メインユニットのモニタ用のＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）モニタに、撮影された被検体の撮影画面が表示される。このような工業用の内視鏡装置は、プラントの各種の検査や調査、パイプのメンテナンス等に広く使われている。
【０００３】
ところで、このような工業用の内視鏡装置を、可燃性の気体又は粉塵がある雰囲気中で使用する場合には、装置の構造を防爆構造とすることが好ましい。このような工業用の内視鏡装置の防爆構造としては、例えば特許文献１に示されるように、ケース内に連通する送気管を通じてケース内に導入する不燃性の気体の一部を、電気プラグの接点部分に導くようにして、コンセントに電気プラグを差し込むとき接点間にショートアークが生じて爆発することがないようにしたものが提案されている。
【特許文献１】特開昭５７−２１１１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の防爆構造では、アークが生じる部分に不燃性の気体を導入する必要があり、装置が大型化するという問題がある。
ところで、特許文献１中にも記載されているように、爆発は、コンセントに電気プラグを差し込むときに接点間に生じるショートアークが可燃性の気体又は粉塵に引火することによって生じる。したがって、防爆のためには、可燃性の気体又は粉塵のある環境下で、アークを生じさせないようにすることが最も重要なことである。すなわち、発火源となるアークが生じないようにすれば、不燃性の気体を導入する等の複雑な防爆機構を用いなくても、爆発の危険性は殆どないということになる。
【０００５】
特許文献１に示されるような光学的な内視鏡の場合には、コンセントに電気プラグを差し込むときのように、光源ランプを点灯させるための電源のオン／オフを行うときにアークが生じる。したがって、電源のオン／オフを行わないように注意を払えば、可燃性の気体又は粉塵のある環境下でも、爆発の危険性は殆どない。
【０００６】
これに対して、近年の工業用内視鏡には、ＣＣＤ撮像素子を駆動するための回路、ＣＣＤ撮像素子からの映像信号を処理するための回路、映像信号を処理する回路等、多数の電子回路が配置されており、アークの生じるメカニズムはより複雑になってきている。したがって、電源のオン／オフ時だけ注意を払っていても、アークの発生による爆発を防ぐことはできない。
【０００７】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、可燃性の気体又は粉塵に囲まれた環境でも充分かつ確実に使用可能な内視鏡装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するために、請求項１の発明は、被検体に挿入される挿入部を有するスコープユニットと、このスコープユニットが接続されるメインユニットとを備える内視鏡装置であって、前記スコープユニットに配設される回路に対するエネルギーを制限するバリア回路を備え、前記バリア回路が設けられた部分より先に延出する部分を本質安全防爆とするようにしたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明では、前記バリア回路は、直流エネルギーの制限に対しては、少なくとも３個のツェナーダイオードと、少なくとも１個の抵抗とを用い、交流エネルギーの制限に対しては、少なくとも３個のカップリングコンデンサを用い、直流エネルギー及び交流エネルギーの制限に対しては、少なくとも３個のツェナーダイオードと、少なくとも１個の抵抗と、少なくとも３個のカップリングコンデンサと、を組み合わせたものを用いるようにし、前記本質安全防爆の部分を、防爆規定に基づくｉａ機器としたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明では、前記バリア回路は、直流エネルギーの制限に対しては、少なくとも１個の抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路と、少なくとも２個のツェナーダイオードと、を用い、交流エネルギーの制限に対しては、少なくとも２個のカップリングコンデンサを用い、直流エネルギー及び交流エネルギーの制限に対しては、少なくとも１個の抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路と、少なくとも２個のツェナーダイオードと、少なくとも２個のカップリングコンデンサと、を組み合わせたものを用いるようにし、前記本質安全防爆の部分を、防爆規定に基づくｉｂ機器としたことを特徴とする。
なお、「少なくとも１個の抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路」とは、電流制限回路として、少なくとも１個の抵抗、又は、少なくとも２組の半導体が用いられることをいう。すなわち、「少なくとも１個の抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路」とは、少なくとも１個の抵抗を用いた電流制限回路、又は、少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路のいずれか一方の電流制限回路をいうものである。
【００１１】
請求項４の発明では、直流エネルギーの制限に対しては、更に、ヒューズを挿入するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明では、前記スコープユニットは、メインユニットに着脱可能に取り付けられるスコープコネクタを備え、前記バリア回路は、前記スコープコネクタに設けられ、前記スコープコネクタから先に延出する部分を本質安全防爆とすることを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明では、前記スコープユニットは、前記挿入部の基端部に設けられたコントロールユニットを備え、前記バリア回路は、前記コントロールユニットに設けられ、前記コントロールユニットから先に延出する部分を本質安全防爆とすることを特徴とする。
【００１４】
請求項７の発明では、前記バリア回路は、前記メインユニットに設けられ、前記メインユニットから先に延出する部分を本質安全防爆とすることを特徴とする。
【００１５】
請求項８の発明では、スコープユニットの先端まで延びる信号線と、他の信号線とを絶縁するようにしたことを特徴とする。
【００１６】
請求項９の発明では、バリア回路の回路素子に、コート材を塗布するようにしたことを特徴とする。
【００１７】
請求項１０の発明では、本質安全防爆となっている部分を識別するための識別手段を設けるようにしたことを特徴とする。
【００１８】
請求項１１の発明では、識別手段として、色別のマーカーを設けるようにしたことを特徴とする。
【００１９】
請求項１２の発明では、スコープユニットの先端に撮像素子が配設され、バリア回路により、撮像素子をドライブするためのエネルギーを制限するようにしたことを特徴とする。
【００２０】
請求項１３の発明では、撮像素子をドライブするためのエネルギーを制限するバリア回路は、撮像素子への転送パルスのエネルギーの制限を行うと共に、波形整形のための微分回路として動作するようにしたことを特徴とする。
【００２１】
請求項１４の発明では、撮像素子からの撮像出力のエネルギーを制限するバリア回路は、プリアンプの前段に設けられ、マッチング抵抗として動作するようにしたことを特徴とする。
【００２２】
請求項１５の発明では、スコープユニットの先端に照明素子が配設され、バリア回路により、照明素子をドライブするためのエネルギーを制限するようにしたことを特徴とする。
【００２３】
請求項１６の発明では、照明素子をドライブするためのエネルギーを制限するバリア回路は、少なくとも１個の抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路と、複数個のツェナーダイオードと、から構成されるようにしたことを特徴とする。
なお、「少なくとも１個の抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路」とは、少なくとも１個の抵抗を用いた電流制限回路、又は、少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路のいずれか一方の電流制限回路をいうものである。
【００２４】
請求項１７の発明では、照明素子を、接地レベルに対して正側の電位と、接地レベルに対して負側の電位とで駆動するようにしたことを特徴とする。
【００２５】
請求項１８の発明では、スコープユニットの先端には、被検体の周辺温度を検知する温度センサが配設され、バリア回路により、温度センサの検出出力のエネルギーを制限するようにしたことを特徴とする。
【００２６】
請求項１９の発明では、前記温度センサの検出出力のエネルギーを制限するバリア回路は、抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路と、複数個のツェナーダイオードと、から構成されることを特徴とする。
なお、「抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路」とは、抵抗を用いた電流制限回路、又は、少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路のいずれか一方の電流制限回路をいうものである。
【００２７】
請求項２０の発明では、スコープユニットの挿入部を湾曲させるためのモータが設けられ、バリア回路により、モータをドライブするためのエネルギーを制限するようにしたことを特徴とする。
【００２８】
請求項２１の発明では、前記モータをドライブするためのエネルギーを制限するバリア回路は、前記モータに対する論理信号のエネルギーを制限する、抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路と、複数個のツェナーダイオードと、から構成されることを特徴とする。
なお、「抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路」とは、抵抗を用いた電流制限回路、又は、少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路のいずれか一方の電流制限回路をいうものである。
【００２９】
請求項２２の発明では、各部の操作を行うための操作スイッチが配設され、バリア回路により、スイッチからの論理信号のエネルギーを制限するようにしたことを特徴とする。
【００３０】
請求項２３の発明では、前記スイッチからの論理信号のエネルギーを制限するバリア回路は、抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路と、複数個のツェナーダイオードと、から構成されることを特徴とする。
なお、「抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路」とは、抵抗を用いた電流制限回路、又は、少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路のいずれか一方の電流制限回路をいうものである。
【００３１】
請求項２４の発明では、前記スコープユニットの先端に撮像素子が配設されると共に、前記メインユニットに照明手段が配設され、前記照明手段からの光が光学ガイドにより導かれて前記スコープユニットの先端から照射され、前記バリア回路により、前記撮像素子をドライブするためのエネルギーを制限するようにしたことを特徴とする。
【００３２】
請求項２５の発明では、スコープユニットの先端からの光学像をファイバスコープ又はボアスコープによりメインユニットに導くと共に、スコープユニットの先端に照明素子が配設され、バリア回路により、照明素子をドライブするためのエネルギーを制限するようにしたことを特徴とする。
【００３３】
請求項２６の発明では、前記照明素子は、ＬＥＤ照明手段であることを特徴とする。
【００３４】
請求項２７の発明では、前記メインユニットは、電源を備えており、前記電源は、二次バッテリーを用いることを特徴とする。
【００３５】
請求項２８の発明では、前記本質安全防爆の部分は、防爆規定に基づくＺｏｎｅ０又はＺｏｎｅ１の防爆仕様を満たすことを特徴とする。
【００３６】
請求項２９の発明では、前記本質安全防爆の部分よりも、前記メインユニット側に設けられた部分は、防爆規定に基づくＺｏｎｅ２の防爆仕様を満たすことを特徴とする。
【００３７】
請求項３０の発明では、警告を発する警告手段を備え、前記温度センサの検出温度があらかじめ設定された所定の閾値に達したときに、前記警告手段により警告を発するように制御することを特徴とする。
【００３８】
請求項３１の発明では、前記被検体の観察画像を表示する表示手段を備え、前記表示手段は、防爆規定に基づくＺｏｎｅ０、Ｚｏｎｅ１又はＺｏｎｅ２の防爆仕様を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３９】
請求項１の発明によれば、被検体に挿入される挿入部を有するスコープユニットと、このスコープユニットが接続されるメインユニットとを備える内視鏡装置であって、前記スコープユニットに配設される回路に対するエネルギーを制限するバリア回路を備え、前記バリア回路が設けられた部分より先に延出する部分を本質安全防爆とするようにしているので、可燃性ガス又は粉塵の存在する機器の内部（例えば、ガソリンタンク、プラント、エンジンの内部等）、爆発の危険性のある場所での観察が可能になる。
【００４０】
ここで、防爆について説明する。防爆については、ＩＥＣ、ＡＴＥＸ（ヨーロッパ）、ＦＭ（アメリカ）、ＣＳＡ（カナダ）、ＴＩＩＳ（日本）等で規格化され、検定機関によって防爆機器として検定される。本明細書においては、ＩＥＣの規格（ＩＥＣ６００７９）に基づいて説明する。ただし、他の各国の規格と実質的に対応する部分については、他の各国の規格にも適用可能であり、他の規格を排除するものではないことは言うまでもない。
【００４１】
爆発のメカニズムについて考察すると、爆発は、可燃性ガス又は粉塵と、酸素とがあるような環境下で、着火源による温度上昇に誘発されて生じる。例えば、ガソリンタンク、プラント、エンジンの内部では、燃料が可燃性ガス又は粉塵となっており、周囲には空気がある。このような環境下では、着火源があると、爆発を引き起こす。逆に言うと、爆発の要素は、１．可燃性ガス又は粉塵と、２．酸素と、３．着火源とであり、これらの３要素のうち、１でも欠ければ、爆発は起こらない。したがって、本願では、着火源によるエネルギー引火要素を絶つことで、防爆内視鏡システムを実現する。
【００４２】
ＩＥＣ６００７９では、防爆製品についての使用場所として、Ｚｏｎｅ０、Ｚｏｎｅ１、Ｚｏｎｅ２として定義されている。Ｚｏｎｅ０が最も危険性が高く、Ｚｏｎｅ１が次に危険性が高く、Ｚｏｎｅ２がその次に危険性が高い。危険区域は、Ｈａｚａｒｄｏｕｓ Ａｒｅａとされ、非危険区域はＮｏｎ−Ｈａｚａｒｄｏｕｓ Ａｒｅａとされる。
機器構造については、ｉａ機器、ｉｂ機器、Ｔｙｐｅ−ｎとして定義されている。ｉａ機器が最も爆発に対して信頼性が高く、ｉｂ機器がその次である。ｉａ機器は、Ｚｏｎｅ０、Ｚｏｎｅ１で使用可能であり、ｉｂ機器は、Ｚｏｎｅ１エリアでのみ使用可能である。Ｚｏｎｅ０又はＺｏｎｅ１エリアで使用可能な機器は、本質安全防爆と呼ばれている。Ｔｙｐｅ−ｎ機器は、Ｚｏｎｅ２で使用可能である。
【００４３】
請求項２の発明によれば、前記バリア回路は、直流エネルギーの制限に対しては、少なくとも３個のツェナーダイオードと、少なくとも１個の抵抗とを用い、交流エネルギーの制限に対しては、少なくとも３個のカップリングコンデンサを用い、直流エネルギー及び交流エネルギーの制限に対しては、少なくとも３個のツェナーダイオードと、少なくとも１個の抵抗と、少なくとも３個のカップリングコンデンサとを組み合わせたものを用いるようにし、前記本質安全防爆の部分を、防爆規定に基づくｉａ機器としているので、信頼性の高い防爆が可能になる。
【００４４】
請求項３の発明によれば、前記バリア回路は、直流エネルギーの制限に対しては、少なくとも１個の抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路と、少なくとも２個のツェナーダイオードと、を用い、交流エネルギーの制限に対しては、少なくとも２個のカップリングコンデンサを用い、直流エネルギー及び交流エネルギーの制限に対しては、少なくとも１個の抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路と、少なくとも２個のツェナーダイオードと、少なくとも２個のカップリングコンデンサと、を組み合わせたものを用いるようにし、前記本質安全防爆の部分を、防爆規定に基づくｉｂ機器としているので、信頼性の高い防爆が可能になる。
【００４５】
請求項４の発明によれば、直流エネルギーの制限に対しては、更に、ヒューズを挿入するようにしている。本質安全防爆部側に流れ込む直流エネルギーを制御することができるので、ツェナーダイオードとして、定格電力の小さなものを用いることができる。
【００４６】
請求項５の発明によれば、前記スコープユニットは、メインユニットに着脱可能に取り付けられるスコープコネクタを備え、前記バリア回路は、前記スコープコネクタに設けられ、前記スコープコネクタから先に延出する部分を本質安全防爆とすることで、コントロールユニット、挿入部、光学アダプタの部分を本質安全防爆とすることができる。
【００４７】
請求項６の発明によれば、前記スコープユニットは、前記挿入部の基端部に設けられたコントロールユニットを備え、前記バリア回路は、前記コントロールユニットに設けられ、前記コントロールユニットから先に延出する部分を本質安全防爆とすることで、挿入部、光学アダプタの部分を本質安全防爆とすることができる。
【００４８】
請求項７の発明によれば、前記バリア回路は、前記メインユニットに設けられ、前記メインユニットから先に延出する部分を本質安全防爆とすることにより、スコープコネクタ、挿入部、光学アダプタの部分を本質安全防爆とすることができる。
【００４９】
請求項８の発明によれば、スコープユニットの先端まで延びる、ＣＣＤへの送受信号、ＬＥＤ駆動信号、サーミスタ信号等の信号線と、コントロールユニットに供給する、モータ駆動信号、スイッチ信号、映像信号等の他の信号線とを絶縁するようにしているので、スコープユニットとコントロールユニット信号群とのエネルギー絶縁分離が行える。
【００５０】
請求項９の発明によれば、バリア回路の回路素子に、コート材を塗布するようにしているので、本質安全防爆側とそれ以外の部分を分離するために必要な沿面距離を小さくすることができ、バリア回路の面積を小さくすることができる。そのため、機器の小型化を実現することができる。
【００５１】
請求項１０の発明によれば、本質安全防爆となっている部分を識別するための識別手段を設けるようにしているので、ユーザは、本質安全防爆部分を容易に認識することができる。
【００５２】
請求項１１の発明によれば、識別手段として、色別のマーカーを塗布するようにしているので、ユーザは、本質安全防爆部分を一見して認識することができる。
【００５３】
請求項１２の発明によれば、スコープユニットの先端に撮像素子が配設され、バリア回路により、撮像素子をドライブするためのエネルギーを制限するようにしているので、撮像素子のエネルギーを制限できる。
【００５４】
請求項１３の発明によれば、撮像素子をドライブするためのエネルギーを制限するバリア回路は、撮像素子への転送パルスのエネルギーの制限を行うと共に、波形整形のための微分回路として動作するようにしているので、エネルギーの制限の回路を他の回路と兼用することができる。
【００５５】
請求項１４の発明によれば、撮像素子からの撮像出力のエネルギーを制限するバリア回路は、プリアンプの前段に設けられ、ＣＣＤＶｉｄｅｏＯｕｔ信号のスコープケーブルを伝送するマッチング抵抗として動作するようにしているので、エネルギーの制限の回路を他の回路と兼用することができる。
【００５６】
請求項１５の発明によれば、スコープユニットの先端に照明素子が配設され、バリア回路により、照明素子をドライブするためのエネルギーを制限するようにしているので、照明素子に流入するエネルギーを引火エネルギーよりも小さくすることができる。
【００５７】
請求項１６の発明によれば、照明素子をドライブするためのエネルギーを制限するバリア回路は、少なくとも１個の抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路と、複数個のツェナーダイオードと、から構成されるようにしているので、少なくとも単一故障状態であっても、エネルギー制限バリア回路は有効となる。
【００５８】
請求項１７の発明によれば、ＬＥＤ照明素子を、接地レベルに対して正側の電位と、接地レベルに対して負側の電位とで駆動するようにているので、接地レベルからのＬＥＤの駆動電圧を下げることができる。これにより、バリア回路に必要とされるツェナーダイオードのＶｚツェナー電圧も、正電源のみ又は負電源のみの場合と比較して、低く設定することができる。
【００５９】
請求項１８の発明によれば、スコープユニットの先端には、被検体の周辺温度を検知する温度センサが配設され、バリア回路により、温度センサの検出出力のエネルギーを制限するようにしているので、温度センサに流入するエネルギーを引火エネルギーよりも小さくすることができる。
【００６０】
請求項１９の発明によれば、温度センサの検出出力のエネルギーを制限するバリア回路は、抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路と、複数個のツェナーダイオードと、構成されているので、温度センサに流入するエネルギーを引火エネルギーよりも簡単に小さくすることができる。
【００６１】
請求項２０の発明によれば、スコープユニットの挿入部を湾曲させるためのモータが設けられ、バリア回路により、モータをドライブするためのエネルギーを制限するようにしているので、モータに流入するエネルギーを引火エネルギーよりも小さくすることができる。
【００６２】
請求項２１の発明によれば、モータをドライブするためのエネルギーを制限するバリア回路は、モータに対する論理信号のエネルギーを制限する、抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路と、複数個のツェナーダイオードと、から構成されているので、モータに流入するエネルギーを引火エネルギーよりも小さくすることができる。
【００６３】
請求項２２の発明によれば、各部の操作を行うための操作スイッチが配設され、バリア回路により、スイッチからの論理信号のエネルギーを制限するようにしているので、論理レベルを壊すことなく、スイッチに流入するエネルギーを引火エネルギーよりも小さくすることができる。
【００６４】
請求項２３の発明によれば、スイッチからの論理信号のエネルギーを制限するバリア回路は、抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路と、複数個のツェナーダイオードと、から構成されているので、論理レベルを壊すことなく、スイッチに流入するエネルギーを引火エネルギーよりも簡単に小さくすることができる。
【００６５】
請求項２４の発明によれば、スコープユニットの先端に撮像素子が配設されると共に、メインユニットに照明手段が配設され、照明手段からの光が光学ガイドにより導かれてスコープユニットの先端から照射され、バリア回路により、撮像素子をドライブするためのエネルギーを制限するようにしているので、ランプを使った内視鏡の本質安全防爆が実現できる。
【００６６】
請求項２５の発明によれば、スコープユニットの先端からの光学像をファイバスコープ又はボアスコープによりメインユニットに導くと共に、スコープユニットの先端に照明素子が配設され、バリア回路により、照明素子をドライブするためのエネルギーを制限するようにているので、ファイバスコープやボアスコープの内視鏡の本質安全防爆が実現できる。
【００６７】
請求項２６の発明によれば、照明素子がＬＥＤ照明手段であることから、消費電力を抑制しつつ、被検体を確実に照明することができる。
【００６８】
請求項２７の発明によれば、メインユニットが電源を備えており、その電源は二次バッテリーを用いていることから、電源を確実に供給することができるだけでなく、簡便性を向上させることができる。
【００６９】
請求項２８の発明によれば、本質安全防爆の部分が、防爆規定に基づくＺｏｎｅ０又はＺｏｎｅ１の防爆仕様を満たすことから、可燃ガス又は粉塵環境下でも確実に使用することができる。
【００７０】
請求項２９の発明によれば、本質安全防爆の部分よりもメインユニット側に設けられた部分は、防爆規定に基づくＺｏｎｅ２の防爆仕様を満たすことから、構成を簡易にしつつ、可燃ガス又は粉塵環境下でも確実に使用することができる。
【００７１】
請求項３０の発明によれば、警告を発する警告手段を備え、温度センサの検出温度があらかじめ設定された所定の閾値に達したときに、前記警告手段により警告を発するように制御することから、ユーザに注意を喚起することができる。
【００７２】
請求項３１の発明によれば、被検体の観察画像を表示する表示手段を備え、表示手段が防爆規定に基づくＺｏｎｅ０、Ｚｏｎｅ１又はＺｏｎｅ２の防爆仕様を満たすことから、可燃ガス又は粉塵環境下でも確実に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第１の実施形態の内視鏡装置の外観構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の内視鏡装置におけるコントロールユニットの外観構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の内視鏡装置における挿入部の先端の構成を説明するための斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の内視鏡装置を爆発危険領域で使用する場合の説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施形態におけるＣＰＵビデオボードの構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施形態におけるパワーボードの構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第１の実施形態におけるＣＣＤドライブボード及びＤＳＰボードの構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第１の実施形態におけるＬＥＤドライブボードの構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態における挿入部の先端部における回路構成の説明に用いる接続図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態におけるバリア回路の説明に用いる接続図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態におけるバリア回路の説明に用いる接続図である。
【図１３】エネルギー制限回路の説明に用いる接続図である。
【図１４】エネルギー制限回路の説明に用いる接続図である。
【図１５】本質安全防爆部分を示す識別手段の説明に用いる斜視図である。
【図１６】バリア回路のコート処理の説明に用いる平面図及び断面図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図１８】本発明の第３の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図１９】本発明の第４の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図２０】冷陰極線管を用いたＬＣＤモニタの説明に用いるブロック図である。
【図２１】ＬＣＤを用いたＬＣＤモニタの説明に用いるブロック図である。
【図２２】本発明の第５の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図２３】本発明の第６の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図２４】本発明の第７の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図２５】本発明の第８の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図２６】本発明の第９の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図２７】本発明の第１０の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図２８】本発明の第１１の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図２９】本発明の第１２の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図３０】本発明の第１３の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図３１】本発明の第１４の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図３２】本発明の第１５の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図３３】上記第１から第９の実施形態の主構成部と仕様エリアとをまとめて示す概要図である。
【図３４】上記第１０から第１５の実施形態の主構成部と仕様エリアとをまとめて示す概要図である。
【図３５】サーミスタによって検出されるスコープ環境温度と、警告手段による警告表示の様子をグラフで示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００７４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
（１）第１の実施形態
図１は、本発明の第１の実施形態の内視鏡装置の概要を示すものである。図１において、メインユニット１は、内視鏡装置全体の制御を行っている。メインユニット１の天面には、各種設定を行うためのフロントパネル１１が設けられる。また、メインユニット１の側面には、モニタ画像を表示するためのＬＣＤモニタ１２が取り付けられている。メインユニット１には、ベルト１３が装着可能となっており、ユーザが肩から吊り下げて、ハンズフリーで作業が行えるようになっている。
【００７５】
スコープユニット２は、コントロールユニット３と、コントロールユニット３に取り付けられた挿入部４と、挿入部４の先端に着脱可能な光学アダプタ８からなる。コントロールユニット３は、スコープコネクタ５により、メインユニット１に着脱可能に取り付けられる。本発明の第１の実施形態においては、後に説明するように、スコープコネクタ５内に、エネルギーの制限するためのバリア回路が設けられている。メインユニット１とコントロールユニット３との間は、ユニバーサルケーブル６で接続される。
【００７６】
挿入部４の先端には、ＣＣＤ撮像素子が取り付けられている。挿入部４は、各種の被検体を撮影できるように、可撓性を有している。
【００７７】
また、挿入部４の先端部には湾曲部９が設けられる。コントロールユニット３内にはモータが設けられており、このモータにより、湾曲部９が上下左右に湾曲可能とされている。湾曲部９を湾曲させることにより、撮影方向を自在に設定することができる。
【００７８】
また、挿入部４の先端には、光学アダプタ８が着脱可能に取り付けられる。光学アダプタ８としては各種の光学性能のものが用意されており、光学アダプタ８を交換することで、異なる視野角、視野方向、明るさ、観察深度等を変更することができる。
【００７９】
コントロールユニット３は、ユーザの指令に基づいて、内視鏡装置の操作を行う部分である。図２に示すように、コントロールユニット３にはグリップ部２１が形成されている。ユーザは、このグリップ部２１を把持して、内視鏡の操作を手元で行えるようになっている。
【００８０】
コントロールユニット３には、図２（Ａ）に示すように、ジョイスティック２２、ズームレバー２３、明るさ調整レバー２４、ブーストボタン２５が配設されている。ジョイスティック２２は、挿入部４の先端の湾曲部９の方向を操作するのに用いられる。ブーストボタン２５はゲイン変更用のボタンである。
【００８１】
また、コントロールユニット３の側面には、図２（Ｂ）に示すように、フリーズ録画ボタン２６が配設される。フリーズ録画ボタン２６を押すと、そのときのスチル画像が取り込まれ、記録される。
【００８２】
図３は、挿入部４の先端及び光学アダプタ８の構成を示すものである。図３（Ａ）に示すように、挿入部４の先端には、ＣＣＤ撮像素子３１、ハイブリッド集積回路（以下、ＨＩＣと略称する）３２及び３３、サーミスタ３４が配設される。ＨＩＣ３２はＣＣＤ撮像素子３１の出力信号に対するバッファが実装されている。ＨＩＣ３３には、水平転送パルスを波形整形するコンパレータが実装されている。サーミスタ３４は、スコープ先端部の周囲温度を検出するために設けられる。
【００８３】
これらの電子回路に対して信号や電源を伝送する配線は、挿入部４内に収納されており、図１に示すように、ユニバーサルケーブル６、スコープコネクタ５を介して、メインユニット１に接続されている。後に説明するように、スコープコネクタ５にはバリア回路が設けられており、これらの電子回路に対して信号や電源に過剰なエネルギーが伝送されることが阻止されている。これにより、爆発の危険性のある環境下での使用が可能となる。
【００８４】
光学アダプタ８には、図３に示すように、複数のＬＥＤチップ３５、３５、…が実装されたＬＥＤモジュール３６が設けられる。このＬＥＤチップ３５、３５、…を点灯させることで、被検体が照射される。
【００８５】
光学アダプタ８には、接点３７ａ、３７ｂが設けられる。接点３７ａ、３７ｂは、ＬＥＤモジュール３６に接続されている。一方、挿入部４の先端には、接点３８ａ及び３８ｂが設けられる。挿入部４の先端に光学アダプタ８を装着する際には、図３（Ｂ）に示すように、接点３８ａ及び３８ｂと、接点３７ａ、３７ｂとを接触させ、図３（Ｃ）に示すように、挿入部４の先端に光学アダプタ８が固定される。これにより、ＬＥＤモジュール３６に配設されたＬＥＤチップ３５、３５、…に電源が供給される。
【００８６】
図４は、本発明の第１実施形態の内視鏡装置の爆発の危険性のある環境下での使用方法の概要を示すものである。
【００８７】
先ず、図４（Ａ）に示すように、セットアップを行う。セットアップは、具体的には、メインユニット１に、バッテリー４１やメモリカード４２を装着したり、スコープコネクタ５によりメインユニット１とスコープユニット２とを接続したり、挿入部４の先端に光学アダプタ８を取り付けたりする作業である。このようなセットアップの作業は、必ず、爆発の危険性のないエリア（Ｎｏｎ−ｈａｚａｒｄｏｕｓエリア）で行う。
【００８８】
図４（Ｂ）に示すように、セットアップが完了したら、内視鏡装置を爆発の危険性のあるエリアの近傍に移動する。そして、図４（Ｃ）に示すように、スコープユニット２を暴爆 の危険性のあるエリア内（Ｚｏｎｅ０又はＺｏｎｅ１エリア）に配し、被検体の撮影を行う。このとき、図４（Ｃ）に示すように、メインユニット１は、爆発の危険性のないエリア（Ｎｏｎ−ｈａｚａｒｄｏｕｓエリア）又は爆発の危険性の小さいエリア（Ｚｏｎｅ２エリア）に置かれる。
【００８９】
また、バッテリー４１、メモリカード４２、光学アダプタ８等の機器を交換したり、スコープユニット２を外したりする作業を行う場合には、図４（Ｄ）に示すように、内視鏡装置を必ず、爆発の危険性のないエリア（Ｎｏｎ−ｈａｚａｒｄｏｕｓエリア）に移動して作業を行う。
【００９０】
図５は、本発明の第１の実施形態の内視鏡装置の内部構成を示すブロック図である。図５において、メインユニット１には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）ビデオボード５１、パワーボード５２が配設されている。また、メインユニット１には、バッテリー４１が装着される。
【００９１】
ＣＰＵビデオボード５１は、内視鏡装置全体の制御を行っている。また、ＣＰＵビデオボード５１は、撮影された画像の信号処理や、画像信号の記録、再生の制御を行っている。また、ＣＰＵビデオボード５１は、計測等の処理を行っており、サーミスタ３４で計測された環境温度を計測する処理を行っている。また、メインユニット１には、ＬＣＤモニタ１２が取り付けられる。ＬＣＤモニタ１２は、撮影された画像を表示するものである。
【００９２】
パワーボード５２は、バッテリー４１からの電源を基に、各種のボードに必要な電源を供給している。
【００９３】
スコープコネクタ５は、メインユニット１とスコープユニット２（コントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８）とを接続するものである。スコープコネクタ５には、ＣＣＤドライブボード６１、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）ボード６２、ＬＥＤドライブボード６３と、バリア回路６４が設けられる。
【００９４】
ＣＣＤドライブボード６１は、水平転送パルスや垂直転送パルス等、ＣＣＤ撮像素子３１を駆動するのに必要な各種の信号や電源を形成している。ＤＳＰボード６２は、ＣＣＤ撮像素子３１からの撮像信号の信号処理を行っている。ＬＥＤドライブボード６３は、ＬＥＤモジュール３６の駆動を行っている。バリア回路６４は、スコープユニット２（コントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８）に配設されている各回路（モータドライブボード７２、モータ７１、ＣＣＤ撮像素子３１、サーミスタ３４、ＨＩＣ３２及び３３、ＬＥＤモジュール３６）に対するエネルギーを制限するものである。
【００９５】
このように、スコープユニット２に配設されている各回路に対するエネルギーを制限するバリア回路６４が設けられているため、バリア回路６４の位置より先端に延出している部分、この例ではコントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。
【００９６】
コントロールユニット３には、モータ７１と、モータドライブボード７２と、スイッチ７３とが設けられる。モータ７１は、挿入部４の先端の湾曲部９を湾曲させるためのものである。モータ７１としては、スパークが生じることがないように、例えばブラシレスモータを使用するのが望ましいが、モータ駆動エネルギーが小さければブラシモータであってもよい。モータドライブボード７２は、このモータ７１を駆動するものである。スイッチ７３は、ユーザにより設定される各種のボタンやスイッチ（ジョイスティック２２、ズームレバー２３、明るさ調整レバー２４、ブーストボタン２５、フリーズ録画ボタン２６等）に対応している。
【００９７】
挿入部４には、その先端に、ＣＣＤ撮像素子３１、ＨＩＣ３２及び３３、サーミスタ３４が配設される。ＣＣＤ撮像素子３１は、被検体の光学画像を電気信号に光電変換するものである。ＨＩＣ３２は、ＣＣＤ撮像素子３１からの撮像出力に対するバッファである。ＨＩＣ３３は、ＣＣＤ撮像素子３１に対する水平転送パルスを波形整形するものである。サーミスタ３４は、周囲温度を測定するものである。
【００９８】
光学アダプタ８には、ＬＥＤモジュール３６、レンズ４０が配設される。ＬＥＤモジュール３６は、被検体の近傍を照射するものである。
【００９９】
図６はＣＰＵビデオボード５１の構成を示すものである。図６に示すように、ＣＰＵビデオボード５１には、ＣＰＵ１０１が設けられる。ＣＰＵ１０１のバス１０２には、メモリ１０３、ＯＳＤ（Ｏｎ Ｓｃｒｅｅｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）回路１０４、Ａ／Ｄコンバータ１１１、エンコーダ１０６が接続される。ＯＳＤ回路１０４は画面に各種の表示信号を重畳するものである。デコーダ１０５は、ＹＣｒＣｂの画像データをＲＧＢ等の画像データにデコードするものである。エンコーダ１０６はＲＧＢ等の画像データを標準方式（ＮＴＳＣ等）の画像データにエンコードするものである。
【０１００】
また、ＣＰＵ１０１には、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０７、メモリカード４２、シリアルインターフェース１０９が接続される。メモリカード４２は、撮影画像を保存するのに用いられる。シリアルインターフェース１０９は、パーソナルコンピュータ等の外部機器と接続するためのものである。ＣＰＵ１０１には、ＲＴＣ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）回路１１０からクロックが供給される。ＲＴＣ回路１０１は、時間管理を行うものである。
【０１０１】
また、ＣＰＵ１０１には、サーミスタ３４の検知出力がＡ／Ｄコンバータ１１３を介して供給される。また、ＣＰＵ１０１からはモータ制御信号が出力され、このモータ制御信号がバッファ１１４を介して、モータドライブボード７２に向けて出力される。また、ＣＰＵビデオボード５１には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５が設けられる。
【０１０２】
図７はパワーボード５２の構成を示すものである。パワーボード５２は、図７に示すように、バッテリー４１から各部の電源を形成するためのＤＣ／ＤＣコンバータ１２１が設けられる。また、バッテリー４１からの電源ライン中には、ヒューズ１２２が設けられる。
【０１０３】
図８は、ＣＣＤドライブボード６１及びＤＳＰボード６２の構成を示すものである。図８に示すように、ＣＣＤドライブボード６１は、クロック発振器１３１と、タイミング信号発生回路１３２とが設けられる。タイミング信号発生回路１３２により、ＣＣＤ撮像素子をドライブするための各種の信号（垂直パルスＶ１〜Ｖ４、水平転送パルスＨＰＬＳ、リセットパルスＲＳＴ、サブパルスＳｕｂ）が形成される。ＣＣＤ撮像素子３１を駆動するためのＣＣＤ電源部（Ｖｃｃ、Ｖｄｄ及びＳＨＤ）１３４がある。水平パルスを波形成形するコンパレータの基準電圧であるＳＨＤ（スレッシュ・ホールド電圧）がある。これらの電源や信号は、バッファ１３３ａ〜１３３ｇを介して、ＣＣＤ撮像素子３１に向けて出力される。
【０１０４】
ＤＳＰボード６２は、図８に示すように、プリアンプ１４１と、Ａ／Ｄコンバータ１４２と、映像信号処理回路１４３と、Ｄ／Ａコンバータ１４４とが設けられる。ＤＳＰボード６２には、ＣＣＤドライブボード６１からクロックが供給される。ＣＣＤ撮像素子３１からの撮像信号がプリアンプ１４１で増幅され、Ａ／Ｄコンバータ１４２でディジタルデータに変換される。そして、映像信号処理回路１４３で、欠陥補正、ホワイトバランス補正等の処理が行われる。また、映像信号処理回路１４３で、撮像信号から、ＹＣｒＣｂの画像データに変換される。この画像データはＤ／Ａコンバータ１４４でアナログ信号に変換されて出力される。
【０１０５】
図９は、ＬＥＤドライブボード６３の構成を示すものである。ＬＥＤドライブボード６３には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５１、定電流回路１５２及び１５３、バッファ１５４及び１５５が設けられる。ＤＣ／ＤＣコンバータ１５１は、ＬＥＤの正側の駆動電圧と、ＬＥＤの負側の駆動電圧とを形成している。定電流回路１５２はＬＥＤの正側の駆動電流を設定し、定電流回路１５３はＬＥＤの負側の駆動電流を設定している。
【０１０６】
なお、ＬＥＤの駆動電流を接地レベルに対して、正側と負側に設定しているのは、防爆のためである。つまり、通常、ＬＥＤの駆動電圧がＶｆであれば、ＬＥＤには、接地レベルに対してＶｆの電圧を与えるようにしている。これに対して、この実施形態では、ＬＥＤに対して、＋Ｖｆ／２と、−Ｖｆ／２を与えるようにしている。このようにすると、ＬＥＤに印加される電圧はＶｆで同じでも、接地レベルからの電圧は１／２となり、防爆に有利になる。例えば、ＩＥＣ６００７９−１１の本質安全防爆構造の規格において、＋３０Ｖを越えると、バリア回路の沿面距離での制限が厳しくなるので、例えば、±２０Ｖ以下が望ましく、±１５Ｖで扱うので防爆規定上有利となる。
【０１０７】
図１０は、挿入部４の先端の構成を示すものである。図１０において、ＨＩＣ３３には、ＳＨＤ電源の入力端子、水平転送パルスＨＰＬＳの入力端子、Ｖｄｄ電源の入力端子、接地端子、水平転送パルスの出力端子が設けられる。ＨＩＣ３３は、コンパレータにより入力された水平転送パルスを波形整形して出力する。この水平転送パルスは、ＣＣＤ撮像素子３１に水平転送パルス入力端子に供給される。
【０１０８】
また、ＣＣＤ撮像素子３１には、ＣＣＤドライブボード６１から、Ｖｃｃ電源、４本の垂直転送パルスＶ１〜Ｖ４、リセットパルスＲＳＴと、サブパルスＳｕｂが直接供給される。
【０１０９】
ＨＩＣ３２には、Ｖｃｃ電源の入力端子、ＣＣＤＯｕｔ信号の入力端子、接地端子、ＣＣＤビデオ信号の出力端子が設けられる。ＣＣＤ撮像素子３１からの出力信号は、ＨＩＣ３２に入力される。そして、ＨＩＣ３２を構成するバッファを介して、出力され、ＤＳＰボード６２に向けて送られる。
【０１１０】
この図５に示す本発明の第１の実施形態の内視鏡装置の動作について説明する。
【０１１１】
図５において、光学アダプタ８のレンズを介して取り込まれた被検体の像光は、挿入部４の先端のＣＣＤ撮像素子３１の受光面に結像される。ＣＣＤ撮像素子３１は、ＣＣＤドライブボード６１からの垂直転送パルスＶ１〜Ｖ４、及びＣＣＤドライブボード６１からＨＩＣ３３を介して送られる水平転送パルスＨＰＬＳにより駆動される。ＣＣＤ撮像素子３１からは、撮像信号が出力される。この撮像信号は、ＨＩＣ３２を介して、ＤＳＰボード６２に送られる。
【０１１２】
図８に示したように、ＤＳＰボード６２で、ＣＣＤ撮像素子３１からの撮像信号がプリアンプ１４１で増幅され、Ａ／Ｄコンバータ１４２でディジタルデータに変換される。そして、映像信号処理回路１４３で、欠陥補正、ホワイトバランス補正等の処理が行われる。また、映像信号処理回路１４３で、撮像信号から、ＹＣｒＣｂの画像データに変換される。この画像データはＤ／Ａコンバータ１４４でアナログ信号に変換されて出力される。
【０１１３】
図５において、ＤＳＰボード６２の出力信号は、ＣＰＵビデオボード５１に供給される。図６に示すように、ＤＳＰボード６２からの画像信号は、デコーダ１０５に送られ、デコーダ１０５でＲＧＢ等の画像信号に変換される。この画像信号は、Ａ／Ｄコンバータ１１１でディジタル化され、バス１０２に送出され、メモリ１０３に一旦格納される。
【０１１４】
メモリ１０３に格納された画像データに対して、各種の信号処理が施される。この画像データはバス１０２を介してエンコーダ１０６に送られる。エンコーダ１０６で、ＲＧＢ画像データが標準方式の画像データに変換される。この画像データがＤ／Ａコンバータ１１２でアナログ信号に変換されて出力され、ＬＣＤモニタ１２に送られる。
【０１１５】
また、画像を取り込む場合には、メモリ１０３に格納された画像データが読み出され、メモリカード４２に送られ、この画像データがメモリカード４２に記録される。
【０１１６】
次に、本発明の第１の実施形態におけるバリア回路６４について詳述する。前述したように、バリア回路６４は、スコープコネクタ５内に設けられ、スコープユニット２に配された電子回路に対して、過剰なエネルギーが伝送されることを阻止している。バリア回路６４は、基板上で本質安全側と分離するために、回路状の沿面距離を確保するようにしている。
【０１１７】
図１１及び図１２は、バリア回路６４の一例を示すものである。先ず、サーミスタ３４に対するライン（図５におけるラインＬ３）には、バリア回路６４において、図１１（Ａ）に示すように、高抵抗２０１を挿入して、エネルギーを制限する。なお、サーミスタ３４は、温度による抵抗値の変化を検知して、温度を計測している。このため、電位の変化を検知できるようなエネルギー制限回路を使うようにしている。このときのサーミスタのエネルギー制限回路の抵抗は、サーミスタの変化抵抗値に対応して選ぶのがよく、例えば１ｋΩから１０ｋΩなどが適当である。また、電圧を制限するために３つのツェナーダイオード２４０ａ，２４０ｂ，２４０ｃと、抵抗２０１の定格電力を制限する抵抗２０１−２が接続される。
【０１１８】
Ｖｃｃ電源に対するライン（図５におけるラインＬ１０）には、バリア回路６４において、図１１（Ｂ）に示すように、ヒューズ２０２、３個のツェナーダイオード２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、抵抗２０４を挿入して、直流エネルギーの制限を施す。
【０１１９】
ここで、ヒューズ２０２、３個のツェナーダイオード２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃ及び抵抗２０４の選び方について説明する。３個のツェナーダイオード２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃのツェナー電圧Ｖｚは、Ｖｃｃ＋１５Ｖよりブレークダウン電圧に達することなく、通常の回路動作状態では、Ｖｃｃ＋１５ＶがＬ７に出力されるようツェナー電圧Ｖｚを選ぶ。例えば、この図１１（Ａ）の例では、Ｖｚ＝１８Ｖのツェナーを選ぶとよい。
ヒューズ２０２の値は、通常回路動作ではヒューズが切れることはない。Ｖｃｃ＋１５Ｖ端子に異常電圧が印加されたときには、ヒューズ２０２が働き、ツェナーダイオード２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃのツェナー電圧Ｖｚの定格内に抑えるように機能する。例えば、通常動作電流が１０ｍＡ程度の場合には、ヒューズ定格が５０ｍＡ程度のものを選ぶとよい。
【０１２０】
抵抗２０４は、Ｖｃｃ＋１５Ｖ端子に異常電圧が印加されたときに、ツェナーダイオード２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃにより発生したツェナー電圧を抵抗により制限するものである。抵抗値が大きいほど電流を制限することができるが、抵抗値を大きくすると通常動作時の抵抗２０４による電位降下が問題になる。よって、異常時のエネルギーを制限しつつ、通常動作時の電位降下を少なくする必要がある。例えば、抵抗２０４を１００Ω前後の値を用いることで、前記異常時のエネルギー制限と通常時の電位降下を適度な値にするのでよい。
上記例で、このＶｃｃ＋１５Ｖラインから印加されるエネルギーを例示すると、 ヒューズ２０２＝５０ｍＡ
３個のツェナーダイオード２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃ＝１８Ｖ定格（最大１８．９Ｖ）、
抵抗２０４＝８２Ωの場合は、
１８．９Ｖ／８２Ω＝２３０ｍＡが防爆規定上の流れ込む最大電流値（防爆規定計算上はヒューズ２０２の５０ｍＡで制限しない）となる。
１８．９Ｖ×２３０ｍＡ＝４３４７ｍＷとなり、約４ＷのエネルギーがＶｃｃ＋１５Ｖラインに流れ込む設計になる。
【０１２１】
Ｖｄｄ電源に対するライン（図５におけるラインＬ７）には、バリア回路６４において、図１１（Ｃ）に示すように、ヒューズ２０５、３個のツェナーダイオード２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、抵抗２０７を挿入して、直流エネルギーの制限を施す。
上記Ｖｃｃ＋１５Ｖのところで説明したのと同じ考えで、Ｖｄｄ＋６Ｖに関してもヒューズ、ツェナーダイオード、抵抗値を選ぶ。ただし、Ｖｄｄは電圧が６Ｖなので、ツェナー電圧は定格で７．２Ｖ程度のものを使うのが適当である。さらに、このラインから印加されるエネルギーは、上記Ｖｃｃ＋１５Ｖで説明したのと同じ考えで計算できる。
【０１２２】
ＳＨＤ電源に対するライン（図５におけるラインＬ９）には、バリア回路６４において、図１１（Ｄ）に示すように、ヒューズ２０８、３個のツェナーダイオード２０９ａ、２０９ｂ、２０９ｃ、抵抗２１０を挿入して、直流エネルギーの制限を施す。以下、ヒューズ、ツェナーダイオード、抵抗値の選び方と、このラインから印加されるエネルギー計算は前述の方法と同じである。
【０１２３】
水平転送パルスＨＰＬＳのライン（ラインＬ８）には、バリア回路６４において、図１１（Ｅ）に示すように、コンデンサ２１１ａ〜２１１ｃ、コンデンサ２１２ａ〜２１２ｃ、抵抗２１３からなる微分回路を、エネルギー制限回路として利用する。このとき、コンデンサ２１１ａ〜２１１ｃ、コンデンサ２１２ａ〜２１２ｃは、交流エネルギーを制限する回路となる。直流エネルギーの制限は、ヒューズ２４１及び３つのツェナーダイオード２４２ａ，２４２ｂ，２４２ｃと抵抗２１３の構成にて行う。これにより、交流エネルギーの制限は、３つの直列コンデンサで行い、直流エネルギーの制限は、前述（Ｂ）から（Ｄ）に示した形式のヒューズ、ツェナーダイオード、抵抗にて行う。
【０１２４】
リセットパルスＲＳＴのライン（図５におけるラインＬ４）及び垂直転送パルスＶ１〜Ｖ４のライン（図５におけるラインＬ６）には、バリア回路６４において、図１１（Ｆ）に示すように、ヒューズ２１５、ツェナーダイオード２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、抵抗２１７を挿入して、直流バイアスの直流エネルギーの制限を施すと共に、３つのカップリングコンデンサ２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃにより、交流成分のエネルギーを制限する。
【０１２５】
サブパルスＳｕｂのライン（図５におけるラインＬ５）には、バリア回路６４において、図１１（Ｇ）に示すように、ヒューズ２２１、ツェナーダイオード２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、抵抗２２３を挿入して、直流バイアスの直流エネルギーの制限を施すと共に、３つのカップリングコンデンサ２２５ａ、２２５ｂ、２２５ｃにより、交流成分のエネルギーを制限する。
【０１２６】
ＣＣＤ撮像素子３１の出力信号のライン（図５におけるラインＬ１１）には、バリア回路６４において、図１２（Ａ）に示すように、プリアンプ２２９の前段に、ヒューズ２２６、３個のツェナーダイオード２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、抵抗２２８を挿入して、直流エネルギーの制限を施す。なお、抵抗２２８は、スコープコネクタ５側への入力側と、ＣＣＤ撮像素子３１側からの信号伝送路の出力側との整合をとるためのインピーダンスのマッチング用の抵抗としても機能している。
【０１２７】
正側のＬＥＤ照明用のライン（図５におけるラインＬ１２）には、バリア回路６４において、図１２（Ｂ）に示すように、ヒューズ２３０、３個のツェナーダイオード２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃ、抵抗２３２を挿入して、直流エネルギーの制限を施す。
【０１２８】
負側のＬＥＤ照明用のライン（図５におけるラインＬ１３）には、バリア回路６４において、図１２（Ｃ）に示すように、ヒューズ２３３、３個のツェナーダイオード２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃ、抵抗２３５を挿入して、直流エネルギーの制限を施す。なお、負電圧なのでツェナーダイオードは、他のバリア回路とは逆向きに接続されている。
【０１２９】
コントロールユニット３内のモータドライブボード７２へ電源を送るライン（図５におけるラインＬ１）へは、図１２（Ｄ）に示すように、ヒューズ２３６、３個のツェナーダイオード２３７ａ、２３７ｂ、２３７ｃ、抵抗２３８を挿入して、直流エネルギーの制限を施す。
【０１３０】
コントロールユニット３内のモータのオン／オフ及び各種スイッチの信号ライン（図５におけるラインＬ２）へは、図１２（Ｅ）に示すように、高抵抗２３９を挿入して、かつ、３つのツェナーダイオード２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｃを入れ、高抵抗２３９の定格内に、電力を制限するための抵抗２３９−２を入れ、直流エネルギーの制限を施す。
【０１３１】
なお、バリア回路６４中において、エネルギー制限回路として用いるヒューズは、溶断性能が保証されたバリアネットワークヒューズを使用する。例えば、Ｂａｒｒｉｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ＥＮ５００２０規格に適合したものを使用するのがよい。
【０１３２】
以上説明したように、本発明の第１の実施形態では、図５に示したように、スコープコネクタ５に、各回路に対する信号や電源のエネルギーの制限を行うバリア回路６４を設けて、本質安全防爆を満足するようにしている。すなわち、本発明の第１の実施形態では、バリア回路６４によって、各回路に対する信号や電源のエネルギーの制限を行うことで、ショート等が発生しても、スパークが発生することがないようにしている。これにより、爆発を生じさせる要素の一つである着火源を無くすことにより、本質安全防爆を実現している。
また、本発明の第１の実施形態では、スコープユニット２については、ｉａ機器の規格を満足して、本質安全防爆を実現している。
【０１３３】
なお、本発明の第１の実施形態では、図５に示したように、スコープコネクタ５に、各回路に対する信号や電源のエネルギーの制限を行うバリア回路６４を設けて、本質安全防爆を満足するようにしている。このバリア回路６４は、図１１及び図１２に示したように、直流のエネルギーを制限するものにおいては、３個のツェナーダイオードと、１個の抵抗とを設け、交流のエネルギーを制限するものにおいては、カップリングコンデンサを３個設けるようにしている。これは、３個のツェナーダイオードやカップリングコンデンサのうち、２個が破損していても、残りの１個によりエネルギーが制限されるようにするためである。これにより、ｉａ機器の規格を満足することができる。ｉｂ機器の規格を満足するのであれば、これらは２個で良いことになる。
【０１３４】
バリア回路６４を構成するエネルギーの制限回路は、基本的には、図１３及び図１４に示すような構成の組み合わせであり、図１１及び図１２に示したバリア回路６４内の電流制限回路は、これに基づくものである。
【０１３５】
図１３は、ｉａ機器の規格を満足するようなエネルギー制限回路の例を示すものである。図１３（Ａ）は、直流に対するエネルギー制限回路である。図１３（Ａ）に示すように、直流に対するエネルギー制限回路では、ラインＬ１０１中に、ヒューズＦ１と、抵抗Ｒ１とを設ける。また、ラインＬ１０１と接地間に、３個のツェナーダイオードＤ１ａ、Ｄ１ｂ、Ｄ１ｃを設ける。このように、３個のツェナーダイオードＤ１ａ、Ｄ１ｂ、Ｄ１ｃを設けることで、ラインＬ１０１の電圧が上昇しないようにしている。なお、３個のツェナーダイオードＤ１ａ、Ｄ１ｂ、Ｄ１ｃを設けているのは、ツェナーダイオードＤ１ａ、Ｄ１ｂ、Ｄ１ｃのうちの２個が破損しても、信頼性が保てるようにして、防爆機器としてｉａ機器の規格を満足するようにするためである。
【０１３６】
図１３（Ｂ）は、交流に対するエネルギー制限回路である。図１３（Ｂ）に示すように、交流に対するエネルギー制限回路では、ラインＬ１０２中に、３個のカップリングコンデンサＣ１ａ、Ｃ１ｂ、Ｃ１ｃを設ける。このように、カップリングコンデンサＣ１ａ、Ｃ１ｂ、Ｃ１ｃを設けることで、回路を直流的に遮断して、エネルギーの制限を行う。なお、３個のカップリングコンデンサＣ１ａ、Ｃ１ｂ、Ｃ１ｃを設けているのは、コンデンサＣ１ａ、Ｃ１ｂ、Ｃ１ｃのうちの２個が破損しても、信頼性が保てるようにして、防爆機器としてｉａ機器の規格を満足するようにするためである。コンデンサＣ１ａ、Ｃ１ｂ、Ｃ１ｃの値は、ＡＣカップリングされて波形が歪むことのないような値のコンデンサを選定する。ＡＣカップリングコンデンサは、最低でも耐電圧５００Ｖ以上の高耐電圧セラミックコンデンサを用いる。
【０１３７】
図１３（Ｃ）は、直流バイアスに交流成分が乗っている場合のエネルギー制限回路である。図１３（Ｃ）に示すように、この場合には、抵抗Ｒ２と、３個のカップリングコンデンサＣ２ａ、Ｃ２ｂ、Ｃ２ｃとが並列接続されて、ラインＬ１０３中に挿入されている。この場合、直流分については、ヒューズ２４４、３つのツェナーダイオード２４５ａ，２４５ｂ，２４５ｃ及び抵抗Ｒ２によりエネルギー制限が行われる。交流分については、カップリングコンデンサＣ１ａ、Ｃ１ｂ、Ｃ１ｃにより、エネルギーの制限が行われる。
【０１３８】
図１３（Ｄ）は、論理信号（ＨレベルとＬレベルで示される信号）に対するエネルギー制限回路である。図１３（Ｄ）に示すように、ラインＬ１０４中に抵抗Ｒ３を挿入して、エネルギー制限を行っている。かつ３つのツェナーダイオード２４６ａ，２４６ｂ，２４６ｃを入れ、抵抗Ｒ３の定格電力内に電流を制限する抵抗Ｒ３−２を入れている。例えば、通常のロジック電圧＋５Ｖから＋３Ｖ程度の信号であれば、抵抗Ｒ３の抵抗値の値は、１ｋΩから１０ｋΩ程度を選べばよい。
【０１３９】
図１４は、防爆規格のｉｂ機器の規定を満足するようなエネルギー制限回路の例を示すものである。図１４（Ａ）は、直流に対するエネルギー制限回路である。図１４（Ａ）に示すように、直流に対するエネルギー制限回路では、ラインＬ１０５中に、ヒューズＦ２と、２つのトランジスタＱ１及びＱ２とからなる電流制限回路Ｔ１ａ、Ｔ１ｂとを設ける。また、ラインＬ１０５と接地間に、２個のツェナーダイオードＤ２ａ、Ｄ２ｂを設ける。なお、２組の電流制限回路Ｔ１ａ、Ｔ１ｂを設けているのは、電流制限回路Ｔ１ａ、Ｔ１ｂのうちの１個が破損しても、信頼性が保てるようにして、ｉｂ機器の規格を満足するようにするためである。また、２個のツェナーダイオードＤ２ａ、Ｄ２ｂを設けているのは、ツェナーダイオードＤ２ａ、Ｄ２ｂのうちの２個が破損しても、信頼性が保てるようにして、防爆機器としてｉｂ機器の規定を満足するようにするためである。
【０１４０】
このように、２個のツェナーダイオードＤ２ａ、Ｄ２ｂを設けることで、ラインＬ１０５の電圧が上昇しないようにしている。
【０１４１】
また、このように構成すると、電流が過剰になったときには、電流制限回路Ｔ１ａ、Ｔ１ｂにより、電流が遮断される。つまり、電流制限回路Ｔ１ａ、Ｔ１ｂにおいて、ラインＬ１０５に流れる電流が大きくなると、抵抗Ｒｓの両端電圧が大きくなり、トランジスタＱ２のＶＢＥを越えたときに、トランジスタＱ２がオンする。その結果トランジスタＱ１がオフする。これにより、ラインＬ１０５に流れる電流が遮断される。ヒューズＦ２は、２つのツェナーダイオード及び２組のトランジスタの定格容量を越えないように設定される。なお、図１４（Ａ）においては、トランジスタを用いているが、半導体であれば、同様の機能を果たすＦＥＴでもよい。
【０１４２】
図１４（Ｂ）は、交流に対するエネルギー制限回路である。図１４（Ｂ）に示すように、交流に対するエネルギー制限回路では、ラインＬ１０６中に、２個のカップリングコンデンサＣ３ａ、Ｃ３ｂを設ける。このように、カップリングコンデンサＣ３ａ、Ｃ３ｂを設けることで、回路を直流的に遮断して、エネルギーの制限を行う。なお、２個のカップリングコンデンサＣ３ａ、Ｃ３ｂを設けているのは、コンデンサＣ３ａ、Ｃ３ｂのうちの１個が破損しても、信頼性が保てるようにして、ｉｂ機器の規格を満足するようにするためである。
【０１４３】
図１４（Ｃ）は、直流バイアスに交流成分が乗っている場合のエネルギー制限回路である。図１４（Ｃ）に示すように、この場合には、抵抗Ｒ４と、２個のカップリングコンデンサＣ４ａ、Ｃ４ｂｃとが並列接続されて、ラインＬ１０７中に挿入されている。この場合、直流分については、ヒューズ２４７、２つのツェナーダイオード２４８ａ，２４８ｂ及び抵抗Ｒ４により、エネルギー制限が行われる。交流分については、カップリングコンデンサＣ４ａ、Ｃ４ｂにより、エネルギーの制限が行われる。
【０１４４】
図１４（Ｄ）は、論理信号（ＨレベルとＬレベルで示される信号）に対するエネルギー制限回路である。図１４（Ｄ）に示すように、ラインＬ１０８中に抵抗Ｒ５を挿入し、かつ２つのツェナーダイオード２４９ａ，２４９ｂを入れ、抵抗Ｒ５の定格電力内に電流を制限する抵抗Ｒ５−２入れている。なお、図１４に示した直流エネルギーを制限するための要素部品（抵抗Ｒ４及び抵抗Ｒ５）は、電流制限回路Ｔ１ａとＴ１ｂに示すような２組のトランジスタによる制限要素に置き換えることが可能である。この場合は、トランジスタを２組用いることで、部品点数が増加し、実装面積が大きくなるが、抵抗Ｒ４又は抵抗Ｒ５で生じていた通常動作時の抵抗Ｒ４及び抵抗Ｒ５による電位降下を小さくすることができるため、本質安全防爆部を駆動する回路の駆動電圧を下げることができるというメリットがある。
【０１４５】
以上のように、本発明の第１の実施形態では、スコープコネクタ５内にバリア回路６４を設けるようにしている。このため、バリア回路６４の位置より先端に延出している部分、この例ではコントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となり、爆発の危険性のある部分で使用可能となる。これにより、ジェットエンジン、プラント、ガソリンタンク等の内部の検査等を、安全かつ確実に行うことができる。
【０１４６】
なお、本発明の第１の実施形態では、スコープコネクタ５内にバリア回路６４を設けるようにしているため、本質安全防爆となるのは、バリア回路６４の位置より先端に延出している部分であり、すなわち、コントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。ユーザの側では、内視鏡装置を構成する各ユニットの中で、どの部分が本質安全防爆であるかどうかを認識することが必要である。
【０１４７】
また、ユーザ側では、使用中に、危険区域から見て、本質安全防爆部分が残り少ないことが簡単に分かれば、本質安全防爆でない部分を誤って危険区域に引っ張ってしまうことが未然に防げる。そこで、この発明の第１の実施形態では、本質安全防爆の部分と、そうでない部分とが一目して分かるように、識別手段として、カラーのマーキングを付するようにしている。更に、本質安全防爆部分が残り少ないことをマーキングにより知らせるようにしている。
【０１４８】
つまり、本発明の第１の実施形態の場合には、スコープコネクタ５内にバリア回路６４を設けられており、コントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となっている。この場合には、図１５に示すように、スコープコネクタ５とコントロールユニット３とを結ぶユニバーサルケーブル６中に、ここからメインユニット１側に向けては本質安全防爆部分ではないことを示すマーキングとして着色部１５を設けるようにしている。これにより、着色部１５からメインユニット１にかけては、本質安全防爆の部分から外れることをユーザに喚起することができる。なお、この例では、本質安全防爆部分が残り少ないことを着色により知らせるために、ユニバーサルケーブル６中にスコープコネクタ５から所定距離だけ離れた所から着色部１５を設けるようにしてが、本質安全防爆部分とそうでない部分とを色分けするようにしても良い。また、着色部１５は蛍光色又は明るい青色とすると、ユーザに認識されやすい。
【０１４９】
また、本発明の第１の実施形態では、バリア回路６４に配置される回路のチップ部品に、コート材を塗布するようにしている。つまり、図１６に示すように、基板１６上のパターン２０に、チップ部品１７が半田付けにより実施される。この回路基板上に、コート材１８が塗布される。コート材１８としては、シリコンコーティング材が用いられる。このようなコート材を塗布することで、ＩＥＣ６００７９−１１に規定される必要な絶縁距離を確保することができる。すなわち、図１６におけるパターン間のクリアランス距離Ｌａは、例えば耐圧を３０Ｖとした場合、コート材を塗布していない場合には、２．０ｍｍとなる。これに対して、コート材１８を塗布すると、０．７ｍｍで良いことになる。沿面距離が０．７ｍｍでよければ、エネルギー制限回路を構成する抵抗、ＡＣカップリングコンデンサ及び半導体は、小型のチップ部品、例えば３２１６サイズ等のチップ部品を採用することができる。
【０１５０】
また、本発明の第１の実施形態では、挿入部４の先端に、サーミスタ３４が設けられている。このサーミスタ３４の温度検知出力を用いて、周辺温度が所定値以上に達したら、爆発の危険性を警告するようにしても良い。本質安全防爆部は、故障モードを想定したときに、本質安全防爆対象部の温度値が対象ガス又は粉塵の引火上限温度値以下に収まらなければいけない。よって、
（環境温度）＋（故障時の温度上昇値）＜引火温度値
の関係を満足する必要がある。例えば、使用環境温度が１００度の場合に、引火温度の発火度を決める対象ガスがジェットエンジン燃料等に利用されるｎへキサンの場合には、ｎへキサン の引火温度が約２２０度であるので、故障時の温度上昇値は１００度程度に抑えなければならない。つまり、
（環境温度＋１００度）＋（故障時の温度上昇値１００度）＜引火温度値２２０度
の関係を満足する必要がある。
【０１５１】
ＩＥＣ６００７９の規定に基づけば、本質安全防爆機器の対象とするガスの発火度の温度により、適用のランクが決まっている。２００度以下の発火度のガスは、ランクでＴ３と呼ばれる。図３５においては、２００度のＴ３リミット値以下に環境温度と温度上昇値を抑えなければならない。Ｔ３発火度をターゲットにした防爆機器を実現するためには、故障時にバリア回路により制限されたエネルギーが引き起こす温度上昇値が１００度である場合、防爆仕様を満足する環境温度は１００度以下にする必要がある。図３５では、環境温度が１００度以下の場合は防爆仕様として利用できるが、１００度以上である場合には非防爆となってしまう。
【０１５２】
図３５に示すように、サーミスタ３４による検出温度が例えば１００℃（閾値）を越えた場合に、警告手段によって、ＬＣＤモニタ１２に警告表示したり、警告音を発したりするようにする。これにより、挿入部４の先端周辺が、所定の温度を越えたことをユーザに知らしめることができ、注意を喚起することができる。なお、警告手段としては、表示、警告音に限ることはなく、例えば、振動やランプの点灯、点滅などであってもよい。また、閾値を１００℃としたが、これに限ることはなく、その温度は適宜変更可能である。
【０１５３】
（２）第２の実施形態
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図１７は、本発明の第２の実施形態を示すものである。この実施形態は、第１の実施形態と同様に、スコープコネクタ５にバリア回路６４を設けるようにしており、バリア回路６４から先に延出する部分、すなわち、コントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。この第２の実施形態では、第１の実施形態の構成において、スコープユニット２の先端に延びる信号線と、他の信号線とを、絶縁部材１９で絶縁分離して、エネルギーの分離を図るようにしている。この絶縁材については、０．５ｍｍ以上の厚みを持つケーブルを採用すると、確実にエネルギーの分離ができる。また、スコープユニット２の先端に延びる信号に対して、絶縁材をほどこしても同様の効果が得られることは言うまでもない。他の部分につい
ては、前述の第１の実施形態と同一であり、対応部分については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【０１５４】
（３）第３の実施形態
図１８は、本発明の第３の実施形態を示すものである。この実施形態も、第１の実施形態と同様に、スコープコネクタ５にバリア回路６４を設けるようにしており、バリア回路６４から先に延出する部分、すなわち、コントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。この第３の実施形態では、挿入部４の経路中に、バッファ３９ａ〜３９ｋを挿入したものである。この実施形態では、第１の実施形態と同様に、コントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。この実施形態では、挿入部４の経路中に、バッファ３９ａ〜３９ｋを挿入したので、挿入部４が長い場合でも、必要な信号レベルを確保でき、Ｓ／Ｎ比の向上を図ることができる。
（４）第４の実施形態
図１９は、本発明の第４の実施形態を示すものである。この実施形態も、第１の実施形態と同様に、スコープコネクタ５にバリア回路６４を設けるようにしており、バリア回路６４から先に延出する部分、すなわち、コントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。この第４の実施形態では、コントロールユニット３にも、ＬＣＤモニタ７４を配設したものである。これにより、ユーザは、コントロールユニット３のＬＣＤモニタ７４を見ながら、モニタ作業を行うことができる。
【０１５５】
なお、この例では、コントロールユニット３は本質安全防爆であるから、ＬＣＤモニタ７４についても、本質安全防爆のものを使用する必要がある。
【０１５６】
つまり、ＬＣＤモニタとしては、バックライトとして冷陰極管を用いたものと、ＬＣＤをバックライトに使ったものがある。
【０１５７】
図２０は、ＬＥＤをバックライトとして用いたＬＣＤモニタの一例である。図２０において、電源端子２５１に印加された電源は、インバータ２５２で高圧に変換され、バックライトの冷陰極線管２５３に供給される。これにより、冷陰極線管２５３が点灯制御される。なお、インパータ２５２は、点灯時には約２ｋＶ、通常でも約６００Ｖの高電圧を発生する。また、電源端子２５１からの電源がＬＣＤ電源回路２５４に供給され、ＬＣＤ電源回路２５４でパネルドライブ用の電源が形成される。入力端子２５５からのビデオ信号がパネルドライブ回路２５６に供給され、パネルドライブ回路２５６により、ＬＣＤパネル２５７がドライブされる。これにより、ＬＣＤパネル２５７に画像が表示される。
【０１５８】
図２１は、ＬＥＤをバックライトとして用いたＬＣＤモニタの一例である。図２１において、電源端子２６１に印加された電源は、ＬＣＤドライブ回路２６２に供給されると共に、ＬＣＤ電源回路２６４に供給される。ＬＣＤドライブ回路２６２は、ＬＥＤバックライト２６３に対しては、２０Ｖ以下の低電圧で駆動する。ＬＣＤドライブ回路２６２により、ＬＥＤバックライト２６３がドライブされる。また、ＬＣＤ電源回路２６４でパネルドライブ用の電源が形成される。入力端子２６５からのビデオ信号がパネルドライブ回路２６６に供給され、パネルドライブ回路２６６により、ＬＣＤパネル２６７がドライブされる。これにより、ＬＣＤパネル２６７に画像が表示される。
【０１５９】
メインユニット１側に設けられるＬＣＤモニタ１２については、メインユニット１は本質安全防爆でないので、図２０に示したバックライトとして冷陰極管を用いたものでも、図２１に示したＬＣＤをバックライトに使ったものでも、同様に用いることができる。
【０１６０】
しかしながら、コントロールユニット３側に設けられるＬＣＤモニタ７４については、コントロールユニット３が本質安全防爆であるから、同様に、本質安全防爆が要求される。図２０に示したバックライトとして冷陰極管を用いたものは、冷陰極線管２５３に高圧が印加されるため、本質安全防爆には適さない。コントロールユニット３側に設けられるＬＣＤモニタ７４としては、図２１に示したバックライトとしてＬＥＤを用いたものを使う必要がある。特に、メインユニット１側が、Ｚｏｎｅ２で使用するＴｙｐｅ−ｎ機器とするならば、ＬＣＤモニタは、ｉａ機器又はｉｂ機器に該当する本質安全防爆機器ではなく、Ｚｏｎｅ２に対応するＴｙｐｅ−ｎＬＣＤモニタであってもよい。
【０１６１】
（５）第５の実施形態
図２２は、本発明の第５の実施形態を示すものである。この実施形態は、スコープユニット２として、コントロールユニットのないもへの適用例である。すなわち、前述までの実施形態では、スコープユニット２は、コントロールユニット３と、挿入部４と、光学アダプタ８とからなり、コントロールユニット３で、各種の操作が行えるようになっている。
【０１６２】
これに対して、この例では、メインユニット１からスコープコネクタ５を介して、挿入部４が延出されており、操作は、全て、メインユニット１側で行うようになっている。また、メインユニット１内には、各種の操作を行うためのスイッチ５３が設けられている。また、挿入部４の先端の湾曲部９を動かすためのモータ７１や、モータドライブボード７２は、スコープコネクタ５に設けられている。
【０１６３】
この実施形態も、第１の実施形態と同様に、スコープコネクタ５にバリア回路６４を設けるようにしている。したがって、バリア回路６４から先に延出する部分、すなわち、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。
【０１６４】
（６）第６の実施形態
図２３は、本発明の第６の実施形態を示すものである。前述の第１から第５の実施形態では、バリア回路６４がスコープコネクタ５内に設けられていたのに対して、この実施形態では、バリア回路６４がコントロールユニット３内に設けられている。
【０１６５】
第１の実施形態では、スコープコネクタ５に、ＣＣＤドライブボード６１、ＤＳＰボード６２、ＬＥＤドライブボード６３が配設されている。これに対して、この第６の実施形態では、コントロールユニット３内に、ＣＣＤドライブボード６１、ＤＳＰボード６２、ＬＥＤドライブボード６３が配設されている。そして、その後段に、バリア回路６４が配設されている。
【０１６６】
バリア回路６４から先に延出する部分が本質安全防爆となることから、この第６の実施形態では、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。第１の実施形態では、コントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となるのに対して、この実施形態では、コントロールユニット３は本質安全防爆ではなくなる。しかしながら、この実施形態では、スコープコネクタ５は、単に、メインユニット１とスコープユニット２とを結合するコネクタとなっていればよく、構成を簡単化できる。また、コントロールユニットにＬＣＤを取り付けることもできる。
【０１６７】
（７）第７の実施形態
図２４は、本発明の第７の実施形態を示すものである。前述の第１から第５の実施形態では、バリア回路６４がスコープコネクタ５内に設けられ、また、第６の実施形態では、バリア回路６４がコントロールユニット３内に設けられているのに対して、この実施形態では、バリア回路６４がメインユニット１内に設けられる。
【０１６８】
第１の実施形態では、スコープコネクタ５に、ＣＣＤドライブボード６１、ＤＳＰボード６２、ＬＥＤドライブボード６３が配設されている。これに対して、この第７の実施形態では、メインユニット１内に、ＣＣＤドライブボード６１、ＤＳＰボード６２、ＬＥＤドライブボード６３が配設されている。そして、その後段に、バリア回路６４が配設されている。
【０１６９】
バリア回路６４から先に延出する部分が本質安全防爆となることから、この第７の実施形態では、スコープコネクタ５、コントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。また、モータはスコープコネクタ内に配置してもよく、さらに、Ｅｘ−ＬＣＤ（防爆対応ＬＣＤ）を、コントロールユニットに取り付けられるようにしてもよい。
【０１７０】
（８）第８の実施形態
図２５は、本発明の第８の実施形態を示すものである。この実施形態は、第７の実施形態と同様に、メインユニット１にバリア回路６４を設けるようにしており、バリア回路６４から先に延出する部分、すなわち、スコープコネクタ５、コントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。この第８の実施形態では、挿入部４の経路中に、バッファ３９ａ〜３９ｋを挿入したものである。この実施形態では、挿入部４の経路中に、バッファ３９ａ〜３９ｋを挿入したので、挿入部４が長い場合でも、必要な信号レベルを確保でき、Ｓ／Ｎ比の向上を図ることができる。
【０１７１】
（９）第９の実施形態
図２６は、本発明の第８の実施形態を示すものである。この実施形態は、スコープユニット２として、コントロールユニットのないものへの適用例である。この例では、メインユニット１からスコープコネクタ５を介して、挿入部４が延出されており、操作は、全て、メインユニット１側で行うようになっている。また、メインユニット１内には、各種の操作を行うためのスイッチ５３が設けられている。また、挿入部４の先端の湾曲部９を動かすためのモータ７１や、モータドライブボード７２は、メインユニット１に設けられている。
【０１７２】
この実施形態は、第７の実施形態と同様に、メインユニット１にバリア回路６４を設けるようにしている。したがって、バリア回路６４から先に延出する部分、すなわち、スコープコネクタ５、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。
【０１７３】
（１０）第１０の実施形態
図２７は、本発明の第１０の実施形態を示すものである。前述までの実施形態では、被検体を照射する光源として、ＬＥＤモジュール３６を使用していたのに対して、この実施形態では、照明手段としてランプ光源を用いて、被検体を照射するようにしている。
【０１７４】
つまり、図２７において、メインユニット１に、ランプ５６と、このランプ５６を駆動するためのランプ駆動ボード５５が設けられる。ランプ駆動ボード５５には、パワーボード５２から電源が供給される。ランプ５６からの光は、ライトガイド５７を介して、光学アダプタ８に導かれる。
【０１７５】
この第１０の実施形態は、スコープコネクタ５にバリア回路６４を設けるようにしており、バリア回路６４から先に延出する部分、すなわち、コントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。さらに、Ｅｘ−ＬＣＤを、コントロールユニットに取り付けられるようにしてもよい。
【０１７６】
（１１）第１１の実施形態
図２８は、本発明の第１１の実施形態を示すものである。この実施形態は、前述の第１０の実施形態と同様に、メインユニット１に、ランプ５６とランプ駆動ボード５５とを設け、ランプ光源を用いて被検体を照射するようにしている。
【０１７７】
第１０の実施形態では、スコープコネクタ５にバリア回路６４を設けている。これに対して、この第１１の実施形態では、コントロールユニット３内に、ＣＣＤドライブボード６１、ＤＳＰボード６２、バリア回路６４が配設されている。バリア回路６４から先に延出する部分が本質安全防爆となることから、この第１１の実施形態では、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。
【０１７８】
（１２）第１２の実施形態
図２９は、本発明の第１２の実施形態を示すものである。この実施形態は、前述の第１０の実施形態と同様に、メインユニット１に、ランプ５６とランプ駆動ボード５５とを設け、ランプ光源を用いて被検体を照射するようにしている。
【０１７９】
この実施形態は、スコープユニット２として、コントロールユニットのないもへの適用例である。この例では、メインユニット１からスコープコネクタ５を介して、挿入部４が延出されており、操作は、全て、メインユニット１側で行うようになっている。
【０１８０】
この第１２の実施形態では、メインユニット１内には、各種の操作を行うためのスイッチ５３が設けられている。また、挿入部４の先端の湾曲部９を動かすためのモータ７１や、モータドライブボード７２は、メインユニット１に設けられている。
【０１８１】
また、この第１２の実施形態では、メインユニット１内に、ＣＣＤドライブボード６１、ＤＳＰボード６２が配設されている。そして、その後段に、バリア回路６４が配設されている。バリア回路６４から先に延出する部分が本質安全防爆となることから、この第１２の実施形態では、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。
【０１８２】
（１３）第１３の実施形態
図３０は、本発明の第１３の実施形態を示すものである。前述までの実施形態では、挿入部４の先端にＣＣＤ撮像素子３１を取り付け、このＣＣＤ撮像素子３１の画像をモニタするようにしている。これに対して、この第１３の実施形態では、イメージガイドにより観察画像をファイバスコープ或いはボアスコープによりメインユニットに導くようにしている。
【０１８３】
つまり、図３０において、メインユニット１には、ビデオカメラ５８が置かれる。このビデオカメラ５８には、パワーボード５２から電源が供給される。コントロールユニット３には、ＬＥＤドライブボード６３と、バリア回路６４とが設けられる。
【０１８４】
挿入部４の先端に、イメージガイド８１が設けられ、このイメージガイド８１からの画像がファイバスコープ８２又はボアスコープを介して、スコープコネクタ５に導かれる。この画像がビデオカメラ５８で撮影され、ＬＣＤモニタ１２に表示される。
【０１８５】
この第１３の実施形態では、コントロールユニット３内に、ＬＥＤドライブボード６３が配設され、その後段に、バリア回路６４が配設されている。バリア回路６４から先に延出する部分が本質安全防爆となることから、この第１３の実施形態では、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。
【０１８６】
（１４）第１４の実施形態
・ 図３１は、本発明の第１３の実施形態を示すものである。この実施形態では、上述の第１３の実施形態と同様に、イメージガイドにより観察画像をファイバスコープ或いはボアスコープによりメインユニットに導くようにしている。
【０１８７】
前述の第１３の実施形態では、コントロールユニット３内に、ＬＥＤドライブボード６３及びバリア回路６４が配設されているのに対して、この実施形態では、スコープコネクタ５にＬＥＤドライブボード６３及びバリア回路６４が配設されており、コントロールユニット３は設けらていない。バリア回路６４から先に延出する部分が本質安全防爆となることから、この第１４の実施形態では、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。
【０１８８】
（１５）第１５の実施形態
図３２は、本発明の第１３の実施形態を示すものである。この実施形態では、上述の第１３の実施形態と同様に、イメージガイドにより観察画像をファイバスコープ或いはボアスコープによりメインユニットに導くようにしている。
【０１８９】
前述の第１３の実施形態では、コントロールユニット３内に、ＬＥＤドライブボード６３及びバリア回路６４が配設されているのに対して、この実施形態では、メインユニット１に、ＬＥＤドライブボード６３及びバリア回路６４が配設されており、コントロールユニット３は設けられていない。バリア回路６４から先に延出する部分が本質安全防爆となることから、この第１３の実施形態では、スコープコネクタ５、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。
【０１９０】
なお、図３３（Ａ）から（Ｅ）及び図３４の（Ｆ）から（Ｋ）までは、上記実施形態の主構成部と仕様エリアとをまとめて示す概要図である。すなわち、図３３（Ａ）は、上記第１から第４の実施形態の概要を示すものであり、（Ｂ）は上記第５の実施形態、（Ｃ）は上記第６の実施形態、（Ｄ）は上記第７及び第８の実施形態、（Ｅ）は上記第９の実施形態の概要を示すものである。また、図３４（Ｆ）は上記第１０の実施形態、（Ｇ）は上記第１１の実施形態、（Ｈ）は上記第１２の実施形態、（Ｉ）は上記第１３の実施形態、（Ｊ）は上記第１４の実施形態、（Ｋ）は上記第１５の実施形態の概要を示すものである。
【０１９１】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
本願の実施例においては、撮像素子の事例としてＣＣＤの駆動信号や信号受信について詳しく説明したが、ＣＭＯＳ撮像素子等の別のセンサの駆動においても同様の考え方でエネルギー制限をかけるバリア回路を設けることで本質安全防爆を実現できる。
さらに、第１０から第１２の実施形態においては、メインユニット側にランプ光源を設けた構成例を示したが、ランプ光源部の代わりに、ＬＥＤ光源手段又はレーザ照明手段を用いて照明手段を実現してもよい。
【０１９２】
さらに、本願の実施形態においては、バッテリーはリチウムイオンバッテリー、鉛バッテリー、ニッケル水素バッテリーや燃料電池等の二次電池手段であれば何でもよい。
本願で示した内視鏡システムは、バッテリーを電源に採用することで、機器の機動性を増すとともに、供給可能なエネルギー総量は、バッテリーからのエネルギーからのみ取る構成にしている。
よって、ＡＣアダプタ等からのＡＣ電源からのエネルギー供給がなく、内視鏡システムは接地される必要がないので、異常時に供給され得るエネルギーは、バッテリーエネルギー総量だけを、ＩＥＣ６００７９に基づく規定で考えればよく、エネルギー制限回路の構成を、小型、軽量かつ簡単に実現できている。
【０１９３】
さらに、本願においては、スコープユニットの先端に光学アダプタが着脱可能に取り付けられるように構成しているが、光学アダプタを着脱できないようにして、スコープユニットの挿入部と一体化するものでもよく、その場合には、スコープ先端硬質部長が短くなるなどのメリットがある。
さらに、本願においては、表示手段は、ＬＣＤパネルを用いたＬＣＤユニットを示したが、これに限ることはなく、有機ＥＬパネル、ＬＥＤパネル等を用いてもよい。これらの表示手段が防爆対応である場合には、防爆対応ＬＣＤとして、Ｚｏｎｅ０、１、２の危険エリアで使用することができる。特に、Ｚｏｎｅ２エリアでの利用を前提にすると、ＬＣＤユニットは、Ｔｙｐｅ−ｎ機器構造でよく、Ｚｏｎｅ０やＺｏｎｅ１の本質安全防爆のｉａ機器及びｉｂ機器の構造よりも、簡単で小型、軽量、かつ低コストで実現できるので使い勝手がよい。
【符号の説明】
【０１９４】
１：メインボード
２：スコープユニット
３：コントロールユニット
４：挿入部
５：スコープコネクタ
６：ユニバーサルケーブル
８：光学アダプタ
９：湾曲部
１２：ＬＣＤモニタ
１５：着色部
１７：チップ部品
１８：コード材
３１：ＣＣＤ撮像素子
３２：ＨＩＣ
３３：ＨＩＣ
３４：サーミスタ
３５：ＬＥＤチップ
３６：ＬＥＤモジュール
４１：バッテリ
４２：メモリカード
５１：ビデオボード
５２：パワーボード
６１：ＣＣＤドライブボード
６２：ＤＳＰボード
６３：ＬＥＤドライブボード
６４：バリア回路
７１：モータ
７２：モータドライブボード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラントやビルのパイプのメンテナンス、ジェットエンジンの内部の検査、ボイラの内部の検査等を行うための内視鏡に関するもので、特に、爆発の可能性の高い場所での使用が可能な内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業用の内視鏡装置は、メインユニットとこのメインユニットに装着されるスコープユニットとからなり、スコープユニットには可撓性の挿入チューブからなる挿入部が設けられ、この挿入部の先端にはＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）撮像素子が取り付けられる。このような工業用の内視鏡を使って被検体の状態をモニタする場合には、挿入部を先端から被検体内に挿入し、被検体の状態を挿入部の先端のＣＣＤ撮像素子で撮影する。ＣＣＤ撮像素子からの画像信号は、メインユニットに送られ、メインユニットのモニタ用のＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）モニタに、撮影された被検体の撮影画面が表示される。このような工業用の内視鏡装置は、プラントの各種の検査や調査、パイプのメンテナンス等に広く使われている。
【０００３】
ところで、このような工業用の内視鏡装置を、可燃性の気体又は粉塵がある雰囲気中で使用する場合には、装置の構造を防爆構造とすることが好ましい。このような工業用の内視鏡装置の防爆構造としては、例えば特許文献１に示されるように、ケース内に連通する送気管を通じてケース内に導入する不燃性の気体の一部を、電気プラグの接点部分に導くようにして、コンセントに電気プラグを差し込むとき接点間にショートアークが生じて爆発することがないようにしたものが提案されている。
【特許文献１】特開昭５７−２１１１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の防爆構造では、アークが生じる部分に不燃性の気体を導入する必要があり、装置が大型化するという問題がある。
ところで、特許文献１中にも記載されているように、爆発は、コンセントに電気プラグを差し込むときに接点間に生じるショートアークが可燃性の気体又は粉塵に引火することによって生じる。したがって、防爆のためには、可燃性の気体又は粉塵のある環境下で、アークを生じさせないようにすることが最も重要なことである。すなわち、発火源となるアークが生じないようにすれば、不燃性の気体を導入する等の複雑な防爆機構を用いなくても、爆発の危険性は殆どないということになる。
【０００５】
特許文献１に示されるような光学的な内視鏡の場合には、コンセントに電気プラグを差し込むときのように、光源ランプを点灯させるための電源のオン／オフを行うときにアークが生じる。したがって、電源のオン／オフを行わないように注意を払えば、可燃性の気体又は粉塵のある環境下でも、爆発の危険性は殆どない。
【０００６】
これに対して、近年の工業用内視鏡には、ＣＣＤ撮像素子を駆動するための回路、ＣＣＤ撮像素子からの映像信号を処理するための回路、映像信号を処理する回路等、多数の電子回路が配置されており、アークの生じるメカニズムはより複雑になってきている。したがって、電源のオン／オフ時だけ注意を払っていても、アークの発生による爆発を防ぐことはできない。
【０００７】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、可燃性の気体又は粉塵に囲まれた環境でも充分かつ確実に使用可能な内視鏡装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するために、請求項１の発明は、被検体に挿入される挿入部を有するスコープユニットと、このスコープユニットが接続されるメインユニットとを備える内視鏡装置であって、前記スコープユニットに配設される回路に対するエネルギーを制限するバリア回路を備え、前記バリア回路が設けられた部分より先に延出する部分を本質安全防爆とするようにしたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明では、前記バリア回路は、直流エネルギーの制限に対しては、少なくとも３個のツェナーダイオードと、少なくとも１個の抵抗とを用い、交流エネルギーの制限に対しては、少なくとも３個のカップリングコンデンサを用い、直流エネルギー及び交流エネルギーの制限に対しては、少なくとも３個のツェナーダイオードと、少なくとも１個の抵抗と、少なくとも３個のカップリングコンデンサと、を組み合わせたものを用いるようにし、前記本質安全防爆の部分を、防爆規定に基づくｉａ機器としたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明では、前記バリア回路は、直流エネルギーの制限に対しては、少なくとも１個の抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路と、少なくとも２個のツェナーダイオードと、を用い、交流エネルギーの制限に対しては、少なくとも２個のカップリングコンデンサを用い、直流エネルギー及び交流エネルギーの制限に対しては、少なくとも１個の抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路と、少なくとも２個のツェナーダイオードと、少なくとも２個のカップリングコンデンサと、を組み合わせたものを用いるようにし、前記本質安全防爆の部分を、防爆規定に基づくｉｂ機器としたことを特徴とする。
なお、「少なくとも１個の抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路」とは、電流制限回路として、少なくとも１個の抵抗、又は、少なくとも２組の半導体が用いられることをいう。すなわち、「少なくとも１個の抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路」とは、少なくとも１個の抵抗を用いた電流制限回路、又は、少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路のいずれか一方の電流制限回路をいうものである。
【００１１】
請求項４の発明では、直流エネルギーの制限に対しては、更に、ヒューズを挿入するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明では、前記スコープユニットは、メインユニットに着脱可能に取り付けられるスコープコネクタを備え、前記バリア回路は、前記スコープコネクタに設けられ、前記スコープコネクタから先に延出する部分を本質安全防爆とすることを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明では、前記スコープユニットは、前記挿入部の基端部に設けられたコントロールユニットを備え、前記バリア回路は、前記コントロールユニットに設けられ、前記コントロールユニットから先に延出する部分を本質安全防爆とすることを特徴とする。
【００１４】
請求項７の発明では、前記バリア回路は、前記メインユニットに設けられ、前記メインユニットから先に延出する部分を本質安全防爆とすることを特徴とする。
【００１５】
請求項８の発明では、スコープユニットの先端まで延びる信号線と、他の信号線とを絶縁するようにしたことを特徴とする。
【００１６】
請求項９の発明では、バリア回路の回路素子に、コート材を塗布するようにしたことを特徴とする。
【００１７】
請求項１０の発明では、本質安全防爆となっている部分を識別するための識別手段を設けるようにしたことを特徴とする。
【００１８】
請求項１１の発明では、識別手段として、色別のマーカーを設けるようにしたことを特徴とする。
【００１９】
請求項１２の発明では、スコープユニットの先端に撮像素子が配設され、バリア回路により、撮像素子をドライブするためのエネルギーを制限するようにしたことを特徴とする。
【００２０】
請求項１３の発明では、撮像素子をドライブするためのエネルギーを制限するバリア回路は、撮像素子への転送パルスのエネルギーの制限を行うと共に、波形整形のための微分回路として動作するようにしたことを特徴とする。
【００２１】
請求項１４の発明では、撮像素子からの撮像出力のエネルギーを制限するバリア回路は、プリアンプの前段に設けられ、マッチング抵抗として動作するようにしたことを特徴とする。
【００２２】
請求項１５の発明では、スコープユニットの先端に照明素子が配設され、バリア回路により、照明素子をドライブするためのエネルギーを制限するようにしたことを特徴とする。
【００２３】
請求項１６の発明では、照明素子をドライブするためのエネルギーを制限するバリア回路は、少なくとも１個の抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路と、複数個のツェナーダイオードと、から構成されるようにしたことを特徴とする。
なお、「少なくとも１個の抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路」とは、少なくとも１個の抵抗を用いた電流制限回路、又は、少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路のいずれか一方の電流制限回路をいうものである。
【００２４】
請求項１７の発明では、照明素子を、接地レベルに対して正側の電位と、接地レベルに対して負側の電位とで駆動するようにしたことを特徴とする。
【００２５】
請求項１８の発明では、スコープユニットの先端には、被検体の周辺温度を検知する温度センサが配設され、バリア回路により、温度センサの検出出力のエネルギーを制限するようにしたことを特徴とする。
【００２６】
請求項１９の発明では、前記温度センサの検出出力のエネルギーを制限するバリア回路は、抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路と、複数個のツェナーダイオードと、から構成されることを特徴とする。
なお、「抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路」とは、抵抗を用いた電流制限回路、又は、少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路のいずれか一方の電流制限回路をいうものである。
【００２７】
請求項２０の発明では、スコープユニットの挿入部を湾曲させるためのモータが設けられ、バリア回路により、モータをドライブするためのエネルギーを制限するようにしたことを特徴とする。
【００２８】
請求項２１の発明では、前記モータをドライブするためのエネルギーを制限するバリア回路は、前記モータに対する論理信号のエネルギーを制限する、抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路と、複数個のツェナーダイオードと、から構成されることを特徴とする。
なお、「抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路」とは、抵抗を用いた電流制限回路、又は、少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路のいずれか一方の電流制限回路をいうものである。
【００２９】
請求項２２の発明では、各部の操作を行うための操作スイッチが配設され、バリア回路により、スイッチからの論理信号のエネルギーを制限するようにしたことを特徴とする。
【００３０】
請求項２３の発明では、前記スイッチからの論理信号のエネルギーを制限するバリア回路は、抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路と、複数個のツェナーダイオードと、から構成されることを特徴とする。
なお、「抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路」とは、抵抗を用いた電流制限回路、又は、少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路のいずれか一方の電流制限回路をいうものである。
【００３１】
請求項２４の発明では、前記スコープユニットの先端に撮像素子が配設されると共に、前記メインユニットに照明手段が配設され、前記照明手段からの光が光学ガイドにより導かれて前記スコープユニットの先端から照射され、前記バリア回路により、前記撮像素子をドライブするためのエネルギーを制限するようにしたことを特徴とする。
【００３２】
請求項２５の発明では、スコープユニットの先端からの光学像をファイバスコープ又はボアスコープによりメインユニットに導くと共に、スコープユニットの先端に照明素子が配設され、バリア回路により、照明素子をドライブするためのエネルギーを制限するようにしたことを特徴とする。
【００３３】
請求項２６の発明では、前記照明素子は、ＬＥＤ照明手段であることを特徴とする。
【００３４】
請求項２７の発明では、前記メインユニットは、電源を備えており、前記電源は、二次バッテリーを用いることを特徴とする。
【００３５】
請求項２８の発明では、前記本質安全防爆の部分は、防爆規定に基づくＺｏｎｅ０又はＺｏｎｅ１の防爆仕様を満たすことを特徴とする。
【００３６】
請求項２９の発明では、前記本質安全防爆の部分よりも、前記メインユニット側に設けられた部分は、防爆規定に基づくＺｏｎｅ２の防爆仕様を満たすことを特徴とする。
【００３７】
請求項３０の発明では、警告を発する警告手段を備え、前記温度センサの検出温度があらかじめ設定された所定の閾値に達したときに、前記警告手段により警告を発するように制御することを特徴とする。
【００３８】
請求項３１の発明では、前記被検体の観察画像を表示する表示手段を備え、前記表示手段は、防爆規定に基づくＺｏｎｅ０、Ｚｏｎｅ１又はＺｏｎｅ２の防爆仕様を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３９】
請求項１の発明によれば、被検体に挿入される挿入部を有するスコープユニットと、このスコープユニットが接続されるメインユニットとを備える内視鏡装置であって、前記スコープユニットに配設される回路に対するエネルギーを制限するバリア回路を備え、前記バリア回路が設けられた部分より先に延出する部分を本質安全防爆とするようにしているので、可燃性ガス又は粉塵の存在する機器の内部（例えば、ガソリンタンク、プラント、エンジンの内部等）、爆発の危険性のある場所での観察が可能になる。
【００４０】
ここで、防爆について説明する。防爆については、ＩＥＣ、ＡＴＥＸ（ヨーロッパ）、ＦＭ（アメリカ）、ＣＳＡ（カナダ）、ＴＩＩＳ（日本）等で規格化され、検定機関によって防爆機器として検定される。本明細書においては、ＩＥＣの規格（ＩＥＣ６００７９）に基づいて説明する。ただし、他の各国の規格と実質的に対応する部分については、他の各国の規格にも適用可能であり、他の規格を排除するものではないことは言うまでもない。
【００４１】
爆発のメカニズムについて考察すると、爆発は、可燃性ガス又は粉塵と、酸素とがあるような環境下で、着火源による温度上昇に誘発されて生じる。例えば、ガソリンタンク、プラント、エンジンの内部では、燃料が可燃性ガス又は粉塵となっており、周囲には空気がある。このような環境下では、着火源があると、爆発を引き起こす。逆に言うと、爆発の要素は、１．可燃性ガス又は粉塵と、２．酸素と、３．着火源とであり、これらの３要素のうち、１でも欠ければ、爆発は起こらない。したがって、本願では、着火源によるエネルギー引火要素を絶つことで、防爆内視鏡システムを実現する。
【００４２】
ＩＥＣ６００７９では、防爆製品についての使用場所として、Ｚｏｎｅ０、Ｚｏｎｅ１、Ｚｏｎｅ２として定義されている。Ｚｏｎｅ０が最も危険性が高く、Ｚｏｎｅ１が次に危険性が高く、Ｚｏｎｅ２がその次に危険性が高い。危険区域は、Ｈａｚａｒｄｏｕｓ Ａｒｅａとされ、非危険区域はＮｏｎ−Ｈａｚａｒｄｏｕｓ Ａｒｅａとされる。
機器構造については、ｉａ機器、ｉｂ機器、Ｔｙｐｅ−ｎとして定義されている。ｉａ機器が最も爆発に対して信頼性が高く、ｉｂ機器がその次である。ｉａ機器は、Ｚｏｎｅ０、Ｚｏｎｅ１で使用可能であり、ｉｂ機器は、Ｚｏｎｅ１エリアでのみ使用可能である。Ｚｏｎｅ０又はＺｏｎｅ１エリアで使用可能な機器は、本質安全防爆と呼ばれている。Ｔｙｐｅ−ｎ機器は、Ｚｏｎｅ２で使用可能である。
【００４３】
請求項２の発明によれば、前記バリア回路は、直流エネルギーの制限に対しては、少なくとも３個のツェナーダイオードと、少なくとも１個の抵抗とを用い、交流エネルギーの制限に対しては、少なくとも３個のカップリングコンデンサを用い、直流エネルギー及び交流エネルギーの制限に対しては、少なくとも３個のツェナーダイオードと、少なくとも１個の抵抗と、少なくとも３個のカップリングコンデンサとを組み合わせたものを用いるようにし、前記本質安全防爆の部分を、防爆規定に基づくｉａ機器としているので、信頼性の高い防爆が可能になる。
【００４４】
請求項３の発明によれば、前記バリア回路は、直流エネルギーの制限に対しては、少なくとも１個の抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路と、少なくとも２個のツェナーダイオードと、を用い、交流エネルギーの制限に対しては、少なくとも２個のカップリングコンデンサを用い、直流エネルギー及び交流エネルギーの制限に対しては、少なくとも１個の抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路と、少なくとも２個のツェナーダイオードと、少なくとも２個のカップリングコンデンサと、を組み合わせたものを用いるようにし、前記本質安全防爆の部分を、防爆規定に基づくｉｂ機器としているので、信頼性の高い防爆が可能になる。
【００４５】
請求項４の発明によれば、直流エネルギーの制限に対しては、更に、ヒューズを挿入するようにしている。本質安全防爆部側に流れ込む直流エネルギーを制御することができるので、ツェナーダイオードとして、定格電力の小さなものを用いることができる。
【００４６】
請求項５の発明によれば、前記スコープユニットは、メインユニットに着脱可能に取り付けられるスコープコネクタを備え、前記バリア回路は、前記スコープコネクタに設けられ、前記スコープコネクタから先に延出する部分を本質安全防爆とすることで、コントロールユニット、挿入部、光学アダプタの部分を本質安全防爆とすることができる。
【００４７】
請求項６の発明によれば、前記スコープユニットは、前記挿入部の基端部に設けられたコントロールユニットを備え、前記バリア回路は、前記コントロールユニットに設けられ、前記コントロールユニットから先に延出する部分を本質安全防爆とすることで、挿入部、光学アダプタの部分を本質安全防爆とすることができる。
【００４８】
請求項７の発明によれば、前記バリア回路は、前記メインユニットに設けられ、前記メインユニットから先に延出する部分を本質安全防爆とすることにより、スコープコネクタ、挿入部、光学アダプタの部分を本質安全防爆とすることができる。
【００４９】
請求項８の発明によれば、スコープユニットの先端まで延びる、ＣＣＤへの送受信号、ＬＥＤ駆動信号、サーミスタ信号等の信号線と、コントロールユニットに供給する、モータ駆動信号、スイッチ信号、映像信号等の他の信号線とを絶縁するようにしているので、スコープユニットとコントロールユニット信号群とのエネルギー絶縁分離が行える。
【００５０】
請求項９の発明によれば、バリア回路の回路素子に、コート材を塗布するようにしているので、本質安全防爆側とそれ以外の部分を分離するために必要な沿面距離を小さくすることができ、バリア回路の面積を小さくすることができる。そのため、機器の小型化を実現することができる。
【００５１】
請求項１０の発明によれば、本質安全防爆となっている部分を識別するための識別手段を設けるようにしているので、ユーザは、本質安全防爆部分を容易に認識することができる。
【００５２】
請求項１１の発明によれば、識別手段として、色別のマーカーを塗布するようにしているので、ユーザは、本質安全防爆部分を一見して認識することができる。
【００５３】
請求項１２の発明によれば、スコープユニットの先端に撮像素子が配設され、バリア回路により、撮像素子をドライブするためのエネルギーを制限するようにしているので、撮像素子のエネルギーを制限できる。
【００５４】
請求項１３の発明によれば、撮像素子をドライブするためのエネルギーを制限するバリア回路は、撮像素子への転送パルスのエネルギーの制限を行うと共に、波形整形のための微分回路として動作するようにしているので、エネルギーの制限の回路を他の回路と兼用することができる。
【００５５】
請求項１４の発明によれば、撮像素子からの撮像出力のエネルギーを制限するバリア回路は、プリアンプの前段に設けられ、ＣＣＤＶｉｄｅｏＯｕｔ信号のスコープケーブルを伝送するマッチング抵抗として動作するようにしているので、エネルギーの制限の回路を他の回路と兼用することができる。
【００５６】
請求項１５の発明によれば、スコープユニットの先端に照明素子が配設され、バリア回路により、照明素子をドライブするためのエネルギーを制限するようにしているので、照明素子に流入するエネルギーを引火エネルギーよりも小さくすることができる。
【００５７】
請求項１６の発明によれば、照明素子をドライブするためのエネルギーを制限するバリア回路は、少なくとも１個の抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路と、複数個のツェナーダイオードと、から構成されるようにしているので、少なくとも単一故障状態であっても、エネルギー制限バリア回路は有効となる。
【００５８】
請求項１７の発明によれば、ＬＥＤ照明素子を、接地レベルに対して正側の電位と、接地レベルに対して負側の電位とで駆動するようにているので、接地レベルからのＬＥＤの駆動電圧を下げることができる。これにより、バリア回路に必要とされるツェナーダイオードのＶｚツェナー電圧も、正電源のみ又は負電源のみの場合と比較して、低く設定することができる。
【００５９】
請求項１８の発明によれば、スコープユニットの先端には、被検体の周辺温度を検知する温度センサが配設され、バリア回路により、温度センサの検出出力のエネルギーを制限するようにしているので、温度センサに流入するエネルギーを引火エネルギーよりも小さくすることができる。
【００６０】
請求項１９の発明によれば、温度センサの検出出力のエネルギーを制限するバリア回路は、抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路と、複数個のツェナーダイオードと、構成されているので、温度センサに流入するエネルギーを引火エネルギーよりも簡単に小さくすることができる。
【００６１】
請求項２０の発明によれば、スコープユニットの挿入部を湾曲させるためのモータが設けられ、バリア回路により、モータをドライブするためのエネルギーを制限するようにしているので、モータに流入するエネルギーを引火エネルギーよりも小さくすることができる。
【００６２】
請求項２１の発明によれば、モータをドライブするためのエネルギーを制限するバリア回路は、モータに対する論理信号のエネルギーを制限する、抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路と、複数個のツェナーダイオードと、から構成されているので、モータに流入するエネルギーを引火エネルギーよりも小さくすることができる。
【００６３】
請求項２２の発明によれば、各部の操作を行うための操作スイッチが配設され、バリア回路により、スイッチからの論理信号のエネルギーを制限するようにしているので、論理レベルを壊すことなく、スイッチに流入するエネルギーを引火エネルギーよりも小さくすることができる。
【００６４】
請求項２３の発明によれば、スイッチからの論理信号のエネルギーを制限するバリア回路は、抵抗又は少なくとも２組の半導体を用いた電流制限回路と、複数個のツェナーダイオードと、から構成されているので、論理レベルを壊すことなく、スイッチに流入するエネルギーを引火エネルギーよりも簡単に小さくすることができる。
【００６５】
請求項２４の発明によれば、スコープユニットの先端に撮像素子が配設されると共に、メインユニットに照明手段が配設され、照明手段からの光が光学ガイドにより導かれてスコープユニットの先端から照射され、バリア回路により、撮像素子をドライブするためのエネルギーを制限するようにしているので、ランプを使った内視鏡の本質安全防爆が実現できる。
【００６６】
請求項２５の発明によれば、スコープユニットの先端からの光学像をファイバスコープ又はボアスコープによりメインユニットに導くと共に、スコープユニットの先端に照明素子が配設され、バリア回路により、照明素子をドライブするためのエネルギーを制限するようにているので、ファイバスコープやボアスコープの内視鏡の本質安全防爆が実現できる。
【００６７】
請求項２６の発明によれば、照明素子がＬＥＤ照明手段であることから、消費電力を抑制しつつ、被検体を確実に照明することができる。
【００６８】
請求項２７の発明によれば、メインユニットが電源を備えており、その電源は二次バッテリーを用いていることから、電源を確実に供給することができるだけでなく、簡便性を向上させることができる。
【００６９】
請求項２８の発明によれば、本質安全防爆の部分が、防爆規定に基づくＺｏｎｅ０又はＺｏｎｅ１の防爆仕様を満たすことから、可燃ガス又は粉塵環境下でも確実に使用することができる。
【００７０】
請求項２９の発明によれば、本質安全防爆の部分よりもメインユニット側に設けられた部分は、防爆規定に基づくＺｏｎｅ２の防爆仕様を満たすことから、構成を簡易にしつつ、可燃ガス又は粉塵環境下でも確実に使用することができる。
【００７１】
請求項３０の発明によれば、警告を発する警告手段を備え、温度センサの検出温度があらかじめ設定された所定の閾値に達したときに、前記警告手段により警告を発するように制御することから、ユーザに注意を喚起することができる。
【００７２】
請求項３１の発明によれば、被検体の観察画像を表示する表示手段を備え、表示手段が防爆規定に基づくＺｏｎｅ０、Ｚｏｎｅ１又はＺｏｎｅ２の防爆仕様を満たすことから、可燃ガス又は粉塵環境下でも確実に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第１の実施形態の内視鏡装置の外観構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の内視鏡装置におけるコントロールユニットの外観構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の内視鏡装置における挿入部の先端の構成を説明するための斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の内視鏡装置を爆発危険領域で使用する場合の説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施形態におけるＣＰＵビデオボードの構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施形態におけるパワーボードの構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第１の実施形態におけるＣＣＤドライブボード及びＤＳＰボードの構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第１の実施形態におけるＬＥＤドライブボードの構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態における挿入部の先端部における回路構成の説明に用いる接続図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態におけるバリア回路の説明に用いる接続図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態におけるバリア回路の説明に用いる接続図である。
【図１３】エネルギー制限回路の説明に用いる接続図である。
【図１４】エネルギー制限回路の説明に用いる接続図である。
【図１５】本質安全防爆部分を示す識別手段の説明に用いる斜視図である。
【図１６】バリア回路のコート処理の説明に用いる平面図及び断面図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図１８】本発明の第３の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図１９】本発明の第４の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図２０】冷陰極線管を用いたＬＣＤモニタの説明に用いるブロック図である。
【図２１】ＬＣＤを用いたＬＣＤモニタの説明に用いるブロック図である。
【図２２】本発明の第５の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図２３】本発明の第６の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図２４】本発明の第７の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図２５】本発明の第８の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図２６】本発明の第９の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図２７】本発明の第１０の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図２８】本発明の第１１の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図２９】本発明の第１２の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図３０】本発明の第１３の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図３１】本発明の第１４の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図３２】本発明の第１５の実施形態の内部構成を示すブロック図である。
【図３３】上記第１から第９の実施形態の主構成部と仕様エリアとをまとめて示す概要図である。
【図３４】上記第１０から第１５の実施形態の主構成部と仕様エリアとをまとめて示す概要図である。
【図３５】サーミスタによって検出されるスコープ環境温度と、警告手段による警告表示の様子をグラフで示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００７４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
（１）第１の実施形態
図１は、本発明の第１の実施形態の内視鏡装置の概要を示すものである。図１において、メインユニット１は、内視鏡装置全体の制御を行っている。メインユニット１の天面には、各種設定を行うためのフロントパネル１１が設けられる。また、メインユニット１の側面には、モニタ画像を表示するためのＬＣＤモニタ１２が取り付けられている。メインユニット１には、ベルト１３が装着可能となっており、ユーザが肩から吊り下げて、ハンズフリーで作業が行えるようになっている。
【００７５】
スコープユニット２は、コントロールユニット３と、コントロールユニット３に取り付けられた挿入部４と、挿入部４の先端に着脱可能な光学アダプタ８からなる。コントロールユニット３は、スコープコネクタ５により、メインユニット１に着脱可能に取り付けられる。本発明の第１の実施形態においては、後に説明するように、スコープコネクタ５内に、エネルギーの制限するためのバリア回路が設けられている。メインユニット１とコントロールユニット３との間は、ユニバーサルケーブル６で接続される。
【００７６】
挿入部４の先端には、ＣＣＤ撮像素子が取り付けられている。挿入部４は、各種の被検体を撮影できるように、可撓性を有している。
【００７７】
また、挿入部４の先端部には湾曲部９が設けられる。コントロールユニット３内にはモータが設けられており、このモータにより、湾曲部９が上下左右に湾曲可能とされている。湾曲部９を湾曲させることにより、撮影方向を自在に設定することができる。
【００７８】
また、挿入部４の先端には、光学アダプタ８が着脱可能に取り付けられる。光学アダプタ８としては各種の光学性能のものが用意されており、光学アダプタ８を交換することで、異なる視野角、視野方向、明るさ、観察深度等を変更することができる。
【００７９】
コントロールユニット３は、ユーザの指令に基づいて、内視鏡装置の操作を行う部分である。図２に示すように、コントロールユニット３にはグリップ部２１が形成されている。ユーザは、このグリップ部２１を把持して、内視鏡の操作を手元で行えるようになっている。
【００８０】
コントロールユニット３には、図２（Ａ）に示すように、ジョイスティック２２、ズームレバー２３、明るさ調整レバー２４、ブーストボタン２５が配設されている。ジョイスティック２２は、挿入部４の先端の湾曲部９の方向を操作するのに用いられる。ブーストボタン２５はゲイン変更用のボタンである。
【００８１】
また、コントロールユニット３の側面には、図２（Ｂ）に示すように、フリーズ録画ボタン２６が配設される。フリーズ録画ボタン２６を押すと、そのときのスチル画像が取り込まれ、記録される。
【００８２】
図３は、挿入部４の先端及び光学アダプタ８の構成を示すものである。図３（Ａ）に示すように、挿入部４の先端には、ＣＣＤ撮像素子３１、ハイブリッド集積回路（以下、ＨＩＣと略称する）３２及び３３、サーミスタ３４が配設される。ＨＩＣ３２はＣＣＤ撮像素子３１の出力信号に対するバッファが実装されている。ＨＩＣ３３には、水平転送パルスを波形整形するコンパレータが実装されている。サーミスタ３４は、スコープ先端部の周囲温度を検出するために設けられる。
【００８３】
これらの電子回路に対して信号や電源を伝送する配線は、挿入部４内に収納されており、図１に示すように、ユニバーサルケーブル６、スコープコネクタ５を介して、メインユニット１に接続されている。後に説明するように、スコープコネクタ５にはバリア回路が設けられており、これらの電子回路に対して信号や電源に過剰なエネルギーが伝送されることが阻止されている。これにより、爆発の危険性のある環境下での使用が可能となる。
【００８４】
光学アダプタ８には、図３に示すように、複数のＬＥＤチップ３５、３５、…が実装されたＬＥＤモジュール３６が設けられる。このＬＥＤチップ３５、３５、…を点灯させることで、被検体が照射される。
【００８５】
光学アダプタ８には、接点３７ａ、３７ｂが設けられる。接点３７ａ、３７ｂは、ＬＥＤモジュール３６に接続されている。一方、挿入部４の先端には、接点３８ａ及び３８ｂが設けられる。挿入部４の先端に光学アダプタ８を装着する際には、図３（Ｂ）に示すように、接点３８ａ及び３８ｂと、接点３７ａ、３７ｂとを接触させ、図３（Ｃ）に示すように、挿入部４の先端に光学アダプタ８が固定される。これにより、ＬＥＤモジュール３６に配設されたＬＥＤチップ３５、３５、…に電源が供給される。
【００８６】
図４は、本発明の第１実施形態の内視鏡装置の爆発の危険性のある環境下での使用方法の概要を示すものである。
【００８７】
先ず、図４（Ａ）に示すように、セットアップを行う。セットアップは、具体的には、メインユニット１に、バッテリー４１やメモリカード４２を装着したり、スコープコネクタ５によりメインユニット１とスコープユニット２とを接続したり、挿入部４の先端に光学アダプタ８を取り付けたりする作業である。このようなセットアップの作業は、必ず、爆発の危険性のないエリア（Ｎｏｎ−ｈａｚａｒｄｏｕｓエリア）で行う。
【００８８】
図４（Ｂ）に示すように、セットアップが完了したら、内視鏡装置を爆発の危険性のあるエリアの近傍に移動する。そして、図４（Ｃ）に示すように、スコープユニット２を暴爆 の危険性のあるエリア内（Ｚｏｎｅ０又はＺｏｎｅ１エリア）に配し、被検体の撮影を行う。このとき、図４（Ｃ）に示すように、メインユニット１は、爆発の危険性のないエリア（Ｎｏｎ−ｈａｚａｒｄｏｕｓエリア）又は爆発の危険性の小さいエリア（Ｚｏｎｅ２エリア）に置かれる。
【００８９】
また、バッテリー４１、メモリカード４２、光学アダプタ８等の機器を交換したり、スコープユニット２を外したりする作業を行う場合には、図４（Ｄ）に示すように、内視鏡装置を必ず、爆発の危険性のないエリア（Ｎｏｎ−ｈａｚａｒｄｏｕｓエリア）に移動して作業を行う。
【００９０】
図５は、本発明の第１の実施形態の内視鏡装置の内部構成を示すブロック図である。図５において、メインユニット１には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）ビデオボード５１、パワーボード５２が配設されている。また、メインユニット１には、バッテリー４１が装着される。
【００９１】
ＣＰＵビデオボード５１は、内視鏡装置全体の制御を行っている。また、ＣＰＵビデオボード５１は、撮影された画像の信号処理や、画像信号の記録、再生の制御を行っている。また、ＣＰＵビデオボード５１は、計測等の処理を行っており、サーミスタ３４で計測された環境温度を計測する処理を行っている。また、メインユニット１には、ＬＣＤモニタ１２が取り付けられる。ＬＣＤモニタ１２は、撮影された画像を表示するものである。
【００９２】
パワーボード５２は、バッテリー４１からの電源を基に、各種のボードに必要な電源を供給している。
【００９３】
スコープコネクタ５は、メインユニット１とスコープユニット２（コントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８）とを接続するものである。スコープコネクタ５には、ＣＣＤドライブボード６１、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）ボード６２、ＬＥＤドライブボード６３と、バリア回路６４が設けられる。
【００９４】
ＣＣＤドライブボード６１は、水平転送パルスや垂直転送パルス等、ＣＣＤ撮像素子３１を駆動するのに必要な各種の信号や電源を形成している。ＤＳＰボード６２は、ＣＣＤ撮像素子３１からの撮像信号の信号処理を行っている。ＬＥＤドライブボード６３は、ＬＥＤモジュール３６の駆動を行っている。バリア回路６４は、スコープユニット２（コントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８）に配設されている各回路（モータドライブボード７２、モータ７１、ＣＣＤ撮像素子３１、サーミスタ３４、ＨＩＣ３２及び３３、ＬＥＤモジュール３６）に対するエネルギーを制限するものである。
【００９５】
このように、スコープユニット２に配設されている各回路に対するエネルギーを制限するバリア回路６４が設けられているため、バリア回路６４の位置より先端に延出している部分、この例ではコントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。
【００９６】
コントロールユニット３には、モータ７１と、モータドライブボード７２と、スイッチ７３とが設けられる。モータ７１は、挿入部４の先端の湾曲部９を湾曲させるためのものである。モータ７１としては、スパークが生じることがないように、例えばブラシレスモータを使用するのが望ましいが、モータ駆動エネルギーが小さければブラシモータであってもよい。モータドライブボード７２は、このモータ７１を駆動するものである。スイッチ７３は、ユーザにより設定される各種のボタンやスイッチ（ジョイスティック２２、ズームレバー２３、明るさ調整レバー２４、ブーストボタン２５、フリーズ録画ボタン２６等）に対応している。
【００９７】
挿入部４には、その先端に、ＣＣＤ撮像素子３１、ＨＩＣ３２及び３３、サーミスタ３４が配設される。ＣＣＤ撮像素子３１は、被検体の光学画像を電気信号に光電変換するものである。ＨＩＣ３２は、ＣＣＤ撮像素子３１からの撮像出力に対するバッファである。ＨＩＣ３３は、ＣＣＤ撮像素子３１に対する水平転送パルスを波形整形するものである。サーミスタ３４は、周囲温度を測定するものである。
【００９８】
光学アダプタ８には、ＬＥＤモジュール３６、レンズ４０が配設される。ＬＥＤモジュール３６は、被検体の近傍を照射するものである。
【００９９】
図６はＣＰＵビデオボード５１の構成を示すものである。図６に示すように、ＣＰＵビデオボード５１には、ＣＰＵ１０１が設けられる。ＣＰＵ１０１のバス１０２には、メモリ１０３、ＯＳＤ（Ｏｎ Ｓｃｒｅｅｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）回路１０４、Ａ／Ｄコンバータ１１１、エンコーダ１０６が接続される。ＯＳＤ回路１０４は画面に各種の表示信号を重畳するものである。デコーダ１０５は、ＹＣｒＣｂの画像データをＲＧＢ等の画像データにデコードするものである。エンコーダ１０６はＲＧＢ等の画像データを標準方式（ＮＴＳＣ等）の画像データにエンコードするものである。
【０１００】
また、ＣＰＵ１０１には、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０７、メモリカード４２、シリアルインターフェース１０９が接続される。メモリカード４２は、撮影画像を保存するのに用いられる。シリアルインターフェース１０９は、パーソナルコンピュータ等の外部機器と接続するためのものである。ＣＰＵ１０１には、ＲＴＣ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）回路１１０からクロックが供給される。ＲＴＣ回路１０１は、時間管理を行うものである。
【０１０１】
また、ＣＰＵ１０１には、サーミスタ３４の検知出力がＡ／Ｄコンバータ１１３を介して供給される。また、ＣＰＵ１０１からはモータ制御信号が出力され、このモータ制御信号がバッファ１１４を介して、モータドライブボード７２に向けて出力される。また、ＣＰＵビデオボード５１には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５が設けられる。
【０１０２】
図７はパワーボード５２の構成を示すものである。パワーボード５２は、図７に示すように、バッテリー４１から各部の電源を形成するためのＤＣ／ＤＣコンバータ１２１が設けられる。また、バッテリー４１からの電源ライン中には、ヒューズ１２２が設けられる。
【０１０３】
図８は、ＣＣＤドライブボード６１及びＤＳＰボード６２の構成を示すものである。図８に示すように、ＣＣＤドライブボード６１は、クロック発振器１３１と、タイミング信号発生回路１３２とが設けられる。タイミング信号発生回路１３２により、ＣＣＤ撮像素子をドライブするための各種の信号（垂直パルスＶ１〜Ｖ４、水平転送パルスＨＰＬＳ、リセットパルスＲＳＴ、サブパルスＳｕｂ）が形成される。ＣＣＤ撮像素子３１を駆動するためのＣＣＤ電源部（Ｖｃｃ、Ｖｄｄ及びＳＨＤ）１３４がある。水平パルスを波形成形するコンパレータの基準電圧であるＳＨＤ（スレッシュ・ホールド電圧）がある。これらの電源や信号は、バッファ１３３ａ〜１３３ｇを介して、ＣＣＤ撮像素子３１に向けて出力される。
【０１０４】
ＤＳＰボード６２は、図８に示すように、プリアンプ１４１と、Ａ／Ｄコンバータ１４２と、映像信号処理回路１４３と、Ｄ／Ａコンバータ１４４とが設けられる。ＤＳＰボード６２には、ＣＣＤドライブボード６１からクロックが供給される。ＣＣＤ撮像素子３１からの撮像信号がプリアンプ１４１で増幅され、Ａ／Ｄコンバータ１４２でディジタルデータに変換される。そして、映像信号処理回路１４３で、欠陥補正、ホワイトバランス補正等の処理が行われる。また、映像信号処理回路１４３で、撮像信号から、ＹＣｒＣｂの画像データに変換される。この画像データはＤ／Ａコンバータ１４４でアナログ信号に変換されて出力される。
【０１０５】
図９は、ＬＥＤドライブボード６３の構成を示すものである。ＬＥＤドライブボード６３には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５１、定電流回路１５２及び１５３、バッファ１５４及び１５５が設けられる。ＤＣ／ＤＣコンバータ１５１は、ＬＥＤの正側の駆動電圧と、ＬＥＤの負側の駆動電圧とを形成している。定電流回路１５２はＬＥＤの正側の駆動電流を設定し、定電流回路１５３はＬＥＤの負側の駆動電流を設定している。
【０１０６】
なお、ＬＥＤの駆動電流を接地レベルに対して、正側と負側に設定しているのは、防爆のためである。つまり、通常、ＬＥＤの駆動電圧がＶｆであれば、ＬＥＤには、接地レベルに対してＶｆの電圧を与えるようにしている。これに対して、この実施形態では、ＬＥＤに対して、＋Ｖｆ／２と、−Ｖｆ／２を与えるようにしている。このようにすると、ＬＥＤに印加される電圧はＶｆで同じでも、接地レベルからの電圧は１／２となり、防爆に有利になる。例えば、ＩＥＣ６００７９−１１の本質安全防爆構造の規格において、＋３０Ｖを越えると、バリア回路の沿面距離での制限が厳しくなるので、例えば、±２０Ｖ以下が望ましく、±１５Ｖで扱うので防爆規定上有利となる。
【０１０７】
図１０は、挿入部４の先端の構成を示すものである。図１０において、ＨＩＣ３３には、ＳＨＤ電源の入力端子、水平転送パルスＨＰＬＳの入力端子、Ｖｄｄ電源の入力端子、接地端子、水平転送パルスの出力端子が設けられる。ＨＩＣ３３は、コンパレータにより入力された水平転送パルスを波形整形して出力する。この水平転送パルスは、ＣＣＤ撮像素子３１に水平転送パルス入力端子に供給される。
【０１０８】
また、ＣＣＤ撮像素子３１には、ＣＣＤドライブボード６１から、Ｖｃｃ電源、４本の垂直転送パルスＶ１〜Ｖ４、リセットパルスＲＳＴと、サブパルスＳｕｂが直接供給される。
【０１０９】
ＨＩＣ３２には、Ｖｃｃ電源の入力端子、ＣＣＤＯｕｔ信号の入力端子、接地端子、ＣＣＤビデオ信号の出力端子が設けられる。ＣＣＤ撮像素子３１からの出力信号は、ＨＩＣ３２に入力される。そして、ＨＩＣ３２を構成するバッファを介して、出力され、ＤＳＰボード６２に向けて送られる。
【０１１０】
この図５に示す本発明の第１の実施形態の内視鏡装置の動作について説明する。
【０１１１】
図５において、光学アダプタ８のレンズを介して取り込まれた被検体の像光は、挿入部４の先端のＣＣＤ撮像素子３１の受光面に結像される。ＣＣＤ撮像素子３１は、ＣＣＤドライブボード６１からの垂直転送パルスＶ１〜Ｖ４、及びＣＣＤドライブボード６１からＨＩＣ３３を介して送られる水平転送パルスＨＰＬＳにより駆動される。ＣＣＤ撮像素子３１からは、撮像信号が出力される。この撮像信号は、ＨＩＣ３２を介して、ＤＳＰボード６２に送られる。
【０１１２】
図８に示したように、ＤＳＰボード６２で、ＣＣＤ撮像素子３１からの撮像信号がプリアンプ１４１で増幅され、Ａ／Ｄコンバータ１４２でディジタルデータに変換される。そして、映像信号処理回路１４３で、欠陥補正、ホワイトバランス補正等の処理が行われる。また、映像信号処理回路１４３で、撮像信号から、ＹＣｒＣｂの画像データに変換される。この画像データはＤ／Ａコンバータ１４４でアナログ信号に変換されて出力される。
【０１１３】
図５において、ＤＳＰボード６２の出力信号は、ＣＰＵビデオボード５１に供給される。図６に示すように、ＤＳＰボード６２からの画像信号は、デコーダ１０５に送られ、デコーダ１０５でＲＧＢ等の画像信号に変換される。この画像信号は、Ａ／Ｄコンバータ１１１でディジタル化され、バス１０２に送出され、メモリ１０３に一旦格納される。
【０１１４】
メモリ１０３に格納された画像データに対して、各種の信号処理が施される。この画像データはバス１０２を介してエンコーダ１０６に送られる。エンコーダ１０６で、ＲＧＢ画像データが標準方式の画像データに変換される。この画像データがＤ／Ａコンバータ１１２でアナログ信号に変換されて出力され、ＬＣＤモニタ１２に送られる。
【０１１５】
また、画像を取り込む場合には、メモリ１０３に格納された画像データが読み出され、メモリカード４２に送られ、この画像データがメモリカード４２に記録される。
【０１１６】
次に、本発明の第１の実施形態におけるバリア回路６４について詳述する。前述したように、バリア回路６４は、スコープコネクタ５内に設けられ、スコープユニット２に配された電子回路に対して、過剰なエネルギーが伝送されることを阻止している。バリア回路６４は、基板上で本質安全側と分離するために、回路状の沿面距離を確保するようにしている。
【０１１７】
図１１及び図１２は、バリア回路６４の一例を示すものである。先ず、サーミスタ３４に対するライン（図５におけるラインＬ３）には、バリア回路６４において、図１１（Ａ）に示すように、高抵抗２０１を挿入して、エネルギーを制限する。なお、サーミスタ３４は、温度による抵抗値の変化を検知して、温度を計測している。このため、電位の変化を検知できるようなエネルギー制限回路を使うようにしている。このときのサーミスタのエネルギー制限回路の抵抗は、サーミスタの変化抵抗値に対応して選ぶのがよく、例えば１ｋΩから１０ｋΩなどが適当である。また、電圧を制限するために３つのツェナーダイオード２４０ａ，２４０ｂ，２４０ｃと、抵抗２０１の定格電力を制限する抵抗２０１−２が接続される。
【０１１８】
Ｖｃｃ電源に対するライン（図５におけるラインＬ１０）には、バリア回路６４において、図１１（Ｂ）に示すように、ヒューズ２０２、３個のツェナーダイオード２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、抵抗２０４を挿入して、直流エネルギーの制限を施す。
【０１１９】
ここで、ヒューズ２０２、３個のツェナーダイオード２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃ及び抵抗２０４の選び方について説明する。３個のツェナーダイオード２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃのツェナー電圧Ｖｚは、Ｖｃｃ＋１５Ｖよりブレークダウン電圧に達することなく、通常の回路動作状態では、Ｖｃｃ＋１５ＶがＬ７に出力されるようツェナー電圧Ｖｚを選ぶ。例えば、この図１１（Ａ）の例では、Ｖｚ＝１８Ｖのツェナーを選ぶとよい。
ヒューズ２０２の値は、通常回路動作ではヒューズが切れることはない。Ｖｃｃ＋１５Ｖ端子に異常電圧が印加されたときには、ヒューズ２０２が働き、ツェナーダイオード２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃのツェナー電圧Ｖｚの定格内に抑えるように機能する。例えば、通常動作電流が１０ｍＡ程度の場合には、ヒューズ定格が５０ｍＡ程度のものを選ぶとよい。
【０１２０】
抵抗２０４は、Ｖｃｃ＋１５Ｖ端子に異常電圧が印加されたときに、ツェナーダイオード２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃにより発生したツェナー電圧を抵抗により制限するものである。抵抗値が大きいほど電流を制限することができるが、抵抗値を大きくすると通常動作時の抵抗２０４による電位降下が問題になる。よって、異常時のエネルギーを制限しつつ、通常動作時の電位降下を少なくする必要がある。例えば、抵抗２０４を１００Ω前後の値を用いることで、前記異常時のエネルギー制限と通常時の電位降下を適度な値にするのでよい。
上記例で、このＶｃｃ＋１５Ｖラインから印加されるエネルギーを例示すると、 ヒューズ２０２＝５０ｍＡ
３個のツェナーダイオード２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃ＝１８Ｖ定格（最大１８．９Ｖ）、
抵抗２０４＝８２Ωの場合は、
１８．９Ｖ／８２Ω＝２３０ｍＡが防爆規定上の流れ込む最大電流値（防爆規定計算上はヒューズ２０２の５０ｍＡで制限しない）となる。
１８．９Ｖ×２３０ｍＡ＝４３４７ｍＷとなり、約４ＷのエネルギーがＶｃｃ＋１５Ｖラインに流れ込む設計になる。
【０１２１】
Ｖｄｄ電源に対するライン（図５におけるラインＬ７）には、バリア回路６４において、図１１（Ｃ）に示すように、ヒューズ２０５、３個のツェナーダイオード２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、抵抗２０７を挿入して、直流エネルギーの制限を施す。
上記Ｖｃｃ＋１５Ｖのところで説明したのと同じ考えで、Ｖｄｄ＋６Ｖに関してもヒューズ、ツェナーダイオード、抵抗値を選ぶ。ただし、Ｖｄｄは電圧が６Ｖなので、ツェナー電圧は定格で７．２Ｖ程度のものを使うのが適当である。さらに、このラインから印加されるエネルギーは、上記Ｖｃｃ＋１５Ｖで説明したのと同じ考えで計算できる。
【０１２２】
ＳＨＤ電源に対するライン（図５におけるラインＬ９）には、バリア回路６４において、図１１（Ｄ）に示すように、ヒューズ２０８、３個のツェナーダイオード２０９ａ、２０９ｂ、２０９ｃ、抵抗２１０を挿入して、直流エネルギーの制限を施す。以下、ヒューズ、ツェナーダイオード、抵抗値の選び方と、このラインから印加されるエネルギー計算は前述の方法と同じである。
【０１２３】
水平転送パルスＨＰＬＳのライン（ラインＬ８）には、バリア回路６４において、図１１（Ｅ）に示すように、コンデンサ２１１ａ〜２１１ｃ、コンデンサ２１２ａ〜２１２ｃ、抵抗２１３からなる微分回路を、エネルギー制限回路として利用する。このとき、コンデンサ２１１ａ〜２１１ｃ、コンデンサ２１２ａ〜２１２ｃは、交流エネルギーを制限する回路となる。直流エネルギーの制限は、ヒューズ２４１及び３つのツェナーダイオード２４２ａ，２４２ｂ，２４２ｃと抵抗２１３の構成にて行う。これにより、交流エネルギーの制限は、３つの直列コンデンサで行い、直流エネルギーの制限は、前述（Ｂ）から（Ｄ）に示した形式のヒューズ、ツェナーダイオード、抵抗にて行う。
【０１２４】
リセットパルスＲＳＴのライン（図５におけるラインＬ４）及び垂直転送パルスＶ１〜Ｖ４のライン（図５におけるラインＬ６）には、バリア回路６４において、図１１（Ｆ）に示すように、ヒューズ２１５、ツェナーダイオード２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、抵抗２１７を挿入して、直流バイアスの直流エネルギーの制限を施すと共に、３つのカップリングコンデンサ２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃにより、交流成分のエネルギーを制限する。
【０１２５】
サブパルスＳｕｂのライン（図５におけるラインＬ５）には、バリア回路６４において、図１１（Ｇ）に示すように、ヒューズ２２１、ツェナーダイオード２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、抵抗２２３を挿入して、直流バイアスの直流エネルギーの制限を施すと共に、３つのカップリングコンデンサ２２５ａ、２２５ｂ、２２５ｃにより、交流成分のエネルギーを制限する。
【０１２６】
ＣＣＤ撮像素子３１の出力信号のライン（図５におけるラインＬ１１）には、バリア回路６４において、図１２（Ａ）に示すように、プリアンプ２２９の前段に、ヒューズ２２６、３個のツェナーダイオード２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、抵抗２２８を挿入して、直流エネルギーの制限を施す。なお、抵抗２２８は、スコープコネクタ５側への入力側と、ＣＣＤ撮像素子３１側からの信号伝送路の出力側との整合をとるためのインピーダンスのマッチング用の抵抗としても機能している。
【０１２７】
正側のＬＥＤ照明用のライン（図５におけるラインＬ１２）には、バリア回路６４において、図１２（Ｂ）に示すように、ヒューズ２３０、３個のツェナーダイオード２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃ、抵抗２３２を挿入して、直流エネルギーの制限を施す。
【０１２８】
負側のＬＥＤ照明用のライン（図５におけるラインＬ１３）には、バリア回路６４において、図１２（Ｃ）に示すように、ヒューズ２３３、３個のツェナーダイオード２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃ、抵抗２３５を挿入して、直流エネルギーの制限を施す。なお、負電圧なのでツェナーダイオードは、他のバリア回路とは逆向きに接続されている。
【０１２９】
コントロールユニット３内のモータドライブボード７２へ電源を送るライン（図５におけるラインＬ１）へは、図１２（Ｄ）に示すように、ヒューズ２３６、３個のツェナーダイオード２３７ａ、２３７ｂ、２３７ｃ、抵抗２３８を挿入して、直流エネルギーの制限を施す。
【０１３０】
コントロールユニット３内のモータのオン／オフ及び各種スイッチの信号ライン（図５におけるラインＬ２）へは、図１２（Ｅ）に示すように、高抵抗２３９を挿入して、かつ、３つのツェナーダイオード２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｃを入れ、高抵抗２３９の定格内に、電力を制限するための抵抗２３９−２を入れ、直流エネルギーの制限を施す。
【０１３１】
なお、バリア回路６４中において、エネルギー制限回路として用いるヒューズは、溶断性能が保証されたバリアネットワークヒューズを使用する。例えば、Ｂａｒｒｉｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ＥＮ５００２０規格に適合したものを使用するのがよい。
【０１３２】
以上説明したように、本発明の第１の実施形態では、図５に示したように、スコープコネクタ５に、各回路に対する信号や電源のエネルギーの制限を行うバリア回路６４を設けて、本質安全防爆を満足するようにしている。すなわち、本発明の第１の実施形態では、バリア回路６４によって、各回路に対する信号や電源のエネルギーの制限を行うことで、ショート等が発生しても、スパークが発生することがないようにしている。これにより、爆発を生じさせる要素の一つである着火源を無くすことにより、本質安全防爆を実現している。
また、本発明の第１の実施形態では、スコープユニット２については、ｉａ機器の規格を満足して、本質安全防爆を実現している。
【０１３３】
なお、本発明の第１の実施形態では、図５に示したように、スコープコネクタ５に、各回路に対する信号や電源のエネルギーの制限を行うバリア回路６４を設けて、本質安全防爆を満足するようにしている。このバリア回路６４は、図１１及び図１２に示したように、直流のエネルギーを制限するものにおいては、３個のツェナーダイオードと、１個の抵抗とを設け、交流のエネルギーを制限するものにおいては、カップリングコンデンサを３個設けるようにしている。これは、３個のツェナーダイオードやカップリングコンデンサのうち、２個が破損していても、残りの１個によりエネルギーが制限されるようにするためである。これにより、ｉａ機器の規格を満足することができる。ｉｂ機器の規格を満足するのであれば、これらは２個で良いことになる。
【０１３４】
バリア回路６４を構成するエネルギーの制限回路は、基本的には、図１３及び図１４に示すような構成の組み合わせであり、図１１及び図１２に示したバリア回路６４内の電流制限回路は、これに基づくものである。
【０１３５】
図１３は、ｉａ機器の規格を満足するようなエネルギー制限回路の例を示すものである。図１３（Ａ）は、直流に対するエネルギー制限回路である。図１３（Ａ）に示すように、直流に対するエネルギー制限回路では、ラインＬ１０１中に、ヒューズＦ１と、抵抗Ｒ１とを設ける。また、ラインＬ１０１と接地間に、３個のツェナーダイオードＤ１ａ、Ｄ１ｂ、Ｄ１ｃを設ける。このように、３個のツェナーダイオードＤ１ａ、Ｄ１ｂ、Ｄ１ｃを設けることで、ラインＬ１０１の電圧が上昇しないようにしている。なお、３個のツェナーダイオードＤ１ａ、Ｄ１ｂ、Ｄ１ｃを設けているのは、ツェナーダイオードＤ１ａ、Ｄ１ｂ、Ｄ１ｃのうちの２個が破損しても、信頼性が保てるようにして、防爆機器としてｉａ機器の規格を満足するようにするためである。
【０１３６】
図１３（Ｂ）は、交流に対するエネルギー制限回路である。図１３（Ｂ）に示すように、交流に対するエネルギー制限回路では、ラインＬ１０２中に、３個のカップリングコンデンサＣ１ａ、Ｃ１ｂ、Ｃ１ｃを設ける。このように、カップリングコンデンサＣ１ａ、Ｃ１ｂ、Ｃ１ｃを設けることで、回路を直流的に遮断して、エネルギーの制限を行う。なお、３個のカップリングコンデンサＣ１ａ、Ｃ１ｂ、Ｃ１ｃを設けているのは、コンデンサＣ１ａ、Ｃ１ｂ、Ｃ１ｃのうちの２個が破損しても、信頼性が保てるようにして、防爆機器としてｉａ機器の規格を満足するようにするためである。コンデンサＣ１ａ、Ｃ１ｂ、Ｃ１ｃの値は、ＡＣカップリングされて波形が歪むことのないような値のコンデンサを選定する。ＡＣカップリングコンデンサは、最低でも耐電圧５００Ｖ以上の高耐電圧セラミックコンデンサを用いる。
【０１３７】
図１３（Ｃ）は、直流バイアスに交流成分が乗っている場合のエネルギー制限回路である。図１３（Ｃ）に示すように、この場合には、抵抗Ｒ２と、３個のカップリングコンデンサＣ２ａ、Ｃ２ｂ、Ｃ２ｃとが並列接続されて、ラインＬ１０３中に挿入されている。この場合、直流分については、ヒューズ２４４、３つのツェナーダイオード２４５ａ，２４５ｂ，２４５ｃ及び抵抗Ｒ２によりエネルギー制限が行われる。交流分については、カップリングコンデンサＣ１ａ、Ｃ１ｂ、Ｃ１ｃにより、エネルギーの制限が行われる。
【０１３８】
図１３（Ｄ）は、論理信号（ＨレベルとＬレベルで示される信号）に対するエネルギー制限回路である。図１３（Ｄ）に示すように、ラインＬ１０４中に抵抗Ｒ３を挿入して、エネルギー制限を行っている。かつ３つのツェナーダイオード２４６ａ，２４６ｂ，２４６ｃを入れ、抵抗Ｒ３の定格電力内に電流を制限する抵抗Ｒ３−２を入れている。例えば、通常のロジック電圧＋５Ｖから＋３Ｖ程度の信号であれば、抵抗Ｒ３の抵抗値の値は、１ｋΩから１０ｋΩ程度を選べばよい。
【０１３９】
図１４は、防爆規格のｉｂ機器の規定を満足するようなエネルギー制限回路の例を示すものである。図１４（Ａ）は、直流に対するエネルギー制限回路である。図１４（Ａ）に示すように、直流に対するエネルギー制限回路では、ラインＬ１０５中に、ヒューズＦ２と、２つのトランジスタＱ１及びＱ２とからなる電流制限回路Ｔ１ａ、Ｔ１ｂとを設ける。また、ラインＬ１０５と接地間に、２個のツェナーダイオードＤ２ａ、Ｄ２ｂを設ける。なお、２組の電流制限回路Ｔ１ａ、Ｔ１ｂを設けているのは、電流制限回路Ｔ１ａ、Ｔ１ｂのうちの１個が破損しても、信頼性が保てるようにして、ｉｂ機器の規格を満足するようにするためである。また、２個のツェナーダイオードＤ２ａ、Ｄ２ｂを設けているのは、ツェナーダイオードＤ２ａ、Ｄ２ｂのうちの２個が破損しても、信頼性が保てるようにして、防爆機器としてｉｂ機器の規定を満足するようにするためである。
【０１４０】
このように、２個のツェナーダイオードＤ２ａ、Ｄ２ｂを設けることで、ラインＬ１０５の電圧が上昇しないようにしている。
【０１４１】
また、このように構成すると、電流が過剰になったときには、電流制限回路Ｔ１ａ、Ｔ１ｂにより、電流が遮断される。つまり、電流制限回路Ｔ１ａ、Ｔ１ｂにおいて、ラインＬ１０５に流れる電流が大きくなると、抵抗Ｒｓの両端電圧が大きくなり、トランジスタＱ２のＶＢＥを越えたときに、トランジスタＱ２がオンする。その結果トランジスタＱ１がオフする。これにより、ラインＬ１０５に流れる電流が遮断される。ヒューズＦ２は、２つのツェナーダイオード及び２組のトランジスタの定格容量を越えないように設定される。なお、図１４（Ａ）においては、トランジスタを用いているが、半導体であれば、同様の機能を果たすＦＥＴでもよい。
【０１４２】
図１４（Ｂ）は、交流に対するエネルギー制限回路である。図１４（Ｂ）に示すように、交流に対するエネルギー制限回路では、ラインＬ１０６中に、２個のカップリングコンデンサＣ３ａ、Ｃ３ｂを設ける。このように、カップリングコンデンサＣ３ａ、Ｃ３ｂを設けることで、回路を直流的に遮断して、エネルギーの制限を行う。なお、２個のカップリングコンデンサＣ３ａ、Ｃ３ｂを設けているのは、コンデンサＣ３ａ、Ｃ３ｂのうちの１個が破損しても、信頼性が保てるようにして、ｉｂ機器の規格を満足するようにするためである。
【０１４３】
図１４（Ｃ）は、直流バイアスに交流成分が乗っている場合のエネルギー制限回路である。図１４（Ｃ）に示すように、この場合には、抵抗Ｒ４と、２個のカップリングコンデンサＣ４ａ、Ｃ４ｂｃとが並列接続されて、ラインＬ１０７中に挿入されている。この場合、直流分については、ヒューズ２４７、２つのツェナーダイオード２４８ａ，２４８ｂ及び抵抗Ｒ４により、エネルギー制限が行われる。交流分については、カップリングコンデンサＣ４ａ、Ｃ４ｂにより、エネルギーの制限が行われる。
【０１４４】
図１４（Ｄ）は、論理信号（ＨレベルとＬレベルで示される信号）に対するエネルギー制限回路である。図１４（Ｄ）に示すように、ラインＬ１０８中に抵抗Ｒ５を挿入し、かつ２つのツェナーダイオード２４９ａ，２４９ｂを入れ、抵抗Ｒ５の定格電力内に電流を制限する抵抗Ｒ５−２入れている。なお、図１４に示した直流エネルギーを制限するための要素部品（抵抗Ｒ４及び抵抗Ｒ５）は、電流制限回路Ｔ１ａとＴ１ｂに示すような２組のトランジスタによる制限要素に置き換えることが可能である。この場合は、トランジスタを２組用いることで、部品点数が増加し、実装面積が大きくなるが、抵抗Ｒ４又は抵抗Ｒ５で生じていた通常動作時の抵抗Ｒ４及び抵抗Ｒ５による電位降下を小さくすることができるため、本質安全防爆部を駆動する回路の駆動電圧を下げることができるというメリットがある。
【０１４５】
以上のように、本発明の第１の実施形態では、スコープコネクタ５内にバリア回路６４を設けるようにしている。このため、バリア回路６４の位置より先端に延出している部分、この例ではコントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となり、爆発の危険性のある部分で使用可能となる。これにより、ジェットエンジン、プラント、ガソリンタンク等の内部の検査等を、安全かつ確実に行うことができる。
【０１４６】
なお、本発明の第１の実施形態では、スコープコネクタ５内にバリア回路６４を設けるようにしているため、本質安全防爆となるのは、バリア回路６４の位置より先端に延出している部分であり、すなわち、コントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。ユーザの側では、内視鏡装置を構成する各ユニットの中で、どの部分が本質安全防爆であるかどうかを認識することが必要である。
【０１４７】
また、ユーザ側では、使用中に、危険区域から見て、本質安全防爆部分が残り少ないことが簡単に分かれば、本質安全防爆でない部分を誤って危険区域に引っ張ってしまうことが未然に防げる。そこで、この発明の第１の実施形態では、本質安全防爆の部分と、そうでない部分とが一目して分かるように、識別手段として、カラーのマーキングを付するようにしている。更に、本質安全防爆部分が残り少ないことをマーキングにより知らせるようにしている。
【０１４８】
つまり、本発明の第１の実施形態の場合には、スコープコネクタ５内にバリア回路６４を設けられており、コントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となっている。この場合には、図１５に示すように、スコープコネクタ５とコントロールユニット３とを結ぶユニバーサルケーブル６中に、ここからメインユニット１側に向けては本質安全防爆部分ではないことを示すマーキングとして着色部１５を設けるようにしている。これにより、着色部１５からメインユニット１にかけては、本質安全防爆の部分から外れることをユーザに喚起することができる。なお、この例では、本質安全防爆部分が残り少ないことを着色により知らせるために、ユニバーサルケーブル６中にスコープコネクタ５から所定距離だけ離れた所から着色部１５を設けるようにしてが、本質安全防爆部分とそうでない部分とを色分けするようにしても良い。また、着色部１５は蛍光色又は明るい青色とすると、ユーザに認識されやすい。
【０１４９】
また、本発明の第１の実施形態では、バリア回路６４に配置される回路のチップ部品に、コート材を塗布するようにしている。つまり、図１６に示すように、基板１６上のパターン２０に、チップ部品１７が半田付けにより実施される。この回路基板上に、コート材１８が塗布される。コート材１８としては、シリコンコーティング材が用いられる。このようなコート材を塗布することで、ＩＥＣ６００７９−１１に規定される必要な絶縁距離を確保することができる。すなわち、図１６におけるパターン間のクリアランス距離Ｌａは、例えば耐圧を３０Ｖとした場合、コート材を塗布していない場合には、２．０ｍｍとなる。これに対して、コート材１８を塗布すると、０．７ｍｍで良いことになる。沿面距離が０．７ｍｍでよければ、エネルギー制限回路を構成する抵抗、ＡＣカップリングコンデンサ及び半導体は、小型のチップ部品、例えば３２１６サイズ等のチップ部品を採用することができる。
【０１５０】
また、本発明の第１の実施形態では、挿入部４の先端に、サーミスタ３４が設けられている。このサーミスタ３４の温度検知出力を用いて、周辺温度が所定値以上に達したら、爆発の危険性を警告するようにしても良い。本質安全防爆部は、故障モードを想定したときに、本質安全防爆対象部の温度値が対象ガス又は粉塵の引火上限温度値以下に収まらなければいけない。よって、
（環境温度）＋（故障時の温度上昇値）＜引火温度値
の関係を満足する必要がある。例えば、使用環境温度が１００度の場合に、引火温度の発火度を決める対象ガスがジェットエンジン燃料等に利用されるｎへキサンの場合には、ｎへキサン の引火温度が約２２０度であるので、故障時の温度上昇値は１００度程度に抑えなければならない。つまり、
（環境温度＋１００度）＋（故障時の温度上昇値１００度）＜引火温度値２２０度
の関係を満足する必要がある。
【０１５１】
ＩＥＣ６００７９の規定に基づけば、本質安全防爆機器の対象とするガスの発火度の温度により、適用のランクが決まっている。２００度以下の発火度のガスは、ランクでＴ３と呼ばれる。図３５においては、２００度のＴ３リミット値以下に環境温度と温度上昇値を抑えなければならない。Ｔ３発火度をターゲットにした防爆機器を実現するためには、故障時にバリア回路により制限されたエネルギーが引き起こす温度上昇値が１００度である場合、防爆仕様を満足する環境温度は１００度以下にする必要がある。図３５では、環境温度が１００度以下の場合は防爆仕様として利用できるが、１００度以上である場合には非防爆となってしまう。
【０１５２】
図３５に示すように、サーミスタ３４による検出温度が例えば１００℃（閾値）を越えた場合に、警告手段によって、ＬＣＤモニタ１２に警告表示したり、警告音を発したりするようにする。これにより、挿入部４の先端周辺が、所定の温度を越えたことをユーザに知らしめることができ、注意を喚起することができる。なお、警告手段としては、表示、警告音に限ることはなく、例えば、振動やランプの点灯、点滅などであってもよい。また、閾値を１００℃としたが、これに限ることはなく、その温度は適宜変更可能である。
【０１５３】
（２）第２の実施形態
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図１７は、本発明の第２の実施形態を示すものである。この実施形態は、第１の実施形態と同様に、スコープコネクタ５にバリア回路６４を設けるようにしており、バリア回路６４から先に延出する部分、すなわち、コントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。この第２の実施形態では、第１の実施形態の構成において、スコープユニット２の先端に延びる信号線と、他の信号線とを、絶縁部材１９で絶縁分離して、エネルギーの分離を図るようにしている。この絶縁材については、０．５ｍｍ以上の厚みを持つケーブルを採用すると、確実にエネルギーの分離ができる。また、スコープユニット２の先端に延びる信号に対して、絶縁材をほどこしても同様の効果が得られることは言うまでもない。他の部分につい
ては、前述の第１の実施形態と同一であり、対応部分については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【０１５４】
（３）第３の実施形態
図１８は、本発明の第３の実施形態を示すものである。この実施形態も、第１の実施形態と同様に、スコープコネクタ５にバリア回路６４を設けるようにしており、バリア回路６４から先に延出する部分、すなわち、コントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。この第３の実施形態では、挿入部４の経路中に、バッファ３９ａ〜３９ｋを挿入したものである。この実施形態では、第１の実施形態と同様に、コントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。この実施形態では、挿入部４の経路中に、バッファ３９ａ〜３９ｋを挿入したので、挿入部４が長い場合でも、必要な信号レベルを確保でき、Ｓ／Ｎ比の向上を図ることができる。
（４）第４の実施形態
図１９は、本発明の第４の実施形態を示すものである。この実施形態も、第１の実施形態と同様に、スコープコネクタ５にバリア回路６４を設けるようにしており、バリア回路６４から先に延出する部分、すなわち、コントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。この第４の実施形態では、コントロールユニット３にも、ＬＣＤモニタ７４を配設したものである。これにより、ユーザは、コントロールユニット３のＬＣＤモニタ７４を見ながら、モニタ作業を行うことができる。
【０１５５】
なお、この例では、コントロールユニット３は本質安全防爆であるから、ＬＣＤモニタ７４についても、本質安全防爆のものを使用する必要がある。
【０１５６】
つまり、ＬＣＤモニタとしては、バックライトとして冷陰極管を用いたものと、ＬＣＤをバックライトに使ったものがある。
【０１５７】
図２０は、ＬＥＤをバックライトとして用いたＬＣＤモニタの一例である。図２０において、電源端子２５１に印加された電源は、インバータ２５２で高圧に変換され、バックライトの冷陰極線管２５３に供給される。これにより、冷陰極線管２５３が点灯制御される。なお、インパータ２５２は、点灯時には約２ｋＶ、通常でも約６００Ｖの高電圧を発生する。また、電源端子２５１からの電源がＬＣＤ電源回路２５４に供給され、ＬＣＤ電源回路２５４でパネルドライブ用の電源が形成される。入力端子２５５からのビデオ信号がパネルドライブ回路２５６に供給され、パネルドライブ回路２５６により、ＬＣＤパネル２５７がドライブされる。これにより、ＬＣＤパネル２５７に画像が表示される。
【０１５８】
図２１は、ＬＥＤをバックライトとして用いたＬＣＤモニタの一例である。図２１において、電源端子２６１に印加された電源は、ＬＣＤドライブ回路２６２に供給されると共に、ＬＣＤ電源回路２６４に供給される。ＬＣＤドライブ回路２６２は、ＬＥＤバックライト２６３に対しては、２０Ｖ以下の低電圧で駆動する。ＬＣＤドライブ回路２６２により、ＬＥＤバックライト２６３がドライブされる。また、ＬＣＤ電源回路２６４でパネルドライブ用の電源が形成される。入力端子２６５からのビデオ信号がパネルドライブ回路２６６に供給され、パネルドライブ回路２６６により、ＬＣＤパネル２６７がドライブされる。これにより、ＬＣＤパネル２６７に画像が表示される。
【０１５９】
メインユニット１側に設けられるＬＣＤモニタ１２については、メインユニット１は本質安全防爆でないので、図２０に示したバックライトとして冷陰極管を用いたものでも、図２１に示したＬＣＤをバックライトに使ったものでも、同様に用いることができる。
【０１６０】
しかしながら、コントロールユニット３側に設けられるＬＣＤモニタ７４については、コントロールユニット３が本質安全防爆であるから、同様に、本質安全防爆が要求される。図２０に示したバックライトとして冷陰極管を用いたものは、冷陰極線管２５３に高圧が印加されるため、本質安全防爆には適さない。コントロールユニット３側に設けられるＬＣＤモニタ７４としては、図２１に示したバックライトとしてＬＥＤを用いたものを使う必要がある。特に、メインユニット１側が、Ｚｏｎｅ２で使用するＴｙｐｅ−ｎ機器とするならば、ＬＣＤモニタは、ｉａ機器又はｉｂ機器に該当する本質安全防爆機器ではなく、Ｚｏｎｅ２に対応するＴｙｐｅ−ｎＬＣＤモニタであってもよい。
【０１６１】
（５）第５の実施形態
図２２は、本発明の第５の実施形態を示すものである。この実施形態は、スコープユニット２として、コントロールユニットのないもへの適用例である。すなわち、前述までの実施形態では、スコープユニット２は、コントロールユニット３と、挿入部４と、光学アダプタ８とからなり、コントロールユニット３で、各種の操作が行えるようになっている。
【０１６２】
これに対して、この例では、メインユニット１からスコープコネクタ５を介して、挿入部４が延出されており、操作は、全て、メインユニット１側で行うようになっている。また、メインユニット１内には、各種の操作を行うためのスイッチ５３が設けられている。また、挿入部４の先端の湾曲部９を動かすためのモータ７１や、モータドライブボード７２は、スコープコネクタ５に設けられている。
【０１６３】
この実施形態も、第１の実施形態と同様に、スコープコネクタ５にバリア回路６４を設けるようにしている。したがって、バリア回路６４から先に延出する部分、すなわち、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。
【０１６４】
（６）第６の実施形態
図２３は、本発明の第６の実施形態を示すものである。前述の第１から第５の実施形態では、バリア回路６４がスコープコネクタ５内に設けられていたのに対して、この実施形態では、バリア回路６４がコントロールユニット３内に設けられている。
【０１６５】
第１の実施形態では、スコープコネクタ５に、ＣＣＤドライブボード６１、ＤＳＰボード６２、ＬＥＤドライブボード６３が配設されている。これに対して、この第６の実施形態では、コントロールユニット３内に、ＣＣＤドライブボード６１、ＤＳＰボード６２、ＬＥＤドライブボード６３が配設されている。そして、その後段に、バリア回路６４が配設されている。
【０１６６】
バリア回路６４から先に延出する部分が本質安全防爆となることから、この第６の実施形態では、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。第１の実施形態では、コントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となるのに対して、この実施形態では、コントロールユニット３は本質安全防爆ではなくなる。しかしながら、この実施形態では、スコープコネクタ５は、単に、メインユニット１とスコープユニット２とを結合するコネクタとなっていればよく、構成を簡単化できる。また、コントロールユニットにＬＣＤを取り付けることもできる。
【０１６７】
（７）第７の実施形態
図２４は、本発明の第７の実施形態を示すものである。前述の第１から第５の実施形態では、バリア回路６４がスコープコネクタ５内に設けられ、また、第６の実施形態では、バリア回路６４がコントロールユニット３内に設けられているのに対して、この実施形態では、バリア回路６４がメインユニット１内に設けられる。
【０１６８】
第１の実施形態では、スコープコネクタ５に、ＣＣＤドライブボード６１、ＤＳＰボード６２、ＬＥＤドライブボード６３が配設されている。これに対して、この第７の実施形態では、メインユニット１内に、ＣＣＤドライブボード６１、ＤＳＰボード６２、ＬＥＤドライブボード６３が配設されている。そして、その後段に、バリア回路６４が配設されている。
【０１６９】
バリア回路６４から先に延出する部分が本質安全防爆となることから、この第７の実施形態では、スコープコネクタ５、コントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。また、モータはスコープコネクタ内に配置してもよく、さらに、Ｅｘ−ＬＣＤ（防爆対応ＬＣＤ）を、コントロールユニットに取り付けられるようにしてもよい。
【０１７０】
（８）第８の実施形態
図２５は、本発明の第８の実施形態を示すものである。この実施形態は、第７の実施形態と同様に、メインユニット１にバリア回路６４を設けるようにしており、バリア回路６４から先に延出する部分、すなわち、スコープコネクタ５、コントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。この第８の実施形態では、挿入部４の経路中に、バッファ３９ａ〜３９ｋを挿入したものである。この実施形態では、挿入部４の経路中に、バッファ３９ａ〜３９ｋを挿入したので、挿入部４が長い場合でも、必要な信号レベルを確保でき、Ｓ／Ｎ比の向上を図ることができる。
【０１７１】
（９）第９の実施形態
図２６は、本発明の第８の実施形態を示すものである。この実施形態は、スコープユニット２として、コントロールユニットのないものへの適用例である。この例では、メインユニット１からスコープコネクタ５を介して、挿入部４が延出されており、操作は、全て、メインユニット１側で行うようになっている。また、メインユニット１内には、各種の操作を行うためのスイッチ５３が設けられている。また、挿入部４の先端の湾曲部９を動かすためのモータ７１や、モータドライブボード７２は、メインユニット１に設けられている。
【０１７２】
この実施形態は、第７の実施形態と同様に、メインユニット１にバリア回路６４を設けるようにしている。したがって、バリア回路６４から先に延出する部分、すなわち、スコープコネクタ５、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。
【０１７３】
（１０）第１０の実施形態
図２７は、本発明の第１０の実施形態を示すものである。前述までの実施形態では、被検体を照射する光源として、ＬＥＤモジュール３６を使用していたのに対して、この実施形態では、照明手段としてランプ光源を用いて、被検体を照射するようにしている。
【０１７４】
つまり、図２７において、メインユニット１に、ランプ５６と、このランプ５６を駆動するためのランプ駆動ボード５５が設けられる。ランプ駆動ボード５５には、パワーボード５２から電源が供給される。ランプ５６からの光は、ライトガイド５７を介して、光学アダプタ８に導かれる。
【０１７５】
この第１０の実施形態は、スコープコネクタ５にバリア回路６４を設けるようにしており、バリア回路６４から先に延出する部分、すなわち、コントロールユニット３、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。さらに、Ｅｘ−ＬＣＤを、コントロールユニットに取り付けられるようにしてもよい。
【０１７６】
（１１）第１１の実施形態
図２８は、本発明の第１１の実施形態を示すものである。この実施形態は、前述の第１０の実施形態と同様に、メインユニット１に、ランプ５６とランプ駆動ボード５５とを設け、ランプ光源を用いて被検体を照射するようにしている。
【０１７７】
第１０の実施形態では、スコープコネクタ５にバリア回路６４を設けている。これに対して、この第１１の実施形態では、コントロールユニット３内に、ＣＣＤドライブボード６１、ＤＳＰボード６２、バリア回路６４が配設されている。バリア回路６４から先に延出する部分が本質安全防爆となることから、この第１１の実施形態では、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。
【０１７８】
（１２）第１２の実施形態
図２９は、本発明の第１２の実施形態を示すものである。この実施形態は、前述の第１０の実施形態と同様に、メインユニット１に、ランプ５６とランプ駆動ボード５５とを設け、ランプ光源を用いて被検体を照射するようにしている。
【０１７９】
この実施形態は、スコープユニット２として、コントロールユニットのないもへの適用例である。この例では、メインユニット１からスコープコネクタ５を介して、挿入部４が延出されており、操作は、全て、メインユニット１側で行うようになっている。
【０１８０】
この第１２の実施形態では、メインユニット１内には、各種の操作を行うためのスイッチ５３が設けられている。また、挿入部４の先端の湾曲部９を動かすためのモータ７１や、モータドライブボード７２は、メインユニット１に設けられている。
【０１８１】
また、この第１２の実施形態では、メインユニット１内に、ＣＣＤドライブボード６１、ＤＳＰボード６２が配設されている。そして、その後段に、バリア回路６４が配設されている。バリア回路６４から先に延出する部分が本質安全防爆となることから、この第１２の実施形態では、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。
【０１８２】
（１３）第１３の実施形態
図３０は、本発明の第１３の実施形態を示すものである。前述までの実施形態では、挿入部４の先端にＣＣＤ撮像素子３１を取り付け、このＣＣＤ撮像素子３１の画像をモニタするようにしている。これに対して、この第１３の実施形態では、イメージガイドにより観察画像をファイバスコープ或いはボアスコープによりメインユニットに導くようにしている。
【０１８３】
つまり、図３０において、メインユニット１には、ビデオカメラ５８が置かれる。このビデオカメラ５８には、パワーボード５２から電源が供給される。コントロールユニット３には、ＬＥＤドライブボード６３と、バリア回路６４とが設けられる。
【０１８４】
挿入部４の先端に、イメージガイド８１が設けられ、このイメージガイド８１からの画像がファイバスコープ８２又はボアスコープを介して、スコープコネクタ５に導かれる。この画像がビデオカメラ５８で撮影され、ＬＣＤモニタ１２に表示される。
【０１８５】
この第１３の実施形態では、コントロールユニット３内に、ＬＥＤドライブボード６３が配設され、その後段に、バリア回路６４が配設されている。バリア回路６４から先に延出する部分が本質安全防爆となることから、この第１３の実施形態では、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。
【０１８６】
（１４）第１４の実施形態
・ 図３１は、本発明の第１３の実施形態を示すものである。この実施形態では、上述の第１３の実施形態と同様に、イメージガイドにより観察画像をファイバスコープ或いはボアスコープによりメインユニットに導くようにしている。
【０１８７】
前述の第１３の実施形態では、コントロールユニット３内に、ＬＥＤドライブボード６３及びバリア回路６４が配設されているのに対して、この実施形態では、スコープコネクタ５にＬＥＤドライブボード６３及びバリア回路６４が配設されており、コントロールユニット３は設けらていない。バリア回路６４から先に延出する部分が本質安全防爆となることから、この第１４の実施形態では、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。
【０１８８】
（１５）第１５の実施形態
図３２は、本発明の第１３の実施形態を示すものである。この実施形態では、上述の第１３の実施形態と同様に、イメージガイドにより観察画像をファイバスコープ或いはボアスコープによりメインユニットに導くようにしている。
【０１８９】
前述の第１３の実施形態では、コントロールユニット３内に、ＬＥＤドライブボード６３及びバリア回路６４が配設されているのに対して、この実施形態では、メインユニット１に、ＬＥＤドライブボード６３及びバリア回路６４が配設されており、コントロールユニット３は設けられていない。バリア回路６４から先に延出する部分が本質安全防爆となることから、この第１３の実施形態では、スコープコネクタ５、挿入部４、光学アダプタ８が本質安全防爆となる。
【０１９０】
なお、図３３（Ａ）から（Ｅ）及び図３４の（Ｆ）から（Ｋ）までは、上記実施形態の主構成部と仕様エリアとをまとめて示す概要図である。すなわち、図３３（Ａ）は、上記第１から第４の実施形態の概要を示すものであり、（Ｂ）は上記第５の実施形態、（Ｃ）は上記第６の実施形態、（Ｄ）は上記第７及び第８の実施形態、（Ｅ）は上記第９の実施形態の概要を示すものである。また、図３４（Ｆ）は上記第１０の実施形態、（Ｇ）は上記第１１の実施形態、（Ｈ）は上記第１２の実施形態、（Ｉ）は上記第１３の実施形態、（Ｊ）は上記第１４の実施形態、（Ｋ）は上記第１５の実施形態の概要を示すものである。
【０１９１】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
本願の実施例においては、撮像素子の事例としてＣＣＤの駆動信号や信号受信について詳しく説明したが、ＣＭＯＳ撮像素子等の別のセンサの駆動においても同様の考え方でエネルギー制限をかけるバリア回路を設けることで本質安全防爆を実現できる。
さらに、第１０から第１２の実施形態においては、メインユニット側にランプ光源を設けた構成例を示したが、ランプ光源部の代わりに、ＬＥＤ光源手段又はレーザ照明手段を用いて照明手段を実現してもよい。
【０１９２】
さらに、本願の実施形態においては、バッテリーはリチウムイオンバッテリー、鉛バッテリー、ニッケル水素バッテリーや燃料電池等の二次電池手段であれば何でもよい。
本願で示した内視鏡システムは、バッテリーを電源に採用することで、機器の機動性を増すとともに、供給可能なエネルギー総量は、バッテリーからのエネルギーからのみ取る構成にしている。
よって、ＡＣアダプタ等からのＡＣ電源からのエネルギー供給がなく、内視鏡システムは接地される必要がないので、異常時に供給され得るエネルギーは、バッテリーエネルギー総量だけを、ＩＥＣ６００７９に基づく規定で考えればよく、エネルギー制限回路の構成を、小型、軽量かつ簡単に実現できている。
【０１９３】
さらに、本願においては、スコープユニットの先端に光学アダプタが着脱可能に取り付けられるように構成しているが、光学アダプタを着脱できないようにして、スコープユニットの挿入部と一体化するものでもよく、その場合には、スコープ先端硬質部長が短くなるなどのメリットがある。
さらに、本願においては、表示手段は、ＬＣＤパネルを用いたＬＣＤユニットを示したが、これに限ることはなく、有機ＥＬパネル、ＬＥＤパネル等を用いてもよい。これらの表示手段が防爆対応である場合には、防爆対応ＬＣＤとして、Ｚｏｎｅ０、１、２の危険エリアで使用することができる。特に、Ｚｏｎｅ２エリアでの利用を前提にすると、ＬＣＤユニットは、Ｔｙｐｅ−ｎ機器構造でよく、Ｚｏｎｅ０やＺｏｎｅ１の本質安全防爆のｉａ機器及びｉｂ機器の構造よりも、簡単で小型、軽量、かつ低コストで実現できるので使い勝手がよい。
【符号の説明】
【０１９４】
１：メインボード
２：スコープユニット
３：コントロールユニット
４：挿入部
５：スコープコネクタ
６：ユニバーサルケーブル
８：光学アダプタ
９：湾曲部
１２：ＬＣＤモニタ
１５：着色部
１７：チップ部品
１８：コード材
３１：ＣＣＤ撮像素子
３２：ＨＩＣ
３３：ＨＩＣ
３４：サーミスタ
３５：ＬＥＤチップ
３６：ＬＥＤモジュール
４１：バッテリ
４２：メモリカード
５１：ビデオボード
５２：パワーボード
６１：ＣＣＤドライブボード
６２：ＤＳＰボード
６３：ＬＥＤドライブボード
６４：バリア回路
７１：モータ
７２：モータドライブボード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に撮像素子を備え、湾曲部を有する挿入部と、
前記挿入部を湾曲操作するためのジョイスティックを有するコントロールユニットと、
前記コントロールユニットに設けられ、前記撮像素子からの被検体画像を表示する表示部と、
を備えた内視鏡装置であって、
前記コントロールユニット内に設けられ、前記撮像素子を駆動するための駆動信号を生成する撮像素子駆動回路と、
前記撮像素子駆動回路からの前記駆動信号のエネルギーを制限することによって、少なくとも前記挿入部側が本質安全防爆になるようにするバリア回路と、
前記コントロールユニット内に設けられ、前記撮像素子からの映像信号を画像信号に変換し、前記表示部に出力するための画像処理回路と、
を有することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１】
先端に撮像素子を備え、湾曲部を有する挿入部と、
前記挿入部を湾曲操作するためのジョイスティックを有するコントロールユニットと、
前記コントロールユニットに設けられ、前記撮像素子からの被検体画像を表示する表示部と、
を備えた内視鏡装置であって、
前記コントロールユニット内に設けられ、前記撮像素子を駆動するための駆動信号を生成する撮像素子駆動回路と、
前記撮像素子駆動回路からの前記駆動信号のエネルギーを制限することによって、少なくとも前記挿入部側が本質安全防爆になるようにするバリア回路と、
前記コントロールユニット内に設けられ、前記撮像素子からの映像信号を画像信号に変換し、前記表示部に出力するための画像処理回路と、
を有することを特徴とする内視鏡装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【公開番号】特開２０１２−８５９８（Ｐ２０１２−８５９８Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９８１２０（Ｐ２０１１−１９８１２０）
【出願日】平成２３年９月１２日（２０１１．９．１２）
【分割の表示】特願２００５−３５５３５９（Ｐ２００５−３５５３５９）の分割
【原出願日】平成１７年１２月８日（２００５．１２．８）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１２日（２０１１．９．１２）
【分割の表示】特願２００５−３５５３５９（Ｐ２００５−３５５３５９）の分割
【原出願日】平成１７年１２月８日（２００５．１２．８）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]