JP2015019688A

JP2015019688A - 内視鏡およびその光ファイバ束の固定方法

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Publication number: JP2015019688A
Application number: JP2013147534A
Authority: JP
Inventors: 雅昭有田; Masaaki Arita; 直人松尾; Naoto Matsuo
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-07-16
Filing date: 2013-07-16
Publication date: 2015-02-02

Abstract

【課題】接着剤による接着固定範囲を適切化し得る内視鏡を提供する。【解決手段】光源の出射光を挿入部の先端に導くために複数本の光ファイバを束ねた光ファイバ束を挿入部の先端側で固定する保護管を設ける。保護管に光ファイバ束を挿入しかつ照射方向側に所定長出し、その部分に硬化速度の速い第１の接着剤を塗布し、光ファイバ束を保護管内に戻し、再度出して第１の接着剤を硬化させる。硬化させた第１の接着剤の上に第２の接着剤を塗布し、光ファイバ束を保護管内に戻して第２の接着剤を硬化させる。第２の接着剤が各光ファイバ間の隙間に染み込むことが阻止され、第２の接着剤による光ファイバ束の固定範囲が広がることを防止し得る。【選択図】図４

Description

本発明は、外部から直接観察できない観察対象の内部を撮像する内視鏡に関し、特に内視鏡の基端側に配置された光源の出射光を内視鏡の挿入部に導く光ファイバを設けた内視鏡およびその光ファイバ束の固定方法に関する。

従来、内視鏡では、観察対象の内部（体腔内等）に挿入する挿入部の先端から光を照射する照明装置を設けたものがある。この照明装置により、施術者は観察対象の内部を照らしながら内視鏡による観察や撮影等を行うことが可能となっている。

この種の内視鏡として、内視鏡本体において挿入部の基端側に設けられた操作部に光源としての発光素子を内蔵し、発光素子が出射する光を挿入部の先端に伝送する光ファイバ束を備える構成が開示されている（特許文献１）。

光ファイバには例えば１本の径が５０μｍという細径のものが用いられるため、光ファイバの複数本を１束として出射面の面積をある程度の大きさに確保する。その場合には、複数本の光ファイバ同士を接着材で固めるとよく、その光ファイバの束を筒状の保護管内に収めた状態で接着固定したものがある（特許文献２）。

特開２００６−０８７９０２号公報特開２００７−１９００９０号公報

特許文献２には、保護管内に光ファイバの束を挿入した状態で接着剤により接着固定する場合に、接着剤として例えばエポキシ系接着剤（EPOXY TECHNOLOGY INC. 社製、３５３ＮＤ−４）を用いることが記載されている。

上記した３５３ＮＤ−４のような熱硬化型接着剤を用いて光ファイバの束を保護管内に接着固定する場合の一例を、図６を参照して説明する。図６（ａ）に示されるように、先ず、複数本（例えば７本）の光ファイバを束ねた光ファイバ束４１を筒状の保護管４２内に挿入し、さらに光ファイバ束４１を送り出し、光ファイバ束４１の挿入方向先端側を所定長だけ保護管４２から外に露出させる。その光ファイバ束４１の露出させた先端部分４１ａに、図６（ｂ）に示されるように熱硬化型接着剤（例えば３５３ＮＤ）４４を所定量塗布する。次に、図の矢印Ａに示されるように光ファイバ束４１を戻し、図６（ｃ）に示されるように先端部分４１ａを保護管４２内に入れる。なお、先端部分４１ａの先端を少し露出させておく。そして、熱硬化型接着剤４４を所定温度で所定時間加熱し、熱硬化させる。

熱硬化型接着剤４４が硬化し、光ファイバ束４１が保護管４２に接着力により固定されたら、図６（ｄ）に示されるように、光ファイバ束４１の保護管４２から露出している部分を切除し、照射面として研磨する。このようにして、保護管４２に挿入状態で固定されかつ保護管４２の端面と同一面となる照射面が形成された光ファイバ束４１が完成する（図６（ｅ））。

しかしながら、熱硬化型接着剤４４は硬化前の常温状態では液状であり、その状態で先端部分４１aに塗布された熱硬化型接着剤４４は硬化のための温度上昇により粘度が低下し、毛細管現象により光ファイバ束４１の各光ファイバ間の隙間に染み込むようになる。そして、光ファイバ間の隙間に染み込んだ熱硬化型接着剤４４が、図６（ｃ）・（ｄ）に示されるように保護管４２の外に染み出す場合がある。そのように保護管４２の外に染み出した部分が熱処理により硬化すると、保護管４２内の接着固定部分の他に、保護管４２の外で硬化した延出硬化部分４４ａが生じてしまう。その場合には、光ファイバ束４１の自由度が延出硬化部分４４ａの長さ分だけ損なわれてしまい、光ファイバ束４１の引き回しを設計通りに行うことが困難となる。また、レイアウト上保護管４２から出た所で曲げが生じる場合に、延出硬化部分４４ａの長さ分だけ曲げに余裕が無くなり、図６（ｅ）の二点鎖線で示されるように延出硬化部分４４ａから急角度で曲げられてしまう場合には減衰が大きくなるという問題が生じる。

本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、照明用として用いる複数本の光ファイバを接着固定する内視鏡において、接着剤による接着固定範囲を適切化し得る内視鏡およびその光ファイバ束の固定方法を提供することにある。

本発明の内視鏡は、挿入部と、前記挿入部の基端側に配置された光源と、前記光源の出射光を前記挿入部の先端に導くための複数本の光ファイバを束ねた光ファイバ束と、前記挿入部の先端側に配設されかつ前記光ファイバ束を挿入状態で固定するための筒状の保護管とを有する内視鏡であって、前記光ファイバ束は、前記保護管内に接着剤により固定されており、前記接着剤は、前記光ファイバ束に塗布されかつ前記光ファイバ間の隙間に染み込んで硬化した第１の接着剤と、硬化状態の前記第１の接着剤の上に塗布されかつ前記保護管と接着された第２の接着剤とからなる構成とする。

本発明によれば、先に塗布した第１の接着剤が光ファイバ束に染み込んで硬化した状態になった後に、第２の接着剤を塗布することから、第２の接着剤が各光ファイバ間の隙間に染み込むことが阻止され、第２の接着剤による光ファイバ束の固定範囲が広がることを防止し得る。

本発明によるレンズユニットが適用された内視鏡の全体構成図内視鏡における挿入部先端部分の内部構造を透視して示す斜視図挿入部先端部分の内視鏡の外筒を切断して内部構造を示す要部破断断面図（ａ）〜（ｄ）は、光ファイバ束へのＵＶ硬化型接着剤の固定要領を示す説明図（ａ）〜（ｄ）は、光ファイバ束の保護管への接着固定要領を示す説明図（ａ）〜（ｅ）は、従来の光ファイバ束と保護管との接着固定要領を示す説明図

前記課題を解決するためになされた第１の発明は、挿入部と、前記挿入部の基端側に配置された光源と、前記光源の出射光を前記挿入部の先端に導くための複数本の光ファイバを束ねた光ファイバ束と、前記挿入部の先端側に配設されかつ前記光ファイバ束を挿入状態で固定するための筒状の保護管とを有する内視鏡であって、前記光ファイバ束は、前記保護管内に接着剤により固定されており、前記接着剤は、前記光ファイバ束に塗布されかつ前記光ファイバ間の隙間に染み込んで硬化した第１の接着剤と、硬化状態の前記第１の接着剤の上に塗布されかつ前記保護管と接着された第２の接着剤とからなる構成とする。

これによると、先に塗布した第１の接着剤が光ファイバ束に染み込んで硬化した状態になった後に、第２の接着剤を塗布することから、第２の接着剤が各光ファイバ間の隙間に染み込むことが阻止され、第２の接着剤による光ファイバ束の固定範囲が広がることを防止し得る。

また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記第１の接着剤は前記第２の接着剤よりも硬化速度が速い構成とする。

これによると、硬化速度の速い第１の接着剤を先に塗布することにより、光ファイバ束の各光ファイバ間の隙間に第１の接着剤が染み込んでも、硬化速度が速いため広がることを抑制できる。

また、第３の発明は、前記第１または第２の発明において、前記第１の接着剤はＵＶ硬化型の接着剤であり、前記第２の接着剤は熱硬化型の接着剤である構成とする。

これによると、第１の接着剤と第２の接着剤との硬化処理方法が異なることから、第２の接着剤の硬化処理において第１の接着剤が影響を受けることがなく、特に、第１の接着剤に耐熱性の高いＵＶ硬化型の接着剤を用いることにより、第２の接着剤の熱硬化処理を何等問題無く実施できる。

また、第４の発明は、挿入部と、前記挿入部の基端側に配置された光源と、前記光源の出射光を前記挿入部の先端に導くための複数本の光ファイバを束ねた光ファイバ束と、前記挿入部の先端側に配設されかつ前記光ファイバ束を挿入状態で固定するための筒状の保護管とを有する内視鏡の光ファイバ束の固定方法であって、第１の接着剤を前記光ファイバ束に塗布して硬化させる過程と、前記光ファイバ間の隙間に染み込んで硬化した前記第１の接着剤の上に第２の接着剤を塗布する過程と、前記第２の接着剤を硬化させて前記光ファイバ束を前記保護管内に固定する過程とを有する構成とする。

また、第５の発明は、前記第４の発明において、前記第１の接着剤は、前記光ファイバ束を前記保護管から照射方向に所定長出した先端部分に塗布されている構成とする。

これによると、光ファイバ束を保護管に挿入し、さらに照射方向へ所定長出し、その先端部分に第１の接着剤を塗布することから、塗布後に光ファイバ束を保護管内に戻すことにより、第１の接着剤の塗布形状を保護管により整形することができ、第１の接着剤の塗布時に整形する必要が無く、塗布作業を簡略化し得る。

また、第６の発明は、前記第５の発明において、前記第１の接着剤は、前記先端部分に塗布された前記光ファイバ束を前記保護管内に戻した後に再度照射方向に出してから硬化処理されている構成とする。

これによると、第１の接着剤が塗布された光ファイバ束を保護管内に戻すことにより第１の接着剤の塗布形状が整形され、再び光ファイバを照射方向に出して第１の接着剤を硬化させることから、第１の接着剤を保護管により整形された形状で硬化させることができる。

また、第７の発明は、前記第４乃至第６のいずれかの発明において、前記第２の接着剤は、前記硬化処理された前記第１の接着剤の上に塗布された状態で前記光ファイバ束を前記保護管内に戻した後に硬化処理されている構成とする。

これによると、保護管に戻すことにより整形された状態の第１の接着剤を硬化させた後に第２の接着剤を塗布し、その状態で光ファイバ束を保護管に戻して第２の接着剤を硬化させることから、第１の接着剤の硬化状態が第２の接着剤の下地となり、かつ硬化状態の第１の接着剤と保護管の内周面との間に大きな隙間が生じないため、第２の接着剤の塗布量を必要最小限とすることができる。例えば、第２の接着剤が光ファイバ束の第１の接着剤による硬化部分からはみ出したとしても、その量は少なく、毛細管現象により光ファイバ間の隙間に浸透して硬化する範囲が大きくなることがない。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明によるレンズユニットが適用された内視鏡の全体構成図であり、図２は内視鏡における挿入部先端部分の内部構造を透視して示す斜視図であり、図３は、挿入部先端部分の内視鏡の外筒を切断して内部構造を示す要部破断断面図である。

図１に示すように、内視鏡１は、医療用として用いられる極細の軟性鏡であり、特に血管等の狭い空間の観察に用いられるものである。内視鏡１は、照明用の光源（例えば白色ＬＥＤ）３０が内蔵された本体部２と、この本体部２から前方に延設された挿入部３とから主として構成される。ユーザは、本体部２の後部２ａをビデオプロセッサ４の接続口５に挿入することにより、図示しない本体部２側の端子とビデオプロセッサ４側の端子とを電気的に接続することができる。これにより、内視鏡１は、ビデオプロセッサ４との間で電力受給や各種信号（映像信号、制御信号など）の送受信が可能となる。なお、ビデオプロセッサ４は周知の機能を有しており、ユーザは、ビデオプロセッサ４を図示しない映像表示用のモニタやプリンタに接続することにより、内視鏡１からの映像信号に基づく映像を表示したり、画像を印刷したりすることができる。

挿入部３は、観察対象（ここでは、人体）の内部に挿入される部位であり、小径（例えば約１．８ｍｍ）の円形断面を有すると共に、観察対象に応じて必要な長さ（例えば４ｍ）に設定されている。挿入部３は、本体部２に後端が接続された可撓性の軟性部１１と、この軟性部１１の前端に連なり先端部を形成する高剛性の硬性部１２とを有している。

図２および図３に示すように、軟性部１１の外周部は、可撓性の材料（ここでは、合成樹脂材料）からなる円筒状の軟性外筒１３により形成されており、また、硬性部１２の外周部は、剛性の高い部材（ここでは、金属）からなる円筒状の硬性外筒１４により形成されている。軟性外筒１３の外径は硬性外筒１４の内径と略同一に設定されており、軟性外筒１３の先端は硬性外筒１４の後部開口に嵌め込まれている。また、硬性外筒１４内の前部開口側にはレンズユニットホルダ２１が取り付けられており、レンズユニットホルダ２１には、対物光学系をなすレンズユニット３１が内蔵されている。硬性外筒１４内の前部開口部には透光性の材料（光学材料）からなる円板状の先端カバー２２が取り付けられている。本実施の形態において、レンズユニット３１には、同一径の例えば４枚の光学レンズ（図示省略）が、単一の内径を有する円筒状のレンズ枠体（図示省略）に互いに軸方向に密接状態で組み込まれている。

硬性外筒１４の軸線方向中間部には、硬性外筒１４に対して軸線方向にスライド自在に支持された円環状部材２９が設けられており、硬性外筒１４の後端には撮像ユニット２８が同軸かつ一体的に設けられている。なお、円環状部材２９によりレンズユニット３１に対する撮像ユニット２８との焦点位置調整を行うことができる。

撮像ユニット２８は、観察部位の撮像に供されるものであり、上記したレンズユニット３１と、このレンズユニット３１の後側に配置され、レンズにより集光された光を受光する固体撮像素子（ここでは、ＣＭＯＳ）３２と、この固体撮像素子３２の後面側に折り畳まれた状態で接続された平型のフレキシブルケーブル３３とを有している。

フレキシブルケーブル３３の後部には、撮像ユニット２８と本体部２（図１参照）との間の電力および各種信号の伝送に供される電力・信号用ケーブル３５（ここでは、４芯同軸ケーブル）の先端側が接続されている。電力・信号用ケーブル３５は、軟性部１１内に配置されており、その後端側は、軟性部１１の軸に沿って本体部２まで延在している。

円筒状のレンズユニットホルダ２１の外周には、硬性外筒１４の軸線方向に延在する各一対の光ファイバ束４１が周方向９０度間隔で配設されている。光ファイバ束４１は、それぞれ例えば５０μｍ径の光ファイバを７本束ねて形成され、本体部２に設けられた光源３０からレンズユニットホルダ２１の前端に至るまで延在するように配設されている。

光ファイバ束４１は、本体部２から延出する軟性外筒１３内にはそのまま通すように設けられているが、レンズユニットホルダ２１に沿う部分では保護管４２内に挿入されている。保護管４２は、レンズユニットホルダ２１と略同じ軸線方向長さをもって、レンズユニットホルダ２１の外周面に軸線方向に延在するように設けられている。これにより、保護管４２の図に示された前側となる撮像部位（図示せず）側の開口から光ファイバ束４１により導かれた光が照射される。なお、保護管４２は、例えば内径が０．１７ｍｍ、外径が０．１９ｍｍのＮｉ管からなるものであってよい。

光ファイバ束４１は保護管４２内に接着固定されており、その接着固定要領を図４・図５を参照して以下に説明する。

図４（ａ）は、保護管４２にその後側（照射方向反対側）から光ファイバ束４１を挿入し、保護管４２の前側（照射方向側）に所定長Ｌ１出した状態である。なお、所定長Ｌ１は任意の長さであってよい。

次に、図４（ｂ）に示されるように、光ファイバ束４１の保護管４２から所定長Ｌ１出ている部分である先端部分４１ａに対して、その先端部分４１ａを略覆うように第１の接着剤としてのＵＶ硬化型接着剤４３を塗布する。ＵＶ硬化型接着剤４３としては、例えばEPOXY TECHNOLOGY INC. 社製のＯＧ１１６−３１であるとよい。

先端部分４１ａにＵＶ硬化型接着剤４３が所定量塗布されたら、図４（ｂ）の矢印Ａに示されるように光ファイバ束４１を保護管４２内に先端部分４１ａが完全に入るまで戻す。これにより、図４（ｃ）に示されるように、先端部分４１ａに塗布されたＵＶ硬化型接着剤４３を、保護管４２の内径に相当する外径を有する形状に整形することができる。ＵＶ硬化型接着剤４３を上記したようにして整形した後に、図４（ｃ）の矢印Ｂに示されるように、再び光ファイバ束４１の先端部分４１ａを保護管４２から出す。

これにより、図４（ｄ）に示されるように、ＵＶ硬化型接着剤４３の塗布されかつ整形された範囲が保護管４２の外に露出する。その整形された状態のＵＶ硬化型接着剤４３に対して、図に示されるようにＵＶ照射を行い、ＵＶ硬化型接着剤４３を硬化させる。

ＵＶ硬化型接着剤４３の一部は光ファイバ束４１を構成する各光ファイバ間の隙間に毛細管現象により入り込み得るが、ＵＶ硬化型接着剤４３に、上記したEPOXY TECHNOLOGY INC. 社製のＯＧ１１６−３１等のように硬化速度の速いものを用いることにより、ＵＶ硬化型接着剤４３を速く硬化させることができ、ＵＶ硬化型接着剤４３が光ファイバ束４１の塗布されていない方に毛細管現象により大きく染み出ていくことを抑制し得る。

なお、硬化速度の速い接着剤としては、上記塗布から一旦保護管４２内に入れて整形し、その後、保護管４２から出した状態で熱硬化させて硬化するまでの公知の通常処理時間内において、塗布範囲を保護管４２の長さの半分程度とした場合に保護管４２の長さ以上の範囲まで毛細管現象で染み出さないものとすることができる。

次に、図５（ａ）に示されるように、硬化したＵＶ硬化型接着剤４３の上に第２の接着剤としての熱硬化型接着剤４４を所定量塗布する。この塗布範囲（図のＬ２）は、例えばＵＶ硬化型接着剤４３の範囲（保護管４２の軸線方向に対する接着範囲の長さ）の１／３〜１／２程度とする。熱硬化型接着剤４４としては、例えばEPOXY TECHNOLOGY INC. 社製、３５３ＮＤであるとよい。

このようにして熱硬化型接着剤４４が塗布された状態の光ファイバ束４１を再び保護管４２内に戻す。この場合には、図５（ｂ）に示されるように先端部分４１ａが少し保護管４２から突出する程度にする。そして、保護管４２の前側部分を加熱し、熱硬化型接着剤４４を硬化させる。

このようにして、熱硬化型接着剤４４の接着力により光ファイバ束４１が保護管４２内に接着かつ固定される。そして、図５（ｃ）に示されるように、保護管４２から露出している部分を研磨し、図５（ｄ）に示されるように、保護管４２の前側開口面と同一面となるまで研磨して光ファイバ束４１の照射面４１ｂが形成される。

このようにして保護管４２に光ファイバ束４１が固定される構造では、上記したように熱硬化型接着剤４４はＵＶ硬化型接着剤４３の硬化した範囲内に塗布されるため、光ファイバ束４１の各光ファイバ間の隙間に染み込むことが防止される。これにより、熱硬化型接着剤４４が保護管４２の外側（内視鏡１の基端側）に染み出て保護管４２以外に固くなった部分が生じてしまうことにより、光ファイバ束４１の可撓範囲が狭まってしまうことを防止でき、光ファイバ束４１のレイアウト性の確保や、軟性部１１の可撓性が損なわれることを防止できる。

以上、本発明を、その好適実施形態の実施例について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施例により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。

本発明にかかる内視鏡およびその光ファイバ束の固定方法は、接着剤の広がりにより光ファイバ束の固定される範囲が広がることを防止でき、体腔内を観察するものに限られることなく、工場に配設してある配管など、種々の物体内を観察する内視鏡として有用である。

１内視鏡
３挿入部
３０光源
４１光ファイバ束
４１ａ先端部分
４２保護管
４３ＵＶ硬化型接着剤（第１の接着剤）
４４熱硬化型接着剤（第２の接着剤）

Claims

挿入部と、前記挿入部の基端側に配置された光源と、前記光源の出射光を前記挿入部の先端に導くための複数本の光ファイバを束ねた光ファイバ束と、前記挿入部の先端側に配設されかつ前記光ファイバ束を挿入状態で固定するための筒状の保護管とを有する内視鏡であって、
前記光ファイバ束は、前記保護管内に接着剤により固定されており、
前記接着剤は、前記光ファイバ束に塗布されかつ前記光ファイバ間の隙間に染み込んで硬化した第１の接着剤と、硬化状態の前記第１の接着剤の上に塗布されかつ前記保護管と接着された第２の接着剤とからなることを特徴とする内視鏡。
前記第１の接着剤は前記第２の接着剤よりも硬化速度が速いことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
前記第１の接着剤はＵＶ硬化型の接着剤であり、
前記第２の接着剤は熱硬化型の接着剤であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内視鏡。
挿入部と、前記挿入部の基端側に配置された光源と、前記光源の出射光を前記挿入部の先端に導くための複数本の光ファイバを束ねた光ファイバ束と、前記挿入部の先端側に配設されかつ前記光ファイバ束を挿入状態で固定するための筒状の保護管とを有する内視鏡の光ファイバ束の固定方法であって、
第１の接着剤を前記光ファイバ束に塗布して硬化させる過程と、
前記光ファイバ間の隙間に染み込んで硬化した前記第１の接着剤の上に第２の接着剤を塗布する過程と、
前記第２の接着剤を硬化させて前記光ファイバ束を前記保護管内に固定する過程とを有することを特徴とする内視鏡の光ファイバ束の固定方法。
前記第１の接着剤は、前記光ファイバ束を前記保護管から照射方向に所定長出した先端部分に塗布されていることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡の光ファイバ束の固定方法。
前記第１の接着剤は、前記先端部分に塗布された前記光ファイバ束を前記保護管内に戻した後に再度照射方向に出してから硬化処理されていることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡の光ファイバ束の固定方法。
前記第２の接着剤は、前記硬化処理された前記第１の接着剤の上に塗布された状態で前記光ファイバ束を前記保護管内に戻した後に硬化処理されていることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の内視鏡の光ファイバ束の固定方法。