JPWO2017122511A1 - 内視鏡装置および内視鏡システム - Google Patents
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Abstract
内視鏡装置は、本体部と、第1の挿入部と、コネクタ部と、を含む。第1の挿入部は、第1の撮像素子と、第1の映像信号を出力する第1の映像信号伝送部と、本体部からの第1の非映像電気信号をメタル伝送する第1の信号伝送部と、を有する。コネクタ部は、本体部コネクタと、第1の挿入部コネクタとからなり、本体部コネクタと第1の挿入部コネクタとの接続時に、第1の映像信号および第1の非映像電気信号の信号伝達を行う。
Description
本発明は、内視鏡装置および内視鏡システムに関する。
本願は、2016年1月12日に、日本に出願された特願2016−3610号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2016年1月12日に、日本に出願された特願2016−3610号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
産業分野あるいは医療分野において、内視鏡装置が広く用いられている。
例えば、工業用内視鏡は、ボイラ、タービン、エンジン、化学プラント等の被検体の内部の傷、腐食等の観察および検査に用いられる。例えば、医療用内視鏡は、体腔内に細長の挿入部を挿入することによって体腔内臓器等を観察するために用いられる。医療用内視鏡は、必要に応じ処置具チャンネル内に挿通した処置具を用いて各種治療処置を行うためにも用いられる。
このような内視鏡装置に必要な挿入長さは、検査対象によって様々である。特に、工業用内視鏡における挿入長さは、検査対象によって、例えば、1m〜30m程度の広範囲にわたる。必要な各挿入長さに対してそれぞれ内視鏡装置を用意しておくことは、検査のコスト増につながる。
そこで、異種の挿入部を交換装着できるようにした内視鏡装置が提案されている。
例えば、特許文献1には、体腔内に挿入され、後端部に内装体の接続部が設けられた挿入部と、挿入部の内装体の接続部が着脱自在に装着される、挿入部の内装体の径以上の径を有する内装体の接続部が設けられた挿入部を作動操作する操作部を有した内視鏡本体と、を具備する医療用の内視鏡装置が記載されている。この内視鏡装置の内視鏡本体は、チャンネルの径および信号線数が異なる異種の挿入部を交換できるように構成されている。挿入部の光伝送路は、照明光を伝送する光伝導用ライトガイドファイバーからなる。
例えば、工業用内視鏡は、ボイラ、タービン、エンジン、化学プラント等の被検体の内部の傷、腐食等の観察および検査に用いられる。例えば、医療用内視鏡は、体腔内に細長の挿入部を挿入することによって体腔内臓器等を観察するために用いられる。医療用内視鏡は、必要に応じ処置具チャンネル内に挿通した処置具を用いて各種治療処置を行うためにも用いられる。
このような内視鏡装置に必要な挿入長さは、検査対象によって様々である。特に、工業用内視鏡における挿入長さは、検査対象によって、例えば、1m〜30m程度の広範囲にわたる。必要な各挿入長さに対してそれぞれ内視鏡装置を用意しておくことは、検査のコスト増につながる。
そこで、異種の挿入部を交換装着できるようにした内視鏡装置が提案されている。
例えば、特許文献1には、体腔内に挿入され、後端部に内装体の接続部が設けられた挿入部と、挿入部の内装体の接続部が着脱自在に装着される、挿入部の内装体の径以上の径を有する内装体の接続部が設けられた挿入部を作動操作する操作部を有した内視鏡本体と、を具備する医療用の内視鏡装置が記載されている。この内視鏡装置の内視鏡本体は、チャンネルの径および信号線数が異なる異種の挿入部を交換できるように構成されている。挿入部の光伝送路は、照明光を伝送する光伝導用ライトガイドファイバーからなる。
しかしながら、上記のような従来技術には、以下のような問題がある。
特許文献1に記載の内視鏡装置は、異種の挿入部が接続されるが、挿入部の長さを変えることは記載されていない。
挿入部が長くなると、挿入部内の配線も長くなるため、撮像素子からの映像出力信号が減衰したり、外部ノイズの混入が多くなったりするという問題がある。
近年は、内視鏡装置の高解像度化が強く望まれているため、撮像素子の映像出力信号の周波数が高くなる傾向にある。このため、信号線の長さが、例えば、30mになると、映像出力信号の伝送が困難になってしまう場合がある。
挿入部内の信号伝送を、すべて光信号で行うことも考えられるが、光伝送路の構成は、メタル伝送路よりも高価であるため、高価な装置になってしまうという問題がある。
特許文献1に記載の内視鏡装置は、異種の挿入部が接続されるが、挿入部の長さを変えることは記載されていない。
挿入部が長くなると、挿入部内の配線も長くなるため、撮像素子からの映像出力信号が減衰したり、外部ノイズの混入が多くなったりするという問題がある。
近年は、内視鏡装置の高解像度化が強く望まれているため、撮像素子の映像出力信号の周波数が高くなる傾向にある。このため、信号線の長さが、例えば、30mになると、映像出力信号の伝送が困難になってしまう場合がある。
挿入部内の信号伝送を、すべて光信号で行うことも考えられるが、光伝送路の構成は、メタル伝送路よりも高価であるため、高価な装置になってしまうという問題がある。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、光伝送路を有する挿入部と、メタル伝送路のみを有する挿入部とが交換可能な内視鏡装置および内視鏡システムを提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の第1の態様の内視鏡装置は、本体部と、管状の外形を有し、挿入方向の第1の先端部に配置された第1の撮像素子と、前記第1の撮像素子の映像出力信号を前記第1の先端部で光信号に変換して挿入方向の第1の基端部まで前記光信号を光伝送し、前記光信号または前記光信号を光電変換した第1の映像電気信号からなる第1の映像信号を出力する第1の映像信号伝送部と、前記第1の撮像素子の制御信号を含む前記本体部からの第1の非映像電気信号を前記第1の基端部から前記第1の撮像素子までメタル伝送する第1の信号伝送部と、を有する第1の挿入部と、前記本体部に設けられた本体部コネクタと、前記第1の挿入部の基端に設けられ前記本体部コネクタと着脱可能に接続する第1の挿入部コネクタとからなり、前記本体部コネクタと前記第1の挿入部コネクタとの接続時に、前記第1の映像信号および前記第1の非映像電気信号の信号伝達を行うコネクタ部と、を備える。
本発明の第2の態様の内視鏡システムは、本体部と、管状の外形を有し、挿入方向の第1の先端部に配置された第1の撮像素子と、前記第1の撮像素子の映像出力信号を前記第1の先端部で光信号に変換して挿入方向の第1の基端部まで前記光信号を光伝送し、前記光信号または前記光信号を光電変換した第1の映像電気信号からなる第1の映像信号を出力する第1の映像信号伝送部と、前記第1の撮像素子の制御信号を含む前記本体部からの第1の非映像電気信号を前記第1の基端部から前記第1の撮像素子までメタル伝送する第1の信号伝送部と、を有する第1の挿入部と、管状の外形を有し、挿入方向の第2の先端部に配置された第2の撮像素子と、前記第2の撮像素子の映像出力信号を挿入方向の第2の基端部まで第2の映像信号としてメタル伝送する第2の映像信号伝送部と、前記第2の撮像素子の制御信号を含む前記本体部からの第2の非映像電気信号を前記第2の基端部から前記第2の先端部までメタル伝送する第2の信号伝送部と、を有する第2の挿入部と、前記本体部に設けられた本体部コネクタと、前記第1の挿入部の基端に設けられ前記本体部コネクタと着脱可能に接続し、前記本体部コネクタとの接続時に、前記第1の映像信号および前記第1の非映像電気信号の信号伝達を行う第1の挿入部コネクタと、前記第2の挿入部の基端に設けられ前記本体部コネクタと着脱可能に接続し、前記本体部コネクタとの接続時に、前記第2の映像信号および前記第2の非映像電気信号の信号伝達を行う第2の挿入部コネクタと、を備え、前記本体部に前記第1の挿入部または前記第2の挿入部を着脱可能に装着できる。
本発明の内視鏡装置および内視鏡システムによれば、光伝送路を有する挿入部と、メタル伝送路を有する挿入部とが交換可能になるという効果を奏する。
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態の内視鏡装置および内視鏡システムについて説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態の内視鏡装置の構成例を示すブロック図である。図2は、本発明の第1の実施形態の内視鏡装置の第1の挿入部コネクタにおける信号配列の一例を示す模式図である。図3は、本発明の第1の実施形態の内視鏡装置の本体部コネクタにおける信号配列の一例を示す模式図である。
本発明の第1の実施形態の内視鏡装置および内視鏡システムについて説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態の内視鏡装置の構成例を示すブロック図である。図2は、本発明の第1の実施形態の内視鏡装置の第1の挿入部コネクタにおける信号配列の一例を示す模式図である。図3は、本発明の第1の実施形態の内視鏡装置の本体部コネクタにおける信号配列の一例を示す模式図である。
図1に示すように、本実施形態の内視鏡装置101は、第1の挿入部2と本体部1とを備える。内視鏡装置101は被検体の内部に挿入されている。内視鏡装置101は少なくとも被検体の内部の映像を取得する。被検体の種類は特に限定されない。例えば、内視鏡装置101の検査対象である被検体は、ボイラ、タービン、エンジン、化学プラント等の産業用機器であってもよいし、生体であってもよい。
第1の挿入部2は、内視鏡装置101において被検体に挿入される装置部分である。第1の挿入部2は、屈曲可能な細長い管状である。第1の挿入部2の長さは、被検体の開口から検査位置までの長さに応じて適宜の長さとすることができる。本実施形態では、一例として、第1の挿入部2の全長は、約30mである。
第1の挿入部2における挿入方向の先端には、先端部2a(第1の先端部)が設けられている。
先端部2aは、対物レンズ56、CMOS撮像素子51(第1の撮像素子)、発振器52、VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)ドライバ63、VCSEL62、照明光源55、およびサーミスタ54を備える。
図1では、図示が省略されているが、先端部2aには、被検体からの光を入射させるため、光透過性の受光窓と、後述する照明光源55からの光を出射する照明窓とが設けられている。
第1の挿入部2における挿入方向の先端には、先端部2a(第1の先端部)が設けられている。
先端部2aは、対物レンズ56、CMOS撮像素子51(第1の撮像素子)、発振器52、VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)ドライバ63、VCSEL62、照明光源55、およびサーミスタ54を備える。
図1では、図示が省略されているが、先端部2aには、被検体からの光を入射させるため、光透過性の受光窓と、後述する照明光源55からの光を出射する照明窓とが設けられている。
対物レンズ56は、先端部2aに入射する光を像面に結像する。対物レンズ56は、先端部2aに設けられた図示略の受光窓に対向して配置されている。
CMOS撮像素子51は、被検体からの光を光電変換する。CMOS撮像素子51の撮像面は、対物レンズ56の像面に配置されている。
CMOS撮像素子51は、後述する本体部1から送出されるCMOS制御信号に基づいて、受光光の光電変換を行い、差動信号として映像出力信号Siを出力する。
CMOS制御信号の個数は、CMOS撮像素子51の種類によっても異なる。図1には、一例としてCMOS制御信号SCL(Serial CLock)、SDA(Serial DAta)(第1の非映像電気信号)が示されている。CMOS制御信号の個数は、3個以上であってもよい。
CMOS制御信号SCL、SDAは、後述する本体部1で生成され、CMOS撮像素子51に接続された接続ケーブルM1(第1の信号伝送部)を通してCMOS撮像素子51にメタル伝送される。
CMOS撮像素子51は、後述する本体部1から送出されるCMOS制御信号に基づいて、受光光の光電変換を行い、差動信号として映像出力信号Siを出力する。
CMOS制御信号の個数は、CMOS撮像素子51の種類によっても異なる。図1には、一例としてCMOS制御信号SCL(Serial CLock)、SDA(Serial DAta)(第1の非映像電気信号)が示されている。CMOS制御信号の個数は、3個以上であってもよい。
CMOS制御信号SCL、SDAは、後述する本体部1で生成され、CMOS撮像素子51に接続された接続ケーブルM1(第1の信号伝送部)を通してCMOS撮像素子51にメタル伝送される。
発振器52は、CMOS撮像素子51に駆動クロックを供給する。発振器52としては、例えば、水晶発振器が用いられてもよい。
VCSELドライバ63は、CMOS撮像素子51から出力された差動信号を、後述するVCSEL62を駆動する駆動信号に変換する。
VCSEL62は、VCSELドライバ63から送出される駆動信号に基づいて変調されたレーザ光である光信号Lを出射する。VCSEL62から出射される光信号Lは、第1の挿入部2の先端部2aから基端部2b(第1の基端部)まで延ばされた光ファイバー61(第1の映像信号伝送部)の先端に光結合される。
光ファイバー61の基端は、第1の挿入部2の基端2cに配置された第1の挿入部光コネクタ60(第1の挿入部コネクタ、コネクタ部)に連結されている。
VCSEL62は、VCSELドライバ63から送出される駆動信号に基づいて変調されたレーザ光である光信号Lを出射する。VCSEL62から出射される光信号Lは、第1の挿入部2の先端部2aから基端部2b(第1の基端部)まで延ばされた光ファイバー61(第1の映像信号伝送部)の先端に光結合される。
光ファイバー61の基端は、第1の挿入部2の基端2cに配置された第1の挿入部光コネクタ60(第1の挿入部コネクタ、コネクタ部)に連結されている。
照明光源55は、後述する本体部1から送出される駆動信号に基づいて、被検体内部を照明する照明光を発生する。照明光源55で発生した照明光は、先端部2aの照明窓(図示略)を通して、先端部2aの外部に出射される。
照明光源55としては、例えば、LEDが用いられてもよい。
照明光源55に対する駆動信号は、後述する本体部1で生成される。照明光源55に対する駆動信号は、接続ケーブルM3を通して照明光源55にメタル伝送される。
照明光源55としては、例えば、LEDが用いられてもよい。
照明光源55に対する駆動信号は、後述する本体部1で生成される。照明光源55に対する駆動信号は、接続ケーブルM3を通して照明光源55にメタル伝送される。
サーミスタ54は、先端部2a内の温度を検出する温度センサである。サーミスタ54の検出温度を表すサーミスタ信号Thは、接続ケーブルM2を介して、後述する本体部1にメタル伝送される。
接続ケーブルM1、M2、M3は、先端部2aから基端部2bに向けて第1の挿入部2の内部に挿通されている。接続ケーブルM1、M2、M3の基端は、第1の挿入部2の基端2cに配置された第1の挿入部電気コネクタ50(第1の挿入部コネクタ、コネクタ部)に電気的に接続されている。
接続ケーブルM1、M2、M3は、例えば、複合同軸ケーブルからなる。
接続ケーブルM1、M2、M3は、例えば、複合同軸ケーブルからなる。
第1の挿入部2の基端部2bには、スコープ検知部53が配置されている。
スコープ検知部53は、スコープ検知信号S53を形成する装置部分である。スコープ検知信号S53は、第1の挿入部2の種類を後述する本体部1に検知させる。スコープ検知部53の信号線は、第1の挿入部電気コネクタ50に配線されている。
本実施形態では、スコープ検知信号S53は、少なくとも、映像出力信号Siが光信号Lとして光伝送されるという情報を伝達できる。スコープ検知信号S53は、これ以外にも、例えば、第1の挿入部2の長さ、第1の挿入部2の型式などの検知が可能な情報を伝達できてもよい。本実施形態では、スコープ検知信号S53には、CMOS撮像素子51と基端部2bとの間の複合同軸ケーブルの長さあるいはこの長さに対応する第1の挿入部2の長さ(以下、「非映像電気信号の伝送路長さ」という)に関する情報が含まれる。
ここで、非映像電気信号の伝送路長さに関する情報は、長さ自体でなくてもよい。
例えば、本体部1に装着して内視鏡装置を構成できる挿入部の長さのラインナップが、n個(ただし、nは2以上の整数)の異なる長さに限られている場合に、それぞれ長さを、第1の長さ、…、第nの長さ等のように、段階的に区別できる情報でもよい。
あるいは、第1の挿入部2の種類が、非映像電気信号の伝送路長さと一対一に対応して予め決められた識別番号等で表される場合には、識別番号等が間接的に非映像電気信号の伝送路長さに関連する情報を表している。
各情報に対する非映像電気信号の伝送路長さの具体的な値は、例えば、後述する記憶部43に記憶されていてもよい。本実施形態では、後述するように、非映像電気信号の伝送路長さに関連する情報は、制御信号ドライブ回路11のドライブ処理のパラメータの設定に用いられる。このため、非映像電気信号の伝送路長さに関連する情報は、パラメータと一対一に対応する情報であってもよい。
スコープ検知部53は、スコープ検知信号S53を形成する装置部分である。スコープ検知信号S53は、第1の挿入部2の種類を後述する本体部1に検知させる。スコープ検知部53の信号線は、第1の挿入部電気コネクタ50に配線されている。
本実施形態では、スコープ検知信号S53は、少なくとも、映像出力信号Siが光信号Lとして光伝送されるという情報を伝達できる。スコープ検知信号S53は、これ以外にも、例えば、第1の挿入部2の長さ、第1の挿入部2の型式などの検知が可能な情報を伝達できてもよい。本実施形態では、スコープ検知信号S53には、CMOS撮像素子51と基端部2bとの間の複合同軸ケーブルの長さあるいはこの長さに対応する第1の挿入部2の長さ(以下、「非映像電気信号の伝送路長さ」という)に関する情報が含まれる。
ここで、非映像電気信号の伝送路長さに関する情報は、長さ自体でなくてもよい。
例えば、本体部1に装着して内視鏡装置を構成できる挿入部の長さのラインナップが、n個(ただし、nは2以上の整数)の異なる長さに限られている場合に、それぞれ長さを、第1の長さ、…、第nの長さ等のように、段階的に区別できる情報でもよい。
あるいは、第1の挿入部2の種類が、非映像電気信号の伝送路長さと一対一に対応して予め決められた識別番号等で表される場合には、識別番号等が間接的に非映像電気信号の伝送路長さに関連する情報を表している。
各情報に対する非映像電気信号の伝送路長さの具体的な値は、例えば、後述する記憶部43に記憶されていてもよい。本実施形態では、後述するように、非映像電気信号の伝送路長さに関連する情報は、制御信号ドライブ回路11のドライブ処理のパラメータの設定に用いられる。このため、非映像電気信号の伝送路長さに関連する情報は、パラメータと一対一に対応する情報であってもよい。
スコープ検知部53における信号形成手段は特に限定されない。スコープ検知部53は、スコープ検知信号S53を発信する構成でもよいし、スコープ検知信号S53が本体部1によって読み取り可能に保持された構成でもよい。例えば、スコープ検知部53は、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)などの不揮発性メモリに、スコープ検知信号S53がデータとして格納された構成でもよい。この場合、後述する本体部1との接続時に、本体部1によって、不揮発メモリに格納されたスコープ検知信号S53としてのデータが読み込まれるようにする。
ここで、図2を参照して、第1の挿入部電気コネクタ50における信号配列の一例について説明する。
図2に示すように、第1の挿入部電気コネクタ50は、例えば、20端子のコネクタである。第1の挿入部電気コネクタ50には、電源とGNDとを除く10端子に信号線が配線されている。
「CMOS出力信号+(−)」端子は、CMOS撮像素子51の映像出力信号Siの差動信号に対応する信号の入力信号端子である。ただし、第1の挿入部2では、映像出力信号Siは光信号Lに変換されるため、「CMOS出力信号+(−)」端子は、第1の挿入部2との接続時には、使用されない。
「CMOS制御信号(SCL)」端子および「CMOS制御信号(SDA)」端子は、それぞれCMOS撮像素子51に対するCMOS制御信号SCL、SDAの入出力信号端子である。
「スコープ検知信号1(2、3)」端子は、スコープ検知部53からの3ビットのスコープ検知信号S53の出力信号端子である。
「サーミスタ信号」端子は、サーミスタ54からのサーミスタ信号Thの出力信号端子である。
「照明駆動信号+(−)」は、後述する本体部1で発生される駆動信号を照明光源55に伝送する端子である。
図2に示すように、第1の挿入部電気コネクタ50は、例えば、20端子のコネクタである。第1の挿入部電気コネクタ50には、電源とGNDとを除く10端子に信号線が配線されている。
「CMOS出力信号+(−)」端子は、CMOS撮像素子51の映像出力信号Siの差動信号に対応する信号の入力信号端子である。ただし、第1の挿入部2では、映像出力信号Siは光信号Lに変換されるため、「CMOS出力信号+(−)」端子は、第1の挿入部2との接続時には、使用されない。
「CMOS制御信号(SCL)」端子および「CMOS制御信号(SDA)」端子は、それぞれCMOS撮像素子51に対するCMOS制御信号SCL、SDAの入出力信号端子である。
「スコープ検知信号1(2、3)」端子は、スコープ検知部53からの3ビットのスコープ検知信号S53の出力信号端子である。
「サーミスタ信号」端子は、サーミスタ54からのサーミスタ信号Thの出力信号端子である。
「照明駆動信号+(−)」は、後述する本体部1で発生される駆動信号を照明光源55に伝送する端子である。
図1に示すように、第1の挿入部2において、先端部2aの基端側には、先端部2aの向きを変更する湾曲機構71が設けられている。
湾曲機構71の詳細の図示は省略するが、内視鏡装置における周知の機構を用いることができる。
例えば、湾曲機構71には、第1の挿入部2の長手方向に直交する2軸方向に向かって交互に傾動可能に接続された湾曲駒の内部に4本のアングルワイヤが挿通されている。
各アングルワイヤの先端部は、湾曲機構71の先端(先端部2aの基端)のワイヤ固定部に固定されている。各アングルワイヤは、湾曲駒の傾動方向に対応する2軸方向において互いに対向して配置され、第1の挿入部2の内部を通って、基端部2bまで延ばされている。各アングルワイヤは、湾曲機構71よりも基端側の第1の挿入部2内では、コイルシースに挿通されている。
基端部2bにおける各コイルシースから延出された各アングルワイヤは、第1の挿入部2の基端2cに配置されたワイヤ連結部70に固定されている。
湾曲機構71の詳細の図示は省略するが、内視鏡装置における周知の機構を用いることができる。
例えば、湾曲機構71には、第1の挿入部2の長手方向に直交する2軸方向に向かって交互に傾動可能に接続された湾曲駒の内部に4本のアングルワイヤが挿通されている。
各アングルワイヤの先端部は、湾曲機構71の先端(先端部2aの基端)のワイヤ固定部に固定されている。各アングルワイヤは、湾曲駒の傾動方向に対応する2軸方向において互いに対向して配置され、第1の挿入部2の内部を通って、基端部2bまで延ばされている。各アングルワイヤは、湾曲機構71よりも基端側の第1の挿入部2内では、コイルシースに挿通されている。
基端部2bにおける各コイルシースから延出された各アングルワイヤは、第1の挿入部2の基端2cに配置されたワイヤ連結部70に固定されている。
ワイヤ連結部70は、後述する本体部1におけるワイヤ連結部30と着脱可能に連結する装置部分である。ワイヤ連結部70は、ワイヤ連結部30との連結時に、後述する本体部1によるワイヤ連結部30の駆動量に応じて、各アングルワイヤを第1の挿入部2の長手方向に牽引する。
本体部1は、被検体の外部に配置される。
本体部1は、第1の挿入部2の基端2cと当接可能な端部に、本体部光コネクタ20(本体部コネクタ、コネクタ部)、本体部電気コネクタ10(本体部コネクタ、コネクタ部)、およびワイヤ連結部30を備える。
本体部光コネクタ20、本体部電気コネクタ10、およびワイヤ連結部30は、第1の挿入部2の第1の挿入部光コネクタ60、第1の挿入部電気コネクタ50、およびワイヤ連結部70と、それぞれ着脱可能に接続される。
本体部1は、第1の挿入部2の基端2cと当接可能な端部に、本体部光コネクタ20(本体部コネクタ、コネクタ部)、本体部電気コネクタ10(本体部コネクタ、コネクタ部)、およびワイヤ連結部30を備える。
本体部光コネクタ20、本体部電気コネクタ10、およびワイヤ連結部30は、第1の挿入部2の第1の挿入部光コネクタ60、第1の挿入部電気コネクタ50、およびワイヤ連結部70と、それぞれ着脱可能に接続される。
本体部1は、本体部光コネクタ20に送出される光信号Lの処理を行うために、フォトダイオード(以下、PDと略記する)21、トランスインピーダンスアンプ(以下、TIAと略記する)22、切替回路23、リミッティングアンプ24、およびA/D変換部25をさらに備える。
PD21は、本体部光コネクタ20に入射した光信号Lを光電変換する光電変換素子である。
TIA22は、PD21の出力電流を電流/電圧変換する。TIA22によって生成された光信号Lに対応する電圧信号は、切替回路23に送出される。
切替回路23は、TIA22に接続された第1の入力ポートと、本体部電気コネクタ10からの配線m4に接続された第2の入力ポートとを有する。切替回路23は、第1の入力ポートおよび第1の入力ポートに入力された信号を、後述するシステム制御部40からの制御信号に基づいて選択的に切り替えて、出力ポートに出力する。
リミッティングアンプ24は、切替回路23から出力される信号の各周波数に対して一律に高いゲインを与え、アイパターンが開くようにする。リミッティングアンプ24によって増幅された信号は、A/D変換部25に送出される。
A/D変換部25は、リミッティングアンプ24からの送出された信号をA/D変換して、デジタルデータを生成する。A/D変換部25によって生成されたデジタルデータを後述する画像処理部13に送出する。
TIA22は、PD21の出力電流を電流/電圧変換する。TIA22によって生成された光信号Lに対応する電圧信号は、切替回路23に送出される。
切替回路23は、TIA22に接続された第1の入力ポートと、本体部電気コネクタ10からの配線m4に接続された第2の入力ポートとを有する。切替回路23は、第1の入力ポートおよび第1の入力ポートに入力された信号を、後述するシステム制御部40からの制御信号に基づいて選択的に切り替えて、出力ポートに出力する。
リミッティングアンプ24は、切替回路23から出力される信号の各周波数に対して一律に高いゲインを与え、アイパターンが開くようにする。リミッティングアンプ24によって増幅された信号は、A/D変換部25に送出される。
A/D変換部25は、リミッティングアンプ24からの送出された信号をA/D変換して、デジタルデータを生成する。A/D変換部25によって生成されたデジタルデータを後述する画像処理部13に送出する。
本体部1は、画像処理部13、制御信号ドライブ回路11、および照明駆動部12をさらに備える。
画像処理部13は、後述するシステム制御部40および制御信号ドライブ回路11と通信可能に接続されている。画像処理部13は、システム制御部40からの制御信号に基づいて、CMOS撮像素子51の駆動制御と、A/D変換部25から送出されたデジタルデータの画像処理と、を行う。
画像処理部13は、後述するシステム制御部40から撮像を開始する制御信号が送出されると、制御信号ドライブ回路11に制御信号を送出して、制御信号ドライブ回路11によるCMOS撮像素子51の駆動制御を開始させる。
制御信号ドライブ回路11は、配線m1を介して、本体部電気コネクタ10と電気的に接続されている。
制御信号ドライブ回路11は、本体部電気コネクタ10、第1の挿入部電気コネクタ50を介して、CMOS撮像素子51と通信を行う。制御信号ドライブ回路11は、CMOS撮像素子51にCMOS制御信号SCL、SDAを送出する。
その際、制御信号ドライブ回路11は、CMOS制御信号SCL、SDAに、非映像電気信号の伝送路長さに応じたドライブ処理を施す。このため、第1の挿入部2の種類に応じて、非映像電気信号の伝送路長さに応じた信号強度を有するCMOS制御信号SCL、SDAが生成される。非映像電気信号の伝送路長さの情報またはこれに対応するドライブ処理の切り替え指示は、後述するシステム制御部40からの制御信号によって与えられる。
制御信号ドライブ回路11は、配線m1を介して、本体部電気コネクタ10と電気的に接続されている。
制御信号ドライブ回路11は、本体部電気コネクタ10、第1の挿入部電気コネクタ50を介して、CMOS撮像素子51と通信を行う。制御信号ドライブ回路11は、CMOS撮像素子51にCMOS制御信号SCL、SDAを送出する。
その際、制御信号ドライブ回路11は、CMOS制御信号SCL、SDAに、非映像電気信号の伝送路長さに応じたドライブ処理を施す。このため、第1の挿入部2の種類に応じて、非映像電気信号の伝送路長さに応じた信号強度を有するCMOS制御信号SCL、SDAが生成される。非映像電気信号の伝送路長さの情報またはこれに対応するドライブ処理の切り替え指示は、後述するシステム制御部40からの制御信号によって与えられる。
画像処理部13が行う、上述のデジタルデータに対する画像処理としては、撮像装置において周知の信号処理、例えば、ホワイトバランス、ガンマ補正、輪郭補正、電子ズーム、色補正、コントラスト補正、AE(自動露出)制御等の信号処理が含まれる。
画像処理された映像信号は、後述するシステム制御部40内の画像制御部41に送出される。
画像処理された映像信号は、後述するシステム制御部40内の画像制御部41に送出される。
照明駆動部12は、システム制御部40と通信可能に接続されている。照明駆動部12は、システム制御部40からの制御信号に基づいて、照明光源55の駆動信号を生成する。照明駆動部12は、生成された駆動信号によって、照明光源55の点灯または消灯の制御を行う。照明光源55が輝度変更できる場合には、照明駆動部12は、照明光源55の輝度制御を行ってもよい。
照明駆動部12が生成する駆動信号は、配線m3を介して、本体部電気コネクタ10に送出される。
照明駆動部12が生成する駆動信号は、配線m3を介して、本体部電気コネクタ10に送出される。
ここで、図3を参照して、本体部電気コネクタ10における信号配列の一例について説明する。
図3に示すように、本体部電気コネクタ10は、第1の挿入部電気コネクタ50の各端子と同様の端子を備えている。本体部電気コネクタ10は、第1の挿入部電気コネクタ50の各端子と一対一に接続可能な電気コネクタである。
「CMOS出力信号+(−)」端子は、配線m4を介して切替回路23の第1の入力ポートに配線されている。
「CMOS制御信号(SCL)」端子および「CMOS制御信号(SDA)」端子は、配線m1を介して制御信号ドライブ回路11に配線されている。
「スコープ検知信号1(2、3)」端子は、配線m5を介してシステム制御部40に配線されている。
「サーミスタ信号」端子は、配線m2を介してシステム制御部40に配線されている。
「照明駆動信号+(−)」端子は、配線m3を介して照明駆動部12に配線されている。
図3に示すように、本体部電気コネクタ10は、第1の挿入部電気コネクタ50の各端子と同様の端子を備えている。本体部電気コネクタ10は、第1の挿入部電気コネクタ50の各端子と一対一に接続可能な電気コネクタである。
「CMOS出力信号+(−)」端子は、配線m4を介して切替回路23の第1の入力ポートに配線されている。
「CMOS制御信号(SCL)」端子および「CMOS制御信号(SDA)」端子は、配線m1を介して制御信号ドライブ回路11に配線されている。
「スコープ検知信号1(2、3)」端子は、配線m5を介してシステム制御部40に配線されている。
「サーミスタ信号」端子は、配線m2を介してシステム制御部40に配線されている。
「照明駆動信号+(−)」端子は、配線m3を介して照明駆動部12に配線されている。
図1に示すように、本体部1は、湾曲制御部33、第1のモータ31、および第2のモータ32をさらに備える。
湾曲制御部33は、第1のモータ31、第2のモータ32、およびシステム制御部40と通信可能に接続されている。湾曲制御部33は、システム制御部40からの制御信号に基づいて、第1のモータ31および第2のモータ32の動作を制御する。
第1のモータ31および第2のモータ32は、湾曲制御部33によって駆動されることで、ワイヤ連結部30、70を介して連結された図示略のアングルワイヤを牽引する。これにより、アングルワイヤの牽引量に応じて、湾曲機構71が2軸方向に湾曲する。
例えば、第1のモータ31および第2のモータ32は、それぞれ、上下方向および左右方向の湾曲を操作するアングルワイヤに連結されている。
湾曲制御部33は、第1のモータ31、第2のモータ32、およびシステム制御部40と通信可能に接続されている。湾曲制御部33は、システム制御部40からの制御信号に基づいて、第1のモータ31および第2のモータ32の動作を制御する。
第1のモータ31および第2のモータ32は、湾曲制御部33によって駆動されることで、ワイヤ連結部30、70を介して連結された図示略のアングルワイヤを牽引する。これにより、アングルワイヤの牽引量に応じて、湾曲機構71が2軸方向に湾曲する。
例えば、第1のモータ31および第2のモータ32は、それぞれ、上下方向および左右方向の湾曲を操作するアングルワイヤに連結されている。
本体部1は、システム制御部40および記憶部43をさらに備える。
システム制御部40は、内視鏡装置101全体の動作制御を行う装置部分である。
システム制御部40は、上述した画像処理部13、本体部電気コネクタ10、照明駆動部12、および湾曲制御部33の他、ユーザーインタフェース4、記憶部43、表示部5、および記憶媒体6と接続されている。
システム制御部40は、内視鏡装置101全体の動作制御を行う装置部分である。
システム制御部40は、上述した画像処理部13、本体部電気コネクタ10、照明駆動部12、および湾曲制御部33の他、ユーザーインタフェース4、記憶部43、表示部5、および記憶媒体6と接続されている。
ユーザーインタフェース4は、操作者が、内視鏡装置101に対する操作入力を行うため、図示略のジョイスティック、操作スイッチ、操作ボタンなど適宜の操作部を備える。ユーザーインタフェース4は、これら操作部による操作入力に応じた制御信号をシステム制御部40に送出する。
システム制御部40は、本体部1に第1の挿入部2または後述する第2の挿入部202が接続された状態で、ユーザーインタフェース4から操作入力等に応じて、各装置部分の動作を制御する。
システム制御部40は、本体部1に第1の挿入部2または後述する第2の挿入部202が接続された状態で、ユーザーインタフェース4から操作入力等に応じて、各装置部分の動作を制御する。
記憶部43は、ユーザーインタフェース4の操作入力、画像処理部13の制御における画像処理パラメータ、湾曲機構71の湾曲に関する制御パラメータなど、ユーザー操作により変更される各種パラメータを記憶できるように構成されている。記憶部43には、非映像電気信号の伝送路長さと制御信号ドライブ回路11のドライブ処理のパラメータとの関係が記憶されている。
システム制御部40は、記憶部43に記憶された各種パラメータを必要に応じて記憶部43から読み出すことができる。
システム制御部40は、記憶部43に記憶された各種パラメータを必要に応じて記憶部43から読み出すことができる。
表示部5は、システム制御部40の制御信号に基づいて、種々の画像表示を行う。表示部5が行う画像表示には、例えば、操作入力等に必要な情報、画像処理部13によって画像処理された映像、静止画像などが含まれる。
表示部5の装置構成は特に限定されない。例えば、表示部5には、LCDパネルが用いられてもよい。
表示部5の装置構成は特に限定されない。例えば、表示部5には、LCDパネルが用いられてもよい。
記憶媒体6は、システム制御部40の制御信号に基づいて、画像処理部13によって画像処理された動画像、静止画像などの映像を記憶する。
システム制御部40が行う動作制御の例としては、照明光源55の点灯/消灯制御、切替回路23の切替制御、CMOS撮像素子51の撮像動作の制御、映像データの記録の制御、湾曲機構71の湾曲制御、温度検知制御が挙げられる。
照明光源55の点灯/消灯制御は、ユーザーインタフェース4からの点灯、消灯等の操作入力に応じて行われる。ユーザーインタフェース4から点灯(消灯)の操作入力がなされると、システム制御部40は、照明駆動部12に点灯(消灯)の制御信号を送出する。
なお、ユーザーインタフェース4から撮像開始の操作入力が行われると、システム制御部40は、後述する撮像動作の制御を開始するとともに、自動的に照明駆動部12に点灯の制御信号を送出する。
なお、ユーザーインタフェース4から撮像開始の操作入力が行われると、システム制御部40は、後述する撮像動作の制御を開始するとともに、自動的に照明駆動部12に点灯の制御信号を送出する。
切替回路23の切替制御は、第1の挿入部2または後述する第2の挿入部202が本体部1に装着された状態で電源がオンされると、直ちに行われる。
システム制御部40は、スコープ検知部53のスコープ検知信号S53を検知すると、スコープ検知信号S53を解析することによって本体部1の接続相手における映像出力信号Siの信号伝送形態を検知する。
システム制御部40は、第1の挿入部2のように映像出力信号Siが光信号Lとして光伝送されることを検知すると、切替回路23の入力ポートを第1の入力ポートに切り替える制御信号を切替回路23に送出する。
システム制御部40は、後述する第2の挿入部202のように映像出力信号Siが電気信号としてメタル伝送されることを検知すると、切替回路23の入力ポートを第2の入力ポートに切り替える制御信号を切替回路23に送出する。
システム制御部40は、スコープ検知部53のスコープ検知信号S53を検知すると、スコープ検知信号S53を解析することによって本体部1の接続相手における映像出力信号Siの信号伝送形態を検知する。
システム制御部40は、第1の挿入部2のように映像出力信号Siが光信号Lとして光伝送されることを検知すると、切替回路23の入力ポートを第1の入力ポートに切り替える制御信号を切替回路23に送出する。
システム制御部40は、後述する第2の挿入部202のように映像出力信号Siが電気信号としてメタル伝送されることを検知すると、切替回路23の入力ポートを第2の入力ポートに切り替える制御信号を切替回路23に送出する。
CMOS撮像素子51の撮像動作の制御は、ユーザーインタフェース4から操作入力に応じて、システム制御部40が画像処理部13に制御信号を送出することによって行われる。
ユーザーインタフェース4から操作入力としては、例えば、撮像開始操作、撮像停止操作、ズーム操作、および輝度調整操作などが可能である。
画像処理部13は、制御信号ドライブ回路11に操作入力に対応した制御信号を送出することによってCMOS撮像素子51の動作を開始させる。
画像処理部13は、CMOS撮像素子51から送出される映像信号のうち切替回路23の出力ポートから出力され、さらにリミッティングアンプ24、A/D変換部25によって増幅およびA/D変換された映像データの取得を開始する。
取得された映像データは、システム制御部40の画像制御部41に送出される。
ユーザーインタフェース4から操作入力としては、例えば、撮像開始操作、撮像停止操作、ズーム操作、および輝度調整操作などが可能である。
画像処理部13は、制御信号ドライブ回路11に操作入力に対応した制御信号を送出することによってCMOS撮像素子51の動作を開始させる。
画像処理部13は、CMOS撮像素子51から送出される映像信号のうち切替回路23の出力ポートから出力され、さらにリミッティングアンプ24、A/D変換部25によって増幅およびA/D変換された映像データの取得を開始する。
取得された映像データは、システム制御部40の画像制御部41に送出される。
システム制御部40における画像制御部41は、画像処理部13から送出された映像データの表示制御と、後述する映像データの記録制御とを行う。
画像処理部13から送出された映像データは、画像制御部41によって表示制御部42に送出される。
表示制御部42は、映像データに、表示部5に表示するために必要な信号処理を施して、表示部5に送出する。表示制御部42が行う信号処理としては、表示部5の表示特性および表示仕様に合わせたガンマ補正、スケーリング、RGB変換等が挙げられる。
画像処理部13から送出された映像データは、画像制御部41によって表示制御部42に送出される。
表示制御部42は、映像データに、表示部5に表示するために必要な信号処理を施して、表示部5に送出する。表示制御部42が行う信号処理としては、表示部5の表示特性および表示仕様に合わせたガンマ補正、スケーリング、RGB変換等が挙げられる。
映像データの記録の制御は、ユーザーインタフェース4からの操作入力に応じて行われる。ユーザーインタフェース4からは、画像記録操作として、例えば、フリーズ、静止画記録、動画記録の操作が可能である。
フリーズ操作は、表示部5に現在表示されている映像を静止画像として表示部5に表示させる操作である。
静止画記録操作は、取得した映像信号のフレーム画像を静止画として取得し、記憶媒体6に記録する操作である。静止画記録操作は、フリーズ操作に引き続いて行われてもよい。
動画記録操作は、ユーザーインタフェース4から記録開始と記録終了とを操作入力することにより、記録開始時から記録終了時までの動画データを、記憶媒体6に記憶させる操作である。
フリーズ操作は、表示部5に現在表示されている映像を静止画像として表示部5に表示させる操作である。
静止画記録操作は、取得した映像信号のフレーム画像を静止画として取得し、記憶媒体6に記録する操作である。静止画記録操作は、フリーズ操作に引き続いて行われてもよい。
動画記録操作は、ユーザーインタフェース4から記録開始と記録終了とを操作入力することにより、記録開始時から記録終了時までの動画データを、記憶媒体6に記憶させる操作である。
湾曲制御は、例えば、ユーザーインタフェース4に含まれるジョイスティックの操作に基づいて行われる。ジョイスティックが操作されると、システム制御部40は、ジョイスティックの2方向における操作量を解析することによってそれぞれの操作量に対応する湾曲量を湾曲方向毎に算出する。システム制御部40は、算出した湾曲量の情報を湾曲制御部33に送出する。湾曲制御部33は、受信した湾曲量の情報に対応するワイヤ牽引が行われるように、第1のモータ31および第2のモータ32を駆動する。これにより、ジョイスティックの操作に対応して、湾曲機構71が湾曲される。
温度検知制御は、配線m2を通してシステム制御部40が受信したサーミスタ信号Thに基づいて行われる。記憶部43には、本体部1に装着可能な挿入部の許容温度が記憶されている。システム制御部40は、サーミスタ信号Thを受信すると、サーミスタ信号Thを温度に換算して、表示部5に表示させる制御を行う。
さらに、システム制御部40は、検知温度が所定の許容温度に近づいた場合や、許容温度を越える場合に、表示部5に警告メッセージを表示させる制御を行う。
さらに、システム制御部40は、検知温度が所定の許容温度に近づいた場合や、許容温度を越える場合に、表示部5に警告メッセージを表示させる制御を行う。
システム制御部40の装置構成は、CPU、メモリ、入出力インターフェース、外部記憶装置などからなるコンピュータからなり、これにより上記のような各種の制御信号を生成する適宜の制御プログラムが実行されるようになっている。
内視鏡装置101の動作について、信号伝送を中心として説明する。
図1に示すように、内視鏡装置101においては、第1の挿入部2および本体部1が、第1の挿入部光コネクタ60、第1の挿入部電気コネクタ50、およびワイヤ連結部70と、本体部光コネクタ20、第1の挿入部電気コネクタ50、およびワイヤ連結部30とにおいて、それぞれ互いに接続されて構成されている。
本体部1のシステム制御部40は、第1の挿入部2におけるスコープ検知部53のスコープ検知信号S53を検知することによって、第1の挿入部2の種類を検知する。このため、システム制御部40は、記憶部43に記憶された各種の制御パラメータに基づいて、第1の挿入部2の種類に合わせて第1の挿入部2の制御を行うことができる。
システム制御部40は、内視鏡装置101においては、スコープ検知信号S53によって、第1の挿入部2が映像出力信号Siを光信号Lとして光伝送することを検知する。このため、システム制御部40は、切替回路23の入力ポートを第1の入力ポートに切り替える。
図1に示すように、内視鏡装置101においては、第1の挿入部2および本体部1が、第1の挿入部光コネクタ60、第1の挿入部電気コネクタ50、およびワイヤ連結部70と、本体部光コネクタ20、第1の挿入部電気コネクタ50、およびワイヤ連結部30とにおいて、それぞれ互いに接続されて構成されている。
本体部1のシステム制御部40は、第1の挿入部2におけるスコープ検知部53のスコープ検知信号S53を検知することによって、第1の挿入部2の種類を検知する。このため、システム制御部40は、記憶部43に記憶された各種の制御パラメータに基づいて、第1の挿入部2の種類に合わせて第1の挿入部2の制御を行うことができる。
システム制御部40は、内視鏡装置101においては、スコープ検知信号S53によって、第1の挿入部2が映像出力信号Siを光信号Lとして光伝送することを検知する。このため、システム制御部40は、切替回路23の入力ポートを第1の入力ポートに切り替える。
操作者がユーザーインタフェース4から操作入力を行うと、システム制御部40は、操作入力に対応した動作制御を行う。
例えば、操作者が照明光源55の点灯およびCMOS撮像素子51による撮像開始の操作入力を行うと、システム制御部40は、照明光源55の点灯およびCMOS撮像素子51の撮像開始を行うための制御信号を、それぞれ照明駆動部12と、画像処理部13とに送出する。
これにより、照明駆動部12からは、点灯を行う照明駆動信号が、配線m3、接続ケーブルM3を通して、照明光源55にメタル伝送される。照明駆動信号は、CMOS撮像素子51から出力される映像出力信号Siに比べると格段に低周波であるため、例えば、30m以上の距離をメタル伝送されても、ほとんど減衰することはない。
例えば、操作者が照明光源55の点灯およびCMOS撮像素子51による撮像開始の操作入力を行うと、システム制御部40は、照明光源55の点灯およびCMOS撮像素子51の撮像開始を行うための制御信号を、それぞれ照明駆動部12と、画像処理部13とに送出する。
これにより、照明駆動部12からは、点灯を行う照明駆動信号が、配線m3、接続ケーブルM3を通して、照明光源55にメタル伝送される。照明駆動信号は、CMOS撮像素子51から出力される映像出力信号Siに比べると格段に低周波であるため、例えば、30m以上の距離をメタル伝送されても、ほとんど減衰することはない。
画像処理部13からは、制御信号ドライブ回路11に制御信号が送出され、制御信号ドライブ回路11によって、CMOS撮像素子51の撮像を行うためのCMOS制御信号SCL、SDAが生成される。CMOS制御信号SCL、SDAは、配線m1、配線ケーブルM1を通して、CMOS撮像素子51にメタル伝送される。
CMOS制御信号SCL、SDAは、CMOS撮像素子51から出力される映像出力信号Siに比べると低周波であるため、そもそも信号減衰は少ない。特に、本実施形態では、CMOS制御信号SCL、SDAは、制御信号ドライブ回路11によって非映像電気信号の伝送路長さに応じてドライブ処理されるため、CMOS撮像素子51において、適正な信号レベルが保持される。
さらに、本実施形態では、CMOS制御信号SCL、SDAよりも高周波となるCMOS撮像素子51の駆動クロックは、先端部2aに配された発振器52からCMOS撮像素子51に供給される。このため、駆動クロックの伝送距離は数mm程度である。この結果、駆動クロックは信号劣化することなく、CMOS撮像素子51に供給される。
CMOS制御信号SCL、SDAは、CMOS撮像素子51から出力される映像出力信号Siに比べると低周波であるため、そもそも信号減衰は少ない。特に、本実施形態では、CMOS制御信号SCL、SDAは、制御信号ドライブ回路11によって非映像電気信号の伝送路長さに応じてドライブ処理されるため、CMOS撮像素子51において、適正な信号レベルが保持される。
さらに、本実施形態では、CMOS制御信号SCL、SDAよりも高周波となるCMOS撮像素子51の駆動クロックは、先端部2aに配された発振器52からCMOS撮像素子51に供給される。このため、駆動クロックの伝送距離は数mm程度である。この結果、駆動クロックは信号劣化することなく、CMOS撮像素子51に供給される。
第1の挿入部2におけるサーミスタ54からは、サーミスタ信号Thが第1の挿入部電気コネクタ50、本体部電気コネクタ10を介して本体部1にメタル伝送される。サーミスタ信号Thは、例えば、30m以上の距離をメタル伝送されても、ほとんど減衰することはない。
CMOS撮像素子51からの映像出力信号Siは、多数の画素ごとの画像信号をシリアル通信によって伝送するため、解像度が高くなるほど、高周波の信号となる。このため、例えば、30m以上の長さを有する配線ケーブルを通してメタル伝送すると、信号波形が著しく劣化するおそれがある。さらに、メタル伝送される過程で、外部ノイズを拾いやすくなるため、S/N比が悪化するおそれがある。
本実施形態では、先端部2aにおいて、CMOS撮像素子51の近傍に、VCSELドライバ63、VCSEL62を配置して、映像出力信号SiをVCSEL62によって、VCSEL62の駆動信号に変換する。VCSEL62は、VCSELドライバ63からの駆動信号に応じて、レーザ光を発生し、光信号Lを出射する。
光信号Lは、VCSEL62に対向して配置された光ファイバー61に光結合されて、基端部2bの第1の挿入部光コネクタ60まで、第1の挿入部2内で光伝送される。
第1の挿入部2内で映像出力信号Siがメタル伝送されるのは先端部2a内の数mm程度の長さであるため、ほとんど信号劣化することなく光信号Lへの信号変換が行われる。
本実施形態では、先端部2aにおいて、CMOS撮像素子51の近傍に、VCSELドライバ63、VCSEL62を配置して、映像出力信号SiをVCSEL62によって、VCSEL62の駆動信号に変換する。VCSEL62は、VCSELドライバ63からの駆動信号に応じて、レーザ光を発生し、光信号Lを出射する。
光信号Lは、VCSEL62に対向して配置された光ファイバー61に光結合されて、基端部2bの第1の挿入部光コネクタ60まで、第1の挿入部2内で光伝送される。
第1の挿入部2内で映像出力信号Siがメタル伝送されるのは先端部2a内の数mm程度の長さであるため、ほとんど信号劣化することなく光信号Lへの信号変換が行われる。
映像出力信号Siは、第1の挿入部2の内部のほとんどの長さを、光信号Lとして光伝送されるため、例えば、第1の挿入部2の長さが30m程度である場合、ほとんど信号劣化することなく信号伝送される。光信号Lは、光伝送されるため、外部ノイズの混入が防止される。
第1の挿入部光コネクタ60に到達した光信号Lは、本体部光コネクタ20に光結合され、本体部1内のPD21に入射する。
PD21は、光信号Lを光電変換してTIA22に送出する。TIA22は、光電変換された電流信号を電圧信号に変換する。TIA22によって変換された電圧信号は、切替回路23の第1の入力ポートから出力ポートを通って、リミッティングアンプ24に送出される。
リミッティングアンプ24は、切替回路23から出力される信号の各周波数に対して一律に高いゲインを与え、アイパターンが開くようにする。これによって、本体部1内でS/N比が低下しても、S/N比の高い信号が回復される。
リミッティングアンプ24によって増幅された信号は、A/D変換部25に送出される。
A/D変換部25は、リミッティングアンプ24からの送出された信号をA/D変換して、より安定したデジタルデータを生成する。A/D変換部25によってデジタル化された映像データは、画像処理部13に送出される。
画像処理部13は、映像信号に適宜の画像処理を施して、システム制御部40の画像制御部41に送出する。画像制御部41は、映像データを表示制御部42に送出する。表示制御部42は、映像データに必要な信号処理を施して、表示部5に表示させる。
PD21は、光信号Lを光電変換してTIA22に送出する。TIA22は、光電変換された電流信号を電圧信号に変換する。TIA22によって変換された電圧信号は、切替回路23の第1の入力ポートから出力ポートを通って、リミッティングアンプ24に送出される。
リミッティングアンプ24は、切替回路23から出力される信号の各周波数に対して一律に高いゲインを与え、アイパターンが開くようにする。これによって、本体部1内でS/N比が低下しても、S/N比の高い信号が回復される。
リミッティングアンプ24によって増幅された信号は、A/D変換部25に送出される。
A/D変換部25は、リミッティングアンプ24からの送出された信号をA/D変換して、より安定したデジタルデータを生成する。A/D変換部25によってデジタル化された映像データは、画像処理部13に送出される。
画像処理部13は、映像信号に適宜の画像処理を施して、システム制御部40の画像制御部41に送出する。画像制御部41は、映像データを表示制御部42に送出する。表示制御部42は、映像データに必要な信号処理を施して、表示部5に表示させる。
このようにして、内視鏡装置101では、CMOS撮像素子51で撮像された映像出力信号Siに基づく映像データが、第1の挿入部2および本体部1内の信号伝送経路による信号劣化や外部ノイズの混入が抑制された状態で、表示部5に表示される。
このため、内視鏡装置101では、解像度が高い映像を表す映像信号が、例えば、30m程度の長い伝送路を通して伝送されても、高画質の映像を表示することができる。
このため、内視鏡装置101では、解像度が高い映像を表す映像信号が、例えば、30m程度の長い伝送路を通して伝送されても、高画質の映像を表示することができる。
操作者は、表示部5の表示を見て、ユーザーインタフェース4に操作入力することで、例えば、フリーズ、静止画記録、動画記録を行うことができる。
さらに、操作者は、ユーザーインタフェース4に操作入力することで、ズーム操作や輝度調整を行うことによって、より見易い映像を表示させることができる。
さらに、操作者は、ユーザーインタフェース4のジョイスティックを操作することで、湾曲機構71を適宜の方向に湾曲させることで、対物レンズ56の光軸を被検体内の適宜の方向に向けることができる。
さらに、操作者は、ユーザーインタフェース4に操作入力することで、ズーム操作や輝度調整を行うことによって、より見易い映像を表示させることができる。
さらに、操作者は、ユーザーインタフェース4のジョイスティックを操作することで、湾曲機構71を適宜の方向に湾曲させることで、対物レンズ56の光軸を被検体内の適宜の方向に向けることができる。
図1に示すように、本実施形態において、第1の挿入部2におけるVCSELドライバ63、VCSEL62、および光ファイバー61は、第1の撮像素子の映像出力信号を第1の先端部で光信号に変換して挿入方向の第1の基端部まで光信号を光伝送し、光信号からなる第1の映像信号を出力する第1の映像信号伝送部Ti1を構成している。
内視鏡装置101においては、被検体に応じて、第1の挿入部2を他の挿入部と交換することができる。例えば、被検体の検査位置によって、挿入部の長さがより短くてよい場合には、第1の挿入部2は全長がより短い挿入部に交換されてもよい。
図4は、本発明の第1の実施形態の内視鏡システムの本体部に、第2の挿入部を装着した場合の構成例を示すブロック図である。図5は、本発明の第1の実施形態の内視鏡システムの第2の挿入部コネクタにおける信号配列の一例を示す模式図である。
図4は、本発明の第1の実施形態の内視鏡システムの本体部に、第2の挿入部を装着した場合の構成例を示すブロック図である。図5は、本発明の第1の実施形態の内視鏡システムの第2の挿入部コネクタにおける信号配列の一例を示す模式図である。
図4に示すように、内視鏡装置102は、上述した内視鏡装置101の第1の挿入部2に代えて、第2の挿入部202を備える。
第2の挿入部202の全長は、第1の挿入部2よりも短い。第2の挿入部202は、後述するように映像出力信号Siをメタル伝送する。このため、第2の挿入部202の全長は10mを越えないことが好ましい。
第2の挿入部202は、上述した第1の挿入部2の先端部2a、光ファイバー61、および基端部2bに代えて、それぞれ、先端部202a(第2の先端部)、接続ケーブル261(第2の映像信号伝送部)、および基端部202b(第2の基端部)を備えて構成される。先端部202a、基端部202bは、それぞれの内部構成が、先端部2a、基端部2bの内部構成と一部異なる。
以下、第2の挿入部202について、上述した第1の挿入部2と異なる点を中心に説明する。
第2の挿入部202の全長は、第1の挿入部2よりも短い。第2の挿入部202は、後述するように映像出力信号Siをメタル伝送する。このため、第2の挿入部202の全長は10mを越えないことが好ましい。
第2の挿入部202は、上述した第1の挿入部2の先端部2a、光ファイバー61、および基端部2bに代えて、それぞれ、先端部202a(第2の先端部)、接続ケーブル261(第2の映像信号伝送部)、および基端部202b(第2の基端部)を備えて構成される。先端部202a、基端部202bは、それぞれの内部構成が、先端部2a、基端部2bの内部構成と一部異なる。
以下、第2の挿入部202について、上述した第1の挿入部2と異なる点を中心に説明する。
先端部202aの内部構成は、先端部2aのVCSELドライバ63、VCSEL62を削除して構成される。
接続ケーブル261は、先端部202aにおけるCMOS撮像素子51(第2の撮像素子)の差動信号である映像出力信号Siを基端部202bにメタル伝送する。接続ケーブル261は、先端部202aにおける接続ケーブルM1(第2の信号伝送部)、接続ケーブルM2、M3とともに、複合同軸ケーブルとして構成されている。
接続ケーブルM1には、先端部202aのCMOS撮像素子51を制御するCMOS制御信号SCL、SDA(第2の非映像電気信号)がメタル伝送される。
先端部202aにおける、CMOS撮像素子51、発振器52、および対物レンズ56は、第1の挿入部2と異なる構成が用いられてもよい。例えば、先端部202aにおけるCMOS撮像素子51の解像度は、第1の挿入部2におけるCMOS撮像素子51より低解像度であってもよい。この場合、先端部202aにおける発振器52の周波数は、第1の挿入部2における発振器52の周波数よりも低周波数でもよい。例えば、先端部202aにおける対物レンズ56としては、第1の挿入部2における対物レンズ56と画角が異なる対物レンズが用いられてもよい。
以下では、一例として、先端部202aが、第1の挿入部2と同様の構成のCMOS撮像素子51、発振器52、および対物レンズ56を有する場合の例で説明する。
接続ケーブル261は、先端部202aにおけるCMOS撮像素子51(第2の撮像素子)の差動信号である映像出力信号Siを基端部202bにメタル伝送する。接続ケーブル261は、先端部202aにおける接続ケーブルM1(第2の信号伝送部)、接続ケーブルM2、M3とともに、複合同軸ケーブルとして構成されている。
接続ケーブルM1には、先端部202aのCMOS撮像素子51を制御するCMOS制御信号SCL、SDA(第2の非映像電気信号)がメタル伝送される。
先端部202aにおける、CMOS撮像素子51、発振器52、および対物レンズ56は、第1の挿入部2と異なる構成が用いられてもよい。例えば、先端部202aにおけるCMOS撮像素子51の解像度は、第1の挿入部2におけるCMOS撮像素子51より低解像度であってもよい。この場合、先端部202aにおける発振器52の周波数は、第1の挿入部2における発振器52の周波数よりも低周波数でもよい。例えば、先端部202aにおける対物レンズ56としては、第1の挿入部2における対物レンズ56と画角が異なる対物レンズが用いられてもよい。
以下では、一例として、先端部202aが、第1の挿入部2と同様の構成のCMOS撮像素子51、発振器52、および対物レンズ56を有する場合の例で説明する。
基端部202bの内部構成は、第1の挿入部2の基端部2bにおける第1の挿入部電気コネクタ50、スコープ検知部53に代えて、第2の挿入部電気コネクタ250、スコープ検知部253を備える。さらに、基端部202bの内部構成は、第1の挿入部光コネクタ60が削除され、イコライザ64が追加されて構成されている。
第2の挿入部電気コネクタ250は、第1の挿入部電気コネクタ50と同様の電気コネクタである。ただし、図5に示すように、第2の挿入部電気コネクタ250は、配線M204(第2の映像信号伝送部)を介して「CMOS出力信号+(−)」端子に配線されている点が、第1の挿入部電気コネクタ50と異なる。
スコープ検知部253は、スコープ検知信号S253を形成する装置部分である。スコープ検知信号S253は、第2の挿入部202の種類を本体部1に検知させる。スコープ検知部253は、形成される信号が異なる以外は、スコープ検知部53と同様の構成を有する。スコープ検知部253の信号線は、第2の挿入部電気コネクタ250の「スコープ検知信号1(2、3)」端子に配線されている。
スコープ検知信号S253は、少なくとも映像出力信号Siがメタル伝送されるという情報と、メタル伝送路の長さに関する情報とを含んでいる。
スコープ検知信号S253は、少なくとも映像出力信号Siがメタル伝送されるという情報と、メタル伝送路の長さに関する情報とを含んでいる。
イコライザ64は、接続ケーブル261によって伝送されることで減衰する映像出力信号Siの周波数ごとの信号レベルが略均一なるように信号レベルを補正する装置部分である。イコライザ64は、接続ケーブル261の減衰特性に応じて、映像出力信号Siのより高い周波数成分には高いゲインを、低い周波数成分は低めのゲインを与えることによって、周波数ごとの信号レベルが略均一なるように映像出力信号Siを補正する。
イコライザ64によって信号補正された第2の映像信号So2(第2の映像信号)は、配線M204を介して、イコライザ64の近傍の第2の挿入部電気コネクタ250に送出される。
イコライザ64によって信号補正された第2の映像信号So2(第2の映像信号)は、配線M204を介して、イコライザ64の近傍の第2の挿入部電気コネクタ250に送出される。
以上説明したように、内視鏡装置102は、映像出力信号Siを、接続ケーブル261(第2の映像信号伝送部)によってメタル伝送する点が、内視鏡装置101と異なる。
以下、内視鏡装置102の動作について、内視鏡装置101と異なる点を中心に説明する。
以下、内視鏡装置102の動作について、内視鏡装置101と異なる点を中心に説明する。
図4に示すように、第2の挿入部202においては、第2の挿入部202および本体部1が、第2の挿入部電気コネクタ250、およびワイヤ連結部70と、第1の挿入部電気コネクタ50、およびワイヤ連結部30とにおいて、それぞれ互いに接続されて構成されている。
本体部1のシステム制御部40は、第2の挿入部202におけるスコープ検知部253のスコープ検知信号S253を検知することによって、第2の挿入部202の種類を検知する。このため、システム制御部40は、記憶部43に記憶された各種の制御パラメータに基づいて、第2の挿入部202の種類に合わせて第2の挿入部202の制御を行うことができる。
システム制御部40は、内視鏡装置102においては、スコープ検知信号S253によって、第2の挿入部202が、映像出力信号Siを電気信号としてメタル伝送することを検知する。このため、システム制御部40は、切替回路23の入力ポートを第2の入力ポートに切り替える。
内視鏡装置102では、本体部1における本体部光コネクタ20、PD21、TIA22は、使用されない。
本体部1のシステム制御部40は、第2の挿入部202におけるスコープ検知部253のスコープ検知信号S253を検知することによって、第2の挿入部202の種類を検知する。このため、システム制御部40は、記憶部43に記憶された各種の制御パラメータに基づいて、第2の挿入部202の種類に合わせて第2の挿入部202の制御を行うことができる。
システム制御部40は、内視鏡装置102においては、スコープ検知信号S253によって、第2の挿入部202が、映像出力信号Siを電気信号としてメタル伝送することを検知する。このため、システム制御部40は、切替回路23の入力ポートを第2の入力ポートに切り替える。
内視鏡装置102では、本体部1における本体部光コネクタ20、PD21、TIA22は、使用されない。
内視鏡装置102の信号の流れは、リミッティングアンプ24に送出される信号が、第2の挿入部202内の接続ケーブル261によってメタル伝送され、イコライザ64によって信号レベルを補正された第2の映像信号So2である以外は、内視鏡装置101と同様である。
ただし、システム制御部40は、第2の挿入部202において、非映像電気信号の伝送路長さ(接続ケーブルM1を含む複合同軸ケーブルの長さ)が、第1の挿入部2の場合とは異なることを検知して、画像処理部13に通知する。このため、画像処理部13は、第2の挿入部202の非映像電気信号の伝送路長さに応じたドライブ処理を施すように、制御信号ドライブ回路11を制御する。
ただし、システム制御部40は、第2の挿入部202において、非映像電気信号の伝送路長さ(接続ケーブルM1を含む複合同軸ケーブルの長さ)が、第1の挿入部2の場合とは異なることを検知して、画像処理部13に通知する。このため、画像処理部13は、第2の挿入部202の非映像電気信号の伝送路長さに応じたドライブ処理を施すように、制御信号ドライブ回路11を制御する。
内視鏡装置102では、映像出力信号Siが接続ケーブル261によって、先端部202aから基端部202bまでメタル伝送されるため、基端部202bでは、信号の減衰、S/N比の低下が生じる。しかし、第2の挿入部202は基端部202bにイコライザ64を備えるため、本体部1に送出される第2の映像信号So2は、イコライザ64によって特に高周波成分における信号の減衰が補正される。このため、第2の映像信号So2は、リミッティングアンプ24、A/D変換部25によって、元の映像出力信号Siと略同様の映像データとして復元される。
このように、内視鏡装置102は、映像出力信号Siを第2の挿入部202内でメタル伝送しても、高画質の映像を表示することができる。
内視鏡装置102は映像出力信号Siを先端部202aにおいて光信号Lに信号変換しないため、先端部202aの内部構成が簡素化、小型化される。
接続ケーブル261は、接続ケーブルM1、M2、M3を含む複合同軸ケーブルで構成することができる。第2の挿入部202においては、光ファイバー61が削除されているため、第2の挿入部202の外径が低減される。
このように、内視鏡装置102は、映像出力信号Siを第2の挿入部202内でメタル伝送しても、高画質の映像を表示することができる。
内視鏡装置102は映像出力信号Siを先端部202aにおいて光信号Lに信号変換しないため、先端部202aの内部構成が簡素化、小型化される。
接続ケーブル261は、接続ケーブルM1、M2、M3を含む複合同軸ケーブルで構成することができる。第2の挿入部202においては、光ファイバー61が削除されているため、第2の挿入部202の外径が低減される。
図4に示すように、本実施形態において、第2の挿入部202における接続ケーブル261、イコライザ64、および配線M204は、第2の撮像素子の映像出力信号を挿入方向の第2の基端部まで第2の映像信号としてメタル伝送する第2の映像信号伝送部Ti2を構成している。
以上説明したように、本実施形態の内視鏡装置101に用いる本体部1は、本体部光コネクタ20と、本体部電気コネクタ10と、切替回路23とを備える。本体部電気コネクタ10には、第1の挿入部電気コネクタ50と第2の挿入部電気コネクタ250とが接続できる。第1の挿入部2からの映像出力信号Siは、第1の挿入部2内で光信号Lに変換されて、本体部光コネクタ20を通して本体部1に光伝送される。第2の挿入部202からの映像出力信号Siは、第2の挿入部電気コネクタ250および本体部電気コネクタ10を介して本体部1にメタル伝送される。
本体部コネクタである本体部光コネクタ20、本体部電気コネクタ10と、第1の挿入部コネクタである第1の挿入部光コネクタ60、第1の挿入部電気コネクタ50とは、接続時に、第1の映像信号および第1の非映像電気信号の信号伝達を行うコネクタ部を構成している。
このため、本体部1は、光伝送路を有する挿入部である第1の挿入部2と、メタル伝送路のみを有する第2の挿入部202とが交換自在である。本体部1は、必要に応じて、接続相手である第1の挿入部2と第2の挿入部202とを交換して、被検体の映像を表示したり、記録したりすることができる。
本実施形態における第1の挿入部2、第2の挿入部202、および本体部1は、本体部1に、第1の挿入部2と第2の挿入部202とを交換可能に接続して、それぞれ内視鏡装置101、102を構成することができる本実施形態の内視鏡システムを構成している。
本体部コネクタである本体部光コネクタ20、本体部電気コネクタ10と、第1の挿入部コネクタである第1の挿入部光コネクタ60、第1の挿入部電気コネクタ50とは、接続時に、第1の映像信号および第1の非映像電気信号の信号伝達を行うコネクタ部を構成している。
このため、本体部1は、光伝送路を有する挿入部である第1の挿入部2と、メタル伝送路のみを有する第2の挿入部202とが交換自在である。本体部1は、必要に応じて、接続相手である第1の挿入部2と第2の挿入部202とを交換して、被検体の映像を表示したり、記録したりすることができる。
本実施形態における第1の挿入部2、第2の挿入部202、および本体部1は、本体部1に、第1の挿入部2と第2の挿入部202とを交換可能に接続して、それぞれ内視鏡装置101、102を構成することができる本実施形態の内視鏡システムを構成している。
[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態の内視鏡装置および内視鏡システムについて説明する。
図6は、本発明の第2の実施形態の内視鏡装置の構成例を示すブロック図である。図7は、本発明の第2の実施形態の内視鏡装置の第1の挿入部コネクタにおける信号配列の一例を示す模式図である。図8は、本発明の第2の実施形態の内視鏡装置の本体部コネクタにおける信号配列の一例を示す模式図である。図9は、本発明の第2の実施形態の内視鏡システムの本体部に、第2の挿入部を装着した場合の構成例を示すブロック図である。
本発明の第2の実施形態の内視鏡装置および内視鏡システムについて説明する。
図6は、本発明の第2の実施形態の内視鏡装置の構成例を示すブロック図である。図7は、本発明の第2の実施形態の内視鏡装置の第1の挿入部コネクタにおける信号配列の一例を示す模式図である。図8は、本発明の第2の実施形態の内視鏡装置の本体部コネクタにおける信号配列の一例を示す模式図である。図9は、本発明の第2の実施形態の内視鏡システムの本体部に、第2の挿入部を装着した場合の構成例を示すブロック図である。
図6に示すように、本実施形態の内視鏡装置101Aは、上記第1の実施形態の内視鏡装置101の第1の挿入部2、本体部1に代えて、それぞれ、第1の挿入部2A、本体部1Aを備える。
第1の挿入部2Aは、上記第1の実施形態における第1の挿入部2において、スコープ検知部53に代えてスコープ検知部53Aを備え、PD21およびTIA22を追加して構成されている。
本体部1Aは、上記第1の実施形態における本体部1のシステム制御部40に代えて、システム制御部40Aを備え、本体部光コネクタ20、PD21、TIA22、および切替回路23を削除して構成されている。
以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
第1の挿入部2Aは、上記第1の実施形態における第1の挿入部2において、スコープ検知部53に代えてスコープ検知部53Aを備え、PD21およびTIA22を追加して構成されている。
本体部1Aは、上記第1の実施形態における本体部1のシステム制御部40に代えて、システム制御部40Aを備え、本体部光コネクタ20、PD21、TIA22、および切替回路23を削除して構成されている。
以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
スコープ検知部53Aは、スコープ検知信号S53Aを形成する装置部分である。スコープ検知信号S53Aは、第1の挿入部2Aの種類を本体部1Aに検知させる。スコープ検知部53Aは、形成される信号が異なる以外は、上記第1の実施形態のスコープ検知部53と同様の構成を有する。スコープ検知部53Aの信号線は、第1の挿入部電気コネクタ50の「スコープ検知信号1(2、3)」端子に配線されている(図7参照)。
スコープ検知信号S53Aは、少なくとも第1の挿入部2Aにおける非映像電気信号の伝送路長さに関する情報を含んでいる。
スコープ検知信号S53Aは、少なくとも第1の挿入部2Aにおける非映像電気信号の伝送路長さに関する情報を含んでいる。
本実施形態におけるPD21は、第1の挿入部2Aの基端部2bに配置されている。本実施形態におけるPD21は、光ファイバー61の基端部から出射された光信号Lを受光して、光信号Lを光電変換する。
本実施形態におけるTIA22は、第1の挿入部2Aの基端部2bに配置されている。本実施形態におけるTIA22は、PD21の出力電流を電流/電圧変換する。
図7に示すように、TIA22の出力端子は、配線M4を介して、第1の挿入部電気コネクタ50における「CMOS出力信号+(−)」端子に接続されている。
このため、TIA22によって生成された電圧信号は、第1の映像信号So1(第1の映像電気信号、図6参照)として、「CMOS出力信号+(−)」端子を介して、本体部1Aにメタル伝送される。
本実施形態におけるTIA22は、第1の挿入部2Aの基端部2bに配置されている。本実施形態におけるTIA22は、PD21の出力電流を電流/電圧変換する。
図7に示すように、TIA22の出力端子は、配線M4を介して、第1の挿入部電気コネクタ50における「CMOS出力信号+(−)」端子に接続されている。
このため、TIA22によって生成された電圧信号は、第1の映像信号So1(第1の映像電気信号、図6参照)として、「CMOS出力信号+(−)」端子を介して、本体部1Aにメタル伝送される。
本体部1Aにおいては、上記第1の実施形態の本体部1における切替回路23が削除されている。このため、図8に示すように、本体部1Aにおいては、本体部電気コネクタ10の「CMOS出力信号+(−)」端子は、配線m4を介してリミッティングアンプ24に配線されている。
本体部1Aのシステム制御部40Aは、切替回路23の切替制御を行わない点を除いて、上記第1の実施形態のシステム制御部40と同様の構成を有する。
システム制御部40Aは、切替回路23の切替制御を行わないため、上記の実施形態のシステム制御部40に比べて、制御プログラムが簡素化される。
本体部1Aのシステム制御部40Aは、切替回路23の切替制御を行わない点を除いて、上記第1の実施形態のシステム制御部40と同様の構成を有する。
システム制御部40Aは、切替回路23の切替制御を行わないため、上記の実施形態のシステム制御部40に比べて、制御プログラムが簡素化される。
内視鏡装置101Aでは、上記第1の実施形態において本体部1の本体部電気コネクタ10とリミッティングアンプ24との間に配置されていたPD21およびTIA22が、第1の挿入部2Aの基端部2bにおいて光ファイバー61の基端部と第1の挿入部電気コネクタ50との間に移動されている。
このようなPD21およびTIA22の移動量は第1の挿入部2Aの全長に比べるときわめて短い。このため、映像出力信号Siおよび第1の映像信号So1の伝送路に占めるメタル伝送路の割合は、上記第1の実施形態における第1の挿入部2と同様、光伝送路に比べて非常に小さい。
一方、第1の挿入部2Aにおける非映像電気信号の伝送路長さは、上記第1の実施形態における非映像電気信号の伝送路長さと同じである。
この結果、内視鏡装置101Aは、上記第1の実施形態の内視鏡装置101と同様に、解像度が高い映像を表す映像信号が、例えば、30m程度の長い伝送路を通して伝送されても、高画質の映像を表示することができる。
このようなPD21およびTIA22の移動量は第1の挿入部2Aの全長に比べるときわめて短い。このため、映像出力信号Siおよび第1の映像信号So1の伝送路に占めるメタル伝送路の割合は、上記第1の実施形態における第1の挿入部2と同様、光伝送路に比べて非常に小さい。
一方、第1の挿入部2Aにおける非映像電気信号の伝送路長さは、上記第1の実施形態における非映像電気信号の伝送路長さと同じである。
この結果、内視鏡装置101Aは、上記第1の実施形態の内視鏡装置101と同様に、解像度が高い映像を表す映像信号が、例えば、30m程度の長い伝送路を通して伝送されても、高画質の映像を表示することができる。
第1の挿入部2Aにおいては、上記第1の実施形態の第1の挿入部2における本体部光コネクタ20が削除されている。このため、第1の挿入部2Aおいては、第1の挿入部2に比べて、基端2cの構成が簡素化、小型化される。
本体部1Aにおいては、上記第1の実施形態の本体部1から、本体部光コネクタ20、PD21、TIA22、および切替回路23が削除されている。このため、本体部1Aは、上記第1の実施形態の本体部1に比べて簡素な構成になっている。この結果、本体部1Aは、本体部1に比べて小型化、低コスト化されることが可能である。
本体部1Aにおいては、上記第1の実施形態の本体部1から、本体部光コネクタ20、PD21、TIA22、および切替回路23が削除されている。このため、本体部1Aは、上記第1の実施形態の本体部1に比べて簡素な構成になっている。この結果、本体部1Aは、本体部1に比べて小型化、低コスト化されることが可能である。
本実施形態における第1の挿入部2AのPD21およびTIA22は、第1の基端部において、光信号Lを光電変換して、第1の映像電気信号を生成する第1の光電変換部を構成している。
本実施形態における第1の挿入部電気コネクタ50および本体部電気コネクタ10は、第1の光電変換部によって生成された第1の映像電気信号と、第1の非映像電気信号とを含む電気信号を信号伝達する電気コネクタを構成している。
図6に示すように、本実施形態において、第1の挿入部2AにおけるVCSELドライバ63、VCSEL62、光ファイバー61、PD21、TIA22、および配線M4は、第1の撮像素子の映像出力信号を第1の先端部で光信号に変換して挿入方向の第1の基端部まで光信号を光電変換した第1の映像電気信号からなる第1の映像信号を出力する第1の映像信号伝送部Ti1Aを構成している。
本実施形態における第1の挿入部電気コネクタ50および本体部電気コネクタ10は、第1の光電変換部によって生成された第1の映像電気信号と、第1の非映像電気信号とを含む電気信号を信号伝達する電気コネクタを構成している。
図6に示すように、本実施形態において、第1の挿入部2AにおけるVCSELドライバ63、VCSEL62、光ファイバー61、PD21、TIA22、および配線M4は、第1の撮像素子の映像出力信号を第1の先端部で光信号に変換して挿入方向の第1の基端部まで光信号を光電変換した第1の映像電気信号からなる第1の映像信号を出力する第1の映像信号伝送部Ti1Aを構成している。
本体部1Aは、上記第1の実施形態と同様、本体部電気コネクタ10およびワイヤ連結部30を備える。このため、図9に示すように、内視鏡装置101Aの第1の挿入部2Aに代えて、本体部1Aに上記第1の実施形態における第2の挿入部202を装着することによって、内視鏡装置102Aが構成される。
内視鏡装置102Aにおいては、イコライザ64によって信号レベルが補正された第2の映像信号So2は、第2の挿入部電気コネクタ250および本体部電気コネクタ10の「CMOS出力信号+(−)」端子と、配線m4を介して、本体部1Aのリミッティングアンプ24に送出される。
したがって、内視鏡装置102Aは、上記第1の実施形態の内視鏡装置102と同様にして、被検体の画像の表示等を行うことができる。
内視鏡装置102Aにおいては、イコライザ64によって信号レベルが補正された第2の映像信号So2は、第2の挿入部電気コネクタ250および本体部電気コネクタ10の「CMOS出力信号+(−)」端子と、配線m4を介して、本体部1Aのリミッティングアンプ24に送出される。
したがって、内視鏡装置102Aは、上記第1の実施形態の内視鏡装置102と同様にして、被検体の画像の表示等を行うことができる。
以上説明したように、本実施形態の内視鏡装置101Aでは、本体部1Aに本体部電気コネクタ10を備える。本体部電気コネクタ10には、第1の挿入部電気コネクタ50と第2の挿入部電気コネクタ250とが接続できる。第1の挿入部2Aからの映像出力信号Siは、第1の挿入部2内で光信号Lとして光伝送された後、基端部2bで電圧信号に変換された第1の映像信号So1として、本体部電気コネクタ10を通して本体部1Aにメタル伝送される。第2の挿入部202からの映像出力信号Siは、イコライザ64によって周波数ごとの信号レベルが補正された第2の映像信号So2として、第2の挿入部電気コネクタ250および本体部電気コネクタ10を介して本体部1Aにメタル伝送される。
このため、本体部1Aは、光伝送路を有する挿入部である第1の挿入部2Aと、メタル伝送路のみを有する第2の挿入部202とが交換自在である。本体部1Aは、必要に応じて、接続相手である第1の挿入部2Aと第2の挿入部202とを交換して、被検体の映像を表示したり、記録したりすることができる。
本実施形態において、本体部コネクタである本体部電気コネクタ10と、第1の挿入部コネクタである第1の挿入部電気コネクタ50とは、接続時に、第1の映像信号および第1の非映像電気信号の信号伝達を行うコネクタ部を構成している。
本実施形態における第1の挿入部2A、第2の挿入部202、および本体部1Aは、本体部1Aに、第1の挿入部2Aと第2の挿入部202とを交換可能に接続して、それぞれ内視鏡装置101A、102Aを構成することができる本実施形態の内視鏡システムを構成している。
このため、本体部1Aは、光伝送路を有する挿入部である第1の挿入部2Aと、メタル伝送路のみを有する第2の挿入部202とが交換自在である。本体部1Aは、必要に応じて、接続相手である第1の挿入部2Aと第2の挿入部202とを交換して、被検体の映像を表示したり、記録したりすることができる。
本実施形態において、本体部コネクタである本体部電気コネクタ10と、第1の挿入部コネクタである第1の挿入部電気コネクタ50とは、接続時に、第1の映像信号および第1の非映像電気信号の信号伝達を行うコネクタ部を構成している。
本実施形態における第1の挿入部2A、第2の挿入部202、および本体部1Aは、本体部1Aに、第1の挿入部2Aと第2の挿入部202とを交換可能に接続して、それぞれ内視鏡装置101A、102Aを構成することができる本実施形態の内視鏡システムを構成している。
[第3の実施形態]
本発明の第3の実施形態の内視鏡装置および内視鏡システムについて説明する。
図10は、本発明の第3の実施形態の内視鏡装置の構成例を示すブロック図である。図11は、本発明の第3の実施形態の内視鏡システムの本体部に、第2の挿入部を装着した場合の構成例を示すブロック図である。
本発明の第3の実施形態の内視鏡装置および内視鏡システムについて説明する。
図10は、本発明の第3の実施形態の内視鏡装置の構成例を示すブロック図である。図11は、本発明の第3の実施形態の内視鏡システムの本体部に、第2の挿入部を装着した場合の構成例を示すブロック図である。
図10に示すように、本実施形態の内視鏡装置101Bは、上記第2の実施形態の内視鏡装置101Aの第1の挿入部2A、本体部1Aに代えて、それぞれ、第1の挿入部2B、本体部1Bを備える。
第1の挿入部2Bは、上記第2の実施形態における第1の挿入部2Aにおいて、スコープ検知部53Aに代えてスコープ検知部53Bを備え、リミッティングアンプ24を追加して構成されている。
本体部1Bは、上記第2の実施形態におけるリミッティングアンプ24を削除して構成されている。
以下、上記第2の実施形態と異なる点を中心に説明する。
第1の挿入部2Bは、上記第2の実施形態における第1の挿入部2Aにおいて、スコープ検知部53Aに代えてスコープ検知部53Bを備え、リミッティングアンプ24を追加して構成されている。
本体部1Bは、上記第2の実施形態におけるリミッティングアンプ24を削除して構成されている。
以下、上記第2の実施形態と異なる点を中心に説明する。
スコープ検知部53Bは、スコープ検知信号S53Bを形成する装置部分である。スコープ検知信号S53Bは、第1の挿入部2Bの種類を本体部1Bに検知させる。スコープ検知部53Bは、形成される信号が異なる以外は、上記第2の実施形態のスコープ検知部53Aと同様の構成を有する。
スコープ検知信号S53Bは、スコープ検知信号S53Aと同様、少なくとも非映像電気信号の伝送路長さに関する情報を含んでいる。
スコープ検知信号S53Bは、スコープ検知信号S53Aと同様、少なくとも非映像電気信号の伝送路長さに関する情報を含んでいる。
本実施形態におけるリミッティングアンプ24は、第1の挿入部2Bの基端部2bに配置されている。本実施形態におけるリミッティングアンプ24は、TIA22から出力される信号の各周波数に対して一律に高いゲインを与え、アイパターンが開くようにする。
リミッティングアンプ24の出力端子は、上記第2の実施形態のTIA22の出力端子同様、配線M4を介して、第1の挿入部電気コネクタ50における図示略の「CMOS出力信号+(−)」端子に接続されている。
このため、リミッティングアンプ24によって信号レベルが補正された電圧信号は、第1の映像信号So1(第1の映像電気信号)として、図示略の「CMOS出力信号+(−)」端子を介して、本体部1Bにメタル伝送される。
リミッティングアンプ24の出力端子は、上記第2の実施形態のTIA22の出力端子同様、配線M4を介して、第1の挿入部電気コネクタ50における図示略の「CMOS出力信号+(−)」端子に接続されている。
このため、リミッティングアンプ24によって信号レベルが補正された電圧信号は、第1の映像信号So1(第1の映像電気信号)として、図示略の「CMOS出力信号+(−)」端子を介して、本体部1Bにメタル伝送される。
本体部1Bにおいては、上記第2の実施形態の本体部1Aにおけるリミッティングアンプ24が削除されている。このため、本体部1Bにおいては、本体部電気コネクタ10の図示略の「CMOS出力信号+(−)」端子は、配線m4を介してA/D変換部25に配線されている。
内視鏡装置101Bでは、上記第2の実施形態において本体部1Aの本体部電気コネクタ10とA/D変換部25との間に配置されていたリミッティングアンプ24が、第1の挿入部2Bの基端部2bにおいてTIA22と第1の挿入部電気コネクタ50との間に移動されている。
このため、映像出力信号Siおよび第1の映像信号So1の伝送路に占めるメタル伝送路の割合は、上記第2の実施形態における第1の挿入部2Aと同様、光伝送路に比べて非常に小さい。
一方、第1の挿入部2Bにおける非映像電気信号の伝送路長さは、上記第2の実施形態における非映像電気信号の伝送路長さと同じである。
この結果、内視鏡装置101Bは、上記第2の実施形態の内視鏡装置101Aと同様に、解像度が高い映像を表す映像信号が、例えば、30m程度の長い伝送路を通して伝送されても、高画質の映像を表示することができる。
このため、映像出力信号Siおよび第1の映像信号So1の伝送路に占めるメタル伝送路の割合は、上記第2の実施形態における第1の挿入部2Aと同様、光伝送路に比べて非常に小さい。
一方、第1の挿入部2Bにおける非映像電気信号の伝送路長さは、上記第2の実施形態における非映像電気信号の伝送路長さと同じである。
この結果、内視鏡装置101Bは、上記第2の実施形態の内視鏡装置101Aと同様に、解像度が高い映像を表す映像信号が、例えば、30m程度の長い伝送路を通して伝送されても、高画質の映像を表示することができる。
特に、内視鏡装置101Bでは、TIA22から出力される電圧信号がリミッティングアンプ24によって増幅されてから、第1の挿入部電気コネクタ50および本体部電気コネクタ10に伝送される。この結果、リミッティングアンプ24で増幅されることなく第1の挿入部電気コネクタ50および本体部電気コネクタ10を通過する場合に比べて、第1の挿入部2Bは、信号劣化がより少ない状態で、本体部1Bに信号を伝送することができる。
本実施形態における第1の挿入部2Bのリミッティングアンプ24は、第1の基端部において、第1の光電変換部が生成する第1の映像電気信号を増幅する第1の増幅部を構成している。
図10に示すように、本実施形態において、第1の挿入部2BにおけるVCSELドライバ63、VCSEL62、光ファイバー61、PD21、TIA22、リミッティングアンプ24、および配線M4は、第1の撮像素子の映像出力信号を第1の先端部で光信号に変換して挿入方向の第1の基端部まで光信号を光電変換した第1の映像電気信号からなる第1の映像信号を出力する第1の映像信号伝送部Ti1Bを構成している。
図10に示すように、本実施形態において、第1の挿入部2BにおけるVCSELドライバ63、VCSEL62、光ファイバー61、PD21、TIA22、リミッティングアンプ24、および配線M4は、第1の撮像素子の映像出力信号を第1の先端部で光信号に変換して挿入方向の第1の基端部まで光信号を光電変換した第1の映像電気信号からなる第1の映像信号を出力する第1の映像信号伝送部Ti1Bを構成している。
図11に示すように、内視鏡装置101Bの第1の挿入部2Bに代えて、本体部1Bに第2の挿入部202Bを装着することによって、内視鏡装置102Bが構成される。
第2の挿入部202Bは、上記第1の実施形態における第2の挿入部202に、リミッティングアンプ24を追加して構成される。
第2の挿入部202Bにおけるリミッティングアンプ24は、イコライザ64によって信号レベルが補正された信号を各周波数に対して一律に高いゲインを与えて増幅する。
第2の挿入部202Bにおけるリミッティングアンプ24の出力端子は、配線M204を介して、図示略の「CMOS出力信号+(−)」端子に接続されている。
第2の挿入部202Bは、上記第1の実施形態における第2の挿入部202に、リミッティングアンプ24を追加して構成される。
第2の挿入部202Bにおけるリミッティングアンプ24は、イコライザ64によって信号レベルが補正された信号を各周波数に対して一律に高いゲインを与えて増幅する。
第2の挿入部202Bにおけるリミッティングアンプ24の出力端子は、配線M204を介して、図示略の「CMOS出力信号+(−)」端子に接続されている。
内視鏡装置102Bにおいては、第2の挿入部202Bのリミッティングアンプ24によって増幅された第2の映像信号So2は、第2の挿入部電気コネクタ250および本体部電気コネクタ10の「CMOS出力信号+(−)」端子と、配線m4を介して、本体部1BのA/D変換部25に送出される。
したがって、内視鏡装置102Bは、上記第2の実施形態の内視鏡装置102Aと同様にして、被検体の画像の表示等を行うことができる。
したがって、内視鏡装置102Bは、上記第2の実施形態の内視鏡装置102Aと同様にして、被検体の画像の表示等を行うことができる。
図11に示すように、本実施形態において、第2の挿入部202Bにおける接続ケーブル261、イコライザ64、リミッティングアンプ24、および配線M204は、第2の撮像素子の映像出力信号を挿入方向の第2の基端部まで第2の映像信号としてメタル伝送する第2の映像信号伝送部Ti2Bを構成している。
以上説明したように、本実施形態の内視鏡装置101Bでは、本体部1Bに本体部電気コネクタ10を備える。本体部電気コネクタ10には、第1の挿入部電気コネクタ50と第2の挿入部電気コネクタ250とが接続できる。第1の挿入部2Bからの映像出力信号Siは、第1の挿入部2内で光信号Lとして光伝送された後、基端部2bで電圧信号に変換後に増幅された第1の映像信号So1として、本体部電気コネクタ10を通して本体部1Bにメタル伝送される。第2の挿入部202Bからの映像出力信号Siは、リミッティングアンプ24によって増幅された第2の映像信号So2として、第2の挿入部電気コネクタ250および本体部電気コネクタ10を介して本体部1Bにメタル伝送される。
このため、本体部1Bは、光伝送路を有する挿入部である第1の挿入部2Bと、メタル伝送路のみを有する第2の挿入部202Bが交換自在である。本体部1Bは、必要に応じて、接続相手である第1の挿入部2Bと第2の挿入部202Bとを交換して、被検体の映像を表示したり、記録したりすることができる。
本実施形態における第1の挿入部2B、第2の挿入部202B、および本体部1Bは、本体部1Bに、第1の挿入部2Bと第2の挿入部202Bとを交換可能に接続して、それぞれ内視鏡装置101B、102Bを構成することができる本実施形態の内視鏡システムを構成している。
このため、本体部1Bは、光伝送路を有する挿入部である第1の挿入部2Bと、メタル伝送路のみを有する第2の挿入部202Bが交換自在である。本体部1Bは、必要に応じて、接続相手である第1の挿入部2Bと第2の挿入部202Bとを交換して、被検体の映像を表示したり、記録したりすることができる。
本実施形態における第1の挿入部2B、第2の挿入部202B、および本体部1Bは、本体部1Bに、第1の挿入部2Bと第2の挿入部202Bとを交換可能に接続して、それぞれ内視鏡装置101B、102Bを構成することができる本実施形態の内視鏡システムを構成している。
[第4の実施形態]
本発明の第4の実施形態の内視鏡装置および内視鏡システムについて説明する。
図12は、本発明の第4の実施形態の内視鏡装置の構成例を示すブロック図である。図13は、本発明の第4の実施形態の内視鏡装置のデジタル信号生成部の構成例を示すブロック図である。図14は、本発明の第4の実施形態の内視鏡システムの本体部に、第2の挿入部を装着した場合の構成例を示すブロック図である。
本発明の第4の実施形態の内視鏡装置および内視鏡システムについて説明する。
図12は、本発明の第4の実施形態の内視鏡装置の構成例を示すブロック図である。図13は、本発明の第4の実施形態の内視鏡装置のデジタル信号生成部の構成例を示すブロック図である。図14は、本発明の第4の実施形態の内視鏡システムの本体部に、第2の挿入部を装着した場合の構成例を示すブロック図である。
図12に示すように、本実施形態の内視鏡装置101Cは、上記第3の実施形態の内視鏡装置101Bの第1の挿入部2B、本体部1Bに代えて、それぞれ、第1の挿入部2C、本体部1Cを備える。
第1の挿入部2Cは、上記第3の実施形態における第1の挿入部2Bにおいて、スコープ検知部53B、TIA22、リミッティングアンプ24に代えてスコープ検知部53C、デジタル信号生成部65を備える。
図13に示すように、デジタル信号生成部65は、TIA22、リミッティングアンプ24、およびA/D変換部25が直列に接続されて構成されている。
このため、第1の挿入部2Cは、上記第3の実施形態の第1の挿入部2Bにおいて、スコープ検知部53Bに代えて、スコープ検知部53Cを備え、A/D変換部25が追加されて構成されている。
本体部1Cは、上記第3の実施形態におけるA/D変換部25を削除して構成されている。
以下、上記第3の実施形態と異なる点を中心に説明する。
第1の挿入部2Cは、上記第3の実施形態における第1の挿入部2Bにおいて、スコープ検知部53B、TIA22、リミッティングアンプ24に代えてスコープ検知部53C、デジタル信号生成部65を備える。
図13に示すように、デジタル信号生成部65は、TIA22、リミッティングアンプ24、およびA/D変換部25が直列に接続されて構成されている。
このため、第1の挿入部2Cは、上記第3の実施形態の第1の挿入部2Bにおいて、スコープ検知部53Bに代えて、スコープ検知部53Cを備え、A/D変換部25が追加されて構成されている。
本体部1Cは、上記第3の実施形態におけるA/D変換部25を削除して構成されている。
以下、上記第3の実施形態と異なる点を中心に説明する。
スコープ検知部53Cは、スコープ検知信号S53Cを形成する装置部分である。スコープ検知信号S53Cは、第1の挿入部2Cの種類を本体部1Bに検知させる。スコープ検知部53Cは、形成される信号が異なる以外は、上記第3の実施形態のスコープ検知部53Bと同様の構成を有する。
スコープ検知信号S53Cは、スコープ検知信号S53Bと同様、少なくとも非映像電気信号の伝送路長さに関する情報を含んでいる。
スコープ検知信号S53Cは、スコープ検知信号S53Bと同様、少なくとも非映像電気信号の伝送路長さに関する情報を含んでいる。
本実施形態におけるA/D変換部25は、第1の挿入部2Cの基端部2bに配置されている。本実施形態におけるA/D変換部25は、リミッティングアンプ24によって増幅された信号をA/D変換して、デジタル信号を生成する。
A/D変換部25の出力端子は、上記第3の実施形態のリミッティングアンプ24の出力端子同様、配線M4を介して、第1の挿入部電気コネクタ50における図示略の「CMOS出力信号+(−)」端子に接続されている。
このため、A/D変換部25によって生成されたデジタル信号は、図示略の「CMOS出力信号+(−)」端子を介して、本体部1Cにメタル伝送される。
A/D変換部25の出力端子は、上記第3の実施形態のリミッティングアンプ24の出力端子同様、配線M4を介して、第1の挿入部電気コネクタ50における図示略の「CMOS出力信号+(−)」端子に接続されている。
このため、A/D変換部25によって生成されたデジタル信号は、図示略の「CMOS出力信号+(−)」端子を介して、本体部1Cにメタル伝送される。
本体部1Cにおいては、上記第3の実施形態におけるA/D変換部25が削除されている。このため、本体部1Cにおいては、本体部電気コネクタ10の図示略の「CMOS出力信号+(−)」端子は、配線m4を介して画像処理部13に配線されている。
内視鏡装置101Cは、上記第3の実施形態において本体部1Bの本体部電気コネクタ10と画像処理部13との間に配置されていたA/D変換部25が、第1の挿入部2Cの基端部2bにおいてリミッティングアンプ24と第1の挿入部電気コネクタ50との間に移動されている。
このため、映像出力信号Siおよび第1の映像信号So1の伝送路に占めるメタル伝送路の割合は、上記第3の実施形態における第1の挿入部2Bと同様、光伝送路に比べて非常に小さい。
一方、第1の挿入部2Cにおいて、非映像電気信号の伝送路長さは、上記第3の実施形態と同じである。
この結果、内視鏡装置101Cでは、上記第3の実施形態の内視鏡装置101Bと同様に、解像度が高い映像を表す映像信号が、例えば、30m程度の長い伝送路を通して伝送されても、高画質の映像を表示することができる。
このため、映像出力信号Siおよび第1の映像信号So1の伝送路に占めるメタル伝送路の割合は、上記第3の実施形態における第1の挿入部2Bと同様、光伝送路に比べて非常に小さい。
一方、第1の挿入部2Cにおいて、非映像電気信号の伝送路長さは、上記第3の実施形態と同じである。
この結果、内視鏡装置101Cでは、上記第3の実施形態の内視鏡装置101Bと同様に、解像度が高い映像を表す映像信号が、例えば、30m程度の長い伝送路を通して伝送されても、高画質の映像を表示することができる。
特に、内視鏡装置101Cでは、TIA22から出力される電圧信号がリミッティングアンプ24によって増幅され、A/D変換部25によってデジタル信号に変換されてから、第1の挿入部電気コネクタ50および本体部電気コネクタ10に伝送される。この結果、デジタル信号に変換されることなく第1の挿入部電気コネクタ50および本体部電気コネクタ10を通過する場合に比べて、信号劣化がより少ない状態で本体部1Cに信号を伝送することができる。
本実施形態における第1の挿入部2CのA/D変換部25は、第1の基端部において、第1の増幅部によって増幅された第1の映像電気信号をA/D変換する第1のA/D変換器を構成している。
図12に示すように、本実施形態において、第1の挿入部2CにおけるVCSELドライバ63、VCSEL62、光ファイバー61、PD21、TIA22、リミッティングアンプ24、A/D変換部25、および配線M4は、第1の撮像素子の映像出力信号を第1の先端部で光信号に変換して挿入方向の第1の基端部まで光信号を光電変換した第1の映像電気信号からなる第1の映像信号を出力する第1の映像信号伝送部Ti1Cを構成している。
図12に示すように、本実施形態において、第1の挿入部2CにおけるVCSELドライバ63、VCSEL62、光ファイバー61、PD21、TIA22、リミッティングアンプ24、A/D変換部25、および配線M4は、第1の撮像素子の映像出力信号を第1の先端部で光信号に変換して挿入方向の第1の基端部まで光信号を光電変換した第1の映像電気信号からなる第1の映像信号を出力する第1の映像信号伝送部Ti1Cを構成している。
図14に示すように、内視鏡装置101Cの第1の挿入部2Cに代えて、本体部1Cに第2の挿入部202Cを装着することによって、内視鏡装置102Cが構成される。
第2の挿入部202Cは、上記第3の実施形態における第2の挿入部202Bに、A/D変換部25を追加して構成される。
第2の挿入部202CにおけるA/D変換部25は、リミッティングアンプ24で増幅された信号をA/D変換してデジタル信号を生成する。
第2の挿入部202CにおけるA/D変換部25の出力端子は、配線M204を介して、図示略の「CMOS出力信号+(−)」端子に接続されている。
第2の挿入部202Cは、上記第3の実施形態における第2の挿入部202Bに、A/D変換部25を追加して構成される。
第2の挿入部202CにおけるA/D変換部25は、リミッティングアンプ24で増幅された信号をA/D変換してデジタル信号を生成する。
第2の挿入部202CにおけるA/D変換部25の出力端子は、配線M204を介して、図示略の「CMOS出力信号+(−)」端子に接続されている。
内視鏡装置102Cにおいては、第2の挿入部202CのA/D変換部25によってデジタル化された信号は、第2の挿入部電気コネクタ250および本体部電気コネクタ10の「CMOS出力信号+(−)」端子と、配線m4とを介して、本体部1Cの画像処理部13に送出される。
したがって、内視鏡装置102Cは、上記第3の実施形態の内視鏡装置102Bと同様にして、被検体の画像の表示等を行うことができる。
したがって、内視鏡装置102Cは、上記第3の実施形態の内視鏡装置102Bと同様にして、被検体の画像の表示等を行うことができる。
図14に示すように、本実施形態において、第2の挿入部202Cにおける接続ケーブル261、イコライザ64、リミッティングアンプ24、A/D変換部25、および配線M204は、第2の撮像素子の映像出力信号を挿入方向の第2の基端部まで第2の映像信号としてメタル伝送する第2の映像信号伝送部Ti2Cを構成している。
以上説明したように、本実施形態の内視鏡装置101Cは、本体部1Cに本体部電気コネクタ10を備える。本体部電気コネクタ10には、第1の挿入部電気コネクタ50と第2の挿入部電気コネクタ250とが接続できる。第1の挿入部2Cからの映像出力信号Siは、第1の挿入部2内で光信号Lとして光伝送された後、基端部2bで電圧信号に変換後に増幅されA/D変換された状態で、本体部電気コネクタ10を通して本体部1Cにメタル伝送される。第2の挿入部202Bからの映像出力信号Siは、リミッティングアンプ24によって増幅された状態で第2の挿入部電気コネクタ250および本体部電気コネクタ10を介して本体部1Cにメタル伝送される。
このため、本体部1Cは、光伝送路を有する挿入部である第1の挿入部2Cと、メタル伝送路のみを有する第2の挿入部202Cが交換自在である。本体部1Cは、必要に応じて、接続相手である第1の挿入部2Cと第2の挿入部202Cとを交換して、被検体の映像を表示したり、記録したりすることができる。
本実施形態における第1の挿入部2C、第2の挿入部202C、および本体部1Cは、本体部1Cに、第1の挿入部2Cと第2の挿入部202Cとを交換可能に接続して、それぞれ内視鏡装置101C、102Cを構成することができる本実施形態の内視鏡システムを構成している。
このため、本体部1Cは、光伝送路を有する挿入部である第1の挿入部2Cと、メタル伝送路のみを有する第2の挿入部202Cが交換自在である。本体部1Cは、必要に応じて、接続相手である第1の挿入部2Cと第2の挿入部202Cとを交換して、被検体の映像を表示したり、記録したりすることができる。
本実施形態における第1の挿入部2C、第2の挿入部202C、および本体部1Cは、本体部1Cに、第1の挿入部2Cと第2の挿入部202Cとを交換可能に接続して、それぞれ内視鏡装置101C、102Cを構成することができる本実施形態の内視鏡システムを構成している。
なお、上記各実施形態の説明では、光伝送路を有する第1の挿入部の伝送路長さが、第2の挿入部の伝送路長さよりも長い場合の例で説明した。しかし、各挿入部の伝送路の長さは、信号の伝送特性に応じて決められればよい。第1の挿入部の長さは、第2の挿入部以下であってもよい。
例えば、撮像素子の解像度が高いほど、信号の周波数が高くなるため、メタル伝送可能な伝送路の長さが短くなる。このため、内視鏡システムは、高解像度の映像によって検査する第1の挿入部と、第1の挿入部の全長と同じ長さを有し低解像度の映像によって検査する第2の挿入部と、を有していてもよい。
例えば、撮像素子の解像度が高いほど、信号の周波数が高くなるため、メタル伝送可能な伝送路の長さが短くなる。このため、内視鏡システムは、高解像度の映像によって検査する第1の挿入部と、第1の挿入部の全長と同じ長さを有し低解像度の映像によって検査する第2の挿入部と、を有していてもよい。
上記各実施形態の説明では、第1の挿入部、第2の挿入部が備える撮像素子が、いずれもCMOS撮像素子からなる場合の例で説明した。しかし、撮像素子は、CMOS撮像素子には限定されない。例えば、撮像素子として、CCDが用いられてもよい。
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
上記各実施形態によれば、光伝送路を有する挿入部と、メタル伝送路のみを有する挿入部とが交換可能な内視鏡装置および内視鏡システムを提供できる。
1、1A、1B、1C 本体部
2、2A、2B、2C 第1の挿入部
2a 先端部(第1の先端部)
2b 基端部(第1の基端部)
10 本体部電気コネクタ(本体部コネクタ、コネクタ部、電気コネクタ)
11 制御信号ドライブ回路
20 本体部光コネクタ(本体部コネクタ、コネクタ部)
21 フォトダイオード(PD)(第1の光電変換部、第1の映像信号伝送部)
22 トランスインピーダンスアンプ(TIA)(第1の光電変換部、第1の映像信号伝送部)
23 切替回路
24 リミッティングアンプ(第1の増幅部、第1の映像信号伝送部、第2の映像信号伝送部)
25 A/D変換部(第1のA/D変換器、第1の映像信号伝送部、第2の映像信号伝送部)
40、40A システム制御部
50 第1の挿入部電気コネクタ(第1の挿入部コネクタ、コネクタ部、電気コネクタ)
51 CMOS撮像素子(第1の撮像素子、第2の撮像素子)
53、53A、53B、53C、253 スコープ検知部
60 第1の挿入部光コネクタ(第1の挿入部コネクタ、コネクタ部)
61 光ファイバー(第1の映像信号伝送部)
62 VCSEL(第1の映像信号伝送部)
63 VCSELドライバ(第1の映像信号伝送部)
64 イコライザ(第2の映像信号伝送部)
101、101A、101B、101C、102、102A、102B、102C 内視鏡装置
202、202B、202C 第2の挿入部
202a 先端部(第2の先端部)
202b 基端部(第2の基端部)
250 第2の挿入部電気コネクタ(第2の挿入部コネクタ、コネクタ部)
261 接続ケーブル(第2の映像信号伝送部)
L 光信号(第1の映像信号)
M1 配線ケーブル(第1の信号伝送部、第2の信号伝送部)
M2、M3 配線ケーブル
M4 配線(第1の映像信号伝送部)
M204 配線(第2の映像信号伝送部)
S53、S53A、S53B、S53C、S253 スコープ検知信号
SCL、SDA CMOS制御信号(第1の非映像電気信号、第2の非映像電気信号)
Si 映像出力信号
So1 第1の映像信号(第1の映像電気信号)
So2 第2の映像信号
Th サーミスタ信号
Ti1、Ti1A、Ti1B、Ti1C 第1の映像信号伝送部
Ti2、Ti2B、Ti2C 第2の映像信号伝送部
2、2A、2B、2C 第1の挿入部
2a 先端部(第1の先端部)
2b 基端部(第1の基端部)
10 本体部電気コネクタ(本体部コネクタ、コネクタ部、電気コネクタ)
11 制御信号ドライブ回路
20 本体部光コネクタ(本体部コネクタ、コネクタ部)
21 フォトダイオード(PD)(第1の光電変換部、第1の映像信号伝送部)
22 トランスインピーダンスアンプ(TIA)(第1の光電変換部、第1の映像信号伝送部)
23 切替回路
24 リミッティングアンプ(第1の増幅部、第1の映像信号伝送部、第2の映像信号伝送部)
25 A/D変換部(第1のA/D変換器、第1の映像信号伝送部、第2の映像信号伝送部)
40、40A システム制御部
50 第1の挿入部電気コネクタ(第1の挿入部コネクタ、コネクタ部、電気コネクタ)
51 CMOS撮像素子(第1の撮像素子、第2の撮像素子)
53、53A、53B、53C、253 スコープ検知部
60 第1の挿入部光コネクタ(第1の挿入部コネクタ、コネクタ部)
61 光ファイバー(第1の映像信号伝送部)
62 VCSEL(第1の映像信号伝送部)
63 VCSELドライバ(第1の映像信号伝送部)
64 イコライザ(第2の映像信号伝送部)
101、101A、101B、101C、102、102A、102B、102C 内視鏡装置
202、202B、202C 第2の挿入部
202a 先端部(第2の先端部)
202b 基端部(第2の基端部)
250 第2の挿入部電気コネクタ(第2の挿入部コネクタ、コネクタ部)
261 接続ケーブル(第2の映像信号伝送部)
L 光信号(第1の映像信号)
M1 配線ケーブル(第1の信号伝送部、第2の信号伝送部)
M2、M3 配線ケーブル
M4 配線(第1の映像信号伝送部)
M204 配線(第2の映像信号伝送部)
S53、S53A、S53B、S53C、S253 スコープ検知信号
SCL、SDA CMOS制御信号(第1の非映像電気信号、第2の非映像電気信号)
Si 映像出力信号
So1 第1の映像信号(第1の映像電気信号)
So2 第2の映像信号
Th サーミスタ信号
Ti1、Ti1A、Ti1B、Ti1C 第1の映像信号伝送部
Ti2、Ti2B、Ti2C 第2の映像信号伝送部
Claims (7)
- 本体部と、
管状の外形を有し、挿入方向の第1の先端部に配置された第1の撮像素子と、前記第1の撮像素子の映像出力信号を前記第1の先端部で光信号に変換して挿入方向の第1の基端部まで前記光信号を光伝送し、前記光信号または前記光信号を光電変換した第1の映像電気信号からなる第1の映像信号を出力する第1の映像信号伝送部と、前記第1の撮像素子の制御信号を含む前記本体部からの第1の非映像電気信号を前記第1の基端部から前記第1の撮像素子までメタル伝送する第1の信号伝送部と、を有する第1の挿入部と、
前記本体部に設けられた本体部コネクタと、前記第1の挿入部の基端に設けられ前記本体部コネクタと着脱可能に接続する第1の挿入部コネクタとからなり、前記本体部コネクタと前記第1の挿入部コネクタとの接続時に、前記第1の映像信号および前記第1の非映像電気信号の信号伝達を行うコネクタ部と、
を備える、内視鏡装置。 - 前記第1の映像信号伝送部は、
前記第1の基端部に、前記光信号を光電変換して前記第1の映像電気信号を生成する第1の光電変換部を備え、
前記コネクタ部は、
前記第1の光電変換部によって生成された前記第1の映像電気信号と、前記第1の非映像電気信号とを含む電気信号を信号伝達する電気コネクタからなる、
請求項1に記載の内視鏡装置。 - 前記電気コネクタにおける前記本体部コネクタは、
管状の外形を有し、挿入方向の第2の先端部に配置された第2の撮像素子と、前記第2の撮像素子の映像出力信号を挿入方向の第2の基端部まで第2の映像信号としてメタル伝送する第2の映像信号伝送部と、前記第2の撮像素子の制御信号を含む前記本体部からの第2の非映像電気信号を前記第2の基端部から前記第2の先端部までメタル伝送する第2の信号伝送部と、を有する第2の挿入部に設けられた第2の挿入部コネクタと、着脱可能、かつ前記第2の映像信号および前記第2の非映像電気信号の信号伝達可能に接続する、請求項2に記載の内視鏡装置。 - 前記第1の挿入部コネクタと前記第2の挿入部コネクタとは、
互いに同数の接続端子を有し、かつ前記接続端子における信号配列が互いに共通である、
請求項3に記載の内視鏡装置。 - 前記第1の映像信号伝送部は、
前記第1の光電変換部が生成する前記第1の映像電気信号を増幅する第1の増幅部を前記第1の基端部に備える、
請求項2〜4のいずれか1項に記載の内視鏡装置。 - 前記第1の映像信号伝送部は、
前記第1の増幅部によって増幅された前記第1の映像電気信号をA/D変換する第1のA/D変換器を前記第1の基端部に備える、
請求項5に記載の内視鏡装置。 - 本体部と、
管状の外形を有し、挿入方向の第1の先端部に配置された第1の撮像素子と、前記第1の撮像素子の映像出力信号を前記第1の先端部で光信号に変換して挿入方向の第1の基端部まで前記光信号を光伝送し、前記光信号または前記光信号を光電変換した第1の映像電気信号からなる第1の映像信号を出力する第1の映像信号伝送部と、前記第1の撮像素子の制御信号を含む前記本体部からの第1の非映像電気信号を前記第1の基端部から前記第1の撮像素子までメタル伝送する第1の信号伝送部と、を有する第1の挿入部と、
管状の外形を有し、挿入方向の第2の先端部に配置された第2の撮像素子と、前記第2の撮像素子の映像出力信号を挿入方向の第2の基端部まで第2の映像信号としてメタル伝送する第2の映像信号伝送部と、前記第2の撮像素子の制御信号を含む前記本体部からの第2の非映像電気信号を前記第2の基端部から前記第2の先端部までメタル伝送する第2の信号伝送部と、を有する第2の挿入部と、
前記本体部に設けられた本体部コネクタと、
前記第1の挿入部の基端に設けられ前記本体部コネクタと着脱可能に接続し、前記本体部コネクタとの接続時に、前記第1の映像信号および前記第1の非映像電気信号の信号伝達を行う第1の挿入部コネクタと、
前記第2の挿入部の基端に設けられ前記本体部コネクタと着脱可能に接続し、前記本体部コネクタとの接続時に、前記第2の映像信号および前記第2の非映像電気信号の信号伝達を行う第2の挿入部コネクタと、
を備え、
前記本体部に前記第1の挿入部または前記第2の挿入部を着脱可能に装着できる、
内視鏡システム。
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