JP4544942B2 - Endoscope system - Google Patents
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本発明は、光学アダプタを有する内視鏡システムに関する。 The present invention relates to an endoscope system having an optical adapter.
近年、内視鏡システムは、必要に応じて処置具を用い、体腔内臓器を観察しながら治療処置を行う医療用内視鏡として、また、ボイラー・ダービン・エンジン・化学プラント等の、内部の傷・腐食等の観察・検査を行う工業用内視鏡として幅広く用いられている。このような内視鏡システムでは、内視鏡先端部に複数の光学アダプタを取り付けて観察を行うことがある。また、光学アダプタに発光素子や温度検出手段等の電力消費部を内蔵したものが提案されている。 In recent years, endoscope systems have been used as medical endoscopes that perform treatment while observing organs in a body cavity, using treatment tools as needed, and in boilers, durbin engines, chemical plants, etc. Widely used as an industrial endoscope for observing and inspecting scratches and corrosion. In such an endoscope system, a plurality of optical adapters may be attached to the distal end portion of the endoscope for observation. In addition, an optical adapter in which a power consuming unit such as a light emitting element or a temperature detecting unit is built in has been proposed.
このような光学アダプタを備えた内視鏡は、光学アダプタの内部に照明部として複数のLEDが対物レンズの周辺に配置されているものや、撮像素子としてCCDが設けられている(例えば、特許文献1参照。)。この内視鏡は、内視鏡本体内にLED及びCCDへ電源を供給する構造を備え、光学アダプタ基端面の接点と、内視鏡挿入部先端の接点とが接触することにより、光学アダプタに内蔵されたLED等の電力消費部を駆動する。 An endoscope having such an optical adapter is provided with a plurality of LEDs arranged around the objective lens as an illumination unit inside the optical adapter, or a CCD as an imaging device (for example, a patent) Reference 1). The endoscope has a structure for supplying power to the LED and the CCD in the endoscope body, and the contact of the optical adapter base end surface and the contact of the endoscope insertion portion distal end come into contact with the optical adapter. Drives a power consuming unit such as a built-in LED.
また、光学アダプタ内部に照明部として複数のLEDが対物レンズの円周上に配置された内視鏡先端部が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。この場合、内視鏡本体にLEDへ電源を供給する回路を備え、光学アダプタからの接点ピンが内視鏡挿入部先端の接点受けに接触することにより、光学アダプタに内蔵された電力消費部を駆動するようになっている。 In addition, there has been proposed an endoscope distal end portion in which a plurality of LEDs are arranged on the circumference of an objective lens as an illumination portion inside the optical adapter (see, for example, Patent Document 2). In this case, the endoscope main body is provided with a circuit for supplying power to the LEDs, and the contact pin from the optical adapter comes into contact with the contact receiver at the distal end of the endoscope insertion portion, so that the power consumption unit built in the optical adapter is reduced. It comes to drive.
さらに、光学アダプタの内部に照明部として照明用LEDと、撮像素子としてのC−MOSイメージセンサとを設けている電子内視鏡も提案されている(例えば、特許文献3参照。)。この電子内視鏡は、操作部内にLED及びC−MOSイメージセンサに電源を供給する回路を備えており、光学アダプタと内視鏡挿入部先端とが、それぞれの構成に合うように設置された接続部に接触することによって、光学アダプタに内蔵された電力消費部を駆動するようになっている。
上記従来の技術には以下のような課題が残されている。
従来の光学アダプタに内蔵された電力消費部を駆動させる方法として、電気的接続端子を用いた接触式給電方式では、光学アダプタ及び内視鏡挿入部先端それぞれの接点部分が剥き出しであるため、静電印加によるLED等の電力消費部の破損が起きたり、接点端子部分の錆びによる導通不良が生じたりするおそれがある。また、接点端子を嵌め合わせるときに、所定位置からずれてしまい、接点端子が変形して光学アダプタが接続できなくなってしまうおそれもある。さらに、光学アダプタ及び内視鏡挿入部先端それぞれの構造が複雑化してしまい、取り扱い性の悪さや高コストといった問題もある。
The following problems remain in the conventional technology.
As a method of driving a power consuming part built in a conventional optical adapter, in the contact-type power feeding method using an electrical connection terminal, the contact part of each end of the optical adapter and the endoscope insertion part is exposed. There is a possibility that a power consuming part such as an LED may be damaged due to the application of electricity, or a conduction failure may occur due to rusting of the contact terminal part. Further, when the contact terminals are fitted together, the contact terminals may be displaced from a predetermined position, and the contact terminals may be deformed and the optical adapter cannot be connected. Furthermore, the structures of the optical adapter and the distal end of the endoscope insertion portion are complicated, and there are problems such as poor handling and high cost.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、光学アダプタ及び内視鏡に設けられたそれぞれの接点が剥き出しの状態とならずに、光学アダプタの接続を簡略化する内視鏡システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and it is intended to simplify the connection of the optical adapter without causing the respective contacts provided on the optical adapter and the endoscope to be exposed. An object is to provide an endoscope system.
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の内視鏡システムは、可撓性を有する内視鏡の挿入部の先端に着脱自在に設けられた光学アダプタを備える内視鏡システムにおいて、前記内視鏡は、交流電源の高周波成分に高周波信号を多重化する第1の加算器と、所定の周波数帯域の信号を送る第1のバンドパスフィルタと、前記第1の加算器および前記第1のバンドパスフィルタに接続された第1の誘電性素子と、を有し、前記光学アダプタは、観察部位を照明する発光素子と、自身の観察面に結像した前記観察部位の観察像を出力する撮像素子と、前記発光素子に所定の動作電圧を供給するとともに、前記撮像素子に電力を供給する整流回路と、前記整流回路および前記撮像素子と接続され、信号を所定の周波数帯域に分割する第2のバンドパスフィルタと、前記整流回路に接続されるとともに、前記撮像素子の出力信号を高周波信号に変調して交流電源の高周波成分に多重化する第2の加算器と、前記第2のバンドパスフィルタおよび前記第2の加算器と接続され、前記第1の誘電性素子から交流電源を供給可能とされた第2の誘電性素子と、を有する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The endoscope system of the present invention, in the endoscope system Ru comprising an optical adapter which is detachably attached to the distal end of the insertion portion of an endoscope having a flexible, the endoscope is a high-frequency AC power source A first adder that multiplexes a high-frequency signal into a component; a first bandpass filter that sends a signal in a predetermined frequency band; and a first adder connected to the first adder and the first bandpass filter. 1, and the optical adapter includes: a light-emitting element that illuminates an observation site; an imaging device that outputs an observation image of the observation site imaged on its own observation surface; and A rectifier circuit that supplies a predetermined operating voltage and supplies power to the image sensor; a second bandpass filter that is connected to the rectifier circuit and the image sensor and divides a signal into a predetermined frequency band; Connect to rectifier circuit And a second adder that modulates an output signal of the image sensor into a high-frequency signal and multiplexes the high-frequency component with an AC power source, and the second band-pass filter and the second adder. And a second dielectric element capable of supplying AC power from the first dielectric element .
本発明に係る内視鏡システムにおいては、電力消費部に非接触で給電するため、従来のように電気的接続端子が剥き出しの状態になることがないので、接続端子の錆び等による導通不良の発生を抑えることができる。このように、非接触状態であれば、接触状態に依存することがないため、安定した状態で給電することが可能となる。また、挿入部先端に光学アダプタを装着するだけで良いため、従来のように挿入部先端と光学アダプタとに設けられた電気的接続部分同士の嵌め合わせを行わなくて良い。したがって、光学アダプタの接続を簡略化することが可能になる。 In the endoscope system according to the present invention, power is supplied to the power consuming part in a non-contact manner, so that the electrical connection terminal is not exposed as in the prior art, and thus the continuity failure due to the rust of the connection terminal is not caused. Occurrence can be suppressed. Thus, since it is not dependent on a contact state if it is a non-contact state, it becomes possible to supply electric power in a stable state. In addition, since it is only necessary to attach the optical adapter to the distal end of the insertion portion, it is not necessary to fit the electrical connection portions provided on the distal end of the insertion portion and the optical adapter as in the past. Therefore, the connection of the optical adapter can be simplified.
また、本発明の内視鏡システムは、前記光学アダプタは、前記撮像素子と前記第2のバンドパスフィルタとの間に接続され信号を復調する復調器と、前記撮像素子と前記第2の加算器との間に接続され信号を高周波信号に変調する変調器と、を有することを特徴とする。 In the endoscope system of the present invention, the optical adapter is connected between the image sensor and the second bandpass filter, and demodulates a signal, the image sensor, and the second addition. And a modulator for modulating a signal to a high-frequency signal .
また、本発明の内視鏡システムは、前記光学アダプタが直視用であることを特徴とする。 In the endoscope system of the present invention, the optical adapter is for direct viewing .
また、本発明の内視鏡システムは、前記光学アダプタが側視用であることを特徴とする。 In the endoscope system of the present invention, the optical adapter is for side view .
本発明においては以下の効果を奏する。
本発明に係る内視鏡システムによれば、電力消費部に非接触で給電するため、従来のように電気的接続端子が剥き出しの状態になることがないので、接続端子の錆び等による導通不良の発生、さらには接点端子の破損や変形を抑えることができる。このように、非接触状態であれば、接触状態に依存することがないため、安定した状態で給電することが可能となる。また、挿入部先端に光学アダプタを装着するだけで良いため、従来のように挿入部先端と光学アダプタとに設けられた電気的接続部分同士の嵌め合わせを行わなくて良い。したがって、光学アダプタの接続を簡略化することが可能になる。
The present invention has the following effects.
According to the endoscope system of the present invention, since the power consumption unit is contactlessly supplied with power, the electrical connection terminal is not exposed as in the conventional case. Generation, and further, damage and deformation of the contact terminal can be suppressed. Thus, since it is not dependent on a contact state if it is a non-contact state, it becomes possible to supply electric power in a stable state. Further, since it is only necessary to attach the optical adapter to the distal end of the insertion portion, it is not necessary to fit the electrical connection portions provided on the distal end of the insertion portion and the optical adapter as in the conventional case. Therefore, the connection of the optical adapter can be simplified.
次に、本発明の第1実施形態について、図1を参照して説明する。
本実施形態に係る内視鏡システム1は、図1に示すように、可撓性を有する細長の挿入部2とこの挿入部2の先端に着脱自在に設けられた光学アダプタ3とを備える内視鏡10と、この光学アダプタ3及び表示装置5の作動を制御する電源部4とを備えている。
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the
挿入部2は、先端に、観察部位の観察像を撮像する固体撮像素子としてのイメージセンサ21と、光学アダプタ3に対向する位置に配された第1の磁性体・コイル(第1の誘電性素子)22とを備えている。
The
光学アダプタ3は、観察部位を照明するLED(電力消費部:発光素子)31と、LED31に所定の動作電圧を供給する整流回路32と、整流回路32に接続された第2の磁性体・コイル(第1の誘電性素子)33と、LED31によって照らされた観察部位の観察像をイメージセンサ21の観察面に結像させるためのレンズ群34とを備えている。また、第2の磁性体・コイル33は、挿入部2の先端に装着された際、第1の磁性体・コイル22の対向する位置に配されている。さらに、第2の磁性体・コイル33は、第1の磁性体・コイル22の磁気結合によって誘起起電力を発生するようになっている。そして、この誘起起電力は、整流回路32によって直流電力に変換され、変換された直流電力がLED31に供給されるようになっている。
また、第1の磁性体・コイル22及び第2の磁性体・コイル33は、LED31に非接触により給電を行う非接触給電手段Yとして機能している。
The
The first magnetic body /
電源部4は、ACアダプター6に接続された電源供給回路41と、電源供給回路41により供給された電圧に応じて第1の磁性体・コイル22に交流電圧を印加する交流電源回路42と、イメージセンサ21を駆動させるとともに、イメージセンサ21からの信号を処理する信号処理部43とを備えている。このイメージセンサ21に結像した観察像は、光電変換され、光電変換された観察像は映像信号として、信号処理部43により信号処理され、信号線L1を経て表示装置5に表示されるようになっている。
The power supply unit 4 includes a
次に、このように構成された本実施形態に係る内視鏡システム1の作用について、以下に説明する。
細長の挿入部2の先端に光学アダプタ3を装着する。その後、交流電源回路42から第1の磁性体・コイル22に交流電源が供給される。このとき、第1の磁性体・コイル22と光学アダプタ3に内蔵されている第2の磁性体・コイル33との間に、交流磁場が発生する。この交流磁場により、挿入部2の先端と光学アダプタ3との間で電磁結合され、光学アダプタ3に交流電源が発生する。発生した交流電源は、整流回路32によって直流電源になり、LED31に供給されLED31が駆動する。そして、LED31により観察部位を照明し、観察した観察像がレンズ群34を介してイメージセンサ21に結像される。この観察像は、イメージセンサ21により電気信号に変換され、信号線L1を介して表示装置5に伝送されて内視鏡画像が映し出される。
Next, the operation of the
The
本実施形態に係る内視鏡システム1によれば、第1の磁性体・コイル22と第2の磁性体・コイル33とを備えているため、光学アダプタ3を挿入部2の先端に装着するだけでLED31に電力が供給されるので、LED31を駆動させることが可能になる。したがって、非接触により光学アダプタ3内に電力を供給することができるため、従来のように、挿入部2及び光学アダプタ3に電気的接続端子を設けなくて済むことになる。すなわち、電気的接点端子が剥き出しの状態になるということがないため、接続部分の破壊や変形等のおそれがなくなり、良好に光学アダプタに3内に電力を供給することができる。
According to the
次に、本発明に係る第2実施形態について、図2を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第1実施形態に係る内視鏡システム1と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
本実施形態に係る内視鏡システム50において、第1実施形態と異なる点は、挿入部51,光学アダプタ60及び電源部70の構成である。
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In each embodiment described below, portions having the same configuration as those of the
The
光学アダプタ60は、図2に示すように、観察部位を照明するLED(電力消費部:発光素子)61と、LED61に所定の動作電圧を供給する整流回路62と、整流回路62にバンドパスフィルタ(以下、BPFと称す)63及び加算器64を介して接続された第2の磁性体・コイル(第2の誘電性素子)65と、LED61によって照らされた観察部位の観察像をイメージセンサ(電力消費部:撮像素子)66の観察面に結像させるためのレンズ群67とを備えている。また、イメージセンサ66を駆動させるための信号は、BPF63により所定の周波数帯域に分割されて、復調器69に送られ、復調器69を介してイメージセンサ66へと伝送されるようになっている。さらに、イメージセンサ66からの出力信号は、変調器68を介して加算器64へと伝送されるようになっている。
As shown in FIG. 2, the
また、イメージセンサ66は、BPF63により所定の周波数帯域に分割された信号が整流回路62に入力され、整流回路62により電力が供給されるようになっている。このイメージセンサ66に結像した観察像は、光電変換され、光電変換された観察像は映像信号として、変調器68,加算器64,第2の磁性体・コイル65及び挿入部51の先端に設けられた第1の磁性体・コイル(第1の誘電性素子)52を介して電源部70に伝送されるようになっている。
また、第1の磁性体・コイル52及び第2の磁性体・コイル65は、LED61及びイメージセンサ66に非接触により給電を行う非接触給電手段Zとして機能している。
Further, the
The first magnetic body /
電源部70は、ACアダプター6に接続された電源供給回路71と、電源供給回路71により供給された電圧に応じて第1の磁性体・コイル52に交流電圧を印加する交流電源回路72と、加算器73及びBPF74を介して接続されたシステム制御部75と、システム制御部75からの信号を処理する信号処理部76と、入力された駆動信号を高周波信号に変調する変調器77と、入力された信号を元の出力信号に復調する復調器78とを備えている。加算器73は、交流電源回路72及び変調器77からの信号を加算した後、第1の磁性体・コイル52に信号を送るようになっている。また、BPF74は所定の周波数帯域の信号を復調器78に送るようになっている。
また、光学アダプタ60により送られてきた観察像は、BPF74,システム制御部75及び信号処理部76を介し、信号線L1を経て表示装置5に表示されるようになっている。
The
The observation image sent by the
次に、このように構成された本実施形態に係る内視鏡システム50の作用について、以下に説明する。
細長の挿入部2の先端に光学アダプタ3を装着する。その後、交流電源回路72から加算器73及びBPF74を介して第1の磁性体・コイル52に交流電源が供給される。そして、第1実施形態と同様に、第2の磁性体・コイル65と第1の磁性体・コイル52との間に、交流磁場が発生し、挿入部2の先端と光学アダプタ3との間で電磁結合され、光学アダプタ3に交流電源が発生し、整流回路32によってLED31に直流電源が供給され、LED61が駆動する。
Next, the operation of the
The
次に、イメージセンサ66の駆動方法について説明する。
信号処理部76は、システム制御部75からの駆動指令を受けると、駆動信号を変調器77に送る。そして、変調器77が、駆動信号を高周波信号に変調し、さらに、この高周波信号が、加算器73により交流電源回路72からの交流電源の高周波成分に多重化される。多重化された変調高周波は上述した電磁結合により、光学アダプタ3へ伝送されてBPF63において高周波線分のみが取り出される。そして、復調器69により元の駆動信号に復調し、イメージセンサ66へ伝送され、イメージセンサ66が駆動する。
Next, a method for driving the
When receiving a drive command from the
そして、LED61により観察部位を照明し、観察した観察像がレンズ群67を介してイメージセンサ66に結像される。この観察像は、イメージセンサ66から出力信号として変調器68に伝送され、変調器68によって高周波信号に変調される。変調された高周波信号は、加算器64によって、交流電源の高周波成分に多重化される。多重化された変調高周波は上述した電磁結合により、挿入部51を通ってBPF74にて高周波部分のみが取り出され、復調器78により元の出力信号に復調される。復調された信号は、信号処理部76へ伝送され、信号処理が行われる。そして、信号線L1を介して表示装置5に伝送されて内視鏡画像が映し出される。
Then, the observation part is illuminated by the LED 61, and the observed observation image is formed on the
本実施形態に係る内視鏡システム50によれば、第1の磁性体・コイル52と第2の磁性体・コイル65とを備えているため、光学アダプタ60を挿入部51の先端に装着するだけでLED61及びイメージセンサ66に電圧が供給されるので、LED61及びイメージセンサ66を駆動させることが可能になる。したがって、非接触により光学アダプタ60内に電力を供給することができるため、従来のように、挿入部51及び光学アダプタ60に電気的接続端子を設けなくて済むことになる。
Since the
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、非接触給電手段が、光学アダプタに設けられた電力受信機と、内視鏡に設けられた電力送信機とを備え、電力送信機から電力受信機に発せられる電磁波によりLED31,61及びイメージセンサ66に給電を行っても良い。この構成では、内視鏡10に設けられた電力送信機と内視鏡10の挿入部2の先端に取り付けられた光学アダプタ3,60に設けられた電力受信機とが所定の範囲内の距離を有している場合でも、電力送信機から電力受信機に電磁波を発することにより、LED31,61及びイメージセンサ66に給電を行うことができる。また、光学アダプタ3にLED31,61を1個配置させたが、必要に応じて複数のLED31,61及びイメージセンサ66を配置させても良い。
また、光学アダプタ3,60は、複数のアダプタ群を備えていても良い。この構成では、光学アダプタ3,60を直視用や側視用など様々なタイプを用意することにより、用途に応じた様々な観察が可能になる。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, the non-contact power supply means includes a power receiver provided in the optical adapter and a power transmitter provided in the endoscope, and the
Further, the
Y,Z 非接触給電手段
1,50 内視鏡システム
2,51 挿入部
3,60 光学アダプタ
10 内視鏡
22 第1の磁性体・コイル(非接触給電手段:第1の誘電性素子)
31,61 LED(電力消費部:発光素子)
33 第2の磁性体・コイル(非接触給電手段:第2の誘電性素子)
52 第1の磁性体・コイル(非接触給電手段:第1の誘電性素子)
65 第2の磁性体・コイル(非接触給電手段:第2の誘電性素子)
66 イメージセンサ(電力消費部:撮像素子)
Y, Z Non-contact power supply means 1,50
31, 61 LED (power consumption part: light emitting element)
33 Second magnetic body / coil (non-contact power supply means: second dielectric element)
52 First magnetic body / coil (non-contact power supply means: first dielectric element)
65 Second magnetic body / coil (non-contact power supply means: second dielectric element)
66 Image sensor (Power consumption part: Image sensor)
Claims (4)
前記内視鏡は、
交流電源の高周波成分に高周波信号を多重化する第1の加算器と、
所定の周波数帯域の信号を送る第1のバンドパスフィルタと、
前記第1の加算器および前記第1のバンドパスフィルタに接続された第1の誘電性素子と、
を有し、
前記光学アダプタは、
観察部位を照明する発光素子と、
自身の観察面に結像した前記観察部位の観察像を出力する撮像素子と、
前記発光素子に所定の動作電圧を供給するとともに、前記撮像素子に電力を供給する整流回路と、
前記整流回路および前記撮像素子と接続され、信号を所定の周波数帯域に分割する第2のバンドパスフィルタと、
前記整流回路に接続されるとともに、前記撮像素子の出力信号を高周波信号に変調して交流電源の高周波成分に多重化する第2の加算器と、
前記第2のバンドパスフィルタおよび前記第2の加算器と接続され、前記第1の誘電性素子から交流電源を供給可能とされた第2の誘電性素子と、
を有する
ことを特徴とする内視鏡システム。 Flexible in the endoscope system Ru comprising an optical adapter which is detachably attached to the distal end of the insertion portion of an endoscope having a,
The endoscope is
A first adder that multiplexes a high-frequency signal with a high-frequency component of an AC power supply;
A first bandpass filter for transmitting a signal of a predetermined frequency band;
A first dielectric element connected to the first adder and the first bandpass filter;
Have
The optical adapter is
A light emitting element for illuminating the observation site;
An image sensor that outputs an observation image of the observation site imaged on its own observation surface;
A rectifier circuit that supplies a predetermined operating voltage to the light emitting element and supplies power to the imaging element;
A second bandpass filter connected to the rectifier circuit and the imaging device and dividing a signal into a predetermined frequency band;
A second adder that is connected to the rectifier circuit and modulates an output signal of the imaging device into a high-frequency signal and multiplexes the high-frequency component with an AC power supply;
A second dielectric element connected to the second band-pass filter and the second adder and capable of supplying an AC power from the first dielectric element;
An endoscope system comprising:
前記撮像素子と前記第2のバンドパスフィルタとの間に接続され信号を復調する復調器と、
前記撮像素子と前記第2の加算器との間に接続され信号を高周波信号に変調する変調器と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。 The optical adapter is
A demodulator connected between the image sensor and the second bandpass filter for demodulating a signal;
A modulator connected between the image sensor and the second adder for modulating a signal into a high-frequency signal;
The endoscope system according to claim 1, further comprising:
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