WO2015194223A1

WO2015194223A1 - アクチュエータ制御装置

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Abstract

　アクチュエータ制御装置は、駆動回路２３と、定電流回路２６と、駆動用電源Ｖｄｒｖと、電流印加期間内の所定の期間において、駆動電流と等しい検知用電流がアクチュエータ１３に流れるよう電源電圧を供給する抵抗検知用電源Ｖｄｅｔと、検知用抵抗ＲＬと、所定の期間において、駆動回路２３に抵抗検知用電源Ｖｄｅｔを接続し、所定の期間外において駆動回路２３に駆動用電源Ｖｄｒｖを接続する切替スイッチ２２と、所定の期間において、駆動回路２３に検知用抵抗ＲＬを接続し、所定の期間外において駆動回路２３に定電流回路２６を接続する切替スイッチ２５と、所定の期間において、アクチュエータ１３の異常を検出するＦＰＧＡ２８と、を有する。

Description

アクチュエータ制御装置

　本発明は、アクチュエータ制御装置に関し、特に、アクチュエータの異常を感度よく検知することができるアクチュエータ制御装置に関するものである。

　従来、被検体の内部の被写体を撮像する内視鏡、及び、内視鏡により撮像された被写体の観察画像を生成するプロセッサ等を具備する内視鏡システムが、医療分野及び工業分野等において広く用いられている。

　この内視鏡には、先端に搭載された焦点調節レンズを所望の位置に移動させるためのアクチュエータが挿入部の先端に設けられている。一方、プロセッサには、アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成したり、アクチュエータの異常を検知するアクチュエータ制御装置が設けられている。

　例えば、特開平９－２４２５８９号公報には、アクチュエータの非駆動期間に微弱電流をアクチュエータに流し、電流値または電圧値の変化を検出することで、アクチュエータの異常検知を行う電磁アクチュエータ駆動回路が開示されている。

　しかしながら、特開平９－２４２５８９号公報に開示されている電磁アクチュエータ駆動回路では、電磁コイルを用いたアクチュエータのように抵抗値が小さいアクチュエータに対して、微弱電流を流すだけでは、抵抗値の微小変化を検出することができないという問題があった。すなわち、従来の電磁アクチュエータ駆動回路では、微弱電流を流すことで、断線等を検知することはできるが、電磁コイルの隣接する巻線間のショート等は抵抗値の変化が微小のため、異常を検知することができなかった。

　一方、感度を上げるため、すなわち、アクチュエータの異常を確実に検知するために電流値を大きくすると、アクチュエータの非駆動期間にも関わらす、アクチュエータに大きな電流が流れてしまうため、アクチュエータが誤作動を引き起こすという問題があった。

　そこで、本発明は、アクチュエータを誤作動させることなく、アクチュエータの微小な抵抗値の変化を感度よく検知することができるアクチュエータ制御装置を提供することを目的とする。

　本発明の一態様のアクチュエータ制御装置は、電流印加期間において、アクチュエータが被駆動体を駆動させるよう、前記アクチュエータに対して駆動電流を印加する駆動制御回路と、前記駆動制御回路に接続可能であり、前記駆動制御回路が前記アクチュエータに印加する前記駆動電流の電流値を制御する電流制御部と、前記駆動制御回路に接続可能であり、前記駆動電流が前記アクチュエータに流れるように電源電圧を供給する駆動用電源と、前記駆動制御回路に接続可能であり、前記電流印加期間内の所定の期間において、前記電流制御部が前記アクチュエータに印加する前記駆動電流と等しい電流値である検知用電流が前記アクチュエータに流れるよう電源電圧を供給する抵抗検知用電源と、前記駆動制御回路に接続可能であり、前記アクチュエータの抵抗値と略同一の抵抗値が設定されている検知用抵抗と、前記電流印加期間内の所定の期間において、前記駆動制御回路に前記抵抗検知用電源を接続し、前記所定の期間外において前記駆動制御回路に前記駆動用電源を接続するよう、前記駆動制御回路の接続先を切り替える第１の切替部と、前記電流印加期間内の所定の期間において、前記駆動制御回路に前記検知用抵抗を接続し、前記所定の期間外において前記駆動制御回路に前記電流制御部を接続するよう、前記駆動制御回路の接続先を切り替える第２の切替部と、前記駆動制御回路に接続可能であり、前記電流印加期間内の所定の期間において、前記検知用抵抗の電圧値の変化を検出することで、前記アクチュエータの抵抗値の変化を検出し、該検出結果に基づいて前記アクチュエータの異常を検出する異常検出部と、を備える。

第１の実施形態に係る内視鏡システムの構成を示す図である。第１の実施形態の抵抗検知タイミングについて説明するための図である。第１の実施形態の変形例１に係る内視鏡システムの構成を示す図である。変形例１の抵抗検知タイミングについて説明するための図である。第１の実施形態の変形例２に係る内視鏡システムの構成を示す図である。第２の実施形態に係る内視鏡システムの構成を示す図である。

　以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
　まず、図１を用いて第１の実施形態の内視鏡システムの構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る内視鏡システムの構成を示す図である。

　図１に示すように、内視鏡システム１は、内視鏡（スコープ）２と、プロセッサ３と、モニタ４とを備えて構成されている。内視鏡２は、被検体内に挿入される細長な挿入部１０を有し、挿入部１０の基端側に設けられた図示しないコネクタを介してプロセッサ３に着脱自在に接続される。

　挿入部１０は、被写体を撮像する撮像素子１１が設けられた先端部１２を有する。この先端部１２には、先端部１２に設けられた焦点調節レンズを所望の方向に移動させる、例えば電磁コイルにより構成されるアクチュエータ１３が設けられている。また、先端部１２の基端側には、先端部１２を所望の方向に湾曲させる湾曲部１４が設けられている。なお、アクチュエータ１３は、電磁コイルにより構成されているものとして説明するが、これに限定されるものではない。また、アクチュエータ１３は、先端部１２に設けられているが、これに限定されることなく、例えば、図示しない内視鏡２の操作部に設けられていてもよい。

　本実施形態のアクチュエータ制御装置を構成するプロセッサ３は、駆動電流がアクチュエータ１３に流れるように電源電圧を供給する駆動用電源Ｖｄｒｖと、抵抗検知用電源回路２１と、切替スイッチ２２と、駆動回路２３と、通電ケーブル２４と、切替スイッチ２５と、定電流回路２６と、検知用抵抗ＲＬと、増幅回路２７と、ＦＰＧＡ２８と、スピーカ２９と、ＬＥＤ３０とを有して構成されている。なお、プロセッサ３は、図示を省略しているが、撮像素子１１に駆動信号を供給する駆動回路、及び、撮像素子１１により撮像された撮像信号に所定の映像処理を施し、モニタ４に内視鏡画像を表示する映像処理回路等も有して構成されている。

　切替スイッチ２２及び切替スイッチ２５には、ＦＰＧＡ２８から抵抗検知タイミング信号が入力される。抵抗検知タイミング信号は、アクチュエータ１３の抵抗値を検知するためのタイミング信号であり、切替スイッチ２２及び切替スイッチ２５は、それぞれＦＰＧＡ２８からの抵抗検知タイミング信号に基づき、接続先を切り替える。

　具体的には、第１の切替部としての切替スイッチ２２は、アクチュエータ１３の駆動時には、抵抗検知タイミング信号により、アクチュエータ１３の駆動用の駆動用電源Ｖｄｒｖと駆動回路２３とを接続するように切り替わる。また、第２の切替部としての切替スイッチ２５は、アクチュエータ１３の駆動時には、抵抗検知タイミング信号により、駆動回路２３と定電流回路２６とを接続するように切り替わる。

　一方、切替スイッチ２２は、アクチュエータ１３の抵抗検知時には、抵抗検知タイミング信号により、アクチュエータ１３の抵抗検知用の抵抗検知用電源回路２１と駆動回路２３とを接続するように切り替わる。また、切替スイッチ２５は、アクチュエータ１３の抵抗検知時には、抵抗検知タイミング信号により、駆動回路２３と検知用抵抗ＲＬとを接続するように切り替わる。

　検知用抵抗ＲＬは、アクチュエータ１３の抵抗検知の感度が最大となるように、アクチュエータ１３及び通電ケーブル２４を合わせた抵抗値と略同一の抵抗値に設定されている。

　本実施形態では、アクチュエータ１３の抵抗値を検知する抵抗検知期間は、アクチュエータ１３の駆動期間に設定される。そのため、抵抗検知用電源回路２１の抵抗検知用電源Ｖｄｅｔの電圧値は、アクチュエータ１３を駆動するための駆動電流と同レベルの電流がアクチュエータ１３に流れるような値に設定されている。なお、駆動用電源Ｖｄｒｖと抵抗検知用電源Ｖｄｅｔとの電圧の大小関係は、アクチュエータ１３及び通電ケーブル２４を合わせた抵抗値により抵抗検知用電源Ｖｄｅｔの電圧値が変化するため一概には定まらず、アクチュエータ１３の種類等によって、大小関係が決まるものである。

　駆動回路２３は、内視鏡２がプロセッサ３に接続された際に、通電ケーブル２４を介してアクチュエータ１３に接続される。駆動回路２３は、例えば、４つのスイッチング素子（例えば、ＭＯＳＦＥＴ、バイポーラトランジスタ等）で構成されるＨブリッジ回路である。駆動制御回路としての駆動回路２３は、ＦＰＧＡ２８からの駆動／停止制御信号に基づき、４つのスイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦすることで、アクチュエータ１３が被駆動体を駆動させるように、アクチュエータ１３に対して駆動電流を印加する。

　電流制御部としての定電流回路２６は、アクチュエータ１３の駆動時に切替スイッチ２５を介して駆動回路２３に接続され、ＦＰＧＡ２８からの制御信号に基づき、駆動回路２３がアクチュエータ１３に印加する電流値を制御する。

　アクチュエータ１３の抵抗検知期間には、ＦＰＧＡ２８からの抵抗検知タイミング信号により、抵抗検知用電源回路２１と駆動回路２３と接続されるように切替スイッチ２２が切り替わり、かつ、駆動回路２３と検知用抵抗ＲＬとが接続されるように切替スイッチ２５が切り替わる。アクチュエータ１３の抵抗検知期間に検知用抵抗ＲＬで検知した電圧は、増幅回路２７により増幅された後、ＦＰＧＡ２８に入力される。

　異常検知部としてのＦＰＧＡ２８は、検知用抵抗ＲＬの電圧値と、アクチュエータ１３の正常状態時の電圧値とを比較し、各電圧値の差分が所定の値より大きい場合、アクチュエータ１３に異常があることを検知する。より具体的には、ＦＰＧＡ２８は、アクチュエータ１３の抵抗と検知用抵抗ＲＬとの分圧点の電位変化を検出する電位差検出部と、この検出結果と所定の値とを比較する比較部と、この比較結果に基づいて、アクチュエータ１３の異常の有無を判定する判定部とにより構成される。

　ＦＰＧＡ２８は、アクチュエータ１３に異常があることを検知すると、異常検知信号をモニタ４に出力することでモニタ４上に異常を知らせる表示を行い、ユーザにアクチュエータ１３の異常を報知する。なお、ＦＰＧＡ２８は、異常検知信号をスピーカ２９あるいはＬＥＤ３０に出力し、音あるいは光を用いて、ユーザにアクチュエータ１３の異常を報知するようにしてもよい。

　次に、このように構成された内視鏡システム１の動作について説明する。

　アクチュエータ１３の駆動時には、切替スイッチ２２は、ＦＰＧＡ２８からの抵抗検知タイミング信号に基づいて、駆動用電源Ｖｄｒｖと駆動回路２３とが接続されるように制御される。また、切替スイッチ２５は、ＦＰＧＡ２８からの抵抗検知タイミング信号に基づいて、駆動回路２３と定電流回路２６とが接続されるように制御される。これにより、アクチュエータ１３の駆動時には、駆動用電源Ｖｄｒｖ、駆動回路２３、アクチュエータ１３、定電流回路２６、及び、ＧＮＤの経路で、アクチュエータ１３を駆動するための駆動電流が流れる。

　一方、アクチュエータ１３の抵抗検知時には、切替スイッチ２２は、ＦＰＧＡ２８からの抵抗検知タイミング信号に基づいて、抵抗検知用電源回路２１と駆動回路２３とが接続されるように制御される。また、切替スイッチ２５は、ＦＰＧＡ２８からの抵抗検知タイミング信号に基づいて、駆動回路２３と検知用抵抗ＲＬとが接続されるように制御される。これにより、アクチュエータ１３の抵抗検知時には、抵抗検知用電源回路２１、駆動回路２３、アクチュエータ１３、検知用抵抗ＲＬ、及び、ＧＮＤの経路で、アクチュエータ１３の抵抗値を検知するための電流が流れる。

　検知用抵抗ＲＬの抵抗値は、アクチュエータ１３及び通電ケーブル２４を合わせた抵抗値と略同一の抵抗値となっている。電磁コイルにより構成されるアクチュエータ１３の隣接する巻線間のショート等の異常があった場合、アクチュエータ１３の抵抗値が変化することで、検知用抵抗ＲＬの電圧値が変化する。

　ＦＰＧＡ２８は、この電圧値を正常時の電圧値と比較することで、アクチュエータ１３の異常を検知する。例えば、電磁コイルの隣接する巻線間がショートした場合、アクチュエータ１３の抵抗値が下がり、これに伴い、検知用抵抗ＲＬの電圧値が高くなる。ＦＰＧＡ２８は、このような電圧値の変化からアクチュエータ１３の異常を検知する。ＦＰＧＡ２８は、アクチュエータ１３の異常を検知した場合、異常検知信号をモニタ４に出力し、ユーザにアクチュエータ１３の異常を報知する。

　図２は、第１の実施形態の抵抗検知タイミングについて説明するための図である。

　図２に示すように、アクチュエータ１３の抵抗検知期間は、アクチュエータ１３の駆動期間の所定の期間に設定されている。アクチュエータ１３の駆動期間にＦＰＧＡ２８からの抵抗検知タイミング信号により、切替スイッチ２２及び切替スイッチ２５の接続先を切り替え、抵抗検知用電源回路２１、駆動回路２３、アクチュエータ１３、検知用抵抗ＲＬ、及び、ＧＮＤの経路で、電流が流れるようにする。

　上述したように、抵抗検知用電源回路２１は、アクチュエータ１３の駆動電流（駆動期間に流れる電流）と同レベルの電流が流れるように電圧値が設定されているため、抵抗検知期間にアクチュエータ１３が誤作動を起こすことがない。

　このように、本実施形態のアクチュエータ制御装置を構成するプロセッサ３は、アクチュエータ１３の駆動期間に、切替スイッチ２２及び切替スイッチ２５の接続先を切り替えて、抵抗検知期間を設けるようにしている。そして、プロセッサ３は、抵抗検知期間に、アクチュエータ１３の駆動電流と同レベルの電流をアクチュエータ１３に流すようにしている。

　従来では、アクチュエータを駆動しない非駆動期間に、アクチュエータの抵抗検知期間を設けていたが、この場合、アクチュエータが誤作動しないように、アクチュエータに微弱電流しか流すことができなかった。そのため、隣接する巻線間のショート等のアクチュエータの微小な抵抗値の変化を検知することができなかった。

　これに対し、本実施形態のプロセッサ３では、アクチュエータ１３の駆動期間に、アクチュエータ１３の抵抗検知期間を設け、この抵抗検知期間にアクチュエータ１３の駆動電流と同レベルの電流をアクチュエータ１３に流すようにしている。そのため、抵抗検知期間にアクチュエータ１３に駆動電流と同レベルの大きな電流を流すことができるので、アクチュエータ１３の抵抗値の検知感度を向上させることができ、アクチュエータ１３の微小な抵抗値の変化を異常として検知しやすくなる。この結果、電磁コイル等により構成されるアクチュエータ１３の隣接する巻線間のショート等による微小な抵抗値の低下を感度よく検知することが可能となる。

　また、プロセッサ３は、抵抗検知期間においても、アクチュエータ１３の駆動電流と同レベルの電流が流れるため、アクチュエータ１３の誤作動を引き起こすことなく、アクチュエータ１３の駆動制御が容易となる。さらに、プロセッサ３は、抵抗検知期間においても、アクチュエータ１３の駆動電流と同レベルの電流が流れるため、抵抗検知期間中に外乱（衝撃力、電磁ノイズ）の影響を受けても、アクチュエータ１３が誤作動する可能性が少ない。なお、プロセッサ３は、電磁コイルの隣接する巻線間のショートだけではなく、経年劣化によるアクチュエータ１３の抵抗値の変化も検知することができる。

　よって、本実施形態のアクチュエータ制御装置によれば、アクチュエータを誤作動させることなく、アクチュエータの微小な抵抗値の変化を感度よく検知することができる。

（変形例１）
　次に、第１の実施形態の変形例１について説明する。

　図３は、第１の実施形態の変形例１に係る内視鏡システムの構成を示す図である。なお、図３において、図１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

　上述した実施形態では、アクチュエータ１３の駆動期間に抵抗検知期間を設定していたが、変形例１では、アクチュエータ１３の保持期間に抵抗検知期間を設定している。このアクチュエータ１３の保持期間は、アクチュエータ１３を保持、すなわち、焦点調節レンズの位置を保持している期間である。

　図３に示すように、プロセッサ３ａは、図１の定電流回路２６が削除されるとともに、保持用電源Ｖｄｒｖ１、及び、切替スイッチ３１が追加されて構成されている。また、プロセッサ３ａは、図１の抵抗検知用電源回路２１に代わり、抵抗検知用電源回路２１ａを用いて構成されている。

　保持用電源Ｖｄｒｖ１は、アクチュエータ１３を保持する際に使用する電源であり、駆動用電源Ｖｄｒｖよりも小さい電圧値である。

　切替スイッチ３１は、ＦＰＧＡ２８からの駆動／保持制御信号に基づいて、接続先を切り替える。切替スイッチ３１は、アクチュエータ１３を駆動するための駆動／保持制御信号が入力されると、駆動用電源Ｖｄｒｖと切替スイッチ２２とを接続するように切り替える。一方、切替スイッチ３１は、アクチュエータ１３を保持するための駆動／保持制御信号が入力されると、保持用電源Ｖｄｒｖ１と切替スイッチ２２とを接続するように切り替える。

　切替スイッチ２２及び切替スイッチ２５は、第１の実施形態と同様に、ＦＰＧＡ２８からの抵抗検知タイミング信号に基づいて、接続先を切り替える。これにより、アクチュエータ１３の駆動時には、駆動用電源Ｖｄｒｖ、駆動回路２３、アクチュエータ１３、ＧＮＤの経路で駆動電流が流れる。また、アクチュエータ１３の保持時には、保持用電源Ｖｄｒｖ１、駆動回路２３、アクチュエータ１３、ＧＮＤの経路で保持電流が流れる。さらに、アクチュエータ１３の抵抗検知時には、抵抗検知用電源回路２１ａ、駆動回路２３、アクチュエータ１３、検知用抵抗ＲＬ、ＧＮＤの経路で電流が流れる。

　本変形例１では、アクチュエータ１３の抵抗値を検知する抵抗検知期間は、アクチュエータ１３の保持期間に設定される。そのため、抵抗検知用電源回路２１ａの抵抗検知用電源Ｖｄｅｔの電圧値は、アクチュエータ１３を保持するための保持電流と同レベルの電流がアクチュエータ１３に流れるような値に設定されている。

　アクチュエータ１３の抵抗検知の方法は、第１の実施形態と同様であり、アクチュエータ１３の保持期間の所定の期間、抵抗検知用電源回路２１ａと駆動回路２３とが接続されるように、切替スイッチ２２の接続先を切り替え、駆動回路２３と検知用抵抗ＲＬとが接続されるように、切替スイッチ２５の接続先を切り替える。そして、ＦＰＧＡ２８は、検知用抵抗ＲＬの電圧値を、アクチュエータ１３の正常時の電圧値と比較し、アクチュエータ１３に異常があるか否かを検知する。

　ここで、変形例１の抵抗検知タイミングについて図４を用いて説明する。図４は、変形例１の抵抗検知タイミングについて説明するための図である。

　図４に示すように、アクチュエータ１３の抵抗検知期間は、アクチュエータ１３の保持期間の所定の期間に設定されている。アクチュエータ１３の保持期間にＦＰＧＡ２８からの抵抗検知タイミング信号により、切替スイッチ２２及び切替スイッチ２５の接続先を切り替え、抵抗検知用電源回路２１ａ、駆動回路２３、アクチュエータ１３、検知用抵抗ＲＬ、及び、ＧＮＤの経路で、電流が流れるようにする。

　上述したように、抵抗検知用電源回路２１ａは、アクチュエータ１３の保持電流（保持期間に流れる電流）と同レベルの電流が流れるように電圧値が設定されているため、抵抗検知期間にアクチュエータ１３が誤作動を起こすことがない。

　このように、アクチュエータ制御装置を構成する変形例１のプロセッサ３ａは、アクチュエータ１３の保持期間に、切替スイッチ２２及び切替スイッチ２５の接続先を切り替えて、抵抗検知期間を設けるようにしている。そして、プロセッサ３ａは、抵抗検知期間に、アクチュエータ１３の保持電流と同レベルの電流をアクチュエータ１３に流れるようにしている。

　この保持期間にアクチュエータ１３に流れる保持電流は、アクチュエータ１３の駆動電流よりも小さいが、アクチュエータ１３の非駆動期間に流せる微弱電流よりも大きな電流である。そのため、アクチュエータ１３の保持期間に抵抗検知期間を設定した場合でも、アクチュエータ１３に保持電流と同レベルの大きな電流を流すことができるので、第１の実施形態と同様に、アクチュエータ１３の抵抗値の検知感度を向上させることができる。

　よって、変形例１のアクチュエータ制御装置によれば、第１の実施形態と同様に、アクチュエータを誤作動させることなく、アクチュエータの微小な抵抗値の変化を感度よく検知することができる。

（変形例２）
　次に、第１の実施形態の変形例２について説明する。

　図５は、第１の実施形態の変形例２に係る内視鏡システムの構成を示す図である。なお、図５において、図３と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

　図５に示すように、プロセッサ３ｂは、図３の保持用電源Ｖｄｒｖ１及び切替スイッチ３１が削除されるとともに、切替スイッチ３２、駆動用抵抗ＲＤ、及び、保持用抵抗ＲＨが追加されて構成されている。

　切替スイッチ３２は、ＦＰＧＡ２８からの駆動／保持制御信号に基づいて、接続先を切り替える。切替スイッチ３２は、アクチュエータ１３を駆動するための駆動／保持制御信号が入力されると、切替スイッチ２５と駆動用抵抗ＲＤとを接続するように切り替える。一方、切替スイッチ３２は、アクチュエータ１３を保持するための駆動／保持制御信号が入力されると、切替スイッチ２５と保持用抵抗ＲＨとを接続するように切り替える。

　本変形例２では、駆動用抵抗ＲＤの抵抗値と、保持用抵抗ＲＨの抵抗値との違いから、アクチュエータ１３の駆動電流と、保持電流とを変化させている。なお、プロセッサ３ｂの消費電力を抑えるために、駆動用抵抗ＲＤの抵抗値はゼロにしてもよい。

　切替スイッチ２２及び切替スイッチ２５は、第１の実施形態と同様に、ＦＰＧＡ２８からの抵抗検知タイミング信号に基づいて、接続先を切り替える。これにより、アクチュエータ１３の駆動時には、駆動用電源Ｖｄｒｖ、駆動回路２３、アクチュエータ１３、駆動用抵抗ＲＤ、ＧＮＤの経路で駆動電流が流れる。また、アクチュエータ１３の保持時には、駆動用電源Ｖｄｒｖ、駆動回路２３、アクチュエータ１３、保持用抵抗ＲＨ、ＧＮＤの経路で保持電流が流れる。

　本変形例２では、アクチュエータ１３の抵抗値を検知する抵抗検知期間は、上述した変形例１と同様（図４参照）に、アクチュエータ１３の保持期間に設定される。そのため、抵抗検知用電源回路２１ａの抵抗検知用電源Ｖｄｅｔの電圧値は、アクチュエータ１３を保持するための保持電流と同レベルの電流がアクチュエータ１３に流れるような値に設定されている。

　アクチュエータ１３の抵抗検知の方法は、変形例１と同様であり、アクチュエータ１３の保持期間の所定の期間、抵抗検知用電源回路２１ａと駆動回路２３とが接続されるように、切替スイッチ２２の接続先を切り替え、駆動回路２３と検知用抵抗ＲＬとが接続されるように、切替スイッチ２５の接続先を切り替える。そして、ＦＰＧＡ２８は、検知用抵抗ＲＬの電圧値を、アクチュエータ１３の正常時の電圧値と比較し、アクチュエータ１３に異常があるか否かを検知する。

　以上のように、本変形例２のプロセッサ３ｂは、変形例１と同様に、アクチュエータ１３の保持期間に抵抗検知期間を設定したため、抵抗検知期間にアクチュエータ１３に保持電流と同レベルの大きな電流を流すことができるので、変形例１と同様に、アクチュエータ１３の抵抗値の検知感度を向上させることができる。

　よって、変形例２のアクチュエータ制御装置によれば、第１の実施形態の変形例１と同様に、アクチュエータを誤作動させることなく、アクチュエータの微小な抵抗値の変化を感度よく検知することができる。

（第２の実施形態）
　次に、第２の実施形態について説明する。

　図６は、第２の実施形態に係る内視鏡システムの構成を示す図である。なお、図６において、図１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

　図６に示すように、本実施形態の内視鏡２ａは、図１の内視鏡２に対して、内視鏡情報を格納したＲＯＭ３３を備えて構成されている。記憶部としてのＲＯＭ３３に格納されている内視鏡情報は、アクチュエータ１３の初期抵抗値の情報、保持期間の有無の情報、抵抗検知期間のタイミングに関する情報を少なくとも含む。なお、ＲＯＭ３３は、アクチュエータ１３の駆動期間及び保持期間のパルス幅（長さ）の情報等を格納してもよい。

　また、プロセッサ３ｃは、図１の抵抗検知用電源回路２１及び検知用抵抗ＲＬに代わり、それぞれ可変電源を備えた抵抗検知用電源回路２１ｂ及びポテンショメータ（検知用可変抵抗）ＲＬ１を用いて構成されている。

　プロセッサ３ｃのＦＰＧＡ２８は、内視鏡２ａが接続されると、ＲＯＭ３３から内視鏡情報を読み出す。ＦＰＧＡ２８は、内視鏡情報のアクチュエータ１３の初期抵抗値の情報に基づいて、抵抗検知感度が最大となるように、ポテンショメータＲＬ１の抵抗値を可変制御する。また、ＦＰＧＡ２８は、内視鏡情報のアクチュエータ１３の初期抵抗値の情報に基づいて、抵抗検知期間に、アクチュエータ１３の保持電流と同レベルの電流がアクチュエータ１３に流れるように、抵抗検知用電源回路２１ｂの抵抗検知用電源Ｖｄｅｔの電圧値を可変制御する。

　そして、制御部としてのＦＰＧＡ２８は、ＲＯＭ３３から読み出した保持期間の有無の情報、及び、抵抗検知期間のタイミングに関する情報に基づいて、切替スイッチ２２及び切替スイッチ２５の接続先を切り替え、所定の期間及びタイミングでアクチュエータ１３の抵抗検知を行う。

　アクチュエータ１３の抵抗検知の方法は、上述した各変形例と同様であり、アクチュエータ１３の保持期間の所定の期間、抵抗検知用電源回路２１ｂと駆動回路２３とが接続されるように、切替スイッチ２２の接続先を切り替え、駆動回路２３とポテンショメータＲＬ１とが接続されるように、切替スイッチ２５の接続先を切り替える。そして、ＦＰＧＡ２８は、ポテンショメータＲＬ１の電圧値を、アクチュエータ１３の正常時の電圧値と比較し、アクチュエータ１３に異常があるか否かを検知する。

　なお、ＦＰＧＡ２８は、ＲＯＭ３３に格納されている保持期間の有無の情報から保持期間がないと判定した場合、アクチュエータ１３の駆動電流と同レベルの電流がアクチュエータ１３に流れるように、抵抗検知用電源回路２１ｂの抵抗検知用電源Ｖｄｅｔの電圧値を可変制御し、第１の実施形態と同様に、アクチュエータ１３の駆動期間に抵抗検知を行うようにすればよい。

　以上のように、プロセッサ３ｃは、ＲＯＭ３３に格納されているアクチュエータ１３の初期抵抗値に応じて、ポテンショメータＲＬ１の抵抗値及び抵抗検知用電源回路２１ｂの抵抗検知用電源Ｖｄｅｔの電圧値を可変制御するようにした。そして、プロセッサ３ｃは、ＲＯＭ３３に格納されている保持期間の有無の情報、抵抗検知期間のタイミングに関する情報に基づいて、所定の期間及びタイミングでアクチュエータ１３の抵抗検知を行う。

　この結果、本実施形態のアクチュエータ制御装置を構成するプロセッサ３ｃは、内視鏡２ａに搭載されているアクチュエータ１３の種類に応じて、最適な異常検知を行うことができる。

　よって、本実施形態のアクチュエータ制御装置によれば、第１の実施形態と同様に、アクチュエータを誤作動させることなく、アクチュエータの微小な抵抗値の変化を感度よく検知することができる。

　また、プロセッサ３ｃは、アクチュエータ１３の初期抵抗値に応じて、ポテンショメータＲＬ１の抵抗値及び抵抗検知用電源回路２１ｂの抵抗検知用電源Ｖｄｅｔの電圧値を可変制御するため、アクチュエータ１３の固体バラツキがあった場合でも、感度よくアクチュエータ１３の異常検知を行うことができる。

　さらに、プロセッサ３ｃは、アクチュエータ１３の初期抵抗値に応じて、ポテンショメータＲＬ１の抵抗値及び抵抗検知用電源回路２１ｂの抵抗検知用電源Ｖｄｅｔの電圧値を可変制御するため、初期出荷時に対するアクチュエータ１３の劣化を検知することが可能となる。

　本発明は、上述した実施形態及び変形例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。

　本出願は、２０１４年６月２０日に日本国に出願された特願２０１４－１２７５３３号公報を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims

　電流印加期間において、アクチュエータが被駆動体を駆動させるよう、前記アクチュエータに対して駆動電流を印加する駆動制御回路と、
　前記駆動制御回路に接続可能であり、前記駆動制御回路が前記アクチュエータに印加する前記駆動電流の電流値を制御する電流制御部と、
　前記駆動制御回路に接続可能であり、前記駆動電流が前記アクチュエータに流れるように電源電圧を供給する駆動用電源と、
　前記駆動制御回路に接続可能であり、前記電流印加期間内の所定の期間において、前記電流制御部が前記アクチュエータに印加する前記駆動電流と等しい電流値である検知用電流が前記アクチュエータに流れるよう電源電圧を供給する抵抗検知用電源と、
　前記駆動制御回路に接続可能であり、前記アクチュエータの抵抗値と略同一の抵抗値が設定されている検知用抵抗と、
　前記電流印加期間内の所定の期間において、前記駆動制御回路に前記抵抗検知用電源を接続し、前記所定の期間外において前記駆動制御回路に前記駆動用電源を接続するよう、前記駆動制御回路の接続先を切り替える第１の切替部と、
　前記電流印加期間内の所定の期間において、前記駆動制御回路に前記検知用抵抗を接続し、前記所定の期間外において前記駆動制御回路に前記電流制御部を接続するよう、前記駆動制御回路の接続先を切り替える第２の切替部と、
　前記駆動制御回路に接続可能であり、前記電流印加期間内の所定の期間において、前記検知用抵抗の電圧値の変化を検出することで、前記アクチュエータの抵抗値の変化を検出し、該検出結果に基づいて前記アクチュエータの異常を検出する異常検出部と、
　を備えることを特徴とするアクチュエータ制御装置。
　前記電流印加期間は、前記駆動制御回路が前記アクチュエータに対して前記被駆動体を駆動させる駆動電流を印加する駆動期間と、前記被駆動体を所定位置に停止させておく保持電流を印加する保持期間とで構成され、
　前記抵抗検知用電源は、前記検知用電流の電流値が前記駆動期間では駆動電流と等しく、前記保持期間では保持電流と等しくなるよう電源電圧を供給することを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ制御装置。
　前記電流印加期間は、前記駆動制御回路が前記アクチュエータに対して前記被駆動体を駆動させる駆動電流を印加する駆動期間のみで構成され、
　前記抵抗検知用電源は、前記検知用電流の電流値が前記駆動期間において駆動電流と等しくなるよう電源電圧を供給することを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ制御装置。
　前記異常検出部は、前記アクチュエータの抵抗と前記検知用抵抗との分圧点の電位変化を検出する電位差検出部と、当該検出結果と所定値とを比較する比較部と、当該比較結果に基づいて、アクチュエータの異常の有無を判定する判定部とさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ制御装置。
　前記電流印加期間の長さ、前記アクチュエータの初期抵抗値、前記保持期間の有無、前記所定の期間のタイミングに関する情報を格納する記憶部と、
　前記記憶部に格納された情報に基づいて、前記抵抗検知用電源の電圧値、検知用抵抗の抵抗値、所定の期間の長さ及びタイミングを決定する制御部と、をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータ制御装置。