(57)【要約】【課題】内視鏡装置の安全性を高める。【解決手段】内視鏡装置は、内視鏡スコープ１が備える第１の金属接続部１８と内視鏡プロセッサ２が備える第２の金属接続部１９とを嵌合して複数の信号線を接続することにより使用する内視鏡装置であって、第２の金属接続部１９は、互いに直列に接続されたコンデンサＣおよび電流抑制抵抗Ｒｒと、コンデンサＣおよび電流抑制抵抗Ｒｒとは並列に接続された放電抵抗Ｒｄと、を備える静電気誘導回路２０を介して接地されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡スコープが備える第１の金属接続部と内視鏡プロセッサが備える第２の金属接続部とを嵌合して複数の信号線を接続することにより使用する内視鏡装置であって、
前記第２の金属接続部は、
互いに直列に接続されたコンデンサおよび電流抑制抵抗と、前記コンデンサおよび前記電流抑制抵抗とは並列に接続された放電抵抗と、を備える静電気誘導回路を介して接地されている、
内視鏡装置。
【請求項２】
前記第１の金属接続部および前記第２の金属接続部は、それぞれ、円筒形状であり、
前記第２の金属接続部は、複数の箇所が前記静電気誘導回路を介して接地されている、
請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記第２の金属接続部は、互いに等間隔の四つの位置で前記静電気誘導回路を介して接地されている、
請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記電流抑制抵抗の抵抗値Ｒｒは、前記複数の信号線のうち前記第１の金属接続部と最も距離が短い信号線までの距離ｄと比例する、
請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記電流抑制抵抗の抵抗値Ｒｒは、前記複数の信号線のうち前記第１の金属接続部と最も距離が短い信号線までの距離ｄとの間に以下の式１〜３が成り立つ、
請求項１に記載の内視鏡装置。
Ａ≦Ｒｒ≦Ｂ・・・（式１）
Ａ＝１０１．２３２×ｄ−１０１．６０１６・・・（式２）
Ｂ＝１０１．２３２×ｄ＋１９８．３９８４・・・（式３）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、体内の腸壁などの画像を撮影するために内視鏡装置が用いられている。内視鏡装置は、可撓性のある管を体内で操作するための操作部を有する内視鏡スコープと、内視鏡スコープの先端から光を照射するための光源および内視鏡スコープから受信した画像を処理するプロセッサ等を有する内視鏡プロセッサとを備え、両者は互いに接続して使用される。内視鏡スコープで撮影した画像は、例えば、電気信号に変換され通信ケーブルを介して内視鏡プロセッサに送信され、内視鏡プロセッサと接続されたモニタに表示される。
【０００３】
内視鏡スコープと内視鏡プロセッサとの接続部は、強度を保つ必要があることから金属材料によって形成されている。そのため、上記接続部には、室内に帯びた静電気または内視鏡スコープを内視鏡プロセッサに接続する際にユーザに帯びていた静電気が移り、帯電してしまうことがある。接続部における帯電量が大きくなると接続部内を通る信号ケーブルに放電し、信号ケーブルと接続された基板上の電子部品が破壊されてしまう恐れがある。
【０００４】
上記問題を防ぐために、特許文献１には、コンデンサと抵抗の並列回路を備える静電気誘導部を有する内視鏡プロセッサが開示されている。特許文献１に記載された内視鏡プロセッサでは、内視鏡スコープと内視鏡プロセッサとの接続部に静電気が侵入した場合であっても、コンデンサ側に電気を逃がすことが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−６４０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された内視鏡装置では、接続部に静電気が侵入するとコンデンサに大きな電流が流れ、その際に信号ケーブルに誘導電流が生じる可能性がある。信号ケーブルに発生した誘導電流は、信号ケーブルと接続された基板上の電子部品を破損させる恐れがある。つまり、内視鏡装置内の電子回路の故障を防ぎ安全に利用するためには、金属製の接続部から信号ケーブルに放電することを防ぐとともに、接続部からグラウンドに向かって大きな電流が流れることを防ぐ必要がある。
【０００７】
本開示は、上記の点に鑑みてなされたものであり、内視鏡装置の安全性を高める技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、内視鏡スコープが備える第１の金属接続部と内視鏡プロセッサが備える第２の金属接続部とを嵌合して複数の信号線を接続することにより使用する内視鏡装置であって、前記第２の金属接続部は、互いに直列に接続されたコンデンサおよび電流抑制抵抗と、前記コンデンサおよび前記電流抑制抵抗とは並列に接続された放電抵抗と、を備える静電気誘導回路を介して接地されている、内視鏡装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、内視鏡装置の安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】内視鏡装置を概略的に示す図である。
【図２】内視鏡スコープと内視鏡プロセッサとが接続された様子を模式的に示した断面図である。
【図３】電流抑制抵抗Ｒｒが良好に機能する抵抗値の範囲を概念的に示した図である。
【図４】複数の信号線のうち第１の金属接続部と最も距離が短い信号線までの距離ｄと電流抑制抵抗Ｒｒとの関係を概念的に示す図である。
【図５】複数の信号線のうち第１の金属接続部と最も距離が短い信号線までの距離ｄと電流抑制抵抗Ｒｒとの関係を示す別の図である。
【図６】第１コネクタを部分的に切り取って示した図である。
【図７】第２の実施形態の第１コネクタと静電気誘導回路との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第１の実施形態＞
図１は、内視鏡装置を概略的に示す図である。内視鏡装置は、内視鏡スコープ１と内視鏡プロセッサ２とを備える。内視鏡スコープ１と内視鏡プロセッサ２とは、図１に示されているように、互いに接続されて使用され、画像信号および制御信号の送受信や観察対象に照射する光の伝導が行われる。
【００１２】
内視鏡スコープ１は、可撓性のある管を操作する操作部１１を備え、操作部１１を操作することによって、例えば、上記管の先端を屈折させたり管の先端に設けられた患部を処置する鉗子を操作することができる。また、内視鏡スコープ１の先端１２には撮像素子が設けられており、例えば、患者の体内を撮像することができる。撮像された画像は、電気信号に変換されて内視鏡プロセッサ２に送られ、内視鏡プロセッサ２と接続されたモニタＤに映しだされる。
【００１３】
内視鏡スコープ１は、制御信号を送受信するための制御信号用ケーブルおよび画像信号を送受信するための画像信号用ケーブルを有する第１コネクタ１３と内視鏡プロセッサ２が備える光源から発せられた光を伝える光ガイドを有する第２コネクタ１４とを備え、それぞれ、内視鏡プロセッサ２に挿入されて接続される。なお、内視鏡スコープ１には、上記第１コネクタ１３内に電源供給ケーブルを設けて電力を供給してもよいし、電磁コイルを用いて非接触で電力を供給してもよい。
【００１４】
内視鏡プロセッサ２は、画像信号プロセッサを有し、内視鏡スコープ１から受信した画像信号を補正してモニタＤに表示する。また、上記のとおり、内視鏡プロセッサ２は光源（図示せず）を有し、光ガイド（図示せず）を通して内視鏡スコープ１の先端から光を照射する。
【００１５】
図２は、内視鏡スコープ１と内視鏡プロセッサ２との接続部分の構成を模式的に示した断面図である（なお、図２では第２コネクタ１４は省略されている。）。内視鏡スコープ１は、アナログデジタルコンバータ、制御回路、タイミングジェネレータ、サンプリング回路等（図示せず）が配置された基板１５を備える。基板１５が備える各電子部品は、画像信号用ケーブル、制御信号用ケーブルおよび電源供給ケーブル等を介して内視鏡プロセッサ２が備える基板１６に設けられた電源部等（図示せず）と接続される。
【００１６】
内視鏡スコープ１側の基板１５と内視鏡プロセッサ２側の基板１６とに設けられた電子回路は、患者回路と称される。患者回路は、安全上の理由から内視鏡プロセッサ２の筐体とは絶縁されて接地される（図２中、ＰＧはグラウンド）。したがって、内視鏡プロセッサ２が備える患者回路側の基板１６とそれとは別の画像処理チップ等（図示せず）が積載された基板１７とはコンデンサＣを介して接続され、基板１７は内視鏡プロセッサ２の筐体と接続されて接地されている（図２中、ＦＧはグラウンド）。
【００１７】
また、内視鏡スコープ１が備える第１コネクタ１３は、内部に円筒状の金属製のコネクタ（第１の金属接続部１８）を有し、内視鏡プロセッサ２が備える円筒状の金属製のコネクタ（第２の金属接続部１９）と嵌合される。この際、内視鏡スコープ１側のコネクタ（第１の金属接続部１８）が備える雌の接続ピンと内視鏡プロセッサ２側のコネクタ（第２の金属接続部１９）が備える雄の接続ピンとが接続される。なお、コネクタの形状は、四角でも台形でもよい。以下、本明細書では、接続ピンと基板１５および１６を接続するケーブルとを併せて信号線と称する。
【００１８】
第２の金属接続部１９は、互いに直列に接続されたコンデンサＣおよび電流抑制抵抗Ｒｒと、コンデンサＣおよび電流抑制抵抗Ｒｒとは並列に接続された放電抵抗Ｒｄとを備える静電気誘導回路２０を介して接地されている。
【００１９】
図２に示されているように、内視鏡スコープ１と内視鏡プロセッサ２との接続箇所にはわずかな隙間があり、室内空気中の静電気が金属製のコネクタに帯電してしまうことがある。また、金属製のコネクタには、内視鏡スコープ１と内視鏡プロセッサ２とを接続する際にユーザに帯電していた静電気が移る可能性がある。
【００２０】
放電抵抗Ｒｄは、比較的大きい抵抗値を有し、静電気が累積的に第１の金属接続部１８および／または第２の金属接続部１９へ侵入した際に、コンデンサＣに蓄積された電荷を少量ずつ放電させる役割を果たす。
【００２１】
電流抑制抵抗Ｒｒは、金属製のコネクタに静電気が侵入した際にコンデンサＣに流れる電流が大きくならないようにする役割を果たす。電流抑制抵抗Ｒｒは、抵抗値が大きすぎると、第１の金属接続部１８から信号線に放電されやすくなる。そのため、電流抑制抵抗Ｒｒは、抵抗値が大きくなりすぎないようにする必要があり、且つ、金属製のコネクタに静電気が侵入した際にコンデンサＣに流れる電流の抑制効果が得られる程度の抵抗値を有する必要がある。したがって、電流抑制抵抗Ｒｒの抵抗値には、上限および下限が設けられる。
【００２２】
図３は、電流抑制抵抗Ｒｒが良好に機能する抵抗値の範囲を概念的に示した図である。図３において、縦軸は、内視鏡装置に誤動作または電子基板の破壊が生じる確率Ｐを示し、横軸は電流抑制抵抗Ｒｒの抵抗値を示す。
【００２３】
図３に示されているように、電流抑制抵抗Ｒｒの抵抗値が大きくなるにつれて、内視鏡装置に誤動作または電子基板の破壊が生じる確率Ｐが減少して極小値に到達し、その後、電流抑制抵抗Ｒｒの抵抗値が大きくなるにつれて、内視鏡装置に誤動作または電子基板の破壊が生じる確率Ｐが上昇する。本開示では、内視鏡装置に誤動作または電子基板の破壊が生じる確率Ｐが極小値をとる電流抑制抵抗Ｒｒの値近辺をＯＫ領域と称し、それ以外の抵抗値をＮＧ領域と称する。
【００２４】
図４は、複数の信号線のうち第１の金属接続部１８と最も距離が短い信号線までの距離ｄと電流抑制抵抗Ｒｒとの関係を概念的に示す図である。上に述べたように、電流抑制抵抗Ｒｒは、抵抗値が大きすぎると、第１の金属接続部１８から信号線に放電されやすくなる。一方、金属接続部から信号線までの距離ｄが大きければ、第１の金属接続部１８から信号線へ放電する現象が起きにくくなる。
【００２５】
それ故、距離ｄが大きくなるにつれて電流抑制抵抗Ｒｒの抵抗値を大きくすることにより、誘導電流が生じた際の影響を小さくすることができる。換言すると、電流抑制抵抗Ｒｒの抵抗値は、複数の信号線のうち第１の金属接続部１８と最も距離が短い信号線までの距離ｄと比例するように決定してもよい。本発明者は、実験を繰り返すことにより、上記距離ｄと電流抑制抵抗ＲｒのＯＫ領域の抵抗値との関係を見出した。
【００２６】
図５は、複数の信号線のうち第１の金属接続部１８と最も距離が短い信号線までの距離ｄと電流抑制抵抗Ｒｒとの関係を示す別の図である。図５において、点線が電流抑制抵抗Ｒｒの上限を示し、実線が電流抑制抵抗Ｒｒの下限を示す。図５に示されているとおり、電流抑制抵抗ＲｒのＯＫ領域の下限および上限は、それぞれ、以下の式１、式２および３によって規定される。
Ａ≦Ｒｒ≦Ｂ・・・（式１）
Ａ＝１０１．２３２×ｄ−１０１．６０１６・・・（式２）
Ｂ＝１０１．２３２×ｄ＋１９８．３９８４・・・（式３）
【００２７】
図６は、第１コネクタ１３を部分的に切り取って示した図である。図６（ａ）には、信号線および円筒状の金属製のコネクタが並走する長さＬ（第１の金属接続部１８の基端側から第２の金属接続部１９の基端側までの長さ）を５．５ｃｍとし、複数の信号線のうち第１の金属接続部１８と最も距離が短い信号線までの距離ｄが１．３ｍｍとして設計された第１コネクタ１３の例が示されている。また、図６（ｂ）には、第１の金属接続部１８と複数の信号線との断面図が示されている。
【００２８】
例えば、図６（ａ）に例示された、ｄ＝１．３ｍｍ、Ｌ＝５．５ｃｍの場合には、Ｒｒ≦３００Ωとすると有効に静電気による不具合または基板の破壊を防止することができた。上記関係式が成り立つように電流抑制抵抗Ｒｒの抵抗値を選択した場合、例えば、信号線および円筒状の金属製のコネクタが並走する長さＬが１０ｃｍ以下の範囲では静電気の放電または誘導電流の発生を抑制することができた。
【００２９】
なお、一般に、信号線および円筒状の金属製のコネクタが並走する長さＬが長くなると、第１の金属接続部１８から信号線に放電する確率が高くなると考えられる。そのため、電流抑制抵抗Ｒｒの抵抗値を、信号線および円筒状の金属製のコネクタが並走する長さＬに反比例させれば、第１の金属接続部１８から信号線に放電しにくくなると考えられる。つまり、上記式１において、（ｃＡ）／Ｌ≦Ｒｒ≦（ｃＢ）／Ｌとして電流抑制抵抗Ｒｒの抵抗値を決定してもよい（ｃは定数）。
【００３０】
＜第２の実施形態＞
図７は、第２の実施形態の第１コネクタ１３と静電気誘導回路２０との関係を示す図である。静電気誘導回路２０は、第２の金属接続部１９において静電気が侵入する箇所付近に接続して設けると有効である。このようにすると、静電気がグラウンドに逃げる際に第２の金属接続部１９内を流れる電流の経路が短くなり、信号線に生じる誘導電流の影響を抑制することができる。
【００３１】
それ故、第２の実施形態では、第１の実施形態と異なり、第２の金属接続部１９が互いに等間隔の四つの位置で静電気誘導回路２０を介して接地されている構成とした。このようにすると、静電気を効率的に逃がすことができる。なお、第２の金属接続部１９は、四つ以下または四つ以上の位置で静電気誘導回路２０を介して接地されてもよい。また、第１の実施形態および第２の実施形態の双方において、第１コネクタ１３のうちユーザが手で触りやすい箇所に位置する第２の金属接続部１９の部分に静電気誘導回路２０を接続すると、信号線に生じる誘導電流の影響を抑制することが増大する。
【符号の説明】
【００３２】
１…内視鏡スコープ
２…内視鏡プロセッサ
１１…走査部
１２…内視鏡スコープの先端
１３…第１コネクタ
１４…第２コネクタ
１５、１６、１７…基板
１８…第１の金属接続部
１９…第２の金属接続部
２０…静電気誘導回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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