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WO2019225167A1 - 内視鏡システム - Google Patents

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WO2019225167A1
WO2019225167A1 PCT/JP2019/014943 JP2019014943W WO2019225167A1 WO 2019225167 A1 WO2019225167 A1 WO 2019225167A1 JP 2019014943 W JP2019014943 W JP 2019014943W WO 2019225167 A1 WO2019225167 A1 WO 2019225167A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
endoscope
unit
connector
power
socket
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2019/014943
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
英明 木内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Publication of WO2019225167A1 publication Critical patent/WO2019225167A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes

Definitions

  • the present invention relates to an endoscope system in which power is supplied to an endoscope by an external device such as a processor.
  • An endoscope system is used when observing the inside of a subject.
  • An endoscope system is generally configured to include an endoscope and an external device such as a processor.
  • the connection between the endoscope and the external device is realized by fitting a connector provided in the endoscope to a socket portion provided in the external device, and thereby, by an imaging element of the endoscope. It is possible to transmit an imaging signal (image signal) of an imaged subject to an external device, supply power to the endoscope from the external device, and control.
  • endoscope systems By the way, in recent years, the purpose of endoscope systems is to improve the efficiency of reprocessing such as cleaning, disinfection and sterilization after use of the endoscope, reduce unnecessary radiation, and increase the speed of imaging signals (image signals). In addition, it has been studied to exclude a metal contact for transmitting / receiving a signal to / from an external device or receiving power from an endoscope connector.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-67534 discloses a power receiving unit and an image signal transmitting unit provided in an endoscope connector (first connector), and a socket unit (second connector) of an endoscope processor device. ), The power reception unit and the power supply unit, and the image signal transmission unit and the image signal reception unit are opposed to each other in the insertion direction of the first connector and the second connector.
  • a technique arranged as described above is disclosed.
  • the power feeding unit of the second connector and the power receiving unit of the first connector are opposed to each other in the insertion direction.
  • a primary coil and a secondary coil having a coil wound in a spiral shape on a flat surface.
  • an endoscope can be connected from an external device by causing a planar power transmission unit (primary coil) and a power reception unit (secondary coil) to face each other.
  • a planar power transmission unit primary coil
  • a power reception unit secondary coil
  • the positions of the connector, socket, and coil are limited.For example, when the position between the power transmission / reception unit fluctuates due to wobbling in the insertion direction, There is a concern that unnecessary radiation may increase due to a drop or insufficient impedance matching.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an endoscope system capable of supplying power from an external device to an endoscope without lowering power supply efficiency or increasing unnecessary radiation. Objective.
  • An endoscope system includes an endoscope that images a specimen, an external device that can be connected to the endoscope, a socket portion provided in the external device, and an endoscope A connector part that connects the endoscope and the external device by being inserted into the socket part; and a power receiving unit that is provided in the connector part and receives a supply of electric power from the external apparatus in a non-contact manner.
  • a pair of magnetic pole forming portions disposed opposite to the position where the power receiving portion is sandwiched when the connector portion is inserted into the socket portion, and the pair of magnetic pole forming portions have different polarities
  • a power transmission unit that supplies electric power to the power reception unit by a magnetic field when forming the power.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an endoscope system
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing a main part of the endoscope system
  • FIG. 3 is an endoscope connector portion in a socket portion
  • FIG. 4 is a perspective view showing the main parts of the endoscope connector portion and the socket portion
  • FIG. 5 is a perspective view of the endoscope connector portion. is there.
  • An endoscope system 100 shown in FIG. 1 includes an endoscope 1 that images a subject inside a subject and outputs an imaging signal, and a processor 10 as an external device to which the endoscope 1 is connected. It is prepared for.
  • the processor 10 of the present embodiment has a function of performing signal processing on the imaging signal input from the endoscope 1 and outputting the generated video signal to the monitor 95. Furthermore, the processor 10 of this embodiment has a function as a light source that supplies illumination light for illuminating the subject to the endoscope 1. That is, the processor 10 of the present embodiment is a light source integrated processor.
  • the endoscope 1 includes an elongated insertion portion 2 that is inserted into a subject, an operation portion 3 that is provided at the proximal end of the insertion portion 2 and performs various operations using the grip portion, and extends from the operation portion 3. And a universal cord 4 to be taken out.
  • the endoscope 1 is configured to be detachable from the processor 10 by an endoscope connector portion 5 as a connector portion provided at an end portion of the universal cord 4.
  • the insertion portion 2 includes a hard distal end portion 2a provided on the distal end side, a bendable bending portion 2b continuously provided at the proximal end of the distal end portion 2a, and from the proximal end of the bending portion 2b to the distal end of the operation portion 3. And a flexible tube portion 2c having flexibility.
  • an illumination optical system 15 for irradiating the observation site with illumination light is provided at the distal end portion 2a, and a light guide 16 is optically connected to the illumination optical system 15. .
  • the distal end portion 2a is provided with an objective optical system 17 for taking in reflected light from the observation site, and an imaging unit 31 described later is optically connected to the objective optical system 17.
  • the bending portion 2b is provided with a plurality of bending pieces (not shown).
  • the bending portion 2b is driven by a bending wire connected to a bending operation knob 3a provided on the operation portion 3. It can be bent in a desired direction.
  • the endoscope connector portion 5 has a fitting portion 6 having a substantially cubic shape on the distal end side.
  • the endoscope connector section 5 performs transmission / reception of various signals performed with the processor 10 and reception of drive power supplied from the processor 10 without interposing electrical contacts. It is configured by a contactless (non-contact) connector.
  • the endoscope connector unit 5 can perform transmission / reception of various signals performed with the processor 10 by optical communication.
  • a plug 18 for realizing an optical connection with the processor 10 is provided at the end of the fitting portion 6 of the endoscope connector portion 5.
  • the endoscope connector unit 5 can receive the drive power from the processor 10 by an electromagnetic induction method, a magnetic field resonance method, or a propagation reception method. Therefore, a secondary coil 19 as a power receiving unit for receiving a magnetic field (electromagnetic field) generated in the processor 10 is provided inside the fitting unit 6 of the endoscope connector unit 5.
  • the base end of the light guide 16 protrudes from the end of the endoscope connector portion 5.
  • an endoscope connector portion 5 and a detachable socket portion 11 are provided inside the processor 10.
  • the socket portion 11 is provided with a fitting recess 12 that opens in a substantially rectangular shape on the front surface of the processor 10, and the fitting portion 6 of the endoscope connector portion 5 can be inserted into and removed from the fitting recess 12. It has become.
  • an optical receptacle 21 and a light guide receiving portion 22 are provided in the inner portion (end surface in the insertion direction) of the fitting recess 12.
  • the optical receptacle 21 and the light guide receiving portion 22 are provided when the fitting portion 6 is fitted into the fitting recess 12 (that is, when the endoscope connector portion 5 is connected to the socket portion 11).
  • the plug 18 and the light guide 16 can be optically connected to each other.
  • a primary coil 23 as a power transmission unit is provided in the socket unit 11 at a position close to the fitting recess 12.
  • the primary coil 23 is connected to the secondary coil 19 when the fitting portion 6 is fitted into the fitting recess 12 (that is, when the endoscope connector portion 5 is connected to the socket portion 11). It can be connected electromagnetically.
  • the endoscope 1 receives an imaging unit 31 disposed at the distal end portion 2 a, an imaging control unit 32 that drives and controls the imaging unit 31, and an optical signal transmitted from the processor 10.
  • the imaging unit 31 has an imaging element such as a CCD or a CMOS.
  • the imaging unit 31 receives the light collected by the objective optical system 17 and photoelectrically converts the light into an electrical signal.
  • the electrical signal is subjected to noise removal, A / D conversion, and the like to obtain a predetermined imaging signal. Generate.
  • the imaging control unit 32 performs drive control of the imaging unit 31 according to the setting data received from the processor 10. Further, the imaging control unit 32 controls transmission output characteristics and the like when the transmission unit 34 transmits an optical signal to the processor 10.
  • the receiving unit 33 receives the optical signal branched by the branching unit 33a, which branches the optical signal received from the processor 10 via the plug 18, and outputs the timing signal to the imaging control unit 32.
  • a light receiving unit 33c that receives the optical signal branched by the branching unit 33a and outputs setting data to the imaging control unit 32.
  • the branching unit 33a is configured using a low-pass filter or the like.
  • the light receiving portions 33b and 33c are configured using photoelectric conversion elements such as photodiodes.
  • the transmission unit 34 multiplexes the light emitting units 34 a and 34 b that convert the imaging signals input from the imaging unit 31 into optical signals, and the optical signals emitted by the respective light emitting units 34 a and 34 b, and the processor 10 via the plug 18. And a multiplexing unit 34c for outputting to the receiver.
  • the light emitting units 34a and 34b are configured using a light emitting element such as a surface emitting laser. By cooperation between the imaging unit 31 and the imaging control unit 32, it is also possible to incorporate an electrical signal such as setting data into the imaging signal.
  • the power generation unit 35 includes, for example, a rectifier circuit (not shown) that rectifies the current induced in the secondary coil 19 and a linear regulator (LDO: Low Dropout not shown) that operates even with a low input / output potential difference. Driving power is supplied to each part of the endoscope 1 such as the imaging unit 31 and the imaging control unit 32. Although not shown, the power generation unit 35 is connected to a modulation / demodulation circuit via a voltage detection unit and an A / D converter, for example.
  • the modem circuit provided in the endoscope connector unit 5 can communicate with a modem circuit (not shown) provided in the processor 10 by radio, and the demodulated voltage signal is fed back to the power supply control unit 46 described later.
  • the processor 10 includes a reception unit 41, an image processing unit 42, a control unit 43, a transmission unit 44, a light source unit 45, and a power supply control unit 46.
  • the receiving unit 41 receives a light from the branching unit 41a that branches the optical signal received from the endoscope connector unit 5 via the optical receptacle 21 and the optical signal branched by the branching unit 41a, and an electrical signal such as an imaging signal. And a light receiving unit 41c that outputs to the image processing unit 42 and a light receiving unit 41c that receives the optical signal branched by the branching unit 41a, converts it into an electrical signal such as setting data, and outputs it to the control unit 43.
  • a light receiving unit 41c that outputs to the image processing unit 42 and a light receiving unit 41c that receives the optical signal branched by the branching unit 41a, converts it into an electrical signal such as setting data, and outputs it to the control unit 43.
  • the image processing unit 42 generates an endoscope image displayed on the monitor 95 according to a control signal from the control unit 43 based on the imaging signal input from the light receiving unit 41b.
  • the control unit 43 controls the endoscope system 100 in an integrated manner. For example, the control unit 43 generates a driving timing signal for driving the imaging element of the imaging unit 31 and outputs the timing signal to the transmission unit 44. In addition, the control unit 43 outputs setting data and the like for imaging control to the transmission unit 44.
  • the transmission unit 44 includes a light emitting unit 44a that converts a timing signal input from the control unit 43 into a light signal, a light emitting unit 44b that converts an electrical signal such as setting data input from the control unit 43 into an optical signal, And a multiplexing unit 34 that multiplexes the optical signals emitted by the light emitting units 44 a and 44 b and outputs the multiplexed optical signals to the endoscope connector unit 5 via the optical receptacle 21.
  • the light source unit 45 includes a light source such as a halogen lamp, a xenon lamp, an LED, or a laser, and supplies illumination light to the light guide 16 in accordance with a control signal from the control unit 43.
  • a light source such as a halogen lamp, a xenon lamp, an LED, or a laser
  • the power supply controller 46 supplies an alternating current supplied from a commercial power supply 96 to the primary coil 23 via a drive circuit (not shown). Thereby, the power supply control unit 46 generates a magnetic flux that periodically changes at a predetermined frequency in the primary coil 23.
  • the secondary coil 19 includes a short second magnetic core 51 formed of ferrite or the like, and a second coil portion 52 wound around the second magnetic core 51. , And is configured.
  • the secondary coil 19 is positioned in the fitting portion 6 so that the central axis O of the second magnetic core 51 is oriented in a direction orthogonal to the insertion direction of the endoscope connector portion 5 with respect to the socket portion 11. .
  • the second magnetic core 51 is disposed in the fitting recess 12.
  • the second magnetic core 51 is disposed in the fitting portion 6 so that the central axis O of the second magnetic core 51 is oriented in the vertical direction of the processor 10. That is, in the secondary coil 19, each end surface of the magnetic core 51, which is a surface that receives the magnetic field from the primary coil 23, is a side surface (for example, a receiving surface 51a, 51b different from the end surface in the insertion direction of the endoscope connector unit 5).
  • the endoscope connector portion 5 is disposed so as to extend along the side surface orthogonal to the end surface in the insertion direction.
  • the primary coil 23 includes a first magnetic core 55 formed of ferrite or the like, and a first coil portion 56 wound around a part of the first magnetic core 55. , And is configured.
  • the first magnetic core 55 is bent and formed in a substantially C shape so that the end portions face each other.
  • Each end portion of the first magnetic core 55 functions as the magnetic pole forming portions 55a and 55b, and the magnetic pole forming portions 55a and 55b are different from each other when the first coil portion 56 is excited by energization.
  • a polar magnetic pole can be formed.
  • the primary coil 23 is disposed inside the socket portion 11 in a state where the pair of magnetic pole forming portions 55a and 55b are positioned so as to face each other with the fitting recess 12 interposed therebetween.
  • the pair of magnetic pole forming parts 55 a and 55 b is connected to the secondary coil 19 when the primary coil 23 of this embodiment is connected.
  • the pair of magnetic pole forming portions 55 a and 55 b are disposed inside the socket portion 11 so as to be opposed to the processor 10 in the vertical direction coaxially with the central axis O of the second magnetic core 51.
  • the secondary coil 19 and the primary coil 23 are arranged in the endoscope connector part 5 and the socket part 11 in this way, when the endoscope connector part 5 is connected to the socket part 11, The secondary coil 19 can be electromagnetically connected to the primary coil 23.
  • a shield material 61 is provided inside the socket portion 11. It is desirable that Further, in order to prevent leakage of electromagnetic waves from the connection portion between the socket portion 11 and the endoscope connector portion 5, a shield material 62 is also provided on the proximal end side of the fitting portion 6 of the endoscope connector portion 5. It is desirable that
  • the endoscope connector part 5 When the endoscope connector part 5 is inserted into the mirror connector part 5 and the secondary coil 19 provided in the endoscope connector part 5 to receive power supply in a non-contact manner from the processor 10 and the socket part 11.
  • the primary coil 23 does not diverge the magnetic flux and is substantially between the pair of magnetic pole forming portions 55a and 55b. It is possible to generate a uniform magnetic field in which magnetic field lines forming magnetic flux are substantially parallel over the entire area. And when the endoscope connector part 5 is connected to the socket part 11, the power receiving surfaces 51a and 51b of the secondary coil 19 are sandwiched between the pair of magnetic pole forming parts 55a and 55b arranged in this way.
  • the position of the secondary coil 19 is in the direction of the central axis O (vertical direction) and the horizontal direction including the insertion direction of the endoscope connector part 5 (perpendicular to the central axis O) due to the rattling of the endoscope connector part 5 or the like.
  • the magnetic flux received by the power receiving surfaces 51a and 51b from the pair of magnetic pole forming portions 55a and 55b is not reduced, and the power feeding efficiency is reduced. It can be accurately prevented.
  • the primary coil 23 is divided and formed by a first primary coil 23 ⁇ / b> A and a second primary coil 23 ⁇ / b> B, and these magnetic pole forming portions 55 a and 55 b sandwich the fitting recess 12. It is also possible to arrange inside the socket part 11 so as to face each other.
  • the primary coil 23 can be efficiently arrange
  • the primary coil 23 can be arranged along the side of the fitting portion 6.
  • the present invention can be applied to a configuration in which the endoscope connector portion 5 is formed in a substantially cylindrical shape and the fitting portion 6 is formed in a substantially cylindrical hole shape. It is.
  • the first magnetic core 55 constituting the primary coil 23 in a substantially C shape, it can be efficiently arranged in the processor 10.
  • the external device of the endoscope system 100 to which the present invention is applied is not limited to a processor with an integrated light source.
  • a processor 70, a light source device 71 It is also possible to adopt an external device in which these are configured separately and these are connected via a cable 72 on the back side.
  • the primary coil 23 is disposed inside the light source device 71, and the endoscope connector 5. It is possible to arrange the secondary coil 19 in the inside.
  • a light guide connector 76 is connected to the fitting portion 76 of the light source device 71, and a video connector 78 connected to the light guide connector 77 via a communication cable 79.
  • the primary coil 23 can be disposed in the processor 80 and the secondary coil 19 can be disposed in the video connector 78.
  • a primary coil may be provided in the light source device 71 and a secondary coil may be provided in the light guide connector 77.
  • endoscopes used in all fields such as the GI field or the SP field can be targeted.

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Abstract

プロセッサ（１０）に設けられたソケット部（１１）と、内視鏡（１）に設けられ、ソケット部（１１）に挿入されることにより内視鏡（１）とプロセッサ（１０）とを接続する内視鏡コネクタ部（５）と、内視鏡コネクタ部（５）に設けられ、プロセッサ（１０）から非接触で電力の供給を受けるための二次コイル（１９）と、ソケット部（１１）に内視鏡コネクタ部（５）が挿入された際に二次コイル（１９）を挟み込むように対向して配置された一対の磁極形成部（５５ａ），（５５ｂ）を有し、一対の磁極形成部（５５ａ），（５５ｂ）が互いに異なる極性の磁極を形成する際の磁場によって電力の供給を行う一次コイル（２３）と、を有して内視鏡システム（１００）を構成する。

Description

内視鏡システム
　本発明は、プロセッサ等の外部装置によって内視鏡に電源供給が行われる内視鏡システムに関するものである。
　従来、医療分野や工業分野においては、被検体内を観察する際に内視鏡システムが用いられている。内視鏡システムは、一般に、内視鏡と、プロセッサ等の外部装置と、を備えて構成されている。これら内視鏡と外部装置との接続は、内視鏡に設けられたコネクタが、外部装置に設けられたソケット部に嵌合されることにより実現され、これにより、内視鏡の撮像素子によって撮像した被検体の撮像信号（画像信号）等の外部装置への伝送、及び、外部装置から内視鏡への電源供給及び制御等を行うことが可能となっている。
　ところで、近年、内視鏡システムでは、内視鏡の使用後における洗浄、消毒、滅菌等のリプロセスの効率化や不要輻射の低減、また、撮像信号（画像信号）の高速化等を目的として、外部装置との間で信号の授受や受電等を行うための金属接点を、内視鏡のコネクタから排除することが検討されている。
　例えば、日本国特開２０１６－６７５３４号公報には、内視鏡のコネクタ（第１コネクタ）に設けられた受電部及び画像信号送信部と、内視鏡用プロセッサ装置のソケット部（第２コネクタ）に設けられた給電部及び画像信号受信部とを、受電部と給電部とが、及び、画像信号送信部と画像信号受信部とが、第１コネクタと第２コネクタとの挿入方向に対向されるように配置した技術が開示されている。ここで、日本国特開２０１６－６７５３４号公報に開示された技術では、第２コネクタの給電部と第１コネクタの受電部とを挿入方向に対向させるため、これら給電部及び受電部は、平面を有する基板と、平面の上に渦巻き状に巻き回したコイルとを有する一次コイル及部二次コイルによって構成されている。
　しかしながら、日本国特開２０１６－６７５３４号公報に開示された技術のように、平面状の送電部（一次コイル）と受電部（二次コイル）とを互いに対向させることによって外部装置から内視鏡への電源供給を行う構成では、コネクタとソケット部とコイルの位置が限定されてしまうため、例えば、挿入方向のがたつき等によって送電・受電部間の位置が変動した際に、給電効率の低下やインピーダンスのマッチング不足による不要輻射の増加が懸念される。
　本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、給電効率の低下や不要輻射の増加をさせることなく、外部装置から内視鏡への給電を行うことができる内視鏡システムを提供することを目的とする。
　本発明の一態様による内視鏡システムは、披検体を撮像する内視鏡と、前記内視鏡と接続可能な外部装置と、前記外部装置に設けられたソケット部と、前記内視鏡に設けられ、前記ソケット部に挿入されることにより該内視鏡と前記外部装置とを接続するコネクタ部と、前記コネクタ部に設けられ、前記外部装置から非接触で電力の供給を受けるための受電部と、前記ソケット部に前記コネクタ部が挿入された際に前記受電部を挟み込む位置に対向して配置された一対の磁極形成部を有し、一対の前記磁極形成部が互いに異なる極性の磁極を形成する際の磁場によって前記受電部への電力の供給を行う送電部と、を有するものである。
内視鏡システムの概略構成図 内視鏡システムの要部を示す機能ブロック図 ソケット部に内視鏡コネクタ部を接続した際の一次コイルと二次コイルとの配置を示す説明図 内視鏡コネクタ部とソケット部の要部を示す斜視図 内視鏡コネクタ部の斜視図 第１の変形例に係り、ソケット部に内視鏡コネクタ部を接続した際の一次コイルと二次コイルとの配置を示す説明図 第２の変形例に係り、ソケット部に内視鏡コネクタ部を接続した際の一次コイルと二次コイルとの配置を示す説明図 第３の変形例に係り、一次コイルの外観を示す斜視図 第４の変形例に係り、内視鏡コネクタ部とソケット部の要部を示す斜視図 第５の変形例に係り、内視鏡コネクタ部とソケット部の要部を示す斜視図 第６の変形例に係り、内視鏡コネクタ部と光源装置及びプロセッサの要部を示す斜視図 第７の変形例に係り、ライトガイドコネクタ及びビデオコネクタと光源装置及びビデオプロセッサの要部を示す斜視図
　以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の一実施形態に係り、図１は内視鏡システムの概略構成図、図２は内視鏡システムの要部を示す機能ブロック図、図３はソケット部に内視鏡コネクタ部を接続した際の一次コイルと二次コイルとの配置を示す説明図、図４は内視鏡コネクタ部とソケット部の要部を示す斜視図、図５は内視鏡コネクタ部の斜視図である。
　図１に示す内視鏡システム１００は、被検体の内部の被写体を撮像して撮像信号を出力する内視鏡１と、この内視鏡１が接続される外部装置としてのプロセッサ１０と、を備えて構成されている。
　ここで、本実施形態のプロセッサ１０は、内視鏡１から入力された撮像信号を信号処理し、生成した映像信号をモニタ９５に出力する機能を有する。さらに、本実施形態のプロセッサ１０は、被検体を照明するための照明光を内視鏡１に供給する光源としての機能を有する。すなわち、本実施形態のプロセッサ１０は、光源一体型のプロセッサである。
　内視鏡１は、被検体内に挿入される細長の挿入部２と、挿入部２の基端に設けられ、把持部を兼用して各種操作を行う操作部３と、操作部３から延出するユニバーサルコード４とを有して構成されている。また、内視鏡１は、ユニバーサルコード４の端部に設けられたコネクタ部としての内視鏡コネクタ部５により、プロセッサ１０に対して着脱自在に構成されている。
　挿入部２は、先端側に設けられた硬質の先端部２ａと、先端部２ａの基端に連設された湾曲自在な湾曲部２ｂと、湾曲部２ｂの基端から操作部３の先端にかけて設けられた可撓性を有する可撓管部２ｃと、を備えて構成されている。
　ここで、図２に示すように、先端部２ａには観察部位に照明光を照射する照明光学系１５が設けられ、この照明光学系１５には、ライトガイド１６が光学的に接続されている。また、先端部２ａには、観察部位からの反射光を取り込むための対物光学系１７が設けられ、この対物光学系１７には後述する撮像ユニット３１が光学的に接続されている。
　また、湾曲部２ｂには、図示しない複数の湾曲駒が配設され、操作部３に設けられた湾曲操作ノブ３ａに連結される湾曲ワイヤにより、複数の湾曲駒を駆動して湾曲部２ｂを所望の方向に湾曲させることが可能となっている。
　例えば、図１，３，４に示すように、内視鏡コネクタ部５は、略立方体をなす嵌合部６を先端側に有する。本実施形態において、この内視鏡コネクタ部５は、プロセッサ１０との間で行われる各種信号の送受信、及び、プロセッサ１０から供給される駆動電源の受電等を、電気接点を介在させることなく行う無接点式（非接触式）のコネクタによって構成されている。
　具体的には、内視鏡コネクタ部５は、プロセッサ１０との間で行われる各種信号の送受信を、光通信によって行うことが可能となっている。このため、内視鏡コネクタ部５の嵌合部６の端部には、プロセッサ１０との間で光学的な接続を実現するためのプラグ１８が設けられている。
　また、内視鏡コネクタ部５は、プロセッサ１０からの駆動電源の受電を、電磁誘導方式、磁界共鳴方式、伝播受信方式によって行うことが可能となっている。このため、内視鏡コネクタ部５の嵌合部６の内部には、プロセッサ１０において発生させた磁場（電磁場）を受けるための受電部としての二次コイル１９が設けられている。
　さらに、内視鏡コネクタ部５の端部には、ライトガイド１６の基端が突出されている。
　一方、図３に示すように、プロセッサ１０の内部には、内視鏡コネクタ部５と着脱自在なソケット部１１が設けられている。
　このソケット部１１には、プロセッサ１０の前面に略矩形形状をなして開口する嵌合凹部１２が設けられ、この嵌合凹部１２には内視鏡コネクタ部５の嵌合部６が挿抜可能となっている。
　また、嵌合凹部１２の奥部（挿入方向の端面）には、光レセプタクル２１と、ライトガイド受容部２２と、が設けられている。そして、これら光レセプタクル２１及びライトガイド受容部２２は、嵌合部６が嵌合凹部１２に嵌合された際に（すなわち、内視鏡コネクタ部５がソケット部１１に接続された際に）、プラグ１８及びライトガイド１６とそれぞれ光学的に接続することが可能となっている。
　さらに、ソケット部１１の内部には、嵌合凹部１２に近接する位置に、送電部としての一次コイル２３が設けられている。そして、この一次コイル２３は、嵌合部６が嵌合凹部１２に嵌合された際に（すなわち、内視鏡コネクタ部５がソケット部１１に接続された際に）、二次コイル１９と電磁的に接続することが可能となっている。
　次に、内視鏡システム１００の主要な機能構成について、図２を参照して説明する。
　図２に示すように、内視鏡１は、先端部２ａに配設された撮像ユニット３１と、撮像ユニット３１を駆動制御する撮像制御部３２と、プロセッサ１０から送信された光信号を受信する受信部３３と、撮像ユニット３１によって撮像した被検体の撮像信号を含む各種電気信号を光信号に変換してプロセッサ１０に送信する送信部３４と、二次コイル１９に接続された電源生成部３５と、を有する。
　撮像ユニット３１は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ等の撮像素子を有する。この撮像ユニット３１は、対物光学系１７で集光した光を受光して電気信号に光電変換し、この電気信号に対してノイズ除去やＡ／Ｄ変換等を行うことにより、所定の撮像信号を生成する。
　撮像制御部３２は、プロセッサ１０から受信した設定データに従って、撮像ユニット３１の駆動制御を行う。さらに、撮像制御部３２は、送信部３４が光信号をプロセッサ１０に送信する際の送信出力特性等を制御する。
　受信部３３は、プラグ１８を介してプロセッサ１０から受信した光信号を所定に分岐する分岐部３３ａと、分岐部３３ａが分岐した光信号を受光して撮像制御部３２にタイミング信号を出力する受光部３３ｂと、分岐部３３ａが分岐した光信号を受光して撮像制御部３２に設定データを出力する受光部３３ｃと、を有する。分岐部３３ａは、ローパスフィルタ等を用いて構成されている。また、受光部３３ｂ，３３ｃは、フォトダイオード等の光電変換素子を用いて構成されている。
　送信部３４は、撮像ユニット３１から入力された撮像信号を光信号に変換する発光部３４ａ、３４ｂと、各発光部３４ａ，３４ｂがそれぞれ発光した光信号を多重化し、プラグ１８を介してプロセッサ１０に出力する多重部３４ｃと、を有する。発光部３４ａ，３４ｂは、面発光レーザ等の発光素子を用いて構成されている。撮像ユニット３１と撮像制御部３２の連携により、設定データ等の電気信号を撮像信号に組み込むことも可能である。
　電源生成部３５は、例えば、二次コイル１９に誘導された電流を整流する整流回路（図示せず）と、低い入出力間電位差でも動作するリニアレギュレータ（ＬＤＯ：Low Dropout　図示せず）等を有し、撮像ユニット３１や撮像制御部３２等の内視鏡１の各部に駆動電源を供給する。なお、図示しないが、電源生成部３５には、例えば、電圧検出部及びＡ／Ｄコンバータを介して変復調回路が接続されている。この内視鏡コネクタ部５に設けられた変復調回路は、プロセッサ１０に設けられた図示しない変復調回路と無線通信可能であり、復調された電圧信号は後述する電源制御部４６にフィードバックされる。
　プロセッサ１０は、受信部４１と、画像処理部４２と、制御部４３と、送信部４４と、光源部４５と、電源制御部４６と、を有する。
　受信部４１は、光レセプタクル２１を介して内視鏡コネクタ部５から受信した光信号を所定に分岐する分岐部４１ａと、分岐部４１ａが分岐した光信号を受光して撮像信号等の電気信号に変換し、画像処理部４２に出力する受光部４１ｂと、分岐部４１ａが分岐した光信号を受光して設定データ等の電気信号に変換し、制御部４３に出力する受光部４１ｃと、を有する。
　画像処理部４２は、受光部４１ｂから入力された撮像信号をもとに、制御部４３からの制御信号に従い、モニタ９５が表示する内視鏡画像を生成する。
　制御部４３は、内視鏡システム１００を統括的に制御する。例えば、制御部４３は、撮像ユニット３１の撮像素子を駆動するための駆動用のタイミング信号を生成し、送信部４４に出力する。また、制御部４３は、撮像制御のための設定データ等を送信部４４に出力する。
　送信部４４は、制御部４３から入力されたタイミング信号を光り信号に変換する発光部４４ａと、制御部４３から入力された設定データ等の電気信号を光信号に変換する発光部４４ｂと、各発光部４４ａ，４４ｂがそれぞれ発光した光信号を多重化し、光レセプタクル２１を介して内視鏡コネクタ部５に出力する多重部３４と、を有する。
　光源部４５は、ハロゲンランプ、キセノンランプ、ＬＥＤ、レーザ等の光源を有し、制御部４３からの制御信号に従い、ライトガイド１６に照明光を供給する。
　電源制御部４６は、商用の電源９６から供給された交流電流を、図示しない駆動回路を介して、一次コイル２３に供給する。これにより、電源制御部４６は、所定周波数にて周期的に変化する磁束を、一次コイル２３において発生させる。
　次に、このような内視鏡システム１００において、内視鏡コネクタ部５及びソケット部１１に配置された二次コイル１９及び一次コイル２３の詳細な構成について説明する。
　例えば、図３～５に示すように、二次コイル１９は、フェライト等によって形成された短尺な第２の磁心５１と、この第２の磁心５１に巻回された第２のコイル部５２と、を有して構成されている。
　この二次コイル１９は、ソケット部１１に対する内視鏡コネクタ部５の挿入方向と直交する方向に第２の磁心５１の中心軸Ｏが指向するように、嵌合部６内において位置決めされている。
　より具体的には、本実施形態の二次コイル１９は、ソケット部１１に対して内視鏡コネクタ部５が接続された際に、例えば、第２の磁心５１が嵌合凹部１２内に配置され、且つ、第２の磁心５１の中心軸Ｏがプロセッサ１０の上下方向に指向するように、嵌合部６内に配置されている。すなわち、二次コイル１９は、一次コイル２３からの磁場を受ける面である磁心５１の各端面が、受電面５１ａ，５１ｂとして、内視鏡コネクタ部５の挿入方向の端面とは異なる側面（例えば、内視鏡コネクタ部５の挿入方向の端面と直交する側面）に沿って延在するように配置されている。
　例えば、図３，４に示すように、一次コイル２３は、フェライト等によって形成された第１の磁心５５と、この第１の磁心５５の一部に巻回された第１のコイル部５６と、を有して構成されている。
　第１の磁心５５は、各端部が互いに対向するように、略Ｃ字状に屈曲形成されている。第１の磁心５５の各端部は磁極形成部５５ａ，５５ｂとしてそれぞれ機能するものであり、各磁極形成部５５ａ，５５ｂは、第１のコイル部５６が通電によって励磁された際に、互いに異なる極性の磁極を形成することが可能となっている。
　この一次コイル２３は、ソケット部１１の内部において、一対の磁極形成部５５ａ，５５ｂが、嵌合凹部１２を挟んで対向するように位置決めされた状態で配置されている。
　より具体的には、本実施形態の一次コイル２３は、ソケット部１１に対して内視鏡コネクタ部５が接続された際に、例えば、一対の磁極形成部５５ａ，５５ｂが二次コイル１９を挟み込み、且つ、一対の磁極形成部５５ａ，５５ｂが第２の磁心５１の中心軸Ｏと同軸上においてプロセッサ１０の上下方向に対向するように、ソケット部１１の内部に配置されている。
　そして、このように内視鏡コネクタ部５及びソケット部１１に二次コイル１９及び一次コイル２３が配置されることにより、内視鏡コネクタ部５がソケット部１１に接続された際には、二次コイル１９が一次コイル２３と電磁的に接続することが可能となっている。
　そして、電源制御部４６から第１のコイル部５６に所定周波数の交流電流が供給されることにより、一次コイル２３には所定周期毎に極性が交互に反転する磁場が発生する。これにより、一次コイル２３と二次コイル１９とが電磁誘導結合され、一次コイル２３側から二次コイル１９側への電源供給が実現される。
　ここで、このような電源供給時において発生する電磁波が他の電子部品等に影響を与えることを防止するため、例えば、図３に示すように、ソケット部１１の内部にシールド材６１が設けられていることが望ましい。さらに、ソケット部１１と内視鏡コネクタ部５との接続部からの電磁波の漏れを防止するため、内視鏡コネクタ部５の嵌合部６の基端側においても、シールド材６２が設けられていることが望ましい。
　このような実施形態によれば、プロセッサ１０に設けられたソケット部１１と、内視鏡１に設けられ、ソケット部１１に挿入されることにより内視鏡１とプロセッサ１０とを接続する内視鏡コネクタ部５と、内視鏡コネクタ部５に設けられ、プロセッサ１０から非接触で電力の供給を受けるための二次コイル１９と、ソケット部１１に内視鏡コネクタ部５が挿入された際に二次コイル１９を挟み込むように対向して配置された一対の磁極形成部５５ａ，５５ｂを有し、一対の磁極形成部５５ａ，５５ｂが互いに異なる極性の磁極を形成する際の磁場によって電力の供給を行う一次コイル２３と、を有して内視鏡システム１００を構成することにより、給電効率を低下させることなく、プロセッサ１０からの内視鏡１への給電を行うことができる。
　すなわち、一次コイル２３に設けられた一対の磁極形成部５５ａ，５５ｂを対向して配置することにより、一次コイル２３は、磁束を発散させることなく、一対の磁極形成部５５ａ，５５ｂの間の略全域において、磁束を形成する磁力線が略平行となる均一な磁場を発生させることができる。そして、ソケット部１１に内視鏡コネクタ部５が接続された際には、このように配置された一対の磁極形成部５５ａ，５５ｂにより、二次コイル１９の受電面５１ａ，５１ｂを挟み込まれることにより、内視鏡コネクタ部５のがたつき等によって、二次コイル１９の位置が中心軸Ｏ方向（垂直方向）、内視鏡コネクタ部５の挿入方向を含む水平方向（中心軸Ｏに直交する方向）、或いは、中心軸Ｏ周りのチルト方向等に変化した場合にも、一対の磁極形成部５５ａ，５５ｂから受電面５１ａ，５１ｂが受ける磁束を減少させることがなく、給電効率の低下を的確に防止することができる。
　ここで、上述の実施形態においては、第１の磁心５５の一部に第１のコイル部５６を巻き付けた構成の一例について説明したが、例えば、図６に示すように、第１の磁心５５の略全域にわたって第１のコイル部５６を巻き付けて一次コイル２３を構成することも可能である。
　また、例えば、図７に示すように、一次コイル２３を第１の一次コイル２３Ａと第２の一次コイル２３Ｂとで分割形成し、これらの磁極形成部５５ａ，５５ｂが、嵌合凹部１２を挟んで対向するようにソケット部１１の内部に配置することも可能である。
　また、例えば、図８に示すように、第１の磁心５５において、光レセプタクル２１及びライトガイド受容部２２に対応する位置に、これら光レセプタクル２１及びライトガイド受容部２２との干渉を回避するための貫通孔５５ｃ，５５ｄを設けることも可能である。このように構成すれば、一次コイル２３をプロセッサ１０内に効率よく配置することができる。
　また、例えば、図９に示すように、一次コイル２３を、嵌合部６の側方に沿って配置することも可能である。
　さらに、例えば、図１０に示すように、本発明は、内視鏡コネクタ部５が略円柱状に形成され、且つ、嵌合部６は略円筒穴形状に形成された構成についても適用が可能である。この場合、一次コイル２３を構成する第１の磁心５５を略Ｃ字形状に形成することにより、プロセッサ１０内に効率よく配置することができる。
　さらに、本発明が適用される内視鏡システム１００の外部装置としては、光源が一体化されたプロセッサに限定されるものではなく、例えば、図１１に示すように、プロセッサ７０と光源装置７１とが別体で構成され、これらが背面側においてケーブル７２を通じて接続された外部装置を採用することも可能である。この場合において、光源装置７１の嵌合部７５に対してのみ内視鏡コネクタ部５が接続される構成では、例えば、光源装置７１の内部に一次コイル２３を配設し、内視鏡コネクタ５の内部に二次コイル１９を配設することが可能である。
　また、例えば、図１２に示すように、光源装置７１の嵌合部７６に対してライトガイドコネクタ７６が接続されるとともに、ライトガイドコネクタ７７に通信ケーブル７９を介して接続されたビデオコネクタ７８が、プロセッサ７０の嵌合部８０に対して接続される構成においては、例えば、プロセッサ８０に一次コイル２３を配設し、ビデオコネクタ７８に二次コイル１９を配設することが可能である。或いは、図示しないが、光源装置７１に一次コイルを配設し、ライトガイドコネクタ７７に二次コイルを配設することも可能である。
　さらに、本発明が適用される内視鏡システムとしては、ＧＩ分野或いはＳＰ分野等あらゆる分野で用いられる内視鏡が対象となりうる。
　なお、本発明は、以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲内である。
　本出願は、２０１８年５月２４日に日本国に出願された特願２０１８－９９６００号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲に引用されるものとする。

Claims (4)

  1. 　披検体を撮像する内視鏡と、
    　前記内視鏡と接続可能な外部装置と、
    　前記外部装置に設けられたソケット部と、
    　前記内視鏡に設けられ、前記ソケット部に挿入されることにより該内視鏡と前記外部装置とを接続するコネクタ部と、
    　前記コネクタ部に設けられ、前記外部装置から非接触で電力の供給を受けるための受電部と、
    　前記ソケット部に前記コネクタ部が挿入された際に前記受電部を挟み込む位置に対向して配置された一対の磁極形成部を有し、一対の前記磁極形成部が互いに異なる極性の磁極を形成する際の磁場によって前記受電部への電力の供給を行う送電部と、を有することを特徴とする内視鏡システム。
  2. 　前記送電部は、一対の前記磁極形成部を両端に有し、中途が前記ソケット部に挿入された前記コネクタ部の挿入方向の端面と対向するように屈曲形成されたコイルであることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
  3. 　前記ソケット部の内部に前記送電部を囲うように配置された、電力の供給時に発生する電磁波を遮断するシールド材をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
  4. 　前記受電部は、板状に形成され、かつ、前記コネクタ部の一面であり前記ソケット部への挿入方向の端面とは異なる側面に沿って配置される
    　ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
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