JPH0785433B2 - 医療機器用シ−ルドコネクタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は医療機器用シールドコネクタの改善に関す
る。

［発明の技術的背景とその問題点］ 医療機器である固体撮像素子（SID,CCD）などの電子機
器を内蔵した内視鏡にあっては、実開昭58−135705号公
報でも示すような、先端部に電気接点を設けたコネクタ
が装備され、これを内視鏡制御装置としてのビデオプロ
セッサーに接続することにより、固体撮像素子を駆動す
る他、その固体撮像素子で捕えた光学像の信号をビデオ
プロセッサーのビデオプロセス回路へ出力してモニター
にその光学像を写し出すことができるようにしている。

こうした内視鏡とビデオプロセッサーとを接続するコネ
クタ構造、すなわち医療機器用コネクタは、ビデオプロ
セッサー（電気装置）側に第１の信号接点を複数設けて
なる電気接続部を設置し、また内視鏡のコネクタ上記第
１の信号接点と接続自在な第２の信号接点を複数設けて
なる内視鏡側（コネクタ側）接続部を設けて信号の授受
を行うが、その信号が外部からのノイズの影響を受けて
乱れ、固体撮像素子などの電子機器が良好に機能できな
くなるおそれをもっている。

そこで、従来、ノイズが電気信号にのらないように、第
１の信号接点の周囲および第２の信号接点の周囲にそれ
ぞれシールド部材を設けることが行われている。

こうしたシールドコネクタとしては、ビデオプロセッサ
ー側に同軸シールド線を配し、その一方の端部をビデオ
プロセス回路に接続してシールド線側をGNDとし、他方
の端部のシールド線をビデオプロセッサー側のシールド
部材に接続することで行われる。

そして、内視鏡とビデオプロセッサーとの接続に伴い内
視鏡側のシールド部材を導通させて電波シールドとして
機能させるようにしている。

ところが、ビデオプロセッサー側のシールド部材は人間
の手に触れ易い位置にある他、グランドは大地に対して
浮くものの、ビデオプロセス回路とつながる関係にあ
る。

このため、ビデオプロセッサー側電気接続部と内視鏡と
を接続しない状態で、人間がシールド部材に触れると、
漏れ電流から感電するおそれがあった。

［発明の目的］ この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目
的とするところは、接続していない状態時において、シ
ールド部材に触れることによる感電を解消することがで
きる医療機器用シールドコネクタを提供することにあ
る。

［発明の概要］ すなわち、この発明は、電気装置に設けられる電気装置
側電気接続部本体に、電気装置のGNDと導通される第１
のGND接点および電気装置の信号源と導通される第１の
信号接点を有する第１の接点部を設け、この第１の接点
部の周囲に第１のシールド部材を設け、電気装置側電気
接続部本体にシールド部材と電気的に導通された第１の
シールド接続用接点を設け、電気装置側電気接続部本体
と着脱自在なコネクタ側電気接続部本体に、該コネクタ
側電気接続部本体を電気装置側電気接続部本体に装着し
たときに第１のGND接点と接続される第２のGND接点およ
び第１の信号接点と接続される第２の信号接点を有する
第２の接点部を設け、第２の接点部の周囲に、第２のGN
D接点と電気的に導通された第２のシールド部材を設
け、コネクタ側電気接続部本体に、第２のGND接点と電
気的に導通され、かつコネクタ側電気接続部本体を電気
装置側電気接続部本体に装着したときに第１のシールド
接続用接点と接続される第２のシールド接続用接点を設
けたことにより、第１の接点部と第２の接点部とが接続
されたときは、従来と同様、第１および第２のシールド
部材を同電位とし、その両者の接続を解除したときは第
１のシールド部材をグランドおよび電気装置の回路から
浮かせて、第１のシールド部材自身そのものを感電のお
それの全くないものとすることにある。

［発明の実施例］ 以下、この発明を第１図ないし第４図に示す一実施例に
もとづいて説明する。第２図は内視鏡全体の概略を示
し、１は操作部、２は挿入部、３は先端にコネクタ3aを
設けたユニバーサルコードである。そして、操作部１の
先端側には挿入部２の基端部が連結され、また操作部１
の側部にはユニーバーサルコード３の基端部が連結され
て内視鏡本体を構成している。

また挿入部２の先端部には、対物レンズ群４および照明
窓（図示しない）が設けられる。そして、対物レンズ群
４の後段には、対物レンズと対向してSID,CCDなどの固
体撮像素子５が設置されている。また照明窓の後段に
は、出射側の端部を対向させてライトガイドファイバー
６が配置されている。

固体撮像素子６につながる信号線７は、挿入部２、操作
部１およびユニバーサルコード３を順次通じて、コネク
タ3aに接続されている。

またライトガイドファイバー６の入射側も、同様に挿入
部２、操作部１、ユニバーサルコード３を通じて、コネ
クタ3aに接続されていて、コネクタ3aを、光源機器（図
示しない）を装備したビデオプロセッサー８（電気装置
に相当）に接続することにより、固体撮像素子５で捕ら
えた光学像の信号をビデオプロセッサー８のビデオプロ
セス回路９に出力できるようにしている。なお、ビデオ
プロセス回路９にはモニター10が接続されていて、ビデ
オプロセス回路９で画像処理した信号にもとづき光学像
をモニターできるようにしている。

この内視鏡とビデオプロセッサー８とを接続するコネク
タ構造には、シールドコネクタが用いられている。その
構造が第１図に示され、また電気回路回りの構造が第３
図および第４図に示されている。但し、第３図は内視鏡
の挿入部２の先端2a、挿入部１、コネクタ3aの各部の電
気回路が示され、第４図はビデオプロセッサー８の電気
回路が示されている。

ここで、まず、ビデオプロセッサー８側について説明す
れば、11はビデオプロセッサー８の外装を構成する外装
金属、９は第１のビデオプロセス回路9aと第２のビデオ
プロセス回路9bとを直列に接続してなる先のビデオプロ
セス回路、12はそのビデオプロセス回路９の周囲に設け
たビデオプロセス回路用シールド部材である。

第１のビデオプロセス回路9aと第２のビデオプロセス回
路9bとは、その相互間が絶縁関係となっていて、両者が
影響しないようになっている。そして、これら第１およ
び第２のビデオプロセス回路9a,9bが、ビデオプロセス
回路用シールド部材12と共に外装部材11内に配設されて
いる。なお、ビデオプロセス回路用シールド部材12と外
装金属11との間は絶縁してある。

また外装金属11の側部には、第１図に示すように電気接
続部13が設けられている。

ここで、電気接続部13について説明すれば、14はインシ
ュレータ、15はインシュレータ14にそのインシュレータ
14を貫通するようにして並行に設けた複数の接点ピン受
（第１の接点部に相当）、16は電気接続部13の本体とな
る本体部（電気装置側電気接続部本体）である。

本体部16は、金属部材から、先端側が拡開する略有底筒
状に形成されている。この本体部16の外周部には、筒形
の絶縁体17が嵌挿されている。

この本体部16内の後部側の小径部分には、各接点ピン受
15…の先端側が開口側に向いた状態で、上記インシュレ
ータ14が内装される。

この本体部16の後部は、ビデオプロセッサー８の外装金
属11を貫通して固定される。これにより、コネクタ3aと
接続可能な電気接続部13の全体を構成している。

また本体部16は、シールド部材を兼用していて、これに
よって接点ピン受15…の周囲にシールドを配置させてい
る。

なお、各接点ピン受15…はその先端がインシュレータ14
の先端面に対し退避した位置に深く埋め込まれていて、
手が接点ピン受15…に触れるのを防止している。

こうした電気接続部13の接点ピン受15…には、第４図に
示すように、１番から15番までの15本の接点ピン受15…
が用いられている。そして、このうちの１番の接点ピン
受15をシールド接続用の接点Ａに定めている。

なお、１番から15番までの接点ピン受15のうち、４番お
よび５番の接点ピン受15には同軸接点ピン受を用いてい
る。

１番から15番までの接点ピン受15のうち、12番から15番
までの各接点ピン受15は、通常の電線16a…を介して、
第１のビデオプロセス回路9aは接続される。また１番の
接点ピン15を除く残りの各接点ピン受15は、同軸シール
ド線17a…を使って、第１のビデオプロセス回路9aに接
続されている。

これにより、接点ピン受15を通じて、駆動電力を供給し
たり、制御信号を入出力したり、画像信号を入力して信
号処理したり、ノイズをキャンセルしたりできるように
なっている。

すなわち、２番および３番の接点ピン受15,15は上記固
体撮像素子５を駆動する電力を供給するための端子とな
り、４番の接点ピン受15は上記固体撮像素子５からの画
像信号を浮ける端子となり、５番の接点ピン受15はノイ
ズをキャンセルするためのノイズ信号を受ける端子とな
り、６番ないし９番の接点ピン受15…は固体撮像素子５
を走査制御するための端子となり、10番および11番の接
点ピン受15,15は固定撮像素子５における残留電荷を除
去するための端子となり、12番ないし15番の接点ピン受
15…はビデオプロセス回路９を走査制御するための端子
となっている。

ここで、同軸シールド線17a…の各シールド線17bはビデ
オプロセス回路９のGNDに至る。つまり、接点ピン受15
は、ビデオプロセス回路９のGNDと導通するGND接点を含
む。

残る１番の接点ピン受15は、電極18を介して、本体部16
に接続されている。これにより、本体部16（第１のシー
ルド部材）を大地からも、ビデオプロセス回路９からも
浮かせている。

なお、電線16a…および同軸シールド線17aは、本体部16
の後部を貫通して、配線されるものである。

但し、19は外装部材11をアースするための接地である。
また20は第２のビデオプロセス回路9bとモニター10とを
接続する同軸シールド線でこの同軸シールド線20にて第
２のプロセス回路9bから出力される画像信号をモニター
10へ導くようにしている。

また16はビデオプロセス回路用シールド部材12をシール
ドとして機能させるための導通線を示す。

他方、内視鏡のコネクタ3a側について説明すれば、これ
は上記１番から15番の接点ピン受15…と対応する15本の
接点ピン25…（第２の接点部に相当）を有するコネクタ
3aから構成される。

詳しくは、コネクタ3aは第１図に示すような構造となっ
ている。

すなわち、26は円板状のインシュレータ、25はインシュ
レータ26を貫通するようにして突設された先の複数の接
点ピン25である。接点ピン25は、接点ピン受15の各位置
に対応して、並行に配置されている。

27は上記電気接続部13と組合うコネクタ側接続部29を構
成する本体部である。

本体部27は、上記電気接続部13の本体部16と挿脱可能な
絶縁性口金50を有している。この絶縁性口金50の先端外
周部には、同絶縁性口金50を上記本体部16内へ挿入した
とき、絶縁性口金50と共に本体部16内に挿入される金属
製の筒体51が埋め込まれている。

また絶縁性口金50の内周部には、金属製の口金52が嵌挿
されている。口金52の周壁は、絶縁性口金51の周壁に埋
め込まれていて、同絶縁性口金50を上記本体部16内へ挿
入したとき、絶縁性口金50と共に本体部16内に挿入され
るようになっている。

この本体部27内には、口金52の内周部に固定されて、上
記インシュレータ26が設置されている。この設置によっ
て、接点ピン25を開口側に向くように配置してある。

この本体部27が、コネクタ3aの外装部材3aの先端部に、
接続側が突出するように固定され、電気接続部13と接続
可能なコネクタ側接続部29を構成している。

口金52は、シールド部材を兼用していて、これによって
接点ピン25…の周囲にシールドを配置させている。

なお、51aは筒体51の外周面に突設された突起部であ
る。この突起部51aは、電気接続部13の本体部16に設け
た位置決め溝（図示しない）と嵌合して、挿脱の際の案
内をなすようにしている。

但し、同軸接点ピン受を用いた接点ピン受15と組合う接
点ピン25は同軸接点ピンを用いてある。

こうした接点ピン25…は、固体撮像素子５および操作部
１に設けた画像制御スイッチ29a,29b,29c等の部品に接
続される。

ここで、接続系統を述べる前に内視鏡の内部の配線構造
について説明すれば、第３図に示すように内視鏡には挿
入部２、操作部１、ユニバーサルコード３およびコネク
タ3a内に渡り、６本の同軸シールド線30〜35が挿通され
ている。さらに内視鏡には操作部１、ユニバーサルコー
ド３およびコネクタ3a内に渡り、４本の通常の電線36〜
39が挿通されている。但し、いずれの電線30〜39も先に
述べた信号線７を構成するものである。

つぎに、接続系統について述べると、同軸シールド線30
は、先端側の端部が固体撮像素子５のVDD端子およびSUB
端子に並列に接続され、後端側の端部が２番および３番
の接点ピン25に定電圧回路40を介して接続される。

同軸シールド線31は、先端側の端部が固体撮像素子５の
Vout端子に並列に接続され、後端側の端部が４番の接点
ピン25に接続される。

同軸シールド線32は、ノイズをキャンセルするためのノ
イズキャンセル用ケーブルとしていて、先の画像信号を
出力する同軸シールド線31とより合って並行に設けられ
る。このノイズキャンセル用ケーブル後部側の端部は、
５番の接点ピン25に接続される。なお、41は固体撮像素
子５のインピーダンス分の差を補正するための抵抗を示
す。

同軸シールド線33は、先端側の端部が固体撮像素子５の
ΦＳ端子に接続され、後端側の端部が６番および７番の
接点ピン25に接続される。

同軸シールド線34は、先端側の端部が固体撮像素子５の
ΦＰ端子に接続され、後端側の端部が８番および９番の
接点ピン25に接続される。

同軸シールド線35は、先端側の端部が固体撮像素子５の
AGB端子に接続され、後端側の端子が10番および11番の
接点ピン25に接続される。

そして、同軸シールド線30の系統で固体撮像素子５に対
する電源系を構成し、同軸シール線31の系統で同じく信
号出力系を構成し、同軸シールド33〜35の系統で固体撮
像素子５を制御駆動する制御系を構成している。

これにより、コネクタ側接続部29を電気接続部13に接続
することで、固体撮像素子５を所要に機能させることが
できるようにしている。なお、同軸シールド線32は、コ
ネクタ側接続部29と電気接続部13とを接続することによ
り、５番の接点ピン25および５番の接点ピン受15を通じ
て、ビデオプロセス回路にノイズ信号を送るようにして
いて、ビデオプロセス回路９において、ノイズ信号に対
し、４番の接点ピン受15を通じて入力される画像信号を
差動増幅して画像信号からノイズ信号を除去処理するよ
うにしている。

各電線36〜39は、その先端部が各画像制御スイッチ29a,
29b,29cに接続され、後端部がそれぞれ12番、13番、14
番、15番の接点ピン25に接続されている。これにより、
画像制御スイッチ29a,29b,29cから、接続部同志の接続
によって構成される伝送路を通じて、ビデオプロセス回
路９を操作できるようにしている。

なお、42は電源系、操作系に介装されたヒューズを示
す。

コネクタ側接続部29には、１番の接点ピン受15と組合う
１番の接点ピン25と、上記ビデオプロセス回路９のGND
に至る接点ピン受15と組合う接点ピン、例えば４番の接
点ピン25とを導通させる第１の導通手段43が設けられて
いるとともに、その導通部と口金52とを導通する第２の
導通手段44が設けれている。

詳しくは、これら導通手段43,44は、第１図および第３
図に示すように通常の電線43aを使って、第１の接点ピ
ン25と、第４の接点ピン25がつながる同軸シールド線32
のシールド側32aとを説沿するとともに、その電線43に
口金52を通常の電線44aで説沿した構造となっている。

この導通構造によって、コネクタ側接続部29と電気接続
部13とが接続したのみ、GNDに至る４番の接点ピン受15
のシールド側が、４番の接点ピン25のシールド側、１番
の接点ピン25、１番の接点ピン受15を通じて、電気接続
部13側の本体部16と導通するようにしている。これによ
り、大地およびビデオプロセス回路９から浮いた本体部
16（シールド部材）を、コネクタ側の口金52と同電位に
なるようにしている。

しかして、こうした内視鏡のシールドコネクタは、電気
接続部13にコネクタ側接続部29を挿入して接続すること
により、各接点ピン受15…に各接点ピン25が接続され
る。

これにより、内視鏡とビデオプロセッサー８との間で、
各種信号の授受がなされる。これとともに、本体部16と
口金52とが、４番の接点ピン受15のシールド側、電線43
a、１番の接点ピン25、１番の接点ピン受15を通じ、互
いに導通（同電位）して、シールド性能を形成すること
となる。

つまり、良好なる画像信号のもとで固体撮像素子５が捕
らえた光学像をモニター10で見ることができるようにな
る。

またコネクター側接続部29をビデオプロセッサー８から
取外せば、電気接続部13側の本体部16（シールド部材）
は、第１図および第４図にも示すように大地およびビデ
オプロセス回路９の双方から浮いた状態となる。

すなわち、接続を外すと、シールド部材自身そのものが
感電のおそれの全くないものとなる。

したがって、漏れ電流による感電を防止することができ
る。

また接点ピン受15…をインシュレータ14の先端から退避
させたことで、接点ピン受15…が触れにくい。

なお、この発明を固体撮像素子を使った内視鏡を用いた
が、それ以外の内視鏡のシールドコネクタはもちろん、
さらにはその他の医療機器のシールドコネクタに適用す
るようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、接続していない
状態時において、電気接続部のシールド部材に触れるこ
とにより感電を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、第１図はシールドコ
ネクタの構造を示す断面図、第２図はそのシールドコネ
クタを適用した内視鏡の全体の概略構成を示す図、第３
図はその内視鏡先端部，内視鏡操作部，内視鏡コネクタ
の電気系を示す回路図、第４図は内視鏡が接続される電
気装置としてのビデオプロセッサーの電気系を示す回路
図である。 13……電気接続部、15……接点ピン受、16……本体部、
25……接点ピン、29……コネクタ側接続部、43a……電
線、44a……電線、52……口金、Ａ……接点。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気装置に設けられる電気装置側電気接続
   部本体と、 前記電気装置側電気接続部本体に設けられ、前記電気装
   置のGNDと導通される第１のGND接点および前記電気装置
   の信号源と導通される第１の信号接点を有する第１の接
   点部と、 前記第１の接点部の周囲に設けられた第１のシールド部
   材と、 前記電気装置側電気接続部本体に設けられ、前記シール
   ド部材と電気的に導通された第１のシールド接続用接点
   と、 前記電気装置側電気接続部本体と着脱自在なコネクタ側
   電気接続部本体と、 前記コネクタ側電気接続部本体に設けられ、該コネクタ
   側電気接続部本体を前記電気装置側電気接続部本体に装
   着しときに前記第１のGND接点と接続される第２のGND接
   点および前記第１の信号接点と接続される第２の信号接
   点を有する第２の接点部と、 前記第２の接点部の周囲に設けられるとともに前記第２
   のGND接点と電気的に導通された第２のシールド部材
   と、 前記コネクタ側電気接続部本体に設けられるとともに前
   記第２のGND接点と電気的に導通され、該コネクタ側電
   気接続部本体を前記電気装置側電気接続部本体に接着し
   たときに前記第１のシールド接続用接点と接続される第
   ２のシールド接続用接点と を具備したことを特徴とする医療機器用シールドコネク
   タ。