JP5763035B2 - Endoscope system - Google Patents
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Description
本発明は、内視鏡及び光源装置に内蔵される光ファイバを保持するための光ファイバ保持装置を有する内視鏡システムに関する。 The present invention relates to an endoscope system having an optical fiber holding device for holding an optical fiber incorporated in an endoscope and a light source device.
医療分野において内視鏡を利用した診断が行われている。内視鏡は、検体内に挿入される挿入部の先端に照明窓を有し、内視鏡と接続される光源装置から照明窓へライトガイドによって照明光が導かれ、検体へ照明光を照射することができる。照明用のライトガイドとしては、複数本の光ファイバを束ねた光ファイババンドルが用いられている。内視鏡及び光源装置にそれぞれ組み込まれるライトガイドは、内視鏡に設けられたコネクタと、光源装置のコネクタとが接続されたとき、ライトガイドの端面同士が密着して光学的に接続される。 Diagnosis using an endoscope is performed in the medical field. The endoscope has an illumination window at the distal end of the insertion portion inserted into the specimen, and the illumination light is guided from the light source device connected to the endoscope to the illumination window by the light guide, and the specimen is irradiated with the illumination light. can do. As a light guide for illumination, an optical fiber bundle in which a plurality of optical fibers are bundled is used. The light guide incorporated in each of the endoscope and the light source device is optically connected by closely contacting the end surfaces of the light guide when the connector provided in the endoscope and the connector of the light source device are connected. .
内視鏡のコネクタは、着脱頻度が高いため、光ファイバの先端にゴミ等が付着しやすい。また、着脱時の衝撃によって光ファイバの先端に傷が発生することもある。光ファイバの先端にゴミが付着し、または傷が発生すると接続損失が大きくなる。また、光ファイバの先端の光パワー密度が高い場合、付着しているゴミや傷の部分が焼けて光ファイバやフェルールの先端が焼損し、あるいはファイバヒューズ現象によって光ファイバが延焼することもある。 Since the connector of the endoscope is frequently attached and detached, dust or the like tends to adhere to the tip of the optical fiber. In addition, the tip of the optical fiber may be damaged by an impact at the time of attachment / detachment. If dust adheres to the tip of the optical fiber or a flaw occurs, the connection loss increases. In addition, when the optical power density at the tip of the optical fiber is high, the attached dust and scratches may burn and the tip of the optical fiber or ferrule may burn out, or the optical fiber may spread due to a fiber fuse phenomenon.
ゴミの付着等による光ファイバの焼損を防止するため、光ファイバの接続部分の光パワー密度を低くした光ファイバ伝送路が発明されている。例えば、特許文献1、2記載の発明では、シングルモードファイバの先端にコリメータレンズとして機能するグレーデッドインデックスコリメータを融着接続し、モードフィールド径を広げている。 In order to prevent burning of the optical fiber due to dust or the like, an optical fiber transmission line has been invented in which the optical power density at the connection portion of the optical fiber is lowered. For example, in the inventions described in Patent Documents 1 and 2, a graded index collimator that functions as a collimator lens is fused and connected to the tip of a single mode fiber to widen the mode field diameter.
近年では、内視鏡の照明にレーザ照明装置を用いることが検討されている。このレーザ照明装置は、短波長・高出力のレーザー光をライトガイドによって蛍光体までガイドし、レーザー光により蛍光体を励起させて照明光を得る。ライトガイドには、光ファイババンドルではなく、例えば100μm以上の大きなコア径を有する1本のマルチモードファイバが用いられる。そのため、内視鏡にレーザ照明装置を適用することにより、挿入部の細径化が期待できる。 In recent years, it has been studied to use a laser illumination device for endoscope illumination. This laser illuminator guides a short wavelength / high output laser beam to a phosphor by a light guide, and excites the phosphor by the laser beam to obtain illumination light. The light guide is not an optical fiber bundle, but a single multimode fiber having a large core diameter of, for example, 100 μm or more. Therefore, the diameter of the insertion portion can be expected to be reduced by applying the laser illumination device to the endoscope.
特許文献3記載の内視鏡装置では、蛍光体を励起させるためのレーザー光をガイドする光ファイバ同士の接続構造を備えている。この内視鏡装置は、光ファイバとしてマルチモードファイバを使用し、光源側の光ファイバが固定されるフェルールと、グレーデッドインデックスコリメータとが、マルチモードファイバの端面とグレーデッドインデックスコリメータの端面とを当接させた状態でスリーブに保持されている。内視鏡側の光ファイバも同様の構成で保持されており、内視鏡側のコネクタと、光源装置側のソケットとを接続したとき、グレーデッドインデックスコリメータ及びフェルールを保持するスリーブ同士が係合する。これにより、光ファイバの先端に接続されたグレーデッドインデックスコリメータ同士が光学的に接続される。 The endoscope apparatus described in Patent Document 3 includes a connection structure between optical fibers that guide laser light for exciting a phosphor. This endoscope apparatus uses a multi-mode fiber as an optical fiber, and a ferrule to which the optical fiber on the light source side is fixed and a graded index collimator are connected to the end face of the multi-mode fiber and the end face of the graded index collimator. The sleeve is held in contact with the sleeve. The endoscope side optical fiber is also held in the same configuration, and when the endoscope side connector and the light source device side socket are connected, the graded index collimator and the sleeve holding the ferrule are engaged with each other. To do. Thereby, graded index collimators connected to the tip of the optical fiber are optically connected.
上記特許文献3記載の内視鏡装置では、スリーブに対してフェルールとグレーデッドインデックスコリメータとが着脱自在に保持されており、光ファイバとグレーデッドインデックスコリメータとの間で発生する伝送損失が大きい。そこで、本出願人では、光ファイバとグレーデッドインデックスコリメータとの間で伝送損失を小さくするための光ファイバ保持装置を研究、開発している。この保持装置では、グレーデッドインデックスコリメータの外周を保持する保持筒と、保持筒に対して回転結合する回転結合部材と、回転結合部材の内部に配される付勢部材と、回転結合部材が保持筒に回転結合したとき、付勢部材の付勢を受けてフェルールをグレーデッドインデックスコリメータ側へ押圧する押圧部材とを備えている。これにより、押圧部材がフェルールをグレーデッドインデックスコリメータ側に押圧して密着させるようにする。 In the endoscope apparatus described in Patent Document 3, the ferrule and the graded index collimator are detachably held with respect to the sleeve, and transmission loss generated between the optical fiber and the graded index collimator is large. Therefore, the present applicant has researched and developed an optical fiber holding device for reducing transmission loss between the optical fiber and the graded index collimator. In this holding device, a holding cylinder that holds the outer periphery of the graded index collimator, a rotary coupling member that is rotationally coupled to the holding cylinder, an urging member that is disposed inside the rotary coupling member, and a rotary coupling member are held. And a pressing member that presses the ferrule toward the graded index collimator side when urged by the urging member when rotationally coupled to the cylinder. As a result, the pressing member presses the ferrule toward the graded index collimator so as to be brought into close contact therewith.
しかしながら、上記保持装置では、回転結合部材を保持筒に対して回転結合させるとき、回転結合部材の回転が押圧部材に伝わってフェルールを傷つけたり、押圧部材とともに回転したフェルールがグレーデッドインデックスコリメータを傷つけてしまうことがある。 However, in the above holding device, when the rotational coupling member is rotationally coupled to the holding cylinder, the rotation of the rotational coupling member is transmitted to the pressing member and damages the ferrule, or the ferrule rotated together with the pressing member damages the graded index collimator. May end up.
本発明の目的は、伝送損失を小さくするとともに、光ファイバに取り付けられるフェルール及びグレーデッドインデックスコリメータに傷が付くことを防止することを可能とする内視鏡システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an endoscope system capable of reducing transmission loss and preventing damage to a ferrule and a graded index collimator attached to an optical fiber.
本発明は、レーザー光源、レーザー光源から発するレーザー光を導く第1光ファイバ、第1光ファイバを内部に保持するソケットを有する光源装置と、検体内に挿入される挿入部、挿入部の先端部に設けられ、レーザー光により励起して照明光を照射するための蛍光体、蛍光体にレーザー光を導く第2光ファイバ、第2光ファイバを内部に保持し、ソケットと着脱自在に接続するコネクタを有する内視鏡と、を備えた内視鏡システムであり、ソケット及びコネクタに配されるグレーデッドインデックスコリメータと、先端側に位置するグレーデッドインデックスコリメータの外周を保持する保持筒と、光ファイバの端部に取り付けられ、一方の端面から光ファイバの先端を露呈させ、保持筒の基端側から挿入されるフェルールと、保持筒に対して回転結合し、保持筒の基端側に固定される回転結合部材と、回転結合部材の内部に配されるコイルバネと、保持筒及び回転結合部材の内部に配され、回転結合部材が保持筒に回転結合したとき、コイルバネ内を挿通して該コイルバネの付勢を受けてフェルールをグレーデッドインデックスコリメータ側へ押圧する押圧部材と、押圧部材に設けられ、コイルバネの付勢を受ける板状のフランジ部からなり、保持筒内の収納部に収納されて、保持筒に対して軸回りの回転を規制する被係止部を有する回転規制部とを備え、ソケット側の保持筒及びコネクタ側の保持筒の一方は、保持筒の先端がグレーデッドインデックスコリメータの先端から突出して形成され、ソケットにコネクタを接続した状態でソケット側の保持筒及びコネクタ側の保持筒の先端同士が接触し、グレーデッドインデックスコリメータの先端同士に隙間が形成されることを特徴とする。 The present invention relates to a laser light source, a first optical fiber that guides laser light emitted from the laser light source, a light source device having a socket that holds the first optical fiber therein, an insertion portion that is inserted into a specimen, and a distal end portion of the insertion portion , A phosphor for irradiating illumination light by being excited by laser light, a second optical fiber for guiding the laser light to the phosphor, a connector for holding the second optical fiber inside, and a connector detachably connected to the socket An endoscope system comprising: a graded index collimator disposed on a socket and a connector; a holding cylinder that holds an outer periphery of the graded index collimator located on a distal end side; and an optical fiber A ferrule inserted at the base end side of the holding cylinder, and exposed to the holding cylinder. Rotary coupling Te, and a rotation coupling member which is fixed to the base end side of the holding cylinder, and a coil spring which is disposed within the rotating coupling member, disposed within the holding cylinder and rotating the coupling member, the rotation coupling member holding cylinder when rotated bound to, a pressing member for pressing the ferrule to the graded index collimator side receives the urging of the coil spring is inserted through the coil spring, provided on the pressing member, a plate-shaped flange for receiving the biasing force of the coil spring And a rotation restricting portion having a locked portion for restricting rotation around the axis with respect to the holding cylinder, and holding the socket side holding cylinder and the connector side holding. One of the cylinders is formed with the tip of the holding cylinder protruding from the tip of the graded index collimator, and the socket-side holding cylinder and the connector-side holding with the connector connected to the socket Tip contact each other, and wherein the gap is formed at the tip ends of graded index collimator.
収納部は、内周面の一部が平面状に形成された係止面を有し、被係止部は、フランジ部の外形状のうち、平面状に形成された被係止面であることが好ましい。また、収納部は、軸方向に沿って延びるキー溝又はキー突起である係止部が形成されており、被係止部は、係止部に合わせて形成されたキー突起又はキー溝であることが好ましい。あるいは、収納部は、多角形の断面形状に形成されており、被係止部は、収納部に合わせて多角形の断面形状に形成されたフランジ部の外周面であることが好ましい。光ファイバは、マルチモードファイバであることが好ましい。 The storage portion has a locking surface in which a part of the inner peripheral surface is formed in a flat shape, and the locked portion is a locked surface formed in a planar shape out of the outer shape of the flange portion. It is preferable. Further, the storage portion is formed with a locking portion that is a key groove or key protrusion extending along the axial direction, and the locked portion is a key protrusion or key groove formed in accordance with the locking portion. It is preferable. Or it is preferable that the accommodating part is formed in the polygonal cross-sectional shape, and a to-be-latched part is an outer peripheral surface of the flange part formed in the polygonal cross-sectional shape according to the accommodating part . The optical fiber is preferably a multimode fiber.
本発明の内視鏡システムは、レーザー光源と、レーザー光源から発するレーザー光を導く第1光ファイバと、第1光ファイバを内部に保持するソケットとを有する光源装置と、検体内に挿入される挿入部と、挿入部の先端部に設けられ、レーザー光により励起して照明光を照射するための蛍光体と、蛍光体にレーザー光を導く第2光ファイバと、第2光ファイバを内部に保持し、ソケットと着脱自在に接続するコネクタとを有する内視鏡と、を備えた内視鏡システムであり、光ファイバ保持装置を用い、第1光ファイバを保持するソケット、及び第2光ファイバを保持するコネクタの少なくとも一方を備えたことを特徴とする。 An endoscope system according to the present invention is inserted into a specimen, a light source device having a laser light source, a first optical fiber that guides laser light emitted from the laser light source, and a socket that holds the first optical fiber therein. An insertion portion, a phosphor provided at the distal end of the insertion portion, for exciting the laser light to emit illumination light, a second optical fiber for guiding the laser light to the phosphor, and a second optical fiber inside An endoscope system including an endoscope having a connector that is held and detachably connected to the socket, and that uses the optical fiber holding device to hold the first optical fiber, and the second optical fiber. It is characterized in that at least one of the connectors for holding is provided.
本発明によれば、バネの付勢を受けてフェルールをグレーデッドインデックスコリメータ側へ押圧する押圧部材が、保持筒に対して軸回りの回転が規制されているので、伝送損失を小さくするとともに、光ファイバに取り付けられるフェルール及びグレーデッドインデックスコリメータに傷が付くことを防止することができる。 According to the present invention, since the pressing member that presses the ferrule to the graded index collimator side under the bias of the spring is restricted from rotating about the axis with respect to the holding cylinder, the transmission loss is reduced, It is possible to prevent the ferrule and graded index collimator attached to the optical fiber from being damaged.
図1に示すように、電子内視鏡システム11は、電子内視鏡12、プロセッサ装置13、及び光源装置14を備える。電子内視鏡12は、体腔内に挿入される可撓性の挿入部15と、挿入部15の基端部分に連接された操作部16と、プロセッサ装置13及び光源装置14に接続されるコネクタ17,18と、操作部16‐コネクタ18間を繋ぐユニバーサルコード19とを有する。挿入部15の先端(以下、先端部という)20には、体腔内の生体組織(以下、検体内という)撮影用のCCD型イメージセンサ(図2参照。以下、CCDという)21と、検体内に照明光を照射するため投光ユニット22,23(図2参照)とが設けられている。
As shown in FIG. 1, the
光源用コネクタ18は、ユニバーサルコード19の先端に設けられ、光源装置14のソケット56(図4参照)に着脱自在に接続される。光源用コネクタ18からは、プロセッサ装置13のソケット(図示せず)に接続させるプロセッサ用コネクタ17が分岐するように設けられている。
The
操作部16には、先端部20を上下左右に湾曲させるためのアングルノブや挿入部15の先端からエアーや水を噴出させるための送気/送水ボタン、観察画像を静止画像記録するためのレリーズボタン、通常光観察と特殊光観察の切り替えを行う切り替えボタンといった操作部材が設けられている。
The
プロセッサ装置13は、光源装置14と電気的に接続され、電子内視鏡システム11の動作を統括的に制御する。プロセッサ装置13は、ユニバーサルコード19や挿入部15内に挿通された伝送ケーブルを介して電子内視鏡12に給電を行い、CCD21の駆動を制御する。また、プロセッサ装置13は、伝送ケーブルを介してCCD21から出力された撮像信号を取得し、各種画像処理を施して画像データを生成する。プロセッサ装置13で生成された画像データは、プロセッサ装置13にケーブル接続されたモニタ24に観察画像として表示される。
The
図2に示すように、先端部20には、撮像光学系31、CCD21、投光ユニット22,23等が設けられている。また、タイミングジェネレータ(以下、TGという)32、アナログ信号処理回路(以下、AFEという)33、CPU34は、操作部16やコネクタ18等に設けられている。
As shown in FIG. 2, the
撮像光学系31は、レンズ群やプリズム等からなり、観察窓39を介して入射する被検体内からの光をCCD21に結像させる。CCD21は、撮像光学系31によって撮像面に結像された検体内の像を画素毎に光電変換し、入射光量に応じた信号電荷を蓄積する。CCD21は、各画素で蓄積した信号電荷を撮像信号として出力する。
The imaging
TG32は、CCD21にクロック信号を入力する。CCD21は、TG32から入力されるクロック信号に基づいて、信号電荷を蓄積する蓄積動作や信号電荷の読み出しを行う読み出し動作を所定のタイミングで行う。TG32から出力されるクロック信号はCPU34によって制御される。
The
AFE33は、相関二重サンプリング(CDS)回路、自動ゲイン調節(AGC)回路、A/D変換回路からなり、CCD21からアナログの撮像信号をノイズを除去しながら取得し、ゲイン補正処理を施した後にデジタル信号に変換して後述するDSP42に入力する。CDS回路は、相関二重サンプリング処理により、CCD21が駆動することによって生じるノイズを除去しながら撮像信号を取得する。AGC回路は、CDS回路から入力される撮像信号を増幅する。A/D変換回路は、AGC回路から入力される撮像信号を所定のビット数のデジタルな撮像信号に変換し、DSP42に入力する。AFE33の駆動は、CPU34によって制御される。例えば、CPU34は、プロセッサ装置13のCPU40から入力される信号に基づいてAGC回路による撮像信号の増幅率(ゲイン)を調節する。
The
投光ユニット22,23は、挿入部15、操作部16、及びユニバーサルコード19内に挿通された第2光ファイバ35,36の先端が先端部20内で接続されている。投光ユニット22は通常光を、投光ユニット23は特殊光をそれぞれ照明光として出射する。
In the
投光ユニット22は蛍光体37を備えるとともに、第2光ファイバ35によって光源装置14から青色レーザー光が導光される。蛍光体37は、青色レーザー光の一部を吸収して緑色〜黄色に励起発光する蛍光体であり、例えばYAG系蛍光体、BAM(BaMgAl10O17)系蛍光体等からなる。投光ユニット22に導光された青色レーザー光は、蛍光体37に一部吸収されることにより、蛍光体37から緑色〜黄色の蛍光を発光させるとともに、一部は蛍光体37を透過する。したがって、投光ユニット22は、蛍光体37が発する緑色〜黄色の蛍光と、蛍光体37を透過した青色レーザー光とが合わさった擬似白色光(通常光)を照明光として被検体内に照射する。なお、蛍光体37を透過する青色レーザー光は、蛍光体37によって拡散されるため、投光ユニット22から照射される通常光は電子内視鏡12の視野内で均一である。
The
投光ユニット23は、光拡散部材38を備えるとともに、第2光ファイバ36によって光源装置14から青紫色レーザー光が導光される。光拡散部材38は、青紫色レーザー光を透過するとともに拡散する。したがって、投光ユニット23は、青紫色レーザー光を拡散させた青紫光を特殊光として被検体内に照射する。投光ユニット23が照射する特殊光は、光拡散部材38によって拡散されたものであるため、電子内視鏡12の視野内で均一である。
The
プロセッサ装置13は、CPU40、デジタル信号処理回路(DSP)42、デジタル画像処理回路(DIP)43、表示制御回路44、操作部45等を有する。
The
CPU40は、図示しないデータバスやアドレスバス、制御線を介して各部と接続されており、プロセッサ装置13の全体を統括的に制御する。ROM46にはプロセッサ装置13の動作を制御するための各種プログラム(OS,アプリケーションプログラム等)やグラフィックデータ等の各種データが記憶されている。CPU40は、ROM46から必要なプログラムやデータを読み出して、作業メモリであるRAM47に展開し、読み出したプログラムを逐次処理する。また、CPU40は、検査日時、被検体や術者の情報等の文字情報といった検査毎に変わる情報を、操作部45やLAN等のネットワークより取得し、RAM47に記憶する。
The
DSP42は、AFE33を介してCCD21から入力される撮像信号に対して色分離、色補間、ゲイン補正、ホワイトバランス調節、ガンマ補正等の各種信号処理を施して画像データを生成する。DSP42で生成された画像データは、DIP43の作業メモリに入力される。また、DSP42は、例えば生成した画像データの各画素の輝度を平均した平均輝度値等、照明光量の自動制御(ALC制御)に必要なALC制御用データを生成し、CPU40に入力する。
The
DIP43は、DSP42で生成された画像データに対して各種画像処理を施す回路であり、DIP43で各種画像処理が施された画像データは、観察画像としてVRAM48に一時的に記憶された後、表示制御回路44に入力される。
The
表示制御回路44は、VRAM48から観察画像を取得するとともに、CPU40からROM46及びRAM47に記憶されたグラフィックデータ等を受け取る。グラフィックデータ等には、観察画像のうち検体内が写された有効画素領域のみを表示させる表示マスク、検体及び術者の氏名等の情報や検査日時等の文字情報、GUIといったものがある。表示制御回路44は、観察画像に対してグラフィックデータ等の重畳処理を行うとともに、モニタ24の表示形式に応じたビデオ信号(コンポーネント信号、コンポジット信号等)に変換してモニタ24に出力する。これにより、モニタ24に観察画像が表示される。
The
操作部45は、プロセッサ装置13の筐体に設けられる操作パネル、マウスやキーボード等の周知の入力デバイスである。CPU40は、操作部45や電子内視鏡12の操作部16から入力される操作信号に応じて電子内視鏡システム11の各部を動作させる。
The
光源装置14は、光源として青色LD50と青紫色LD51の2つのレーザーダイオード(レーザー光源)と、青色LD50と青紫色LD51から発するレーザー光を合波するコンバイナ52と、合波したレーザー光を分岐する分岐カプラ53と、分岐カプラ53により分岐したレーザー光が導入される第1光ファイバ54,55と、第1光ファイバ54,55を内部に保持するソケット56と、CPU57とを備える。
The
青色LD50は、中心波長445nmの青色レーザー光を発光する。青色LD50が発する青色レーザー光は、コンバイナ52、分岐カプラ53、第1光ファイバ54、第2光ファイバ35などを介して投光ユニット22に導光され、蛍光体37に入射することによって擬似白色の通常光となって被検体内に照射される。
The
青紫色LD51は、中心波長405nmの青紫色レーザー光を発光する。青紫色LD51が発する青紫色レーザー光は、コンバイナ52、分岐カプラ53、第1光ファイバ55、第2光ファイバ36などを介して投光ユニット23に導光され、特殊光として検体内に照射される。
The blue-
青色LD50及び青紫色LD51の発光タイミングや発光量は、CPU57によって制御される。CPU57は、プロセッサ装置13のCPU40から入力されるALC制御用データに基づいて、観察に適切な光量となるように、青色LD50及び青紫色LD51の発光量をリアルタイムに自動制御する。
The
また、CPU57は、通常光観察を行う場合には青色LD50を点灯させることにより通常光のみを照明光として照射させ、特殊光観察を行う場合には、青色LD50と青紫色LD51を同時に点灯させることにより、検体内に通常光と特殊光を同時に照射する。特殊光観察の場合、通常光観察の場合よりも表層血管のコントラストが向上した観察画像が撮影される。
In addition, when performing normal light observation, the
ソケット56内には、第1光ファイバ54,55が保持されている。コネクタ18内には、第2光ファイバ35,36が保持されている。後述するように、コネクタ18がソケット56に接続されることにより、第1光ファイバ54,55と第2光ファイバ35,36とが接続される。第1光ファイバ54,55及び第2光ファイバ35,36には、例えばコア径が100μm以上の石英製マルチモードファイバが用いられている。
The first
図3に示すように、コネクタ18は、第2光ファイバ35,36を保持するコネクタ本体60と、外周部に配され、コネクタ本体60に対して回動自在なリングハンドル61と、リングハンドル61の内側に配され、コネクタ本体60に固定された金属外筒62とを有する。
As shown in FIG. 3, the
コネクタ本体60には、第2光ファイバ35,36が保持される2つの光ファイバ保持装置63が設けられている。また、リングハンドル61の内周には一対のカム溝64が形成されている。カム溝64の一端は、リングハンドル61の端面から露呈している。金属外筒62の外周には、コネクタ挿入方向に沿う方向でガイドキー65が突設されている。ガイドキー65は、コネクタ18の接続相手となる後述のソケット56側に設けられるキー溝70に進入する。なお、コネクタ本体60に設けられる光ファイバ保持装置63の個数は任意であり、ここでは一例として2個の構成を示している。また、コネクタ本体60には、電子内視鏡12へ送気・送水する図示しない管路、位置規制ピン等が設けられている。
The
図4に示すように、ソケット56は、錐形部66a、先端筒部66bを有する金属ハウジング66と、金属ハウジング66の内部に配設されるソケット本体67とを有する。金属ハウジング66及びソケット本体67は、光源装置14の筐体に固定されている。ソケット本体67には、コネクタ18の光ファイバ保持装置63に対応する位置に、第1光ファイバ54,55が保持される2つの光ファイバ保持装置68が設けられている。
As shown in FIG. 4, the socket 56 includes a
先端筒部66bの外周には、直径方向に突出する一対の係合ピン69が設けられる。係合ピン69は、コネクタ18のリングハンドル61に形成されたカム溝64に係合する。先端筒部66bの内周には、係合ピン69の裏側の位置でキー溝70が形成されている。このキー溝70は、コネクタ18の金属外筒62に設けられたガイドキー65を受け入れる。ガイドキー65及びキー溝70は、コネクタ18側の光ファイバ保持装置63と、ソケット56側の光ファイバ保持装置68との位置合わせのために設けられており、キー溝70の位置にガイドキー65の位置を合わせてコネクタ18をコネクタ挿入方向に沿ってソケット56側へ押し込むことより、光ファイバ保持装置63,68に保持される第2光ファイバ35,36及び第1光ファイバ54,55がそれぞれ光学的に接続される。
A pair of engaging
コネクタ18及びソケット56を接続するときには、まず、ガイドキー65の位置にキー溝の位置を合わせながら、ソケット56側の先端筒部66bとコネクタ18側の金属外筒62とを係合させる。さらに、リングハンドル61の端面に係合ピン69を当接した状態で、リングハンドル61を回動操作すると、カム溝64の一端から係合ピン69が受け入れられる。そして、リングハンドル61を図中矢印P方向に回動操作すると、カム溝64に沿って係合ピン69が引き寄せられて、コネクタ18とソケット56とが接合される。
When connecting the
図5〜図7に示すように、第1光ファイバ54は、本発明の光ファイバ保持装置68により保持されて光源装置14のソケット56に組み込まれる。なお、第1光ファイバ55についても同様に光ファイバ保持装置68に保持されてソケット56に組み込まれる。この光ファイバ保持装置68は、第1グレーデッドインデックスコリメータ(以下、GIコリメータと言う)71と、第1フェルール72と、保持筒73と、ネジ部材74(回転結合部材)と、コイルバネ75(付勢部材)と、押圧部材76とを備えている。
As shown in FIGS. 5 to 7, the first
第1フェルール72は、中心に軸方向に沿って貫通したファイバ挿入穴72aが設けられた円筒形状をしている。この第1フェルール72は、第1GIコリメータ71と同じ外径にされている。ファイバ挿入穴72aには、先端の被覆54aが剥がされた第1光ファイバ54が挿入され、接着剤によって固定されている。第1フェルール72の先端72bは、ファイバ挿入穴72aに挿入された第1光ファイバ54の先端とともに、凸球面状または平面状に研磨されている。
The
第1GIコリメータ71は、グレーデッドインデックスファイバ71aと、グレーデッドインデックスファイバ71aを内蔵した円筒形状のフェルール71bとを備える。フェルール71bは、ジルコニアセラミックス製のものなどが用いられる。第1GIコリメータ71は、入射端面71cと出射端面71dとが、それぞれ凸球面状及び平面状に研磨されている。第1GIコリメータ71は、入射端面71cが第1フェルール72の先端72bに当接することにより、第1光ファイバ54とフィジカルコンタクト接続(以下、PC接続と言う)される。なお、入射端面71c及び出射端面71dの形状は、凸−凸、平−凸、凸−平、平−平のいずれの組み合わせであってもよい。
The
第1GIコリメータ71は、第1光ファイバ54よりも大きなコア径を有しているので、第1光ファイバ54は、先端が外気に触れることなく第1GIコリメータ71にPC接続することができる。これにより、第1光ファイバ54の先端に集塵効果が発生することはない。
Since the
また、第1GIコリメータ71は、第1光ファイバ54によって伝送されたレーザー光のビーム径を拡大してコリメートするので、第1GIコリメータ71の出射端面71dにおける光パワー密度は、第1光ファイバ54の先端よりも低くなる。これにより、出射端面71dのゴミや傷等によって接続損失が大幅に低下することはない。また、出射端面71dのゴミ等が燃えることによる第1GIコリメータ71の焼損、ファイバヒューズ現象による第1光ファイバ54の延焼も発生しない。更には、光パワー密度の低下によりレーザー光と空気中の有機物との光化学反応も低下するので、出射端面71dにおける集塵効果の発生も少なくなる。
Further, since the
保持筒73は、先端側保持筒73aと、基端側保持筒73bとを有する。先端側保持筒73aは、円筒形状に形成され、内周面先端付近で第1GIコリメータ71の外周面に外嵌し、例えば接着剤によって第1GIコリメータ71に固定される。先端側保持筒73aは、第1GIコリメータ71の先端である出射端面71dよりも先端側に所定量突出して固定されている。なお以下では、この第1GIコリメータ71に固定される保持筒73の先端側を、単に先端側と称し、第1GIコリメータ71に対する基端側を単に基端側と称する。基端側保持筒73bは、円筒形状に形成され、その内周面の先端側から順に、フェルール収納部77、フランジ収納部78、雌ネジ79が形成されている。フェルール収納部77の先端部77aは、内径が一段大きく形成されており、先端側保持筒73aの基端部に外嵌する。基端側保持筒73bの先端部77aが、先端側保持筒73aの基端部に外嵌することにより、先端側保持筒73aと、基端側保持筒73bとが一体化している。保持筒73は、例えば黄銅などの金属製である。
The holding
保持筒73には、第1GIコリメータ71の背後に第1フェルール72が収納され、第1フェルール72の背後には、押圧部材76が配される。第1フェルール72は、保持筒73の基端側から挿入され、先端側が先端側保持筒73aの内部に、基端側が基端側保持筒73bのフェルール収納部77に収納される。
In the holding
押圧部材76は、先端から順に、フランジ部80、円筒部81とを有する中空状に形成されており、例えばSUSなどの金属製である。円筒部81は、外径がコイルバネ75の内径に合わせて形成されており、コイルバネ75を挿通する。フランジ部80は、円筒部81より外径が大きく形成されており、コイルバネ75から付勢を受ける。
The pressing
ネジ部材74は、先端側から順に、ネジ部82、テーパー部83、基端部84を有する中空状に形成されており、例えば黄銅などの金属製である。ネジ部82は、円筒状の外周面に雄ネジ85が形成されている。ネジ部材74は、雄ネジ85が保持筒73の雌ネジ79と螺合(回転結合)することにより、保持筒73の基端側に固定される。ネジ部82の内周面には、押圧部材76と、この押圧部材76に挿通されたコイルバネ75が内部に収納される。テーパー部83は、ネジ部82の基端側から基端部84に向かって徐々に外径が小さくなるように形成されている。テーパー部83の内周面には、ネジ部82の内周面に対して外径が小さくなる段差部86が形成されており、この段差部86により、コイルバネ75がネジ部材74の基端側に離脱することを規制する。段差部86の基端側には、押圧部材76の基端部が収納される。
The
図8に示すように、保持筒73のフランジ収納部78は、断面が円弧状の2つの周面91a,91bと、この周面91b,91bの間を繋ぐ2つの平面状の係止面92a,92bからなる内周面が形成されている。このフランジ収納部78に収納される押圧部材76のフランジ部80は、フランジ収納部78に合わせた外形状であり、断面が円弧状の2つの周面93a,93bと、この周面93b,93bの間を繋ぐ2つの平面状の被係止面94a,94bとを有する外形状に形成されている。2つの被係止面94a,94bは回転規制部として機能するものであり、フランジ部80がフランジ収納部78に収納されたとき、被係止面94a,94bが係止面92a,92bによって係止されるため、保持筒73に対する押圧部材76の軸回りの回転が規制される。
As shown in FIG. 8, the
図9(A)に示すように、光ファイバ保持装置68は、ソケット56のホルダ部100に組み込まれている。ホルダ部100は、外筒101と、内筒102と、固定筒103と、コイルバネ104とを備えている。外筒101は、コネクタ18側のホルダ部110と係合する大径部101aと、内筒が嵌合する小径部101bと、大径部101aと小径部101bとの間に位置する段差部101cとを有する略円筒状に形成されている。
As shown in FIG. 9A, the optical
内筒102は、外周面が外筒101の内周面に嵌合するとともに内周面に光ファイバ保持装置68の外周面が嵌合する。内筒102は、その先端が、光ファイバ保持装置68よりも先端側に突出して配されており、外筒101の内周面にコネクタ18側のホルダ部110が係合したとき、ホルダ部110に組み込まれた光ファイバ保持装置63の先端部が係合する。なお、外筒101及び内筒102の先端部には、コネクタ18及び光ファイバ保持装置63を内周面に誘導するように、先端側から基端側へ徐々に内径が小さくなるテーパー101d,102aが形成されている。
As for the
固定筒103は、係合溝103aが外周面に形成された円筒状に形成されている。固定筒103の内周面には、外筒101の小径部101bがスライド自在に挿入される。コイルバネ104は、外筒101の小径部101bが挿通されるとともに、外筒101の段差部101cと、固定筒103の先端面との間に配される。
The fixed
固定筒103は、係合溝103aがソケット本体67の開口部67a端縁に係合して固定されている。外筒101は、内筒102を介して光ファイバ保持装置68が嵌合されるとともに、小径部101bがコイルバネ104を挿通して固定筒103の内周面に嵌合すする。
The fixed
以上のように、光ファイバ保持装置68は、ホルダ部100に組み込まれている。図9(B)に示すように、コネクタ18とソケット56との接続により、ホルダ部100にコネクタ18側のホルダ部110が係合したとき、内筒102にコネクタ18側の光ファイバ保持装置63が係合して第1光ファイバ54,55と第2光ファイバ35,36とが接続される。さらにこのとき、ホルダ部100とホルダ部110との係合、または内筒102と光ファイバ保持装置63との係合による衝撃をコイルバネ104が吸収する。また、上述したように、先端側保持筒73aが、第1GIコリメータ71の出射端面71dよりも先端側に所定量突出して配されているため、コネクタ18とソケット56とが接続したとき、光ファイバ保持装置63の第1GIコリメータ71と、光ファイバ保持装置68の第2GIコリメータ111との間には、先端側保持筒73aが突出している分だけ隙間を有する。
As described above, the optical
本発明の光ファイバ保持装置68を組み立てるときには、例えば、先端側保持筒73aを第1GIコリメータ71に固定した後、先端側保持筒73aと基端側保持筒73bとを一体化し、基端側保持筒73bの基端側から第1光ファイバ54が固定された第1フェルール72を挿入する。さらに押圧部材76の内部に第1光ファイバ54を挿通させながら、コイルバネ75を挿通した押圧部材76を第1フェルール72の背後に挿入する。このとき、押圧部材76のフランジ部80は、保持筒73のフランジ収納部78に収納される。そして、第1光ファイバ54、押圧部材76及びコイルバネ75をネジ部材74の内部に挿通させながらネジ部材74の雄ネジ85と、保持筒73の雌ネジ79とを螺合させる。このとき、上述したように被係止面94a,94bが係止面92a,92bによって係止され、保持筒73に対する押圧部材76の軸回りの回転が規制される。これにより、ネジ部材74の回転が押圧部材76に伝わって第1フェルール72に傷が付くことを防止することが可能となり、さらに第1フェルール72の回転を防止できるので、第1GIコリメータ71に傷が付くことを防止することが可能となる。
When assembling the optical
ネジ部材74の雄ネジ85が保持筒73の雌ネジ79に螺合したとき、コイルバネ75は、押圧部材76のフランジ部80と、ネジ部材74の段差部86との間に圧縮された状態で配される。これにより、コイルバネ75の付勢を受けて押圧部材76が第1フェルール72を第1GIコリメータ71側へ押圧するので、第1光ファイバ54の先端面が第1GIコリメータ71に密着した状態で接続される。これにより、第1フェルール72及び第1GIコリメータ71の間で発生する伝送損失を小さくすることができる。
When the
上記第1実施形態では、フランジ部に形成される回転規制部として、外周面の一部を切り欠いた2つの平面状の被係止面94a,94bを有しているが、本発明はこれに限らず、押圧部材76の軸回りの回転を規制する形状であればよく、図10に示す変形例のように、収納部78には、1つの係止面92aだけを形成し、フランジ部80は、係止面92aに係止される1つの被係止面94aを有するとともに、被係止面94a以外は、円周面状の外形でもよい。
In the first embodiment, the rotation restricting portion formed on the flange portion has the two planar locked
また、フランジ部80に形成される回転規制部としては、上記のものに限らず、図11に示す変形例のように、収納部78には、軸方向に沿って延びるキー突起96を係止部として形成し、フランジ部80には、キー突起96に合わせて形成されたキー溝97を被係止部として形成してもよい。なお、これに限らず、キー溝を収納部78に、このキー溝に合わせたキー突起をフランジ部80に形成してもよい。あるいは、図12に示すように、収納部78を多角形、例えば4角形の断面形状に形成し、フランジ部80を収納部78に合わせて多角形の断面形状に形成してもよい。この場合、フランジ部80の外周面98が全て被係止部となり、収納部78に係止される。
Further, the rotation restricting portion formed on the
上記第1実施形態においては、光源装置14側のソケット56に組み込まれる光ファイバ保持装置68について説明しているが、本発明はこれに限るものではなく、電子内視鏡12のコネクタ18に組み込まれる光ファイバ保持装置63についても適用することができる。この場合、図9に示すように、光ファイバ保持装置63は、上記第1実施形態の第1GIコリメータ71、及び第1フェルール72に代えて、第1GIコリメータ71と同等のコア径を有する第2GIコリメータ111と、第2光ファイバ35が固定され、第2GIコリメータ111と同じ外径の第2のフェルール112とを備え、これ以外の構成は光ファイバ保持装置68と同じ部品とし、且つ光ファイバ保持装置68と同様に組み立てられ、第2フェルール112を第2GIコリメータ111に押し付けた状態で第2光ファイバ35が保持される。
In the first embodiment, the optical
また、上記第1実施形態では、保持装置63に組み込まれる付勢部材としてコイルバネ75が用いられているが、本発明はこれに限らず、ネジ部材74の内部に収納され、且つ押圧部材76とネジ部材74との間に圧縮して配される付勢部材であればよく、例えばコイルバネ以外のバネ部材や、ゴムなどの弾性材料からなる弾性部材でもよい。
In the first embodiment, the
上記第1実施形態では、コネクタ18、ソケット56には、それぞれ2個ずつの光ファイバ保持装置63,68及びこれらが組み込まれるホルダ部100,110が設けられているが、これらの個数は、内視鏡の先端部に設けられる投光ユニット、光源装置に内蔵されるレーザー光源の個数によって適宜変更される。
In the first embodiment, each of the
11 電子内視鏡システム
12 電子内視鏡
14 光源装置
15 挿入部
18 コネクタ
21 CCD
35,36 第2光ファイバ
37,38 蛍光体
50 青色LD(レーザー光源)
51 青紫色LD(レーザー光源)
54,55 第1光ファイバ
56 ソケット
63,68 光ファイバ保持装置
80 フランジ部
94a,94b,98 被係止面(被係止部)
96 キー突起(被係止部)
11 Electronic Endoscope System 12
35, 36 Second
51 Blue-violet LD (Laser light source)
54, 55 First optical fiber 56
96 Key projection (locked part)
Claims (6)
検体内に挿入される挿入部、前記挿入部の先端部に設けられ、レーザー光により励起して照明光を照射するための蛍光体、前記蛍光体にレーザー光を導く第2光ファイバ、前記第2光ファイバを内部に保持し、前記ソケットと着脱自在に接続するコネクタを有する内視鏡と、
を備えた内視鏡システムであり、
前記ソケット及び前記コネクタに配されるグレーデッドインデックスコリメータと、
先端側に位置する前記グレーデッドインデックスコリメータの外周を保持する保持筒と、
前記光ファイバの端部に取り付けられ、一方の端面から前記光ファイバの先端を露呈させ、前記保持筒の基端側から挿入されるフェルールと、
前記保持筒に対して回転結合し、前記保持筒の基端側に固定される回転結合部材と、
前記回転結合部材の内部に配されるコイルバネと、
前記保持筒及び前記回転結合部材の内部に配され、前記回転結合部材が前記保持筒に回転結合したとき、前記コイルバネ内を挿通して該コイルバネの付勢を受けて前記フェルールを前記グレーデッドインデックスコリメータ側へ押圧する押圧部材と、
前記押圧部材に設けられ、前記コイルバネの付勢を受ける板状のフランジ部からなり、前記保持筒内の収納部に収納されて、前記保持筒に対して軸回りの回転を規制する被係止部を有する回転規制部と
を備え、
前記ソケット側の前記保持筒及び前記コネクタ側の前記保持筒の一方は、前記保持筒の先端が前記グレーデッドインデックスコリメータの先端から突出して形成され、
前記ソケットに前記コネクタを接続した状態で前記ソケット側の前記保持筒及び前記コネクタ側の前記保持筒の先端同士が接触し、前記グレーデッドインデックスコリメータの先端同士に隙間が形成されることを特徴とする内視鏡システム。 A light source device having a laser light source, a first optical fiber for guiding laser light emitted from the laser light source, and a socket for holding the first optical fiber therein;
An insertion portion to be inserted into a specimen, a phosphor provided at a distal end portion of the insertion portion and excited by laser light to irradiate illumination light; a second optical fiber for guiding laser light to the phosphor; An endoscope having a connector for holding two optical fibers therein and removably connecting to the socket;
An endoscope system comprising
A graded index collimator disposed on the socket and the connector;
A holding cylinder for holding the outer periphery of the graded index collimator located on the tip side;
A ferrule attached to the end of the optical fiber, exposing the tip of the optical fiber from one end face, and inserted from the base end side of the holding cylinder;
A rotary coupling member that is rotationally coupled to the holding cylinder and is fixed to a proximal end side of the holding cylinder;
A coil spring disposed inside the rotary coupling member;
The ferrule is arranged in the holding cylinder and the rotary coupling member, and when the rotary coupling member is rotationally coupled to the holding cylinder, the ferrule is inserted into the coil spring to receive the bias of the coil spring and the graded index A pressing member for pressing toward the collimator side;
A latched portion that is provided on the pressing member and includes a plate-like flange portion that receives the bias of the coil spring , is housed in a housing portion in the holding cylinder, and restricts rotation about the axis with respect to the holding cylinder. A rotation restricting portion having a portion,
One of the holding cylinder on the socket side and the holding cylinder on the connector side is formed such that the tip of the holding cylinder protrudes from the tip of the graded index collimator,
In the state where the connector is connected to the socket, the tips of the holding cylinder on the socket side and the holding cylinder on the connector side are in contact with each other, and a gap is formed between the tips of the graded index collimator. Endoscope system.
前記被係止部は、前記フランジ部の外形状のうち、平面状に形成された被係止面であることを特徴とする請求項1記載の内視鏡システム。 The storage portion has a locking surface in which a part of the inner peripheral surface is formed in a flat shape,
The engaged portion is an endoscope system according to claim 1, wherein said one of the outer shape of the flange portion, which is an object to be locking surface formed in a planar shape.
前記被係止部は、前記係止部に合わせて形成されたキー突起又はキー溝であることを特徴とする請求項1記載の内視鏡システム。 The storage portion is formed with a locking portion that is a key groove or key protrusion extending along the axial direction,
The engaged portion is an endoscope system according to claim 1, wherein the engagement is a key projection or keyway formed to the locking part.
前記被係止部は、前記収納部に合わせて多角形の断面形状に形成された前記フランジ部の外周面であることを特徴とする請求項1記載の内視鏡システム。 The storage portion is formed in a polygonal cross-sectional shape,
The engaged portion is an endoscope system according to claim 1, wherein the fit in the housing section which is the outer peripheral surface of the flange portion formed on the polygonal cross-sectional shape.
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