| 【発明の名称】 |
電子内視鏡装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】山谷 高嗣
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| 【要約】 |
【課題】本発明は、不要なノイズの発生と不要なノイズの混入を充分に抑制ないし低減化する電子内視鏡装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明による内視鏡装置は、固体撮像素子を内蔵すると共に、複数の金属部材で内部構造体を形成した電子内視鏡１と、この電子内視鏡１を着脱自在に接続できるビデオプロセッサ２とで構成される内視鏡装置であって、電子内視鏡接続時に外装近傍の上記内部構造体を一括で、ビデオプロセッサ２内の患者回路基板の患者回路ＧＮＤ面６５に電気的に導通させた。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】電子内視鏡の先端部に撮像素子が配置され、この撮像素子とプロセッサ内の患者回路とが信号ケーブルで接続され、その信号ケーブルの外側に電子内視鏡各部の構造体である外装金属が設けられている電子内視鏡装置において、電子内視鏡の各部の外装金属をプロセッサとの接続状態で、プロセッサ側電気コネクタの外装金属を介して、プロセッサ内患者回路のグラウンド部に導通するようにしたことを特徴とする電子内視鏡装置。
【請求項２】上記電子内視鏡の各部の外装金属を隣り合う外装金属同志で導通させたことを特徴とする請求項１記載の電子内視鏡装置。
【請求項３】少なくとも上記撮像素子が絶縁された状態で保持されている撮像素子保持部材までを先端部の外装金属に導通させたことを特徴とする請求項１記載の電子内視鏡装置。
【請求項４】固体撮像素子用の信号ケーブルの外側を覆う一括シールドを設け、一括シールドは、電子内視鏡単体状態では外装金属に対し絶縁状態とし、プロセッサとの接続状態でプロセッサ内患者回路のグラウンド部に導通し、電子内視鏡の外装金属と同電位となるようにした請求項１又は請求項２又は請求項３記載の電子内視鏡装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子内視鏡装置に係り、特に不要輻射ノイズの放射及び混入を低減するようにした電子内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電子内視鏡は、挿入部の先端部分に対物レンズ及び固体撮像素子（ＣＣＤ）が設けられており、観察像は対物レンズを介してＣＣＤに結像され、ここで光電変換される。光電変換された観察像を示す電気信号はプロセッサで適宜映像信号に変換され、モニタＴＶに観察像を表示させる。
【０００３】尚、従来、ファイバースコープの接眼部に装着されるビデオコンバータがあるが、このビデオコンバータもプロセッサに接続して使用される。
【０００４】近年、病院内などで用いられる電気機器装置などに対しても、ＥＭＣ（電磁妨害を与える問題（ＥＭＩ）と電磁妨害（ＥＭＳ）との総称）対策が充分に施されることが益々望まれている。このため、電子内視鏡及びプロセッサについてもＥＭＣ対策が技術的に重要な事項の１つに挙げられる。
【０００５】不要な輻射ノイズの発生及び混入を抑制ないしは低減するための具体的な従来の技術として、電子内視鏡の外周の少なくとも一部を電磁波を吸収する磁性体が混入された可撓性樹脂材で被覆するようにした電子内視鏡が提示されている（特開平７−５１２２４号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平７−５１２２４号公報に示された内視鏡装置では、電子内視鏡で発生したノイズがプロセッサー内に混入し、例えば映像信号にノイズが混入して画像を劣化させたり、制御信号にノイズが混入して誤動作を起こさせたり、また、プロセッサの筐体の隙間などから外部に放射され、他の電気機器を誤動作させる可能性がある。このように、電子内視鏡だけを電磁波を吸収する磁性体を含んだ樹脂で覆ってもＥＭＣ対策としては不充分であった。
【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、不要なノイズの発生と不要なノイズの混入を充分に抑制ないし低減化する電子内視鏡装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】請求項１に係る発明は、電子内視鏡の先端部に撮像素子が配置され、この撮像素子とプロセッサ内の患者回路とが信号ケーブルで接続され、その信号ケーブルの外側に電子内視鏡各部の構造体である外装金属が設けられている電子内視鏡装置において、電子内視鏡の各部の外装金属をプロセッサとの接続状態で、プロセッサ側電気コネクタの外装金属を介して、プロセッサ内患者回路のグラウンド部に導通するようにしたことを特徴とする電子内視鏡装置である。
【０００９】請求項２に係る発明は、上記電子内視鏡の各部の外装金属を隣り合う外装金属同志で導通させたことを特徴とする請求項１記載の電子内視鏡装置である。
【００１０】請求項３に係る発明は、少なくとも上記撮像素子が絶縁された状態で保持されている撮像素子保持部材までを先端部の外装金属に導通させたことを特徴とする請求項１記載の電子内視鏡装置である。
【００１１】請求項４に係る発明は、撮像素子用の信号ケーブルの外側を覆う一括シールドを設け、一括シールドは、電子内視鏡単体状態では外装金属に対し絶縁状態とし、プロセッサとの接続状態でプロセッサ内患者回路のグラウンド部に導通し、電子内視鏡の外装金属と同電位となるようにした請求項１又は請求項２又は請求項３記載の電子内視鏡装置である。
【００１２】この構成によれば、ビデオプロセッサの接続部から撮像素子までのほぼ全域を患者回路基板のグラウンド電位でシールドされ、不要ノイズの発生と不要なノイズの混入を充分抑制ないし低減する。
【００１３】ここではファイバースコープや硬性鏡に装着されるビデオコンバータも電子内視鏡に含まれるものと定義する。
【００１４】
【発明の実施の形態】［第１実施形態］図１ないし図３を参照して本発明の第１実施形態に係る電子内視鏡装置について説明する。
【００１５】図１は、電子内視鏡装置の全体的構成を示す説明図である。同図１において、１は電子内視鏡、２はビデオプロセッサ、３はＴＶモニタである。電子内視鏡１は体腔内に挿入できるように可撓性を有する細長の挿入部４を有し、挿入部４の先端部分には、対物レンズ5（図２）と、撮像素子としての固体撮像素子、例えばＣＣＤ6（図２）が配設されている。挿入部４の後端には、操作部７が形成されており、操作部７からはユニバーサルコード８が延出している。上記挿入部４は先端部１１と湾曲部１２と可撓管部１３からなり、湾曲部１２は操作部７に設けたアングルノブ１４によって湾曲させられるようになっている。
【００１６】上記ユニバーサルコード８の末端にはビデオプロセッサ２に接続されるコネクター部２０が設けられており、このコネクター部２０にはライトガイドコネクタ２１と電気コネクタ２２などが設けられている。ライトガイドコネクタ２１はビデオプロセッサ２内の光源部（図示せず）から発する照明光を受けて、電子内視鏡１内に配置したライトガイドファイバー（図示せず）に照明光を入射させるための接続部である。ライトガイドファイバーに入射した照明光はそのライトガイドファイバーを通じて挿入部４の先端部分に設けた照明窓（図示せず）に導かれる。
【００１７】また、電気コネクタ２２は電子内視鏡１内に配置した信号ケーブル２３（図２）を通じて、ＣＣＤ６（図２）に駆動信号を送り、また、ＣＣＤ６からの出力をビデオプロセッサ２へ伝送するための接続部である。ＣＣＤ６からの撮像信号はビデオプロセッサ２において映像信号に変換され、映像信号は他の信号ケーブル２４を介してＴＶモニタ３に伝送される。
【００１８】図２は電子内視鏡１の各構成部同志の電気的なつながり具合を示した回路図である。電子内視鏡１の外表面は点線ないし２点鎖線で示されるように電気的絶縁材３０で覆われている。絶縁材３０の内側には金属からなる構造体があり、以下、これを外装金属３１と呼ぶ。
【００１９】挿入部４は大きく分けて先端部１１、湾曲部１２および可撓管部１３の３つの部分からなるが、それらの部分には上記外装金属３１が設けられている。
【００２０】操作部７の内部には、金属からなる操作部構造体３５があり、この操作部構造体３５の外側には電気的絶縁材からなる操作部外装ケース３６が配置され、操作部外装ケース３６は操作部構造体３５に直接または間接的に固定されている。この場合、上記操作部構造体３５を操作部７における外装金属３１と位置付ける。また、操作部外装ケース３６を操作部７における電気的絶縁材３０と位置付ける。
【００２１】ユニバーサルコード８にも、上記挿入部４と同様、外装金属３１が存在し、この外装金属３１の外表面は、電気的絶縁材３０で覆われている。
【００２２】この実施形態でのコネクター部２０は、第１のケース４１と第２のケース４２の２体で構成されており、第１のケース４１と第２のケース４２の材質は共に金属で作られていて、両ケース４１，４２共に、コネクター部２０における外装金属３１と位置付ける。
【００２３】ビデオプロセッサ２との接続時の電気的安全性を考慮して、第１のケース４１の外表面には電気的絶縁塗装を施すことにより、第１のケース４１の外表面を覆う電気的絶縁材３０が形成されている。
【００２４】また、第２のケース４２の面は、ビデオプロセッサ２との接続状態では外側に露出しない所なので、例えばＳＵＳ材のままで、ここには第１のケース４１のような電気的絶縁塗装等の処理を施さなくても構わない。
【００２５】上述したところより知れるように、コネクター部２０の外装金属３１は第１のケース４１の母材であり、また、第２のケース４２の母材でもある。また、第２のケース４２にはライトガイドコネクタ２１が固定されており、さらに電気コネクタ２２の部分の外装金属３１が電気的に導通された状態で固定されている。
【００２６】再度、図２を全体的に見ると、電子内視鏡１を構成している各部分の外装金属３１が各々電気的に導通した状態で接続されている。つまり、電子内視鏡１の全体が同一電位の金属体で覆われている。
【００２７】引き続き図２についての構成を説明する。挿入部４の先端部１１に配設されたＣＣＤ６には回路基板（図示せず）を介して信号ケーブル２３の各電線が接続されている。図２は信号ケーブル２３の導体のみを示したものであり、また、全ての線を図示したものではない。
【００２８】信号ケーブル２３の電線には、シールド線と単純線があり、それらの電線の外側には一括シールド４５が配設され、一括シールド４５の内側には、図２で示すように、ＧＮＤ線４６と、ＣＣＤ６からの入出力線４７が設けられている。
【００２９】上記入出力線４７は主にシールド線で形成されており、その内部導体４８および外部導体４９は直接または回路基板（図示せず）を介してＣＣＤ６に配線されている。図２では更にＧＮＤ線４６と外部導体４９とが電気的に接続されている。
【００３０】更に、ＣＣＤ６回りの電気的なつながり具合について引き続き図２を参照して説明する。すなわち、ＣＣＤ６回りには、対物レンズ５を保持する対物レンズ枠５１、ＣＣＤ６を電気的に絶縁した状態で保持するＣＣＤ保持部材５２、ＣＣＤ６の後方の電装部５３を遮蔽するシールド枠５４がある。
【００３１】対物レンズ枠５１、ＣＣＤ保持部材５２、シールド枠５４は各々金属部材で作られている。対物レンズ枠５１、ＣＣＤ保持部材５２、シールド枠５４は互いに電気的に導通しており、更に対物レンズ枠５１を介して先端部１１の外装金属３１に電気的に導通している。つまり、各枠５１，５２，５４は先端部１１の外装金属３１に電気的に落ちている。一括シールド４５については、先端部側ではシールド枠５４及び各電線に対しても電気的に絶縁された状態で保持されている。
【００３２】次に、電気コネクタ２２の内部について引き続き図２を参照して説明する。信号ケーブル２３の一括シールド４５、ＧＮＤ線４６、入出力線４７の内部導体４８及び外部導体４９は各々指定の接点に配線されている。更に、例えば、操作部７に設けられたリモートスイッチ５６からの２本の電線５７も同様に指定の接点に配線されている。また、信号ケーブル２３のコネクター部２０側付近部分の外周には、ノイズ吸収体であるフェライト５８が設けられている。
【００３３】次に、図３を参照して、電子内視鏡１をビデオプロセッサ２に接続した時の電気的なつながり具合を説明する。その前に、ビデオプロセッサ２自体の構成について説明する。すなわち、ビデオプロセッサ２の筐体６０には、電子内視鏡１のライトガイドコネクタ２１が接続される第２のライトガイドコネクタ６１と、電子内視鏡１の電気コネクタ２２が接続される第２の電気コネクタ６３とが設けられている。第２のライトガイドコネクタ６１と第２の電気コネクタ６３とは電気的に絶縁された状態で筐体６０に保持されている。
【００３４】ビデオプロセッサ２には患者回路ＧＮＤ面６５と患者回路６６が設けられており、グラウンド部としての患者回路ＧＮＤ面６５はコンデンサ６８を介して筐体６０に電気的に導通している。
【００３５】第２の電気コネクタ６３の内部には各接点ピン（図示せず）があり、その外周には外装金属３１が設けられており、外装金属３１は導通用金属部材６７を介して患者回路ＧＮＤ面６５に対し電気的に導通した接続状態になっている。導通用金属部材６７は単純な太目の電線でもメッシュ状のシールド線でも金属部材でも電気的導通部材であれば何でも構わない。
【００３６】電子内視鏡１のライトガイドコネクタ２１と電気コネクタ２２は各々第２のライトガイドコネクタ６１と第２の電気コネクタ６３に対して着脱自在に接続される。図３はそれらを接続した状態を示す。
【００３７】図３に示すように接続すると、電子内視鏡１の全体の外装金属３１がビデオプロセッサ２の第２の電気コネクタ６３の外装金属３１を通じて患者回路ＧＮＤ面６５に導通する。また、信号ケーブル２３内のＧＮＤ線４６、入出力線４７の外部導体４９、及び一括シールド４５は各々の接点ピン（図示せず）を介して上記同様に接続され、患者回路ＧＮＤ面６５に導通する。
【００３８】尚、本実施形態の要旨とは直接関係のない他の信号線（図示せず）及びリモートスイッチ５６からの電線５７は第２の電気コネクタ６３を介してビデオプロセッサ２の筐体６０内の患者回路６６に導かれている。
【００３９】上記までの説明では、電子内視鏡１の各部の外装金属３１が隣り合う外装金属同志に導通しているが、そうした構造でなくても例えば電線等を介して部分的にまとめたものを更にまとめて結果的に電子内視鏡１の全体の主要な外装金属を同電位にした構造でも構わない。
【００４０】このような構成、つまり、ＣＣＤ駆動時、ＣＣＤ６、信号ケーブル２３を含めた患者回路全体を患者回路６６のグラウンド（ＧＮＤ）と同電位な外装金属全体で覆うこと、つまり、シールドすることで、システムからの不要輻射ノイズの放射及びシステムへの不要輻射ノイズの混入を低減できる。
【００４１】電子内視鏡１の外装金属３１をビデオプロセッサ２の第２の電気コネクタ６３の外装金属部材を介して、ビデオプロセッサ２内で患者回路ＧＮＤ面６５に短絡させた。すなわち、短絡のさせ方が電子内視鏡１内ではなくビデオプロセッサ２内で電子内視鏡１の外装金属３１を患者回路ＧＮＤ面６５に短絡させているため、電子内視鏡１内で行うよりもスペース上の制約が少なく、表面積の大きい導通部材でしっかりと導通が可能であり、その結果、従来技術よりもシールドの効果及び安定性も高い。
【００４２】［第２実施形態］図４を参照して本発明の第２実施形態に係る電子内視鏡装置について説明する。本実施形態はファイバースコープ７０とビデオコンバータ７１を組み合わせて構成する電子内視鏡装置の例である。図４はファイバースコープ７０とビデオコンバータ７１をビデオプロセッサ２に接続した状態を示す。
【００４３】ビデオコンバータ７１はカメラヘッド７２を有し、カメラヘッド７２内にはＣＣＤ６が内蔵されている。また、カメラヘッド７２はファイバースコープ７０の接眼部７３に対し着脱自在に接続される。
【００４４】ファイバースコープ７０の先端部１１の対物レンズ（図示せず）からイメージガイドファイバー（図示せず）を介して接眼部７３に導かれた像はカメラヘッド７２内のＣＣＤ６で光電変換される。光電変換された信号は、ビデオコンバータ７１内の信号ケーブル２３を介して、電気コネクタ２２、第２の電気コネクタ６３内を経由し、ビデオプロセッサ２内で信号処理されて像としてＴＶモニタ３（図１）上に映し出される。
【００４５】ビデオコンバータ７１には、湾曲部、可撓管部、及び操作部がないため、ユニバーサルコード７５が先端部であるカメラヘッド７２に直接に接続されている。
【００４６】ビデオコンバータ７１の内部の電気的なつながり具合及びビデオコンバータ７１とビデオプロセッサ２との接続時の電気的なつながり具合は図４に示した通りであり、図３の場合と全く同じである。また、ＣＣＤ６及び信号ケーブル２３の外側全体を覆う外装金属３１が接続時にビデオプロセッサ２の第２の電気コネクタ６３の外装金属３１を通じて患者回路ＧＮＤ面６５に導通する構造になっている。
【００４７】図４ではファイバースコープ７０が接続されているが、別にファイバースコープ７０でなくても、挿入部４が硬性な硬性鏡等でもビデオコンバータ７１に接続可能なものであれば何でも構わない。
【００４８】尚、図４の中で図３と同一番号が付されているものは、図３の番号のものと同じ物であるため、その説明は省略する。また、作用・効果は、前述した第１実施形態と同じため、ここでの説明は省略する。
【００４９】図５は電子内視鏡１のコネクター部２０における電気コネクタ２２の電線配線部分について示すものである。図５は電気コネクタ２２の後方（内方）電線配線部における各接点ピン８０を示した斜視図である。
【００５０】各種接点ピン８０は接点ピン保持部材８１に固定され、後方へ平行に突き出している。接点ピン保持部材８１に対する各種接点ピン８０の固定方法は接着でもねじ止めでも圧入でも何でも構わない。接点ピン保持部材８１は電気絶縁材で作られている。
【００５１】各接点ピン８０は接点ピン保持部材８１を貫通しており、内方他端にはＣＣＤ６へつながる各種電線８２が直に半田付けで接続されて配線されている。
【００５２】各種電線８２が配線される側の接点ピン８０の、接点ピン保持部材８１からの突出長さは異なる。具体的には外周側のものよりも中央部側のものの方が長くなっている。すなわち、Ｒ1＞Ｒ2＞Ｒ3であるとき、それぞれの接点ピン８０の長さが、Ｌ1＜Ｌ2＜Ｌ3の数値関係になっている。
【００５３】このように接点ピン８０の配線側突出長を、外側のものよりも中央側のものを長くしたことで、電線８２の配線作業の改善、特に中央部の接点ピン８０の配線作業を容易に行える。
【００５４】また、図５において、ビデオプロセッサ２側に突き出す接点ピン８０の突出長さも一部異なる。具体的には少なくともＣＣＤ６のＧＮＤラインの接点ピン８０がＣＣＤ６の電源ラインの接点ピン８０よりも長くなっており、ビデオプロセッサ２の接続時に電源ラインよりもＧＮＤラインの方が最初に接続されるようになっている。このように構成すれば、ビデオプロセッサ２の駆動状態で、電子内視鏡１の電気コネクタ２２を抜き差しした時に発生する突入電圧によるＣＣＤ６の破壊を防止できる。
【００５５】図６は電子内視鏡１のコネクター部２０における電気コネクタ２２と、この部分に着脱自在に装着できる内視鏡用防水キャップ８５を示したものである。
【００５６】防水キャップ８５の口元には取付用ねじ部材８６が形成され、これよりも内側には水密用のパッキン８７が設けられている。また、電気コネクタ２２の外観形状は図６で示すように、先端開口部側部分８８が一段細くなっており、また、根元部分８９の基端部外周には上記取付用ねじ部材８６のねじ部と螺合するねじ部９０が形成されている。電気コネクタ２２の先端開口部側部分８８の径Ａと、パッキン８７の内径Ｂと、電気コネクタ２２の根元部分８９の径Ｃとの寸法関係は、Ａ＜Ｂ＜Ｃとなっている。
【００５７】電気コネクタ２２の先端開口部側部分８８と、パッキン８７と、電気コネクタ２２の根元部分８９とが上記関係に設定したことにより、電気コネクタ２２に防水キャップ８５を取付けた時、パッキン８７のシール面は電気コネクタ２２の根元部分８９の外周面に初めて直接に嵌合して圧接することにより達成される。このため、電気コネクタ２２への防水キャップ８５の着脱性の改善とパッキン８７の耐久性の向上が図れる。つまり、防水キャップ８５の取付け時、パッキン８７と電気コネクタ２２との接触部を短くすることで、着脱性能が良くなる。また、パッキン８７に与えるダメージを少なくしてパッキン８７そのものの耐久性も向上させる。
【００５８】図７は電子内視鏡１のコネクター部２０における電気コネクタ２２に装着する内視鏡用防水キャップ８５を使用しないとき、その内視鏡用防水キャップ８５を置くための防水キャップ置き場９１を上記コネクター部２０に設けたものである。上記防水キャップ置き場９１はコネクター部外装部品９２の上面一部を利用して凹部９３を形成している。防止キャップ８５はチェーン９５を介してコネクター部２０の根元に接続されている。図７は防水キャップ置き場９１に防水キャップ８５が保持されている状態を示す。
【００５９】また、コネクター部外装部品９２の表面上には、注意事項、製品名、製造元などが記載された表示ラベル９４が貼り付けられている。表示ラベル９４は上記防水キャップ置き場９１に防水キャップ８５を置いたとき、その防水キャップ８５が接触するコネクター部外装部品９２の表面上に一部延出された形で、貼り付けられている。
【００６０】このように防水キャップ８５が接触するコネクター部外装部品９２の表面上に一部延出された形で、表示ラベル９４を貼り付けると、電子内視鏡１の外観部品の耐薬表面処理が防水キャップ８５を置く動作の繰り返しで傷つかず、耐薬性を維持できる。また、不用意にコネクター部２０をぶつけたりして、防水キャップなどの付属品を取り付け／保持する際に、外観部品の耐薬表面処理を誤って剥がしてしまうことも防止できる。
【００６１】表示ラベル９４の材質はビニールでも金属製のものでも何でも構わない。また、表示ラベル９４の貼る位置はコネクター部２０に限定されない。
【００６２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、撮像時に、撮像素子や信号ケーブルを含めた患者回路全体を患者回路のＧＮＤと同電位な外装金属全体で覆った（シールド）ことで、システムからの不要輻射ノイズの放射及びシステムへの不要輻射ノイズの混入を低減できる。
【００６３】電子内視鏡（ビデオプコンバータ含む）の外装金属を、ビデオプロセッサの第２の電気コネクタの外装金属部材を介し、ビデオプロセッサ内で患者回路のＧＮＤに短絡させた。すなわち、電子内視鏡内ではなくビデオプロセッサ内で短絡させているため、スペース上の制約が比較的少なく、表面積の大きい導通部材でしっかりと導通が可能となり、しいてはシールドの効果及び安定性を高められる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００３７６
【氏名又は名称】オリンパス光学工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１１月１日（１９９９．１１．１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００５８４７９
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦 （外４名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１２８９３６（Ｐ２００１−１２８９３６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月１５日（２００１．５．１５） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３１１１０９ |
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