JP2975301B2 - 光源装置 - Google Patents
光源装置Info
- Publication number
- JP2975301B2 JP2975301B2 JP7347794A JP34779495A JP2975301B2 JP 2975301 B2 JP2975301 B2 JP 2975301B2 JP 7347794 A JP7347794 A JP 7347794A JP 34779495 A JP34779495 A JP 34779495A JP 2975301 B2 JP2975301 B2 JP 2975301B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tapered fiber
- equation
- numerical aperture
- lamp
- light source
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Endoscopes (AREA)
- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ライトガイドを有
する医療用内視鏡や産業用ファイバスコープ等に用いら
れる光源装置に関する。
する医療用内視鏡や産業用ファイバスコープ等に用いら
れる光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、内視鏡用光源装置としては、従
来、 100Ｗ以上のランプを使用し、重量は１kg以上と大
型のものであった。その理由は、内視鏡のライトガイド
基端（入射端）との結合効率───ランプの全発光光束
数の内でライトガイドに有効に入射される光量の割合
（百分率）───が１％以下と極めて低効率であったた
めである。
来、 100Ｗ以上のランプを使用し、重量は１kg以上と大
型のものであった。その理由は、内視鏡のライトガイド
基端（入射端）との結合効率───ランプの全発光光束
数の内でライトガイドに有効に入射される光量の割合
（百分率）───が１％以下と極めて低効率であったた
めである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の光源装置は、そ
のため内視鏡本体とは別体のケーシングに納めて、ライ
トガイドを有するコードにて内視鏡本体と、接続されて
いた。従って、移動・運搬に不便であると共に、電力消
費も多かった。勿論、産業用ファイバスコープとして
も、移動・運搬に不便であるという問題があった。
のため内視鏡本体とは別体のケーシングに納めて、ライ
トガイドを有するコードにて内視鏡本体と、接続されて
いた。従って、移動・運搬に不便であると共に、電力消
費も多かった。勿論、産業用ファイバスコープとして
も、移動・運搬に不便であるという問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光源装置
は、ランプとライトガイド基端面との間に、光端側へし
だいに縮径状のテーパファイバを介装し、かつ、上記ラ
ンプを低出射角の高輝度ランプとしたものである。
は、ランプとライトガイド基端面との間に、光端側へし
だいに縮径状のテーパファイバを介装し、かつ、上記ラ
ンプを低出射角の高輝度ランプとしたものである。
【０００５】また、テーパファイバの入射端の外径をＤ
1 、テーパファイバの入射の開口数をＮＡ1 、テーパフ
ァイバの出射端の外径をＤ2 、テーパファイバの出射の
開口数をＮＡ2 、ライトガイドの外径をＤ0 、コア／ク
ラッド間の屈折率より定まるテーパファイバ固有の開口
数をＮＡ0 としたとき、
1 、テーパファイバの入射の開口数をＮＡ1 、テーパフ
ァイバの出射端の外径をＤ2 、テーパファイバの出射の
開口数をＮＡ2 、ライトガイドの外径をＤ0 、コア／ク
ラッド間の屈折率より定まるテーパファイバ固有の開口
数をＮＡ0 としたとき、
【数１】
【数２】
【数３】上記の数式１と数式２と数式３を満たすように
設定した。
設定した。
【０００６】また、テーパファイバが多成分ガラスファ
イバ母材から作られ、そのテーパファイバ固有の開口数
ＮＡ0 を、 0.4以上とした。
イバ母材から作られ、そのテーパファイバ固有の開口数
ＮＡ0 を、 0.4以上とした。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
の形態を詳説する。
の形態を詳説する。
【０００８】図１と図４に於て、１は電源であり、商用
電源、又は、リチウム電池、ニッカド電池、一次・二次
電池等が用いられ、２は、ランプであって、前方レンズ
付きのキセノンコンパクトランプ、メタルハライドラン
プ、ハロゲンランプ等が用いられる。
電源、又は、リチウム電池、ニッカド電池、一次・二次
電池等が用いられ、２は、ランプであって、前方レンズ
付きのキセノンコンパクトランプ、メタルハライドラン
プ、ハロゲンランプ等が用いられる。
【０００９】特に、ランプ２としては、低出射角の高輝
度ランプとする。即ち、図２に示すようにランプ２の出
射角２θ1 が20°以下の光成分の比率が前方全光量の１
／２以上のものを、「低出射角の高輝度ランプ」と呼
ぶ。
度ランプとする。即ち、図２に示すようにランプ２の出
射角２θ1 が20°以下の光成分の比率が前方全光量の１
／２以上のものを、「低出射角の高輝度ランプ」と呼
ぶ。
【００１０】３はライトガイドであって、このライトガ
イド３の基端面３ａとの間に、先端側へしだいに縮径状
のテーパファイバ４を介装する。このテーパファイバ４
は多成分ガラスファイバ母材を（加熱）延伸して作ら
れ、そのテーパファイバ固有の開口数ＮＡ0 は 0.4以上
とする。即ち、 ＮＡ0 ≧ 0.4 とする。
イド３の基端面３ａとの間に、先端側へしだいに縮径状
のテーパファイバ４を介装する。このテーパファイバ４
は多成分ガラスファイバ母材を（加熱）延伸して作ら
れ、そのテーパファイバ固有の開口数ＮＡ0 は 0.4以上
とする。即ち、 ＮＡ0 ≧ 0.4 とする。
【００１１】なお、図１に於て、５はライトガイドプラ
グの一部品であり、軸心孔６の基端側孔部にテーパファ
イバ４を挿入して接着剤等で固着し、その先端の出射端
４ｂを、軸心孔６の中間細径部に挿入する。他方、７は
ライトガイドカバーであり、その先端から僅かに露出状
に突出したライトガイド３の基端を、この中間細径部へ
挿入して、テーパファイバ４の出射端４ｂと突き合わせ
状に当接し、又は、微小間隙をもって対面させる。
グの一部品であり、軸心孔６の基端側孔部にテーパファ
イバ４を挿入して接着剤等で固着し、その先端の出射端
４ｂを、軸心孔６の中間細径部に挿入する。他方、７は
ライトガイドカバーであり、その先端から僅かに露出状
に突出したライトガイド３の基端を、この中間細径部へ
挿入して、テーパファイバ４の出射端４ｂと突き合わせ
状に当接し、又は、微小間隙をもって対面させる。
【００１２】図２・図３は図１又は図４の要部を拡大か
つ簡略化して図示した説明図であって、その図２と図３
に示すように、テーパファイバ４の（大径の）入射端４
ａの外径をＤ1 、その入射の開口数をＮＡ1 、その出射
端４ｂの外径をＤ2 、その出射の開口数をＮＡ2 、ライ
トガイド３の外径をＤ0 とし、かつ、（既述のように）
テーパファイバ４の固有の開口数をＮＡ0 としたとき、
以下の数式１と数式２と数式３を満たすように各部寸法
と特性を設定する。
つ簡略化して図示した説明図であって、その図２と図３
に示すように、テーパファイバ４の（大径の）入射端４
ａの外径をＤ1 、その入射の開口数をＮＡ1 、その出射
端４ｂの外径をＤ2 、その出射の開口数をＮＡ2 、ライ
トガイド３の外径をＤ0 とし、かつ、（既述のように）
テーパファイバ４の固有の開口数をＮＡ0 としたとき、
以下の数式１と数式２と数式３を満たすように各部寸法
と特性を設定する。
【００１３】
【数１】
【００１４】
【数２】
【００１５】
【数３】
【００１６】上記数式１に於て、 0.9未満であるとテー
パファイバ４の出射端４ｂが、（ライトガイド基端面３
ａの径に比して）余りに小径となり、ライトガイド３の
断面の内で有効に活用されない部分が多くなる。逆に、
1.5を越えると、テーパファイバ４の出射端４ｂから出
射した光量の内で多くの無駄を生じる（有効にライトガ
イド３内へ伝達されない）。
パファイバ４の出射端４ｂが、（ライトガイド基端面３
ａの径に比して）余りに小径となり、ライトガイド３の
断面の内で有効に活用されない部分が多くなる。逆に、
1.5を越えると、テーパファイバ４の出射端４ｂから出
射した光量の内で多くの無駄を生じる（有効にライトガ
イド３内へ伝達されない）。
【００１７】また、数式２に於て、 0.7未満であるとテ
ーパファイバ４の光密度増強能を有効に使い切っておら
ず、効果の点で問題があり、逆に 1.1を越えるとテーパ
ファイバ４の途中で漏れ出る光エネルギーの量が大きく
なり、発熱等の問題がある。また、数式３を充満しない
場合には、数式２と同様発熱等の問題がある。
ーパファイバ４の光密度増強能を有効に使い切っておら
ず、効果の点で問題があり、逆に 1.1を越えるとテーパ
ファイバ４の途中で漏れ出る光エネルギーの量が大きく
なり、発熱等の問題がある。また、数式３を充満しない
場合には、数式２と同様発熱等の問題がある。
【００１８】（図１と図２に於て、）上述のような電源
１とランプ２とテーパファイバ４から光源装置８が構成
されている。図４はこのような光源装置８を使用した内
視鏡を例示し、この医療用内視鏡では、操作用のグリッ
プ部９と、その先端から延設された適度の可撓性と剛性
とを具備した細径挿入部10とを、有しており、この挿入
部10は、実線と仮想線のように弯曲可能な先端首振部11
を備えている。
１とランプ２とテーパファイバ４から光源装置８が構成
されている。図４はこのような光源装置８を使用した内
視鏡を例示し、この医療用内視鏡では、操作用のグリッ
プ部９と、その先端から延設された適度の可撓性と剛性
とを具備した細径挿入部10とを、有しており、この挿入
部10は、実線と仮想線のように弯曲可能な先端首振部11
を備えている。
【００１９】グリップ部９は途中部に首振操作環12が付
設され、この往復動に連動して先端首振部11が弯曲した
り真直状となる。また、グリップ部９の基端には、イメ
ージガイドプラグ13や洗浄液用プラグ14等が、設けら
れ、また、グリップ部９の先端から前記光源装置８に接
続されるライトガイド３が分岐している。この図４で
は、光源装置８は、内視鏡本体とは別体として、別の場
所に置いて用いられる。
設され、この往復動に連動して先端首振部11が弯曲した
り真直状となる。また、グリップ部９の基端には、イメ
ージガイドプラグ13や洗浄液用プラグ14等が、設けら
れ、また、グリップ部９の先端から前記光源装置８に接
続されるライトガイド３が分岐している。この図４で
は、光源装置８は、内視鏡本体とは別体として、別の場
所に置いて用いられる。
【００２０】これに対し、図５に示す他の具体例では、
グリップ部９に一体状に、光源装置８を付設して、携帯
（移動）可能としたものである。このグリップ部９の基
端は、直接に眼を当てる接眼部15とされ、また、図外の
先端首振部（図４参照）を弯曲させる首振り用操作部16
は、回転式として、首振り用ワイヤ17を巻取るリール18
を回転させる。
グリップ部９に一体状に、光源装置８を付設して、携帯
（移動）可能としたものである。このグリップ部９の基
端は、直接に眼を当てる接眼部15とされ、また、図外の
先端首振部（図４参照）を弯曲させる首振り用操作部16
は、回転式として、首振り用ワイヤ17を巻取るリール18
を回転させる。
【００２１】そして、グリップ部９の基端（乃至中間
部）から突出した分岐部９ａに、約90°弯曲させてライ
トガイドの基端を挿入し、かつ、テーパファイバ４を保
持する。そして、袋ナット19を介して、電池１ａとラン
プ２を内蔵した（電池・ランプ用）ケーシング20を、着
脱自在に取付ける。
部）から突出した分岐部９ａに、約90°弯曲させてライ
トガイドの基端を挿入し、かつ、テーパファイバ４を保
持する。そして、袋ナット19を介して、電池１ａとラン
プ２を内蔵した（電池・ランプ用）ケーシング20を、着
脱自在に取付ける。
【００２２】このように、電源１として電池１ａを用
い、しかも、リチウム電池が長寿命と軽量小型である
点、及び、出力電圧・電流が安定している点で望まし
い。また、ランプ２は、低出射角の高輝度ランプであっ
て、例えば、１ワットから10ワット程度の先端レンズ付
きハロゲンランプが好適である。このようにして、図５
ではコードレスの内視鏡を構成し、移動・運搬を容易と
し、術者の活動・使用範囲を拡大し、診断及び治療に使
用される。
い、しかも、リチウム電池が長寿命と軽量小型である
点、及び、出力電圧・電流が安定している点で望まし
い。また、ランプ２は、低出射角の高輝度ランプであっ
て、例えば、１ワットから10ワット程度の先端レンズ付
きハロゲンランプが好適である。このようにして、図５
ではコードレスの内視鏡を構成し、移動・運搬を容易と
し、術者の活動・使用範囲を拡大し、診断及び治療に使
用される。
【００２３】図５に用いるテーパファイバ４としては、
小型化のため、例えば、図３に於て、Ｄ1 ＝ 3.6mm、Ｄ
2 ＝1.28mm、長さＬを30mm〜50mm等とするのが良い。な
お、（図５の代りに）テーパファイバ４を着脱自在とし
たケーシング20側に配設するも自由である（図示省
略）。即ち、グリップ部９から突出した分岐部９ａに、
ライトガイドの基端部を保持し、他方、袋ナット19を介
して、電池１ａとランプ２とテーパファイバ４とを内蔵
したケーシング20を、着脱自在として、上記分岐部９ａ
に、取付ける構造とすることも自由である。なお、本発
明の光源装置を産業用ファイバスコープに用いるも好ま
しい。
小型化のため、例えば、図３に於て、Ｄ1 ＝ 3.6mm、Ｄ
2 ＝1.28mm、長さＬを30mm〜50mm等とするのが良い。な
お、（図５の代りに）テーパファイバ４を着脱自在とし
たケーシング20側に配設するも自由である（図示省
略）。即ち、グリップ部９から突出した分岐部９ａに、
ライトガイドの基端部を保持し、他方、袋ナット19を介
して、電池１ａとランプ２とテーパファイバ４とを内蔵
したケーシング20を、着脱自在として、上記分岐部９ａ
に、取付ける構造とすることも自由である。なお、本発
明の光源装置を産業用ファイバスコープに用いるも好ま
しい。
【００２４】
【発明の効果】本発明は上述の構成により次のような著
大な効果を奏する。
大な効果を奏する。
【００２５】 有効に光源ランプの光を、ライトガイ
ドに伝達できる。即ち、ランプ２の全発光光束量の約５
％〜10％を、ライトガイド３へ送ることが可能となり、
結合効率が著しく向上できる。 従って、光源装置として、電力消費を低減でき、コ
ンパクト化を図り得る。これによって、携帯用内視鏡や
携帯用（産業用）光ファイバスコープを実現可能とな
る。
ドに伝達できる。即ち、ランプ２の全発光光束量の約５
％〜10％を、ライトガイド３へ送ることが可能となり、
結合効率が著しく向上できる。 従って、光源装置として、電力消費を低減でき、コ
ンパクト化を図り得る。これによって、携帯用内視鏡や
携帯用（産業用）光ファイバスコープを実現可能とな
る。
【図１】本発明の実施の一形態の要部拡大説明図であ
る。
る。
【図２】本発明の概要説明図である。
【図３】テーパファイバの説明図である。
【図４】本発明の一の適用例を示す説明図である。
【図５】本発明の他の適用例を示す一部破断要部説明図
である。
である。
２ ランプ ３ ライトガイド ３ａ 基端面 ４ テーパファイバ ４ａ 入射端 ４ｂ 出射端 ８ 光源装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 23/26 A61B 1/00 300 A61B 1/06
Claims (2)
- 【請求項１】 ランプとライトガイド基端面との間に、
光端側へしだいに縮径状のテーパファイバを介装し、か
つ、上記ランプをその出射角が20°以下の光成分の比率
が前方全光量の１／２以上であるところの低出射角の高
輝度ランプとすると共に、上記テーパファイバの入射端
の外径をＤ 1 、テーパファイバの入射の開口数をＮＡ
1 、テーパファイバの出射端の外径をＤ 2 、テーパファ
イバの出射の開口数をＮＡ 2 、ライトガイドの外径をＤ
0 、コア／クラッド間の屈折率より定まるテーパファイ
バ固有の開口数をＮＡ 0 としたとき、以下の数式１と数
式２と数式３を満たすように設定したことを特徴とする
光源装置。【数１】 【数２】 【数３】 - 【請求項２】 テーパファイバが多成分ガラスファイバ
母材から作られ、そのテーパファイバ固有の開口数ＮＡ
0 を、 0.4以上とした請求項１記載の光源装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7347794A JP2975301B2 (ja) | 1995-12-14 | 1995-12-14 | 光源装置 |
| EP96119875A EP0781525A1 (en) | 1995-12-14 | 1996-12-11 | Endoscope |
| US08/764,781 US5888194A (en) | 1995-12-14 | 1996-12-12 | Endoscope including an improved lighting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7347794A JP2975301B2 (ja) | 1995-12-14 | 1995-12-14 | 光源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09166754A JPH09166754A (ja) | 1997-06-24 |
| JP2975301B2 true JP2975301B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=18392629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7347794A Expired - Lifetime JP2975301B2 (ja) | 1995-12-14 | 1995-12-14 | 光源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2975301B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010067936A (ko) * | 2001-04-09 | 2001-07-13 | 김권철 | 의료용 카메라 |
| JP2011050667A (ja) * | 2009-09-04 | 2011-03-17 | Hoya Corp | 光走査型内視鏡 |
-
1995
- 1995-12-14 JP JP7347794A patent/JP2975301B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09166754A (ja) | 1997-06-24 |
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