JPWO2016117373A1 - Medical equipment and endoscope system - Google Patents
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Abstract
本発明にかかる医療機器は、互いに電気的に絶縁されている二つの回路であって、第一の基準電位を有する一方の回路と、前記第一の基準電位とは異なる第二の基準電位を有する他方の回路との間の信号伝送を行う医療機器であって、一方の回路側に設けられ、受信した信号の振幅を減衰させる減衰部と、一方および他方の回路間の絶縁を維持しつつ、減衰部によって減衰された信号を一方の回路から他方の回路に伝送するパルストランスと、を備えた。The medical device according to the present invention is two circuits that are electrically insulated from each other, and has one circuit having a first reference potential and a second reference potential different from the first reference potential. A medical device that performs signal transmission with the other circuit having the attenuation unit that is provided on one circuit side and attenuates the amplitude of the received signal, while maintaining insulation between the one and the other circuit And a pulse transformer that transmits the signal attenuated by the attenuation unit from one circuit to the other circuit.
Description
本発明は、電気的に絶縁されている回路間の信号伝送を行う医療機器に関する。 The present invention relates to a medical device that performs signal transmission between electrically insulated circuits.
従来、医療分野においては、患者等の被検体の臓器を観察する際に内視鏡システムが用いられている。内視鏡システムは、例えば先端に撮像素子が設けられ、被検体内に挿入される挿入部を有する内視鏡と、挿入部の基端側にケーブルを介して接続され、撮像素子が生成した撮像信号に応じた体内画像の画像処理を行って、体内画像を表示部等に表示させる処理装置とを備える。 Conventionally, in the medical field, an endoscope system is used when observing an organ of a subject such as a patient. An endoscope system is provided with an imaging device, for example, provided with an imaging device at a distal end and having an insertion portion inserted into a subject and a proximal end side of the insertion portion via a cable. And a processing device that performs in-vivo image processing according to the imaging signal and displays the in-vivo image on a display unit or the like.
内視鏡システムは、被検体に接触する側の回路である患者回路と、患者回路との間で信号の送受信等を行う側の回路であって、操作者の安全性を確保するために接地された回路である二次回路と、を有している。このように、内視鏡システムでは、安全性を確保するために、患者回路と二次回路とを電気的に絶縁している。 An endoscope system is a circuit that transmits and receives signals between a patient circuit that is in contact with a subject and a patient circuit, and is grounded to ensure the safety of the operator. A secondary circuit that is a circuit that has been configured. Thus, in the endoscope system, the patient circuit and the secondary circuit are electrically insulated in order to ensure safety.
患者回路と二次回路との間の信号伝送を行う技術として、患者回路と二次回路との間にパルストランス(アイソレータ)を設けて、該パルストランスを介して患者回路と二次回路との伝送経路を確保する内視鏡システムが開示されている(例えば、特許文献1を参照)。 As a technique for performing signal transmission between a patient circuit and a secondary circuit, a pulse transformer (isolator) is provided between the patient circuit and the secondary circuit, and the patient circuit and the secondary circuit are connected via the pulse transformer. An endoscope system that secures a transmission path is disclosed (see, for example, Patent Document 1).
患者回路と二次回路との間の信号伝送にパルストランスを使用する際には、電磁両立性(Electromagnetic Compatibility:EMC)対策としてフィルタなどを用いていた。しかしながら、フィルタを用いると、パルストランスにより伝送された信号の振幅がなまって波形品位が低下してしまうという問題があった。 When a pulse transformer is used for signal transmission between a patient circuit and a secondary circuit, a filter or the like has been used as an electromagnetic compatibility (EMC) countermeasure. However, when a filter is used, there is a problem that the amplitude of the signal transmitted by the pulse transformer is reduced and the waveform quality is lowered.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、パルストランスを用いて信号を伝送する場合でもEMCおよび波形品位を維持することができる医療機器を提供することを目的とする。 This invention is made in view of the above, Comprising: It aims at providing the medical device which can maintain EMC and waveform quality, even when transmitting a signal using a pulse transformer.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる医療機器は、互いに電気的に絶縁されている二つの回路であって、第一の基準電位を有する一方の回路と、前記第一の基準電位とは異なる第二の基準電位を有する他方の回路との間の信号伝送を行う医療機器であって、前記一方の回路側に設けられ、受信した信号の振幅を減衰させる減衰部と、前記一方および他方の回路間の絶縁を維持しつつ、前記減衰部によって減衰された信号を前記一方の回路から前記他方の回路に伝送するパルストランスと、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a medical device according to the present invention includes two circuits that are electrically insulated from each other, one circuit having a first reference potential, A medical device that performs signal transmission with another circuit having a second reference potential different from the first reference potential, and is provided on the one circuit side to attenuate the amplitude of the received signal And a pulse transformer that transmits the signal attenuated by the attenuation unit from the one circuit to the other circuit while maintaining insulation between the one circuit and the other circuit. .
また、本発明にかかる医療機器は、上記発明において、前記他方の回路側に設けられ、前記パルストランスが伝送した前記減衰部による減衰処理後の信号の振幅を増幅させる増幅部を備えたことを特徴とする。 The medical device according to the present invention may further include an amplification unit that is provided on the other circuit side and that amplifies the amplitude of the signal that is attenuated by the attenuation unit transmitted by the pulse transformer. Features.
また、本発明にかかる医療機器は、上記発明において、前記増幅部の前記振幅の増幅率は、前記減衰部の前記振幅の減衰率の逆数であることを特徴とする。 In the medical device according to the present invention, the amplification factor of the amplitude of the amplification unit is a reciprocal of the attenuation factor of the amplitude of the attenuation unit.
また、本発明にかかる医療機器は、上記発明において、前記パルストランスは、差動信号を伝送することを特徴とする。 In the medical device according to the present invention as set forth in the invention described above, the pulse transformer transmits a differential signal.
また、本発明にかかる医療機器は、上記発明において、前記他方の回路側に設けられ、受信した信号の振幅を減衰させる第二減衰部と、前記一方および他方の回路間の絶縁を維持しつつ、前記第二減衰部によって減衰された信号を前記他方の回路から前記一方の回路に伝送する第二パルストランスと、をさらに備えたことを特徴とする。 Further, the medical device according to the present invention is the medical device according to the above-mentioned invention, provided on the other circuit side and maintaining the insulation between the one and the other circuit, and the second attenuation unit that attenuates the amplitude of the received signal. And a second pulse transformer for transmitting the signal attenuated by the second attenuation unit from the other circuit to the one circuit.
本発明によれば、パルストランスを用いて信号を伝送する場合でもEMCおよび波形品位を維持することができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that EMC and waveform quality can be maintained even when a signal is transmitted using a pulse transformer.
以下、本発明を実施するための形態(以下、「実施の形態」という)を説明する。実施の形態では、本発明にかかる医療機器を含むシステムの一例として、患者等の被検体内の画像を撮像して表示する医療用の内視鏡システムについて説明する。また、この実施の形態により、この発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して説明する。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described. In the embodiment, as an example of a system including a medical device according to the present invention, a medical endoscope system that captures and displays an image in a subject such as a patient will be described. Moreover, this invention is not limited by this embodiment. Furthermore, in the description of the drawings, the same portions will be described with the same reference numerals.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1にかかる内視鏡システムの概略構成を示す図である。図2は、本実施の形態1にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an endoscope system according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the endoscope system according to the first embodiment.
図1および図2に示す内視鏡システム1は、被検体内に先端部を挿入することによって被検体の体内画像を撮像する内視鏡2と、内視鏡2の先端から出射する照明光を発生する光源装置3と、内視鏡2が撮像した撮像信号に所定の信号処理を施すとともに、内視鏡システム1全体の動作を統括的に制御する処理装置4と、処理装置4の信号処理により生成された体内画像を表示する表示装置5と、内視鏡システム1を動作させるための各種プログラム、および各種パラメータ等を含むデータを記録する記録装置6と、を備える。
An endoscope system 1 shown in FIGS. 1 and 2 includes an
内視鏡2は、可撓性を有する細長形状をなす挿入部21と、挿入部21の基端側に接続され、各種の操作信号の入力を受け付ける操作部22と、操作部22から挿入部21が延びる方向と異なる方向に延び、光源装置3および処理装置4に接続する各種ケーブルを内蔵するユニバーサルコード23と、を備える。
The
挿入部21は、光を受光して光電変換を行うことにより信号を生成する画素が2次元状に配列された撮像素子244を内蔵した先端部24と、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部25と、湾曲部25の基端側に接続され、可撓性を有する長尺状の可撓管部26と、を有する。
The
先端部24は、グラスファイバ等を用いて構成されて光源装置3が発光した光の導光路をなすライトガイド241と、ライトガイド241の先端に設けられた照明レンズ242と、集光用の光学系243と、光学系243の結像位置に設けられ、光学系243が集光した光を受光して電気信号に光電変換して所定の信号処理を施す撮像素子244と、を有する。
The
光学系243は、一または複数のレンズを用いて構成され、画角を変化させる光学ズーム機能および焦点を変化させるフォーカス機能を有する。
The
撮像素子244は、光学系243からの光を光電変換して電気信号(撮像信号)を生成する。具体的には、撮像素子244は、光量に応じた電荷を蓄積するフォトダイオードや、フォトダイオードから転送される電荷を電圧レベルに変換するコンデンサなどをそれぞれ有する複数の画素がマトリックス状に配列され、各画素が光学系243からの光を光電変換して電気信号を生成する受光部244aと、受光部244aの複数の画素のうち読み出し対象として任意に設定された画素が生成した電気信号を順次読み出して、撮像信号として出力する読み出し部244bと、を有する。撮像素子244は、処理装置4から受信した駆動信号に従って先端部24の各種動作を制御する。撮像素子244は、例えばCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサや、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサを用いて実現される。
The
操作部22は、湾曲部25を上下方向および左右方向に湾曲させる湾曲ノブ221と、被検体の体腔内に生検鉗子、電気メスおよび検査プローブ等の処置具を挿入する処置具挿入部222と、処理装置4、光源装置3に加えて、送気手段、送水手段、画面表示制御等の周辺機器の操作指示信号を入力する操作入力部である複数のスイッチ223と、を有する。処置具挿入部222から挿入される処置具は、先端部24の処置具チャンネル(図示せず)を経由して開口部(図示せず)から表出する。
The
ユニバーサルコード23は、ライトガイド241と、一または複数の信号線をまとめた集合ケーブル245と、を少なくとも内蔵している。集合ケーブル245は、撮像信号を伝送するための信号線や、撮像素子244を駆動するための駆動信号を伝送するための信号線、内視鏡2(撮像素子244)に関する内視鏡固有の情報などを含む固有情報を送受信するための信号線を含む。
The
つぎに、光源装置3の構成について説明する。光源装置3は、照明部31と、照明制御部32と、を備える。照明部31は、照明制御部32の制御のもと、被写体(被検体)に対して、異なる露光量の照明光を順次切り替えて出射する。照明部31は、光源31aと、光源ドライバ31bと、を有する。
Next, the configuration of the light source device 3 will be described. The light source device 3 includes an
光源31aは、白色光を出射するLED光源や、一または複数のレンズ等を用いて構成され、LED光源の駆動により光(照明光)を出射する。光源31aが発生した照明光は、ライトガイド241を経由して先端部24の先端から被写体に向けて出射される。なお、光源31aは、赤色LED光源、緑色LED光源および青色LED光源を用いて構成し、いずれかの光源から光を出射することにより、赤色光、緑色光および青色光のうちのいずれかの波長帯域を有する光を照明光として出射するものであってもよい。
The light source 31a is configured using an LED light source that emits white light, one or a plurality of lenses, and the like, and emits light (illumination light) by driving the LED light source. The illumination light generated by the light source 31a is emitted from the tip of the
光源ドライバ31bは、照明制御部32の制御のもと、光源31aに対して電流を供給することにより、光源31aに照明光を出射させる。
The
照明制御部32は、処理装置4からの制御信号に基づいて、光源31aに供給する電力量を制御するとともに、光源31aの駆動タイミングを制御する。
The
次に、処理装置4の構成について説明する。処理装置4は、第一信号処理部41と、絶縁伝送部42(医療機器)と、第二信号処理部43と、入力部44と、制御部45と、を備える。本実施の形態1では、処理装置4は、第一信号処理部41を有する患者回路4aと、第二信号処理部43と、入力部44と、制御部45とを有する二次回路4bと、患者回路4aと二次回路4bとの間の信号伝送を行う絶縁伝送部42と、により構成され、患者回路4aと二次回路4bとが互いに電気的に絶縁している。患者回路4aは、第一の基準電位点に接続され、二次回路4bは、第一の基準電位点とは異なる第二の基準電位点に接続されている。
Next, the configuration of the processing device 4 will be described. The processing device 4 includes a first signal processing unit 41, an insulating transmission unit 42 (medical device), a second
二次回路4bは、例えば、回路を安定に動作させるための機能接地や、内視鏡システム1の操作者の安全性を確保するための保護接地等により接地される回路である。一方、患者回路4aは、二次回路4bとは絶縁された回路であって、二次回路4bの基準電位とは異なる基準電位で接地された回路である。
The
第一信号処理部41は、撮像素子244が出力した撮像信号に対してノイズ除去やA/D変換を行うことによって、デジタル化された撮像信号(パルス信号)を絶縁伝送部42に出力する。また、第一信号処理部41は、絶縁伝送部42を介して制御部45から送信された撮像制御のための制御情報データを含む駆動信号を受信し、該受信した駆動信号を撮像素子244に出力する。
The first signal processing unit 41 outputs a digitized imaging signal (pulse signal) to the insulating
絶縁伝送部42は、患者回路4aと二次回路4bとの間の信号伝送を行う。具体的には、絶縁伝送部42は、患者回路4aと二次回路4bとの間の絶縁を維持しつつ、第一信号処理部41により信号処理が施された撮像信号を、第二信号処理部43側に伝送するとともに、第二信号処理部43から出力された駆動信号を、第一信号処理部41側に伝送する。
The insulating
第二信号処理部43は、第一信号処理部41から入力される撮像信号をもとに、表示装置5が表示する表示用の画像信号を生成する。第二信号処理部43は、撮像信号に対して、所定の信号処理を実行して体内画像を含む表示用の画像信号を生成する。ここで、画像処理としては、同時化処理(例えば、カラーフィルタ等を用いて撮像信号が得られた場合に行う)、オプティカルブラック減算処理、ホワイトバランス調整処理、カラーマトリクス演算処理、ガンマ補正処理、色再現処理、エッジ強調処理およびフォーマット変換処理等が挙げられる。第二信号処理部43は、生成した画像信号を表示装置5に出力する。
The second
入力部44は、内視鏡システム1の動作を指示する動作指示信号等の各種信号の入力を受け付ける。
The
制御部45は、CPU等を用いて構成され、撮像素子244および光源装置3を含む各構成部の駆動制御、および各構成部に対する情報の入出力制御などを行う。制御部45は、記録装置6に記録されている撮像制御のための制御情報データ(例えば、読み出しタイミングなど)を参照して駆動信号を生成し、該生成した駆動信号を、集合ケーブル245に含まれる所定の信号線を介して撮像素子244へ送信する。
The
次に、表示装置5について説明する。表示装置5は、映像ケーブルを介して処理装置4が生成した映像信号に対応する体内画像を受信して表示する。表示装置5は、液晶または有機EL(Electro Luminescence)等のモニタを用いて構成される。
Next, the
続いて、記録装置6について説明する。記録装置6は、フラッシュメモリやDRAM(Dynamic Random Access Memory)等の半導体メモリを用いて実現される。記録装置6は、内視鏡システム1を動作させるための各種プログラム、および内視鏡システム1の動作に必要な各種パラメータ等を含むデータを記録する。また、記録装置6は、処理装置4の識別情報を記録する。ここで、識別情報には、処理装置4の固有情報(ID)、年式およびスペック情報等が含まれる。
Next, the
続いて、内視鏡システム1の絶縁伝送部42による伝送処理について、図3を参照して説明する。図3は、本実施の形態1にかかる内視鏡システムの絶縁伝送部の概略構成を示すブロック図である。絶縁伝送部42は、撮像信号送信部401と、減衰部402と、第一パルストランス403と、撮像信号受信部404と、駆動信号送信部411と、第二パルストランス412と、駆動信号受信部413と、を備える。
Next, transmission processing by the insulating
撮像信号送信部401は、患者回路4a側に設けられ、第一信号処理部41により信号処理が施された撮像信号を受信し、該受信した撮像信号を減衰部402に送信する。
The imaging
減衰部402は、患者回路4a側に設けられ、撮像信号送信部401から送信された撮像信号に対して、減衰処理を施す。具体的には、減衰部402は、撮像信号に対して振幅を下げる減衰処理を施し、減衰処理後の撮像信号を第一パルストランス403に出力する。減衰部402は、例えば、受信した撮像信号に対して振幅を半分に下げる減衰処理を施す。なお、本実施の形態1では、上述したように減衰率が1/2であるものとして説明するが、減衰率は、伝送経路や経路長、伝送する信号が含む情報に応じて任意に設定可能である。
The
第一パルストランス403は、患者回路4aと二次回路4bとの間に設けられ、減衰部402により減衰された撮像信号(パルス信号)を撮像信号受信部404に出力する。第一パルストランス403は、磁性体コアに一次巻線と二次巻線とを施してなり、パルス信号を伝送するとともに、一次巻線と二次巻線とにより患者回路4aと二次回路4bとを絶縁している。
The
撮像信号受信部404は、二次回路4b側に設けられ、第一パルストランス403により出力された撮像信号を受信し、該受信した撮像信号を第二信号処理部43に送信する。
The imaging
駆動信号送信部411は、二次回路4b側に設けられ、制御部45から駆動信号を受信し、該受信した駆動信号を第二パルストランス412に送信する。
The drive signal transmission unit 411 is provided on the
第二パルストランス412は、患者回路4aと二次回路4bとの間に設けられ、駆動信号送信部411から出力された駆動信号(パルス信号)を駆動信号受信部413に出力する。第二パルストランス412は、第一パルストランス403と同様、磁性体コアに一次巻線と二次巻線とを施してなり、パルス信号を伝送するとともに、一次巻線と二次巻線とにより患者回路4aと二次回路4bとを絶縁している。
The
駆動信号受信部413は、患者回路4a側に設けられ、第二パルストランス412により出力された駆動信号を受信し、該受信した駆動信号を第一信号処理部41に送信する。
The drive
絶縁伝送部42では、撮像素子244が生成した撮像信号を第一信号処理部41から受信すると、減衰部402が振幅を下げる減衰処理を施し、第一パルストランス403によって、患者回路4aと二次回路4bとの絶縁を維持しつつ、減衰処理された撮像信号を患者回路4a側から二次回路4b側に伝送する。S/N比等の波形品位を考慮したうえで放射ノイズと比例関係を有する信号振幅を下げることで、放射ノイズを抑制するとともに、S/N比等の波形品位を維持しつつ、絶縁された回路間の信号伝送を行うことができる。
In the insulating
上述した本実施の形態1によれば、絶縁伝送部42において、受信した撮像信号に対して減衰部402が振幅を下げる減衰処理を施した後、第一パルストランス403によって、患者回路4aと二次回路4bとの絶縁を維持しつつ、減衰処理された撮像信号を患者回路4a側から二次回路4b側に伝送するようにしたので、パルストランス(第一パルストランス403)を用いて信号を伝送する場合でもEMCおよび波形品位を維持することができる。
According to the first embodiment described above, in the
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2について説明する。図4は、本実施の形態2にかかる内視鏡システムの絶縁伝送部の要部の構成を示すブロック図である。なお、上述した構成と同一の構成には同一の符号を付して説明する。上述した実施の形態1では、第一パルストランス403に入力前の撮像信号を減衰し、撮像信号受信部404が減衰された撮像信号を受信するものとして説明したが、本実施の形態2では、撮像信号受信部404の前段に増幅部405を設けて、減衰した撮像信号の増幅(復元)を行う。(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a main part of the insulating transmission unit of the endoscope system according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the structure same as the structure mentioned above. In the first embodiment described above, the imaging signal before being input to the
本実施の形態2にかかる絶縁伝送部42は、上述した撮像信号送信部401、減衰部402、第一パルストランス403、撮像信号受信部404、駆動信号送信部411、第二パルストランス412および駆動信号受信部413と、増幅部405と、を備える。なお、図4では、撮像信号伝送側の構成のみを図示している。
The
増幅部405は、第一パルストランス403と撮像信号受信部404との間に設けられ、第一パルストランス403から出力された減衰処理後の撮像信号を受信し、所定の増幅処理を施した後、該増幅処理後の撮像信号を撮像信号受信部404に出力する。具体的には、増幅部405は、減衰部402により振幅が半分に下がった撮像信号を受信した場合、2倍に増幅して減衰前の振幅を有する撮像信号に復元する。
The amplifying
これにより、撮像信号受信部404は、減衰前の振幅を有する撮像信号を受信することとなり、その後の第二信号処理部43の信号処理においても復元された撮像信号が用いられる。
Thereby, the imaging
上述した本実施の形態2によれば、受信した撮像信号に対して減衰部402が振幅を下げる減衰処理を施した後、第一パルストランス403によって、患者回路4aと二次回路4bとの絶縁を維持しつつ、減衰処理された撮像信号を患者回路4a側から二次回路4b側に伝送し、二次回路4b側に設けられた増幅部405が、減衰された撮像信号を増幅(復元)するようにしたので、パルストランス(第一パルストランス403)を用いて信号を伝送する場合でもEMCおよび波形品位を維持することができる。
According to the second embodiment described above, after the
なお、上述した実施の形態2では、減衰部402により振幅が半分に下がった撮像信号を受信した場合に、2倍に増幅して減衰前の振幅を有する撮像信号に復元するものとして説明したが、減衰率の逆数を増幅率として乗ずるもののほか、2倍以外の任意の係数(増幅率)を乗じて振幅を増幅させるものであってもよい。
In the second embodiment described above, when an imaging signal whose amplitude has been reduced by half is received by the
(実施の形態3)
次に、本発明の実施の形態3について説明する。図5は、本実施の形態3にかかる内視鏡システムの絶縁伝送部の要部の構成を示すブロック図である。なお、上述した構成と同一の構成には同一の符号を付して説明する。上述した実施の形態1,2では、一本の信号線により一つの信号を伝送するシングルエンド信号の伝送を例に説明したが、本実施の形態3では、二本の信号線(差動信号線)を用いて一つの信号を伝送する差動伝送方式を用いる。この差動伝送方式としては、例えばLVDS(Low voltage differential signaling)方式が適用可能である。(Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a main part of the insulated transmission unit of the endoscope system according to the third embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the structure same as the structure mentioned above. In the first and second embodiments described above, transmission of a single-end signal in which one signal is transmitted through one signal line has been described as an example. In the third embodiment, two signal lines (differential signals) are transmitted. A differential transmission method in which one signal is transmitted using a wire). As this differential transmission method, for example, an LVDS (Low voltage differential signaling) method is applicable.
本実施の形態3にかかる絶縁伝送部42は、上述した駆動信号送信部411、第二パルストランス412および駆動信号受信部413と、撮像信号送信部401aと、減衰部402aと、第一パルストランス403aと、撮像信号受信部404aと、増幅部405aと、を備える。なお、図5では、撮像信号伝送側の構成のみを図示している。
The
撮像信号送信部401aは、患者回路4a側に設けられ、第一信号処理部41により信号処理が施された撮像信号を受信し、該受信した撮像信号を減衰部402aに送信する。本実施の形態3では、第一信号処理部41により信号処理が施された撮像信号がシングルエンド信号であり、撮像信号送信部401aにより該シングルエンド信号を、差動信号線間の電圧がそれぞれ正(+)および負(−、位相反転)に反転した差動信号に変換し、変換した差動信号を撮像信号として出力する。
The imaging
減衰部402aは、患者回路4a側に設けられ、撮像信号送信部401aから送信された撮像信号(差動信号)に対して、減衰処理を施す。具体的には、減衰部402aは、各信号線の撮像信号に対して振幅を下げる減衰処理を施し、減衰処理後の撮像信号を第一パルストランス403aに出力する。減衰部402aは、例えば、各信号線の撮像信号に対して振幅を半分に下げる減衰処理を施す。
The attenuation unit 402a is provided on the
第一パルストランス403aは、患者回路4aと二次回路4bとの間に設けられ、減衰部402aにより減衰された撮像信号(パルス信号)を撮像信号受信部404aに出力する。第一パルストランス403aは、第一パルストランス403と同様、磁性体コアに一次巻線と二次巻線とを施してなり、パルス信号を伝送するとともに、一次巻線と二次巻線とにより患者回路4aと二次回路4bとを絶縁している。
The
増幅部405aは、二次回路4b側に設けられ、第一パルストランス403aから出力された減衰処理後の撮像信号を受信し、所定の増幅処理を施した後、該増幅処理後の撮像信号を撮像信号受信部404aに出力する。具体的には、増幅部405aは、減衰部402aにより振幅が半分に下がった各信号線の撮像信号を受信した場合、各々2倍に増幅して減衰前の振幅を有する撮像信号に復元する。
The amplifying
撮像信号受信部404aは、二次回路4b側に設けられ、増幅部405aにより復元処理された撮像信号を受信し、該受信した撮像信号を第二信号処理部43に送信する。
The imaging signal receiving unit 404 a is provided on the
絶縁伝送部42の患者回路側では、撮像素子244が生成した撮像信号を第一信号処理部41から受信すると、撮像信号送信部401aがシングルエンド信号を差動信号に変換し、減衰部402aが振幅を下げる減衰処理を施し、第一パルストランス403aによって、患者回路4aと二次回路4bとの絶縁を維持しつつ、減衰処理された撮像信号を患者回路4a側から二次回路4b側に伝送する。また、絶縁伝送部42の二次回路側では、増幅部405aが、各々2倍に増幅して減衰前の振幅を有する撮像信号に復元し、撮像信号受信部404aが、減衰前の振幅を有する撮像信号を受信することとなり、その後の第二信号処理部43の信号処理においても復元された撮像信号が用いられる。
On the patient circuit side of the
上述した本実施の形態3によれば、受信した撮像信号(差動信号)に対して減衰部402aが振幅を下げる減衰処理を施した後、第一パルストランス403aによって、患者回路4aと二次回路4bとの絶縁を維持しつつ、減衰処理された撮像信号を患者回路4a側から二次回路4b側に伝送するようにしたので、パルストランス(第一パルストランス403a)を用いて信号を伝送する場合でもEMCおよび波形品位を維持することができる。また、上述した本実施の形態3によれば、二次回路4b側に設けられた増幅部405aが、減衰された撮像信号を増幅(復元)するようにしたので、EMCおよび波形品位を一層適切に維持することができるとともに、信号振幅値が規定されている信号伝送方式(たとえばLVDS方式)への適合が可能となる。
According to the third embodiment described above, after the attenuation unit 402a performs attenuation processing to reduce the amplitude of the received imaging signal (differential signal), the
また、上述した本実施の形態3によれば、差動信号線間の電圧をそれぞれ正(+)および負(−、位相反転)として信号伝送を行うことによって、各線にノイズが混入してもキャンセルできるため、シングルエンド信号に比べてノイズに強く、データの高速伝送が可能となる。 Further, according to the third embodiment described above, by performing signal transmission with the voltage between the differential signal lines being positive (+) and negative (−, phase inversion), respectively, even if noise is mixed in each line. Since it can be canceled, it is more resistant to noise than a single-ended signal, and data can be transmitted at high speed.
なお、上述した実施の形態3では、撮像信号送信部401aにより差動信号に変換されるものとして説明したが、少なくとも第一パルストランス403aにおいて伝送する信号が差動信号であればよく、減衰部402aにおいて差動信号に変換するものであってもよい。
In the above-described third embodiment, the imaging
(実施の形態4)
次に、本発明の実施の形態4について説明する。図6は、本実施の形態4にかかる内視鏡システムの絶縁伝送部の概略構成を示すブロック図である。なお、上述した構成と同一の構成には同一の符号を付して説明する。上述した実施の形態1〜3では、撮像信号の伝送路において、信号の減衰処理、または減衰処理と増幅処理とを行うものとして説明したが、本実施の形態4では、駆動信号の伝送路においても減衰処理および増幅処理を行う。(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the insulating transmission unit of the endoscope system according to the fourth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the structure same as the structure mentioned above. In the first to third embodiments described above, the signal attenuation process or the attenuation process and the amplification process are performed in the imaging signal transmission path. However, in the fourth embodiment, the drive signal transmission path is used. Also performs attenuation processing and amplification processing.
本実施の形態4にかかる絶縁伝送部42aは、上述した撮像信号送信部401、減衰部402、第一パルストランス403、撮像信号受信部404、増幅部405、駆動信号送信部411、第二パルストランス412および駆動信号受信部413と、減衰部414および増幅部415と、を備える。
The
減衰部414は、二次回路4b側に設けられ、駆動信号送信部411から送信された駆動信号に対して、減衰処理を施す。具体的には、減衰部414は、駆動信号に対して振幅を下げる減衰処理を施し、減衰処理後の撮像信号を第二パルストランス412に出力する。減衰部414は、例えば、受信した駆動信号に対して振幅を半分に下げる減衰処理を施す。
The attenuating
増幅部415は、患者回路4a側に設けられ、第二パルストランス412から出力された減衰処理後の駆動信号を受信し、所定の増幅処理を施した後、該増幅処理後の駆動信号を駆動信号受信部413に出力する。具体的には、増幅部415は、減衰部414により振幅が半分に下がった駆動信号を受信した場合、2倍に増幅して減衰前の振幅を有する駆動信号に復元する。
The amplification unit 415 is provided on the
これにより、駆動信号受信部413は、減衰前の振幅を有する駆動信号を受信することとなり、その後の第一信号処理部41の信号処理においても復元された駆動信号が用いられる。
Thereby, the drive
上述した本実施の形態4によれば、上述した実施の形態2の効果に加え、減衰部414が駆動信号に対して減衰処理を施した後、第二パルストランス412によって、患者回路4aと二次回路4bとの絶縁を維持しつつ、減衰処理された駆動信号を二次回路4b側から患者回路4a側に伝送するようにしたので、パルストランス(第一パルストランス403および第二パルストランス412)を用いて信号を伝送する場合でもEMCおよび波形品位を維持することができる。また、上述した本実施の形態4によれば、患者回路4a側に設けられた増幅部415が、減衰された駆動信号を増幅(復元)するようにしたので、EMCおよび波形品位を一層適切に維持することができる。
According to the fourth embodiment described above, in addition to the effects of the second embodiment described above, the
なお、上述した本実施の形態4では、撮像信号および/または駆動信号が、上述した実施の形態3のように、差動伝送方式で伝送されるものであってもよい。 In the fourth embodiment described above, the imaging signal and / or the drive signal may be transmitted by a differential transmission method as in the third embodiment described above.
また、上述した本実施の形態3,4では、減衰処理された信号を増幅(または復元)するものとして説明したが、上述した実施の形態1のように、減衰処理のみ行うものであってもよい。 Further, in the third and fourth embodiments described above, it has been described that the attenuated signal is amplified (or restored). However, as in the first embodiment described above, only the attenuation process may be performed. Good.
なお、本実施の形態1〜4では、第一信号処理部41および絶縁伝送部42が処理装置4内に設けられるものとして説明したが、これらの処理ブロックが内視鏡2(例えば、操作部22やユニバーサルコード23の処理装置4と接続するコネクタ部分)に設けられるものであってもよい。さらに、第一信号処理部41のみを内視鏡2(例えば、操作部22やユニバーサルコード23の処理装置4と接続するコネクタ部分)に設けるものであってもよい。
In the first to fourth embodiments, the first signal processing unit 41 and the
また、上述した実施の形態1〜4では、光源装置3が、処理装置4とは別体であるものとして説明したが、光源装置3および処理装置4が一体であって、例えば処理装置4の二次回路4b側に照明部31および照明制御部32が設けられているものであってもよい。
In the first to fourth embodiments described above, the light source device 3 has been described as being separate from the processing device 4. However, the light source device 3 and the processing device 4 are integrated, for example, the processing device 4. The
また、上述した実施の形態1〜4において、処理装置4に接続される機器は、挿入部21の先端に撮像素子244を備えた内視鏡2に限らず、たとえば光学視管やファイバースコープなどの光学式内視鏡の接眼部に装着され、当該光学式内視鏡で結像される光学像を撮像する撮像素子を具備したカメラヘッドであってもよい。
In the above-described first to fourth embodiments, the device connected to the processing device 4 is not limited to the
以上のように、本発明にかかる医療機器は、パルストランスを用いて信号を伝送する場合でもEMCおよび波形品位を維持するのに有用である。 As described above, the medical device according to the present invention is useful for maintaining EMC and waveform quality even when a signal is transmitted using a pulse transformer.
1 内視鏡システム
2 内視鏡
3 光源装置
4 処理装置
5 表示装置
6 記録装置
21 挿入部
22 操作部
23 ユニバーサルコード
24 先端部
25 湾曲部
26 可撓管部
31 照明部
32 照明制御部
41 第一信号処理部
42 絶縁伝送部
43 第二信号処理部
44 入力部
45 制御部
401,401a 撮像信号送信部
402,402a,414 減衰部
403,403a 第一パルストランス
404,404a 撮像信号受信部
405,405a,415 増幅部
411 駆動信号送信部
412 第二パルストランス
413 駆動信号受信部DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記一方の回路側に設けられ、受信した信号の振幅を減衰させる減衰部と、
前記一方および他方の回路間の絶縁を維持しつつ、前記減衰部によって減衰された信号を前記一方の回路から前記他方の回路に伝送するパルストランスと、
を備えたことを特徴とする医療機器。Two circuits that are electrically isolated from each other between one circuit having a first reference potential and the other circuit having a second reference potential different from the first reference potential. A medical device for signal transmission,
An attenuator provided on the one circuit side for attenuating the amplitude of the received signal;
A pulse transformer for transmitting the signal attenuated by the attenuation unit from the one circuit to the other circuit while maintaining insulation between the one and the other circuit;
A medical device characterized by comprising:
前記一方および他方の回路間の絶縁を維持しつつ、前記第二減衰部によって減衰された信号を前記他方の回路から前記一方の回路に伝送する第二パルストランスと、
をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の医療機器。A second attenuator provided on the other circuit side for attenuating the amplitude of the received signal;
A second pulse transformer that transmits the signal attenuated by the second attenuation unit from the other circuit to the one circuit while maintaining insulation between the one and the other circuit;
The medical device according to claim 1, further comprising:
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