JP2012242781A - 光コネクタプラグ、光プローブおよび光学システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の光経路を一括的にかつ簡単にレセプタクル側に接続することが可能であり、且つ、製造コストの高騰を招くことのない光コネクタプラグ、この光コネクタプラグを用いた光プローブおよび光学システムを提供する。
【解決手段】外面に光軸に対して垂直方向の溝（２５）が形成された複数の光コネクタプラグユニット（２１）と、ハウジング（３１）内に設けられ複数の光コネクタプラグユニットの溝（２５）に係止して複数の光コネクタプラグユニット（２１）を支持する支持部材（３５）とを備え、支持部材（３５）は、複数の光コネクタプラグユニット（２１）の各先端部が並列方向へ変位可能な状態に複数の光コネクタプラグユニット（２１）を支持する構成とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、光コネクタプラグ、この光コネクタプラグを用いた光プローブおよび光学システムに関する。

以前より、光プローブを内視鏡に通して人体内部に挿入したのち、この光プローブを介して人体内部の診察部位に励起光を照射するとともに、この励起光により生じる蛍光を測定して診察部位の検査・分析を行う診察方法が知られている。このような蛍光測定に用いられる光プローブは、励起光、照明光および蛍光がそれぞれ伝送される複数の光経路が一本のチューブに束ねられ、光コネクタプラグを介して光学装置の複数の光経路に接続される。したがって、光コネクタプラグは複数の光経路を一度に接続可能なものであると好ましい。また、光プローブは人体内部に挿入されることから１回の使用ごとに新しいものに交換することが望まれ、それゆえ光プローブの一段のコストの低減が要求される。

従来、複数の単芯光コネクタプラグをまとめて複数の光経路を一度に接続可能にした幾つかの技術が提案されている。例えば、特許文献１には、複数の単芯光コネクタプラグを固定用クリップで１つにまとめて多連の光コネクタプラグにする技術が開示されている。また、特許文献２には、単芯光コネクタプラグのハウジングの側面に連結機構を設け、この連結機構を介して複数の単芯光コネクタプラグを並列に連結させて多連の光コネクタプラグにする技術が開示されている。

このような多連の光コネクタプラグが接続されるレセプタクル側の構成としては、単芯用の光レセプタクルを同様に並列配置した構成が採用される。

特開平１１−０２３９０２号公報 特開平１１−２０２１６０号公報

複数の単芯光コネクタプラグを並列させて多連の光コネクタプラグとした場合、複数の単芯光コネクタプラグの間隔に誤差が生じて、レセプタクル側の複数の単芯光レセプタクルの間隔との間にズレが生じることがある。この場合、多連の光コネクタプラグをレセプタクル側に差し込む際に、個々の単芯光コネクタプラグと個々の単芯光レセプタクルとの間で引っかかりが生じて、両者の接続が困難になるという課題が生じる。

一方、上記のような誤差が生じないように、個々の単芯光コネクタプラグを連結したりまとめたりする部材の許容誤差を小さく制限すると、成形精度の向上に伴って部材の製造コストが高騰したり、この部材の歩留まりが低くなったりするという課題が生じる。

また、既製の一般的な単芯光コネクタプラグは、一定以上の力で引っ張ることで光コネクタレセプタクルから外れるように構成されるので、単に、複数の単芯光コネクタプラグを多連にしただけでは、光プローブのケーブルが引っ張られた際に、光コネクタプラグが比較的簡単に外れてしまうという課題が生じる。

この発明の目的は、複数の光コネクタプラグユニットを用いて複数の光経路を一括的にかつ簡単にレセプタクル側に接続することが可能であり、且つ、製造コストの高騰を招くことのない光コネクタプラグ、この光コネクタプラグを用いた光プローブおよび光学システムを提供することにある。

本発明に係る光コネクタプラグは、外面に光軸に対して垂直方向の溝が形成された複数の光コネクタプラグユニットと、これら複数の光コネクタプラグユニットを並列させ、且つ、当該複数の光コネクタプラグユニットの各先端部を外部に露出させた状態で当該複数の光コネクタプラグユニットを囲うハウジングと、前記ハウジング内に設けられ前記複数の光コネクタプラグユニットの前記溝に係止して前記複数の光コネクタプラグユニットを支持する支持部材とを備え、前記支持部材は、前記複数の光コネクタプラグユニットの各先端部が前記複数の光コネクタプラグユニットが並んでいる並列方向へ変位可能な状態に当該複数の光コネクタプラグユニットを支持する構成を採る。

本発明に従うと、複数の光コネクタプラグユニットがまとめられているので複数の光経路を一度に接続したり切り離したりすることができる。さらに、複数の光コネクタプラグユニットは少なくとも先端部が並列方向に変位可能に支持されているので、プラグ側とレセプタクル側とで各ユニットの間隔にズレがあっても、このズレを上記の変位で吸収することができ、光コネクタプラグの接続が困難になることがない。さらに、ハウジングや支持部材の許容誤差を比較的に大きく設定できるので、製造コストを低くできる。

本発明の実施形態の光学システムを示す一部破断の平面図 本発明の実施形態の光コネクタプラグを示す斜視図 光コネクタプラグのハウジングを示す斜視図 光コネクタプラグ内における複数のプラグユニットの支持構造を示す斜視図 プラグユニットを支持する支持平板の変形例を示す分解斜視図 光コネクタプラグのハウジングの変形例を説明する斜視図

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態の光学システムを示す一部破断の平面図である。

本実施形態の光学システムは、３つの光経路で各種光の入出力を行う光学装置１００と、この光学装置１００と検査対象との間で光を伝送する光プローブ１０とを備えている。光プローブ１０は、光学装置１００に接続される光コネクタプラグ２０と、複数の光ファイバ１１…が通されて光を伝送するプローブケーブル４０等から構成される。光学装置１００には光プローブ１０の光コネクタプラグ２０が接続される光コネクタレセプタクル１１０が設けられている。

図２には、光コネクタプラグ２０を示す斜視図を、図３には、光コネクタプラグ２０のハウジングを示す分解斜視図を、図４には、光コネクタプラグ２０内における複数のプラグユニットの支持構造を表わした斜視図を、それぞれ示す。

光コネクタプラグ２０は、図１〜図４に示すように、３つのプラグユニット（光コネクタプラグユニット）２１…と、これら３つのプラグユニット２１…の周囲を一体的に覆うハウジング３１と、ハウジング３１の内側で３つのプラグユニット２１…を支持する支持部材としての支持平板３５，３５（図４参照）とを備えている。

プラグユニット２１…は、例えばＳＣコネクタなど所定規格に準じて製造された既製の光コネクタのプラグ側のユニットである。このプラグユニット２１…は、光ファイバ１１の端面が中央に配置されたフェルール２２と、このフェルール２２の先端を外部に露出させ且つ光ファイバ１１を背面から外部に導出させた状態でこれらのフェルール２２および光ファイバ１１を保持するボディー２３と、一定以上の力で押し引きすることでレセプタクル側やアダプタ側との着脱を可能にするロック機構２４とを備えている。

プラグユニット２１のボディー２３は、ほぼ直方体の形状であり、その胴部の４つの側面に光軸に対して垂直方向に走る複数の溝２５…が形成されている。これら複数の溝２５…は、互いに近接した状態に光軸方向に所定間隔で並んで形成されている。また、ボディー２３の１つの側面には、溝２５…より先端側に、横方に突出した凸部２６が形成されている。この凸部２６は、プラグユニット２１をレセプタクル側のガイド枠へ差し込む際にプラグユニット２１の上下左右の向きを規定するためのものである。

ハウジング３１は、３つのプラグユニット２１…と光ファイバ１１…の配設スペースの底面、上面および両側面を、面状の部材でそれぞれ覆う構成である。図３に示すように、このハウジング３１は、ほぼ同一形状の第１ハウジング部材３１Ａおよび第２ハウジング部材３１Ｂからなり、これらを嵌め合わせて締結させることで、一体的なハウジング３１が構成されるようになっている。第１ハウジング部材３１Ａおよび第２ハウジング部材３１Ｂは、例えば熱可塑性樹脂の射出成形により形成される。

このハウジング３１においては、特に制限されないが、プラグユニット２１…の先端を外部に露出させる前面と、光ファイバ１１…を通したプローブケーブル４０を外部に導出する背面とは開放されている。また、ハウジング３１の両側面にはコネクタ接続時に光コネクタレセプタクル１１０と係合（例えばスナップフィット）する係止片３２，３２がそれぞれ設けられている。これらの係止片３２，３２は、先端側が撓みによって内方と外方へ変位可能なように根元側が固定され、さらに、これら係止片３２，３２の両先端に外方へ向いた係止爪３２ａ，３２ａがそれぞれ設けられている。

支持平板３５は、例えば金属からなり、図３に示すように、第１ハウジング部材３１Ａの底面部からハウジング３１の内側に垂直に張り出すように一体成形されている。もう一方の支持平板３５も、同様に、ハウジング３１の第２ハウジング部材３１Ｂの上面部からハウジング３１の内側に垂直に張り出すように一体成形されている。これら一対の支持平板３５，３５は、第１ハウジング部材３１Ａと第２ハウジング部材３１Ｂとが嵌め合わされたときに、図４に示すように、プラグユニット２１…を上下から挟み込む高さに設けられている。一対の支持平板３５，３５が３つのプラグユニット２１…を挟み込んだ際、一対の支持平板３５，３５の各縁部３５ａ，３５ａが３つのプラグユニット２１…の溝２５…に嵌った状態で３つのプラグユニット２１…を軽く押圧し、これら３つのプラグユニット２１…を支持するようになっている。したがって、ハウジング３１に保持された３つのプラグユニット２１…は、軽い力では支持平板３５，３５に沿った変位が生じないようになっている。

このような３つのプラグユニット２１…の支持構造により、各プラグユニット２１の前後方向の移動が抑止される。また、各プラグユニット２１の先端部に左右方向（プラグユニット２１が並んだ方向）の力が加わった場合に、支持平板３５，３５が撓んでプラグユニット２１の先端部が左右回転方向に変位可能になっている。また、各プラグユニット２１に左右方向の所定以上の力が加わった場合に、各プラグユニット２１が支持平板３５，３５の縁部３５ａ，３５ａに沿って並進移動可能になっている。

プローブケーブル４０には、チューブ内に、上記３つのプラグユニット２１…に連結された３本の光ファイバ１１…が通されて構成される。プローブケーブル４０の先端部４１には、上記複数の光ファイバ１１…の先端部が光を入出射可能な状態で固定されている。

光学装置１００は、照明光の出力、蛍光分析に必要な励起光の出力、検査対象から発せられる蛍光の入力と測定とを行う装置である。照明光、励起光および蛍光の入出力は光コネクタレセプタクル１１０および光プローブ１０の３本の光経路を介して行う。

光コネクタレセプタクル１１０は、３つのレセプタクルユニット１１１…と、これら３つのレセプタクルユニット１１１…を一列に所定間隔で配列させた状態に固定する固定枠１１２と、上記３つのレセプタクルユニット１１１…の周囲を囲むレセプタクルケース１１４等から構成される。

レセプタクルユニット１１１…は、例えばＳＣコネクタなど所定規格に準じて製造された既製の光コネクタのレセプタクル側またはアダプタのユニットであり、プラグユニット２１と光軸が調整されて接続可能なものである。レセプタクルユニット１１１…の光軸は装置内の光学系へ光を導く光経路（例えば光ファイバ）１１５へと接続されている。

レセプタクルケース１１４には、光コネクタプラグ２０の先端部が嵌合される開口部と、この開口部の左右に配置されて光コネクタプラグ２０の１対の係止片３２，３２が係合される被係止部１１４ａ，１１４ａとが設けられている。

次に、上記構成の光学システムの動作について説明する。本実施形態の光学システムは、人体内部の診察部位に対して蛍光分析を行うものである。光プローブ１０は人体内部に挿入されることから１回の使用ごとに新しいものに交換される。蛍光分析処理の準備段階において、医師等のオペレータは、先ず、光プローブ１０の光コネクタプラグ２０を光学装置１００の光コネクタレセプタクル１１０に接続する。

光コネクタプラグ２０の接続時、３つのプラグユニット２１…の間隔と、３つのレセプタクルユニット１１１…の間隔とに僅かなズレがあった場合、次のようにして光コネクタプラグ２０が接続される。すなわち、上記のズレにより、光コネクタプラグ２０の挿入に引っかかりが生じると、オペレータは光コネクタプラグ２０の先端を左右方向（プラグユニット２１…が並ぶ方向）に少し振る。その際、支持平板３５，３５の撓みにより個々のプラグユニット２１…の先端が左右に振れて、対応するレセプタクルユニット１１１…のガイド枠に挿入されていく。そして、そのまま光コネクタプラグ２０が差し込んでいくと、上記ズレにより、個々のプラグユニット２１…がレセプタクルユニット１１１…のガイド枠から左右方向の比較的大きな力を受ける。すると、プラグユニット２１…が支持平板３５，３５の縁部３５ａ，３５ａに沿って左右方向に少しずれて、プラグユニット２１…の配置が調整される。それにより、３つのプラグユニット２１…を３つのレセプタクルユニット１１１…へロックされるまで押し込んで両者を接続させることができる。両者が接続されると、光コネクタプラグ２０の２つの係止片３２，３２の係止爪３２ａ，３２ａがレセプタクルケース１１４の被係止部１１４ａ，１１４ａに係合されて、両者が強固に締結される。

なお、光コネクタレセプタクル１１０の組立精度が高くて、３つのレセプタクルユニット１１１…の配置間隔が常に均一にされる場合には、光プローブ１０の工場出荷前の調整工程で、一度、光コネクタプラグ２０と光コネクタレセプタクル１１０との接続処理を行っておくと良い。この接続処理により、光コネクタプラグ２０の３つのプラグユニット２１…の配置が上記のようにレセプタクル側と適合するように調整されるので、ユーザの使用段階においてスムーズな接続が実現される。

上記のように光学装置１００に接続された光プローブ１０は、そのプローブケーブル４０の先端側が内視鏡のチューブ内に通されて人体内部に挿入される。そして、医師が、内視鏡の映像を見ながら内視鏡の先端部を人体内部の診察部位まで移動させ、診察部位に到達したら、内視鏡の先端からプローブケーブル４０の先端部４１を外部に導出させて、蛍光分析の処理を開始する。蛍光分析の処理が開始されると、内視鏡の照明が消されて光プローブ１０の照明に切り替えられる。照明光は例えば中央のプラグユニット２１を介して出力される。さらに、この状態で、医師が蛍光分析の開始操作を行うことで、光プローブ１０の照明が一瞬停止して、その間に励起光が光プローブ１０の左側のプラグユニット２１と光ファイバ１１とを介して診察部位に照射される。さらに、この直後に励起光に起因して診察部位から発光される蛍光が光プローブ１０のもう一本の光ファイバ１１と右側のプラグユニット２１とを介して光学装置１００へ送られる。そして、光学装置においてこの蛍光の光量が計測されて診察部位の分析が行われる。その後、プローブケーブル４０が内視鏡から抜かれ、また、係止片３２，３２が内側に押されて光コネクタプラグ２０が光学装置１００から外されて、蛍光分析の処理が完了となる。

図５には、３つのプラグユニット２１…を支持する支持平板３５の変形例を表わした分解斜視図を、図６には、光コネクタプラグ２０のハウジング３１の変形例を表わした斜視図を、それぞれ示す。図５に示すように、支持平板３５，３５は、第１および第２ハウジング部材３１Ａ，３１Ｂに一体的に構成するのでなく、第１および第２ハウジング部材３１Ａ，３１Ｂに後から取り付けるように構成してもよい。例えば、第１および第２ハウジング部材３１Ａ，３１Ｂに取付枠３６，３６をそれぞれ設け、これら取付枠３６，３６の溝３６ａに支持平板３５，３５を嵌め込んで固定する。また、図５に示すように、第１および第２ハウジング部材３１Ａ，３１Ｂの内側に、３つのプラグユニット２１…を支える台座部３７，３７を設けて、プラグユニット２１…が上下方向（プラグユニット２１…の並列方向および前後方向と垂直な方向）にぐらつかないようにしてもよい。また、図６に示すように、３つのプラグユニット２１…の背面部から導出される３本の光ファイバ１１…をまとめて保持する保持枠３９を、ハウジング３１と別体に設けて、ハウジング３１と連結するようにしてもよい。

以上のように、この実施形態の光学システム、光プローブ１０および光コネクタプラグ２０によれば、光コネクタプラグ２０に複数のプラグユニット２１…がまとめられているので、複数の光経路を一度に接続したり切り離したりすることができる。さらに、複数のプラグユニット２１…は、支持平板３５が溝２５に嵌め込まれて支持されて支持平板３５の縁部３５ａに沿って変位可能にされているので、上述したように、３個のプラグユニット２１…の間隔にズレがあっても、このズレを吸収して光コネクタレセプタクル１１０に正常に接続することができる。また、以上のことから、光コネクタプラグ２０のハウジング３１の成形精度を幾分低くできるため、光コネクタプラグ２０および光プローブ１０の製造コストの低減を図ることができる。

また、この実施形態の光学システム、光プローブ１０および光コネクタプラグ２０によれば、光コネクタプラグ２０のハウジング３１に係止片３２，３２が設けられ、光コネクタプラグ２０を光コネクタレセプタクル１１０に接続した際に、レセプタクルケース１１４の被係止部１１４ａ，１１４ａに係止片３２，３２が係合されるようになっている。したがって、プローブケーブル４０が引っ張られても容易に光コネクタプラグ２０が外れないようになっている。

なお、上記実施形態の光コネクタプラグ２０は、３つのプラグユニットをまとめて３つの光経路を一度に接続または分離できる構成としたが、２つや４つ以上のプラグユニットを同様にまとめて２つや４つ以上の光経路を一度に接続または分離できる構成としてもよい。また、単芯用のプラグユニットでなく複数芯用のプラグユニットを複数個まとめるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、プラグユニット２１…の溝２５に係止される支持部材を平板状の部材としたが、溝２５に接する縁部分が溝２５に係止される厚さであれば全体はどのような形状としてもよい。また、複数列の溝２５…に一度に係止する複数の縁部分を有する形態としてもよい。また、上記実施形態では、２つの支持平板３５，３５によりプラグユニット２１…の溝２５の部分を上下から挟み込む構成としているが、プラグユニット２１…の一方側のみを支持平板３５により溝２５に係止させ、他方側を例えば面状部材により支えるように構成してもよい。

また、上記実施形態では、支持平板３５の縁部３５ａが３つのプラグユニット２１…の配置範囲に渡ってフラットにされた例を示したが、縁部３５ａの形態を次のように変更してもよい。すなわち、支持平板３５の縁部３５ａに各プラグユニット２１の間に張り出して各プラグユニット２１を仕切る張出枠を設ける一方、個々のプラグユニット２１と張出枠との間に隙間を設ける。このような構成としても、個々のプラグユニット２１をそれぞれ左右方向（プラグユニット２１の並列方向）に変位可能に支持することができる。その他、実施形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明は、例えば医療用の蛍光検出装置に使用される光プローブ、その光コネクタプラグおよび光学システムに適用することができる。

１０ 光プローブ
１１ 光ファイバ
２０ 光コネクタプラグ
２１ プラグユニット
２２ フェルール
２５ 溝
３１ ハウジング
３２ 係止片
３２ａ 係止爪
３５ 支持平板
４０ プローブケーブル
１００ 光学装置
１１０ 光コネクタレセプタクル
１１１ レセプタクルユニット
１１２ 固定枠
１１４ レセプタクルケース
１１４ａ 被係止部

Claims (7)

1. 外面に光軸に対して垂直方向の溝が形成された複数の光コネクタプラグユニットと、
   これら複数の光コネクタプラグユニットを並列させ、且つ、当該複数の光コネクタプラグユニットの各先端部を外部に露出させた状態で当該複数の光コネクタプラグユニットを囲うハウジングと、
   前記ハウジング内に設けられ前記複数の光コネクタプラグユニットの前記溝に係止して前記複数の光コネクタプラグユニットを支持する支持部材と、
   を備え、
   前記支持部材は、前記複数の光コネクタプラグユニットの各先端部が前記複数の光コネクタプラグユニットが並んでいる並列方向へ変位可能な状態に当該複数の光コネクタプラグユニットを支持することを特徴とする光コネクタプラグ。
2. 前記支持部材は、
   前記複数の光コネクタプラグユニットを前記並列方向へ移動可能な状態に支持していることを特徴とする請求項１記載の光コネクタプラグ。
3. 前記支持部材は平板状の部材であり、前記溝に嵌った状態で前記複数の光コネクタプラグユニットを支持することを特徴とする請求項１記載の光コネクタプラグ。
4. 前記ハウジングに設けられて接続相手の光コネクタレセプタクルに係止可能な係止片を備えていることを特徴とする請求項１記載の光コネクタプラグ。
5. 複数の光ファイバと、
   これら複数の光ファイバが通されるチューブと、
   このチューブの後端側に設けられた請求項１〜４のいずれか一項に記載の光コネクタプラグと、
   を備え、
   前記複数の光ファイバの先端が光を入出射可能な状態に前記チューブの先端側に固定される一方、前記複数の光ファイバの後端が前記光コネクタプラグに連結されていることを特徴とする光プローブ。
6. 請求項５に記載の光プローブと、
   前記光プローブが接続される光コネクタレセプタクルを有する光学装置とを備え、
   前記光コネクタレセプタクルは、
   前記複数の光コネクタプラグユニットがそれぞれ接続可能な複数のレセプタクルユニットと、
   前記複数のレセプタクルユニットを並列させた状態に固定する固定枠とを備えていることを特徴とする光学システム。
7. 請求項４に記載の光コネクタプラグを有する光プローブと、
   前記光コネクタプラグが接続される光コネクタレセプタクルを有する光学装置とを備え、
   前記光コネクタレセプタクルは、
   前記複数の光コネクタプラグユニットがそれぞれ接続可能な複数のレセプタクルユニットと、
   前記複数のレセプタクルユニットを一列に並列させた状態に固定する固定枠と、
   前記光コネクタプラグの前記係止片が係止される被係止部と、
   を備えていることを特徴とする光学システム。
   

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