JP2005128527A - 紫外線照明を備える内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】紫外線照明と遠位端偏向検視システムとを備える、従来の短所がない内視鏡を提供する。
【解決手段】管１０の軸２８に対して傾いた検視軸４０を有する１個の遠位端の偏向プリズム３０を備える観察手段と、管１０内に収容されて、照明光線を検視軸４０とほぼ平行な方向５０に偏向させるプリズム４８に向かって遠位端で開口する紫外線ガイド手段４４とを含む１本の硬性管１０を備える、遠位端偏向検視システムを備える内視鏡である。本発明は特に、航空機産業分野における浸透探傷試験技法による部品の検査に適用される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、特に、浸透探傷検査剤を使用して判明する、機械部品に出現する欠陥を観察することを目的とした、紫外線照明と遠位端偏向検視システム（ｄｅｆｌｅｃｔｅｄ ｄｉｓｔａｌ ｖｉｅｗｉｎｇ）とを備える内視鏡（エンドスコープ）に関する。

本発明は特に、ただしそれのみに限定されるわけではないが、特に航空機産業分野において、検査されるべき機械のケーシングにそのために設けられている小径（例えば９ミリメートル（ｍｍ））のオリフィスを通して挿入される内視鏡を用いて、例えばターボジェットまたはターボプロップの動翼等の接近困難な内部部品を視覚的に検査するための工業用内視鏡に適用されるものであり、この技術は機械を前もって全面的もしくは部分的に分解する必要がないという利点を供する。

検査されるべき目的物を照明する手段とユーザに目的物の像を供する光学手段とを具備する暗部挿入用の硬性（リジッド）プローブによって基本的に構成される内視鏡が公知である。一般に、光学手段は遠位端の結像用対物レンズと、一連のレンズによって形成される像伝達手段と、ユーザによって観察される像の焦点を調節するために縦方向に運動可能な近位端の接眼レンズとを備える。この光学手段は接眼レンズを通して伝達される像が実際とは逆にならないように設計されているのが好ましい。照明手段は一般に、目的物を照明するために遠位端の対物レンズに近接して配置された遠位端を有する光ファイバの束を備え、この光ファイバの束はその近位端で光源に接続されている。

遠位端の対物レンズの光軸が内視鏡の縦軸（長手軸）と一致している軸方向検視内視鏡が存在する。この種の内視鏡の照明手段は一般に遠位端の対物レンズの周りに照明リングを形成する遠位端を有する光ファイバの束で構成されている。

検視光軸が内視鏡の縦軸に対して傾いている偏向検視システムを備える内視鏡も公知である。この種の内視鏡の光学的観察手段は一般に像を一方向に反射するプリズムである遠位端に設けられた偏向プリズムを備え、この場合、この種のプリズムは一般に「部分反射プリズム」と称される。こうした条件下で、内視鏡に取り付けられた像伝達手段は一般に遠位端の偏向プリズムによって供される倒立像を修正する近位端の修正プリズムを含んでいる。

偏向遠位端検視システムを備える内視鏡の照明手段は、一般に遠位端の偏向プリズムと内視鏡の遠位端との間に側方照明ウィンドウを構成するように屈曲した遠位端を有する光ファイバの束によって構成され、照明軸（ｌｉｇｈｔｉｎｇ ａｘｉｓ）は検視軸（ｖｉｅｗｉｎｇ ａｘｉｓ）とほぼ平行をなしている。

照明用光ファイバは、石英ヨウ素ランプあるいはキセノンランプ等の光源によって照射される白色光のスペクトル成分を、光の有意な減衰なしに伝送することのできるガラス繊維である。この種の照明手段は例えば水銀灯によって発生させられる紫外線を伝送するのに不適である。そこで、紫外線を伝送するには石英製または適切なプラスチック材料製の繊維、あるいは実際のところ液体導体（紫外線透過性を有する適切な液体で満たされた被覆体）を使用することが必要であるが、この種の光導体はある程度の剛性を有しており、それゆえその遠位端を内視鏡内に取り付け得るほど十分小さな曲率半径で折り曲げることはできない。

従来の技術においてこの問題は軸方向検視内視鏡に紫外線用光導体と、偏向鏡を含んだ遠位末端器具とを備えることによって解決されてきている。しかしながら、こうした解決法は、視野が制限されかつまた時が経つにつれて偏向鏡の紫外線反射率が低下することからあまり満足し得るものではなく、汚れと偏向鏡の欠陥がエネルギ損失を生じて十分な強度で目的物を照明することを不可能とし、こうして照明目的物のぼやけた像が返されることにより観察が妨げられることとなる。

本発明の特別な目的は、以上の問題に対処する簡易で効果的かつ安価な解決方法を提供することである。

本発明は紫外線照明と遠位端偏向検視システムとを備える、上記の短所のない内視鏡を提供する。

この目的のため、本発明は遠位端偏向検視システムを備える内視鏡であって、管の遠位端に取り付けられた偏向プリズムを備える照明手段と観察手段とを含む１本の硬性管を備え、光ガイド手段は基本的に管の一端から他端に取り付けられた照明手段の偏向プリズムの近辺に達するまで延び、像伝達手段は観察手段の偏向プリズムから管の近位端に達するまで延びている内視鏡において、照明手段と観察手段との２個の偏向プリズムは管内において横に並列配置され、ガイド手段によって供給される照明光線を観察手段のプリズムの検視軸とほぼ平行な方向に偏向させるように配向されることを特徴とする内視鏡を提供する。

２個のプリズムの横並列配置はコンパクトであり、内視鏡の使いやすさを向上させる。

本発明の別の特徴として、光ガイド手段は紫外線ガイド手段であり、管の遠位端において照明手段の偏向プリズムに向かって縦方向に開口している。

これにより曲げも湾曲もされていない光ガイド手段を使用することが可能となる。

本発明の別の特徴として、２個のプリズムは検視軸と照明軸とに対して垂直もしくはほぼ垂直な１本の横軸の周りに旋回可能な、内視鏡に担持された１個の共通の台（クレードル）に固定して取り付けられている。

内視鏡は台の旋回を管の近位端から制御できる手段を含んでいるのが有利である。

これにより前方、側方、あるいは後方を検視し、かつ検査対象が観察される条件を改善することが可能となる。

本発明のさらに別の特徴として、観察手段によって寄生的な照明光が直接取り込まれるのを防止するため、２個のプリズムの間には紫外線不透過スクリーンが取り付けられている。このスクリーンは例えば２個のプリズムを担持する台に固定されるかまたはこの台によって形成される。

本発明の内視鏡において、検視軸と照明軸とが内視鏡の管から所定の側方距離においてほぼ集束し（互いに近づき）、こうしてこの距離に位置している目的物の照明と観察との向上を実現するようにすることも可能である。

実施例ならびに添付図面を参照して行なう以下の説明により、本発明の理解をさらに深め、本発明のその他の特徴、詳細及び利点をより明瞭にする。

先ず最初に参照されるのは、照明手段と観察手段とを含んだ１本の直線状の硬性管１０を基本的に備える従来の技術の内視鏡を示す図１であり、管１０はハンドル１２を形成し、接眼カップ１４が設けられた近位端と、例えば小径のオリフィスを通してケーシング内に挿入するための遠位端１６とを有している。

管１０内に収容された照明手段は、例えば光ファイバケーブル等の光導体１８を備え、その近位端は、白色光源に接続された照明ケーブル２２の端部を受け入れるように設計された、末端具のハンドル１２に担持された接続用ソケット２０に取り付けられている。光導体１８の遠位端２４は例えばほぼ直角に屈曲し、これにより、内視鏡の縦軸２８に対して傾いた照明軸２６が形成される。

観察手段は、内視鏡の遠位端において内視鏡の縦軸２８上に取り付けられた１個の検視プリズム３０を備え、このプリズムは管１０内において軸２８上に収容された像伝達手段と組み合わされており、像伝達手段は縦方向３８への運動によって像の焦点の調節を行なう１個の軸方向可動式接眼レンズ３６とともに、１個の結像用対物レンズ３２と一連の色消し（ａｃｈｒｏｍａｔｉｃ）レンズ３４とを含んでいる。プリズム３０は照明軸２６とほぼ平行な検視軸４０を形成し、例えば倒立像を生み出す一方向反射プリズムによって構成されている。こうした条件下で、修正プリズム４２は像を修正するために、内視鏡の軸２８上においてレンズ３６とカップ１４との間に取り付けることができる。

こうした従来の技術の内視鏡は、検査目的物を白色光で照明することを可能とするが、浸透探傷検査剤によって示される類の欠陥を偏向させるために使用することは、そのために欠陥を紫外線で照明することが必要なため、不可能である。

次に参照されるのは、本発明の内視鏡の一実施形態の略図を示した図２である。

この内視鏡は図１に示したのと同じ直線状の硬性管１０ならびに、検視軸４０が管１０の縦軸２８に対して傾いた１個の検視プリズム３０と、１個の対物レンズ３２と、一連の色消しレンズ３４と、像の焦点を調節するために矢印３８によって示したように軸方向に運動し得る１個の接眼レンズ３６と、１個の修正プリズム４２と、内視鏡のハンドル１２の端部に取り付けられた１個のカップ１４とを備える、上記の観察手段に類似した観察手段を備えている。

照明手段は管１０内に収容されて軸２８に沿って延びる紫外線ガイド手段４４を備え、このガイド手段の遠位端４６は、観察手段のプリズム３０と同じタイプの一方向反射プリズム４８に直達するように直線状であって軸２８と平行をなしており、プリズム４８はガイド手段４４から到達する紫外線ビームを、このビームが検視軸４０とほぼ平行な方向５０に向かうように偏向させる。

光ガイド手段４４の近位端５２は内視鏡の外部に位置し、紫外線光源への接続用の末端具５４を含んでいる。

こうした条件下で、紫外線ガイド手段４４は石英繊維、適切なプラスチック材料製の繊維、あるいは液体導体（紫外線透過性を有する適切な液体で満たされた被覆体）で形成されていてよい。

別の実施形態において、紫外線ガイド手段４４の近位端は、図１の内視鏡と同様に、内視鏡のハンドル１２に担持された接続用ソケットに接続され、適切な末端具を具備した紫外線導体ケーブルがこのソケットに接続されてもよい。光ガイド手段４４は石英繊維製であるのが好ましく、外部ケーブルは液体ケーブルであるのが好ましい。

照明用プリズム４８は、紫外線透過性を有して外部光源から供給される紫外線を非常に優れた効率（例えば９９％以上）で伝送する石英またはガラス製である。

あらゆる場合に、ガイド手段４４に接続される紫外線光源は内視鏡のユーザによって求められる紫外波長に合わされた帯域フィルタを含んでいる。

プリズム３０と４８とは管１０の遠位端の直近において、この端部にできるだけ近づけて取り付けられ、紫外線不透過スクリーン５６が観察手段のプリズム３０、対物レンズ３２、及びレンズ３４への紫外線の付随的な好ましくない一切の侵入を防止するために、２個のプリズム間に取付けられる。

図３に示したように、プリズム３０、４８のうちの少なくとも一方は他方のプリズムに向かって側方に傾けられ、これにより両者の間に僅かな角度５２が形成されて、検視軸４０と照明軸５０とは内視鏡から一定の距離で少なくともほぼ集束する。これは内視鏡から軸４０と５０とが集束する距離にほぼ相当する半径方向距離に位置する、目的物の照明ならびに観察を向上させる。

内視鏡の縦軸２８に対するこれらの軸の向きは、検視が（内視鏡に対して）前方方向であるか、（縦軸２８に対して約９０°の）側方向であるか、あるいは（内視鏡の後方に向かう）後方方向であるかに応じて、固定され、前もって定められていてよい。

別の実施形態において、図４に概略的に示したように、プリズム３０と４８とは双方向矢印６２で表したように横軸６０の周りを自ら旋回するように取り付けられた１個の共通の台５８に取付けられていてよく、横軸６０は内視鏡の縦軸２８に対して垂直であるとともに、互いに平行であるかまたは図３に示したように互いに集束する検視軸と照明軸４０及び５０に対して、垂直ないしほぼ垂直である。

台５８は、それぞれプリズム３０とプリズム４８とを受け入れる２つの収容部６４、６６を含んでいてよく、これらの収容部は２個のプリズム間にスクリーンを形成する中間仕切り６８によって分離されている。

台５８の旋回軸６０は何らかの適切な手段、例えば、管１０の遠位端に担持され、台に設けられた２つの小さな孔に嵌まり込む、直径方向において対向する２本のスタッドによって実現される。

台５８を内視鏡の近位端から制御して軸６０の周りを旋回させることができるように、例えば、軸６０と平行なもう１本の軸の周りを台５８が相対運動し得るようにして台５８と係合された遠位端と、内視鏡の管１０の内部に摺動式に取付けられて、その近位端がユーザによって軸方向に平行移動させられる管７２に固定された近位端とを有した縦方向タブ７０を備える手段が設けられるのが有利である。

一例として、タブ７０の遠位端は台５８の底部に設けられた横向きの半円筒形窪み７６に嵌合する横向きの円筒形フィンガ７４を備える。

これによりユーザは台５８を軸６０の周りに旋回させることが可能となり、こうしてこの軸を中心として検視軸４０と照明軸５０との向きを変え、前方、側方、あるいは後方を検視することができる。

従来の技術の内視鏡の斜視図である。 本発明の内視鏡の斜視図である。 本発明の内視鏡のプリズムの特別な取付け方法を示す部分図である。 本発明の内視鏡のプリズムを旋回式に取り付けるための方法を示す分解斜視図である。

符号の説明

１０ 硬性管
３０ 検視プリズム
３２ 結像用対物レンズ
３４ 色消しレンズ
３６ 軸方向可動式接眼レンズ
４２ 修正プリズム
４４ 紫外線ガイド手段
４８ 一方向反射プリズム
５０ 照明軸
５２ 近位端
５４ 末端具
５６ 紫外線不透過スクリーン
５８ 台
６０ 旋回軸
７０ 縦方向タブ
７２ 管
７４ 円筒形フィンガ

Claims (13)

1. 管（１０）の遠位端に取り付けられた偏向プリズム（３０、４８）を備える照明手段と観察手段とを含む１本の硬性管（１０）を備え、光ガイド手段（４４）は実質的に管（１０）の一端から他端に取り付けられた照明手段の偏向プリズム（４８）の所に達するまで延び、像伝達手段（３２、３４、３６、４２）は観察手段の偏向プリズム（３０）から管（１０）の近位端に達するまで延びている、遠位端偏向検視システムを備える内視鏡であって、照明手段と観察手段との２個の偏向プリズム（３０、４８）は管（１０）内において横に並列配置され、ガイド手段（４４）によって供給される照明光線を、観察手段のプリズム（３０）の検視軸（４０）とほぼ平行な方向に偏向させるように配向されることを特徴とする、内視鏡。
2. 光ガイド手段（４４）は紫外線ガイド手段であり、管（１０）の遠位端において照明手段の偏向プリズム（４８）に向かって縦方向に開口していることを特徴とする、請求項１に記載の内視鏡。
3. 像伝達手段は遠位端のプリズム（３０）によって供給される倒立像を修正するための近位端の１個の修正プリズム（４２）とともに、１個の対物レンズ（３２）と一連の色消しレンズ（３４）とを備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の内視鏡。
4. ２個のプリズム（３０、４８）は検視軸（４０）と照明軸（５０）とに対して垂直もしくはほぼ垂直な１本の横軸（６０）の周りに旋回可能な１個の共通の台（５８）に固定されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の内視鏡。
5. 管（１０）の近位端から台（５８）の旋回を制御する手段（７０、７２、７４）を含むことを特徴とする、請求項４に記載の内視鏡。
6. 紫外線不透過スクリーン（５６）が２個のプリズム（３０、４８）の間に取り付けられることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の内視鏡。
7. スクリーンはプリズムを担持する台（５８）に担持されるかまたは台（５８）によって形成されることを特徴とする、請求項４または６に記載の内視鏡。
8. 検視軸（４０）と照明軸（５０）とはほぼ集束することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の内視鏡。
9. 紫外線ガイド手段（４４）は、石英繊維のケーブルかまたは適切なプラスチック材料製の繊維のケーブルか、あるいは適切な液体で満たされた漏れ防止された被覆体を備えることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の内視鏡。
10. 紫外線ガイド手段（４４）は管（１０）の外部に位置する、紫外線光源への接続用の末端具（５４）を備える近位端（５２）を含むことを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の内視鏡。
11. 紫外線ガイド手段（４４）は、管（１０）の外部の光導体への接続に適した、管（１０）に固定されたソケットに取り付けられた近位端を有することを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の内視鏡。
12. 管（１０）の外部の光導体は適切な液体で満たされた被覆体であることを特徴とする、請求項１１に記載の内視鏡。
13. 照明用プリズム（４８）は紫外線透過性を有する石英またはガラス製であることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の内視鏡。

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