JP5587818B2 - ファイバスコープ装置 - Google Patents
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Description
この発明のファイバスコープ装置は、医療用の内視鏡や、工業用の観察装置として実施できる。
このようなファイバスコープ装置は、観察部分を照明する照明手段と、照明された観察部の像を結像する対物光学系と、この対物光学系により結像した光画像を伝送する像伝送手段と、伝送された光画像を観察像として結像させる結像光学系と、この結像光学系により結像された観察像を撮像する撮像素子を有するのが一般である。
また、ロッドレンズは、その光ファイバ束側の面を結像面とし、この結像面を光ファイバ束の入力側端面に当接させるようにも、ロッドレンズと入力側端面とを離隔させ、ロッドレンズによる観察部分の像が、入力側端面に結像するようにもできる。
ロッドレンズの「入力側端面に向いた面」を結像面として、入力側端面に密接させた構成とすると、このロッドレンズの「入力側端面に向いた面」と密着する光ファイバの集合面が「画像伝送ファイバの画像伝送領域」を規定することになる。
「撮像素子による画像情報化」は、画像伝送ファイバの出力側端面に伝送された光画像を、結像レンズにより撮像素子の受光面上に結像させて行なうこともできるし、撮像素子の受光面を上記出力側端面に密接し、光画像を直接的に受光して行なうこともできる。
「照明光源」は、光源のみ、もしくは「光源と、光源からの光束を、平行光束や、弱い集光光束、あるいは弱い発散光束等、入射用断面への入射に適した光束径体に変換するレンズ等」を含むことができる。
「光源」としては、半導体光源であるLED光源や半導体レーザを用いることができ、また、ハロゲン光源、キセノン光源、固体レーザや気体レーザ等のレーザ光源を用いることもできる。
「参考例1」
筒状体を「遮光性材料による筒」として、これを「光ファイバの切除により露呈する周面部分」に摺嵌し、入射光導光部材を「筒の外周面を囲繞する透明体」として構成する。
筒状体を「遮光性接着材を、光ファイバの切除により露呈する周面部分に塗布乾燥させて形成される筒状層」とし、入射光導光部材を「筒状層の外周に摺嵌する透明な筒」として構成する。
また、画像伝送ファイバの入射用断面から出力側端面に至る部分において「画像伝送領域よりも外側の光ファイバが切除され、切除により露呈する周面部分に、遮光手段を輪体状に設けて周面部分からの光の出入を防止し、輪体状の遮光手段の外周部と入力用断面の部分を覆うように「透明媒体による入射光導光部材」を設け、入射光導光部剤を介して、照明光を、入射用断面から光ファイバ束内に入射させるので、ノイズとなる光が画像伝送領域に侵入することがない。
図1(a)はファイバスコープ装置を概念的に示している。
ファイバスコープ装置は、主として、符号10、11、12で示す3つの部分で構成されている。
符号11で示す部分は「画像伝送ファイバ」である。
符号12で示す部分は「画像伝送ファイバ11に照明光をカップリングさせる部分」と、画像伝送ファイバ11により伝送された「観察部分の像」を撮像するための部分を含む「照明・撮像部分」である。
図1(d)において、符号120は「遮光性の筒状体」を示す。遮光性の筒状体120は、図1(e)に示すように、画像伝送ファイバ11の「光ファイバの切除により露呈した周面部分」にぴったりと嵌合し、上記周面部分を密接して覆い、上記周面部分からの光の出入を防止する。
入射光導光部材130は「輪体状の遮光手段である筒状体120の外周部と入射用断面110Cの部分」を覆うように、遮光性の筒状体130の外周部を囲繞して設けられる。
また、筒状体120は、入射用断面110Cから出力側端面110Bにいたる部分における「画像伝送領域よりも外側の光ファイバが切除された部分」を物理的に保護して、画像伝送ファイバ11の出力端側の強度を確保する機能も有する。
これら光源12Bから放射される照明光Lは、入射光導光部材130に向けて照射され、入射光導光部材130を介して、入射用断面110Cから前述の「照明光伝送領域」を構成する光ファイバに入射し、同領域を伝搬し、照明・対物部分10(図1(a)参照)へ導光される。
照明・対物部分10は、照明光導光筒101とロッドレンズ100とを有している。
画像伝送ファイバ11の外皮チューブ111は、入力側(図の左方)へ延長され、照明光導光筒101とロッドレンズ100とは、延長された外皮チューブ111に囲繞されて設けられている。
観察部分からの反射光はロッドレンズ100に入射し、ロッドレンズ100の結像作用により、入力側端面上に結像される。この例においては、ロッドレンズ100の「入力側端面側の端面」は入力側端面に密接している。
この場合には、観察部分からの反射光は、対物レンズ100Aにより入力側端面110Aに光画像として結像し、画像伝送ファイバ11の出力側端面に伝送される。
遮光性接着剤を塗布乾燥して筒状層120Aを形成し、この筒状層120Aの外周に摺嵌させて、透明な筒による入射光導光部材131Aを設けた例である。
なお、繁雑を避けるため、混同の恐れが無いと思われるものについては、図1、図2と符号を共用する。
筒状体120Cは、図3(a)右図に示すように、内側は円筒面で、この円筒面が光ファイバ束の出力部側の「光ファイバを切除されて露呈した周面部」に摺嵌する。筒状体130Cの外周面は形状的には傾斜面をなしている。この例では傾斜面は「円錐面」であって反射面に形成されている。
符号11Aで示す部分は画像伝送ファイバであり、照明・撮像部分は、図1(i)に示した構成のものを用いた。
画像伝送ファイバ11AにはコネクタCN1を固定して設けた。
ケーシング12Aを、コネクタCN2とコネクタCN1との結合により画像伝送ファイバ11Aに装着して一体化すると、照明光源12B、筒状体120C、入射光導光部材131B、出力側端面110B、結像レンズ12D、撮像素子12Eの相互の位置関係が、所定の位置関係に決定される。
図1に示す画像伝送ファイバ11として、ファイバ束110の径が1.5mm、外皮チューブ111の外径が1.7mmで、光ファイバ束を構成する光ファイバ数:Nとして7400本のものを用いた。
透明アクリル材円筒の光射出面は「粗し処理」を施し、拡散光照明を行うようにした。
ロッドレンズ径:1mmの外側になる部分を「画像伝送領域外」とし、この部分に光ファイバ束の軸に直交する断面による「入射用断面」を形成するとともに、入射用断面から出力側端面に至る部分の光ファイバを切除し、この部分に金属製の筒状体120を嵌装し、筒状態表面と入射用断面110Cとの部分を覆うように、紫外線硬化樹脂により入射光導光部材130を形成した。
撮像素子12Eとしては、5mm×5mmの正方形の受光面を持ち、30万画素のカラー撮像素子を用いた。
110C 入射用断面
12D 結像レンズ
12E 撮像素子
11 画像伝送ファイバ
110 光ファイバ束
100 屈折率分布型のロッドレンズ
130 入射光導光部材
Claims (3)
- 光ファイバを束ねた光ファイバ束の、入力側端面に入力する光画像を、出力側端面に画像伝送して出力する画像伝送ファイバを用い、該画像伝送ファイバの内部を通して、照明光を上記入力側端面に伝送して射出させ、射出光により観察部分の照明を行い、対物光学系により上記入力側端面に結像した上記観察部分の光画像を出力側端面へ画像伝送し、撮像素子により画像情報化するファイバスコープ装置であって、
画像伝送ファイバの、入力側端面と出力側端面との間において、光ファイバ束の画像伝送領域外に、光ファイバ束の軸に対して交わる入射用断面を、上記画像伝送領域を囲繞するように形成し、且つ、該入射用断面から出力側端面に至る部分において、上記画像伝送領域よりも外側の光ファイバを切除し、切除により露呈する周面部分に遮光手段を輪体状に設けて上記周面部分からの光の出入を防止し、
上記輪体状の遮光手段の外周部と上記入射用断面の部分を覆うように、透明媒体による入射光導光部材を設け、
該入射光導光部材を介して、1以上の照明光源からの照明光を上記入射用断面から光ファイバ束内に入射させる構成であり、
上記輪体状の遮光手段が、遮光性材料により形成された筒状体で、その内周面が上記光ファイバの切除により露呈する周面部分に摺嵌するとともに、外周面は反射面として機能する傾斜面に形成され、上記入射光導光部材は上記傾斜面を囲繞する透明体であり、
照明光が、上記透明体に入射し、上記傾斜面で反射されて上記入射用断面から光ファイバ束内に入射するように構成されたことを特徴とするファイバスコープ装置。 - 請求項1記載のファイバスコープ装置において、
照明光源と撮像系が、画像伝送ファイバに対して着脱可能にユニット化されていることを特徴とするファイバスコープ装置。 - 請求項1または2記載のファイバスコープ装置に用いられる画像伝送ファイバであって、
光ファイバを束ねた光ファイバ束の、入力側端面に入力する光画像を、出力側端面に画像伝送して出力し、上記入力側端面と出力側端面との間において、光ファイバ束の画像伝送領域外に、光ファイバ束の軸に対して交わる入射用断面を、上記画像伝送領域を囲繞するように形成し、且つ、該入射用断面から上記出力側端面に至る部分において、上記画像伝送領域よりも外側の光ファイバを切除してなる画像伝送ファイバ。
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