CN114008509A - 图像光纤、具有图像光纤的内窥镜、以及具有内窥镜的内窥镜系统 - Google Patents

Abstract

图像光纤(23)具备：多个纤芯(61)；以及包层(63)，其一体地包围多个纤芯(61)。另外，图像光纤(23)还具备：至少一个光导纤维(75)，其传播照明光；以及光导层(70)，其在整周覆盖包层(63)的外周面，并且与光导纤维(75)的外周面接触，照明光能够从光导纤维(75)向光导层(70)传播。

Description

图像光纤、具有图像光纤的内窥镜、以及具有内窥镜的内窥镜 系统

技术领域

本发明涉及一种图像光纤、具有图像光纤的内窥镜、以及具有内窥镜的内窥镜系统。

背景技术

例如在工业领域或者医疗领域中广泛使用一种具备细长的插入部的内窥镜。通过将插入部插入被检体内，从而观察被检体内的对象物。对于被检体，例如可以举出发动机等构造物、体腔等。

例如，在专利文献1中公开有一种图像光纤光缆，其装配于内窥镜的插入部，传播摄像光和照明光。摄像光是表现对象物图像的光，照明光是在观察包含图像撮影的对象物时照射对象物的光。该图像光纤光缆具备：图像光纤；多个光导纤维，其配置在图像光纤的外周面上；以及带，其呈螺旋状卷绕在光导纤维的周围。在图像光纤中传播摄像光，在光导纤维中传播照明光。多个光导纤维利用带固定于图像光纤。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2010-169715号公报

发明内容

(一)要解决的技术问题

在专利文献1所公开的图像光纤光缆中，多个光导纤维配置于同心圆上，在相邻的两个圆形的光导纤维之间产生间隙。因而，有可能在从多个光导纤维向对象物射出的照明光中产生照射不均，期望抑制照射不均。

因此，本发明的目的在于，提供一种能够抑制照明光的照射不均的图像光纤、具有图像光纤的内窥镜、以及具有内窥镜的内窥镜系统。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明的图像光纤的特征在于，具备：多个纤芯；包层，其一体地包围多个所述纤芯；至少一个光导纤维，其传播照明光；以及光导层，其在整周覆盖所述包层的外周面，并且与所述光导纤维的外周面接触，所述照明光能够从所述光导纤维向所述光导层传播。

在这样的图像光纤中，照明光在光导纤维中传播并且能够从光导纤维向光导层传播，因此能够在整周覆盖包层的外周面的光导层的剖面整个区域中传播。因而，根据本发明的图像光纤，能够抑制照明光的照射不均。

另外，优选地，所述光导层具有由树脂构成的被覆层，所述被覆层的折射率比所述包层的折射率高，与所述光导纤维的折射率相同或者比所述光导纤维的折射率高，所述光导纤维沿着所述光导层的长度方向配置于所述被覆层的内部的至少一部分。

由树脂构成的被覆层的柔韧性一般比由玻璃构成的层的柔韧性优异。因而，被覆层抗弯曲性强且与包层等外周面紧密贴合而成为更稳定配置的状态。因此，进一步抑制照明光的射出位置的偏移，照明光能够朝向对象物更稳定地照射。因而，根据该图像光纤，能够更稳定地照射照明光。

另外，如果被覆层的折射率比包层的折射率高，则能够抑制照明光从被覆层向包层的传播。因而，根据该图像光纤，能够抑制照明光的浪费。另外，如果被覆层的折射率与光导纤维的折射率相同或者比光导纤维的折射率高，则容易从光导纤维向被覆层传播照明光，照明光的一部分从光导纤维向被覆层传播，再在被覆层中传播，另外，照明光的另一部分能够在光导纤维中传播。因而，根据该图像光纤，能够更高效地利用被覆层向光导纤维传播照明光。另外，由于照明光在被覆层中传播并从被覆层射出，因此与仅从光导纤维射出照明光的情况相比，能够扩大照明光的射出范围，并能够抑制照明光的照射不均。

另外，当光导纤维配置于被覆层的内部的至少一部分时，抑制光导纤维相对于被覆层的偏移，光导纤维成为稳定配置的状态。另外，当光导纤维配置于被覆层的内部的至少一部分时，照明光能够从光导纤维的外周面的整周向被覆层传播。因而，根据该图像光纤，能够抑制照明光的照射不均。

另外，一般而言，被覆层的厚度在制造图像光纤时被控制而能够容易变薄。因而，根据该图像光纤，能够容易使图像光纤细径化。

另外，由于光导纤维并非配置于被覆层的外周面而是配置于被覆层的内部的至少一部分，因此根据该图像光纤，能够防止图像光纤粗径化。另外，一般而言，供照明光传播的光导纤维具有比被覆层更优异的光传播效率。因而，根据该图像光纤，能够照射更明亮的照明光。

另外，优选地，所述光导纤维沿着所述光导层的所述长度方向从所述被覆层的一端配置到另一端。

在这种情况下，被覆层能够利用光导纤维有效地将照明光从被覆层的一端传播至另一端。由此，照明光的一部分在被覆层中传播，另外，照明光的另一部分能够在光导纤维中传播。因而，根据该图像光纤，能够高效地传播照明光，并能够抑制照明光的照射不均。

另外，优选地，所述光导层还具有外侧低折射率层，所述外侧低折射率层在整周覆盖所述被覆层的外周面，所述外侧低折射率层的折射率比所述被覆层的折射率低。

在这种情况下，在被覆层中传播的照明光容易被外侧低折射率层封在被覆层中，在抑制了从被覆层向图像光纤的外部泄漏的状态下，能够在被覆层中传播。因而，根据该图像光纤，能够更高效地传播照明光。

另外，优选地，所述光导层具有石英层，所述石英层具有比所述包层的折射率高、且与所述光导纤维的折射率相同或者比所述光导纤维的折射率高的折射率，所述光导纤维沿着所述光导层的长度方向配置于所述石英层的外周面上的至少一部分。

在制造图像光纤时，纤芯-包层型的多个光纤一般在被捆扎的状态下插入石英管，在插入后溶融并与石英管一体化，石英管成为石英层。因此，即使图像光纤产生弯曲，石英层也与包层为一体，因此成为稳定配置的状态。

另外，如果石英层的折射率比包层的折射率高，则能够抑制照明光从石英层向包层的传播。因而，根据该图像光纤，能够抑制照明光的浪费。另外，如果石英层的折射率与光导纤维的折射率相同或者比光导纤维的折射率高，则容易从光导纤维向石英层传播照明光，照明光的一部分从光导纤维向石英层传播，再在石英层中传播，另外，照明光的另一部分能够在光导纤维中传播。因而，根据该图像光纤，能够高效地利用光导纤维向石英层传播照明光，照明光在石英层中传播并从石英层射出。因而，与仅从光导纤维射出照明光的情况相比，能够扩大照明光的射出范围，并能够抑制照明光的照射不均。

另外，如果光导纤维沿着光导层的长度方向配置于石英层的外周面上的至少一部分，则在光导纤维中传播的照明光的一部分从光导纤维向石英层传播，并能够在石英层中传播。因而，根据该图像光纤，能够抑制照明光的照射不均。

另外，优选地，所述光导纤维沿着所述石英层的所述长度方向从所述石英层的一端配置到另一端。

在这种情况下，光导层能够利用光导纤维有效地将照明光从石英层的一端传播至另一端。因而，根据该图像光纤，能够高效地传播照明光。

另外，优选地，所述光导层还具有配置于所述包层与所述石英层之间的内侧低折射率层，所述内侧低折射率层的折射率比所述包层的折射率低。

在这种情况下，照明光容易被内侧低折射率层封在石英层中，在抑制了从石英层向纤芯和包层泄漏的状态下，能够在石英层中传播。因而，根据该图像光纤，能够更高效地传播照明光。

另外，优选地，所述石英层具有至少一个槽，所述槽沿着所述光导层的长度方向设置于所述石英层的外周面的至少一部分，所述光导纤维的径向上的至少一部分配置于所述槽内。

光导纤维的径向的至少一部分配置于槽内，从而光导纤维相对于石英层成为稳定配置的状态。因此，即使图像光纤产生弯曲，也进一步抑制照明光的射出位置的偏移，照明光能够朝向对象物更稳定地照射。因而，根据本图像光纤，能够稳定地照射照明光。

另外，本发明的内窥镜的特征在于，具备：插入部，其插入被检体内；以及上述任一所述的图像光纤，其配置于所述插入部的内部空间。

在该内窥镜中，由于能够抑制照明光的照射不均，因此内窥镜能够向被检体内的对象物照射抑制了照射不均的照明光。

另外，本发明的内窥镜系统的特征在于，具备：上述所述的内窥镜；光源部，其射出所述照明光；光学系统，其向所述光导纤维传播从所述光源部射出的所述照明光，并拍摄在所述纤芯中传播的摄像光，该摄像光是从照射了所述照明光的对象物反射的反射光；以及显示部，其基于所述光学系统拍摄的所述摄像光显示图像。

在该内窥镜系统中，由于内窥镜能够向对象物照射抑制了照射不均的照明光，因此显示部能够显示抑制了照射不均的对象物的图像。

(三)有益效果

如上所述，根据本发明，其目的在于提供一种能够抑制照明光的照射不均的图像光纤、具有图像光纤的内窥镜、以及具有内窥镜的内窥镜系统。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的内窥镜系统的图。

图2是图1的内窥镜系统中的图像光纤的垂直于长度方向的剖视图。

图3是表示图2所示的图像光纤中的折射率分布的图。

图4是本发明的第二实施方式的图像光纤的垂直于长度方向的剖视图。

图5是表示图4所示的图像光纤中的折射率分布的图。

图6是本发明的第三实施方式的图像光纤的垂直于长度方向的剖视图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的图像光纤的优选实施方式进行详细说明。以下所例示的实施方式用于容易理解本发明，并不用于限定地解释本发明。本发明能够在不脱离其宗旨的情况下进行变更、改良。另外，本发明可以适当组合以下例示的各实施方式中的结构要素。此外，为了容易理解，在各个图中有对一部分进行夸张记载的情况等。

(第一实施方式)

图1是示出本发明的内窥镜系统10的概要结构的图。内窥镜系统10具备例如用于工业领域或者医疗领域的内窥镜20。该内窥镜20例如为了观察被检体内的对象物，而具备插入被检体内的细长的插入部21。对于被检体，例如能够举出发动机等构造物、体腔等。

插入部21具备：细长的图像光纤23，其在插入部21的全长配置；物镜25，其配置于图像光纤23的物镜侧；以及筒部件27，其将图像光纤23和物镜25收纳于内部空间。图像光纤23是传播照明光和摄像光的部件。例如，照明光是照射对象物的可见光，可见光的波长为400nm到700nm。另外，摄像光是从照射了照明光的对象物反射的反射光。物镜25配置于插入部21的前端。筒部件27优选例如由不锈钢那样的金属部件、或者树脂材料构成。筒部件27既可以是插入部21的最外层，也可以是配置于插入部21的内部空间的一个部件。

内窥镜系统10还具备：光源部30，其射出照明光；以及光学系统40，其与光源部30和图像光纤23光学连接。光学系统40使来自光源部30的照明光入射至图像光纤23，从图像光纤23射出的摄像光向光学系统40入射。另外，内窥镜系统10还具备显示部50，该显示部50基于由光学系统40根据摄像光生成的图像信号显示图像。

对于光源部30，例如使用LED等。对于显示部50，例如使用监视器等。显示部例如显示静止图像或者视频。图像例如是二维的。

光学系统40连接于内窥镜20的目镜侧。光学系统40具备波长滤波器41、摄像部43。波长滤波器41向图像光纤23反射从光源部30射出的照明光的至少一部分。另外，向波长滤波器41透射从图像光纤23传播的摄像光的至少一部分。摄像部43拍摄透射了波长滤波器41的摄像光，并基于摄像光生成图像信号。摄像部43向显示部50输出生成的图像信号。在摄像部43中使用例如CCD照相机等。

另外，光学系统40还具备透镜45a、45b、45c，它们配置于光源部30与波长滤波器41之间、波长滤波器41与图像光纤23之间、以及波长滤波器41与摄像部43之间。透镜45a将行进至波长滤波器41的照明光转换成平行光。例如，透镜45b使照明光的剖面区域可变，以使通过波长滤波器41反射的照明光入射至后面说明的光导纤维75。另外，透镜45b将从图像光纤23传播的摄像光转换成平行光。透镜45c将摄像光聚光至摄像部43。

接着，使用图2对图像光纤23进行说明。图2是本实施方式的图像光纤23的垂直于长度方向的剖视图。

图像光纤23具备：图像光纤主体60，其供摄像光朝向光学系统40传播；多个光导纤维75，其供照明光传播；以及光导层70，其在整周及全长覆盖图像光纤主体60的后述的包层63的外周面，照明光能够从光导纤维75向光导层70传播。

图像光纤主体60的垂直于长度方向的剖面的形状例如是圆形。圆形的图像光纤主体60的直径例如是100μm到2500μm。

图像光纤主体60是细长的多芯光纤，多芯光纤具有：多个纤芯61、以及一体地包围多个纤芯61的包层63。当制造这样的图像光纤主体60时，纤芯-包层型的未图示的多个细长的光纤在被捆扎的状态下插入未图示的石英管，并保持于该石英管。如果将束状的多个光纤与石英管一起拉丝，则多个光纤各自的包层彼此软化而成为一体，形成共同的包层63。另外，如果多个光纤各自的包层彼此软化而成为一体，则包层63固着于石英管的内周面，石英管成为光导层70的一部分即后述的石英层71。由此构成与石英层71一体的图像光纤主体60。

在图像光纤主体60的垂直于长度方向的剖面上，纤芯61相互独立配置，包层63在纤芯61的周围连续形成并没有间隙地紧密贴合于纤芯61的外周面。在图像光纤主体60的垂直于长度方向的剖面上，纤芯61整体大致均匀地配置。所谓均匀地配置，是指不偏向于图像光纤主体60的剖面的一部分区域，而在整个区域配置。纤芯61彼此的间隔大致恒定。需要说明的是，纤芯61彼此的间隔也可以不恒定。该间隔例如优选为纤芯61的外径的1倍到1.2倍。此外，在观察图像光纤主体60的垂直于长度方向的剖面时，纤芯61与包层63构成像圈。

纤芯61构成能够利用图像光纤23获得的像素。纤芯61的数量(像素数量)为例如3000像素到50000像素。纤芯61例如优选由石英玻璃构成。向构成纤芯61的石英玻璃中例如添加锗等折射率高的掺杂剂。

纤芯61的剖面形状例如可以是圆形或者六边形等等方形状，也可以是椭圆形、长方形、矩形、菱形等具有各向异性的形状。以下对纤芯61的形状是圆形的情况进行说明。圆形的纤芯61分别具有相互大致相同的外径，圆形的纤芯61的外径例如是3μm到5μm。此外圆形的纤芯61彼此的外径可以相互不同。

包层63例如优选由石英玻璃构成。可以在构成包层63的石英玻璃中添加氟等掺杂剂。

本实施方式的光导层70具备：石英层71，其在整周及全长覆盖包层63的外周面；以及被覆层73，其在整周及全长覆盖石英层71的外周面。

石英层71通过上述的固着而没有间隙地紧密贴合于包层63的外周面。因而，石英层71在整周覆盖包层63的外周面。石英层71的剖面形状是环形状，石英层71的厚度例如是100μm到300μm。

被覆层73例如由硅或者聚酰亚胺等树脂构成。被覆层73的剖面形状是环形状，被覆层73的厚度例如是30μm到400μm。由树脂构成的被覆层73的厚度在制造图像光纤23时加以控制。

被覆层73的内周面没有间隙地紧密贴合于石英层71的外周面。因而，被覆层73经由石英层71在整周覆盖包层63的外周面。另外，被覆层73的外周面被筒部件27覆盖，并通过未图示的粘接材料粘接于筒部件27的内周面。被覆层73也是保护部件，其缓冲从外侧作用的外力，并保护图像光纤主体60、石英层71、光导纤维75不受到外力伤害。所谓外力，例如是当插入部21弯曲时从筒部件27作用于图像光纤23的力、或者当插入部21与被检体内的内壁等接触时从内壁通过筒部件27作用于图像光纤23的力等。

光导纤维75经由光学系统40光学连接于光源部30。光导纤维75是供从光源部30射出的照明光经由光学系统40入射及传播的部件。在这种情况下，例如，透镜45b如上述那样使照明光的剖面区域可变，以使照明光入射至光导纤维75。此外，透镜45b也可以对照明光聚光，以使照明光入射至光导纤维75。另外，光导纤维75可以与光导层70光学连接。

在本实施方式中，光导纤维75沿着光导层70的长度方向配置于被覆层73的内部。换言之，光导纤维75并非配置于环形状的被覆层73的内部空间的部件，而是埋设于被覆层73的壁厚部的部件。因而，光导纤维75的外周面在被覆层73的内部与被覆层73接触，光导纤维75通过被覆层73保护不受到上述的外力伤害。

优选地，在被覆层73的剖面中，埋设于被覆层73的光导纤维75大致均匀地配置于被覆层73的壁厚部的整体。所谓均匀地配置，是指不偏向于被覆层73的剖面的一部分区域，而在整个区域配置。光导纤维75可以配置于以被覆层73的剖面的中心为中心的同心圆的圆周上。在圆周方向上相邻的光导纤维75相互分离配置，也可以相互没有间隙地紧密贴合配置。在光导纤维75彼此分离的情况下，圆周方向上的光导纤维75彼此的各个间隔优选是等间隔的，但也可以不同。光导纤维75可以在被覆层73的厚度方向上配置成层状。光导纤维75与石英层71分离配置，但也可以与石英层71接触配置。

被覆层73可以在光导纤维75配置于被覆层73的内部的状态下成型为片状后，纵向添加于石英层71的外周面侧而与石英层71的外周面紧密贴合。或者，也可以在光导纤维75纵向添加于石英层71的外周面后，树脂即被覆层73浸渍光导纤维75及石英层71并且进行包覆。

另外，在本实施方式中，光导纤维75沿着光导层70的长度方向从被覆层73的一端配置到被覆层73的另一端。一端是光学系统40侧，另一端是照明光照射的射出端，是物镜25侧。

光导纤维75例如由塑料构成，确保图像光纤23对弯曲的耐性。光导纤维75的剖面形状例如是圆形。光导纤维75的直径例如是30μm以上。

在此，使用图3对图像光纤23中的折射率分布进行说明。图3是表示图像光纤23中的折射率分布的图。图3的纵轴表示图像光纤23中各部件的折射率的相对的差，图3的横轴简化示出各部件的位置关系。

如图3所示，在图像光纤主体60中，包层63的折射率n63比纤芯61的折射率n61低。石英层71的折射率n71比纤芯61的折射率n61低，比包层63的折射率n63高。在图3中，光导纤维75的折射率n75比石英层71的折射率n71高，比被覆层73的折射率n73低。此外，光导纤维75的折射率n75可以与被覆层73的折射率n73相同。在图3的例子中，光导纤维75的折射率n75与纤芯61的折射率n61相同，但既可以比纤芯61的折射率n61高也可以比纤芯61的折射率n61低。被覆层73的折射率n73比包层63的折射率n63和石英层71的折射率n71高。

接着，对内窥镜系统10的动作进行说明。

内窥镜20的插入部21从插入部21的前端插入被检体内，物镜25朝向对象物。照明光从光源部30朝向光学系统40射出，并通过光学系统40的波长滤波器41向图像光纤23反射。而且，照明光从光学系统40向图像光纤23的光导纤维75入射，并在光导纤维75中传播。

本实施方式的光导纤维75的折射率n75比被覆层73的折射率n73低。在这种情况下，在光导纤维75中传播的照明光的一部分从光导纤维75向被覆层73传播，再在被覆层73中传播。另外，照明光的另一部分沿着光导层70的长度方向在从被覆层73的一端配置到另一端的光导纤维75中传播。另外，石英层71的折射率n71比被覆层73的折射率n73和光导纤维75的折射率n75低。因而，照明光在抑制了从被覆层73及光导纤维75向石英层71泄漏的状态下，在被覆层73及光导纤维75中传播。

而且，照明光透射物镜25并从插入部21的前端向对象物射出，并向对象物照射。

来自对象物的反射光即摄像光经由物镜25向图像光纤主体60的纤芯61入射。由于纤芯61的折射率n61比包层63的折射率n63和石英层71的折射率n71高，因此摄像光的大部分不会从纤芯61向包层63及石英层71泄漏而在纤芯61中传播。摄像光从图像光纤主体60向光学系统40行进，透射波长滤波器41并被摄像部43拍摄。摄像部43基于摄像光生成图像信号，并向显示部50输出图像信号。显示部50基于图像信号显示对象物的图像。

如上所述，本实施方式的图像光纤23具备：多个纤芯61；包层63，其一体地包围多个纤芯61；多个光导纤维75，其传播照明光；以及光导层70，其在整周覆盖包层63的外周面，并且与光导纤维75的外周面接触，照明光能够从光导纤维75向光导层70传播。此外，在本实施方式中，配置有多个光导纤维75，但只要至少配置有一个光导纤维75即可。

在这样的图像光纤23中，照明光在光导纤维75中传播并且能够从光导纤维75向光导层70传播，因此能够在整周覆盖包层63外周面的光导层70的剖面的整个区域中传播。因而，根据该图像光纤23，能够抑制照明光的照射不均。

另外，照明光在光导纤维75中传播并且在被覆层73中传播，并从光导纤维75及被覆层73射出，因此与仅从光导纤维75射出照明光的情况相比，能够扩大照明光的射出范围。另外，在本实施方式的图像光纤23中，照明光从光源部30经由光学系统40和光导纤维75向被覆层73入射。因而，与照明光从光源部30经由光学系统40向被覆层73入射的情况相比，照明光能够容易向被覆层73入射。

另外，即使图像光纤23由于插入至被检体的插入部21的弯曲而产生弯曲，光导层70也不会从包层63的外周面分离而抑制不稳，成为相对于包层63稳定配置的状态。由此，抑制插入部21前端上的照明光的射出位置的偏移，照明光能够朝向对象物稳定地照射。因而，该图像光纤23能够稳定地照射照明光。

另外，在本实施方式的图像光纤23中，光导层70具有由树脂构成的被覆层73，被覆层73的折射率n73比包层63的折射率n63和光导纤维75的折射率n75高，光导纤维75沿着光导层70的长度方向配置于被覆层73的内部。此外，在本实施方式的图像光纤23中，光导纤维75只要在被覆层73的内部至少配置于一部分即可。所谓一部分，例如表示从被覆层73的一端开始到被覆层73的一端与被覆层73的另一端之间的部分。另外，如上所述，被覆层73的折射率n73可以与光导纤维75的折射率n75相同。

由树脂构成的被覆层73的柔韧性通常比由玻璃构成的层的柔韧性优异。因而，被覆层73抗弯曲性强且与包层63等外周面紧密贴合而成为更稳定配置的状态。因此，进一步抑制照明光的射出位置的偏移，照明光能够朝向对象物更稳定地照射。因而，根据该图像光纤23，能够更稳定地照射照明光。

另外，如果被覆层73的折射率n73比包层63的折射率n63高，则能够抑制从被覆层73向包层63的照明光的传播。因而，根据该图像光纤23，能够抑制照明光的浪费。另外，如果被覆层73的折射率n73与光导纤维75的折射率n75相同或者比光导纤维75的折射率n75高，则容易从光导纤维75向被覆层73传播照明光，照明光的一部分从光导纤维75向被覆层73传播，再在被覆层73中传播，另外，照明光的另一部分能够在光导纤维75中传播。因而，根据该图像光纤23，能够更高效地利用被覆层73向光导纤维75传播照明光。另外，由于照明光在被覆层73中传播并从被覆层73射出，因此与仅从光导纤维75射出照明光的情况相比，能够扩大照明光的射出范围，并能够抑制照明光的照射不均。

当光导纤维75配置于被覆层73的内部的至少一部分时，抑制光导纤维75相对于被覆层73的偏移，光导纤维75成为稳定配置的状态。另外，当光导纤维75配置于被覆层73的内部的至少一部分时，照明光能够从光导纤维75的外周面的整周向被覆层73传播。因而，根据该图像光纤23，能够抑制照明光的照射不均。

另外，一般而言，被覆层73的厚度在制造图像光纤23时被控制而能够容易变薄。因而，根据本实施方式的图像光纤23，能够容易使图像光纤23细径化。

另外，由于光导纤维75并非配置于被覆层73的外周面而是配置于被覆层73的内部的至少一部分，因此根据该图像光纤23，能够防止图像光纤23粗径化。另外，一般而言，供照明光传播的光导纤维75与被覆层73相比具有更优异的光的传播效率。因而，根据本实施方式的图像光纤23，能够照射更明亮的照明光。

另外，由于光导纤维75配置于被覆层73的内部，因此能够抑制光导纤维75与石英层71的干扰。因而，能够抑制因干扰造成的光导纤维75与石英层71的断裂。光导纤维75不是玻璃而是塑料，石英层71是玻璃。因而，即使产生石英层71与光导纤维75的干扰，也不产生玻璃彼此的摩擦，能够抑制石英层71与光导纤维75的断裂。如果如上述那样光导纤维75是塑料，则图像光纤23能够确保柔性，能够确保图像光纤23对图像光纤23弯曲的耐性。另外，在图像光纤23通过未图示的连接器等与光学系统40连接的情况下，如果光导纤维75配置于被覆层73的内部，则抑制光导纤维75散开，能够容易进行利用连接器等的连接操作。

另外，在本实施方式的图像光纤23中，光导纤维75沿着光导层70的长度方向从被覆层73的一端配置到另一端。在这种情况下，被覆层73能够利用光导纤维75有效地将照明光从被覆层73的一端传播至另一端。由此，照明光的一部分在被覆层73中传播，另外，照明光的另一部分能够在光导纤维75中传播。因而，根据本实施方式的图像光纤23，能够高效地传播照明光，并能够抑制照明光的照射不均。

另外，在本实施方式中，内窥镜20具备插入被检体内的插入部21、以及配置于插入部21内部空间的上述记载的图像光纤23。在该内窥镜20中，由于能够抑制照明光的照射不均，因此内窥镜20能够对被检体内的对象物照射抑制了照射不均的照明光。

另外，在本实施方式中，内窥镜系统10具备上述记载的内窥镜20、以及射出照明光的光源部30。另外，内窥镜系统10还具备：光学系统40，其向光导纤维75传播从光源部30射出的照明光，并拍摄在纤芯61中传播的摄像光，该摄像光是从照射了照明光的对象物反射的反射光；以及显示部50，其基于由光学系统40拍摄的摄像光显示图像。在该内窥镜系统10中，由于内窥镜20能够向对象物照射抑制了照射不均的照明光，因此显示部50能够显示抑制了照射不均的对象物的图像。

(第二实施方式)

接着，参照图4和图5对本发明的第二实施方式进行详细说明。此外，关于与第一实施方式相同或者等同的结构要素，除了特别说明的情况外，都标记相同的附图标记并省略重复的说明。

图4是本实施方式的图像光纤23的垂直于长度方向的剖视图。在本实施方式的图像光纤23中，光导层70的结构与第一实施方式的光导层70的结构不同，光导纤维75的位置与第一实施方式的光导纤维75的位置不同，图像光纤23中的折射率分布与第一实施方式的图像光纤23中的折射率分布不同。

在本实施方式的图像光纤23中，光导层70还具有在整周及全长覆盖被覆层73的外周面的外侧低折射率层81。外侧低折射率层81的剖面形状例如是环形状，外侧低折射率层81的内周面没有间隙地紧密贴合于被覆层73的外周面。另外，外侧低折射率层81的外周面被筒部件27的内周面覆盖，并通过未图示的粘接材料粘接于筒部件27的内周面。外侧低折射率层81例如由不同于被覆层73的树脂构成。外侧低折射率层81的树脂例如涂覆在被覆层73的外周面上之后硬化。

另外，在本实施方式的图像光纤23中，光导层70还具有配置于包层63与石英层71之间的内侧低折射率层83。内侧低折射率层83的剖面形状是环形状，内侧低折射率层83的外周面被石英层71的内周面覆盖，并没有间隙地紧密贴合于石英层71的内周面。内侧低折射率层83的内周面覆盖包层63的外周面，并没有间隙地紧密贴合于包层63的外周面。内侧低折射率层83的厚度例如是2μm到20μm。

例如，在制造图像光纤主体60时，在被捆扎的纤芯-包层型的多个光纤插入石英管中之前，预先将内侧低折射率层83配置于石英管的内周面。内侧低折射率层83例如由添加有氟等使折射率降低的掺杂剂的、与石英层71不同的部件的石英构成。

另外，本实施方式的光导纤维75沿着光导层70的长度方向配置于石英层71的外周面上的至少一部分。在光导纤维75的外周面的一部分与石英层71的外周面接触的状态下，光导纤维75的外周面的剩下的一部分被被覆层73覆盖。例如，光导纤维75沿着光导层70的长度方向从石英层71的一端配置到另一端。

在此使用图5对本实施方式的图像光纤23中的折射率分布进行说明。图5是表示图像光纤23中的折射率分布的图。图5的纵轴表示图像光纤23中的各部件的折射率的相对的差，图5的横轴简化示出各部件的位置关系。

在本实施方式的图像光纤23中，外侧低折射率层81的折射率n81比被覆层73的折射率n73低。另外，石英层71的折射率n71比光导纤维75的折射率n75高。石英层71的折射率n71可以与光导纤维75的折射率n75相同。内侧低折射率层83的折射率n83比包层63的折射率n63和石英层71的折射率n71低。

接着，对光导纤维75和光导层70中的照明光的传播进行说明。

与第一实施方式同样地，在光导纤维75中传播的照明光的一部分从光导纤维75向被覆层73传播，再在被覆层73中传播。另外，照明光的另一部分在光导纤维75中传播。

在本实施方式中，外侧低折射率层81在整周覆盖被覆层73的外周面，外侧低折射率层81的折射率n81比被覆层73的折射率n73低。因此，在被覆层73中传播的照明光容易被外侧低折射率层81封在被覆层73中，在抑制了从被覆层73向图像光纤23的外部泄漏的状态下，能够在被覆层73中传播。因而，根据本实施方式的图像光纤23，能够更高效地传播照明光。

另外，光导纤维75沿着光导层70的长度方向配置于石英层71的外周面上的至少一部分。因此，在光导纤维75中传播的照明光的一部分从光导纤维75向石英层71传播，再在石英层71中传播。因而，根据该图像光纤23，能够抑制照明光的照射不均。另外，石英层71的折射率n71比包层的折射率n63高。因此，抑制照明光从石英层71向包层63传播。因而，根据该图像光纤23，能够抑制照明光的浪费。

另外，光导纤维75沿着光导层70的长度方向从石英层71的一端配置到另一端。在这种情况下，光导层70能够利用光导纤维75有效地将照明光从石英层71的一端传播至另一端。因而，根据该图像光纤23，能够高效地传播照明光。

另外，石英层71的折射率n71与光导纤维75的折射率n75相同或者比光导纤维75的折射率n75高。在这种情况下，容易从光导纤维75向石英层71传播照明光，照明光的一部分能够从光导纤维75向石英层71传播，再在石英层71中传播。另外，照明光的另一部分能够在光导纤维75中传播。因而，根据该图像光纤23，能够高效地利用光导纤维75向石英层71传播照明光，照明光在石英层71中传播并从石英层71射出。因而，与仅从光导纤维75射出照明光的情况相比，能够扩大照明光的射出范围，并能够抑制照明光的照射不均。

另外，石英层71的内周面没有间隙地紧密贴合于内侧低折射率层83的外周面，内侧低折射率层83的内周面没有间隙地紧密贴合于包层63的外周面。因此，即使图像光纤23由于插入被检体中的插入部21的弯曲而产生弯曲，但石英层71经由内侧低折射率层83与包层63成为一体，因此成为稳定配置的状态。另外，进一步抑制插入部21的前端上的照明光的射出位置的偏移，照明光能够朝向对象物更稳定地照射。因而，根据该图像光纤23，能够稳定地照射照明光。

另外，内侧低折射率层83的折射率n83比包层63的折射率n63和石英层71的折射率n71低。在以折射率的角度观察图像光纤23的情况下，内侧低折射率层83为槽状，图像光纤23具有沟道结构。利用这样的沟道结构，照明光容易被内侧低折射率层83封在石英层71中，在抑制了从石英层71向纤芯61和包层63泄漏的状态下，能够在石英层71中传播。因而，根据本实施方式的图像光纤23，能够高效地传播照明光。

(第三实施方式)

接着，参照图6对本发明的第三实施方式进行详细说明。此外，关于与第二实施方式相同或者同等的结构要素，除了特别说明的情况外，都标记相同的附图标记并省略重复的说明。

图6是本实施方式的图像光纤23的垂直于长度方向的剖视图。在本实施方式的图像光纤23中，光导层70的结构与第二实施方式的光导层70的结构不同。

本实施方式的石英层71具有至少一个槽71a，该槽71a沿着光导层70的长度方向设置于石英层71的外周面的至少一部分。该槽71a通过例如车床或者铣刀等的切削而机械性地配置于石英层71。至少一根光导纤维75的径向上的至少一部分配置于该槽71a内。

在石英层71的剖面形状中，槽71a的形状只要是例如V形状、凹形状等那样的光导纤维75能够进入的形状即可。在槽71a的深度与光导纤维75的直径的关系中，可以是：光导纤维75的一部分收纳于槽71a，光导纤维75的剩下的一部分与石英层71的外周面相比更朝向外侧突出。此外，如果光导纤维75整体收纳于槽71a，则图像光纤23能够细径化。光导纤维75可以通过被覆层73的树脂固定于槽71a内，也可以通过未图示的粘接材料固定于槽71a。

与第一实施方式的埋设于被覆层73的光导纤维75同样，槽71a内的光导纤维75沿着石英层71的长度方向从石英层71的一端配置到另一端。

在本实施方式中，光导纤维75的径向的至少一部分配置于槽71a内，从而光导纤维75相对于石英层71成为稳定配置的状态。因此，即使图像光纤23由于插入被检体中的插入部21的弯曲而产生弯曲，也进一步抑制插入部21的前端上的照明光的射出位置偏移，照明光能够向对象物稳定地照射。因而，根据本实施方式的图像光纤23，能够更稳定地照射照明光。

另外，光导纤维75并非配置于石英层71的外周面而是配置于槽71a内的至少一部分，因此在图像光纤23中能够防止图像光纤23粗径化。另外，光导纤维75能够通过槽71a容易地定位。因而，根据实施方式的图像光纤23，能够容易制造图像光纤23，并能够控制从图像光纤23射出的照明光的射出位置。

以上，以上述各实施方式为例对本发明进行了说明，但本发明不限定于此，能够适当变更。

例如，在第一实施方式中，可以是，被覆层73与光学系统40光学连接，照明光从光学系统40直接进入被覆层73。同样，在第二实施方式中，可以是，被覆层73与光学系统40光学连接，照明光从光学系统40直接进入被覆层73。另外，可以是，光导纤维75从光导层70突出并朝向光源部30延伸设置，并直接与光源部30光学连接。

另外，在第一实施方式到第三实施方式中，配置于被覆层73内的光导纤维75可以配置于被覆层73的长度方向的一部分。在这种情况下，优选从光向光导层70入射的一侧的端部到被覆层73的长度方向的中途配置有光导纤维75。在这种情况下，入射至光导纤维75的照明光在被覆层73的长度方向的中途从光导纤维75向被覆层73传播，并能够从被覆层73射出。

另外，在第三实施方式中，配置于槽71a内的光导纤维75可以配置于石英层71的长度方向的一部分。在这种情况下，优选从光向光导层70入射的一侧的端部到石英层71的长度方向的中途配置有光导纤维75。

另外，在第二实施方式中，可以是，在第一实施方式的图像光纤中并入石英层71传播照明光的结构、外侧低折射率层81、内侧低折射率层83中的至少一个。

另外，在第二实施方式中，如果石英层71的折射率n71和被覆层73的折射率n73比光导纤维75的折射率n75高，则石英层71的折射率n71既可以与被覆层73的折射率n73相同，也可以比被覆层73的折射率n73高，还可以比被覆层73的折射率n73低。

另外，第三实施方式所述的槽71a及配置于槽71a内的光导纤维75可以并入第一、二实施方式的图像光纤中。

内窥镜20可以是插入部21具有挠性的软性内窥镜，也可以是维持插入部21笔直的状态并对弯曲具有耐性的硬性内窥镜。

根据本发明，提供一种能够稳定地照射照明光的图像光纤、具有图像光纤的内窥镜、以及具有内窥镜的内窥镜系统，能够在工业领域、医疗领域等各种产业中使用。

Claims (10)

1.一种图像光纤，其特征在于，具备：

多个纤芯；

包层，其一体地包围多个所述纤芯；

至少一个光导纤维，其传播照明光；以及

光导层，其在整周覆盖所述包层的外周面并且与所述光导纤维的外周面接触，所述照明光能够从所述光导纤维向所述光导层传播。

2.根据权利要求1所述的图像光纤，其特征在于，

所述光导层具有由树脂构成的被覆层，

所述被覆层的折射率比所述包层的折射率高，与所述光导纤维的折射率相同或者比所述光导纤维的折射率高，

所述光导纤维沿着所述光导层的长度方向配置于所述被覆层的内部的至少一部分。

3.根据权利要求2所述的图像光纤，其特征在于，

所述光导纤维沿着所述光导层的所述长度方向从所述被覆层的一端配置到另一端。

4.根据权利要求2或3所述的图像光纤，其特征在于，

所述光导层还具有外侧低折射率层，所述外侧低折射率层在整周覆盖所述被覆层的外周面，

所述外侧低折射率层的折射率比所述被覆层的折射率低。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的图像光纤，其特征在于，

所述光导层具有石英层，所述石英层具有比所述包层的折射率高、且与所述光导纤维的折射率相同或者比所述光导纤维的折射率高的折射率，

所述光导纤维沿着所述光导层的长度方向配置于所述石英层的外周面上的至少一部分。

6.根据权利要求5所述的图像光纤，其特征在于，

所述光导纤维沿着所述光导层的所述长度方向从所述石英层的一端配置到另一端。

7.根据权利要求5或6所述的图像光纤，其特征在于，

所述光导层还具有配置于所述包层与所述石英层之间的内侧低折射率层，

所述内侧低折射率层的折射率比所述包层的折射率低。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的图像光纤，其特征在于，

所述石英层具有至少一个槽，所述槽沿着所述光导层的长度方向设置于所述石英层的外周面的至少一部分，

所述光导纤维的径向上的至少一部分配置于所述槽内。

9.一种内窥镜，其特征在于，具备：

插入部，其插入被检体内；以及

权利要求1至8中任一项所述的图像光纤，其配置于所述插入部的内部空间。

10.一种内窥镜系统，其特征在于，具备：

权利要求9所述的内窥镜；

光源部，其射出所述照明光；

光学系统，其向所述光导纤维传播从所述光源部射出的所述照明光，并拍摄在所述纤芯中传播的摄像光，所述摄像光是从照射了所述照明光的对象物反射的反射光；以及

显示部，其基于由所述光学系统拍摄的所述摄像光显示图像。

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