(57)【要約】【課題】様々な形状とした端部から光を出射して発光可能なプラスチック光ファイバ構造体、並びにこのプラスチック光ファイバ構造体を備えた照明装置及び内視鏡を提供する。【解決手段】円筒状の樹脂体３の内部に、樹脂体３長手方向に沿うプラスチック光ファイバの裸線２複数を円周方向全体に亘って並べたプラスチック光ファイバ構造体１であって、樹脂体３長手方向の少なくとも一方の端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃにおいて、内部の裸線２の端面６を傾斜させる。例えば、端部５Ａの全周にわたって、内周１ａ側が外周１ｂ側よりも突出する形状に傾斜させたり、端部５Ｂの全周にわたって、外周１ｂ側が内周１ａ側よりも突出する形状に傾斜させたり、端部５Ｃ全体が一つの平面に沿うように斜めに傾斜させたりする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の樹脂体の内部に、樹脂体長手方向に沿うプラスチック光ファイバの裸線複数を円周方向全体に亘って並べたプラスチック光ファイバ構造体であって、
樹脂体長手方向の少なくとも一方の端部において、内部の前記裸線の端面を傾斜させることを特徴とするプラスチック光ファイバ構造体。
【請求項２】
前記端部において、内部の前記裸線の端面を、その周囲の樹脂体端面とともに傾斜させる請求項１に記載のプラスチック光ファイバ構造体。
【請求項３】
前記出射側の端部の全周にわたって、外周側が内周側よりも突出する形状に傾斜させたことを特徴とする請求項１に記載のプラスチック光ファイバ構造体。
【請求項４】
前記出射側の端部の全周にわたって、内周側が外周側よりも突出する形状に傾斜させたことを特徴とする請求項１に記載のプラスチック光ファイバ構造体。
【請求項５】
前記出射側の端部全体が一つの平面に沿うように、斜めに傾斜させたことを特徴とする請求項１に記載のプラスチック光ファイバ構造体。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のプラスチック光ファイバ構造体の前記入射側の端部に、光源を備えた照明装置。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のプラスチック光ファイバ構造体の内部に、前記出射側の端部に対向した観察部位の画像を伝送する画像伝送手段を備えたことを特徴とする内視鏡。
【請求項８】
前記画像伝送手段の先端に撮像素子を備えた請求項７に記載の内視鏡。
【請求項９】
前記画像伝送手段は、イメージファイバである請求項７に記載の内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置や内視鏡等に好適に利用可能なプラスチック光ファイバ構造体、並びにこのプラスチック光ファイバ構造体を備えた照明装置及び内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内視鏡等の照明装置において照明光を伝送するライドガイドとして、多成分ガラスからなる光ファイバ（多成分ファイバ）によるものが知られている。
また、特許文献１には、複数のプラスチック光ファイバの裸線を円周上に均等に配置して、それを光透過可能な樹脂で被覆することにより、ムラの小さい側面発光をする丸棒状のプラスチック光ファイバ構造体が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２８８９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の多成分ファイバによるライドガイドは、複数の多成分ファイバを接着剤によって固定してから、研磨等で端部の形状を整えている。多成分ファイバは硬くて加工性に劣るため、ライドガイドの端部の形成が難しかった。
特許文献１に記載のプラスチック光ファイバ構造体は、側面発光（円筒状外周面からの発光）を目的とするため、端部から光を出射することに関しては何らの記載がない。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、様々な形状とした端部から光を出射して発光可能なプラスチック光ファイバ構造体、並びにこのプラスチック光ファイバ構造体を備えた照明装置及び内視鏡を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明は、円筒状の樹脂体の内部に、樹脂体長手方向に沿うプラスチック光ファイバの裸線複数を円周方向全体に亘って並べたプラスチック光ファイバ構造体であって、樹脂体長手方向の少なくとも一方の端部において、内部の前記裸線の端面を傾斜させることを特徴とするプラスチック光ファイバ構造体を提供する。
【０００７】
本発明のプラスチック光ファイバ構造体においては、前記端部において、内部の前記裸線の端面を、その周囲の樹脂体端面とともに傾斜させることも可能である。
また、前記出射側の端部の全周にわたって、外周側が内周側よりも突出する形状に傾斜させた構成とすることも可能である。
また、前記出射側の端部の全周にわたって、内周側が外周側よりも突出する形状に傾斜させた構成とすることも可能である。
また、前記出射側の端部全体が一つの平面に沿うように、斜めに傾斜させた構成とすることも可能である。
【０００８】
さらに本発明は、上記のプラスチック光ファイバ構造体の前記入射側の端部に、光源を備えた照明装置を提供する。
さらに本発明は、上記のプラスチック光ファイバ構造体の内部に、前記出射側の端部に対向した観察部位の画像を伝送する画像伝送手段を備えたことを特徴とする内視鏡を提供する。
前記画像伝送手段の先端に撮像素子を備えた構成とすることも可能である。
前記画像伝送手段は、イメージファイバとすることも可能である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、出射側の端部を様々な形状とすることにより、出射光の照射範囲を中心に向けて集光したり、逆に照射範囲を外側に向けて拡大したり、プラスチック光ファイバ構造体の長手方向に略直交する側方に向けて照射したりすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の第１〜第３形態例における出射側の端部付近の形状を示す、プラスチック光ファイバ構造体の長手方向に沿った断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の第１〜第３形態例において出射側の端部付近に画像伝送手段の先端部を設けた状態を示す、プラスチック光ファイバ構造体の長手方向に沿った断面図である。
【図３】本発明のプラスチック光ファイバ構造体の長手方向に垂直な断面の一例を示す断面図である。
【図４】本発明のプラスチック光ファイバ構造体の入射側の端部付近の形状の一例を示す断面図である。
【図５】端部を加工する前のプラスチック光ファイバ構造体の一例を示す長手方向に沿う断面図である。
【図６】プラスチック光ファイバ構造体の入射側の端部に光源を設けた状態の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、好適な実施の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
図１の（ａ）〜（ｃ）に、それぞれ本発明の第１〜第３形態例のプラスチック光ファイバ構造体１における出射側の端部付近の形状を示す。
本発明のプラスチック光ファイバ構造体１は、円筒状の樹脂体３の内部に、樹脂体３長手方向に沿うプラスチック光ファイバの裸線２複数を円周方向全体に亘って並べた構造を有する。
このプラスチック光ファイバ構造体１は、図３に示すように、プラスチック光ファイバ構造体１の長手方向に垂直な断面がリング状となる形状であり、そのリング状となる樹脂体３の内部は中空部４となっている。
【００１２】
また、このリング状の樹脂体３の内部には複数の裸線２が設けられる。これらの裸線２は、プラスチック光ファイバ構造体１の長手方向（図１の左右方向）に沿って延びている。裸線２は、コアの周囲にコアより屈折率が低い材料からなる樹脂鞘が設けられたプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）である。各裸線２は、コアと樹脂鞘との屈折率差による光導波路として機能する。コア及び樹脂鞘はいずれも、プラスチック光ファイバ構造体１によって伝送される光を透過可能なプラスチックからなる。
【００１３】
裸線２のコアを構成するプラスチックとしては、特に限定されるものではなく、従来のプラスチック光ファイバのコア用プラスチックを用いることができる。裸線用プラスチックとしては、例えばメチルメタクリレートの単独重合体（ポリメチルメタクリレート：ＰＭＭＡ）、メチルメチクリレートとアクリル酸エステルとの共重合体、メチルメタクリレートとスチレンとの共重合体、ポリカーボネート、スチレン系樹脂などが挙げられる。
【００１４】
裸線２の樹脂鞘を構成するプラスチックとしては、特に限定されるものではなく、従来のプラスチック光ファイバの樹脂鞘用プラスチックを用いることができる。樹脂鞘用プラスチックとしては、例えばビニリデンフルオライドとテトラフルオロエチレンとの共重合体、ビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロペンとの共重合体、ビニリデンフルオライドとテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロペンとの共重合体、ビニリデンフルオライドとトリフルオロエチレンとヘキサフルオロアセトンの共重合体、フルオロアルキルメタクリレート樹脂、エチレンと酢酸ビニルとの共重合体などが挙げられる。
【００１５】
樹脂体３を構成する樹脂としてはポリエチレン、エチレンと酢酸ビニルとの共重合体、エチレンとエチルアクリレートとの共重合体、ポリ塩化ビニル、熱可塑性ポリウレタン、スチレン／ブタジエンブロック共重合体からなるエラストマー、あるいはこの共重合体の二重結合の殆どを水素添加したもの、ビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロペンとの共重合体、ビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロペンとテトラフルオロエチレンとの共重合体、ビニリデンフルオライドとクロロトリフルオロエチレンとの共重合体、シリコン樹脂等が挙げられる。
【００１６】
図５に示すように、プラスチック光ファイバ構造体１は、長手方向に沿う一方の端部が入射側の端部７とされ、それとは反対側である他の一方の端部が出射側の端部５とされる。裸線２及び樹脂体３は、いずれもプラスチック光ファイバ構造体１の長手方向に沿って、入射側の端部７から出射側の端部５まで延びている。また、中空部４もプラスチック光ファイバ構造体１の長手方向に沿って延び、両端部（すなわち入射側の端部７及び出射側の端部５）で開口している。
図６に示すように、入射側の端部７には光源８を設けると、光源８の光が各裸線２に沿って伝送され、出射側の端部５から出射することが可能である。
【００１７】
図４に示すように、従来のプラスチック光ファイバ構造体では、出射側の端部５がプラスチック光ファイバ構造体の長手方向（図４では左右方向）に直交する平面として設けられる。この場合、各裸線２の端面６は樹脂体３長手方向の直交方向に沿う平面となり、リング状の照明が得られる。
【００１８】
これに対して本発明では、プラスチック光ファイバ構造体１の樹脂体３長手方向の少なくとも一方の端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃにおいて、複数の裸線２は、いずれも裸線２の端面６を傾斜させた形状となっている。これにより、それぞれの裸線２に沿って伝送される光は、裸線２の端面６の傾斜角度に応じた方向に指向して出射することができる。傾斜角度は、特に限定されるものではないが、例えば３０〜６０°とすることができる。
端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃにおいて、内部の裸線２の端面６を、その周囲の樹脂体３端面とともに傾斜させてもよい。この場合、裸線２の端面６と樹脂体３端面との間に段差ができないため、加工が容易になる。
樹脂体３の端面には、適宜丸みを設けてもよい。
【００１９】
図１（ａ）では、プラスチック光ファイバ構造体１の端部５Ａの全周にわたって、外周１ｂ側が内周１ａ側よりも突出する形状に傾斜させた形状となっている。このような端部５Ｂの形状である場合、複数の裸線２のそれぞれから出射される出射光Ｌの照射範囲をプラスチック光ファイバ構造体１の内周１ａ側、すなわち中心に向けて集光することができる。
【００２０】
図１（ｂ）では、プラスチック光ファイバ構造体１の端部５Ｂの全周にわたって、内周１ａ側が外周１ｂ側よりも突出する形状に傾斜させた形状となっている。このような端部５Ａの形状である場合、複数の裸線２のそれぞれから出射される出射光Ｌの照射範囲をプラスチック光ファイバ構造体１の外周１ｂ側に向けて拡大することができる。
【００２１】
図１（ｃ）では、プラスチック光ファイバ構造体１の端部５Ｃ全体が一つの平面に沿うように、斜めに傾斜させた形状となっている。このような端部５Ｃの形状である場合、複数の裸線２のそれぞれから出射される出射光Ｌを、プラスチック光ファイバ構造体１の長手方向に略直交する側方（図２（ｃ）では下方）に向けて照射することができる。
【００２２】
本形態例においてプラスチック光ファイバ構造体１の端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃを加工する方法は特に限定されるものではなく、刃物などで切断あるいは研磨する方法、また、プラスチック光ファイバ構造体１の端部形状とは相補的な形状を有する金型等を熱してプラスチック光ファイバ構造体１の端部に押し付け、金型の表面形状に沿ってプラスチック光ファイバ構造体１の端部を熱変形させる方法などが挙げられる。
プラスチック光ファイバ構造体１がプラスチックからなるので、刃物を用いた加工も容易である。また、熱変形を利用する方法は、屑が生じないように加工することが可能なので好ましい。
【００２３】
本発明のプラスチック光ファイバ構造体１は、上述したように、入射側の端部７に光源８を設けることによって照明装置として用いることができる。ここで、入射側の端部７と光源８とを光学的に接続する方法は特に限定されるものではなく、入射側の端部７を適宜加工し、または加工することなく、入射側の端部７に面した裸線２に光源８からの光が入射するように構成すればよい。
【００２４】
プラスチック光ファイバ構造体１は、その両方の端部において裸線２の端面６を傾斜させても良い。この場合、いずれの端部を出射側に用いることも可能である。また、それぞれの端部の形状を異なるものとすることで、２つのプラスチック光ファイバ構造体を用意しなくても、適宜好ましい端部を選択して出射側に用いることができる。例えば一方の端部を図１（ａ）の端部５Ａのように照射範囲を集光可能な形状とし、他方の端部を図１（ｂ）の端部５Ｂのように照射範囲を拡大可能な形状として、いずれの端部を出射側に用いるかは、使用時に選択することもできる。
【００２５】
本形態例のプラスチック光ファイバ構造体は、出射側の端部５を観察部位に対向させたときに当該観察部位から画像を伝送する画像伝送手段を設けることにより、内視鏡等の観察装置として応用することもできる。プラスチック光ファイバ構造体１を用いて照明装置９を構成するため、上述のように入射側の端部７に光源８を設けることができる。
【００２６】
本形態例の内視鏡によれば、プラスチック光ファイバ構造体１の内部に中空部４を有し、かつ出射側の端部５において裸線２の端面６が中空部４の周囲にリング状に配置され、画像伝送手段をプラスチック光ファイバ構造体１の内部に設けることにより、画像伝送手段の周囲の各裸線２から光を出射して観察部位を照明し、得られた画像を画像伝送手段により内視鏡の操作側に伝送することができるので、好ましい。
【００２７】
図１に示すプラスチック光ファイバ構造体１の出射側の端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃに画像伝送手段を設けた構成の例を図２に示す。
【００２８】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す例では、画像伝送手段１１の先端に画像取得手段１２が設けられ、画像取得手段１２の端面１３が観察部位に対向するように構成されている。
これらの例は、例えば胃壁など、プラスチック光ファイバ構造体１の長手方向に対して延長方向を観察する場合（いわゆる「直視」）の場合に好適である。
【００２９】
図２（ａ）では、プラスチック光ファイバ構造体１の出射側の端部５Ａの全周にわたって、外周１ｂ側が内周１ａ側よりも突出する形状に傾斜させた形状となっているので、複数の裸線２のそれぞれから出射される出射光Ｌを中心に向けて集光し、観察部位をより明るく照らすことができる。
【００３０】
図２（ｂ）では、プラスチック光ファイバ構造体１の出射側の端部５Ｂの全周にわたって、内周１ａ側が外周１ｂ側よりも突出する形状に傾斜させた形状となっているので、複数の裸線２のそれぞれから出射される出射光Ｌの照射範囲を外側に拡大し、観察部位をより広く照らすことができる。
【００３１】
また、図２（ｃ）に示す例では、画像伝送手段１１の先端には画像取得手段１２が設けられ、画像取得手段１２の端面１３に観察方向変換手段１４が取り付けられ、画像取得手段１２の端面１３に垂直に向けられた観察方向変換手段の端面１５が観察部位に対向するように構成されている。
本実施形態において、観察方向変換部材であるプリズム１４は、断面略三角形状に形成されており、支持部材１６によって支持されている。プリズム１４と支持部材１６とは例えば接着接合されており、組み合わせると断面略矩形となって、プリズム１４先端に鋭利な角が突出しないようになっている。
【００３２】
図２（ｃ）では、プラスチック光ファイバ構造体１の出射側の端部５Ｃ全体が一つの平面に沿うように、斜めに傾斜させた形状となっているので、例えばプラスチック光ファイバ構造体１を血管などの細い管内に通して、管の内面を観察するときにも、複数の裸線２のそれぞれから出射される出射光Ｌをプラスチック光ファイバ構造体１の側方に位置する観察部位に向けて照射することができる。
つまり、この例は、例えば血管の内壁など、プラスチック光ファイバ構造体１の長手方向に対して側面の方向を観察する場合（いわゆる「側視」）の場合に好適である。
【００３３】
本形態例の内視鏡等の観察装置において、画像取得手段１２が観察部位の画像を取得するための構成で、画像伝送手段１１の観察部位の画像を伝送するための構成であれば、具体的な手段は、特に限定なく採用可能である。例えば、画像伝送手段１１がイメージファイバである場合には、画像取得手段１２として対物レンズを用いることができる。また、画像伝送手段１１が電気導線である場合には、ＣＣＤ等の撮像素子１２を先端に設けて、画像を電気信号として伝送することも可能である。
さらにプラスチック光ファイバ構造体１は、その中空部４からガスや液体などの薬品を注入する注入手段や、観察部位を操作する機械的手段などの各種手段を観察部位に到達させるために用いることも可能である。
【００３４】
以上、本発明を好適な実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
本発明のプラスチック光ファイバ構造体１は、樹脂体３が外部に露出されたまま使用することもできる。また、プラスチック光ファイバ構造体１の外側に別の被覆やチューブなどを設けることも可能である。
【符号の説明】
【００３５】
Ｌ…出射光、１…プラスチック光ファイバ構造体、１ａ…内周、１ｂ…外周、２…プラスチック光ファイバの裸線、３…樹脂体、４…中空部、５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ…出射側の端部、６…裸線の端面、７…入射側の端部、８…光源、９…照明装置、１１…画像伝送手段（イメージファイバや電線等）、１２…画像取得手段（対物レンズや撮像素子等）、１４…観察方向変換手段（プリズムやミラー等）、１６…支持部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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