JP5978238B2 - 電子内視鏡及び電子内視鏡装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子内視鏡及び電子内視鏡装置に関する。

撮像装置等の電子デバイスを搭載した電子内視鏡は、プロセッサ装置に接続され、プロセッサ装置との間で電子デバイスの電力及び信号を授受する。

電子内視鏡とプロセッサ装置との間の電力及び信号の授受において、電子内視鏡及びプロセッサ装置の各々のコネクタには、典型的には相互に接続される端子群が設けられ、これらの端子群を通して電力及び信号が授受されるが、電子内視鏡の洗浄の際に、電子内視鏡のコネクタの端子群の防水が必要となる。そこで、端子群に替えてコイル対や受発光素子などを用い、プロセッサ装置と絶縁された状態で電力及び信号の授受を行う電子内視鏡も提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開平１０−１５５７４０号公報 特開２０１３−２０８１８７号公報

電子内視鏡に搭載される電子デバイスは、例えば電子内視鏡と共に用いられる高周波処置具の輻射ノイズや静電気ノイズなどに晒される。特許文献１，２に記載された電子内視鏡のようにプロセッサ装置と絶縁された状態で電力及び信号の授受を行う電子内視鏡にあっては、防水処理を不要とすべくコネクタの端子群が排除されており、電子内視鏡のグランドがプロセッサ装置のグランドからフローティングされるため、ノイズの逃げ道がなく、電子デバイスの誤動作が懸念される。

本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、ノイズ耐性を高めた電子内視鏡及び電子内視鏡装置を提供することを目的としている。

（１） プロセッサ装置に接続されてプロセッサ装置との間で電力及び信号を授受するコネクタを備える電子内視鏡であって、上記コネクタは、電力及び信号を授受する入出力部と、該電子内視鏡のグランドに接続されている接触部と、を有し、上記入出力部は、電磁誘導を利用して電力を伝送するコイル及び光通信を利用して信号を伝送する発光素子又は受光素子を含み、上記プロセッサ装置と絶縁された状態で電力及び信号を授受し、上記接触部のみ前記プロセッサ装置のグランドに導通され、上記コネクタは、上記プロセッサ装置に嵌合し且つ上記プロセッサ装置によって覆われる嵌合部をさらに有し、上記コイルと、上記発光素子又は受光素子とは、上記嵌合部を間に挟んで互いに反対側に設けられており、上記接触部は、上記嵌合部の外周面に設けられている電子内視鏡。
（２） 上記（１）の電子内視鏡と、上記電子内視鏡の上記コネクタが接続され、上記コネクタとの間で電力及び信号を授受するプロセッサ装置と、を備える電子内視鏡装置。

本発明によれば、ノイズ耐性を高めた電子内視鏡及び電子内視鏡装置を提供することができる。

本発明の実施形態を説明するための、電子内視鏡装置の一例の外観図である。 図１の電子内視鏡装置の機能ブロック図である。 図１の電子内視鏡及びプロセッサ装置の各々のコネクタの構成を示す図である。 図３の電子内視鏡のコネクタの正面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態を説明するための、電子内視鏡装置の一例の構成を示す。

電子内視鏡装置１は、電子内視鏡２と、プロセッサ装置３と、プロセッサ装置３に接続されたモニタ４とを備える。

電子内視鏡２は、被検体内に挿入される挿入部１０と、挿入部１０に連なる操作部１１と、操作部１１から延びるユニバーサルコード１２とを有している。ユニバーサルコード１２の末端にはコネクタ１３が設けられており、コネクタ１３はプロセッサ装置３に設けられたコネクタ１４に接続され、両コネクタ１３，１４を介して電子内視鏡２とプロセッサ装置３とは接続される。

図２は、電子内視鏡装置１の機能ブロックを示す。

電子内視鏡２の挿入部１０の先端部には、照明光を照射する照明光学系２０と、対物光学系２１及び対物光学系２１によって結ばれる像を受像する撮像装置２２と、が設けられている。

照明光学系２０から照射される照明光は、プロセッサ装置３に設けられている光源２４によって生成され、ユニバーサルコード１２（図１参照）に内包されるライトガイド２５によって光源２４から照明光学系２０まで導かれる。

撮像装置２２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの撮像素子２８と、撮像素子２８を駆動し、撮像素子２８から画像信号を読み出す駆動・読出回路２９とで構成されている。駆動・読出回路２９は、例えば撮像素子２８のドライバや、撮像素子２８から読み出される画像信号を増幅するアンプや、画像信号をデジタル変換して出力するＡ／Ｄ変換器などを含んで構成される。

撮像素子２８及び駆動・読出回路２９の動作電力や、駆動・読出回路２９に入力される制御信号及び駆動・読出回路２９から出力される画像信号は、ユニバーサルコード１２に内包される配線群３０によって伝送され、コネクタ１３，１４を介して電子内視鏡２とプロセッサ装置３との間で授受される。

コネクタ１３には、プロセッサ装置３のコネクタ１４との間で上記の電力及び信号を授受する入出力部３１と、電子内視鏡２のグランドに接続された接触部３２とが設けられている。

プロセッサ装置３は、入出力部３３と、接触部３４と、回路部３５とを有する。

入出力部３３は、コネクタ１４に設けられており、コネクタ１４に接続される電子内視鏡２のコネクタ１３との間で上記の電力及び信号を授受する。接触部３４もまた、コネクタ１４に設けられており、接地されたプロセッサ装置３の筐体（グランド）３６にコンデンサＣ１を介して接続されている。

回路部３５は、例えば図示しない商用電源から撮像素子２８及び駆動・読出回路２９に供給する電力を生成する電源回路３７と、駆動・読出回路２９の信号を処理する信号処理回路３８とを有する。信号処理回路３８は、例えば駆動・読出回路２９の動作を制御する制御回路や、画像信号にホワイトバランス補正等の各種信号処理を施して画像データを生成する画像処理回路などを含んで構成される。信号処理回路３８によって生成された画像データはモニタ４（図１参照）に表示される。

コネクタ１３の入出力部３１とコネクタ１４の入出力部３３とは、互いに絶縁されて電力及び信号を授受する。なお、本明細書において、「絶縁」とは電力や信号を伝送する導体が分離されていることをいい、入出力部３１，３３の間で導体は分離されている。

図示の例では、コイル４０が入出力部３１，３３にそれぞれ設けられており、コイル４０の対は、コネクタ１３，１４が相互に接続された状態で非接触にて対向配置され、電磁誘導を利用して互いに絶縁を保って電力を伝送する。

また、入出力部３１，３３のうち、各信号の出力側に発光素子４１ａが、入力側に受光素子４１ｂがそれぞれ設けられ、発光素子４１ａ及び受光素子４１ｂの対は、コネクタ１３，１４が相互に接続された状態で接触又は非接触にて対向配置され、光を利用して互いに絶縁を保って信号を伝送する。

なお、絶縁を保った電力及び信号の授受は上記の方式に限られるものではない。例えば電力の授受には、コイル４０を共振器として利用する磁気共鳴方式を用いることもでき、また、信号の授受については無線通信を用いることもできる。

一方、コネクタ１３の接触部３２とコネクタ１４の接触部３４とは、コネクタ１３，１４が相互に接続された状態で互いに接触し、電子内視鏡２のグランドとプロセッサ装置３の筐体３６とが互いに導通される。

電子内視鏡２のグランドとプロセッサ装置３の筐体３６とが互いに導通されることにより、高周波処置具の輻射ノイズや静電気ノイズなどの電子内視鏡２に印加されたノイズは、電子内視鏡２のグランドからプロセッサ装置３の筐体３６に流れ、電子内視鏡２におけるノイズの影響が低減される。特に本例では筐体３６が接地されているので、ノイズは電子内視鏡２及びプロセッサ装置３から速やかに排除される。それにより、撮像素子２８や駆動・読出回路２９といった電子内視鏡２に搭載される電子デバイスの誤動作を抑制することができる。

また、コネクタ１４の接触部３４とプロセッサ装置３の筐体３６との間にはコンデンサＣ１が介在しており、電子内視鏡２のグランドは、容量結合によって交流的に筐体３６に導通され、直流的には筐体３６からフローティングされる。それにより、高周波であるノイズの筐体３６への移動を阻害することなく、電源回路３７を備えるプロセッサ装置３から電子内視鏡２を経て被検体に流れる漏れ電流をカットすることができる。

また、入出力部３３のグランド及び電源回路３７を含む回路部３５のグランドもプロセッサ装置３の筐体３６に接続されるが、入出力部３３は電子内視鏡２と絶縁されているので、入出力部３３のグランドは回路部３５のグランドと共通とすることが可能である。それにより、入出力部３３と回路部３５とを絶縁するためのトランスやフォトカプラなどの絶縁手段を別途設ける必要がなくなる。

なお、上述した電子内視鏡装置１では、電子内視鏡２に搭載される電子デバイスとして撮像装置２２（撮像素子２８及び駆動・読出回路２９）を例示したが、電子内視鏡２に搭載される電子デバイスは、撮像装置２２に限られるものではない。例えば上述した電子内視鏡装置１では、プロセッサ装置３の光源２４によって生成された照明光をライトガイド２５によって電子内視鏡２の挿入部１０の先端部に導いて照明光学系２０から照射する構成とされているが、挿入部１０の先端部にＬＥＤ（Light Emitting Diode）及びその駆動回路を設け、ＬＥＤによって照明光を生成することも可能である。

図３及び図４は、電子内視鏡２のコネクタ１３及びプロセッサ装置３のコネクタ１４の構成を示す。

電子内視鏡２のコネクタ１３は、凸状に形成された嵌合部４２を有し、プロセッサ装置３のコネクタ１４は、凹状に形成された嵌合部４３を有する。嵌合部４２，４３は、コネクタ１３，１４の相互の接続に伴って互いに嵌合し、コネクタ１３の嵌合部４２はコネクタ１４の嵌合部４３によって覆われる。

図示の例において、凸状の嵌合部４２はコネクタ１３の略中央部に設けられており、嵌合部４２には照明光を導くライトガイド２５の末端部が保持されている。また、嵌合部４２を間に挟むコネクタ１３の両側部のうち一方の側部には電力を授受するコイル４０が設けられ、他方の側部には信号を授受する発光素子４１ａ及び受光素子４１ｂが設けられている。なお、コネクタ１３における嵌合部４２の配置、及びライトガイド２５やコイル４０や発光光子４１ａや受光素子４１ｂの配置は図示の例に限定されるものではない。

そして、コネクタ１３の接触部３２は嵌合部４２に設けられ、コネクタ１３の接触部３２と接続されるコネクタ１４の接触部３４は嵌合部４３に設けられている。このように、プロセッサ装置３の筐体３６に導通される接触部３２が、コネクタ１４の凹状の嵌合部４３によって覆われるコネクタ１３の凸状の嵌合部４２に設けられていることにより、コネクタ１３，１４が相互に接続されている状態、即ち電子内視鏡装置１の使用時において接触部３２が露出しない。それにより、電子内視鏡装置１の使用者が接触部３２に触れることを防止し、使用者の感電を防止することができる。

好ましくは、接触部３２は、図示の例のように、嵌合部４２の外周面に設けられる。それによれば、接触部３２，３４の相互の接触面積を拡大でき、電子内視鏡２のグランドとプロセッサ装置３の筐体３６とをより確実に導通させることができる。

以上、説明したとおり、本明細書には下記事項が開示されている。

（１） プロセッサ装置に接続されてこのプロセッサ装置との間で電力及び信号を授受するコネクタを備える電子内視鏡であって、上記コネクタにおいて、電力及び信号を授受する入出力部は上記プロセッサ装置と絶縁され、この電子内視鏡のグランドに接続された接触部のみ上記プロセッサ装置のグランドに導通される電子内視鏡。
（２） 上記コネクタは、上記プロセッサ装置に嵌合し且つ上記プロセッサ装置によって覆われる嵌合部を有し、上記接触部は上記嵌合部に設けられている上記（１）の電子内視鏡。
（３） 上記接触部は、上記嵌合部の外周面に設けられている上記（２）の電子内視鏡。
（４） 上記（１）から（３）のいずれか一つの電子内視鏡と、上記電子内視鏡の上記コネクタが接続され、上記コネクタとの間で電力及び信号を授受するプロセッサ装置と、を備える電子内視鏡装置。
（５） 上記コネクタの上記接触部と、上記接触部が導通される上記プロセッサ装置のグランドとは、容量結合によって交流的に導通されている上記（４）の電子内視鏡装置。
（６） 上記プロセッサ装置は、上記電子内視鏡の上記入出力部との間で電力及び信号を授受する入出力部と、上記電力を生成し且つ上記信号を処理する回路部とを有し、上記入出力部のグランドは上記回路部のグランドと共通である上記（５）の電子内視鏡装置。

１ 電子内視鏡装置
２ 電子内視鏡
３ プロセッサ装置
４ モニタ
１０ 挿入部
１１ 操作部
１２ ユニバーサルコード
１３ コネクタ
１４ コネクタ
２０ 照明光学系
２１ 対物光学系
２２ 撮像装置
２４ 光源
２５ ライトガイド
２８ 撮像素子
２９ 駆動・読出回路
３０ 配線群
３１ 入出力部
３２ 接触部
３３ 入出力部
３４ 接触部
３５ 回路部
３６ 筐体（グランド）
３７ 電源回路
３８ 信号処理回路
４０ コイル
４１ａ 発光素子
４１ｂ 受光素子
４２ 嵌合部
４３ 嵌合部
Ｃ１ コンデンサ

Claims (4)

1. プロセッサ装置に接続されて該プロセッサ装置との間で電力及び信号を授受するコネクタを備える電子内視鏡であって、
   前記コネクタは、電力及び信号を授受する入出力部と、該電子内視鏡のグランドに接続されている接触部と、を有し、
   前記入出力部は、電磁誘導を利用して電力を伝送するコイル及び光通信を利用して信号を伝送する発光素子又は受光素子を含み、前記プロセッサ装置と絶縁された状態で電力及び信号を授受し、前記接触部のみ前記プロセッサ装置のグランドに導通され、
   前記コネクタは、前記プロセッサ装置に嵌合し且つ前記プロセッサ装置によって覆われる嵌合部をさらに有し、
   前記コイルと、前記発光素子又は受光素子とは、前記嵌合部を間に挟んで互いに反対側に設けられており、
   前記接触部は、前記嵌合部の外周面に設けられている電子内視鏡。
2. 請求項１記載の電子内視鏡と、
   前記電子内視鏡の前記コネクタが接続され、前記コネクタとの間で電力及び信号を授受するプロセッサ装置と、
   を備える電子内視鏡装置。
3. 前記コネクタの前記接触部と、前記接触部が導通される前記プロセッサ装置のグランドとは、容量結合によって交流的に導通されている請求項２記載の電子内視鏡装置。
4. 前記プロセッサ装置は、前記電子内視鏡の前記入出力部との間で電力及び信号を授受する入出力部と、前記電力を生成し且つ前記信号を処理する回路部とを有し、
   前記入出力部のグランドは前記回路部のグランドと共通である請求項３記載の電子内視鏡装置。

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