JP2004202040A - 電子内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内視鏡本体部と外部装置とを電気的に非接触な状態で接続し、電気安全面、感染防止面から見て高い安全が得られるようにする。
【解決手段】内視鏡本体部１１と信号処理部１２との間の信号伝送を光等の電気的非接触の伝送手段で行い、上記内視鏡本体部１１には太陽電池４３を設けると共に、被観察体照明用ライトガイド１９に太陽電池用ライトガイド３９を並設し、このライトガイド３９を介して光源部１３からの光を太陽電池４３に入射させ、これにて発生した電力を内視鏡本体部１１内の回路へ供給する。これにより、内視鏡本体部１１と信号処理部１２及び光源部１３とは完全に電気的に分離され、電気的安全性が確保される。また、内視鏡本体部１１と光源部１３を結ぶ光ケーブル５５を操作部１１Ｂにて着脱自在とすれば、洗浄、消毒の作業が容易になる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子内視鏡装置、特に被観察体に挿入される内視鏡本体部と映像信号処理部等の外部装置とを電気的に非接触な状態で接続するための構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６には、従来の電子内視鏡装置の基本的な構成が示されており、内視鏡本体部１内にはその先端部に配置された対物レンズ２及び固体撮像素子３を含む撮像系と、照明用レンズ４及びライトガイド５を含む照明系が組み込まれる。この内視鏡本体部１には、光源ランプ６を有し上記ライトガイド５に光を送るための光源部７と、内視鏡本体部１から出力される映像信号を処理する信号処理部８とが接続され、この信号処理部８に、上記固体撮像素子３で撮像された被観察体の映像を表示する表示部９が接続される。
【０００３】
このような電子内視鏡装置では、装置の安全性を高めるために内視鏡本体部１からの映像信号を信号処理部８に伝送するものとして、ホトカプラーを用いた光伝送手段や電波を用いて通信する無線通信手段といった電気的に非接触の伝送手段がある。また、内視鏡本体部１に設置されている固体撮像素子３を含む電子回路を駆動する電力については、特開平７−３２７９２２号公報に示されるように、内視鏡に設けた充電式電池によって供給したり、特開平１０−１５５７４０号公報に示されるように、外部に設けられた信号処理部からリード線を介さずに空間的な電磁結合手段によって供給したりすることも提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−３２７９２２号公報
【特許文献２】
特開平１０−１５５７４０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これまでに提案されている電子内視鏡装置での上記内視鏡本体部１と信号処理部８の間の電力の供給（電源ライン）においては、いくつかの解決すべき課題もあり実用化されていない。例えば、内視鏡本体部１に電池を搭載する方式では、内視鏡を用いた術中に電池の出力低下が起こった場合に画像が見られなくなる等の不都合を避けることはできない。また、空間的な電磁結合手段を用いた方式では、コネクタ部の構造が複雑になり、電力の伝送効率が高くないという問題もある。
【０００６】
更に、近来、電子内視鏡装置における洗浄、消毒の問題が重要視されるようになり、上記内視鏡本体部１は、洗浄、消毒の容易な構成であることも強く要求されている。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、光源部からの光を電力に変換することにより内視鏡本体部と外部装置とを電気的に非接触な状態で接続し、電気安全面、感染防止面から見て高い安全が得られる電子内視鏡装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、被観察体を照明するライトガイドを含む照明系と対物レンズ及び固体撮像素子を含む撮像系を有する内視鏡本体部と、この内視鏡本体部から出力される映像信号を処理する信号処理部と、この信号処理部からの出力に基づき被観察体の映像を表示する表示部と、上記ライトガイドに内視鏡本体部の外部から光を供給する光源部とを有する電子内視鏡装置において、上記内視鏡本体部と上記信号処理部との間の信号伝送を電気的に非接触な状態で行う伝送手段と、上記内視鏡本体部に配置され、上記光源部からライトガイドを介して供給された光を入射する太陽電池とを設け、この太陽電池で得られた電力を上記内視鏡本体部内の回路に供給することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、上記被観察体照明用ライトガイドと太陽電池用ライトガイドを並設した光コネクタを設け、この光コネクタにて当該内視鏡本体部を上記光源部に接続することを特徴とする。
請求項３に係る発明は、上記内視鏡本体部と光源部との間を結ぶためのライトガイドケーブルを、内視鏡本体部の操作部に着脱自在に接続したことを特徴とする。
【００１０】
上記の構成によれば、上記の電気的に非接触な信号伝送手段として、電波を用いて通信する無線通信やホトカプラー等を用いた光伝送が目的に応じて選択・適用され、また太陽電池用のライトガイド（第２のライトガイド）は、例えば内視鏡本体部と光源部の間に配設されるライトガイドケーブル内の被観察体（被写体）照明用ライトガイドと並設される。そして、内視鏡本体部から出力された映像信号は、電気的に非接触な状態で信号処理部へ伝送されると共に、光源部の光が被観察体照明用ライトガイドと並設された太陽電池用ライトガイドから太陽電池に照射され、この太陽電池で発生した電力で内視鏡本体部の電子回路が駆動される。このようにして、内視鏡本体部と信号処理部とは完全に電気的に分離されることになり、電気的な安全性が確保される。
【００１１】
上記請求項２の構成によれば、太陽電池用ライトガイドを被観察体照明用ライトガイドと並設することで、太陽電池用の光源を別個に持つことなく、照明用として設けられている光源部を共用することができる。
上記請求項３の構成によれば、内視鏡本体部と光源部を結ぶライトガイドケーブル（信号伝送のための光ファイバー伝送線を設ける場合はこれを含ませる）を内視鏡本体部操作部で着脱自在にすることで、内視鏡本体部からケーブルを外すことができるので簡単な構成にすることができ、洗浄、消毒の作業が容易になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１には、実施例に係る電子内視鏡装置の全体構成が示されており、この装置は、内視鏡本体部１１、信号処理部（プロセッサ装置）１２、光源部（光源装置）１３及び表示部（モニタ）１４より構成される。図１の実施例では、内視鏡本体部１１と信号処理部１２は電気的に絶縁された状態を保つために、光学的な手段で連結される。また、内視鏡本体部１１に装着されている回路を駆動する電力も光学的手段を介して供給されるので、内視鏡本体部１１と信号処理部１２とは完全に電気的に絶縁された状態にあり、非常に安全性の高い電子内視鏡装置となる。
【００１３】
図１において、上記内視鏡本体部１１は被観察体（被検体）内に挿入される挿入部１１Ａと内視鏡を操作する操作部（又は保持部）１１Ｂより構成され、この挿入部１１Ａの先端には、対物レンズ１６と固体撮像素子であるＣＣＤ１７を含んだ撮像系が組み込まれる。一方、挿入部１１Ａの先端の照明用レンズ１８に接続する形で、操作部１１Ｂの後端まで、照明光を伝達する照明系のライトガイド１９が配設される。また、上記ＣＣＤ１７はＣＣＤ駆動回路２１によって駆動され、このＣＣＤ１７から出力された被観察体の映像は映像信号として第１の信号処理回路２２へ供給される。
【００１４】
上記ＣＣＤ駆動回路２１には、光−電気（Ｏ／Ｅ）変換インターフェース回路２３を介してホトセンサのようなＯ／Ｅ変換素子（受光素子）２４が接続され、このＯ／Ｅ変換素子２４は、光伝送（ファイバー）線２５によって信号処理部１２と接続される。上記第１の信号処理回路２２には、電気−光（Ｅ／Ｏ）変換インターフェース回路２６を介して発光ダイオードのようなＥ／Ｏ変換素子（発光素子）２７が接続され、このＥ／Ｏ変換素子２７は、光伝送（ファイバー）線２８によって信号処理部１２と接続される。
【００１５】
一方、上記信号処理部１２には、上記光伝送線２５に接続する形で、電気−光（Ｅ／Ｏ）変換素子（発光素子）３０、Ｅ／Ｏ変換インターフェース回路３１及び同期信号回路３２が設けられており、この同期信号回路３２からの同期信号が、Ｅ／Ｏ変換インターフェース回路３１を介しＥ／Ｏ変換素子で光信号に変換され、光伝送線２５を通ってＯ／Ｅ変換素子２４に伝送され、Ｏ／Ｅ変換インターフェース回路２３を介してＣＣＤ駆動回路２１へ伝送される。
【００１６】
また、上記信号処理回路１２には、上記光伝送線２８に接続する形で、光−電気（Ｏ／Ｅ）変換素子（受光素子）３３、Ｏ／Ｅ変換インターフェース回路３４及び第２の信号処理回路３５が設けられており、上記内視鏡本体部１１のＣＣＤ１７から出力された映像信号は、第１の信号処理回路２２で所定の信号処理が行われた後、Ｅ／Ｏ変換インターフェース回路２６、Ｅ／Ｏ変換素子（発光素子）２７を介して光信号へ変換され、この映像信号は光伝送線２８を介して光信号として信号処理部１２へ伝送され、この信号処理部１２内では、光信号がＯ／Ｅ変換素子（受光素子）３３で電気信号に変換され、Ｏ／Ｅ変換インターフェース回路３４を介して第２の信号処理回路３５で所定の処理が行われることになり、この第２の信号処理回路３５で形成された映像信号が表示部（装置）１４へ出力される。
【００１７】
この信号処理部１２では、同期信号回路３２の同期信号が第２の信号処理回路３５に分配されるが、この同期信号は、上述のように内視鏡本体部１１にもＥ／Ｏ変換インターフェース回路３１、Ｅ／Ｏ変換素子３０及び光伝送線２５を介して光信号として伝送される。
【００１８】
更に、光源部１３には、ハロゲンランプ、キセノンランプ等の光源ランプ３７が設けられており、この光源ランプ３７からの光が照明光として、照明用ライトガイド１９を介して内視鏡本体部１１の先端（挿入部１１Ａの先端）まで導かれる。実施例では、この照明用ライトガイド１９に沿うようにして太陽電池用ライトガイド３９が設けられる。一方、内視鏡本体部１１の操作部１１Ｂ内には、上記太陽電池用ライトガイド３９に接続する形で太陽電池ユニット４０が設けられ、この太陽電池ユニット４０には電源回路４１が接続されており、上記光源ランプ３７からの光を太陽電池ユニット４０へ導くことによって、内視鏡本体部１１内の各回路を駆動する電力が得られるようになっている。
【００１９】
図２には、上述した太陽電池ユニット４０の詳細図が示されており、図２（Ａ）は太陽電池ユニット４０の斜視図、図２（Ｂ）は側面図である。図示されるように、この太陽電池ユニット４０は、太陽電池４３とその表面側に接触配置させた光透過性の樹脂又はガラス板等の導光板４４とからなり、この導光板４４の一方の端面に上記太陽電池用ライトガイド３９の端面を横長に配列した状態で取り付け、このライトガイド３９のファイバー射出端からの光が太陽電池４３の全面に照射されるようになっている。また、上記導光板４４の外周面（太陽電池４３に対面しない図の底面及び外周側面）に、アルミ材のような反射率の高い物質、反射部材４５が配置される。
【００２０】
このような太陽電池ユニット４０によれば、図２（Ｂ）に示されるように、導光板４４の中でライトガイド３９からの光が反射を繰り返しながら太陽電池４３へ表面から効率よく入射されることになり、また外周面の反射部材４５によって導光板４４の外に漏れるような光も再利用することで、入射効率及び電力発生効率が高められる。
【００２１】
図２（Ｃ）には、太陽電池ユニット４０の他の構成例が示されている。この例では、上下の２枚の太陽電池４６Ａ，４６Ｂの表面を対向させ、かつ導光板４４を中間にサンドイッチ状に挟み、この導光板４４の外周側面に反射膜４７を設ける。これによれば、導光板４４に入射する光を２枚の太陽電池で受けることが可能となり、このような構成にて電力の発生効率を高めることもできる。
【００２２】
図３には、電力の安定化を図るために、上記太陽電池に対し充電可能な電池を併設する例が示されている。この例では、所定電圧を発生させる電源回路４１に接続された太陽電池４３（４６Ａ，４６Ｂ）に対し、ダイオード４９を直列に、充電可能な電池（二次電池）５０を並列に接続する。このような構成によれば、太陽電池４３で得られた電力で電池５０を充電し、この電池５０の電力に基づいて所定電圧を発生させることにより、内視鏡本体部１１内の回路に安定した電力を供給することができる。
【００２３】
図１に示した構造では、内視鏡本体部１１と信号処理部１２及び光源部１３は光伝送線２５，２８で接続されているが、機器を取扱い易くするためにこの光伝送線２５，２８（ライトガイド１９，３９を含め）を内視鏡本体部１１側と信号処理部１２及び光源部１３側の双方において着脱可能な構造にすることが容易である。光伝送の場合は、光ケーブルをコネクタで接続しても、光が空間を伝播するのでコネクタの構造は簡単になり、また容易に気密性の高い構造が取れる。従って、光ケーブルを採用すれば電気接点を持つ電気コネクタよりも信頼性の高いコネクタを容易かつ小型に形成できる。
【００２４】
図４には、上記光ケーブル及びコネクタの構造が示されている。この例では、内視鏡本体部１１と光源部を含む信号処理部（装置）５４との間を光ケーブル５５で連結するようになっており、この光ケーブル５５には、同期信号用の光伝送線２５、映像信号用の光伝送線２８、照明用ライトガイド１９Ａ及び太陽電池用ライトガイド３９Ａが収納され、それらの両端をコネクタ体（口金）５６Ａ，５６Ｂに固定する構造となっている。なお、このコネクタ体５６Ｂ側のライトガイド１９Ａ，３９Ａの端部は、図示のように所定量だけ突出させた口金５７で固定される。
【００２５】
一方、内視鏡本体部１１の操作部１１Ｂにコネクタの受け部１１Ｃ、光源部を内蔵した信号処理部５４にコネクタの受け部５４Ｃが設けられており、上記受け部１１Ｃに、光ケーブル５５の一端のコネクタ体５６Ａが着脱自在となり、受け部５４Ｃに他端のコネクタ体５６Ｂが着脱自在となる。なお、このコネクタ体５６Ａ，５６Ｂと受け部１１Ｃ，５４Ｃとの連結には、回転リングを用いて螺合結合させるネジ式固定手段やバネ式の係合部材を係止させて固定するバネ固定手段等を用いることができる。
【００２６】
そして、図１で説明したように、内視鏡本体部１１の受け部１１Ｃの内部には、Ｏ／Ｅ変換素子２４及びＥ／Ｏ変換素子２７と、照明用ライトガイド１９Ｂ及び太陽電池用ライトガイド３９Ｂの端部が組み込まれる。同様に、信号処理部５４の受け部５４Ｃの内部には、Ｅ／Ｏ変換素子３０及びＯ／Ｅ変換素子３３が設けられると共に、上記ライトガイド１９Ａ，３９Ａの端部を保護する保護パイプ５８が組み込まれる。即ち、上記光ケーブル５５のコネクタ体５６Ｂから突出するライトガイド１９Ａ，３９Ａの口金５７は、受け部５４Ｃ内に配置された上記保護パイプ５８内に収納され、このライトガイド１９Ａ，３９Ａの入射端がＥ／Ｏ変換素子３０及びＯ／Ｅ変換素子３３より離れた位置で光源部１３の光出力端に対向することになるので、Ｅ／Ｏ変換素子３０及びＥ／Ｏ変換素子３３を光源部１３の熱より絶縁された状態にすることができる。
【００２７】
図５には、図４の光ケーブル５５を用いた各装置の接続状態が示されており、図示されるように、光ケーブル５５のコネクタ体５６Ａ，５６Ｂを受け部１１Ｃ，５４Ｃから取り外し、内視鏡本体部１１と信号処理部（光源部を含む）５４の連結を解除すると、内視鏡本体部１１はシンプルな形状になるので、高度な洗浄、消毒を容易に行うことができる。
【００２８】
また、本発明の電子内視鏡装置は、内視鏡本体部の先端部に左右２個の撮像系を搭載した立体内視鏡に応用することもできる。この場合は、左右２系統の映像信号のための映像信号系の光伝送線を１系統増やすだけであるので、内視鏡本体部と信号処理部との連結をコンパクトにまとめることができ、その効果は非常に大きい。
【００２９】
なお、上記実施例では、内視鏡本体部１１と信号処理部１２及び信号処理部５４との間の信号伝送に光を用いたが、この信号伝送を無線通信として信号伝送に関するケーブルを省く等の他の構成を採用することが可能である。また、この他にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の形態の電子内視鏡を実施することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、内視鏡本体部と信号処理部との間の信号伝送を電気的に非接触な信号伝送手段で行うと共に、内視鏡本体部に配置した太陽電池に光源部からの光をライトガイドを介して入射し、この太陽電池で得られた電力を内視鏡本体部内回路へ供給するようにしたので、内視鏡本体部と信号処理部とは簡単な構造で完全に電気的に分離され、電気的な安全性が容易に確保されるという効果がある。
【００３１】
また、請求項２の構成によれば、太陽電池用の光源を特別に配置することなく照明用の光源を共用し、装置の簡略化を図ることができ、請求項３の構成によれば、着脱自在となるライトガイドケーブルを外すことにより、内視鏡本体部自体が短くかつコンパクトになるので、洗浄、消毒の作業が容易となり、感染防止面から見ても安全性が容易に確保できることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る電子内視鏡装置の全体構成を示す図である。
【図２】実施例の太陽電池ユニットの構成を示し、図（Ａ）は斜視図、図（Ｂ）は図（Ａ）の側面図、図（Ｃ）は他の構成例の側面図である。
【図３】実施例の太陽電池を利用した電力形成回路の一構成例を示す図である。
【図４】実施例の光ケーブル及びコネクタの一構成例を示す図である。
【図５】図４の光ケーブルを用いた実施例の装置全体の接続を示す図である。
【図６】従来の電子内視鏡装置の基本的な構成図である。
【符号の説明】
１，１１…内視鏡本体部、 ７，１３…光源部、
８，１２…信号処理部、 ９，１４…表示部、
１７…ＣＣＤ、
１９…被観察体照明用ライトガイド、
２５，２８…光（ファイバー）伝送線、
３９…太陽電池用ライトガイド、
４０…太陽電池ユニット、
４３，４６Ａ，４６Ｂ…太陽電池、
４４…導光板、 ４５…反射部材、
５４…光源部を含む信号処理部、
５５…光ケーブル、
１１Ｃ，５４Ｃ…受け部、
５６Ａ，５６Ｂ…コネクタ体。

Claims (3)

1. 被観察体を照明するライトガイドを含む照明系と対物レンズ及び固体撮像素子を含む撮像系を有する内視鏡本体部と、この内視鏡本体部から出力される映像信号を処理する信号処理部と、この信号処理部からの出力に基づき被観察体の映像を表示する表示部と、上記ライトガイドに内視鏡本体部の外部から光を供給する光源部とを有する電子内視鏡装置において、
   上記内視鏡本体部と上記信号処理部との間の信号伝送を電気的に非接触な状態で行う信号伝送手段と、上記内視鏡本体部に配置され、上記光源部からライトガイドを介して供給された光を入射する太陽電池とを設け、この太陽電池で得られた電力を上記内視鏡本体部内の回路に供給することを特徴とする電子内視鏡装置。
2. 上記被観察体照明用ライトガイドと太陽電池用ライトガイドを並設した光コネクタを設け、この光コネクタにて当該内視鏡本体部を上記光源部に接続することを特徴とする上記請求項１記載の電子内視鏡装置。
3. 上記内視鏡本体部と光源部との間を結ぶためのライトガイドケーブルを、内視鏡本体部の操作部に着脱自在に接続したことを特徴とする上記請求項１又は２記載の電子内視鏡装置。

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