JP2014076097A - Connection structure between optical fibers and endoscope system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内視鏡及び光源装置に内蔵される光ファイバを接続するための光ファイバの接続構造、及びこの接続構造を用いた内視鏡システムに関する。 The present invention relates to an optical fiber connection structure for connecting an optical fiber incorporated in an endoscope and a light source device, and an endoscope system using the connection structure.
医療分野において内視鏡を利用した診断が行われている。内視鏡は、検体内に挿入される挿入部の先端に照明窓を有し、内視鏡と接続される光源装置から照明窓へライトガイドによって照明光が導かれ、検体へ照明光を照射することができる。照明用のライトガイドとしては、複数本の光ファイバを束ねた光ファイババンドルが用いられている。内視鏡及び光源装置にそれぞれ組み込まれるライトガイドは、内視鏡に設けられたコネクタと、光源装置のコネクタとが接続されたとき、ライトガイドの端面同士が密着して光学的に接続される。 Diagnosis using an endoscope is performed in the medical field. The endoscope has an illumination window at the distal end of the insertion portion inserted into the specimen, and the illumination light is guided from the light source device connected to the endoscope to the illumination window by the light guide, and the specimen is irradiated with the illumination light. can do. As a light guide for illumination, an optical fiber bundle in which a plurality of optical fibers are bundled is used. The light guide incorporated in each of the endoscope and the light source device is optically connected by closely contacting the end surfaces of the light guide when the connector provided in the endoscope and the connector of the light source device are connected. .
内視鏡のコネクタは、着脱時の衝撃によって光ファイバの先端に傷が発生することがある。光ファイバの先端に傷が発生すると接続損失が大きくなる。また、光ファイバの先端の光パワー密度が高い場合、傷の部分等が焼けて光ファイバやフェルールの先端が焼損し、あるいはファイバヒューズ現象によって光ファイバが延焼することもある。傷の発生等による光ファイバの焼損を防止するため、光ファイバの接続部分の光パワー密度を低くした光ファイバ伝送路が発明されている。例えば、特許文献1、2記載の発明では、シングルモードファイバの先端にコリメータレンズとして機能するグレーデッドインデックスコリメータを融着接続し、モードフィールド径を広げている。
An endoscope connector may be damaged at the tip of an optical fiber due to an impact at the time of attachment / detachment. When the tip of the optical fiber is damaged, the connection loss increases. In addition, when the optical power density at the tip of the optical fiber is high, the scratched portion or the like may burn and the tip of the optical fiber or ferrule may burn out, or the optical fiber may spread due to a fiber fuse phenomenon. In order to prevent the optical fiber from burning out due to scratches and the like, an optical fiber transmission line has been invented in which the optical power density at the connection portion of the optical fiber is lowered. For example, in the inventions described in
近年では、内視鏡の照明にレーザ照明装置を用いることが検討されている。このレーザ照明装置は、短波長・高出力のレーザー光をライトガイドによって蛍光体までガイドし、レーザー光により蛍光体を励起させて照明光を得る。ライトガイドには、光ファイババンドルではなく、例えば100μm以上の大きなコア径を有する1本のマルチモードファイバが用いられる。 In recent years, it has been studied to use a laser illumination device for endoscope illumination. This laser illuminator guides a short wavelength / high output laser beam to a phosphor by a light guide, and excites the phosphor by the laser beam to obtain illumination light. The light guide is not an optical fiber bundle, but a single multimode fiber having a large core diameter of, for example, 100 μm or more.
特許文献3記載の内視鏡装置では、蛍光体を励起させるためのレーザー光をガイドする光ファイバ同士の接続構造を備えている。この内視鏡装置は、光ファイバとしてマルチモードファイバを使用し、光源側の光ファイバが固定されるフェルールと、グレーデッドインデックスコリメータとが、マルチモードファイバの端面とグレーデッドインデックスコリメータの端面とを当接させた状態でスリーブに保持されている。また、内視鏡側の光ファイバもフェルールに固定され、グレーデッドインデックスコリメータとともにスリーブに保持されている。 The endoscope apparatus described in Patent Document 3 includes a connection structure between optical fibers that guide laser light for exciting a phosphor. This endoscope apparatus uses a multi-mode fiber as an optical fiber, and a ferrule to which the optical fiber on the light source side is fixed and a graded index collimator are connected to the end face of the multi-mode fiber and the end face of the graded index collimator. The sleeve is held in contact with the sleeve. Further, the optical fiber on the endoscope side is also fixed to the ferrule, and is held on the sleeve together with the graded index collimator.
特許文献3記載の接続構造は、光源側のスリーブには、内視鏡側のスリーブの外周面に係合する内周面を有しており、内視鏡側のコネクタと、光源装置側のソケットとを接続したとき、光源側のスリーブと、内視鏡側のスリーブとが係合し合うことで位置合わせされる。これにより、光ファイバ同士が光学的に接続される。 In the connection structure described in Patent Document 3, the sleeve on the light source side has an inner peripheral surface that engages with the outer peripheral surface of the sleeve on the endoscope side, the connector on the endoscope side, and the light source device side When the socket is connected, the light source side sleeve and the endoscope side sleeve are engaged with each other so as to be aligned. Thereby, the optical fibers are optically connected to each other.
上記特許文献3記載の内視鏡装置では、光ファイバ同士の位置合わせを行うため、光源側のスリーブと、内視鏡側のスリーブとの係合間隔が非常に狭く設定されている。しかしながら、内視鏡のコネクタ及び光源装置のソケットは、着脱頻度が高いため、ゴミが溜まりやすく、特に、光源側のスリーブの内部にゴミが溜まると、内視鏡側のスリーブとの係合を妨げることになる。光源側のスリーブと、内視鏡側のスリーブとが係合されない場合、あるいは、内視鏡側のスリーブとの係合が不十分で偏芯して接続される場合、光ファイバ同士の位置合わせの精度が低下して伝送損失が大きくなる。 In the endoscope apparatus described in Patent Document 3, in order to align the optical fibers, the engagement interval between the light source side sleeve and the endoscope side sleeve is set to be very narrow. However, because the connector of the endoscope and the socket of the light source device are frequently attached and detached, dust easily collects.In particular, when dust accumulates inside the sleeve on the light source side, the endoscope is engaged with the sleeve on the endoscope side. Will interfere. When the sleeve on the light source side and the sleeve on the endoscope side are not engaged, or when the engagement with the sleeve on the endoscope side is insufficient and the connection is made eccentrically, the optical fibers are aligned. Transmission accuracy is reduced and transmission loss is increased.
本発明の目的は、伝送損失を小さくするとともに、互いの係合を妨げることなく光ファイバ同士がスムーズに接続されることを可能とする光ファイバの接続構造及びこれを備えた内視鏡システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical fiber connection structure and an endoscope system including the optical fiber connection structure that enable optical fibers to be connected smoothly without reducing transmission loss and without interfering with each other. The purpose is to provide.
本発明は、検体内に挿入され、レーザー光により励起して照明光を照射するための蛍光体を設けた挿入部を有する内視鏡と、レーザー光源を有し、内視鏡と接続される光源装置とを有する内視鏡システムに設けられ、光源装置に内蔵され、光源から発光されるレーザー光を導く第1光ファイバと、内視鏡に内蔵され、蛍光体に導く第2光ファイバとを接続するための光ファイバの接続構造において、第1光ファイバを保持する第1保持部と、第2光ファイバを保持する第2保持部と、第1光ファイバ及び第2光ファイバの接続部分に配され、第1保持部及び第2保持部のうち一方の外周面に嵌合し、且つ先端が突出して配設され、第1保持部及び第2保持部の他方と係合するスリーブであり、内周面から切り欠かれた開口部を有するスリーブとを備えることを特徴とする。 The present invention includes an endoscope having an insertion portion which is inserted into a specimen and provided with a phosphor for irradiating illumination light by being excited by laser light, and a laser light source which is connected to the endoscope A first optical fiber that is provided in an endoscope system having a light source device and is built in the light source device and guides laser light emitted from the light source; and a second optical fiber that is built in the endoscope and leads to a phosphor. In the optical fiber connection structure for connecting the first optical fiber and the second optical fiber, a first holding part that holds the first optical fiber, a second holding part that holds the second optical fiber, and a connection part between the first optical fiber and the second optical fiber. A sleeve which is fitted to one outer peripheral surface of the first holding part and the second holding part and has a tip projecting and is engaged with the other of the first holding part and the second holding part. A sleeve having an opening cut out from the inner peripheral surface Characterized in that it comprises a.
開口部は、スリーブの内周面から外周面へ貫通するスリットであることが好ましい。また、開口部は、スリーブの軸方向と直交する鉛直方向に沿って形成されていることが好ましい。 The opening is preferably a slit penetrating from the inner peripheral surface of the sleeve to the outer peripheral surface. The opening is preferably formed along a vertical direction orthogonal to the axial direction of the sleeve.
保持部は、内視鏡及び光源装置の接続部分に配されるグレーデッドインデックスコリメータと、光ファイバの端部に取り付けられ、一方の端面から光ファイバの先端を露呈されるフェルールであり、グレーデッドインデックスコリメータと接続されるフェルールとを備えることが好ましい。また、光ファイバは、マルチモードファイバであることが好ましい。 The holding part is a graded index collimator arranged at the connection part of the endoscope and the light source device, and a ferrule attached to the end of the optical fiber and exposing the tip of the optical fiber from one end face. It is preferable to provide a ferrule connected to the index collimator. The optical fiber is preferably a multimode fiber.
本発明の内視鏡システムは、レーザー光源と、第1光ファイバと、第1光ファイバを内部に保持するソケットとを有する光源装置と、検体内に挿入される挿入部と、挿入部の先端部に設けられ、レーザー光により励起して照明光を照射するための蛍光体と、第2光ファイバと、第2光ファイバを内部に保持し、ソケットと着脱自在に接続するコネクタとを有する内視鏡と、を備えた内視鏡システムであり、光ファイバの接続構造を用い、第1保持部及び第2保持部のうち一方の外周面に嵌合するスリーブを有しており、コネクタ及びソケットが接続したとき、スリーブと、第1保持部及び第2保持部の他方との係合により、第1光ファイバと第2光ファイバとを接続することを特徴とする。 An endoscope system according to the present invention includes a light source device having a laser light source, a first optical fiber, and a socket that holds the first optical fiber therein, an insertion portion that is inserted into a specimen, and a distal end of the insertion portion. And a phosphor that is excited by the laser beam and emits illumination light, a second optical fiber, and a connector that holds the second optical fiber therein and is detachably connected to the socket. An endoscope system comprising an optical fiber connection structure and having a sleeve fitted to one outer peripheral surface of the first holding part and the second holding part, When the socket is connected, the first optical fiber and the second optical fiber are connected by engagement between the sleeve and the other of the first holding part and the second holding part.
本発明によれば、光源から発光されるレーザー光を導く第1光ファイバが第1保持部に保持され、蛍光体に導く第2光ファイバが第2保持部に保持されており、これら第1保持部及び第2保持部のうち一方の外周面に嵌合し、且つ先端が突出して配設され、第1保持部及び第2保持部の他方と係合するスリーブに、内周面から切り欠かれた開口部を有しているので、スリーブの開口部を通してゴミが落下しやすくなり、スリーブ内にゴミが溜まることを防ぐことができる。これにより、伝送損失を小さくするとともに、互いの係合を妨げることなく光ファイバ同士がスムーズに接続されることを可能とする。 According to the present invention, the first optical fiber that guides the laser light emitted from the light source is held by the first holding unit, and the second optical fiber that leads to the phosphor is held by the second holding unit. Cut from the inner peripheral surface into a sleeve that is fitted to one outer peripheral surface of the holding portion and the second holding portion and that has a tip protruding and is engaged with the other of the first holding portion and the second holding portion. Since the notched opening is provided, the dust easily falls through the opening of the sleeve, and the dust can be prevented from accumulating in the sleeve. As a result, the transmission loss can be reduced and the optical fibers can be smoothly connected without interfering with each other.
図1に示すように、電子内視鏡システム11は、電子内視鏡12、プロセッサ装置13、及び光源装置14を備える。電子内視鏡12は、体腔内に挿入される可撓性の挿入部15と、挿入部15の基端部分に連接された操作部16と、プロセッサ装置13及び光源装置14に接続されるコネクタ17,18と、操作部16‐コネクタ18間を繋ぐユニバーサルコード19とを有する。挿入部15の先端(以下、先端部という)20には、体腔内の生体組織(以下、検体内という)撮影用のCCD型イメージセンサ(図2参照。以下、CCDという)21と、検体内に照明光を照射するため投光ユニット22,23(図2参照)とが設けられている。
As shown in FIG. 1, the
光源用コネクタ18は、ユニバーサルコード19の先端に設けられ、光源装置14のソケット56(図4参照)に着脱自在に接続される。光源用コネクタ18からは、プロセッサ装置13のソケット(図示せず)に接続させるプロセッサ用コネクタ17が分岐するように設けられている。
The
操作部16には、先端部20を上下左右に湾曲させるためのアングルノブや挿入部15の先端からエアーや水を噴出させるための送気/送水ボタン、観察画像を静止画像記録するためのレリーズボタン、通常光観察と特殊光観察の切り替えを行う切り替えボタンといった操作部材が設けられている。
The
プロセッサ装置13は、光源装置14と電気的に接続され、電子内視鏡システム11の動作を統括的に制御する。プロセッサ装置13は、ユニバーサルコード19や挿入部15内に挿通された伝送ケーブルを介して電子内視鏡12に給電を行い、CCD21の駆動を制御する。また、プロセッサ装置13は、伝送ケーブルを介してCCD21から出力された撮像信号を取得し、各種画像処理を施して画像データを生成する。プロセッサ装置13で生成された画像データは、プロセッサ装置13にケーブル接続されたモニタ24に観察画像として表示される。
The
図2に示すように、先端部20には、撮像光学系31、CCD21、投光ユニット22,23等が設けられている。また、タイミングジェネレータ(以下、TGという)32、アナログ信号処理回路(以下、AFEという)33、CPU34は、操作部16やコネクタ18等に設けられている。
As shown in FIG. 2, the
撮像光学系31は、レンズ群やプリズム等からなり、観察窓39を介して入射する被検体内からの光をCCD21に結像させる。CCD21は、撮像光学系31によって撮像面に結像された検体内の像を画素毎に光電変換し、入射光量に応じた信号電荷を蓄積する。CCD21は、各画素で蓄積した信号電荷を撮像信号として出力する。
The imaging
TG32は、CCD21にクロック信号を入力する。CCD21は、TG32から入力されるクロック信号に基づいて、信号電荷を蓄積する蓄積動作や信号電荷の読み出しを行う読み出し動作を所定のタイミングで行う。TG32から出力されるクロック信号はCPU34によって制御される。
The
AFE33は、相関二重サンプリング(CDS)回路、自動ゲイン調節(AGC)回路、A/D変換回路からなり、CCD21からアナログの撮像信号をノイズを除去しながら取得し、ゲイン補正処理を施した後にデジタル信号に変換して後述するDSP42に入力する。CDS回路は、相関二重サンプリング処理により、CCD21が駆動することによって生じるノイズを除去しながら撮像信号を取得する。AGC回路は、CDS回路から入力される撮像信号を増幅する。A/D変換回路は、AGC回路から入力される撮像信号を所定のビット数のデジタルな撮像信号に変換し、DSP42に入力する。AFE33の駆動は、CPU34によって制御される。例えば、CPU34は、プロセッサ装置13のCPU40から入力される信号に基づいてAGC回路による撮像信号の増幅率(ゲイン)を調節する。
The
投光ユニット22,23は、挿入部15、操作部16、及びユニバーサルコード19内に挿通された第2光ファイバ35,36の先端が先端部20内で接続されている。投光ユニット22は通常光を、投光ユニット23は特殊光をそれぞれ照明光として出射する。
In the
投光ユニット22は蛍光体37を備えるとともに、第2光ファイバ35によって光源装置14から青色レーザー光が導光される。蛍光体37は、青色レーザー光の一部を吸収して緑色〜黄色に励起発光する蛍光体であり、例えばYAG系蛍光体、BAM(BaMgAl10O17)系蛍光体等からなる。投光ユニット22に導光された青色レーザー光は、蛍光体37に一部吸収されることにより、蛍光体37から緑色〜黄色の蛍光を発光させるとともに、一部は蛍光体37を透過する。したがって、投光ユニット22は、蛍光体37が発する緑色〜黄色の蛍光と、蛍光体37を透過した青色レーザー光とが合わさった擬似白色光(通常光)を照明光として被検体内に照射する。なお、蛍光体37を透過する青色レーザー光は、蛍光体37によって拡散されるため、投光ユニット22から照射される通常光は電子内視鏡12の視野内で均一である。
The
投光ユニット23は、光拡散部材38を備えるとともに、第2光ファイバ36によって光源装置14から青紫色レーザー光が導光される。光拡散部材38は、青紫色レーザー光を透過するとともに拡散する。したがって、投光ユニット23は、青紫色レーザー光を拡散させた青紫光を特殊光として被検体内に照射する。投光ユニット23が照射する特殊光は、光拡散部材38によって拡散されたものであるため、電子内視鏡12の視野内で均一である。
The
プロセッサ装置13は、CPU40、デジタル信号処理回路(DSP)42、デジタル画像処理回路(DIP)43、表示制御回路44、操作部45等を有する。
The
CPU40は、図示しないデータバスやアドレスバス、制御線を介して各部と接続されており、プロセッサ装置13の全体を統括的に制御する。ROM46にはプロセッサ装置13の動作を制御するための各種プログラム(OS,アプリケーションプログラム等)やグラフィックデータ等の各種データが記憶されている。CPU40は、ROM46から必要なプログラムやデータを読み出して、作業メモリであるRAM47に展開し、読み出したプログラムを逐次処理する。また、CPU40は、検査日時、被検体や術者の情報等の文字情報といった検査毎に変わる情報を、操作部45やLAN等のネットワークより取得し、RAM47に記憶する。
The
DSP42は、AFE33を介してCCD21から入力される撮像信号に対して色分離、色補間、ゲイン補正、ホワイトバランス調節、ガンマ補正等の各種信号処理を施して画像データを生成する。DSP42で生成された画像データは、DIP43の作業メモリに入力される。また、DSP42は、例えば生成した画像データの各画素の輝度を平均した平均輝度値等、照明光量の自動制御(ALC制御)に必要なALC制御用データを生成し、CPU40に入力する。
The
DIP43は、DSP42で生成された画像データに対して各種画像処理を施す回路であり、DIP43で各種画像処理が施された画像データは、観察画像としてVRAM48に一時的に記憶された後、表示制御回路44に入力される。
The
表示制御回路44は、VRAM48から観察画像を取得するとともに、CPU40からROM46及びRAM47に記憶されたグラフィックデータ等を受け取る。グラフィックデータ等には、観察画像のうち検体内が写された有効画素領域のみを表示させる表示マスク、検体及び術者の氏名等の情報や検査日時等の文字情報、GUIといったものがある。表示制御回路44は、観察画像に対してグラフィックデータ等の重畳処理を行うとともに、モニタ24の表示形式に応じたビデオ信号(コンポーネント信号、コンポジット信号等)に変換してモニタ24に出力する。これにより、モニタ24に観察画像が表示される。
The
操作部45は、プロセッサ装置13の筐体に設けられる操作パネル、マウスやキーボード等の周知の入力デバイスである。CPU40は、操作部45や電子内視鏡12の操作部16から入力される操作信号に応じて電子内視鏡システム11の各部を動作させる。
The
光源装置14は、光源として青色LD50と青紫色LD51の2つのレーザーダイオード(レーザー光源)と、青色LD50と青紫色LD51から発するレーザー光を合波するコンバイナ52と、合波したレーザー光を分岐する分岐カプラ53と、分岐カプラ53により分岐したレーザー光が導入される第1光ファイバ54,55と、第1光ファイバ54,55を内部に保持するソケット56と、CPU57とを備える。
The
青色LD50は、中心波長445nmの青色レーザー光を発光する。青色LD50が発する青色レーザー光は、コンバイナ52、分岐カプラ53、第1光ファイバ54、第2光ファイバ35などを介して投光ユニット22に導光され、蛍光体37に入射することによって擬似白色の通常光となって被検体内に照射される。
The
青紫色LD51は、中心波長405nmの青紫色レーザー光を発光する。青紫色LD51が発する青紫色レーザー光は、コンバイナ52、分岐カプラ53、第1光ファイバ55、第2光ファイバ36などを介して投光ユニット23に導光され、特殊光として検体内に照射される。
The blue-
青色LD50及び青紫色LD51の発光タイミングや発光量は、CPU57によって制御される。CPU57は、プロセッサ装置13のCPU40から入力されるALC制御用データに基づいて、観察に適切な光量となるように、青色LD50及び青紫色LD51の発光量をリアルタイムに自動制御する。
The
また、CPU57は、通常光観察を行う場合には青色LD50を点灯させることにより通常光のみを照明光として照射させ、特殊光観察を行う場合には、青色LD50と青紫色LD51を同時に点灯させることにより、検体内に通常光と特殊光を同時に照射する。特殊光観察の場合、通常光観察の場合よりも表層血管のコントラストが向上した観察画像が撮影される。
In addition, when performing normal light observation, the
ソケット56内には、第1光ファイバ54,55が保持されている。コネクタ18内には、第2光ファイバ35,36が保持されている。後述するように、コネクタ18がソケット56に接続されることにより、第1光ファイバ54,55と第2光ファイバ35,36とが接続される。第1光ファイバ54,55及び第2光ファイバ35,36には、例えばコア径が100μm以上の石英製マルチモードファイバが用いられている。
The first
図3に示すように、コネクタ18は、第2光ファイバ35,36を保持するコネクタ本体60と、外周部に配され、コネクタ本体60に対して回動自在なリングハンドル61と、リングハンドル61の内側に配され、コネクタ本体60に固定された金属外筒62とを有する。
As shown in FIG. 3, the
コネクタ本体60には、第2光ファイバ35,36が保持される2つの光ファイバ保持部63が設けられている。また、リングハンドル61の内周には一対のカム溝64が形成されている。カム溝64の一端は、リングハンドル61の端面から露呈している。金属外筒62の外周には、コネクタ挿入方向に沿う方向でガイドキー65が突設されている。ガイドキー65は、コネクタ18の接続相手となる後述のソケット56側に設けられるキー溝70に進入する。なお、コネクタ本体60に設けられる光ファイバ保持部63の個数は任意であり、ここでは一例として2個の構成を示している。また、コネクタ本体60には、電子内視鏡12へ送気・送水する図示しない管路、位置規制ピン等が設けられている。
The connector
図4に示すように、ソケット56は、錐形部66a、先端筒部66bを有する金属ハウジング66と、金属ハウジング66の内部に配設されるソケット本体67とを有する。金属ハウジング66及びソケット本体67は、光源装置14の筐体に固定されている。ソケット本体67には、コネクタ18の光ファイバ保持部63に対応する位置に、第1光ファイバ54,55が保持される2つの光ファイバ保持部68が設けられている。
As shown in FIG. 4, the socket 56 includes a
先端筒部66bの外周には、直径方向に突出する一対の係合ピン69が設けられる。係合ピン69は、コネクタ18のリングハンドル61に形成されたカム溝64に係合する。先端筒部66bの内周には、係合ピン69の裏側の位置でキー溝70が形成されている。このキー溝70は、コネクタ18の金属外筒62に設けられたガイドキー65を受け入れる。ガイドキー65及びキー溝70は、コネクタ18側の光ファイバ保持部63と、ソケット56側の光ファイバ保持部68との位置合わせのために設けられており、キー溝70の位置にガイドキー65の位置を合わせてコネクタ18をコネクタ挿入方向に沿ってソケット56側へ押し込むことより、光ファイバ保持部63,68に保持される第2光ファイバ35,36及び第1光ファイバ54,55がそれぞれ光学的に接続される。
A pair of engaging
コネクタ18及びソケット56を接続するときには、まず、ガイドキー65の位置にキー溝の位置を合わせながら、ソケット56側の先端筒部66bとコネクタ18側の金属外筒62とを係合させる。さらに、リングハンドル61の端面に係合ピン69を当接した状態で、リングハンドル61を回動操作すると、カム溝64の一端から係合ピン69が受け入れられる。そして、リングハンドル61を図中矢印P方向に回動操作すると、カム溝64に沿って係合ピン69が引き寄せられて、コネクタ18とソケット56とが接合される。
When connecting the
図5に示すように、本発明の光ファイバの接続構造71は、第1光ファイバ54を保持する光ファイバ保持部68と、ソケット56に設けられ、光ファイバ保持部68が組み込まれるホルダ部100と、第2光ファイバ35を保持する光ファイバ保持部63と、コネクタ18に設けられ、光ファイバ保持部63が組み込まれるホルダ部110とを備える。なお、第1光ファイバ55及び第2光ファイバ36についても同様に光ファイバ保持部68,63に保持されてソケット56のホルダ部100及びコネクタ18のホルダ部110にそれぞれ組み込まれ、光ファイバの接続構造71と同様に第1光ファイバ55及び第2光ファイバ36が接続される。
As shown in FIG. 5, the optical
図6〜図8に示すように、光ファイバ保持部68は、第1グレーデッドインデックスコリメータ(以下、GIコリメータと言う)81と、第1フェルール82と、保持筒83と、ネジ部材84と、コイルバネ85と、押圧部材86とを備えている。
As shown in FIGS. 6 to 8, the optical
第1フェルール82は、中心に軸方向に沿って貫通したファイバ挿入穴82aが設けられた円筒形状をしている。この第1フェルール82は、第1GIコリメータ81と同じ外径にされている。ファイバ挿入穴82aには、先端の被覆54aが剥がされた第1光ファイバ54が挿入され、接着剤によって固定されている。第1フェルール82の先端82bは、ファイバ挿入穴82aに挿入された第1光ファイバ54の先端とともに、凸球面状または平面状に研磨されている。
The
第1GIコリメータ81は、グレーデッドインデックスファイバ81aとグレーデッドインデックスファイバ81aを内蔵した円筒形状のフェルール81bとを備える。フェルール81bは、ジルコニアセラミックス製のものなどが用いられる。第1GIコリメータ81は、入射端面81cと出射端面81dとが、それぞれ凸球面状及び平面状に研磨されている。第1GIコリメータ81は、入射端面81cが第1フェルール82の先端82bに当接することにより、第1光ファイバ54とフィジカルコンタクト接続(以下、PC接続と言う)される。なお、入射端面81c及び出射端面81dの形状は、凸−凸、平−凸、凸−平、平−平のいずれの組み合わせであってもよい。
The
第1GIコリメータ81は、第1光ファイバ54よりも大きなコア径を有しているので、第1光ファイバ54は、先端が外気に触れることなく第1GIコリメータ81にPC接続することができる。これにより、第1光ファイバ54の先端に集塵効果が発生することはない。
Since the
また、第1GIコリメータ81は、第1光ファイバ54によって伝送されたレーザー光のビーム径を拡大してコリメートするので、第1GIコリメータ81の出射端面81dにおける光パワー密度は、第1光ファイバ54の先端よりも低くなる。これにより、出射端面81dのゴミや傷等によって接続損失が大幅に低下することはない。また、出射端面81dのゴミ等が燃えることによる第1GIコリメータ81の焼損、ファイバヒューズ現象による第1光ファイバ54の延焼も発生しない。更には、光パワー密度の低下によりレーザー光と空気中の有機物との光化学反応も低下するので、出射端面81dにおける集塵効果の発生も少なくなる。
Further, since the
保持筒83は、先端側保持筒83aと、基端側保持筒83bとを有する。先端側保持筒83aは、円筒形状に形成され、内周面先端側で第1GIコリメータ81の外周面に外嵌し、例えば接着剤によって第1GIコリメータ81に固定される。先端側保持筒83aは、第1GIコリメータ81の先端である出射端面81dよりも先端側に突出して固定されている。なお以下では、この第1GIコリメータ81に固定される保持筒83の先端側を、単に先端側と称し、第1GIコリメータ81に対する基端側を単に基端側と称する。基端側保持筒83bは、円筒形状に形成され、その内周面の先端側から順に、フェルール収納部87、フランジ収納部88、雌ネジ89が形成されている。フェルール収納部87の先端部87aは、内径が一段大きく形成されており、先端側保持筒83bの基端部に外嵌する。基端側保持筒83bの先端部87aが、先端側保持筒83bの基端部に外嵌することにより、先端側保持筒83aと、基端側保持筒83bとが一体化している。保持筒83は、例えば黄銅などの金属製である。
The holding
保持筒83には、第1GIコリメータ81の背後に第1フェルール82が収納され、第1フェルール82の背後には、押圧部材86が配される。第1フェルール82は、保持筒83の基端側から挿入され、先端側が先端側保持筒83aの内部に、基端側が基端側保持筒83bのフェルール収納部87に収納される。
In the holding
押圧部材86は、先端から順に、フランジ部90、円筒部91とを有する中空状に形成されており、例えばSUSなどの金属製である。円筒部91は、外径がコイルバネ85の内径に合わせて形成されており、コイルバネ85を挿通する。フランジ部90は、円筒部91より外径が大きく形成されており、コイルバネ85から付勢を受ける。
The pressing
ネジ部材84は、先端側から順に、ネジ部92、テーパー部93、基端部94を有する中空状に形成されており、例えば黄銅などの金属製である。ネジ部92は、円筒状の外周面に雄ネジ95が形成されている。ネジ部材84は、雄ネジ95が保持筒83の雌ネジ89と螺合することにより、保持筒83の基端側に固定される。ネジ部92の内周面には、押圧部材86と、この押圧部材86に挿通されたコイルバネ85が内部に収納される。テーパー部93は、ネジ部92の基端側から基端部94に向かって徐々に外径が小さくなるように形成されている。テーパー部93の内周面には、ネジ部92の内周面に対して外径が小さくなる段差部96が形成されており、この段差部96により、コイルバネ85がネジ部材84の基端側に離脱することを規制する。段差部96の基端側には、押圧部材86の基端部が収納される。
The
光ファイバ保持部68を組み立てるときには、例えば、先端側保持筒83aを第1GIコリメータ81に固定した後、先端側保持筒83aと基端側保持筒83bとを一体化し、基端側保持筒83bの基端側から第1光ファイバ54が固定された第1フェルール82を挿入する。さらに押圧部材86の内部に第1光ファイバ54を挿通させながら、コイルバネ85を挿通した押圧部材86を第1フェルール82の背後に挿入する。そして、第1光ファイバ54、押圧部材86及びコイルバネ85をネジ部材84の内部に挿通させながらネジ部材84の雄ネジ95と、保持筒83の雌ネジ89とを螺合させる。ネジ部材84の雄ネジ95が保持筒83の雌ネジ89に螺合したとき、コイルバネ85は、押圧部材86のフランジ部90と、ネジ部材84の段差部96との間に配される。これにより、コイルバネ85の付勢を受けて押圧部材86が第1フェルール82を第1GIコリメータ81側へ押圧するので、第1光ファイバ54の先端面が第1GIコリメータ81に密着した状態で接続される。
When assembling the optical
図5及び図9に示すように、ホルダ部100には、光ファイバ保持部68が組み込まれる。ホルダ部100は、外スリーブ101と、内スリーブ102と、固定筒103と、コイルバネ104とを備えている。外スリーブ101は、コネクタ18側のホルダ部110と係合する大径部101aと、内スリーブ102が嵌合する小径部101bと、大径部101aと小径部101bとの間に位置する段差部101cとを有する略円筒状に形成されている。
As shown in FIGS. 5 and 9, an optical
内スリーブ102は、外周面が外スリーブ101の内周面に嵌合するとともに内周面に光ファイバ保持部68の外周面が嵌合する。内スリーブ102は、その先端が、光ファイバ保持部68よりも先端側に突出して配されており、コネクタ18側に組み込まれた光ファイバ保持部63の先端部が係合する。これにより、内スリーブ102に光ファイバ保持部63の先端部が係合したとき、光ファイバ保持部63,68に保持される第1光ファイバ54,55と第2光ファイバ35,36とが内スリーブ102の軸方向と平行に配される。
The
図9及び図10に示すように、内スリーブ102には、内周面から切り欠かれた開口部であるスリット105が形成されている。このスリット105は、内スリーブ102の内周面から外周面へ貫通する直線状であり、内スリーブ102の中心軸に対して、軸方向と直交する鉛直方向に沿って形成されている。なお、内スリーブ102に形成される開口部としては、スリット105のような形状に限定するものではなく、少なくとも、内スリーブ102の内周面から切り欠かれた開口部であればよい。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
なお、外スリーブ101及び内スリーブ102の先端部には、コネクタ18及び光ファイバ保持部63を内周面に誘導するように、先端側から基端側へ徐々に内径が小さくなるテーパー101d,102aが形成されている。
In addition, at the distal end portions of the
固定筒103は、係合溝103aが外周面に形成された円筒状に形成されている。固定筒103の内周面には、外スリーブ101の小径部101bがスライド自在に挿入される。コイルバネ104は、外スリーブ101の小径部101bが挿通されるとともに、外スリーブ101の段差部101cと、固定筒103の先端面との間に配される。
The fixed
固定筒103は、係合溝103aがソケット本体67の開口部67a端縁に係合して固定されている。外スリーブ101は、内スリーブ102を介して光ファイバ保持部68が嵌合されるとともに、小径部101bがコイルバネ104を挿通して固定筒103の内周面に嵌合する。
The fixed
なお、図9に示すように、光ファイバ保持部63は、光ファイバ保持部68の第1GIコリメータ81、及び第1フェルール82に代えて、第1GIコリメータ81と同等のコア径を有する第2GIコリメータ111と、第2光ファイバ35が固定され、第2GIコリメータ111と同じ外径の第2フェルール112とを備え、これ以外の構成は光ファイバ保持部63と同じ部品とし、且つ光ファイバ保持部63と同様に組み立てられ、第2フェルール112を第2GIコリメータ111に押し付けた状態で第2光ファイバ35が保持される。この光ファイバ保持部63は、ホルダ部110に対して先端部が突出した状態で組み込まれている。
As shown in FIG. 9, the optical
コネクタ18及びソケット56を接続するとき、コネクタ18をソケット56側に押し込むとともにリングハンドル61を回転させると、ソケット56では、大径部101aが小径部101bよりも先端側に位置しているため、先ずは大径部101aの内周面にコネクタ18側のホルダ部110の外周面が係合し、続いて内スリーブ102の内周面にホルダ部110に組み込まれた光ファイバ保持部63の先端部が係合する。内スリーブ102の内周面に光ファイバ保持部63の先端部が係合して、第1光ファイバ54,55と第2光ファイバ35,36とが接続される。さらにこのとき、ホルダ部100とホルダ部110との係合、または内スリーブ102と光ファイバ保持部63との係合による衝撃をコイルバネ104が吸収する。
When the
図10に示すように、電子内視鏡12のコネクタ18と、光源装置14のソケット56とは、頻繁に着脱されるため、ソケット56の組み込まれる内スリーブ102に塵埃などのゴミ106が付着しやすいが、上述したように、本発明の光ファイバの接続構造71では、内スリーブ102にスリット105が形成されているため、内スリーブ102の内部に一時的にゴミ106が付着したとしても、スリット105を通って外部に排出されやすい。特に、スリット105は、鉛直方向に沿って形成されているため、ゴミ106がその自重により自然落下しやすくなっている。あるいは、ゴミ106が内スリーブ102内に付着したとしても、エアー吹き付け装置などにより内スリーブ102内へエアーを吹き付けると、スリット105に沿ってゴミ106が排出されやすい。このようにして、内スリーブ102内にゴミ106が溜まることを防ぐことができるので、光源装置14側の内スリーブ102と、内視鏡側の光ファイバ保持部63との係合を妨げることがなく、第1光ファイバ54,55と第2光ファイバ35,36とが同士がスムーズに接続される。さらに、内スリーブ102と光ファイバ保持部63とが確実に係合して位置合わせがなされるため、第1光ファイバ54,55と第2光ファイバ35,36との接続で伝送損失を小さくすることができる。
As shown in FIG. 10, since the
上記第1実施形態では、内スリーブ102に開口部としてのスリット105を形成しているが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、外スリーブ101にもスリット105と連続するスリットを形成してもよい。
In the first embodiment, the
上記第1実施形態においては、一方の光ファイバ保持部68に外嵌され、コネクタ18とソケット56とが接続されるとき、他方の光ファイバ保持部63と係合する内スリーブ102を光源装置14側のソケット56に備えた構成について説明しているが、本発明はこれに限るものではなく、光ファイバ保持部63に外嵌され、コネクタ18とソケット56とが接続されるとき、光ファイバ保持部68と係合するスリーブを電子内視鏡12側のコネクタ18に備えた構成としてもよい。
In the first embodiment, when the
上記第1実施形態では、コネクタ18、ソケット56には、それぞれ2個ずつの光ファイバ保持部63,68及びこれらが組み込まれるホルダ部100,110が設けられているが、これらの個数は、内視鏡の先端部に設けられる投光ユニット、光源装置に内蔵されるレーザー光源の個数によって適宜変更される。
In the first embodiment, the
11 電子内視鏡システム
12 電子内視鏡
14 光源装置
15 挿入部
18 コネクタ
21 CCD
35,36 第2光ファイバ
37,38 蛍光体
50 青色LD(レーザー光源)
51 青紫色LD(レーザー光源)
54,55 第1光ファイバ
56 ソケット
63 光ファイバ保持部(第2保持部)
68 光ファイバ保持部(第1保持部)
100,110 ホルダ部
101 外スリーブ
102 内スリーブ
105 スリット
DESCRIPTION OF
35, 36 Second
51 Blue-violet LD (Laser light source)
54, 55 First optical fiber 56
68 Optical fiber holder (first holder)
100, 110
Claims (6)
前記第1光ファイバを保持する第1保持部と、
前記第2光ファイバを保持する第2保持部と、
前記第1光ファイバ及び前記第2光ファイバの接続部分に配され、前記第1保持部及び前記第2保持部のうち一方の外周面に嵌合し、且つ先端が突出して配設され、前記第1保持部及び前記第2保持部の他方と係合するスリーブであり、内周面から切り欠かれた開口部を有するスリーブとを備えることを特徴とする光ファイバの接続構造。 An endoscope that is inserted into a specimen and has an insertion portion provided with a phosphor for irradiating illumination light by being excited by laser light; a light source device that includes a laser light source and is connected to the endoscope A first optical fiber that is built in the light source device and that guides the laser light emitted from the light source, and a second optical fiber that is built in the endoscope and leads to the phosphor In the optical fiber connection structure for connecting
A first holding unit for holding the first optical fiber;
A second holding unit for holding the second optical fiber;
The first optical fiber and the second optical fiber are arranged at a connecting portion, fitted to one outer peripheral surface of the first holding part and the second holding part, and a tip projectingly disposed, An optical fiber connection structure comprising: a sleeve that engages with the other of the first holding part and the second holding part, and a sleeve having an opening cut out from an inner peripheral surface.
検体内に挿入される挿入部と、前記挿入部の先端部に設けられ、レーザー光により励起して照明光を照射するための蛍光体と、前記第2光ファイバと、前記第2光ファイバを内部に保持し、前記ソケットと着脱自在に接続するコネクタとを有する内視鏡と、
を備えた内視鏡システムであり、
請求項1〜5のいずれか1項記載の光ファイバの接続構造を用い、前記第1保持部及び前記第2保持部のうち一方の外周面に嵌合する前記スリーブを有しており、前記コネクタ及び前記ソケットが接続したとき、前記スリーブと、前記前記第1保持部及び前記第2保持部の他方との係合により、前記第1光ファイバと前記第2光ファイバとを接続することを特徴とする内視鏡システム。 A light source device having the laser light source, the first optical fiber, and a socket for holding the first optical fiber therein;
An insertion portion to be inserted into a specimen, a phosphor provided at a distal end portion of the insertion portion, which is excited by laser light to irradiate illumination light, the second optical fiber, and the second optical fiber An endoscope having a connector held inside and detachably connected to the socket;
An endoscope system comprising
The optical fiber connection structure according to any one of claims 1 to 5, wherein the sleeve is fitted to one outer peripheral surface of the first holding part and the second holding part, When the connector and the socket are connected, the first optical fiber and the second optical fiber are connected by engagement between the sleeve and the other of the first holding part and the second holding part. A featured endoscope system.
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