JP5456710B2 - Image guide and light guide integrated fiber and endoscope apparatus using the same - Google Patents

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Description

本発明は、照明光伝送用と画像伝送用を集合させたファイバ集合体を構成し、そのファイバ集合体内における照明光伝送用の複数のファイバ群を通して狭い領域内に照明用の光を送出してその領域内を広く照射すると共に、その領域内の視野を広範囲にわたって取り込んだその画像を上記ファイバ集合体内の画像伝送用のファイバを通して伝送させることができる、照明光伝送用機能と画像伝送用機能を備えたイメージガイドとライトガイド一体型ファイバ及びそれを用いた内視鏡装置に関する。   The present invention constitutes a fiber assembly in which illumination light transmission and image transmission are assembled, and sends illumination light into a narrow area through a plurality of fibers for illumination light transmission in the fiber assembly. The illumination light transmission function and the image transmission function are capable of widely illuminating the area and transmitting the image captured in a wide range of the field through the image transmission fiber in the fiber assembly. The present invention relates to an integrated image guide and light guide fiber and an endoscope apparatus using the same.

光ファイバ通信の発展、普及に伴い、多くの開発された光部品、光デバイス、光伝送方式、光技術などが光ファイバ通信以外の分野に色々と応用されるようになって来た。例えば医療分野においては、光ファイバを用いて生体内の所望の部位に照明用の光を送り込んで生体内の組織の観察と、その組織の画像を取り込んで光ファイバで伝送させるための内視鏡が実用化されている。このような内視鏡は生体内以外に工業用配管内、炉内、パイプ内などの観察用にも広く実用化されている。   With the development and popularization of optical fiber communication, many developed optical components, optical devices, optical transmission systems, optical technologies, etc. have been applied in various fields other than optical fiber communication. For example, in the medical field, an endoscope for sending illumination light to a desired site in a living body using an optical fiber, observing a tissue in the living body, and capturing an image of the tissue and transmitting it through the optical fiber. Has been put to practical use. Such endoscopes have been widely put into practical use for observation in industrial pipes, furnaces, pipes and the like in addition to in vivo.

これらの内視鏡に要求される特性として、光ファイバの入射端側から結合させた照明光をその出射端側にできる限り広い範囲に明るく出射させること、光ファイバの出射端側の全体画像を光ファイバの入射端側に効率良く伝送させることなどが望まれている。このような要求に対して、まず光ファイバの出射端側に照明光をできる限り広い範囲に明るく出射させる光ファイバとして、図15に示すような光ファイバが製品化されている。すなわち、同図(a)に光ファイバの正面断面図、同図(b)に側面図で示すように、この光ファイバはコア層50にSiO、クラッド層51にFを添加したSiOを用いた構造である。 The characteristics required for these endoscopes are that the illumination light combined from the incident end side of the optical fiber is emitted as brightly as possible to the exit end side, and the entire image on the exit end side of the optical fiber is obtained. It is desired to transmit efficiently to the incident end side of the optical fiber. In response to such a demand, an optical fiber as shown in FIG. 15 has been commercialized as an optical fiber that emits illumination light as brightly as possible in the widest possible range on the emission end side of the optical fiber. That is, a front cross-sectional view of an optical fiber in FIG. 6 (a), as shown in side view in FIG. (B), SiO 2 The optical fiber in the core layer 50, the SiO 2 was added to F in the cladding layer 51 This is the structure used.

また、光ファイバの出射端側を明るく照らしてその全体画像を光ファイバの入射端側に効率良く伝送させるための部品として、図16に示すような側方視野型内視鏡製品が市販されている(非特許文献1参照)。これは、内視鏡の先端部に側視鏡となるアダプターを取り付けて、該アダプターが備えるミラーの角度によって光ファイバの出射端側方90°あるいは120°の方向の画像を該光ファイバに取り込めるようにしたものである。   As a part for brightly illuminating the exit end side of the optical fiber and efficiently transmitting the entire image to the incident end side of the optical fiber, a side-view type endoscope product as shown in FIG. 16 is commercially available. (See Non-Patent Document 1). This is because an adapter serving as a side endoscope is attached to the distal end portion of the endoscope, and an image in the direction of 90 ° or 120 ° lateral to the emission end side of the optical fiber can be taken into the optical fiber depending on the angle of the mirror provided in the adapter. It is what I did.

さらに、側方視野型内視鏡の報告例として、図17に示すようなものが開示されている。これは山形県工業技術センターの報告例で、内視鏡の先端部にレンズとプリズムを組み合わせた部品を回転できるように取り付けて、その周囲の画像を光ファイバ内に取り込めるようにしたものである。
上記した以外にも側方視野型内視鏡に関する特許出願として、特開平5-107484号公報、特開平6-67098号公報、特開2004-8638号公報(特許文献1〜3)が、また全方向視野型内視鏡の特許出願として、特開平10-318727号公報、特開平7-204158号公報、特表2007-516761号公報(特許文献4〜6)がある。
Further, as a report example of the side view type endoscope, the one shown in FIG. 17 is disclosed. This is an example of a report from the Yamagata Prefectural Industrial Technology Center, in which a lens / prism combination component is attached to the tip of an endoscope so that it can rotate, and the surrounding image can be captured in an optical fiber. .
In addition to the above, as patent applications relating to side-view endoscopes, JP-A-5-107484, JP-A-6-67098, JP-A-2004-8638 (Patent Documents 1 to 3), As patent applications for omnidirectional field endoscopes, there are JP-A-10-318727, JP-A-7-204158, and JP-T 2007-516761 (Patent Documents 4 to 6).

特開平05-107484号公報Japanese Patent Laid-Open No. 05-107484 特開平06-67098号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-67098 特開2004-8638号公報JP 2004-8638 A 特開平10-318727号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-318727 特開平07-204158号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 07-204158 特表2007-516761号公報Special Table 2007-516761

AHA ONLINESHOP,"ハンディスコープ",[online],[平成23年2月17日検索],インターネット<URL:http://www.hobbes.co.jp/shop/handyscope.html>AHA ONLINESHOP, "Handy Scope", [online], [Search February 17, 2011], Internet <URL: http://www.hobbes.co.jp/shop/handyscope.html>

前述したような、光ファイバを用いて生体内の所望の部位に照明用の光を送り込んで生体内の組織を観察すると共にその組織の画像を取り込んで光ファイバで伝送させるための光ファイバやそれを用いた内視鏡、あるいは生体内以外の工業用配管内、炉内、パイプ内などの観察用の光ファイバやそれを用いた内視鏡の特許出願には次のような課題が存在する。   As described above, an optical fiber for sending illumination light to a desired site in a living body using an optical fiber, observing the tissue in the living body, capturing an image of the tissue, and transmitting the image through the optical fiber, or the like There are the following problems in patent applications for endoscopes using optical fibers for observation or endoscopes using the same, such as endoscopes using optical fibers, or in industrial pipes other than in vivo, furnaces, pipes, etc. .

(1)まず光ファイバの出射端側に照明光をできる限り広い範囲に明るく出射させる光ファイバであるが、従来の光ファイバではコアとクラッドとの比屈折率差が小さいため、照明光を効率良くコア内に閉じ込めて伝送させることが難しい。
(2)次に光ファイバの出射端側の全体画像を光ファイバの入射端側に効率良く伝送させる内視鏡として、側方視野型内視鏡が用いられているが、この側方視野型内視鏡では出射端側の一部の像しか観察して入射端側に伝送させることができない。光ファイバを円周方向に回転させれば全体画像を観察することができるが、長い光ファイバを精度良く回転させて全体画像を観察することは容易ではない。また、全方向視野型内視鏡も提案されているが、構造が複雑であり、光ファイバの出射端側の全体画像を効率良く観察することは難しい。さらに、光ファイバの出射端側に照明光をできる限り広い範囲に明るく出射させる機能が付加されていない。
(1) First, an optical fiber that emits illumination light as brightly as possible to the emission end side of the optical fiber, but the conventional optical fiber has a small relative refractive index difference between the core and the clad, so that the illumination light is efficiently used. It is difficult to confine and transmit in the core well.
(2) Next, a side-view type endoscope is used as an endoscope that efficiently transmits the entire image on the exit end side of the optical fiber to the incident end side of the optical fiber. In an endoscope, only a partial image on the exit end side can be observed and transmitted to the entrance end side. Although the entire image can be observed by rotating the optical fiber in the circumferential direction, it is not easy to observe the entire image by rotating the long optical fiber with high accuracy. An omnidirectional endoscope has also been proposed, but its structure is complicated and it is difficult to efficiently observe the entire image on the exit end side of the optical fiber. Furthermore, the function of emitting illumination light as brightly as possible in the widest possible range is not added to the emission end side of the optical fiber.

本発明が解決しようとする課題は、出射端側の広い範囲に照明光を明るく出射させることができ、且つ、取り込んだ画像を効率よく伝送させることができるイメージガイドとライトガイド一体型ファイバ及び内視鏡装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is that the illumination light can be emitted brightly over a wide range on the exit end side, and the captured image can be efficiently transmitted, and the light guide integrated fiber and inner fiber An endoscope apparatus is provided.

本発明のイメージガイドとライトガイド一体型ファイバは、長尺のファイバからなり、その内部に該ファイバ出射端面方向の画像を伝送するための少なくとも1つのイメージガイドと、該出射端面方向を照射するための照明用ライトガイドを少なくとも3つ有し、該ライトガイドは、SiOガラス製の中心部のコアとF又はBを添加したSiOガラス製の外周部で構成され、該外周部が一部のみで前記ファイバの長手方向に設けられた空孔の内面に接し、他の部分が該空孔との間の空隙で覆われた構造であることを特徴とする。 An image guide and light guide integrated fiber according to the present invention is composed of a long fiber, and at least one image guide for transmitting an image in the fiber exit end face direction to illuminate the exit end face direction. has at least three illumination light guide, the light guide is composed of SiO 2 glass outer peripheral portion with the addition of core and F or B in the center of the SiO 2 glass, the outer peripheral portion is partially It is characterized in that it has a structure in which only the inner surface of a hole provided in the longitudinal direction of the fiber is in contact and the other part is covered with a gap between the hole.

上記一体型ファイバにおいて、少なくとも3つのライトガイドはファイバ出射端から少なくとも3方向に照明用の光を出射するように配置されていると良い。   In the integrated fiber, at least three light guides may be arranged to emit illumination light in at least three directions from the fiber emission end.

また、前記ライトガイドは前記イメージガイドの隣に配置されていることが好ましい。ここで、「イメージガイドの隣に配置されている」とは、ライトガイドの近傍に少なくとも1個のイメージガイドが存在する状態をいい、ライトガイドの近傍にライトガイドだけが存在する状態は除外する。   The light guide is preferably arranged next to the image guide. Here, “disposed next to the image guide” means a state in which at least one image guide exists in the vicinity of the light guide, and excludes a state in which only the light guide exists in the vicinity of the light guide. .

さらに、本発明のイメージガイドとライトガイド一体型ファイバは、前記イメージガイドがSiON又はGeOを添加したSiOガラス製の高屈折率部と、その外周のFを添加した又は添加しないSiOガラス製の低屈折率部からなるファイバを高密度に集合させたファイバ群であることを特徴とする。 Furthermore, the image guide and light guide integrated fiber of the present invention, SiO 2 glass in which the image guide and SiO 2 glass with a high refractive index portions with added SiON or GeO 2, with or without the addition of F of the outer periphery It is a fiber group in which fibers made of a low refractive index portion made of high density are gathered.

本発明の一体型ファイバは、少なくとも3つのイメージガイドがファイバ出射端面方向の少なくとも3つの領域の画像を検出するように配置されていることが好ましい。   In the integrated fiber of the present invention, it is preferable that at least three image guides are arranged so as to detect images of at least three regions in the fiber exit end face direction.

また、本発明の一体型ファイバは、前記ライドガイドのコア及び空孔のうちの一方が断面円形状で、他方が断面矩形状であることを特徴とする。   The integral fiber of the present invention is characterized in that one of the core and the hole of the ride guide has a circular cross section and the other has a rectangular cross section.

さらに、本発明の一体型ファイバは、個別に作成された前記イメージガイドと前記ライトガイドを被覆材の中に集合させたことを特徴とする。   Furthermore, the integrated fiber of the present invention is characterized in that the image guide and the light guide, which are individually produced, are assembled in a covering material.

また、本発明の一体型ファイバは、ファイバの一方端側における先端面に円錐角が85〜95°の円錐形のくぼみが設けられていること、あるいは、前記ファイバの一方の先端面に1/4ピッチの集束型ロッドレンズの一方端を取り付け、該ロッドレンズの他方端面に円錐角が85〜95°の円錐形のくぼみが設けられていることを特徴とする。   In the integrated fiber of the present invention, a conical depression having a conical angle of 85 to 95 ° is provided on the tip surface on one end side of the fiber, or 1 / One end of a 4-pitch converging rod lens is attached, and a conical depression having a conical angle of 85 to 95 ° is provided on the other end surface of the rod lens.

前記円錐形のくぼみの表面には、Al、Ag、及びAuのいずれかの膜が形成されていると良い。   A film of any one of Al, Ag, and Au is preferably formed on the surface of the conical depression.

また、本発明は、上記した一体型ファイバから成る内視鏡を備えた内視鏡装置であって、前記ファイバの一方端側に照明用の光を透過させ、その光を該ファイバ内のライトガイド内に入射させる手段であって、該ファイバの他方側からイメージガイド内に取り込まれ該ファイバの該一方端側に伝送された画像を反射させる光透過・反射手段を設けたことを特徴とする。   The present invention is also an endoscope apparatus including the above-described endoscope made of an integrated fiber, wherein illumination light is transmitted to one end side of the fiber, and the light is transmitted to the light in the fiber. Means for entering into the guide, characterized in that light transmission / reflection means for reflecting an image taken into the image guide from the other side of the fiber and transmitted to the one end side of the fiber is provided. .

前記光透過・反射手段としては、前記ファイバの一方端側に傾けた光反射及び透過させる機能を有する板を設け、前記照明用の光を該板に設けた透過孔を通して該ファイバ内のライトガイド内に入射させ、該ファイバの他方端側からイメージガイド内に取り込まれ該ファイバの該一方端側に伝送された画像を該板の光反射膜で反射させるように構成することができる。   As the light transmitting / reflecting means, a plate having a function of reflecting and transmitting light inclined to one end side of the fiber is provided, and the light guide in the fiber is passed through a transmission hole provided in the plate. It is possible to configure so that an image that is incident on the inside of the fiber and is taken into the image guide from the other end side of the fiber and transmitted to the one end side of the fiber is reflected by the light reflecting film of the plate.

また、上記した内視鏡装置においては、前記ファイバの該一方端側に伝送され、前記光透過・反射手段で反射された画像を撮像手段に取り込むようにすると良い。前記撮像手段はCCDイメージセンサから構成することができる。   In the endoscope apparatus described above, it is preferable that an image transmitted to the one end side of the fiber and reflected by the light transmitting / reflecting means is taken into the imaging means. The imaging means can be composed of a CCD image sensor.

本発明は下記に示すような効果を有している。
本発明の最大の特徴は、ファイバ出射端面方向を照射するための照明用ライトガイドを少なくとも3つ有し、該ライトガイドは中心部がSiOガラス製のコアでその外周がF又はBを添加したSiOガラス製の外周部であり、該外周部が一部のみで前記ファイバの長手方向に設けられた空孔の内面に接し、他の部分が該空孔との間の空隙で覆われた構造であることである。このような特徴により、前記ファイバ内に照明光を効率良く閉じ込めて伝送させ、そのファイバの出射端側に照明光を広い範囲(ほぼ180°方向)に極めて明るく出射させることができる。
しかも、上記ファイバを曲げてもファイバ内に閉じ込められた照明光の変化が少なく、そのために出射端側の照明光の変化もほとんど無く、したがって従来に比して大幅に曲げることができ、ファイバ出射断面方向の画像を精細に取り込むことができる。
The present invention has the following effects.
The greatest feature of the present invention has at least three illumination light guide for irradiating the fiber emission end face direction, said light guide center is its outer periphery with SiO 2 glass core added F or B The outer peripheral portion made of SiO 2 glass, the outer peripheral portion is only partly in contact with the inner surface of the hole provided in the longitudinal direction of the fiber, and the other part is covered with the gap between the hole. It is a structure. With such a feature, the illumination light can be efficiently confined and transmitted in the fiber, and the illumination light can be emitted extremely brightly in a wide range (approximately 180 ° direction) on the emission end side of the fiber.
In addition, even if the fiber is bent, there is little change in the illumination light confined in the fiber, so there is almost no change in the illumination light on the exit end side, so it can be bent significantly compared to the conventional case, and the fiber exit The image in the cross-sectional direction can be taken in finely.

次に本発明の特徴は、ライトガイドがイメージガイドの隣に配置されているので、イメージガイドで取り込みたい領域を極めて明るく照射することができ、その領域の画像を精度良く、高画質で取り込んで伝送させることができる。
また、イメージガイドはコア(直径0.8μmから2μm程度)にSiOに比して比屈折率差[比屈折率差Δ=<(コアの屈折率―クラッドの屈折率)/コアの屈折率>100%]を最大で6%程度高く取れるSiONの高屈折率部か、SiOガラスにGeOを添加することによってSiOに比して比屈折率差を最大で4%程度高く取れるGeOを添加したSiOガラスを用い、クラッド(層の厚み0.1μmから0.5μm程度)にFを添加した又は添加しないSiOガラスを用いた、いわゆる超高比屈折率差のファイバ(直径1μmから3μm程度)を高密度(1千から3万程度)に集合させたファイバ群であるので、ファイバ出射端面方向の画像を高精細に広く取り込むことができる。すなわち、イメージファイバ出射端側の開口角は上記比屈折率差が大きいほど広くなり、ファイバ出射端面方向の画像を広く取り込むことができる。
Next, the feature of the present invention is that the light guide is arranged next to the image guide, so that the area desired to be captured by the image guide can be illuminated very brightly, and the image in that area can be captured with high accuracy and high image quality. Can be transmitted.
Moreover, the image guide core relative refractive index difference compared to SiO 2 in (about 2μm in diameter 0.8 [mu] m) [relative refractive index difference delta = <(core refractive index of - the index of the cladding) / core refractive index of the > 100%] or a high refractive index portion of SiON that can be as high as 6% at maximum, or GeO that can have a relative refractive index difference as high as 4% as high as SiO 2 by adding GeO 2 to SiO 2 glass. using SiO 2 glass doped with 2, cladding (layer from the thickness 0.1μm about 0.5 [mu] m) were used SiO 2 glass which does not have or added by adding F, so-called ultra-high relative refractive index difference of the fiber (diameter Since it is a fiber group in which 1 μm to 3 μm) are gathered at a high density (approximately 1,000 to 30,000), an image in the fiber exit end face direction can be widely captured with high definition. In other words, the larger the relative refractive index difference is, the wider the opening angle on the image fiber exit end side becomes, and a wider image in the fiber exit end face direction can be captured.

また、イメージガイドをファイバ出射端面方向の少なくとも3つの領域の画像を検出するように配置したので、ファイバ出射端面方向の画像をさらに広く取り込んで伝送させることができる。   Further, since the image guide is arranged so as to detect images of at least three regions in the fiber exit end face direction, the image in the fiber exit end face direction can be captured and transmitted more widely.

さらに、前記ライドガイドのコア及び空孔のうちの一方を断面円形状に、他方を断面矩形状にし、前記コアの外周にF又はBを添加したSiOガラス製の外周部を設けることにより、該外周部の周りのクラッドに相当する部分の大部分が空隙となるので、ライトガイドの等価的な比屈折率差を大きくすることができる。これにより大きな開口角を実現することができるので、超高比屈折率差のマルチモードファイバ構造となる。また、中心部のコア形状を大きくとることができるので、照明用の光を極めて効率良くコアに閉じ込めてファイバ出射端に伝送させ、該出射端側に大きく広げて照射することができる。 Further, by providing one of the core and holes of the ride guide in a circular cross section, the other in a rectangular cross section, and providing an outer peripheral portion made of SiO 2 glass with F or B added to the outer periphery of the core, Since most of the portion corresponding to the cladding around the outer peripheral portion is a gap, the equivalent relative refractive index difference of the light guide can be increased. As a result, a large aperture angle can be realized, resulting in a multimode fiber structure with a very high relative refractive index difference. Further, since the core shape at the center can be made large, the illumination light can be confined very efficiently in the core and transmitted to the fiber exit end, and can be irradiated with a wide spread on the exit end side.

また、個別に作成されたイメージガイドとライトガイドを集合させてプラスチック、金属などの被覆材で被覆した構造を実現すれば、ファイバ内における複数のイメージガイドの中の一部の構造(サイズ、画素数、画素のサイズ、など)を他と異ならせて構成することができるので、それぞれのイメージガイドで取り込む画像を変えることができる。   In addition, if a structure in which individually created image guides and light guides are assembled and covered with a coating material such as plastic or metal is realized, a part of the structure (size, pixel) of multiple image guides in the fiber The number of images, the size of the pixel, etc.) can be configured differently from each other, so that the image captured by each image guide can be changed.

さらに、ファイバの一方の先端面に円錐角が略90°(85〜95°)の円錐形のくぼみを設けると、ファイバ出射端面方向以外のファイバ出射端付近のファイバ円周方向の画像も取り込んで伝送させることができる。
また、ファイバの一方の先端面に1/4ピッチの集束型ロッドレンズの一方端を取り付け、該ロッドレンズの反対端面に円錐角が略90°(85〜95°)の円錐形のくぼみを設けると、該ロッドレンズによるさらにより広い領域の画像をファイバ内のイメージガイド内に集光、結合させて伝送させることができる。
この場合、前記円錐形のくぼみの表面にAl、Ag、及びAuのいずれかの膜を形成すると、その面での反射率を高め、上記画像をより効率良くイメージガイド内に取り込んで伝送させることができる。
Furthermore, if a conical depression with a conical angle of approximately 90 ° (85 to 95 °) is provided on one end face of the fiber, an image in the fiber circumferential direction near the fiber exit end other than the fiber exit end face direction is also captured. Can be transmitted.
In addition, one end of a 1/4 pitch focusing rod lens is attached to one end face of the fiber, and a conical recess having a cone angle of approximately 90 ° (85 to 95 °) is provided on the opposite end face of the rod lens. Then, an image of a wider area by the rod lens can be collected and combined in an image guide in the fiber and transmitted.
In this case, if any film of Al, Ag, and Au is formed on the surface of the conical depression, the reflectance on the surface is increased, and the image is more efficiently taken into the image guide and transmitted. Can do.

本発明の内視鏡装置は、上記した一体型ファイバから成る内視鏡を備えた内視鏡装置であって、前記ファイバの一方端側に照明用の光を透過させ、その光を該ファイバ内のライトガイド内に入射させる手段であって、該ファイバの他方側からイメージガイド内に取り込まれ該ファイバの該一方端側に伝送された画像を反射させる光透過・反射手段を設けたことを特徴とするので、生体内、工業用配管内、炉内、パイプ内などの広い領域の観察像を高精度、高画質で取り込むことができる。   An endoscope apparatus according to the present invention is an endoscope apparatus including an endoscope made of the above-described integrated fiber, and transmits illumination light to one end side of the fiber, and transmits the light to the fiber. A light transmitting / reflecting means for reflecting the image taken into the image guide from the other side of the fiber and transmitted to the one end side of the fiber. Since it is a feature, it is possible to capture a wide range of observation images such as in vivo, industrial piping, furnace, and pipe with high accuracy and high image quality.

前記光透過・反射手段として、前記ファイバの一方端側に傾けた光反射及び透過させる機能を有する板を設け、前記照明用の光を該板に設けた透過孔を通して該ファイバ内のライトガイド内に入射させ、該ファイバの他方端側からイメージガイド内に取り込まれ該ファイバの該一方端側に伝送された画像を該板の光反射膜で反射させるように構成することができる。
前記光透過・反射手段として、前記ファイバの一方端側に傾けた光反射及び透過させる機能を有する板を設け、前記照明用の光を該板に設けた透過孔を通して該ファイバ内のライトガイド内に入射させ、該ファイバの他方端側からイメージガイド内に取り込まれ該ファイバの該一方端側に伝送された画像を該板の光反射膜で反射させるように構成すると良い。
As the light transmitting / reflecting means, a plate having a function of reflecting and transmitting light inclined to one end side of the fiber is provided, and the light for illumination is passed through a transmission hole provided in the plate, inside the light guide in the fiber. It is possible to configure so that an image taken into the image guide from the other end side of the fiber and transmitted to the one end side of the fiber is reflected by the light reflecting film of the plate.
As the light transmitting / reflecting means, a plate having a function of reflecting and transmitting light inclined to one end side of the fiber is provided, and the light for illumination is passed through a transmission hole provided in the plate, inside the light guide in the fiber. It is preferable that the image is taken into the image guide from the other end side of the fiber and transmitted to the one end side of the fiber and reflected by the light reflecting film of the plate.

また、前記ファイバの該一方端側に伝送され、前記光透過・反射手段で反射された画像を撮像手段に取り込むようにすると、その場で画像を表示させることができる。前記撮像手段はCCDイメージセンサから構成することができる。   If an image transmitted to the one end side of the fiber and reflected by the light transmitting / reflecting means is taken into the imaging means, the image can be displayed on the spot. The imaging means can be composed of a CCD image sensor.

本発明の実施例1に係るイメージガイドとライトガイド一体型ファイバを示し、(a)は横断面図、(b)は外観図。The image guide and light guide integrated fiber which concern on Example 1 of this invention are shown, (a) is a cross-sectional view, (b) is an external view. 本発明の実施例2に係るイメージガイドとライトガイド一体型ファイバを示し、(a)は横断面図、(b)は外観図。The image guide and light guide integrated fiber which concern on Example 2 of this invention are shown, (a) is a cross-sectional view, (b) is an external view. 本発明の実施例3に係るイメージガイドとライトガイド一体型ファイバを示し、(a)は横断面図、(b)は外観図。The image guide and light guide integrated fiber which concern on Example 3 of this invention are shown, (a) is a cross-sectional view, (b) is an external view. 本発明の実施例4に係るイメージガイドとライトガイド一体型ファイバを示し、(a)は横断面図、(b)は外観図。The image guide and light guide integrated fiber which concern on Example 4 of this invention are shown, (a) is a cross-sectional view, (b) is an external view. 本発明の実施例5に係るイメージガイドとライトガイド一体型ファイバを示し、(a)は横断面図、(b)は外観図。The image guide and light guide integrated fiber which concern on Example 5 of this invention are shown, (a) is a cross-sectional view, (b) is an external view. 本発明の実施例6に係るイメージガイドとライトガイド一体型ファイバを示し、(a)は横断面図、(b)は外観図。The image guide and light guide integrated fiber which concern on Example 6 of this invention are shown, (a) is a cross-sectional view, (b) is an external view. 本発明の実施例7に係るイメージガイドとライトガイド一体型ファイバを示し、(a)は横断面図、(b)は外観図。The image guide and light guide integrated fiber which concern on Example 7 of this invention are shown, (a) is a cross-sectional view, (b) is an external view. 本発明の実施例8に係るイメージガイドとライトガイド一体型ファイバを示し、(a)は横断面図、(b)は外観図。The image guide and light guide integrated fiber which concern on Example 8 of this invention are shown, (a) is a cross-sectional view, (b) is an external view. 本発明の実施例9に係るイメージガイドとライトガイド一体型ファイバを示し、(a)は横断面図、(b)は外観図。The image guide and light guide integrated fiber which concern on Example 9 of this invention are shown, (a) is a cross-sectional view, (b) is an external view. 本発明の実施例10に係るイメージガイドとライトガイド一体型ファイバを示し、(a)は横断面図、(b)は外観図。The image guide and light guide integrated fiber which concern on Example 10 of this invention are shown, (a) is a cross-sectional view, (b) is an external view. 本発明の実施例11に係るイメージガイドとライトガイド一体型ファイバを示し、(a)は横断面図、(b)は外観図。The image guide and light guide integrated fiber which concern on Example 11 of this invention are shown, (a) is a cross-sectional view, (b) is an external view. 本発明の実施例12に係る内視鏡装置の概略構成図。FIG. 10 is a schematic configuration diagram of an endoscope apparatus according to Embodiment 12 of the present invention. 光透過・反射板を示し、(a)は正面図、(b)は側面図。The light transmission / reflection plate is shown, (a) is a front view, and (b) is a side view. 本発明の実施例13に係る内視鏡装置の概略構成図。FIG. 14 is a schematic configuration diagram of an endoscope apparatus according to Embodiment 13 of the present invention. 従来の光ファイバを示し、(a)は横断面図、(b)は外観図。The conventional optical fiber is shown, (a) is a cross-sectional view, (b) is an external view. 従来の側方視野型内視鏡製品である側視鏡の例を示す図。The figure which shows the example of the endoscope which is the conventional side view type | mold endoscope product. 従来の側方視野型内視鏡の例を示す図。The figure which shows the example of the conventional side view type | mold endoscope.

以下、本発明のいくつかの実施例について図面を参照しながら説明する。   Several embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1に本発明の実施例1に係るイメージガイドとライトガイド一体型ファイバの概略構成を示す。同図(a)は正面断面図、(b)は側面図である。
このファイバ1は断面が略円形状で長尺のSiOガラスファイバ2の内部に該ファイバ出射端面方向の画像を伝送するための3つのイメージガイド31,32,33をファイバ1断面内の外周部に中心9から120°間隔で設け、該ファイバ1の出射端面方向を照射するための3つの照明用ライトガイド41,42,43もファイバ1内の外周部に中心9から120°間隔で設けた構造である。3つのイメージガイド31〜33と3つのライトガイド41〜43は交互に、且つ等間隔に配置されている。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an image guide and light guide integrated fiber according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 4A is a front sectional view, and FIG.
This fiber 1 has three circular image guides 31, 32, and 33 for transmitting an image in the fiber exit end face direction inside a long SiO 2 glass fiber 2 having a substantially circular cross section. Are provided at intervals of 120 ° from the center 9, and three illumination light guides 41, 42, 43 for irradiating the exit end face direction of the fiber 1 are also provided at an outer periphery of the fiber 1 at intervals of 120 ° from the center 9. Structure. The three image guides 31 to 33 and the three light guides 41 to 43 are alternately arranged at equal intervals.

このファイバ1の直径は、広い視野の画像の取り込みとその広い視野への照明光の伝送を実現するためには、大きい方が好ましく、200μmから500μmの範囲が好ましい。また、それぞれのイメージガイド31〜33、ライトガイド41〜43の直径は50μmから100μm程度が好ましい。   The diameter of the fiber 1 is preferably larger in order to capture an image with a wide field of view and transmit illumination light to the wide field of view, and is preferably in the range of 200 μm to 500 μm. The diameters of the image guides 31 to 33 and the light guides 41 to 43 are preferably about 50 μm to 100 μm.

それぞれのライトガイド41〜43はSiOガラスファイバ2の内部に長手方向延びる中空の空孔8を設け、その空孔8の中に中心部がSiOガラスからなる矩形コア5で、その外周にFかBを添加したSiOガラス層6を形成して成るライトガイド本体4を挿入して構成したマルチモード伝送用のファイバ構造である。ライトガイド本体4はSiOガラス膜6が上記空孔8の内面に少なくとも3点で接するように設けられ、その他の部分で上記空孔8とFかBを添加したSiOガラス層6との間に空隙7が形成されている。 Each of the light guides 41 to 43 is provided with a hollow hole 8 extending in the longitudinal direction inside the SiO 2 glass fiber 2, and a rectangular core 5 having a central portion made of SiO 2 glass in the hole 8. This is a fiber structure for multimode transmission configured by inserting a light guide body 4 formed by forming a SiO 2 glass layer 6 to which F or B is added. The light guide body 4 is provided such that the SiO 2 glass film 6 is in contact with the inner surface of the hole 8 at at least three points, and the hole 8 and the SiO 2 glass layer 6 to which F or B is added in the other part. A gap 7 is formed between them.

このように、F又はBを添加したSiOガラス層6の外周の大部分が空隙7で覆われた構造とすることにより、ライトガイドの等価的な比屈折率差を大きくすることができ、これにより大きな開口角を実現することができるので、ファイバ1(ライドガイド31〜33)内に照明光を効率良く閉じ込めて伝送させ、そのファイバ1の出射端側に照明光を広い範囲(ほぼ180°方向)に極めて明るく出射させることができる。しかも上記ファイバ1を曲げてもファイバ1内に閉じ込められた照明光の変化は少なく、そのために出射端側の照明光の変化もほとんど無く、したがって従来に比して小さい曲率半径で曲げることができ、ファイバ1の出射端面方向の画像を精細に取り込むことができる。 In this way, by making the outermost part of the SiO 2 glass layer 6 to which F or B is added covered with the gap 7, the equivalent relative refractive index difference of the light guide can be increased, As a result, a large opening angle can be realized, so that the illumination light can be efficiently confined and transmitted in the fiber 1 (ride guides 31 to 33), and the illumination light can be transmitted to the emission end side of the fiber 1 in a wide range (approximately 180 degrees). (In the direction of °) can be emitted extremely brightly. Moreover, even if the fiber 1 is bent, there is little change in the illumination light confined in the fiber 1, so that there is almost no change in the illumination light on the exit end side, so that it can be bent with a smaller radius of curvature than in the prior art. The image in the direction of the emission end face of the fiber 1 can be taken in finely.

次に上記それぞれのイメージガイド31〜33は多数の画素部を高密度(1千から3万程度)に集合させた画素群から構成されている。その中の一つの画素部を拡大して示すように、一つ一つの画素部(直径1μmから3μm程度)は高屈折率のコア10とその外周の薄層のクラッド11(層の厚み0.1μmから0.5μm程度)から成る。コア10には、SiOに比して比屈折率差を最大で6%程度高く取れるSiONか、SiOガラスにGeOを添加することによってSiOに比して比屈折率差を最大で4%程度高く取れるGeOを添加したSiOガラスを用い、その外周の薄層のクラッド11にはFを添加した又は添加しないSiOガラスを用いた。これによりファイバ1の出射端面方向の画像を高精細に広く取り込むことができる。すなわち、イメージガイド31〜33の出射端側の開口角は上記比屈折率差が大きいほど広くなり、ファイバ1の出射端面方向の画像を広く取り込むことができる。そしてライトガイド41〜43はイメージガイド31〜33の隣に配置されていることを特徴とするイメージガイドとライトガイド一体型ファイバ構造であり、イメージガイド31〜33で取り込みたい領域を極めて明るく照射する構成になっているので、その領域の画像を精度良く、高画質で取り込んで伝送させることができる。 Each of the image guides 31 to 33 is composed of a pixel group in which a large number of pixel portions are gathered at a high density (about 1,000 to 30,000). As shown in an enlarged view of one of the pixel portions, each pixel portion (diameter of about 1 μm to 3 μm) has a high refractive index core 10 and a thin cladding 11 on the outer periphery thereof (layer thickness of 0.1 μm). To about 0.5 μm). The core 10, at most or about 6% higher take SiON the relative refractive index difference compared to SiO 2, the relative refractive index difference as compared with SiO 2 by the addition of GeO 2 in SiO 2 glass with a maximum using SiO 2 glass doped with about 4% higher take GeO 2, SiO 2 is used glass is not added or added F is the cladding 11 of a thin layer of its outer periphery. As a result, the image in the direction of the emission end face of the fiber 1 can be captured widely with high definition. That is, the opening angle on the exit end side of the image guides 31 to 33 becomes wider as the relative refractive index difference is larger, and an image in the exit end face direction of the fiber 1 can be captured widely. The light guides 41 to 43 have an image guide and light guide integrated fiber structure, which is arranged next to the image guides 31 to 33. The image guides 31 to 33 irradiate a region to be captured extremely brightly. Since it is configured, it is possible to capture and transmit an image of that area with high accuracy and high image quality.

上記イメージガイドとライトガイド一体型ファイバは次のようにして製造した。まずイメージガイドとライトガイドのプリフォームを挿入できる空孔を6個有したSiOガラスからなる多孔質ガラス母材をゾルゲル法で製造し、高温で燒結して透明なSiOガラスからなるガラスプリフォームを得た。一方、別の方法でイメージガイドプリフォームとライトガイドプリフォームをそれぞれ製造した。そのイメージガイドプリフォームの製造は、MCVD法(Modified Chemical Vapor Deposition法)、VAD法(Vapor Phase Axial Deposition 法)などを用いてイメージガイド用の第1のファイバプリフォームを製造し、その第1のファイバプリフォームをファイバ線引き装置でファイバに線引きして第1のファイバを得る。ついでSiOガラス管内に上記第1のファイバを短く切って束ねて挿入し、第2のファイバプリフォームを得る。その後に上記第2のファイバプリフォームをファイバ線引き装置でファイバに線引きして第2のファイバを得る。またその後にSiOガラス管内に上記第2のファイバを短く切って束ねて挿入し、第3のファイバプリフォームを得る。その後に上記第3のファイバプリフォームをファイバ線引き装置でファイバに線引きして第3のファイバを得る。またその後にSiOガラス管内に上記第3のファイバを短く切って束ねて挿入し、第4のファイバプリフォームを得る。上記第4のファイバプリフォームを3本製造してイメージガイドプリフォームを得た。 The image guide and light guide integrated fiber were manufactured as follows. First, a porous glass base material made of SiO 2 glass having six pores into which image guide and light guide preforms can be inserted is manufactured by a sol-gel method and sintered at a high temperature to make a glass plate made of transparent SiO 2 glass. Got a renovation. On the other hand, image guide preforms and light guide preforms were produced by different methods. The image guide preform is manufactured by using the MCVD method (Modified Chemical Vapor Deposition method), the VAD method (Vapor Phase Axial Deposition method), etc. to manufacture the first fiber preform for the image guide. A fiber preform is drawn into a fiber by a fiber drawing device to obtain a first fiber. Next, the first fiber is cut into short bundles and inserted into a SiO 2 glass tube to obtain a second fiber preform. Thereafter, the second fiber preform is drawn on the fiber by a fiber drawing device to obtain a second fiber. Thereafter, the second fiber is cut into short bundles and inserted into a SiO 2 glass tube to obtain a third fiber preform. Thereafter, the third fiber preform is drawn into a fiber by a fiber drawing device to obtain a third fiber. After that, the third fiber is cut into short bundles and inserted into the SiO 2 glass tube to obtain a fourth fiber preform. Three of the fourth fiber preforms were manufactured to obtain an image guide preform.

次にライトガイドプリフォームは次のようにして製造した。まずSiOガラスからなる矩形状のガラスをVAD法と切削加工により実現した。そのガラス外周にFを添加したSiOガラスをCVD法で形成してライトガイドプリフォームを3本製造した。そして先に製造しておいた透明なSiOガラスからなるガラスプリフォーム内の空孔内に上記イメージガイドプリフォーム、ライトガイドプリフォームを挿入してイメージガイドとライトガイド一体型ファイバプリフォームを得た。そしてこのイメージガイドとライトガイド一体型ファイバプリフォームをファイバ線引き装置でファイバに線引きしてイメージガイドとライトガイド一体型ファイバを得た。 Next, the light guide preform was manufactured as follows. First, a rectangular glass made of SiO 2 glass was realized by the VAD method and cutting. Three light guide preforms were manufactured by forming SiO 2 glass with F added to the outer periphery of the glass by the CVD method. Then, the image guide preform and the light guide preform are inserted into the holes in the glass preform made of transparent SiO 2 glass, which has been manufactured in advance, to obtain a fiber preform integrated with the image guide and the light guide. It was. The image guide and light guide integrated fiber preform was drawn on the fiber by a fiber drawing device to obtain an image guide and light guide integrated fiber.

図2に本発明の実施例2に係るイメージガイドとライトガイド一体型ファイバの概略構成を示す。同図(a)は正面断面図、(b)は側面図である。この光ファイバ12も断面が略円形状で長尺のSiOガラスファイバ2の内部に該ファイバ出射端面方向の画像を伝送するための3つのイメージガイド31,32,33をファイバ10内の中心9から120°間隔で設け、該ファイバ10の出射端面方向を照射するための3つの照明用ライトガイド131,132,133をファイバ12の内の中心9から120°間隔で設けた構造である。実施例1と同様、イメージガイド31〜33とライトガイド131〜133は交互に配置されている。 FIG. 2 shows a schematic configuration of an image guide and light guide integrated fiber according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 4A is a front sectional view, and FIG. The optical fiber 12 also has three image guides 31, 32, 33 for transmitting an image in the direction of the fiber exit end face inside the long SiO 2 glass fiber 2 having a substantially circular cross section. The three illumination light guides 131, 132, and 133 for irradiating the exit end face direction of the fiber 10 are provided at intervals of 120 ° from the center 9 of the fiber 12. As in the first embodiment, the image guides 31 to 33 and the light guides 131 to 133 are alternately arranged.

実施例2が実施例1と異なる箇所は、それぞれのライトガイド131〜133がSiOガラスファイバ2の内部に断面が四角形状の中空の空孔17を設け、その空孔17の中に中心部がSiOガラスからなる円形コア14でその外周にFかBを添加したSiOガラス層15を形成して成るライトガイド本体13を、SiOガラス層15が上記空孔17の内面に接するように形成し、上記空孔17とFかBを添加したSiOガラス15との隙間を空隙16で構成したマルチモード伝送用のファイバ構造としたことである。 The difference between the second embodiment and the first embodiment is that each light guide 131 to 133 has a hollow hole 17 having a quadrangular cross section inside the SiO 2 glass fiber 2, and a central portion in the hole 17. as but the light guide body 13 obtained by forming a SiO 2 glass layer 15 with the addition of F or B on the outer circumference a circular core 14 made of SiO 2 glass, SiO 2 glass layer 15 is in contact with the inner surface of the pores 17 The multi-mode transmission fiber structure in which the gap 17 between the hole 17 and the SiO 2 glass 15 to which F or B is added is formed by the gap 16 is formed.

図3に本発明の実施例3に係るイメージガイドとライトガイド一体型ファイバの概略構成を示す。同図(a)は正面断面図、(b)は側面図である。このファイバ18は断面が略円形状で長尺のSiOガラスファイバ2内の外周部に該ファイバ出射断面方向の画像を伝送するための4つのイメージガイド31,32,33,34をファイバ16断面内の中心から90°間隔で設け、該ファイバ16の出射断面方向を照射するための5つの照明用ライトガイド41,42,43,44,45をファイバ16内の中心と外周部に中心から90°間隔で設けた構造である。すなわち、イメージガイドを1個増やし、かつライトガイドを2個増やすことによってファイバ18の出射端側の広い視野の画像を明るく高精細に取り込むことができる。この実施例のライトガイドの構造は実施例1のライトガイドと同様の構造のものである。 FIG. 3 shows a schematic configuration of an image guide and light guide integrated fiber according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 4A is a front sectional view, and FIG. This fiber 18 has a substantially circular cross section and four image guides 31, 32, 33, 34 for transmitting images in the fiber exit cross section direction to the outer periphery of the long SiO 2 glass fiber 2. Five illumination light guides 41, 42, 43, 44, 45 for irradiating the exit cross-sectional direction of the fiber 16 are provided at intervals of 90 ° from the center of the fiber, and 90 from the center to the center and the outer periphery of the fiber 16. It is a structure provided at intervals. That is, by increasing the number of image guides by one and by increasing the number of light guides by two, it is possible to capture bright and high-definition images with a wide field of view on the exit end side of the fiber 18. The structure of the light guide of this embodiment is the same as that of the light guide of the first embodiment.

図4に本発明の実施例4に係るイメージガイドとライトガイド一体型ファイバの概略構成を示す。同図(a)は正面断面図、(b)は側面図である。このファイバ19も実施例3と同様な構成である。実施例3と異なるところは、ライトガイド131,132,133,134,135に実施例2に用いた構造のライトガイドを用いていることである。   FIG. 4 shows a schematic configuration of an image guide and light guide integrated fiber according to Embodiment 4 of the present invention. FIG. 4A is a front sectional view, and FIG. The fiber 19 has the same configuration as that of the third embodiment. The difference from the third embodiment is that the light guides having the structure used in the second embodiment are used for the light guides 131, 132, 133, 134, and 135.

図5に本発明の実施例5に係るイメージガイドとライトガイド一体型ファイバの概略構成を示す。同図(a)は正面断面図、(b)は側面図である。このファイバ20はイメージガイド31〜35を中心部に1個、円周に4個等間隔で設け、ライトガイド131〜134を円周に4個等間隔で設けた構造である。ライトガイド131〜134は実施例3に用いたライトガイドと同じ構造である。   FIG. 5 shows a schematic configuration of an image guide and light guide integrated fiber according to Embodiment 5 of the present invention. FIG. 4A is a front sectional view, and FIG. This fiber 20 has a structure in which one image guide 31 to 35 is provided at the center and four on the circumference at equal intervals, and four light guides 131 to 134 are provided on the circumference at equal intervals. The light guides 131 to 134 have the same structure as the light guide used in the third embodiment.

図6に本発明の実施例6に係るライトガイド一体型イメージファイバの概略構成を示す。同図(a)は正面断面図、(b)は側面図である。このファイバ21は断面が略円形状で長尺のSiOガラスファイバ2の中心に断面積が大きく多数の画素部を有するイメージガイド22を配置させ、その外周にライトガイド41〜48を設けた構成である。このような構成にすると、ファイバ21の出射端側のより広い視野の画像をより一層に明るく照らしてその照らされた画像をより高精細に取り込むことができる。 FIG. 6 shows a schematic configuration of a light guide integrated image fiber according to a sixth embodiment of the present invention. FIG. 4A is a front sectional view, and FIG. This fiber 21 has a configuration in which an image guide 22 having a large cross-sectional area and a large number of pixel portions is arranged at the center of a long SiO 2 glass fiber 2 having a substantially circular cross section, and light guides 41 to 48 are provided on the outer periphery thereof. It is. With such a configuration, it is possible to illuminate an image with a wider field of view on the emission end side of the fiber 21 more brightly and capture the illuminated image with higher definition.

図7に本発明の実施例7に係るイメージガイドとライトガイド一体型ファイバの概略構成を示す。同図(a)は正面断面図、(b)は側面図である。実施例7はイメージガイドとライトガイドをそれぞれ個別に作成されたものを用いて集合させ、その外周をプラスチック被覆材で固めて一体化した構造である。すなわち、個別に作成したイメージガイド241、242、243と、個別に作成したライトガイド251、252、253を図7に示すように配置させた状態で外周をプラスチック被覆材27(たとえば、シリコーン樹脂、ナイロン樹脂、エポキシ樹脂など)で覆って一体化するように固めた構造である。   FIG. 7 shows a schematic configuration of an image guide and light guide integrated fiber according to Embodiment 7 of the present invention. FIG. 4A is a front sectional view, and FIG. The seventh embodiment has a structure in which the image guide and the light guide are assembled using individually prepared ones, and the outer periphery thereof is solidified with a plastic coating material and integrated. In other words, the image guides 241, 242, and 243 created individually and the light guides 251, 252, and 253 created individually are arranged as shown in FIG. Nylon resin, epoxy resin, etc.) and are solidified so as to be integrated.

ここで、個別に作成したライトガイド251〜253は、図2で示したように、SiOガラス26からなる円形母材の内部に断面が四角形状の中空の空孔17を設け、その空孔17の中に、中心部がSiOガラスからなる円形コア14でその外周にFかBを添加したSiOガラス層15を形成して成るライトガイド本体を、前記SiOガラス層15が上記空孔17の内面に接するように挿入し、上記空孔17とFかBを添加したSiOガラス15との隙間を空隙16で構成したマルチモード伝送用のファイバ構造とした。このような構成にすると、一体化ファイバ23内におけるイメージガイドの中の一個、あるいは複数個のイメージガイドの構造(サイズ、画素数、画素のサイズ、など)を他のイメージガイドと異ならせて構成することができるので、それぞれのイメージガイドで取り込む画像を変えることができる。また、ライトガイド251〜253をそれぞれ少しずつ構造の異なったものにすることもできる。なお上記プラスチック材27で被覆したファイバ23を変形自在な金属管内に入れて覆ってもよい。またファイバ23のプラスチック被覆材27内をプラスチックの樹脂(たとえば、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂など)で充たしても良い。 Here, the individually created light guides 251 to 253 are provided with a hollow hole 17 having a square cross section inside a circular base material made of SiO 2 glass 26 as shown in FIG. Some 17, a light guide body which center portion is formed by forming a SiO 2 glass layer 15 with the addition of F or B on the outer circumference a circular core 14 made of SiO 2 glass, the SiO 2 glass layer 15 is the air- A multi-mode transmission fiber structure was formed in which the gap 17 between the hole 17 and the SiO 2 glass 15 to which F or B was added was formed with a gap 16 so as to be in contact with the inner surface of the hole 17. In such a configuration, the structure (size, number of pixels, pixel size, etc.) of one or a plurality of image guides in the integrated fiber 23 is different from other image guides. The images to be captured can be changed with each image guide. Further, the light guides 251 to 253 can be slightly different in structure. The fiber 23 covered with the plastic material 27 may be covered by being placed in a deformable metal tube. Further, the plastic covering material 27 of the fiber 23 may be filled with a plastic resin (for example, a silicone resin or an epoxy resin).

図8に本発明の実施例8に係るイメージがガイドとライトガイド一体型ファイバの概略構成を示す。同図(a)は正面断面図、(b)は側面図である。このファイバ28はイメージガイド29を囲むように4個のライトガイド251、252、253、254を配置させ、実施例7と同様に、それらの全体をプラスチック被覆材27で覆った構造である。この実施例例8でもプラスチック被覆材27内をプラスチックの樹脂(たとえば、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂など)で充たしても良い。また上記プラスチック被覆材27で被覆したファイバ28を変形自在な金属管内に入れて覆ってもよい。   FIG. 8 shows a schematic configuration of an image according to an eighth embodiment of the present invention in which a guide and a light guide integrated fiber are integrated. FIG. 4A is a front sectional view, and FIG. The fiber 28 has a structure in which four light guides 251, 252, 253, and 254 are arranged so as to surround the image guide 29, and the whole is covered with a plastic coating material 27 as in the seventh embodiment. In the eighth embodiment, the plastic covering material 27 may be filled with a plastic resin (for example, a silicone resin or an epoxy resin). Further, the fiber 28 coated with the plastic coating material 27 may be covered with a deformable metal tube.

図9に本発明の実施例9に係るイメージガイドとライトガイド一体型ファイバの概略構成を示す。同図(a)は正面断面図、(b)は側面断面図である。このファイバ30は図4に示したファイバ19の出射側端面に円錐角が略90°の円錐形のくぼみ52を設けたことを特徴とするイメージガイドとライトガイド一体型ファイバである。このファイバ30は、ファイバの一方端側における先端面に円錐角が略90°の円錐形のくぼみ52が設けられているので、ファイバ出射端面方向以外のファイバ出射端付近のファイバ円周方向の画像も取り込んで伝送させることができる。上記構成において、画像をより効率良くイメージガイド内に取り込んで伝送させるために、円錐形のくぼみ52の表面にAlかAg、あるいはAuの膜を形成してその面での反射率を高めるようにしてもよい。   FIG. 9 shows a schematic configuration of an image guide and light guide integrated fiber according to Embodiment 9 of the present invention. FIG. 4A is a front sectional view, and FIG. This fiber 30 is an image guide and light guide integrated fiber characterized in that a conical recess 52 having a conical angle of approximately 90 ° is provided on the output side end face of the fiber 19 shown in FIG. Since this fiber 30 is provided with a conical recess 52 having a cone angle of approximately 90 ° on the tip surface on one end side of the fiber, an image in the fiber circumferential direction near the fiber exit end other than the fiber exit end face direction. Can also be captured and transmitted. In the above configuration, in order to more efficiently capture and transmit an image into the image guide, an Al, Ag, or Au film is formed on the surface of the conical recess 52 to increase the reflectance on the surface. May be.

図10に本発明の実施例10に係るイメージガイドとライトガイド一体型ファイバの概略構成を示す。同図(a)は正面断面図、(b)は側面断面図である。このファイバ53は、図5に示したファイバ20の出射側端面に1/4ピッチの集束型ロッドレンズ54の一方端を取り付け、そのロッドレンズ54の他方端面に円錐角が略90°の円錐形のくぼみ35を形成した構造である。このロッドレンズ54でさらにより広い領域の画像をファイバ内のイメージガイド内に集光、結合させて伝送させることができる。   FIG. 10 shows a schematic configuration of an image guide and light guide integrated fiber according to Embodiment 10 of the present invention. FIG. 4A is a front sectional view, and FIG. In this fiber 53, one end of a 1/4 pitch focusing rod lens 54 is attached to the output side end face of the fiber 20 shown in FIG. 5, and the other end face of the rod lens 54 has a conical shape with a cone angle of approximately 90 °. This is a structure in which a recess 35 is formed. With this rod lens 54, an image of a wider area can be collected and combined in an image guide in the fiber and transmitted.

図11に本発明の実施例11に係るイメージガイドとライトガイド一体型ファイバの構成を示す。この図も光ファイバの概略図を示したものである。同図(a)は正面断面図、(b)は側面断面図である。このファイバ56は図10に示したファイバ53の1/4ピッチの集束型ロッドレンズ54の円錐形くぼみ35の表面にAlかAg、あるいはAuの膜57を形成することによって、その面での反射率を高め、さらに高精度にイメージガイドに画像を集光、結合させて伝送させることができるようにしたものである。   FIG. 11 shows a configuration of an image guide and light guide integrated fiber according to Embodiment 11 of the present invention. This figure also shows a schematic diagram of an optical fiber. FIG. 4A is a front sectional view, and FIG. The fiber 56 is formed by forming an Al, Ag, or Au film 57 on the surface of the conical recess 35 of the 1/4 pitch focusing rod lens 54 of the fiber 53 shown in FIG. The rate is increased, and the image can be collected and combined with the image guide and transmitted with higher accuracy.

図12に本発明の実施例12に係る内視鏡装置の構成を示す。この内視鏡装置は、実施例9に示したファイバ30を用いて実現したものである。すなわち、5個の照明用光源371(図12では3個のみ示す。)からの照明光を光透過・反射板62を通してファイバ30の入射端311側から入射させてファイバ30内のライトガイド131〜135内を伝搬させ、ファイバ30の出射端312側の円錐角が略90°の円錐形のくぼみ52で矢印391のごとく出射させて出射端側を明るく照射させる。上記明るく照らされた領域の画像は矢印401のごとくファイバ30内のイメージガイド31〜34内に閉じ込められてファイバ30の入射端311側に送られる。そして光透過・反射板62で反射されて矢印411のごとく撮像装置63内に入射して画像として表示される。撮像装置63はCCDイメージセンサやCMOSイメージセンサから構成されている。   FIG. 12 shows the configuration of an endoscope apparatus according to Embodiment 12 of the present invention. This endoscope apparatus is realized by using the fiber 30 shown in the ninth embodiment. That is, illumination light from five illumination light sources 371 (only three are shown in FIG. 12) is incident from the incident end 311 side of the fiber 30 through the light transmitting / reflecting plate 62, and the light guides 131 to 131 in the fiber 30. 135, and is emitted as indicated by an arrow 391 by a conical recess 52 having a cone angle of approximately 90 ° on the exit end 312 side of the fiber 30 to irradiate the exit end side brightly. The image of the brightly illuminated region is confined in the image guides 31 to 34 in the fiber 30 as indicated by an arrow 401 and sent to the incident end 311 side of the fiber 30. Then, it is reflected by the light transmitting / reflecting plate 62 and enters the imaging device 63 as indicated by an arrow 411 and is displayed as an image. The imaging device 63 is composed of a CCD image sensor or a CMOS image sensor.

図13に上記光透過・反射板62の構成を示す。同図において、431〜435は照明光を透過させる孔であり、441〜444は画像を反射させる反射面である。この光透過・反射板62は光軸に対して角度φ=45°となるように配置される。   FIG. 13 shows a configuration of the light transmission / reflection plate 62. In the figure, reference numerals 431 to 435 are holes for transmitting illumination light, and reference numerals 441 to 444 are reflection surfaces for reflecting images. The light transmitting / reflecting plate 62 is arranged so that the angle φ = 45 ° with respect to the optical axis.

図14に本発明の実施例13に係る内視鏡装置の構成を示す。この内視鏡装置は、実施例10のファイバ33を用いて実現したものである。それ以外は実施例12と同様な構成である。   FIG. 14 shows the configuration of an endoscope apparatus according to Embodiment 13 of the present invention. This endoscope apparatus is realized by using the fiber 33 of the tenth embodiment. Other than that, the configuration is the same as that of the twelfth embodiment.

本発明は上記実施例に限定されない。例えば、図1〜図6、図9〜図14のファイバの外周は、プラスチック樹脂、金属材などで覆われていても良い。図12及び図14において、ファイバの入射端面が斜め(2°から8°程度)に研磨されていても良い。このようにすることにより、端面からの不要な反射が照明用光源371側、撮像装置63側に戻ってくるのを抑えることができる。図1〜図6のファイバを束ねて使用しても良い。光透過・反射板に代えてハーフミラーを用いても良い。
円錐形のくぼみの円錐角は90°に限らず、85〜95°であれば良い。
The present invention is not limited to the above embodiments. For example, the outer periphery of the fibers in FIGS. 1 to 6 and FIGS. 9 to 14 may be covered with a plastic resin, a metal material, or the like. 12 and 14, the incident end face of the fiber may be polished obliquely (about 2 ° to 8 °). By doing in this way, it can suppress that unnecessary reflection from an end surface returns to the illumination light source 371 side and the imaging device 63 side. The fibers of FIGS. 1 to 6 may be used in a bundle. A half mirror may be used instead of the light transmission / reflection plate.
The cone angle of the conical depression is not limited to 90 °, and may be 85 to 95 °.

1,12,18,19,20,21,23,28,30,53,56…イメージガイド・ライトガイド一体型ファイバ
2…ファイバ本体
7,16…空隙
41〜45,131〜135,251〜254…ライトガイド
14…円形コア
27…プラスチック被覆材
22,29,31〜35,241〜243…イメージガイド
52,55…くぼみ
54…ロッドレンズ
371…照明用光源
62…光透過・反射板
63…撮像装置(撮像手段)
1, 12, 18, 19, 20, 21, 23, 28, 30, 53, 56 ... Image guide / light guide integrated fiber 2 ... Fiber body 7, 16 ... Air gaps 41 to 45, 131 to 135, 251 to 254 ... Light guide 14 ... Circular core 27 ... Plastic coating materials 22, 29, 31 to 35, 241 to 243 ... Image guides 52, 55 ... Dimple 54 ... Rod lens 371 ... Light source 62 for illumination ... Light transmission / reflection plate 63 ... Imaging Device (imaging means)

Claims (14)

長尺のファイバからなり、その内部に該ファイバ出射端面方向の画像を伝送するための少なくとも1つのイメージガイドと、
該出射端面方向を照射するための照明用ライトガイドを少なくとも3つ有し、
該ライトガイドは、SiOガラス製の中心部のコアとF又はBを添加したSiOガラス製の外周部で構成され、該外周部が一部のみで前記ファイバの長手方向に設けられた空孔の内面に接し、他の部分が該空孔との間の空隙で覆われた構造であることを特徴とするイメージガイドとライトガイド一体型ファイバ。
At least one image guide made of a long fiber, for transmitting an image in the direction of the fiber exit end face,
Having at least three illumination light guides for illuminating the exit end face direction;
Check the light guide, which is composed of SiO 2 glass outer peripheral portion with the addition of core and F or B in the center of the SiO 2 glass, the outer peripheral portion is provided in the longitudinal direction of the fiber only in part An image guide and light guide integrated fiber characterized by having a structure that is in contact with the inner surface of a hole and the other part is covered with a gap between the holes.
請求項1において、少なくとも3つのライトガイドはファイバ出射端から少なくとも3方向に照明用の光を出射するように配置されていることを特徴とするイメージガイドとライトガイド一体型ファイバ。   2. The image guide and light guide integrated fiber according to claim 1, wherein at least three light guides are arranged so as to emit illumination light in at least three directions from the fiber emission end. 請求項1又は2において、前記ライトガイドは前記イメージガイドの隣に配置されていることを特徴とするイメージガイドとライトガイド一体型ファイバ。   3. The image guide and light guide integrated fiber according to claim 1, wherein the light guide is disposed next to the image guide. 請求項1〜3のいずれかにおいて、前記イメージガイドはSiON又はGeOを添加したSiOガラス製の高屈折率部と、その外周のFを添加した又は添加しないSiOガラス製の低屈折率部からなるファイバを高密度に集合させたファイバ群であることを特徴とするイメージガイドとライトガイド一体型ファイバ。 4. The image guide according to claim 1, wherein the image guide has a high refractive index portion made of SiO 2 glass to which SiON or GeO 2 is added, and a low refractive index made of SiO 2 glass to which F on the outer periphery is added or not added. An image guide and light guide integrated fiber, characterized in that it is a fiber group in which fibers made up of parts are gathered at high density. 請求項1〜4のいずれかにおいて、少なくとも3つのイメージガイドはファイバ出射端面方向の少なくとも3つの領域の画像を検出するように配置されていることを特徴とするイメージガイドとライトガイド一体型ファイバ。   5. The image guide and light guide integrated fiber according to claim 1, wherein the at least three image guides are arranged so as to detect images of at least three regions in the fiber exit end face direction. 6. 請求項1〜5のいずれかにおいて、前記ライドガイドのコア及び空孔のうちの一方が断面円形状で、他方が断面矩形状であることを特徴とするイメージガイドとライトガイド一体型ファイバ。   6. The image guide and light guide integrated fiber according to claim 1, wherein one of a core and a hole of the ride guide has a circular cross section and the other has a rectangular cross section. 請求項1〜6のいずれかにおいて、個別に作成された前記イメージガイドと前記ライトガイドを被覆材の中に集合させたことを特徴とするイメージガイドとライトガイド一体型ファイバ。   7. The image guide and light guide integrated fiber according to claim 1, wherein the image guide and the light guide, which are individually produced, are gathered in a covering material. 請求項1〜7のいずれかにおいて、ファイバの一方端側における先端面に円錐角が85〜95°の円錐形のくぼみが設けられていることを特徴とするイメージガイドとライトガイド一体型ファイバ。   The image guide and light guide integrated fiber according to any one of claims 1 to 7, wherein a conical depression having a conical angle of 85 to 95 ° is provided on a distal end surface on one end side of the fiber. 請求項1〜6のいずれかにおいて、前記ファイバの一方の先端面に1/4ピッチの集束型ロッドレンズの一方端を取り付け、該ロッドレンズの他方端面に円錐角が85〜95°の円錐形のくぼみが設けられていることを特徴とするイメージガイドとライトガイド一体型ファイバ。   7. The conical shape according to claim 1, wherein one end of a 1/4 pitch focusing rod lens is attached to one end face of the fiber, and the other end face of the rod lens has a cone angle of 85 to 95 [deg.]. An image guide and a light guide integrated fiber characterized by being provided with a recess. 請求項8又は9において、前記円錐形のくぼみの表面にAl、Ag、及びAuのいずれかの膜が形成されていることを特徴とするイメージガイドとライトガイド一体型ファイバ。   10. The image guide and light guide integrated fiber according to claim 8, wherein a film of any one of Al, Ag, and Au is formed on a surface of the conical depression. 請求項1〜10のいずれかに記載の一体型ファイバから成る内視鏡を備えた内視鏡装置において、前記ファイバの一方端側に照明用の光を透過させ、その光を該ファイバ内のライトガイド内に入射させる手段であって、該ファイバの他方側からイメージガイド内に取り込まれ該ファイバの該一方端側に伝送された画像を反射させる光透過・反射手段を設けたことを特徴とする内視鏡装置。   An endoscope apparatus comprising the endoscope comprising the integral fiber according to any one of claims 1 to 10, wherein light for illumination is transmitted to one end side of the fiber, and the light is transmitted through the fiber. Means for entering the light guide, characterized in that light transmission / reflection means is provided for reflecting an image taken into the image guide from the other side of the fiber and transmitted to the one end side of the fiber. Endoscope device. 請求項11において、前記光透過・反射手段として、前記ファイバの一方端側に傾けた光反射及び透過させる機能を有する板を設け、前記照明用の光を該板に設けた透過孔を通して該ファイバ内のライトガイド内に入射させ、該ファイバの他方端側からイメージガイド内に取り込まれ該ファイバの該一方端側に伝送された画像を該板の光反射膜で反射させるように構成したことを特徴とする内視鏡装置。   12. The light transmission / reflection means according to claim 11, wherein a plate having a function of reflecting and transmitting light inclined to one end side of the fiber is provided, and the light for illumination passes through a transmission hole provided in the plate. The light is incident on the inner light guide, and the image taken into the image guide from the other end side of the fiber and transmitted to the one end side of the fiber is reflected by the light reflecting film of the plate. Endoscopic device characterized. 請求項11又は12において、前記ファイバの該一方端側に伝送され、前記光透過・反射手段で反射された画像を撮像手段に取り込むようにしたことを特徴とする内視鏡装置。   13. The endoscope apparatus according to claim 11 or 12, wherein an image transmitted to the one end side of the fiber and reflected by the light transmitting / reflecting means is taken into the imaging means. 請求項13において、前記撮像手段がCCDイメージセンサから構成されていることを特徴とする内視鏡装置。   The endoscope apparatus according to claim 13, wherein the imaging unit is constituted by a CCD image sensor.
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