JP2021078750A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】非接触式のコネクタを有する内視鏡装置において、光信号の送受信ポートの数を少なくし、これによりコネクタのサイズを小型化する。【解決手段】内視鏡は、第１の開口部と、撮像素子が出力する電気信号を光に変換する第１の発光素子と、第１の開口部から入射する光を電気信号に変換する第１の受光素子と、第１の開口部から入射する光を前記第１の受光素子に入射させると共に、第１の発光素子からの光を前記第１の開口部に向けて入射させる第１の分光・重畳器とを備える。プロセッサは、第２の開口部と、電気信号を光に変換する第２の発光素子と、第２の開口部から入射する光を電気信号に変換する第２の受光素子と、第２の開口部から入射する光を第２の受光素子に入射させると共に、第２の発光素子からの光を第２の開口部に向けて入射させる第２の分光・重畳器とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、内視鏡装置に関する。

内視鏡装置は一般に、被検者の体内(消化器官など)に挿入される挿入部を有する内視鏡と、内視鏡に接続されるプロセッサとから構成される。プロセッサは、内視鏡に対し電力や光を供給すると共に、内視鏡との間で各種信号のやり取りを行うことが可能に構成される。

旧来の内視鏡装置では、内視鏡とプロセッサとは、電気的接点を有する接触式のコネクタにより接続されることが通常であった。しかし近年、内視鏡とプロセッサとの間で非接触で電力や各種電気信号を送受信可能に構成された内視鏡装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。電力は例えば内視鏡とプロセッサに設けられた送受信コイルにより送受信される。また、各種電気信号は、内視鏡又はプロセッサで一旦光信号に変換された後、内視鏡又はプロセッサにおいて再度電気信号に変換されて送受信がなされる。

しかし、このような非接触式のコネクタで光信号の送受信を行う場合、光信号の送受信ポートを、送信用と受信用とで別々に、少なくとも２カ所設ける必要がある。このため、電気的接点による接触式のコネクタに比べ、送受信ポートの数が多くなり、その結果、コネクタのサイズが大きくなってしまう傾向にある。コネクタのサイズを小型化することは、内視鏡装置の取り扱い易さの向上の観点から重要である。

特許第６３０２８６３号公報

本発明は、非接触式のコネクタを有する内視鏡装置において、光信号の送受信ポートの数を少なくし、これによりコネクタのサイズを小型化することが可能な内視鏡装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の第１の態様に係る内視鏡装置は、撮像素子を含む内視鏡と、前記内視鏡に接続されるプロセッサとを備える。前記内視鏡は、第１の開口部と、前記撮像素子が出力する電気信号を光に変換する第１の発光素子と、前記第１の開口部から入射する光を電気信号に変換する第１の受光素子と、前記第１の開口部から入射する光を前記第１の受光素子に入射させると共に、前記第１の発光素子からの光を前記第１の開口部に向けて入射させる第１の分光・重畳器とを備える。前記プロセッサは、前記内視鏡が前記プロセッサに接続された場合に前記第１の開口部と対向するように配置される第２の開口部と、電気信号を光に変換する第２の発光素子と、前記第２の開口部から入射する光を電気信号に変換する第２の受光素子と、前記第２の開口部から入射する光を前記第２の受光素子に入射させると共に、前記第２の発光素子からの光を前記第２の開口部に向けて入射させる第２の分光・重畳器とを備える。

本発明の第２の態様に係る内視鏡装置は、撮像素子を含む内視鏡と、前記内視鏡に接続されるプロセッサとを備える。前記内視鏡は、第１の開口部と、前記撮像素子が出力する電気信号を光に変換する第１の発光素子と、光を電気信号に変換する第１の受光素子と、前記第１の開口部に対し鋭角な第１の方向に沿って入射する光を前記第１の受光素子に向けて反射させると共に、前記第１の発光素子からの光を前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って前記第１の開口部に向けて入射させる第１の光反射部とを備える。前記プロセッサは、前記内視鏡が前記プロセッサに接続された場合に前記第１の開口部と対向するように配置される第２の開口部と、電気信号を光に変換する第２の発光素子と、前記第２の開口部から入射する光を電気信号に変換する第２の受光素子と、前記第２の開口部から前記第２の方向に沿って入射する光を前記第２の受光素子に入射させると共に、前記第２の発光素子からの光を前記第１の方向に沿って前記第２の開口部に向けて反射させる第２の光反射部とを備える。

本発明の内視鏡によれば、接触式のコネクタを有する内視鏡装置において、光信号の送受信ポートの数を少なくし、これによりコネクタのサイズを小型化することが可能な内視鏡装置を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態の内視鏡装置１の外観図である。 内視鏡１００の先端部１０４の部分の構造を説明する概略斜視図である。 コネクタ部１０６及びプロセッサ２００の内部の、光信号の送受信に関する構成の詳細を説明するブロック図である。 分光・重畳器１５３、２５３の構成の一例を説明する光学構成図である。 第２の実施の形態の内視鏡装置の分光・重畳器１５３、２５３の構成の一例を説明する光学構成図である。 第３の実施の形態の内視鏡装置の分光・重畳器１５３、２５３の構成の一例を説明する光学構成図である。 第４の実施の形態の内視鏡装置の構成の一例を説明する光学構成図である。 第４の実施の形態の第１の変形例の内視鏡装置の構成の一例を説明する光学構成図である。 第４の実施の形態の第２の変形例の内視鏡装置の構成の一例を説明する光学構成図である。

以下、添付図面を参照して本実施形態について説明する。添付図面では、機能的に同じ要素は同じ番号で表示される場合もある。なお、添付図面は本開示の原理に則った実施形態と実装例を示しているが、これらは本開示の理解のためのものであり、決して本開示を限定的に解釈するために用いられるものではない。本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本開示の特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味においても限定するものではない。

本実施形態では、当業者が本開示を実施するのに十分詳細にその説明がなされているが、他の実装・形態も可能で、本開示の技術的思想の範囲と精神を逸脱することなく構成・構造の変更や多様な要素の置き換えが可能であることを理解する必要がある。従って、以降の記述をこれに限定して解釈してはならない。

［第１の実施の形態］
まず、本発明の第１の実施の形態の内視鏡装置について詳細に説明する。図１は、第１の実施形態の内視鏡装置１の外観図であり、図２は、内視鏡１００の先端部１０４の構造を示す斜視図である。内視鏡装置１は、内視鏡１００、プロセッサ２００、光源装置３００、送水送気部４００、吸引部５００、ディスプレイ６００、及び入力部７００から大略構成される。

内視鏡１００は、被検体の体内に挿入可能に構成されて被写体を撮像し、その撮像された画像の画像信号をプロセッサ２００に伝送する機能を有する。プロセッサ２００は、内視鏡１００からの画像信号を受信して所定の信号処理を実行する。

光源装置３００は、プロセッサ２００と接続可能に構成され、その内部に被写体を照射するための照射光を発する光源を備えている。光源からの光は、後述するライトガイドを介して被検体に向けて照射される。光源装置３００は、プロセッサ２００とは別体として構成されてプロセッサ２００と接続可能に構成されてもよいし、プロセッサ２００の内部に組み込まれていてもよい。

送水送気部４００は、被検体に対して供給される水流、又は空気流を放出するためのエアポンプ（図示せず）を備えている。吸引部５００は、内視鏡１００を介して被検者の体内から吸引された体液や切除物を吸引するためのポンプ及びタンク（図示せず）を備えている。

ディスプレイ６００は、例えばプロセッサ２００でのデータ処理結果等に基づく表示を行うための表示装置である。また、入力部７００は、各種測定動作におけるオペレータからの指示を入力するための装置である。

内視鏡１００は、挿入部１０と、手元操作部１０２と、ユニバーサルケーブル１０５と、コネクタ部１０６とを備えている。挿入部１０は更に、可撓管部１０１と、湾曲部１０３と、先端部１０４とを備えている。

内視鏡１００の挿入部１０は、図１に示すように、可撓性を有し、被検体の体内に挿入するための可撓管部１０１を備えている。可撓管部１０１は、その一端において手元操作部１０２と接続されている。手元操作部１０２は、例えば湾曲操作ノブ１０２Ａ、その他ユーザによって操作可能な操作部を備えており、内視鏡装置１による撮像のための各種操作をオペレータに行わせるための部分である。なお、手元操作部１０２には、処置具を挿入させるための処置具挿入口１０２Ｂが設けられている。

可撓管部１０１のうち、湾曲部１０３に近い部分は、第１可撓管部１０１Ａであり、手元操作部１０２に近い部分は、第２可撓管部１０１Ｂである。湾曲部１０３が、湾曲操作ノブ１０２Ａのオペレータによる操作により能動的にその形状が変化可能にされているのに対し、この第１可撓管部１０１Ａは、湾曲操作ノブ１０２Ａの操作とは無関係な外力、例えば先端部１０４や湾曲部１０３が消化器官の壁面に当たることによる外力により、受動的にその形状が変化する部分である。第２可撓管部１０１Ｂも同様であるが、形状の変化の度合が第１可撓管部１０１Ａに比べ小さい（最大曲率半径が大きい）。なお、図１の例では、可撓管部１０１が２種類の可撓管部を有しているが、これに限定されるものではなく、３種類以上の可撓管部が備えられていても良いし、１種類でも構わない。

可撓管部１０１の先端には、湾曲可能に構成された湾曲部１０３（能動湾曲部）が設けられている。前述のように、手元操作部１０２に設けられた湾曲操作ノブ１０２Ａの回転操作に連動した操作ワイヤ（図１では図示せず）の牽引によって湾曲部１０３は湾曲する。なお、湾曲部１０３と第１可撓管部１０１Ａとの間には、湾曲用ワイヤＷや外力により変形しない接続部が設けられていてもよい。

更に、湾曲部１０３の先端には、撮像素子（撮像部）を備えた先端部１０４が連結されている。湾曲操作ノブ１０２Ａの回転操作による湾曲部１０３の湾曲動作に応じて先端部１０４の向きが変わることにより、内視鏡１００による撮影領域を変化させることができる。

手元操作部１０２の反対側からは、コネクタ部１０６に向けてユニバーサルケーブル１０５が延びている。ユニバーサルケーブル１０５は、挿入部１０と同様に、その内部にライトガイド、各種配線、各種チューブを含んでいる。

コネクタ部１０６は、内視鏡１００をプロセッサ２００に接続させるための接続部材である。コネクタ部１０６は、プロセッサ２００に設けられたスロットＳＬに挿入され、所定位置まで挿入された後、ラッチなどの固定手段（図示せず）によりプロセッサ２００に対し固定され得る。コネクタ部１０６は、水流及び空気流を挿入部１０に向けて送るための経路としての送水送気用チューブ１０８、及び吸引のための吸引用チューブ１０９を含む。

また、コネクタ部１０６は、電力、光、及び各種信号を非接触で送受信可能に構成されている。具体的にコネクタ部１０６は、受信コイルＣＬｂを備えている。この受信コイルＣＬｂは、コネクタ部１０６がスロットＳＬに挿入・固定された場合に、プロセッサ２００側に設けられた送信コイルＣＬａと対向する位置に配置され、これにより受信コイルＣＬｂは、送信コイルＣＬａに供給された電力を受信する。

また、コネクタ部１０６は、光通信のための開口部に設けられた光透過部Ｗ２を備えている。この光透過部Ｗ２は、例えば透明アクリル板であり、コネクタ部１０６がスロットに挿入・固定された場合に、プロセッサ２００側に設けられた光透過部Ｗ１と対向するように配置される。光透過部Ｗ１は、後述するように、プロセッサ２００の内部に配置された発光素子からの光を透過させると共に、コネクタ部１０６からの光を透過させる。また、光透過部Ｗ２は、後述するように、コネクタ部１０６の内部に配置された発光素子からの光を透過させると共に、プロセッサ２００からの光を透過させる。なお、光透過部Ｗ１及びＷ２の形式は不問であり、開口部を介して光が通過可能とされていればよい。

また、コネクタ部１０６は、レンズＬ２を備えている。このレンズＬ２は、コネクタ部１０６の内部に配置されユニバーサルケーブル１０５〜挿入部１０へと延びるライトガイドＬＧａ、ＬＧｂの一端に配置されている。このレンズＬ２は、コネクタ部１０６がスロットに挿入・固定された場合に、プロセッサ２００側に設けられたレンズＬ１と対向する位置に配置される。レンズＬ１と光源装置３００との間には、ライトガイドＬＧｃ、ＬＧｄが配置され、光源装置３００からの光をレンズＬ１へと伝送する。

図２を参照して、内視鏡１００の先端部１０４の構造を説明する。内視鏡１００の先端部１０４には、配光レンズ１１２Ａ、１１２Ｂが配置され、可撓管部１０１の内部には、先端部１０４からコネクタ部１０６に亘って、ライトガイドＬＧａ、ＬＧｂが延びている。光源装置３００からの光が、このライトガイドＬＧｃ、ＬＧｄ、ＬＧａ、ＬＧｄにより導光され、先端部１０４に配置された配光レンズ１１２Ａ、１１２Ｂにより、被検体に向けて照射される。

また、内視鏡１００は、図２に示すように、先端部１０４において対物レンズ１１３と撮像素子１３３を備えている。先端部１０４に設けられる対物レンズ１１３は、被検体からの散乱光や反射光を集光して、撮像素子１３３の受光面上に被検体の像を結像させる。

撮像素子１３３は、一例としてＣＣＤ（Charge Coupled Device）、又はＣＭＯＳセンサ(Complementary Metal Oxide Semiconductor Sensor)により構成され得る。撮像素子１３３は、プロセッサ２００から電気配線１３８を介して供給される信号（ゲインコントロール信号、露出制御信号、シャッタ速度制御信号など）により制御されるとともに、プロセッサ２００に対し、撮像された画像の画像信号を電気配線１３８及びＡ／Ｄ変換回路（図示せず）を介して供給するようにされている。電気配線１３８を介して送受信される電気信号は、光信号に変換された後、前述の光透過部Ｗ１、Ｗ２を介して内視鏡１００とプロセッサ２００との間で送受信される。

また、先端部１０４の端面には、各種チューブの端部又は開口として、送気送水口１１４、副送水口１１５、及び処置具口１１６が設けられている。送気送水口１１４（ノズル）は、先端部１０４の洗浄等のための水流、又は空気流を導入するため、送気送水チューブ１２１に接続されている。

また、副送水口１１５は、視野内の汚物除去のための副送水を導入するため、副送水チューブ１２２に接続されている。チューブ１２１〜１２２は、先端部１０４、湾曲部１０３、可撓管部１０１、手元操作部１０２、及びユニバーサルケーブル１０５の内部に沿って延びるように配置されている。

このようなチューブ１２１〜１２２に加え、内視鏡１００の内部には、処置具チューブ１４１が設けられている。処置具チューブ１４１は、鉗子等の処置具をその内部に進退自在に配置されている。処置具チューブ１４１の先端は、先端部１０４において処置具口１１６を構成している。

図３のブロック図を参照して、コネクタ部１０６及びプロセッサ２００の内部の、光信号の送受信に関する構成の詳細を説明する。コネクタ部１０６は、光信号の送受信のための構成として、受光素子１５１、発光素子１５２、分光・重畳器１５３、光／電気変換部１５４、及び電気／光変換部１５５を備えている。一方、プロセッサ２００は、光信号の送受信のための構成として、発光素子２５１、受光素子２５２、分光・重畳器２５３、電気／光変換部２５４、及び光／電気変換部２５５を備えている。なお、この例では、発光素子１５２、２５１は、それぞれ、波長λ１、波長λ２（≠λ１）の光を発するものとされている。また、受光素子１５１、２５２は、それぞれ、波長λ２、λ１を含む波長領域に感度を有するものとされている。

受光素子１５１は、光透過部Ｗ１及びＷ２、並びに分光・重畳器１５３を介してプロセッサ２００から受光された光を受光し、受光した光のパルス長や周波数に応じた電気信号を発生させる素子である。光／電気変換部１５４は、受光素子１５１からの信号を所定の形式の電気信号に変換して出力する。電気信号は、電気配線１３８を介して撮像素子１３３に送信される。

一方、撮像素子１３３から出力された電気信号は、電気配線１３８を介して電気／光変換部１５５に伝送され、発光素子１５２を駆動するための駆動信号に変換される。発光素子１５５は、駆動信号に対応する光信号を出力する。出力された光信号は、分光・重畳器１５３において光透過部Ｗ２及びＷ１に向けて出力される。

受光素子２５２は、光透過部Ｗ２及びＷ１、並びに分光・重畳器２５３を介してコネクタ部１０６から受光された光信号を受光し、受光した光のパルス長や周波数に応じた電気信号を発生させる素子である。光／電気変換部２５５は、受光素子２５２からの信号を所定の形式の電気信号に変換して出力し、回路部２５６に供給する。

一方、回路部２５６から出力された電気信号は、電気／光変換部２５４において、発光素子２５１を駆動するための駆動信号に変換される。発光素子２５１は、駆動信号に対応する光信号を出力する。出力された光信号は、分光・重畳器２５３において光透過部Ｗ１及びＷ２に向けて出力される。

このように、第１の実施の形態の内視鏡１００（コネクタ部１０６）及びプロセッサ２００は、一対の光透過部Ｗ１及びＷ２に対応して、分光・重畳器１５３、２５３を備えており、これにより、一対の光透過部Ｗ１及びＷ２において、光の送信及び受信の両方を同時に、時分割することなく実行可能とされている。送信及び受信の両方が可能となることにより、コネクタ部１０６及びプロセッサ２００において送受信ポートの数を少なくすることができ、コネクタ部１０６を小型化することができる。また、開口部が１つで済むことにより、コネクタをリバーシブル接続としたり、開口部を軸とした可動式コネクタとして構成としたりすることも可能になる。

図４の光学構成図を参照して、分光・重畳器１５３、２５３の構成の一例を説明する。この構成例では、分光・重畳器１５３は、ダイクロイックミラー１５３１と、全反射ミラー１５３２とを備えている。また、分光・重畳器２５３は、ダイクロイックミラー２５３１と、全反射ミラー２５３２とを備えている。

ダイクロイックミラー１５３１は、光透過部Ｗ１（第１の開口部ＡＰ１）の平面に対し斜めに反射面を有するように配置されており、発光素子１５２が発する波長λ１の光を透過し、且つ受光素子１５１が受光する波長λ２の光を反射する波長特性を有する。全反射ミラー１５３２は、光透過部Ｗ１を通過してダイクロイックミラー１５３１で反射した光（波長λ１の光を含む）を反射させて受光素子１５１に導く。

ダイクロイックミラー２５３１は、光透過部Ｗ２（第２の開口部ＡＰ２）の平面に対し斜めに反射面を有するように配置されており、発光素子２５１が発する波長λ２の光を透過し、且つ受光素子２５２が受光する波長λ１の光を反射する波長特性を有する。全反射ミラー２５３２は、光透過部Ｗ２を通過してダイクロイックミラー２５３１で反射した光（波長λ１の光を含む）を反射させて受光素子２５２に導く。

この構成によれば、コネクタ部１０６側から発せられた波長λ１の光と、プロセッサ２００側から発せられた波長λ２の光は、ダイクロイックミラー１５３１及び２５３１の間の光路を、互いに反対方向に同一光路に重畳させて伝送される。しかし、この同一光路を反対方向に伝送される２つの光は、ダイクロイックミラー１５３１及び２５３１により分光され、それぞれ受光素子１５１及び２５２で受光される。このように、この図４の構成によれば、一対の光透過部Ｗ１及びＷ２において、光の送信及び受信の両方を同時に、時分割することなく全二重で実行することができる。

なお、図示の例はあくまでも一例であり、同様の機能を達成するための他の構成を採用可能である。例えば、ダイクロイックミラー１５３１は、波長λ１の光を反射し、λ２の光を透過する特性のものとし、ダイクロイックミラー２５３１は、波長λ２の光を反射し、λ１の光を透過する特性のものとしてもよい。この場合、発光素子１５２と受光素子１５１の位置が入れ替わり、発光素子２５１と受光素子２５２の位置が入れ替わる。

［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態の内視鏡装置を、図５を参照して詳細に説明する。この第２の実施の形態の内視鏡装置の全体構成は、第１の実施の形態と略同様である（図１及び図２）。また、光の送受信のための構成の概略も、第１の実施の形態（図３）と同様である。ただし、この第２の実施の形態は、分光・重畳器１５３、２５３の構成が、第１の実施の形態とは異なっている。

図５を参照して、第２の実施の形態における分光・重畳器１５３、２５３の構成例を説明する。この例では、発光素子１５２Ａ、２５１Ａは、第１の実施の形態とは異なり、発光波長は不問であり、両者が同一の波長の光を発するものとされてもよいし、異なる波長の光を発するものとされてもよい。その代わりに、発光素子１５２Ａ、２５１Ａが発する光は偏光制御されている。一例として、発光素子１５２Ａが発する光は、Ｐ型偏光板１５３４によりＰ型偏光とされ、発光素子２５１Ａが発する光は、Ｓ型偏光板２５３４によりＳ型偏光とされる。すなわち、発光素子１５２Ａ、及び発光素子２５１Ａが発する光は、偏光光学系により分離可能な互いに異なる変更状態を与えられている。

分光・重畳器１５３は、偏光ビームスプリッタ１５３１Ａと、全反射ミラー１５３２Ａとを備える。偏光ビームスプリッタ１５３１Ａは、発光素子１５２Ａと光透過部Ｗ１との間において光透過部Ｗ１の平面に対し斜めに配置される。偏光ビームスプリッタ１５３１Ａは、Ｓ型偏光の光を反射させ、Ｐ型偏光の光を透過させる機能を有する。全反射ミラー１５３２Ａは、偏光ビームスプリッタ１５３１Ａで反射した光を受光素子１５１Ａに導光する。すなわち、分光・重畳器１５３は、発光素子１５２ＡからのＰ型偏光の光を光透過部Ｗ１に入射させると共に、光透過部Ｗ１から入射したＳ型偏光の光を受光素子１５１Ａに入射させるよう構成される。

また、分光・重畳器２５３は、偏光ビームスプリッタ２５３１Ａと、全反射ミラー２５３２Ａとを備える。偏光ビームスプリッタ２５３１Ａは、発光素子２５１Ａと光透過部Ｗ２との間に配置され、光透過部Ｗ２の平面に対し斜めに配置される。偏光ビームスプリッタ２５３１Ａは、Ｓ型偏光の光を透過させ、Ｐ型偏光の光を反射させる機能を有する。全反射ミラー２５３２Ａは、偏光ビームスプリッタ２５３１Ａで反射した光を受光素子２５２Ａに導光する。すなわち、分光・重畳器２５３は、発光素子２５１ＡからのＳ型編光の光を光透過部Ｗ２に入射させると共に、光透過部Ｗ２からのＰ型偏光の光を受光素子２５２Ａに入射させるよう構成される。

この構成によれば、コネクタ部１０６側から発せられたＰ型偏光の光と、プロセッサ２００側から発せられたＳ型偏光の光は、偏光ビームスプリッタ１５３１Ａ及び２５３１Ａの間の光路を、反対方向に同一光路に重畳させて伝送される。しかし、この同一光路を反対方向に伝送される２つの光は、偏光ビームスプリッタ１５３１Ａ及び２５３１Ａにより分光され、それぞれ受光素子１５１Ａ及び２５２Ａで受光される。このように、この図５の構成によっても、第１の実施の形態と同様に、一対の光透過部Ｗ１及びＷ２において、光の送信及び受信の両方を同時に、時分割することなく全二重で実行することができる。

［第３の実施の形態］
本発明の第３の実施の形態の内視鏡装置を、図６を参照して詳細に説明する。この第３の実施の形態の内視鏡装置の全体構成は、第１の実施の形態と略同様である（図１及び図２）。また、光の送受信のための構成の概略も、第１の実施の形態（図３）と略同様である。ただし、この第３の実施の形態は、分光・重畳器１５３、２５３の構成が、第１の実施の形態とは異なっている。図６において、図４と同一の構成要素については、図４と同一の参照符号を付しているため、重複する説明は省略する。

この第３の実施の形態の分光・重畳器１５３、２５３は、第１の実施の形態の構成要素に加え、給電用発光素子２５５１、全反射ミラー２５３５、ダイクロイックミラー２５３６、ダイクロイックミラー１５３５、全反射ミラー１５３６、及び受電用受光素子１５５１を備えている。すなわち、この第３の実施の形態は、給電用発光素子２５５１から発する光を、全反射ミラー２５３５、ダイクロイックミラー２５３６、ダイクロイックミラー１５３５、全反射ミラー１５３６を介して受電用受光素子１５５１で受光させ、これを電力に変換することにより、プロセッサ２００から内視鏡１００に対し電力を伝送することが可能に構成されているものである。

給電用発光素子２５５１は、一例として、波長λ１及びλ２とは異なる波長λ３の光を発する。また、ダイクロイックミラー２５３６は、波長λ３の光を反射する一方、波長λ１、λ２の光は透過する波長特性を与えられている。また、ダイクロイックミラー１５３５は、波長λ３の光を反射し、波長λ１及びλ２の光は透過する波長特性を与えられている。

この第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。加えて、この第３の実施の形態では、給電用発光素子２５５１により、受電用受光素子１５５１に向けて給電用の光を供給し、電力を伝送することが可能である。従って、電力の送受信用コイルＣＬａ、ＣＬｂ（図１）を省略することもでき、コネクタ部１０６を更に小型化することが可能になる。

［第４の実施の形態］
本発明の第４の実施の形態の内視鏡装置を、図７を参照して詳細に説明する。この第４の実施の形態の内視鏡装置の全体構成は、第１の実施の形態と略同様である（図１及び図２）。一対の光透過部Ｗ１及びＷ２を介して光の送信・受信の両方を同時に実行可能とされている点も、第１の実施の形態と同様である。ただし、この第４の実施の形態は、分光・重畳器１５３、２５３に代えて、図７に示すように、光を光透過部Ｗ１及びＷ２に向けて斜めに反射させる光反射部を有している。

図７を参照して、第４の実施の形態における光の送信・受信のための構成を説明する。この第４の実施の形態は、図７に示すように、光反射部としての全反射ミラー１６１１及び１６１２（第１の光反射部）、並びに全反射ミラー２６１１及び２６１２（第２の光反射部）により、光透過部Ｗ１、Ｗ２に対し光を斜めに(光透過部Ｗ１、Ｗ２の平面に対し鋭角な方向に沿って)投影するよう構成されている。すなわち、発光素子１５２Ｂからの光は、全反射ミラー１６１１により、光透過部Ｗ１、Ｗ２に対し斜めに入射され、更にプロセッサ２００側に配置された全反射ミラー２６１２により反射して受光素子２５２Ｂに入射する。

一方、発光素子２５１Ｂからの光は、全反射ミラー２６１１により、光透過部Ｗ２、Ｗ１に対し斜めに入射され、更にコネクタ部１０６側に配置された全反射ミラー１６１２により反射して受光素子１５１Ｂに入射する。なお、発光素子１５２Ｂと受光素子１５１Ｂの間の位置、及び発光素子２５１Ｂと受光素子２５２Ｂとの間の位置には、迷光の入射を防止するための遮光板ＳＨ１及びＳＨ２が設けられている。

この第４の実施の形態では、光透過部Ｗ１、Ｗ２に対し光を斜めに入射させているため、ダイクロイックミラーや偏光制御素子は不要である。また、発光素子１５２Ｂ、２５１Ｂの発光波長は不問であり、両者が同一の波長の光を発するものとされてもよいし、異なる波長の光を発するものとされてもよい。

この第４の実施の形態によれば、前述の実施の形態と同様に、一対の光透過部Ｗ１及びＷ２において、光の送信及び受信の両方を同時に、時分割することなく全二重で実行することができる。

図８を参照して、第４の実施の形態の第１の変形例を説明する。この図８の変形例は、平板の光透過部Ｗ１及びＷ２に代えて、２つの平面（第１の透過部Ｔ１、第２の透過部Ｔ２）が交差する形状を有する光透過部Ｗ３及びＷ４を開口部ＡＰ１、ＡＰ２に備えている。

第１の透過部Ｔ１は、発光素子１５２Ｂからの光の光路（第１の方向）に対し略直交する平面を有する。一方、第２の透過部Ｔ２は、発光素子２５１Ｂからの光の光路（第２の方向）に対し略直交する平面を有する。光透過部Ｗ３及びＷ４がこのように構成されていることにより、発光素子１５２Ｂ、２５１Ｂからの光は、光透過部Ｗ３及びＷ４において略垂直に、屈折することなく入射する。このため、図７の構成に比べ、発光素子や受光素子の位置調整が容易である。

図９を参照して、第４の実施の形態の第２の変形例を説明する。図９において、図７と同一の構成要素については同一の参照符号を付しているので、重複する説明は省略する。図７との相違点は、給電用発光素子２５５１Ｂと、受電用受光素子１５５１Ｂを備えている点である。給電用発光素子２５５１Ｂは、光透過部Ｗ２の平面の垂直方向から給電用の光を投影するように構成され、光透過部Ｗ１及びＷ２を挟んだ反対側に、受電用受光素子１５５Ｂが配置されている。なお、給電用発光素子２５５１Ｂ、及び受電用受光素子１５５１Ｂの周囲には、迷光の入射を防止するための遮光板ＳＨ１１、ＳＨ１２、ＳＨ２１、ＳＨ２２が設けられている。

［その他］
本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１…内視鏡装置、 １００…内視鏡、 １０…挿入部、 １０１…可撓管部、 １０１Ａ…第１可撓管部、 １０１Ｂ…第２可撓管部、 １０２…手元操作部、 １０２Ａ…湾曲操作ノブ、 １０３…湾曲部、 １０４…先端部、 １０４Ｍ…先端硬質部、 １０５…ユニバーサルケーブル、 １０６…コネクタ部、 １０８…送水送気用チューブ、 １０９…吸引用チューブ、 ＣＬａ…送信コイル、 ＣＬｂ…受信コイル、 Ｌ１、Ｌ２…レンズ、 ＬＧａ、ＬＧｂ、ＬＧｃ、ＬＧｄ…ライトガイド、 １１２Ａ、１１２Ｂ…配光レンズ、 １１３…対物レンズ、 １１４…送気送水口、 １１５…副送水口、 １１６…処置具口、 １２１…送気送水チューブ、 １２２…副送水チューブ、 １４１…処置具チューブ、 １３３…撮像素子、 １３８…電気配線、 １５２、１５２Ａ、１５２Ｂ、２５１、２５１Ａ、２５１Ｂ…発光素子、 １５１、１５１Ａ、１５１Ｂ、２５２、２５２Ａ、２５２Ｂ…受光素子、 １５３、２５３…分光・重畳器、 １５４、２５５…光／電気変換部、 １５５、２５４…電気／光変換部、 ２５６…回路部、 ＡＰ１、ＡＰ２…開口部、 Ｗ１〜Ｗ４…光透過部、 １５３１、１５３１Ａ、２５３１、２５３１Ａ、１５３５、２５３６…ダイクロイックミラー、 １５３２、１５３２Ａ、１５３４、２５３４…偏光板、 １５３１Ａ、２５３１…偏光ビームスプリッタ、 １５３６、２５３２、２５３２Ａ、２５３５、１６１１、１６１２、２６１１、２６１２…全反射ミラー、 ２５５１…給電用発光素子、 １５５１…受電用受光素子、 ＳＨ１〜ＳＨ４、ＳＨ１１〜ＳＨ２２…遮光板、 ２００…プロセッサ、 ３００…光源装置、 ４００…送水送気部、 ５００…吸引部、 ６００…ディスプレイ、 ７００…入力部。

Claims (7)

1. 撮像素子を含む内視鏡と、前記内視鏡に接続されるプロセッサとを備え、
   前記内視鏡は、
   第１の開口部と、
   前記撮像素子が出力する電気信号を光に変換する第１の発光素子と、
   前記第１の開口部から入射する光を電気信号に変換する第１の受光素子と、
   前記第１の開口部から入射する光を前記第１の受光素子に入射させると共に、前記第１の発光素子からの光を前記第１の開口部に向けて入射させる第１の分光・重畳器と
   を備え、
   前記プロセッサは、
   前記内視鏡が前記プロセッサに接続された場合に前記第１の開口部と対向するように配置される第２の開口部と、
   電気信号を光に変換する第２の発光素子と、
   前記第２の開口部から入射する光を電気信号に変換する第２の受光素子と、
   前記第２の開口部から入射する光を前記第２の受光素子に入射させると共に、前記第２の発光素子からの光を前記第２の開口部に向けて入射させる第２の分光・重畳器と
   を備える
   ことを特徴とする内視鏡装置。
2. 前記第１の分光・重畳器及び前記第２の分光・重畳器は、前記第１の開口部及び前記第２の開口部に対し略垂直に前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子からの光が入射するよう構成されている、請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記第１の発光素子は、第１の波長の光を発するよう構成され、
   前記第１の受光素子は、前記第１の波長とは異なる第２の波長の光を受光するよう構成され、
   前記第１の分光・重畳器は、前記第１の波長の光と前記第２の波長の光とを分離する第１のダイクロイックミラーを更に備え、
   前記第２の発光素子は、前記第２の波長の光を発するよう構成され、
   前記第２の受光素子は、前記第１の波長の光を受光するよう構成され、
   前記第２の分光・重畳器は、前記第１の波長の光と前記第２の波長の光とを分離する第２のダイクロイックミラーを更に備える
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の内視鏡装置。
4. 前記第１の発光素子は、第１の偏光状態の光を前記第１の分光・重畳器に向けて発するよう構成され、
   前記第１の分光・重畳器は、前記第１の偏光状態の光を前記第１の開口部に入射させると共に前記第１の偏光状態とは異なる第２の偏光状態の光を前記第１の受光素子に入射させるよう構成され、
   前記第２の発光素子は、前記第２の偏光状態の光を前記第２の分光・重畳器に向けて発するよう構成され、
   前記第２の分光・重畳器は、前記第２の偏光状態の光を前記第２の開口部に入射させると共に前記第１の偏光状態の光を前記第２の受光素子に入射させるよう構成された
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の内視鏡装置。
5. 前記プロセッサは、
   前記第１の波長及び前記第２の波長とは異なる第３の波長を有する光を発する給電用光源と、
   前記第３の波長の光を反射させて前記第２の開口部に導く一方、前記第１の波長及び前記第２の波長の光を透過させるダイクロイックミラーと
   を備え、
   前記内視鏡は、
   前記第３の波長の光を受光する受電用受光素子と、
   前記第２の開口部及び前記第１の開口部を介して入射する前記第３の波長の光を反射し前記第１の波長及び前記第２の波長の光を透過するダイクロイックミラーと
   を備える
   ことを特徴とする、請求項３に記載の内視鏡装置。
6. 撮像素子を含む内視鏡と、前記内視鏡に接続されるプロセッサとを備え、
   前記内視鏡は、
   第１の開口部と、
   前記撮像素子が出力する電気信号を光に変換する第１の発光素子と、
   光を電気信号に変換する第１の受光素子と、
   前記第１の開口部に対し鋭角な第１の方向に沿って入射する光を前記第１の受光素子に向けて反射させると共に、前記第１の発光素子からの光を前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って前記第１の開口部に向けて入射させる第１の光反射部と
   を備え、
   前記プロセッサは、
   前記内視鏡が前記プロセッサに接続された場合に前記第１の開口部と対向するように配置される第２の開口部と、
   電気信号を光に変換する第２の発光素子と、
   前記第２の開口部から入射する光を電気信号に変換する第２の受光素子と、
   前記第２の開口部から前記第２の方向に沿って入射する光を前記第２の受光素子に入射させると共に、前記第２の発光素子からの光を前記第１の方向に沿って前記第２の開口部に向けて反射させる第２の光反射部と
   を備える
   ことを特徴とする内視鏡装置。
7. 前記第１の開口部、及び前記第２の開口部は、前記第１の方向に略直交する平面を有する第１の透過部と、前記第２の方向に略直交する平面を有する第２の透過部とを有する光透過部を含む、請求項６に記載の内視鏡装置。
   

Images