(57)【要約】      （修正有）【課題】所望のミリ波（サブミリ波を含む）以上の周波数の電波を伝送する導波管において適切な可撓性と優れた伝送特性とを両立すると共に、より細径化を実現した可撓性導波管を提供する。【解決手段】長手方向に誘電率が均一かつ長手方向に断面が同一形状を呈する線状の内部誘電体５１、５２と、誘電体５２の外周を覆う位置に配設された可撓性外部導体５３とを有し、６０ＧＨｚ近傍以上のミリ波、サブミリ波以上の周波数帯域の電波を伝導する可撓性導波管５０であって、外部導体５３の外表面に巻きつけるように配設された可撓性基板４０を有する。【選択図】図５
2020017921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に誘電率が均一、かつ、長手方向に断面が同一形状を呈する線状の誘電体と、
前記誘電体の外周を覆う位置に配設され、可撓性を有する筒状により形成された外部導体と、
を有し、６０ＧＨｚ近傍以上のミリ波またはサブミリ波以上の周波数帯域の電波を伝導する可撓性導波管であって、
前記外部導体の外表面に巻きつけるように配設された可撓性基板を有する
ことを特徴とする可撓性導波管。
【請求項２】
前記可撓性基板は、所定の交流信号または直流電圧を伝送する線を内設する
ことを特徴とする請求項１に記載の可撓性導波管。
【請求項３】
請求項１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
ことを特徴とする可撓性導波管を有する画像伝送装置。
【請求項４】
請求項１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
ことを特徴とする可撓性導波管を有する内視鏡。
【請求項５】
請求項４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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波の電波信号伝送に利用する導波管、より詳しくはミリ波またはサブミリ波帯以上の電波伝送に適した可撓性導波管、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。
【背景技術】
【０００２】
近年、いわゆるＦＴＴＨ(Fiber To The Home）等の技術により、１Ｇｂｐｓ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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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、光通信には信号伝送の信頼性に関わる問題点が有ることが知られている。すなわち、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。
【０００９】
また同様に、光通信には接続性に関わる問題点があることも知られている。すなわち、通常利用される通信用光ファイバは光信号を伝送するコアと呼ばれる芯線の径がわずか５０μｍ程度以下しかないことから、この接続にはμｍオーダーという極めて高い位置決め精度が必要となるうえ、塵埃の影響で接続ができない虞さえある。
【００１０】
因みに、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。また線路の接続も通常０．１ｍｍオーダーの精度があればよく、塵埃の影響も排除しやすいなど特に困難を伴わない。
【００１１】
すなわち、上記の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。
【００１２】
上述した事情を鑑みて本発明者は、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電波と導波路を利用する技術を特願２０１５−１３１９１３号において提案した。
【００１３】
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。
【００１４】
ところで、一般に、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導波管において、可撓性を実現することは困難とされる。一方で、斯様な可撓性を有する導波管を実現する技術も知られている。
【００１５】
たとえば特許第４７２４８４９号明細書（特許文献１）に記載される方法では、内部誘電体に絶縁性の糸を用いることで導波管の可撓性を高めるとともに、その内部誘電体の糸の種類を変えることで誘電率に分布を発生し伝送特性を安定させることを意図するものである。
【００１６】
また、特開平８−１９５６０５号公報（特許文献２）に記載する技術では、外部導体を薄い導体で隙間無く貼り付けることで形成し、可撓性と伝送損失の低減とを併せて成し遂げようとするものである。
【００１７】
さらに、特開２０１５−１８５８５８号公報（特許文献３）には、誘電体の周囲に扁平な断面形状を有する所要数の平箔糸を、いわゆる組紐状に巻きつけることで伝送損失の少ない可撓性導波管を形成する技術が記載されている。
【００１８】
さらに、特開２０１６−１２７４２９号公報（特許文献４）には、シールド性と耐屈曲性を与えることが可能なシールド部材を巻きつけて可撓性を確保した導波管を形成する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特許第４７２４８４９号明細書
【特許文献２】特開平８−１９５６０５号公報
【特許文献３】特開２０１５−１８５８５８号公報
【特許文献４】特開２０１６−１２７４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、上述した特開２０１５−１８５８５８号公報（特許文献３）、特開２０１６−１２７４２９号公報（特許文献４）に記載の可撓性導波管は、画像伝送等の比較的高速な信号を扱うことに関しては有効であるものの、導波管の一端に配設された電装部品に対して直流電圧等の所定の電源を供給する電源線、または、電装部品の駆動制御をつかさどる比較的低速な信号である駆動制御信号線などを扱うケーブルは別途用意する必要があった。
【００２１】
上述した可撓性導波管を、例えば細径化が望まれる伝送路に適用する場合、上述した電源線および駆動制御信号線の存在は太径化の要因となると共に、複数の線を電装部品等のユニットに接合することとなり、手間と工数が生じていた。
【００２２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、所望のミリ波（サブミリ波を含む）以上の周波数の電波を伝送する導波管において適切な可撓性と優れた伝送特性とを両立すると共に、より細径化を実現した可撓性導波管、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。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
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、長手方向に断面が同一形状を呈する線状の誘電体と、前記誘電体の外周を覆う位置に配設され、可撓性を有する筒状により形成された外部導体と、を有し、６０ＧＨｚ近傍以上のミリ波またはサブミリ波以上の周波数帯域の電波を伝導する可撓性導波管であって、前記外部導体の外表面に巻きつけるように配設された可撓性基板を有する。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、所望のミリ波（サブミリ波を含む）以上の周波数の電波を伝送する導波管において適切な可撓性と優れた伝送特性とを両立すると共に、より細径化を実現した可撓性導波管、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。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態の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】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】図３は、第１の実施の形態の可撓性導波管および撮像ユニットの構造を示した要部拡大斜視図である。
【図４】図４は、第１の実施の形態の可撓性導波管および撮像ユニット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】図５は、第１の実施の形態の可撓性導波管の外表面に電源線等を含む可撓性基板を配設した状態を示した要部拡大斜視図である。
【図６】図６は、第１の実施の形態の可撓性導波管の外表面に配設した可撓性基板と撮像ユニットとの接続部付近の状態を示した説明図である。
【図７】図７は、第１の実施の形態の可撓性導波管の外表面において可撓性基板が周期的に巻回される様子および接着剤による固定位置を示した説明図である。
【図８】図８は、第１の実施の形態の可撓性導波管の外表面に配設した可撓性基板と撮像ユニットとの接続部付近における接着状態を示した説明図である。
【図９】図９は、第１の実施形態の可撓性導波管の構成を示す要部斜視図である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態の可撓性導波管における第２の誘電体を示した要部拡大斜視図である。
【図１１】図１１は、第１の実施形態の可撓性導波管（可撓性基板含む）の長手方向に垂直な方向の断面を示した要部拡大断面図である。
【図１２】図１２は、第１の実施形態の可撓性導波管における平箔糸を組紐形状に組んでなる外部導体および内部誘電体の構成を示した要部拡大断面図である。
【図１３】図１３は、第１の実施形態の可撓性導波管における平箔糸を組紐形状に組んでなる外部導体の外観を示した外観図である。
【図１４】図１４は、第１の実施形態の可撓性導波管における外部導体の構成を示した要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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、以下に示す各実施形態は、各実施形態の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。
【００３０】
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。
【００３１】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態の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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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）。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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（可撓性導波管）５０（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。
【００３９】
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。
【００４０】
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ＡＦＥ２４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、前記可撓性導波管５０を介してＡＦＥ２４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。
【００４１】
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。
【００４２】
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ＡＦＥ２４、タイミングジェネレータＴＧ２５、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。
【００４３】
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。
【００４４】
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、前記可撓性導波管５０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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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可撓性導波管５０が内設されるが、本実施形態においては、前記可撓性導波管５０の外表面には各種信号線を内設した可撓性基板４０が配設される。
【００４８】
すなわち、図２および図５に示すように、本実施形態において前記可撓性導波管５０の外表面には可撓性基板４０が配設されるが、この可撓性基板４０には、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、それぞれ内設される。可撓性基板４０については、後に詳述する。
【００４９】
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。
【００５０】
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、前記可撓性基板４０に内設された前記電源線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。
【００５１】
＜可撓性導波管および送受信回路並びに撮像ユニットについて＞
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。
【００５２】
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誘電体混合材料を含みミリ波領域（サブミリ波を含む）で用いる可撓性導波管、当該可撓性導波管を有する画像伝送装置、当該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。
【００５３】
また、本発明は、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（可撓性導波管）による信号伝送方式を新たに提案するものでもある。
【００５４】
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。
【００５５】
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）５０（本実施形態においては、この可撓性導波管５０に可撓性基板４０が配設される）が延設されるようになっている。
【００５６】
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、可撓性導波管５０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。
【００５７】
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。
【００５８】
＜可撓性導波管および可撓性基板の構成＞
図３は、第１の実施の形態の可撓性導波管および撮像ユニットの構造を示した要部拡大斜視図であり、図４は、第１の実施の形態の可撓性導波管および撮像ユニット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の実施の形態の可撓性導波管の外表面に電源線等を含む可撓性基板を配設した状態を示した要部拡大斜視図である。なお、図３、図４においては、可撓性基板４０については省略して図示している。
【００５９】
前記ドライバＩＣ２３の基端側には、図３、図４、図５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５０の先端部および可撓性基板４０の先端部が接続されている。
【００６０】
この可撓性導波路５０（以下、導波管５０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。
【００６１】
より詳しくは、可撓性導波管５０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。
【００６２】
なお、前記可撓性導波管５０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。
【００６３】
前記可撓性導波管５０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。
【００６４】
＜可撓性導波管における内部誘電体および外部導体＞
ここで、本実施形態における前記可撓性導波管５０における内部誘電体および外部導体について詳しく説明する。
【００６５】
図９は、本発明の第１の実施形態の可撓性導波管において可撓性基板を省いて示した要部斜視図である。
【００６６】
本実施形態における可撓性導波管は、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誘電体材料を含みミリ波領域（サブミリ波を含む）で用いるものであって、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。
【００６７】
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。
【００６８】
図９に示すように、本第１の実施形態における可撓性導波管５０は、長手方向に誘電率が均一、かつ、長手方向に断面が同一形状を呈する線状の可撓性を有する内部誘電体（第１の誘電体５１、第２の誘電体５２）と、当該内部誘電体の外周を覆う位置に配設された外部導体５３と、を有する。なお、図９においては、可撓性基板４０を省いて示している。
【００６９】
なお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。
【００７０】
＜内部誘電体の構成＞
図１０は、第１の実施形態の可撓性導波管における第２の誘電体を示した要部拡大斜視図、図１１は、第１の実施形態の可撓性導波管および可撓性基板の長手方向に垂直な方向の断面を示した要部拡大断面図である。
【００７１】
前記内部誘電体は、本第１の実施形態においては、長手方向に垂直な断面において相対的に内側に位置する第１の誘電体５１と、長手方向に垂直な断面において前記第１の誘電体５１より外側に位置し（かつ、本実施形態においては、第１の誘電体５１の外周部の全周を覆うように配置され）、前記第１の誘電体５１よりも低い誘電率を備える第２の誘電体５２と、を有する。
【００７２】
また、本実施形態において前記内部誘電体は、図９に示すように、長手方向の中心に連続した管形状を呈する空間を有する第２の誘電体５２における当該空間内部に、結晶粉末により形成された第１の誘電体５１を充填することで構成される。
【００７３】
この第１の誘電体５１における前記結晶粉末は、本実施形態においては、高純度のα−Ａｌ2Ｏ3結晶粉末（本実施形態においては、住友化学株式会社製高純度アルミナＡＡ−１８、純度＝９９．９９％以上）を適用する。この高純度α−Ａｌ2Ｏ3結晶粉末は、例えば、平均直径が約１８μｍの略球状を呈する。
【００７４】
なお、図９において、第１の誘電体５１は、便宜上、棒状の固体形状のように描いているが、上述するように第１の誘電体５１はアルミナ結晶粉末であり、第２の誘電体５２における前記管形状の空間内部に充填されることで形状を保つようになっている。また、図９においては、可撓性基板４０を省いて示している。
【００７５】
一方、第２の誘電体５２は、発泡ＰＴＦＥ（ｅ−ＰＴＦＥ）により形成され、図１０に示すように、長手方向の中心には、連続した管形状を呈する空間を有する。また、第２の誘電体５２は、前記管形状の内面には連続気孔が形成される。
【００７６】
ここで前記第１の誘電体５１における高純度α−Ａｌ2Ｏ3結晶の大きさ（径）は、前記第２の誘電体５２における前記連続気孔における大きさよりも大きく、すなわち、α−Ａｌ2Ｏ3結晶は、前記連続気孔を通過し得ない。
【００７７】
＜外部導体の構成＞
図１２は、第１の実施形態の可撓性導波管における平箔糸を組紐形状に組んでなる外部導体および内部誘電体の構成を示した要部拡大断面図であり、図１３は、第１の実施形態の可撓性導波管における平箔糸を組紐形状に組んでなる外部導体の外観を示した外観図でありる。また、図１４は、第１の実施形態の可撓性導波管における外部導体の構成を示した要部断面図である。
【００７８】
本実施形態において外部導体５３は、図９、図１１、図１２等に示すように、前記内部誘電体（第１の誘電体５１および第２の誘電体５２）の外周を覆う位置に配設され、可撓性を有する筒状を呈する金属層部として構成される。具体的に外部導体５３は、帯状の複数の平箔糸により構成される。
【００７９】
この帯状の平箔糸は、図１４に示すように、延伸方向に垂直な断面が長方形断面を呈し、樹脂などの非金属物質を包含する下地層５５と、金属物質を包含する金属箔５６を有して構成される。より具体的に当該平箔糸は、下地層５５として厚さ２５μｍの樹脂フィルム（例えば、ＰＥＴ）を採用し、また、金属箔５６としては厚さ９μｍの銅箔を採用し、幅０．２ｍｍの帯状を呈して形成される。
【００８０】
また、外部導体５３は、複数（例えば、３２本）の平箔糸を、図１２および図１３に示すように円筒組紐状に組んで形成される。具体的には、前記内部誘電体における外側誘電体である第２の誘電体５２の外周面において、当該第２の誘電体５２に接する側に前記金属箔５６を配置して巻きつけられるように延在すると共に、互いの平箔糸が組紐状形態を形成するように編成されるようになっている（図１２における拡大図参照）。
【００８１】
なお、当該外部導体５３は、上述したように所定の金属層部（金属箔５６）を含み、当該金属箔５６の導電率は純銅相当の５９×１０６Ｓ／ｍに設定される。なお、ここでは導電率を一意に定めたが、本発明において金属層部の導電率は、これに限定されず、実施形態においては、導電率の良い金属層を用いることが好ましい。
【００８２】
なお、上述したように本実施形態において外部導体５３である前記平箔糸は、第２の誘電体５２に接する側に金属箔５６を配し外側に樹脂フィルム５５を有するように構成したが、これに限ることなく、金属層を含む別の形態によって（例えば金属層のみによって）構成されてもよい。
【００８３】
また、上述したように外部導体５３である複数の平箔糸を、第２の誘電体５２の外周に対して、例えば角度４５度にて巻き付けて組紐状に編み込むと、糸と糸の間に、いわゆる「製紐孔」と称される孔が生じる。図１２における拡大図に示すように、この製紐孔を符号５４で示す。
【００８４】
この製紐孔５４は、“孔”の部分においては下方側の第２の誘電体５２の表面が露出することになる。このように、本実施形態の可撓性導波管５０は、導波管の長手方向（伝搬方向）に向かって金属部分の割合が周期的に変化するように外部導体５３が形成される。換言すれば、本実施形態の可撓性導波管５０は、外部導体５３について長手方向に周期的な形状変化が生じていると共に、外部導体の抵抗（インピーダンス）分布が伝搬方向に対して所定の周期性をもって変化することとなる。
【００８５】
また、第１の誘電体５１および第２の誘電体５２における長手方向に垂直な断面形状は、以下のとおりである。
【００８６】
図１１に示すように、第２の誘電体５２は、前記第１の誘電体５１の外周部を覆う筒状であって、その内側に第１の誘電体５１の中心を配し、
その内周部は、長径ａ＝１．６６ｍｍ、短径ｂ＝０．８３ｍｍ
その外周部は、径ｒ＝２．２６ｍｍ
に設定される。
【００８７】
さらに、外部導体５３は、第２の誘電体５２の外周部に密着して覆うように配設され、その内周面は平坦であり、導電率は純銅相当の５９×１０６Ｓ／ｍに設定される。
【００８８】
なお、図１１等においては、外部導体５３は所定の厚みを持って表現されているが、上述したように、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は異なり、すなわち、当該外部導体５３は、実際には十分に薄い金属箔５６により構成される。
【００８９】
上述したように、本実施形態における第１の誘電体５１は、断面形状を維持し易く構成され、これにより、当該誘電体内部を伝送する電波の伝送モードを安定させることができるという効果を奏する。
【００９０】
さらに可撓性導波管５０は、上述したように、第１の誘電体５１において長手方向に安定した断面形状が延設されることにより、外部から印加される外力により導波管自体が曲折されたとしても当該曲折に起因する伝送損失の増大が抑えられ、結果として伝送損失量が安定するという効果を奏する。
【００９１】
一方、上述したように、本実施形態において第２の誘電体５２は、第１の誘電体５１の外周部の全周を覆うように配設され、かつ、第１の誘電体５１と金属層である外部導体５３とに挟まれる領域に配設されることを特徴とする。
【００９２】
ここで、上述したように、第２の誘電体５２は第１の誘電体５１よりも低い誘電率を備える。すなわち、第１の誘電体５１の誘電率が第２の誘電体５２の誘電率よりも高いことから、かつ、第２の誘電体５２は、第１の誘電体５１の外周部の全周を覆うように配置されることから、可撓性導波管５０内を伝送する電磁波のエネルギーを第１の誘電体５１に閉じ込めることができる。
【００９３】
その結果、本実施形態の可撓性導波管５０においては、金属層である外部導体５３体に起因する伝送損失の発生を抑えることができる。
【００９４】
＜可撓性基板の構成＞
図５は、第１の実施の形態の可撓性導波管の外表面に電源線等を含む可撓性基板を配設した状態を示した要部拡大斜視図である。また、図６は、第１の実施の形態の可撓性導波管の外表面に配設した可撓性基板と撮像ユニットとの接続部付近の状態を示した説明図である。
【００９５】
図５に示すように、本実施形態においては、前記可撓性導波管５０の外表面には各種信号線を内設した可撓性基板４０が配設される。
【００９６】
可撓性基板４０は、制御信号線４１、電源線４２およびグランド線（ＧＮＤ線）４３を内設した、厚さ約０．２ｍｍのフレキシブル基板またはストレッチャブル基板により構成される。そして可撓性基板４０は、図５に示すように、可撓性導波管５０における外部導体５３の外表面において螺旋状に巻きつけられて、当該可撓性導波管５０の長軸方向に向けて延設されている。
【００９７】
可撓性基板４０は、上述したように、厚さ約０．２ｍｍのフレキシブル基板またはストレッチャブル基板により構成されるが、自らは十分な可撓性を備える素材で構成されるようになっている。
【００９８】
また可撓性基板４０は、可撓性導波管５０の可撓性についても影響を及ぼすことのないように当該可撓性導波管５０の外表面に螺旋状に巻きつけられて延設されるようになっている。
【００９９】
本実施形態においては、上述したように外部導体５３は、複数（例えば、３２本）の平箔糸を、図１２に示すように円筒組紐状に組んで形成されるが、可撓性基板４０は、当該円筒組紐状に編まれた外部導体５３のさらに外表面に、当該外部導体５３の変位に影響を及ぼすことの無いように、螺旋状に巻きつけられるようになっている。
【０１００】
＜可撓性基板４０の曲折＞
また、図５、図６に示すように、可撓性基板４０の一端には、コネクタ端子４４が配設され、撮像ユニット２０におけるセラミック基板２８に接続されるようになっている。
【０１０１】
ここで上述したように可撓性基板４０は、可撓性導波管５０における外部導体５３の外表面において螺旋状に巻きつけられて延設されるが、その一端部（撮像ユニット２０との接続側）は、図５、図６に示すように、一定の折り曲げ角度によって折り曲げられた後、当該曲折部分より先端側に設けられたコネクタ端子４４が、セラミック基板２８に接続されるようになっている。
【０１０２】
本実施形態においては、可撓性導波管５０の長軸方向とコネクタ端子４４の側面とが平行となるように可撓性基板４０を折り曲げる。具体的には、図６に示すように、可撓性基板４０が外部導体５３に螺旋状に巻きつけられる角度（可撓性基板４０の巻きつけ角度）をα、可撓性基板４０が折り曲げられる角度（可撓性基板４０の折り曲げ角度）をβとすると、
折り曲げ角度β＝巻きつけ角度α／２
の関係を有するように、可撓性基板４０を折り曲げる。
【０１０３】
また、可撓性基板４０を折り曲げた際、可撓性基板４０における裏面の端と表面の端とが重なることになるが、この重なる部分の角度をγとするとき、
γ＝巻きつけ角度α
となるように可撓性基板４０を折り曲げてもよい。
【０１０４】
このように可撓性基板４０を折り曲げることで、可撓性導波管５０と図示しない導波管のコネクタとの取り付け方向と、可撓性基板４０と図示しない可撓性基板のコネクタとの取り付け方向と、が同一になるため、例えば、内視鏡先端部など、少ない体積で可撓性基板４０と可撓性導波管５０とを接続することができる。
【０１０５】
また、可撓性導波管５０と可撓性基板４０との接続部分が平行になることから、取り付け後に可撓性基板４０と可撓性導波管５０とに加わるストレスは同じとなり、コネクタ接続後、どちらか一方にストレスが加わることがなく、コネクトが外れてしまうような接続不良の要因も解消できる。
【０１０６】
＜可撓性基板４０の周期的配置および固定＞
図７は、第１の実施の形態の可撓性導波管の外表面において可撓性基板が周期的に巻回される様子および接着剤による固定位置を示した説明図、図８は、第１の実施の形態の可撓性導波管の外表面に配設した可撓性基板と撮像ユニットとの接続部付近における接着状態を示した説明図である。
【０１０７】
図７に示すように、可撓性基板４０は、可撓性導波管５０における外部導体５３の外表面において、周期的なピッチを確保した状態で螺旋状に巻回される。
【０１０８】
ここで、可撓性基板４０は、上述したように自らは十分な可撓性を備える素材で構成される一方で、反発性を有することから可撓性導波管５０に巻きつけたとしても、当該可撓性導波管５０に固定しなければ可撓性導波管５０から分離してしまうことになる。
【０１０９】
本実施形態の可撓性基板４０は係る事情に鑑み、巻き付く対象である可撓性導波管５０（外部導体５３）の変位に影響を及ぼすことの無いように、図７に示す如く、長手方向に一定の間隔において接着剤６１により外部導体５３に固定するようになっている。
【０１１０】
一方で、可撓性基板４０は、その一端部に配設した前記コネクタ端子４４を撮像ユニットにおけるセラミック基板２８の端子部に接続しなければならないため、ある程度の自由度を要する。
【０１１１】
係る事情に鑑み本実施形態の可撓性基板４０は、図８に示すように、可撓性基板４０における前記曲折部分より基端側において、接着剤６１により外部導体５３に固定し、当該曲折部分より先端側は自由端部となるように形成されている。
【０１１２】
これにより、可撓性基板４０を図示しないコネクタに接続する際、当該可撓性基板４０自体に自由度があるため容易に接続することができる。
【０１１３】
一方、可撓性基板４０に内設された制御信号線４１は、ビデオプロセッサ３の画像信号処理回路３１から延設され、例えば、撮像素子２２に供給するための所定の制御信号（例えば、クロック信号、同期信号等）を伝送する信号線である。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、当該制御信号線４１を介して上述した所定の制御信号（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。
【０１１４】
なお、上述した制御信号（クロック信号、同期信号）は、可撓性導波管５０内を電波により伝送する高速の画像信号に比べると比較的低速の信号であるといえる。
【０１１５】
さらに、可撓性基板４０に内設された電源線４２およびグランド線（ＧＮＤ線）４３は、ビデオプロセッサ３の電源供給回路３２から延設され、可撓性導波管５０の先端側に配設された撮像素子２２、ドライバＩＣ２３に接続される。そして、内視鏡２におけるこれら撮像素子２２およびドライバＩＣ２３における各回路には、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。
【０１１６】
なお、可撓性基板４０における前記制御信号線４１、前記電源線４２およびグランド線（ＧＮＤ線）４３は、その基端側において、図５においては図示しないが所定のコネクタ端子を介してビデオプロセッサ３の画像信号処理回路３１に接続される。
一方、前記制御信号線４１、前記電源線４２およびグランド線（ＧＮＤ線）４３の先端側は、図５に示すように、所定のコネクタ端子４４により、セラミック基板２８における端子部に接続される。
【０１１７】
以上説明したように、本実施形態の可撓性導波管５０は、制御信号線４１、電源線４２およびグランド線（ＧＮＤ線）４３を内設した、厚さ約０．２ｍｍのフレキシブル基板またはストレッチャブル基板により構成される可撓性基板４０を、可撓性導波管５０における外部導体５３の外表面において螺旋状に巻きつけるように延設したので、可撓性導波管５０の可撓性に影響を及ぼさずに、可撓性導波管５０の細径化を図ることができる。
【０１１８】
さらに本実施形態の可撓性基板４０を配設した可撓性導波管５０は、制御信号線４１、電源線４２およびグランド線（ＧＮＤ線）４３等のケーブルを、撮像ユニット２０に別途接合する等の手間を省くことができるので、工数を大幅に軽減することができる。
【０１１９】
なお、上述した実施形態においては、可撓性基板４０を可撓性導波管５０の外表面に巻きつけるように配設するが、可撓性導波管５０を含む内視鏡システム１において、例えば光ファイバによる伝送経路を備える内視鏡システムに対しても、可撓性基板４０を当該光ファイバの外表面に巻きつけるように配設することもできる。
【０１２０】
＜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。
【０１２１】
上述した第１の実施形態は、上述の如き可撓性導波管を内視鏡に適用したが、本第２の実施形態は、上述の如き可撓性導波管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。
【０１２２】
この第２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。
【０１２３】
さらに、本第２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。
【０１２４】
上記の第１の実施形態として説明した誘電体材料を含む可撓性導波管は、斯様な条件を要する第２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。
【０１２５】
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。
【符号の説明】
【０１２６】
１：内視鏡システム
２：内視鏡
３：ビデオプロセッサ
６：挿入部
７：操作部
８：ユニバーサルコード
１０：先端硬性部
２０：撮像ユニット
２１：撮像光学系
２２：撮像素子
２３：ドライバＩＣ
２６：送受信回路
２７：送受信アンテナ
３３：送受信回路
３４：送受信アンテナ
４０：可撓性基板
４１：制御信号線
４２：電源線
４３：ＧＮＤ線
４４：コネクタ端子
５０：可撓性導波管（導波路）
５１：内部誘電体（第１の誘電体）
５２：内部誘電体（第２の誘電体）
５３：外部導体
５４：製紐孔
【図１】
2020017921.tif 000003
【図２】
2020017921.tif 000004
【図３】
2020017921.tif 000005
【図４】
2020017921.tif 000006
【図５】
2020017921.tif 000007
【図６】
2020017921.tif 000008
【図７】
2020017921.tif 000009
【図８】
2020017921.tif 000010
【図９】
2020017921.tif 000011
【図１０】
2020017921.tif 000012
【図１１】
2020017921.tif 000013
【図１２】
2020017921.tif 000014
【図１３】
2020017921.tif 000015
【図１４】
2020017921.tif 000016