WO2018116853A1 - 誘電体混合材料、誘電体混合材料を含む可撓性導波管、可撓性導波管を有する画像伝送装置、可撓性導波管を有する内視鏡、および内視鏡システム - Google Patents

誘電体混合材料、誘電体混合材料を含む可撓性導波管、可撓性導波管を有する画像伝送装置、可撓性導波管を有する内視鏡、および内視鏡システム Download PDF

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flexible waveguide
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waveguide
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正 渡邊
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オリンパス株式会社
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    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/12—Hollow waveguides

Definitions

  • the present invention relates to a dielectric mixed material used as a constituent material of a signal transmission line, particularly a dielectric mixed material that can be disposed inside a flexible waveguide used in a millimeter wave or submillimeter wave region, and a dielectric mixed material.
  • the present invention relates to a flexible waveguide including an image transmission apparatus having a flexible waveguide, an endoscope having a flexible waveguide, and an endoscope system.
  • connection connection by metal wire
  • optical interconnection is used in a region where the transmission distance is long and the transmission speed is high.
  • Connection optical communication, that is, connection by optical fiber
  • the usable limit is a transmission rate of about 2.5 Gbps, and it can be said that optical interconnection (optical communication) becomes an effective means beyond this.
  • optical communication is considered to be an effective means in the region where the transmission distance is long and the transmission speed is high, it is known that the optical communication has the following performance problems.
  • an optical fiber for communication is composed of a single wire mainly composed of quartz glass. May be cut unexpectedly.
  • a normal communication optical fiber has a diameter of a tube (core) through which light passes, which is about 10 ⁇ m (at most, 50 ⁇ m or less). Positioning accuracy that is difficult to achieve by machining (on the order of several ⁇ m) is required. In order to alleviate this requirement, an optical system such as a lens can be used for the connection part. However, the connection part becomes large, and communication performance may be deteriorated due to dust, dirt, or the like.
  • the electrical interconnection (connection by metal wire) is generally configured by bundling a plurality of thin wires, and the thin wires are gradually cut even when cut, The communication performance gradually deteriorates, and it is possible to take measures such as repair in advance by knowing the deterioration of the communication performance.
  • connection accuracy can be obtained.
  • connection is realized by rubbing the metals together, and the connection portion is stably cleaned by this “rubbing”, so deterioration of communication performance due to dust, dirt, etc. is not a problem in many cases.
  • optical communication is an alternative to electrical interconnection in applications where high reliability is required for communication due to the existence of problems in (1) and (2) above, or in applications where connection between lines is required in use. It is thought that it does not become.
  • a transmission speed as a method capable of realizing a communication speed of 5 Gbps or more with a length of several centimeters to 5 meters or less, and a problem of a signal transmission system using a lead wire.
  • Japanese Patent Application No. 2015-131913 proposed a technique using a waveguide as a new signal transmission system that overcomes the limitations of the above and also overcomes the problems of signal transmission systems using optical fibers.
  • the flexible waveguide that transmits a radio wave having a frequency equal to or higher than that of a millimeter wave (including a submillimeter wave), which can be applied to communication having a size as large as an electric substrate to a length as long as a general wiring. While overcoming the problems (reliability problems, connection problems), it is possible to realize a communication line capable of high-speed communication on the order of several tens of Gbps, which is difficult to realize by electrical interconnection.
  • the inventors of the present invention described in Japanese Patent Application No. 2015-131913 as the above-described millimeter wave (including submillimeter wave) waveguide is a linear dielectric having a uniform dielectric constant in the longitudinal direction and the same cross section. And a metal layer that covers the outer periphery of the dielectric, the present inventors further describe the above-mentioned constituent elements of a millimeter wave (including submillimeter wave) flexible waveguide.
  • dielectric loss tangent is 0.0005 or less" is necessary.
  • this material is a technique for obtaining a material with high mechanical strength in the first place, and flexibility is not considered.
  • the mixture of fluororesin and dielectric ceramic powder disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-186680 is also the same, and the dielectric loss tangent can only be stably obtained at about 0.001 or less. Flexibility is not considered.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a material that appropriately satisfies the three conditions of high dielectric constant, small dielectric loss tangent, and appropriate flexibility.
  • the fundamental frequency is 10 GHz.
  • Realizable dielectric mixed material, flexible waveguide including dielectric mixed material, image transmission device having flexible waveguide, endoscope having flexible waveguide, and endoscope The purpose is to provide a system.
  • a dielectric mixed material of one embodiment of the present invention is a dielectric mixed material used as a constituent material of a signal transmission path, and includes a nonpolar resin, a crystal powder having a higher dielectric constant than the nonpolar resin, and the dielectric Pores occupying 5 to 40% by volume of the body mixed material, and both of the crystal powder and the pores have a size of 1/50 or less with respect to the wavelength propagating through the signal transmission line.
  • a flexible waveguide according to one embodiment of the present invention includes a linear dielectric having a uniform dielectric constant in the longitudinal direction and the same cross section, and an outer periphery of the dielectric continuously extending in the longitudinal direction.
  • the dielectric mixed material according to any one of 3 is included.
  • An image transmission apparatus is an image transmission apparatus having the flexible waveguide, and the flexible waveguide transmits a predetermined image signal.
  • the endoscope of one embodiment of the present invention is an endoscope having the flexible waveguide, and the flexible waveguide transmits a predetermined image signal.
  • An endoscope system includes the endoscope and an image processing unit that performs predetermined image processing on a predetermined image signal transmitted by the flexible waveguide. .
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an endoscope system having a flexible waveguide containing a dielectric mixed material according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration of a main part of the endoscope system according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view of a main part showing structures of an imaging unit and a flexible waveguide in the endoscope system according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is an enlarged perspective view of a main part of the endoscope system according to the first embodiment showing the structure of the imaging unit and the flexible waveguide in a partial cross section.
  • FIG. 5 is an enlarged perspective view of a main part showing the configuration of the flexible waveguide in the endoscope system according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is an enlarged view of a main part, in which the example of the case where there is no particle size blending in the dielectric mixed material included in the flexible waveguide according to the first embodiment is two-dimensionally simplified.
  • FIG. 7 is an enlarged view of a main part in which an example of a case where there is a particle size blending with respect to the dielectric mixed material included in the flexible waveguide according to the first embodiment is two-dimensionally simplified.
  • FIG. 8 is a table showing the waveguide dimensions in which there is an internal dielectric calculated from the standard waveguide dimensions for the flexible waveguide according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing the major axis / minor axis relationship of the rectangular waveguide when determining the waveguide dimension in which the internal dielectric exists in FIG. FIG.
  • FIG. 10 is a diagram showing the major axis / minor axis relationship of the elliptical waveguide when obtaining the waveguide dimension in which the internal dielectric exists in FIG.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a simulation model related to the relationship between the dielectric and the external conductor in the flexible waveguide according to the first embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a simulation result of the dielectric loss of the dielectric in the flexible waveguide according to the first embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a simulation result of dielectric loss of the dielectric in the flexible waveguide according to the first embodiment.
  • FIG. 14 is a perspective view showing a model showing a flexible state of the flexible waveguide according to the first embodiment.
  • FIG. 15 is a table showing the composition and characteristics of dielectric mixed materials according to the first to fifth examples and the first to fifth comparative examples in the first embodiment.
  • FIG. 16 is an enlarged perspective view of a main part showing an internal dielectric in the flexible waveguide according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is an enlarged plan view showing an outer conductor in the flexible waveguide according to the second embodiment.
  • FIG. 18 is an enlarged perspective view of a main part showing a microstrip line created using a dielectric mixed material according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an endoscope system having a flexible waveguide containing a dielectric mixed material according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a first embodiment. It is a block diagram which shows the function structure of the principal part of the endoscope system concerning this form.
  • the endoscope system 1 is an endoscope system for a so-called upper digestive tract, and an in-vivo image of a subject P is captured by inserting a distal end portion into a body cavity of a subject P.
  • An endoscope 2 that includes an imaging unit that outputs an image signal of a subject image, and an endoscope that includes an image processing unit that performs predetermined image processing on an image signal output from the imaging unit in the endoscope 2.
  • a video processor 3 that controls the overall operation of the system 1, a light source device 4 that generates illumination light to be emitted from the distal end of the endoscope 2, and an image that has undergone image processing in the video processor 3 are displayed.
  • the display device 5 is mainly provided.
  • the endoscope 2 includes the imaging unit at the distal end portion and an insertion portion 6 mainly composed of an elongated shape portion having flexibility, and is connected to the proximal end side of the insertion portion 6 to input various operation signals.
  • An operation unit 7 to be received, and a universal cord 8 extending from the operation unit 7 toward the base end side and connected to the video processor 3 and the light source device 4 are provided.
  • the endoscope 2 includes the imaging unit in the insertion unit 6 to the insertion unit 6 and the operation unit 7 between the imaging unit disposed at the distal end of the insertion unit 6 and the image processing unit in the video processor 3.
  • Each of the universal cords 8 extends to the image processing unit of the video processor 3 through the inside thereof, and includes a signal transmission path for transmitting an image signal or the like from the imaging unit.
  • the signal transmission path is configured by a waveguide that passes millimeter waves or submillimeter waves (hereinafter, representatively described as millimeter waves). (The “waveguide” will be described in detail later).
  • the insertion portion 6 is disposed on the distal end side of the distal end rigid portion 10 and the distal end rigid portion 10 including the imaging element 22 and the like constituting the imaging portion, which are disposed at the most distal portion.
  • a bendable bending portion 9 configured by a plurality of bending pieces, and a long flexible tube portion connected to the proximal end side of the bending portion 9 and having flexibility.
  • the distal end rigid portion 10 disposed at the forefront of the insertion portion 6 in the present embodiment has an imaging optical system 21 for entering the subject image and a rear side of the imaging optical system 21.
  • an imaging unit 20 including an imaging element 22 that captures a subject image and outputs a predetermined image signal by photoelectric conversion.
  • the imaging unit 20 is provided at an imaging position of the imaging optical system 21, receives the light collected by the imaging optical system 21, and photoelectrically converts the light into an electrical signal, and a neighborhood group of the imaging element 22
  • a driver IC 23 disposed on the end side for driving the image sensor 22 and performing predetermined processing on the image signal output from the image sensor 22, and provided on the base end side of the driver IC 23, a waveguide (waveguide) ) 51 (details will be described later), and a transmission / reception antenna 27 (details will be described later) for transmitting and receiving signals.
  • the image sensor 22 is a CMOS (Complementary Metal Oxide). Semiconductor) image sensor, and an image sensor having a number of pixels equal to or greater than a so-called full high-definition equivalent to 2 million pixels or more.
  • CMOS Complementary Metal Oxide
  • the driver IC 23 includes an analog front end (AFE) 24 that performs noise removal and A / D conversion on the electrical signal output from the image sensor 22, a driving timing of the image sensor 22, an analog front end (AFE) 24, and the like.
  • a timing generator (TG) 25 for generating various signal processing pulses and the transmission / reception antenna 27 are connected, and a digital signal output from the analog front end (AFE) 24 via the waveguide (waveguide) 51 is converted into a video.
  • the processor 3 includes a transmission / reception circuit 26 for transmitting / receiving to / from the image processing unit, and a control unit (not shown) for controlling the operation of the image sensor 22.
  • the transmission / reception circuit 26 is a millimeter wave / submillimeter wave communication circuit formed by a so-called MMIC (monolithic microwave integrated circuit).
  • the driver IC 23 is formed by a silicon CMOS process in which all the circuits such as the analog front end (AFE) 24, the timing generator (TG) 25, the transmission / reception circuit 26, and the like are sufficiently miniaturized. Yes.
  • the image pickup device 22 and the driver IC 23 are connected via a ceramic substrate 28, and a plurality of passive components such as a capacitor 29 are mounted on the ceramic substrate 28 (see FIG. 3 and the like). Will be described later).
  • the video processor 3 includes an image signal processing circuit 31 as the image processing unit that performs predetermined image processing on an image signal output from the imaging unit 20 in the endoscope 2, and imaging in the endoscope 2.
  • a power supply circuit 32 that generates power to be supplied to the element 22 and the like, and a transmission / reception unit for transmitting / receiving a predetermined signal to / from the imaging unit 20 in the endoscope 2 via the waveguide (waveguide) 51.
  • a transmission / reception circuit 33 and a transmission / reception antenna 34 connected to the transmission / reception circuit 33 are provided.
  • the image signal processing circuit 31 generates a control signal (for example, a clock signal, a synchronization signal, etc.) for controlling the image sensor 22 and the driver IC 23, and sends the control signal to the image sensor 22 and the driver IC 23.
  • a control signal for example, a clock signal, a synchronization signal, etc.
  • the transmission / reception circuit 33 in the video processor 3 is also formed by a so-called MMIC (monolithic microwave integrated circuit), similar to the transmission / reception circuit 26.
  • MMIC monolithic microwave integrated circuit
  • the waveguide (waveguide) 51 as the signal transmission path is included in the insertion section 6, the operation section 7 and the universal cord 8 in the endoscope 2.
  • various signal lines are arranged in parallel to the waveguide (waveguide) 51 inside the universal cord 8 and the like.
  • control signal line 41 for transmitting various control signals supplied from the image signal processing circuit 31 in the video processor 3 and the power supplied from the power supply circuit 32 are provided.
  • a power supply line 42 and a ground line (GND line) 43 for transmission are provided.
  • a predetermined control signal (for example, a clock signal, a synchronization signal, etc.) is supplied to each circuit in the imaging device 22 and the driver IC 23 in the endoscope 2 through the control signal line 41. Yes.
  • power is supplied from the power supply circuit 32 of the video processor 3 to the respective circuits in the imaging device 22 and the driver IC 23 in the endoscope 2 through the power supply line 42 and the ground line (GND line) 43. It has come to be.
  • the present invention provides a material that appropriately satisfies the three conditions of high dielectric constant, low dielectric loss tangent, and appropriate flexibility, and can be used in the millimeter wave region (including submillimeter wave).
  • Dielectric mixed material capable of realizing flexible waveguide, flexible waveguide containing dielectric mixed material, image transmission device having flexible waveguide, endoscope having flexible waveguide
  • an endoscope system is provided, and a signal transmission method using a lead wire and an optical signal that have been conventionally used as a signal transmission method for connecting an imaging unit in the endoscope and an image processing unit in a video processor.
  • a new signal transmission system using a waveguide (waveguide) that passes millimeter waves or submillimeter waves (radio waves having a frequency of approximately 30 to 600 GHz) is also proposed.
  • the millimeter wave and the submillimeter wave refer to radio waves having a wavelength of millimeter to submillimeter order (about 0.5 to 10 mm).
  • the imaging unit 20 is disposed behind the imaging optical system 21 that enters the subject image in the distal end rigid portion 10 disposed at the forefront of the insertion portion 6. Further, as described above, the imaging unit 20 includes the imaging element 22 that captures a subject image and outputs a predetermined image signal by photoelectric conversion, and is directed from the imaging unit 20 toward the proximal end side of the insertion portion. Thus, a waveguide (flexible waveguide) 51 is extended.
  • the imaging unit 20 is disposed on the proximal end side in the vicinity of the imaging element 22 that receives the light collected by the imaging optical system 21 and photoelectrically converts it into an electrical signal
  • a driver IC 23 that drives the image sensor 22 and performs predetermined processing on an image signal output from the image sensor 22 is provided on the base end side of the driver IC 23, and is provided via a waveguide (flexible waveguide) 51.
  • a transmission / reception antenna 27 for transmitting and receiving signals.
  • the driver IC 23 includes the analog front end (AFE) 24, the timing generator (TG) 25, the transmission / reception circuit 26, a control unit (not shown), and the like, but is connected to the image sensor 22 via the ceramic substrate 28. It has become so.
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view of a main part showing the structure of the imaging unit and the waveguide (waveguide) in the endoscope system according to the first embodiment
  • FIG. 4 is a diagram in the endoscope system. It is the principal part expansion perspective view which showed the structure of the imaging unit and the waveguide (waveguide) in the partial cross section.
  • FIG. 5 is an essential part enlarged perspective view showing a configuration of a waveguide (waveguide) in the endoscope system according to the first embodiment.
  • the flexible IC through which millimeter waves or submillimeter waves pass is sandwiched between the transmitting and receiving antennas 27 integrated with the package of the driver IC 23, on the base end side of the driver IC 23.
  • the tip of the wave tube 51 is connected.
  • the flexible waveguide 51 (hereinafter also referred to as the waveguide 51) has flexibility, and after the distal end side is connected to the driver IC 23 disposed in the distal end rigid portion 10, the insertion portion 6 is inserted. It is designed to extend toward the base end side.
  • the waveguide 51 is further bent on the proximal end side of the driver IC 23 in the insertion portion 6, that is, on the proximal end portion of the distal end rigid portion 10 from the proximal end side portion, and on the proximal end side.
  • the inside of the operation portion 7 and the inside of the universal cord 8 are inserted and arranged at a position reaching the video processor 3. Yes.
  • the base end side of the waveguide 51 may be connected to the video processor 3 through conversion at a connector provided at one end of the universal cord 8.
  • the waveguide 51 is a signal transmission path that connects the imaging unit 20 and the image processing unit (image signal processing circuit 31) in the video processor 3, and at least a part of the waveguide 51 propagates millimeter waves or submillimeter waves. is there.
  • the waveguide 51 includes an internal dielectric 52 extending so that the dielectric constant becomes uniform in the longitudinal direction, and a continuous extension in the longitudinal direction. And a flexible waveguide 51 having an outer conductor 53 that is a metal layer covering the outer periphery of the inner dielectric 52.
  • a dielectric material in which a crystal material (in this embodiment, a heat conductive filler) is mixed with a resin material (base material).
  • the dielectric material is much smaller than the wavelength.
  • the present invention provides a material that appropriately satisfies the three conditions of high dielectric constant, low dielectric loss tangent, and appropriate flexibility, and can be used in the millimeter wave region (including submillimeter wave).
  • the present invention provides a dielectric mixed material that can realize a flexible waveguide.
  • the basic concept of the “dielectric mixed material” constituting the internal dielectric 52 in the present embodiment will be described.
  • the present invention obtains a mixed material having an appropriate high dielectric constant by mixing a material having a higher dielectric constant with a resin material.
  • this “tan ⁇ ⁇ 0.0005” is a necessary condition particularly when considering the waveguide application.
  • the dielectric loss tangent of the dielectric material used for the internal dielectric of the waveguide needs to be 0.0005 (preferably 0.0002) or less.
  • an auxiliary agent is used for diffusing and uniformly mixing a crystal having a high dielectric constant in a nonpolar resin. Select the one that can be removed by evaporation.
  • the dielectric mixed material of the present embodiment it is sufficiently heated at a temperature at which the auxiliary agent can be volatilized during molding.
  • the volatilized auxiliary component is volatilized through pores contained in the dielectric mixed material. To do.
  • the dielectric loss tangent applied to the dielectric mixed material as the material can be maintained, and the dielectric loss tangent can be greatly improved (tan ⁇ ⁇ 0.0005).
  • the auxiliary material is sufficiently volatilized / disappeared as described above, and the material to be mixed (nonpolar resin and crystal powder in this embodiment)
  • the dielectric loss tangent needs to be small.
  • the material itself has a small dielectric loss tangent, but the material to be mixed (the nonpolar resin and the crystal powder in this embodiment) needs to have a certain purity or more. Specifically, a purity of approximately 99.95% or more is necessary, and a material having a purity of 99.99% or more is desirably used.
  • a material having a small dielectric loss tangent tan ⁇ is a material in which the atoms constituting the molecule are strongly connected to each other, and there are many mechanically “hard” materials, and it is considered difficult to obtain flexibility.
  • the resin since the dielectric mixed material of the present embodiment includes pores and crystal powder inside, the resin has a mesh-like structure, so that the bonding of the resin is weakened and flexibility is imparted. It is characterized by that.
  • the volume ratio of PTFE is about 20% (the volume ratio of crystal powder and pores is about 80%). It was found that good flexibility can be obtained.
  • the present inventors have a volume ratio of PTFE of about 20% to about 70% (the volume ratio of crystal powder and pores is about 30% or less). To approximately 80%), it is confirmed that appropriate flexibility can be obtained, and there is a high possibility that appropriate flexibility is generally obtained in this range.
  • the dielectric mixed material of the present embodiment is required to “do not interfere with a signal (electromagnetic wave) propagating through the signal transmission path” as a constituent material of the signal transmission path.
  • the dielectric mixed material of the present embodiment needs to have a uniform dielectric constant when viewed in the wavelength order dimension of the electromagnetic wave propagating through the signal transmission path. More specifically, when viewed from the propagating electromagnetic wave, the dielectric constant distribution with dimensions close to or larger than the wavelength order affects the wave, but the dielectric constant distribution due to the structure that is smaller by one to two digits than the wavelength Does not affect the propagating wave.
  • the dielectric constant is uniform when viewed in the wavelength order dimension. This size needs to be sufficiently small with respect to the wavelength of the propagating electromagnetic wave.
  • this size specifically needs to have a size of 1/50 or less with respect to the wavelength of the signal propagating through the signal transmission path.
  • the pores are connected to each other from the side that plays a role of releasing the auxiliary component in the interior, or the pores exist without having a volume between the crystal particles and the crystalline resin. Is also included.
  • the size of the pores in the dielectric mixed material of the present embodiment indicates the size that exists as a space (in the form of bubbles), and even if the pores are connected, they are connected (integrated). Do not evaluate.
  • the nonpolar resin is bonded by taking a mesh-like structure as described above, and from the side that plays a role of maintaining the form, each is thinly connected in a thread form or thinly connected in a film form Including forms that exist.
  • the size of the nonpolar resin in the dielectric mixed material of the present embodiment indicates the size that exists as a lump, and even if the nonpolar resins are thin and thinly connected, they are connected (integrated) and evaluated. do not do.
  • the concept for the “size” of the pores and the nonpolar resin is the same.
  • the crystal powder cannot be connected, it does not correspond to the above-described concept regarding the size of the pores and the nonpolar resin.
  • ⁇ Appropriate crystal powder and resin type> In order to obtain a “dielectric mixed material” that has both a high relative dielectric constant and a small dielectric loss tangent and is industrially easy to use, the dielectric loss tangent must be added to the nonpolar resin and crystal powder. In addition to being low, it is also necessary to consider the ease of handling such as difficulty in increasing the dielectric loss tangent due to moisture adsorption and the non-toxicity of the material.
  • a high dielectric constant is also a necessary condition.
  • the present inventors have eagerly searched for a crystal material suitable for industrial use, which has a large relative dielectric constant and a small dielectric loss tangent and is harmless to the human body and easy to handle.
  • Alumina, magnesium oxide, boron nitride, aluminum nitride and the like were extracted.
  • nonpolar resins such as polytetrafluoroethylene (PTFE) and other fluororesins, polyethylene, polypropylene, polystyrene, etc. It was found that this condition was met.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • FIG. 6 is an enlarged view of a main part in which the example of the case where there is no particle size mixing of the crystal powder in the dielectric mixed material included in the flexible waveguide according to the first embodiment is simplified in two dimensions.
  • FIG. 7 is an enlarged view of the main part of the dielectric mixed material included in the flexible waveguide according to the first embodiment in a simplified manner two-dimensionally showing an example in which there is a grain size mixture of crystal powder.
  • the crystal powder (for example, the crystal powder included in the dielectric material constituting the internal dielectric 52) contained in a certain dielectric mixed material has a single particle size (reference numeral 61 in the figure). It is understood that many gaps 62 are generated between the particles 61.
  • the dielectric mixed material by blending the dielectric mixed material with a crystal powder that is a particle having a smaller particle diameter (indicated by reference numeral 63 in FIG. 7), the small particle 63 becomes a gap. 62, the filling rate of the crystal powder in the dielectric material can be increased.
  • the dielectric mixed material is set so that the nonpolar resin and the pores are substantially uniformly arranged in the gap 62. Note that the description here only describes the necessity of increasing the packing rate of the crystal powder, and does not require that the gap 62 be in a small state, and is not limited thereto.
  • the gap 62 needs to be appropriately present in the dielectric mixed material, and the above-described particle size blending has the desired characteristics of the dielectric material (the balance between the crystal powder and the gap is set appropriately) It can be said that it is necessary for
  • the “powder size blending” as shown in FIG. 7 is performed on the crystalline powder material (having a large relative dielectric constant), thereby The compounding ratio is increased, and as a result, a relative dielectric constant of “4” or more is obtained.
  • the “granularity blending” of such crystal powder material is not performed in the dielectric mixed material of the present embodiment (for example, assuming that the state shown in FIG. 6 remains), for example, the “dielectric” It is considered difficult to use the “mixed material” as an internal material of a “flexible waveguide” as a signal transmission path in an endoscope.
  • the dielectric constant of the internal dielectric is 4 or more>
  • the critical significance that the dielectric constant of the internal dielectric is desirably “4” or more will be described.
  • the thickness of the communication line needs to be ⁇ 2 mm or less from the thickness that can be introduced into a general endoscope.
  • a 60 GHz band is assumed as a frequency band that can be easily used in the current wireless technology, and a trial calculation is performed on the assumption that this band is used.
  • FIG. 8 is a table showing the waveguide dimensions in which the internal dielectric exists, calculated from the standard waveguide dimensions for the flexible waveguide according to the first embodiment. Further, FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the major axis and the minor axis of the rectangular waveguide when obtaining the waveguide dimension in which the internal dielectric exists, and FIG. 10 is the diagram when obtaining the waveguide dimension. It is the figure which showed the major axis and minor axis relationship of the elliptical waveguide.
  • FIG. 8 shows the dimensions of a standard waveguide (hollow waveguide, that is, a waveguide whose inside is filled with air and having a dielectric constant of 1.0) as described above.
  • the dimensions of a solid waveguide in which a dielectric having a relative dielectric constant ⁇ r of 3.8, 4.0, 5.0 is filled) are shown.
  • the relative dielectric of the inner dielectric 52 arranged inside the flexible waveguide 51 is shown.
  • the thickness of the flexible waveguide 51 is considered in consideration of the thickness necessary for forming the outer conductor 53. It can be said that the relative dielectric constant ⁇ r of the internal dielectric 52 disposed inside is desirably about 4.0 or more.
  • FIG. 11 is a diagram showing a simulation model related to the relationship between the dielectric and the external conductor in the flexible waveguide according to the first embodiment.
  • FIGS. 12 and 13 are diagrams illustrating the first embodiment. It is a figure which shows the simulation result of the dielectric loss of the dielectric material in the flexible waveguide concerning a form.
  • the amount of signal attenuation per meter needs to be about ⁇ 14 dB / m or less.
  • the dielectric loss tangent tan ⁇ of the dielectric must be smaller than about 5.0 ⁇ 10 ⁇ 4 .
  • “appropriate flexibility” relating to the “flexible waveguide 51” including the dielectric mixed material of the present embodiment refers to “hardness sufficient to be disposed inside the endoscope ( Softness); for example, “flexibility as shown in FIG. 14".
  • the dielectric material that appropriately satisfies the three conditions of appropriate flexibility that is, the relative dielectric constant ⁇ r is 4.0 or more and the dielectric loss tangent tan ⁇ is 0.0005 or less.
  • transmission lines for high-speed signals whose fundamental frequency exceeds 10 GHz, especially in the millimeter wave (including submillimeter wave) region where a communication speed of 5 Gbps or more can be realized with a length of several centimeters to 5 meters or less.
  • the flexible waveguide used can be realized.
  • FIG. 15 is a table showing the composition and characteristics of dielectric mixed materials according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5 in the first embodiment.
  • the dielectric mixed materials according to Examples 1 and 2 of the present invention have two types of ⁇ -Al 2 O 3 crystal powders having different particle sizes (powder having an average particle size of 3 ⁇ m and a powder having an average particle size of 1 ⁇ m, each having a purity of 4N or more. ) And PTFE resin powder (for example, PTFE fine powder manufactured by Daikin Industries, Ltd.) and an auxiliary for uniform mixing were mixed.
  • PTFE resin powder for example, PTFE fine powder manufactured by Daikin Industries, Ltd.
  • the mixed dielectric material becomes a paste, which was preformed at room temperature and then pressed into a flat surface with a heating press.
  • the pressurizing and heating conditions in the heating press are slightly higher in Example 2 than in Example 1, and the temperature conditions in Examples 1 and 2 are the same. Materials corresponding to "Examples 1, 2" were obtained.
  • Example 1 the volume ratio of air (that is, pores) is about 40%, the relative dielectric constant is 4.6, the dielectric loss tangent is 0.00006, and the thickness is 0.52 mm. A material that can be bent with a light force is obtained.
  • Example 2 a material that can be bent flexibly with a light force of a volume ratio of air (that is, pores) of 33%, a relative dielectric constant of 5.0, a dielectric loss tangent of 0.00006, and a thickness of 0.51 mm was obtained. .
  • Example 1 when the material of Example 1 and the material of Example 2 were compared, the material of Example 1 was slightly inferior in resistance to repeated bending, and a change in hardness was felt by repeated bending several times.
  • pores are generated when rolling with a pressure press.
  • pores are formed by leaving a gap in the material between the crystal powder and the resin during rolling, so that the generated pores are basically not larger than the crystal powder, and pores are generated.
  • the pressure is further reduced by the pressure, the size of the bubbles cannot be larger than that of the crystal powder.
  • powder with an average particle size of 3 ⁇ m and powder with an average particle size of 1 ⁇ m are only examples of significant combinations for improving the filling degree, depending on the combination of powders having other particle sizes. The same effect can be obtained.
  • the equivalent particle size blending does not depend on the mixing of crystal powders with known particle sizes, as in this example, but uses crystal powders with originally varying particle sizes, or for crystal powders of the same particle size. It can also be obtained by a method of pulverizing to give a particle size variation. That is, the particle size blending referred to in the present invention does not depend on the method, and as a result, means that crystal powders of various particle sizes are mixed, and the same effect can be obtained regardless of the method.
  • the maximum powder particle size (maximum value of the major axis of the particle) can be said to be 6 ⁇ m even if estimated with a margin.
  • the maximum powder particle size L appears to be approximately 18.3 ⁇ m because it appears to be enlarged to a size multiplied by the square root of the relative dielectric constant ⁇ r of the crystal when viewed from electromagnetic waves.
  • the relative dielectric constant ⁇ r of ⁇ -Al 2 O 3 was calculated as 6 ⁇ m ⁇ ⁇ (9.3) assuming that the relative dielectric constant ⁇ r was about 9.3.
  • This size corresponds to 1/50 of an electromagnetic wave of 300 GHz (wavelength 1 mm).
  • the dielectrics obtained in Examples 1 and 2 were used.
  • the body mixed material can be applied to a signal transmission line of approximately 300 GHz or less.
  • the dielectric mixed materials according to Examples 3 to 5 of the present invention include three types of ⁇ -Al 2 O 3 crystal powders having different particle sizes (powder having an average particle size of 3 ⁇ m, powder having an average particle size of 1 ⁇ m, and an average particle size of 0.3 to 0). 0.5 ⁇ m powder, each having a purity of 4 N or more), PTFE resin powder (for example, PTFE fine powder manufactured by Daikin Industries, Ltd.), and an auxiliary for uniform mixing were mixed.
  • the dielectric mixed materials according to Examples 3 to 5 are preliminarily molded at room temperature as in Examples 1 and 2 described above, pressed into a flat surface with a heating press, By varying the heating conditions, materials corresponding to Examples 3, 4, and 5 in the table shown in FIG. 15 were obtained.
  • pressurizing press conditions were slightly increased in the order of Examples 3, 4, and 5.
  • the temperature conditions were different from those in Examples 1 and 2, but were the same in Examples 3, 4 and 5.
  • the volume ratio of air that is, pores
  • the relative dielectric constant is 5.5
  • the dielectric loss tangent is 0.00006
  • the thickness is 0.00.
  • a material that can be bent flexibly with a light force of 53 mm was obtained.
  • Example 4 a material that can be bent flexibly with a light force having a volume ratio of air (that is, pores) of about 20%, a relative dielectric constant of 6.2, a dielectric loss tangent of 0.00007, and a thickness of 0.51 mm. Obtained.
  • Example 5 the volume ratio of air (that is, pores) is approximately 7 to 8%, the relative permittivity is 7.4, the dielectric loss tangent is 0.000021, and the thickness can be flexibly bent with a light force of 0.50 mm. Obtained material.
  • Comparative Examples 1 and 2 As in Examples 1 and 2 described above, two types of ⁇ -Al 2 O 3 crystal powders having different particle sizes (average particle size 3 ⁇ m powder and average particle size 1 ⁇ m powder, each having a particle size of 4N or more). Purity), PTFE resin powder, and auxiliary agent for uniform mixing, and after pre-molding at room temperature, pressed into a flat surface with a heating press machine, By changing the heating conditions, materials corresponding to Comparative Examples 1 and 2 in the table shown in FIG. 15 were obtained.
  • the pressure press conditions were slightly lower than those in Example 1, and the temperature conditions were the same as those in Examples 1 and 2.
  • the volume ratio of air that is, pores
  • the relative dielectric constant is 4.5
  • the dielectric loss tangent is 0.00006
  • the thickness is 0.
  • a material that can be bent with a light force of .54 mm was obtained.
  • Comparative Example 2 a material that can be bent with a light force having a volume ratio of air (that is, pores) of about 46%, a relative dielectric constant of 4.2, a dielectric loss tangent of 0.00005, and a thickness of 0.49 mm was obtained. .
  • Comparative Example 1 Although the materials obtained in Comparative Examples 1 and 2 withstood several times of bending, the material of Comparative Example 1 was cracked on the surface by about 10 times of bending, and the material of Comparative Example 2 was about 5 times. It cannot be said that it possesses appropriate flexibility, such as a crack on the surface caused by bending, and a partial breakage caused by bending 10 times.
  • the pressure press conditions were slightly higher than those in Example 5, and the temperature conditions were the same as in Examples 3, 4 and 5.
  • the volume ratio of air that is, pores
  • the relative dielectric constant is 7.2
  • the dielectric loss tangent is 0.00065
  • the thickness is 0.00.
  • a material that can be bent flexibly with a light force of 47 mm was obtained.
  • Comparative Example 4 a material that can be bent with a light force having a volume ratio of air (that is, pores) of about 2%, a relative dielectric constant of 7.4, a dielectric loss tangent of 0.0015, and a thickness of 0.45 mm was obtained. .
  • Comparative Example 5 As in Examples 3 to 5 described above, three types of ⁇ -Al 2 O 3 crystal powders having different particle sizes (powder with an average particle size of 3 ⁇ m, powder with an average particle size of 1 ⁇ m, average particle size of 0.3 to 0.5 ⁇ m powder), PTFE resin powder, and an auxiliary for uniform mixing were mixed.
  • the purity of the powder having an average particle size of 3 ⁇ m was as low as 3N (99.9% or more).
  • Comparative Example 5 as in Examples 3 to 5, this was preformed at room temperature, pressed into a flat surface with a heating press, and pressurized and heated with a heating press.
  • surface shown to was obtained.
  • Comparative Example 5 has a volume ratio of air (that is, pores) of about 29%, a relative dielectric constant of 5.7, a dielectric constant.
  • a material having a tangent of 0.0024 and capable of being bent flexibly with a light force having a thickness of 0.52 mm was obtained.
  • the fundamental frequency is 10 GHz.
  • Dielectric material, flexible waveguide containing dielectric material, image transmission device having flexible waveguide, endoscope having flexible waveguide, and endoscope system Can be provided.
  • the thickness of the waveguide 51 in this embodiment is on the order of millimeters, and if the transmission / reception antenna 27 and the transmission / reception antenna 34 are within the dimension range of the waveguide 51, efficient communication is possible.
  • the antenna can be easily connected.
  • the driver IC 23 that processes image information from the image pickup device 22 and transmits signals has the analog front end unit, the timing generator unit, and the transmission / reception circuit all created by a silicon CMOS process and sufficiently reduced in size. ing.
  • the transmission / reception circuit 26 and the transmission / reception circuit 33 are constituted by a monolithic microwave integrated circuit (MMIC), which contributes to miniaturization of the circuit.
  • MMIC monolithic microwave integrated circuit
  • the radio wave emitted from the imaging unit side antenna propagates in a form confined in the waveguide, so that loss due to diffusion or the like is minimized. That is, the amount of power required for transmission can be minimized.
  • the endoscope system of the present embodiment is premised on the video endoscope system of the upper gastrointestinal tract, but the imaging unit is generated in the insertion unit arranged at the distal end and the imaging unit. If the video endoscope system has an image processing unit that processes an image signal and a signal transmission path that connects the imaging unit and the image processing unit, the same effect as described above can be obtained regardless of the type of the endoscope. be able to.
  • gastrointestinal endoscopes such as lower gastrointestinal (colon) endoscopes, as well as various surgical endoscopes, pipes, machines, and various structures used in endoscopic surgery. Similar effects can be obtained in various industrial endoscopes for observation.
  • the configuration of the imaging unit 20 includes the imaging element 22, the driver IC 23, the transmission / reception antenna 27, and the capacitor.
  • the driver IC 23 includes the analog front end (AFE) 24, the timing generator (TG). ) 25 and the transmission / reception circuit 26 are provided, but this configuration is not limited to this, and the same effect can be obtained.
  • analog front end (AFE) 24 and the timing generator (TG) 25 in the driver IC 23 can be included in the image sensor 22, and in this case, the same effect can be obtained.
  • the transmission / reception circuit 26 on the endoscope 2 side and the transmission / reception circuit 33 on the video processor 3 side are both monolithic micro integrated circuits (MMIC), and have an optimum configuration for circuit miniaturization as described above.
  • MMIC monolithic micro integrated circuits
  • the endoscope system 1 according to the second embodiment differs from the first embodiment in the shape of the inner dielectric 52 and the configuration of the outer conductor 53 in the flexible waveguide 51.
  • the configuration is basically the same as that of the first embodiment.
  • FIG. 16 is an enlarged perspective view of a main part showing an internal dielectric in the flexible waveguide according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 17 is a diagram showing flexibility according to the second embodiment. It is the enlarged plan view which showed the outer conductor in a waveguide.
  • An endoscope system having a flexible waveguide containing a dielectric mixed material according to the second embodiment uses the dielectric mixed material according to the fourth embodiment described above according to the first embodiment to generate an internal dielectric.
  • an oval wire rod having a cross-sectional shape of 1.5 ⁇ 0.75 mm was prepared (see FIG. 16).
  • a rectangular copper wire is knitted to form an outer conductor in the flexible waveguide.
  • the thickness of the flexible waveguide finally obtained in the second embodiment is approximately 1.6 ⁇ 0.9 mm or less, and the thickness can be used for internal communication of the endoscope. It was realized.
  • the transmission loss per meter (60 GHz) in the flexible waveguide according to the second embodiment is about ⁇ 12 dB / m, which can be sufficiently used for communication of about 5 m. It was.
  • FIG. 18 is an enlarged perspective view of a main part showing a microstrip line created using the dielectric mixed material according to the third embodiment of the present invention.
  • the dielectric mixed material of the third embodiment is applied to a microstrip line as shown in FIG. That is, a microstrip line as shown in FIG. 18 was created using the dielectric mixed material shown in Example 3 according to the first embodiment.
  • the microstrip line shown in FIG. 18 has a substrate thickness h of 0.15 mm, a line width W of about 0.22 mm, and an electrode thickness t of about 8 ⁇ m.
  • the electrodes were formed by a printing method.
  • a signal transmission line having appropriate flexibility can be realized.
  • the flexible waveguide 51 including the dielectric mixed material as described above is applied to the endoscope.
  • the dielectric mixed material as described above is used.
  • the flexible waveguide 51 that is included is applied to an image transmission apparatus that transmits a predetermined image signal.
  • the image transmission apparatus is not limited to the endoscope system as shown in the first embodiment, but is a high definition represented by a 4K / 8K image exceeding the so-called FHD (Full High Definition).
  • / Transmission device capable of transmitting a large-capacity image signal in other words, a transmission device having a high-speed signal transmission line whose fundamental frequency exceeds 10 GHz.
  • the transmission line according to the fourth embodiment is used in a millimeter wave (including submillimeter wave) region capable of realizing a communication speed of 5 Gbps or more with a length of several centimeters to 5 meters or less. There is something that needs to be flexible.
  • the flexible waveguide including the dielectric mixed material described as the first embodiment can be appropriately applied even to the image transmission apparatus according to the fourth embodiment which requires such conditions. it can.

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Abstract

信号伝送路である可撓性導波管５１における内部誘電体５２の構成材料として用いる誘電体混合材料であって、無極性樹脂よりも高い誘電率を有する結晶粉末６１，６３と、結晶粉末６１，６３の隙間６２に配された無極性樹脂と、同隙間６２に配され当該誘電体混合材料のうち体積割合で５～４０％を占める気孔と、を有し、結晶粉末と気孔とは、いずれにも信号伝送路を伝搬する波長に対して１／５０以下の大きさを有する。

Description

誘電体混合材料、誘電体混合材料を含む可撓性導波管、可撓性導波管を有する画像伝送装置、可撓性導波管を有する内視鏡、および内視鏡システム
　本発明は、信号伝送線路の構成材料として用いる誘電体混合材料、中でもミリ波またはサブミリ波領域で用いる可撓性導波管の内部に配することができる誘電体混合材料、誘電体混合材料を含む可撓性導波管、可撓性導波管を有する画像伝送装置、可撓性導波管を有する内視鏡、および、内視鏡システムに関する。
　近年、いわゆるＦＴＴＨ(Fiber To The Home）等の技術により、１Ｇｐｂｓを超える通信速度を有する通信環境が一般の家庭にも浸透してきている。また、スマートフォン等の高い処理能力を有する端末が広く普及し、利用可能な通信技術、および、情報処理の速度、すなわち「ハード性能」が著しく向上してきている。
　また、いわゆるＦＨＤ（Full High Definition）を超える４Ｋ／８Ｋ画像に代表される高精細／大容量映像の利用、インターネットを介した情報アクセスの拡大等により、個人、または企業において利用可能な情報の質と量、すなわち「ソフト利用」についても飛躍的に拡大している。
　これらは、近年とくに注目をあびているビックデータ解析、ディープラーニング（深層学習）によるＡＩ(artificial intelligence；人工知能)の発展など、新しい手法・付加価値の誕生にも大きく貢献している。
　このように、「ハード性能」の向上と「ソフト利用」の拡大とが両輪となって近年の技術は著しく発展し、新しい付加価値が誕生している。その結果として、現時点の情報通信技術に求められる性能は、以前とは比べものにならないほど高いものになっている。そして、情報通信に必要な技術要素の中でも信号伝送線路に着目すると、この分野でも求められる性能は著しく高くなっていることが判る。
　ここで、現在においては、“伝送距離が短く伝送速度の遅い領域においては電気インターコネクション（金属線による接続）が主に用いられる”、一方、“伝送距離が長く伝送速度の速い領域では光インターコネクション（光通信、すなわち光ファイバによる接続）が主に用いられる”といえる。
　すなわち、例えば、数メートル程度での電気インターコネクションは、その利用できる限界が２．５Ｇｂｐｓ程度の伝送速度であり、これを超えると光インターコネクション（光通信）が有力な手段となるといえる。
　このように、伝送距離が長く伝送速度の速い領域では光通信が有力な手段とされるが、光通信には下記にあるような性能上の問題点が有ることが知られている。
　（１）信号伝送の信頼性に関わる問題点
　一般に通信用光ファイバは石英ガラスを主成分とする１本の線で構成されることから、意図しない衝撃等の影響で信号伝送路である光ファイバが予期せず切断されることが起きる虞がある。
　（２）線路同士の接続に関わる問題点
　通常の通信用光ファイバは、光の通る管（コア）の径が１０μｍ程度（太くても５０μｍ以下）であり、線路同士の接続には一般的な加工では実現し難い（数μｍオーダーの）位置決め精度が要求される。この要求を緩和するために、接続部にレンズなど光学系を用いることもできるが、接続部が大型化し、また、塵、汚れ等により通信性能が劣化する虞がある。
　なお、上記（１）おける問題点に関して電気インターコネクション（金属線による接続）は、線路は一般に複数の細線を束ねて構成しており、切断される場合にも徐々に細線が切れていくため、通信性能は徐々に劣化し、通信性能の劣化を知ることで事前に修理などの対応をとることができる。
　同様に上記（２）における問題点に関して電気インターコネクションで用いられる接続部では、線路同士の接続にせいぜい０．１ｍｍ程度の寸法精度を求められるに過ぎず、一般的な加工精度で容易に必要な接続精度を得ることができる。
　また、接続は金属同士を擦り合わせることに実現され、この「擦り合わせ」により接続部は安定してクリーニングされることから、塵、汚れ等による通信性能の劣化は多くの場合問題とならない。
　すなわち、上記（１）、（２）における問題点の存在により、特に通信に高い信頼性が求められる用途、または使用において線路同士の接続が求められる用途においては、光通信は電気インターコネクションの代替にならないと考えられる。
　上述した事情を鑑みて本発明者等は、数センチメートル～５メートル程度以下の長さで５Ｇｂｐｓ以上の通信速度を実現しうる方法として、また、リードワイヤによる信号伝送方式の課題である伝送速度の限界を克服しつつ、光ファイバによる信号伝送方式の課題をも克服する新しい信号伝送方式として導波路を利用する技術を日本国特願２０１５－１３１９１３号において提案した。
　すなわち、電気基板程度の大きさから一般配線程度の長さの通信に適用できる、ミリ波（サブミリ波を含む）以上の周波数を有する電波を伝送する可撓性導波管によれば、上述した課題（信頼性の問題、接続に関わる問題）を克服しながら、電気インターコネクションでは実現が困難な数十Ｇｂｐｓオーダーの高速通信が可能な通信線路を実現することができる。
　なお、本発明者等は日本国特願２０１５－１３１９１３号において、上述したミリ波（サブミリ波を含む）導波管として、長手方向に誘電率が均一且つ断面が同一形状の線状の誘電体と、前記誘電体の外周を覆う金属層とを有する構成を想定しているが、本発明者等は、さらに、ミリ波（サブミリ波を含む）可撓性導波管の構成要件である前記線状の誘電体に必要な技術要件として、「誘電正接が０．０００５以下であること」が必要なことを見出した。
　また、その具体的な適用範囲として内視鏡の内部通信を想定したとき、同じく必要な技術要件として、「比誘電率が４．０以上であること」および「適切な可撓性があること」が必要なことを見出した。
　ここで、上記要件を全て満たす材料、すなわち、誘電率の高さ、誘電正接の小ささ、適切な可撓性の３条件を全て適切に満たす単一材料を見出すことは困難である。一方、これらの条件に近い要件を備える材料を得るための技術として、従来、無極性の樹脂と高誘電率の結晶粉末とを混合する方法が知られている。
　具体的には、日本国特開２００６－１００２５８号公報において示される誘電体無機フィラーと樹脂との複合体、日本国特開２００８－１８６６８０号公報において示されるフッ素樹脂と誘電性セラミックス粉末との混合体等が知られている。
　しかしながら上述した日本国特開２００６－１００２５８号公報、日本国特開２００８－１８６６８０号公報においては、上述の如き可撓性導波管に適用することに鑑みるに、下記の課題があるといえる。
　すなわち、日本国特開２００６－１００２５８号公報において示される誘電体無機フィラーと樹脂との複合体では、非常に高い誘電率は得られるものの、誘電正接は０．００７程度よりも大きい値でしか安定しない。
　また同材料は、そもそも機械強度の高い素材を得るための技術であって、可撓性は考慮されていない。
　一方、日本国特開２００８－１８６６８０号公報において示されるフッ素樹脂と誘電性セラミックス粉末との混合体も同様であり、誘電正接は０．００１程度以下でしか安定して得ることができず、可撓性も考慮されていない。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、誘電率の高さ、誘電正接の小ささ、適切な可撓性の３条件を適切に満たす材料を提供し、結果として基本周波数が１０ＧＨｚを超えるような高速信号の伝送線路、中でも数センチメートル～５メートル程度以下の長さで５Ｇｂｐｓ以上の通信速度を実現しうるミリ波（サブミリ波を含む）領域で用いる可撓性導波管を実現し得る誘電体混合材料、誘電体混合材料を含む可撓性導波管、可撓性導波管を有する画像伝送装置、可撓性導波管を有する内視鏡、および、内視鏡システムを提供することを目的とする。
　本発明の一態様の誘電体混合材料は、信号伝送路の構成材料として用いる誘電体混合材料であって、無極性樹脂と、前記無極性樹脂よりも高い誘電率を有する結晶粉末と、前記誘電体混合材料のうち体積割合で５～４０％を占める気孔と、を有し、前記結晶粉末と前記気孔とは、いずれにも前記信号伝送路を伝搬する波長に対して１／５０以下の大きさを有する。
　本発明の一態様の可撓性導波管は、長手方向に誘電率が均一、かつ、断面が同一形状の線状の誘電体と、長手方向に連続的に延出され前記誘電体の外周を覆う金属層と、を有する、ミリ波またはサブミリ波を伝搬する導波路により構成された可撓性を有する可撓性導波管であって、前記線状の誘電体は、請求項１－３のいずれか１項に記載の誘電体混合材料を含む。
　本発明の一態様の画像伝送装置は、前記可撓性導波管を有する画像伝送装置であって、前記可撓性導波管は、所定の画像信号を伝送する。
　本発明の一態様の内視鏡は、前記可撓性導波管を有する内視鏡であって、前記可撓性導波管は、所定の画像信号を伝送する。
　本発明の一態様の内視鏡システムは、前記内視鏡と、前記可撓性導波管により伝送された所定の画像信号に対して所定の画像処理を施す画像処理部と、を具備する。
図１は、本発明の第１の実施の形態の誘電体混合材料を含む可撓性導波管を有する内視鏡システムの概略構成を示す斜視図である。 図２は、第１の実施の形態にかかる内視鏡システムの要部の機能構成を示すブロック図である。 図３は、第１の実施の形態にかかる内視鏡システムにおける撮像ユニットおよび可撓性導波管の構造を示した要部拡大斜視図である。 図４は、第１の実施の形態にかかる内視鏡システムにおける撮像ユニットおよび可撓性導波管の構造を一部断面にて示した要部拡大斜視図である。 図５は、第１の実施の形態にかかる内視鏡システムにおける可撓性導波管の構成を示した要部拡大斜視図である。 図６は、第１の実施の形態にかかる可撓性導波管に含まれる誘電体混合材料に関して粒度配合が無い場合の例を２次元に単純化して示した要部拡大図である。 図７は、第１の実施の形態にかかる可撓性導波管に含まれる誘電体混合材料に関して粒度配合が有る場合の例を２次元に単純化して示した要部拡大図である。 図８は、第１の実施の形態にかかる可撓性導波管に関して標準導波管寸法から計算した内部誘電体が存在する導波管寸法を示した表図である。 図９は、図８における内部誘電体が存在する導波管寸法を求める際の矩形型導波管の長径短径関係を示した図である。 図１０は、図８における内部誘電体が存在する導波管寸法を求める際の楕円型導波管の長径短径関係を示した図である。 図１１は、第１の実施の形態にかかる可撓性導波管における誘電体と外部導体との関係に係るシミュレーションモデルを示した図である。 図１２は、第１の実施の形態にかかる可撓性導波管における誘電体の誘電損失のシミュレーション結果を示す図である。 図１３は、第１の実施の形態にかかる可撓性導波管における誘電体の誘電損失のシミュレーション結果を示す図である。 図１４は、第１の実施の形態にかかる可撓性導波管の可撓性の状態を示すモデルを示した斜視図である。 図１５は、第１の実施の形態における第１～第５の実施例および第１～第５の比較例にかかる誘電体混合材料の配合と特性を示した表図である。 図１６は、本発明の第２の実施の形態にかかる可撓性導波管における内部誘電体を示した要部拡大斜視図である。 図１７は、第２の実施形態にかかる可撓性導波管における外部導体を示した拡大平面図である。 図１８は、本発明の第３の実施の形態にかかる誘電体混合材料を用いて作成したマイクロストリップ線路を示した要部拡大斜視図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。　
　なお、以下に示す第１～第２の実施形態は、本発明の誘電体混合材料を含む可撓性導波管を有する内視鏡システムを例に説明するものとする。
　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。さらにまた、図面は、模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率等は、現実と異なることに留意する必要がある。また、図面の相互間においても、互いの寸法や比率が異なる部分が含まれている。
　＜第１の実施形態＞
　図１は、本発明の第１の実施の形態の誘電体混合材料を含む可撓性導波管を有する内視鏡システムの概略構成を示す斜視図であり、図２は、第１の実施の形態にかかる内視鏡システムの要部の機能構成を示すブロック図である。
　図１に示すように、内視鏡システム１は、いわゆる上部消化管用の内視鏡システムであって、被検体Ｐの体腔内に先端部を挿入することによって被写体Ｐの体内画像を撮像し当該被写体像の画像信号を出力する撮像部を備える内視鏡２と、内視鏡２における前記撮像部から出力される画像信号に対して所定の画像処理を施す画像処理部を備える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ビデオプロセッサ３と、内視鏡２の先端から出射するための照明光を発生する光源装置４と、ビデオプロセッサ３において画像処理が施された画像を表示する表示装置５と、を主に備える。
　内視鏡２は、先端部に前記撮像部を備えると共に主として可撓性を有する細長形状部により構成される挿入部６と、挿入部６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７と、操作部７から基端側に向けて延出されビデオプロセッサ３および光源装置４と接続するユニバーサルコード８と、を備える。
　ここで内視鏡２は、挿入部６の先端部に配設した撮像部とビデオプロセッサ３における画像処理部との間において、挿入部６における前記撮像部から当該挿入部６、前記操作部７および前記ユニバーサルコード８のそれぞれ内部を経由してビデオプロセッサ３の画像処理部に至るまで延設され、撮像部からの画像信号等の伝送するための信号伝送路を備える。
　そして、本実施形態に係る内視鏡システムにおいては、前記信号伝送路をミリ波またはサブミリ波（以下、場合により代表してミリ波と記載する）を通す導波路により構成されることを特徴とする（当該「導波路」については、後に詳述する）。
　図１に戻って、挿入部６は、最先端部に配設された、前記撮像部を構成する撮像素子２２等を内蔵した先端硬性部１０と、当該先端硬性部１０の基端側に配設され、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部９と、当該湾曲部９の基端側に接続され、可撓性を有する長尺状の可撓管部と、を有する。
　また、図２に示すように、本実施形態において挿入部６の最先端に配設された先端硬性部１０には、被検体像を入光する撮像光学系２１と、撮像光学系２１の後方に配設され、被検体像を撮像して光電変換により所定の画像信号を出力する撮像素子２２等を含む撮像ユニット２０と、が配設されている。
　前記撮像ユニット２０は、前記撮像光学系２１の結像位置に設けられ、撮像光学系２１が集光した光を受光して電気信号に光電変換する前記撮像素子２２と、撮像素子２２の近傍基端側に配設され、当該撮像素子２２を駆動すると共に撮像素子２２から出力された撮像信号に所定の処理を施すドライバＩＣ２３と、ドライバＩＣ２３の基端側に設けられ、導波路（導波管）５１（詳しくは後述する）を介して信号の送受信をするための送受信アンテナ２７（詳しくは後述する）と、を有する。
　前記撮像素子２２は、本実施形態においては、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide 
Semiconductor）イメージセンサであって、かつ、いわゆるフルハイビジョン相当以上の画素数である２００万画素以上の画素数を有するイメージセンサを採用する。
　前記ドライバＩＣ２３は、撮像素子２２が出力した電気信号に対してノイズ除去およびＡ／Ｄ変換を行うアナログフロントエンド（ＡＦＥ）２４と、撮像素子２２の駆動タイミングおよびアナログフロントエンド（ＡＦＥ）２４等における各種信号処理のパルスを発生するタイミングジェネレータ（ＴＧ）２５と、前記送受信アンテナ２７を接続し、前記導波路（導波管）５１を介してアナログフロントエンド（ＡＦＥ）２４が出力したデジタル信号をビデオプロセッサ３における画像処理部との間で送受信するための送受信回路２６と、撮像素子２２の動作を制御する図示しない制御部と、を有する。
　前記送受信回路２６は、いわゆるＭＭＩＣ（monolithic microwave integrated circuit；モノシリックマイクロ波集積回路）により形成される、ミリ波・サブミリ波通信回路である。
　また前記ドライバＩＣ２３は、本実施形態においては、前記アナログフロントエンド（ＡＦＥ）２４、タイミングジェネレータ（ＴＧ）２５、送受信回路２６等の各回路が全てシリコンＣＭＯＳプロセスにより作成され、十分に小型化されている。
　また、撮像素子２２とドライバＩＣ２３とは、セラミック基板２８を介して接続され、また、当該セラミック基板２８（図３等参照）にはコンデンサ２９等の複数の受動部品が搭載されている（詳しくは後述する）。
　一方、ビデオプロセッサ３は、内視鏡２における前記撮像ユニット２０から出力される画像信号に対して所定の画像処理を施す前記画像処理部としての画像信号処理回路３１と、内視鏡２における撮像素子２２等に対して供給するための電源を生成する電源供給回路３２と、前記導波路（導波管）５１を介して内視鏡２における撮像ユニット２０と所定の信号の送受信を行うための送受信回路３３と、送受信回路３３に接続された送受信アンテナ３４と、を備える。
　なお、前記画像信号処理回路３１は、撮像素子２２およびドライバＩＣ２３を制御するための制御信号（例えば、クロック信号、同期信号等）を生成し、前記撮像素子２２およびドライバＩＣ２３に向けて送出する。
　なお、ビデオプロセッサ３における前記送受信回路３３も、前記送受信回路２６と同様に、いわゆるＭＭＩＣ（monolithic microwave integrated circuit；モノシリックマイクロ波集積回路）により形成される。
　また、図２に示すように、内視鏡２における前記挿入部６、操作部７およびユニバーサルコード８内には、上述したように信号伝送路としての前記導波路（導波管）５１が内設されるが、これらユニバーサルコード８等の内部には前記導波路（導波管）５１と並行して、各種信号線が配設される。
　すなわち、ユニバーサルコード８内には、図２に示すように、ビデオプロセッサ３における画像信号処理回路３１から供給される各種制御信号を伝送する制御信号線４１、電源供給回路３２から供給される電源を伝送する電源線４２およびグランド線（ＧＮＤ線）４３が、それぞれ配設される。
　そして、内視鏡２における撮像素子２２およびドライバＩＣ２３における前記各回路には、前記制御信号線４１を介して所定の制御信号（例えば、クロック信号、同期信号等）が供給されるようになっている。
　同様に、内視鏡２における前記撮像素子２２およびドライバＩＣ２３における前記各回路には、前記電源線４２およびグランド線（ＧＮＤ線）４３を介して、ビデオプロセッサ３の電源供給回路３２から電源が供給されるようになっている。
　＜導波路（導波管）および送受信回路並びに撮像ユニットの構成について＞
　次に、本実施形態にかかる内視鏡システムにおける導波路（可撓性導波管）および送受信回路、並びにこれらの周辺回路（撮像ユニット等）について説明する。
　上述したように、本発明は、誘電率の高さ、誘電正接の小ささ、適切な可撓性の３条件を適切に満たす材料を提供し、ミリ波領域（サブミリ波を含む）で用いる可撓性導波管を実現し得る誘電体混合材料、誘電体混合材料を含む可撓性導波管、可撓性導波管を有する画像伝送装置、可撓性導波管を有する内視鏡、および、内視鏡システムを提供するものであるが、当該内視鏡における撮像部とビデオプロセッサにおける画像処理部とを結ぶ信号伝送方式として従来用いられてきた、リードワイヤによる信号伝送方式および光ファイバによる信号伝送方式に代わり、ミリ波またはサブミリ波（おおよそ３０～６００ＧＨｚの周波数を有する電波）を通す導波路（導波管）による信号伝送方式を新たに提案するものでもある。
　なお、本実施形態においてミリ波、サブミリ波は、ミリからサブミリオーダ（０．５～１０ｍｍ程度）の波長をもつ電波を指すものとする。
　図２に示すように、撮像ユニット２０は、挿入部６の最先端に配設された先端硬性部１０において、被検体像を入光する撮像光学系２１の後方に配設される。また、撮像ユニット２０は、上述したように、被検体像を撮像して光電変換により所定の画像信号を出力する撮像素子２２等を含むとともに、当該撮像ユニット２０からは挿入部基端側に向けて導波路（可撓性導波管）５１が延設されるようになっている。
　また撮像ユニット２０は、上述したように、撮像光学系２１が集光した光を受光して電気信号に光電変換する前記撮像素子２２と、撮像素子２２の近傍基端側に配設され、当該撮像素子２２を駆動すると共に撮像素子２２から出力された撮像信号に所定の処理を施すドライバＩＣ２３と、ドライバＩＣ２３の基端側に設けられ、導波路（可撓性導波管）５１を介して信号の送受信をするための送受信アンテナ２７と、を有する。
　ドライバＩＣ２３は、上述したように、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）２４、タイミングジェネレータ（ＴＧ）２５、送受信回路２６および図示しない制御部等を有するが、撮像素子２２とはセラミック基板２８を介して接続されるようになっている。
　図３は、第１の実施の形態にかかる内視鏡システムにおける撮像ユニットおよび導波路（導波管）の構造を示した要部拡大斜視図であり、図４は、同内視鏡システムにおける撮像ユニットおよび導波路（導波管）の構造を一部断面にて示した要部拡大斜視図である。また、図５は、第１の実施の形態にかかる内視鏡システムにおける導波路（導波管）の構成を示した要部拡大斜視図である。
　前記ドライバＩＣ２３の基端側には、図３、図４に示すように、前記ドライバＩＣ２３のパッケージに一体化された前記送受信アンテナ２７を挟んで、ミリ波またはサブミリ波を通す前記可撓性導波管５１の先端部が接続されている。
　この可撓性導波路５１（以下、導波管５１とも記す）は、可撓性を有し、先端硬性部１０に配設された前記ドライバＩＣ２３にその先端側が接続された後、挿入部６の基端側に向けて延出されるようになっている。
　より詳しくは、導波路５１は、挿入部６においてドライバＩＣ２３よりさらなる基端側、すなわち、先端硬性部１０における前記ドライバＩＣ２３の配設箇所より基端側部をはじめ、より基端側の前記湾曲部９および可撓管部１１を含めた挿入部６の内部を挿通した後、操作部７内部およびユニバーサルコード８の内部を挿通し、ビデオプロセッサ３に至る位置に配設されるようになっている。
　なお、前記導波路５１の基端側は、ユニバーサルコード８の一端に設けたコネクタにおける変換を経てビデオプロセッサ３に接続されるものであってもよい。
　前記導波路５１は、撮像ユニット２０とビデオプロセッサ３における前記画像処理部（画像信号処理回路３１）とを結ぶ信号伝送路であって、少なくとも一部がミリ波またはサブミリ波を伝搬する導波路である。
　また、本実施形態において前記導波路５１は、図５に示すように、長手方向に誘電率が均一になるように延出された内部誘電体５２と、長手方向に連続的に延出され前記内部誘電体５２の外周を覆う金属層である外部導体５３と、を有する可撓性導波管５１により構成される。
　因みに、本実施形態において、「誘電率が均一」とは、導波管内部を伝搬する電波（ミリ波またはサブミリ波）の波長オーダーの寸法でみたときに均一であることを意味するものである。すなわち、波長オーダーよりも１～２桁以上寸法の異なる構造による誘電率分布は、導波管内部を伝搬する電波には影響を与えないため、本実施形態においては、これを含めて誘電率が均一と表現している。
　なお、後述するように本実施形態においては樹脂材料（母剤）に結晶材料（本実施形態においては熱伝導性フィラー）を混合した誘電体材料の利用を想定するが、この場合には混合される誘電体材料は前記波長よりも遥かに小さい。これにより、樹脂材料と結晶材料の誘電率の違い、または、微細な構造は導波管内部の電波に影響を与えず、平均した誘電率のみが伝送特性に影響する。
　＜内部誘電体５２の構成＞
　次に、内部誘電体５２の構成について説明する。
　上述したように、本発明は、誘電率の高さ、誘電正接の小ささ、適切な可撓性の３条件を適切に満たす材料を提供し、ミリ波領域（サブミリ波を含む）で用いる可撓性導波管を実現し得る誘電体混合材料等を提供するものである。以下、本実施形態における内部誘電体５２を構成する「誘電体混合材料」の基本的な概念について説明する。
　一般に、樹脂材料に粉末を混合することで樹脂材料の特性を向上する取り組みは、従来から広く行なわれている。たとえば、樹脂材料の機械的特性を向上させるためにガラス繊維を混合すること、または、樹脂材料に導電性を付与するためにカーボン系の材料を混合することが知られている。
　本発明はこれらと同様に、樹脂材料に対してより誘電率の高い材料を混合することで、適正な高誘電率を有する混合材料を得るものである。
　＜誘電体における気孔の作用：誘電正接ｔａｎδの低下について＞
　本実施形態の内部誘電体５２としての誘電体混合材料において、最も特徴があり高い効果を生むのは、誘電体混合材料のうち５～４０％を占める気孔である。この気孔がないと、以下に示すように、誘電正接ｔａｎδを十分に低下、具体的にはｔａｎδを０．０００５以下とすることができない。
　なお後述するように、この「ｔａｎδ＜０．０００５」は、特に導波管用途を考慮したときの必要条件である。導波管の内部誘電体に用いる誘電体材料の誘電正接は０．０００５（望ましくは０．０００２）以下である必要がある。
　樹脂材料とセラミックス粉末を均一に混合するには、溶媒となる液体または分散剤のような助剤を利用（混合）する必要があることが一般に知られている。しかし、これら助剤は通常、誘電正接をおおきく損なう。
　本実施形態においては、無極性の樹脂の中に高誘電率の結晶を拡散し均一に混合するために助剤を用いることを前提とするが、本実施形態において用いる助剤には、高温などにより揮発させて除去・消失できるものを選択する。
　また、本実施形態の誘電体混合材料では、成形に際して助剤を揮発させうる温度で十分に加熱するが、この揮発した助剤成分は、当該誘電体混合材料に含まれる気孔を経由して揮発する。
　すなわち、気孔を経由することで材料内部に取り込まれた助剤までもが揮発するため、本実施形態の誘電体混合材料では、混合のために添加した助剤のほぼ全てを揮発させることができる。
　本実施形態においてはその結果として、素材としての誘電体混合材料にかかる誘電正接を維持し、誘電正接の大幅な向上（ｔａｎδ＜０．０００５）を実現することができる。
　たとえば、日本国特開２００８－１８６６８０号公報において示されるような混合材料で十分に小さい誘電正接を得るには、混合の均一さや生産性など他の性能や技術要素を大きく犠牲にしつつも全く助剤を用いないか、本実施形態と同様に混合に用いる助剤を加熱などにより揮発・除去する必要があるが、当該日本国特開２００８－１８６６８０号公報における構成で助材を用いる場合は、材料の内部に入り込んだ助剤を十分に除去することができない。
　すなわち当該日本国特開２００８－１８６６８０号公報における構成では、素材の誘電正接を維持することは困難と言わざるを得ず、結果として０．０００５以下の誘電正接を得ることができないと考えられる。
　なお、誘電正接の小さい誘電体混合材料を得るためには、上述したように助剤を十分に揮発・消失すること以外にも、混合する材料（本実施形態における無極性樹脂および結晶粉末）の誘電正接が小さい必要がある。
　それには材料そのものの誘電正接が小さいことは勿論だが、混合する材料（本実施形態における無極性樹脂および結晶粉末）が一定以上の純度を持つ必要がある。具体的には概ね９９．９５％以上の純度が必要であり、望ましくは９９．９９％以上の純度の材料を用いる必要がある。
　すなわち、上述した助剤だけでなく、素材における不純物も誘電正接ｔａｎδを大きく悪化させるため、材料純度にも十分に配慮する必要がある。
　＜誘電体における気孔の作用：可撓性の付与について＞
　ところで本実施形態の構成においては、結晶粉末は互いに結びつく力を持たず、無極性樹脂の結合力によって形状が保持される。このとき、無極性樹脂の結合力が強すぎると可撓性を得ることができないと考えられる。
　そもそも、誘電正接ｔａｎδの小さい材料は、分子を構成する原子同士の結びつきが強い材料であり、機械的には「硬い」材料が多く、可撓性を得ることは困難であると考えられる。
　そして、このような材料に可撓性を付与するためには、分子スケールでの構造には手を加えずに樹脂の結合を弱める必要があるが、この「可撓性の付与」にも気孔と結晶粉末の存在が寄与する。
　すなわち、本実施形態の誘電体混合材料は、内部に気孔および結晶粉末を含むがために、樹脂が網の目のような構造をとることで樹脂の結合が弱まり、可撓性が付与されることを特徴とする。
　ここで本発明者等は、無極性樹脂としてＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene；ポリテトラフルオロエチレン）を用いた場合には、ＰＴＦＥの体積割合が２０％前後（結晶粉末と気孔を合わせた体積割合が８０％前後）となるときに良い可撓性が得られることを見出した。
　なお、これは一例に過ぎず、使用する材料の種類や大きさなどによってその割合はひろく最適値を見出し得る。
　なお、本発明者等は、近年広く利用される気孔を多く含むＰＴＦＥ素材では、ＰＴＦＥの体積割合で２０％弱程度から７０％強程度（結晶粉末と気孔を合わせた体積割合が３０％弱程度から８０％強程度）までのもので適切な可撓性が得られることを確認しており、概ねこの範囲で適切な可撓性が得られる可能性が高い。
　＜結晶粉末、気孔が信号の波長の１／５０であることについて＞
　一方で、本実施形態の誘電体混合材料としては、信号伝送路の構成材料として「信号伝送路を伝搬する信号（電磁波）を妨げないこと」が求められる。
　すなわち、本実施形態の誘電体混合材料は、信号伝送路を伝搬する電磁波の波長オーダーの寸法で見たときに、誘電率が均一である必要がある。より詳しくは、伝搬する電磁波から見たとき、波長オーダーに近いかそれよりも大きい寸法の誘電率分布は波に影響を与えるが、波長よりも１～２桁以上寸法が小さい構造による誘電率分布は、伝搬する波に影響を与えない。
　すなわち、本実施形態における結晶粉末は無極性樹脂よりも誘電率が大きく、気孔は誘電率が小さいことを考慮すると、「波長オーダーの寸法で見たときに誘電率が均一」であるために、この大きさは伝搬する電磁波の波長に対して十分に寸法が小さい必要がある。
　本発明者は鋭意研究の結果、この大きさが具体的に、信号伝送路を伝搬する信号の波長に対して１／５０以下の大きさをもつ必要があることを見出した。
　ここで、前記気孔は、上述したように内部の助剤成分を逃がす役割を担う側面から、それぞれが繋がる、あるいは、結晶粒子と結晶性樹脂との間に体積を持たずに存在するような形態をも含む。
　すなわち、本実施形態の誘電体混合材料における気孔の大きさは、空間として（気泡のような形で）存在する大きさを示し、気孔同士が繋がっていてもそれらを繋げて（積算して）評価しない。
　一方、前記無極性樹脂は、上述したように網の目のような構造をとることで結合し、形態を保持する役割を担う側面から、それぞれが細く糸状に繋がる、または薄くフィルム状に繋がる形で、存在するような形態をも含む。
　すなわち、本実施形態の誘電体混合材料における無極性樹脂の大きさは、塊として存在する大きさを示し、無極性樹脂同士が細く、薄く繋がっていてもそれらを繋げて（積算して）評価しない。
　このように、本実施形態において前記気孔および前記無極性樹脂の「大きさ」に対する考え方は同じである。これに対して前記結晶粉末は、繋がって存在し得ないことから前記気孔および前記無極性樹脂の大きさに係る上述した考え方には当たらない。
　＜適切な結晶粉末および樹脂の種類＞
　なお、比誘電率の高さ、誘電正接の小ささを両立し、かつ、工業的に利用し易い「誘電体混合材料」を得るには、材料となる無極性樹脂および結晶粉には誘電正接が低いことに加えて、水分の吸着による誘電正接の増加が置き難いこと、および、材料に毒性が無いこと等の取り扱いの容易さも考慮する必要がある。
　特に結晶粉末においては比誘電率が大きいことも必要な条件となる。
　本発明者等は、上述したこれら条件を勘案し、比誘電率が大きく誘電正接が小さいうえに人体に無害で取り扱い容易な、工業的な利用に適した結晶材料を鋭意探索した結果、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、窒化ホウ素および窒化アルミニウム等を抽出した。
　同様に本発明者等は、実施形態の誘電体混合材料に利用できる無極性樹脂を鋭意探索した結果、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）ほかのフッ素樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどの無極性樹脂がこの条件に合致することが判った。
　これらの中でもＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene；ポリテトラフルオロエチレン）は、溶融粘度が高い特性を有し、結晶粉末とＰＴＦＥ粉末とを混合してから加熱・圧着および圧延することで可撓性を得易い構造（網の目のような樹脂構造）を取り易く、適切な気孔をも形成しやすいことから、前記無極性プラスチックの中でも特に本実施形態の誘電体混合材料を得るために利用価値が高いことを見出した。
　＜粒度混合の作用について＞
　本実施形態の誘電体混合材料において、比誘電率を高めるためには、高い屈折率を有する結晶粉末の割合を増やし、低い屈折率を有する「気孔」の割合を減らす必要がある。ここで異なる粒度の結晶粉末の混合によれば、結晶粉末の割合を増やすことができる。
　図６は、第１の実施の形態にかかる可撓性導波管に含まれる誘電体混合材料に関して結晶粉末の粒度配合が無い場合の例を２次元に単純化して示した要部拡大図であり、図７は、第１の実施の形態にかかる可撓性導波管に含まれる誘電体混合材料に関して結晶粉末の粒度配合が有る場合の例を２次元に単純化して示した要部拡大図である。
　図６に示すように、ある誘電体混合材料中に含まれる結晶粉末（例えば、内部誘電体５２を構成する誘電体材料に含まれる結晶粉末）に単一粒径の粒子（図中、符号６１で示す）が配置されると仮定すると、その粒子６１間には多くの隙間６２が生じることがわかる。
　これに対して図７に示すように、当該誘電体混合材料に、より小さい粒径の粒子（図７中、符号６３で示す）である結晶粉末を配合することで、当該小さい粒子６３が隙間６２に入り込み、当該誘電体材料における結晶粉末の充填率を増やすことができる。
　ここで本実施形態において当該誘電体混合材料は、前記隙間６２に前記無極性樹脂および前記気孔が概ね均一に配されるように設定される。なお、ここでの説明は、あくまで前記結晶粉末の充填率を上げることの必要性を記述したのであって、前記隙間６２が小さい状態であることを求めているわけではなく、これに限定されない。
　むしろ前記隙間６２は、当該誘電体混合材料の中に適切に存在する必要が有り、上述した粒度配合は当該誘電体材料が所望の特性を有する（結晶粉末と前記隙間とのバランスを適切に設定する）ために必要であるといえる。
　本実施形態の内部誘電体５２を構成する「誘電体混合材料」においては、結晶粉末材料（大きい比誘電率を持つ）について図７に示す如き「粒度配合」を行うことで、前記粉末材料の配合比率を増やし、結果的に“４”以上の比誘電率を得ることを特徴とする。
　すなわち、本実施形態の誘電体混合材料において斯様な結晶粉末材料の「粒度配合」を行わないと仮定すると（例えば、図６に示す状態のままであるとすると）、例えば、当該「誘電体混合材料」を、内視鏡における信号伝送路としての「可撓性導波管」の内部素材として利用することは困難になると考えられる。
　＜内部誘電体の誘電率として４以上が望ましいことの臨界的意義＞
　ここで、当該可撓性導波管を内視鏡に採用する場合において、その内部誘電体の誘電率として“４”以上が望ましいことの臨界的意義について説明する。
　いま、複数の前提条件を仮置きした上で、利用価値の高い誘電率の範囲を特定する。まず、通信線路（ミリ波（またはサブミリ波）可撓性導波管）の太さは、一般の内視鏡へ導入可能な太さから、φ２ｍｍ以下である必要がある。また、現状の無線技術において利用し易い周波数帯域として６０ＧＨｚ帯を想定し、この帯域を利用することを前提にして試算する。
　図８は、第１の実施の形態にかかる可撓性導波管に関して標準導波管寸法から計算した内部誘電体が存在する導波管寸法を示した表図である。また、図９は、内部誘電体が存在する導波管寸法を求める際の矩形型導波管の長径短径関係を示した図であり、図１０は、同導波管寸法を求める際の楕円型導波管の長径短径関係を示した図である。
　図８は、上述したように標準導波管（中空の導波管、すなわち内部には空気が満たされており、誘電率が１．０の導波管）の寸法と、この寸法を元に中実（内部に比誘電率εｒが３．８、４．０、５．０の誘電体を充填した）の導波管の寸法を示したものである。
　ここで中実の導波管の寸法は、波長短縮効果を示す式
　λ＝λ０／√εｒ
　を用いて換算した。
　図８から、６０ＧＨｚの伝送に適した可撓性導波管５１の外径がφ２ｍｍ以下の径に収まるためには、可撓性導波管５１の内部に配する内部誘電体５２の比誘電率εｒは（外部導体５３の形成に必要な厚さにより異なるが）、少なくとも
　比誘電率εｒ＝３．８～４．０
　程度以上である必要があることが判る。
　但し、上述した可撓性導波管５１の径がφ２ｍｍ以下という要件をより臨界的に捉えるならば、外部導体５３の形成に必要な厚さを考慮して、可撓性導波管５１の内部に配する内部誘電体５２の比誘電率εｒは４．０程度以上が望ましいといえる。
　＜誘電正接０．０００５以下を得ることの臨界的意義＞
　図１１は、第１の実施の形態にかかる可撓性導波管における誘電体と外部導体との関係に係るシミュレーションモデルを示した図であり、図１２、図１３は、第１の実施の形態にかかる可撓性導波管における誘電体の誘電損失のシミュレーション結果を示す図である。
　上述した有効な誘電率範囲の下限であるεｒ＝３．８について、図１１に示すあるシミュレーションモデル（導波管の断面形状は長径１．９２８×短径０．９６４の楕円、外部導体には純銅相当の電気伝導率を設定）に当てはめ、１メートル当たりの透過損失量を（比誘電率εｒ＝３．８固定として）誘電正接ｔａｎδの値を変更しながらシミュレーションしたところ、図１２、図１３に示す結果を得た。
　なお、ここで、比誘電率εｒ＝３．８、誘電正接ｔａｎδ＝０．００１程度というのは、石英ガラスの誘電特性に相当する。
　図１２、図１３に示すように、誘電正接ｔａｎδが小さいほど伝送損失量が小さくなり、より好ましいことが判る。また逆に、誘電正接ｔａｎδが大きいほど伝送損失量が大きくなり、適切な通信が困難になる虞があると考えられる。
　ここで、現在の電波回路技術を用いて信号回復し、通信が可能となる信号減衰量が－７０ｄＢ程度であることを考慮すると、目標とする５ｍ程度での通信を可能とするためには、１ｍあたりの信号減衰量は－１４ｄＢ／ｍ程度以下である必要がある。
　これを図１２と対比すると、誘電体の誘電正接ｔａｎδは５．０×１０－４程度よりも小さい必要があることが判る。
　なお、図１２から誘電正接ｔａｎδが６０ＧＨｚ近辺で１４ｄＢ程度となるのが
　ｔａｎδ＝５．０×１０－４
　の線になる。そして、導波管の断面形状を調整することで、減衰特性の調整が可能であることをも考慮すると、利用価値のある誘電正接ｔａｎδの限界値を５．０×１０－４とした。
　＜適切な可撓性の必要性＞
　ところで、いわゆる内視鏡は先端部付近において湾曲する必要があり、その内部に配する信号伝送線路も同様に湾曲することが求められる。
　本実施形態の誘電体混合材料を含む「可撓性導波管５１」に係る「適切な可撓性」とは、本実施形態においては、「内視鏡内部に配するに足る硬さ（柔らかさ）；例えば、図１４に示す如き可撓性」を意味するものである。
　以上説明したように、本実施形態によれば、比誘電率εｒが４．０以上、誘電正接ｔａｎδが０．０００５以下という、適切な可撓性の３条件を適切に満たす誘電体材料を得ることができる。
　また、結果として基本周波数が１０ＧＨｚを超えるような高速信号の伝送線路、中でも数センチメートル～５メートル程度以下の長さで５Ｇｂｐｓ以上の通信速度を実現しうるミリ波（サブミリ波を含む）領域で用いる可撓性導波管を実現することができる。
　＜第１の実施形態に係る実施例＞
　以下、本発明の第１の実施形態に係る各実施例について説明する。
　図１５は、第１の実施の形態における実施例１～５および比較例１～５にかかる誘電体混合材料の配合と特性を示した表図である。
　なお、図１５において、※１で示す各特性について、比誘電率および誘電正接については１０ＧＨｚにおける値を示し、可撓性については任意指標によるものとする。
　＜実施例１，２＞
　まずは、本発明の実施例１，２に係る誘電体混合材料について説明する。
　本発明の実施例１，２に係る誘電体混合材料は、粒度の異なるα－Ａｌ２Ｏ３結晶粉末を２種類（平均粒度３μｍの粉末と平均粒度１μｍの粉末、それぞれ４Ｎ以上の純度を有する）とＰＴＦＥ樹脂粉末（例えば、ダイキン工業株式会社製ＰＴＦＥファインパウダー）、および均一な混合を行うための助剤とを混合した。
　ここで、混合後の誘電体混合材料はペースト状となるが、これを常温下での予備成形した後、加熱プレス機にて平面に押し固めた。ここで加熱プレス機における加圧・加温条件は、実施例１に比べて実施例２の加圧力が若干高く、実施例１、２の温度条件は同一として、図１５に示す表おける「実施例１、２」に対応する材料を得た。
　すなわち、図１５に示す表にあるように、実施例１では空気（すなわち、気孔）の体積割合が約４０％、比誘電率４．６、誘電正接０．００００６であり、厚さ０．５２ｍｍの軽い力で曲げることができる材料を得た。
　また、実施例２では空気（すなわち気孔）の体積割合が３３％、比誘電率５．０、誘電正接０．００００６、厚さ０．５１ｍｍの軽い力でしなやかに曲げることができる材料を得た。
　ここで実施例１の材料と実施例２の材料とを比較すると、実施例１の材料は繰り返し曲げに対する耐性が若干劣り、数回の回数の繰り返し曲げにより硬さの変化を感じた。
　この実施例１，２の誘電体混合材料において、気孔は加圧プレス機により圧延する際に生じている。すなわち、圧延の際に結晶粉末と樹脂との間に生じる隙間が材料に残ることで気孔は形成されるため、発生する気孔は基本的に結晶粉末よりも大きいものにならないこと、気孔が発生しても圧力でさらに小さくなることから、気泡の大きさは結晶粉末よりも大きいものにはなり得ない。
　本実施例１，２においては、粒度の異なる結晶粉末を２種類混合したが、これは結晶粉末の充填度向上を目的にしている。
　なお、ここで選択した２種類の粉末（平均粒度３μｍの粉末と平均粒度１μｍの粉末）は、充填度を向上するために有意な組合せの一例でしかなく、他の粒度をもつ粉末の組み合わせによっても同様の効果を得ることができる。
　また、同等の粒度配合は、本実施例にあるように粒度の判った結晶粉末の混合に拠らずとも、もとから粒度ばらつきのある結晶粉末を用いる、または、同一粒度の結晶粉末に対して粉砕加工を施して粒度ばらつきを与える方法によっても得ることができる。すなわち、本願発明でいう粒度配合は、その方法に拠らず、結果として様々な粒度の結晶粉末が混合されていることを言い、方法に拠らず同様の効果を得ることができる。
　本実施例１，２により得られた誘電体混合材料に含まれる結晶粉末において、最大の粉末粒径（粒の長径の最大値）は余裕をもって見積もっても６μｍといえる。この最大の粉末粒径Ｌは電磁波からみたときに、結晶の比誘電率εｒの平方根を掛けた大きさに拡大されて見えるために概ね１８．３μｍの大きさに見える。なお、α―Ａｌ２Ｏ３の比誘電率εｒは約９．３として、６μｍ×√（９．３）で計算した。
　この大きさは３００ＧＨｚの電磁波（波長１ｍｍ）の１／５０にあたる。また、本実施例１，２により得られた誘電体混合材料に含まれる気孔は、結晶粉末の大きさと比べて小さいことを確認していることから、本実施例１，２により得られた誘電体混合材料は、概ね３００ＧＨｚ以下の信号伝送路に適用が可能である。
　本実施例１，２において得た材料の厚さは、誘電特性（比誘電率、誘電正接）を測定する際に０．４～０．６ｍｍ程度の厚さが必要なためであり、材料の構成や特性を規定するものではない。なお、この点においては、以下に実施例３～５，および各比較例において同じである。
　＜実施例３～５＞
　次に、本発明の実施例３～５に係る誘電体混合材料について説明する。
　本発明の実施例３～５に係る誘電体混合材料は、粒度の異なるα－Ａｌ２Ｏ３結晶粉末を３種類（平均粒度３μｍの粉末、平均粒度１μｍの粉末、平均粒度０．３～０．５μｍの粉末、それぞれ４Ｎ以上の純度を有する）とＰＴＦＥ樹脂粉末（例えばダイキン工業株式会社製ＰＴＦＥファインパウダー）、および均一な混合を行うための助剤とを混合した。
　当該実施例３～５に係る誘電体混合材料は、上述した実施例１～２と同様に常温下での予備成形を経て、加熱プレス機にて平面に押し固め、加熱プレス機における加圧・加温条件を振ることで、図１５に示す表における実施例３，４，５に対応する材料を得た。
　ここで加圧プレス条件は、実施例３、４、５の順で加圧力を少しずつ高めた。また、温度条件は（実施例１，２）とは異なるが、実施例３，４，５とで同一とした。その結果、図１５に示す表にあるように、実施例３では、空気（すなわち気孔）の体積割合が約３１％、比誘電率５．５、誘電正接０．００００６であり、厚さ０．５３ｍｍの軽い力でしなやかに曲げることができる材料を得た。
　また、実施例４では、空気（すなわち気孔）の体積割合が約２０％、比誘電率６．２、誘電正接０．００００７、厚さ０．５１ｍｍの軽い力でしなやかに曲げることができる材料を得た。
　さらに、実施例５では、空気（すなわち気孔）の体積割合が約７～８％、比誘電率７．４、誘電正接０．００００２１、厚さ０．５０ｍｍの軽い力でしなやかに曲げることができる材料を得た。
　＜比較例１，２＞
　次に、上述した実施例１，２に対応する比較例１，２について説明する。
　これら比較例１，２は、上述した実施例１，２と同様に、粒度の異なるα－Ａｌ２Ｏ３結晶粉末を２種類（平均粒度３μｍの粉末と平均粒度１μｍの粉末、それぞれ４Ｎ以上の純度を有する）とＰＴＦＥ樹脂粉末、および均一な混合を行うための助剤とを混合し、常温下での予備成形を経て、加熱プレス機にて平面に押し固め、加熱プレス機における加圧・加温条件を振ることで、図１５に示す表における比較例１，２に相当する材料を得た。
　ここで加圧プレス条件は、実施例１よりも加圧力を若干低く、温度条件は実施例１，２と同一とした。その結果、当該図１５に示す表にあるように、比較例１では、空気（すなわち気孔）の体積割合が約４１％、比誘電率４．５、誘電正接０．００００６であり、厚さ０．５４ｍｍの軽い力で曲げることができる材料を得た。
　また、比較例２では、空気（すなわち気孔）の体積割合が約４６％、比誘電率４．２、誘電正接０．００００５、厚さ０．４９ｍｍの軽い力で曲げることができる材料を得た。
　これら比較例１，２で得た材料は、数回の曲げには耐えたものの、比較例１の材料は１０回程度の曲げで表面にヒビが生じ、比較例２の材料は５回程度の曲げで表面にヒビが生じ、１０回程度の曲げで一部破断するなど、適切な可撓性を保有するとは言えない。
　＜比較例３，４＞
　次に、上述した実施例３，４に対応する比較例３，４について説明する。
　これら比較例３～４は、上述した実施例３～５と同様に、粒度の異なるα－Ａｌ２Ｏ３結晶粉末を３種類（平均粒度３μｍの粉末、平均粒度１μｍの粉末、平均粒度０．３～０．５μｍの粉末、それぞれ４Ｎ以上の純度を有する）とＰＴＦＥ樹脂粉末、および均一な混合を行うための助剤とを混合し、常温下での予備成形を経て、加熱プレス機にて平面に押し固め、加熱プレス機における加圧・加温条件を振ることで、図１５に示す表における比較例３～５に相当する材料を得た。
　ここで加圧プレス条件は、実施例５よりも加圧力を若干高く、温度条件は実施例３，４，５と同一とした。その結果、図１５に示す表にあるように、比較例３では、空気（すなわち気孔）の体積割合が５％弱、比誘電率７．２、誘電正接０．０００６５であり、厚さ０．４７ｍｍの軽い力でしなやかに曲げることができる材料を得た。
　また、比較例４では、空気（すなわち気孔）の体積割合が約２％、比誘電率７．４、誘電正接０．００１５、厚さ０．４５ｍｍの軽い力で曲げることができる材料を得た。
　本比較例３，４で得た材料は、導波管の内部に配する誘電体として必要な誘電正接の条件（ｔａｎδ＜０．０００５）を満たすことができなかった。
　＜比較例５＞
　次に、上述した実施例５に対応する比較例５について説明する。
　この比較例５は、上述した実施例３～５と同様に、粒度の異なるα－Ａｌ２Ｏ３結晶粉末を３種類（平均粒度３μｍの粉末、平均粒度１μｍの粉末、平均粒度０．３～０．５μｍの粉末）とＰＴＦＥ樹脂粉末、および均一な混合を行うための助剤とを混合した。
　但しここで、使用したα－Ａｌ２Ｏ３結晶粉末のうち、平均粒度３μｍの粉末の純度が３Ｎ（９９．９％以上）と低いものだった。
　以下、当該比較例５は、実施例３～５と同様に、これを常温下で予備成形し、加熱プレス機にて平面に押し固め、加熱プレス機で加圧・加温して、図１５に示す表における比較例５に相当する材料を得た。
　ここで加圧プレス条件は実施例３に準じており、結果として当該表にあるように、比較例５は、空気（すなわち気孔）の体積割合が約２９％、比誘電率５．７、誘電正接０．００２４であり、厚さ０．５２ｍｍの軽い力でしなやかに曲げることができる材料を得た。
　本比較例５で得た材料は実施例５に近い気孔の体積比率を得たにも関わらず、導波管の内部に配する誘電体として必要な誘電正接の条件（ｔａｎδ＜０．０００５）を満たすことができなかった。
　（効果）
　以上説明したように本第１の実施形態によると、誘電率の高さ、誘電正接の小ささ、適切な可撓性の３条件を適切に満たす材料を提供し、結果として基本周波数が１０ＧＨｚを超えるような高速信号の伝送線路、中でも数センチメートル～５メートル程度以下の長さで５Ｇｂｐｓ以上の通信速度を実現しうるミリ波（サブミリ波を含む）領域で用いる可撓性導波管を実現し得る誘電体混合材料、誘電体混合材料を含む可撓性導波管、可撓性導波管を有する画像伝送装置、可撓性導波管を有する内視鏡、および、内視鏡システムを提供することができる。
　また本第１の実施形態によれば、有線のミリ波（サブミリ波を含む）通信経路（導波路）を通じた高い信頼性での信号伝送が可能であり、画像情報の伝送速度としても、フルハイビジョンを大きく超える高精細画像を実用的なフレームレートによって送信可能である。
　ここで本実施形態における導波路５１の太さはミリオーダーであり、また、送受信アンテナ２７および送受信アンテナ３４が導波路５１の寸法範囲にあれば効率の良い通信が可能であるため、導波路とアンテナの接続は容易に行なうことができる。
　また、撮像素子２２からの画像情報を処理し、信号伝送を行なうドライバＩＣ２３は、上述したようにアナログフロントエンド部、タイミングジェネレータ部、送受信回路が全てシリコンＣＭＯＳプロセスにより作成され、十分に小型化されている。
　この中でも、送受信回路２６および送受信回路３３がモノシリックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）により構成されることから回路の小型化に寄与している。
　このようにドライバＩＣ２３の小型化を実現した結果、フルハイビジョン画像信号の高い信頼性での伝送と、先端部の小型化を両立することを可能としている。
　さらに、導波管の利用により、撮像ユニット側アンテナから発せられた電波は、導波管内に閉じ込められる形で伝播するため、拡散などによるロスが最小に抑えられる。すなわち、送信に必要な電力量の最小化をも果たすことができている。
　なお、本実施形態の内視鏡システムは、上部消化管のビデオ内視鏡システムであることを前提としたが、撮像ユニットが先端部に配された挿入部と、前記撮像ユニットにおいて生成された画像信号を処理する画像処理部と、前記撮像ユニットと前記画像処理部とを結ぶ信号伝送路を有するビデオ内視鏡システムであれば、内視鏡の種類に拠らず上記同様の効果を得ることができる。
　すなわち、下部消化管（大腸）用内視鏡など各種の消化管用内視鏡はもちろんのこと、内視鏡外科手術において用いられる各種外科用内視鏡、パイプ、機械、各種構造物の内部を観察するための各種工業用内視鏡などにおいて、それぞれ同様の効果を得ることができる。
　また本実施形態においては、上述したように、撮像ユニット２０の構成として、撮像素子２２、ドライバＩＣ２３、送受信アンテナ２７およびコンデンサを含み、前記ドライバＩＣ２３はアナログフロントエンド（ＡＦＥ）２４、タイミングジェネレータ（ＴＧ）２５および送受信回路２６を備えるものとしたが、この構成はこれに限らずとも、同様の効果を得ることができる。
　たとえば、ドライバＩＣ２３内にあるアナログフロントエンド（ＡＦＥ）２４、タイミングジェネレータ（ＴＧ）２５は、撮像素子２２内に含めることも可能であり、この場合も同様の効果を得ることができる。
　また内視鏡２側における送受信回路２６およびビデオプロセッサ３側における送受信回路３３は、いずれもモノシリックマイクロは集積回路（ＭＭＩＣ）として、上述したように回路の小型化において最適な構成としたが、これに拠らずとも、フルハイビジョン画像信号の高い信頼性での伝送は可能であり、同様の効果を得ることはできる。
　＜第２の実施形態＞
　次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
　本第２の実施形態に係る内視鏡システムは、その構成は基本的には第１の実施形態と同様であるので、ここでは第１の実施形態との差異のみの説明にとどめ、その他の詳細の説明は省略する。
　すなわち、本第２の実施形態に係る内視鏡システム１は、第１の実施形態に対して、可撓性導波管５１における内部誘電体５２の形状、および外部導体５３の構成を異にするものであって、その構成は基本的には第１の実施形態と同様である。
　図１６は、本発明の第２の実施の形態にかかる可撓性導波管における内部誘電体を示した要部拡大斜視図であり、図１７は、第２の実施形態にかかる可撓性導波管における外部導体を示した拡大平面図である。
　本第２の実施形態の誘電体混合材料を含む可撓性導波管を有する内視鏡システムは、第１の実施形態に係る上述した実施例４の誘電体混合材料を用いて、内部誘電体として断面形状が１．５×０．７５ｍｍの小判型の線材を作成した（図１６参照）。
　さらに、本第２の実施形態においては、図１７に示すように、平角銅線を編んで可撓性導波管における外部導体を形成した。
　本第２の実施形態において最終的に得られた可撓性導波管の太さは概ね１．６×０．９ｍｍ以下の寸法範囲にあり、内視鏡の内部通信に利用できる太さを実現した。また、第２の実施形態に係る可撓性導波管における１メートルあたりの伝送損失量（６０ＧＨｚ）は、約－１２ｄＢ／ｍであり、５ｍ程度の通信であれば十分に利用できるものとなった。
　本第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、誘電率の高さ、誘電正接の小ささ、適切な可撓性の３条件を適切に満たす材料を提供することができる。
　＜第３の実施形態＞
　次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
　図１８は、本発明の第３の実施の形態にかかる誘電体混合材料を用いて作成したマイクロストリップ線路を示した要部拡大斜視図である。
　図１８に示すように、本第３の実施形態の誘電体混合材料は、図１８に示す如きマイクロストリップ線路に適用される。すなわち、第１の実施形態に係る実施例３に示す誘電体混合材料を用いて当該図１８に示す如きマイクロストリップ線路を作成した。
　この図１８に示すマイクロストリップ線路は、基板の厚みｈが０．１５ｍｍ、線路の幅Ｗが約０．２２ｍｍ、電極の厚さｔが約８μｍであって、電極は印刷法により形成した。
　この本第３の実施形態によると、適切な可撓性を有する信号伝送線路を実現することができる。
　＜第４の実施形態＞
　次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
　上述した第１の実施形態は、上述の如き誘電体混合材料を含む可撓性導波管５１を内視鏡に適用したが、本第４の実施形態は、上述の如き誘電体混合材料を含む可撓性導波管５１を所定の画像信号を伝送する画像伝送装置に適用するものである。
　この第４の実施形態に係る画像伝送装置は、第１の実施形態に示されるような内視鏡システムに限らず、いわゆるＦＨＤ（Full High Definition）を超える４Ｋ／８Ｋ画像に代表される高精細／大容量の画像信号を伝送可能とする伝送装置であって、換言すれば、基本周波数が１０ＧＨｚを超えるような高速信号の伝送線路を有する伝送装置である。
　さらに、本第４の実施形態に係る当該伝送路は、数センチメートル～５メートル程度以下の長さで５Ｇｂｐｓ以上の通信速度を実現しうるミリ波（サブミリ波を含む）領域で用いることを想定するものあって、かつ、可撓性を要するものである。
　上記の第１の実施形態として説明した誘電体混合材料を含む可撓性導波管は、斯様な条件を要する第４の実施形態の如き画像伝送装置にあっても適切に適用することができる。
　本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
　本出願は、２０１６年１２月１９日に日本国に出願された特願２０１６－２４５６３２号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲に引用されるものとする。

Claims (7)

  1. 　信号伝送路の構成材料として用いる誘電体混合材料であって、
    　無極性樹脂と、
    　前記無極性樹脂よりも高い誘電率を有する結晶粉末と、
    　前記誘電体混合材料のうち体積割合で５～４０％を占める気孔と、
    　を有し、
    　前記結晶粉末と前記気孔とは、いずれにも前記信号伝送路を伝搬する波長に対して１／５０以下の大きさを有する
    　ことを特徴とする誘電体混合材料。
  2. 　前記結晶粉末は、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、窒化ホウ素もしくは窒化アルミニウムの何れか、または、これらの混合物により構成されるとともに、異なる平均粒径を有する粉末が混合されて形成される
    　ことを特徴とする請求項１に記載の誘電体混合材料。
  3. 　前記無極性樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂である
    　ことを特徴とする請求項１に記載の誘電体混合材料。
  4. 　長手方向に誘電率が均一、かつ、断面が同一形状の線状の誘電体と、長手方向に連続的に延出され前記誘電体の外周を覆う金属層と、を有する、ミリ波またはサブミリ波を伝搬する導波路により構成された可撓性を有する可撓性導波管であって、
    　前記線状の誘電体は、請求項１に記載の誘電体混合材料を含む
    　ことを特徴とする可撓性導波管。
  5. 　請求項４に記載の可撓性導波管を有する画像伝送装置であって、
    　前記可撓性導波管は、所定の画像信号を伝送する
    　ことを特徴とする画像伝送装置。
  6. 　請求項４に記載の可撓性導波管を有する内視鏡であって、
    　前記可撓性導波管は、所定の画像信号を伝送する
    　ことを特徴とする内視鏡。
  7. 　請求項６に記載の内視鏡と、
    　前記可撓性導波管により伝送された所定の画像信号に対して所定の画像処理を施す画像処理部と、
    　を具備することを特徴とする内視鏡システム。
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