JPH0381717A - ファイバスコープ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、医療用内視鏡あるいは工業用内視鏡などに用
いられるファイバスコープに関するものである。

「従来の技術」 第１図は、従来のファイバスコープを示すものである。

このファイバスコープｌは石英系のイメージファイバ２
の主要部を保護管３内に挿通し、このイメージファイバ
２の対物側の端部４を対物ボディ５内に収容し、接ａ　
＠＋＋の端部６を接眼ボディ７内に収容し、さらに対物
ボディ５内に対物レンズ８を装着し、接眼ボディ７内に
接眼レンズ９を装着してなるものである。

上記イメージファイバ２は、第２図に示すように、数千
〜数万本のコアＩ　Ｏ，１０・・・と、これらコアを覆
う共通のクラッド１１と、このクラッド１１の外側の石
英ジャケット１２とからなり、さらに機械的強度を向上
させるために、この石英ジャケット１２の外側にはコー
ティング樹脂１３が被覆されている。

このようなイメージファイバ２を得るには、多数本のコ
ア／クラッド型のファイバ素線を集合し、整列させて石
英ジャケット１２内に詰め込む。ついでこれを加熱炉内
で加熱し、多数本の光フアイバ素線のクラッドを溶着一
体化させて線引きし、さらにその表面にコーティング樹
脂１３を被覆する。こうして得られたイメージファイバ
を所定の長さに切断し、その両端を鏡面状に研摩して使
用する。

そして、このファイバスコープ１にあっては、上記イメ
ージファイバ２の対物側の端面４ａから対物レンズ８を
通して入射光を入射し、接眼側の端面６ａから出射光を
取り出し、接眼レンズ９を通して画像を得ている。

しかしながら、イメージファイバ２は上記のように溶着
一体化されたクラッドＩＩ内に多数のコアを有する構造
となっているために、入射光をコアのみに入射すること
ができず、クラッド１１内にも光が入射されて伝播して
しまう。また、コア１０内を伝播する光がクラッドＩＩ
内に漏れてしまい、さらにこのクラッド１１内を伝播す
る光が隣接する他のコアｌＯに入り込むといったことも
起こっている。

このため、このクラッドＩｌ内を伝播する光によって、
イメージファイバ２の接眼側の端面６ａから取り出され
る画像かにじむ等の画質の低下につながっている。

この画質低下を防止する方法の一つとして、このクラッ
ド１１内を伝播する光を除去するために、第１図に示す
ように、イメージファイバ２の接眼側の端部６の近傍に
変形部２０を設ける方法がある。

この変形部２０は、第３図に示すように、イメージファ
イバ２の一部のコーティング樹脂Ｉ３が取り除かれ、さ
らに折り曲げられて作成された変形部分２３がステンレ
スパイプ２Ｉ内に挿入されている。また、ステレスパイ
プ２１の外部に連通しているイメージファイバ２．２は
ステンレスパイプ２１の蓋２４．２４に設けられた穴２
４ａ、２４ａを挿通しており、変形部分２３の端部２３
ａ２３ａと連結している。そして、このステンレスパイ
プ２１内は、エポキシ樹脂２．２によって充填され固定
されている。

この変形部２０は、以下のようにして作成される。

まず、第４図に示したように、イメージファイバ２の一
部を酸素水素炎バーナ２５で加熱して、表面のコーティ
ング樹脂１３を燃焼させ、さらに露出されたガラス部分
を軟化させて、この軟化した部分に曲げあるいはねじり
の塑性変形を施す。

そして、このイメージファイバ２の曲げあるいはねじり
の塑性変形が施された変形部分２３は、この加熱によっ
てコーティング樹脂１３が焼失してしまうので、このコ
ーティング樹脂１３が焼失した変形部分２３にエポキシ
樹脂２２を塗布する。

そしてこのエポキシ樹脂２２の施された変形部分２３を
ステンレス鋼からなるステンレスパイプ２１内に入れ、
さらにこのステンレスパイプ２１内にエポキシ樹脂２２
を充填し固化させる。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、このような従来のファイバスコープｌに
あっては、変形部２０のステンレスパイプ２１内に充填
されているエポキシ樹脂２２が硬化した際の収縮率が大
きく、イメージファイバ２の変形部分２３に、このエポ
キシ樹脂２２が収縮することによる応力がかかるという
問題がある。

さらに、ステンレスバイブ２１とエポキシ樹脂２２およ
びイメージファイバ２の熱膨張係数が大きく異なるため
に、ステンレスパイプ２Ｉ内にイメージファイバ２の変
形部分２３を挿入し、エポキシ樹！１１２２をこのステ
ンレスパイプ２１内に充填して硬化させてファイバスコ
ープ１の変形部２０を作成した後に、周囲温度の変化が
あると、変形部２０内のイメージファイバ２の変形部分
２３に熱膨張係数の差による応力がかかり、この変形部
２３が破断することがあるといった問題かある。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、温度変化に
よってイメージファイバの曲げあるいはねじりの変形を
施した部分が破断するいことがない、鮮明な画像を送る
ことのできるファイバスコープを提供することを目的と
する。

「課題を解決するための手段」 本発明では、石英系イメージファイバの一部に、ねじり
あるいは曲げの塑性変形を施し、この変形された部分を
セラミックパイプ内に挿入し、このセラミックパイプ内
に無機質接着剤を充填することによって前記目的を達成
した。

「作用」 このような構成のファイバスコープにあっては、硬化時
の収縮率の大きなエポキシ樹脂を使用せずに、無機質接
着剤を用いているので、接着剤を硬化させた時にイメー
ジファイバに接着剤の体積収縮による応力を与えること
がない。また、石英系イメージファイバと無機質接着剤
とセラミックパイプとの熱膨張係数の差が従来のエポキ
シ樹脂とステンレスパイプを用いた場合と比較して小さ
いので、温度変化があってもイメージファイバの曲げあ
るいはねじりの変形を施した部分が破断することがない
。

以下、本発明のファイバスコープを第１図ないし第３図
を用いて詳しく説明する。

本発明のファイバスコープ３０が第重図ないし第３図に
示した従来のファイバスコープｌと異なるところは、そ
の変形部２０において、イメージファイバ２の変形部分
２３がステンレスパイプ２１のかわりに、寸法安定性に
優れたアルミナ、ムライト、ジルコニア等からなるセラ
ミックパイプ３１内に挿入されており、さらにこのセラ
ミックパイプ３１内がエポキシ樹脂２２のかわりにＣａ
Ｏ、Ａ　ＬＯｓを主成分とするアルミナセメント等の無
機質接着剤３２によって充填されている点である。

第１表に石英ガラス、アルミナセラミック、ステンレス
鋼、エポキシ樹脂、無機質接着剤（アルミナセメント）
の熱膨張係数を示す。

以下余白 第 表 第１表Ｊこ示したように、ステンレス鋼の熱膨張係数は
石英ガラスの約３０倍であるのに対して、アルミナセラ
ミックの熱膨張係数は約９倍と小さく、さらに、アルミ
ナ主成分の無機質接着剤の熱膨張係数はエポキシ樹脂の
ｌ／３〜１１５以下である。

したがって、変形部２０において、イメージファイバ２
の変形部分２３がステンレス鋼からなるステンレスパイ
プ２１のかわりにアルミナセラミック等のセラミックパ
イプ３１内に挿入され、さらにこのセラミックパイプ３
１内がエポキシ樹脂２２のかわりにアルミナセメント等
からなる無機質接着剤３２によって充填された場合は、
温度変化による熱膨張係数の差によって発生する応力が
従来のものと比較して小さくなり、この応力によってイ
メージファイバ２の変形部分２３が破断するのを防ぐこ
とができる。

「実施例」 第１図ないし第３図に示したファイバスコープ３０を以
下のようにして作成した。

画素数（コア数）が３万、ファイバ径３ａ＋ｍ、長さ５
ｍ２０ｃ＋ｅのイメージファイバを用いて、ファイバス
コープの条長が５−となるように、イメージファイバの
接眼側の長さ２０ｃｍの部分に曲げ変形を施した。

変形の方法は第４図に示したように、酸素水素炎バーナ
２５を用いて、まずイメージファイバ２のコーティング
樹脂１３を燃焼させ、続けてクラッドｌ！および石英ジ
ャケット！２からなる部分を軟化させて、この軟化した
部分に第２図に示した変形部分２３と同様の曲げの塑性
変形を施した。

次に、この曲げの変形部分２３にアルミナセラミックパ
イプ３Ｉをかぶせ、さらにこのアルミナセラミックパイ
プ３１内をアルミナを主成分とする無機質接着剤３２で
充填して硬化させた。この無機質接着剤３２の熱膨張係
数は９　Ｘ　ｌ　Ｏ−”である。

次いで、このイメージファイバ２の両端を鏡面状に研摩
し、曲げの変形を施した部分を接眼ボディ７内に入れ、
他端部を対物ボディ５内に入れ、イメージファイバ２の
対物側の端面４ａ側と接眼側の端面６ａ側のそれぞれに
対物レンズ８、接眼レンズ９を装着し、保護管３として
ステンレスフレキシブル管を用いてファイバスコープ３
０を作成した。

このファイバスコープ３０の耐熱特性を凋べるために、
ヒートサイクル試験を行った。温度範囲は一２０℃〜８
０℃で、昇温、降温ともに３０分で行って、ｌサイクル
１時間で４０サイクル行った。

このヒートサイクル試験後、ファイバスコープ３０によ
って得られる画像は、ヒートサイクル試験を行う前の画
像と比較して変化はなく、鮮明なものであった。

さらに、上記のファイバスコープ３０の変形部分をステ
ンレスパイプ２１内に入れ、このステンレスパイプ２Ｉ
内をエポキシ樹脂２２で充填してファイバスコープ１を
作成し、上記と同じヒートサイクル試験を行ったところ
、このファイバスコープｌの曲げの変形部分２３にひび
がはいってしまい、ファイバスコープ１から得られる画
像の一部が暗くなり見えなくなった。

「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は、石
英系イメージファイバの一部に、ねじりあるいは曲げの
塑性変形が施され、この変形された部分がセラミックパ
イプ内に挿入され、このセラミックパイプ内が無機質接
着剤によって充填されてなるものであるので、硬化時の
収縮率の小さな無機質接着剤を用いているため接着剤を
硬化させた時にイメージファイバに接着剤の体積収縮に
よる応力を与えることがない。また、石英系イメージフ
ァイバと無機質接着剤とセラミックパイプとの熱膨張係
数の差が従来のエポキシ系樹脂とステンレスパイプを用
いた場合と比較して小さいので、周囲温度の変化があっ
てもイメージファイバの曲げあるいはねじりの変形を施
した部分が破断することがなく、鮮明な画像を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は、本発明に係わるファイバスコー
プの例を示すもので、第１図はファイバスコープの縦断
面図、第２図はファイバスコープに用いられているイメ
ージファイバの断面図、第３図はファイバスコープの変
形部の断面図であり、第４図はイメージファイバに酸素
水素炎バーナを用いて変形を施す方法をしめず概略構成
図である。 ・・・イメージファイバ、 ３・・・変形部分、 ０・・・ファイバスコープ、 ！・・・セラミックパイプ、 ２・・・無機質接着剤。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 石英系イメージファイバの一部に、ねじりあるいは曲げ
   の塑性変形が施され、この変形された部分がセラミック
   パイプ内に挿入され、このセラミックパイプ内が無機質
   接着剤によって充填されていることを特徴とするファイ
   バスコープ。