JP2020017921A - Flexible waveguide, image transmission device having flexible waveguide, endoscope having flexible waveguide, and endoscope system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高周波の電波信号伝送に利用する導波管、より詳しくはミリ波またはサブミリ波帯以上の電波伝送に適した可撓性導波管、可撓性導波管を有する画像伝送装置、可撓性導波管を有する内視鏡および内視鏡システムに関する。 The present invention relates to a waveguide used for high-frequency radio wave signal transmission, more specifically, a flexible waveguide suitable for radio wave transmission in a millimeter wave or a submillimeter wave band or more, and an image transmission device having a flexible waveguide. , An endoscope having a flexible waveguide and an endoscope system.
近年、いわゆるFTTH(Fiber To The Home)等の技術により、1Gbpsを超える通信速度を有する通信環境が一般の家庭にも浸透してきている。また、スマートフォン等の高い処理能力を有する端末が広く普及し、利用可能な通信技術、および、情報処理の速度、すなわち「ハード性能」が著しく向上してきている。 2. Description of the Related Art In recent years, a communication environment having a communication speed exceeding 1 Gbps has become widespread in ordinary homes by a technology such as so-called FTTH (Fiber To The Home). In addition, terminals having high processing capabilities such as smartphones have become widespread, and available communication technologies and information processing speeds, that is, “hard performance” have been significantly improved.
また、いわゆるFHD(Full High Definition)を超える4K/8K画像に代表される高精細/大容量映像の利用、インターネットを介した情報アクセスの拡大等により、個人、または企業において利用可能な情報の質と量、すなわち「ソフト利用」についても飛躍的に拡大している。 In addition, the use of high-definition / large-capacity video typified by 4K / 8K images that exceed the so-called FHD (Full High Definition) and the expansion of information access via the Internet have led to the quality of information available to individuals and companies. And the amount, that is, "software use" is also expanding dramatically.
これらは、近年とくに注目をあびているビックデータ解析、ディープラーニング(深層学習)によるAI(artificial intelligence;人工知能)の発展など、新しい手法・付加価値の誕生にも大きく貢献している。 These have greatly contributed to the creation of new methods and added value, such as the development of AI (artificial intelligence) by big data analysis, which has attracted particular attention in recent years, and AI by deep learning (deep learning).
このように、「ハード性能」の向上と「ソフト利用」の拡大とが両輪となって近年の技術は著しく発展し、新しい付加価値が誕生している。その結果として、現時点の情報通信技術に求められる性能は、以前とは比べものにならないほど高いものになっている。そして、情報通信に必要な技術要素の中でも信号伝送線路に着目すると、この分野でも求められる性能は著しく高くなっていることが判る。 As described above, the improvement of “hardware performance” and the expansion of “use of software” are two wheels, and the technology in recent years has been remarkably developed, and new added value has been born. As a result, the performance required of information and communication technology at the present time is much higher than before. Focusing on the signal transmission line among the technical elements required for information communication, it can be seen that the performance required in this field is significantly higher.
ここで、現在においては、“伝送距離が短く伝送速度の遅い領域においては電気インターコネクション(金属線による接続)が主に用いられる”、一方、“伝送距離が長く伝送速度の速い領域では光インターコネクション(光通信、すなわち光ファイバによる接続)が主に用いられる”といえる。 Here, at present, “electrical interconnection (connection by a metal wire) is mainly used in a region where the transmission distance is short and the transmission speed is low”, while “an optical interconnection is used in a region where the transmission distance is long and the transmission speed is high”. Connection (optical communication, that is, connection using an optical fiber) is mainly used. "
すなわち、例えば、数メートル程度での電気インターコネクションは、その利用できる限界が2.5Gbps程度の伝送速度であり、これを超えると光インターコネクション(光通信)が有力な手段となるといえる。 That is, for example, the electrical interconnection at about several meters has a transmission limit of about 2.5 Gbps, and if it exceeds this, it can be said that optical interconnection (optical communication) is an effective means.
このように、伝送距離が長く伝送速度の速い領域では光通信が有力な手段とされるが、光通信には信号伝送の信頼性に関わる問題点が有ることが知られている。すなわち、一般に通信用光ファイバは石英ガラスを主成分とする1本の線で構成されることから、意図しない衝撃等の影響で信号伝送路である光ファイバが予期せず切断されることが起きる虞がある。 As described above, in a region where the transmission distance is long and the transmission speed is high, optical communication is considered to be an effective means, but it is known that optical communication has a problem related to the reliability of signal transmission. That is, since a communication optical fiber is generally composed of a single line mainly composed of quartz glass, the optical fiber serving as a signal transmission line may be unexpectedly cut due to an unintended impact or the like. There is a fear.
また同様に、光通信には接続性に関わる問題点があることも知られている。すなわち、通常利用される通信用光ファイバは光信号を伝送するコアと呼ばれる芯線の径がわずか50μm程度以下しかないことから、この接続にはμmオーダーという極めて高い位置決め精度が必要となるうえ、塵埃の影響で接続ができない虞さえある。 Similarly, it is also known that optical communication has a problem related to connectivity. That is, since a communication optical fiber that is usually used has a core wire called a core for transmitting an optical signal having a diameter of only about 50 μm or less, this connection requires extremely high positioning accuracy on the order of μm, and also requires dust. Connection may not be possible due to the influence of
因みに、電気インターコネクション(金属線による接続)は、線路は一般に複数の細線を束ねて構成しており、切断される場合にも徐々に細線が切れていくため、通信性能は徐々に劣化し、通信性能の劣化を知ることで事前に修理などの対応をとることができる。また線路の接続も通常0.1mmオーダーの精度があればよく、塵埃の影響も排除しやすいなど特に困難を伴わない。 By the way, the electrical interconnection (connection by metal wire) generally consists of a bundle of a plurality of thin wires, and even when cut, the thin wires gradually break, so the communication performance gradually deteriorates, By knowing the deterioration of the communication performance, it is possible to take measures such as repair in advance. Also, the connection of the line is usually required to have an accuracy of the order of 0.1 mm, and there is no particular difficulty such that the influence of dust is easily eliminated.
すなわち、上記の問題点の存在により、特に通信に高い信頼性が求められる用途、または使用において線路同士の接続が求められる用途においては、光通信は電気インターコネクションの代替にならないと考えられる。 That is, due to the above-mentioned problems, it is considered that optical communication is not a substitute for electrical interconnection especially in applications where high reliability is required for communication or in applications where connection between lines is required in use.
上述した事情を鑑みて本発明者は、数センチメートル〜5メートル程度以下の長さで5Gbps以上の通信速度を実現しうる方法として、また、リードワイヤによる信号伝送方式の課題である伝送速度の限界を克服しつつ、光ファイバによる信号伝送方式の課題をも克服する新しい信号伝送方式として電波と導波路を利用する技術を特願2015−131913号において提案した。 In view of the above-described circumstances, the present inventor has proposed a method of achieving a communication speed of 5 Gbps or more with a length of about several centimeters to 5 meters or less, and a transmission speed which is an issue of a signal transmission method using a lead wire. Japanese Patent Application No. 2015-131913 has proposed a technique using a radio wave and a waveguide as a new signal transmission method that overcomes the limitations and also overcomes the problems of the signal transmission method using an optical fiber.
すなわち、電気基板程度の大きさから一般配線程度の長さの通信に適用できる、ミリ波(サブミリ波を含む)以上の周波数を有する電波を伝送する可撓性導波管によれば、上述した課題(信頼性の問題、接続に関わる問題)を克服しながら、電気インターコネクションでは実現が困難な数十Gbpsオーダーの高速通信が可能な通信線路を実現することができる。 That is, according to the flexible waveguide for transmitting radio waves having a frequency equal to or higher than a millimeter wave (including a submillimeter wave), which can be applied to communication having a length from the size of an electric board to the length of a general wire, It is possible to realize a communication line capable of high-speed communication on the order of several tens of Gbps, which is difficult to realize by electric interconnection, while overcoming the problems (reliability problems, problems related to connection).
ところで、一般に、ミリ波(サブミリ波を含む)以上の周波数を有する電波を伝送する導波管において、可撓性を実現することは困難とされる。一方で、斯様な可撓性を有する導波管を実現する技術も知られている。 In general, it is difficult to achieve flexibility in a waveguide that transmits radio waves having frequencies equal to or higher than millimeter waves (including submillimeter waves). On the other hand, a technique for realizing such a flexible waveguide is also known.
たとえば特許第4724849号明細書(特許文献1)に記載される方法では、内部誘電体に絶縁性の糸を用いることで導波管の可撓性を高めるとともに、その内部誘電体の糸の種類を変えることで誘電率に分布を発生し伝送特性を安定させることを意図するものである。 For example, in the method described in Japanese Patent No. 4724849 (Patent Document 1), the flexibility of the waveguide is increased by using an insulating thread as the internal dielectric, and the type of the thread of the internal dielectric is increased. Is intended to stabilize the transmission characteristics by generating a distribution in the dielectric constant.
また、特開平8−195605号公報(特許文献2)に記載する技術では、外部導体を薄い導体で隙間無く貼り付けることで形成し、可撓性と伝送損失の低減とを併せて成し遂げようとするものである。 Further, in the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-195605 (Patent Literature 2), the outer conductor is formed by attaching a thin conductor without gaps to achieve both flexibility and reduction of transmission loss. Is what you do.
さらに、特開2015−185858号公報(特許文献3)には、誘電体の周囲に扁平な断面形状を有する所要数の平箔糸を、いわゆる組紐状に巻きつけることで伝送損失の少ない可撓性導波管を形成する技術が記載されている。 Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-185858 (Patent Document 3) discloses that a required number of flat foil yarns having a flat cross-sectional shape are wound around a dielectric material in a so-called braided shape to thereby reduce the transmission loss and reduce the transmission loss. Techniques for forming a conductive waveguide are described.
さらに、特開2016−127429号公報(特許文献4)には、シールド性と耐屈曲性を与えることが可能なシールド部材を巻きつけて可撓性を確保した導波管を形成する技術が記載されている。 Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-127429 (Patent Document 4) describes a technique of forming a waveguide that secures flexibility by winding a shield member capable of providing shielding properties and bending resistance. Have been.
しかしながら、上述した特開2015−185858号公報(特許文献3)、特開2016−127429号公報(特許文献4)に記載の可撓性導波管は、画像伝送等の比較的高速な信号を扱うことに関しては有効であるものの、導波管の一端に配設された電装部品に対して直流電圧等の所定の電源を供給する電源線、または、電装部品の駆動制御をつかさどる比較的低速な信号である駆動制御信号線などを扱うケーブルは別途用意する必要があった。 However, the flexible waveguides described in JP-A-2005-185858 (Patent Document 3) and JP-A-2006-127429 (Patent Document 4) transmit relatively high-speed signals such as image transmission. Although effective in terms of handling, a power supply line that supplies a predetermined power such as a DC voltage to an electrical component disposed at one end of the waveguide, or a relatively low-speed power source that controls driving of the electrical component Cables for handling signals such as drive control signal lines had to be prepared separately.
上述した可撓性導波管を、例えば細径化が望まれる伝送路に適用する場合、上述した電源線および駆動制御信号線の存在は太径化の要因となると共に、複数の線を電装部品等のユニットに接合することとなり、手間と工数が生じていた。 When the above-described flexible waveguide is applied to, for example, a transmission line where reduction in diameter is desired, the presence of the above-described power supply line and drive control signal line causes the increase in diameter, and a plurality of wires are electrically connected. It has to be joined to a unit such as a part, which requires time and effort.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、所望のミリ波(サブミリ波を含む)以上の周波数の電波を伝送する導波管において適切な可撓性と優れた伝送特性とを両立すると共に、より細径化を実現した可撓性導波管、可撓性導波管を有する画像伝送装置、可撓性導波管を有する内視鏡および内視鏡システムを提供するものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and achieves both appropriate flexibility and excellent transmission characteristics in a waveguide for transmitting a radio wave having a frequency equal to or higher than a desired millimeter wave (including a submillimeter wave). And a flexible waveguide having a smaller diameter, an image transmission device having the flexible waveguide, an endoscope having the flexible waveguide, and an endoscope system. is there.
本発明の一態様の可撓性導波管は、長手方向に誘電率が均一、かつ、長手方向に断面が同一形状を呈する線状の誘電体と、前記誘電体の外周を覆う位置に配設され、可撓性を有する筒状により形成された外部導体と、を有し、60GHz近傍以上のミリ波またはサブミリ波以上の周波数帯域の電波を伝導する可撓性導波管であって、前記外部導体の外表面に巻きつけるように配設された可撓性基板を有する。 A flexible waveguide according to one embodiment of the present invention includes a linear dielectric having a uniform dielectric constant in the longitudinal direction and the same cross-section in the longitudinal direction, and a position covering the outer periphery of the dielectric. Provided, an outer conductor formed of a flexible tube, and a flexible waveguide that conducts radio waves in a frequency band of millimeter waves or sub-millimeter waves or more near 60 GHz or more, A flexible substrate disposed to be wound around the outer surface of the outer conductor.
本発明の一態様の画像伝送装置は、前記可撓性導波管を有する画像伝送装置であって、前記可撓性導波管は、所定の画像信号を伝送する。 An image transmission device according to one embodiment of the present invention is an image transmission device including the flexible waveguide, wherein the flexible waveguide transmits a predetermined image signal.
本発明の一態様の内視鏡は、前記可撓性導波管を有する内視鏡であって、前記可撓性導波管は、所定の画像信号を伝送する。 An endoscope according to one embodiment of the present invention is an endoscope including the flexible waveguide, wherein the flexible waveguide transmits a predetermined image signal.
本発明の一態様の内視鏡システムは、前記内視鏡と、前記可撓性導波管により伝送された所定の画像信号に対して所定の画像処理を施す画像処理部と、を具備する。 An endoscope system according to one embodiment of the present invention includes the endoscope, and an image processing unit that performs predetermined image processing on a predetermined image signal transmitted by the flexible waveguide. .
本発明によれば、所望のミリ波(サブミリ波を含む)以上の周波数の電波を伝送する導波管において適切な可撓性と優れた伝送特性とを両立すると共に、より細径化を実現した可撓性導波管、可撓性導波管を有する画像伝送装置、可撓性導波管を有する内視鏡および内視鏡システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while realizing appropriate flexibility and excellent transmission characteristics in a waveguide for transmitting radio waves of a frequency higher than a desired millimeter wave (including a submillimeter wave), a smaller diameter is realized. A flexible waveguide, an image transmission device having the flexible waveguide, an endoscope having the flexible waveguide, and an endoscope system can be provided.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
なお、以下に示す各実施形態は、各実施形態の可撓性導波管を有する内視鏡システムを例に説明するものとする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In addition, each embodiment shown below demonstrates the endoscope system which has the flexible waveguide of each embodiment as an example.
また、この実施の形態により、この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、同一部分には同一の符号を付している。さらにまた、図面は、模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率等は、現実と異なることに留意する必要がある。また、図面の相互間においても、互いの寸法や比率が異なる部分が含まれている。 The embodiments do not limit the present invention. Further, in the description of the drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals. Furthermore, the drawings are schematic, and it should be noted that the relationship between the thickness and width of each member, the ratio of each member, and the like are different from reality. In addition, the drawings include portions having different dimensions and ratios.
<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施の形態の可撓性導波管を有する内視鏡システムの概略構成を示す斜視図であり、図2は、第1の実施の形態にかかる内視鏡システムの要部の機能構成を示すブロック図である。
<First embodiment>
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an endoscope system having a flexible waveguide according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an endoscope according to the first embodiment. FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration of a main part of the mirror system.
図1に示すように、内視鏡システム1は、いわゆる上部消化管用の内視鏡システムであって、被検体Pの体腔内に先端部を挿入することによって被写体Pの体内画像を撮像し当該被写体像の画像信号を出力する撮像部を備える内視鏡2と、内視鏡2における前記撮像部から出力される画像信号に対して所定の画像処理を施す画像処理部を備えるとともに内視鏡システム1全体の動作を統括的に制御するビデオプロセッサ3と、内視鏡2の先端から出射するための照明光を発生する光源装置4と、ビデオプロセッサ3において画像処理が施された画像を表示する表示装置5と、を主に備える。
As shown in FIG. 1, the endoscope system 1 is a so-called upper digestive tract endoscope system, which captures an in-vivo image of a subject P by inserting a distal end portion into a body cavity of a subject
内視鏡2は、先端部に前記撮像部を備えると共に主として可撓性を有する細長形状部により構成される挿入部6と、挿入部6の基端側に接続され各種の操作信号の入力を受け付ける操作部7と、操作部7から基端側に向けて延出されビデオプロセッサ3および光源装置4と接続するユニバーサルコード8と、を備える。
The
ここで内視鏡2は、挿入部6の先端部に配設した撮像部とビデオプロセッサ3における画像処理部との間において、挿入部6における前記撮像部から当該挿入部6、前記操作部7および前記ユニバーサルコード8のそれぞれ内部を経由してビデオプロセッサ3の画像処理部に至るまで延設され、撮像部からの画像信号等の伝送するための信号伝送路を備える。
Here, the
そして、本実施形態に係る内視鏡システムにおいては、前記信号伝送路をミリ波またはサブミリ波(以下、場合により代表してミリ波と記載する)を通す導波路により構成されることを特徴とする(当該「導波路」については、後に詳述する)。 The endoscope system according to the present embodiment is characterized in that the signal transmission path is configured by a waveguide that passes a millimeter wave or a submillimeter wave (hereinafter, may be referred to as a millimeter wave in some cases). (The “waveguide” will be described later in detail).
図1に戻って、挿入部6は、最先端部に配設された、前記撮像部を構成する撮像素子22等を内蔵した先端硬性部10と、当該先端硬性部10の基端側に配設され、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部9と、当該湾曲部9の基端側に接続され、可撓性を有する長尺状の可撓管部と、を有する。
Returning to FIG. 1, the insertion section 6 is provided at a distal end portion, and includes a rigid
また、図2に示すように、本実施形態において挿入部6の最先端に配設された先端硬性部10には、被検体像を入光する撮像光学系21と、撮像光学系21の後方に配設され、被検体像を撮像して光電変換により所定の画像信号を出力する撮像素子22等を含む撮像ユニット20と、が配設されている。
As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the distal end
前記撮像ユニット20は、前記撮像光学系21の結像位置に設けられ、撮像光学系21が集光した光を受光して電気信号に光電変換する前記撮像素子22と、撮像素子22の近傍基端側に配設され、当該撮像素子22を駆動すると共に撮像素子22から出力された撮像信号に所定の処理を施すドライバIC23と、ドライバIC23の基端側に設けられ、導波路(可撓性導波管)50(詳しくは後述する)を介して信号の送受信をするための送受信アンテナ27(詳しくは後述する)と、を有する。
The
前記撮像素子22は、本実施形態においては、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサであって、かつ、いわゆるフルハイビジョン相当以上の画素数である200万画素以上の画素数を有するイメージセンサを採用する。
In the present embodiment, the
前記ドライバIC23は、撮像素子22が出力した電気信号に対してノイズ除去およびA/D変換を行うアナログフロントエンド(AFE)24と、撮像素子22の駆動タイミングおよびAFE24等における各種信号処理のパルスを発生するタイミングジェネレータ(TG)25と、前記送受信アンテナ27を接続し、前記可撓性導波管50を介してAFE24が出力したデジタル信号をビデオプロセッサ3における画像処理部との間で送受信するための送受信回路26と、撮像素子22の動作を制御する図示しない制御部と、を有する。
The
前記送受信回路26は、いわゆるMMIC(monolithic microwave integrated circuit;モノシリックマイクロ波集積回路)により形成される、ミリ波・サブミリ波通信回路である。
The transmission /
また前記ドライバIC23は、本実施形態においては、前記アナログフロントエンドAFE24、タイミングジェネレータTG25、送受信回路26等の各回路が全てシリコンCMOSプロセスにより作成され、十分に小型化されている。
In the present embodiment, all the circuits such as the analog
また、撮像素子22とドライバIC23とは、セラミック基板28を介して接続され、また、当該セラミック基板28(図3等参照)にはコンデンサ29等の複数の受動部品が搭載されている。
The
一方、ビデオプロセッサ3は、内視鏡2における前記撮像ユニット20から出力される画像信号に対して所定の画像処理を施す前記画像処理部としての画像信号処理回路31と、内視鏡2における撮像素子22等に対して供給するための電源を生成する電源供給回路32と、前記可撓性導波管50を介して内視鏡2における撮像ユニット20と所定の信号の送受信を行うための送受信回路33と、送受信回路33に接続された送受信アンテナ34と、を備える。
On the other hand, the
なお、前記画像信号処理回路31は、撮像素子22およびドライバIC23を制御するための制御信号(例えば、クロック信号、同期信号等)を生成し、前記撮像素子22およびドライバIC23に向けて送出する。
The image
なお、ビデオプロセッサ3における前記送受信回路33も、前記送受信回路26と同様に、いわゆるMMIC(monolithic microwave integrated circuit;モノシリックマイクロ波集積回路)により形成される。
The transmission / reception circuit 33 in the
また、図2に示すように、内視鏡2における前記挿入部6、操作部7およびユニバーサルコード8内には、上述したように信号伝送路としての前記可撓性導波管50が内設されるが、本実施形態においては、前記可撓性導波管50の外表面には各種信号線を内設した可撓性基板40が配設される。
As shown in FIG. 2, the
すなわち、図2および図5に示すように、本実施形態において前記可撓性導波管50の外表面には可撓性基板40が配設されるが、この可撓性基板40には、ビデオプロセッサ3における画像信号処理回路31から供給される各種制御信号を伝送する制御信号線41、電源供給回路32から供給される電源を伝送する電源線42およびグランド線(GND線)43が、それぞれ内設される。可撓性基板40については、後に詳述する。
That is, as shown in FIGS. 2 and 5, a
そして、内視鏡2における撮像素子22およびドライバIC23における前記各回路には、前記制御信号線41を介して所定の制御信号(例えば、クロック信号、同期信号等)が供給されるようになっている。
Then, a predetermined control signal (for example, a clock signal, a synchronization signal, or the like) is supplied to the
同様に、内視鏡2における前記撮像素子22およびドライバIC23における前記各回路には、前記可撓性基板40に内設された前記電源線42およびグランド線(GND線)43を介して、ビデオプロセッサ3の電源供給回路32から電源が供給されるようになっている。
Similarly, a video signal is supplied to the
<可撓性導波管および送受信回路並びに撮像ユニットについて>
次に、本実施形態にかかる内視鏡システムにおける導波路(可撓性導波管)および送受信回路、並びにこれらの周辺回路(撮像ユニット等)について説明する。
<Flexible waveguide, transmission / reception circuit, and imaging unit>
Next, the waveguide (flexible waveguide) and the transmission / reception circuit in the endoscope system according to the present embodiment, and their peripheral circuits (such as an imaging unit) will be described.
本発明は、誘電率の高さ、誘電正接の小ささ、適切な可撓性の3条件を適切に満たす誘電体混合材料を含みミリ波領域(サブミリ波を含む)で用いる可撓性導波管、当該可撓性導波管を有する画像伝送装置、当該可撓性導波管を有する内視鏡、および、内視鏡システムを提供する。 The present invention relates to a flexible waveguide used in a millimeter wave region (including a submillimeter wave) including a dielectric mixed material which appropriately satisfies three conditions of a high dielectric constant, a small dielectric loss tangent, and an appropriate flexibility. Provided are a tube, an image transmission device having the flexible waveguide, an endoscope having the flexible waveguide, and an endoscope system.
また、本発明は、当該内視鏡における撮像部とビデオプロセッサにおける画像処理部とを結ぶ信号伝送方式として従来用いられてきた、リードワイヤによる信号伝送方式および光ファイバによる信号伝送方式に代わり、ミリ波またはサブミリ波(おおよそ30〜600GHzの周波数を有する電波)を通す導波路(可撓性導波管)による信号伝送方式を新たに提案するものでもある。 In addition, the present invention provides a millimeter signal instead of a signal transmission method using a lead wire and an optical fiber, which has been conventionally used as a signal transmission method for connecting an imaging unit in the endoscope and an image processing unit in a video processor. A signal transmission method using a waveguide (flexible waveguide) for passing a wave or a submillimeter wave (a radio wave having a frequency of about 30 to 600 GHz) is also newly proposed.
なお、本実施形態においてミリ波、サブミリ波は、ミリからサブミリオーダ(0.5〜10mm程度)の波長をもつ電波を指すものとする。 In the present embodiment, the millimeter wave and the submillimeter wave refer to radio waves having a wavelength in the order of millimeters to submillimeters (about 0.5 to 10 mm).
図2に示すように、撮像ユニット20は、挿入部6の最先端に配設された先端硬性部10において、被検体像を入光する撮像光学系21の後方に配設される。また、撮像ユニット20は、上述したように、被検体像を撮像して光電変換により所定の画像信号を出力する撮像素子22等を含むとともに、当該撮像ユニット20からは挿入部基端側に向けて導波路(可撓性導波管)50(本実施形態においては、この可撓性導波管50に可撓性基板40が配設される)が延設されるようになっている。
As shown in FIG. 2, the
また撮像ユニット20は、上述したように、撮像光学系21が集光した光を受光して電気信号に光電変換する前記撮像素子22と、撮像素子22の近傍基端側に配設され、当該撮像素子22を駆動すると共に撮像素子22から出力された撮像信号に所定の処理を施すドライバIC23と、ドライバIC23の基端側に設けられ、可撓性導波管50を介して信号の送受信をするための送受信アンテナ27と、を有する。
Further, as described above, the
ドライバIC23は、上述したように、アナログフロントエンド(AFE)24、タイミングジェネレータ(TG)25、送受信回路26および図示しない制御部等を有するが、撮像素子22とはセラミック基板28を介して接続されるようになっている。
As described above, the
<可撓性導波管および可撓性基板の構成>
図3は、第1の実施の形態の可撓性導波管および撮像ユニットの構造を示した要部拡大斜視図であり、図4は、第1の実施の形態の可撓性導波管および撮像ユニットの構造を一部断面にて示した要部拡大斜視図である。また、図5は、第1の実施の形態の可撓性導波管の外表面に電源線等を含む可撓性基板を配設した状態を示した要部拡大斜視図である。なお、図3、図4においては、可撓性基板40については省略して図示している。
<Configuration of Flexible Waveguide and Flexible Substrate>
FIG. 3 is an enlarged perspective view of a main part showing the structure of the flexible waveguide and the imaging unit according to the first embodiment, and FIG. 4 is a flexible waveguide according to the first embodiment. FIG. 2 is an enlarged perspective view of a main part showing a structure of the imaging unit in a partial cross section. FIG. 5 is an enlarged perspective view of a main part showing a state in which a flexible substrate including a power supply line and the like is provided on the outer surface of the flexible waveguide according to the first embodiment. 3 and 4, the
前記ドライバIC23の基端側には、図3、図4、図5に示すように、前記ドライバIC23のパッケージに一体化された前記送受信アンテナ27を挟んで、ミリ波またはサブミリ波を通す前記可撓性導波管50の先端部および可撓性基板40の先端部が接続されている。
As shown in FIG. 3, FIG. 4, and FIG. 5, the base end of the
この可撓性導波路50(以下、導波管50とも記す)は、可撓性を有し、先端硬性部10に配設された前記ドライバIC23にその先端側が接続された後、挿入部6の基端側に向けて延出されるようになっている。
The flexible waveguide 50 (hereinafter, also referred to as a waveguide 50) has flexibility, and after the distal end side is connected to the
より詳しくは、可撓性導波管50は、挿入部6においてドライバIC23よりさらなる基端側、すなわち、先端硬性部10における前記ドライバIC23の配設箇所より基端側部をはじめ、より基端側の前記湾曲部9および可撓管部を含めた挿入部6の内部を挿通した後、操作部7内部およびユニバーサルコード8の内部を挿通し、ビデオプロセッサ3に至る位置に配設されるようになっている。
More specifically, the
なお、前記可撓性導波管50の基端側は、ユニバーサルコード8の一端に設けたコネクタにおける変換を経てビデオプロセッサ3に接続されるものであってもよい。
The base end side of the
前記可撓性導波管50は、撮像ユニット20とビデオプロセッサ3における前記画像処理部(画像処理回路31)とを結ぶ信号伝送路であって、少なくとも一部がミリ波またはサブミリ波を伝搬する導波路である。
The
<可撓性導波管における内部誘電体および外部導体>
ここで、本実施形態における前記可撓性導波管50における内部誘電体および外部導体について詳しく説明する。
<Inner dielectric and outer conductor in flexible waveguide>
Here, the internal dielectric and the external conductor in the
図9は、本発明の第1の実施形態の可撓性導波管において可撓性基板を省いて示した要部斜視図である。 FIG. 9 is a perspective view of a main part of the flexible waveguide according to the first embodiment of the present invention, in which a flexible substrate is omitted.
本実施形態における可撓性導波管は、誘電率の高さ、誘電正接の小ささ、適切な可撓性の3条件を適切に満たす誘電体材料を含みミリ波領域(サブミリ波を含む)で用いるものであって、ミリ波またはサブミリ波(以下、場合により代表してミリ波と記載する)を通す導波路により構成されることを特徴とする。 The flexible waveguide according to the present embodiment includes a dielectric material that appropriately satisfies three conditions of high dielectric constant, small dielectric loss tangent, and appropriate flexibility, and has a millimeter wave region (including a submillimeter wave). , And is characterized by being constituted by a waveguide through which a millimeter wave or a submillimeter wave (hereinafter, sometimes referred to as a millimeter wave in some cases) passes.
なお、本実施形態においてミリ波、サブミリ波は、ミリからサブミリオーダ(0.5〜10mm程度)の波長をもつ電波を指すものとする。 In the present embodiment, the millimeter wave and the submillimeter wave refer to radio waves having a wavelength in the order of millimeters to submillimeters (about 0.5 to 10 mm).
図9に示すように、本第1の実施形態における可撓性導波管50は、長手方向に誘電率が均一、かつ、長手方向に断面が同一形状を呈する線状の可撓性を有する内部誘電体(第1の誘電体51、第2の誘電体52)と、当該内部誘電体の外周を覆う位置に配設された外部導体53と、を有する。なお、図9においては、可撓性基板40を省いて示している。
As shown in FIG. 9, the
なお本実施形態において、「誘電率が均一」とは、導波管内部を伝搬する電波(ミリ波またはサブミリ波)の波長オーダーの寸法でみたときに均一であることを意味するものである。すなわち、波長オーダーよりも1〜2桁以上寸法の異なる構造による誘電率分布は、導波管内部を伝搬する電波には影響を与えないため、本実施形態においては、これを含めて誘電率が均一と表現している。 In the present embodiment, “uniform dielectric constant” means that the electric wave (millimeter wave or submillimeter wave) propagating inside the waveguide is uniform when viewed in a wavelength order. That is, since the permittivity distribution due to the structure having a dimension different from the wavelength order by one to two digits or more does not affect the radio wave propagating inside the waveguide, the permittivity including this in the present embodiment includes the permittivity. Expressed as uniform.
<内部誘電体の構成>
図10は、第1の実施形態の可撓性導波管における第2の誘電体を示した要部拡大斜視図、図11は、第1の実施形態の可撓性導波管および可撓性基板の長手方向に垂直な方向の断面を示した要部拡大断面図である。
<Structure of internal dielectric>
FIG. 10 is an enlarged perspective view of a main part showing a second dielectric in the flexible waveguide according to the first embodiment, and FIG. 11 is a flexible waveguide and a flexible waveguide according to the first embodiment. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a cross section in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the flexible substrate.
前記内部誘電体は、本第1の実施形態においては、長手方向に垂直な断面において相対的に内側に位置する第1の誘電体51と、長手方向に垂直な断面において前記第1の誘電体51より外側に位置し(かつ、本実施形態においては、第1の誘電体51の外周部の全周を覆うように配置され)、前記第1の誘電体51よりも低い誘電率を備える第2の誘電体52と、を有する。
In the first embodiment, the internal dielectric includes a
また、本実施形態において前記内部誘電体は、図9に示すように、長手方向の中心に連続した管形状を呈する空間を有する第2の誘電体52における当該空間内部に、結晶粉末により形成された第1の誘電体51を充填することで構成される。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 9, the internal dielectric is formed of crystal powder inside the space of the
この第1の誘電体51における前記結晶粉末は、本実施形態においては、高純度のα−Al2O3結晶粉末(本実施形態においては、住友化学株式会社製高純度アルミナAA−18、純度=99.99%以上)を適用する。この高純度α−Al2O3結晶粉末は、例えば、平均直径が約18μmの略球状を呈する。
In the present embodiment, the crystal powder in the
なお、図9において、第1の誘電体51は、便宜上、棒状の固体形状のように描いているが、上述するように第1の誘電体51はアルミナ結晶粉末であり、第2の誘電体52における前記管形状の空間内部に充填されることで形状を保つようになっている。また、図9においては、可撓性基板40を省いて示している。
Note that, in FIG. 9, the
一方、第2の誘電体52は、発泡PTFE(e−PTFE)により形成され、図10に示すように、長手方向の中心には、連続した管形状を呈する空間を有する。また、第2の誘電体52は、前記管形状の内面には連続気孔が形成される。
On the other hand, the
ここで前記第1の誘電体51における高純度α−Al2O3結晶の大きさ(径)は、前記第2の誘電体52における前記連続気孔における大きさよりも大きく、すなわち、α−Al2O3結晶は、前記連続気孔を通過し得ない。
Here, the size (diameter) of the high-purity α-Al 2 O 3 crystal in the
<外部導体の構成>
図12は、第1の実施形態の可撓性導波管における平箔糸を組紐形状に組んでなる外部導体および内部誘電体の構成を示した要部拡大断面図であり、図13は、第1の実施形態の可撓性導波管における平箔糸を組紐形状に組んでなる外部導体の外観を示した外観図でありる。また、図14は、第1の実施形態の可撓性導波管における外部導体の構成を示した要部断面図である。
<Structure of external conductor>
FIG. 12 is a main part enlarged cross-sectional view showing a configuration of an outer conductor and an inner dielectric formed by braiding flat foil yarns in a braided shape in the flexible waveguide of the first embodiment, and FIG. FIG. 2 is an external view showing an external conductor formed by braiding flat foil threads in a braided shape in the flexible waveguide of the first embodiment. FIG. 14 is a cross-sectional view of a main part illustrating a configuration of an external conductor in the flexible waveguide according to the first embodiment.
本実施形態において外部導体53は、図9、図11、図12等に示すように、前記内部誘電体(第1の誘電体51および第2の誘電体52)の外周を覆う位置に配設され、可撓性を有する筒状を呈する金属層部として構成される。具体的に外部導体53は、帯状の複数の平箔糸により構成される。
In this embodiment, the
この帯状の平箔糸は、図14に示すように、延伸方向に垂直な断面が長方形断面を呈し、樹脂などの非金属物質を包含する下地層55と、金属物質を包含する金属箔56を有して構成される。より具体的に当該平箔糸は、下地層55として厚さ25μmの樹脂フィルム(例えば、PET)を採用し、また、金属箔56としては厚さ9μmの銅箔を採用し、幅0.2mmの帯状を呈して形成される。
As shown in FIG. 14, this band-shaped flat foil thread has a rectangular cross section perpendicular to the stretching direction, and has a
また、外部導体53は、複数(例えば、32本)の平箔糸を、図12および図13に示すように円筒組紐状に組んで形成される。具体的には、前記内部誘電体における外側誘電体である第2の誘電体52の外周面において、当該第2の誘電体52に接する側に前記金属箔56を配置して巻きつけられるように延在すると共に、互いの平箔糸が組紐状形態を形成するように編成されるようになっている(図12における拡大図参照)。
Further, the
なお、当該外部導体53は、上述したように所定の金属層部(金属箔56)を含み、当該金属箔56の導電率は純銅相当の59×106S/mに設定される。なお、ここでは導電率を一意に定めたが、本発明において金属層部の導電率は、これに限定されず、実施形態においては、導電率の良い金属層を用いることが好ましい。
The
なお、上述したように本実施形態において外部導体53である前記平箔糸は、第2の誘電体52に接する側に金属箔56を配し外側に樹脂フィルム55を有するように構成したが、これに限ることなく、金属層を含む別の形態によって(例えば金属層のみによって)構成されてもよい。
As described above, in the present embodiment, the flat foil yarn serving as the
また、上述したように外部導体53である複数の平箔糸を、第2の誘電体52の外周に対して、例えば角度45度にて巻き付けて組紐状に編み込むと、糸と糸の間に、いわゆる「製紐孔」と称される孔が生じる。図12における拡大図に示すように、この製紐孔を符号54で示す。
Further, as described above, when a plurality of flat foil yarns serving as the
この製紐孔54は、“孔”の部分においては下方側の第2の誘電体52の表面が露出することになる。このように、本実施形態の可撓性導波管50は、導波管の長手方向(伝搬方向)に向かって金属部分の割合が周期的に変化するように外部導体53が形成される。換言すれば、本実施形態の可撓性導波管50は、外部導体53について長手方向に周期的な形状変化が生じていると共に、外部導体の抵抗(インピーダンス)分布が伝搬方向に対して所定の周期性をもって変化することとなる。
In the
また、第1の誘電体51および第2の誘電体52における長手方向に垂直な断面形状は、以下のとおりである。
The cross-sectional shapes of the
図11に示すように、第2の誘電体52は、前記第1の誘電体51の外周部を覆う筒状であって、その内側に第1の誘電体51の中心を配し、
その内周部は、長径a=1.66mm、短径b=0.83mm
その外周部は、径r=2.26mm
に設定される。
As shown in FIG. 11, the
The inner circumference has a major axis a = 1.66 mm and a minor axis b = 0.83 mm.
The outer periphery has a diameter r = 2.26 mm
Is set to
さらに、外部導体53は、第2の誘電体52の外周部に密着して覆うように配設され、その内周面は平坦であり、導電率は純銅相当の59×106S/mに設定される。
Further, the
なお、図11等においては、外部導体53は所定の厚みを持って表現されているが、上述したように、図面は模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率等は現実とは異なり、すなわち、当該外部導体53は、実際には十分に薄い金属箔56により構成される。
In FIG. 11 and the like, the
上述したように、本実施形態における第1の誘電体51は、断面形状を維持し易く構成され、これにより、当該誘電体内部を伝送する電波の伝送モードを安定させることができるという効果を奏する。
As described above, the first
さらに可撓性導波管50は、上述したように、第1の誘電体51において長手方向に安定した断面形状が延設されることにより、外部から印加される外力により導波管自体が曲折されたとしても当該曲折に起因する伝送損失の増大が抑えられ、結果として伝送損失量が安定するという効果を奏する。
Further, as described above, the
一方、上述したように、本実施形態において第2の誘電体52は、第1の誘電体51の外周部の全周を覆うように配設され、かつ、第1の誘電体51と金属層である外部導体53とに挟まれる領域に配設されることを特徴とする。
On the other hand, as described above, in the present embodiment, the
ここで、上述したように、第2の誘電体52は第1の誘電体51よりも低い誘電率を備える。すなわち、第1の誘電体51の誘電率が第2の誘電体52の誘電率よりも高いことから、かつ、第2の誘電体52は、第1の誘電体51の外周部の全周を覆うように配置されることから、可撓性導波管50内を伝送する電磁波のエネルギーを第1の誘電体51に閉じ込めることができる。
Here, as described above, the
その結果、本実施形態の可撓性導波管50においては、金属層である外部導体53体に起因する伝送損失の発生を抑えることができる。
As a result, in the
<可撓性基板の構成>
図5は、第1の実施の形態の可撓性導波管の外表面に電源線等を含む可撓性基板を配設した状態を示した要部拡大斜視図である。また、図6は、第1の実施の形態の可撓性導波管の外表面に配設した可撓性基板と撮像ユニットとの接続部付近の状態を示した説明図である。
<Structure of flexible substrate>
FIG. 5 is an enlarged perspective view of a main part showing a state in which a flexible substrate including a power supply line and the like is provided on the outer surface of the flexible waveguide according to the first embodiment. FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state near a connecting portion between the flexible substrate disposed on the outer surface of the flexible waveguide according to the first embodiment and the imaging unit.
図5に示すように、本実施形態においては、前記可撓性導波管50の外表面には各種信号線を内設した可撓性基板40が配設される。
As shown in FIG. 5, in the present embodiment, a
可撓性基板40は、制御信号線41、電源線42およびグランド線(GND線)43を内設した、厚さ約0.2mmのフレキシブル基板またはストレッチャブル基板により構成される。そして可撓性基板40は、図5に示すように、可撓性導波管50における外部導体53の外表面において螺旋状に巻きつけられて、当該可撓性導波管50の長軸方向に向けて延設されている。
The
可撓性基板40は、上述したように、厚さ約0.2mmのフレキシブル基板またはストレッチャブル基板により構成されるが、自らは十分な可撓性を備える素材で構成されるようになっている。
As described above, the
また可撓性基板40は、可撓性導波管50の可撓性についても影響を及ぼすことのないように当該可撓性導波管50の外表面に螺旋状に巻きつけられて延設されるようになっている。
The
本実施形態においては、上述したように外部導体53は、複数(例えば、32本)の平箔糸を、図12に示すように円筒組紐状に組んで形成されるが、可撓性基板40は、当該円筒組紐状に編まれた外部導体53のさらに外表面に、当該外部導体53の変位に影響を及ぼすことの無いように、螺旋状に巻きつけられるようになっている。
In the present embodiment, as described above, the
<可撓性基板40の曲折>
また、図5、図6に示すように、可撓性基板40の一端には、コネクタ端子44が配設され、撮像ユニット20におけるセラミック基板28に接続されるようになっている。
<Bending of
5 and 6, a
ここで上述したように可撓性基板40は、可撓性導波管50における外部導体53の外表面において螺旋状に巻きつけられて延設されるが、その一端部(撮像ユニット20との接続側)は、図5、図6に示すように、一定の折り曲げ角度によって折り曲げられた後、当該曲折部分より先端側に設けられたコネクタ端子44が、セラミック基板28に接続されるようになっている。
Here, as described above, the
本実施形態においては、可撓性導波管50の長軸方向とコネクタ端子44の側面とが平行となるように可撓性基板40を折り曲げる。具体的には、図6に示すように、可撓性基板40が外部導体53に螺旋状に巻きつけられる角度(可撓性基板40の巻きつけ角度)をα、可撓性基板40が折り曲げられる角度(可撓性基板40の折り曲げ角度)をβとすると、
折り曲げ角度β=巻きつけ角度α/2
の関係を有するように、可撓性基板40を折り曲げる。
In the present embodiment, the
Bending angle β = winding angle α / 2
The
また、可撓性基板40を折り曲げた際、可撓性基板40における裏面の端と表面の端とが重なることになるが、この重なる部分の角度をγとするとき、
γ=巻きつけ角度α
となるように可撓性基板40を折り曲げてもよい。
Further, when the
γ = winding angle α
The
このように可撓性基板40を折り曲げることで、可撓性導波管50と図示しない導波管のコネクタとの取り付け方向と、可撓性基板40と図示しない可撓性基板のコネクタとの取り付け方向と、が同一になるため、例えば、内視鏡先端部など、少ない体積で可撓性基板40と可撓性導波管50とを接続することができる。
By bending the
また、可撓性導波管50と可撓性基板40との接続部分が平行になることから、取り付け後に可撓性基板40と可撓性導波管50とに加わるストレスは同じとなり、コネクタ接続後、どちらか一方にストレスが加わることがなく、コネクトが外れてしまうような接続不良の要因も解消できる。
Further, since the connection portion between the
<可撓性基板40の周期的配置および固定>
図7は、第1の実施の形態の可撓性導波管の外表面において可撓性基板が周期的に巻回される様子および接着剤による固定位置を示した説明図、図8は、第1の実施の形態の可撓性導波管の外表面に配設した可撓性基板と撮像ユニットとの接続部付近における接着状態を示した説明図である。
<Periodic Arrangement and Fixation of
FIG. 7 is an explanatory view showing a state in which the flexible substrate is periodically wound on the outer surface of the flexible waveguide according to the first embodiment and a fixing position by an adhesive, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an adhesion state near a connection portion between a flexible substrate disposed on an outer surface of the flexible waveguide according to the first embodiment and an imaging unit.
図7に示すように、可撓性基板40は、可撓性導波管50における外部導体53の外表面において、周期的なピッチを確保した状態で螺旋状に巻回される。
As shown in FIG. 7, the
ここで、可撓性基板40は、上述したように自らは十分な可撓性を備える素材で構成される一方で、反発性を有することから可撓性導波管50に巻きつけたとしても、当該可撓性導波管50に固定しなければ可撓性導波管50から分離してしまうことになる。
Here, the
本実施形態の可撓性基板40は係る事情に鑑み、巻き付く対象である可撓性導波管50(外部導体53)の変位に影響を及ぼすことの無いように、図7に示す如く、長手方向に一定の間隔において接着剤61により外部導体53に固定するようになっている。
In view of such circumstances, the
一方で、可撓性基板40は、その一端部に配設した前記コネクタ端子44を撮像ユニットにおけるセラミック基板28の端子部に接続しなければならないため、ある程度の自由度を要する。
On the other hand, the
係る事情に鑑み本実施形態の可撓性基板40は、図8に示すように、可撓性基板40における前記曲折部分より基端側において、接着剤61により外部導体53に固定し、当該曲折部分より先端側は自由端部となるように形成されている。
In view of such circumstances, as shown in FIG. 8, the
これにより、可撓性基板40を図示しないコネクタに接続する際、当該可撓性基板40自体に自由度があるため容易に接続することができる。
Thus, when connecting the
一方、可撓性基板40に内設された制御信号線41は、ビデオプロセッサ3の画像信号処理回路31から延設され、例えば、撮像素子22に供給するための所定の制御信号(例えば、クロック信号、同期信号等)を伝送する信号線である。そして、内視鏡2における撮像素子22およびドライバIC23における前記各回路には、当該制御信号線41を介して上述した所定の制御信号(例えば、クロック信号、同期信号等)が供給されるようになっている。
On the other hand, a
なお、上述した制御信号(クロック信号、同期信号)は、可撓性導波管50内を電波により伝送する高速の画像信号に比べると比較的低速の信号であるといえる。
It should be noted that the above-described control signals (clock signals and synchronization signals) are relatively slow signals as compared with high-speed image signals transmitted in the
さらに、可撓性基板40に内設された電源線42およびグランド線(GND線)43は、ビデオプロセッサ3の電源供給回路32から延設され、可撓性導波管50の先端側に配設された撮像素子22、ドライバIC23に接続される。そして、内視鏡2におけるこれら撮像素子22およびドライバIC23における各回路には、前記電源線42およびグランド線(GND線)43を介して、ビデオプロセッサ3の電源供給回路32から電源が供給されるようになっている。
Further, a
なお、可撓性基板40における前記制御信号線41、前記電源線42およびグランド線(GND線)43は、その基端側において、図5においては図示しないが所定のコネクタ端子を介してビデオプロセッサ3の画像信号処理回路31に接続される。
一方、前記制御信号線41、前記電源線42およびグランド線(GND線)43の先端側は、図5に示すように、所定のコネクタ端子44により、セラミック基板28における端子部に接続される。
The
On the other hand, the distal ends of the
以上説明したように、本実施形態の可撓性導波管50は、制御信号線41、電源線42およびグランド線(GND線)43を内設した、厚さ約0.2mmのフレキシブル基板またはストレッチャブル基板により構成される可撓性基板40を、可撓性導波管50における外部導体53の外表面において螺旋状に巻きつけるように延設したので、可撓性導波管50の可撓性に影響を及ぼさずに、可撓性導波管50の細径化を図ることができる。
As described above, the
さらに本実施形態の可撓性基板40を配設した可撓性導波管50は、制御信号線41、電源線42およびグランド線(GND線)43等のケーブルを、撮像ユニット20に別途接合する等の手間を省くことができるので、工数を大幅に軽減することができる。
Further, the
なお、上述した実施形態においては、可撓性基板40を可撓性導波管50の外表面に巻きつけるように配設するが、可撓性導波管50を含む内視鏡システム1において、例えば光ファイバによる伝送経路を備える内視鏡システムに対しても、可撓性基板40を当該光ファイバの外表面に巻きつけるように配設することもできる。
In the above-described embodiment, the
<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。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
上述した第1の実施形態は、上述の如き可撓性導波管を内視鏡に適用したが、本第2の実施形態は、上述の如き可撓性導波管を所定の画像信号を伝送する画像伝送装置に適用するものである。 In the first embodiment described above, the flexible waveguide as described above is applied to an endoscope. In the second embodiment, the flexible waveguide as described above is used to transmit a predetermined image signal. The present invention is applied to an image transmission device for transmission.
この第2の実施形態に係る画像伝送装置は、第1の実施形態に示されるような内視鏡システムに限らず、いわゆるFHD(Full High Definition)を超える4K/8K画像に代表される高精細/大容量の画像信号を伝送可能とする伝送装置であって、換言すれば、基本周波数が10GHzを超えるような高速信号の伝送線路を有する伝送装置である。 The image transmission apparatus according to the second embodiment is not limited to the endoscope system as shown in the first embodiment, but has a high definition represented by a 4K / 8K image exceeding a so-called FHD (Full High Definition). / A transmission device capable of transmitting a large-capacity image signal, in other words, a transmission device having a transmission line of a high-speed signal whose fundamental frequency exceeds 10 GHz.
さらに、本第2の実施形態に係る当該伝送路は、数センチメートル〜5メートル程度以下の長さで5Gbps以上の通信速度を実現しうるミリ波(サブミリ波を含む)領域で用いることを想定するものあって、かつ、可撓性を要するものである。 Further, it is assumed that the transmission line according to the second embodiment is used in a millimeter wave (including a submillimeter wave) region capable of realizing a communication speed of 5 Gbps or more with a length of about several centimeters to 5 meters or less. And requires flexibility.
上記の第1の実施形態として説明した誘電体材料を含む可撓性導波管は、斯様な条件を要する第2の実施形態の如き画像伝送装置にあっても適切に適用することができる。 The flexible waveguide including the dielectric material described as the first embodiment can be appropriately applied to an image transmission device such as the second embodiment requiring such conditions. .
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and various changes, modifications, and the like can be made without departing from the spirit of the present invention.
1:内視鏡システム
2:内視鏡
3:ビデオプロセッサ
6:挿入部
7:操作部
8:ユニバーサルコード
10:先端硬性部
20:撮像ユニット
21:撮像光学系
22:撮像素子
23:ドライバIC
26:送受信回路
27:送受信アンテナ
33:送受信回路
34:送受信アンテナ
40:可撓性基板
41:制御信号線
42:電源線
43:GND線
44:コネクタ端子
50:可撓性導波管(導波路)
51:内部誘電体(第1の誘電体)
52:内部誘電体(第2の誘電体)
53:外部導体
54:製紐孔
1: Endoscope system 2: Endoscope 3: Video processor 6: Insertion section 7: Operation section 8: Universal cord 10: Tip rigid section 20: Imaging unit 21: Imaging optical system 22: Imaging element 23: Driver IC
26: transmitting / receiving circuit 27: transmitting / receiving antenna 33: transmitting / receiving circuit 34: transmitting / receiving antenna 40: flexible substrate 41: control signal line 42: power supply line 43: GND line 44: connector terminal 50: flexible waveguide (waveguide) )
51: Internal dielectric (first dielectric)
52: Internal dielectric (second dielectric)
53: Outer conductor 54: String hole
Claims (5)
前記誘電体の外周を覆う位置に配設され、可撓性を有する筒状により形成された外部導体と、
を有し、60GHz近傍以上のミリ波またはサブミリ波以上の周波数帯域の電波を伝導する可撓性導波管であって、
前記外部導体の外表面に巻きつけるように配設された可撓性基板を有する
ことを特徴とする可撓性導波管。 A linear dielectric whose dielectric constant is uniform in the longitudinal direction, and whose cross section has the same shape in the longitudinal direction;
An outer conductor disposed at a position covering the outer periphery of the dielectric, and formed of a flexible tubular member,
Having a flexible waveguide that conducts radio waves in a frequency band of millimeter waves or sub-millimeter waves or more near 60 GHz or more,
A flexible waveguide, comprising: a flexible substrate disposed so as to be wound around an outer surface of the outer conductor.
ことを特徴とする請求項1に記載の可撓性導波管。 2. The flexible waveguide according to claim 1, wherein the flexible substrate has a line for transmitting a predetermined AC signal or DC voltage therein. 3.
前記可撓性導波管は所定の画像信号を伝送する
ことを特徴とする可撓性導波管を有する画像伝送装置。 An image transmission device having the flexible waveguide according to claim 1,
An image transmission device having a flexible waveguide, wherein the flexible waveguide transmits a predetermined image signal.
前記可撓性導波管は所定の画像信号を伝送する
ことを特徴とする可撓性導波管を有する内視鏡。 An endoscope having the flexible waveguide according to claim 1,
An endoscope having a flexible waveguide, wherein the flexible waveguide transmits a predetermined image signal.
前記可撓性導波管により伝送された所定の画像信号に対して所定の画像処理を施す画像処理部と、
を具備することを特徴とする内視鏡システム。 An endoscope according to claim 4,
An image processing unit that performs predetermined image processing on a predetermined image signal transmitted by the flexible waveguide;
An endoscope system comprising:
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005176123A (en) * | 2003-12-12 | 2005-06-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Transmission line and onboard system |
JP2016127429A (en) * | 2014-12-27 | 2016-07-11 | 新日鉄住金化学株式会社 | Composite for shielding and high-frequency transmission member |
WO2017002585A1 (en) * | 2015-06-30 | 2017-01-05 | オリンパス株式会社 | Endoscope system |
JP2018099172A (en) * | 2016-12-19 | 2018-06-28 | オリンパス株式会社 | Dielectric mixed material, flexible waveguide containing dielectric mixed material, image transmission device having flexible waveguide, endoscope having the flexible waveguide, and endoscope system |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005176123A (en) * | 2003-12-12 | 2005-06-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Transmission line and onboard system |
JP2016127429A (en) * | 2014-12-27 | 2016-07-11 | 新日鉄住金化学株式会社 | Composite for shielding and high-frequency transmission member |
WO2017002585A1 (en) * | 2015-06-30 | 2017-01-05 | オリンパス株式会社 | Endoscope system |
JP2018099172A (en) * | 2016-12-19 | 2018-06-28 | オリンパス株式会社 | Dielectric mixed material, flexible waveguide containing dielectric mixed material, image transmission device having flexible waveguide, endoscope having the flexible waveguide, and endoscope system |
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