JP2014144127A - 内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】容易に製造できてコストダウンが図れ、取り扱いも容易にできて、被観察物からの信号光を検出部に効率よく伝送できる内視鏡を提供する。
【解決手段】挿入先端部１２の先端面１２ａから後退して配置された検出部１４を備え、先端面１２ａと検出部１４との間の光導波路３２が金属光導波路構造からなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、内視鏡に関するものである。

内視鏡においては、被観察物からの反射光等の信号光を有効に検出することが要求される。その一つの構成として、例えば特許文献１に開示された内視鏡が知られている。この内視鏡は、走査型のもので、挿入先端部の中央部に照明光を走査する照明部が配置され、その周囲にフォトダイオードからなる環状の検出部が配置されている。検出部は、挿入先端部の先端面から後退した位置に配置され、検出部と挿入先端部の先端面との間の光導波路は、円筒状のコアをその内周面及び外周面から円筒状のクラッドで挟む多層光導波路構造で構成されている。

特許文献１に開示の内視鏡によると、被観察物からの光を検出部に導く光導波路が光ファイバと同様の原理からなる多層光導波路構造で構成されているので、挿入先端部の先端面に入射する信号光を低損失で検出部に伝送することが可能となる。

また、他の構成として、例えば被観察物からの信号光をバンドル状の検出ファイバで受光する内視鏡において、検出ファイバの入射端面を挿入先端部の先端面から後退して配置するとともに、先端面から一部突出して集光レンズを配置し、該集光レンズを経て被観察物からの信号光を、先端面から突出させない場合と比較して低損失で、検出ファイバの入射端面に入射させる構成が想定される。

かかる構成の内視鏡によると、集光レンズの一部が挿入先端部の先端面から突出しているので、被観察物からの信号光を有効に集光して検出ファイバに入射させることが可能となる。

特許第４６４８９２４号公報

しかしながら、前者の特許文献１に開示の内視鏡においては、多層光導波路構造を円筒状に形成する必要があることから、製造が困難でコストアップを招くことが懸念される。また、後者の集光レンズを用いる内視鏡においては、集光レンズの一部が先端面から突出するため、集光レンズを破損させないように注意を要し、取り扱いが面倒になることが懸念される。

なお、内視鏡の挿入先端部を水密にする構成として、例えば被観察物からの信号光をバンドル状の検出ファイバで受光する内視鏡において、検出ファイバの入射端面と挿入先端部の先端面との間の光導波路に透明な接着剤を充填することが想定される。しかし、この場合、接着剤を充填する光導波路を形成する枠部材の一部が、例えば内視鏡外枠等の黒色処理された樹脂等からなる筒状部材の内周面により形成されていると、枠部材によって信号光が吸収されて明るさの低下やムラが発生することが懸念される。

したがって、上述した点に鑑みてなされた本発明の目的は、容易に製造できてコストダウンが図れ、しかも取り扱いも容易にできて、被観察物からの信号光を検出部に効率よく伝送できる内視鏡を提供することにある。

上記目的を達成する本発明に係る内視鏡は、
挿入先端部の先端面から後退して配置された照明部又は検出部を備え、
前記先端面と前記照明部又は前記検出部との間の光導波路が金属光導波路構造からなる、ことを特徴とするものである。

前記照明部又は前記検出部は、前記挿入先端部において環状に配置されてもよい。

前記検出部は、前記金属光導波路構造からなる前記光導波路の射出端面に配置された光検出器を備えてもよい。

前記挿入先端部は水密に構成されるとよい。

本発明によれば、容易に製造できてコストダウンが図れ、しかも取り扱いも容易にできて、被観察物からの信号光を検出部に効率よく伝送できる内視鏡を提供することか可能となる。

第１実施の形態に係る内視鏡の挿入先端部の要部の概略構成を示す斜視図である。 図１の挿入先端部の挿入軸方向に沿った断面図である。 信号光の検出強度のシミュレーション結果を示す図である。 第２実施の形態に係る内視鏡の挿入先端部の要部の概略構成を示す斜視図である。 図４の光導波路部材の斜視図である。 図４のVI-VI線断面図である。 第３実施の形態に係る内視鏡の挿入先端部の要部の概略構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。

（第１実施の形態）
図１及び図２は、第１実施の形態に係る内視鏡の挿入先端部の要部の概略構成を示すもので、図１は斜視図、図２は挿入先端部の挿入軸方向に沿った断面図である。本実施の形態に係る内視鏡１１は、走査型のもので、挿入先端部１２に被観察物（図示せず）に照明光を照射する照明部１３と、被観察物からの信号光を受ける検出部１４とを備えている。

照明部１３は、内筒２１、光ファイバ２２、アクチュエータ２３、複数のレンズ２４〜２６を含んで構成される。内筒２１は、例えばステンレス等の金属で構成され、挿入先端部１２の外筒２７と同心状に配置される。なお、外筒２７は、例えば黒色処理されたテフロン（登録商標）等の樹脂で構成される。光ファイバ２２は、射出端部が内筒２１内に配置されて、アクチュエータ２３により振動される。レンズ２４〜２６は、内筒２１の先端部に水密に保持される。

照明部１３は、光ファイバ２２の射出端部をアクチュエータ２３により振動させながら、光ファイバ２２から射出される照明光をレンズ２４〜２６を経て被観察物に照射する。これにより、被観察物は、照明光によってラスタ走査、スパイラル走査等の２次元走査される。なお、アクチュエータ２３は、永久磁石及びコイルを用いる電磁方式や圧電素子を用いる圧電方式等の公知の方式で構成される。

検出部１４は、断面環状のバンドルからなる検出ファイバ３１を含んで構成される。検出ファイバ３１は、入射端面３１ａが挿入先端部１２の先端面１２ａから後退して、外筒２７の内周面と内筒２１の外周面との間に環状に配置される。したがって、本実施の形態において、挿入先端部１２の先端面１２ａと検出ファイバ３１の入射端面３１ａとの間で、外筒２７の内周面と内筒２１の外周面との間の環状領域は、被観察物からの信号光を入射端面３１ａに伝送する光導波路３２として機能する。なお、光導波路３２の長さ、すなわち挿入先端部１２の先端面１２ａからの検出ファイバ３１の入射端面３１ａの後退量Ｌは、例えば０．３ｍｍ程度である。

光導波路３２において、内筒２１の外周面及び外筒２７の内周面には、それぞれ金属皮膜２１ａ及び２７ａが形成される。つまり、光導波路３２は、金属光導波路構造からなる。金属皮膜２１ａ、２７ａは、例えば銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ロジウム（Ｒｈ）等からなり、例えば蒸着やスパッタリング等により形成される。なお、金属皮膜２７ａは、外筒２７が例えばテフロン（登録商標）で構成されている場合は、テフロン（登録商標）自体は接着性が悪いので、表面にプラズマ処理により酸化層を形成してからスパッタリングにより形成するとよい。また、光導波路３２には、信号光に対して透明な接着剤３３が充填される。これにより、挿入先端部１２は、水密に構成される。

図３は、検出ファイバ３１による信号光の検出強度のシミュレーション結果を比較して示す図である。なお、図３において、横軸は照明部１３による照明光の画角を示し、縦軸は信号光の検出強度のピーク値に対する強度比を示す。曲線Ａは、本実施の形態に係る内視鏡１１において、金属皮膜２１ａ、２７ａの反射率を１００％、つまり、光導波路３２を構成する内筒２１の外周面及び外筒２７の内周面を鏡面とした場合の検出強度を示す。曲線Ｂは、図１及び図２に示す構成において、金属皮膜２１ａ、２７ａを形成せず、内筒２１の外周面の反射率が５０％、外筒２７の内周面の反射率が０％とした場合の検出強度を示す。曲線Ｃは、図１及び図２に示す構成において、金属皮膜２１ａ、２７ａを形成せず、検出ファイバ３１の入射端面３１ａを挿入先端部１２の先端面１２ａに合わせた場合、つまり光導波路３２を形成しない場合の検出強度を示す。

図３から明らかなように、本実施の形態に係る内視鏡１１によると、曲線Ｂの場合と比較して、被観察物からの信号光を、曲線Ｃの場合と同様に検出ファイバ３１に効率よく伝送することができる。また、光導波路３２は、金属光導波路構造からなるので、光ファイバのような多層光導波路構造と比較して、容易に製造でき、コストダウンが図れる。しかも、光導波路３２は、挿入先端部１２の先端面１２ａから突出しないので、内視鏡１１の取り扱いも容易になる。また、光導波路３２には、接着剤３３が充填されて、挿入先端部１２が水密に構成されているので、種々の被観察物の観察が可能となる。

（第２実施の形態）
図４〜図６は、第２実施の形態に係る内視鏡の挿入先端部の要部の概略構成を示すもので、図４は斜視図、図５は図４の部分斜視図、図６は図４のVI-VI線断面図である。本実施の形態に係る内視鏡５１は、走査型のもので、挿入先端部５２に被観察物（図示せず）に照明光を照射する照明部５３と、被観察物からの信号光を受ける２つの検出部５４及び５５とを備えている。

挿入先端部５２は、例えば黒色処理されたテフロン（登録商標）等の樹脂で構成される。照明部５３は、内筒６１、光ファイバ６２、アクチュエータ６３、複数のレンズ６４〜６６を有し、第１実施の形態の場合と同様に構成されて、被観察物を照明光により走査する。なお、内筒６１は、例えばステンレス等の金属からなり、挿入先端部５２に水密に保持される。

検出部５４及び５５は、断面円形状のバンドルからなる検出ファイバ７１及び７２を含んで構成される。検出ファイバ７１は、入射端面７１ａが挿入先端部５２の先端面５２ａから、例えば０．３ｍｍ程度後退して挿入先端部５２に保持される。同様に、検出ファイバ７２は、入射端面７２ａが挿入先端部５２の先端面５２ａから、例えば０．３ｍｍ程度後退して挿入先端部５２に保持される。

検出ファイバ７２の入射端面７２ａと挿入先端部５２の先端面５２ａとの間の断面円形状の光導波路７３には、光導波路部材７５が水密に充填される。同様に、検出ファイバ７３の入射端面７３ａと挿入先端部５２の先端面５２ａとの間の断面円形状の光導波路７４には、光導波路部材７６が水密に充填される。したがって、挿入先端部５２は、全体が水密に構成される。

光導波路部材７５は、図５に部分斜視図をも示すように、円柱状の平行平板ガラス７５ａと、その周面に形成された金属皮膜７５ｂとを有する金属光導波路構造からなる。金属皮膜７５ｂは、例えば銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、水銀（Ｈｇ）等からなり、例えば蒸着等により形成される。なお、金属皮膜７５ｂの表面には、剥離防止剤を塗布してもよい。光導波路部材７６も、光導波路部材７５とも同様に構成される。

本実施の形態に係る内視鏡５１によると、第１実施の形態の内視鏡１１と同様の効果が得られる。特に、本実施の形態においては、検出部５４及び５５を構成する検出ファイバ７１及び７２が、それぞれ断面円形状のバンドルからなるので、第１実施の形態と比較して、製造がより容易になる利点がある。

（第３実施の形態）
図７は、第３実施の形態に係る内視鏡の挿入先端部の要部の概略構成を示すもので、図６に相当する断面図である。本実施の形態に係る内視鏡８１は、第２実施の形態に係る内視鏡５１の構成において、検出ファイバ７１及び７２に代えて、フォトダイオード等からなる光検出器８２及び８３が挿入先端部５２の先端面５２ａから後退して配置されて検出部５４及び５５が構成される。また、光検出器８２及び８３の受光面と先端面５２ａとの間の光導波路７３及び７４には、それぞれ光導波路部材７５及び７６が水密に充填される。すなわち、本実施の形態に係る内視鏡８１は、第２実施の形態において、光導波路部材７５及び７６の射出端面に、検出ファイバ７１及び７２に代えて光検出器８２及び８３をそれぞれ配置したものである。その他の構成は、第２実施の形態と同様であるので、第２実施の形態と同一構成要素には同一参照符号を付して説明を省略する。

したがって、本実施の形態に係る内視鏡８１においても、上記実施の形態と同様の効果が得られる。特に、本実施の形態においては、挿入先端部５２に光検出器８２及び８３を配置することで、光導波路部材７５及び７６を経て伝送される被観察物からの信号光が、検出ファイバを介することなく光検出器８２及び８３で直接受光されて光電変換される。したがって、検出ファイバによる信号光の透過ロスが生じないので、信号光をより高感度で検出することが可能となる。

なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、第２又は第３実施の形態においては、光導波路７３及び７４に光導波路部材７５及び７６を充填するのに代えて、光導波路７３及び７４の内周面に第１実施の形態の場合と同様に金属皮膜を形成し、必要に応じて透明な接着剤を充填して、金属光導波路構造としてもよい。また、第２又は第３実施の形態において、挿入先端部の検出部は２個に限らず、１個又は３個以上としてもよい。さらに、上記実施の形態において、挿入先端部は、水密構造に限らず、用途等に応じて適宜変更可能である。したがって、例えば第１実施の形態においては、光導波路３２への接着剤３３の充填を省略することができる。

また、本発明は、走査型内視鏡に限らず、被観察物を照明部により照明して、その像を検出部において結像する結像型にも適用することができる。この場合は、照明部を挿入先端部の先端面から後退して環状又は円状に配置し、照明部からの照明光を環状又は円状の金属光導波路構造からなる光導波路を経て挿入先端部の先端面から射出させて被観察物を照明することができる。

１１、５１、８１ 内視鏡
１２、５２ 挿入先端部
１２ａ、５２ａ 先端面
１３、５３ 照明部
１４、５４、５５ 検出部
２１ 内筒
２７ 外筒
２１ａ、２７ａ 金属皮膜
３１、７１、７２ 検出ファイバ
３２、７３、７４ 光導波路
３３ 接着剤
７５、７６ 光導波路部材
７５ａ 平行平板ガラス
７５ｂ 金属皮膜
８２、８３ 光検出器

Claims (4)

1. 挿入先端部の先端面から後退して配置された照明部又は検出部を備え、
   前記先端面と前記照明部又は前記検出部との間の光導波路が金属光導波路構造からなる、ことを特徴とする内視鏡。
2. 前記照明部又は前記検出部は、前記挿入先端部において環状に配置されている、請求項１に記載の内視鏡。
3. 前記検出部は、前記金属光導波路構造からなる前記光導波路の射出端面に配置された光検出器を備える、請求項１又は２に記載の内視鏡。
4. 前記挿入先端部は水密に構成されている、請求項１、２又は３に記載の内視鏡。
   

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