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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-01
(45)【発行日】2024-03-11
(54)【発明の名称】内視鏡システム
(51)【国際特許分類】
A61B 1/00 20060101AFI20240304BHJP
G02B 23/24 20060101ALI20240304BHJP
【ＦＩ】
A61B1/00 681
G02B23/24 A
G02B23/24 B
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2019232418
(22)【出願日】2019-12-24
(65)【公開番号】P2021100455
(43)【公開日】2021-07-08
【審査請求日】2022-10-11
(73)【特許権者】
【識別番号】000113263
【氏名又は名称】ＨＯＹＡ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002572
【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】小松 雅弘
【審査官】今浦 陽恵
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１６／１１７１６５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１７－１０８９３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－０５１５０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－０１１５０４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ １／００
Ｇ０２Ｂ ２３／２４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
内視鏡装置と、前記内視鏡装置と接続されることにより信号の光通信が可能となるプロセッサと、を備え、
前記内視鏡装置及び前記プロセッサは、前記光通信を行う光通信デバイスを有し、
前記光通信デバイスは、
前記内視鏡装置を前記信号の送信側とし前記プロセッサを前記信号の受信側とする第１の光空間伝送路と、前記プロセッサを前記信号の送信側とし前記内視鏡装置を前記信号の受信側とする第２の光空間伝送路と、を少なくとも有し、
前記信号の送信側に、発光素子と、前記発光素子の発光量を制御する発光量調整部と、前記発光量調整部を制御する送信側制御部と、前記発光素子の発光量を前記発光量調整部にフィードバックするモニタ用受光素子と、を有し、
前記信号の受信側に、前記発光素子からの光を受光する受光素子と、前記受光素子の受光量に応じたモニタ電流と所定の閾値電流とを比較し、比較結果から、前記受光量の過不足を検知する受信側制御部と、を有し、
前記内視鏡装置の前記送信側制御部は、
前記第１の光空間伝送路を用いて、第１の発光量で前記発光素子を発光させ、前記受光素子に受光させる処理と、
前記受信側制御部から、前記受光量の過不足を示す検知情報を前記第２の光空間伝送路を介して受信し、前記検知情報に基づいて、前記モニタ電流が前記所定の閾値電流に近づくように、前記発光量調整部を制御して、第２の発光量で前記発光素子を発光させる処理と、
前記モニタ電流が前記所定の閾値電流となった場合に、前記モニタ用受光素子の受光量が一定となるように、前記発光量調整部を制御する処理と、を実行し、
前記プロセッサの前記送信側制御部は、
前記第２の光空間伝送路を用いて、第３の発光量で前記発光素子を発光させ、前記受光素子に受光させる処理と、
前記受信側制御部から、前記受光量の過不足を示す検知情報を前記第１の光空間伝送路を介して受信し、前記検知情報に基づいて、前記モニタ電流が前記所定の閾値電流に近づくように、前記発光量調整部を制御して、第４の発光量で前記発光素子を発光させる処理と、
前記モニタ電流が前記所定の閾値電流となった場合に、前記モニタ用受光素子の受光量が一定となるように、前記発光量調整部を制御する処理と、を実行する内視鏡システム。
【請求項2】
請求項１において、前記送信側制御部は、
前記発光素子に前記第１の発光量又は前記第３の発光量を発光させる際に、前記発光量調整部に前記発光素子の許容電流量の下限値を出力させる、内視鏡システム。
【請求項3】
請求項１又は２において、前記受信側制御部は、
前記受光素子の許容電流量の下限値と上限値の平均値を前記所定の閾値電流として、前記検知情報を生成する、内視鏡システム。
【請求項4】
請求項１乃至３のいずれか１項において、前記プロセッサに接続される表示部をさらに備え、
前記受信側制御部は、
前記モニタ電流が前記所定の閾値電流に満たない場合に、前記光通信デバイスの汚れの可能性を示す通知を前記表示部に表示させる、内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、内視鏡システムは、内視鏡装置（スコープ）と、内視鏡装置に接続されるプロセッサとによって構成されている。近年では、使用後の内視鏡装置の洗浄・消毒時の防水キャップ着脱の手間を考慮し、プロセッサから内視鏡装置に非接触で電力を供給するコネクタを用いた内視鏡システムが用いられている。
【0003】
このような内視鏡システムでは、内視鏡装置側コネクタとプロセッサ側コネクタとを接続することによって、内視鏡装置とプロセッサとの間に、相対向する発信素子と受信素子とからなる伝送路が形成される。内視鏡装置とプロセッサとの間では、この伝送路を介して制御信号や映像信号が伝送（通信）される。
【0004】
例えば、特許文献１は、内視鏡装置側コネクタとプロセッサ側コネクタとの接続面に、それぞれ電力伝送用コイル、光通信用の発光素子及び受光素子、並びに接触部を配置した内視鏡システムを開示している。
【0005】
一般に、内視鏡装置は使用するたびに洗浄が行われるが、コネクタ部までも毎回洗浄したり清掃したりすることは使用者にとって手間である。したがって、内視鏡装置側コネクタ及びプロセッサ側コネクタの接続面には、使用回数が増えるにつれて埃や水垢などの汚れが付着する。この汚れは、特に、凹部構造を有するプロセッサ側コネクタで顕著である。コネクタ部に汚れが付着していると、光通信デバイスによる光信号が減衰して通信が安定的に行われない可能性がある。
【0006】
特許文献２は、光コネクタに汚れが付着した場合や嵌合ずれが生じた場合にも光伝送を可能とする技術として、送信側の第１の光ファイバの径よりも、受信側の第２の光ファイバの径を大きくした内視鏡システムを開示している。
【0007】
特許文献３は、プロセッサから内視鏡装置に非接触で良好に電力を供給する技術として、給電部のコイルに流す電流の周波数を共鳴周波数に徐々に近づける内視鏡システムを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】特許第５９７８２３８号公報
【文献】特許第６１７７４６３号公報
【文献】特許第６３４８８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
特許文献１においては、内視鏡装置側コネクタ及びプロセッサ側コネクタの接続面に汚れが付着した場合の光信号の減衰について何ら着目がなされていない。
【0010】
特許文献２の内視鏡システムにおいても、汚れが付着した場合や、嵌合ずれが生じた場合、光ファイバの接続状態によっては、光信号の光量が大きく減衰し、光信号が正常に伝送できなくなる虞がある。
【0011】
特許文献３の内視鏡システムにおいては、そもそも、電流量の過不足を伝える光伝送部の光パワーの制御を行っていない。
【0012】
本開示はこのような状況に鑑みてなされたものであり、内視鏡装置及びプロセッサ間の光通信を安定化する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上記課題を解決するために、本開示の一実施形態に係る内視鏡システムは、
内視鏡装置と、
前記内視鏡装置と接続されることにより信号の光通信が可能となるプロセッサと、を備え、
前記内視鏡装置及び前記プロセッサは、前記光通信を行う光通信デバイスを有し、
前記光通信デバイスは、
前記信号の送信側に、発光素子と、前記発光素子の発光量を制御する発光量調整部と、前記発光量調整部を制御する送信側制御部と、を有し、
前記信号の受信側に、前記発光素子からの光を受光する受光素子と、前記受光素子の受光量に応じたモニタ電流と所定の閾値電流とを比較し、比較結果から、前記受光量の過不足を検知する受信側制御部と、を有し、
前記送信側制御部は、
第１の発光量で前記発光素子を発光させ、前記受光素子に受光させる処理と、
前記受信側制御部から、前記受光量の過不足を示す検知情報を受信し、前記検知情報に基づいて、前記モニタ電流が前記所定の閾値電流に近づくように、前記発光量調整部を制御して、第２の発光量で前記発光素子を発光させる処理と、を実行する。
内視鏡装置と、
前記内視鏡装置と接続されることにより信号の光通信が可能となるプロセッサと、を備え、
前記内視鏡装置及び前記プロセッサは、前記光通信を行う光通信デバイスを有し、
前記光通信デバイスは、
前記信号の送信側に、発光素子と、前記発光素子の発光量を制御する発光量調整部と、前記発光量調整部を制御する送信側制御部と、を有し、
前記信号の受信側に、前記発光素子からの光を受光する受光素子と、前記受光素子の受光量に応じたモニタ電流と所定の閾値電流とを比較し、比較結果から、前記受光量の過不足を検知する受信側制御部と、を有し、
前記送信側制御部は、
第１の発光量で前記発光素子を発光させ、前記受光素子に受光させる処理と、
前記受信側制御部から、前記受光量の過不足を示す検知情報を受信し、前記検知情報に基づいて、前記モニタ電流が前記所定の閾値電流に近づくように、前記発光量調整部を制御して、第２の発光量で前記発光素子を発光させる処理と、を実行する。
【0014】
本開示に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、本開示は、要素及び多様な要素の組み合わせ及び以降の詳細な記述と添付される特許請求の範囲の様態により達成され実現される。
本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味に於いても限定するものではないことを理解する必要がある。
本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味に於いても限定するものではないことを理解する必要がある。
【発明の効果】
【0015】
本開示によれば、内視鏡装置及びプロセッサ間の光通信を安定化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】内視鏡システムの全体外観構成例を示す図である。
【図2】内視鏡システムの概略内部構成例を示す図である。
【図3A】内視鏡装置側コネクタとプロセッサ側コネクタとを接続する前の状態をある方向から見た図である。
【図3C】各コネクタの光非接触送受信部の構成を示す図である。
【図4】初期動作に関係する、内視鏡装置とプロセッサの内部構成例を示す図である。
【図5】光通信方法に関係する、制御信号経路の一部の構成を抜粋した図である。
【図6】光通信方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、本開示の一実施形態として内視鏡システムを例に取り説明する。
【0018】
内視鏡システムにおける観察の対象部位は、例えば、呼吸器等、消化器等である。呼吸器等は、例えば、肺、気管支、耳鼻咽喉である。消化器等は、例えば、大腸、小腸、胃、食道、十二指腸、子宮、膀胱等である。上述のような対象部位を観察する場合、特定の生体構造を強調した画像の活用がより効果的である。
【0019】
＜内視鏡システムの構成＞
図１は、本実施形態の内視鏡システムの全体外観例を示す図である。内視鏡システム１は、内視鏡装置１００と、プロセッサ２００と、モニタ３００（表示部）とを備えている。
図１は、本実施形態の内視鏡システムの全体外観例を示す図である。内視鏡システム１は、内視鏡装置１００と、プロセッサ２００と、モニタ３００（表示部）とを備えている。
【0020】
内視鏡装置１００は、被検体の内部に挿入される細長い管状の挿入部１１と、挿入部１１の基端側に配置された操作部１５と、一側が操作部１５に接続された連結可撓管１７と、連結可撓管１７の他側が接続された内視鏡装置側コネクタ１１０と、を備えている。挿入部１１の先端部１２には撮像素子が設けられており、例えば患者の体内を撮像することができる。撮像された画像は、光信号に変換されてプロセッサ２００に伝送され、プロセッサ２００と接続されたモニタ３００に表示される。
【0021】
操作部１５は、挿入部１１をはじめとする内視鏡装置１００の装置各部の操作を行うものであり、例えば、挿入部１１の先端部１２の向きを調整する操作ノブなどが設けられている。
【0022】
連結可撓管１７は、操作部１５と内視鏡装置側コネクタ１１０との間を接続し、可撓性部材で形成された管壁部を備えた管状部材で構成されている。連結可撓管１７の管内には、各種信号線、ＬＣＢ（Light Carrying Bundle）等が挿通配置されている。各種信号線には、例えば、挿入部１１の先端部１２内部に配設された撮像素子の駆動信号ラインや画素信号ライン、並びに操作部１５に設けられたスイッチからのスイッチ信号ラインなどが含まれる。
【0023】
内視鏡装置側コネクタ１１０は、プロセッサ２００に設けられているプロセッサ側コネクタ２１０に対して着脱自在に構成されている。内視鏡装置１００は、内視鏡装置側コネクタ１１０がプロセッサ側コネクタ２１０に接続された状態で、プロセッサ２００との間で信号接続及び電源接続される。内視鏡装置１００とプロセッサ２００との間のデータ通信には、光無線通信方式が用いられる。電力の授受に関しては、無線給電方式であってもよいし、有線給電方式であってもよい。
【0024】
プロセッサ２００は、内視鏡装置１００からの信号を処理する信号処理装置と、自然光の届かない体腔内を内視鏡装置１００を介して照射する光源装置とを一体に備えた装置である。別の実施形態では、信号処理装置と光源装置とを別体で構成してもよい。
【0025】
本実施形態による内視鏡システム１では、内視鏡装置１００とプロセッサ２００との間は、活線挿抜が可能に構成されている。つまり、プロセッサ２００の主電源をＯＮしたままで、内視鏡装置側コネクタ１１０をプロセッサ側コネクタ２１０に接続したり、また、内視鏡装置側コネクタ１１０をプロセッサ側コネクタ２１０から取り外したりすることができる。
【0026】
図２は、本実施形態の内視鏡システム１の概略内部構成例を示す図である。内視鏡装置１００は、プロセッサ２００の光源装置２０１（後述）からの照射光を導くためのＬＣＢ１０１（ライトガイド）と、ＬＣＢ１０１の出射端に設けられた配光レンズ１０２と、対物レンズ１０３と、対物レンズ１０３を介して被照射部分（観察部位）からの戻り光を受光する撮像素子１０４と、撮像素子１０４を駆動するドライバ信号処理回路１０５と、第１メモリ１０６とを備えている。
【0027】
光源装置２０１からの照射光は、ＬＣＢ１０１内に入射し、ＬＣＢ１０１内で全反射を繰り返すことによって伝播する。ＬＣＢ１０１内を伝播した照射光は、挿入部１１の先端部１２内に配置されたＬＣＢ１０１の出射端から出射され、配光レンズ１０２を介して観察部位を照射する。被照射部分からの戻り光は、対物レンズ１０３を介して撮像素子１０４の受光面上の各画素で光学像を結ぶ。
【0028】
撮像素子１０４は、挿入部１１の先端部１２内に配置されており、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサである。撮像素子１０４は、受光面上の各画素で結像した光学像（生体組織からの戻り光）を光量に応じた電荷として蓄積して、Ｒ、Ｇ、Ｂの画像信号を生成して出力する。なお、撮像素子１０４は、ＣＣＤイメージセンサに限らず、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサやその他の種類の撮像装置に置き換えられてもよい。撮像素子１０４は、ドライバ信号処理回路１０５によって駆動され、１フィールドもしくは１フレーム分の画素信号が撮像素子１０４から所定の時間間隔（例えば１／６０秒もしくは１／３０秒間隔）で読み出される。
【0029】
プロセッサ２００は、光源装置２０１と、システムコントローラ２０２と、光学フィルタ２０３と、光学フィルタドライバ２０４と、前段信号処理回路２０５と、色変換回路２０６と、後段信号処理回路２０７と、第２メモリ２０８とを備えている。
【0030】
プロセッサ２００は、図示しない操作パネルを備えてもよい。操作パネルの構成には種々の形態がある。操作パネルの具体的構成としては、例えば、プロセッサ２００のフロント面に実装された機能毎のハードウェアキーやタッチパネル式ＧＵＩ（Graphical User Interface）、ハードウェアキーとＧＵＩとの組み合わせ等が考えられる。施術者は、操作パネルによって、例えばモード切り替え操作などの指示の入力が可能となる。
【0031】
システムコントローラ２０２は、不図示のメモリに格納された各種プログラムを実行し、内視鏡システム１全体を統合的に制御する。システムコントローラ２０２は、制御信号を用いて、プロセッサ２００に接続されている内視鏡装置１００に適した処理がなされるようにプロセッサ２００内の各種回路の動作やタイミングを制御する。また、システムコントローラ２０２は、上述の操作パネルに接続されてもよい。この場合、システムコントローラ２０２は、操作パネルより入力される施術者からの指示に応じて、内視鏡システム１の各動作及び各動作のためのパラメータを変更する。
【0032】
光源装置２０１としては、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプ等の高輝度ランプやＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いることができる。光源装置２０１からの照射光は、主に可視光領域から不可視である赤外光領域に広がるスペクトルを持つ光（又は少なくとも可視光領域を含む光）である。光源装置２０１からの照射光は、光学フィルタ２０３に入射する。
【0033】
色変換回路２０６は、マトリクス回路２１１、ゲイン２１２、ＷＢ２１３及び色補正回路２１４を有する。
【0034】
＜コネクタ部の外観構成＞
図３Ａ～図３Ｅを参照して、内視鏡装置側コネクタ１１０と、プロセッサ側コネクタ２１０との接続関係を説明する。図３Ａは、内視鏡装置側コネクタ１１０とプロセッサ側コネクタ２１０とを接続する前の状態をある方向（内視鏡装置側コネクタ１１０の挿入方向と垂直な方向）から見た図である。
図３Ａ～図３Ｅを参照して、内視鏡装置側コネクタ１１０と、プロセッサ側コネクタ２１０との接続関係を説明する。図３Ａは、内視鏡装置側コネクタ１１０とプロセッサ側コネクタ２１０とを接続する前の状態をある方向（内視鏡装置側コネクタ１１０の挿入方向と垂直な方向）から見た図である。
【0035】
図３Ａの左図に示されるように、内視鏡装置側コネクタ１１０は、非接触受電基板上に設けられた無線給電用受信側コイル１１０１と、光非接触送受信部１１０２（光通信デバイス）と、を備えている。内視鏡装置１００のＬＣＢ１０１は、内視鏡装置側コネクタ１１０から突出している。
【0036】
図３Ａの右図に示されるように、プロセッサ側コネクタ２１０は、内視鏡装置側コネクタ１１０を挿入するための凹部構成となっており、無線給電用送信側コイル２１０１と、光非接触送受信部２１０２と、非接触給電基板部２１０３と、内視鏡ロックレバー２１０４と、を備えている。
【0037】
図３Ｂは、内視鏡装置側コネクタ１１０とプロセッサ側コネクタ２１０とを接続した状態を図３Ａと同方向から見た図である。内視鏡装置側コネクタ１１０がプロセッサ側コネクタ２１０の凹部に挿入されると、図３Ｂに示されるように、無線給電用受信側コイル１１０１とプロセッサ２００側の無線給電用送信側コイル２１０１とが対向するように位置する。また、内視鏡装置側コネクタ１１０の光非接触送受信部１１０２とプロセッサ側コネクタ２１０の光非接触送受信部２１０２とが対向し、これにより内視鏡装置１００とプロセッサ２００との間の光データ通信が可能となる。
【0038】
図３Ｃは、内視鏡装置側コネクタ１１０とプロセッサ側コネクタ２１０の対向面（光非接触送受信部）の構成を示す図である。図３Ｃの左図に示すように、内視鏡装置側コネクタ１１０の光非接触送受信部１１０２は、フォトダイオード１２３－１及びレーザダイオード１２５－１～１２５－３を備えている。レーザダイオード１２５－１及び１２５－２は映像信号を送信するためのものであり、これらは映像信号経路を構成する。レーザダイオード１２５－３は制御信号を送信するためのものであり、フォトダイオード１２３－１は制御信号を受信するためのものであり、これらは制御信号経路を構成する。
【0039】
図３Ｃの右図に示すように、プロセッサ側コネクタ２１０の光非接触送受信部２１０２は、レーザダイオード２２３－１及びフォトダイオード２２５－１～２２５－３を備えている。フォトダイオード２２５－１及び２２５－２は映像信号を受信するためのものであり、これらは映像信号経路を構成する。フォトダイオード２２５－３は制御信号を受信するためのものであり、レーザダイオード２２３－１は制御信号を送信するためのものであり、これらは制御信号経路を構成する。また、光非接触送受信部２１０２は、ＬＣＢ１０１を受け取るための挿入部２１０５を有している。
【0040】
内視鏡装置側コネクタ１１０をプロセッサ側コネクタ２１０に接続することによって、レーザダイオード１２５－１がフォトダイオード２２５－１に対向し、レーザダイオード１２５－２がフォトダイオード２２５－２に対向する。これにより、内視鏡装置側からプロセッサ側への２つの映像信号伝送路が形成される。同様に、レーザダイオード１２５－３がフォトダイオード２２５－３に対向し、フォトダイオード１２３－１がレーザダイオード２２３－１に対向する。これにより、内視鏡装置側からプロセッサ側への制御信号伝送路と、プロセッサ側から内視鏡装置側への制御信号伝送路が形成される。
【0041】
このように、内視鏡装置１００とプロセッサ２００との間には、対向する１対のレーザダイオードとフォトダイオードとを有して構成された伝送路が４組（複数組）形成されており、映像信号経路と制御信号経路とが分離されている。なお、伝送路の数は４つ以上であってもよい。
【0042】
図３Ｄは、内視鏡装置側コネクタ１１０とプロセッサ側コネクタ２１０とを接続する前の状態をＸ１方向（図３Ｂ参照：図３Ａの方向とは異なる方向）から見た図である。図３Ｄに示されるように、内視鏡装置側コネクタ１１０のＸ１方向の側面には無線給電用受信側コイル１１０１（受電部）が設けられ、プロセッサ側コネクタ２１０の凹部のＸ１方向の側面には無線給電用送信側コイル２１０１（送電部）が設けられている。
【0043】
図３Ｅは、内視鏡装置側コネクタ１１０とプロセッサ側コネクタ２１０とを接続した状態をＸ１方向（図３Ｄと同方向）から見た図である。図３Ｅに示すように、内視鏡装置側コネクタ１１０をプロセッサ側コネクタ２１０の凹部に挿入すると、無線給電用受信側コイル１１０１が無線給電用送信側コイル２１０１に対向する状態となる。このように無線給電用受信側コイル１１０１と無線給電用送信側コイル２１０１とを対向させることによって、プロセッサ２００から内視鏡装置１００への非接触での電力の授受が可能となる。なお、電力の授受については、以上説明した無線給電方式に限定されず、互いに接触する接触部を各コネクタに設けた有線給電方式を採用してもよい。
【0044】
＜光通信ための構成例＞
（１）内視鏡装置１００とプロセッサ２００の内部構成例
図４は、光通信デバイスの通信に関連する、内視鏡装置１００とプロセッサ２００の内部構成例を示す図である。図４では、信号（情報）の光通信に関係する構成部のみが示され、図１及び図２に示される他の必要な構成部の図示は省略している。
（１）内視鏡装置１００とプロセッサ２００の内部構成例
図４は、光通信デバイスの通信に関連する、内視鏡装置１００とプロセッサ２００の内部構成例を示す図である。図４では、信号（情報）の光通信に関係する構成部のみが示され、図１及び図２に示される他の必要な構成部の図示は省略している。
【0045】
内視鏡装置１００は、内視鏡装置１００の全体動作を制御する第１コントローラ１２０と、画像処理に関する動作を制御する第２コントローラ１２１と、プロセッサ２００から供給される電源を無線で受電する受電部１２２（無線給電用受信側コイル）と、プロセッサ２００から光通信で送信されてきた制御情報等を受信（受光）する少なくとも１つのフォトダイオード１２３－１と、フォトダイオード１２３－１によって受信した制御情報等の信号レベルを増幅する少なくとも１つのトランスインピーダンス増幅器１２４－１と、増幅された信号の振幅を一定振幅の電圧信号に変換するリミッティングアンプ１２９－１と、受信した制御情報等をプロセッサ２００側に返送する少なくとも１つのレーザダイオード１２５－３と、レーザダイオード１２５－３を駆動するレーザドライバ１２６－３と、撮像素子１０４で取得した映像信号等をプロセッサ２００に対して光通信で送信する２つの（複数の）レーザダイオード１２５－１及び１２５－２と、レーザダイオード１２５－１及び１２５－２を駆動する２つの（複数の）レーザドライバ１２６－１及び１２６－２と、を備えている。なお、第１コントローラ１２０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processor Unit）で構成することができ、第２コントローラ１２１は、例えば、ＦＰＧＡで構成することができる。
【0046】
一方、プロセッサ２００は、プロセッサ２００の全体動作を制御する第１コントローラ２２０と、電源供給及び停止を制御するための各Enable信号（例えば、Enable-0からEnable-2）を出力すると共に、画像処理に関する動作を制御する第２コントローラ２２１と、後段信号処理回路２０７と、第２コントローラ２２１からのEnable信号に応答して、内視鏡装置１００に対して無線による電源供給の開始及び停止をする送電部２２２（無線給電用送信側コイル）と、制御情報を内視鏡装置１００に対して光通信で送信する少なくとも１つのレーザダイオード２２３－１と、レーザダイオード２２３－１を駆動するレーザドライバ２２４－１と、内視鏡装置１００から返送されてきた制御情報等を受信する少なくとも１つのフォトダイオード２２５－３と、フォトダイオード２２５－３によって受信した制御情報等の信号レベルを増幅するトランスインピーダンス増幅器２２６－３と、増幅された信号の振幅を一定振幅の電圧信号に変換する少なくとも１つのリミッティングアンプ２２７－３と、内視鏡装置１００から光通信で送信されてきた映像信号等を受信（受光）する２つの（複数の）フォトダイオード２２５－１及び２２５－２と、フォトダイオード２２５－１及び２２５－２によって受信した映像信号等の信号レベルを増幅する２つの（複数の）トランスインピーダンス増幅器２２６－１及び２２６－２と、増幅された信号の振幅を一定振幅の電圧信号に変換するリミッティングアンプ２２７－１及び２２７－２と、第２コントローラ２２１からのEnable信号に応答して、レーザダイオード２２３－１、レーザドライバ２２４－１、トランスインピーダンス増幅器２２６－３及びリミッティングアンプ２２７－３に対する電源供給の開始及び停止をする第１パワーＩＣ２２８と、第２コントローラ２２１からのEnable信号に応答して、フォトダイオード２２５－１及び２２５－２、トランスインピーダンス増幅器２２６－１及び２２６－２、並びにリミッティングアンプ２２７－１及び２２７－２に対する電源供給の開始及び停止をする第２パワーＩＣ２２９と、を備えている。なお、第１コントローラ２２０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processor Unit）で構成することができ、第２コントローラ２２１は、例えば、ＦＰＧＡで構成することができる。
【0047】
図４に点線で示すように、内視鏡装置１００のレーザダイオード１２５－１及び１２５－２、レーザドライバ１２６－１及び１２６－２、並びにプロセッサ２００のフォトダイオード２２５－１及び２２５－２、トランスインピーダンス増幅器２２６－１及び２２６－２、リミッティングアンプ２２７－１及び２２７－２は、映像信号経路を構成する。
【0048】
また、内視鏡装置１００のフォトダイオード１２３－１、トランスインピーダンス増幅器１２４－１、レーザダイオード１２５－３、レーザドライバ１２６－３及びリミッティングアンプ１２９－１、並びにプロセッサ２００のレーザダイオード２２３－１、レーザドライバ２２４－１、フォトダイオード２２５－３、トランスインピーダンス増幅器２２６－３、リミッティングアンプ２２７－３は、制御信号経路を構成する。
【0049】
プロセッサ２００において、第１コントローラ２２０及び第２コントローラ２２１と後段信号処理回路２０７とによって、電源ＯＮ状態保持側回路が構成される。また、第１コントローラ２２０及び第２コントローラ２２１並びに後段信号処理回路２０７以外の構成要素によって、電源供給ＯＮ／ＯＦＦ切替側回路が構成される。電源ＯＮ状態保持側回路の構成要素（第１コントローラ２２０、第２コントローラ２２１、後段信号処理回路２０７）は、内視鏡システム使用時及び内視鏡装置１００の挿抜に関係なく、電源ＯＮ状態にしておくことができる。一方、電源供給ＯＮ／ＯＦＦ切替側回路の構成要素は、内視鏡装置１００の取り外し状態では電源供給がＯＦＦ状態となるように第２コントローラ２２１によって制御される。ただし、送電部２２２、第１パワーＩＣ２２８及び第２パワーＩＣ２２９には、内視鏡装置１００の取り外し状態であっても電源には接続されているが、それぞれからの電源供給は無効（disenable）となっている。
【0050】
なお、内視鏡装置１００とプロセッサ２００との間を非接触化することにより、内視鏡装置１００側の回路を患者側回路とし、プロセッサ２００側の回路を２次側回路とすることができる。
【0051】
内視鏡装置１００の挿抜時の動作を簡単に説明する。例えば、プロセッサ側コネクタ２１０に設けられた機構スイッチあるいはセンサ（例えば、光センサなど）によって内視鏡装置１００のプロセッサ２００に対する挿抜が検知されると、トリガー信号が生成され、それが第１コントローラ２２０に送信される。第１コントローラ２２０は、トリガー信号を受信すると、内視鏡装置１００の挿抜動作が行われたと判断し、第２コントローラ２２１にトリガー信号を受信したこと（内視鏡装置１００の挿抜動作検知）を通知する。第２コントローラ２２１は、内視鏡装置挿入時に通知を受けると、電源供給を有効にするためのEnable-0信号、Enable-1信号及びEnable-2信号を送電部２２２、第１パワーＩＣ２２８及び第２パワーＩＣ２２９にそれぞれ送信する。また、第２コントローラ２２１は、内視鏡装置の抜去時に通知を受けると、電源供給を無効にする場合には、Enable-0信号、Enable-1信号及びEnable-2信号を、送電部２２２、第１パワーＩＣ２２８及び第２パワーＩＣ２２９にそれぞれ送信することを停止する。
【0052】
内視鏡装置１００がプロセッサ２００に挿入され、電源供給を有効にするためのEnable-0信号を受け取ると（受け取っている間は）、送電部２２２への電源供給が有効となり、送電部２２２は、内視鏡装置１００へ電源供給を開始する。すると、内視鏡装置１００の受電部１２２は、送電部２２２から電源を受け取り、内視鏡装置１００の第１コントローラ１２０及び第２コントローラ１２１に電源が供給され、第１コントローラ１２０及び第２コントローラ１２１は動作を開始する。また、受電部１２２は、フォトダイオード１２３－１、トランスインピーダンス増幅器１２４－１、レーザダイオード１２５－１～１２５－３、レーザドライバ１２６－１～１２６－３に電源を供給する。
【0053】
また、第１パワーＩＣ２２８は、第２コントローラ２２１から電源供給を有効にするためのEnable-１信号を受け取ると（受け取っている間は）、レーザダイオード２２３－１、レーザドライバ２２４－１、フォトダイオード２２５－３、トランスインピーダンス増幅器２２６－３及びリミッティングアンプ２２７－３に電源を供給し、それらを起動する。さらに、第２パワーＩＣ２２９は、第２コントローラ２２１から電源供給を有効にするためのEnable-2信号を受け取ると（受け取っている間は）、フォトダイオード２２５－１及び２２５－２、トランスインピーダンス増幅器２２６－１及び２２６－２並びにリミッティングアンプ２２７－１及び２２７－２に電源を供給し、それらを起動する。
【0054】
一方、内視鏡装置１００がプロセッサ２００から抜去され、Enable-0信号の送信が停止されると、送電部２２２への電源供給が無効となり、内視鏡装置１００への電源供給も停止される。また、Enable-1信号の送信が停止されると、第１パワーＩＣ２２８への電源供給が無効となり、レーザダイオード２２３－１、レーザドライバ２２４－１、フォトダイオード２２５－３、トランスインピーダンス増幅器２２６－３及びリミッティングアンプ２２７－３に電源が供給されなくなり、それらの動作が停止する。さらに、Enable-2信号の送信が停止されると、第２パワーＩＣ２２９への電源供給が無効となり、フォトダイオード２２５－１及び２２５－２、トランスインピーダンス増幅器２２６－１及び２２６－２並びにリミッティングアンプ２２７－１及び２２７－２に電源が供給されなくなり、それらの動作が停止する。
【0055】
（２）光通信を安定化させる方法の詳細
図５は、本実施形態に係る光通信方法に関係する、制御信号経路の一部の構成を抜粋した図である。図４と同様の構成については説明を省略する。図５に示すように、内視鏡装置側の制御信号経路には、レーザダイオード１２５－３と対向するモニタ用フォトダイオード１３０と、レーザドライバ１２６－３（発光量調整部）の出力ドライブ電流を調整するためのデジタルポテンショメータ１３１（発光量調整部）とが設けられている。デジタルポテンショメータ１３１（ドライブ電流調整回路）の抵抗値は、第２コントローラ１２１により制御される。より具体的には、第２コントローラ１２１は、まずは所定の初期ドライブ電流でレーザダイオード１２５－３を発光させるように、デジタルポテンショメータ１３１の抵抗値を調整する。その後、プロセッサ側の第２コントローラ２２１から送信されたモニタ電流情報（プロセッサ側の受光量を調整するための情報）に応じて、デジタルポテンショメータ１３１の抵抗値を調整する。第２コントローラ１２１による処理の詳細については後述する。
図５は、本実施形態に係る光通信方法に関係する、制御信号経路の一部の構成を抜粋した図である。図４と同様の構成については説明を省略する。図５に示すように、内視鏡装置側の制御信号経路には、レーザダイオード１２５－３と対向するモニタ用フォトダイオード１３０と、レーザドライバ１２６－３（発光量調整部）の出力ドライブ電流を調整するためのデジタルポテンショメータ１３１（発光量調整部）とが設けられている。デジタルポテンショメータ１３１（ドライブ電流調整回路）の抵抗値は、第２コントローラ１２１により制御される。より具体的には、第２コントローラ１２１は、まずは所定の初期ドライブ電流でレーザダイオード１２５－３を発光させるように、デジタルポテンショメータ１３１の抵抗値を調整する。その後、プロセッサ側の第２コントローラ２２１から送信されたモニタ電流情報（プロセッサ側の受光量を調整するための情報）に応じて、デジタルポテンショメータ１３１の抵抗値を調整する。第２コントローラ１２１による処理の詳細については後述する。
【0056】
なお、レーザドライバ１２６－３の出力ドライブ電流を調整することができる回路であれば、デジタルポテンショメータ１３１以外の回路を用いてもよい。モニタ用フォトダイオード１３０は、レーザダイオード１２５－３からの発光を受光して、受光量に応じた電流をレーザドライバ１２６－３に出力する。
【0057】
プロセッサ側の制御信号経路には、レーザダイオード２２３－１と対向するモニタ用フォトダイオード２３０と、レーザドライバ２２４－１（発光量調整部）の出力ドライブ電流を調整するためのデジタルポテンショメータ２３１（発光量調整部）とが設けられている。デジタルポテンショメータ２３１（ドライブ電流調整回路）の抵抗値は、第２コントローラ２２１により制御される。より具体的には、第２コントローラ２２１は、まずは所定の初期ドライブ電流でレーザダイオード２２３－１を発光させるように、デジタルポテンショメータ２３１の抵抗値を調整する。その後、内視鏡装置側の第２コントローラ１２１から送信されたモニタ電流情報（内視鏡装置側の受光量を調整するための情報）に応じて、デジタルポテンショメータ２３１の抵抗値を調整する。
【0058】
なお、レーザドライバ２２４－１の出力ドライブ電流を調整することができる回路であれば、デジタルポテンショメータ２３１以外の回路を用いてもよい。モニタ用フォトダイオード２３０は、レーザダイオード２２３－１からの発光を受光して、受光量に応じた電流をレーザドライバ２２４－１に出力する。
【0059】
図６は、本実施形態に係る内視鏡システムの光通信方法を詳細に説明するためのフローチャートである。本実施形態の光通信方法は、例えば内視鏡装置１００の使用時に実行される。以下において、内視鏡装置側の第２コントローラ１２１、プロセッサ側の第２コントローラ２２１を動作の主体として説明する場合があるが、内視鏡装置側の第１コントローラ１２０、プロセッサ側の第１コントローラ２２０がそれぞれ第２コントローラ１２１、第２コントローラ２２１に命令して動作させるようにしてもよい。
【0060】
（i）ステップＳ１
プロセッサ側の第１コントローラ２２０（受信側制御部）は、内視鏡装置１００がプロセッサ２００に接続されたか否か、すなわち、内視鏡装置側コネクタ１１０がプロセッサ側コネクタ２１０に接続されたか否かを判断する。内視鏡装置側コネクタ１１０とプロセッサ側コネクタ２１０との接続は、例えば、機械的スイッチがＯＮとなることにより検知したり、センサ（図示せず）により検知したりすることができ、検知した際には検知信号が出力されるように構成される。機械的スイッチの場合には、スイッチがＯＮとなったときに検知信号を出力する回路を設けてもよい。そして、第１コントローラ２２０は、当該検知信号をスイッチ又はセンサから受信することにより、内視鏡装置１００が接続（挿入）されたと判断する。
プロセッサ側の第１コントローラ２２０（受信側制御部）は、内視鏡装置１００がプロセッサ２００に接続されたか否か、すなわち、内視鏡装置側コネクタ１１０がプロセッサ側コネクタ２１０に接続されたか否かを判断する。内視鏡装置側コネクタ１１０とプロセッサ側コネクタ２１０との接続は、例えば、機械的スイッチがＯＮとなることにより検知したり、センサ（図示せず）により検知したりすることができ、検知した際には検知信号が出力されるように構成される。機械的スイッチの場合には、スイッチがＯＮとなったときに検知信号を出力する回路を設けてもよい。そして、第１コントローラ２２０は、当該検知信号をスイッチ又はセンサから受信することにより、内視鏡装置１００が接続（挿入）されたと判断する。
【0061】
内視鏡装置１００のプロセッサ２００への接続が検知されていない場合（ステップＳ１でＮＯの場合）、プロセッサ側の第１コントローラ２２０は、非トリガー信号を生成し、プロセッサ側の第２コントローラ２２１にそれを送信する（図６には不図示のステップ）。第２コントローラ２２１は、非トリガー信号に応答した場合、電源供給を有効にするEnable-0信号、Enable-1信号及びEnable-2信号を、送電部２２２、第１パワーＩＣ２２８及び第２パワーＩＣ２２９に送信開始することはない（Enable信号の送信待機）。これによって、送電部２２２、レーザダイオード２２３－１、レーザドライバ２２４－１、フォトダイオード２２５－１～２２５－３、トランスインピーダンス増幅器２２６－１～２２６－３、リミッティングアンプ２２７－１～２２７－３、モニタ用フォトダイオード２３０、デジタルポテンショメータ２３１には、電源が供給されず、動作しないままに制御されることになる。そして、処理は再度、ステップＳ１に移行する。
【0062】
内視鏡装置１００のプロセッサ２００への接続が検知された場合（ステップＳ１でＹＥＳの場合）、処理はステップＳ２に移行する。
【0063】
（ii）ステップＳ２
プロセッサ側の第１コントローラ２２０は、内視鏡装置１００への電源投入を開始する。具体的には、第１コントローラ２２０は、内視鏡装置側コネクタ１１０とプロセッサ側コネクタ２１０とが接続されたことを示す検知信号を受信すると、トリガー信号を生成し、第２コントローラ２２１にそれを送信する。第２コントローラ２２１は、トリガー信号に応答して、送電部２２２に、電源供給を有効にするためのEnable-0信号を送信し、電源を供給する状態に制御する。電源供給を有効にするためのEnable-0信号に応答して、送電部２２２への電源供給が有効となり、送電部２２２は、内視鏡装置１００の受電部１２２へ送電（電源供給）を開始する。
プロセッサ側の第１コントローラ２２０は、内視鏡装置１００への電源投入を開始する。具体的には、第１コントローラ２２０は、内視鏡装置側コネクタ１１０とプロセッサ側コネクタ２１０とが接続されたことを示す検知信号を受信すると、トリガー信号を生成し、第２コントローラ２２１にそれを送信する。第２コントローラ２２１は、トリガー信号に応答して、送電部２２２に、電源供給を有効にするためのEnable-0信号を送信し、電源を供給する状態に制御する。電源供給を有効にするためのEnable-0信号に応答して、送電部２２２への電源供給が有効となり、送電部２２２は、内視鏡装置１００の受電部１２２へ送電（電源供給）を開始する。
【0064】
また、第２コントローラ２２１は、トリガー信号に応答して、第１パワーＩＣ２２８に、電源供給を有効にするためのEnable-1信号を送信し、電源を供給する状態に制御する。そして、電源供給を有効にするためのEnable-1信号に応答して、第１パワーＩＣ２２８への電源供給が有効となり、第１パワーＩＣ２２８が起動し、動作可能になる。
【0065】
第１パワーＩＣ２２８は、レーザダイオード２２３－１、レーザドライバ２２４－１、フォトダイオード２２５－３、トランスインピーダンス増幅器２２６－３、リミッティングアンプ２２７－３、モニタ用フォトダイオード２３０、デジタルポテンショメータ１３１への電源供給を開始することにより、これらを起動する。
【0066】
また、第２コントローラ２２１は、トリガー信号に応答して、第２パワーＩＣ２２９に、電源供給を有効にするためのEnable-2信号を送信し、電源を供給する状態に制御する。そして、電源供給を有効にするためのEnable-2信号に応答して、第２パワーＩＣ２２９への電源供給が有効となり、第２パワーＩＣ２２９が起動し、動作可能になる。
【0067】
第２パワーＩＣ２２９は、フォトダイオード２２５－１及び２２５－２、トランスインピーダンス増幅器２２６－１及び２２６－２、並びにリミッティングアンプ２２７－１及び２２７－２への電源供給を開始する（電源ＯＮ）。
【0068】
（iii）ステップＳ３
内視鏡装置１００の受電部１２２は、送電部２２２から電源が供給されると、内視鏡装置側の第１コントローラ１２０及び第２コントローラ１２１（送信側制御部）へ電源を供給することにより、第１コントローラ１２０及び第２コントローラ１２１を起動し、動作可能な状態とする。また、受電部１２２は、フォトダイオード１２３－１、トランスインピーダンス増幅器１２４－１、レーザダイオード１２５－１～１２５－３、レーザドライバ１２６－１～１２６－３、モニタ用フォトダイオード１３０、デジタルポテンショメータ１３１に電源を供給することによりこれらを起動し、動作可能な状態とする。これにより、プロセッサ２００と内視鏡装置１００との間の、光通信による相互情報通信が可能となる。さらに、第２コントローラ１２１によって撮像素子１０４が起動され、観察の対象部位の映像（静止画を含む）の撮像が可能となる。
内視鏡装置１００の受電部１２２は、送電部２２２から電源が供給されると、内視鏡装置側の第１コントローラ１２０及び第２コントローラ１２１（送信側制御部）へ電源を供給することにより、第１コントローラ１２０及び第２コントローラ１２１を起動し、動作可能な状態とする。また、受電部１２２は、フォトダイオード１２３－１、トランスインピーダンス増幅器１２４－１、レーザダイオード１２５－１～１２５－３、レーザドライバ１２６－１～１２６－３、モニタ用フォトダイオード１３０、デジタルポテンショメータ１３１に電源を供給することによりこれらを起動し、動作可能な状態とする。これにより、プロセッサ２００と内視鏡装置１００との間の、光通信による相互情報通信が可能となる。さらに、第２コントローラ１２１によって撮像素子１０４が起動され、観察の対象部位の映像（静止画を含む）の撮像が可能となる。
【0069】
（iv）ステップＳ４
内視鏡装置側の第２コントローラ１２１は、内視鏡装置１００及び撮像素子１０４のイニシャルデータ（例えば、スコープＩＤ、機種、内視鏡装置１００の使用回数や接続時間、伝送帯域の情報、プロトコルの情報、テストパターン、センサ情報（撮像（映像）レートや撮像方式など）を、例えば第１メモリ１０６（図２参照、図４には不図示）から取得し、イニシャルデータ伝送用の帯域を用いて（どのような機種の内視鏡装置１００が接続されてもプロセッサ２００がイニシャルデータを取得できるように）、制御信号経路に送信する。具体的には、第２コントローラ１２１は、レーザドライバ１２６－３を介してレーザダイオード１２５－３にイニシャルデータを送信する。このとき、例えばレーザダイオード１２５－３の許容範囲の下限の電流量（初期電流量）でレーザダイオード１２５－３を発光させる（第１の発光量）ように、第２コントローラ１２１は、デジタルポテンショメータ１３１の抵抗値を制御し、レーザドライバ１２６－３は、デジタルポテンショメータ１３１の抵抗値に従った電流量のドライブ電流をレーザダイオード１２５－３に出力する。
内視鏡装置側の第２コントローラ１２１は、内視鏡装置１００及び撮像素子１０４のイニシャルデータ（例えば、スコープＩＤ、機種、内視鏡装置１００の使用回数や接続時間、伝送帯域の情報、プロトコルの情報、テストパターン、センサ情報（撮像（映像）レートや撮像方式など）を、例えば第１メモリ１０６（図２参照、図４には不図示）から取得し、イニシャルデータ伝送用の帯域を用いて（どのような機種の内視鏡装置１００が接続されてもプロセッサ２００がイニシャルデータを取得できるように）、制御信号経路に送信する。具体的には、第２コントローラ１２１は、レーザドライバ１２６－３を介してレーザダイオード１２５－３にイニシャルデータを送信する。このとき、例えばレーザダイオード１２５－３の許容範囲の下限の電流量（初期電流量）でレーザダイオード１２５－３を発光させる（第１の発光量）ように、第２コントローラ１２１は、デジタルポテンショメータ１３１の抵抗値を制御し、レーザドライバ１２６－３は、デジタルポテンショメータ１３１の抵抗値に従った電流量のドライブ電流をレーザダイオード１２５－３に出力する。
【0070】
その後、レーザダイオード１２５－３は、当該イニシャルデータをプロセッサ側の制御信号経路に送信（光伝送）する。このとき、プロセッサ側のフォトダイオード２２５－３は、レーザダイオード１２５－３からイニシャルデータを受信（受光）し、トランスインピーダンス増幅器２２６－３及びリミッティングアンプ２２７－３を介して、第２コントローラ２２１に送信する。
【0071】
また、トランスインピーダンス増幅器２２６－３は、フォトダイオード２２５－３の受光量に応じたモニタ電流を電圧（モニタ電圧）に変換し、比較基準電圧回路２３２を経由して第２コントローラ２２１に出力する。比較基準電圧回路２３２は、モニタ電圧と、予め設定された基準電圧との差分に相当する差分電圧を第２コントローラ２２１に出力する。
【0072】
（v）ステップＳ５
プロセッサ側の第２コントローラ２２１は、制御信号経路により伝送されてきたイニシャルデータを受信し、受信したイニシャルデータの内容を確認（解析）する。
プロセッサ側の第２コントローラ２２１は、制御信号経路により伝送されてきたイニシャルデータを受信し、受信したイニシャルデータの内容を確認（解析）する。
【0073】
また、第２コントローラ２２１は、比較基準電圧回路２３２から、差分電圧の入力を受け付ける。第２コントローラ２２１は、図示しないメモリに、予め設定された所定の閾値電流（例えば、フォトダイオード２２５－３の受光量が減衰していない場合のフォトダイオード２２５－３の出力電流量）を記憶しており、例えば、比較基準電圧回路２３２が出力した差分電圧から、モニタ電流が閾値電流に満たないと判断した場合には、内視鏡装置側のレーザダイオード１２５－３の発光量を上げることを指示するための通知（モニタ電流情報）を生成する。すなわち、プロセッサ側の第２コントローラ２２１は、モニタ電流の過不足を検知し、モニタ電流情報（検知情報）を生成する。
【0074】
本ステップＳ５において、モニタ電流が閾値電流に対し不足している場合は光伝送が安定しておらず、内視鏡装置側コネクタ１１０及びプロセッサ側コネクタ２１０の接続面に汚れが付着している可能性がある。したがって、第２コントローラ２２１は、汚れの付着の可能性を示す通知をモニタ３００に表示させることにより、使用者にメンテナンスを促してもよい。
【0075】
（vi）ステップＳ６
第２コントローラ２２１は、イニシャルデータを制御信号経路に送信（返送）する。具体的には、第２コントローラ２２１は、レーザドライバ２２４－１に対して、イニシャルデータに含まれる伝送帯域の情報を通知する。
第２コントローラ２２１は、イニシャルデータを制御信号経路に送信（返送）する。具体的には、第２コントローラ２２１は、レーザドライバ２２４－１に対して、イニシャルデータに含まれる伝送帯域の情報を通知する。
【0076】
また、第２コントローラ２２１は、モニタ電流情報を制御信号経路（レーザドライバ２２４－１）に送信する。
【0077】
そして、イニシャルデータ及びモニタ電流情報は、レーザドライバ２２４－１を介してレーザダイオード２２３－１に送信される。レーザダイオード２２３－１は、当該イニシャルデータ及びモニタ電流情報を内視鏡装置側の制御信号経路に送信（光伝送）する。このとき、内視鏡装置側のフォトダイオード１２３－１は、プロセッサ側のレーザダイオード２２３－１からイニシャルデータ及びモニタ電流情報を受信（受光）し、トランスインピーダンス増幅器１２４－１及びリミッティングアンプ１２９－１を介して、第２コントローラ１２１に送信する。
【0078】
（vii）ステップＳ７
内視鏡装置側の第２コントローラ１２１は、制御信号経路により伝送されてきたイニシャルデータ及びモニタ電流情報を受信する。
内視鏡装置側の第２コントローラ１２１は、制御信号経路により伝送されてきたイニシャルデータ及びモニタ電流情報を受信する。
【0079】
（viii）ステップＳ８
第２コントローラ１２１は、受信したモニタ電流情報に応じて、デジタルポテンショメータ１３１の抵抗値を制御することにより、レーザドライバ１２６－３の出力ドライブ電流を調整し、レーザダイオード１２５－３の発光量を変更（第２の発光量）する。例えば、モニタ電流が閾値電流よりも低く、レーザダイオード１２５－３の発光量を上げることを指示するための情報をモニタ電流情報が有している場合は、第２コントローラ１２１は、レーザダイオード１２５－３の発光量を上げるように、デジタルポテンショメータ１３１の抵抗値を下げる。また、モニタ電流が閾値電流よりも高く、レーザダイオード１２５－３の発光量を下げることを指示するための情報をモニタ電流情報が有している場合は、第２コントローラ１２１は、レーザダイオード１２５－３の発光量を下げるように、デジタルポテンショメータ１３１の抵抗値を上げる。なお、デジタルポテンショメータ１３１の抵抗値の調整の度合い（変更量）は、用いるデジタルポテンショメータの仕様により決定できる。
第２コントローラ１２１は、受信したモニタ電流情報に応じて、デジタルポテンショメータ１３１の抵抗値を制御することにより、レーザドライバ１２６－３の出力ドライブ電流を調整し、レーザダイオード１２５－３の発光量を変更（第２の発光量）する。例えば、モニタ電流が閾値電流よりも低く、レーザダイオード１２５－３の発光量を上げることを指示するための情報をモニタ電流情報が有している場合は、第２コントローラ１２１は、レーザダイオード１２５－３の発光量を上げるように、デジタルポテンショメータ１３１の抵抗値を下げる。また、モニタ電流が閾値電流よりも高く、レーザダイオード１２５－３の発光量を下げることを指示するための情報をモニタ電流情報が有している場合は、第２コントローラ１２１は、レーザダイオード１２５－３の発光量を下げるように、デジタルポテンショメータ１３１の抵抗値を上げる。なお、デジタルポテンショメータ１３１の抵抗値の調整の度合い（変更量）は、用いるデジタルポテンショメータの仕様により決定できる。
【0080】
ここで、フォトダイオード２２５－３の受光量に過不足がないことを示すモニタ電流情報を受信するまで（すなわち、モニタ電流が閾値電流となり、安定した値となるまで）、ステップＳ４～Ｓ８を実行する。すなわち、モニタ電流が閾値電流と同等（閾値電流±所定の誤差）であることを示す情報をモニタ電流情報が有している場合は、第２コントローラ１２１は、レーザダイオード１２５－３の発光量を変更しないように、デジタルポテンショメータ１３１の抵抗値及びレーザドライバ１２６－３の出力ドライブ電流を変更しない。この場合、フォトダイオード２２５－３の受光量が安定した値であるため、第２コントローラ１２１は、制御信号経路の送受信が開通したことを確認する。
【0081】
また、レーザダイオード１２５－３の発光量を一定とするために、モニタ用フォトダイオード１３０の出力電流が一定となるようにレーザドライバ１２６－３の出力ドライブ電流が調整される。
【0082】
なお、図５及び６では、説明及び図示の簡略化のために、１つのレーザドライバ１２６－３の出力ドライブ電流を調整することを説明したが、図４に示したすべてのレーザダイオードについて同様の制御が行われる。すなわち、プロセッサ２００が光通信の送信側となり、内視鏡装置１００が光通信の受信側となる場合にも、上記と同様の制御が行われる。
【0083】
＜変形例＞
以上説明した例では、まずレーザダイオード１２５－３（発光素子）を、その許容電流量の下限（第１の発光量）で発光させ、プロセッサ側の第２コントローラ２２１が、プロセッサ側のフォトダイオード２２５－３（受光素子）の受光量に応じたモニタ電流と所定の閾値電流とを比較し、受光量の過不足を検知してモニタ電流情報（検知情報）として、内視鏡装置側の第２コントローラ１２１に返送し、第２コントローラ１２１が、モニタ電流情報に基づいて、モニタ電流が所定の閾値電流に近づくように、レーザドライバ１２６－３の出力ドライブ電流を制御して、レーザダイオード１２５－３の発光量を調整（第２の発光量）した。以上を１サイクルとして、モニタ電流が閾値電流となるまでサイクルを繰り返す手法を説明した。
以上説明した例では、まずレーザダイオード１２５－３（発光素子）を、その許容電流量の下限（第１の発光量）で発光させ、プロセッサ側の第２コントローラ２２１が、プロセッサ側のフォトダイオード２２５－３（受光素子）の受光量に応じたモニタ電流と所定の閾値電流とを比較し、受光量の過不足を検知してモニタ電流情報（検知情報）として、内視鏡装置側の第２コントローラ１２１に返送し、第２コントローラ１２１が、モニタ電流情報に基づいて、モニタ電流が所定の閾値電流に近づくように、レーザドライバ１２６－３の出力ドライブ電流を制御して、レーザダイオード１２５－３の発光量を調整（第２の発光量）した。以上を１サイクルとして、モニタ電流が閾値電流となるまでサイクルを繰り返す手法を説明した。
【0084】
フォトダイオード２２５－３の安定した受光量を達成するためには、上記のように、徐々にレーザドライバ１２６－３の出力ドライブ電流を上げていく手法に限定されない。例えば、プロセッサ側の第２コントローラ２２１が、フォトダイオード２２５－３が受光できる許容範囲の下限の電流量と上限の電流量の平均値を所定の閾値電流として算出する。次に、フォトダイオード２２５－３が当該平均値の電流を出力するように、内視鏡装置側の第２コントローラ１２１にモニタ電流情報を送信し、第２コントローラ１２１は、当該モニタ電流情報に基づいて、デジタルポテンショメータ１３１及びレーザドライバ１２６－３を制御し、レーザダイオード１２５－３の発光量を調整する。
【0085】
このような手法によれば、レーザダイオード１２５－３の発光量を何度も変更することなく、フォトダイオード２２５－３の受光量を安定化することができる。
【0086】
＜本実施形態の効果＞
本実施形態の内視鏡システムによれば、光通信送信側に、レーザドライバが出力するドライブ電流を調整するための電流調整回路を有し、光通信受信側に、フォトダイオードの受光量（受光量に応じた電流量）をモニタするモニタ回路を有している。レーザダイオードを発光させるためのドライブ電流を初期電流量として、受光したフォトダイオードの受光量に応じた電流量と、安定した受光量かどうかを判断するための所定の閾値電流とを比較し、受光量の過不足を検知する。また、受光量の過不足の検知結果を送信側にフィードバックし、検知結果に基づいて、電流調整回路によりレーザドライバのドライブ電流を変更する。このような構成を有することにより、コネクタ部に汚れ等が生じた場合にも、安定して内視鏡装置及びプロセッサ間の光通信が可能となる。また、レーザダイオードやフォトダイオードの仕様に合わせてドライブ電流を調整することもできる。
本実施形態の内視鏡システムによれば、光通信送信側に、レーザドライバが出力するドライブ電流を調整するための電流調整回路を有し、光通信受信側に、フォトダイオードの受光量（受光量に応じた電流量）をモニタするモニタ回路を有している。レーザダイオードを発光させるためのドライブ電流を初期電流量として、受光したフォトダイオードの受光量に応じた電流量と、安定した受光量かどうかを判断するための所定の閾値電流とを比較し、受光量の過不足を検知する。また、受光量の過不足の検知結果を送信側にフィードバックし、検知結果に基づいて、電流調整回路によりレーザドライバのドライブ電流を変更する。このような構成を有することにより、コネクタ部に汚れ等が生じた場合にも、安定して内視鏡装置及びプロセッサ間の光通信が可能となる。また、レーザダイオードやフォトダイオードの仕様に合わせてドライブ電流を調整することもできる。
【0087】
＜本開示の特定事項＞
（１）特定事項１
内視鏡装置と、
前記内視鏡装置と接続されることにより信号の光通信が可能となるプロセッサと、を備え、
前記内視鏡装置及び前記プロセッサは、前記光通信を行う光通信デバイスを有し、
前記光通信デバイスは、
前記信号の送信側に、発光素子と、前記発光素子の発光量を制御する発光量調整部と、前記発光量調整部を制御する送信側制御部と、を有し、
前記信号の受信側に、前記発光素子からの光を受光する受光素子と、前記受光素子の受光量に応じたモニタ電流と所定の閾値電流とを比較し、比較結果から、前記受光量の過不足を検知する受信側制御部と、を有し、
前記送信側制御部は、
第１の発光量で前記発光素子を発光させ、前記受光素子に受光させる処理と、
前記受信側制御部から、前記受光量の過不足を示す検知情報を受信し、前記検知情報に基づいて、前記モニタ電流が前記所定の閾値電流に近づくように、前記発光量調整部を制御して、第２の発光量で前記発光素子を発光させる処理と、を実行する内視鏡システム。
（１）特定事項１
内視鏡装置と、
前記内視鏡装置と接続されることにより信号の光通信が可能となるプロセッサと、を備え、
前記内視鏡装置及び前記プロセッサは、前記光通信を行う光通信デバイスを有し、
前記光通信デバイスは、
前記信号の送信側に、発光素子と、前記発光素子の発光量を制御する発光量調整部と、前記発光量調整部を制御する送信側制御部と、を有し、
前記信号の受信側に、前記発光素子からの光を受光する受光素子と、前記受光素子の受光量に応じたモニタ電流と所定の閾値電流とを比較し、比較結果から、前記受光量の過不足を検知する受信側制御部と、を有し、
前記送信側制御部は、
第１の発光量で前記発光素子を発光させ、前記受光素子に受光させる処理と、
前記受信側制御部から、前記受光量の過不足を示す検知情報を受信し、前記検知情報に基づいて、前記モニタ電流が前記所定の閾値電流に近づくように、前記発光量調整部を制御して、第２の発光量で前記発光素子を発光させる処理と、を実行する内視鏡システム。
【0088】
（２）特定事項２
特定事項１において、
前記光通信デバイスは、
前記信号の送信側に、前記発光素子の発光量を前記発光量調整部にフィードバックするモニタ用発光素子をさらに備え、
前記モニタ電流が前記所定の閾値電流となった場合に、前記モニタ用発光素子の受光量が一定となるように、前記発光量調整部を制御する、内視鏡システム。
特定事項１において、
前記光通信デバイスは、
前記信号の送信側に、前記発光素子の発光量を前記発光量調整部にフィードバックするモニタ用発光素子をさらに備え、
前記モニタ電流が前記所定の閾値電流となった場合に、前記モニタ用発光素子の受光量が一定となるように、前記発光量調整部を制御する、内視鏡システム。
【0089】
（３）特定事項３
特定事項１又は２において、
前記送信側制御部は、
前記発光素子に前記第１の発光量を発光させる際に、前記発光量調整部に前記発光素子の許容電流量の下限値を出力させる、内視鏡システム。
特定事項１又は２において、
前記送信側制御部は、
前記発光素子に前記第１の発光量を発光させる際に、前記発光量調整部に前記発光素子の許容電流量の下限値を出力させる、内視鏡システム。
【0090】
（４）特定事項４
特定事項１乃至３のいずれか１項において、
前記受信側制御部は、
前記受光素子の許容電流量の下限値と上限値の平均値を前記所定の閾値電流として、前記検知情報を生成する、内視鏡システム。
特定事項１乃至３のいずれか１項において、
前記受信側制御部は、
前記受光素子の許容電流量の下限値と上限値の平均値を前記所定の閾値電流として、前記検知情報を生成する、内視鏡システム。
【0091】
（５）特定事項５
特定事項１乃至４のいずれか１項において、
前記プロセッサに接続される表示部をさらに備え、
前記受信側制御部は、
前記モニタ電流が前記所定の閾値電流に満たない場合に、前記光通信デバイスの汚れの可能性を示す通知を前記表示部に表示させる、内視鏡システム。
特定事項１乃至４のいずれか１項において、
前記プロセッサに接続される表示部をさらに備え、
前記受信側制御部は、
前記モニタ電流が前記所定の閾値電流に満たない場合に、前記光通信デバイスの汚れの可能性を示す通知を前記表示部に表示させる、内視鏡システム。
【0092】
＜その他の形態＞
上述した本実施形態の機能は、ソフトウェアのプログラムコードによっても実現できる。この場合、プログラムコードを記録した記憶媒体をシステム或は装置に提供し、そのシステム或は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそれを記憶した記憶媒体は本開示を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどが用いられる。
上述した本実施形態の機能は、ソフトウェアのプログラムコードによっても実現できる。この場合、プログラムコードを記録した記憶媒体をシステム或は装置に提供し、そのシステム或は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそれを記憶した記憶媒体は本開示を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどが用いられる。
【0093】
また、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現されるようにしてもよい。さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータ上のメモリに書きこまれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータのＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現されるようにしてもよい。
【0094】
さらに、実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを、ネットワークを介して配信することにより、それをシステム又は装置のハードディスクやメモリ等の記憶手段又はＣＤ－ＲＷ、ＣＤ－Ｒ等の記憶媒体に格納し、使用時にそのシステム又は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が当該記憶手段や当該記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行するようにしても良い。
【0095】
最後に、ここで述べたプロセス及び技術は本質的に如何なる特定の装置に関連することはなく、コンポーネントの如何なる相応しい組み合わせによってでも実装できることを理解する必要がある。更に、汎用目的の多様なタイプのデバイスがここで記述した教授に従って使用可能である。ここで述べた方法のステップを実行するのに、専用の装置を構築するのが有益であることが判るかもしれない。また、実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。本開示は、具体例に関連して記述したが、これらは、すべての観点に於いて限定の為ではなく説明の為である。本分野にスキルのある者には、本開示を実施するのに相応しいハードウェア、ソフトウェア及びファームウエアの多数の組み合わせがあることが解るであろう。例えば、記述したソフトウェアは、アセンブラ、Ｃ／Ｃ＋＋、ｐｅｒｌ、Ｓｈｅｌｌ、ＰＨＰ、Ｊａｖａ（登録商標）等の広範囲のプログラム又はスクリプト言語で実装できる。
【0096】
さらに、上述の実施形態において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。全ての構成が相互に接続されていても良い。
【0097】
加えて、本技術分野の通常の知識を有する者には、本開示のその他の実装がここに開示された本開示の明細書及び実施形態の考察から明らかになる。記述された実施形態の多様な態様及び／又はコンポーネントは、単独又は如何なる組み合わせでも使用することが出来る。明細書と具体例は典型的なものに過ぎず、本開示の範囲と精神は後続する特許請求範囲で示される。
【符号の説明】
【0098】
１ 内視鏡システム
１００ 内視鏡装置
１０４ 撮像素子
１２０ 内視鏡装置側の第１コントローラ
１２１ 内視鏡装置側の第２コントローラ
１２２ 受電部
１２３－１ 内視鏡装置側のフォトダイオード
１２４－１ 内視鏡装置側のトランスインピーダンス増幅器
１２５－１、１２５－２ 内視鏡装置側のレーザダイオード
１２６－１、１２６－２ 内視鏡装置側のレーザドライバ
１１０ 内視鏡装置側コネクタ
１３０ モニタ用フォトダイオード
１３１ デジタルポテンショメータ
１３２ 比較基準電圧回路
２００ プロセッサ
２０７ 後段信号処理回路
２１０ プロセッサ側コネクタ
２２０ プロセッサ側の第１コントローラ
２２１ プロセッサ側の第２コントローラ
２２２ 送電部
２２３－１ プロセッサ側のレーザダイオード
２２４－１、２２４－２ プロセッサ側のレーザドライバ
２２５－１、２２５－２、２２５－３ プロセッサ側のフォトダイオード
２２６－１、２２６－２、２２６－３ プロセッサ側のトランスインピーダンス増幅器
２２８ 第１パワーＩＣ
２２９ 第２パワーＩＣ
２３０ モニタ用フォトダイオード
２３１ デジタルポテンショメータ
２３２ 比較基準電圧回路
３００ モニタ
１００ 内視鏡装置
１０４ 撮像素子
１２０ 内視鏡装置側の第１コントローラ
１２１ 内視鏡装置側の第２コントローラ
１２２ 受電部
１２３－１ 内視鏡装置側のフォトダイオード
１２４－１ 内視鏡装置側のトランスインピーダンス増幅器
１２５－１、１２５－２ 内視鏡装置側のレーザダイオード
１２６－１、１２６－２ 内視鏡装置側のレーザドライバ
１１０ 内視鏡装置側コネクタ
１３０ モニタ用フォトダイオード
１３１ デジタルポテンショメータ
１３２ 比較基準電圧回路
２００ プロセッサ
２０７ 後段信号処理回路
２１０ プロセッサ側コネクタ
２２０ プロセッサ側の第１コントローラ
２２１ プロセッサ側の第２コントローラ
２２２ 送電部
２２３－１ プロセッサ側のレーザダイオード
２２４－１、２２４－２ プロセッサ側のレーザドライバ
２２５－１、２２５－２、２２５－３ プロセッサ側のフォトダイオード
２２６－１、２２６－２、２２６－３ プロセッサ側のトランスインピーダンス増幅器
２２８ 第１パワーＩＣ
２２９ 第２パワーＩＣ
２３０ モニタ用フォトダイオード
２３１ デジタルポテンショメータ
２３２ 比較基準電圧回路
３００ モニタ
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図4】
【図5】
【図6】
