(57)【要約】【課題】ミリ波を用いることで、光通信コネクタが有する位置決め精度の問題や、塵、埃の付着による通信断裂の問題を排除しつつ、ミリ波コネクタ特有の設計上の制約を緩和することができる電気コネクタを提供する。【解決手段】電気コネクタ１１は、ミリ波によるＧｂｐｓ以上の高速通信接続を行う電気コネクタ１１であって、ミリ波電波を送信または受信するためのミリ波回路を備えたミリ波ユニット２４と、送信または受信した前記ミリ波電波を伝送する可撓性導波管２８と、を有する。【選択図】図４
2020110307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミリ波によるＧｂｐｓ以上の高速通信接続を行う電気コネクタであって、
ミリ波電波を送信または受信するためのミリ波回路を備えたミリ波ユニットと、
送信または受信した前記ミリ波電波を伝送する可撓性導波管と、
を有することを特徴とする電気コネクタ。
【請求項２】
前記ミリ波回路を備えた前記ミリ波ユニットと、前記可撓性導波管の一端とを接続するモード変換器と、
前記可撓性導波管の他端に接続もしくは形成された電波放射部と、
を有し、
前記電波放射部は、前記可撓性導波管によって伝送された前記ミリ波電波を放射することを特徴とする請求項１に記載の電気コネクタ。
【請求項３】
コネクタ受け部との接続を検知する接続検知機構と、
前記接続検知機構により前記コネクタ受け部との接続が検知されたときのみ、前記ミリ波電波を放射するように制御する放射制御機構を備えた制御回路と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の電気コネクタ。
【請求項４】
前記電波放射部の周囲は、電波の吸収が大きな部材により構成されていることを特徴とする請求項２に記載の電気コネクタ。
【請求項５】
前記電波放射部の電波放射側端部に、前記可撓性導波管の内部に配された誘電体よりも硬く、耐水性および耐薬品性の優れた硬質誘電体を配したことを特徴とする請求項２に記載の電気コネクタ。
【請求項６】
前記電気コネクタおよびコネクタ受け部の有する電波放射部の端部に前記硬質誘電体が配されると共に、前記硬質誘電体の長さの和が、前記電波放射部の内部を伝送するミリ波電波の波長λｇに対して、ミリ波電波伝送方向にλｇ／２の整数倍の長さを有するように、前記硬質誘電体の長さを決定したことを特徴とする請求項５に記載の電気コネクタ。
【請求項７】
前記電波放射部は、ホーンアンテナにより構成されていることを特徴とする請求項２に記載の電気コネクタ。
【請求項８】
前記ホーンアンテナから放射された前記ミリ波電波の伝送経路の内周面は、電波の吸収が小さい部材により構成されていることを特徴とする請求項７に記載の電気コネクタ。
【請求項９】
前記ミリ波電波の前記伝送経路の周囲は、電波の吸収が大きな部材により構成されていることを特徴とする請求項８に記載の電気コネクタ。
【請求項１０】
複数の信号の接続を行う複合コネクタであって、
請求項１から請求項９のいずれか１つに記載の前記電気コネクタによる前記ミリ波の接続を行うことを特徴とする複合コネクタ。
【請求項１１】
前記ミリ波以外の信号を処理するための信号処理回路を有する処理基板を有し、
前記ミリ波回路を備える前記ミリ波ユニットは、前記処理基板上に設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の複合コネクタ。
【請求項１２】
生体の検査または処置に用いる内視鏡であって、
請求項１から請求項９のいずれか１つに記載の電気コネクタを有することを特徴とする内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミリ波を用いた高速通信を行う電気コネクタ、複合コネクタ及び内視鏡に関する。
【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】
この結果として、大量のデータが電気信号としてコネクタを介して高速に送受信する必要性が生じるようになった。例えば、上述した高精細／大容量映像の伝送では、情報伝送速度は少なくとも３Ｇｂｐｓ程度以上を確保する必要がある。また、より臨場感のある映像を伝送する場合、例えば、輝度情報を増やしたり毎秒当たりのフレーム数を増やしたりする映像を伝送する場合には、５０Ｇｂｐｓを超えるような情報伝送速度さえ求められるようになっている。
【０００５】
ところで、多くのユニットを持つような機器、一部を取り外して処理（例えば洗浄／滅菌、定期修理）が必要な機器、あるいは、分解しての運搬が必要とされる機器等、ユニット同士の分離／接続を繰り返し行うことが不可避な機器・システムが存在する。これらの機器・システムにおいても、上述したＧｂｐｓ以上の高速通信が必要とされ、同じく上述したＧｂｐｓ以上の通信線路を接続するためのコネクタも必要とされる。
【０００６】
例えば、特開２０１７−１７４５１５号公報には、メタル線を用いて電気信号を伝送する場合のコネクタが開示され、通信速度が速くなる場合に生じ易い接続部分のインピーダンス不整合や線路間のクロストークを低減する方法が開示されている。
【０００７】
また、特許第６１４６５８０号公報には、光通信用コネクタが開示されている。光通信は高速通信に適しており、光通信用コネクタは上述したＧｂｐｓ以上での接続及び高速通信を実現することができる。
【０００８】
また、特開２０１０−１６０９７８号公報には、ミリ波電波を用いたコネクタが開示されている。このコネクタは、ミリ波電波の特性を生かすことで上述したＧｂｐｓ以上の高速通信を可能としている。
【０００９】
また、特開２０１５−１１５７０６号公報には、アンテナ基板と信号処理用のメイン基板とを別体で構成し、アンテナ基板をメイン基板に積層して一体化した際、アンテナ基板が振動により破損することを防止するミリ波アンテナ装置が開示されている。これにより、ミリ波特有の技術課題を解決することで、近年急速にミリ波電波の実用性が高まっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１７−１７４５１５号公報
【特許文献２】特許第６１４６５８０号公報
【特許文献３】特開２０１０−１６０９７８号公報
【特許文献４】特開２０１５−１１５７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特開２０１７−１７４５１５号公報の電気信号をメタル線によって伝送する場合のコネクタでは、情報伝送速度が速くなればなるほど、接続部分のインピーダンス不整合や線路間のクロストークといった問題が生じ易く、これら問題を避けるための制約条件は非常に厳しくなっている。これら制約条件によって、コネクタの設計は非常に難しいものとなっており、通信速度が速い場合には、接続そのものが実現不可能な場合も生じるようになっている。
【００１２】
また、特許第６１４６５８０号公報には、高速通信に適した光通信用コネクタが開示されているが、光通信の光電／電光変換素子が高価なことに加えて、その伝送線路である光ファイバの接続には高精度な位置決めが必要となるため、安価なコネクタを実現するのが難しいという問題がある。
【００１３】
また、上述したユニット同士の分離／接続を繰り返し行うことが不可避な機器・システムが存在することを考慮すると、光通信用コネクタは脱着を繰り返す場合に摩耗等の発生により位置決め精度を維持することが難しい。さらに、光通信用コネクタは、脱着の際に接続部に塵・埃が付着すると通信が断絶されるという問題もあり、全体として安定した通信を維持することが難しいという問題がある。
【００１４】
また、特開２０１０−１６０９７８号公報に開示されているミリ波電波を用いたコネクタは、光通信用コネクタにあるような位置決め精度の問題や、塵・埃の付着による通信断裂の虞はほとんど無く、上述したユニット同士の分離／接続を繰り返し行うことが不可避な機器・システムに非常に有用である。
【００１５】
しかしながら、ミリ波電波を用いたコネクタでは、特開２０１５−１１５７０６号公報に詳述されるように、一般にはミリ波送受信回路とアンテナとを一体化する必要あり、コネクタ設計上の制約が大きいという問題がある。
【００１６】
この設計上の制約は、特に複数線路の接続を同時に行うコネクタや、異種線路の接続を同時に行う複合コネクタにおいて、自由な形状を採用しにくいという問題やコネクタが肥大化しやすいという問題を生じる。加えて、コネクタ内部に配置されたアンテナから放射された電波は機器周辺にも伝搬しやすいことから、利用する機器を無線機器として扱う必要が生じ、電波法に従った取り扱いを要するという問題もある。
【００１７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ミリ波を用いることで、光通信コネクタが有する位置決め精度の問題や、塵、埃の付着による通信断裂の問題を排除しつつ、ミリ波コネクタ特有の設計上の制約を緩和することができる電気コネクタ、複合コネクタ及び内視鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の一態様の電気コネクタは、ミリ波によるＧｂｐｓ以上の高速通信接続を行う電気コネクタであって、ミリ波電波を送信または受信するためのミリ波回路を備えたミリ波ユニットと、送信または受信した前記ミリ波電波を伝送する可撓性導波管と、を有する。
【００１９】
また、本発明の一態様の複合コネクタは、複数の信号の接続を行う複合コネクタであって、前記電気コネクタによる前記ミリ波の接続を行う。
【００２０】
また、本発明の一態様の内視鏡は、生体の検査または処置に用いる内視鏡であって、前記電気コネクタを有する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の電気コネクタ、複合コネクタ及び内視鏡によれば、ミリ波を用いることで、光通信コネクタが有する位置決め精度の問題や、塵、埃の付着による通信断裂の問題を排除しつつ、ミリ波コネクタ特有の設計上の制約を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施形態に係る可撓性導波管を有するコネクタを備えた内視鏡システムの全体構成の一例を示す全体構成図である。
【図２】第１の実施形態に係る電気コネクタの構成の一例を示す断面図である。
【図３】第１の実施形態に係るプロセッサのコネクタ受け部の一例を示す断面図である。
【図４】第１の実施形態に係る内視鏡の電気コネクタとプロセッサのコネクタ受け部との接続状態の一例を示す断面図である。
【図５】第２の実施形態に係る電気コネクタの構成の一例を示す断面図である。
【図６】第２の実施形態に係るコネクタ受け部の一例を示す断面図である。
【図７】第３の実施形態に係る電気コネクタの構成の一例を示す断面図である。
【図８】第３の実施形態に係るコネクタ受け部の一例を示す断面図である。
【図９】第３の実施形態に係る内視鏡の電気コネクタとプロセッサのコネクタ受け部との接続状態の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。  
なお、以下に示す各実施形態は、可撓性導波管を有するコネクタを備えた内視鏡システムを例に説明するものとする。
【００２４】
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。さらに、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。
【００２５】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る可撓性導波管を有するコネクタを備えた内視鏡システムの全体構成の一例を示す全体構成図である。
【００２６】
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検体Ｐの体内画像を撮像し、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における撮像部から出力される画像信号に対して所定の画像信号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の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、を主に備えて構成されている。
【００２７】
内視鏡２は、先端部に撮像素子を有する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から延出する複合ケーブルであるユニバーサルケーブル８と、ユニバーサルケーブル８の延出端に配設された光源コネクタ９と、光源コネクタ９の側部から延出する信号ケーブル１０と、信号ケーブル１０の延出端に配設された電気コネクタ１１と、を有して構成されている。そして、光源コネクタ９は、光源装置４に着脱自在に接続される。また、電気コネクタ１１は、ビデオプロセッサ３のコネクタ受け部４０（図３及び図４参照）に着脱自在に接続されている。
【００２８】
挿入部６は、先端に配設された先端部１２と、先端部１２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１３と、湾曲部１３の基端側に配設され、操作部７の先端側に接続される可撓性を有する可撓管部１４と、が連設されて構成されている。先端部１２には、被検体の画像情報を取得するための撮像部が設けられている。
【００２９】
ビデオプロセッサ３は、内視鏡システム１の全体の制御を行う。例えば、ビデオプロセッサ３は、光源装置４が出射する照明光を切り替えたり、内視鏡２の撮像モードを切り替えたりする制御を行う。
【００３０】
また、ビデオプロセッサ３は、内視鏡２が撮像した画像データに所定の画像処理を施して画像信号を生成し、生成した画像信号を表示装置５に出力する。これにより、表示装置５は、ビデオプロセッサ３が生成した画像信号に対応する画像を表示する。
【００３１】
光源装置４は、内視鏡２内に設けられたライトガイド（不図示）に、照明光を供給するものである。即ち、本実施形態の内視鏡２のユニバーサルケーブル８、操作部７、及び、挿入部６内には、ライトガイドが配設されており、このライトガイドを介して、光源装置４は、先端部１２の照明窓を構成する照明光学系まで照明光を供給する。この照明光は、照明光学系によって発散されて被検部位を照明する。
【００３２】
図２は、第１の実施形態に係る電気コネクタの構成の一例を示す断面図であり、図３は、第１の実施形態に係るプロセッサのコネクタ受け部の一例を示す断面図である。
【００３３】
電気コネクタ１１は、ミリ波によるＧｂｐｓ以上の高速通信接続を行うコネクタである。電気コネクタ１１は、内部に処理基板２１を備える。複合ケーブルである信号ケーブル１０は、複数のケーブルを備える。信号ケーブル１０を構成する各ケーブルは、例えば半田付けされることにより処理基板２１に電気的に接続されている。
【００３４】
処理基板２１には、各種信号処理を行うための信号処理回路２２と、放射制御機構を含む制御回路２３と、ミリ波電波を送信または受信するためのミリ波回路を備えたミリ波ユニット２４とが配設されている。
【００３５】
このように、電気コネクタ１１は、複数の信号の接続を行う複合コネクタであって、コネクタ受け部４０との間でミリ波以外の信号の接続とミリ波電波の信号の接続とを行う。処理基板２１に設けられた信号処理回路２２は、ミリ波以外の信号を処理する。そして、処理基板２１に設けられたミリ波ユニット２４によってミリ波電波の信号を処理する。より具体的には、信号処理回路２２は、ビデオプロセッサ３により生成された、撮像素子を駆動するための駆動信号等を信号処理し、挿入部６の先端部１２に設けられた撮像素子に出力する。また、ミリ波ユニット２４は、撮像素子から供給された撮像信号をミリ波電波の信号に変換し、ビデオプロセッサ３のコネクタ受け部４０に出力する。
【００３６】
また、電気コネクタ１１は、ミリ波ユニット２４により送信または受信したミリ波電波を伝送するための可撓性導波管２８を内部に有して構成されている。さらに、処理基板２１には、ミリ波ユニット２４に含まれるミリ波回路と可撓性導波管２８の一端とを接続するモード変換器２５が配設されている。一方、可撓性導波管２８の他端には、電波放射部を構成する金属導波管３０が接続もしくは形成されている。
【００３７】
本実施形態の可撓性導波管２８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内部誘電体２６と、内部誘電体２６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金属層である外導体２７とを有する。
【００３８】
また、金属導波管３０は、円筒形状の金属部材２９を有し、この金属部材２９に上述した内部誘電体２６が挿通されて形成されている。ミリ波電波の接続は、電気コネクタ１１の金属導波管３０とコネクタ受け部４０の金属導波管４３（図３及び図４参照）との接触により行う。また、電気コネクタ１１は、処理基板２１に接続された複数の金属電極３１を備える。
【００３９】
図３に示すように、コネクタ受け部４０は、金属導波管４３を備える。金属導波管４３は、円筒形状の金属部材４２を有し、この金属部材４２に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４１が挿通されて形成されている。
【００４０】
また、金属導波管４３の基端側には可撓性導波管４５を備える。可撓性導波管４５は、可撓性を有する筒状により形成された金属層である外導体４４が上述した内部誘電体４１の外周を覆う位置に配設されて形成されている。
【００４１】
また、コネクタ受け部４０は、電気コネクタ１１がコネクタ受け部４０に接続された際に、電気コネクタ１１が接続された状態を保持するとともに、電気コネクタ１１の金属導波管４３をコネクタ受け部４０の金属導波管４３に押圧する接続保持・押圧機構４６を備える。
【００４２】
さらに、コネクタ受け部４０は、処理基板４７を備える。処理基板４７には、各種信号処理を行うための信号処理回路４８が配設されている。また、コネクタ受け部４０は、処理基板４７に接続された複数の金属電極５０を備える。ここでコネクタ受け部４０の処理基板４７は、電気コネクタ１１とコネクタ受け部４０とが接続された際に、電気コネクタ１１の処理基板２１に金属電極５０を介して接続されるように構成されている。これにより、ビデオプロセッサ３により生成された、撮像素子を駆動するための駆動信号等が電気コネクタ１１に供給される。
【００４３】
複合ケーブルである信号ケーブル４９は、複数のケーブルを備える。信号ケーブル４９を構成する各ケーブルは、例えば半田付けされることにより処理基板４７に電気的に接続されている。
【００４４】
次に、このように構成された電気コネクタ１１とコネクタ受け部４０とが接続された際の作用について説明する。
【００４５】
図４は、第１の実施形態に係る内視鏡の電気コネクタとプロセッサのコネクタ受け部との接続状態の一例を示す断面図である。
【００４６】
図４の例は、コネクタプラグである電気コネクタ１１と、コネクタレセクタプルであるコネクタ受け部４０とが接続された状態である。電気コネクタ１１とコネクタ受け部４０とが接続されると、電気コネクタ１１の金属電極３１と、コネクタ受け部４０の金属電極５０とが接続状態（導通状態）となり、制御回路２３の放射制御機構は、電気コネクタ１１とコネクタ受け部４０とが接続状態にあることを検知することができる。このように、金属電極３１は、コネクタ受け部４０との接続を検知するための接続検知機構を構成する。
【００４７】
制御回路２３の放射制御機構によって電気コネクタ１１とコネクタ受け部４０とが接続状態にあることが検知されると、処理基板２１のミリ波ユニット２４によりミリ波信号が生成され、モード変換器２５及び可撓性導波管２８を介して金属導波管３０にミリ波信号が伝送される。金属導波管３０は、コネクタ受け部４０が有する金属導波管４３に接続され、電気コネクタ１１とコネクタ受け部４０との間でミリ波での通信が可能となる。
【００４８】
電気コネクタ１１の金属導波管３０とコネクタ受け部４０の金属導波管４３とは面で接触するとともに、接続保持・押圧機構４６によって押圧されるため、金属導波管３０と金属導波管４３との接触面が接触状態に保たれ、接触面からミリ波が漏洩することを最小限に抑えることができる。
【００４９】
さらに、電気コネクタ１１の金属導波管３０の周囲と、コネクタ受け部４０の金属導波管４３の周囲とは、電波の吸収が大きな部材（高ｔａｎδ部材）により構成されているため、金属導波管３０と金属導波管４３との接触面からミリ波電波が漏洩した場合でも、ミリ波電波が電気コネクタ１１及びコネクタ受け部４０の外部に漏洩することがない。なお、電気コネクタ１１の金属導波管３０の周囲と、コネクタ受け部４０の金属導波管４３の周囲とに限定されることなく、例えば、電気コネクタ１１及びコネクタ受け部４０を電波の吸収が大きな部材（高ｔａｎδ部材）により構成してもよい。
【００５０】
さらにまた、電気コネクタ１１が備える制御回路２３の放射制御機構は、金属電極３１と金属電極５０との導通を介して電気コネクタ１１とコネクタ受け部４０との接続を検知したときのみ、ミリ波ユニット２４を制御してミリ波信号を生成し、ミリ波を利用した通信を行う。即ち、放射制御機構によって金属電極３１と金属電極５０との導通が検知されていない場合には、ミリ波ユニット２４によってミリ波信号の電波が放射されることはない。この結果、通信に用いるミリ波電波が電気コネクタ１１から外部に漏洩することがない。
【００５１】
以上のように、本実施形態の電気コネクタ１１は、可撓性導波管２８を用いるとともに、金属導波管３０を用いてコネクタ受け部４０の金属導波管４３との接続し、ミリ波による通信を行うようにすることで、ミリ波回路を備えたミリ波ユニット２４の配置に関わる制約を大幅に緩和することができる。すなわち、本実施形態の電気コネクタ１１は、ミリ波電波による高速通信と電気コネクタ１１の構造の自由度を両立している。
【００５２】
よって、本実施形態の電気コネクタによれば、ミリ波を用いることで、光通信コネクタが有する位置決め精度の問題や、塵、埃の付着による通信断裂の問題を排除しつつ、ミリ波コネクタ特有の設計上の制約を緩和することができる。
【００５３】
また、本実施形態では、電気コネクタ１１は、コネクタ受け部４０に接続された状態でのみミリ波電波を生成し、コネクタ受け部４０に接続されていない状態ではミリ波電波を生成しないため、ミリ波電波が漏洩することがない。さらに、電気コネクタ１１及びコネクタ受け部４０は電波の吸収が大きな部材（高ｔａｎδ部材）により構成されるため、電気コネクタ１１がコネクタ受け部４０に接続された状態ではミリ波電波が漏洩することがない。この結果、本実施形態の電気コネクタ１１は、ミリ波電波が機器周辺に放射されることのないミリ波コネクタを実現することができる。
【００５４】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。
【００５５】
図５は、第２の実施形態に係る電気コネクタの構成の一例を示す断面図であり、図６は、第２の実施形態に係るコネクタ受け部の一例を示す断面図である。なお、図５及び図６において、それぞれ図２及び図３と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００５６】
図５に示すように、本実施形態の電気コネクタ１１Ａにおける金属導波管３０は、その先端部に硬質誘電体３２を有して構成されている。なお、電気コネクタ１１Ａにおけるその他構成（円筒形状の金属部材２９を有し、この金属部材２９に上述した内部誘電体２６が挿通されて形成されている）は、第１の実施形態と同一であり、硬質誘電体３２と内部誘電体２６とは隙間なく密着している。ここで、硬質誘電体３２は、金属導波管３０が伝送するミリ波電波が金属導波管３０の内部で有する波長（以下、管内波長という）λｇに対して、ミリ波電波伝送方向に１／４の長さ（λｇ／４）を有する。
【００５７】
また、図６に示すように、コネクタ受け部４０Ａにおける金属導波管４３は、その先端部に硬質誘電体５１を有して構成されている。なお、コネクタ受け部４０Ａにおけるその他構成（円筒形状の金属部材４２を有し、この金属部材４２に上述した内部誘電体４１が挿通されて形成されている）は、第１の実施形態と同一であり、硬質誘電体３２と内部誘電体２６とは隙間なく密着している。ここで、硬質誘電体５１は、金属導波管４３が伝送するミリ波電波が金属導波管４３の内部で有する波長（以下、管内波長という）λｇに対して、ミリ波電波伝送方向に１／４の長さ（λｇ／４）を有する。
【００５８】
なお、硬質誘電体３２および５１は、前記内部誘電体２６および４１と異なり可撓性を有する必要が無いが、内部誘電体２６および４１よりも高い耐水性および耐薬品性を有するとともに、導波管の内部に配するにおいて十分に誘電損失ｔａｎδの小さい誘電体である。また、硬質誘電体３２および５１は同じ材質（少なくとも誘電率が概略等しい誘電体）から成る。
【００５９】
次に、このように構成された電気コネクタ１１Ａとコネクタ受け部４０Ａの作用について説明する。
【００６０】
電気コネクタ１１Ａは前述したように、図１に示す内視鏡２をビデオプロセッサ３に接続するためのコネクタである。内視鏡２は、図１に示すような形で人体に挿入されるが、内視鏡２を繰り返し使用する場合には、使用時点において清浄な状態を実現するために、前回の使用後には洗浄処理および滅菌処理を行う必要がある。
【００６１】
この洗浄処理および滅菌処理では一般に、電気コネクタ１１Ａを含めた内視鏡２の全体を、洗浄液や滅菌液に曝す処理が行われることが多い。この時、本実施形態の形態においては、洗浄液や滅菌液に曝されうる外面に高い耐水性および耐薬品性を有した硬質誘電体３２が配されるため、電気コネクタ１１Ａはミリ波電波が伝送する経路の劣化を避けやすく、その通信性能を維持しやすい。
【００６２】
即ち、本実施形態の電気コネクタ１１Ａは、可撓性の制約なく、耐水性および耐薬品性の高さを優先して材料を選択した硬質誘電体３２を有することで、安定した通信性能を実現している。
【００６３】
ここで、コネクタ受け部４０Ａについて考えると、コネクタ受け部４０Ａは電気コネクタ１１Ａと異なり、一般に洗浄液や滅菌液に曝される機会は少ないと言える。しかし、実使用場面においては、内視鏡２は洗浄後に軽く水分や薬液を除去した程度で使用に供される場合は多く、水分や薬液に曝される機会は思いのほか多い。
【００６４】
即ち、電気コネクタ１１Ａが濡れた状態でも利用できるようにすることは、内視鏡システム１の利用しやすさの向上につながるが、本実施形態のコネクタ受け部４０Ａによれば、接続端に高い耐水性および耐薬品性を有した硬質誘電体５１が配されるため、電気コネクタ１１Ａが濡れた状態で利用しても機器の劣化が起き難く、利便性を向上することができる。
【００６５】
ただし、硬質誘電体３２および５１に十分な耐水性および耐薬品性を付与するには密度の高い誘電体材料を選定せざるを得ず、伝送特性の向上に重きを置いて特性の最適を行う内部誘電体２６、４１とは、結果として誘電率が異なる材料を選定する場合が多いことに留意する必要がある。
【００６６】
導波管の内部に配する誘電体として誘電率の異なる誘電体を連続して配すると、その接続点において内部を伝送するミリ波電波に反射（伝送ロス）を生じてしまう。この原理については成書に譲りここで詳述は避けるが、簡単に説明すると、内部に配する誘電体の誘電率の変化点で導波管の特性インピーダンスが変化するために起きる反射に起因する伝送ロスであり、一般に知られる事象である。即ち、硬質誘電体３２および５１を金属導波管３０および４３の先端部に配することは、前述の通り通信性能の安定や利便性の向上において効果があるが、同時にコネクタの接続における伝送ロスを増加する懸念が生じてしまう。
【００６７】
この懸念は本発明者が行った検討の結果、硬質誘電体３２および５１のミリ波電波伝送方向の長さを足し合わせた値を、λｇに対して１／２の整数倍とすることで大きく改善できることが判った。なお、本実施形態においては、硬質誘電体３２および５１がそれぞれλｇ／４の長さを持つため、足し合わせた長さはλｇ／２となる。
【００６８】
本実施形態においては、電気コネクタ１１Ａとコネクタ受け部４０Ａとが接続されたとき、電気コネクタ１１Ａの金属導波管３０とコネクタ受け部４０Ａの金属導波管４３とも対向面が接触し、接続する。硬質誘電体３２および５１はそれぞれの先端部に配されるため、互いに接触して一体化するが、このとき前述した内部誘電体２６および４１と硬質誘電体３２および５１の２つの接続点の間隔がλｇ／２となる。この状態において、二つの接続点（反射点）で生じるミリ波の反射波は、互いに多重に干渉するが、この多重干渉はそれぞれの反射を打ち消すように働く。結果として、コネクタの接続における伝送ロス増加を発生させることが無くなる。
【００６９】
即ち、硬質誘電体３２および５１の厚さ（ミリ波電波伝送方向の厚さ）は、十分な耐水性および耐薬品性を発揮できる厚さにすれば、通信性能の安定や利便性の向上においての効果を得ることができるものの、この厚さを更にミリ波電波伝送方向の長さを足し合わせた値を、λｇに対して１／２の整数倍とすることで、懸念点であった伝送特性の劣化をも防ぐことが可能となる。
【００７０】
なお、前記の効果は、硬質誘電体３２および５１の合計の長さがλｇ／２の整数倍であれば為される。即ち、硬質誘電体３２および５１のそれぞれの長さは、前記伝送特性の改善に影響が無く、たとえば十分な耐水性および耐薬品性を付与する為に必要な厚さを考慮して決めるべき設計要件である。
【００７１】
上記に説明したように、本実施形態の電気コネクタによれば、第１の実施形態と同様に、ミリ波を用いることで、光通信コネクタが有する位置決め精度の問題や、塵、埃の付着による通信断裂の問題を排除しつつ、耐水性および耐薬品性を向上して通信性能の安定や利便性の向上を図ることができる。
【００７２】
内部誘電体２６および４１と硬質誘電体３２および５１との接続は、誘電率が前記二つの誘電体と略等しい接着手段により接続することにより、振動や外力によって内部誘電体２６および４１と硬質誘電体３２および５１との接続部が離れてしまう現象が発生せず、良好な導波特性を持たせることができる。
【００７３】
また、金属部材２９および４２は、硬質誘電体３２および５１と誘電率が略等しい接着手段により硬質誘電体３２および５１と接着させることにより、振動などでの硬質誘電体３２および５１の脱落やズレを生じることなく設置されるので、良好な導波特性を常に持たせることができる。
【００７４】
さらに、金属部材２９及び４２は、内部誘電体２６および４１と誘電率が略等しい接着手段より内部誘電体２６および４１と接着させることにより、内部誘電体２６および４１が金属部材２９および４２から離れる方向に力が加わった状態でも金属部材２９および４２内部の内部誘電体２６および４１はズレを生じることなく設置されるので、良好な導波特性を常に持たせることができる。
【００７５】
このようにコネクタ部（電気コネクタ１１Ａおよびコネクタ受け部４０Ａ）近傍の誘電体を電波反射体と接着することで、コネクタ部近傍に外力が加わった状態でも誘電体の位置は変わることはないので、コネクタ部の導波特性を良好に保つことができる。
【００７６】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。
【００７７】
図７は、第３の実施形態に係る電気コネクタの構成の一例を示す断面図であり、図８は、第３の実施形態に係るコネクタ受け部の一例を示す断面図である。なお、図７及び図８において、それぞれ図２及び図３と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００７８】
図７に示すように、電気コネクタ１１Ｂは、金属導波管３０の先端側に円錐台形状のホーンを備えたホーンアンテナ６１を有して構成されている。ホーンアンテナ６１は、ミリ波電波を放射する電波放射部を構成する。また、ホーンアンテナ６１から放射されたミリ波電波を伝送する伝送経路に配された伝送部材６２は、電波の吸収が小さい部材（低ｔａｎδ部材）により構成されている。そして、伝送部材６２の周囲は、電波の吸収が大きな部材（高ｔａｎδ部材）により構成されている。
【００７９】
図８に示すように、コネクタ受け部４０Ｂは、電気コネクタ１１Ｂのホーンアンテナ６１に対向する位置に円錐台形状のホーンを備えたホーンアンテナ７１を有して構成されている。ホーンアンテナ７１は、電気コネクタ１１Ｂのホーンアンテナ６１から放射されたミリ波電を受信する。また、電気コネクタ１１Ｂのホーンアンテナ６１から放射されたミリ波電波を伝送する伝送経路に配された伝送部材７２は、電波の吸収が小さい部材（低ｔａｎδ部材）により構成されている。そして、伝送部材７２の周囲は、電波の吸収が大きな部材（高ｔａｎδ部材）により構成されている。
【００８０】
次に、このように構成された電気コネクタ１１Ｂとコネクタ受け部４０Ｂとが接続された際の作用について説明する。
【００８１】
図９は、第３の実施形態に係る内視鏡の電気コネクタとプロセッサのコネクタ受け部との接続状態の一例を示す断面図である。
【００８２】
制御回路２３の放射制御機構によって電気コネクタ１１Ｂとコネクタ受け部４０Ｂとが接続状態にあることが検知されると、処理基板２１のミリ波ユニット２４によりミリ波信号が生成され、モード変換器２５及び可撓性導波管２８を介して金属導波管３０にミリ波信号が伝送される。金属導波管３０に伝送されたミリ波電波は、ホーンアンテナ６１を介して放射される。
【００８３】
電気コネクタ１１Ｂとコネクタ受け部４０Ｂとが接続されたときに、電気コネクタ１１Ｂのホーンアンテナ６１とコネクタ受け部４０Ｂのホーンアンテナ７１とが対向するように配置されている。そのため、電気コネクタ１１Ｂのホーンアンテナ６１から放射されたミリ波電波は、コネクタ受け部４０Ｂのホーンアンテナ７１により受信され、電気コネクタ１１Ｂとコネクタ受け部４０Ｂとの間でミリ波での通信が可能となる。
【００８４】
また、対向するホーンアンテナ６１とホーンアンテナ７１との間に設けられたミリ波電波の伝送経路である伝送部材６２及び７２は、電波の吸収が小さい部材（低ｔａｎδ部材）により構成されている。すなわち、ミリ波電波の伝送部材６２及び７２の内周面は、誘電ロスが小さく、ミリ波電波の減衰が最小に抑えられる部材により形成されることにより、通信品質の劣化を防止している。
【００８５】
さらに、伝送部材６２及び７２の周囲は、電波の吸収が大きな部材（高ｔａｎδ部材）により構成されるため、電気コネクタ１１Ｂがコネクタ受け部４０Ｂに接続された状態ではミリ波電波が漏洩することがない。この結果、本実施形態の電気コネクタ１１Ｂは、ミリ波電波が機器周辺に放射されることのないミリ波コネクタを実現することができる。
【００８６】
以上のように、本実施形態の電気コネクタ１１Ｂは、可撓性導波管２８を用いるとともに、電波放射部であるホーンアンテナ６１を用いてコネクタ受け部４０Ｂのホーンアンテナ７１とミリ波による通信を行うようにすることで、ミリ波回路を備えたミリ波ユニット２４の配置に関わる制約を大幅に緩和することができる。すなわち、本実施形態の電気コネクタ１１Ｂは、ミリ波電波による高速通信と電気コネクタ１１Ｂの構造の自由度を両立している。
【００８７】
よって、本実施形態の電気コネクタによれば、第１の実施形態と同様に、ミリ波を用いることで、光通信コネクタが有する位置決め精度の問題や、塵、埃の付着による通信断裂の問題を排除しつつ、ミリ波コネクタ特有の設計上の制約を緩和することができる。
【００８８】
なお、本実施形態におけるミリ波電波の伝送経路にある伝送部材６２及び７２として、第２の実施形態で説明した硬質誘電体を採用すれば、第２の実施形態で付加的効果として示した耐水性および耐薬品性の向上による通信性能の安定や利便性の向上も、本実施形態において得ることができる。
【００８９】
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】
【００９０】
１…内視鏡システム、２…内視鏡、３…ビデオプロセッサ、４…光源装置、５…表示装置、７…操作部、８…ユニバーサルケーブル、９…光源コネクタ、１０…信号ケーブル、１１…電気コネクタ、１２…先端部、１３…湾曲部、１４…可撓管部、２１…処理基板、２２…信号処理回路、２３…制御回路、２４…ミリ波ユニット、２５…モード変換部、２６…内部誘電体、２７…外導体、２８…可撓性導波管、２９…金属部材、３０…金属導波管、３１…金属電極、３２…硬質誘電体、４０…コネクタ受け部、４１…内部誘電体、４２…金属部材、４３…金属導波管、４４…外導体、４５…可撓性導波管、４６…接続保持・押圧機構、４７…処理基板、４８…信号処理回路、４９…信号ケーブル、５０…金属電極、５１…硬質誘電体、６１，７１…ホーンアンテナ、６２，７２…伝送部材。
【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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【図８】
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【図９】
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