(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を伝送する光伝送線の一部が内部に配設され、相手方コネクタと機械的及び光学的に接続する光コネクタにおいて、
内部に前記光伝送線が挿通され、前記光伝送線における光信号の入射端または出射端を覆う筒状の第１外郭と、
前記第１外郭における前記相手方コネクタと接続する先端側を気密に封止し、光信号に対して透光性を有する板状のカバー部材と、
前記カバー部材の先端側の表面に設けられ、非晶質炭素からなる膜状のコーティング部材と、
を備えたことを特徴とする光コネクタ。
【請求項２】
前記コーティング部材は、単層であることを特徴とする請求項１に記載の光コネクタ。
【請求項３】
前記コーティング部材の膜厚は、前記カバー部材の屈折率および前記光信号の波長との間で反射防止の位相条件を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の光コネクタ。
【請求項４】
前記カバー部材と前記コーティング部材との間に設けられ、前記カバー部材における前記光信号の反射を防止する膜状の反射防止部材をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の光コネクタ。
【請求項５】
前記カバー部材の基端側の表面に設けられ、前記非晶質炭素からなる膜状の第２コーティング部材をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光コネクタ。
【請求項６】
前記第２コーティング部材は、単層であることを特徴とする請求項５に記載の光コネクタ。
【請求項７】
前記第２コーティング部材の膜厚は、前記カバー部材の屈折率および前記光信号の波長との間で反射防止の位相条件を満たすことを特徴とする請求項５または６に記載の光コネクタ。
【請求項８】
前記第２コーティング部材の表面に設けられ、前記カバー部材における前記光信号の反射を防止する膜状の第２反射防止部材をさらに備えたことを特徴とする請求項５〜７のいずれか一つに記載の光コネクタ。
【請求項９】
前記カバー部材は、
前記第１外郭の先端から前記第１外郭の基端側へ退避した位置に配設されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の光コネクタ。
【請求項１０】
前記非晶質炭素は、硬質炭素膜であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の光コネクタ。
【請求項１１】
前記カバー部材は、
赤外透過性を有する材料を用いて構成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の光コネクタ。
【請求項１２】
被検体を撮像する医療機器において、
請求項１〜１１のいずれか一つに記載の光コネクタを備えたことを特徴とする医療機器。
【請求項１３】
被検体内部を撮像して当該撮像信号に基づく光信号を出力する内視鏡と、
第１伝送ケーブル及び第２伝送ケーブルを介して前記光信号を入力するとともに前記内視鏡の動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記第１伝送ケーブル及び前記第２伝送ケーブルは、
前記光コネクタと、当該光コネクタと機械的及び光学的に接続する相手方コネクタとにより互いに接続されることを特徴とする請求項１２に記載の医療機器。
【請求項１４】
前記光コネクタは、
前記第１伝送ケーブル及び前記第２伝送ケーブルのうち、前記内視鏡に接続する前記第１伝送ケーブルに取り付けられていることを特徴とする請求項１３に記載の医療機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光コネクタ及び医療機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、４Ｋ画像などの高画質の画像データを用いた映像技術が発展してきている。このような映像技術の発展を受け、医療分野でも高画質の画像データを用いて被検体を観察することが可能な医療機器の普及が望まれている。高画質の画像データを用いて被検体をリアルタイムに観察するためには、大量の画像データを高速に伝送する必要がある。ところが、従来の医療機器で使用されているメタル線は、伝送量および伝送速度に限界があるため、メタル線を用いて高画質の画像に基づくリアルタイムの観察を実現することは困難であった。
【０００３】
このような状況の下、医療機器において大量の画像データを高速に伝送する技術として、光信号によるデータの伝送技術が開示されている。（例えば、特許文献１、２を参照）。この伝送技術では、伝送路の途中で機械的および光学的な接続を行うための光コネクタを用いることによってデータの伝送を行う。
【０００４】
光コネクタは、一般的に、筒状の外郭内に、光信号を伝送する光ファイバの一部が配設された構造を有し、相手方の光コネクタと機械的に接続する。当該接続により、一方の光ファイバにおける光信号の入射端と他方の光ファイバにおける光信号の出射端、または一方の光ファイバにおける光信号の出射端と他方の光ファイバにおける光信号の入射端がそれぞれ互いに対向し、光ファイバ間で光信号を伝送可能とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１７６８８４号公報
【特許文献２】特開２０１１−１０８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
内視鏡装置のような医療機器においては、被検体の検査を行う前に、被検体への病原菌等の感染を防止するために、オートクレーブによる滅菌処理を行うのが一般的である。しかしながら、オートクレーブに耐性を有するとともに、上述した光信号の伝送に好適な材料は、これまで明らかになってはいなかった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、オートクレーブに耐性を有するとともに、光信号の伝送に好適な光コネクタおよび医療機器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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光コネクタは、光信号を伝送する光伝送線の一部が内部に配設され、相手方コネクタと機械的及び光学的に接続する光コネクタにおいて、内部に前記光伝送線が挿通され、前記光伝送線における光信号の入射端または出射端を覆う筒状の第１外郭と、前記第１外郭における前記相手方コネクタと接続する先端側を封止し、光信号に対して透光性を有する板状のカバー部材と、前記カバー部材の先端側の表面に設けられ、非晶質炭素からなる膜状のコーティング部材と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る光コネクタは、上記発明において、前記コーティング部材は、単層であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る光コネクタは、上記発明において、前記コーティング部材の膜厚は、前記カバー部材の屈折率および前記光信号の波長との間で反射防止の位相条件を満たすことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る光コネクタは、上記発明において、前記カバー部材と前記コーティング部材との間に設けられ、前記カバー部材における前記光信号の反射を防止する膜状の反射防止部材をさらに備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る光コネクタは、上記発明において、前記カバー部材の基端側の表面に設けられ、前記非晶質炭素からなる膜状の第２コーティング部材をさらに備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る光コネクタは、上記発明において、前記第２コーティング部材は、単層であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る光コネクタは、上記発明において、前記コーティング部材の膜厚は、前記カバー部材の屈折率および前記光信号の波長との間で反射防止の位相条件を満たすことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る光コネクタは、上記発明において、前記第２コーティング部材の表面に設けられ、前記カバー部材における前記光信号の反射を防止する膜状の反射防止部材をさらに備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る光コネクタは、上記発明において、前記カバー部材は、前記第１外郭の先端から前記第１外郭の基端側へ退避した位置に配設されていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る光コネクタは、上記発明において、前記非晶質炭素は、硬質炭素膜であることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る光コネクタは、上記発明において、前記カバー部材は、赤外透過性を有する材料を用いて構成されていることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る医療機器は、被検体を撮像する医療機器において、上記いずれか一つに記載の光コネクタを備えたことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る医療機器は、上記発明において、被検体内部を撮像して当該撮像信号に基づく光信号を出力する内視鏡と、第１伝送ケーブル及び第２伝送ケーブルを介して前記光信号を入力するとともに前記内視鏡の動作を制御する制御装置と、を備え、前記第１伝送ケーブル及び前記第２伝送ケーブルは、前記光コネクタと、当該光コネクタと機械的及び光学的に接続する相手方コネクタとにより互いに接続されることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る医療機器は、上記発明において、前記光コネクタは、前記第１伝送ケーブル及び前記第２伝送ケーブルのうち、前記内視鏡に接続する前記第１伝送ケーブルに取り付けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、第１外郭における相手方コネクタと接続する先端側を封止するカバー部材の先端側の表面に、非晶質炭素からなる膜状のコーティング部材を設けたため、オートクレーブに耐性を有するとともに、光信号の伝送に好適な光コネクタおよび医療装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る内視鏡装置の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、図１に示したプラグ及びレセプタクルを当該プラグの基端側から見た分解斜視図である。
【図３】図３は、図２に示したプラグを先端側から見た斜視図である。
【図４】図４は、図２に示したプラグ及びレセプタクルの接続方向の中心軸を通る平面で切断した断面図である。
【図５】図５は、図４に示したプラグ側第１外郭の先端部分の拡大図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態の変形例１に係るプラグ側第１外郭の先端部分の拡大図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態の変形例２に係るプラグ側第１外郭の先端部分の拡大図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態の変形例３に係るプラグ側第１外郭の先端部分の拡大図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態の変形例４に係るプラグ側第１外郭の先端部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態）について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本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、同一の部分には同一の符号を付している。
【００２５】
〔内視鏡装置の概略構成〕
図１は、本発明の実施の形態に係る内視鏡装置１の概略構成を示す図である。
内視鏡装置１は、医療分野において用いられ、人等の観察対象物の内部（生体内）を観察する装置である。すなわち、内視鏡装置１は、本発明に係る医療機器に相当する。この内視鏡装置１は、図１に示すように、内視鏡２と、第１，第２伝送ケーブル３Ａ，３Ｂと、プラグ４と、レセプタクル５と、表示装置６と、制御装置７とを備える。
【００２６】
本実施の形態では、内視鏡装置１として、内視鏡２に硬性鏡（挿入部２１（図１））を用いた内視鏡装置を説明するが、これに限られず、内視鏡２に軟性鏡（図示略）を用いた内視鏡装置としても構わない。また、本実施の形態では、内視鏡２として、カメラヘッド２４（図１）を用いるとともに当該カメラヘッド２４と挿入部２１とを別体に構成した内視鏡を説明するが、これに限られず、挿入部２１とカメラヘッド２４とを一体に構成した内視鏡としても構わない。また、内視鏡２を超音波検査のプローブで構成した内視鏡装置（超音波内視鏡）としても構わない。
【００２７】
内視鏡２は、生体内（被検体内部）を撮像して当該撮像信号を出力する。この内視鏡２は、図１に示すように、挿入部２１と、光源装置２２と、ライトガイド２３と、カメラヘッド２４とを備える。
挿入部２１は、硬質で細長形状を有し、生体内に挿入される。この挿入部２１内には、１または複数のレンズを用いて構成され、被写体像を集光する光学系が設けられている。
【００２８】
光源装置２２は、ライトガイド２３の一端が接続され、当該ライトガイド２３の一端に生体内を照明するための光を供給する。
ライトガイド２３は、一端が光源装置２２に着脱自在に接続されるとともに、他端が挿入部２１に着脱自在に接続される。そして、ライトガイド２３は、光源装置２２から供給された光を一端から他端に伝達し、挿入部２１に供給する。挿入部２１に供給された光は、当該挿入部２１の先端から出射され、生体内に照射される。そして、生体内に照射された光（被写体像）は、挿入部２１内の光学系により集光される。
【００２９】
カメラヘッド２４は、挿入部２１の基端に着脱自在に接続される。このカメラヘッド２４は、被写体像を撮像して撮像信号（電気信号）を出力する撮像素子（図示略）と、撮像素子から出力された撮像信号（電気信号）を光信号に光電変換する光電変換素子（図示略）とを備える。そして、カメラヘッド２４は、制御装置７による制御の下、挿入部２１にて集光された被写体像を撮像し、当該撮像による撮像信号（電気信号）を光信号に光電変換して出力する。
【００３０】
第１伝送ケーブル３Ａは、最外層である外被（図示略）の内側に、カメラヘッド２４から出力される光信号（撮像信号）を伝送する光伝送線である光ファイバ３Ａ１（図４参照）と、複数の電気信号ケーブル３Ａ２（図４参照）とを有する複合ケーブルである。そして、第１伝送ケーブル３Ａの一端は、カメラヘッド２４に接続される。
第２伝送ケーブル３Ｂは、第１伝送ケーブル３Ａと同様に、光ファイバ３Ｂ１（図２，図４参照）及び複数の電気信号ケーブル３Ｂ２（図４参照）を有する複合ケーブルである。そして、第２伝送ケーブル３Ｂの一端は、制御装置７に接続される。
【００３１】
プラグ４は、雄型コネクタであり、本発明に係る光コネクタに相当する。そして、プラグ４は、第１伝送ケーブル３Ａの他端に取り付けられる。
レセプタクル５は、雌型コネクタであり、相手方コネクタに相当する。そして、レセプタクル５は、第２伝送ケーブル３Ｂの他端に取り付けられる。
以上のプラグ４及びレセプタクル５が互いに接続することで、第１，第２伝送ケーブル３Ａ，３Ｂ間は、電気的及び光学的に接続し、電気信号及び光信号を伝送可能とする。
ここで、レセプタクル５を制御装置７の筐体７Ａ（図１で破線で図示）に設けると、レセプタクル５が制御装置７の筐体７Ａに固定されるため、プラグ４とレセプタクル５との脱着が容易となる。しかし、必ずしもレセプタクル５を制御装置７の筐体７Ａに設ける必要はなく、レセプタクル５を筐体７Ａの外部に設けても構わない。
なお、プラグ４及びレセプタクル５の詳細な構造については、後述する。
【００３２】
表示装置６は、制御装置７による制御の下、画像を表示する。
制御装置７は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）やＧＰＵ（Graphics  Processing  Unit）等を用いて構成され、カメラヘッド２４及び表示装置６の動作を統括的に制御する。
具体的に、制御装置７は、第１，第２伝送ケーブル３Ａ，３Ｂ（光ファイバ）を介してカメラヘッド２４から出力された光信号（撮像信号）を取得し、当該光信号を電気信号に光電変換する。そして、制御装置７は、光電変換した電気信号に対して種々の画像処理を施すことで、カメラヘッド２４で撮像された画像を表示装置６に表示させる。また、制御装置７は、第１，第２伝送ケーブル３Ａ，３Ｂ（電気信号ケーブル）を介して、カメラヘッド２４に対して制御信号等を出力する。
【００３３】
〔プラグ及びレセプタクルの構成〕
次に、プラグ４及びレセプタクル５の構成について説明する。
図２は、プラグ４及びレセプタクル５を当該プラグ４の基端側（カメラヘッド２４側）から見た分解斜視図である。図３は、プラグ４を先端側（レセプタクル５に接続する側）から見た斜視図である。図４は、プラグ４及びレセプタクル５のが接続する方向の中心軸を通る平面で切断した断面図である。
以下、図２〜図４を参照して、プラグ４の構成、及びレセプタクル５の構成の順に説明する。
【００３４】
〔プラグの構成〕
プラグ４は、プラグ側第１外郭４１と、プラグ側カバー部材４２（図３，図４）と、プラグ側コリメータ４３（図４）と、プラグ側第２外郭４４と、コネクタ部４５（図４）と、プラグ側プリント基板４６（図４）と、弾性部材４７とを備える。
【００３５】
プラグ側第１外郭（第１外郭）４１は、図２〜図４に示すように、略円筒形状を有する。なお、プラグ側第１外郭４１は、筒状であれば、円筒形状に限られず、楕円、四角、多角形等の断面形状を有する筒体で構成しても構わない。そして、プラグ側第１外郭４１は、当該プラグ側第１外郭４１の中心軸に沿って第１伝送ケーブル３Ａを構成する光ファイバ３Ａ１が挿通され、光ファイバ３Ａ１における光信号の出射端を覆う。
【００３６】
図５は、図４に示したプラグ側第１外郭４１の先端部分を拡大した図である。
このプラグ側第１外郭４１において、先端の内周縁には、図５に示すように、プラグ側カバー部材４２を取り付けるための取付部４１Ａが形成されている。
具体的に、取付部４１Ａは、プラグ４内に挿通された光ファイバ３Ａ１の中心軸（光軸）ＡｘＡに対して平行な方向に窪む凹部である。この取付部４１Ａにおける底部分は、平坦状に形成されている。そして、当該底部分の法線方向は、中心軸ＡｘＡに平行な方向となる。
【００３７】
プラグ側カバー部材（カバー部材）４２は、取付部４１Ａの平面形状と略同一の平面形状に形成されるとともに、互いに平行する第１，第２板面４２Ａ，４２Ｂ（図５）を有する板体で構成されている。
【００３８】
プラグ側カバー部材４２は、取付部４１Ａの底部分にあてがわれ、半田、ロウ付、接着、またはガラス封止により、プラグ側第１外郭４１（取付部４１Ａ）に対して気密に接合されている。このように接合されることで、第１板面４２Ａは、光ファイバ３Ａ１における光信号の出射端に対向し、プラグ側第１外郭４１内に面する。また、プラグ側カバー部材４２は、第１，第２板面４２Ａ，４２Ｂが中心軸ＡｘＡに直交する姿勢となる。このように、プラグ側第１外郭４１の先端側をプラグ側カバー部材４２にて封止することで、プラグ側第１外郭４１内への液体や異物の侵入を抑制し、光通信の信頼性を確保することができる。
【００３９】
プラグ側カバー部材４２は、プラグ側第１外郭４１の先端から当該プラグ側第１外郭４１の基端側へ退避した位置（当該先端から奥まった位置）に位置付けられる。このため、プラグ側カバー部材４２を手で触れにくい構造となり、プラグ側カバー部材４２に異物が付着することを抑制することができる。すなわち、当該異物により、光通信の信頼性が損なわれることがない。
【００４０】
プラグ側カバー部材４２は、光伝送を行う波長に対する透過性を有するガラス、サファイア、ゲルマニウム（Ｇｅ）、シリコン（Ｓｉ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ2）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）等のいずれかの材料によって構成される。
【００４１】
画像データを伝送するための光として波長が８５０ｎｍ程度の近赤外光を用いる場合、プラグ側カバー部材４２は、高い近赤外透過性を有する材料を用いて構成される。このような材料として、例えば石英ガラスや各種光学ガラスのように波長が可視光から３μｍ程度の範囲の光を８０％以上の透過率で透過するガラス、波長が０．２５μｍ〜４μｍ程度の範囲の光を８０％以上の透過率で透過するサファイア、波長が０．２μｍ〜８μｍ程度の範囲の光を９０％以上の透過率で透過するフッ化カルシウム（ＣａＦ2）、波長が０．６μｍ〜１５μｍ程度の範囲の光を６０％以上の透過率で透過するセレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）等の材料を挙げることができる。
【００４２】
また、画像データを伝送するための光として波長が２μｍ以上の赤外光を用いる場合、プラグ側カバー部材４２の材料として、例えば波長が２μｍ〜２０μｍ程度の範囲の光を４０％以上の透過率で透過するゲルマニウム（Ｇｅ）、波長が１．２μｍ〜６μｍ程度の範囲の光を４０％以上の透過率で透過するシリコン（Ｓｉ）、波長が２μｍ〜２０μｍ程度の範囲の光を６０％以上の透過率で透過するカルコゲナイド系ガラス（ガラス組成により制御可能）等、高い赤外透過性を有する材料が用いられる。
【００４３】
上述した材料のうち、種々のガラスは、結晶のような異方性がなく、種々の成型法、加工法を容易に適用することが可能であり、所望の形状、厚さに加工することができるためより好ましい。また、種々のガラスは、組成を選択できる範囲が広く、化学的、熱的な耐性を向上させたり、コーティングのし易さなどを調整したりすることができるため、この意味でも好ましい。
【００４４】
プラグ側カバー部材４２の第２板面４２Ｂには、オートクレーブ耐性を有する膜状のコーティング部材４２１が設けられている。コーティング部材４２１は、画像データ伝送用の光の透過率が高い材料を用いて構成される。例えば、画像データ伝送用の光が単波長の光である場合、コーティング部材４２１は単層でも反射防止の位相条件を満足することができる。また、画像データ伝送用の光が複数の波長の光からなる場合、反射防止の位相条件を満足するためには、コーティング部材４２１を多層で構成することが好ましい。
【００４５】
画像データ伝送用の光として波長が８５０ｎｍ程度の単波長の近赤外光を適用する場合、コーティング部材４２１は、例えば赤外光の透過率が高く、特に波長が８５０ｎｍ程度の近赤外光の透過率が高い非晶質炭素によって構成される。非晶質炭素は、結晶構造を有しておらず異方性を有しないため、等方的で緻密な膜を成膜することができる。したがって、プラグ側カバー部材４２への薬剤の攻撃が発生しにくく、オートクレーブ耐性を有している。このような非晶質炭素として、例えば硬質炭素膜（ＤＬＣ：Diamond-Like  Carbonとも呼ばれる）を挙げることができる。
【００４６】
コーティング部材４２１は、画像データ伝送用の光の反射防止機能を有していればより好ましい。例えば、プラグ側カバー部材４２をサファイアで構成した場合を考える。サファイアの近赤外域での屈折率は１．７６６程度であり、一面あたりの表面反射率は７．７％である。このため、プラグ側カバー部材４２をサファイアによって構成した場合には、第１板面４２Ａおよび第２板面４２Ｂでそれぞれ７．７％反射するため、プラグ側カバー部材４２全体では８５％程度しか透過させることができず、伝送ロスが無視できない。このため、コーティング部材４２１が画像データ伝送用の光の反射防止機能を有していれば、プラグカバー部材４２における透過率を向上させることができるのでより好ましい。
【００４７】
反射防止の位相条件は公知であり、コーティング部材４２１の厚さｄ、伝送用の光の波長λ、コーティング部材４２１の屈折率ｎを用いて、ｄ＝１／４・（λ／ｎ）と表される。例えば、画像データ伝送用に波長λ＝９５０ｎｍの光を適用し、コーティング部材４２１として屈折率ｎ＝２．００の硬質炭素膜を適用する場合、硬質炭素膜の厚さｄが１０６ｎｍ程度であれば、上記位相条件をほぼ満足する。
【００４８】
プラグ側コリメータ４３は、図４に示すように、プラグ側第１外郭４１内において、光ファイバ３Ａ１の出射端に接合された状態で配設されている。すなわち、プラグ側コリメータ４３は、プラグ側カバー部材４２と光ファイバ３Ａ１の出射端との間に配設されている。そして、プラグ側コリメータ４３は、光ファイバ３Ａ１の出射端から出射された光（光信号）を平行光とする。
【００４９】
プラグ側コリメータ４３を配設した場合、プラグ側コリメータ４３を省略した構成と比較して、レセプタクル５との機械的な接続にそれほど高い精度が要求されず、プラグ４の製造を容易に行うことができる。
【００５０】
以上説明したプラグ側第１外郭４１内において、当該プラグ側第１外郭４１の基端側（プラグ側コリメータ４３の一部の周囲、光ファイバ３Ａ１の出射端側の周囲）は、図４または図５に示すように、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の粘着性の封止材Ｒ１により封止されている。なお、当該封止については、上述した樹脂等の封止材Ｒ１に限られず、その他、ガラス封止等を採用しても構わない。
【００５１】
プラグ側第２外郭４４は、図２ないし図４に示すように、先端側外郭４４１と、基端側外郭４４２とを備え、全体略円筒形状を有する。なお、プラグ側第２外郭４４は、筒状であれば、円筒形状に限られず、楕円、四角、多角形等の断面形状を有する筒体で構成しても構わない。
【００５２】
先端側外郭４４１は、円筒状の大外径部４４１Ａと、大外径部４４１Ａの外径寸法よりも小さい外径寸法を有し、かつ大外径部４４１Ａの内径寸法と同一の内径寸法を有する円筒状の小外径部４４１Ｂとが同軸上に一体形成された全体略円筒形状を有する。そして、プラグ側第１外郭４１は、先端部分が突出するように、基端部分が先端側外郭４４１に嵌合する。
ここで、先端側外郭４４１とプラグ側第１外郭４１との間は、Ｏリングや、シリコーン樹脂またはエポキシ樹脂等の粘着性の封止材により封止されている。
【００５３】
この先端側外郭４４１には、導電性材料から構成された複数のプラグ側電気接点４４１Ｃが設けられている。
プラグ側電気接点４４１Ｃは、図４に示すように、一端が大外径部４４１Ａの外周面に露出するとともに、当該外周面から小外径部４４１Ｂにおける基端側の端面まで延び、他端が当該基端側の端面から突出するように設けられている。複数のプラグ側電気接点４４１Ｃは、先端側外郭４４１における周方向に沿って所定の間隔で配設されている。
【００５４】
基端側外郭４４２は、先端側外郭４４１に対して基端側に配設され、略円筒形状を有する。そして、基端側外郭４４２は、内部に第１伝送ケーブル３Ａが挿通された状態で、先端部分が小外径部４４１Ｂに嵌合する。
ここで、基端側外郭４４２と小外径部４４１Ｂとの間は、Ｏリングや、シリコーン樹脂またはエポキシ樹脂等の粘着性の封止材により封止されている。
【００５５】
コネクタ部４５は、図４に示すように、基端側外郭４４２内に配設され、複数のプラグ側電気接点４４１Ｃとプラグ側プリント基板４６とを中継（電気的に接続）する。このコネクタ部４５は、光ファイバ３Ａ１が挿入される孔４５１Ａを有する平板状のインシュレータ４５１と、導電性材料から構成され、当該インシュレータ４５１の表裏を貫通する複数のコンタクト（図示略）とを備える。また、コネクタ部４５は、インシュレータ４５１が中心軸ＡｘＡに直交する姿勢で基端側外郭４４２内に配設される。そして、複数のコンタクトは、小外径部４４１Ｂにおける基端側の端面から突出した複数のプラグ側電気接点４４１Ｃとそれぞれ電気的に接続するとともに、電気配線４８を介してプラグ側プリント基板４６に電気的に接続する。
【００５６】
プラグ側プリント基板４６は、図４に示すように、中心軸ＡｘＡを含む平面に沿って配設され、コネクタ部４５を介して、複数のプラグ側電気接点４４１Ｃと、第１伝送ケーブル３Ａを構成する複数の電気信号ケーブル３Ａ２とを中継する。
【００５７】
以上説明した基端側外郭４４２内において、当該基端側外郭４４２の基端側（第１伝送ケーブル３Ａの一部の周囲、プラグ側プリント基板４６の周囲）は、図４に示すように、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の粘着性の封止材Ｒ２により封止されている。なお、当該封止については、上述した樹脂等の封止材Ｒ２に限られず、その他、ガラス封止等を採用しても構わない。
【００５８】
弾性部材４７は、第１伝送ケーブル３Ａが基端側外郭４４２における基端部分の内周縁を中心として折れ曲がってしまうことを抑制する部材であり、ゴム等の弾性材料から構成された略円筒形状を有する。そして、弾性部材４７は、内部に第１伝送ケーブル３Ａが挿通された状態で、先端部分が基端側外郭４４２の基端部分に嵌合する。
ここで、弾性部材４７と基端側外郭４４２との間は、Ｏリングや、シリコーン樹脂またはエポキシ樹脂等の粘着性の封止材により封止されている。
【００５９】
〔レセプタクルの構成〕
レセプタクル５は、図２または図４に示すように、レセプタクル側第１外郭５１と、レセプタクル側カバー部材５２（図４）と、レセプタクル側コリメータ５３と、レセプタクル側第２外郭５４と、レセプタクル側プリント基板５５とを備える。
【００６０】
レセプタクル側第１外郭５１は、先端側（プラグ４に接続する側）に位置する円筒状の大内径部５１１と、基端側に位置するとともに、大内径部５１１の内径寸法よりも小さい内径寸法を有し、かつ大内径部５１１の外径寸法と同一の外径寸法を有する円筒状の小内径部５１２とが同軸上に一体形成された全体略円筒形状を有する。なお、レセプタクル側第１外郭５１は、筒状であれば、円筒形状に限られず、楕円、四角、多角形等の断面形状を有する筒体で構成しても構わない。
大内径部５１１は、内径寸法がプラグ側第１外郭４１の外径寸法よりも若干大きくなるように形成されている。また、大内径部５１１は、長さ寸法（円筒の高さ方向の寸法）がプラグ側第１外郭４１におけるプラグ側第２外郭４４（先端側外郭４４１）からの突出寸法よりも若干大きくなるように形成されている。
【００６１】
レセプタクル側カバー部材５２は、透光性を有する板体で構成され、大内径部５１１及び小内径部５１２の段差部分にあてがわれ、レセプタクル側第１外郭５１に対して接合されている。すなわち、レセプタクル側カバー部材５２は、光ファイバ３Ｂ１の中心軸（光軸）ＡｘＢ（図４）に直交する姿勢で配設されている。なお、当該接合方法については、プラグ側第１外郭４１に対するプラグ側カバー部材４２の接合方法と同一の接合方法を採用してもよく、あるいは、異なる接合方法を採用しても構わない。また、レセプタクル側カバー部材５２としては、プラグ側カバー部材４２と同一の材料で構成してもよく、光通信が成立する透過率を有していれば、異なる材料で構成しても構わない。
【００６２】
レセプタクル側コリメータ５３は、図４に示すように、光ファイバ３Ｂ１の入射端に接合された状態で、小内径部５１２に挿通される。そして、レセプタクル側コリメータ５３は、プラグ側コリメータ４３から出射された光（光信号）を光ファイバ３Ｂ１の入射端に導く。
【００６３】
レセプタクル側コリメータ５３を配設した場合、レセプタクル側コリメータ５３を省略した構成と比較して、プラグ４との機械的な接続にそれほど高い精度が要求されず、レセプタクル５の製造を容易に行うことができる。
【００６４】
レセプタクル側第２外郭５４は、内径寸法がプラグ側第２外郭４４（基端側外郭４４２）の外径寸法よりも若干大きい全体略円筒形状を有する。そして、レセプタクル側第１外郭５１は、基端部分が突出するように、先端部分がレセプタクル側第２外郭５４内に挿通される。
【００６５】
レセプタクル側プリント基板５５は、基板本体５５１と、複数のレセプタクル側電気接点５５２とを備える。
基板本体５５１は、図４に示すように、略中心部分に、表裏を貫通する孔５５１Ａを有する。そして、孔５５１Ａには、レセプタクル側第１外郭５１が嵌合する。
複数のレセプタクル側電気接点５５２は、導電性材料から構成されて基板本体５５１に電気的に接続するとともに、レセプタクル側第２外郭５４内部に向けて突出する。このレセプタクル側電気接点５５２は、レセプタクル側第１外郭５１における周方向に沿って所定の間隔で配設されている。また、このレセプタクル側電気接点５５２は、プラグ側電気接点４４１Ｃと同一の数だけ、設けられている。
そして、基板本体５５１は、複数のレセプタクル側電気接点５５２と、第２伝送ケーブル３Ｂを構成する複数の電気信号ケーブル３Ｂ２（図４）とを中継する。
【００６６】
上述したプラグ４及びレセプタクル５同士が機械的に接続した状態では、プラグ側第１外郭４１がレセプタクル側第２外郭５１（大内径部５１１）内に挿通される。そして、この状態では、光ファイバ３Ａ１，３Ｂ１の各中心軸ＡｘＡ，ＡｘＢが一致し、プラグ側コリメータ４３（光ファイバ３Ａ１の出射端）及びレセプタクル側コリメータ５３（光ファイバ３Ｂ１の入射端）が互いに対向する。すなわち、カメラヘッド２４から出力され第１伝送ケーブル３Ａ（光ファイバ３Ａ１）を介した光信号(撮像信号)を、プラグ４及びレセプタクル５を介して、第２伝送ケーブル３Ｂ（制御装置７）に伝送可能な状態（光通信可能な状態）となる。
【００６７】
また、プラグ４及びレセプタクル５同士が機械的に接続した状態では、プラグ側第２外郭４４がレセプタクル側第２外郭５４内に挿通され、複数のプラグ側電気接点４４１Ｃと複数のレセプタクル側電気接点５５２とがそれぞれ電気的に接続する。そして、この状態では、制御装置７から出力され第２伝送ケーブル３Ｂ（複数の電気信号ケーブル３Ｂ２）を介した制御信号等を、プラグ４及びレセプタクル５を介して、第１伝送ケーブル３Ａ（カメラヘッド２４）に伝送可能な状態となる。
【００６８】
〔硬質炭素膜の成膜方法〕
次に、硬質炭素膜のプラグ側カバー部材４２への成膜方法の具体例を説明する。以下では、被処理材であるプラグ側カバー部材４２をシリコンによって構成した場合を説明する。
【００６９】
まず、処理チャンバ内の所定位置に被処理材を配置し、処理チャンバを油拡散ポンプで排気し、処理チャンバ内の圧力を１０-3Ｐａ程度とした後、タンタル製のホローカソード放電ガン（ＨＣＤガン）ガンからアルゴンガスを導入し、圧力を２０Ｐａに調整する。
その後、ＨＣＤガン−ハース間に５０Ｖの電圧と、それに重畳して高周波電圧を印加し、アルゴンガスのグロー放電を起こさせる。
【００７０】
続いて、ハースの周囲に設けたコイルに約１００Ａの電流を流してアルゴンガスのプラズマを収束させ、ＨＣＤガンに併設した補助電極とＨＣＤガンの間に最大３５０Ｖの電圧を印加することによってＨＣＤガン−ハース間の放電を促進する。
ＨＣＤガン−ハース間のアーク放電が点火した後、アルゴンガスの流量を変えずに、処理チャンバを油拡散ポンプで排気し、処理チャンバ内の圧力を０．１Ｐａ程度とする。
【００７１】
この後、第１段階として、プラグ側カバー部材４２のクリーニングを、「ＨＣＤガン電流１００Ａ、アルゴンガス流量５０ｓｃｃｍ、コイル電流１８０Ａ、被処理材−接地間電圧−８００Ｖ」という条件のもとで５分間行う。
【００７２】
続く第２段階として、硬質炭素膜のプラグ側カバー部材４２への蒸着を行う。第１段階から第２段階へ移行する際には、約１分間のうちに、第１段階のクリーニングの条件から、「ＨＣＤガン電流１５０Ａ、アルゴンガス流量１０ｓｃｃｍ、コイル電流２００Ａ、被処理材への電位印加なし」という条件に変更する。第２段階を約１５分間行うことにより、厚さ約０．１μｍの硬質炭素膜が得られる。
【００７３】
以上説明した硬質炭素膜の成膜方法はあくまでも一例に過ぎず、硬質炭素膜の性質、膜厚、プラグ側カバー部材４２の種類等に応じて適宜条件を変更して製造することが可能である。
【００７４】
なお、硬質炭素膜の成膜方法として、プラズマＣＶＤ（Chemical  Vapor  Depositon）法またはＰＶＤ（Physical  Vapor  Depositon）法などを用いることも可能である。
【００７５】
プラズマＣＶＤ法では、原料としてアセチレンなどの炭化水素ガスを使用し、チャンバー内で原料ガスをプラズマ化して、気相合成した炭化水素を試料表面に蒸着する。原料には水素が含まれるため、硬質炭素膜にも必ず水素が含まれる。このようなプラズマＣＶＤ法は、処理温度が比較的低い（室温〜２００℃）、電極の配置により複雑形状でも均一に成膜しやすい、処理時間が比較的短い、等の利点がある。
【００７６】
ＰＶＤ法では、原料である黒鉛を真空中でイオンビーム、アーク放電及びグロー放電等に晒し、飛び散った炭素原子を目的物の試料面に付着させる。このＰＶＤ法では、金属を添加した硬質炭素膜や炭素のみの硬質炭素膜を作製することも可能である。
【００７７】
上述した硬質炭素膜の成膜方法のうちのいずれを採用するかは、コーティング部材４２１として要求する性質等の条件に応じて適宜決定すればよい。
【００７８】
以上説明した本発明の実施の形態によれば、プラグ側第１外郭４１におけるレセプタクル５と接続する先端側を封止するプラグ側カバー部材４２の先端側の表面に、非晶質炭素からなる膜状のコーティング部材４２１を設けたため、オートクレーブに耐性を有するとともに、光信号の伝送に好適な光コネクタおよび医療装置を提供することができる。
【００７９】
また、本実施の形態によれば、単層のコーティング部材４２１を構成することで、単波長の光信号を高い透過率で透過させる場合であっても単純な構成によって光伝送を実現することができる。
【００８０】
また、本実施の形態によれば、プラグ側カバー部材４２は、プラグ側第１外郭４１の先端から当該プラグ側第１外郭４１の基端側へ退避した位置（プラグ側第１外郭４１内に奥まった位置）に位置付けられる。
このため、ユーザがプラグ側カバー部材４２を手で直接触れにくい構造となり、プラグ側カバー部材４２に異物が付着することを抑制することができる。すなわち、当該異物により、光通信の信頼性が損なわれることがない。
【００８１】
（変形例）
図６は、本実施の形態の変形例１に係るプラグ側第１外郭４１の先端部分の拡大図である。本変形例１では、プラグ側カバー部材４２の第１板面４２Ａにもコーティング部材（第２コーティング部材）４２２を設ける。コーティング部材４２２は、コーティング部材４２１と同様の透過特性を有する材料を用いて構成される。ただし、コーティング部材４２１とコーティング部材４２２が同じ材料である必要はない。
【００８２】
本変形例１によれば、プラグ側カバー部材４２の両面にコーティング部材を設けたため、裏表関係なくプラグ側カバー部材４２を使用することができ、光コネクタの生産性を向上させることができる。例えば、画像データ伝送用の光が単波長の光である場合、コーティング部材４２１、４２２は単層でも反射防止の位相条件を満足することができる。また、画像データ伝送用の光が複数の波長の光からなる場合、反射防止の位相条件を満足するためには、コーティング部材４２１、４２２を多層で構成することが好ましい。
【００８３】
なお、コーティング部材４２２が反射防止機能を有する、すなわち、コーティング部材４２２の膜厚が、コーティング部材４２１の膜厚と同様に反射防止の位相条件を満たしていれば、より好ましい。
【００８４】
図７は、本実施の形態の変形例２に係るプラグ側第１外郭４１の先端部分の拡大図である。本変形例２では、プラグ側カバー部材４２の第２板面４２Ｂに膜状の反射防止部材４２３を設けるとともに、反射防止部材４２３の先端側の表面にコーティング部材４２１を設ける。反射防止部材４２３は、通常用いられる反射防止コーティング（ＡＲコーティング）を行うことによって形成される。反射防止部材４２３は、例えばフッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）またはシリカ（ＳｉＯ2）を用いて構成される。
【００８５】
本変形例２では、第２板面４２Ｂの表面に反射防止部材４２３を設けたため、プラグ側カバー部材４２の表面での反射が低減し、効率良く光を伝送することが可能となる。また、本変形例２では、第２板面４２Ｂに設けた反射防止部材４２３の先端側の表面にコーティング部材４２１を設けたため、プラグカバー部材４２および反射防止部材４２３がオートクレーブによる影響を受けないで済む。
【００８６】
なお、本変形例２において、上述した変形例１と同様、第１板面４２Ａにコーティング部材４２２を設けてもよい。
【００８７】
図８は、本実施の形態の変形例３に係るプラグ側第１外郭４１の先端部分の拡大図である。本変形例３では、プラグ側カバー部材４２の第１板面４２Ａにコーティング部材４２２を設けるとともに、コーティング部材４２２の表面であってプラグ側コリメータ４３の先端と対向する側の表面に反射防止部材（第２反射防止部材）４２４を設ける。また、プラグ側カバー部材４２の第２板面４２Ｂに反射防止部材４２３を設けるとともに、反射防止部材４２３の先端側の表面にコーティング部材４２１を設ける。反射防止部材４２４は、反射防止部材４２３と同様の材料を用いて構成される。
【００８８】
本変形例３では、プラグカバー部材４２の両面に反射防止部材４２３、４２４をそれぞれ設けたため、プラグカバー部材４２の表面における反射を一段と低減させることができる。また、第１板面４２Ａでは、屈折率が比較的大きいコーティング部材４２２を屈折率が比較的小さいプラグ側カバー部材４２の表面に設けたため、光学的にはより好ましい構成となる。さらに、プラグ４の内側は密閉されているため、反射防止部材４２３は温度や薬剤の影響を受けずに済む。
【００８９】
図９は、本実施の形態の変形例４に係るプラグ側第１外郭４１’の先端部分の拡大図である。本変形例４では、プラグ側カバー部材４２の第２板面４２Ｂにコーティング部材４２１を設ける。プラグ側カバー部材４２の第２板面４２Ｂの法線方向は、プラグ４内に挿通された光ファイバ３Ａ１の中心軸（光軸）ＡｘＡに対して角度θだけ傾斜している。
【００９０】
プラグ側第１外郭４１’において、先端の内周縁には、図９に示すように、プラグ側カバー部材４２を取り付けるための取付部４１’Ａが形成されている。取付部４１’Ａは、プラグ４内に挿通された光ファイバ３Ａ１の中心軸（光軸）ＡｘＡに対して角度θだけ傾斜した方向に窪む凹部である。この取付部４１’Ａにおける底部分は、平坦状に形成されている。そして、当該底部分の法線方向は、中心軸ＡｘＡに対して角度θだけ傾斜した方向となる。
【００９１】
角度θは、１度以上４５度以下の角度であることが好ましく、より好ましくは５度以上、２０度以下である。角度θが１度以上傾いていれば、プラグ側コリメータ４３への反射光を低減できるという効果を有する。角度θが４５度より大きい場合は、光伝送を行うためにはプラグ側カバー部材４２の面積を広く必要とし、当該プラグ側カバー部材４２の大型化だけではなく、傾きが緩い場合よりも高い加工精度と組立精度が必要となる。このため、角度θは、４５度以下であることが好ましい。プラグ側コリメータ４３への反射光、窓部材の大きさ、加工精度、組立精度が最もバランスの良い角度θは、５度以上、２０度以下であり、この角度領域が最も好ましい。
【００９２】
本変形例４によれば、プラグ側コリメータ４３から出射された光の一部がプラグ側カバー部材４２にて反射した場合であっても、当該反射光は、プラグ側コリメータ４３を避ける方向に進行することとなる。したがって、当該反射光が迷光となることがなく、光通信の信頼性を十分に確保することができる。
【００９３】
（その他の実施の形態）
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。
【００９４】
上述した実施の形態では、本発明に係る光コネクタを雄型コネクタであるプラグ４で構成し、相手方コネクタを雌型コネクタであるレセプタクル５で構成していたが、これに限られず、本発明に係る光コネクタをレセプタクルで構成し、相手方コネクタをプラグで構成しても構わない。
【００９５】
上述した実施の形態では、プラグ側カバー部材４２は、第１板面４２Ａが平坦状に形成されていたが、これに限られず、曲面状に形成しても構わない。このように第１板面を曲面状に形成した場合であっても、プラグ側コリメータ４３から出射され当該第１板面で反射された光がプラグ側コリメータ４３を避ける方向に進行するように設定することが好ましい。
【００９６】
上述した実施の形態では、光通信を１つのチャンネル（通信路）で行う場合について説明したが、これに限られず、複数のチャンネルとしても構わない。このように複数のチャンネルで光通信を行う場合には、各チャンネル毎にカバー部材を設けてもよく、複数のチャンネルをいくつかに纏め、チャンネル数よりも少ない数のカバー部材を設けることも可能である。
【００９７】
上述した実施の形態では、本発明に係る光コネクタを内視鏡装置１に用いていたが、これに限られず、光信号を伝送する他の医療機器や、工業分野において用いられ、機械構造物等の観察対象物の内部を観察する内視鏡装置等の他の電子機器に用いても構わない。
【符号の説明】
【００９８】
１  内視鏡装置
２  内視鏡
３Ａ  第１伝送ケーブル
３Ａ１  光ファイバ
３Ａ２  電気信号ケーブル
３Ｂ  第２伝送ケーブル
３Ｂ１  光ファイバ
３Ｂ２  電気信号ケーブル
４  プラグ
５  レセプタクル
６  表示装置
７  制御装置
２１  挿入部
２２  光源装置
２３  ライトガイド
２４  カメラヘッド
４１、４１’  プラグ側第１外郭
４１Ａ、４１’Ａ  取付部
４２  プラグ側カバー部材
４２Ａ  第１板面
４２Ｂ  第２板面
４３  プラグ側コリメータ
４４  プラグ側第２外郭
４５  コネクタ部
４６  プラグ側プリント基板
４７  弾性部材
４８  電気配線
５１  レセプタクル側第１外郭
５２  レセプタクル側カバー部材
５３  レセプタクル側コリメータ
５４  レセプタクル側第２外郭
５５  レセプタクル側プリント基板
４２１、４２２  コーティング部材
４２３、４２４  反射防止部材
４４１  先端側外郭
４４１Ａ  大外径部
４４１Ｂ  小外径部
４４１Ｃ  プラグ側電気接点
４４２  基端側外郭
４５１  インシュレータ
４５１Ａ  孔
５１１  大内径部
５１２  小内径部
５５１  基板本体
５５１Ａ  孔
５５２  レセプタクル側電気接点
ＡｘＡ、ＡｘＢ  中心軸
Ｒ１、Ｒ２  封止材
θ  角度
【図１】
0006389383.tif 000002
【図２】
0006389383.tif 000003
【図３】
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【図４】
0006389383.tif 000005
【図５】
0006389383.tif 000006
【図６】
0006389383.tif 000007
【図７】
0006389383.tif 000008
【図８】
0006389383.tif 000009
【図９】
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