WO2017149863A1

WO2017149863A1 - 走査型内視鏡

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Publication number: WO2017149863A1
Application number: PCT/JP2016/084764
Authority: WO
Inventors: 和彦田邉; 靖明葛西
Original assignee: オリンパス株式会社
Priority date: 2016-02-29
Filing date: 2016-11-24
Publication date: 2017-09-08
Also published as: JPWO2017149863A1

Abstract

先端部８を構成する硬質の円筒部材１０の内部に配置された光ファイバ１３は、上下等の外面に圧電素子１７ａ、１７ｂ等が取り付けられたフェルール１９の中心の孔に挿通されて保持され、フェルール１３の基端と共に光ファイバ１３を保持する硬質の保持部材１１における基端付近の第１領域Ｒ１において、コア１３ｂ及びクラッド１３ｃからなる光学構造１３ａを、可撓性を有し、光ファイバ１３における過度の屈曲を抑制する被覆チューブ１４ａで被覆している。

Description

走査型内視鏡

　本発明は、被写体に照射される照射光を走査する走査型内視鏡に関する。

　医療分野等において撮像素子を用いた内視鏡が広く普及しているが、近年、光ファイバにより導光した光を走査する走査型内視鏡が種々提案されている。走査型内視鏡においては、光ファイバを用いることにより、挿入部を細径化でき、細径の管状部位に挿通して観察、検査することができるメリットを有する。
　例えば、従来例としての日本国特許５４５２７８１号公報は、生体に照明する光を導光する光ファイバと、前記光ファイバが挿通される挿通孔を介して前記光ファイバを保持し、前記光ファイバが所定の長さで先端面から延設され、前記先端面から前記挿通孔に対して連通する凹部が形成された（光ファイバ）保持部材と、前記保持部材に設けられ、前記保持部材の前記先端面から延出する前記光ファイバの自由端を走査させる駆動部と、前記凹部に塗布または充填されて前記光ファイバと前記保持部材とを固着し、前記保持部材の前記先端面と一致する平面が形成された接着部と、を具備する走査型内視鏡を開示している。

　上記従来例は、光ファイバを保持する光ファイバ保持部材としてのフェルールを光ファイバと共に保持する保持部（ホルダ）を開示しているが、保持部の基端付近の部分（領域）において細径の光ファイバが折損し易くなることを防止する内容を開示していない。
　本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、光ファイバを保持する保持部の基端付近において光ファイバの折損を低減できる走査型内視鏡を提供することを目的とする。

　本発明の一態様の走査型内視鏡は、入射側に入射された入射光を導光し、照射側から被写体に照射光を照射する光ファイバと、前記光ファイバを取り囲むように設けられたフェルールと、前記ファイバを取り囲んで保持する保持部と、前記保持部よりも前記照射側における前記フェルールに配置され、前記光ファイバを振動させる駆動素子と、を有し、前記光ファイバは、前記入射光を導光する光学構造と、前記保持部における前記入射側の第１端面の周辺の第１領域において前記光学構造を被覆する被覆構造と、を有する。

図１は本発明の第１の実施形態を備えた走査型内視鏡装置の全体構成を示す図。図２は第１の実施形態の走査型内視鏡における挿入部の先端側の構造を示す縦断面図。図３Ａは図２におけるＡ－Ａ線の拡大横断面図。図３Ｂは図２におけるＢ－Ｂ線の拡大横断面図。図３Ｃは図２におけるＣ－Ｃ線の拡大横断面図。図４Ａは屈曲した管腔臓器内に挿入部が挿入された状態における挿入部の先端側を示す説明図。図４Ｂは、図４Ａにおいて先端側を押し込む操作により挿入部６の先端部の基端付近がより屈曲した状態の作用を示す概略の説明図。図５は第１の実施形態の第１変形例の走査型内視鏡における挿入部の先端側の構造を示す縦断面図。図６は図５におけるＤ－Ｄ線の拡大横断面図。図７は第１の実施形態の第２変形例の走査型内視鏡における挿入部の先端側の構造を示す縦断面図。

　以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
　図１に示すように走査型内視鏡装置１は、本発明の第１の実施形態の走査型内視鏡２と、走査型内視鏡２が着脱自在に接続される本体装置（又は走査型内視鏡制御装置）３と、本体装置３に接続される表示装置としてのモニタ４と、を有する。
　走査型内視鏡２は、被検体５の体内又は体腔内に挿入可能な細長の形状で、可撓性を備える挿入部６を有し、挿入部６の基端（後端）には、走査型内視鏡２を本体装置３に着脱自在に接続するためのコネクタ７が設けられている。
　また、挿入部６は、硬質の先端部８と、先端部８の後端からコネクタ７に延びる、可撓性を有する可撓管部９と、を有する。なお、先端部８と可撓管部９との間に、湾曲自在の湾曲部を設け、可撓管部９とコネクタ７との間に湾曲部を湾曲する操作ノブ等を設けた操作部を設けるようにしても良い。
　先端部８は、硬質の筒状部材としての円筒部材１０を有し、この円筒部材１０の後端を保持する硬質の保持部材１１に、可撓性の円筒チューブ１２の先端が連結され、この円筒チューブ１２の後端は、コネクタ７に固定されている。

　挿入部６内には、入射光を導光する導光部材を形成する光ファイバ１３が挿通されている。
　本実施形態においては、走査型内視鏡２に設けられた光ファイバ１３は、後述するように入射光を導光する機能を持つ光学構造（又は光学構造体）１３ａと、少なくとも保持部材１１における基端の周辺の領域としての第１領域Ｒ１において前記光学構造１３ａを覆う被覆構造（又は被覆構造体）を形成する被覆チューブ１４ａと、を有する。
　上記光ファイバ１３の基端（後端）は、コネクタ７における光接続部１５ａにおいて本体装置３内部の光ファイバ１５ｂと接続される。
　そして、本体装置３内部の光源ユニット３１で発生した光が光ファイバ１５ｂを経て光ファイバ１３の基端に入射光として入射される。光ファイバ１３により導光された入射光は、光ファイバ１３の先端面から照射光（又は照明光）として出射され、該先端面に対向して円筒部材１０の先端付近に取り付けられた集光する集光レンズ１６を経て、被検体５内の検査部位等の被写体に光スポットを形成するように照射される。

　図２は、図１における挿入部６の先端部８を含む先端側の構造を示す。なお、図２（図３Ａ，図３Ｂ，図３Ｃ）においては、図１の外装チューブ２３を省略している。
　図１においては円筒部材１０を簡略的に示しており、図２においては、円筒部材１０は、円筒部材本体１０ａと、この円筒部材本体１０ａの先端付近に配置される第１レンズ１６ａを保持した第１レンズ枠１０ｂと、第１レンズ枠１０ｂの基端側が嵌合し、かつ円筒部材本体１０ａの先端側が嵌合し、第２レンズ１６ｂを保持した第２レンズ枠１０ｃとを有する。
　なお、集光レンズ１６は、第１レンズ１６ａと第２レンズ１６ｂを有する。また、図２においては、第１レンズ１６ａの前面に保護ガラス１６ｃを配置している例を示している。なお、保護ガラス１６ｃを省略した構成にしても良い。
　図２に示すレンズ枠１０ｂ、１０ｃを用いないで、図１に示すように、第１レンズ１６ａと第２レンズ１６ｂとを円筒部材１０の先端に取り付ける構造にしても良い。
　図２にも示すように先端部８を構成する円筒部材１０（円筒部材本体１０ａ）の内側には、光ファイバ１３の先端側が、円筒部材１０の略中心軸に沿って配置されている。

　基端側（入射側）の端面に入射された入射光を導光して、先端側（照射側）の端面から照射光を照射する光ファイバ１３は、図２における拡大図に示すように断面が円形となる円柱形状のコア１３ｂと、このコア１３ｂの外周面に一体的に設けられ、コア１３ｂの屈折率よりも小さい屈折率を有するクラッド１３ｃとを有し、コア１３ｂとクラッド１３ｃとにより光学構造１３ａを形成する。
　また、圧電素子１７ａ～１７ｄが設けられた位置での横断面を示す図３Ａにおいてもコア１３ｂとクラッド１３ｃとにより光学構造１３ａが形成されることを示している。なお、図３Ｂ、図３Ｃでは、コア１３ｂとクラッド１３ｃとを明示しないで、簡略的に光学構造１３ａを示している。
　図２に示すように、円筒部材１０の内側に配置された光学構造１３ａを有する光ファイバ１３には、円筒部材１０（又は先端部８）の基端寄りの位置において該光ファイバ１３の長手方向と直交する方向に振動させる駆動部（又は走査部）を形成するアクチュエータ１７（図１参照）を構成する圧電素子１７ａ～１７ｄが配置されている。このアクチュエータ１７の圧電素子１７ａ～１７ｄは、挿入部６内を挿通された駆動線１８を介して本体装置３内部の駆動ユニット３２から駆動信号が印加されることにより、長手方向（図１，図２におけるＺ軸方向）に伸縮する。

　このアクチュエータ１７は、光ファイバ１３を取り囲むように設けたフェルール１９の外面に配置され、光ファイバ１３を振動させる駆動素子となる圧電素子１７ａ～１７ｄを有する。なお、フェルール１９は、図２又は図３Ａ等から分かるように、フェルール１９の長手方向（又は軸方向）と垂直方向となる横断面が正方形となるように形成され、その中心軸に沿って設けた孔に光ファイバ１３を通して、光ファイバ１３を取り囲むように設けている。
　また、フェルール１９の上下、左右の各面にはアクチュエータ１７を構成する薄板形状の圧電素子１７ａ～１７ｄの一方の面がそれぞれ貼り付けるようにして取り付けられている。
　また、図３Ａに示すように、圧電素子１７ａ～１７ｄにおける各両面には、平板形状の電極２０が設けてあり、上記駆動ユニット３２からの駆動信号が駆動線１８を介して圧電素子１７ａ～１７ｄの両面の電極２０にそれぞれ印加される。
　図２に示すように圧電素子１７ａ～１７ｄの基端付近の電極２０部分に、駆動線１８の先端が半田付け等して電気的に接続されている。そして、駆動ユニット３２から、例えば圧電素子１７ａ，１７ｃの電極２０に、駆動信号を印加した場合には、光ファイバ１３の先端は図１において点線で示すように紙面内で上下方向に振動する。

　このように、圧電素子１７ａ～１７ｄは、光ファイバ１３の外周面に設けられないで、光ファイバ１３の外周面に設けられた接合部材としてのフェルール１９における直交する側面に配置されている。そして、このフェルール１９は、アクチュエータ１７の伸縮に応じた力を、フェルール１９の中心に沿って配置された光ファイバ１３に伝達する。フェルール１９は、例えば、ジルコニア（セラミック）またはニッケル等の硬質の部材により形成されている。
　フェルール１９は、上記のように横断面が正方形となる四角柱の形状を有するように形成されており、中心軸に沿った孔内に配置された光ファイバ１３が固定され、（図１、図２の紙面の上下方向）の両側面と、Ｘ軸方向（紙面に垂直な左右方向）の両側面とにアクチュエータ１７を形成する圧電素子１７ａ、１７ｂと１７ｃ、１７ｄ（図３Ａ参照）が取り付けられている。なお、フェルール１９は、例えば１辺が１５０μｍの角柱形状であり、その中心軸の孔内に挿通された８０μｍのコア１３ｂ及びクラッド１３ｃからなる光学構造１３ａを保持している。
　各圧電素子１７ｉ（ｉ＝ａ，ｂ，ｃ，ｄ）は、駆動信号の印加により、長手方向に伸縮する。また、図２に示すように圧電素子１７ａ～１７ｄの基端付近は、フェルール１９の基端付近を保持すると共に、光ファイバ１３を保持する保持部を形成する硬質の保持部材１１により保持される。

　従って、基端が保持部材１１により保持又は固定された状態で、例えば圧電素子１７ａ，１７ｂに対して（一方を伸張、他方を収縮させる）逆位相の駆動信号を印加することにより、図１において点線で示すように光ファイバ１３の先端側を上下方向に振動又は揺動させることができる。
　また、フェルール１９の基端（後端）側は、このフェルール１９の基端側を保持（固定）する円柱形状の保持部材１１により保持される。
　本実施形態においては、図２に示すように保持部材１１は、光ファイバ１３における光学構造１３ａ部分を貫通して保持する孔を有すると共に、フェルール１９の基端側を保持（又は固定）する第１凹部１１ａと、光ファイバ１３における被覆構造を形成する被覆チューブ１４ａの先端を保持（又は固定）する第２凹部１１ｂとを備える。
　また、図２に示すように円柱形状の保持部材１１の外周面は、その長手方向の両端が段差状に切り欠いた細径部が形成され、それぞれ円筒部材１０の基端と、円筒チューブ１２の先端が各細径部に固定されている。

　従って、挿入部６における先端部８における硬質部長は、図２における第１レンズ枠１０ｂの先端から円筒部材１０（又は円筒部材本体１０ａ）の基端よりも後方側に延びる保持部材１１の基端までの長さＬとなる。
　なお、保持部材１１の外周面に段差を設けること無く、保持部材１１の外周面に円筒部材本体１０ａの基端と円筒チューブ１２の先端とを固定しても良い。
　図２，図３Ａ～図３Ｃに示すように円筒部材１０及び円筒チューブ１２の外周面に沿って、被写体により反射された照明光を受光するための受光用光ファイバ２１がリング状に複数本、配置され、受光用光ファイバ２１により受光された（被写体からの戻り光又は反射）光は、コネクタ７の光接続部２２ａを経て本体装置３内部の受光用光ファイバ２２ｂに導光される。この受光用光ファイバ２２ｂに導光された光は、検出ユニット３３に入射され、電気信号に変換される。
　リング状に配置された受光用光ファイバ２１は、図１に示す可撓性を有する外装チューブ２３により覆われ、保護されている。

　また、各走査型内視鏡２には、アクチュエータ１７により、光ファイバ１５の先端を所定の走査パターンに沿って駆動させるための駆動データ及び駆動した場合の照射位置に対応する座標位置データ等の情報を格納したメモリ２６を有する。このメモリ２６に格納された情報は、コネクタ７の接点、信号線を経て本体装置３内部のコントローラ３４に入力される。
　図１に示すように本体装置３は、光源ユニット３１と、駆動ユニット３２と、検出ユニット３３と、本体装置３の各ユニットを制御するコントローラ３４と、コントローラ３４と接続され、各種の情報を格納するメモリ３５と、コントローラ３４等に直流の電源を供給する電源（回路）３６とを有する。
　光源ユニット３１は、赤色の波長帯域の光（Ｒ光とも言う）を発生するＲ光源３１ａと、緑色の波長帯域の光（Ｇ光とも言う）を発生するＧ光源３１ｂと、青色の波長帯域の光（Ｂ光とも言う）を発生するＢ光源３１ｃと、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光を合波（混合）する合波器３１ｄと、を有する。

　Ｒ光源３１ａ、Ｇ光源３１ｂ及びＢ光源３１ｃは、例えばレーザ光源等を用いて構成され、コントローラ３４の制御によりオンされた際に、それぞれＲ光、Ｇ光、Ｂ光を合波器３１ｄへ出射する。コントローラ３４は、Ｒ光源３１ａ、Ｇ光源３１ｂ及びＢ光源３１ｃの離散的な発光を制御する中央演算装置（ＣＰＵと略記）などから構成される光源制御部３４ａを有する。
　コントローラ３４の光源制御部３４ａは、Ｒ光源３１ａ、Ｇ光源３１ｂ及びＢ光源３１ｃに対して同時にパルス的に発光させる制御信号を送り、Ｒ光源３１ａ、Ｇ光源３１ｂ及びＢ光源３１ｃは同時にＲ光、Ｇ光、Ｂ光を発生し、合波器３１ｄへ出射する。
　合波器３１ｄは、Ｒ光源３１ａからのＲ光と、光源３１ｂからのＧ光と、光源３１ｃからのＢ光と、を合波して光ファイバ１５ｂの光入射面に供給し、光ファイバ１５ｂは、合波されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光を光ファイバ１３の基端に入射する。光ファイバ１３は、基端に入射された入射光を導光し、導光した光を先端面から照射光として出射する。

　駆動ユニット３２は、信号発生器３２ａと、Ｄ／Ａ変換器３２ｂ及び３２ｃと、アンプ３２ｄ及び３２ｅと、を有する。
　信号発生器３２ａは、コントローラ３４の走査制御部３４ｂの制御に基づき、光ファイバ１３の先端を振動（又は揺動）させるための駆動信号を生成してＤ／Ａ変換器３２ｂ及び３２ｃに出力する。Ｄ／Ａ変換器３２ｂ及び３２ｃは、信号発生器３２ａから出力されたデジタルの駆動信号をアナログの駆動信号に変換してそれぞれアンプ３２ｄ及び３２ｅへ出力する。
　アンプ３２ｄ及び３２ｅは、Ｄ／Ａ変換器３２ｂ及び３２ｃから出力された駆動信号をそれぞれ増幅して生成した駆動信号を駆動線１８を介してアクチュエータ１７を形成する駆動素子としての圧電素子１７ａ～１７ｄに出力する。
　そして、光ファイバ１３の先端は、渦巻き形状の走査軌跡を形成するように揺動される。
　検出ユニット３３は、分波器３３ａと、検出器３３ｂ、３３ｃ及び３３ｄと、Ａ／Ｄ変換器３３ｅ、３３ｆ及び３３ｇと、を有する。

　分波器３３ａは、ダイクロイックミラー等を有し、受光用光ファイバ２２ｂの基端の光出射端面から出射された戻り光をＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の色成分毎の光に分離して検出器３３ｂ、３３ｃ及び３３ｄへ出射する。
　検出器３３ｂ、３３ｃ及び３３ｄは、フォトダイオード等の光検出器により構成され、分波器３３ａから出力されるＲ光の強度、Ｇ光の強度、及びＢ光の強度をそれぞれ検出し、当該検出したＲ光、Ｇ光及びＢ光の強度にそれぞれ応じたアナログのＲ，Ｇ，Ｂ検出信号を生成し、Ａ／Ｄ変換器３３ｅ、３３ｆ、及び３３ｇへ出力する。
　Ａ／Ｄ変換器３３ｅ、３３ｆ、及び３３ｇは、検出器３３ｂ、３３ｃ及び３３ｄからそれぞれ出力されたアナログのＲ、Ｇ及びＢ検出信号を、それぞれデジタルのＲ、Ｇ及びＢ検出信号に変換してコントローラ３４内に設けられ、画像（信号）を生成する画像生成部３４ｃへ出力する。画像生成部３４ｃにより生成された画像は、モニタ４によって表示される。
　メモリ３５は、本体装置３の制御を行うための制御プログラム等を予め格納している。また、メモリ３５は、本体装置３のコントローラ３４により、メモリ２６から読み込まれた座標位置の情報が格納される。

　コントローラ３４は、ＣＰＵ、又はＦＰＧＡ等を用いて構成され、メモリ３５に格納された制御プログラムを読み出し、当該読み出した制御プログラムに基づいて光源ユニット３１及び駆動ユニット３２の制御を行う。
　本実施形態においては、図２に示すように硬質部の基端側を形成する保持部材１１における基端周辺の領域としての第１領域Ｒ１において、コア１３ｂ及びクラッド１３ｃからなる光学構造１３ａを被覆する被覆構造を形成し、光学構造１３ａのみからなる光ファイバ１３の屈曲特性を抑制する特性を持つ、ポリイミドの樹脂等により形成された可撓性の被覆チューブ１４ａを設けている。
　なお、上記の記載において、第１領域Ｒ１を特定するために、保持部材１１における基端の周辺の領域の語句（用語）を用いているが、光ファイバ１３がその基端側からの入射光を、照射側の先端面に導光する機能に沿った用語を用いても良い。例えば、第１領域Ｒ１を、保持部材１１における入射側の端面（としての第１端面）の周辺の領域と表現することができる。このような表現を用いた場合には、例えば保持部材１１における先端側の語句は、出射側の語句を用いて表現することができる。

　上記のようにこの被覆チューブ１４ａは、その先端が保持部材１１の第２凹部１１ｂに固定されている。また、図１に示すように、この被覆チューブ１４ａは、コネクタ７の基端付近まで延びており、被覆チューブ１４ａは、その内側のコア１３ｂとクラッド１３ｃからなる光学構造１３ａの光ファイバ１３が過度に屈曲された場合においての折損を防止する。
　入射光を導光するコア１３ｂとクラッド１３ｃのみ、つまり光学構造１３ａのみからなる光ファイバ１３は、細径であり、過度に屈曲されると簡単に折損する。このため、本実施形態においては、少なくとも硬質部の基端と可撓管部９との境界付近の第１領域Ｒ１においては、可撓性を有する部材で形成した被覆チューブ１４ａで光学構造１３ａを覆う構造を備え、更に第１領域Ｒ１よりも後方側の可撓管部９においても被覆チューブ１４ａで光学構造１３ａを覆うことにより、硬質部と可撓管部９との境界付近の第１領域Ｒ１とこの第１領域Ｒ１の後方側に延びる可撓管部９とにおける過度の屈曲に対する光ファイバ１３の折損を防止する構造にしている。８０μｍ程度の光学構造１３ａを覆う被覆チューブ１４ａの外径は、例えば２５０μｍ程度に設定される。

　上記被覆チューブ１４ａは、光学構造１３ａのみからなる光ファイバ１３における可撓性（屈曲特性）よりは、屈曲し難い屈曲特性を持つように設定されている。そして、挿入部６が光学構造１３ａのみからなる光ファイバ１３における許容される屈曲量よりも若干小さい屈曲量付近から許容される屈曲量以上に屈曲されようとした場合、被覆チューブ１４ａの屈曲し難い屈曲特性により、許容される屈曲量以上に屈曲されることを防止（して折損を防止）する機能を発生するようにしている。
　また、本実施形態においては、図２に示すように第１領域Ｒ１よりも先端側の領域においては、光ファイバ１３の光学構造１３ａを被覆しない構造にしている。光学構造１３ａのみからなる光ファイバ１３は、許容される範囲（又は最大の屈曲量）内の屈曲に対しては、折損しない特性を有する。
　硬質部を形成する先端部８の内部においては、光ファイバ１３は、アクチュエータ１７により振動されるが、その振動の最大振幅の場合の屈曲量は、光ファイバ１３における許容される範囲内に設定されている。そして、先端部８内部での光ファイバ１３には、挿入部６が屈曲された場合の影響が殆ど及ばないために、本実施形態においては上記のように第１領域Ｒ１よりも先端側の領域においては、光ファイバ１３の光学構造１３ａを被覆しない構造にしている。
　上記被覆チューブ１４ａと、可撓性のチューブとしての上記円筒チューブ１２を、少なくとも第１領域Ｒ１を含む長手方向の領域において、光学構造１３ａのみからなる光ファイバ１３における許容される最大の屈曲量以上に屈曲されることを抑制する特性の硬度又は可撓性を持つように設定しても良い。

　本実施形態の走査型内視鏡２は、入射側に入射された入射光を導光し、照射側から被写体に照射光を照射する光ファイバ１３と、前記光ファイバ１３を取り囲むように設けられたフェルール１９と、前記光ファイバ１３を取り囲んで保持する保持部を形成する硬質の保持部材１１と、前記保持部よりも前記照射側における前記フェルール１９に配置され、前記光ファイバ１３を振動させる駆動素子を形成する圧電素子１７ａ～１７ｄと、を有し、前記光ファイバ１３は、前記入射光を導光する光学構造（又は光学構造体）１３ａを形成するコア１３ｂ及びクラッド１３ｃと、前記保持部における前記入射側の第１端面の周辺の第１領域Ｒ１において前記光学構造１３ａを被覆する被覆構造を形成する被覆チューブ１４ａと、を有することを特徴とする。
　次に本実施形態の動作を説明する。
　図１に示すように本実施形態の走査型内視鏡２を本体装置３に接続して術者は、走査型内視鏡２の挿入部６を被検体５の例えば管腔臓器の内部に挿入する。

　挿入部６が挿入される挿入対象の管腔臓器が屈曲している状態の概要は、術者により把握されている場合が多いので、適正な操作のもとでは光ファイバ１３におけるコア１３ｂ及びクラッド１３ｃが持つ、（許容される）最大の屈曲量以上の屈曲量で挿入部６が屈曲されることは少ない。
　しかし、術者が、挿入部６の先端側の一部を管腔臓器の内壁面に当てる等して、この最大の屈曲量付近まで屈曲させてしまう操作を行う場合も起こりえる。図４Ａは、このような状態に近い例を示す。
　適正な操作を行った場合には、点線で示すように挿入部６の先端側を、屈曲した管腔臓器４１の深部側に円滑に挿入することができる。しかし、実線で示すように先端部８の側面を、かなり屈曲した内面４１ａに当ててしまった状態においては、この状態のまま挿入部６の基端側において、矢印Ｅで示す方向に押し込む操作を行った場合には、先端部８を矢印Ｆで示す（管腔臓器の）深部側の方向に挿入できない場合が発生する。
　具体的には、当てた部分における内面４１ａと先端部８の側面との間の摩擦力が小さい場合には、押し込む操作により、先端部８を矢印Ｆで示すように、深部側に移動できる。

　しかし、内面４１ａの襞等のために両者の摩擦力が大きくなり、押し込む操作を行った場合、先端部８を矢印Ｆの方向に移動させる力と共に、先端部８の基端付近を矢印Ｇで示す（矢印Ｆとほぼ直交する）方向に移動させ、より屈曲量を大きくするように作用する場合があり得る。先端部８は、屈曲しない硬質の部材で形成されているために、先端部８の基端と、屈曲可能となる可撓管部９の先端との境界近傍の領域において、（長手方向と直交する方向に最も大きく）屈曲させる力が作用する場合が多い。
　本実施形態においては、上述したように、先端部８の基端（保持部材１１の基端）を含む第１領域Ｒ１からその後方側の可撓管部９における光ファイバ１３を、その屈曲特性を抑制する特性を持つ被覆チューブ１４ａにより被覆し、屈曲を抑制する構造にして、（光ファイバ１３における）許容される最大の屈曲量以上に屈曲することを防止している。
　例えば、図４Ａにおいて先端部８の基端付近が矢印Ｇの方向に移動して、この基端付近での屈曲量がより大きくなっても、図４Ｂの説明図のように可撓管部９（外装チューブ２３）の屈曲量よりも光ファイバ１３の屈曲量を低減又は抑制できる。なお、図４Ｂは、図４Ａにおいて矢印Ｇ方向に屈曲した状態の挿入部６の先端側部分（となる先端部８及び可撓管部９）のみを拡大した概略の説明図を示す。

　手元側での押し込む操作により、図４Ｂに示すように先端部８の基端付近の可撓管部９が（図４Ａの場合よりも）屈曲しても、可撓管部９の内部に配置された光ファイバ１３は、先端部８（保持部材１１）の基端において、その中心軸に沿うように保持されており、屈曲を抑制する被覆チューブ１４ａにより被覆されている。
　可撓管部９が屈曲された際に、被覆チューブ１４ａにより被覆されていない構造の光ファイバであると、中心線Ｏで示すように光ファイバが、その中心軸に沿うように屈曲され易く、その場合の屈曲量が大きくなる。
　これに対して、本実施形態の光ファイバ１３では、光学構造１３ａを被覆チューブ１４ａにより被覆した構造であるために、上記の場合（光学構造のみの場合）よりも被覆チューブ１４ａにより屈曲が抑制され、図４Ｂにおいて点線で示すようにその屈曲量が低減される。つまり被覆チューブ１４ａによる屈曲を抑制する特性により、光ファイバ１３は、中心線Ｏから外れて屈曲量が抑制される。従って、本実施形態によれば、光ファイバ１３に対しての過度の屈曲を抑制でき、光ファイバ１３の折損を防止できる。
　なお、上記の動作（作用）の説明から明らかなように円筒チューブ１２における先端付近、又は第１領域Ｒ１付近の屈曲に対する硬度を大きくしても良い。また、外装チューブ２３における第１領域Ｒ１付近における屈曲に対する硬度を大きくしても良い。
　本実施形態における代表的な動作を説明したが、先端部８における第１領域Ｒ１よりも後方側の領域においても、図４Ａ，図４Ｂのように光ファイバ１３の屈曲量を低減（緩和）して、その折損を低減できる。
　このため、本実施形態によれば、挿入部６における硬質部又は先端部８を構成する保持部の基端付近においての光ファイバの折損を低減できる。
　また、挿入部６が光ファイバ１３における（許容される）最大の屈曲量以上となる過度の屈曲に対して、光ファイバ１３が折損することを有効に防止できる。

　次に第１の実施形態の第１変形例を説明する。
　図５は、第１の実施形態の第１変形例における挿入部６の先端側の構成を示す。また、図６は、図５におけるＤ－Ｄ線の拡大横断面を示す。第１の実施形態の挿入部６においては、光ファイバ１３は、コア１３ｂ及びクラッド１３ｃの光学構造（光学構造体）１３ａと、この光学構造１３ａを先端部８の基端付近からその後方側を可撓管部９の基端付近までを覆う被覆チューブ１４ａとを備えた構造にしていた。これに対して、本変形例では、上記コア１３ｂ及びクラッド１３ｃの光学構造と、該光学構造１３ａのほぼ全長を覆う、薄い被覆チューブ１４ｂとを備えた構造にしている。この被覆チューブ１４ｂは、例えばポリイミドの樹脂により形成され、その外径は、１００μｍ程度に設定されている。
　図５に示す具体例においては、光ファイバ１３は、第１の実施形態と同様に可撓管部９内においてコア１３ｂ及びクラッド１３ｃの光学構造１３ａを覆う薄い被覆チューブ１４ｂを有し、この被覆チューブ１４ｂは、先端部８内においても、コア１３ｂ及びクラッド１３ｃの光学構造１３ａを覆う構造となっている。

　従って、本変形例では、被覆チューブ１４ｂは、保持部材１１の基端の周辺の第１領域Ｒ１において、コア１３ｂ及びクラッド１３ｃの光学構造１３ａを覆うし、保持部材１１の先端（側端部）の周辺の第２領域Ｒ２の光学構造１３ａと、駆動素子としての圧電素子１７ａ～１７ｄが配置された第３領域Ｒ３の光学構造１３ａとを、それぞれ覆う被覆構造を有する。
　光学構造１３ａを覆う被覆チューブ１４ｂは、光ファイバ１３における光学構造１３ａの先端を覆うように設けても良いが、本変形例において図５に示すように第３領域Ｒ３よりも先端側となる先端近傍においては、被覆チューブ１４ｂを設けない構造にしても良い。つまり、先端近傍においては、光学構造１３ａが露呈する構造であっても良い。なお、先端近傍以外における第３領域Ｒ３よりも先端側となる領域において被覆チューブ１４ｂを設けない構造にしても良い。
　また、本変形例においては、図５及び図６に示すように、その先端側の外面に圧電素子１７ａ～１７ｄを設けたフェルール１９が、被覆チューブ１４ｂの外周面を取り囲むように設けている。
　フェルール１９は、第３領域Ｒ３においては１辺が１５０μｍ程度であり、その中心軸に沿って設けた孔内に挿通された上記のように１００μｍ程度の光ファイバ１３を保持する。

　第１の実施形態においては、フェルール１９の基端は、保持部材１１の基端の位置よりも先端側の位置となるように設けていた。
　これに対して、本変形例においては、フェルール１９の基端は、保持部材１１の基端よりも、後方側の位置となっている。より具体的には、図５の実線で示すようにフェルール１９の基端は、保持部材１１の基端付近の第１領域Ｒ１の基端側の境界に至る途中の位置となっている。
　このように、硬質部の基端を形成する保持部材１１の基端よりも、若干後方側となり、第１領域Ｒ１の基端側の境界に至る途中までフェルール１９の基端を延出することにより、第１領域Ｒ１に過度の屈曲が作用した場合に、フェルール１９の基端部分により過度の屈曲を抑制することができる。
　なお、図５において点線で示すようにフェルール１９の基端を第１領域Ｒ１よりも後方側まで延出した位置とし、第１領域Ｒ１における光ファイバ１３の光学構造１３ａを覆うように設けても良い。また、フェルール１９は、少なくとも第３領域Ｒ３においては圧電素子１７ａ～１７ｄを直交する方向に取り付け易いように角柱形状にしているが、保持部材１１の基端より後方側に延出する部分においては、光ファイバ１３の被覆チューブ１４ｂと同様に円筒形状にしても良い。

　また、フェルール１９における保持部材１１の基端より後方側に延出し、被覆チューブ１４ｂを覆う部分における円筒の肉厚を調整し、第１領域Ｒ１付近における光ファイバ１３の屈曲を抑制して、その折損をより低減するようにしても良い。
　本変形例においては、フェルール１９は、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３における光ファイバ１３の光学構造１３ａを覆う。
　また、本変形例においては、保持部材１１には、フェルール１９を貫通して保持する貫通孔１１ａ′を有する。
　本変形例によれば、第１の実施形態と同様に保持部材１１の基端の周辺においての光ファイバ１３の折損を防止することができる。また、挿入部６が光ファイバ１３における許容される最大の屈曲量以上となる過度の屈曲に対して、光ファイバ１３が折損することを防止できる。
　なお、アクチュエータ１７の基端部分（根元部分）は、応力が集中するので、保持部材１１の先端側端部において、光ファイバ１３は、フェルール１９に覆われて保持されている方が望ましい。しかし、使い捨てで使用されるディスポザブルの走査型内視鏡においては、耐久性の要求が低い。

　このように、耐久性が低い用途や、他の構成においてアクチュエータ１７の基端部分での強度が保障される状況においては、図７に示す第２変形例の構造にしても良い。図７は、第２変形例の走査型内視鏡における挿入部６の先端側の構造を示す。
　図７に示すように本変形例の走査型内視鏡の挿入部６においては、光ファイバ１３の被覆チューブ１４ａが保持部材１１の先端側の端部よりも先端側の被覆構造を覆うように設けている。
　第１の実施形態の挿入部６においては、光ファイバ１３の被覆チューブ１４ａの先端は、保持部材１１の基端付近に固定されていたが、本変形例においては、更に先端側にまで延出され、保持部材１１の貫通孔１１ｂ′を貫通して、保持部材１１の先端側の端部よりも先端側の位置にまで延出されている。
　また、光ファイバ１３は、この被覆チューブ１４ａの先端の位置より先端側は、ｋｏａ１３ｂ及びクラッド１３ｃからなる光学構造１３ａとなり、この光学構造１３ａの基端側は、フェルール１９の貫通孔を挿通されるようにして取り囲むように保持され、フェルール１９の上下、左右の外面にアクチュエータ１７の圧電素子１７ａ～１７ｄが設けられる。

　本変形例においては、被覆チューブ１４ａは、第１領域Ｒ１と、第２領域Ｒ２において、光学構造１３ａを覆い、第３領域Ｒ３においては光学構造１３ａを覆わない構造にしている。
　また、フェルール１９は、第３領域Ｒ３において光学構造１３ａを取り囲むように光ファイバ１３を保持するように配置されている。
　本変形例においても、挿入部６が屈曲した管腔臓器内等に挿入された場合において、先端部８の基端の周辺の第１領域Ｒ１に過度の屈曲が作用した場合には、第１の実施形態において説明したように光ファイバ１３の折損を有効に防止することができる。
　なお、上述した実施形態又は変形例を部分的に組み合わせて異なる実施形態を構成しても良い。

　本出願は、２０１６年２月２９日に日本国に出願された特願２０１６－３７５８１号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲に引用されるものとする。

Claims

　入射側に入射された入射光を導光し、照射側から被写体に照射光を照射する光ファイバと、
　前記光ファイバを取り囲むように設けられたフェルールと、
　前記光ファイバを取り囲んで保持する保持部と、
　前記保持部よりも前記照射側における前記フェルールに配置され、前記光ファイバを振動させる駆動素子と、を有し、
　前記光ファイバは、前記入射光を導光する光学構造と、
　前記保持部における前記入射側の第１端面の周辺の第１領域において前記光学構造を被覆する被覆構造と、
　を有することを特徴とする走査型内視鏡。
　前記被覆構造は、前記保持部における前記照射側の第２端面の周辺の第２領域において、前記光学構造を被覆しない構造であり、
　前記フェルールは、前記第２領域において前記光ファイバを取り囲むことを特徴とする請求項１に記載の走査型内視鏡。
　前記被覆構造は、前記保持部における前記照射側の第２端面の周辺の第２領域において、前記光学構造を被覆し、
　前記被覆構造は、前記駆動素子が配置された第３領域において、前記光学構造を被覆することを特徴とする請求項１に記載の走査型内視鏡。
　前記被覆構造はポリイミドを含み、
　前記光ファイバの外径は、１００μｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の走査型内視鏡。
　前記被覆構造は、前記第３領域よりも前記出射側の少なくとも一部において、前記光学構造を被覆していないことを特徴とする請求項３に記載の走査型内視鏡。
　前記フェルールは、前記第２領域において、前記光ファイバを取り囲むことを特徴とする請求項３に記載の走査型内視鏡。
　前記フェルールは、前記第１領域において、前記光ファイバを取り囲むことを特徴とする請求項３に記載の走査型内視鏡。
　前記フェルールは、軸と垂直方向の断面が正方形となるように形成され、
　前記駆動素子は、前記正方形の辺に沿うように配置された平板電極を含むことを特徴とする請求項１に記載の走査型内視鏡。
　更に、中心軸に沿った孔を貫通させるようにして前記光ファイバの先端側部分の外周面に設けた四角柱形状に形成された前記フェルールと、前記駆動素子とを収納し、前記保持部の外周面が固定される、挿入部の先端側に設けられた硬質部を構成する硬質の円筒部材と、
　前記円筒部材の基端付近に、先端が接続され、前記先端からその基端までが前記挿入部の可撓管部を構成する可撓性のチューブと、
　を有し、
　前記光ファイバは、前記光学構造として円柱形状のコアと、前記コアの外周に一体的に設けられ、前記コアの屈折率より小さい屈折率を有する円筒形状のクラッドとを有し、
　前記被覆構造は、前記第１の領域を形成する前記硬質部と前記可撓管部との境界領域において前記クラッドの外周面を被覆する可撓性の被覆チューブにより形成されることを特徴とする請求項１に記載の走査型内視鏡。
　前記円筒部材は、硬質の部材で形成される前記保持部の先端側の外周面に固定され、前記円筒部材の基端よりも前記挿入部の基端側に延出する前記保持部の基端が前記硬質部の基端を形成することを特徴とする請求項９に記載の走査型内視鏡。
　前記被覆チューブは、前記光学構造のみからなる前記光ファイバにおける許容される最大の屈曲量以上に屈曲されることを抑制する特性の硬度又は可撓性に設定されることを特徴とする請求項９に記載の走査型内視鏡。