(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部へ光を導くためのライトガイドと撮像素子を備えたスコープとしての電子内視鏡と、
上記ライトガイドへ光を供給するための光源を備えると共に少なくとも画像信号の出力制御をする外部装置と、
この外部装置と上記電子内視鏡との間の信号伝送を光学素子で行う光学インターフェース手段と、
上記電子内視鏡と上記外部装置とを接続するためにコネクタ外筒及びコネクタ受け部を備え、上記ライトガイドに光を供給するためのライトガイド接続部、上記光学インターフェース手段を構成する映像信号用光学接続部及び制御信号用光学接続部が配置されたコネクタと、
上記外部装置側のコネクタ受け部に一次巻線が配置され、上記電子内視鏡側のコネクタ外筒の中に二次巻線が配置され、これらコネクタ外筒とコネクタ受け部の接続時に上記二次巻線が上記一次巻線の内側へ配置された状態で電磁的に結合することにより、上記外部装置から上記電子内視鏡側へ電力を供給する電磁結合手段と、を含んでなる電子内視鏡装置。
【請求項２】
上記電子内視鏡には、撮像素子の出力信号からモニタ出力ビデオ信号として略完成されたビデオ信号を形成するための信号処理回路を配置したことを特徴とする上記第１請求項記載の電子内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子内視鏡装置、特にスコープとしての電子内視鏡を光源装置等の外部装置に接続する構成で、電気的な接続をなくすことができる電子内視鏡装置のコネクタ部の内容に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子内視鏡装置は、光源装置からの光をスコープである電子内視鏡へ導き、この光を先端部から被観察体内へ照射し、先端部に配設されたＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）等により被観察体内を撮像するものである。この種の電子内視鏡装置では、電子内視鏡がケーブル及び接続コネクタにより、光源装置や画像処理のプロセッサ装置等の外部装置に接続されており、このプロセッサ装置を介してビデオ信号がモニタへ供給される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の電子内視鏡装置、特に医療分野で用いられる内視鏡では、洗浄、消毒を行うクリーニングプロセスが必要であるため、上記電子内視鏡とプロセッサ装置とを接続するコネクタ部においては、洗浄、消毒の際に端子部に防水キャップ等の別体の気密手段が配置できるようになっている。しかしながら、この気密手段は比較的大きく、かつ重量もあり、取扱いが不便であると共に、クリーニング作業も行い難いという問題があった。
【０００４】
これに対し、上記電子内視鏡と光源装置との間を接続する光学的コネクタ部においては、電気的接続のための端子部が露出しておらず、コネクタ部に防水構造を採用することで、上記のような特別の気密手段を取り付けることなく、洗浄、消毒を行うことができる。従って、電子内視鏡と外部装置を上記の光学的コネクタ部と同様の接続形態にできれば、洗浄、消毒作業が容易となる。
【０００５】
また、電子内視鏡装置では、患者に対する安全性を確保するために、電子内視鏡内等において内部回路を電気的に分離するアイソレーション手段を採る必要があるが、このアイソレーション手段は、効率のよい配置とすることが望まれる。
【０００６】
更に、電子内視鏡は適用部位や目的に応じて各種タイプのものが採用されているため、従来では、タイプ毎に光源装置やプロセッサ装置も製作されることが多い。従って、各種の電子内視鏡を接続して共用できる光源装置等の外部装置があれば、利用価値の高いシステム装置を得ることができる。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、クリーニング作業の際に、電子内視鏡と外部装置の接続部に別体の気密手段を取り付ける必要がなく、しかも患者の安全性を確保する電気的アイソレーションを同時に採ることができ、また各種の電子内視鏡を接続して共用することが可能とな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、第１請求項の発明に係る電子内視鏡装置は、先端部へ光を導くためのライトガイドと撮像素子を備えたスコープとしての電子内視鏡と、上記ライトガイドへ光を供給するための光源を備えると共に少なくとも画像信号の出力制御をする外部装置と、この外部装置と上記電子内視鏡との間の信号伝送を光学素子で行う光学インターフェース手段と、上記電子内視鏡と上記外部装置とを接続するためにコネクタ外筒及びコネクタ受け部を備え、上記ライトガイドに光を供給するためのライトガイド接続部、上記光学インターフェース手段を構成する映像信号用光学接続部及び制御信号用光学接続部が配置されたコネクタと、上記外部装置側のコネクタ受け部に一次巻線が配置され、上記電子内視鏡側のコネクタ外筒の中に二次巻線が配置され、これらコネクタ外筒とコネクタ受け部の接続時に上記二次巻線が上記一次巻線の内側へ配置された状態で電磁的に結合することにより、上記外部装置から上記電子内視鏡側へ電力を供給する電磁結合手段と、を含んでなることを特徴とする。
第２請求項に係る発明は、上記電子内視鏡には、撮像素子の出力信号からモニタ出力ビデオ信号として略完成されたビデオ信号を形成するための信号処理回路を配置したことを特徴とする。
【０００９】
上記の構成によれば、撮像動作に関する制御信号の伝送やビデオ信号の伝送が発光素子と受光素子の組合せの光学インターフェース手段で行われ、また接続端子を必要としない空間電磁結合手段で電子内視鏡への電力が供給される。従って、電子内視鏡と外部装置との接続部に別体の防水キャップ等を設けることなく、洗浄、消毒が可能となると同時に、患者に対する安全性を確保するための電気的なアイソレーション状態を得ることができる。
【００１０】
また、電子内視鏡側に、モニタ出力ビデオ信号を形成するための信号処理回路を配置すれば、対物光学系やＣＣＤの特性等、個々の電子内視鏡の特有の処理を電子内視鏡内で終了させ、外部装置では、光を出力することと、簡単な制御を行うのみでよい。従って、各種の電子内視鏡を接続して共用することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１乃至図４には、実施形態に係る電子内視鏡装置の構成が示され、図１は装置の回路構成図、図２は装置全体の外観構成図、図３はコネクタ部の外観構成図、図４はコネクタ部の断面図である。まず、図２において、撮像素子を配置した先端部１０Ａと操作部１０Ｂを備えた電子内視鏡１０は、コネクタ１２及び受け部１３により外部装置としての光源装置１４に接続される。この光源装置１４は、従来の光源装置とプロセッサ装置を合体したものであり、上記の電子内視鏡１０側のコネクタ１２には、一体的に回路部１６が設けられる。
【００１２】
図１において、光源装置１４内には、キセノンランプ等の光源１８、可動式絞り部材１９及び制御回路２０が配置され、この制御回路１９は光源光の出力制御（アイリス制御）を行うと共に、その他の各種の制御を行う。上記の光源１８の光は、コネクタ１２から電子内視鏡１０内に配置されたライトガイド２２を介して先端部まで導かれる。この電子内視鏡１０では、その先端部（１０Ａ）に撮像素子であるＣＣＤ２３が配置され、このＣＣＤ２３からビデオ信号を抽出して画像処理を施すために、Ａ／Ｄ変換器２４、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）２５、タイミング信号発生回路（ＴＳＧ）２６等が設けられる。上記のＤＳＰ２５は、増幅、ガンマ補正、ホワイトバランス処理等の必要な処理を施し、後述する信号処理回路（４０）でアナログ変換すれば、モニタへ出力可能となるほぼ完成されたモニタ出力ビデオ信号を形成することができる。
【００１３】
また、各種の制御を実行するマイコン２７が設けられており、このマイコン２７は、例えばフリーズ（静止画）動作を実行したり、ビデオ信号の輝度信号から上記アイリス制御のための信号を出力したりする。その他にも、図示していないが、ビデオ信号を一旦格納するメモリ等が設けられる。
【００１４】
そして、上記電子内視鏡１０と光源装置１４との間の信号伝送手段として、光学インターフェース手段が配置される。即ち、電子内視鏡１０側には上記ＤＳＰ２５に接続してデジタルインターフェース（ＤＩ）２９と発光ダイオード等の発光素子３０が設けられ、上記マイコン２７に接続して通信インターフェース（ＣＩ−Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）３１、発光素子３２及びフォトトランジスタ等の受光素子３３が設けられ、これらの光学素子３０，３２，３３は、コネクタ１２に配置される。なお、上記光学素子以外のその他の上記回路素子は、当該例では上記回路部１６へ配置されるが、この回路部１６を用いずに操作部１０Ｂ内に配置してもよい。
【００１５】
一方、光源装置１４側には、上記発光素子３０の出力光を受けるフォトトランジスタ等の受光素子３５とデジタルインターフェース（ＤＩ）３６が設けられ、上記発光素子３２の出力光を受ける受光素子３７、上記受光素子３３へ光信号を送る発光素子３８及び通信インターフェース（ＣＩ）３９が設けられ、これらの光学素子３５，３７，３８は、受け部１３に配置される。なお、上記デジタルインターフェース３６から出力されたデジタルビデオ信号は、信号処理回路４０でアナログ変換された後、モニタ等へ出力される。
【００１６】
更に、上記電子内視鏡１０は、電池駆動するように構成しており、このために数Ｖ〜十数Ｖの二次電池４１が設けられ、この二次電池４１には、パワー回路（充電回路）４２が接続される。そして、このパワー回路４２へ電力を直接の電気接続がない状態で供給するために、電磁結合手段（空間トランス）が設けられる。この電磁結合手段は、電子内視鏡１０側に配置された二次巻線４３と、光源装置１４側に配置され、上記二次巻線４３と電気的アイソレーション状態を保つ一次巻線４４とからなり、この一次巻線４４に交流電源４５が接続される。
【００１７】
図３には、コネクタ部の構成が示されており、電子内視鏡１０側のコネクタ１２では、ライトガイド２２の入力端（接続部）２２Ａが突出して形成され、その下側に、映像信号用光学接続部４７と制御信号用光学接続部４８が設けられる。これら光学接続部４７，４８は、図示していないが、上記入力端２２Ａの取付けで採用する防水構造と同様の防水構造でコネクタ１２へ取り付けられる。そして、この映像信号用光学接続部４７に、上述した発光素子３０が配置され、他方の制御信号用光学接続部４８に上述した発光素子３２及び受光素子３３が配置される。
【００１８】
図４には、コネクタ結合した状態のコネクタ部の構造が示されており、上記コネクタ１２が受け部１３に接続されると、上述したライトガイド２２の入力端２２Ａは内部の光源部（１８）まで挿入され、先端に発光素子３０が取り付けられた映像信号用光学接続部４７も受光素子３５と対向する位置に配置される。また、電子内視鏡１０側の二次巻線４３はコネクタ１２の外筒の内側に埋め込まれるようにして配置され、これによって巻線４３は防水の観点で気密状態となり、更に光源装置１４側の一次巻線４４も受け部１３の接続管の内側に配置される。そして、コネクタ接続したとき、上記二次巻線４３は上記受け部１３内の一次巻線４４の内側へ配置されるように構成され、これによって両者は空間を介して電磁結合し空間トランスを形成することになる。
【００１９】
実施形態例は以上の構成からなり、図１に示されるように、光源装置１４側の交流電源４５からの電力は、一次巻線４４と二次巻線４３の空間を介した電磁結合により電子内視鏡１０側へ供給され、パワー回路４２により制御された時間及び内視鏡使用中に二次電池４１が充電される。この二次電池４１の電力によって、電子内視鏡１０内の全ての回路が駆動される。
【００２０】
一方、光源装置１４側の制御部２０からの制御信号は、通信インターフェース３９、光通信手段である発光素子３８及び受光素子３３、そして通信インターフェース３１を介して電子内視鏡１０内のマイコン２７へ供給され、このマイコン２７からの制御信号も、通信インターフェース３１，３９及び発光素子３２、受光素子３７を介して光源装置１４側へ伝送される。例えば、ＣＣＤ２３からの映像信号の取込み開始及び終了に関する制御信号や、光量制御のための制御信号が伝送される。
【００２１】
即ち、上記ＤＳＰ２５では、ＣＣＤ２３の出力信号に基づいてビデオ信号としての色差信号や輝度信号が形成され、上記マイコン２７はＤＳＰ２３からの輝度信号に対応した絞り制御信号を光源装置１４側へ出力する。そうすると、光源側では、制御部２０により絞り１９が駆動され、光源光からの出力光量が調整されることになり、これによって画面の明るさが一定に制御される。
【００２２】
そして、上記のＤＳＰ２５ではほぼ完成されたビデオ信号が形成されており、このビデオ信号は、デジタルインターフェース２９、発光素子３０、受光素子３５、デジタルインターフェース３６を介し、信号処理回路４０にてアナログ処理されてモニタへ出力される。
【００２３】
以上説明したように、実施形態例では、電子内視鏡１０と、ビデオ信号の出力機能やその他の制御機能を備えた光源装置１４との間において、信号伝送線が全て光学素子で接続されると共に、電源線も空間電磁結合手段で接続されることになり、電気的に直接接続される部分を完全になくすことが可能となる。従って、上記コネクタ１２では、上述した防水構造を採用することにより、内部の電気部材を洗浄水等から保護することができ、洗浄、消毒の際に、別体の防水キャップ等を取り付ける必要がない。
【００２４】
また、電子内視鏡１０と光源装置１４との間で、電気的なアイソレーションが形成でき、患者に対する電気安全性を同時に確保することが可能となる。
【００２５】
更に、上述したＤＳＰ２５により、ほぼ完成されたモニタ出力ビデオ信号を形成するようにしたので、対物光学系やＣＣＤの特性等が異なる各種の電子内視鏡を同一の光源装置１４に接続して共用することが可能である。
【００２６】
上記の実施形態例では、映像信号用光学接続部４７に１組の発光素子３０及び受光素子３５を設け、制御信号用光学接続部４８に２組の発光素子３２，３８及び受光素子３３，３７を設けたが、ビデオ信号のブランキング期間に制御信号の伝送を行うことにより、制御信号用光学接続部４８を１組の発光素子及び受光素子としたり、また１組のみの発光素子及び受光素子で全ての信号を伝送することも可能である。
【００２７】
また、上記例では、電子内視鏡１０を二次電池４１で駆動するようにしたが、上記の空間トランス（４３，４４）を用いることを前提として、二次電池４１を用いない従来と同様の電源構成で電子内視鏡１０を駆動することもできる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、第１請求項に係る発明によれば、ライトガイド接続部、映像信号用光学接続部及び制御信号用光学接続部を同一のコネクタに配置すると共に、このコネクタの外部装置側受け部に一次巻線を配置し、電子内視鏡側コネクタ外筒の中に二次巻線を配置し、これら巻線が電磁的に結合するように構成した電磁結合手段を設け、電子内視鏡と外部装置のコネクタ部分での信号伝送を、光学素子を用いた光学インターフェース手段で行うようにすると同時に、上記外部装置から電子内視鏡側への電力供給も空間電磁結合手段で行うようにしたので、洗浄、消毒の際に、電子内視鏡と外部装置の接続部に防水キャップ等を取り付ける必要がなく、しかも患者の電気安全性を確保する電気的アイソレーションを同時に採ることができるという利点がある。
【００２９】
第２請求項に係る発明によれば、上記電子内視鏡には、モニタ出力ビデオ信号となる略完成されたビデオ信号を形成するための信号処理回路を配置したので、異なる各種の電子内視鏡を接続して共用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例に係る電子内視鏡装置の回路構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態例の電子内視鏡装置の全体構成を示す外観図である。
【図３】図２のコネクタ部分の構成を示す外観図である。
【図４】図３のコネクタ部分を結合した状態で示す断面図である。
【符号の説明】
１０  …  電子内視鏡、
１２  …  コネクタ、
１３  …  受け部、
１４  …  光源装置、
２２  …  ライトガイド、
２３  …  ＣＣＤ、
２５  …  ＤＳＰ（信号処理回路）、
２７  …  マイコン、
２９，３６  …  デジタルインターフェース、
３０，３２，３８  …  発光素子、
３３，３５，３７  …  受光素子、
３１，３９  …  通信インターフェース、
４１  …  二次電池、
４３  …  二次巻線、
４４  …  一次巻線。
【図１】
0003615890.tif 000002
【図２】
0003615890.tif 000003
【図３】
0003615890.tif 000004
【図４】
0003615890.tif 000005