JP2015173738A - endoscope - Google Patents
endoscope Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015173738A JP2015173738A JP2014050573A JP2014050573A JP2015173738A JP 2015173738 A JP2015173738 A JP 2015173738A JP 2014050573 A JP2014050573 A JP 2014050573A JP 2014050573 A JP2014050573 A JP 2014050573A JP 2015173738 A JP2015173738 A JP 2015173738A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- light
- endoscope
- unit
- superimposed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 89
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 53
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 42
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims description 27
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 10
- 230000006870 function Effects 0.000 description 16
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 11
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 11
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 9
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
- Endoscopes (AREA)
Abstract
Description
本発明は、光信号を伝送する光ファイバが挿入部を挿通している、内視鏡に関する。 The present invention relates to an endoscope in which an optical fiber that transmits an optical signal is inserted through an insertion portion.
内視鏡は、細長い挿入部の先端部にCCD等の撮像素子を含む撮像部を有する。近年、高画素数の撮像素子の内視鏡への使用が検討されている。高画素数の撮像素子を使用した場合には、伝送する信号量が増加する。特開2010−194037号公報には、電気信号によるメタル配線を介した電気信号伝送に替えて光信号による光ファイバを介した光信号伝送を行う内視鏡が開示されている。光信号伝送には、電気信号を光信号に変換する発光ユニットと、光信号を電気信号に変換する受光ユニットとが用いられる。 The endoscope has an imaging unit including an imaging element such as a CCD at the distal end of an elongated insertion unit. In recent years, use of an imaging device having a high pixel number for an endoscope has been studied. When an image sensor with a high number of pixels is used, the amount of signal to be transmitted increases. Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2010-194037 discloses an endoscope that performs optical signal transmission using an optical signal via an optical fiber instead of electric signal transmission via a metal wiring using an electric signal. For optical signal transmission, a light emitting unit that converts an electrical signal into an optical signal and a light receiving unit that converts an optical signal into an electrical signal are used.
発光ユニットが発生する光信号の強度は、製造時の組立精度、使用環境および経年劣化等により変化する。特開2008−245264号公報には、安定した光信号の伝送のために、受光ユニットが受光した光信号の強度の変動を検知して、発光ユニットにフィードバックする装置が開示されている。 The intensity of the optical signal generated by the light emitting unit varies depending on the assembly accuracy at the time of manufacture, the use environment, aging deterioration, and the like. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-245264 discloses an apparatus that detects fluctuations in the intensity of an optical signal received by a light receiving unit and feeds back to the light emitting unit for stable transmission of an optical signal.
フィードバック制御するには、光信号の強度を制御するための制御信号を、制御信号伝送線を介して、発光ユニットに伝送する必要がある。 For feedback control, it is necessary to transmit a control signal for controlling the intensity of the optical signal to the light emitting unit via the control signal transmission line.
内視鏡の挿入部は低侵襲化等のため細径化が強く要求されている。このため、細径の挿入部に制御信号を伝送するための信号線を新に挿通するのは容易ではないことがあった。 The insertion portion of the endoscope is strongly required to have a small diameter for minimizing the invasiveness. For this reason, it may not be easy to newly insert a signal line for transmitting a control signal to the insertion portion having a small diameter.
本発明の実施形態は、安定して光信号を伝送する、細径の内視鏡を提供することを目的とする。 An object of an embodiment of the present invention is to provide a small-diameter endoscope that stably transmits an optical signal.
本発明の実施形態の内視鏡は、撮像部と、前記撮像部の出力する電気信号を光信号に変換する発光ユニットと、が配設されている先端部と、前記光信号を伝送する光ファイバが挿通している軟性部と、前記光ファイバが伝送する光信号を電気信号に変換する受光ユニットが配設されている基端部と、を具備し、
前記受光ユニットが受光する前記光信号の強度にもとづき、前記発光ユニットの発光強度を制御する光制御信号を出力する、前記基端部に配設されている光強度制御部を更に具備し、前記光制御信号を前記先端部に伝送する伝送線が光制御信号伝送以外の機能を有する。
An endoscope according to an embodiment of the present invention includes an imaging unit, a distal end portion provided with a light emitting unit that converts an electrical signal output from the imaging unit into an optical signal, and light that transmits the optical signal. A flexible portion through which the fiber is inserted, and a base end portion on which a light receiving unit that converts an optical signal transmitted by the optical fiber into an electrical signal is disposed,
Based on the intensity of the optical signal received by the light receiving unit, further comprising a light intensity control unit disposed at the base end for outputting a light control signal for controlling the light emission intensity of the light emitting unit, A transmission line for transmitting a light control signal to the tip has a function other than the light control signal transmission.
また、別の実施形態の内視鏡は、撮像部と、前記撮像部の出力する電気信号を光信号に変換する発光ユニットと、が配設されている先端部と、前記光信号を伝送する光ファイバが挿通している軟性部と、前記光ファイバが伝送する光信号を電気信号に変換する受光ユニットが配設されている基端部と、を具備し、
前記受光ユニットが受光する前記光信号の強度にもとづき、前記発光ユニットの発光強度を制御する光制御信号を出力する、前記基端部に配設されている光強度制御部と、前記光制御信号が重畳された重畳信号を伝送する、前記軟性部を挿通する重畳信号伝送線と、を更に具備する。
An endoscope according to another embodiment transmits the optical signal to a distal end portion in which an imaging unit and a light emitting unit that converts an electrical signal output from the imaging unit into an optical signal are disposed. A flexible portion through which an optical fiber is inserted, and a base end portion on which a light receiving unit that converts an optical signal transmitted by the optical fiber into an electrical signal is disposed,
A light intensity control unit disposed at the base end for outputting a light control signal for controlling the light emission intensity of the light emitting unit based on the intensity of the light signal received by the light receiving unit; and the light control signal And a superimposed signal transmission line that passes through the flexible part and transmits a superimposed signal on which is superimposed.
さらに、別の実施形態の内視鏡は、撮像部と、前記撮像部の出力する電気信号を光信号に変換する発光ユニットと、が配設されている先端部と、前記光信号を伝送する光ファイバが挿通している軟性部と、前記光ファイバが伝送する光信号を電気信号に変換する受光ユニットが配設されている基端部と、を具備し、
前記受光ユニットが受光する前記光信号の強度にもとづき、前記発光ユニットの発光強度を制御する光制御信号を出力する光強度制御部を前記基端部に更に具備し、前記光制御信号が前記光ファイバを介して前記先端部に伝送される。
Furthermore, an endoscope according to another embodiment transmits the optical signal to a distal end portion in which an imaging unit and a light emitting unit that converts an electrical signal output from the imaging unit into an optical signal are disposed. A flexible portion through which an optical fiber is inserted, and a base end portion on which a light receiving unit that converts an optical signal transmitted by the optical fiber into an electrical signal is disposed,
A light intensity control unit that outputs a light control signal for controlling the light emission intensity of the light emitting unit based on the intensity of the light signal received by the light receiving unit is further provided at the base end portion, and the light control signal is the light signal. It is transmitted to the tip via a fiber.
本発明の実施形態によれば、細径であっても、光信号を安定して伝送する内視鏡を提供することができる。 According to the embodiment of the present invention, it is possible to provide an endoscope that stably transmits an optical signal even if the diameter is small.
<第1実施形態>
図1に示すように、本実施形態の内視鏡1は、被検体の体内等に挿入される細長い細径の挿入部10と、挿入部10の基端部側に配設された、術者が操作する操作部(基端部)40と、コネクタ51と操作部40とを接続するユニバーサルコード50と、を有する。挿入部10は、硬性の先端部20と、可撓性の細長い軟性部30と、を含む。先端部20の基端部側は先端部の方向を変えるための湾曲部20Aである。
<First Embodiment>
As shown in FIG. 1, an
先端部20には、撮像部21と、撮像部21が出力する電気信号(撮像信号)を光信号に変換する発光ユニット28とが配設されている。操作部40には、光ファイバ31が伝送した光信号を電気信号に再変換する受光ユニット48と、受光ユニット48が受光する光信号の強度にもとづき、発光ユニット28の発光強度を制御する光制御信号を出力する光強度制御部45と、が配設されている。
The
軟性部30には、操作部40に光信号を伝送する光ファイバ31と、撮像部21等にクロック信号を伝送する金属配線であるクロック信号伝送線(クロック線)32と、駆動用電力を供給する電力伝送線(電源線)33等とが挿通している。光ファイバ31は細径であるが、同じ径の金属配線に比べて可撓性に優れ、かつ、伝送できる信号量が非常に多い。
An
操作部40の受光ユニット48で電気信号に再変換された撮像信号は、ユニバーサルコード50を挿通する撮像信号伝送線52を介してコネクタ51に伝送される。なお、ユニバーサルコード50にはクロック信号を操作部40まで伝送するクロック線53、および電力伝送線54等も挿通している。
The imaging signal reconverted into an electrical signal by the
ユニバーサルコード50は挿入部10と異なり細径化の必要性は低いため、複数の金属配線および太い金属配線を配設できる。
Since the
後述するように、内視鏡1では、光制御信号はクロック信号に重畳され重畳信号として軟性部30を挿通する重畳信号伝送線であるクロック線32を介して先端部20に伝送される。
As will be described later, in the
次に、図2に示す内視鏡システム2について説明する。内視鏡システム2は、内視鏡1と、内視鏡1のコネクタ51と接続されるプロセッサ60と、表示部64とを有する。
Next, the
内視鏡1の先端部20には、撮像部21と発光ユニット28と、信号分離部26とが配設されている。発光ユニット28は、A/D変換部22と、シリアライザ23と、駆動部24と、発光部25とを有する。
An
発光部25は、発光素子、例えば、垂直共振器面発光レーザ(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser)を有する。発光素子の発光強度は、例えば駆動信号の電流値により制御される。
The
撮像部21は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ、またはCCD(Charge Coupled Device)等の撮像素子を有し、被写体の撮像信号(電気信号)を出力する。A/D変換部22は、撮像部21が出力したアナログの撮像信号をデジタル信号に変換する。シリアライザ23は、A/D変換部22が出力したデジタル信号を転送信号にシリアル化する。駆動部24は、シリアライザ23が出力した転送信号を、発光部25の発光素子の駆動信号に変換する。すなわち、駆動部24は、転送信号にもとづいて、発光素子を高速でON/OFF制御する駆動信号を出力する。駆動信号の電流値は、例えば駆動部24のメモリ(不図示)に設定されている所定の値である。
The
信号分離部26については、後に詳述する。
The
なお、発光ユニット28の構成は、撮像部21の出力する電気信号を光信号に変換する機能を有していれば、上記構成に限られるものではない。
Note that the configuration of the
発光ユニット28が発生した光信号は、軟性部30を挿通している光ファイバ31を介して操作部40の受光ユニット48まで伝送される。
The optical signal generated by the
操作部40には、受光ユニット48と光強度制御部45と信号重畳部46とが配設されている。受光ユニット48は、受光部41と、トランスインピーダンスアンプ(Transimpedance Amplifier:TIA)42と、リミットアンプ(Limiting Amplifier:LA)43と、デシリアライザ44とを有する。
In the
受光部41は、フォトダイオード(PD)等の、光信号を電流信号に変換する受光素子を有する。TIA42は、受光部41が出力する電流信号を、I/V変換し、電圧信号として出力する。LA43は、TIA42が出力する電圧信号を2値化する。デシリアライザ44は、LA43が出力する2値の電圧信号をパラレル化する。
The
光強度制御部45と、信号重畳部46については後に詳述する。
The light
なお、受光ユニット48の構成は、光信号を電気信号に変換する機能を有していれば、上記構成に限られるものではない。
The configuration of the
パラレル化された撮像信号は、ユニバーサルコード50を挿通する撮像信号伝送線52を介してプロセッサ60の信号処理部61に伝送される。撮像信号伝送線52は、1本の金属配線でもよいし、複数の金属配線から構成されていてもよい。信号処理部61は撮像信号を処理し、表示部64に表示可能な所定の仕様のビデオ信号を出力する。電力供給部63は、電力伝送線33を介して先端部20まで駆動用電力を供給する。
The parallelized imaging signal is transmitted to the
プロセッサ60のクロック信号発生部62は、水晶発信器(マスタークロック)と逓倍回路とを有し、撮像部21等の動作タイミングを調整するための、所定周波数のクロック信号を出力する。クロック信号は、ユニバーサルコード50を挿通するクロック線53を介して操作部40に配設された信号重畳部46に伝送される。
The clock
内視鏡1では、発光ユニット28の発光強度がフィードバック制御される。すなわち、発光部25と、光ファイバ31と、受光部41と、TIA42と、光強度制御部45と、信号重畳部46と、クロック線32と、信号分離部と、駆動部24と、によりフィードバックループが形成されている。
In the
光強度制御部45は、発光ユニット28の発光強度、すなわち、受光ユニット48が受光する光信号の強度L、言い替えれば、受光ユニット48のTIA42が出力する信号が所定の基準値になるように、発光ユニット28を制御するための光制御信号を出力する。信号重畳部46は、クロック線53が伝送するクロック信号に光制御信号を重畳し、重畳信号を出力する。
The light
すなわち、クロック線53はクロック信号を先端部20に伝送するという本来の機能以外の、光制御信号を先端部20に伝送する機能を有する。逆に見れば、光制御信号を先端部20に伝送する伝送線(クロック線53)が、光制御信号伝送以外の機能を有する。
In other words, the
ここで、図3Aから図3Dを用いて重畳信号について説明する。内視鏡1では、クロック信号が光制御信号により直流重畳されている。光制御信号の電圧Vは、光信号の強度Lと、所定の関係、例えば、比例関係にある。図3Aは、光制御信号が重畳されていないクロック信号を示す。クロック信号は、振幅がV0の所定周波数の矩形波である。なお、クロック信号は交流信号であってもよい。
Here, the superimposed signal will be described with reference to FIGS. 3A to 3D. In the
これに対して、図3Bは、光信号の強度Lが基準値L0の場合の、クロック信号に光制御信号として電圧V1の直流信号が重畳された重畳信号を示す。図3Cは、光信号の強度Lが基準値超の場合の電圧V2の直流信号が重畳された重畳信号を示す。図3Dは、光信号の強度Lが基準値未満の場合の電圧V3の直流信号が重畳された重畳信号を示す。なお、図3Aから図3Dに示した重畳信号では、(V2<V1<V3)であるが、その逆の(V2>V1>V3)であってもよい。 On the other hand, FIG. 3B shows a superimposed signal in which a direct current signal of voltage V1 is superimposed on the clock signal as an optical control signal when the intensity L of the optical signal is the reference value L0. FIG. 3C shows a superimposed signal on which a DC signal of voltage V2 is superimposed when the intensity L of the optical signal exceeds the reference value. FIG. 3D shows a superimposed signal on which a DC signal of voltage V3 is superimposed when the intensity L of the optical signal is less than the reference value. In the superimposed signal shown in FIGS. 3A to 3D, (V2 <V1 <V3) is satisfied, but the opposite may be (V2> V1> V3).
重畳される直流信号の電圧Vは、受光ユニット48が受光する光信号の強度Lに対応していればよい。すなわち、電圧Vは、光信号の強度Lの基準値L0からの乖離度に応じて増減する。電圧Vは、光信号の強度に比例して連続的に変化してもよいし、所定のステップで階段状に変化してもよい。また、光信号の強度Lが、基準値未満の場合に正の電圧の直流信号を重畳し、基準値超の場合に負の電圧の直流信号を重畳してもよい。
The voltage V of the superimposed DC signal only needs to correspond to the intensity L of the optical signal received by the
また、光信号の強度Lが、所定範囲外(下限値未満/上限値超)の場合にのみ、直流信号を重畳してもよい。 Further, the direct current signal may be superimposed only when the intensity L of the optical signal is outside the predetermined range (less than the lower limit value / more than the upper limit value).
重畳信号は、軟性部30を挿通するクロック線32を介して伝送される。すなわち、内視鏡1では、発光ユニット28のフィードバック制御のために、新たに光制御信号を伝送するための信号線を軟性部30に挿通する必要がない。
The superimposed signal is transmitted via a
クロック線32を介して先端部20に伝送された重畳信号は、信号分離部26で、光制御信号とクロック信号に分離される。駆動部24は、光信号の強度Lと所定の関係にある光制御信号の電圧Vに応じた駆動信号を発光部25に出力する。
The superimposed signal transmitted to the
例えば、駆動部24は、発光ユニット28のメモリ(不図示)に記憶されている、以下の(表1)の設定に沿った電流値の駆動信号を出力する。なお、駆動部24は、発光部25の温度特性を補正するために発光ユニット28のメモリに記憶されている、温度に応じた駆動信号電流値の表を、光信号の強度にもとづくフィードバック制御による補正に用いてもよい。
For example, the
なお、クロック信号は、タイミングジェネレーター(不図示)により、撮像部21、A/D変換部、およびシリアライザ23等を同期して駆動するためのタイミング信号に変換される。
Note that the clock signal is converted into a timing signal for driving the
なお、信号分離部26は必須の構成要素ではなく、駆動部24が信号分割されない重畳信号に応じて動作してもよいし、タイミングジェネレーターが信号分割されない重畳信号に応じたタイミング信号を出力してもよい。
The
また、信号分離部26が、重畳信号にもとづき、光強度制御部45が出力する光制御信号とは異なる形態の光制御信号を出力してもよい。例えば、信号分離部26が定電圧で電流が変化する光制御信号、または、デジタルの光制御信号を出力してもよい。
Further, the
内視鏡1は、発光ユニット28の発光強度がフィードバック制御されるため光信号を安定して伝送することができ、フィードバック制御のために、光制御信号を伝送する信号線を新たに軟性部30に挿通する必要がないため、挿入部10が細径である。
The
なお、受光ユニット48、信号重畳部46等は、軟性部30よりもプロセッサ側の基端部であれば、操作部40に替えてコネクタ51に配設されていてもよい。さらに、内視鏡システム1のプロセッサに配設されていてもよい。
Note that the
また、内視鏡1は、発光ユニット28の発光強度を、常時フィードバック制御していなくともよい。例えば、所定時間間隔でフィードバック制御してもよいし、術者の制御指示があったときだけフィードバック制御してもよい。さらに、内視鏡製造後の出荷調整時だけにフィードバック制御してもよい。フィードバック結果は、例えば、発光ユニット28のメモリ(不図示)に記憶され、次のフィードバック制御が行われるまでは、発光ユニット28は最終のフィードバック結果に応じて動作する。
The
<第1実施形態の変形例>
次に、第1実施形態の変形例の内視鏡1Aについて説明する。内視鏡システム2Aの内視鏡1Aは、内視鏡1と類似しているので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
<Modification of First Embodiment>
Next, an
内視鏡1Aでは、信号重畳部46Aが、クロック信号を光制御信号により振幅変調する。
In the
図4Aは、光信号の強度Lが所定の基準値L0の場合の重畳信号を示す。重畳信号の振幅はクロック信号と同じV0で振幅変調されていない。 FIG. 4A shows a superimposed signal when the intensity L of the optical signal is a predetermined reference value L0. The amplitude of the superimposed signal is not amplitude-modulated at the same V0 as that of the clock signal.
これに対して、図4Bは、光信号の強度Lが基準値未満の場合の振幅変調された重畳信号を示す。クロック信号が光制御信号により振幅変調された重畳信号の振幅はV4である。図4Cは、光信号の強度Lが基準値超の場合の振幅変調された重畳信号を示す。クロック信号が光制御信号により振幅変調された重畳信号の振幅はV5である。なお、図4Aから図4Bに示した重畳信号の振幅は、(V4>V0>V5)であるが、その逆の(V5>V0>V4)であってもよい。なお、振幅変調率は、光信号の強度Lの基準値L0からの乖離度に応じて増減する。 On the other hand, FIG. 4B shows an amplitude-modulated superimposed signal when the intensity L of the optical signal is less than the reference value. The amplitude of the superimposed signal obtained by modulating the amplitude of the clock signal by the light control signal is V4. FIG. 4C shows an amplitude-modulated superimposed signal when the intensity L of the optical signal exceeds the reference value. The amplitude of the superimposed signal obtained by modulating the amplitude of the clock signal by the light control signal is V5. The amplitude of the superimposed signal shown in FIGS. 4A to 4B is (V4> V0> V5), but may be the opposite (V5> V0> V4). Note that the amplitude modulation rate increases or decreases according to the degree of deviation from the reference value L0 of the intensity L of the optical signal.
内視鏡1Aは、内視鏡1と同じ効果を有する。さらに、重畳信号からクロック信号を分離ためには、例えば、リミットアンプ(LA)を介するだけでよいため、構成が簡単である。
The
なお、内視鏡1、1Aでは、重畳信号伝送線であるクロック線32は金属配線であった。しかし、光信号を伝送する光ファイバ31とは、別の光ファイバを介して、直流重畳、または振幅変調された重畳信号を光信号に変換して先端部20に光伝送してもよい。光ファイバは金属配線よりも細くすることができ、さらに光ファイバを介して伝送される信号は高周波であっても劣化しにくい。
In the
<第2実施形態>
次に、第2実施形態の変形例の内視鏡1Bについて説明する。内視鏡システム2Bの内視鏡1Bは、内視鏡1、1Aと類似しているので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
Second Embodiment
Next, an endoscope 1B according to a modification of the second embodiment will be described. Since the endoscope 1B of the endoscope system 2B is similar to the
図5に示すように、内視鏡1Bでは、電力供給部63が電力伝送線33Bを介して供給する撮像部21の駆動用電力に光制御信号が重畳される。すなわち、軟性部30を挿通している電力伝送線33Bが重畳信号伝送線である。そして、信号分離部26は重畳信号を光制御信号と駆動用電力とに分離する。
As shown in FIG. 5, in the endoscope 1B, the light control signal is superimposed on the driving power of the
電力伝送線33Bは、駆動用電力を先端部20に伝送するという本来の機能以外の、光制御信号を先端部20に伝送する機能を有する。逆に見れば、光制御信号を先端部20に伝送する伝送線(電力伝送線33B)が、光制御信号伝送以外の機能を有する。
The
図6Aは、光制御信号が重畳されていない駆動用電力の例を示す。例示した駆動用電力は、定電圧(電圧V0)の直流信号である。 FIG. 6A shows an example of driving power on which the light control signal is not superimposed. The exemplified driving power is a constant voltage (voltage V0) DC signal.
これに対して、図6Bは、光信号の強度Lが基準値L0の場合の、駆動用電力に光制御信号として周波数f1の正弦波信号が重畳され周波数変調された重畳信号を示す。図6Cは、光信号の強度Lが基準値超の場合の、周波数f2の正弦波信号が重畳された重畳信号を示す。図6Dは、光信号の強度Lが基準値未満の場合の、周波数f3の正弦波信号が重畳された重畳信号を示す。ここで、図6Bから図6Dでは、f2>f1>f3であるが、f2<f1<f3でもよい。また、正弦波ではなく、矩形波等により周波数変調されていてもよい。さらに、光信号の強度が基準値L0の場合には、正弦波信号等が重畳されなくともよい。 On the other hand, FIG. 6B shows a superimposed signal that is frequency-modulated by superimposing a sine wave signal of frequency f1 as an optical control signal on the driving power when the intensity L of the optical signal is the reference value L0. FIG. 6C shows a superimposed signal on which a sine wave signal of frequency f2 is superimposed when the intensity L of the optical signal exceeds the reference value. FIG. 6D shows a superimposed signal on which a sine wave signal of frequency f3 is superimposed when the intensity L of the optical signal is less than the reference value. Here, in FIG. 6B to FIG. 6D, f2> f1> f3, but f2 <f1 <f3 may be used. Further, frequency modulation may be performed by a rectangular wave or the like instead of a sine wave. Furthermore, when the intensity of the optical signal is the reference value L0, a sine wave signal or the like may not be superimposed.
なお、光制御信号が重畳される駆動用電力は、撮像部21への駆動用電力に限られるものではなく、先端部20に供給する駆動用電力であれば、例えば、照明用LEDへの駆動用電力でも先端部20に配設された電動アクチュエータの駆動電力等であってもよいことは言うまでも無い。
Note that the driving power on which the light control signal is superimposed is not limited to the driving power to the
内視鏡1Bは、内視鏡1と同じ効果を有する。
The endoscope 1B has the same effect as the
<第2実施形態の変形例>
次に、第2実施形態の変形例の内視鏡1C、1Dについて説明する。内視鏡システム2C、2Dの内視鏡1C、1Dは、内視鏡1Bと類似しているので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し、図面による説明は省略する。
<Modification of Second Embodiment>
Next, endoscopes 1C and 1D according to modifications of the second embodiment will be described. Since the endoscopes 1C and 1D of the endoscope systems 2C and 2D are similar to the endoscope 1B, the components having the same functions are denoted by the same reference numerals, and the description with reference to the drawings is omitted.
内視鏡1Cでは、電力供給部63が電力伝送線33Bを介して供給する撮像部21への駆動用電力に直流の光制御信号が重畳される。内視鏡1Dでは、電力供給部63が電力伝送線33Bを介して供給する交流または矩形波信号等からなる駆動用電力が光制御信号により振幅変調される。
In the endoscope 1C, a direct-current light control signal is superimposed on the driving power to the
内視鏡1C、1Dは、内視鏡1Bと同じ効果を有する。 The endoscopes 1C and 1D have the same effect as the endoscope 1B.
<第3実施形態>
次に、第3実施形態の内視鏡1Eについて説明する。内視鏡システム2Eの内視鏡1Eは、内視鏡1等と類似しているので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
<Third Embodiment>
Next, an endoscope 1E according to the third embodiment will be described. Since the endoscope 1E of the endoscope system 2E is similar to the
図7に示すように、内視鏡1Eでは、光制御信号が光ファイバ31を介して先端部20に伝送される。すなわち、1本の光ファイバ31を介して2種類以上の波長の光を送受する波長分割多重方式(WDM:Wavelength Division Multiplexing)を用いた一芯双方向の構成を有する。
As shown in FIG. 7, in the
操作部40に配設されている第2の発光ユニット28Aは、先端部20に配設されている第1の発光ユニット28と略同じ機能を有する。一方、先端部20に配設されている第2の受光ユニット48Aは、操作部40に配設されている第1の受光ユニット48と略同じ機能を有する。そして、先端部20に配設されている第1の光ファイバカプラ27および操作部40に配設されている第2の光ファイバカプラ47は、光分波合波器である。
The second
第1の発光ユニット28が出力する第1の光信号(撮像光信号)は、第1の光ファイバカプラ27を介して光ファイバ31に入射する。光ファイバ31を介して操作部40の第2の光ファイバカプラ47に入射した第1の光信号は、第1の受光ユニット48により電気信号に変換される。
The first optical signal (imaging optical signal) output from the first
一方、光強度制御部45が出力する光制御信号は第2の発光ユニット28Aにより第2の光信号(制御光信号)に変換され、第2の光ファイバカプラ47を介して光ファイバ31に入射する。光ファイバ31を介して先端部20の第1の光ファイバカプラ27に入射した第2の光信号は、第2の受光ユニット48Aにより電気信号(光制御信号)に変換され駆動部24に出力される。
On the other hand, the light control signal output from the light
以上の説明のように、内視鏡1Eは、先端部20と、先端部20の基端部側に配設されている細長い軟性部30と、軟性部30の基端部側に配設されている操作部40と、操作部40から基端部側に延設されたユニバーサルコード50と、ユニバーサルコード50の端部に配設されたコネクタ51と、を具備し、
先端部20に、撮像部21と、撮像部21の出力する電気信号を第1の光信号に変換する第1の発光ユニット28と、第2の光信号を電気信号に変換する第2の受光ユニット48Aと、第1の光ファイバカプラ27とを有し、
操作部40またはコネクタ51に、第1の光信号を電気信号に変換する第1の受光ユニット48と、第1の受光ユニット48が受光する第1の光信号の強度にもとづき、第1の発光ユニット28の発光強度を制御する光制御信号を出力する光強度制御部45と、光制御信号を第2の光信号に変換する第2の発光ユニット28Aと、第2の光ファイバカプラ47とを有し、
第1の光ファイバカプラ27および第2の光ファイバカプラ47を介して、第1の光信号および第2の光信号が伝送される光ファイバ31が、軟性部30を挿通している。
As described above, the endoscope 1E is disposed on the
An
Based on the intensity of the first light signal received by the first
An
内視鏡1Eは、内視鏡1と同じ効果を有する。さらに、ファイバ31を介して伝送される光制御信号は劣化しにくく、信頼性が高い。
The endoscope 1E has the same effect as the
<第4実施形態>
次に、第4実施形態の内視鏡1Fについて説明する。内視鏡システム2Fの内視鏡1Fは、内視鏡1E等と類似しているので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
<Fourth embodiment>
Next, an endoscope 1F according to the fourth embodiment will be described. Since the endoscope 1F of the
図8に示すように、内視鏡1Fでは、クロック信号に光制御信号が重畳された重畳信号が光ファイバ31を介して、先端部20に光伝送される。
As shown in FIG. 8, in the
すなわち、内視鏡1と同じように信号重畳部46によりクロック信号に光制御信号が重畳される。重畳信号は第2の発光ユニット28Aで第2の光信号(重畳光信号)に変換される。第2の光信号は、第2の光ファイバカプラ47を介して光ファイバ31に入射する。軟性部30を挿通する光ファイバ31を介して先端部20に伝送された第2の光信号は、第1の光ファイバカプラ27を介して第2の受光ユニット48Aに入射する。
That is, like the
そして、第2の受光ユニット48Aで電気信号に再変換された重畳信号は信号分離部26で、クロック信号と光制御信号とに分離される。なお、重畳方式としては、振幅変調方式または直流重畳方式が用いられる。
Then, the superposed signal reconverted into the electrical signal by the second
以上の説明のように、内視鏡1Fは、内視鏡1Eの構成に加えて、
操作部40に、クロック信号に光制御信号を重畳し重畳信号を出力する信号重畳部46を有し、第2の発光ユニット28Aが重畳信号を第2の光信号に変換し、
第1の光信号および重畳信号にもとづく第2の光信号が伝送される光ファイバ31が、軟性部30を挿通している。
As described above, the endoscope 1F has the configuration of the endoscope 1E,
The
An
内視鏡1Fは、内視鏡1Eと同じ効果を有する。さらに、クロック信号伝送線が軟性部30を挿通していないため、内視鏡1Fは内視鏡1Eよりも、さらに細径化が容易である。
The endoscope 1F has the same effect as the endoscope 1E. Furthermore, since the clock signal transmission line does not pass through the
本発明は、上述した各実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、組み合わせ、および応用が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications, combinations, and applications are possible without departing from the spirit of the invention.
1、1A〜1F・・・内視鏡
2、2A〜2F・・・内視鏡システム
10・・・挿入部
20・・・先端部
21・・・撮像部
24・・・駆動部
25・・・発光部
26・・・信号分離部
27・・・光ファイバカプラ
28、28A・・・発光ユニット
30・・・軟性部
31・・・光ファイバ
32・・・クロック信号伝送線
33・・・電力伝送線
40・・・操作部
41・・・受光部
45・・・光強度制御部
46・・・信号重畳部
47・・・光ファイバカプラ
48、48A・・・受光ユニット
50・・・ユニバーサルコード
51・・・コネクタ
52・・・撮像信号伝送線
53・・・クロック信号伝送線
54・・・電力伝送線
60・・・プロセッサ
61・・・信号処理部
62・・・クロック信号発生部
63・・・電力供給部
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記光信号を伝送する光ファイバが挿通している軟性部と、
前記光ファイバが伝送する光信号を電気信号に変換する受光ユニットが配設されている基端部と、を具備する内視鏡であって、
前記受光ユニットが受光する前記光信号の強度にもとづき、前記発光ユニットの発光強度を制御する光制御信号を出力する、前記基端部に配設されている光強度制御部を更に具備し、
前記光制御信号を前記先端部に伝送する伝送線が、光制御信号伝送以外の機能を有することを特徴とする内視鏡。 A distal end portion provided with an imaging unit and a light emitting unit that converts an electrical signal output from the imaging unit into an optical signal;
A soft part through which an optical fiber transmitting the optical signal is inserted;
An endoscope having a light receiving unit arranged to convert an optical signal transmitted by the optical fiber into an electrical signal,
Based on the intensity of the light signal received by the light receiving unit, further comprising a light intensity control unit disposed at the base end portion for outputting a light control signal for controlling the light emission intensity of the light emitting unit,
An endoscope, wherein a transmission line for transmitting the light control signal to the distal end portion has a function other than the light control signal transmission.
前記光信号を伝送する光ファイバが挿通している軟性部と、
前記光ファイバが伝送する光信号を電気信号に変換する受光ユニットが配設されている基端部と、を具備する内視鏡であって、
前記受光ユニットが受光する前記光信号の強度にもとづき、前記発光ユニットの発光強度を制御する光制御信号を出力する、前記基端部に配設されている光強度制御部と、
前記光制御信号が重畳された重畳信号を伝送する、前記軟性部を挿通する重畳信号伝送線と、を更に具備することを特徴とする内視鏡。 A distal end portion provided with an imaging unit and a light emitting unit that converts an electrical signal output from the imaging unit into an optical signal;
A soft part through which an optical fiber transmitting the optical signal is inserted;
An endoscope having a light receiving unit arranged to convert an optical signal transmitted by the optical fiber into an electrical signal,
A light intensity control unit disposed at the base end portion that outputs a light control signal for controlling the light emission intensity of the light emitting unit based on the intensity of the light signal received by the light receiving unit;
An endoscope further comprising: a superimposed signal transmission line that transmits the superimposed signal on which the light control signal is superimposed, and that is inserted through the flexible portion.
前記光信号を伝送する光ファイバが挿通している軟性部と、
前記光ファイバが伝送する光信号を電気信号に変換する受光ユニットが配設されている基端部と、を具備し、
前記受光ユニットが受光する前記光信号の強度にもとづき、前記発光ユニットの発光強度を制御する光制御信号を出力する光強度制御部を前記基端部更に具備し、前記光制御信号が前記光ファイバを介して前記先端部に伝送されることを特徴とする内視鏡。 A distal end portion provided with an imaging unit and a light emitting unit that converts an electrical signal output from the imaging unit into an optical signal;
A soft part through which an optical fiber transmitting the optical signal is inserted;
A light receiving unit for converting an optical signal transmitted by the optical fiber into an electrical signal, and a base end portion,
A light intensity control unit that outputs a light control signal for controlling the light emission intensity of the light emitting unit based on the intensity of the light signal received by the light receiving unit is further provided, and the light control signal is transmitted to the optical fiber. An endoscope that is transmitted to the distal end portion via the endoscope.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014050573A JP6249833B2 (en) | 2014-03-13 | 2014-03-13 | Endoscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014050573A JP6249833B2 (en) | 2014-03-13 | 2014-03-13 | Endoscope |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015173738A true JP2015173738A (en) | 2015-10-05 |
JP6249833B2 JP6249833B2 (en) | 2017-12-20 |
Family
ID=54253521
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014050573A Expired - Fee Related JP6249833B2 (en) | 2014-03-13 | 2014-03-13 | Endoscope |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6249833B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017099808A (en) * | 2015-12-04 | 2017-06-08 | オリンパス株式会社 | Endoscope system and information processor |
WO2017122511A1 (en) * | 2016-01-12 | 2017-07-20 | オリンパス株式会社 | Endoscope device and endoscope system |
CN107409186A (en) * | 2015-10-20 | 2017-11-28 | 奥林巴斯株式会社 | Camera device, endoscope and endoscopic system |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004049250A (en) * | 2002-07-16 | 2004-02-19 | Fuji Photo Optical Co Ltd | Electronic endoscope system |
JP2011010886A (en) * | 2009-07-02 | 2011-01-20 | Hoya Corp | Electronic endoscope |
WO2012046856A1 (en) * | 2010-10-08 | 2012-04-12 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | Imaging device |
JP2013192796A (en) * | 2012-03-21 | 2013-09-30 | Olympus Medical Systems Corp | Endoscope system |
-
2014
- 2014-03-13 JP JP2014050573A patent/JP6249833B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004049250A (en) * | 2002-07-16 | 2004-02-19 | Fuji Photo Optical Co Ltd | Electronic endoscope system |
JP2011010886A (en) * | 2009-07-02 | 2011-01-20 | Hoya Corp | Electronic endoscope |
WO2012046856A1 (en) * | 2010-10-08 | 2012-04-12 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | Imaging device |
JP2013192796A (en) * | 2012-03-21 | 2013-09-30 | Olympus Medical Systems Corp | Endoscope system |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107409186A (en) * | 2015-10-20 | 2017-11-28 | 奥林巴斯株式会社 | Camera device, endoscope and endoscopic system |
EP3367667A4 (en) * | 2015-10-20 | 2019-05-15 | Olympus Corporation | Imaging device, endoscope, and endoscope system |
US10334144B2 (en) | 2015-10-20 | 2019-06-25 | Olympus Corporation | Imaging device, endoscope, and endoscope system |
JP2017099808A (en) * | 2015-12-04 | 2017-06-08 | オリンパス株式会社 | Endoscope system and information processor |
WO2017122511A1 (en) * | 2016-01-12 | 2017-07-20 | オリンパス株式会社 | Endoscope device and endoscope system |
US20180332249A1 (en) * | 2016-01-12 | 2018-11-15 | Olympus Corporation | Endoscope device and endoscope system |
US10666888B2 (en) | 2016-01-12 | 2020-05-26 | Olympus Corporation | Endoscope device and endoscope system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6249833B2 (en) | 2017-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11058283B2 (en) | Endoscope which outputs an optical image signal based on an acquired electrical image signal, and endoscopic system | |
JP6388211B2 (en) | Endoscope device | |
JP6249833B2 (en) | Endoscope | |
JP2008036356A (en) | Electronic endoscope unit and electronic endoscope system | |
JP2010051503A (en) | Imaging device | |
US9961270B2 (en) | Imaging system and processing device | |
JP2016025587A (en) | Image transmission/reception system, monitoring method for active cable, control method for active cable, image transmission device, image reception device, and active cable | |
WO2018211852A1 (en) | Endoscope system | |
WO2018043428A1 (en) | Endoscope and endoscope system | |
US9775492B2 (en) | Image device for synchronizing timing of imaging by first and second image sensors, and endoscopic device | |
CN105592774B (en) | Endoscope lighting system | |
EP4149023A3 (en) | Pse device and powered device of optical power supply system, and optical power supply system | |
US20190350438A1 (en) | Endoscope system and method of operating same | |
US10506917B2 (en) | Endoscope and endoscope system with transmission buffer | |
JP6342592B1 (en) | Endoscope system | |
CN109310310B (en) | Endoscope system | |
WO2018088005A1 (en) | Imaging element and endoscope | |
JP2008279168A (en) | Electronic endoscope of endoscope system | |
JP2021166565A (en) | Endoscope system | |
US9883089B2 (en) | Imaging unit | |
WO2016080527A1 (en) | Endoscopic system and endoscope | |
WO2017168785A1 (en) | Endoscope | |
JP6515636B2 (en) | Fiber coupled laser | |
JP6549954B2 (en) | Image transmission / reception system and active cable | |
WO2017065004A1 (en) | Image pickup device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20161109 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170613 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170609 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170804 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20171031 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171121 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6249833 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |