WO2016047172A1 - 光送受信ユニット - Google Patents

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optical
waterproof cap
optical transmission
ferrule
metal case
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勉 浦川
川田　晋
英明 木内
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オリンパス株式会社
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    • G02B6/423—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements using guiding surfaces for the alignment

Definitions

  • the present invention relates to an optical transmission / reception unit excellent in waterproofness.
  • an endoscope system is used to observe an organ of a subject such as a patient.
  • An endoscope system is provided with an imaging element at the tip, has an elongated shape having flexibility, and has an insertion portion to be inserted into a body cavity of a subject, and is inserted through a cable and a connector.
  • a processing device that performs image processing of the in-vivo image captured by the imaging device and connected to the image sensor, and displays the in-vivo image on the display device.
  • an image sensor with a high pixel number that enables clearer image observation has been developed, and the use of an image sensor with a high pixel number for an endoscope has been studied.
  • the insertion portion is required to have a small diameter.
  • an optical transmission / reception unit that transmits a signal using an optical fiber is an endoscope. It is also adopted in the system.
  • the waterproof caps of Patent Documents 1 and 2 can clean the tip surface of the optical fiber and prevent the adhesion of dirt at the stage before being incorporated into the endoscope
  • the optical connector is incorporated into the endoscope or the like. Is not intended to waterproof the optical connection part including the tip of the optical fiber when body fluid or cleaning fluid flows into the endoscope due to damage caused by the use of the endoscope. It was.
  • the present invention has been made in view of the above, and an optical transmission / reception unit capable of waterproofing an optical connection portion even when a device in which the unit is incorporated is damaged due to use, and an endoscope.
  • the purpose is to provide a system.
  • an optical transmission / reception unit includes an optical transmission / reception module including a light emitting element or a light receiving element, and a metal case storing the light emitting element or the light receiving element.
  • a waterproof cap that forms a bottomed cylindrical body with one end open and the other end closed, and covers the optical connector and the optical transmission / reception module between the optical connector and the optical transmission / reception module in a water-tight manner
  • the metal case has a plurality of step portions having different outer diameters, and the step portion closest to the optical connection portion is connected to the inner surface of the waterproof cap. Characterized by contact over.
  • the outer diameter of the step portion closest to the optical connection portion is larger than the outer diameter of the other step portion and larger than the inner diameter of the waterproof cap.
  • An optical transmission / reception unit includes a light transmission / reception module having a light emitting element or a light receiving element, a metal case storing the light emitting element or the light receiving element, a ferrule holding an optical fiber, and the ferrule.
  • a flange portion provided at one end of the optical connector, and the ferrule is inserted into a sleeve of the metal case so that the optical connector connected to the optical transceiver module is open at one end and the other end is closed.
  • a bottomed cylindrical body, and a waterproof cap that covers the optical connector and covers the optical connector between the optical connector and the optical transceiver module in a watertight manner, and the metal case has different outer diameters.
  • the O-ring is provided in the groove portion closest to the optical connection portion, and the O-ring is formed on the inner surface and the entire circumference of the waterproof cap. Characterized in that it contact me.
  • the outer diameter of the O-ring is larger than the inner diameter of the waterproof cap and the outer diameters of the other plurality of step portions.
  • the optical transceiver unit according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the waterproof cap has a connection portion to a substrate connected to the opening end side.
  • the optical transceiver unit according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the waterproof cap is a combination of two main body portions divided along the height direction.
  • the step portion closest to the optical connection portion is set to the maximum diameter, and the step portion adjacent to the inner surface of the waterproof cap that covers the optical connection portion.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the endoscope system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a waterproof cap used in the endoscope system shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of an optical transmission module used in the endoscope system shown in FIG. 4 is a cross-sectional view of an optical transmission unit in which the optical transmission module of FIG. 3 is covered with the waterproof cap of FIG.
  • FIG. 5 is a sectional view of the optical transmission unit according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a waterproof cap according to the third embodiment of the present invention.
  • an endoscope system will be described as a mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiment”). Moreover, this invention is not limited by this embodiment. Furthermore, the same code
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an endoscope system according to an embodiment of the present invention.
  • an endoscope system 1 according to the present embodiment is introduced into a subject, an endoscope 2 that images the inside of the subject and generates an image signal in the subject, A processing device 3 that performs predetermined image processing on the image signal captured by the endoscope 2 and controls each part of the endoscope system 1, a light source device 4 that generates illumination light of the endoscope 2, and a processing device 3 And a display device 5 for displaying an image signal after the image processing by.
  • the endoscope 2 includes an insertion unit 6 to be inserted into a subject, an operation unit 7 on the proximal end side of the insertion unit 6 and held by an operator, and a flexible universal extending from the operation unit 7. Code 8 is provided.
  • the insertion portion 6 is realized using an illumination fiber (light guide cable), an electric cable, an optical fiber, and the like.
  • the insertion portion 6 includes a distal end portion 6a having an imaging portion incorporating an imaging element for imaging the inside of the subject, a bendable bending portion 6b formed by a plurality of bending pieces, and a proximal end portion side of the bending portion 6b. And a flexible tube portion 6c having flexibility.
  • the distal end 6a includes an illumination unit that illuminates the inside of the subject via an illumination lens, an observation unit that images the inside of the subject, an opening 6d that communicates with the processing tool channel, and an air / water feeding nozzle (not shown). ) Is provided.
  • the operation unit 7 includes a bending knob 7a that bends the bending portion 6b in the vertical direction and the left-right direction, a treatment instrument insertion portion 7b in which a treatment instrument such as a biological forceps and a laser knife is inserted into the body cavity of the subject, and the processing device 3. And a plurality of switch portions 7c for operating peripheral devices such as the light source device 4, the air supply device, the water supply device, and the gas supply device.
  • the treatment tool inserted from the treatment tool insertion portion 7b is exposed from the opening 6d at the distal end of the insertion portion 6 through a treatment tool channel provided inside.
  • the universal cord 8 is configured using an illumination fiber, an electric cable, an optical fiber, and the like.
  • the universal cord 8 is branched at the base end, one end of the branch is the connector 8a, and the other base end is the connector 8b.
  • the connector 8a is detachable from the connector 3a of the processing apparatus 3.
  • the connector 8b is detachable from the light source device 4.
  • the universal cord 8 propagates the illumination light emitted from the light source device 4 to the distal end portion 6a via the connector 8b, the operation portion 7 and the flexible tube portion 6c.
  • the universal code 8 transmits an image signal picked up by the image pickup unit provided in the distal end portion 6a to the processing device 3 by an optical transmission unit described later.
  • the processing device 3 performs predetermined image processing on the image signal in the subject imaged by the imaging unit of the distal end portion 6a of the endoscope 2.
  • the processing device 3 controls each unit of the endoscope system 1 based on various instruction signals transmitted from the switch unit 7 c in the operation unit 7 of the endoscope 2 via the universal cord 8.
  • the light source device 4 includes a light source that emits light, a condensing lens, and the like.
  • the light source device 4 emits light from the light source under the control of the processing device 3, and illuminates light within the subject that is the subject to the endoscope 2 connected via the connector 8 b and the illumination fiber of the universal cord 8. Supply as.
  • the display device 5 is configured by using a display using liquid crystal or organic EL (Electro Luminescence).
  • the display device 5 displays various types of information including images that have been subjected to predetermined image processing by the processing device 3 via the video cable 5a. Thereby, the surgeon can observe and characterize a desired position in the subject by operating the endoscope 2 while viewing the image (in-vivo image) displayed on the display device 5.
  • FIG. 2 is a perspective view of a waterproof cap used in the endoscope system shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of an optical transmission module used in the endoscope system shown in FIG. 4 is a cross-sectional view of an optical transmission unit in which the optical transmission module of FIG. 3 is covered with the waterproof cap of FIG.
  • the optical transmission unit 100 watertightly seals the optical transmission module 20, the optical connector 30 connected to the optical transmission module 20, and the optical connection portion between the optical connector 30 and the optical transmission module 20.
  • a waterproof cap 10 The optical transmission unit 100 is disposed in the operation unit 7 or the insertion unit 6 of the endoscope 2 and transmits an optical signal obtained by photoelectrically converting an image signal to the processing device 3 via the optical fiber 31 in the universal cord 8. .
  • the waterproof cap 10 has a main body portion 11 that forms a bottomed cylindrical body that is open at one end in the height direction and closed at the other end, and a flexible optical transmission module 20 that will be described later on the opening side.
  • substrate 28 and the hole part 13 which penetrates the optical fiber 31 are provided.
  • the main body 11 has a cylindrical shape with substantially the same diameter from the opening to the bottom.
  • the optical transmission module 20 includes a flexible substrate 28, a light emitting element 21 mounted on the flexible substrate 28 via leads 27, and a metal case 23 that stores the light emitting element 21.
  • the image signal picked up by the image pickup unit is transmitted to the light emitting element 21 via the flexible substrate 28, subjected to photoelectric conversion, and emitted from the light emitting unit 22 as an optical signal.
  • the optical signal emitted from the light emitting unit 22 is collected by the transparent glass body 24 and the condensing lens 25.
  • the metal case 23 includes a sleeve 26 into which a ferrule 32 of an optical connector 30 described later is inserted.
  • the flexible substrate 28 is provided with a hole 28 a into which the connection portion 12 of the waterproof cap 10 is inserted.
  • connection portion 12 and the hole portion 28a may be fixed by press-fitting the connection portion 12 having a diameter larger than that of the hole portion 28a, or may be bonded and fixed with an adhesive or the like.
  • the optical connector 30 includes a ferrule 32 that holds the optical fiber 31 and a flange portion 33 that is provided at one end of the ferrule 32.
  • a minute hole 32 a penetrating the center in the axial direction of the columnar shape is provided, and the optical connector 30 holds the optical fiber 31 by inserting the optical fiber 31 into the minute hole 32 a.
  • the optical fiber 31 that is inserted into the micro hole 32a and exposed to the end surface (hereinafter referred to as “tip portion”) of the ferrule 32 on the side to be inserted into the sleeve 26 reduces the light amount loss at the optical connection portion. In order to do so, the end face is polished.
  • a flange portion 33 having a cylindrical shape concentric with the ferrule 32 is provided on the outer peripheral portion on the opposite side (hereinafter referred to as “base end portion”) of the ferrule 32.
  • a plurality of step portions 23a, 23b, 23c, 23d, 23e, 23f, and 23g are formed on the outer peripheral portion of the housing portion of the light emitting element 21 of the metal case 23.
  • the step portions 23 a, 23 b, 23 c, 23 d, 23 e, 23 f, and 23 g are concentric, and are an optical connection portion between the optical transmission module 20 and the optical connector 30, that is, an optical connection between the condensing lens 25 and the ferrule 32.
  • the step portion 23a closest to the portion C is formed to have a larger outer diameter than the other step portions 23b, 23c, 23d, 23e, 23f and 23g. As shown in FIG.
  • the step portion 23 a having the largest outer diameter is in contact with the entire inner circumference of the waterproof cap 10 and functions as a waterproof means for ensuring the water tightness of the optical connection portion C. Further, in order to ensure the water tightness of the optical connection portion C, it is preferable to block the space between the optical fiber 31 and the hole portion 13 through which the optical fiber 31 is inserted with an adhesive or the like.
  • a thermoplastic material or a material that is softened by ultraviolet rays is used as a material for covering the waterproof cap 10 or the optical fiber 31 without using an adhesive, and the periphery of the hole 13 is heated or irradiated with ultraviolet rays to be melt-fixed. May be.
  • the step portion 23a closest to the optical connection portion C between the condensing lens 25 and the ferrule 32 functions as a waterproof means, but even if the step portion is not close to the optical connection portion C. By functioning as the maximum diameter, it functions as a waterproof means.
  • the step 23 a closest to the optical connection portion C is set as the maximum diameter, and the waterproof means is provided to ensure watertightness by contacting the entire inner circumference of the waterproof cap 10. Thereby, the watertightness of the optical connection part C can be ensured reliably while suppressing the enlargement of the metal case 23.
  • the optical transmission unit 100 and the endoscope system 1 including the optical transmission unit 100 have been described.
  • an optical signal disposed in any of the endoscope systems 1 is converted into an electrical signal.
  • the optical receiving unit by adopting the same configuration as that of the optical transmitting unit 100, the water tightness of the optical connecting portion can be ensured.
  • the waterproof cap 10 has a cylindrical shape with substantially the same diameter from the opening to the bottom, but is not limited to this, and the diameter increases from the bottom to the opening. It may be a taper shape. By increasing the diameter on the opening side, the possibility of contact between the waterproof cap 10 and the stepped portions 23b to 23g other than the stepped portion 23a serving as waterproof means can be reduced.
  • the waterproof cap 10 may have a uniform taper shape from the bottom surface to the opening, but is cylindrical with the same diameter from the bottom surface to the vicinity of the contact portion with the step portion 23a serving as the waterproofing means. A taper is preferable.
  • FIG. 5 is a sectional view of the optical transmission unit according to the second embodiment of the present invention.
  • the waterproof means includes a groove portion 29 constituted by three step portions 23a to 23c that are closest and continuous from the optical connection portion C, and an O-ring 35 provided in the groove portion 29. This is different from the first embodiment in that
  • the outer diameter of the O-ring 35 provided in the groove 29 is preferably larger than the inner diameter of the waterproof cap 10 and the outer diameters of the other step portions 23a to 23g.
  • the waterproof cap 10 has a cylindrical shape having a substantially same diameter from the opening to the bottom, but has a tapered shape with a diameter increasing from the bottom to the opening. Also good. Further, in the optical receiving unit that converts an optical signal into an electrical signal, which is arranged in any of the endoscope systems 1, as in the optical transmission unit 100A, the three steps that are closest and continuous from the optical connection unit By forming the waterproof means with the groove portion constituted by the O-ring provided in the groove portion, the water tightness of the optical connection portion can be ensured.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a waterproof cap according to the third embodiment of the present invention.
  • the waterproof cap 10B is formed by combining two main body portions 11a and 11b divided in the height direction.
  • the waterproof cap 10B may be formed by covering the main body portions 11a and 11b from above and below with the optical transmission module and the optical connector connected, and adhering the end surfaces with an adhesive.
  • the main body portions 11a and 11b may be formed of a thermoplastic material or a material that is softened by ultraviolet rays, and the connection portions may be melt-connected by heating or irradiating with ultraviolet rays.
  • the main body portions 11a and 11b are connected to the optical transmission module 20 (Embodiment 1) in which the waterproof means is the step closest to the optical connection portion C, or from the optical connection portion C and is continuous.
  • the water tightness of the optical connecting portion C is obtained by connecting the groove portion constituted by three step portions and the O-ring provided in the groove portion over the optical transmission module 20A (Embodiment 2) constituting the waterproof means. Can be secured.

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Abstract

　使用により内視鏡等が破損等した場合であっても、光接続部の防水が可能な光送受信ユニットを提供する。光送信ユニット１００は、光送受信モジュール２０と、光コネクタ３０と、一端が開口し、他端が閉じた有底筒状体をなし、光コネクタ３０側から被せて光コネクタ３０と光送受信モジュール２０との光接続部を水密的に密閉する防水キャップ１０と、を備え、金属ケース２３は、異なる外径の複数の段部２３ａ～２３ｇを有し、光接続部から最も近接する段部２３ａが、防水キャップ１０の内面と全周にわたって接触することを特徴とする。

Description

光送受信ユニット
　本発明は、防水性に優れた光送受信ユニットに関する。
　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、可撓性を有する細長形状をなし、被検体の体腔内に挿入される挿入部を有する内視鏡と、ケーブルおよびコネクタを介して挿入部に接続して撮像素子が撮像した体内画像の画像処理を行い、体内画像を表示装置に表示させる処理装置と、を備える。
　近年、より鮮明な画像観察を可能とする高画素数の撮像素子が開発されており、内視鏡への高画素数の撮像素子の使用が検討されている。また、被検体への導入のしやすさを考慮し、挿入部の細径化が求められている。さらに、挿入部の細径化を実現しながら、撮像素子と処理装置との間で大容量の信号を高速に伝送するために、光ファイバを用いて信号を伝送する光送受信ユニットが内視鏡システムでも採用されている。
　光ファイバを用いた光送受信ユニットにおいて、光ファイバの先端面に汚れが付着すると、光損失のおそれがあるため、光ファイバの先端面を清掃したり、汚れの付着を防止する光ファイバコネクタ用キャップが開示されている（例えば、特許文献１および２参照）。
特開２０１０－１１７４４０号公報 特開２０１０－１１７４４３号公報
　特許文献１および２の防水キャップは、内視鏡に組み込まれる前段階で、光ファイバの先端面の清掃や、汚れの付着の防止ができるものの、光コネクタが内視鏡等に組み込まれる際には取り外されるものであって、内視鏡の使用による破損等により体液や洗浄液が内視鏡内に流入したような場合に、光ファイバの先端部を含む光接続部の防水を図るものではなかった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、使用により当該ユニットが組み込まれた装置が破損等した場合であっても、光接続部の防水が可能な光送受信ユニット、および内視鏡システムを提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる光送受信ユニットは、発光素子または受光素子と、前記発光素子または前記受光素子とを格納する金属ケースと、を有する光送受信モジュールと、光ファイバを保持するフェルールと、前記フェルールの一端に設けられるフランジ部と、を有し、前記フェルールが前記金属ケースのスリーブ内に挿通されることにより、前記光送受信モジュールに接続される光コネクタと、一端が開口し、他端が閉じた有底筒状体をなし、前記光コネクタ側から被せて前記光コネクタと前記光送受信モジュールとの光接続部を水密的に密閉する防水キャップと、を備え、前記金属ケースは、異なる外径の複数の段部を有し、前記光接続部から最も近接する段部が、前記防水キャップの内面と全周にわたって接触することを特徴とする。
　また、本発明にかかる光送受信ユニットは、上記発明において前記光接続部から最も近接する段部の外径は、他の段部の外径より大きく、かつ、前記防水キャップの内径より大きいことを特徴とする。
　また、本発明にかかる光送受信ユニットは、発光素子または受光素子と、前記発光素子または前記受光素子とを格納する金属ケースと、を有する光送受信モジュールと、光ファイバを保持するフェルールと、前記フェルールの一端に設けられるフランジ部と、を有し、前記フェルールが前記金属ケースのスリーブ内に挿通されることにより、前記光送受信モジュールに接続される光コネクタと、一端が開口し、他端が閉じた有底筒状体をなし、前記光コネクタ側から被せて前記光コネクタと前記光送受信モジュールとの光接続部を水密的に密閉する防水キャップと、を備え、前記金属ケースは、異なる外径の複数の段部を有し、前記光接続部から最も近接する溝部にＯリングが設けられ、前記Ｏリングが前記防水キャップの内面と全周にわたって接触することを特徴とする。
　また、本発明にかかる光送受信ユニットは、上記発明において、前記Ｏリングの外径は、前記防水キャップの内径および他の複数の段部の外径より大きいことを特徴とする。
　また、本発明にかかる光送受信ユニットは、上記発明において、前記防水キャップは、開口端側に接続される基板への接続部を有することを特徴とする。
　また、本発明にかかる光送受信ユニットは、上記発明において前記防水キャップは、高さ方向に沿って分割された２つの本体部を組み合わせてなることを特徴とする。
　本発明によれば、金属ケースの異なる外径の複数の段部のうち、光接続部から最も近接する段部を最大径とし、光接続部に被せた防水キャップの内面に前記近接する段部を全州にわたって接触させることにより、内視鏡等に使用された場合であって、前記内視鏡が破損等を生じた場合にも、前記光接続部の水密性を確保できるという効果を奏する。
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模式図である。 図２は、図１に示す内視鏡システムで使用する防水キャップの斜視図である。 図３は、図１に示す内視鏡システムで使用する光送信モジュールの断面図である。 図４は、図３の光送信モジュールに図２の防水キャップを被せた光送信ユニットの断面図である。 図５は、本発明の実施の形態２にかかる光送信ユニットの断面図である。 図６は、本発明の実施の形態３にかかる防水キャップを説明する図である。
　以下の説明では、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）として、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いる。
（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態にかかる内視鏡システムの概略構成を示す模式図である。図１に示すように、本実施の形態にかかる内視鏡システム１は、被検体内に導入され、被検体の体内を撮像して被検体内の画像信号を生成する内視鏡２と、内視鏡２が撮像した画像信号に所定の画像処理を施すとともに内視鏡システム１の各部を制御する処理装置３と、内視鏡２の照明光を生成する光源装置４と、処理装置３による画像処理後の画像信号を画像表示する表示装置５と、を備える。
　内視鏡２は、被検体内に挿入される挿入部６と、挿入部６の基端部側であって術者が把持する操作部７と、操作部７より延伸する可撓性のユニバーサルコード８と、を備える。
　挿入部６は、照明ファイバ（ライトガイドケーブル）、電気ケーブルおよび光ファイバ等を用いて実現される。挿入部６は、被検体内を撮像する撮像素子を内蔵した撮像部を有する先端部６ａと、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部６ｂと、湾曲部６ｂの基端部側に設けられた可撓性を有する可撓管部６ｃと、を有する。先端部６ａには、照明レンズを介して被検体内を照明する照明部、被検体内を撮像する観察部、処理具用チャンネルを連通する開口部６ｄおよび送気・送水用ノズル（図示せず）が設けられている。
　操作部７は、湾曲部６ｂを上下方向および左右方向に湾曲させる湾曲ノブ７ａと、被検体の体腔内に生体鉗子、レーザメス等の処置具が挿入される処置具挿入部７ｂと、処理装置３、光源装置４、送気装置、送水装置および送ガス装置等の周辺機器の操作を行う複数のスイッチ部７ｃと、を有する。処置具挿入部７ｂから挿入された処置具は、内部に設けられた処置具用チャンネルを経て挿入部６先端の開口部６ｄから表出する。
　ユニバーサルコード８は、照明ファイバ、電気ケーブルおよび光ファイバ等を用いて構成される。ユニバーサルコード８は、基端で分岐しており、分岐した一方の端部がコネクタ８ａであり、他方の基端がコネクタ８ｂである。コネクタ８ａは、処理装置３のコネクタ３ａに対して着脱自在である。コネクタ８ｂは、光源装置４に対して着脱自在である。ユニバーサルコード８は、光源装置４から出射された照明光を、コネクタ８ｂ、操作部７および可撓管部６ｃを介して先端部６ａに伝播する。ユニバーサルコード８は、先端部６ａに備わる撮像部が撮像した画像信号を、後述する光送信ユニットにより処理装置３に伝送する。
　処理装置３は、内視鏡２の先端部６ａの撮像部が撮像した被検体内の画像信号に対して、所定の画像処理を施す。処理装置３は、ユニバーサルコード８を介して内視鏡２の操作部７におけるスイッチ部７ｃから送信された各種の指示信号に基づいて、内視鏡システム１の各部を制御する。
　光源装置４は、光を発する光源や、集光レンズ等を用いて構成される。光源装置４は、処理装置３の制御のもと、光源から光を発し、コネクタ８ｂおよびユニバーサルコード８の照明ファイバを介して接続された内視鏡２へ、被写体である被検体内に対する照明光として供給する。
　表示装置５は、液晶または有機ＥＬ（Electro　Luminescence）を用いた表示ディスプレイ等を用いて構成される。表示装置５は、映像ケーブル５ａを介して処理装置３によって所定の画像処理が施された画像を含む各種情報を表示する。これにより、術者は、表示装置５が表示する画像（体内画像）を見ながら内視鏡２を操作することにより、被検体内の所望の位置の観察および性状を判定することができる。
　つぎに、図１で説明した内視鏡２において、撮像部が撮像した画像信号を処理装置に送信する光送信ユニットについて説明する。図２は、図１に示す内視鏡システムで使用する防水キャップの斜視図である。図３は、図１に示す内視鏡システムで使用する光送信モジュールの断面図である。図４は、図３の光送信モジュールに図２の防水キャップを被せた光送信ユニットの断面図である。
　実施の形態１において、光送信ユニット１００は、光送信モジュール２０と、光送信モジュール２０に接続される光コネクタ３０と、光コネクタ３０と光送信モジュール２０との光接続部を水密的に密閉する防水キャップ１０と、を備える。光送信ユニット１００は、内視鏡２の操作部７、または挿入部６に配置され、ユニバーサルコード８内の光ファイバ３１を介して、画像信号を光電変換した光信号を処理装置３に伝送する。
　防水キャップ１０は、図２に示すように、高さ方向の一端が開口し、他端が閉じた有底筒状体をなす本体部１１と、開口部側に後述する光送信モジュール２０のフレキシブル基板２８に接続される接続部１２と、光ファイバ３１を挿通する穴部１３と、を備える。本体部１１は、開口部から底面まで略同径の円筒形状をなしている。
　光送信モジュール２０は、フレキシブル基板２８と、フレキシブル基板２８にリード２７を介して実装される発光素子２１と、発光素子２１を格納する金属ケース２３と、を備える。撮像部が撮像した画像信号はフレキシブル基板２８を介して発光素子２１に送信され、光電変換されて発光部２２から光信号として出射される。発光部２２から出射された光信号は、透明ガラス体２４および集光用レンズ２５により集光される。金属ケース２３は、後述する光コネクタ３０のフェルール３２が挿通されるスリーブ２６を備える。また、フレキシブル基板２８には、防水キャップ１０の接続部１２を挿入する孔部２８ａが設けられる。接続部１２を孔部２８ａに挿入し、防水キャップ１０とフレキシブル基板２８とを接続することにより、リード２７を介したフレキシブル基板２８と発光素子２１との接続部の強度を向上することができる。接続部１２と孔部２８ａとの固定は、孔部２８ａより太径に形成した接続部１２を圧入することにより固定するほか、接着剤等により接着固定してもよい。
　光コネクタ３０は、光ファイバ３１を保持するフェルール３２と、フェルール３２の一端に設けられるフランジ部３３と、を備える。略円柱状のフェルール３２内には、円柱形の軸方向の中心を貫通する微細孔３２ａが設けられ、微細孔３２ａに光ファイバ３１を挿通することにより、光コネクタ３０は光ファイバ３１を保持する。本明細書において、微細孔３２ａに挿通され、フェルール３２のスリーブ２６に挿入される側の端面（以後、「先端部」という）に露出する光ファイバ３１は、光接続部での光量損失を低減するために端面が研磨されている。フェルール３２と同心円の円柱状をなすフランジ部３３は、フェルール３２の先端部と反対側（以後、「基端部」という）の外周部に設けられる。
　金属ケース２３の発光素子２１の収容部の外周部には、複数の段部２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆおよび２３ｇが形成される。段部２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆおよび２３ｇは、同心円状をなし、光送信モジュール２０と光コネクタ３０との光接続部、すなわち、集光用レンズ２５とフェルール３２との光接続部Ｃと最も近接する段部２３ａが、他の段部２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆおよび２３ｇより外径が大きく形成される。図４に示すように、外径が最も大きい段部２３ａは、防水キャップ１０の内面の全周にわたって接触し、光接続部Ｃの水密性を確保する防水手段として機能する。また、光接続部Ｃの水密性の確保のために、光ファイバ３１と、光ファイバ３１を挿通する穴部１３との間を接着剤等によりふさぐことが好ましい。あるいは、接着剤を使用せず、防水キャップ１０または光ファイバ３１の被覆の材料として熱可塑性の材料または紫外線により軟化する材料を使用し、穴部１３周辺を加熱または紫外線照射することにより、溶融固定してもよい。
　本実施の形態１では、集光用レンズ２５とフェルール３２との光接続部Ｃの最も近接する段部２３ａが、防水手段として機能するが、光接続部Ｃと近接しない段部であっても、最大径とすることにより、防水手段として機能する。しかしながら、内視鏡２で使用される場合、金属ケース２３の外径はできるだけ小さくすることが好ましく、段部２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆおよび２３ｇの外径差を大きくすることは設計上困難であるため、光接続部Ｃと近接しない段部を最大径として防水手段とした場合、段部２３ａ～２３ｇの寸法公差によるばらつきが生じると、他の段部の防水キャップ１０との接触により水密が確保できないおそれがある。したがって、光接続部Ｃと最も近接する段部２３ａを最大径として、防水キャップ１０の内面の全周にわたって接触することにより水密を確保する防水手段とする。これにより、金属ケース２３の大型化を抑制しながら、確実に光接続部Ｃの水密性を確保することができる。
　実施の形態１では、光送信ユニット１００、および光送信ユニット１００を備えた内視鏡システム１について説明したが、内視鏡システム１のいずれかに配置される、光信号を電気信号に変換する光受信ユニットにおいても、光送信ユニット１００と同様の構成とすることにより、光接続部の水密性を確保することができる。
　また、実施の形態１では、防水キャップ１０は、開口部から底面まで略同径の円筒形状をなすものを使用しているが、これに限るものではなく、底面から開口部方向に径が大きくなるテーパ形状をなすものであってもよい。開口部側の径を大きくすることにより、防水手段となる段部２３ａ以外の段部２３ｂ～２３ｇと、防水キャップ１０との接触の可能性が低減できる。防水キャッ１０プは、底面から開口部まで一律にテーパ形状をなすものであってもよいが、底面から防水手段となる段部２３ａとの接触部近傍までは同径の円筒形状であり、その後テーパをなすものが好ましい。
（実施の形態２）
　図５は、本発明の実施の形態２にかかる光送信ユニットの断面図である。実施の形態２にかかる光送信ユニット１００Ａにおいて、防水手段は、光接続部Ｃから最も近接し連続する３つの段部２３ａ～２３ｃにより構成される溝部２９と、溝部２９に設けられるＯリング３５とからなる点で実施の形態１と異なる。
　溝部２９に設けられるＯリング３５は、外径が、防水キャップ１０の内径および他の段部２３ａ～２３ｇの外径より大きいことが好ましい。Ｏリング３５の外径を防水キャップ１０の内径および他の段部２３ａ～２３ｇの外径より大きくすることにより、Ｏリング３５のみが防水キャップ１０の内面に接触して、光接続部Ｃの水密を確保することができる。
　実施の形態２の光送信ユニット１００Ａにおいて、防水キャップ１０は、開口部から底面まで略同径の円筒形状をなすものでも、底面から開口部方向に径が大きくなるテーパ形状をなすものであってもよい。また、内視鏡システム１のいずれかに配置される、光信号を電気信号に変換する光受信ユニットにおいても、光送信ユニット１００Ａと同様に、光接続部から最も近接し連続する３つの段部により構成される溝部と、前記溝部に設けられるＯリングとにより防水手段を構成することにより、光接続部の水密性を確保することができる。
（実施の形態３）
　図６は、本発明の実施の形態３にかかる防水キャップを説明する図である。実施の形態３において、防水キャップ１０Ｂは、高さ方向に分割された２つの本体部１１ａおよび１１ｂを組合わせてなる。
　防水キャップ１０Ｂは、光送信モジュールと光コネクタとを接続した状態で、本体部１１ａおよび１１ｂを上下方向からかぶせ合わせ、端面を接着剤により接着すればよい。あるいは、本体部１１ａおよび１１ｂを、熱可塑性の材料または紫外線により軟化する材料で形成し、接続部を加熱または紫外線照射することにより、溶融接続してもよい。防水キャップ１０Ｂを、２つに分割された本体部１１ａおよび１１ｂから構成することにより、光送信モジュールと光コネクタを取り付けた状態であっても防水キャップの装着が容易となる。
　実施の形態３において、本体部１１ａおよび１１ｂを、防水手段が光接続部Ｃから最も近接する段部である光送信モジュール２０（実施の形態１）、または光接続部Ｃから最も近接し連続する３つの段部により構成される溝部と、前記溝部に設けられるＯリングとから防水手段を構成する光送信モジュール２０Ａ（実施の形態２）に被せて接続することにより、光接続部Ｃの水密性を確保することができる。
　１　内視鏡システム
　２　内視鏡
　３　処理装置
　４　光源装置
　５　表示装置
　６　挿入部
　６ａ　先端部
　６ｂ　湾曲部
　６ｃ　可撓管部
　６ｄ　開口部
　７　操作部
　７ａ　湾曲ノブ
　７ｂ　処置具挿入部
　７ｃ　スイッチ部
　８　ユニバーサルコード
　８ａ、８ｂ　コネクタ
　１０、１０Ｂ　防水キャップ
　１１、１１ａ、１１ｂ　本体部
　１２　接続部
　１３　穴部
　２０、２０Ａ　光送信モジュール
　２１　発光素子
　２２　発光部
　２３　金属ケース
　２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆ、２３ｇ　段部
　２４　透明ガラス体
　２５　集光用レンズ
　２６　スリーブ
　２７　リード
　２８　フレキシブル基板
　２９　溝部
　３０　光コネクタ
　３１　光ファイバ
　３２　フェルール
　３２ａ　微細孔
　３３　フランジ部
　３５　Ｏリング
　１００、１００Ａ　光送信ユニット

Claims (6)

  1. 　発光素子または受光素子と、前記発光素子または前記受光素子とを格納する金属ケースと、を有する光送受信モジュールと、
    　光ファイバを保持するフェルールと、前記フェルールの一端に設けられるフランジ部と、を有し、前記フェルールが前記金属ケースのスリーブ内に挿通されることにより、前記光送受信モジュールに接続される光コネクタと、
    　一端が開口し、他端が閉じた有底筒状体をなし、前記光コネクタ側から被せて前記光コネクタと前記光送受信モジュールとの光接続部を水密的に密閉する防水キャップと、
    　を備え、前記金属ケースは、異なる外径の複数の段部を有し、前記光接続部から最も近接する段部が、前記防水キャップの内面と全周にわたって接触することを特徴とする光送受信ユニット。
  2. 　前記光接続部から最も近接する段部の外径は、他の段部の外径より大きく、かつ、前記防水キャップの内径より大きいことを特徴とする請求項１に記載の光送受信ユニット。
  3. 　発光素子または受光素子と、前記発光素子または前記受光素子とを格納する金属ケースと、を有する光送受信モジュールと、
    　光ファイバを保持するフェルールと、前記フェルールの一端に設けられるフランジ部と、を有し、前記フェルールが前記金属ケースのスリーブ内に挿通されることにより、前記光送受信モジュールに接続される光コネクタと、
    　一端が開口し、他端が閉じた有底筒状体をなし、前記光コネクタ側から被せて前記光コネクタと前記光送受信モジュールとの光接続部を水密的に密閉する防水キャップと、
    　を備え、前記金属ケースは、異なる外径の複数の段部を有し、前記光接続部から最も近接する溝部にＯリングが設けられ、前記Ｏリングが前記防水キャップの内面と全周にわたって接触することを特徴とする光送受信ユニット。
  4. 　前記Ｏリングの外径は、前記防水キャップの内径および他の複数の段部の外径より大きいことを特徴とする請求項３に記載の光送受信ユニット。
  5. 　前記防水キャップは、開口端側に接続される基板への接続部を有することを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の光送受信ユニット。
  6. 　前記防水キャップは、高さ方向に沿って分割された２つの本体部を組み合わせてなることを特徴とする請求項１～５のいずれか一つに記載の光送受信ユニット。
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