JP2008058432A - Image fiber, manufacturing method thereof, and fiberscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、医療用、工業用として狭隘部あるいは悪環境下にて用いられるイメージファイバとその製造方法、及びファイバスコープに関する。 The present invention relates to an image fiber used for medical use and industrial use in a narrow space or a bad environment, a manufacturing method thereof, and a fiber scope.
例えば、血管、泌尿器管等の体腔内の狭隘部での観察用あるいは高温炉内等の悪環境下での監視用として、医療用、工業用を問わずイメージファイバが用いられている。
このイメージファイバは、複数の画素ファイバを束ねて溶融させ一体化したもので、イメージファイバ端面に結像された像を各画素ファイバに分解して他端まで伝送するものである。
For example, image fibers are used for both medical and industrial purposes for observation in narrow spaces in body cavities such as blood vessels and urinary tracts, or for monitoring in adverse environments such as in high-temperature furnaces.
This image fiber is obtained by bundling a plurality of pixel fibers and fusing them together to separate the image formed on the end face of the image fiber into each pixel fiber and transmit it to the other end.
イメージファイバは、通常は全長が細径であり見える画像も小さくなるため、接眼側で画像を拡大することが必要であったが、例えば、接眼側から対物側へ向かって順次外径を縮径することにより、全長にわたって外径を一様に変動させ、レンズ等を用いて伝送画像を拡大することなく観察することを可能としたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Image fibers usually have a small overall length and the visible image becomes smaller, so it was necessary to enlarge the image on the eyepiece side, but for example, the outer diameter was gradually reduced from the eyepiece side toward the object side. By doing this, it is known that the outer diameter can be changed uniformly over the entire length, and the transmission image can be observed without enlarging using a lens or the like (for example, see Patent Document 1).
また、細く曲がった管路内を観察する場合や、広域に観察する必要がある場合には、対物側の先端部を屈曲させることが要求される。そこで、イメージファイバの先端部におけるジャケット部分の肉厚をフッ酸によって溶融したりまたは研削することによって薄くして線径を小さくし、曲げ剛性を小さくして屈曲性を良好にする技術も知られている(例えば、特許文献2参照)。 Further, when observing the inside of a narrowly bent pipe line or when it is necessary to observe over a wide area, it is required to bend the tip on the objective side. Therefore, a technique is also known in which the thickness of the jacket portion at the tip of the image fiber is thinned by melting or grinding with hydrofluoric acid to reduce the wire diameter, thereby reducing the bending rigidity and improving the flexibility. (For example, refer to Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1に記載の技術のようにイメージファイバの外径を一様に変動させるには、イメージファイバの製造時に線引きの速度調整などを伴うため、長尺のものを製造することが困難であった。また、一様に外径を変動させているため、先端部にレンズを取り付けるために使用されるスリーブの形状も、イメージファイバに合わせて内径を一様に変動させなければならず、コストアップを招いてしまう。
しかも、このイメージファイバでは、対物側へ向かって外径が縮径されていることより、対物側の端部における開口率が低下してしまう。
However, in order to change the outer diameter of the image fiber uniformly as in the technique described in Patent Document 1, it is difficult to manufacture a long one because the drawing speed is adjusted at the time of manufacturing the image fiber. Met. In addition, since the outer diameter is changed uniformly, the shape of the sleeve used to attach the lens to the tip must also be changed uniformly according to the image fiber, increasing the cost. I will invite you.
In addition, in this image fiber, since the outer diameter is reduced toward the objective side, the aperture ratio at the end portion on the objective side is lowered.
また、特許文献2では、対物側へ向かって順次縮径させるものではないので、開口率の低下を招くことはないが、イメージファイバ自体に伝送画像の拡大機能がなく、接眼側でレンズ等によって伝送画像を拡大させる必要があった。その際、接眼側のレンズの取り付けによっては画像が歪んだり、中心ずれが生じることがある。
Further, in
本発明は、屈曲性及び開口率が良好で、しかも、伝送画像の拡大機能を有するイメージファイバとその製造方法、及びファイバスコープを提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide an image fiber having a good flexibility and an aperture ratio, and having a transmission image enlargement function, a manufacturing method thereof, and a fiberscope.
上記課題を解決することのできる本発明に係るイメージファイバは、石英製ジャケットの内部に複数の画素ファイバが配置され、前記石英製ジャケットの外周に被覆が設けられたイメージファイバであって、前記イメージファイバの一端側に、他端側よりも前記石英製ジャケットの外径が小さく外径一定の小径部と、前記小径部に向かって徐々に前記石英製ジャケットの外径が小さくなる縮径部とを有していることを特徴とする。 An image fiber according to the present invention capable of solving the above-mentioned problems is an image fiber in which a plurality of pixel fibers are arranged inside a quartz jacket, and a coating is provided on the outer periphery of the quartz jacket, A small-diameter portion having a smaller outer diameter of the quartz jacket and a constant outer diameter than the other end side, and a reduced-diameter portion in which the outer diameter of the quartz jacket gradually decreases toward the small-diameter portion on one end side of the fiber; It is characterized by having.
また、前記小径部における前記石英製ジャケットの外径が、他端側の前記石英製ジャケットの外径の60%以上95%以下であり、前記縮径部の長さが100mm以上200mm以下であることが好ましい。 Further, the outer diameter of the quartz jacket in the small diameter portion is 60% or more and 95% or less of the outer diameter of the quartz jacket on the other end side, and the length of the reduced diameter portion is 100 mm or more and 200 mm or less. It is preferable.
また、前記小径部の長さが、1mm以上50mm以下であることが望ましい。 Moreover, it is desirable that the length of the small diameter portion is 1 mm or more and 50 mm or less.
また、上記課題を解決することのできる本発明に係るイメージファイバの製造方法は、上記本発明に係るイメージファイバを製造する方法であって、イメージファイバの被覆の一部を除去する工程と、被覆を除去した部分の石英製ジャケットを加熱及び延伸して前記縮径部及び前記小径部を形成する工程と、前記縮径部及び前記小径部の外周に被覆を設ける工程とを有することを特徴とする。 An image fiber manufacturing method according to the present invention that can solve the above-mentioned problems is a method of manufacturing the image fiber according to the present invention, wherein a step of removing a part of the coating of the image fiber, A step of heating and stretching the quartz jacket from which the portion has been removed to form the reduced diameter portion and the small diameter portion, and a step of providing a coating on the outer periphery of the reduced diameter portion and the small diameter portion. To do.
また、本発明に係るファイバスコープは、上記イメージファイバの前記一端側にレンズを備えたことを特徴とする。 The fiberscope according to the present invention is characterized in that a lens is provided on the one end side of the image fiber.
本発明によれば、イメージファイバの一端側に形成された小径部に向かって徐々に石英製ジャケットの外径が小さくなる縮径部を有しているため、一端側(対物側)における屈曲性を高めることができ、しかも、接眼側にてレンズなどを用いることなく、伝送画像の拡大機能を持たせることができる。また、一端側に設けた外径一定の小径部により、一端側端面における良好な開口率を確保することができ、良好に画像をとらえることができる。 According to the present invention, since the outer diameter of the quartz jacket gradually decreases toward the small diameter portion formed on one end side of the image fiber, the flexibility on the one end side (object side) is obtained. In addition, a transmission image enlargement function can be provided without using a lens or the like on the eyepiece side. In addition, the small diameter portion having a constant outer diameter provided on the one end side can ensure a good aperture ratio at the end surface on the one end side, and can capture images well.
以下、本発明に係るイメージファイバとその製造方法、及びファイバスコープの実施形態の例について図面を参照して説明する。
図1は本実施形態に係るイメージファイバを用いたファイバスコープを示す部分断面図であり、図2はファイバスコープの先端部の部分断面図である。
Hereinafter, an example of an embodiment of an image fiber, a manufacturing method thereof, and a fiberscope according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a fiberscope using an image fiber according to the present embodiment, and FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a distal end portion of the fiberscope.
図1に示すように、ファイバスコープ1は、イメージファイバ2を備えている。このイメージファイバ2は、マルチコアファイバ型と呼ばれるイメージファイバ(イメージガイド)であって、石英製ジャケットの内部に複数(数千本から数万本)の画素ファイバが配置され、その石英製ジャケットの外周に被覆3が設けられた構造を有する。画素ファイバは、それぞれがコアとクラッドを有するガラスファイバであり、それぞれ独立した光線路を形成している。図1における左側が接眼側、右側が対物側とされ、対物側の画素ファイバ端面に入射した光が接眼側の画素ファイバ端面から出射されることで、対物側の画像を接眼側にて観察することができるようになっている。
被覆3は、ポリイミド樹脂やシリコン樹脂などの熱硬化性樹脂あるいは紫外線硬化性樹脂により形成されている。
As shown in FIG. 1, the fiberscope 1 includes an
The
本実施形態のイメージファイバ2は、対物側の端部に、端面から所定長さの石英製ジャケットを接眼側より外径が小さく、かつ外径が略一定とされた小径部2aを備えている。
また、このイメージファイバ2は、接眼側の通常径部2bから小径部2aへ向かって石英製ジャケットの外径を徐々に縮径した縮径部2cが形成されている。なお、小径部2a及び縮径部2cを除く通常径部2bは、略均一な外径を有している。
The
The
ここで、小径部2aにおける石英製のジャケットの外径は、通常径部2bに対して、60%以上95%以下とするのが好ましく、また、この小径部2aの軸方向の長さは、1mm以上50mm以下の範囲内に設定されている。
また、縮径部2cの軸方向の長さは、100mm以上200mm以下の範囲内に設定されている。
Here, the outer diameter of the quartz jacket in the
Further, the length of the reduced
上記のように形成されたイメージファイバ2の対物側は、図2に拡大して示すように、スコープ部10とされている。このスコープ部10は、円筒状のレンズホルダ11と、このレンズホルダ11内の一端側(図2の右端側)に嵌合されたレンズ12とを備えている。レンズ12は、コリメートレンズやシリンドリカルレンズ等を使用できる。
レンズホルダ11の他端側(図2の左端側)には、イメージファイバ2の小径部2aが嵌合されて接着固定されており、これにより、イメージファイバ2の端面にレンズ12が配設されている。なお、イメージファイバ2の端面とレンズ12とは屈折率整合剤を含む接着材によって互いに接着固定しても良い。
The objective side of the
The small-
上記構成のイメージファイバ2及びそれを用いたファイバスコープ1によれば、対物側の小径部2aに向かって通常径部2bから徐々に石英製ジャケットの外径が小さくなる縮径部2cが設けられているため、対物側のイメージファイバ2を曲げやすくすることができる。しかも、接眼側にてレンズ等を用いることなく、伝送画像の拡大機能を持たせることができる。さらに、対物側の端部は、小径部2aとされて外径が一定とされているため、端面における良好な開口率NA(例えば0.3以上)を確保することができ、良好に画像をとらえることができる。
According to the
特に、小径部2aにおける外径が、通常径部2bにおける外径の60%以上95%以下であるので、細径化し過ぎることによる画素ファイバのつぶれを生じさせることなく、しかも、製造時の外径公差(例えば±5%程度)に関わりなく、良好な拡大機能を確保することができる。また、縮径部2cの長さが100mm以上200mm以下であるので、イメージファイバ2の対物側において要求される良好な屈曲性を有する長さを確保することができる。
In particular, the outer diameter of the small-
また、小径部の長さが、1mm以上50mm以下であるので、観察時において屈曲させた先端部にある程度の長さが必要な、例えば人体の肺胞などの内部の観察も良好に行うことができる。 In addition, since the length of the small-diameter portion is 1 mm or more and 50 mm or less, the distal end portion bent at the time of observation requires a certain length, for example, the inside of the human alveoli can be observed well. it can.
次に、上記のファイバスコープ1を構成するイメージファイバ2を製造する方法について説明する。
まず、コアとクラッドを有するガラスの画素ファイバを決められた長さに複数本揃えて束ね、それを円筒形の石英製ジャケットの内側に収容する。そして、石英製ジャケットごと画素ファイバを加熱して、溶融させて複数の画素ファイバ及び石英製ジャケットを一体化する。これがイメージファイバの母材であり、この母材を線引きして所定の径になるよう細径化し、樹脂被覆用のダイスを通して外周側にポリイミド樹脂やシリコン樹脂などの熱硬化性樹脂あるいは紫外線硬化性樹脂からなる被覆3を施す。これにより、全長が上記通常径部2bに相当する外径均一のイメージファイバとなる。
Next, a method for manufacturing the
First, a plurality of glass pixel fibers having a core and a clad are aligned and bundled to a predetermined length, and are accommodated inside a cylindrical quartz jacket. Then, the pixel fiber together with the quartz jacket is heated and melted to integrate the plurality of pixel fibers and the quartz jacket. This is the base material of the image fiber. The base material is drawn to reduce the diameter so that it has a predetermined diameter, and through the resin coating die, the thermosetting resin such as polyimide resin or silicon resin or UV curable resin is placed on the outer peripheral side. A
次いで、図3に示すように、外径均一のイメージファイバ2Aの対物側における被覆3の一部を除去し、石英製ジャケット4を露出させる。
ここで、除去する被覆3の長さは、形成する小径部2a及び縮径部2cの合計の長さよりも、約5mm程度長くしておくと良い。
Next, as shown in FIG. 3, a part of the
Here, the length of the
このように、対物側の被覆3を除去したら、図4に示すように、このイメージファイバ2Aの対物側に、所定重量の錘Mを吊り下げ、イメージファイバ2Aの被覆3を除去した部分(すなわち石英製ジャケット4の露出部分)を、ヒータHによって加熱する。
このようにすると、イメージファイバ2Aの被覆3を除去した対物側における石英製ジャケット4及びその内側の複数の画素ファイバがヒータHの熱によって軟化することにより、錘Mによる荷重によって下方へ引き延ばされ、外径一定の小径部2a及び徐々に細径化した縮径部2cが形成される。
その後、イメージファイバ2Aの被覆3を除去した部分に、ポリイミド樹脂やシリコン樹脂などの熱硬化性樹脂あるいは紫外線硬化性樹脂を吹き付けて塗布し、硬化させて被覆3を形成する。
Thus, when the objective-
In this way, the quartz jacket 4 on the objective side from which the
Thereafter, a
上記製造方法によれば、従来のようにイメージファイバの母材を線引きする際の線引き速度を高精度に変化させる制御を行うことなく、屈曲性及び開口率に優れ、しかも、良好な画像拡大機能が得られたイメージファイバ2を、極めて容易に製造することができ、イメージファイバ2の高品質化及び低価格化を図ることができる。
According to the above manufacturing method, it is excellent in flexibility and aperture ratio without performing control to change the drawing speed at the time of drawing the base material of the image fiber with high accuracy, and has a good image enlargement function. Can be manufactured very easily, and the quality and cost of the
1 ファイバスコープ
2,2A イメージファイバ
2a 小径部
2c 縮径部
3 被覆
12 レンズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記イメージファイバの一端側に、他端側よりも前記石英製ジャケットの外径が小さく外径一定の小径部と、前記小径部に向かって徐々に前記石英製ジャケットの外径が小さくなる縮径部とを有していることを特徴とするイメージファイバ。 A plurality of pixel fibers are arranged inside a quartz jacket, and an image fiber having a coating provided on the outer periphery of the quartz jacket,
One end side of the image fiber, a small diameter portion having a smaller outer diameter and a constant outer diameter than the other end side, and a reduced diameter in which the outer diameter of the quartz jacket gradually decreases toward the small diameter portion. And an image fiber.
前記小径部における前記石英製ジャケットの外径が、他端側の前記石英製ジャケットの外径の60%以上95%以下であり、前記縮径部の長さが100mm以上200mm以下であることを特徴とするイメージファイバ。 The image fiber according to claim 1,
The outer diameter of the quartz jacket in the small diameter portion is 60% or more and 95% or less of the outer diameter of the quartz jacket on the other end side, and the length of the reduced diameter portion is 100 mm or more and 200 mm or less. Characteristic image fiber.
前記小径部の長さが、1mm以上50mm以下であることを特徴とするイメージファイバ。 The image fiber according to claim 1 or 2,
The image fiber, wherein the length of the small diameter portion is 1 mm or more and 50 mm or less.
イメージファイバの被覆の一部を除去する工程と、被覆を除去した部分の石英製ジャケットを加熱及び延伸して前記縮径部及び前記小径部を形成する工程と、前記縮径部及び前記小径部の外周に被覆を設ける工程とを有することを特徴とするイメージファイバの製造方法。 A method for producing an image fiber according to any one of claims 1 to 3,
A step of removing a part of the coating of the image fiber, a step of heating and stretching the quartz jacket of the part from which the coating has been removed to form the reduced diameter portion and the small diameter portion, and the reduced diameter portion and the small diameter portion. And a step of providing a coating on the outer periphery of the image fiber.
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JP2006232931A JP2008058432A (en) | 2006-08-30 | 2006-08-30 | Image fiber, manufacturing method thereof, and fiberscope |
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Cited By (1)
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JP2013238721A (en) * | 2012-05-15 | 2013-11-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Multi-core optical fiber mounting method |
-
2006
- 2006-08-30 JP JP2006232931A patent/JP2008058432A/en not_active Withdrawn
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