JP2019171158A - 医療機器 - Google Patents

Abstract

【課題】液体や異物の侵入を抑制し、光通信の信頼性を確保すること。
【解決手段】医療機器は、光信号を伝送する光伝送線３Ａ１の一部が内部に配設される光コネクタ４と、光コネクタ４と機械的及び光学的に接続する相手方コネクタ５とを備える。光コネクタ４は、光信号に対して透光性を有し、平坦状に形成され、光伝送線３Ａ１の中心軸ＡｘＡに直交する仮想平面に対して傾斜するように光伝送線３Ａ１の端面を封止するカバー部材４２を備える。相手方コネクタ５は、光信号に対して透光性を有し、平坦状に形成され、カバー部材４２とは平行にならないように光コネクタ４と光学的に接続する光伝送線３Ｂ１の端面を封止する相手側カバー部材５２を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、医療機器に関する。

従来、相手方コネクタと機械的及び光学的に接続するプラグやレセプタクル等の光コネクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このような光コネクタは、一般的に、筒状の外郭内に、光信号を伝送する光ファイバの一部が配設された構造を有する。なお、相手方コネクタも同様である。そして、光コネクタは、相手方コネクタと外郭にて機械的に接続する。当該接続により、一方の光ファイバにおける光信号の入射端と他方の光ファイバにおける光信号の出射端、または一方の光ファイバにおける光信号の出射端と他方の光ファイバにおける光信号の入射端がそれぞれ互いに対向し、光ファイバ間で光信号を伝送（光通信）可能とする。

特開平５−１７６８８４号公報

ところで、光コネクタ内に水分等の液体や異物が侵入した場合には、当該液体や異物により、光通信の信頼性に問題を及ぼす虞がある。
特に、特許文献１に記載の光コネクタは、被検体を検査する内視鏡装置に用いられている。このような内視鏡装置は、被検体の検査前に、所謂オートクレーブによる滅菌処理や、消毒液等による消毒処理が施されるため、光コネクタ内に水分や消毒液等の液体が侵入し易いものである。
このため、液体や異物の侵入を抑制し、光通信の信頼性を確保することができる技術が要望されている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、液体や異物の侵入を抑制し、光通信の信頼性を確保することができる医療機器を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る医療機器は、光信号を伝送する光伝送線の一部が内部に配設される光コネクタと、前記光コネクタと機械的及び光学的に接続する相手方コネクタとを備え、前記光コネクタは、前記光信号に対して透光性を有し、平坦状に形成され、前記光伝送線の中心軸に直交する仮想平面に対して傾斜するように前記光伝送線の端面を封止するカバー部材を備え、前記相手方コネクタは、前記光信号に対して透光性を有し、平坦状に形成され、前記カバー部材とは平行にならないように前記光コネクタと光学的に接続する光伝送線の端面を封止する相手側カバー部材を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る医療機器は、上記発明において、前記光伝送線の端面と前記カバー部材との間には、コリメータレンズが配設されていることを特徴とする。

また、本発明に係る医療機器は、上記発明において、前記カバー部材は、前記光伝送線の端面に対向する第１板面と、前記第１板面と表裏をなす第２板面とを有することを特徴とする。

また、本発明に係る医療機器は、上記発明において、前記カバー部材は、前記第１板面に反射防止膜を備えていることを特徴とする。

また、本発明に係る医療機器は、上記発明において、前記カバー部材は、前記第１板面と、前記第１板面に平行な前記第２板面とを有する板体で構成されていることを特徴とする。

また、本発明に係る医療機器は、上記発明において、前記第１板面は、前記仮想平面に対して１度以上４５度以下の角度で傾斜していることを特徴とする。

また、本発明に係る医療機器は、上記発明において、前記カバー部材は、サファイアの単結晶で構成されていることを特徴とする。

また、本発明に係る医療機器は、上記発明において、内部に前記光伝送線が挿通され、前記光伝送線の端面を覆う筒状の第１外郭を備え、前記カバー部材は、前記第１外郭における前記相手方コネクタ側を封止することを特徴とする。

また、本発明に係る医療機器は、上記発明において、前記カバー部材は、前記第１外郭の先端から前記第１外郭内にずれた位置に配設されていることを特徴とする。

また、本発明に係る医療機器は、上記発明において、前記カバー部材は、半田、ロウ付、接着、またはガラス封止により前記第１外郭に接合されていることを特徴とする。

また、本発明に係る医療機器は、上記発明において、前記第１外郭内における前記光伝送線の周囲は、封止材により封止されていることを特徴とする。

また、本発明に係る医療機器は、上記発明において、前記第１外郭が嵌合されるとともに、内部に前記光伝送線が挿通される筒状の第２外郭と、前記第２外郭内に配設されるプリント基板と、前記相手方コネクタと電気的に接続するとともに、前記相手方コネクタ及び前記プリント基板を電気的に接続する電気接点とを備え、前記第２外郭内における前記光伝送線及び前記プリント基板の周囲は、封止材により封止されていることを特徴とする。

また、本発明に係る医療機器は、上記発明において、被検体内部を撮像して当該撮像信号に基づく光信号を出力する内視鏡と、第１伝送ケーブル及び第２伝送ケーブルを介して前記光信号を入力するとともに前記内視鏡の動作を制御する制御装置とを備え、前記第１伝送ケーブル及び前記第２伝送ケーブルは、前記光コネクタと、前記相手方コネクタとにより互いに接続されることを特徴とする。

また、本発明に係る医療機器は、上記発明において、前記光コネクタは、前記第１伝送ケーブル及び前記第２伝送ケーブルのうち、前記内視鏡に接続する前記第１伝送ケーブルに取り付けられていることを特徴とする。

本発明に係る医療機器によれば、液体や異物の侵入を抑制し、光通信の信頼性を確保することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る内視鏡装置の概略構成を示す図である。 図２は、図１に示したプラグ及びレセプタクルを当該プラグの基端側から見た分解斜視図である。 図３は、図２に示したプラグを先端側から見た斜視図である。 図４は、図２に示したプラグ及びレセプタクルの中心軸を通る平面で切断した断面図である。 図５は、図４に示したプラグ側第１外郭の先端部分を拡大した図である。 図６は、本発明の実施の形態の変形例を示す図である。 図７は、本発明の実施の形態の変形例を示す図である。

以下に、図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態）について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。

〔内視鏡装置の概略構成〕
図１は、本発明の実施の形態に係る内視鏡装置１の概略構成を示す図である。
内視鏡装置１は、医療分野において用いられ、人等の観察対象物の内部（生体内）を観察する装置である。すなわち、内視鏡装置１は、本発明に係る医療機器に相当する。この内視鏡装置１は、図１に示すように、内視鏡２と、第１，第２伝送ケーブル３Ａ，３Ｂと、プラグ４と、レセプタクル５と、表示装置６と、制御装置７とを備える。
なお、本実施の形態では、内視鏡装置１として、内視鏡２に硬性鏡（挿入部２１（図１））を用いた内視鏡装置を説明するが、これに限られず、内視鏡２に軟性鏡（図示略）を用いた内視鏡装置としても構わない。また、本実施の形態では、内視鏡２として、カメラヘッド２４（図１）を用いるとともに当該カメラヘッド２４と挿入部２１とを別体に構成した内視鏡を説明するが、これに限られず、挿入部２１とカメラヘッド２４とを一体に構成した内視鏡としても構わない。また、内視鏡２を超音波検査のプローブで構成した内視鏡装置（超音波内視鏡）としても構わない。

内視鏡２は、生体内（被検体内部）を撮像して当該撮像信号を出力する。この内視鏡２は、図１に示すように、挿入部２１と、光源装置２２と、ライトガイド２３と、カメラヘッド２４とを備える。
挿入部２１は、硬質で細長形状を有し、生体内に挿入される。この挿入部２１内には、１または複数のレンズを用いて構成され、被写体像を集光する光学系が設けられている。

光源装置２２は、ライトガイド２３の一端が接続され、当該ライトガイド２３の一端に生体内を照明するための光を供給する。
ライトガイド２３は、一端が光源装置２２に着脱自在に接続されるとともに、他端が挿入部２１に着脱自在に接続される。そして、ライトガイド２３は、光源装置２２から供給された光を一端から他端に伝達し、挿入部２１に供給する。挿入部２１に供給された光は、当該挿入部２１の先端から出射され、生体内に照射される。そして、生体内に照射された光（被写体像）は、挿入部２１内の光学系により集光される。

カメラヘッド２４は、挿入部２１の基端に着脱自在に接続される。このカメラヘッド２４は、被写体像を撮像して撮像信号（電気信号）を出力する撮像素子（図示略）と、撮像素子から出力された撮像信号（電気信号）を光信号に光電変換する光電変換素子（図示略）とを備える。そして、カメラヘッド２４は、制御装置７による制御の下、挿入部２１にて集光された被写体像を撮像し、当該撮像による撮像信号（電気信号）を光信号に光電変換して出力する。

第１伝送ケーブル３Ａは、最外層である外被（図示略）の内側に、カメラヘッド２４から出力される光信号（撮像信号）を伝送する光伝送線である光ファイバ３Ａ１（図４参照）と、複数の電気信号ケーブル３Ａ２（図４参照）とを有する複合ケーブルである。そして、第１伝送ケーブル３Ａの一端は、カメラヘッド２４に接続される。
第２伝送ケーブル３Ｂは、第１伝送ケーブル３Ａと同様に、光ファイバ３Ｂ１（図２，図４参照）及び複数の電気信号ケーブル３Ｂ２（図４参照）を有する複合ケーブルである。そして、第２伝送ケーブル３Ｂの一端は、制御装置７に接続される。

プラグ４は、雄型コネクタであり、本発明に係る光コネクタに相当する。そして、プラグ４は、第１伝送ケーブル３Ａの他端に取り付けられる。
レセプタクル５は、雌型コネクタである。そして、レセプタクル５は、第２伝送ケーブル３Ｂの他端に取り付けられる。
以上のプラグ４及びレセプタクル５が互いに接続することで、第１，第２伝送ケーブル３Ａ，３Ｂ間は、電気的及び光学的に接続し、電気信号及び光信号を伝送可能とする。
ここで、レセプタクル５を制御装置７の筐体７Ａ（図１で破線で図示）に設けると、レセプタクル５が制御装置７の筐体７Ａに固定されるため、プラグ４とレセプタクル５との脱着が容易となる。しかし、必ずしもレセプタクル５を制御装置７の筐体７Ａに設ける必要はなく、レセプタクル５を筐体７Ａの外部に設けても構わない。
なお、プラグ４及びレセプタクル５の詳細な構造については、後述する。

表示装置６は、制御装置７による制御の下、画像を表示する。
制御装置７は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)やＧＰＵ(Graphics Processing Unit）等を用いて構成され、カメラヘッド２４及び表示装置６の動作を統括的に制御する。
具体的に、制御装置７は、第１，第２伝送ケーブル３Ａ，３Ｂ（光ファイバ）を介してカメラヘッド２４から出力された光信号（撮像信号）を取得し、当該光信号を電気信号に光電変換する。そして、制御装置７は、光電変換した電気信号に対して種々の画像処理を施すことで、カメラヘッド２４で撮像された画像を表示装置６に表示させる。また、制御装置７は、第１，第２伝送ケーブル３Ａ，３Ｂ（電気信号ケーブル）を介して、カメラヘッド２４に対して制御信号等を出力する。

〔プラグ及びレセプタクルの構成〕
次に、プラグ４及びレセプタクル５の構成について説明する。
図２は、プラグ４及びレセプタクル５を当該プラグ４の基端側（カメラヘッド２４側）から見た分解斜視図である。図３は、プラグ４を先端側（レセプタクル５に接続する側）から見た斜視図である。図４は、プラグ４及びレセプタクル５の中心軸を通る平面で切断した断面図である。
以下、プラグ４の構成、及びレセプタクル５の構成の順に説明する。

〔プラグの構成〕
プラグ４は、図２ないし図４に示すように、プラグ側第１外郭４１と、プラグ側カバー部材４２（図３，図４）と、プラグ側コリメータ４３（図４）と、プラグ側第２外郭４４と、コネクタ部４５（図４）と、プラグ側プリント基板４６（図４）と、弾性部材４７とを備える。
プラグ側第１外郭４１は、本発明に係る第１外郭に相当する部材であり、図２ないし図４に示すように、略円筒形状を有する。なお、プラグ側第１外郭４１は、筒状であれば、円筒形状に限られず、楕円、四角、多角形等の断面形状を有する筒体で構成しても構わない。そして、プラグ側第１外郭４１は、当該プラグ側第１外郭４１の中心軸に沿って第１伝送ケーブル３Ａを構成する光ファイバ３Ａ１が挿通され、光ファイバ３Ａ１における光信号の出射端を覆う。

図５は、図４に示したプラグ側第１外郭４１の先端部分を拡大した図である。
このプラグ側第１外郭４１において、先端の内周縁には、図５に示すように、プラグ側カバー部材４２を取り付けるための取付部４１Ａが形成されている。
具体的に、取付部４１Ａは、図５に示すように、プラグ４内に挿通された光ファイバ３Ａ１の中心軸（光軸）ＡｘＡに対して角度θだけ傾斜した方向Ａ１に窪む凹部である。この取付部４１Ａにおける底部分は、平坦状に形成されている。そして、当該底部分の法線方向は、中心軸ＡｘＡに対して角度θだけ傾斜した方向となる。

プラグ側カバー部材４２は、本発明に係るカバー部材に相当する部材であり、方向Ａ１から見た取付部４１Ａの平面形状と略同一の平面形状に形成されるとともに、互いに平行する第１，第２板面４２Ａ，４２Ｂ（図５）を有する板体で構成されている。そして、プラグ側カバー部材４２は、取付部４１Ａの底部分にあてがわれ、半田、ロウ付、接着、またはガラス封止により、プラグ側第１外郭４１（取付部４１Ａ）に対して気密に接合されている。
上述したように接合されることで、第１板面４２Ａは、光ファイバ３Ａ１における光信号の出射端に対向し、プラグ側第１外郭４１内に面する。また、プラグ側カバー部材４２は、第１，第２板面４２Ａ，４２Ｂが中心軸ＡｘＡに直交する仮想平面に対して角度θだけ傾斜した姿勢（第１，第２板面４２Ａ，４２Ｂの法線が中心軸ＡｘＡに対して角度θだけ傾斜した姿勢）となる。さらに、プラグ側カバー部材４２は、プラグ側第１外郭４１の先端から当該プラグ側第１外郭４１内にずれた位置（当該先端から奥まった位置）に位置付けられる。
ここで、上述した角度θは、１度以上４５度以下の角度であることが好ましく、より好ましくは５度以上、２０度以下である。角度θが１度以上傾いていれば、プラグ側コリメータ４３への反射光を低減できるという効果を有する。角度θが４５度より大きい場合は、光伝送を行うためにはプラグ側カバー部材４２の面積を広く必要とし、当該プラグ側カバー部材４２の大型化だけではなく、傾きが緩い場合よりも高い加工精度と組立精度が必要となる。このため、角度θは、４５度以下であることが好ましい。プラグ側コリメータ４３への反射光、窓部材の大きさ、加工精度、組立精度が最もバランスの良い角度θは、５度以上、２０度以下であり、この角度領域が最も好ましい。

本実施の形態では、プラグ側カバー部材４２は、熱や薬品に対する耐性のあるサファイアの単結晶で構成されているが、これに限られず、光信号に対して透光性を有する部材であれば、ガラス等、その他の材料で構成しても構わない。カバー部材は、プラグ４側（プラグ側カバー部材４２）、レセプタクル５側（レセプタクル側カバー部材５２（図４））に関わらず、光通信が成り立つ透過率を有していればよく、さらに、反射防止膜を設けると当該カバー部材表面での反射が低減し、効率良く光を伝送することが可能となる。プラグ側カバー部材４２は、反射防止膜を両面に備えることが望ましい。反射防止膜を備えている場合は、必ずしも角度θが傾きを持つ必要はなく０度の場合も効果を有するが、角度θが上述の角度を持つとさらに効果を有する。
プラグ４は、カメラヘッド２４に接続されている第１伝送ケーブル３Ａに設けられている。このため、反射防止膜をプラグ４の外側（第２板面４２Ｂ）に設けた場合には、オートクレーブ処理や薬液処理により劣化してしまう虞がある。したがって、少なくともプラグ４の内側（第１板面４２Ａ）に反射防止膜を設けると、プラグ４の内側は密閉されているため、温度や薬剤の影響を受けることが少なく、反射防止膜は有効に機能するためより好ましい。
以上のことから、本実施の形態では、図５に示すように、プラグ側カバー部材４２の第１板面４２Ａに反射防止膜４２１を設けている。

プラグ側コリメータ４３は、本発明に係るコリメータレンズに相当する部材であり、図４に示すように、プラグ側第１外郭４１内において、光ファイバ３Ａ１の出射端に接合された状態で配設されている。すなわち、プラグ側コリメータ４３は、プラグ側カバー部材４２と光ファイバ３Ａ１の出射端との間に配設されている。そして、プラグ側コリメータ４３は、光ファイバ３Ａ１の出射端から出射された光（光信号）を平行光とする。

以上説明したプラグ側第１外郭４１内において、当該プラグ側第１外郭４１の基端側（プラグ側コリメータ４３の一部の周囲、光ファイバ３Ａ１の出射端側の周囲）は、図４または図５に示すように、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の粘着性の封止材Ｒ１により封止されている。なお、当該封止については、上述した樹脂等の封止材Ｒ１に限られず、その他、ガラス封止等を採用しても構わない。

プラグ側第２外郭４４は、本発明に係る第２外郭に相当する部材であり、図２ないし図４に示すように、先端側外郭４４１と、基端側外郭４４２とを備え、全体略円筒形状を有する。なお、プラグ側第２外郭４４は、筒状であれば、円筒形状に限られず、楕円、四角、多角形等の断面形状を有する筒体で構成しても構わない。
先端側外郭４４１は、図２ないし図４に示すように、円筒状の大外径部４４１Ａと、大外径部４４１Ａの外径寸法よりも小さい外径寸法を有し、かつ大外径部４４１Ａの内径寸法と同一の内径寸法を有する円筒状の小外径部４４１Ｂとが同軸上に一体形成された全体略円筒形状を有する。そして、プラグ側第１外郭４１は、先端部分が突出するように、基端部分が先端側外郭４４１に嵌合する。
ここで、先端側外郭４４１とプラグ側第１外郭４１との間は、Ｏリングや、シリコーン樹脂またはエポキシ樹脂等の粘着性の封止材により封止されている。

この先端側外郭４４１には、図２ないし図４に示すように、導電性材料から構成された複数のプラグ側電気接点４４１Ｃが設けられている。
プラグ側電気接点４４１Ｃは、図４に示すように、一端が大外径部４４１Ａの外周面に露出するとともに、当該外周面から小外径部４４１Ｂにおける基端側の端面まで延び、他端が当該基端側の端面から突出するように設けられている。そして、複数のプラグ側電気接点４４１Ｃは、先端側外郭４４１における周方向に沿って所定の間隔で配設されている。

基端側外郭４４２は、図２ないし図４に示すように、先端側外郭４４１に対して基端側に配設され、略円筒形状を有する。そして、基端側外郭４４２は、内部に第１伝送ケーブル３Ａが挿通された状態で、先端部分が小外径部４４１Ｂに嵌合する。
ここで、基端側外郭４４２と小外径部４４１Ｂとの間は、Ｏリングや、シリコーン樹脂またはエポキシ樹脂等の粘着性の封止材により封止されている。

コネクタ部４５は、図４に示すように、基端側外郭４４２内に配設され、複数のプラグ側電気接点４４１Ｃとプラグ側プリント基板４６とを中継（電気的に接続）する。このコネクタ部４５は、光ファイバ３Ａ１が挿入される孔４５１Ａを有する平板状のインシュレータ４５１と、導電性材料から構成され、当該インシュレータ４５１の表裏を貫通する複数のコンタクト（図示略）とを備える。また、コネクタ部４５は、インシュレータ４５１が中心軸ＡｘＡに直交する姿勢で基端側外郭４４２内に配設される。そして、複数のコンタクトは、小外径部４４１Ｂにおける基端側の端面から突出した複数のプラグ側電気接点４４１Ｃとそれぞれ電気的に接続するとともに、電気配線４８を介してプラグ側プリント基板４６に電気的に接続する。

プラグ側プリント基板４６は、図４に示すように、中心軸ＡｘＡを含む平面に沿って配設され、コネクタ部４５を介して、複数のプラグ側電気接点４４１Ｃと、第１伝送ケーブル３Ａを構成する複数の電気信号ケーブル３Ａ２とを中継する。

以上説明した基端側外郭４４２内において、当該基端側外郭４４２の基端側（第１伝送ケーブル３Ａの一部の周囲、プラグ側プリント基板４６の周囲）は、図４に示すように、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の粘着性の封止材Ｒ２により封止されている。なお、当該封止については、上述した樹脂等の封止材Ｒ２に限られず、その他、ガラス封止等を採用しても構わない。

弾性部材４７は、第１伝送ケーブル３Ａが基端側外郭４４２における基端部分の内周縁を中心として折れ曲がってしまうことを抑制する部材であり、ゴム等の弾性材料から構成された略円筒形状を有する。そして、弾性部材４７は、内部に第１伝送ケーブル３Ａが挿通された状態で、先端部分が基端側外郭４４２の基端部分に嵌合する。
ここで、弾性部材４７と基端側外郭４４２との間は、Ｏリングや、シリコーン樹脂またはエポキシ樹脂等の粘着性の封止材により封止されている。

〔レセプタクルの構成〕
レセプタクル５は、図２または図４に示すように、レセプタクル側第１外郭５１と、レセプタクル側カバー部材５２（図４）と、レセプタクル側コリメータ５３と、レセプタクル側第２外郭５４と、レセプタクル側プリント基板５５とを備える。
レセプタクル側第１外郭５１は、図２または図４に示すように、先端側（プラグ４に接続する側）に位置する円筒状の大内径部５１１と、基端側に位置するとともに、大内径部５１１の内径寸法よりも小さい内径寸法を有し、かつ大内径部５１１の外径寸法と同一の外径寸法を有する円筒状の小内径部５１２とが同軸上に一体形成された全体略円筒形状を有する。なお、レセプタクル側第１外郭５１は、筒状であれば、円筒形状に限られず、楕円、四角、多角形等の断面形状を有する筒体で構成しても構わない。
大内径部５１１は、内径寸法がプラグ側第１外郭４１の外径寸法よりも若干大きくなるように形成されている。また、大内径部５１１は、長さ寸法（円筒の高さ方向の寸法）がプラグ側第１外郭４１におけるプラグ側第２外郭４４（先端側外郭４４１）からの突出寸法よりも若干大きくなるように形成されている。

レセプタクル側カバー部材５２は、透光性を有する板体で構成され、大内径部５１１及び小内径部５１２の段差部分にあてがわれ、レセプタクル側第１外郭５１に対して接合されている。すなわち、レセプタクル側カバー部材５２は、上述したプラグ側カバー部材４２とは異なり、光ファイバ３Ｂ１の中心軸（光軸）ＡｘＢ（図４）に直交する姿勢で配設されている。なお、当該接合方法については、プラグ側第１外郭４１に対するプラグ側カバー部材４２の接合方法と同一の接合方法を採用してもよく、あるいは、異なる接合方法を採用しても構わない。また、レセプタクル側カバー５２としては、プラグ側カバー部材４２と同一の材料で構成してもよく、あるいは、異なる材料で構成しても構わない。

レセプタクル側コリメータ５３は、図４に示すように、光ファイバ３Ｂ１の入射端に接合された状態で、小内径部５１２に挿通される。そして、レセプタクル側コリメータ５３は、プラグ側コリメータ４３から出射された光（光信号）を光ファイバ３Ｂ１の入射端に導く。

レセプタクル側第２外郭５４は、図２または図４に示すように、内径寸法がプラグ側第２外郭４４（基端側外郭４４２）の外径寸法よりも若干大きい全体略円筒形状を有する。そして、レセプタクル側第１外郭５１は、基端部分が突出するように、先端部分がレセプタクル側第２外郭５４内に挿通される。

レセプタクル側プリント基板５５は、図２または図４に示すように、基板本体５５１と、複数のレセプタクル側電気接点５５２とを備える。
基板本体５５１は、図４に示すように、略中心部分に、表裏を貫通する孔５５１Ａを有する。そして、孔５５１Ａには、レセプタクル側第１外郭５１が嵌合する。
複数のレセプタクル側電気接点５５２は、導電性材料から構成されて基板本体５５１に電気的に接続するとともに、レセプタクル側第２外郭５４内部に向けて突出する。このレセプタクル側電気接点５５２は、レセプタクル側第１外郭５１における周方向に沿って所定の間隔で配設されている。また、このレセプタクル側電気接点５５２は、プラグ側電気接点４４１Ｃと同一の数だけ、設けられている。
そして、基板本体５５１は、複数のレセプタクル側電気接点５５２と、第２伝送ケーブル３Ｂを構成する複数の電気信号ケーブル３Ｂ２（図４）とを中継する。

上述したプラグ４及びレセプタクル５同士が機械的に接続した状態では、プラグ側第１外郭４１がレセプタクル側第２外郭５１（大内径部５１１）内に挿通される。そして、この状態では、光ファイバ３Ａ１，３Ｂ１の各中心軸ＡｘＡ，ＡｘＢが一致し、プラグ側コリメータ４３（光ファイバ３Ａ１の出射端）及びレセプタクル側コリメータ５３（光ファイバ３Ｂ１の入射端）が互いに対向する。すなわち、カメラヘッド２４から出力され第１伝送ケーブル３Ａ（光ファイバ３Ａ１）を介した光信号(撮像信号)を、プラグ４及びレセプタクル５を介して、第２伝送ケーブル３Ｂ（制御装置７）に伝送可能な状態（光通信可能な状態）となる。
また、プラグ４及びレセプタクル５同士が機械的に接続した状態では、プラグ側第２外郭４４がレセプタクル側第２外郭５４内に挿通され、複数のプラグ側電気接点４４１Ｃと複数のレセプタクル側電気接点５５２とがそれぞれ電気的に接続する。そして、この状態では、制御装置７から出力され第２伝送ケーブル３Ｂ（複数の電気信号ケーブル３Ｂ２）を介した制御信号等を、プラグ４及びレセプタクル５を介して、第１伝送ケーブル３Ａ（カメラヘッド２４）に伝送可能な状態となる。

以上説明した本実施の形態に係るプラグ４では、プラグ側第１外郭４１の先端側は、透光性を有するプラグ側カバー部材４２にて封止されている。
すなわち、プラグ側カバー部材４２が透光性を有するため、当該プラグ側カバー部材４２を介した光通信を可能とする。また、プラグ側第１外郭４１の先端側をプラグ側カバー部材４２にて封止することで、プラグ側第１外郭４１内への液体や異物の侵入を抑制し、光通信の信頼性を確保することができる。

また、本実施の形態に係るプラグ４では、光ファイバ３Ａ１の出射端とプラグ側カバー部材４２との間にプラグ側コリメータ４３が配設されている。同様に、本実施の形態に係るレセプタクル５にも、レセプタクル側コリメータ５３が配設されている。
このため、プラグ側コリメータ４３やレセプタクル側コリメータ５３を省略した構成と比較して、プラグ４及びレセプタクル５間の機械的な接続にそれほど高い精度が要求されず、プラグ４及びレセプタクル５の製造を容易に行うことができる。

ところで、挿入部２１、ライトガイド２３、カメラヘッド２４、及び第１伝送ケーブル３Ａについては、所謂オートクレーブによる滅菌処理や、消毒液等による消毒処理を行う必要のある部材である。
そして、本実施の形態に係るプラグ４は、第１，第２伝送ケーブル３Ａ，３Ｂのうち、カメラヘッド２４に接続する第１伝送ケーブル３Ａに取り付けられている。また、プラグ側カバー部材４２は、熱や薬品に対する耐性のあるサファイアガラスで構成されている。さらに、プラグ側カバー部材４２は、半田、ロウ付、接着、またはガラス封止によりプラグ側第１外郭４１に気密に接合されている。また、プラグ側第１外郭４１内やプラグ側第２外郭４４（基端側外郭４４２）内は封止材Ｒ１，Ｒ２で封止されている。
このため、上述したようなプラグ４を第１伝送ケーブル３Ａに取り付けておけば、上述した滅菌処理や消毒処理が行われても、水分や消毒液等の液体がプラグ側第１外郭４１内に侵入することを十分に抑制することができる。

ところで、プラグ側カバー部材４２を反射率の高いサファイアガラスで構成した場合には、プラグ側コリメータ４３から出射された光の一部がプラグ側カバー部材４２にて反射し、迷光となって、光通信の信頼性を損なう虞がある。
これに対して、本実施の形態に係るプラグ４では、プラグ側カバー部材４２は、第１，第２板面４２Ａ，４２Ｂが中心軸ＡｘＡに直交する仮想平面に対して角度θで傾斜した姿勢で配設されている。
このため、プラグ側コリメータ４３から出射された光の一部がプラグ側カバー部材４２にて反射した場合であっても、当該反射光は、プラグ側コリメータ４３を避ける方向に進行することとなる。したがって、当該反射光が迷光となることがなく、光通信の信頼性を十分に確保することができる。

また、本実施の形態に係るプラグ４では、プラグ側カバー部材４２は、プラグ側第１外郭４１の先端から当該プラグ側第１外郭４１内にずれた位置（プラグ側第１外郭４１内に奥まった位置）に位置付けられる。
このため、プラグ側カバー部材４２を手で触れにくい構造となり、プラグ側カバー部材４２に異物が付着することを抑制することができる。すなわち、当該異物により、光通信の信頼性が損なわれることがない。

（その他の実施の形態）
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。
図６は、本発明の実施の形態の変形例を示す図である。具体的に、図６は、図５に対応した図であり、プラグ側第１外郭４１の先端部分を拡大した図である。
上述した実施の形態では、プラグ側カバー部材４２に反射防止膜４２１を設けていたが、これに限られず、図６に示すように、反射防止膜４２１を省略した構成としても構わない。このような構成とした場合であっても、上述した実施の形態と同様の効果を奏する。

図７は、本発明の実施の形態の変形例を示す図である。具体的に、図７は、図５に対応した図であり、プラグ側第１外郭４１の先端部分を拡大した図である。
上述した実施の形態では、プラグ側カバー部材４２は、プラグ側第１外郭４１に対して、角度θで傾斜して接合されていたが、これに限られず、図７に示すように、角度θが０度で接合された構成としても構わない。このような構成とした場合であっても、上述した実施の形態と同様の効果を奏する。

上述した実施の形態では、本発明に係る光コネクタを雄型コネクタであるプラグ４で構成し、相手方コネクタを雌型コネクタであるレセプタクル５で構成していたが、これに限られず、本発明に係る光コネクタをレセプタクルで構成し、相手方コネクタをプラグで構成しても構わない。

上述した実施の形態では、プラグ側カバー部材４２は、第１板面４２Ａが平坦状に形成されていたが、これに限られず、曲面状に形成しても構わない。このように第１板面を曲面状に形成した場合であっても、プラグ側コリメータ４３から出射され当該第１板面で反射された光がプラグ側コリメータ４３を避ける方向に進行するように設定することが好ましい。

上述した実施の形態では、光通信を１つのチャンネル（通信路）で行う場合について説明したが、これに限られず、複数のチャンネルとしても構わない。このように複数のチャンネルで光通信を行う場合には、各チャンネル毎にカバー部材を設けてもよく、複数のチャンネルをいくつかに纏め、チャンネル数よりも少ない数のカバー部材を設けることも可能である。

上述した実施の形態では、本発明に係る光コネクタを内視鏡装置１に用いていたが、これに限られず、光信号を伝送する他の医療機器や、工業分野において用いられ、機械構造物等の観察対象物の内部を観察する内視鏡装置等の他の電子機器に用いても構わない。

１ 内視鏡装置
２ 内視鏡
３Ａ 第１伝送ケーブル
３Ａ１ 光ファイバ
３Ａ２ 電気信号ケーブル
３Ｂ 第２伝送ケーブル
３Ｂ１ 光ファイバ
３Ｂ２ 電気信号ケーブル
４ プラグ
５ レセプタクル
６ 表示装置
７ 制御装置
２１ 挿入部
２２ 光源装置
２３ ライトガイド
２４ カメラヘッド
４１ プラグ側第１外郭
４１Ａ 取付部
４２ プラグ側カバー部材
４２Ａ 第１板面
４２Ｂ 第２板面
４３ プラグ側コリメータ
４４ プラグ側第２外郭
４５ コネクタ部
４６ プラグ側プリント基板
４７ 弾性部材
４８ 電気配線
５１ レセプタクル側第１外郭
５２ レセプタクル側カバー部材
５３ レセプタクル側コリメータ
５４ レセプタクル側第２外郭
５５ レセプタクル側プリント基板
４２１ 反射防止膜
４４１ 先端側外郭
４４１Ａ 大外径部
４４１Ｂ 小外径部
４４１Ｃ プラグ側電気接点
４４２ 基端側外郭
４５１ インシュレータ
４５１Ａ 孔
５１１ 大内径部
５１２ 小内径部
５５１ 基板本体
５５１Ａ 孔
５５２ レセプタクル側電気接点
Ａ１ 方向
ＡｘＡ，ＡｘＢ 中心軸
Ｒ１，Ｒ２ 封止材
θ 角度

Claims (14)

1. 光信号を伝送する光伝送線の一部が内部に配設される光コネクタと、
   前記光コネクタと機械的及び光学的に接続する相手方コネクタとを備え、
   前記光コネクタは、
   前記光信号に対して透光性を有し、平坦状に形成され、前記光伝送線の中心軸に直交する仮想平面に対して傾斜するように前記光伝送線の端面を封止するカバー部材を備え、
   前記相手方コネクタは、
   前記光信号に対して透光性を有し、平坦状に形成され、前記カバー部材とは平行にならないように前記光コネクタと光学的に接続する光伝送線の端面を封止する相手側カバー部材を備える
   ことを特徴とする医療機器。
2. 前記光伝送線の端面と前記カバー部材との間には、
   コリメータレンズが配設されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
3. 前記カバー部材は、
   前記光伝送線の端面に対向する第１板面と、前記第１板面と表裏をなす第２板面とを有する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の医療機器。
4. 前記カバー部材は、
   前記第１板面に反射防止膜を備えている
   ことを特徴とする請求項３に記載の医療機器。
5. 前記カバー部材は、
   前記第１板面と、前記第１板面に平行な前記第２板面とを有する板体で構成されている
   ことを特徴とする請求項３または４に記載の医療機器。
6. 前記第１板面は、
   前記仮想平面に対して１度以上４５度以下の角度で傾斜している
   ことを特徴とする請求項３〜５のいずれか一つに記載の医療機器。
7. 前記カバー部材は、
   サファイアの単結晶で構成されている
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の医療機器。
8. 内部に前記光伝送線が挿通され、前記光伝送線の端面を覆う筒状の第１外郭を備え、
   前記カバー部材は、
   前記第１外郭における前記相手方コネクタ側を封止する
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の医療機器。
9. 前記カバー部材は、
   前記第１外郭の先端から前記第１外郭内にずれた位置に配設されている
   ことを特徴とする請求項８に記載の医療機器。
10. 前記カバー部材は、
    半田、ロウ付、接着、またはガラス封止により前記第１外郭に接合されている
    ことを特徴とする請求項８または９に記載の医療機器。
11. 前記第１外郭内における前記光伝送線の周囲は、
    封止材により封止されている
    ことを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一つに記載の医療機器。
12. 前記第１外郭が嵌合されるとともに、内部に前記光伝送線が挿通される筒状の第２外郭と、
    前記第２外郭内に配設されるプリント基板と、
    前記相手方コネクタと電気的に接続するとともに、前記相手方コネクタ及び前記プリント基板を電気的に接続する電気接点とを備え、
    前記第２外郭内における前記光伝送線及び前記プリント基板の周囲は、
    封止材により封止されている
    ことを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一つに記載の医療機器。
13. 被検体内部を撮像して当該撮像信号に基づく光信号を出力する内視鏡と、
    第１伝送ケーブル及び第２伝送ケーブルを介して前記光信号を入力するとともに前記内視鏡の動作を制御する制御装置とを備え、
    前記第１伝送ケーブル及び前記第２伝送ケーブルは、
    前記光コネクタと、前記相手方コネクタとにより互いに接続される
    ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一つに記載の医療機器。
14. 前記光コネクタは、
    前記第１伝送ケーブル及び前記第２伝送ケーブルのうち、前記内視鏡に接続する前記第１伝送ケーブルに取り付けられている
    ことを特徴とする請求項１３に記載の医療機器。

Images