JP2000241634A - ライトガイド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバ束で形成するライトガイドの屈曲
性を高め、細径化しても断線し難くすること。 【解決手段】 内視鏡スコープ内に挿通されるライトガ
イド１０を、樹脂製の光ファイバ１０ａを束ねて形成
し、このライトガイドの内少なくとも前記内視鏡スコー
プの湾曲部３ｅに位置する部分を除いて被覆を施すよう
にした。これにより、内視鏡スコープの湾曲部の充填率
が下がり、湾曲部を屈曲させることに伴うライトガイド
への負担が軽減され、光ファイバの折損を防止してライ
トガイドひいては内視鏡スコープを長寿命化することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数本の光ファイ
バを束ねて形成したライトガイドに係り、特に耐屈曲性
を高めることのできるライトガイドに関する。

【０００２】

【従来の技術】光の伝達に光ファイバが多用されてい
る。特に医療の分野では、電子内視鏡装置において、体
腔内に挿入されて体腔内の様子を観察する内視鏡スコー
プの照明用光源を伝達するためのライトガイドとして用
いられている。電子内視鏡装置の概略は、図６に斜視図
で示すように、移動可能な台車１に載置した内視鏡本体
２と、この内視鏡本体２に着脱可能に一端側が接続さ
れ、他端側が体腔内に挿入されて体腔内の様子を観察す
る内視鏡スコープ３と、内視鏡スコープ３によって撮影
された画像を、内視鏡本体２から得られる画像信号を基
に表示するモニタ４とから構成されている。内視鏡スコ
ープ３は、外観を図７に示すように、術者が把持して各
種操作を行う操作部３ａと、この操作部３ａに連なり体
腔内に挿入される挿入部３ｂと、操作部３ａに連なりコ
ネクタ３１を介して内視鏡本体２に着脱自在に接続され
るユニバーサルコード部３ｃから成っている。そして、
挿入部３ｂの先端には、体腔内を観察するために照明光
を照射したり、ＣＣＤ素子などから成る固体撮像素子等
の光学系を配置した観察口、および処置を行うための鉗
子を出し入れする処置口などを備えた先端部３ｄが形成
され、この先端部３ｄに続き先端部３ｄの向きを適宜に
変化させる湾曲部３ｅを有し、さらに湾曲部３ｅに続く
長尺の可撓性のある可撓管部３ｆを有している。また、
操作部３ａには、湾曲部３ｅを上下・左右に屈曲させ
て、先端部３ｄの向きを体腔内の観察部位へと適宜に操
向させる上下アングル操作ノブ３２および左右アングル
操作ノブ３３と、体腔内への送気・送水を制御する送気
・送水スイッチ３４、吸引を行うための吸引スイッチ３
５、写真撮影や静止画像の記録を指示するコピースイッ
チ３６などを備えている。さらに操作部３ａには、鉗子
などの処置具を体腔内へ挿入するための鉗子孔３７が設
けられている。

【０００３】図８は、内視鏡スコープ３の先端部３ｄと
これに連なる屈曲部３ｅの一例を概略的に示したもの
で、（ａ）は横断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ
線に沿う断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面
図である。これらの図から明らかなように、内視鏡スコ
ープ３内には例えば４つのルーメン３ｇ、３ｈ、３ｉ、
３ｊが形成されている。この内２つのルーメン３ｇ、３
ｈは先端部３ｄに開口しており、ルーメン３ｇの先端は
観察口３ｋとなって照明用レンズや対物レンズ３ｌが設
けられており、ルーメン３ｈの先端は処置口３ｍとなっ
ている。そして、ルーメン３ｇには多数の光ファイバを
束ねて形成されるライトガイド３ｎや、給電用あるいは
電気信号を伝送するための電線などが挿通されており、
ライトガイド３ｎは、内視鏡本体２に備えられている光
源からの光を、ルーメン３ｇ先端の観察口３ｋへ導き照
明用レンズを通して体腔内へ照射し、電線は、内視鏡本
体２と観察口３ｋに位置する撮像用の固体撮像素子（図
示せず）等とを接続して、固体撮像素子等への給電ある
いは対物レンズを介して固体撮像素子で得た映像信号を
伝送する。また、ルーメン３ｈは、流体を注入したり吸
引したり、あるいは鉗子類を挿通させるための通路とな
り、、ルーメン３ｈの先端の処置口３ｍから流体を噴出
させたり吸引したりし、また鉗子類を出し入れするよう
になっている。さらに、他の２つのルーメン３ｉ、３ｊ
の先端は閉成されていて、内部に湾曲部３ｅを上下、左
右に湾曲させるように操作するための、上下アングル操
作ノブ３２および左右アングル操作ノブ３３に連結され
たワイヤ３ｐ、３ｑが挿通されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、内視鏡スコ
ープ３内に挿通されているライトガイド３ｎは、通常石
英ガラスから成る光ファイバを束ねたものが使用されて
いる。しかしながら内視鏡スコープ３の先端は、体腔内
にて湾曲部３ｅにより上下、左右に屈曲させられるの
で、石英ガラス製の光ファイバを束ねて形成したライト
ガイド３ｎは、折れ易いという難点があった。すなわ
ち、石英ガラス製の光ファイバを多数本束ねて形成した
ものについて屈曲試験を行うと、屈曲部分で光ファイバ
が一本一本順次断線していき、断線した光ファイバの周
りの正常な光ファイバに応力が集中することとなって、
さらに断線が進むという悪循環を生じ、加速度的に全部
の光ファイバが断線してしまうという現象が観察され
る。そこで、従来の内視鏡スコープ３内に挿通されてい
るライトガイド３ｎは、光ファイバの束を被覆して、さ
らにその被覆の上に別のチューブを被せたり、あるい
は、被覆の上からコイル状に金属線を巻き付けて接着剤
で固めたりすることにより補強していた。そのため、ラ
イトガイド３ｎの外形が太くなり、内視鏡スコープ３の
挿入部３ｂを細径化したいとの要望に反するものとなる
という問題があった。また、ライトガイド３ｎの外形が
太くなると、これを挿通させているルーメン３ｇの内径
に余裕がなくなり、湾曲部３ｅを屈曲させる際に大きな
操作力が必要となり、内視鏡スコープ３の操作性を損な
うという問題もあった。さらに、石英ガラス製の光ファ
イバは細く折れ易いので、ライトガイドの製造過程や修
理の際に光ファイバが折れると、折れた光ファイバの先
端は作業者にとって非常に危険なものとなるおそれがあ
るなど安全性上の問題もあった。本発明は、このような
問題を解決するためになされたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、湾曲可能な内視鏡スコー
プ内に挿通されるライトガイドであって、複数本の樹脂
製の光ファイバを束ねて光ファイバ束とし、この光ファ
イバを束に少なくとも前記内視鏡スコープの湾曲部を除
いて、被覆を施したことを特徴とするものである。この
ように、ライトガイドを樹脂製の光ファイバを束ねて形
成したので、耐屈曲性が高まり断線し難く、ライトガイ
ドの組み立てあるいは修理などの際の作業者の安全性高
めることができる。さらに、ライトガイドには、内視鏡
スコープの湾曲部に位置する部分を除いて被覆してある
（言い換えれば、内視鏡スコープの湾曲部に位置する部
分には、被覆を施さない）ので、湾曲部の充填率が下が
り湾曲部を屈曲させることに伴うライトガイドへの負担
が軽減され、光ファイバの折損を防止してライトガイド
ひいては内視鏡スコープを長寿命化することができる。

【０００６】また、請求項２に記載の発明は、複数本の
第１の光ファイバを束ねて光ファイバ束を形成し、この
光ファイバ束の周りに前記第１の光ファイバよりも径の
太い第２の光ファイバを複数本配置して補強層としたこ
とを特徴とするものである。これにより、複数本の光フ
ァイバを束ねて形成されるライトガイドの補強層とし
て、他の光ファイバを使用するようにしたので、補強層
としての光ファイバもライトガイドとして機能させるこ
とができ、よって、補強層を含むライトガイドの外径が
従来のものと同じであれば、従来よりもより多くの光を
伝達することができ、また、従来と同じ量の光を伝達す
るのであれば、外径を細くすることができる。

【０００７】また、請求項３に記載の発明は、請求項２
に記載のライトガイドにおいて、前記第１の光ファイバ
および前記第２の光ファイバを樹脂製としたことを特徴
とするものである。樹脂製の光ファイバは、石英ガラス
製の光ファイバよりも耐屈曲性に優れていて折れ難いの
で、ライトガイドの組み立て過程や修理の際に作業者を
負傷させる危険性が回避できるとともにライトガイドと
しての強度も向上する。また、樹脂製の光ファイバを補
強層を形成する第２の光ファイバとすることにより、ラ
イトガイドとしての補強効果をさらに高めることができ
る。また、請求項４に記載の発明は、請求項２または請
求項３のいずれか１項に記載のライトガイドにおいて、
前記光ファイバ束の周りに互いに略平行に配置されてい
ることを特徴とするものである。これにより、ライトガ
イドの組み立て工程が簡易化され製作が容易となる。ま
た、請求項５に記載の発明は、請求項２または請求項３
のいずれか１項に記載のライトガイドにおいて、前記補
強層は、前記第２の光ファイバを撚り合わせまたは交差
させて編組体に形成して、前記光ファイバ束の周りに配
置されていることを特徴とするものである。これによ
り、ライトガイドの補強効果をより高めることができ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図１ないし図５を参照して
本発明に係るライトガイドの実施の形態について詳細に
説明する。図１は、本発明に係るライトガイドの第１の
実施の形態として、内視鏡スコープ３内に挿通されるラ
イトガイド１０の要部を示した平面図であり、図７およ
び図８に示した内視鏡スコープ３の先端部３ｄと湾曲部
３ｅおよび挿入部３ｂの一部に相当する部分が示されて
いる。ライトガイド１０は、例えば直径約０．２５ｍｍ
の高分子化合物から成る樹脂製の光ファイバ１０ａを約
５０本束ねて形成したもので、先端部３ｄで取付具１０
ｂによってしっかり束ねられているとともに、内視鏡ス
コープ３の湾曲部３ｅに続く可撓管部３ｆに相当する部
分から根元部にかけては、保護用の被覆１０ｃによって
ルーズに束ねられている。ただし、ライトガイド１０
は、内視鏡スコープ３の少なくとも湾曲部３ｅに相当す
る部分には被覆１０ｃを施さず、樹脂製の光ファイバ１
０ａがむき出しになった状態としてある。なお、このラ
イトガイド１０は、図示しない根元部でホットエンド処
理によって接着されているが、その他中間部などは接着
されてなく、また被覆１０ｃの内径は光ファイバ１０ａ
の束に対して余裕をもたせてある。従って、ライトガイ
ド１０は必ずしも円形に固定されているものではないの
で、ルーメン３ｇの内径に余裕があればライトガイド１
０はつぶれた形となり得る。このように本発明のライト
ガイド１０は、樹脂製の光ファイバ１０ａを複数本束ね
て形成するとともに、内視鏡スコープ３の少なくとも湾
曲部３ｅに相当する部分には被覆１０ｃを施さずに、樹
脂製の光ファイバ１０ａをむき出しの状態にして位置さ
せているので、この部分における充填率（ルーメン３ｇ
の断面積に対するライトガイド１０の占める割合）が下
がり、内視鏡スコープ３の湾曲部３ｅを上下、左右に屈
曲させた場合、個々の光ファイバ１０ａが長さ方向へ自
由に移動することができ、応力が一個所に集中すること
がない。よって、光ファイバ１０ａへの負担が軽減され
るので、その折損を防止してライトガイド１０ひいては
内視鏡スコープ３を長寿命化することができる。

【０００９】また、樹脂製の光ファイバ１０ａは石英ガ
ラス製の光ファイバに比べて耐屈曲性が高いので断線し
難く、ライトガイド１０の屈曲による劣化はほぼ均一に
進行する。よって、石英ガラス製の光ファイバによる従
来のライトガイド３ｎのように、加速度的に断線して使
用不能となることはなく、断線が起こったとしても徐々
に進み、伝達される光量は直線状に低下していくことに
なる。従って、ライトガイド１０が突然使用不能となる
ことはなく、内視鏡スコープ３を使用しながら光量の低
下の状況を監視することによって、ライトガイド１０の
劣化の程度を把握することができて、機器を良好に管理
できるという効果も得られる。なお、樹脂製の光ファイ
バ１０ａは断線し難く、石英ガラス製の光ファイバに比
べて組み立てあるいは修理などの際に作業者が素手で触
っても負傷させる危険性が少ないので、ライトガイド１
０全体を被覆しなくてもよい。ただし、内視鏡スコープ
３の湾曲部３ｅに相当する部分を除いたとしても、ライ
トガイド１０に被覆１０ｃを施した場合には、組み立て
あるいは修理時などの作業性が向上するので好ましい。

【００１０】次に、本発明の第２の実施の形態につい
て、図２を参照して説明する。図２は、本発明に係るラ
イトガイドの第２の実施の形態を示した斜視図である。
この実施の形態では、ライトガイド１１は複数本の光フ
ァイバを束ねて形成した光ファイバ束１２と、この光フ
ァイバ束１２の周りに配置した補強層１３とから形成さ
れている。そして、光ファイバ束１２は、細径の第１の
光ファイバ１２ａを複数本束ねて形成し、補強層１３は
第１の光ファイバ１２ａよりも径の太い第２の光ファイ
バ１３ａを複数本用いて、光ファイバ束１２の周りに層
状に配置している。なお、補強層１３を形成する第２の
光ファイバ１３ａの端面は、光ファイバ束１２を形成す
る第１の光ファイバ１２ａの端面と揃うように形成し
て、両者に図示しない光源からの光が導入されるように
する。ここで、第１の光ファイバ１２ａは、例えば直径
約０．２５ｍｍの高分子化合物から成る樹脂製の光ファ
イバを約５０本束ねて光ファイバ束１２に形成し、第２
の光ファイバ１３ａは、直径約０．５ｍｍの同じく高分
子化合物から成る樹脂製ファイバを約６本、光ファイバ
束１２の周りに互いに略平行に配列している。これによ
り外径約１．４ｍｍのライトガイド１１が形成される。
なお、ライトガイド１１の光ファイバ束１２と補強層１
３は、その先端部と根元部のみがホットエンド処理によ
って接着されている他は、接着されていない。このライ
トガイド１１も内視鏡スコープ３に挿通して使用するの
に好適なものである。

【００１１】このように構成された第２の実施の形態の
ライトガイドは、光ファイバ束１２の周りに第２の光フ
ァイバ１３ａが配列されて補強される。さらに、第１の
光ファイバ１２ａによる光ファイバ束１２とともに、補
強層１３としての第２の光ファイバ１３ａもライトガイ
ドとして機能する。よって、従来のような光ファイバの
被覆の上に別のチューブを被せたり、あるいは、被覆の
上からコイル状に金属線を巻き付けて接着剤で固めたり
して補強していたライトガイドに比べると、外径寸法が
同じであればより多くの光量を伝達することができ、光
量を同じにすれば外径寸法を細いものに形成することが
できることとなる。また、第１の光ファイバ１２ａと第
２の光ファイバ１３ａとは、その先端部と根元部のみが
ホットエンド処理によって接着されている他は、接着さ
れていないので、ライトガイド１１を屈曲させた際に、
第１の光ファイバ１２ａと第２の光ファイバ１３ａと
は、相互に移動可能となり、折損などの事故を防止する
ことができる。

【００１２】なお、第１の光ファイバ１２ａおよび第２
の光ファイバ１３ａの寸法は上記のものに限らず、適宜
の直径のものとして必要な外径寸法で必要な光量を伝達
できるように選定すればよい。ただし、第２の光ファイ
バ１３ａは、第１の光ファイバ１２ａの補強層１３とし
ての機能を失うことのないように、第１の光ファイバ１
２ａの外径寸法よりも太い寸法のものとする。また、補
強層１３としての第２の光ファイバ１３ａを、光ファイ
バ束１２の周りに平行に配列したものは、ライトガイド
１１の組み立て工程が簡易化され、製作が容易である
が、この構造に限定されることなく、図３に示すよう
に、補強層１３を形成する線状の第２の光ファイバ１３
ａを、２本または３本以上撚り合わせて紐状に編んだも
のを、光ファイバ束１２の周りを被覆するように配列し
てもよい。さらに、図４に示すように、線状の第２の光
ファイバ１３ａを螺旋状または網目状に交差させて編組
体としたもので補強層１３を形成して、光ファイバ束１
２の周りを被覆するように配列してもよい。これによ
り、補強効果をより高めることができる。なお、図３お
よび図４において、図２と同一部分には同一符号を付し
て示してある。ところで、に許容される外径寸法は、こ
のライトガイド１１が使用される内視鏡スコープ３の挿
入部３ｂの外径寸法によって制限されるとともに、必要
な光量も伝送できなければならない。すなわち、例えば
上部消化管用としての内視鏡スコープ３にあっては、挿
入部３ｂの外径寸法が１０ｍｍφ程度であれば、ライト
ガイド１１の外径寸法は１．４ｍｍφ程度以下に形成す
る必要があり、患者の苦痛を軽減するためには挿入部３
ｂの外径寸法は、極力細いことが望まれる。従来の外径
寸法１．４ｍｍφのライトガイド３ｎでは、４０，００
０Ｌｘ程度の光量の伝送が可能であり、本発明のライト
ガイド１１によれば外形寸法が従来のものと同じであれ
ば、光量をもっと増加することができ、伝送できる光量
を同じとすればライトガイド１１の外形寸法を細くでき
るので、その分内視鏡スコープ３の挿入部３ｂの外径寸
法も細くすることが可能となる。

【００１３】さらに、１本だけのライトガイドから体腔
内に光を照射する内視鏡スコープ３では、ライトガイド
からの光の照射位置と、撮像用の固体撮像素子等との位
置関係によって、観察部位に影が生じることがある。こ
れを防ぐために、観察口位置に対して等角度、等距離の
位置に２つの光の照射口を設けて、それぞれにライトガ
イドを導くようにしたものも実用化されている。図５
は、このような内視鏡スコープに使用されるライトガイ
ドの一例を示した平面図であり、このライトガイド２１
にも本発明を適用することができる。すなわち、ライト
ガイド２１の根元部分２１ａは本発明の第１、第２の実
施の形態として説明したものと同様に構成されており、
途中でライトガイド２１を形成する光ファイバの束を、
いわゆるランダムミックス２分割配列により分岐し、２
本のライトガイド２１ｂ、２１ｃとする。そして、分岐
された各々のライトガイド２１ｂ、２１ｃについて、第
１の実施の形態を適用する場合には、ライトガイド２１
ｂ、２１ｃの内視鏡スコープ３の湾曲部３ｅに位置する
部分を除いたライトガイド２１に被覆を施し、言い換え
れば、ライトガイド２１ｂ、２１ｃの内視鏡スコープ３
の湾曲部３ｅに位置する部分には、被覆を施さず、光フ
ァイバの束がむき出しになった状態とする。また、第２
の実施の形態を適用する場合は、分岐された各々のライ
トガイド２１ｂ、２１ｃについて、各々の第１の光ファ
イバ束による光ファイバ束の周りに、根元部分の２分の
１の数の第２の光ファイバによる補強層を配置する。こ
のように、観察部位へ向けて２ヶ所の照射口から光を照
射して影を生じ難くした内視鏡スコープにも本発明が適
用できる。

【００１４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１に
記載の発明によれば、ライトガイドを樹脂製の光ファイ
バを束ねて形成したので、耐屈曲性が高まり断線し難
く、ライトガイドの組み立てあるいは修理などの際の作
業者の安全性を向上することができる。さらに、内視鏡
スコープの湾曲部に位置するライトガイドには、被覆を
施さないので、湾曲部の充填率が下がり屈曲に伴うライ
トガイドへの負担が軽減され、光ファイバの折損を防止
してライトガイドひいては内視鏡スコープを長寿命化す
ることができる。また、請求項２に記載の発明によれ
ば、光ファイバの束で形成されるライトガイドの補強層
として、他の光ファイバを使用するようにしたので、補
強層としての光ファイバもライトガイドとして機能させ
ることができ、よって、補強層を含むライトガイドの外
径が従来のものと同じであれば、従来よりもより多くの
光を伝達することができ、また、従来と同じ量の光を伝
達するのであれば、外径を細くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るライトガイドの第１の実施の形態
を示した平面図である。

【図２】本発明に係るライトガイドの第２の実施の形態
を示した斜視図である。

【図３】本発明に係るライトガイドの他の実施の形態を
示した斜視図である。

【図４】本発明に係るライトガイドのさらに他の実施の
形態を示した斜視図である。

【図５】本発明の適用例を説明するために示したライト
ガイドの平面図である。

【図６】電子内視鏡装置の概略を説明するために示した
外観斜視図である。

【図７】内視鏡スコープの概略を示した外観図である。

【図８】内視鏡スコープの先端部の概略を示した断面図
である。

【符号の説明】

１０、１１ ライトガイド １０ａ 樹脂製の光ファイバ １０ｃ 被覆 １２ 光ファイバ束 １２ａ 第１の光ファイバ １３ 補強層 １３ａ 第２の光ファイバ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 湾曲可能な内視鏡スコープ内に挿通され
   るライトガイドであって、複数本の樹脂製の光ファイバ
   を束ねて光ファイバ束とし、この光ファイバを束に少な
   くとも前記内視鏡スコープの湾曲部を除いて、被覆を施
   したことを特徴とするライトガイド。
2. 【請求項２】 複数本の第１の光ファイバを束ねて光フ
   ァイバ束を形成し、この光ファイバ束の周りに前記第１
   の光ファイバよりも径の太い第２の光ファイバを複数本
   配置して補強層としたことを特徴とするライトガイド。
3. 【請求項３】 前記第１の光ファイバおよび前記第２の
   光ファイバは樹脂製であることを特徴とする請求項２に
   記載のライトガイド。
4. 【請求項４】 前記第２の光ファイバは、前記光ファイ
   バ束の周りに互いに略平行に配置されていることを特徴
   とする請求項２または請求項３のいずれか１項に記載の
   ライトガイド。
5. 【請求項５】 前記補強層は、前記第２の光ファイバを
   撚り合わせまたは交差させて編組体に形成して、前記光
   ファイバ束の周りに配置されていることを特徴とする請
   求項２または請求項３のいずれか１項に記載のライトガ
   イド。