內窺鏡處理器以及內窺鏡連接系統的制作方法

本發明涉及內窺鏡處理器以及內窺鏡連接系統，具體而言，涉及靜電防護機構。

背景技術：

專利文獻1公開了一種內窺鏡處理器以及內窺鏡連接系統(其用于將內窺鏡連接至處理器)中的靜電防護機構，其中，內窺鏡處理器主體由連接至地的初級接地構件形成，內窺鏡和內窺鏡處理器的連接器上設置有次級接地構件，其從連接器向初級接地構件凸起。由于該靜電防護機構，當具有連接至內窺鏡的內窺鏡處理器的內窺鏡上產生靜電時，內窺鏡上積累的電荷從次級接地構件放電到初級接地構件。

引文列表

專利文獻

專利文獻1：日本未審查專利公開文本第2014-18349號。

技術實現要素：

技術問題

然而，在專利文獻1的內窺鏡連接系統中，如果帶靜電的使用者的手等在內窺鏡沒有連接至內窺鏡處理器時觸摸(或緊密地接近)內窺鏡處理器的連接器，則靜電電荷會放電到連接器上，從而在內窺鏡處理器的電子部件(例如IC)上有不希望的負載的風險。具體而言，由于針對醫療設備而規定的標準規定，內窺鏡處理器的患者電路(中繼處理電路)必須不直接連接至大地，所以靜電防護有不足的趨勢；因此，需要一種有效的對策。

本發明正是考慮了上述現有技術的問題設計的，本發明提供了一種內窺鏡處理器以及內窺鏡連接系統，即使在內窺鏡沒有連接至處理器時，其也可以防止連接器和/或內窺鏡處理器中的電子部件(例如IC)的靜電擊穿。

技術方案

本發明的發明人將其注意力集中在當內窺鏡沒有連接至處理器時的內窺鏡處理器的連接器的有效靜電防護(靜電屏蔽)而設計了本發明。

根據本發明的一個方面，提供了一種內窺鏡處理器，其包括：連接器，其配置為與第二連接器連接，所述第二連接器設置在內窺鏡上；防護性接地，其連接至地；以及靜電感應器，其連接至防護性接地并與防護性接地導電，靜電感應器在內窺鏡與內窺鏡處理器沒有彼此連接時位于連接器與第二連接器之間的連接空間中。

當使內窺鏡處理器的連接器和內窺鏡的第二連接器彼此接近以便彼此連接時，希望的是，靜電感應器配置為在連接器和第二連接器彼此連接之前，接觸連接空間中的內窺鏡的第二連接器，而且靜電感應器配置為在連接器和第二連接器彼此連接之后，繼續接觸內窺鏡的第二連接器。

希望的是，靜電感應器配置為在靜電感應器接觸第二連接器之后，通過變形繼續接觸內窺鏡的第二連接器。

希望的是，靜電感應器包括導電彈性構件，其從外圍向內窺鏡處理器的連接器的中心延伸；以及并聯電路，其包括電容器和電阻器，電容器和電阻器各連接在導電彈性構件與防護性接地之間。

希望的是，內窺鏡處理器包括患者電路，其設置有至少一個電子部件；以及阻抗部件，其連接在患者電路與防護性接地之間。內窺鏡處理器配置為使得在患者電路中積累的靜電電荷通過阻抗部件放電至防護性接地。阻抗部件布置為使得患者電路的電子部件避免從患者電路流向防護性接地的放電路徑。

希望的是，內窺鏡處理器包括放電電阻器，其連接在患者電路與防護性接地之間，放電電阻器與阻抗部件平行布置。

希望的是，防護性接地設置在內窺鏡處理器的主體上。靜電感應器設置在防護性接地上緊接在內窺鏡處理器的連接器之前的位置。

在一個實施方案中，提供了一種內窺鏡連接系統，其配置為通過連接器和第二連接器將內窺鏡連接至內窺鏡處理器，其中，內窺鏡處理器包括：防護性接地，其連接至地；靜電感應器，其連接至防護性接地并與防護性接地導電，靜電感應器在內窺鏡與內窺鏡處理器沒有彼此連接時位于連接器與第二連接器之間的連接空間中。

本發明的有益效果

根據本發明，實現了一種內窺鏡處理器以及內窺鏡連接系統，其中，即使在內窺鏡沒有連接至處理器時，也可以防止連接器和/或內窺鏡處理器中的電子部件(例如IC)的靜電擊穿。

附圖說明

圖1顯示了內窺鏡的配置。

圖2是顯示應用了本發明的第一實施方案的內窺鏡處理器的配置的示意圖。

圖3是顯示根據本發明的第一實施方案的內窺鏡系統(內窺鏡連接系統)的配置的示意圖。

圖4顯示了在面對內窺鏡處理器的方向上觀察到的導電彈性構件(靜電感應器)的配置的示例的在內窺鏡的相反方向上的正視圖。

圖5顯示了指示內窺鏡系統(內窺鏡連接系統)的連接操作的第一圖。

圖6顯示了指示內窺鏡系統(內窺鏡連接系統)的連接操作的第二圖。

圖7顯示了根據本發明的內窺鏡系統(內窺鏡連接系統)的第二實施方案。

圖8顯示了根據本發明的內窺鏡系統(內窺鏡連接系統)的第三實施方案。

圖9顯示了根據本發明的內窺鏡系統(內窺鏡連接系統)的第四實施方案。

圖10A顯示了在內窺鏡沒有連接至內窺鏡處理器的狀態下的根據本發明的內窺鏡系統(內窺鏡連接系統)的第五實施方案。

圖10B顯示了在內窺鏡連接至內窺鏡處理器之前的狀態下的圖10A的內窺鏡系統(內窺鏡連接系統)的第五實施方案。

[附圖標記]

10：內窺鏡系統

20：內窺鏡

21：抓握控制體

22：插入部

22A：遠端剛性段

22B：可彎折段

22C：柔性段

23：彎折控制桿

24：通用管

25：連接器

25A：連接器終端

26：光導套管

30：內窺鏡處理器

31：連接器

31A：連接器終端(連接器)

32：患者電路

32A：電子部件(IC)

33：電子電路

34：主體(防護性接地)

34'：防護性接地

35：靜電感應器

36：導電彈性構件

36A：導電彈性墊圈

36B：導電彈性壓縮彈簧

36H：圓孔

36S：裂縫

37：并聯電路

37A：電容器

37B：電阻器

38：阻抗部件(電容器)

39：放電電阻器

CS：連接空間。

具體實施方式

本文將參照圖1至圖10B來描述每個示出的實施方案的內窺鏡系統(內窺鏡連接系統)10。內窺鏡系統10設置有內窺鏡20和內窺鏡處理器30，內窺鏡配置為獲得被檢查者(患者)的觀察圖像(檢查圖像)，在內窺鏡處理器中對由內窺鏡20獲得的觀察圖像進行圖像處理。

如圖1所示，內窺鏡20設置有抓握控制體21和柔性插入部22，抓握控制體用于使用者(操作者)抓握其上，柔性插入部從抓握控制體21延伸。插入部22按從遠端的順序設置有遠端剛性段22A、可彎折段22B以及柔性段22C。可彎折段22B可以根據彎折控制桿23的旋轉操作而彎折，彎折控制桿設置在抓握控制體21上。通用管24設置在抓握控制體21的一側上，并從抓握控制體延伸。連接器(第二連接器)25設置在通用管24的遠端上，并且連接器終端25A設置在連接器25的端部上，并從連接器凸起。盡管圖中未顯示，但是內窺鏡設置有內置的光導纖維；該光導纖維從插入部22(遠端剛性段22A、可彎折段22B以及柔性段22C)、抓握控制體21以及通用管24延伸，直至延伸進入從連接器25凸起的光導套管26。在連接器25的連接器終端25A連接至設置在內窺鏡處理器30上的連接器31的連接器終端31A(參見圖2和圖3)后，光導纖維變為光學連接至設置在內窺鏡處理器30中的內置光源燈(圖中未顯示)。此外，從上述光源燈發射的照明光被導引至光導纖維中，并且通過照明透鏡(圖中未顯示)按預定的光分布向外發射，該照明透鏡設置在插入部22的遠端剛性段22A的遠端面。

盡管圖中未顯示，但是內窺鏡20設置有圖像傳感器，其位于插入部22的遠端剛性段22A中，從而獲得觀察(被檢查的)目標位點(例如，患者身體中的病變)的觀察圖像信號。由該圖像傳感器獲得的觀察圖像信號通過信號傳輸電纜(圖中未顯示)發送，并且通過連接器25(連接器終端25A)與連接器31(連接器終端31A)之間的連接輸出至內窺鏡處理器30。內窺鏡處理器30設置有患者電路(中繼處理電路)32(僅在圖2顯示；圖3中未顯示)以及電子電路33(僅在圖3顯示；圖2中未顯示)，患者電路進行觀察信號的中繼處理，電子電路配置為對由患者電路32中繼處理的觀察信號進行預定的信號處理。患者電路32設置有作為功能部件(功能模塊)的電子部件(IC)32A。

因此，內窺鏡系統10可以通過其各自的連接器(連接器25的連接器終端25A以及連接器31的連接器終端31A)而將內窺鏡20與內窺鏡處理器30連接。在圖2中，內窺鏡處理器30的連接器31和連接器終端31A被描繪為通過例如電纜束等的電子連接器彼此連接的分開的模塊；然而，在圖3中，內窺鏡處理器30的連接器31和連接器終端31A被描繪為相同的模塊。然而，圖2和圖3的描繪都表明，連接器31和連接器終端31A彼此電連接。

如圖3所示，當內窺鏡20的連接器25(連接器終端25A)插入到緊接在內窺鏡處理器30中的內窺鏡處理器30的連接器31(連接器終端31A)之前的位置時，始終存在連接器25(連接器終端25A)必須穿過以便連接至連接器31(連接器終端31A)的空間；出于方便，該空間在本文中被定義為“連接空間CS”。

如圖2和圖3所示，內窺鏡處理器30設置有主體34，內窺鏡處理器30的各種部件容納在該主體中。該主體34還用作連接至地的防護性接地。

內窺鏡處理器30設置有靜電感應器35，其設置在主體(防護性接地)34上緊接在連接器31(連接器終端31A)之前的位置。靜電感應器35與主體(防護性接地)34導電，并且在內窺鏡20沒有連接至內窺鏡處理器30時位于連接空間CS內。

更具體而言，靜電感應器35設置有導電彈性構件36和并聯電路37。

如圖4所示，導電彈性構件36在正視圖中(當在與內窺鏡20相反的面對內窺鏡處理器30的方向上觀察時)具有裂開的幕簾的形狀，其中，裂縫36S形成在中心部分中，并且從內窺鏡處理器30的圓連接器31(連接器終端31A)的外圍邊緣部分向中心部分(連接器31的中心)延伸。在圖4的示例中，在導電彈性構件36中，以90°的間隔在圓環構件的圓周方向上形成了四個裂縫36S，在該圓環構件中，圓孔36H形成在中心處。導電彈性構件36可以由這樣的材料形成：瞬間電荷可以經過該材料放電(脈沖)，DC電流可以穿過該材料；然而，可以用于導電彈性構件36的材料有一定量的自由度，各種設計改變都是可能的。

如圖4所示，導電彈性構件36在內窺鏡20和內窺鏡處理器30沒有連接至彼此時處于自由狀態，導電彈性構件36進入連接空間CS的邊界內，以幾乎覆蓋內窺鏡處理器30的連接器31(連接器終端31A)。然而，當使連接器部分25(連接器終端25A)接近連接器31(連接器終端31A)，以便將內窺鏡20連接至內窺鏡處理器30時，由于內窺鏡20的連接器25(連接器終端25A)要與導電彈性構件36接觸，所以導電彈性構件36從裂縫36S開始向連接空間CS的邊界外并且向內窺鏡處理器30變形(彈性變形)。

并聯電路37配置有電容器37A和電阻器37B，通過利用并聯電路37來連接導電彈性構件36與主體(防護性接地)34，可以在導電彈性構件36與主體(防護性接地)34之間獲得阻抗。并聯電路37的電容器37A和電阻器37B的常數被選擇為使得特定量的阻抗相對于主體(防護性接地)34來獲得。例如，如果電容器37A被設定為100pF，并且電阻器37B被設定為10MΩ，則時間常數TC可以被計算出為tr＝0.02秒。因此，并聯電路37可以實際用于足夠地承受放電時間段。盡管圖4未顯示，并聯電路37設置在連接空間CS的邊界線的外側上，并且沿著導電彈性構件36的外周方向。

如圖2所示，內窺鏡處理器30設置有阻抗部件(電容器)38，其連接患者電路32與主體(防護性接地)34。因此，來自患者電路32的積累電荷可以通過阻抗部件38放電至主體(防護性接地)34。通過阻抗部件38放電的量(靜電防護能力)被設定為遠小于靜電感應器35放電的量(靜電防護能力)。

下面將描述具有上述配置的內窺鏡系統(內窺鏡連接系統)10的連接操作。

如圖3和圖4所示，在內窺鏡20沒有連接至內窺鏡處理器30的狀態下，靜電感應器35的導電彈性構件36處于自由狀態并且位于連接空間CS內，使得內窺鏡處理器30的連接器31(連接器終端31A)幾乎被完全覆蓋。

如圖5所示，當使連接器25(連接器終端25A)接近連接器31(連接器終端31A)，以便將內窺鏡20連接至內窺鏡處理器30時，內窺鏡20的連接器25(連接器終端25A)首先接觸導電彈性構件36。在此階段，積累在內窺鏡20的連接器25(連接器終端25A)上的靜電(靜電電荷)通過靜電感應器35(導電彈性構件36和并聯電路37)放電至主體(防護性接地)34(放電路徑A)。

此外，在使連接器25(連接器終端25A)接近連接器31(連接器終端31A)后，導電彈性構件36由于導電彈性構件36的變形(彈性變形)而移動到連接空間CS外，同時維持與內窺鏡20的連接器25(連接器終端25A)的接觸狀態。換言之，導電彈性構件36配置為不會阻礙連接器25(連接器終端25A)與連接器31(連接器終端31A)的連接。

圖6顯示了內窺鏡20的連接器25(連接器終端25A)連接至內窺鏡處理器30的連接器31(連接器終端31A)的狀態。如圖6所示，因為導電彈性構件36始終接觸內窺鏡20的連接器25(連接器終端25A)，所以內窺鏡處理器30中不會積累大量的靜電電荷，而即使積累了一定量的電荷，這些電荷也會通過放電路徑B快速放電。因此，通過防止過大的放電電流量在患者電路32的電子部件(IC)32A中放電，可以保護這些電子部件。

因此，當使內窺鏡20的連接器25(連接器終端25A)接近以連接至內窺鏡處理器30的連接器31(連接器終端31A)時，在連接器25和31彼此連接之前，靜電感應器35(導電彈性構件36)在連接空間CS中接觸內窺鏡20的連接器25(連接器終端25A)，并且在連接器25和31彼此連接之后，靜電感應器還繼續維持接觸內窺鏡20的連接器25(連接器終端25A)。因此，在連接器25和31彼此連接之前，靜電電荷可以通過放電路徑A逃逸(放電)，而在連接器25和31彼此連接之后，靜電電荷可以通過放電路徑A和放電路徑B逃逸(放電)。

然而，在現有技術的內窺鏡連接系統中，在靜電電荷由于連續的靜電充電而在內窺鏡處理器的患者電路中積累的狀態下，如果在靜電防護機構中出現了絕緣擊穿，則在絕緣擊穿出現的時刻，積累在患者電路中的靜電電荷全部立即流向內窺鏡的主體防護性接地。因此，患者電路中的電子部件(IC)有很高的出現靜電擊穿的風險。

然而，在內窺鏡20沒有連接至內窺鏡處理器30的狀態下，帶靜電的使用者的手等可能(可以設想)緊密地接近內窺鏡處理器30的連接器31(連接器終端31A)。在這樣的情況下，在現有技術的內窺鏡連接系統中，有靜電電荷放電至內窺鏡處理器的連接器(連接器終端)的風險，從而施加不希望的負載至內窺鏡處理器的電子部件上。

然而，在所示出的實施方案的內窺鏡系統(內窺鏡連接系統)10中，即使帶靜電的使用者的手等在內窺鏡20和內窺鏡處理器30沒有彼此連接時緊密地接近內窺鏡處理器30的連接器31(連接器終端31A)，使用者的手等也首先接觸靜電感應器35的導電彈性構件36。因此，因為靜電電荷通過靜電感應器35(導電彈性構件36和并聯電路37)放電至主體(防護性接地)34，所以可以解決上述現有技術的內窺鏡連接系統的技術問題。即，可以有效防止在內窺鏡處理器30的并聯電路32的電子部件(IC)32A上的靜電負載。

重要的是，應當注意由于針對醫療設備而規定的標準規定，內窺鏡處理器30的患者電路32必須不直接連接至地，所以靜電防護有不足(有弱點)的趨勢；因此，需要一種有效的對策。所示實施方案的內窺鏡系統(內窺鏡連接系統)10可以用于在嚴格遵守規定了患者電路32必須不直接連接至地的醫療設備標準的情況下，有效對患者電路32進行靜電防護。

圖7顯示了內窺鏡系統(內窺鏡連接系統)10的第二實施方案。在內窺鏡處理器30的患者電路32中由于一些原因而積累了大量電荷的狀態下，如果內窺鏡20連接至內窺鏡處理器30，則一定量的靜電放電電流流至患者電路32。如果電子部件(IC)32A位于該靜電放電電流的流動的放電路徑中，則有損壞電子部件(IC)32A(在圖6所示的實施方案中，電子部件(IC)32A位于放電路徑B中)的風險。

在第二實施方案中，阻抗部件(電容器)38設置在使得患者電路32的電子部件(IC)32A能夠避免從患者電路32流向主體(防護性接地)34的放電路徑的位置處。在內窺鏡處理器30的患者電路32外，作為次級電路的阻抗部件(電容器)38保持了大部分靜電電荷。因此，通過適當地確定阻抗部件38的最佳位置，使得患者電路32的電子部件(IC)32A不與靜電放電路徑重合，可以防止電子部件(IC)32A的靜電擊穿。

圖8顯示了內窺鏡系統(內窺鏡連接系統)10的第三實施方案。在第三實施方案中，除了圖7的配置之外，內窺鏡處理器30還設置有放電電阻器39，其與阻抗部件(電容器)38平行布置，并且連接在患者電路32與主體(防護性接地)34之間。根據該配置，靜電電荷能夠通過放電電阻器39逃逸至主體(防護性接地)34，而不在阻抗部件38處積累。放電電阻器39的電阻值被設定為根據電安全而確定的常數。

圖9顯示了內窺鏡系統(內窺鏡連接系統)10的第四實施方案。在第四實施方案中，導電彈性墊圈36A設置為(代替)圖1至圖8所示的布置(第一至第三實施方案)的導電彈性構件36。導電彈性墊圈36A可以在內窺鏡20的連接器25(連接器終端25A)與內窺鏡處理器30的連接器31(連接器終端31A)之間的連接方向以及在正交于連接方向的方向上都彈性變形。

圖10A和圖10B顯示了內窺鏡系統(內窺鏡連接系統)10的第五實施方案。圖10A顯示了內窺鏡20沒有連接至內窺鏡處理器30的狀態(分開狀態)，圖10B顯示了緊接在內窺鏡20連接至內窺鏡處理器30之前的狀態。在第五實施方案中，導電彈性壓縮彈簧36B設置為(代替)圖1至圖8所示的布置(第一至第三實施方案)的導電彈性構件36，而不是第四實施方案的導電彈性墊圈36A。導電彈性壓縮彈簧36B可以僅在正交于內窺鏡20的連接器25(連接器終端25A)與內窺鏡處理器30的連接器31(連接器終端31A)之間的連接方向的方向上彈性變形(壓縮)。此外，在第五實施方案中，防護性接地34'設置在主體34的內側，作為與主體34分開的部件。

在上述第一至第五實施方案中，已經描述的示例為，靜電感應器35(導電彈性構件36、導電彈性墊圈36A或導電彈性壓縮彈簧36B)在內窺鏡20的連接器25(連接器終端25A)在連接前接近內窺鏡處理器30的連接器31(連接器終端31A)時，接觸內窺鏡20的連接器25(連接器終端25A)，靜電感應器35(導電彈性構件36、導電彈性墊圈36A或導電彈性壓縮彈簧36B)在連接器25和31彼此連接之后還繼續接觸內窺鏡20的連接器25(連接器終端25A)。然而，下述配置也是可能的：靜電感應器35(導電彈性構件36、導電彈性墊圈36A或導電彈性壓縮彈簧36B)僅在連接器25和31彼此連接之前接觸內窺鏡20的連接器25(連接器終端25A)，靜電感應器35(導電彈性構件36、導電彈性墊圈36A或導電彈性壓縮彈簧36B)在連接器25和31彼此連接之后從內窺鏡20的連接器25(連接器終端25A)收回(移走)，從而釋放靜電感應器35(導電彈性構件36、導電彈性墊圈36A或導電彈性壓縮彈簧36B)與連接器25(連接器終端25A)之間的接觸狀態。

在上述實施方案中，給出了如下的示例(圖4)，其中，導電彈性構件36(導電彈性墊圈36A或導電彈性壓縮彈簧36B)設置有在圓環構件上以四個90°的間隔布置的四個裂縫，在圓環構件的中心形成了圓孔。然而，對于導電彈性構件36的形狀有一定量的自由度；各種設計改變都是可能的。換言之，僅要求導電彈性構件36在內窺鏡20和內窺鏡處理器30沒有彼此連接時(導電彈性構件36處于自由狀態時)，位于連接空間CS中，并且僅要求在將內窺鏡20連接至內窺鏡處理器30時，導電彈性構件36在連接器25(連接器終端25A)接近連接器31(連接器終端31A)時首先接觸內窺鏡20的連接器25(連接器終端25A)。

在上述實施方案中，內窺鏡20的連接器25(連接器終端25A)和內窺鏡處理器30的連接器31(連接器終端31A)是圓形的，然而，本發明不限于此；各種其他形狀的連接器(連接器終端)都是可能的，例如多邊形。