内窥镜处理器以及内窥镜连接系统的制作方法

本发明涉及内窥镜处理器以及内窥镜连接系统，具体而言，涉及静电防护机构。

背景技术：

专利文献1公开了一种内窥镜处理器以及内窥镜连接系统(其用于将内窥镜连接至处理器)中的静电防护机构，其中，内窥镜处理器主体由连接至地的初级接地构件形成，内窥镜和内窥镜处理器的连接器上设置有次级接地构件，其从连接器向初级接地构件凸起。由于该静电防护机构，当具有连接至内窥镜的内窥镜处理器的内窥镜上产生静电时，内窥镜上积累的电荷从次级接地构件放电到初级接地构件。

引文列表

专利文献

专利文献1：日本未审查专利公开文本第2014-18349号。

技术实现要素：

技术问题

然而，在专利文献1的内窥镜连接系统中，如果带静电的使用者的手等在内窥镜没有连接至内窥镜处理器时触摸(或紧密地接近)内窥镜处理器的连接器，则静电电荷会放电到连接器上，从而在内窥镜处理器的电子部件(例如IC)上有不希望的负载的风险。具体而言，由于针对医疗设备而规定的标准规定，内窥镜处理器的患者电路(中继处理电路)必须不直接连接至大地，所以静电防护有不足的趋势；因此，需要一种有效的对策。

本发明正是考虑了上述现有技术的问题设计的，本发明提供了一种内窥镜处理器以及内窥镜连接系统，即使在内窥镜没有连接至处理器时，其也可以防止连接器和/或内窥镜处理器中的电子部件(例如IC)的静电击穿。

技术方案

本发明的发明人将其注意力集中在当内窥镜没有连接至处理器时的内窥镜处理器的连接器的有效静电防护(静电屏蔽)而设计了本发明。

根据本发明的一个方面，提供了一种内窥镜处理器，其包括：连接器，其配置为与第二连接器连接，所述第二连接器设置在内窥镜上；防护性接地，其连接至地；以及静电感应器，其连接至防护性接地并与防护性接地导电，静电感应器在内窥镜与内窥镜处理器没有彼此连接时位于连接器与第二连接器之间的连接空间中。

当使内窥镜处理器的连接器和内窥镜的第二连接器彼此接近以便彼此连接时，希望的是，静电感应器配置为在连接器和第二连接器彼此连接之前，接触连接空间中的内窥镜的第二连接器，而且静电感应器配置为在连接器和第二连接器彼此连接之后，继续接触内窥镜的第二连接器。

希望的是，静电感应器配置为在静电感应器接触第二连接器之后，通过变形继续接触内窥镜的第二连接器。

希望的是，静电感应器包括导电弹性构件，其从外围向内窥镜处理器的连接器的中心延伸；以及并联电路，其包括电容器和电阻器，电容器和电阻器各连接在导电弹性构件与防护性接地之间。

希望的是，内窥镜处理器包括患者电路，其设置有至少一个电子部件；以及阻抗部件，其连接在患者电路与防护性接地之间。内窥镜处理器配置为使得在患者电路中积累的静电电荷通过阻抗部件放电至防护性接地。阻抗部件布置为使得患者电路的电子部件避免从患者电路流向防护性接地的放电路径。

希望的是，内窥镜处理器包括放电电阻器，其连接在患者电路与防护性接地之间，放电电阻器与阻抗部件平行布置。

希望的是，防护性接地设置在内窥镜处理器的主体上。静电感应器设置在防护性接地上紧接在内窥镜处理器的连接器之前的位置。

在一个实施方案中，提供了一种内窥镜连接系统，其配置为通过连接器和第二连接器将内窥镜连接至内窥镜处理器，其中，内窥镜处理器包括：防护性接地，其连接至地；静电感应器，其连接至防护性接地并与防护性接地导电，静电感应器在内窥镜与内窥镜处理器没有彼此连接时位于连接器与第二连接器之间的连接空间中。

本发明的有益效果

根据本发明，实现了一种内窥镜处理器以及内窥镜连接系统，其中，即使在内窥镜没有连接至处理器时，也可以防止连接器和/或内窥镜处理器中的电子部件(例如IC)的静电击穿。

附图说明

图1显示了内窥镜的配置。

图2是显示应用了本发明的第一实施方案的内窥镜处理器的配置的示意图。

图3是显示根据本发明的第一实施方案的内窥镜系统(内窥镜连接系统)的配置的示意图。

图4显示了在面对内窥镜处理器的方向上观察到的导电弹性构件(静电感应器)的配置的示例的在内窥镜的相反方向上的正视图。

图5显示了指示内窥镜系统(内窥镜连接系统)的连接操作的第一图。

图6显示了指示内窥镜系统(内窥镜连接系统)的连接操作的第二图。

图7显示了根据本发明的内窥镜系统(内窥镜连接系统)的第二实施方案。

图8显示了根据本发明的内窥镜系统(内窥镜连接系统)的第三实施方案。

图9显示了根据本发明的内窥镜系统(内窥镜连接系统)的第四实施方案。

图10A显示了在内窥镜没有连接至内窥镜处理器的状态下的根据本发明的内窥镜系统(内窥镜连接系统)的第五实施方案。

图10B显示了在内窥镜连接至内窥镜处理器之前的状态下的图10A的内窥镜系统(内窥镜连接系统)的第五实施方案。

[附图标记]

10：内窥镜系统

20：内窥镜

21：抓握控制体

22：插入部

22A：远端刚性段

22B：可弯折段

22C：柔性段

23：弯折控制杆

24：通用管

25：连接器

25A：连接器终端

26：光导套管

30：内窥镜处理器

31：连接器

31A：连接器终端(连接器)

32：患者电路

32A：电子部件(IC)

33：电子电路

34：主体(防护性接地)

34'：防护性接地

35：静电感应器

36：导电弹性构件

36A：导电弹性垫圈

36B：导电弹性压缩弹簧

36H：圆孔

36S：裂缝

37：并联电路

37A：电容器

37B：电阻器

38：阻抗部件(电容器)

39：放电电阻器

CS：连接空间。

具体实施方式

本文将参照图1至图10B来描述每个示出的实施方案的内窥镜系统(内窥镜连接系统)10。内窥镜系统10设置有内窥镜20和内窥镜处理器30，内窥镜配置为获得被检查者(患者)的观察图像(检查图像)，在内窥镜处理器中对由内窥镜20获得的观察图像进行图像处理。

如图1所示，内窥镜20设置有抓握控制体21和柔性插入部22，抓握控制体用于使用者(操作者)抓握其上，柔性插入部从抓握控制体21延伸。插入部22按从远端的顺序设置有远端刚性段22A、可弯折段22B以及柔性段22C。可弯折段22B可以根据弯折控制杆23的旋转操作而弯折，弯折控制杆设置在抓握控制体21上。通用管24设置在抓握控制体21的一侧上，并从抓握控制体延伸。连接器(第二连接器)25设置在通用管24的远端上，并且连接器终端25A设置在连接器25的端部上，并从连接器凸起。尽管图中未显示，但是内窥镜设置有内置的光导纤维；该光导纤维从插入部22(远端刚性段22A、可弯折段22B以及柔性段22C)、抓握控制体21以及通用管24延伸，直至延伸进入从连接器25凸起的光导套管26。在连接器25的连接器终端25A连接至设置在内窥镜处理器30上的连接器31的连接器终端31A(参见图2和图3)后，光导纤维变为光学连接至设置在内窥镜处理器30中的内置光源灯(图中未显示)。此外，从上述光源灯发射的照明光被导引至光导纤维中，并且通过照明透镜(图中未显示)按预定的光分布向外发射，该照明透镜设置在插入部22的远端刚性段22A的远端面。

尽管图中未显示，但是内窥镜20设置有图像传感器，其位于插入部22的远端刚性段22A中，从而获得观察(被检查的)目标位点(例如，患者身体中的病变)的观察图像信号。由该图像传感器获得的观察图像信号通过信号传输电缆(图中未显示)发送，并且通过连接器25(连接器终端25A)与连接器31(连接器终端31A)之间的连接输出至内窥镜处理器30。内窥镜处理器30设置有患者电路(中继处理电路)32(仅在图2显示；图3中未显示)以及电子电路33(仅在图3显示；图2中未显示)，患者电路进行观察信号的中继处理，电子电路配置为对由患者电路32中继处理的观察信号进行预定的信号处理。患者电路32设置有作为功能部件(功能模块)的电子部件(IC)32A。

因此，内窥镜系统10可以通过其各自的连接器(连接器25的连接器终端25A以及连接器31的连接器终端31A)而将内窥镜20与内窥镜处理器30连接。在图2中，内窥镜处理器30的连接器31和连接器终端31A被描绘为通过例如电缆束等的电子连接器彼此连接的分开的模块；然而，在图3中，内窥镜处理器30的连接器31和连接器终端31A被描绘为相同的模块。然而，图2和图3的描绘都表明，连接器31和连接器终端31A彼此电连接。

如图3所示，当内窥镜20的连接器25(连接器终端25A)插入到紧接在内窥镜处理器30中的内窥镜处理器30的连接器31(连接器终端31A)之前的位置时，始终存在连接器25(连接器终端25A)必须穿过以便连接至连接器31(连接器终端31A)的空间；出于方便，该空间在本文中被定义为“连接空间CS”。

如图2和图3所示，内窥镜处理器30设置有主体34，内窥镜处理器30的各种部件容纳在该主体中。该主体34还用作连接至地的防护性接地。

内窥镜处理器30设置有静电感应器35，其设置在主体(防护性接地)34上紧接在连接器31(连接器终端31A)之前的位置。静电感应器35与主体(防护性接地)34导电，并且在内窥镜20没有连接至内窥镜处理器30时位于连接空间CS内。

更具体而言，静电感应器35设置有导电弹性构件36和并联电路37。

如图4所示，导电弹性构件36在正视图中(当在与内窥镜20相反的面对内窥镜处理器30的方向上观察时)具有裂开的幕帘的形状，其中，裂缝36S形成在中心部分中，并且从内窥镜处理器30的圆连接器31(连接器终端31A)的外围边缘部分向中心部分(连接器31的中心)延伸。在图4的示例中，在导电弹性构件36中，以90°的间隔在圆环构件的圆周方向上形成了四个裂缝36S，在该圆环构件中，圆孔36H形成在中心处。导电弹性构件36可以由这样的材料形成：瞬间电荷可以经过该材料放电(脉冲)，DC电流可以穿过该材料；然而，可以用于导电弹性构件36的材料有一定量的自由度，各种设计改变都是可能的。

如图4所示，导电弹性构件36在内窥镜20和内窥镜处理器30没有连接至彼此时处于自由状态，导电弹性构件36进入连接空间CS的边界内，以几乎覆盖内窥镜处理器30的连接器31(连接器终端31A)。然而，当使连接器部分25(连接器终端25A)接近连接器31(连接器终端31A)，以便将内窥镜20连接至内窥镜处理器30时，由于内窥镜20的连接器25(连接器终端25A)要与导电弹性构件36接触，所以导电弹性构件36从裂缝36S开始向连接空间CS的边界外并且向内窥镜处理器30变形(弹性变形)。

并联电路37配置有电容器37A和电阻器37B，通过利用并联电路37来连接导电弹性构件36与主体(防护性接地)34，可以在导电弹性构件36与主体(防护性接地)34之间获得阻抗。并联电路37的电容器37A和电阻器37B的常数被选择为使得特定量的阻抗相对于主体(防护性接地)34来获得。例如，如果电容器37A被设定为100pF，并且电阻器37B被设定为10MΩ，则时间常数TC可以被计算出为tr＝0.02秒。因此，并联电路37可以实际用于足够地承受放电时间段。尽管图4未显示，并联电路37设置在连接空间CS的边界线的外侧上，并且沿着导电弹性构件36的外周方向。

如图2所示，内窥镜处理器30设置有阻抗部件(电容器)38，其连接患者电路32与主体(防护性接地)34。因此，来自患者电路32的积累电荷可以通过阻抗部件38放电至主体(防护性接地)34。通过阻抗部件38放电的量(静电防护能力)被设定为远小于静电感应器35放电的量(静电防护能力)。

下面将描述具有上述配置的内窥镜系统(内窥镜连接系统)10的连接操作。

如图3和图4所示，在内窥镜20没有连接至内窥镜处理器30的状态下，静电感应器35的导电弹性构件36处于自由状态并且位于连接空间CS内，使得内窥镜处理器30的连接器31(连接器终端31A)几乎被完全覆盖。

如图5所示，当使连接器25(连接器终端25A)接近连接器31(连接器终端31A)，以便将内窥镜20连接至内窥镜处理器30时，内窥镜20的连接器25(连接器终端25A)首先接触导电弹性构件36。在此阶段，积累在内窥镜20的连接器25(连接器终端25A)上的静电(静电电荷)通过静电感应器35(导电弹性构件36和并联电路37)放电至主体(防护性接地)34(放电路径A)。

此外，在使连接器25(连接器终端25A)接近连接器31(连接器终端31A)后，导电弹性构件36由于导电弹性构件36的变形(弹性变形)而移动到连接空间CS外，同时维持与内窥镜20的连接器25(连接器终端25A)的接触状态。换言之，导电弹性构件36配置为不会阻碍连接器25(连接器终端25A)与连接器31(连接器终端31A)的连接。

图6显示了内窥镜20的连接器25(连接器终端25A)连接至内窥镜处理器30的连接器31(连接器终端31A)的状态。如图6所示，因为导电弹性构件36始终接触内窥镜20的连接器25(连接器终端25A)，所以内窥镜处理器30中不会积累大量的静电电荷，而即使积累了一定量的电荷，这些电荷也会通过放电路径B快速放电。因此，通过防止过大的放电电流量在患者电路32的电子部件(IC)32A中放电，可以保护这些电子部件。

因此，当使内窥镜20的连接器25(连接器终端25A)接近以连接至内窥镜处理器30的连接器31(连接器终端31A)时，在连接器25和31彼此连接之前，静电感应器35(导电弹性构件36)在连接空间CS中接触内窥镜20的连接器25(连接器终端25A)，并且在连接器25和31彼此连接之后，静电感应器还继续维持接触内窥镜20的连接器25(连接器终端25A)。因此，在连接器25和31彼此连接之前，静电电荷可以通过放电路径A逃逸(放电)，而在连接器25和31彼此连接之后，静电电荷可以通过放电路径A和放电路径B逃逸(放电)。

然而，在现有技术的内窥镜连接系统中，在静电电荷由于连续的静电充电而在内窥镜处理器的患者电路中积累的状态下，如果在静电防护机构中出现了绝缘击穿，则在绝缘击穿出现的时刻，积累在患者电路中的静电电荷全部立即流向内窥镜的主体防护性接地。因此，患者电路中的电子部件(IC)有很高的出现静电击穿的风险。

然而，在内窥镜20没有连接至内窥镜处理器30的状态下，带静电的使用者的手等可能(可以设想)紧密地接近内窥镜处理器30的连接器31(连接器终端31A)。在这样的情况下，在现有技术的内窥镜连接系统中，有静电电荷放电至内窥镜处理器的连接器(连接器终端)的风险，从而施加不希望的负载至内窥镜处理器的电子部件上。

然而，在所示出的实施方案的内窥镜系统(内窥镜连接系统)10中，即使带静电的使用者的手等在内窥镜20和内窥镜处理器30没有彼此连接时紧密地接近内窥镜处理器30的连接器31(连接器终端31A)，使用者的手等也首先接触静电感应器35的导电弹性构件36。因此，因为静电电荷通过静电感应器35(导电弹性构件36和并联电路37)放电至主体(防护性接地)34，所以可以解决上述现有技术的内窥镜连接系统的技术问题。即，可以有效防止在内窥镜处理器30的并联电路32的电子部件(IC)32A上的静电负载。

重要的是，应当注意由于针对医疗设备而规定的标准规定，内窥镜处理器30的患者电路32必须不直接连接至地，所以静电防护有不足(有弱点)的趋势；因此，需要一种有效的对策。所示实施方案的内窥镜系统(内窥镜连接系统)10可以用于在严格遵守规定了患者电路32必须不直接连接至地的医疗设备标准的情况下，有效对患者电路32进行静电防护。

图7显示了内窥镜系统(内窥镜连接系统)10的第二实施方案。在内窥镜处理器30的患者电路32中由于一些原因而积累了大量电荷的状态下，如果内窥镜20连接至内窥镜处理器30，则一定量的静电放电电流流至患者电路32。如果电子部件(IC)32A位于该静电放电电流的流动的放电路径中，则有损坏电子部件(IC)32A(在图6所示的实施方案中，电子部件(IC)32A位于放电路径B中)的风险。

在第二实施方案中，阻抗部件(电容器)38设置在使得患者电路32的电子部件(IC)32A能够避免从患者电路32流向主体(防护性接地)34的放电路径的位置处。在内窥镜处理器30的患者电路32外，作为次级电路的阻抗部件(电容器)38保持了大部分静电电荷。因此，通过适当地确定阻抗部件38的最佳位置，使得患者电路32的电子部件(IC)32A不与静电放电路径重合，可以防止电子部件(IC)32A的静电击穿。

图8显示了内窥镜系统(内窥镜连接系统)10的第三实施方案。在第三实施方案中，除了图7的配置之外，内窥镜处理器30还设置有放电电阻器39，其与阻抗部件(电容器)38平行布置，并且连接在患者电路32与主体(防护性接地)34之间。根据该配置，静电电荷能够通过放电电阻器39逃逸至主体(防护性接地)34，而不在阻抗部件38处积累。放电电阻器39的电阻值被设定为根据电安全而确定的常数。

图9显示了内窥镜系统(内窥镜连接系统)10的第四实施方案。在第四实施方案中，导电弹性垫圈36A设置为(代替)图1至图8所示的布置(第一至第三实施方案)的导电弹性构件36。导电弹性垫圈36A可以在内窥镜20的连接器25(连接器终端25A)与内窥镜处理器30的连接器31(连接器终端31A)之间的连接方向以及在正交于连接方向的方向上都弹性变形。

图10A和图10B显示了内窥镜系统(内窥镜连接系统)10的第五实施方案。图10A显示了内窥镜20没有连接至内窥镜处理器30的状态(分开状态)，图10B显示了紧接在内窥镜20连接至内窥镜处理器30之前的状态。在第五实施方案中，导电弹性压缩弹簧36B设置为(代替)图1至图8所示的布置(第一至第三实施方案)的导电弹性构件36，而不是第四实施方案的导电弹性垫圈36A。导电弹性压缩弹簧36B可以仅在正交于内窥镜20的连接器25(连接器终端25A)与内窥镜处理器30的连接器31(连接器终端31A)之间的连接方向的方向上弹性变形(压缩)。此外，在第五实施方案中，防护性接地34'设置在主体34的内侧，作为与主体34分开的部件。

在上述第一至第五实施方案中，已经描述的示例为，静电感应器35(导电弹性构件36、导电弹性垫圈36A或导电弹性压缩弹簧36B)在内窥镜20的连接器25(连接器终端25A)在连接前接近内窥镜处理器30的连接器31(连接器终端31A)时，接触内窥镜20的连接器25(连接器终端25A)，静电感应器35(导电弹性构件36、导电弹性垫圈36A或导电弹性压缩弹簧36B)在连接器25和31彼此连接之后还继续接触内窥镜20的连接器25(连接器终端25A)。然而，下述配置也是可能的：静电感应器35(导电弹性构件36、导电弹性垫圈36A或导电弹性压缩弹簧36B)仅在连接器25和31彼此连接之前接触内窥镜20的连接器25(连接器终端25A)，静电感应器35(导电弹性构件36、导电弹性垫圈36A或导电弹性压缩弹簧36B)在连接器25和31彼此连接之后从内窥镜20的连接器25(连接器终端25A)收回(移走)，从而释放静电感应器35(导电弹性构件36、导电弹性垫圈36A或导电弹性压缩弹簧36B)与连接器25(连接器终端25A)之间的接触状态。

在上述实施方案中，给出了如下的示例(图4)，其中，导电弹性构件36(导电弹性垫圈36A或导电弹性压缩弹簧36B)设置有在圆环构件上以四个90°的间隔布置的四个裂缝，在圆环构件的中心形成了圆孔。然而，对于导电弹性构件36的形状有一定量的自由度；各种设计改变都是可能的。换言之，仅要求导电弹性构件36在内窥镜20和内窥镜处理器30没有彼此连接时(导电弹性构件36处于自由状态时)，位于连接空间CS中，并且仅要求在将内窥镜20连接至内窥镜处理器30时，导电弹性构件36在连接器25(连接器终端25A)接近连接器31(连接器终端31A)时首先接触内窥镜20的连接器25(连接器终端25A)。

在上述实施方案中，内窥镜20的连接器25(连接器终端25A)和内窥镜处理器30的连接器31(连接器终端31A)是圆形的，然而，本发明不限于此；各种其他形状的连接器(连接器终端)都是可能的，例如多边形。