JPH11119037A - ファイバスコープおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 細径化が可能であり、かつ製造が容易であ
り、しかも画像の明るさおよび画角を十分なものとする
ことが可能なファイバスコープおよびその製造方法を提
供する。 【解決手段】 画像伝送媒体１を備えたファイバスコー
プであって、画像伝送媒体１を、先端端面７Ａが画像伝
送媒体１の側方を向くように屈曲した屈曲部６を有する
ものとし、この屈曲部６を、画像伝送媒体１を塑性変形
させることにより形成されたものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、医療用内視鏡等に
用いられるファイバスコープおよびその製造方法に関す
るもので、特に細径化が可能であり、かつ製造が容易な
ファイバスコープおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、医療用内視鏡等に用いられるファ
イバスコープとしては、直視型と呼ばれるものが知られ
ている。これは、直線状のイメージファイバなどの画像
伝送媒体の先端に、レンズなどからなる対物光学系を取
り付けた対物部を有するもので、その視野方向が画像伝
送媒体の先端方向に向いたものとなっている。しかしな
がら直視型ファイバスコープでは、観察対象物によって
は観察を行いにくい場合があるため、視野方向を側方に
向けたものが用いられることがある。

【０００３】図１３は、この種のファイバスコープの一
例の対物部を示すもので、ここに示すファイバスコープ
は、イメージファイバ２１と、その先端に設けられた対
物光学系２２を備えたものとなっている。対物光学系２
２は、図中矢印で示す視野方向をイメージファイバ２１
の側方に向けるためのもので、イメージファイバ２１の
先端に設けられたレンズ２３、プリズムからなる反射鏡
２４、およびレンズ２５を有するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記フ
ァイバスコープにあっては、対物光学系２２の各部品の
小型化が難しいため、細径化が難しく適用範囲が制限さ
れる問題があった。また、対物光学系２２の構造が複雑
であるため、製造に際し、組立、調整に手間がかかり、
製造コストが嵩む不満があった。また対物光学系２２に
おいて光量の損失が生じやすく、画角が大きくなるよう
設定すると、得られる画像の明るさが不足してしまう問
題もあった。本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、細径化が可能であり、かつ製造が容易であり、しか
も画像の明るさおよび画角を十分なものとすることがで
きるファイバスコープおよびその製造方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題は、画像伝送媒
体を、先端端面が画像伝送媒体の側方を向くように屈曲
した屈曲部を有するものとし、この屈曲部を、画像伝送
媒体を塑性変形させることにより形成されたものとした
ファイバスコープによって解決することができる。本発
明のファイバスコープの製造方法は、直線状の画像伝送
媒体の先端から所定距離の部分を加熱、軟化させ、この
加熱部分より先端側の先端部を、基端側の基部に対し加
熱部分において屈曲させ屈曲部を形成することを特徴と
するものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１および図２は本発明のファイ
バスコープの一実施形態を示すもので、ここに示すファ
イバスコープは、対物部１０と、画像表示装置２０と、
光源３０とを備えたものである。対物部１０は、画像伝
送媒体であるイメージファイバ１とその先端に設けられ
た対物光学系２とからなるファイバスコープ本体３に、
照明光用ライトガイドファイバ４が縦添えされ、これら
の外周に外被５が設けられたものである。

【０００７】イメージファイバ１としては、石英系ガラ
ス、多成分系ガラス、プラスチックなどからなる汎用の
光ファイバ素線を多数本、例えば５００〜１００万本程
度束ねて一体化してなる画像伝送媒体本体であるイメー
ジファイバ本体の外周面上に、強度向上を図るための樹
脂コーティングや金属コーティングを形成したものを用
いるのが好ましい。樹脂コーティングの材料樹脂として
は、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレートなど
の紫外線硬化性樹脂、ポリエチレン、ポリ塩化ビニルな
どの熱可塑性樹脂、ポリイミド、エポキシ樹脂等の熱硬
化性樹脂などが用いられる。

【０００８】イメージファイバ１は、その先端付近の屈
曲部６において屈曲した形状とされ、屈曲部６より先端
側の先端部７の先端端面７Ａが、基端側の基部８の側方
を向き、視野方向が図中矢印で示すように基部８の側方
を向いたものとなっている。イメージファイバ１の外径
は０．１〜１０ｍｍとするのが好ましい。

【０００９】屈曲部６におけるイメージファイバ１の曲
率半径は、小さすぎればイメージファイバ１の導波路構
造が損なわれ損失増加や画像の劣化が起こりやすくなる
ため、少なくともイメージファイバ１の半径以上とさ
れ、通常はイメージファイバの直径以上、１５ｍｍ以下
となるよう設定される。なお曲率半径とは曲率中心から
イメージファイバ１の中心軸までの距離をいう。また基
部８に対する先端部７の角度は、通常、１５〜１２０度
とされる。先端部７の長さは、通常、０．１〜１０ｍｍ
とされる。

【００１０】対物光学系２としては、汎用の球面レンズ
等を備えた既存の直視用ファイバスコープ用のものを用
いることができる。イメージファイバ１と対物光学系２
からなるファイバスコープ本体３には、上記画像表示装
置２０が接続されている。

【００１１】照明光用ライトガイドファイバ４は、観察
対象物に照明光を照射するためのもので、汎用の光ファ
イバ素線を数百本束ねたものを用いることができる。照
明光用ライトガイドファイバ４には、上記光源３０が接
続されている。外被５は、ポリエチレン等の樹脂や、ス
テンレスなどの金属などからなるものとされ、その外径
は通常、０．１５〜３０ｍｍとされる。

【００１２】続いて、本発明のファイバスコープの製造
方法の一実施形態について図３ないし図５を参照して説
明する。まず、直線状のイメージファイバ１Ａの先端か
ら所定距離、例えば１０〜１００ｍｍの位置を加熱し、
この部分を軟化させる。

【００１３】加熱方法としては、イメージファイバ１Ａ
がガラス製である場合、酸水素バーナ、プロパン酸素バ
ーナなどのバーナを用いる方法や、放電加熱法等が用い
られる。この場合、加熱温度は１４００〜１８００℃と
するのが好ましい。イメージファイバ１Ａがプラスチッ
ク製である場合には、温風、温水、温湯による加熱や、
電気ヒータ等のヒータを用いた加熱法を採用するのが好
ましい。この場合、加熱温度は８０〜２００℃とするの
が好ましい。

【００１４】次いで、イメージファイバ１Ａの加熱部分
より先端側の先端部７を、基端側の基部８に対し加熱部
分を支点として曲げ、軟化した加熱部分を塑性変形させ
る。次いで、加熱部分を空冷等により徐々に冷却して硬
化させ、屈曲部６を形成したイメージファイバ１を得
る。上記屈曲部６は、加熱により塑性的に変形させた
後、徐々に冷却し硬化させたものであるため、イメージ
ファイバ１内部には歪みが生じることがない。

【００１５】次いで、必要に応じて、先端部７の基部８
に対する側方への張り出し量が所定値以下となるよう
に、余長部分のイメージファイバ１を光ファイバカッタ
や棒カッタを用いて切除する。続いて、先端部７の切断
面を光学研磨機を用いて研磨処理する。次いで、この先
端部７の先端端面７Ａにセルフォックレンズ等の対物光
学系２を放電融着法、光学接着剤などを用いて取り付
け、ファイバスコープ本体３を得る。また対物光学系２
として球面レンズ等を備えたものを使用する場合には、
このレンズをレンズセルに組み込み、このレンズセルを
先端端面７Ａに取り付るようにするのが好ましい。

【００１６】次いで、このファイバスコープ本体３に照
明光用ライトガイドファイバ４を縦添えし、これらをポ
リエチレンなどを用いて一括被覆することによって外被
５を設けて対物部１０を形成し、これに画像表示装置２
０および光源３０を接続して図１および図２に示すファ
イバスコープを得る。

【００１７】上記ファイバスコープにあっては、イメー
ジファイバ１に屈曲部６を形成することによって視野方
向をイメージファイバ１の側方に向けたものであるの
で、従来の反射鏡を備えた対物光学系を有するファイバ
スコープに比べ、対物部の構造を単純化することができ
る。従って、細径化を可能とするとともに、光量の損失
を小さくし、得られる画像の明るさを向上させ、画角を
大きくすることが可能となる。さらには、製造工程を簡
略化し、製造の容易化、および製造コスト削減を可能と
することができる。また対物光学系２として直視用ファ
イバスコープ用のものなどの既存のものを用いることが
できるため、いっそうの製造コスト削減が可能となる。
また、屈曲部６がイメージファイバ１を塑性変形させる
ことにより形成されたものであるため、イメージファイ
バを非塑性的に変形させたものと比べ、イメージファイ
バ１内に歪みを生じさせず、光学特性に優れたファイバ
スコープを得ることができる。

【００１８】上記ファイバスコープの製造方法にあって
は、屈曲部６における基部８に対する先端部７の角度を
簡単な操作で任意に設定することができ、任意の視野方
向を持つファイバスコープを容易に製造することができ
る。また、屈曲部６を、イメージファイバ１Ａを塑性変
形させることにより形成するので、屈曲部形成後のイメ
ージファイバ１内に歪みが生じることが無く、光学特性
に優れたファイバスコープを得ることができる。

【００１９】上記ファイバスコープの製造方法として
は、上述のものに限らず、図６および図７に示すイメー
ジファイバ屈曲治具１１を用いた方法を採用することも
できる。図６および図７に示すイメージファイバ屈曲治
具１１は、上記イメージファイバ１の屈曲部６を形成す
るためのもので、その上面が水平面に沿う水平部１１Ａ
とされ、これに隣接する面が水平部１１Ａに対し傾斜し
た傾斜部１１Ｂとされたものである。

【００２０】この傾斜部１１Ｂの水平部１１Ａに対する
傾斜角度、および傾斜部１１Ｂ最上部の形状は、形成す
るべき屈曲部６の形状に即して設計される。この屈曲治
具１１の材質としては、加工するべきイメージファイバ
１の軟化点付近の温度に対して十分な耐久性を有するも
のが好ましく、セラミック、カーボン、ステンレスなど
が使用可能である。特に、断熱性の高いアルミナ等のセ
ラミックを用いるのが好ましい。

【００２１】この屈曲治具１１を用いて上述のファイバ
スコープを製造するには、次のようにする。まず直線状
のイメージファイバ１Ａを、屈曲治具１１の水平部１１
Ａ上に載置する。この際、イメージファイバ１Ａの先端
部が傾斜部１１Ｂの上方に位置するようにする。次い
で、イメージファイバ１Ａの傾斜部１１Ｂ最上部に位置
する部分を加熱し、軟化させる。

【００２２】次いで、イメージファイバ１Ａの先端部
を、加熱部分を支点として傾斜部１１Ｂに当接するまで
下方に曲げ、この部分のイメージファイバ１Ａを塑性変
形させた後、徐冷し、屈曲治具１１の外形に沿う形状の
屈曲部６を有するイメージファイバ１を得る。次いで、
既述の方法と同様にして、イメージファイバ１の先端に
対物光学系２を取り付けてファイバスコープ本体３を作
製し、これに照明光用ライトガイドファイバ４を添え、
外被５を形成して上記ファイバスコープを得る。

【００２３】上記ファイバスコープの製造方法にあって
は、目的とする屈曲部６の形状に即して設計された屈曲
治具１１を用いて屈曲部６を形成するので、屈曲部６に
おける基部８に対する先端部７の角度や曲率を精度よく
設定することができる。

【００２４】また、屈曲部６における曲率半径が比較的
小さいファイバスコープを製造する際には、屈曲部６を
形成する際に用いるイメージファイバ屈曲治具として、
図８および図９に示す屈曲治具１２を用いることができ
る。屈曲治具１２は、その上面が水平面に対し傾斜した
傾斜部１２Ａとされたもので、その材質としては上記屈
曲治具１１と同様のものが用いられる。

【００２５】この屈曲治具１２を用いてファイバスコー
プを製造する際には、まず、直線状のイメージファイバ
１Ａを傾斜部１２Ａ上に載置する。この際、イメージフ
ァイバ１Ａの先端部が傾斜部１２Ａの傾斜方向下縁部よ
り下方側に位置するようにする。次いで、イメージファ
イバ１Ａの傾斜部１２Ａ最下部付近に位置する部分を加
熱し、軟化させる。

【００２６】これによって、イメージファイバ１Ａの加
熱部分より先端側の部分は、重力により鉛直下方に向
き、上記加熱部分が屈曲部６となったイメージファイバ
１が得られる。加熱の際には、加熱位置、範囲、温度等
の加熱条件を適宜調整することによって、屈曲部６の曲
率半径を任意に調整することができる。例えば、加熱位
置をイメージファイバ１Ａの先端側に近いものとするほ
ど、この位置より先端側のイメージファイバ１Ａが短
く、その重量が小さくなり、これによって加熱部分が塑
性変形する際にこの部分に加わる下方への力が小さくな
り、屈曲部６の曲率半径が大きくなりやすくなる。ま
た、加熱範囲を大きくするほど、変形部分がイメージフ
ァイバ１Ａの広い範囲にわたるようになり、形成される
屈曲部６の曲率半径が大きくなりやすくなる。この方法
によれは、より容易な操作で目的とする曲率半径を有す
る屈曲部６を形成することができる。

【００２７】また、イメージファイバ１Ａとして、樹脂
コーティングが施された石英系ガラスや多成分系ガラス
からなるものを用いる場合には、イメージファイバ１Ａ
を加熱、軟化させ屈曲部６を形成するに先立ち、予め加
熱するべき部分のイメージファイバ１Ａの樹脂コーティ
ングをイメージファイバ本体から取り除いておくのが好
ましい。樹脂コーティングを取り除く方法としては、ス
トリッパ等の刃物を用いて樹脂コーティングをイメージ
ファイバ本体から剥がし取る方法や、剥離剤を用いて樹
脂コーティングをイメージファイバ本体から剥離させる
方法を採用することができる。

【００２８】このように、屈曲部６の形成に先立って加
熱部分の樹脂コーティングを取り除いておくことによっ
て、加熱の際にイメージファイバ１Ａの樹脂コーティン
グが加熱分解してガスを発生しこれがイメージファイバ
１の強度低下を引き起こすのを未然に防ぐことができ
る。

【００２９】また、上記のように屈曲部６形成に先立っ
て樹脂コーティングを取り除く場合には、屈曲部６を形
成した後に、コーティング除去部分のイメージファイバ
本体に再び樹脂コーティングを施し、イメージファイバ
の強度向上を図るのが好ましい。樹脂コーティングの材
料樹脂としては、エポキシアクリレート、ウレタンアク
リレートなどの紫外線硬化性樹脂、ポリエチレン、ポリ
塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂、ポリイミド、ポリイミ
ド系ワニス、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂などを用い
るのが好ましい。

【００３０】コーティング方法としては、ディッピング
法、すなわちコーティング除去部分のイメージファイバ
本体を、上記材料樹脂を溶融させた溶融樹脂に浸漬しこ
の樹脂をイメージファイバ本体の外周に付着させた後、
これを硬化させる方法を採用すると、コーティングの際
にイメージファイバ本体に触れることなく作業を行うこ
とができ、イメージファイバ本体が損傷を受けるのを未
然に防ぐことができるため好ましい。

【００３１】また、コーティング除去部分に樹脂コーテ
ィングを施すことに代えて、この部分のイメージファイ
バ本体を、ステンレスなどからなり屈曲部６に即した形
状に屈曲した樋状の補強材内に上記溶融樹脂とともに収
容し、この樹脂を硬化させることによって補強材をイメ
ージファイバ本体に固定し、この部分のイメージファイ
バ本体を補強することもできる。この方法の採用によ
り、屈曲部の強度をより高めることが可能となる。

【００３２】また、屈曲部６を形成する際に、先端部７
を基部８に対し捻回させることも可能であり、これによ
って、画像表示装置２０に送られる画像の方向を変化さ
せ、画像表示装置２０に、倒立画像等の任意の方向の画
像を表示することができる。イメージファイバ１を捻回
させる際の捻回角度は、０度を越え、３６０度未満であ
る角度とするのが好ましい。また、イメージファイバ１
を捻回させる場合には、上記のように屈曲部６を形成す
る際に先端部７を基部８に対し捻回させる方法に限ら
ず、屈曲部６の形成と別にイメージファイバ１の他の部
分を加熱し軟化させ、この部分でイメージファイバ１を
捻回させることも可能である。

【００３３】なお、本発明のファイバスコープは、上記
構成のものに限らず、図１０に示すように視野方向を基
部に対し斜め後方に向けた斜視型ファイバスコープ４
０、図１１に示すように視野方向を基部に対しほぼ垂直
方向に向けた側視型ファイバスコープ５０、および図１
２に示すように、先端付近が屈曲した対物部を有する曲
視型ファイバスコープ６０などとすることができる。ま
た、イメージファイバに形成する屈曲部は一カ所に限ら
ず、複数箇所に形成してもよく、これによって任意の視
野方向を持つファイバスコープを得ることができる。例
えば視野方向をイメージファイバ基端方向に向けること
も容易となる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のファイバ
スコープにあっては、画像伝送媒体に屈曲部を形成する
ことにより視野方向を画像伝送媒体の側方に向けたもの
であるので、対物部の構造を単純化することができる。
従って、細径化を可能とするとともに、光量の損失を小
さくし、得られる画像の明るさを向上させ、画角を大き
くすることが可能となる。また製造工程を簡略化でき、
容易に製造可能なものとすることができる。また、屈曲
部が、画像伝送媒体を塑性変形させることにより形成さ
れたものであるため、画像伝送媒体内に歪みを生じさせ
ず、このファイバスコープを優れた光学特性を有するも
のとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のファイバスコープの一実施形態の対
物部の構造を示す構成図である。

【図２】 図１に示すファイバスコープの全体を示す構
成図である。

【図３】 本発明のファイバスコープの製造方法の一実
施形態を示す工程図である。

【図４】 図３に続く工程図である。

【図５】 図４に続く工程図である。

【図６】 本発明のファイバスコープの製造方法の他の
実施形態を示す工程図である。

【図７】 図６に続く工程図である。

【図８】 本発明のファイバスコープの製造方法のさら
に他の実施形態を示す工程図である。

【図９】 図８に続く工程図である。

【図１０】 本発明のファイバスコープの変形例の対物
部の構造を示す構成図である。

【図１１】 本発明のファイバスコープの変形例の対物
部の構造を示す構成図である。

【図１２】 本発明のファイバスコープの変形例の対物
部の構造を示す構成図である。

【図１３】 従来のファイバスコープの一例の対物部の
構造を示す構成図である。

【符号の説明】

１・・・イメージファイバ（画像伝送媒体）、６・・・屈曲
部、７・・・先端部、７Ａ・・・先端端面、８・・・基部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像伝送媒体を備えたファイバスコープ
   であって、画像伝送媒体が、先端端面が画像伝送媒体の
   側方を向くように屈曲した屈曲部を有するものであり、
   この屈曲部が、画像伝送媒体を塑性変形させることによ
   り形成されたものであることを特徴とするファイバスコ
   ープ。
2. 【請求項２】 直線状の画像伝送媒体の先端から所定距
   離の部分を加熱、軟化させ、この加熱部分より先端側の
   先端部を、基端側の基部に対し加熱部分において屈曲さ
   せ屈曲部を形成することを特徴とするファイバスコープ
   の製造方法。