JPH08240728A - 近赤外用石英系イメージファイバおよびそれを用いた極細径内視鏡 - Google Patents
近赤外用石英系イメージファイバおよびそれを用いた極細径内視鏡Info
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- JPH08240728A JPH08240728A JP7070777A JP7077795A JPH08240728A JP H08240728 A JPH08240728 A JP H08240728A JP 7070777 A JP7070777 A JP 7070777A JP 7077795 A JP7077795 A JP 7077795A JP H08240728 A JPH08240728 A JP H08240728A
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Abstract
ト良好に伝送することができ、極細径内視鏡に適用する
ことによって生体機能画像情報を取得できるようにす
る。 【構成】 コア部は二酸化ゲルマニウムを添加した二酸
化珪素として屈折率差を+3%とし、クラッド部はフッ
素を添加した二酸化珪素として屈折率差を−1%とし、
カットオフ波が波長0.7μmとなるように、N.A.
を0.4程度に、コア径を2.0μm程度に、コア/ク
ラッド径比を1.5程度に、それぞれ定めた上で、コア
数を6000、直径を500μmとして石英系イメージ
ファイバを作り、図1のaのような、波長0.9μmで
コントラストの高い特性を得る。
Description
メージファイバ、とくに直径1mm以下の極細径とする
のに好適な近赤外用石英系イメージファイバおよびそれ
を用いた極細径内視鏡に関する。
れにより画素の光を伝達することによって画像そのもの
を伝送する画像伝送媒体であって、ファイバスコープや
内視鏡などに利用されている。極細径内視鏡は、直径が
1mm以下(通常300μm程度)の極細径イメージフ
ァイバにより構成されており、その細径性から生体のさ
まざまな部位の観察に用いられている。とくに、乳腺、
尿管、胆管、血管などの細い体腔に挿入され、それらの
医学的な診断に役立てられている。このような内視鏡に
よる観察は、可視光の画像について行なうのが従来では
一般的である。
赤色から近赤外の波長域の光は、生体での透過性に優
れ、またヘモグロビン等の吸収スペクトルも存在するこ
とから、生体機能の解明のための情報を得る手段として
有用であることが知られている。すなわち、ヘモグロビ
ンや、ミオグロビン、チトクロームオキシダーゼ等の生
体物質は0.7μm〜1.2μmの波長域に吸収スペク
トルを持っており、たとえばヘモグロビンでは、酸素が
結合している状態で波長0.93μmに吸収ピークを持
ち、酸素が結合していない状態で0.76μm、0.9
05μmに吸収ピークを持つので、この吸収スペクトル
変化により細胞に酸素が十分存在しているか不足してい
るかの情報を得ることができる。
石英系イメージファイバは、近赤外域において、損失は
低い値であるものの、コントラストが悪いという性質が
ある。そのため、このような従来の石英系イメージファ
イバは、近赤外の波長域の光による観察および生体機能
検査の用途には不向きであり、これを用いて近赤外の波
長域の光による観察および生体機能検査を行なうなら
ば、十分な画質の画像が得られないという問題があっ
た。
赤外域へ拡大ないしシフトして近赤外域での観察および
生体機能情報の取得に寄与できるよう改善した、近赤外
用石英系イメージファイバを提供することを目的とす
る。
イメージファイバを用いた極細径内視鏡を提供すること
をも目的とする。
め、この発明による近赤外用石英系イメージファイバに
おいては、N.A.およびコア径のパラメータが、カッ
トオフ波長が近赤外域の使用波長域外に存在するように
定められていることが特徴となっている。
イバのカットオフ波長が近赤外域の使用波長域よりも短
波長側となるようにすることもできる。
に、コア径を0.5μm〜3μm程度に、コア/クラッ
ド径比を1.5〜5程度に、それぞれ定め、これによっ
てイメージファイバのカットオフ波長が波長0.6μm
〜1.2μm内の使用波長域よりも短波長側となるよう
にしてもよい。
に存在するようN.A.およびコア径のパラメータを定
めた石英系イメージファイバにより、極細径内視鏡を構
成することもできる。
ラストの波長特性を測定して見たところ、波長0.6μ
mよりも長い波長域のある部分で著しく低下しており、
それはカットオフ波長に依存していることがわかった。
すなわち、カットオフ波長付近でコントラストの低下が
見られた。これから、イメージファイバのパラメータ
を、カットオフ波長が近赤外域の使用波長域外に存在す
るように、つまりその使用波長域より短い側か長い側に
存在するように、定めるならば、その使用波長域ではコ
ントラストを良好に保つことができる。このカットオフ
波長を決めるパラメータは、N.A.(開口数)および
コア径である。
外域の使用波長域よりも短波長側にシフトさせるように
すれば、多画素・極細径の石英系イメージファイバを得
ることができる。
く、また近赤外域では可視領域よりもクラッド厚が必要
であるため、N.A.を0.3〜0.5程度に、コア径
を0.5μm〜3μm程度に、コア/クラッド径比を
1.5〜5程度に、それぞれ定めて、カットオフ波長を
波長0.6μm〜1.2μm内の使用波長域よりも短波
長側にシフトさせるようにすれば、現実的な、多画素・
極細径の石英系イメージファイバを得ることができる。
に存在するようN.A.およびコア径のパラメータを定
めた石英系イメージファイバにより構成された極細径内
視鏡によれば、近赤外域の使用波長域でコントラストの
良好な画像を得ることができるので、生体内の微小部位
の深部血管像や生体機能の2次元画像を得るのに好適で
ある。
図面を参照しながら詳細に説明する。この発明の一実施
例にかかる石英系イメージファイバは、二酸化珪素にゲ
ルマニウムをドープして屈折率の高いコアを形成したも
ので、コア部は二酸化ゲルマニウムを添加した二酸化珪
素となっており、その屈折率差は+3%、クラッド部は
フッ素を添加した二酸化珪素であり、その屈折率差は−
1%となっている。そして、N.A.は0.4、コア径
は2.0μm、コア/クラッド径比は1.5、画素数
(コア数)は6000で、直径は500μmとなってい
る。
0.7μmであり、単色光照明下でコントラスト波長特
性を測定してみたところ図1の太い実線aのようになっ
た。この図1において、点線bおよび細い実線cは参考
例としてあげたもので、通常の石英系イメージファイバ
の測定データである。
ジファイバのサンプル(測定データaを得たサンプル)
をA、測定データb,cを得た石英系イメージファイバ
のサンプルをB,Cとし、それらの諸元を示すと、つぎ
の表のようになる。 サンプル A B C ================================================================== N.A. 0.4 0.4 0.4 コア径(μm) 2.0 2.5 2.8 画素数 6000 5000 4000 コア/クラッド径比 1.5 1.5 1.5 直径(μm) 500 500 500 LP11カットオフ波長(μm) 700 900 1000
を測定してみたところ、いずれのサンプルについても図
2のような測定結果が得られた。この図2から、石英系
イメージファイバは近赤外域において非常に良好な損失
特性を有することがわかる。
般に、石英系イメージファイバは近赤外域において非常
に良好な損失特性を有するものの、コントラストは波長
によって大きく変化し、近赤外域ではコントラストの低
下が著しいことが見出せる。そして、図1からは、各サ
ンプルとも、そのカットオフ波長付近において、コント
ラストが低下する傾向が見られる。
長を、近赤外域の使用する波長域からはずせば、その使
用波長域ではコントラストを良好にすることができると
の結論を導く。事実、カットオフ波長が0.7μmとな
っているサンプルAのイメージファイバでは、0.9μ
mでコントラストが高くなっているので、波長0.9μ
m域を使用波長域とすればよいことになる。
フ波長が、近赤外域の使用する波長域外に存在するよう
に、イメージファイバを設計すれば、そのイメージファ
イバは近赤外域の使用波長域で良好なコントラストの画
像伝送に用いることができる。この場合、カットオフ波
長を決めるパラメータとしては、N.A.およびコア径
があり、またカットオフ波長をシフトさせる方向は使用
波長域の短波長側と長波長側とが考えられる。
場合、N.A.を上げるか、コア径を太くすることにな
る。しかし、N.A.を上げることは実際上むずかし
く、また、コア径を大きくすることは、イメージファイ
バ全体の直径を大きくすることか、画素数の減少につな
がる。
波長側へシフトさせると使用波長域ではシングルモード
状態で光が伝搬することになる。このようにカットオフ
波長を短波長側へシフトさせるにはN.A.を下げる
か、コア径を細くすればよい。N.A.は実際上あまり
自由度がないので、コア径を小さくすることになるが、
そうすると画素数の多い、細径のイメージファイバを得
ることができる。
て、通常の可視領域よりも、クラッドの厚さを大きくす
ることが必要であることも、考慮しなければならない。
例として挙げたイメージファイバ以外に、極細径の近赤
外用石英系イメージファイバとしては、各パラメータと
して、N.A.を0.3〜0.5程度に、コア径を0.
5μm〜3μm程度に、コア/クラッド径比を1.5〜
5程度に、それぞれ定めることがよいと考えられる。こ
のように石英系イメージファイバの各パラメータを定め
らるなら、通常の可視領域用の石英系イメージファイバ
と同様の材料、製作方法で、カットオフ波長を波長0.
6μm〜1.2μm内の使用波長域よりも短波長側にシ
フトさせた石英系イメージファイバを容易に製造でき
る。
で良好なコントラストの画像を伝送できるイメージファ
イバを用いて極細径内視鏡を構成すれば、生体内の微小
部位に差し入れて、深部の血管像や、生体機能の2次元
画像を得ることができ、医学的診断に大きく役立てるこ
とができる。
の発明の近赤外用石英系イメージファイバによれば、近
赤外光の画像をコントラスト良好に伝送することができ
る。また、通常の可視領域用の石英系イメージファイバ
と同様の材料、製作方法で、極細径の近赤外用石英系イ
メージファイバを容易に製造できるとともに、機械的、
化学的信頼性が高い。さらに、この近赤外用石英系イメ
ージファイバを用いて構成した極細径内視鏡は、深部の
血管像や生体機能2次元画像を得ることができ、医学上
の寄与度が大きい。
の特性 b サンプルB(参考例)の特性 c サンプルC(参考例)の特性
Claims (4)
- 【請求項1】 カットオフ波長が近赤外域の使用波長域
外に存在するようN.A.およびコア径のパラメータを
定めたことを特徴とする近赤外用石英系イメージファイ
バ。 - 【請求項2】 カットオフ波長が近赤外域の使用波長域
よりも短波長側となるようにコア径を小さくしたことを
特徴とする近赤外用石英系イメージファイバ。 - 【請求項3】 カットオフ波長が波長0.6μm〜1.
2μm内の使用波長域よりも短波長側となるように、
N.A.を0.3〜0.5程度に、コア径を0.5μm
〜3μm程度に、コア/クラッド径比を1.5〜5程度
に、それぞれ定めたことを特徴とする近赤外用石英系イ
メージファイバ。 - 【請求項4】 カットオフ波長が近赤外域の使用波長域
外に存在するようN.A.およびコア径のパラメータを
定めた石英系イメージファイバにより構成された極細径
内視鏡。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07077795A JP4104677B2 (ja) | 1995-03-03 | 1995-03-03 | 近赤外用石英系イメージファイバおよびそれを用いた極細径内視鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07077795A JP4104677B2 (ja) | 1995-03-03 | 1995-03-03 | 近赤外用石英系イメージファイバおよびそれを用いた極細径内視鏡 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08240728A true JPH08240728A (ja) | 1996-09-17 |
JP4104677B2 JP4104677B2 (ja) | 2008-06-18 |
Family
ID=13441300
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07077795A Expired - Lifetime JP4104677B2 (ja) | 1995-03-03 | 1995-03-03 | 近赤外用石英系イメージファイバおよびそれを用いた極細径内視鏡 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4104677B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1918743A1 (en) * | 2006-11-06 | 2008-05-07 | Fujikura, Ltd. | Multi-core fiber |
JP2008310042A (ja) * | 2007-06-14 | 2008-12-25 | Fujikura Ltd | 近赤外用石英系イメージファイバおよびその製造方法 |
US7582057B2 (en) | 2004-02-24 | 2009-09-01 | Japan Atomic Energy Research Institute | Endoscopic system using an extremely fine composite optical fiber |
-
1995
- 1995-03-03 JP JP07077795A patent/JP4104677B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7582057B2 (en) | 2004-02-24 | 2009-09-01 | Japan Atomic Energy Research Institute | Endoscopic system using an extremely fine composite optical fiber |
EP1918743A1 (en) * | 2006-11-06 | 2008-05-07 | Fujikura, Ltd. | Multi-core fiber |
US7418178B2 (en) | 2006-11-06 | 2008-08-26 | Fujikura Ltd. | Multi-core fiber |
JP2008310042A (ja) * | 2007-06-14 | 2008-12-25 | Fujikura Ltd | 近赤外用石英系イメージファイバおよびその製造方法 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP4104677B2 (ja) | 2008-06-18 |
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