(57)【要約】【課題】屈曲性及び開口率が良好で、伝送画像の拡大機能を有するイメージファイバとその製造方法、及びファイバスコープを提供する。【解決手段】石英製ジャケット４の内部に複数の画素ファイバが配置され、石英製ジャケット４の外周に被覆３が設けられ、一端側に、他端側よりも石英製ジャケット４の外径が小さく外径一定の小径部２ａと、小径部２ａに向かって徐々に石英製ジャケット４の外径が小さくなる縮径部２ｃとを有している。【選択図】図１
2008058432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英製ジャケットの内部に複数の画素ファイバが配置され、前記石英製ジャケットの外周に被覆が設けられたイメージファイバであって、
前記イメージファイバの一端側に、他端側よりも前記石英製ジャケットの外径が小さく外径一定の小径部と、前記小径部に向かって徐々に前記石英製ジャケットの外径が小さくなる縮径部とを有していることを特徴とするイメージファイバ。
【請求項２】
請求項１に記載のイメージファイバであって、
前記小径部における前記石英製ジャケットの外径が、他端側の前記石英製ジャケットの外径の６０％以上９５％以下であり、前記縮径部の長さが１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることを特徴とするイメージファイバ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のイメージファイバであって、
前記小径部の長さが、１ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることを特徴とするイメージファイバ。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載のイメージファイバを製造する方法であって、
イメージファイバの被覆の一部を除去する工程と、被覆を除去した部分の石英製ジャケットを加熱及び延伸して前記縮径部及び前記小径部を形成する工程と、前記縮径部及び前記小径部の外周に被覆を設ける工程とを有することを特徴とするイメージファイバの製造方法。
【請求項５】
請求項１から３の何れか一項に記載のイメージファイバの前記一端側にレンズを備えたことを特徴とするファイバスコープ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用、工業用として狭隘部あるいは悪環境下にて用いられるイメージファイバとその製造方法、及びファイバスコープに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、血管、泌尿器管等の体腔内の狭隘部での観察用あるいは高温炉内等の悪環境下での監視用として、医療用、工業用を問わずイメージファイバが用いられている。
このイメージファイバは、複数の画素ファイバを束ねて溶融させ一体化したもので、イメージファイバ端面に結像された像を各画素ファイバに分解して他端まで伝送するものである。
【０００３】
イメージファイバは、通常は全長が細径であり見える画像も小さくなるため、接眼側で画像を拡大することが必要であったが、例えば、接眼側から対物側へ向かって順次外径を縮径することにより、全長にわたって外径を一様に変動させ、レンズ等を用いて伝送画像を拡大することなく観察することを可能としたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、細く曲がった管路内を観察する場合や、広域に観察する必要がある場合には、対物側の先端部を屈曲させることが要求される。そこで、イメージファイバの先端部におけるジャケット部分の肉厚をフッ酸によって溶融したりまたは研削することによって薄くして線径を小さくし、曲げ剛性を小さくして屈曲性を良好にする技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１８６４８４号公報
【特許文献２】特開２００４−５３７３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術のようにイメージファイバの外径を一様に変動させるには、イメージファイバの製造時に線引きの速度調整などを伴うため、長尺のものを製造することが困難であった。また、一様に外径を変動させているため、先端部にレンズを取り付けるために使用されるスリーブの形状も、イメージファイバに合わせて内径を一様に変動させなければならず、コストアップを招いてしまう。
しかも、このイメージファイバでは、対物側へ向かって外径が縮径されていることより、対物側の端部における開口率が低下してしまう。
【０００７】
また、特許文献２では、対物側へ向かって順次縮径させるものではないので、開口率の低下を招くことはないが、イメージファイバ自体に伝送画像の拡大機能がなく、接眼側でレンズ等によって伝送画像を拡大させる必要があった。その際、接眼側のレンズの取り付けによっては画像が歪んだり、中心ずれが生じることがある。
【０００８】
本発明は、屈曲性及び開口率が良好で、しかも、伝送画像の拡大機能を有するイメージファイバとその製造方法、及びファイバスコープを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決することのできる本発明に係るイメージファイバは、石英製ジャケットの内部に複数の画素ファイバが配置され、前記石英製ジャケットの外周に被覆が設けられたイメージファイバであって、前記イメージファイバの一端側に、他端側よりも前記石英製ジャケットの外径が小さく外径一定の小径部と、前記小径部に向かって徐々に前記石英製ジャケットの外径が小さくなる縮径部とを有していることを特徴とする。
【００１０】
また、前記小径部における前記石英製ジャケットの外径が、他端側の前記石英製ジャケットの外径の６０％以上９５％以下であり、前記縮径部の長さが１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１１】
また、前記小径部の長さが、１ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが望ましい。
【００１２】
また、上記課題を解決することのできる本発明に係るイメージファイバの製造方法は、上記本発明に係るイメージファイバを製造する方法であって、イメージファイバの被覆の一部を除去する工程と、被覆を除去した部分の石英製ジャケットを加熱及び延伸して前記縮径部及び前記小径部を形成する工程と、前記縮径部及び前記小径部の外周に被覆を設ける工程とを有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係るファイバスコープは、上記イメージファイバの前記一端側にレンズを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、イメージファイバの一端側に形成された小径部に向かって徐々に石英製ジャケットの外径が小さくなる縮径部を有しているため、一端側（対物側）における屈曲性を高めることができ、しかも、接眼側にてレンズなどを用いることなく、伝送画像の拡大機能を持たせることができる。また、一端側に設けた外径一定の小径部により、一端側端面における良好な開口率を確保することができ、良好に画像をとらえることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係るイメージファイバとその製造方法、及びファイバスコープの実施形態の例について図面を参照して説明する。
図１は本実施形態に係るイメージファイバを用いたファイバスコープを示す部分断面図であり、図２はファイバスコープの先端部の部分断面図である。
【００１６】
図１に示すように、ファイバスコープ１は、イメージファイバ２を備えている。このイメージファイバ２は、マルチコアファイバ型と呼ばれるイメージファイバ（イメージガイド）であって、石英製ジャケットの内部に複数（数千本から数万本）の画素ファイバが配置され、その石英製ジャケットの外周に被覆３が設けられた構造を有する。画素ファイバは、それぞれがコアとクラッドを有するガラスファイバであり、それぞれ独立した光線路を形成している。図１における左側が接眼側、右側が対物側とされ、対物側の画素ファイバ端面に入射した光が接眼側の画素ファイバ端面から出射されることで、対物側の画像を接眼側にて観察することができるようになっている。
被覆３は、ポリイミド樹脂やシリコン樹脂などの熱硬化性樹脂あるいは紫外線硬化性樹脂により形成されている。
【００１７】
本実施形態のイメージファイバ２は、対物側の端部に、端面から所定長さの石英製ジャケットを接眼側より外径が小さく、かつ外径が略一定とされた小径部２ａを備えている。
また、このイメージファイバ２は、接眼側の通常径部２ｂから小径部２ａへ向かって石英製ジャケットの外径を徐々に縮径した縮径部２ｃが形成されている。なお、小径部２ａ及び縮径部２ｃを除く通常径部２ｂは、略均一な外径を有している。
【００１８】
ここで、小径部２ａにおける石英製のジャケットの外径は、通常径部２ｂに対して、６０％以上９５％以下とするのが好ましく、また、この小径部２ａの軸方向の長さは、１ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲内に設定されている。
また、縮径部２ｃの軸方向の長さは、１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下の範囲内に設定されている。
【００１９】
上記のように形成されたイメージファイバ２の対物側は、図２に拡大して示すように、スコープ部１０とされている。このスコープ部１０は、円筒状のレンズホルダ１１と、このレンズホルダ１１内の一端側（図２の右端側）に嵌合されたレンズ１２とを備えている。レンズ１２は、コリメートレンズやシリンドリカルレンズ等を使用できる。
レンズホルダ１１の他端側（図２の左端側）には、イメージファイバ２の小径部２ａが嵌合されて接着固定されており、これにより、イメージファイバ２の端面にレンズ１２が配設されている。なお、イメージファイバ２の端面とレンズ１２とは屈折率整合剤を含む接着材によって互いに接着固定しても良い。
【００２０】
上記構成のイメージファイバ２及びそれを用いたファイバスコープ１によれば、対物側の小径部２ａに向かって通常径部２ｂから徐々に石英製ジャケットの外径が小さくなる縮径部２ｃが設けられているため、対物側のイメージファイバ２を曲げやすくすることができる。しかも、接眼側にてレンズ等を用いることなく、伝送画像の拡大機能を持たせることができる。さらに、対物側の端部は、小径部２ａとされて外径が一定とされているため、端面における良好な開口率ＮＡ（例えば０．３以上）を確保することができ、良好に画像をとらえることができる。
【００２１】
特に、小径部２ａにおける外径が、通常径部２ｂにおける外径の６０％以上９５％以下であるので、細径化し過ぎることによる画素ファイバのつぶれを生じさせることなく、しかも、製造時の外径公差（例えば±５％程度）に関わりなく、良好な拡大機能を確保することができる。また、縮径部２ｃの長さが１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下であるので、イメージファイバ２の対物側において要求される良好な屈曲性を有する長さを確保することができる。
【００２２】
また、小径部の長さが、１ｍｍ以上５０ｍｍ以下であるので、観察時において屈曲させた先端部にある程度の長さが必要な、例えば人体の肺胞などの内部の観察も良好に行うことができる。
【００２３】
次に、上記のファイバスコープ１を構成するイメージファイバ２を製造する方法について説明する。
まず、コアとクラッドを有するガラスの画素ファイバを決められた長さに複数本揃えて束ね、それを円筒形の石英製ジャケットの内側に収容する。そして、石英製ジャケットごと画素ファイバを加熱して、溶融させて複数の画素ファイバ及び石英製ジャケットを一体化する。これがイメージファイバの母材であり、この母材を線引きして所定の径になるよう細径化し、樹脂被覆用のダイスを通して外周側にポリイミド樹脂やシリコン樹脂などの熱硬化性樹脂あるいは紫外線硬化性樹脂からなる被覆３を施す。これにより、全長が上記通常径部２ｂに相当する外径均一のイメージファイバとなる。
【００２４】
次いで、図３に示すように、外径均一のイメージファイバ２Ａの対物側における被覆３の一部を除去し、石英製ジャケット４を露出させる。
ここで、除去する被覆３の長さは、形成する小径部２ａ及び縮径部２ｃの合計の長さよりも、約５ｍｍ程度長くしておくと良い。
【００２５】
このように、対物側の被覆３を除去したら、図４に示すように、このイメージファイバ２Ａの対物側に、所定重量の錘Ｍを吊り下げ、イメージファイバ２Ａの被覆３を除去した部分（すなわち石英製ジャケット４の露出部分）を、ヒータＨによって加熱する。
このようにすると、イメージファイバ２Ａの被覆３を除去した対物側における石英製ジャケット４及びその内側の複数の画素ファイバがヒータＨの熱によって軟化することにより、錘Ｍによる荷重によって下方へ引き延ばされ、外径一定の小径部２ａ及び徐々に細径化した縮径部２ｃが形成される。
その後、イメージファイバ２Ａの被覆３を除去した部分に、ポリイミド樹脂やシリコン樹脂などの熱硬化性樹脂あるいは紫外線硬化性樹脂を吹き付けて塗布し、硬化させて被覆３を形成する。
【００２６】
上記製造方法によれば、従来のようにイメージファイバの母材を線引きする際の線引き速度を高精度に変化させる制御を行うことなく、屈曲性及び開口率に優れ、しかも、良好な画像拡大機能が得られたイメージファイバ２を、極めて容易に製造することができ、イメージファイバ２の高品質化及び低価格化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るイメージファイバを用いたファイバスコープの実施形態を示す部分断面図である。
【図２】図１のファイバスコープの先端部の部分断面図である。
【図３】本発明に係るイメージファイバの製造工程を示すイメージファイバの部分側面図である。
【図４】本発明に係るイメージファイバの製造工程を示す側面図である。
【図５】本発明に係るイメージファイバの製造工程を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  ファイバスコープ
２，２Ａ  イメージファイバ
２ａ  小径部
２ｃ  縮径部
３  被覆
１２  レンズ
【図１】
2008058432.tif 000003
【図２】
2008058432.tif 000004
【図３】
2008058432.tif 000005
【図４】
2008058432.tif 000006
【図５】
2008058432.tif 000007