JP2975302B2

JP2975302B2 - 内視鏡

Info

Publication number: JP2975302B2
Application number: JP7347795A
Authority: JP
Inventors: 厚内海; 光司大川; 昌浩三浦
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 1995-12-14
Filing date: 1995-12-14
Publication date: 1999-11-10
Anticipated expiration: 2015-12-14
Also published as: JPH09166755A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯に便利な医療
用の内視鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から各種の内視鏡が医療の検診や治
療用として用いられてきた。しかしながら、従来の内視
鏡では、内視鏡本体と、（そのライトガイドへ光を供給
する）光源装置とは、別体であって、両者をライトガイ
ドを有するコードにて接続し、上記光源装置は別の場所
に設置して内視鏡本体を操作（使用）していた。つま
り、従来の光源装置は数十乃至数百ワット（Ｗ）のラン
プを使用し、重量及び容積が大であって、携帯に不便で
あった。

【０００３】また、携帯して使用するために電池を光源
装置に使用したものもあったが、ランプと、内視鏡内の
ライトガイドとの結合効率───ランプの全発光光束の
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％以下と極めて悪く、実際に使用するう
えで照度が不足した。又は、十分な照度を得るためには
大きなパワーの光源を使用せざるを得ず、結果的に電源
装置を分散してポケットに収納する等の不便を生じ、か
つ、冷却ファンを要する等の問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の内視
鏡は、光源装置が大型で重量も大きくて（内視鏡本体と
は）別体とされ、移動・運搬に不便であると共に、電力
消費も多かった。あるいは、上述のように、光源装置に
電池を使用した構造であっても、照度が不足し、若しく
は、ポケットに分散して電源装置を収納せねばならず、
極めて不便であった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る内視鏡は、
グリップ部に一体状に、光源装置を付設したものであ
る。また、接眼部及び先端首振り用操作部とを有するグ
リップ部に、ランプと電池とテーパファイバを有する光
源装置を、一体状に付設したものである。

【０００６】また、ランプを低出射角の高輝度ランプと
し、電池をリチウム電池とし、テーパファイバをライト
ガイド基端面へ光を導く先端側へしだいに縮径状とした
内視鏡である。

【０００７】また、低出射角の高輝度ランプとリチウム
電池と先端側へしだいに縮径状のテーパファイバとを、
有する光源装置を、グリップ部に一体状に付設し、上記
テーパファイバは上記ランプとライトガイド基端面との
間に介装され、該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、

【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。

【０００８】

【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。

【０００９】図４〜図６に示す本発明の内視鏡は、片手
で握持可能なグリップ９とそのグリップ９から前方へ延
伸した身体挿入部21とを有し、上記グリップ９はその基
端に接眼部15、及び、その中間部に揺動自在な先端首振
り用操作部16を、有する。

【００１０】このグリップ部９に一体状に光源装置８が
付設されている。つまり、（ライトガイドを有するコー
ドを介さず）直接に、剛性のある突出状分岐部９ａに、
光源装置８が付設される。

【００１１】身体挿入部21は、適度の可撓性と押圧力に
対する剛性を具備すると共に、先端には図４の矢印Ａの
ように、直進弯曲自在に変形する先端首振部22を有す
る。この挿入部21内は、（外径寸法を例えば５mm以下と
した）最外保護管の内部に、イメージガイド、ライトガ
イド３（図６参照）、先端首振り用ワイヤ17（図６参
照）及びワーキングチャンネル用チューブ等が、挿入さ
れている。なお、図５に於て、23はワーキングチャンネ
ル接続部を示す。

【００１２】操作部16は、Ｌ型やＵ型として、回転軸24
に固着され、この操作部16を揺動操作すれば、ギア減速
機構25を介して、ワイヤ巻取リール18を回転させること
が可能で、これによって、挿入部21の先端の首振部22を
首振りさせ得る。そして、図６から図７のように、光源
装置８の一部（又は全体）が、グリップ部９から、着脱
自在になっている。この光源装置８は、ランプ２と（電
源としての）電池１、及び、先端側へ縮径するテーパ状
のテーパファイバ４を、具備する。

【００１３】そして、テーパファイバ４は、図６と図７
の図例では、グリップ部９から突出した分岐部９ａ内に
固着され、大径の入射端４ａが（図７に示した離脱状態
で）外部へ露出する。分岐部９ａの先端外周に雄ねじ部
27が形成され、離脱された光源装置の内のテーパガイド
以外の部品は、ケーシング20内に収納されると共に、突
出状の筒部28の先端の袋ナット19が設けられ、この袋ナ
ット19を上記雄ねじ部27に螺合して、一体状にかつ着脱
可能として、取付けられる。

【００１４】ところで、グリップ部９に図４〜図７の如
く、一体状に、光源装置８を付設して、内視鏡として、
実用可能とするためには、この光源装置を小型・軽量化
し、かつ、有効な光量をライトガイド３の基端面から入
射させることが、必須であり、本発明では、そのために
光源装置８を以下のように、構成する。

【００１５】即ち、図１と図２に於て、光源用のランプ
２としては低出射角の（高集光性を有する）高輝度ラン
プとする。つまり、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」と呼ぶこ
ととする。この条件を満たすランプであれば種類・構造
を問わないが、その代表例としてはランプガラス球先端
部に一体的にレンズ構造を備えたハロゲンランプを挙げ
ることができる。

【００１６】電池１は、小型・高寿命の性能を発揮させ
るため、リチウム電池とする。テーパファイバ４は、ラ
ンプ２と、ライトガイド３の基端面３ａとの間に、介装
される。つまり、テーパファイバはその出射光をライト
ガイド３へ、低損失で、且つ、光密度の増強を伴いなが
ら先端に導くためのもので、先端側へしだいに縮径状で
ある。

【００１７】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、Ｎ
Ａ₀ ≧ 0.4 とする。

【００１８】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、その軸心孔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の中間細径部へ挿入する。他方、
７はライトガイド３のカバーであり、このカバー７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。

【００１９】図２・図３は図１又は図６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（コア／クラッド間の
屈折率より定まる）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。

【００２０】

【数１】

【００２１】

【数２】

【００２２】

【数３】

【００２３】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）。

【００２４】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。

【００２５】このように、電源として電池１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。そし
て10Ｖ以下のリチウム電池が良い。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。（特に５ワット以下が望ましい。）このように
して、図４〜図７に示す如く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、診断及び治療に至便なものとした。なお、光源装
置８の一部又は全体を着脱自在とすれば、携帯時にのみ
分解して、コンパクトにかばんやケース等に収納しやす
くて至便である。

【００２６】なお、図８は本発明の実施の別の形態を示
し、図８（イ）に示したような取付（接続）状態から、
図８（ロ）のように光源装置８を離脱（分離）した状態
とできるが、このとき、テーパファイバ４をケーシング
（ランプハウス）20側に設けて、ランプ２・電池１等と
一体に（グリップ部９の分岐部９ａから）離脱する構造
である。なお、分岐部９ａの先端に、ライトガイド３の
先端が臨んでおり、例えば、袋ナット19等にて着脱する
構成である。

【００２７】

【実施例】次に、実施例を説明すると、ランプ２とし
て、 2.5Ｖ（ボルト）、 1.7Ｗ（ワット）のハロゲンラ
ンプであって、次の表１の特性を有するものを用いる。

【００２８】

【表１】

【００２９】そして、テーパファイバ４として、コア／
クラッド共多成分系ガラスとして、固有開口数ＮＡ₀ を
0.62、入射端径Ｄ₁ を 3.6mm、出射端径を1.28mm、長さ
Ｌを38mmとしたものを用いる。ライトガイド３として、
開口数ＮＡを 0.5、外径を 250ミクロンとしたプラスチ
ックファイバ19本を使用する。なお、電池１として３Ｖ
（ボルト）のリチウム電池を用いた。その場合の照度の
実測結果を表２に示す。

【００３０】

【表２】

【００３１】この表１と表２より、光源装置８とライト
ガイド３との結合効率Ｂは次の数式４のように極めて高
い効率となる。

【００３２】

【数４】

【００３３】この実施例と比較のため、次のような従来
例のものにて実測した結果を示す。つまり、 200Ｗのメ
タルハライドランプ光源を用いる。その場合、全発光光
束量は、6250lmであり、これを 250ミクロンのプラスチ
ックファイバが７芯で構成されるライトガイドで（直接
に）受けると、ライトガイドの外径が0.75mm径で、照明
面積 0.2mm² （距離：５mm）の場合、光量は、４lm（lx
／ｍ² ）となり、結合効率Ｂは次の数式５のように極め
て低いことが分かった。

【００３４】

【数５】

【００３５】なお、本発明の内視鏡を産業用ファイバス
コープとして用いるも好ましく、そのとき、軽量小型で
携帯に便利なものとなる。

【００３６】

【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。

【００３７】ランプ２の前方全光束量の約５％〜40
％を、ライトガイド３へ送ることが可能となる。ファイバとランプとの結合効率が著しく改善でき
た。従って、電力消費を低減して、長い時間の使用を可
能とし、十分な照明を行い得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の要部拡大説明図である。

【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】本発明の実施の一形態を示す全体図である。

【図５】要部斜視図である。

【図６】一部破断で示した要部拡大図である。

【図７】着脱自在であることを示す説明図である。

【図８】本発明の実施の他の形態を示す断面図である。

【符号の説明】

１電池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９グリップ部 15 接眼部 16 首振り用操作部

フロントページの続き (56)参考文献特開平６−30898（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−20728（ＪＰ，Ａ) 特開平８−10220（ＪＰ，Ａ) 特開平８−136824（ＪＰ，Ａ) 特開平８−125892（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 23/26 A61B 1/00 300 A61B 1/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】低出射角の高輝度ランプとリチウム電池
と先端側へしだいに縮径状のテーパファイバとを、有す
る光源装置を、グリップ部に一体状に付設し、上記テー
パファイバは上記ランプとライトガイド基端面との間に
介装され、該テーパファイバの入射端の外径をＤ₁ 、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Ｎ
Ａ₀ 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内視鏡。【数１】【数２】【数３】