JP2022008481A - 内視鏡 - Google Patents
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Abstract
【課題】気密性が十分であり、かつ耐久性が優れた内視鏡、さらには光量の低下を抑制した内視鏡を提供する。
【解決手段】内視鏡は、入射された光を端部から出射するライトガイドと、ライトガイドの端部に設けられ、ライトガイドからの光を、全反射により伝搬させる機能を有し、ライトガイドからの光を伝搬して先端面から出射する先端部材と、先端部材から出射された光を用いて観察対象を撮像する撮像部とを有する。先端部材は、コアと、コアよりも屈折率が小さいクラッドとを有し、コアは、ライトガイドの端部を覆う大きさを有し、先端部材は先端面および後端面が平面であり、先端面の外周が非円形である。
【選択図】図３
【解決手段】内視鏡は、入射された光を端部から出射するライトガイドと、ライトガイドの端部に設けられ、ライトガイドからの光を、全反射により伝搬させる機能を有し、ライトガイドからの光を伝搬して先端面から出射する先端部材と、先端部材から出射された光を用いて観察対象を撮像する撮像部とを有する。先端部材は、コアと、コアよりも屈折率が小さいクラッドとを有し、コアは、ライトガイドの端部を覆う大きさを有し、先端部材は先端面および後端面が平面であり、先端面の外周が非円形である。
【選択図】図３
Description
本発明は、観察対象の画像を取得する内視鏡に関し、特に、全反射により光を伝搬させる機能を有する先端部材が先端に設けられた内視鏡に関する。
近年の医療においては、内視鏡用光源装置、内視鏡（内視鏡スコープ）、およびプロセッサ装置を備える内視鏡システムを用いた診断等が広く行われている。内視鏡用光源装置は、照明光を発生して、内視鏡から観察対象に照明光を照射する。
内視鏡用光源装置には、照明光として白色光を発するキセノンランプ、およびハロゲンランプ等のランプ光源が使用されていたが、最近では、ランプ光源に代えて、特定の色の光を発するレーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）または発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）等の半導体光源が用いられつつある。
内視鏡用光源装置には、照明光として白色光を発するキセノンランプ、およびハロゲンランプ等のランプ光源が使用されていたが、最近では、ランプ光源に代えて、特定の色の光を発するレーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）または発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）等の半導体光源が用いられつつある。
内視鏡の挿入部の先端には、カバーガラス等の光学部材、撮像素子、撮像レンズ、および撮像レンズの周囲に配置された照明光用ライトガイドが設けられている。
例えば、特許文献１には、挿入部先端に設けられた先端部本体の先端面に観察窓と照明窓が並んで配置された内視鏡の先端部において、照明窓内において、ライトガイドファイババンドルの射出端部分の一部のファイバを観察窓の前方方向に向けて傾けて配置し、そのライトガイドファイババンドルの射出端面を先端部本体の先端面に沿って研磨した先端部を有する内視鏡が記載されている。
例えば、特許文献１には、挿入部先端に設けられた先端部本体の先端面に観察窓と照明窓が並んで配置された内視鏡の先端部において、照明窓内において、ライトガイドファイババンドルの射出端部分の一部のファイバを観察窓の前方方向に向けて傾けて配置し、そのライトガイドファイババンドルの射出端面を先端部本体の先端面に沿って研磨した先端部を有する内視鏡が記載されている。
特許文献１の内視鏡では、ライトガイドファイババンドルの射出端面が露出している。
内視鏡には、高圧蒸気滅菌器によって、内視鏡を加圧および減圧しながら滅菌するオートクレーブによる滅菌処理が施されるが、僅かな隙間があっても、隙間を通過して蒸気が内視鏡の内部に浸入する虞がある。
特許文献１のように、ライトガイドファイババンドルが露出している構成では、ライトガイドファイババンドルは周縁に設けられた接着剤で固定されており、界面から蒸気が浸入する虞がある。このため、気密性が十分ではなく、耐久性に乏しいという問題点がある。
また、内視鏡を使用していると、洗浄しても汚れが十分に除去されず、照明光の光量が低下することもある。上述のようにライトガイドファイババンドルが露出している構成では、照明光の光量が低下することもある。
内視鏡には、高圧蒸気滅菌器によって、内視鏡を加圧および減圧しながら滅菌するオートクレーブによる滅菌処理が施されるが、僅かな隙間があっても、隙間を通過して蒸気が内視鏡の内部に浸入する虞がある。
特許文献１のように、ライトガイドファイババンドルが露出している構成では、ライトガイドファイババンドルは周縁に設けられた接着剤で固定されており、界面から蒸気が浸入する虞がある。このため、気密性が十分ではなく、耐久性に乏しいという問題点がある。
また、内視鏡を使用していると、洗浄しても汚れが十分に除去されず、照明光の光量が低下することもある。上述のようにライトガイドファイババンドルが露出している構成では、照明光の光量が低下することもある。
本発明の目的は、前述の従来技術に基づく問題点を解消し、気密性が十分であり、かつ耐久性が優れた内視鏡を提供することにある。
本発明の他の目的は、光量の低下を抑制した内視鏡を提供することにある。
本発明の他の目的は、光量の低下を抑制した内視鏡を提供することにある。
上述の目的を達成するために、本発明は、入射された光を端部から出射するライトガイドと、ライトガイドの端部に設けられ、ライトガイドからの光を、全反射により伝搬させる機能を有し、ライトガイドからの光を伝搬して先端面から出射する先端部材と、先端部材から出射された光を用いて観察対象を撮像する撮像部とを有し、先端部材は、ガラスからなる導光部材を備える、内視鏡を提供するものである。
ライトガイドと先端部材とは一体であることが好ましい。
ライトガイドと先端部材とは一体であることが好ましい。
本発明は、入射された光を端部から出射するライトガイドと、ライトガイドの端部に設けられ、ライトガイドからの光を、全反射により伝搬させる機能を有し、ライトガイドからの光を伝搬して先端面から出射する先端部材と、先端部材から出射された光を用いて観察対象を撮像する撮像部とを有し、ライトガイドと先端部材とは一体であり、先端部材は、ガラスからなる導光部材を備える、内視鏡を提供するものである。
先端部材は、コアと、コアよりも屈折率が小さいクラッドとを有し、コアは、ライトガイドの端部を覆う大きさを有することが好ましい。
コアは、ガラスで構成され、クラッドはコアの側面全面に設けられていることが好ましい。
先端部材の開口数は、ライトガイドの開口数以上であることが好ましい。
先端部材は、複数の光ファイバが融着により束ねられた光ファイバ束で構成されたものであり、先端部材は、ライトガイドの端部を包含する端面を有することが好ましい。
光ファイバはコアとクラッドとを有し、光ファイバの開口数がライトガイドの開口数以上であることが好ましい。
先端部材は、光ファイバ束の外周面に配置され、かつクラッドの屈折率以下の屈折率を有するコーティング材を含むことが好ましい。
撮像部が内部に設けられる保持筒を有し、先端部材は、保持筒の外周に、ろう付けにより固定されていることが好ましい。
ライトガイドは、保持筒の外周に、固定されていることが好ましい。
コアは、ガラスで構成され、クラッドはコアの側面全面に設けられていることが好ましい。
先端部材の開口数は、ライトガイドの開口数以上であることが好ましい。
先端部材は、複数の光ファイバが融着により束ねられた光ファイバ束で構成されたものであり、先端部材は、ライトガイドの端部を包含する端面を有することが好ましい。
光ファイバはコアとクラッドとを有し、光ファイバの開口数がライトガイドの開口数以上であることが好ましい。
先端部材は、光ファイバ束の外周面に配置され、かつクラッドの屈折率以下の屈折率を有するコーティング材を含むことが好ましい。
撮像部が内部に設けられる保持筒を有し、先端部材は、保持筒の外周に、ろう付けにより固定されていることが好ましい。
ライトガイドは、保持筒の外周に、固定されていることが好ましい。
本発明によれば、気密性が十分であり、かつ耐久性が優れた内視鏡を提供することができる。さらには、本発明によれば、光量の低下を抑制した内視鏡を提供することができる。
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の内視鏡を詳細に説明する。
なお、以下に説明する図は、本発明を説明するための例示的なものであり、以下に示す図に本発明が限定されるものではない。
なお、以下において数値範囲を示す「～」とは両側に記載された数値を含む。例えば、εが数値α～数値βとは、εの範囲は数値αと数値βを含む範囲であり、数学記号で示せばα≦ε≦βである。
また、「全面」等は、該当する技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含む。
なお、以下に説明する図は、本発明を説明するための例示的なものであり、以下に示す図に本発明が限定されるものではない。
なお、以下において数値範囲を示す「～」とは両側に記載された数値を含む。例えば、εが数値α～数値βとは、εの範囲は数値αと数値βを含む範囲であり、数学記号で示せばα≦ε≦βである。
また、「全面」等は、該当する技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含む。
〔内視鏡システム〕
図１は本発明の実施形態の内視鏡を有する内視鏡システムの一例を示す模式図であり、図２は本発明の実施形態の内視鏡の挿入側の先端面を示す模式的平面図であり、図３は本発明の実施形態の内視鏡の挿入側の先端部を示す模式的断面図である。
内視鏡システム１０は、観察対象である生体内（被検体内）の観察部位に照明光Ｌｓ（図３参照）を照射し、観察部位を撮像して、撮像により得られた画像信号に基づいて観察部位の表示画像を生成し、表示画像を表示するものである。
図１に示すように、内視鏡システム１０は、観察対象である生体内（被検体内）の観察部位を撮像する内視鏡１２と、撮像により得られた画像信号に基づいて観察部位の表示画像を生成するプロセッサ装置１６と、観察部位を照射する照明光Ｌｓ（図３参照）を内視鏡１２に供給する内視鏡用光源装置（以下、単に光源装置という）１４と、表示画像を表示するモニタ１８とを備えている。プロセッサ装置１６には、キーボードおよびマウス等の操作入力部１９が接続されている。
図１は本発明の実施形態の内視鏡を有する内視鏡システムの一例を示す模式図であり、図２は本発明の実施形態の内視鏡の挿入側の先端面を示す模式的平面図であり、図３は本発明の実施形態の内視鏡の挿入側の先端部を示す模式的断面図である。
内視鏡システム１０は、観察対象である生体内（被検体内）の観察部位に照明光Ｌｓ（図３参照）を照射し、観察部位を撮像して、撮像により得られた画像信号に基づいて観察部位の表示画像を生成し、表示画像を表示するものである。
図１に示すように、内視鏡システム１０は、観察対象である生体内（被検体内）の観察部位を撮像する内視鏡１２と、撮像により得られた画像信号に基づいて観察部位の表示画像を生成するプロセッサ装置１６と、観察部位を照射する照明光Ｌｓ（図３参照）を内視鏡１２に供給する内視鏡用光源装置（以下、単に光源装置という）１４と、表示画像を表示するモニタ１８とを備えている。プロセッサ装置１６には、キーボードおよびマウス等の操作入力部１９が接続されている。
内視鏡１２は、患者の体内等の被検体内に挿入する挿入部１２ａと、挿入部１２ａの基端部分に設けた操作部１２ｂとを備える。内視鏡１２では、挿入部１２ａ側が先端側である。内視鏡１２の操作部１２ｂと、プロセッサ装置１６とは信号線１７により接続されている。内視鏡１２は、例えば、腹腔鏡等の直視型の硬性内視鏡である。
プロセッサ装置１６は、内視鏡１２の撮像部３０（図３参照）から出力される画像信号を信号線１７により受信して映像信号を生成し、モニタ１８に出力する。これにより、モニタ１８に、例えば、体内等の観察部位の表示画像が映し出される。
内視鏡１２の操作部１２ｂと、光源装置１４とはライトガイド２２により接続されている。光源装置１４から光がライトガイド２２に供給され、内視鏡１２の先端面１２ｅから光が出射される。
プロセッサ装置１６は、内視鏡１２の撮像部３０（図３参照）から出力される画像信号を信号線１７により受信して映像信号を生成し、モニタ１８に出力する。これにより、モニタ１８に、例えば、体内等の観察部位の表示画像が映し出される。
内視鏡１２の操作部１２ｂと、光源装置１４とはライトガイド２２により接続されている。光源装置１４から光がライトガイド２２に供給され、内視鏡１２の先端面１２ｅから光が出射される。
図２に示すように内視鏡１２では、先端部１２ｄの先端面１２ｅに、円盤状のカバーガラス２８が配置されている。カバーガラス２８の周囲を囲んで、例えば、３つの先端部材２４が設けられている。先端部材２４は、ライトガイド２２からの光を、全反射により伝搬させる機能を有するものである。先端部材２４は、ライトガイド２２からの光Ｌ（図３参照）を伝搬して先端面２４ａから照明光Ｌｓ（図３参照）を出射するものである。カバーガラス２８と先端部材２４との間に保護部材２１が設けられている。保護部材２１は、例えば、ＳＵＳ（Steel Special Use Stainless）で構成される。
例えば、図２に示すように、先端部材２４の、内視鏡１２の先端面１２ｅに占める割合が、カバーガラス２８と比べて小さい。このため、比較的、落下等の衝撃に強く、内視鏡１２の耐久性が高くなる。
先端部材２４の配置位置、および配置数は、特に限定されるものではなく、１つの先端部材２４がカバーガラス２８の全周囲を囲む構成でもよく、複数の先端部材２４が、カバーガラス２８の全周囲を囲む構成でもよい。
例えば、図２に示すように、先端部材２４の、内視鏡１２の先端面１２ｅに占める割合が、カバーガラス２８と比べて小さい。このため、比較的、落下等の衝撃に強く、内視鏡１２の耐久性が高くなる。
先端部材２４の配置位置、および配置数は、特に限定されるものではなく、１つの先端部材２４がカバーガラス２８の全周囲を囲む構成でもよく、複数の先端部材２４が、カバーガラス２８の全周囲を囲む構成でもよい。
図３に示すように、内視鏡１２は、中空の円筒状の保持筒２０と、中空の円筒状の外筒２６とを有し、外筒２６は内部に保持筒２０が収納される。外筒２６の外周が内視鏡１２の挿入部１２ａの外周である。外筒２６は、例えば、セラミックスで構成される。
保持筒２０と、外筒２６との間に、ライトガイド２２と先端部材２４とが配置されている。ライトガイド２２と先端部材２４とは、いずれも内視鏡１２の挿入部１２ａ、すなわち、内視鏡１２の先端に設けられている。
保持筒２０と、外筒２６との間に、ライトガイド２２と先端部材２４とが配置されている。ライトガイド２２と先端部材２４とは、いずれも内視鏡１２の挿入部１２ａ、すなわち、内視鏡１２の先端に設けられている。
ライトガイド２２の光Ｌの照射側の前方に先端部材２４が設けられている。ライトガイド２２の光Ｌを出射する端面２２ａに、先端部材２４の先端面２４ａが接している。ライトガイド２２は、保持筒２０の外周２０ａに、例えば、接着剤により固定されている。先端部材２４は、後述するが保持筒２０の外周２０ａに、例えば、ろう付けにより固定されており、先端部材２４は接合層２５を介して保持筒２０の外周に固定されている。
なお、ライトガイド２２と先端部材２４とを別体構成としたが、これに限定されるものではなく、ライトガイド２２と先端部材２４を一体構成としてもよい。
なお、ライトガイド２２と先端部材２４とを別体構成としたが、これに限定されるものではなく、ライトガイド２２と先端部材２４を一体構成としてもよい。
保持筒２０は、開口部に円盤状のカバーガラス２８が設けられており、カバーガラス２８によって、保持筒２０が気密封止される。これにより、保持筒２０の内部が気密状態に保持される。
カバーガラス２８は、側面にメタライズ層（図示せず）を形成し、かつカバーガラス２８を固定する保持筒２０の固定面にもメッキ処理層を形成することが好ましい。これにより、カバーガラス２８を保持筒２０に半田により高い気密性で接合することができる。
カバーガラス２８は、特に限定されるものではない。
カバーガラス２８は、側面にメタライズ層（図示せず）を形成し、かつカバーガラス２８を固定する保持筒２０の固定面にもメッキ処理層を形成することが好ましい。これにより、カバーガラス２８を保持筒２０に半田により高い気密性で接合することができる。
カバーガラス２８は、特に限定されるものではない。
保持筒２０の内部に撮像部３０が設けられている。撮像部３０は、先端部材２４から出射された光を用いて観察対象を撮像するものであり、例えば、レンズユニット３２と、プリズム３４と、撮像素子３６とを有する。レンズユニット３２がカバーガラス２８に接して設けられている。プリズム３４は、例えば、直角プリズムである。
プリズム３４の直角に交わる面のうち、１つの面に接してレンズユニット３２が設けられている。プリズム３４の直角に交わる面のうち、他の面に接して撮像素子３６が設けられている。
プリズム３４の直角に交わる面のうち、１つの面に接してレンズユニット３２が設けられている。プリズム３４の直角に交わる面のうち、他の面に接して撮像素子３６が設けられている。
プリズム３４は、レンズユニット３２の光の光路を撮像素子３６に導くものであり、撮像素子３６の配置位置によっては必ずしも必要がない。また、プリズム３４の形状も撮像素子３６の配置位置に応じたものが適宜用いられ、直角プリズムに限定されるものではない。
撮像素子３６に信号線３８が電気的に接続されている。信号線３８は、撮像素子３６から出力される画像信号を伝送するものであり、上述の信号線１７（図１参照）に電気的に接続されている。信号線１７は、上述のようにプロセッサ装置１６に接続されている。
撮像素子３６に信号線３８が電気的に接続されている。信号線３８は、撮像素子３６から出力される画像信号を伝送するものであり、上述の信号線１７（図１参照）に電気的に接続されている。信号線１７は、上述のようにプロセッサ装置１６に接続されている。
撮像素子３６としては、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)型イメージセンサまたはＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサを用いることができる。
レンズユニット３２は、例えば、鏡筒（図示せず）と、鏡筒内部に設けられたレンズ（図示せず）とを有する。なお、レンズの数は、特に限定されるものではなく、光軸Ｃ方向に並設された複数のレンズでもよく、１つのレンズでもよい。
レンズユニット３２は、例えば、鏡筒（図示せず）と、鏡筒内部に設けられたレンズ（図示せず）とを有する。なお、レンズの数は、特に限定されるものではなく、光軸Ｃ方向に並設された複数のレンズでもよく、１つのレンズでもよい。
ライトガイド２２は、光伝送部材であり、例えば、複数本の光ファイバ素線（図示せず）を束ねたもので構成されている。上述のように光源装置１４（図１参照）からの光がライトガイド２２に供給され、ライトガイド２２の端面２２ａから出射された光Ｌが先端部材２４の後端面２４ｂに入射されて、先端部材２４の先端面２４ａから照明光Ｌｓが観察部位に出射される。
内視鏡１２は、例えば、先端部材２４の先端面２４ａから開口角１２０度以上の光を患部に向けて照射する。例えば、内視鏡１２を用いた外科手術では光が照射された患部を、カバーガラス２８を介して撮像素子３６にて撮像し、その映像をモニタ１８にて確認しながら、術者が処置具（図示せず）を操作して患部の処置を行う。
以下、先端部材２４について説明する。
図４は本発明の実施形態の内視鏡の導光部材の第１の例を示す模式的側面図であり、図５は本発明の実施形態の内視鏡の導光部材の第１の例を示す模式的平面図であり、図６は本発明の実施形態の内視鏡の導光部材の第１の例を示す部分拡大図である。図４は、先端面２４ａから見た先端部材２４の形状である。
図４は本発明の実施形態の内視鏡の導光部材の第１の例を示す模式的側面図であり、図５は本発明の実施形態の内視鏡の導光部材の第１の例を示す模式的平面図であり、図６は本発明の実施形態の内視鏡の導光部材の第１の例を示す部分拡大図である。図４は、先端面２４ａから見た先端部材２４の形状である。
先端部材２４は、上述のようにライトガイド２２からの光を、全反射により伝搬させる機能を有するものであり、例えば、図４および図５に示すように、コア４０と、クラッド４２とを有する。クラッド４２はコア４０の側面４０ａ全面に設けられている。コア４０は。ライトガイド２２の端部を覆う大きさを有するものであり、ライトガイド２２の端面２２ａがコア４０で覆われる。これにより、ライトガイド２２からの光Ｌ（図３参照）が先端部材２４の後端面２４ｂに入射される。
クラッド４２はコア４０よりも屈折率が小さい。また、クラッド４２上に保護膜４４が設けられている。保護膜４４は、先端部材２４を保持筒２０に固定するために必要な膜である。なお、屈折率は、最小偏角法により測定された値である。
先端部材２４では。例えば、コア４０はガラスで構成される。コア４０を構成するガラスとしては、例えば、株式会社オハラ製 Ｓ－ＬＡＬ１４（硝種）が用いられる。
クラッド４２は二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）で構成される。クラッド４２は二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層である。コア４０のガラスと、クラッド４２のＳｉＯ２との屈折率の差を利用して、先端部材２４の後端面２４ｂに入射された、ライトガイド２２からの光Ｌが、全反射により伝搬され、先端部材２４の先端面２４ａから照明光Ｌｓ（図３参照）として出射される。
上述のコア４０のように、先端部材２４は、ガラスからなる導光部材を有する。クラッド４２は二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）以外に、フッ化マグネシウムで構成することもできる。
先端部材２４では。例えば、コア４０はガラスで構成される。コア４０を構成するガラスとしては、例えば、株式会社オハラ製 Ｓ－ＬＡＬ１４（硝種）が用いられる。
クラッド４２は二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）で構成される。クラッド４２は二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層である。コア４０のガラスと、クラッド４２のＳｉＯ２との屈折率の差を利用して、先端部材２４の後端面２４ｂに入射された、ライトガイド２２からの光Ｌが、全反射により伝搬され、先端部材２４の先端面２４ａから照明光Ｌｓ（図３参照）として出射される。
上述のコア４０のように、先端部材２４は、ガラスからなる導光部材を有する。クラッド４２は二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）以外に、フッ化マグネシウムで構成することもできる。
先端部材２４では、コア４０の屈折率をｎ１とし、クラッド４２の屈折率をｎ２とするとき、開口数ＮＡは、以下の式で表される。コア４０の屈折率ｎ１は１．６９５（ｎＤ）以上であることが好ましい。また、クラッド４２の屈折率ｎ２は１．４６（ｎＤ）以下であることが好ましい。先端部材２４は、ＮＡ＞０．８６の光ファイバとして機能する。なお、上述のｎＤのＤは、測定波長が５８９ｎｍ（ナトリウムＤ線）であることを示す。
なお、コア４０およびクラッド４２の屈折率は、上述のように最小偏角法により測定された値である。
開口数は、どれだけ光を集めることができるかを表す指標であり、開口数が大きい程、最大受光角が大きい。このように開口数が大きいと、光をより集めやすいため、先端部材２４の開口数ＮＡは、ライトガイド２２の開口数ＮＡｇ以上であることが好ましい。すなわち、ＮＡ≧ＮＡｇであることが好ましい。
なお、コア４０およびクラッド４２の屈折率は、上述のように最小偏角法により測定された値である。
開口数は、どれだけ光を集めることができるかを表す指標であり、開口数が大きい程、最大受光角が大きい。このように開口数が大きいと、光をより集めやすいため、先端部材２４の開口数ＮＡは、ライトガイド２２の開口数ＮＡｇ以上であることが好ましい。すなわち、ＮＡ≧ＮＡｇであることが好ましい。
また、保護膜４４は、例えば、クラッド４２側からＣｒ膜４４ａ、Ｎｉ膜４４ｂおよびＡｕ膜４４ｃの順で積層された多層構造の膜である。
なお、Ｃｒ膜４４ａ、およびＮｉ膜４４ｂは、Ａｕ膜４４ｃの密着性。およびコア４０の保護のために必要な膜である。Ａｕ膜４４ｃは、先端部材２４を、保持筒２０の外周２０ａにろう付けで固定するために必要な膜である。先端部材２４を保持筒２０の外周２０ａにろう付けで固定することにより、気密性を高くすることができる。
クラッド４２、Ｃｒ膜４４ａ、Ｎｉ膜４４ｂおよびＡｕ膜４４ｃは、例えば、スパッタ法により形成される。
保護膜４４では、上述の機能を発揮することができれば、膜の構成は、膜の組成、および膜の数は、特に限定されるものではない。
なお、Ｃｒ膜４４ａ、およびＮｉ膜４４ｂは、Ａｕ膜４４ｃの密着性。およびコア４０の保護のために必要な膜である。Ａｕ膜４４ｃは、先端部材２４を、保持筒２０の外周２０ａにろう付けで固定するために必要な膜である。先端部材２４を保持筒２０の外周２０ａにろう付けで固定することにより、気密性を高くすることができる。
クラッド４２、Ｃｒ膜４４ａ、Ｎｉ膜４４ｂおよびＡｕ膜４４ｃは、例えば、スパッタ法により形成される。
保護膜４４では、上述の機能を発揮することができれば、膜の構成は、膜の組成、および膜の数は、特に限定されるものではない。
図７は本発明の実施形態の内視鏡の導光部材の第２の例を示す模式的側面図であり、図８は本発明の実施形態の内視鏡の導光部材の第２の例を示す模式的平面図であり、図９は本発明の実施形態の内視鏡の導光部材の第１の例を示す部分拡大図である。図７は、先端面２４ａから見た先端部材２４の形状である。
なお、図７～図９において、図４～図６に示す先端部材２４と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
図７および図８に示す先端部材２４は、図４および図５に示す先端部材２４と形状は同じである。
なお、図７～図９において、図４～図６に示す先端部材２４と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
図７および図８に示す先端部材２４は、図４および図５に示す先端部材２４と形状は同じである。
図７および図８に示す先端部材２４は、複数の光ファイバ５０が束ねられた光ファイバ束５２で構成されている。光ファイバ５０はコア５０ａとクラッド５０ｂとを有する構成であり、例えば、ガラスで構成される。
コア５０ａの屈折率ｎ１は１．６５（ｎＤ）以上であることが好ましい。また、クラッド５０ｂの屈折率ｎ２は１．３～１．５（ｎＤ）であることが好ましい。
光ファイバ束５２では、熱融着する前の元々の光ファイバ５０と同様に全反射によって光を伝搬できる。光ファイバ束５２で構成された先端部材２４でも、先端部材２４の後端面２４ｂに入射された、ライトガイド２２からの光Ｌが、各光ファイバ５０にて全反射により伝搬され、先端部材２４の先端面２４ａから照明光Ｌｓ（図３参照）として出射される。上述の光ファイバ５０のように、先端部材２４はガラスからなる導光部材を有する。
光ファイバ束５２は、複数の光ファイバ５０が熱融着により固めて束ねられてガラス状にされたものである。光ファイバ束５２は、ライトガイド２２の端部を包含する端面を有する。この端面は、先端部材２４の後端面２４ｂである。これにより、ライトガイド２２からの光が先端部材２４の後端面２４ｂに入射される。
コア５０ａの屈折率ｎ１は１．６５（ｎＤ）以上であることが好ましい。また、クラッド５０ｂの屈折率ｎ２は１．３～１．５（ｎＤ）であることが好ましい。
光ファイバ束５２では、熱融着する前の元々の光ファイバ５０と同様に全反射によって光を伝搬できる。光ファイバ束５２で構成された先端部材２４でも、先端部材２４の後端面２４ｂに入射された、ライトガイド２２からの光Ｌが、各光ファイバ５０にて全反射により伝搬され、先端部材２４の先端面２４ａから照明光Ｌｓ（図３参照）として出射される。上述の光ファイバ５０のように、先端部材２４はガラスからなる導光部材を有する。
光ファイバ束５２は、複数の光ファイバ５０が熱融着により固めて束ねられてガラス状にされたものである。光ファイバ束５２は、ライトガイド２２の端部を包含する端面を有する。この端面は、先端部材２４の後端面２４ｂである。これにより、ライトガイド２２からの光が先端部材２４の後端面２４ｂに入射される。
光ファイバ束５２の外周面５２ａにクラッド４２に変えて、外周面５２ａにコーティン材が配置されることにより、コーティング層４３が設けられている。コーティング層４３上に保護膜４４が設けられている。
コーティング材は、光ファイバ５０のクラッド５０ｂの屈折率以下の屈折率を有する。
コーティング層４３は、上述の図４～図６に示すクラッド４２と同じ機能を発揮するものである。コーティング材は、例えば、クラッド４２と同じく、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）またはフッ化マグネシウムで構成される。
コーティング層４３を設けることにより、光ファイバ束５２の光ファイバ５０において一部が欠けても、コーティング層４３により全反射させることができ、全反射によって光を伝搬させることができる。
また、開口数が大きいと、光をより集めやすいため、光ファイバ束５２でも、光ファイバ５０の開口数がライトガイド２２の開口数以上であることが好ましい。
コーティング材は、光ファイバ５０のクラッド５０ｂの屈折率以下の屈折率を有する。
コーティング層４３は、上述の図４～図６に示すクラッド４２と同じ機能を発揮するものである。コーティング材は、例えば、クラッド４２と同じく、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）またはフッ化マグネシウムで構成される。
コーティング層４３を設けることにより、光ファイバ束５２の光ファイバ５０において一部が欠けても、コーティング層４３により全反射させることができ、全反射によって光を伝搬させることができる。
また、開口数が大きいと、光をより集めやすいため、光ファイバ束５２でも、光ファイバ５０の開口数がライトガイド２２の開口数以上であることが好ましい。
上述のように、内視鏡１２では、ガラスからなる導光部材を備える先端部材２４を設けることにより、ライトガイド２２が、内視鏡１２の先端面１２ｅに露出することがない。このため、例えば、オートクレーブによる滅菌処理の際にも、ライトガイド２２が保護される。これにより、耐久性を向上させることができる。
また、先端部材２４を設けることにより、高い気密性を保持することができ、例えば、オートクレーブによる滅菌処理の際にも、蒸気の浸入が抑制され、これによっても耐久性を向上させることができる。
さらには。上述のように、ライトガイド２２が、内視鏡１２の先端面１２ｅに露出することがなく、先端部材２４が露出するため、汚れによる照明光の光量低下を抑制することができ、経時劣化による照明光の光量の低下も抑制することができる。
また、先端部材２４を設けることにより、高い気密性を保持することができ、例えば、オートクレーブによる滅菌処理の際にも、蒸気の浸入が抑制され、これによっても耐久性を向上させることができる。
さらには。上述のように、ライトガイド２２が、内視鏡１２の先端面１２ｅに露出することがなく、先端部材２４が露出するため、汚れによる照明光の光量低下を抑制することができ、経時劣化による照明光の光量の低下も抑制することができる。
なお、内視鏡１２の先端面１２ｅ全体をカバーガラス２８等で覆う場合、カバーガラス２８が厚いと、照明光が蹴られて、照明光量が低下してしまう。このため、カバーガラス２８を薄くする必要があり、その分、カバーガラス２８の耐久性が低くなる。しかしながら、先端部材２４を設ける構成の場合、上述のカバーガラス２８で内視鏡１２の先端面１２ｅ全体を覆うことにより生じる問題は起きない。
また、ライトガイドと撮像部を１つのカバーガラスで覆う構成では、カバーガラス表面でフレネル反射した光が撮像素子に入ってしまうことがある。これを防ぐためには、偏光子、および波長板等からなる戻り光防止機能を搭載する必要があるが、高コスト化を招き、さらには光量低下にもつながる。これに対して、先端部材２４を設けることにより、撮像部のカバーガラスを別体であるため、上述のライトガイドと撮像部を１つのカバーガラスで覆う構成の問題は起きない。
また、ライトガイドと撮像部を１つのカバーガラスで覆う構成では、カバーガラス表面でフレネル反射した光が撮像素子に入ってしまうことがある。これを防ぐためには、偏光子、および波長板等からなる戻り光防止機能を搭載する必要があるが、高コスト化を招き、さらには光量低下にもつながる。これに対して、先端部材２４を設けることにより、撮像部のカバーガラスを別体であるため、上述のライトガイドと撮像部を１つのカバーガラスで覆う構成の問題は起きない。
上述の内視鏡１２は、硬性内視鏡を例示したが、硬性内視鏡に限定されるものではなく、内視鏡の挿入部が軟性部、湾曲部、先端硬質部を有する軟性内視鏡にも適用することができる。内視鏡１２の用途としては、上述の図１に示す内視鏡システム１０に限定されるものではない。以下、内視鏡１２の使用例について説明する。
〔内視鏡１２の使用例〕
図１０は本発明の実施形態の内視鏡を有する外科手術装置の一例を示す模式図である。図１０は、内視鏡１２を内視鏡下外科手術装置１００に適用した一例を示すものである。
図１０は本発明の実施形態の内視鏡を有する外科手術装置の一例を示す模式図である。図１０は、内視鏡１２を内視鏡下外科手術装置１００に適用した一例を示すものである。
内視鏡下外科手術装置１００は、患者の体腔内を観察する内視鏡１２と、患者の体腔内の患部を検査または処置するための処置具１０２と、内視鏡１２および処置具１０２を体腔内に案内する外套管１２０とを有する。
処置具１０２は、例えば鉗子からなり、体腔内に挿入される細長い処置具挿入部１０４と、処置具挿入部１０４の基端側に設けられ、術者に把持される操作部１０６と、処置具挿入部１０４の先端側に設けられ、操作部１０６の操作によって動作可能な処置部１０８と、を備える。
外套管１２０は、内視鏡１２の挿入部１２ａが進退自在に挿通される内視鏡挿通路（図示せず）と処置具１０２の処置具挿入部１０４が進退自在に挿通される処置具挿通路（図示せず）とを有する。
処置具挿入部１０４は、筒状のシース１１０と、このシース１１０内に軸心方向に移動自在に挿通された操作軸（不図示）とが設けられている。さらに操作部１０６は、固定ハンドル１１２と、固定ハンドル１１２に対して回動ピンを介して回動可能に連結された可動ハンドル１１４が設けられている。そして、可動ハンドル１１４に操作軸の基端部が連結されている。
処置部１０８には、開閉可能な一対の把持部材が設けられている。これらの把持部材は操作軸の先端部に図示しない駆動機構を介して連結されている。そして、操作部１０６の可動ハンドル１１４の回動操作に伴い操作軸および駆動機構を介して処置部１０８の把持部材が開閉される。
なお、処置具１０２としては、鉗子に限らず、例えば、レーザープローブ、縫合器、電気メス、持針器、超音波吸引器などの他の処置具であってもよい。
本発明は、基本的に以上のように構成されるものである。以上、本発明の内視鏡について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。
１０ 内視鏡システム
１２ 内視鏡
１２ａ 挿入部
１２ｂ 操作部
１２ｄ 先端部
１２ｅ 先端面
１４ 内視鏡用光源装置（光源装置）
１６ プロセッサ装置
１７ 信号線
１８ モニタ
１９ 操作入力部
２０ 保持筒
２０ａ 外周
２１ 保護部材
２２ ライトガイド
２２ａ 端面
２４ 先端部材
２４ａ 先端面
２４ｂ 後端面
２６ 外筒
２８ カバーガラス
３０ 撮像部
３２ レンズユニット
３４ プリズム
３６ 撮像素子
３８ 信号線
４０、５０ａ コア
４０ａ 側面
４２、５０ｂ クラッド
４３ コーティング層
４４ 保護膜
４４ａ Ｃｒ膜
４４ｂ Ｎｉ膜
４４ｃ Ａｕ膜
５０ 光ファイバ
５２ 光ファイバ束
５２ａ 外周面
１００ 内視鏡下外科手術装置
１０２ 処置具
１０４ 処置具挿入部
１０６ 操作部
１０８ 処置部
１１０ シース
１１２ 固定ハンドル
１１４ 可動ハンドル
１２０ 外套管
Ｃ 光軸
Ｌ 光
Ｌｓ 照明光
１２ 内視鏡
１２ａ 挿入部
１２ｂ 操作部
１２ｄ 先端部
１２ｅ 先端面
１４ 内視鏡用光源装置（光源装置）
１６ プロセッサ装置
１７ 信号線
１８ モニタ
１９ 操作入力部
２０ 保持筒
２０ａ 外周
２１ 保護部材
２２ ライトガイド
２２ａ 端面
２４ 先端部材
２４ａ 先端面
２４ｂ 後端面
２６ 外筒
２８ カバーガラス
３０ 撮像部
３２ レンズユニット
３４ プリズム
３６ 撮像素子
３８ 信号線
４０、５０ａ コア
４０ａ 側面
４２、５０ｂ クラッド
４３ コーティング層
４４ 保護膜
４４ａ Ｃｒ膜
４４ｂ Ｎｉ膜
４４ｃ Ａｕ膜
５０ 光ファイバ
５２ 光ファイバ束
５２ａ 外周面
１００ 内視鏡下外科手術装置
１０２ 処置具
１０４ 処置具挿入部
１０６ 操作部
１０８ 処置部
１１０ シース
１１２ 固定ハンドル
１１４ 可動ハンドル
１２０ 外套管
Ｃ 光軸
Ｌ 光
Ｌｓ 照明光
Claims (7)
- 入射された光を端部から出射するライトガイドと、
前記ライトガイドの前記端部に設けられ、前記ライトガイドからの光を、全反射により伝搬させる機能を有し、前記ライトガイドからの前記光を伝搬して先端面から出射する先端部材と、
前記先端部材から出射された光を用いて観察対象を撮像する撮像部とを有し、
前記先端部材は、コアと、前記コアよりも屈折率が小さいクラッドとを有し、前記コアは、前記ライトガイドの前記端部を覆う大きさを有し、前記先端部材は先端面および後端面が平面であり、前記先端面の外周が非円形である、内視鏡。 - 前記コアは、ガラスで構成され、前記クラッドは前記コアの側面全面に設けられている、請求項１に記載の内視鏡。
- 前記先端部材の開口数は、前記ライトガイドの開口数以上である、請求項１に記載の内視鏡。
- 前記撮像部が内部に設けられる保持筒を有し、
前記先端部材は、前記保持筒の外周に、ろう付けにより固定されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の内視鏡。 - 前記ライトガイドは、前記保持筒の前記外周に、固定されている、請求項４に記載の内視鏡。
- 内視鏡の先端部の先端面にカバーガラスが配置されており、前記カバーガラスの周囲を囲んで前記先端部材が設けられている、請求項１～５のいずれか１項に記載の内視鏡。
- 前記カバーガラスと前記先端部材との間に保護部材が設けられている、請求項６に記載の内視鏡。
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