JP7446809B2 - 内視鏡システム - Google Patents
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Description
内視鏡装置と、
前記内視鏡装置と接続されることにより信号の光通信が可能となるプロセッサと、を備え、
前記内視鏡装置及び前記プロセッサは、前記光通信を行う光通信デバイスを有し、
前記光通信デバイスは、
前記信号の送信側に、発光素子と、前記発光素子の発光量を制御する発光量調整部と、前記発光量調整部を制御する送信側制御部と、を有し、
前記信号の受信側に、前記発光素子からの光を受光する受光素子と、前記受光素子の受光量に応じたモニタ電流と所定の閾値電流とを比較し、比較結果から、前記受光量の過不足を検知する受信側制御部と、を有し、
前記送信側制御部は、
第1の発光量で前記発光素子を発光させ、前記受光素子に受光させる処理と、
前記受信側制御部から、前記受光量の過不足を示す検知情報を受信し、前記検知情報に基づいて、前記モニタ電流が前記所定の閾値電流に近づくように、前記発光量調整部を制御して、第2の発光量で前記発光素子を発光させる処理と、を実行する。
本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味に於いても限定するものではないことを理解する必要がある。
図1は、本実施形態の内視鏡システムの全体外観例を示す図である。内視鏡システム1は、内視鏡装置100と、プロセッサ200と、モニタ300(表示部)とを備えている。
図3A~図3Eを参照して、内視鏡装置側コネクタ110と、プロセッサ側コネクタ210との接続関係を説明する。図3Aは、内視鏡装置側コネクタ110とプロセッサ側コネクタ210とを接続する前の状態をある方向(内視鏡装置側コネクタ110の挿入方向と垂直な方向)から見た図である。
(1)内視鏡装置100とプロセッサ200の内部構成例
図4は、光通信デバイスの通信に関連する、内視鏡装置100とプロセッサ200の内部構成例を示す図である。図4では、信号(情報)の光通信に関係する構成部のみが示され、図1及び図2に示される他の必要な構成部の図示は省略している。
図5は、本実施形態に係る光通信方法に関係する、制御信号経路の一部の構成を抜粋した図である。図4と同様の構成については説明を省略する。図5に示すように、内視鏡装置側の制御信号経路には、レーザダイオード125-3と対向するモニタ用フォトダイオード130と、レーザドライバ126-3(発光量調整部)の出力ドライブ電流を調整するためのデジタルポテンショメータ131(発光量調整部)とが設けられている。デジタルポテンショメータ131(ドライブ電流調整回路)の抵抗値は、第2コントローラ121により制御される。より具体的には、第2コントローラ121は、まずは所定の初期ドライブ電流でレーザダイオード125-3を発光させるように、デジタルポテンショメータ131の抵抗値を調整する。その後、プロセッサ側の第2コントローラ221から送信されたモニタ電流情報(プロセッサ側の受光量を調整するための情報)に応じて、デジタルポテンショメータ131の抵抗値を調整する。第2コントローラ121による処理の詳細については後述する。
プロセッサ側の第1コントローラ220(受信側制御部)は、内視鏡装置100がプロセッサ200に接続されたか否か、すなわち、内視鏡装置側コネクタ110がプロセッサ側コネクタ210に接続されたか否かを判断する。内視鏡装置側コネクタ110とプロセッサ側コネクタ210との接続は、例えば、機械的スイッチがONとなることにより検知したり、センサ(図示せず)により検知したりすることができ、検知した際には検知信号が出力されるように構成される。機械的スイッチの場合には、スイッチがONとなったときに検知信号を出力する回路を設けてもよい。そして、第1コントローラ220は、当該検知信号をスイッチ又はセンサから受信することにより、内視鏡装置100が接続(挿入)されたと判断する。
プロセッサ側の第1コントローラ220は、内視鏡装置100への電源投入を開始する。具体的には、第1コントローラ220は、内視鏡装置側コネクタ110とプロセッサ側コネクタ210とが接続されたことを示す検知信号を受信すると、トリガー信号を生成し、第2コントローラ221にそれを送信する。第2コントローラ221は、トリガー信号に応答して、送電部222に、電源供給を有効にするためのEnable-0信号を送信し、電源を供給する状態に制御する。電源供給を有効にするためのEnable-0信号に応答して、送電部222への電源供給が有効となり、送電部222は、内視鏡装置100の受電部122へ送電(電源供給)を開始する。
内視鏡装置100の受電部122は、送電部222から電源が供給されると、内視鏡装置側の第1コントローラ120及び第2コントローラ121(送信側制御部)へ電源を供給することにより、第1コントローラ120及び第2コントローラ121を起動し、動作可能な状態とする。また、受電部122は、フォトダイオード123-1、トランスインピーダンス増幅器124-1、レーザダイオード125-1~125-3、レーザドライバ126-1~126-3、モニタ用フォトダイオード130、デジタルポテンショメータ131に電源を供給することによりこれらを起動し、動作可能な状態とする。これにより、プロセッサ200と内視鏡装置100との間の、光通信による相互情報通信が可能となる。さらに、第2コントローラ121によって撮像素子104が起動され、観察の対象部位の映像(静止画を含む)の撮像が可能となる。
内視鏡装置側の第2コントローラ121は、内視鏡装置100及び撮像素子104のイニシャルデータ(例えば、スコープID、機種、内視鏡装置100の使用回数や接続時間、伝送帯域の情報、プロトコルの情報、テストパターン、センサ情報(撮像(映像)レートや撮像方式など)を、例えば第1メモリ106(図2参照、図4には不図示)から取得し、イニシャルデータ伝送用の帯域を用いて(どのような機種の内視鏡装置100が接続されてもプロセッサ200がイニシャルデータを取得できるように)、制御信号経路に送信する。具体的には、第2コントローラ121は、レーザドライバ126-3を介してレーザダイオード125-3にイニシャルデータを送信する。このとき、例えばレーザダイオード125-3の許容範囲の下限の電流量(初期電流量)でレーザダイオード125-3を発光させる(第1の発光量)ように、第2コントローラ121は、デジタルポテンショメータ131の抵抗値を制御し、レーザドライバ126-3は、デジタルポテンショメータ131の抵抗値に従った電流量のドライブ電流をレーザダイオード125-3に出力する。
プロセッサ側の第2コントローラ221は、制御信号経路により伝送されてきたイニシャルデータを受信し、受信したイニシャルデータの内容を確認(解析)する。
第2コントローラ221は、イニシャルデータを制御信号経路に送信(返送)する。具体的には、第2コントローラ221は、レーザドライバ224-1に対して、イニシャルデータに含まれる伝送帯域の情報を通知する。
内視鏡装置側の第2コントローラ121は、制御信号経路により伝送されてきたイニシャルデータ及びモニタ電流情報を受信する。
第2コントローラ121は、受信したモニタ電流情報に応じて、デジタルポテンショメータ131の抵抗値を制御することにより、レーザドライバ126-3の出力ドライブ電流を調整し、レーザダイオード125-3の発光量を変更(第2の発光量)する。例えば、モニタ電流が閾値電流よりも低く、レーザダイオード125-3の発光量を上げることを指示するための情報をモニタ電流情報が有している場合は、第2コントローラ121は、レーザダイオード125-3の発光量を上げるように、デジタルポテンショメータ131の抵抗値を下げる。また、モニタ電流が閾値電流よりも高く、レーザダイオード125-3の発光量を下げることを指示するための情報をモニタ電流情報が有している場合は、第2コントローラ121は、レーザダイオード125-3の発光量を下げるように、デジタルポテンショメータ131の抵抗値を上げる。なお、デジタルポテンショメータ131の抵抗値の調整の度合い(変更量)は、用いるデジタルポテンショメータの仕様により決定できる。
以上説明した例では、まずレーザダイオード125-3(発光素子)を、その許容電流量の下限(第1の発光量)で発光させ、プロセッサ側の第2コントローラ221が、プロセッサ側のフォトダイオード225-3(受光素子)の受光量に応じたモニタ電流と所定の閾値電流とを比較し、受光量の過不足を検知してモニタ電流情報(検知情報)として、内視鏡装置側の第2コントローラ121に返送し、第2コントローラ121が、モニタ電流情報に基づいて、モニタ電流が所定の閾値電流に近づくように、レーザドライバ126-3の出力ドライブ電流を制御して、レーザダイオード125-3の発光量を調整(第2の発光量)した。以上を1サイクルとして、モニタ電流が閾値電流となるまでサイクルを繰り返す手法を説明した。
本実施形態の内視鏡システムによれば、光通信送信側に、レーザドライバが出力するドライブ電流を調整するための電流調整回路を有し、光通信受信側に、フォトダイオードの受光量(受光量に応じた電流量)をモニタするモニタ回路を有している。レーザダイオードを発光させるためのドライブ電流を初期電流量として、受光したフォトダイオードの受光量に応じた電流量と、安定した受光量かどうかを判断するための所定の閾値電流とを比較し、受光量の過不足を検知する。また、受光量の過不足の検知結果を送信側にフィードバックし、検知結果に基づいて、電流調整回路によりレーザドライバのドライブ電流を変更する。このような構成を有することにより、コネクタ部に汚れ等が生じた場合にも、安定して内視鏡装置及びプロセッサ間の光通信が可能となる。また、レーザダイオードやフォトダイオードの仕様に合わせてドライブ電流を調整することもできる。
(1)特定事項1
内視鏡装置と、
前記内視鏡装置と接続されることにより信号の光通信が可能となるプロセッサと、を備え、
前記内視鏡装置及び前記プロセッサは、前記光通信を行う光通信デバイスを有し、
前記光通信デバイスは、
前記信号の送信側に、発光素子と、前記発光素子の発光量を制御する発光量調整部と、前記発光量調整部を制御する送信側制御部と、を有し、
前記信号の受信側に、前記発光素子からの光を受光する受光素子と、前記受光素子の受光量に応じたモニタ電流と所定の閾値電流とを比較し、比較結果から、前記受光量の過不足を検知する受信側制御部と、を有し、
前記送信側制御部は、
第1の発光量で前記発光素子を発光させ、前記受光素子に受光させる処理と、
前記受信側制御部から、前記受光量の過不足を示す検知情報を受信し、前記検知情報に基づいて、前記モニタ電流が前記所定の閾値電流に近づくように、前記発光量調整部を制御して、第2の発光量で前記発光素子を発光させる処理と、を実行する内視鏡システム。
特定事項1において、
前記光通信デバイスは、
前記信号の送信側に、前記発光素子の発光量を前記発光量調整部にフィードバックするモニタ用発光素子をさらに備え、
前記モニタ電流が前記所定の閾値電流となった場合に、前記モニタ用発光素子の受光量が一定となるように、前記発光量調整部を制御する、内視鏡システム。
特定事項1又は2において、
前記送信側制御部は、
前記発光素子に前記第1の発光量を発光させる際に、前記発光量調整部に前記発光素子の許容電流量の下限値を出力させる、内視鏡システム。
特定事項1乃至3のいずれか1項において、
前記受信側制御部は、
前記受光素子の許容電流量の下限値と上限値の平均値を前記所定の閾値電流として、前記検知情報を生成する、内視鏡システム。
特定事項1乃至4のいずれか1項において、
前記プロセッサに接続される表示部をさらに備え、
前記受信側制御部は、
前記モニタ電流が前記所定の閾値電流に満たない場合に、前記光通信デバイスの汚れの可能性を示す通知を前記表示部に表示させる、内視鏡システム。
上述した本実施形態の機能は、ソフトウェアのプログラムコードによっても実現できる。この場合、プログラムコードを記録した記憶媒体をシステム或は装置に提供し、そのシステム或は装置のコンピュータ(又はCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそれを記憶した記憶媒体は本開示を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、CD-ROM、DVD-ROM、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD-R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROMなどが用いられる。
100 内視鏡装置
104 撮像素子
120 内視鏡装置側の第1コントローラ
121 内視鏡装置側の第2コントローラ
122 受電部
123-1 内視鏡装置側のフォトダイオード
124-1 内視鏡装置側のトランスインピーダンス増幅器
125-1、125-2 内視鏡装置側のレーザダイオード
126-1、126-2 内視鏡装置側のレーザドライバ
110 内視鏡装置側コネクタ
130 モニタ用フォトダイオード
131 デジタルポテンショメータ
132 比較基準電圧回路
200 プロセッサ
207 後段信号処理回路
210 プロセッサ側コネクタ
220 プロセッサ側の第1コントローラ
221 プロセッサ側の第2コントローラ
222 送電部
223-1 プロセッサ側のレーザダイオード
224-1、224-2 プロセッサ側のレーザドライバ
225-1、225-2、225-3 プロセッサ側のフォトダイオード
226-1、226-2、226-3 プロセッサ側のトランスインピーダンス増幅器
228 第1パワーIC
229 第2パワーIC
230 モニタ用フォトダイオード
231 デジタルポテンショメータ
232 比較基準電圧回路
300 モニタ
Claims (4)
- 内視鏡装置と、
前記内視鏡装置と接続されることにより信号の光通信が可能となるプロセッサと、を備え、
前記内視鏡装置及び前記プロセッサは、前記光通信を行う光通信デバイスを有し、
前記光通信デバイスは、
前記内視鏡装置を前記信号の送信側とし前記プロセッサを前記信号の受信側とする第1の光空間伝送路と、前記プロセッサを前記信号の送信側とし前記内視鏡装置を前記信号の受信側とする第2の光空間伝送路と、を少なくとも有し、
前記信号の送信側に、発光素子と、前記発光素子の発光量を制御する発光量調整部と、前記発光量調整部を制御する送信側制御部と、前記発光素子の発光量を前記発光量調整部にフィードバックするモニタ用受光素子と、を有し、
前記信号の受信側に、前記発光素子からの光を受光する受光素子と、前記受光素子の受光量に応じたモニタ電流と所定の閾値電流とを比較し、比較結果から、前記受光量の過不足を検知する受信側制御部と、を有し、
前記内視鏡装置の前記送信側制御部は、
前記第1の光空間伝送路を用いて、第1の発光量で前記発光素子を発光させ、前記受光素子に受光させる処理と、
前記受信側制御部から、前記受光量の過不足を示す検知情報を前記第2の光空間伝送路を介して受信し、前記検知情報に基づいて、前記モニタ電流が前記所定の閾値電流に近づくように、前記発光量調整部を制御して、第2の発光量で前記発光素子を発光させる処理と、
前記モニタ電流が前記所定の閾値電流となった場合に、前記モニタ用受光素子の受光量が一定となるように、前記発光量調整部を制御する処理と、を実行し、
前記プロセッサの前記送信側制御部は、
前記第2の光空間伝送路を用いて、第3の発光量で前記発光素子を発光させ、前記受光素子に受光させる処理と、
前記受信側制御部から、前記受光量の過不足を示す検知情報を前記第1の光空間伝送路を介して受信し、前記検知情報に基づいて、前記モニタ電流が前記所定の閾値電流に近づくように、前記発光量調整部を制御して、第4の発光量で前記発光素子を発光させる処理と、
前記モニタ電流が前記所定の閾値電流となった場合に、前記モニタ用受光素子の受光量が一定となるように、前記発光量調整部を制御する処理と、を実行する内視鏡システム。 - 請求項1において、
前記送信側制御部は、
前記発光素子に前記第1の発光量又は前記第3の発光量を発光させる際に、前記発光量調整部に前記発光素子の許容電流量の下限値を出力させる、内視鏡システム。 - 請求項1又は2において、
前記受信側制御部は、
前記受光素子の許容電流量の下限値と上限値の平均値を前記所定の閾値電流として、前記検知情報を生成する、内視鏡システム。 - 請求項1乃至3のいずれか1項において、
前記プロセッサに接続される表示部をさらに備え、
前記受信側制御部は、
前記モニタ電流が前記所定の閾値電流に満たない場合に、前記光通信デバイスの汚れの可能性を示す通知を前記表示部に表示させる、内視鏡システム。
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