(57)【要約】【課題】  内視鏡プロセッサにおいて１次回路と患者回路間の絶縁を強固にする。【解決手段】  内視鏡プロセッサ１０はスイッチング電源２０、中間回路１３、および患者回路１２を備える。スイッチング電源２０は１次回路２１、２次回路２２、３次回路２３を備える。１次回路２１と２次回路２２とを第１絶縁トランス２４を用いて接続する。２次回路２２と３次回路２３とを第２絶縁トランス２５を用いて接続する。３次回路２３と患者回路１２、および２次回路２２と中間回路１３を電気的に接続する。患者回路１２と中間回路１３とをフォトカプラ１６により接続する。１次回路２１から２次回路２２、３次回路２３、中間回路１３、および患者回路１２を絶縁する。また２次回路２２および中間回路１３から３次回路２３および患者回路１２を絶縁する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源と直接電気的に接続される１次回路と、
２次回路と、
内視鏡に設けられる電子機器と直接電気的に接続される患者回路と、
前記１次回路と前記２次回路の間に電気的に接続され、前記１次回路と前記２次回路とを電気的に絶縁すると共に、前記１次回路に発生した電力に基づいて前記２次回路に電力を発生させる第１電力発生手段と、
前記２次回路と前記患者回路の間に電気的に接続され、前記２次回路と前記患者回路とを電気的に絶縁すると共に、前記１次回路に発生した電力に基づいて前記第１電力発生手段および前記２次回路を介して前記患者回路に電力を発生させる第２電力発生手段と
を備えることを特徴とする内視鏡プロセッサ。
【請求項２】
前記第１電力発生手段は前記１次回路に電気的に接続される第１供給接続点および前記２次回路に電気的に接続される第１発生接続点を有し、前記第１供給接続点と前記第１発生接続点は電気的に絶縁されており、前記第１供給接続点に電力を供給することにより前記第１発生接続点において電力を発生させ、
前記第２電力発生手段は前記２次回路に電気的に接続される第２供給接続点および前記患者回路に電気的に接続される第２発生接続点を有し、前記第２供給接続点と前記第２発生接続点は電気的に絶縁されており、前記第２供給接続点に電力を供給することにより前記第２発生接続点において電力を発生させる
ことを特徴とする内視鏡プロセッサ。
【請求項３】
前記２次回路と電気的に接続され、前記内視鏡が取得した電気信号を前記患者回路から取得し外部出力機器に出力する中間回路と、
前記中間回路と前記患者回路の間に接続され、前記電気信号を電気的に絶縁して前記内視鏡が取得した電気信号を伝送する信号伝送手段とを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡プロセッサ。
【請求項４】
前記１次回路と、前記第１電力発生手段と、前記２次回路と、前記第２電力発生手段とが電力供給ユニットとして構成され、
前記患者回路と前記第２電力発生手段とが導線を介して電気的に接続され、前記中間回路と前記２次回路とが導線を介して電気的に接続されることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡プロセッサ。
【請求項５】
前記内視鏡が固体撮像素子を有する電子内視鏡であって、前記固体撮像素子を駆動する駆動回路が前記患者回路に含まれることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡プロセッサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡プロセッサ内の電子機器に電力を供給する回路の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の内視鏡は例えば撮像素子等の電子機器を備えている。一方内視鏡は人体内に挿入され使用されるものであるため、感電事故を確実に防ぐ必要がある。そこで従来は図４に示すように外部の商用電源から内視鏡プロセッサ１１０に電力を供給し、プロセッサ１１０から内視鏡内に電力が供給されていた。
【０００３】
すなわち、コネクタ１１４を介して内視鏡の電子機器と電気的に接続される患者回路１１２と直接商用電源を受ける１次回路１２１との間に一つの絶縁トランス１２４を設け、絶縁トランス１２４により適度な電圧に調節されて患者回路１１２および内視鏡内の電子機器に電力が供給されていた。このように従来のプロセッサ１１０により強固な絶縁が実現されるが、安全を重ねるために更なる強固な絶縁がなされることが望ましい。
【０００４】
また、内視鏡により得られた映像信号を処理してコネクタ１１７を介して出力するための中間回路１１３にも電力が供給されているため、中間回路１１３から患者回路１１２も絶縁する必要がある。それゆえ、映像信号はフォトカプラ１１６により患者回路１１２から中間回路１１３に伝送されている。ところで、プロセッサ１１０の電源回路がスイッチング電源である場合や実装される電子部品により患者回路１１２にノイズが発生する。このノイズを放置すると映像信号に影響を及ぼしたり、商用電源に影響を及ぼす等の可能性があった。
【０００５】
そこで患者回路１１２から映像信号とともに患者回路１１２で発生するノイズも中間回路１１３に伝送し、映像信号とノイズを差動増幅することにより映像信号からノイズを除去することが提案されている（特許文献１参照）。しかし、この方法では商用電源へのノイズの伝播を防ぐことが難しいため、ノイズを除去するため複雑な構成のフィルタを用いる必要があった。
【特許文献１】特開２０００−３５０６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、従来のプロセッサより強固な患者回路の絶縁が可能なプロセッサの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の内視鏡プロセッサは、外部電源と直接電気的に接続される１次回路と、２次回路と、内視鏡に設けられる電子機器と直接電気的に接続される患者回路と、１次回路と２次回路の間に電気的に接続され１次回路と２次回路とを電気的に絶縁すると共に１次回路に発生した電力に基づいて２次回路に電力を発生させる第１電力発生手段と、２次回路と患者回路の間に電気的に接続され２次回路と患者回路を電気的に絶縁すると共に１次回路に発生した電力に基づいて第１電力発生手段および２次回路を介して患者回路に電力を発生させる第２電力発生手段とを備えることを特徴としている。
【０００８】
第１電力発生手段は１次回路に電気的に接続される第１供給接続点および２次回路に電気的に接続される第１発生接続点を有し第１供給接続点と第１発生接続点は電気的に絶縁されており第１供給接続点に電力を供給することにより第１発生接続点において電力を発生させ、第２電力発生手段は２次回路に電気的に接続される第２供給接続点および患者回路に電気的に接続される第２発生接続点を有し第２供給接続点と第２発生接続点は電気的に絶縁されており第２供給接続点に電力を供給することにより第２発生接続点において電力を発生させることが好ましい。
【０００９】
２次回路と電気的に接続され内視鏡が取得した電気信号を患者回路から取得し外部出力機器に出力する中間回路と、中間回路と患者回路の間に接続され電気信号を電気的に絶縁して内視鏡が取得した電気信号を伝送する信号伝送手段とを備えることが好ましい。
【００１０】
また、１次回路と第１電力発生手段と２次回路と第２電力発生手段とが電力供給ユニットとして構成され、患者回路と第２電力発生手段とが導線を介して電気的に接続され中間回路と２次回路とが導線を介して電気的に接続されることが好ましい。さらに内視鏡が固体撮像素子を有する電子内視鏡であって固体撮像素子を駆動する駆動回路が患者回路に含まれることが好ましい。このように駆動回路が患者回路に含まれた構成において患者回路と第２絶縁供給手段が導線を介して電気的に接続できるので、患者回路自体と１次回路の空間距離を広くすることが出来るため、簡潔な構成のフィルタでも十分に駆動回路から発生するノイズの除去が可能である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、患者回路の絶縁は更に強固にすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１および第２の実施形態を適用した内視鏡プロセッサを使用した内視鏡システムの全体構成を概略的に示す図である。
【００１３】
内視鏡システム５０は内視鏡プロセッサ１０、内視鏡３０、および外部出力機器であるモニタ４０によって構成される。プロセッサ１０は内視鏡３０、モニタ４０に接続される。プロセッサ１０において消費する電力はプラグ１１を介して外部の商用電源（図示せず）から供給される。内視鏡３０において消費する電力は後述するようにプロセッサ１０を介して供給される。
【００１４】
内視鏡３０の先端に設けられたＣＣＤ等の撮像素子（図示せず）に撮像された被写体の画像は映像信号としてプロセッサ１０に送られる。プロセッサ１０に送られた映像信号は一定の処理が行われた後、モニタ４０に送られ、そこで被写体像が表示される。
【００１５】
図２は本発明の第１の実施形態を適用したプロセッサの内部構成を概略的に示す図である。プロセッサ１０には電力供給ユニットとなるスイッチング電源２０、患者回路１２、中間回路１３が設けられる。スイッチング電源２０にはプラグ１１が接続され、プラグ１１を介してプロセッサ１０の外部の商用電源から電力が供給される。患者回路１２及び中間回路１３はスイッチング電源２０を介して、電力が供給される。
【００１６】
患者回路１２はコネクタ１４を介して内視鏡３０に接続される。内視鏡３０に設けられた電子機器は患者回路１２と直接電気的に接続される。内視鏡内部に設けられる撮像素子等の電子機器（図示せず）には患者回路１２から電力が供給される。患者回路１２には撮像素子に駆動信号を送る駆動回路１５が含まれる。駆動回路１５からの駆動信号により撮像素子が駆動され、撮像素子で得られた映像信号が患者回路１２に送られる。
【００１７】
中間回路１３は、信号を電気的に絶縁して伝送するフォトカプラ１６により患者回路１２と接続される。中間回路１３にはフォトカプラ１６を介して患者回路１２から映像信号が送られる。中間回路１３はコネクタ１７を介してモニタ４０に接続される。患者回路１２および中間回路１３において所定の処理が行われた映像信号がモニタ４０に送られる。
【００１８】
スイッチング電源２０は１次回路２１、２次回路２２、３次回路２３、第１絶縁トランス２４、第２絶縁トランス２５によって構成される。１次回路２１にはプラグ１１が接続され、外部の商用電源からプラグ１１を介して１次回路２１に電力が供給される。１次回路２１は２次回路２２、３次回路２３、患者回路１２、および中間回路１３のいずれの回路に対しても電気的に絶縁される。
【００１９】
１次回路２１と２次回路２２の間には第１絶縁トランス２４が設けられる。第１絶縁トランス２４の１次コイル２６sは、接続点である第１供給接続点２７sにおいて１次回路２１と電気的に接続される。第１絶縁トランス２４の２次コイル２６gは、接続点である第１発生接続点２７gにおいて２次回路２２と電気的に接続される。１次コイル２６sと２次コイル２６gは電気的に絶縁される。すなわち第１供給接続点２７sと第１発生接続点２７gも電気的に絶縁される。
【００２０】
第１供給接続点２７sに電力を供給すると、第１絶縁トランス２４により第１発生接続点２７gにおいて電力が発生させられる。したがって２次回路２２には１次回路２１から第１絶縁トランス２４により電気的に絶縁されながら電力が発生させられる。中間回路１３は２次回路２２に電気的に導線を介して接続される。したがって、中間回路１３には２次回路２２を介して電力が供給される。
【００２１】
２次回路２２と３次回路２３の間には第２絶縁トランス２５が設けられる。第２絶縁トランス２５の１次コイル２８sは、接続点である第２供給接続点２９sにおいて２次回路２２と電気的に接続される。第２絶縁トランス２５の２次コイル２８gは、接続点である第２発生接続点２９gにおいて３次回路２３と電気的に接続される。１次コイル２８sと２次コイル２８gは電気的に絶縁される。すなわち第２供給接続点２９sと第２発生接続点２９gも電気的に絶縁される。
【００２２】
第１絶縁トランス２４および２次回路２２を介して第２供給接続点２９sに電力を供給すると、第２絶縁トランス２５により第２発生接続点２９gにおいて電力が発生させられる。したがって３次回路２３には２次回路２２から第２絶縁トランス２５により電気的に絶縁されながら電力が発生させられる。患者回路１２は３次回路２３に電気的に導線を介して接続される。したがって、患者回路１２には３次回路２３を介して電力が供給される。
【００２３】
なお、２次回路２２及び中間回路１３は３次回路２３及び患者回路１２と電気的に絶縁される。１次回路２１、２次回路２２、３次回路２３によってスイッチング電源２０を構成することにより、１次回路２１、２次回路２２、および３次回路２３の構成を簡潔にすることが可能である。すなわち、２次回路２２を中間回路１３の中に、３次回路２３を患者回路１２の中に含めた回路構成に比べて、電力供給のために必要な電子部品を設けた回路、すなわちスイッチング電源２０を独立した構成にすることによりプロセッサ１０全体の構成が簡潔になる。
【００２４】
以上のような構成によれば、患者回路１２には、１次回路２１から直列した２つの絶縁トランス２４、２５を介して電力が供給されるので、１次回路２１と患者回路１２間の絶縁は極めて強固なものとなる。よって、絶縁不良による事故の可能性を更に低下させることが可能となる。
【００２５】
また、本実施形態によればフィルタが不要あるいは簡易化したフィルタによりノイズの除去が可能となる。なぜならば、患者回路１２とスイッチング電源２０間を導線で結ぶことにより接続して、患者回路１２とスイッチング電源２０を離間させることが出来るからである。すなわち、１次回路２１の空間距離を広くとることができ、ノイズの伝播を低減させることが可能だからである。駆動回路１５のように特に大きなノイズを発生させる回路を患者回路１２に含ませることが効果的である。
【００２６】
図３は本発明の第２の実施形態を適用したプロセッサの内部構成を概略的に示す図である。本実施形態においては２次回路２２を中間回路１３の中に、３次回路２３を患者回路１２の中に含め一体となる回路が形成される。他の構成は第１の実施形態と同様である。本実施形態によっても、１次回路２１と患者回路１２間の絶縁は極めて強固であり、また、１次回路２１へのノイズの伝播を低減させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１および第２の実施形態を適用した内視鏡プロセッサを使用した内視鏡システムの全体構成を概略的に示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を適用したプロセッサの内部構成を概略的に示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を適用したプロセッサの内部構成を概略的に示す図である。
【図４】背景技術を説明するための従来のプロセッサの内部構成を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  内視鏡プロセッサ
１２  患者回路
１３  中間回路
１６  フォトカプラ
２０  スイッチング電源
２１  １次回路
２２  ２次回路
２３  ３次回路
２４  第１絶縁トランス
２５  第２絶縁トランス
５０  内視鏡システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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