JP5973794B2 - 内視鏡 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバが内蔵されている機器に装着されて光ファイバの長さを調節する光ファイバ長さ調節器を備えた内視鏡に関する。

従来から内視鏡のように光ファイバが内蔵されている機器がある。内視鏡では、観察対象の体内や、管腔内などに挿入される細長い挿入部の基端部側に光源が接続されている。そして、内視鏡の外部の光源から内視鏡の挿入部の先端まで、スコープ内に配設された光ファイバでレーザ光を導光する必要がある。

一方、医療用の軟性の内視鏡における体内挿入部は、十分な湾曲が可能になるように設計されている。実際の体内挿入時でも挿入部を湾曲させながら体内に内視鏡先端部を挿入している。この湾曲可能な内視鏡の挿入部に、光ファイバを組み込んだ場合、内視鏡挿入部が湾曲した状態と、内視鏡挿入部が直線形状の状態（非湾曲状態）とで必要な光ファイバの長さが異なる。例えば、内視鏡挿入部が直線形状の状態の場合は、光ファイバの必要な長さが最短になる。これに対し、内視鏡挿入部が湾曲した状態では、光ファイバの長さが直線形状の状態よりも長くなる。そのため、内視鏡の挿入部に組み込まれた光ファイバの長さが必要な長さよりも短い場合には光ファイバに引っ張り力が作用する。また、内視鏡の挿入部に組み込まれた光ファイバの長さが必要な長さよりも長い場合には光ファイバが余り、光ファイバの中途の部位で坐屈してしまう可能性がある。

特許文献１には、内視鏡の挿入部に一本の光ファイバが組み込まれている。挿入部の先端部には蛍光体が配設され、挿入部の基端部に接続された操作部に一端が連結されたユニバーサルコードの他端に接続されたプロセッサ部内にレーザ光源が配設されている。そして、レーザ光源からの光を一本の光ファイバで内視鏡挿入部の先端まで導光し、蛍光体に励起光が照射された場合に赤色、緑色、および青色の蛍光が混合した白色の蛍光を照射する構成が示されている。

特許第４７３２７８３号明細書

特許文献１のように、導光部材としてバンドルファイバから、一本のファイバに変更した場合には、導光部材が曲げられた際に光ファイバが折れる可能性がある。この場合は、導光部材の先端から出射される照明光量が著しく低下する可能性が高くる。具体的には、バンドルファイバでは、多数本、例えば数千本の細いファイバを束ねているため、バンドルファイバが曲げられた場合にバンドルファイバを構成している多数本の光ファイバのうちの数本の光ファイバが折れてしまったとしても照明光量への影響は小さい。これに対し、内視鏡の挿入部に一本の光ファイバが内蔵されている場合は、光ファイバが曲げられた際に光ファイバが折れた場合、全くレーザ光が導光されなくなるため、照明光量がゼロとなる。

また、特に挿入部が軟質な内視鏡の場合では、内視鏡挿入部が直線形状と湾曲形状に繰り返し変形することにより、光ファイバが座屈や、引っ張りにより、破断する可能性が高くなる。ここで、挿入部の内部で移動可能に設置されている光ファイバは、周辺に配置された電気ケーブルやチューブ等の内容物の隙間にうまく入り込むことにより、直線状態よりも湾曲状態の方が必要な長さが短くなる場合がある。

逆に、光ファイバの周辺に配置された電気ケーブルやチューブ等の内容物の間に光ファイバが狭持されてしまう場合には、直線状態よりも湾曲状態の方が必要な長さが長くなる。つまり、内視鏡挿入部が直線形状と湾曲形状に繰り返し変形させることにより、内部の光ファイバは圧縮／引張を繰り返すことになり、光ファイバの座屈や、破断が生じる可能性が高くなる。

本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的は、必要な長さが変化する機器に光ファイバを設置する際に光ファイバの折れを防止することができる光ファイバ長さ調節器を備えた内視鏡を提供することにある。

本発明の一局面の態様は、観察対象の管腔内に挿入される挿入部の内部に光ファイバが配設され、前記挿入部の基端部側に配置された光源からの照明光を前記光ファイバを通して前記挿入部の先端部側に導光する内視鏡であって、前記光ファイバを保持する保持部と、前記光ファイバの入り口部と、出口部とを有し、前記保持部で保持する前記光ファイバの長さを調節する光ファイバ長さ調節器を備え、前記光ファイバ長さ調節器は、前記内視鏡の前記挿入部と前記光源との間に配置され、前記内視鏡の挿入部の湾曲動作に伴って、前記光ファイバが引っ張り方向に外力を受ける場合は、前記保持部で保持する前記光ファイバの長さが短くなり、前記光ファイバに引っ張り方向の外力を受けない場合は、前記保持部で保持する前記光ファイバの長さが長くなるように長さが変動する際、前記光ファイバへ掛かる力を抑制するように前記光ファイバの長さを調整する内視鏡である。
好ましくは、前記光ファイバ長さ調節器は、前記光源側に前記光ファイバを固定する固定部があり、前記挿入部側の前記光ファイバのみ長さ調節が可能である。
好ましくは、前記光ファイバ長さ調節器は、前記保持部に保持される前記光ファイバの長さが変動する際に、前記光ファイバの入り口部と出口部との両方で、前記光ファイバの出入り動作が行われる。
好ましくは、前記保持部は、前記光ファイバと接触する接触部材と、前記接触部材と連結して設置される弾性部材と、を有し、前記弾性部材から発生する弾性力により前記接触部材を介して前記光ファイバに発生する張力を一定に保ちつつ、前記接触部材が可動して前記接触部材に保持される前記光ファイバを変形させることにより、前記光ファイバの経路長を変動させる。
好ましくは、前記接触部材は、前記光ファイバの最小曲げ半径より大きな曲率の曲面の光ファイバ押圧部を有している。
好ましくは、前記接触部材は、その一部が直動ガイドに連結され、前記弾性部材が前記接触部材を押圧する方向だけに前記直動ガイドに沿って抵抗なく移動できる。
好ましくは、前記接触部材は、一つまたは複数の扇形状の部材から構成されている。
好ましくは、前記光ファイバは、前記接触部材の周囲に少なくとも１回以上ループするように巻き付けられている。
好ましくは、前記接触部材は、中心軸を中心に回転可能な回転部材に連結され、前記弾性部材は、前記回転部材の回転時に前記回転部材の回転に抗する方向に弾性力が作用するばね部材を有する。
好ましくは、前記接触部材は、複数の扇形の突起である。
好ましくは、前記接触部材は、円形状の周面からなる光ファイバ押圧部と、円板の端面にほぼＳ字状に形成された光ファイバ収容溝とを有し、前記光ファイバは、前記光ファイバ収容溝内に挿入されるとともに、前記光ファイバ収容溝の両端から前記光ファイバ押圧部の円形状の周面に沿って巻き付けられた状態でセットされる。
好ましくは、前記光ファイバ押圧部は、前記光ファイバとの接触面に前記光ファイバとの滑りをよくするための潤滑部が形成されている。
好ましくは、前記光ファイバ押圧部は、前記光ファイバが前記光ファイバとの接触面から外れることを防止する脱離防止壁が設けられている。

本発明によれば、必要な長さが変化する機器に光ファイバを設置する際に光ファイバの折れを防止することができる光ファイバ長さ調節器を備えた内視鏡を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態の光ファイバ長さ調節器が装着される内視鏡の全体の概略構成を示す図。 第１の実施の形態の光ファイバ長さ調節器の概略構成を示す図。 第１の実施の形態の光ファイバ長さ調節器の可動ボビンを示す斜視図。 第１の実施の形態の光ファイバ長さ調節器の可動ボビンが移動した状態を示す光ファイバ長さ調節器の概略構成図。 第１の実施の形態の光ファイバ長さ調節器の第１の変形例を示す概略構成図。 第１の実施の形態の光ファイバ長さ調節器の第２の変形例を示す概略構成図。 本発明の第２の実施の形態の光ファイバ長さ調節器を示す概略構成図。 本発明の第３の実施の形態の光ファイバ長さ調節器を示す概略構成図。 第３の実施の形態の光ファイバ長さ調節器の可動ボビンが移動した状態を示す光ファイバ長さ調節器の概略構成図。 本発明の第４の実施の形態の光ファイバ長さ調節器を示す概略構成図。

［第１の実施の形態］
（構成）
図１乃至図４は、本発明の第１の実施の形態を示す。図１は、内視鏡１の全体の概略構成を示す図である。内視鏡１は、大きく分けて、先端部２と、挿入部３と、操作部４と、接続部５と、システムボックス６とから構成される。先端部２と挿入部３が体内に挿入される部分となる。また、図示しないが、操作部４には、挿入部３を湾曲させるユニットや、送気／送水等のスイッチ等が配置される。

先端部２には、照明光を照射する図示しない照明窓（図示せず）と体内を観察するための観察窓（図示せず）とが配設されている。接続部５は、例えばユニバーサルコードによって形成されている。この接続部５を介して、操作部４とシステムボックス６とが接続されている。システムボックス６内には、照明用のレーザ光源７と前記撮像素子の制御部８とが設置される。

挿入部３と、操作部４と、接続部５と、システムボックス６との間には光ファイバ９と、電気ケーブル１０とが配設されている。光ファイバ９の基端部は、システムボックス６内のレーザ光源７と接続されている。さらに、光ファイバ９の中途部は、操作部４内に配置された本実施の形態の光ファイバ長さ調節器１１に接続されている。

また、先端部２の照明窓の内側には、光ファイバ９を通して導光されたレーザ光を、所望の照明光に変換する変換手段（図示せず）が配設されている。この変換手段は、例えば、蛍光体を配置して、レーザ光を白色光へ変換する方式や、散乱部材を配置してレーザ光を散乱させて照射する等の方式がある。そして、光ファイバ９を通して先端部２に導光されたレーザ光は、前記変換手段によって所望の照明光に変換して照明窓から外部に照射される。

先端部２の観察窓の内部側には観察窓から入射される観察像を撮像する撮像素子（図示せず）が配設されている。撮像素子から出力される電気信号は、挿入部３と、操作部４と、接続部５内に配設された電気ケーブル１０を介してシステムボックス６内の制御部８に伝達される。さらに、内視鏡１の内部には、ここでは図示しないが、挿入部３を湾曲させるためのワイヤや、送気／送水チューブや、鉗子挿通用のチューブ等が全体を通じて設置されている。

次に、本実施の形態の光ファイバ長さ調節器１１の詳細構造について図２〜図４を参照して説明する。図２に示すように光ファイバ長さ調節器１１は、光ファイバ９と接触する半月形状の固定ボビン（接触部材）１２と可動ボビン（接触部材）１３とを有する光ファイバ保持部１４と、光ファイバ９の入り口部１５と、出口部１６とを備える。ここで、光ファイバ９の入り口部１５は、内視鏡１の挿入部３との接続部側に配置され、出口部１６は、システムボックス６との接続部側に配置されている。

光ファイバ長さ調節器１１のベース部材１７には、固定ボビン１２がボルト等の手段により固定されている。図３に示すように固定ボビン１２は、半円形状の周面からなる光ファイバ押圧部１２ａと、円の直径に沿って切断された平面部１２ｂとを有する。そして、固定ボビン１２の平面部１２ｂには一対の直動ガイド１８ａ，１８ｂの各一端が固定されている。

可動ボビン１３は、半円形状の周面からなる光ファイバ押圧部１３ａと、円の直径に沿って切断された平面部１３ｂとを有する。可動ボビン１３の平面部１３ｂは、固定ボビン１２の平面部１２ｂと対向配置されている。そして、可動ボビン１３の平面部１３ｂには一対の直動ガイド挿通孔１９ａ，１９ｂが形成されている。これらの直動ガイド挿通孔１９ａ，１９ｂは直動ガイド１８ａ，１８ｂにその軸方向に移動可能に挿通されている。これにより、可動ボビン１３は、直動ガイド１８ａ，１８ｂを介して固定ボビン１２に接離可能に支持されている。このため、可動ボビン１３は、図２中で上下方向には移動せず、左右方向には摺動抵抗なく移動できるようになっている。

さらに、固定ボビン１２と可動ボビン１３との間には、可動ボビン１３を固定ボビン１２から離間させる方向に付勢するコイルばね（弾性部材）２０が設置されている。そして、固定ボビン１２と可動ボビン１３との相対距離が近づくと、固定ボビン１２と可動ボビン１３とが離れる方向に力が発生する。なお、弾性部材は、コイルばね２０の他、板バネ、螺旋バネのように、固体部材の弾性変形により弾性力を発生するものでよい。その他、弾性部材は、空気バネのように、液体および気体の体積変化により弾性力を発生するものであってもよい。さらに、弾性部材は、磁石のように、磁力により弾性力を発生するものであってもよい。そして、弾性部材は、直動ガイド１８ａ，１８ｂにより可動ボビン１３の移動が許容される方向のみに弾性力を発生する。

光ファイバ長さ調節器１１の内部に挿入された光ファイバ９は、固定ボビン１２の光ファイバ押圧部１２ａと可動ボビン１３の光ファイバ押圧部１３ａとの間に巻き付けられた状態で、組み付けられている。ここで、固定ボビン１２の光ファイバ押圧部１２ａおよび可動ボビン１３の光ファイバ押圧部１３ａの円形部の半径は、例えば光ファイバ９が折れない、または光ファイバ９の光損失が過大に大きくならない光ファイバ９の最小曲げ半径に設定されている。すなわち、光ファイバ押圧部１２ａ、１３ａは、光ファイバ９の最小曲げ半径より大きな曲率の曲面で構成されている。さらに、光ファイバ押圧部１２ａ、１３ａは、光ファイバとの滑りをよくするための潤滑処理（例えば、テフロン（登録商標）系の樹脂コート、ＤＬＣ膜）がなされている。

また、可動ボビン１３の移動可能範囲は、コイルばね２０の収縮可能長で決まるため、光ファイバ９の長さ調節量に合わせて最適なばね部材が選定される。この固定ボビン１２と可動ボビン１３の周囲に、コイルばね２０がある程度縮んだ状態で光ファイバ９が少なくとも１回以上ループするように巻き付けられている。

また、図３に示すように固定ボビン１２および可動ボビン１３の光ファイバ押圧部１２ａ、１３ａの両側部には、光ファイバ押圧部１２ａ、１３ａの円周部の径よりも大径の脱離防止壁１２ｃ、１３ｃを有している。これらの脱離防止壁１２ｃ、１３ｃによって光ファイバ９が固定ボビン１２および可動ボビン１３の光ファイバ押圧部１２ａ、１３ｃの円周部から外れることが防止されている。

また、本実施の形態の光ファイバ９は、光ファイバが滑りやすいように、円周部に例えば、テフロン（登録商標）系樹脂の表面コートがなされていることが望ましい。なお、光ファイバ９の外周に、固定ボビン１２および可動ボビン１３との滑りをよくするチューブが設置される構成にしてもよい。

（作用）
次に、上記構成の作用について説明する。本実施の形態の光ファイバ長さ調節器１１は、光ファイバ保持部１４の固定ボビン１２と可動ボビン１３との周囲に、コイルばね２０がある程度縮んだ状態で光ファイバ９が１巻き以上巻かれている。このようにコイルばね２０が収縮した状態で光ファイバ９が巻かれていることにより、光ファイバ９には常にコイルばね２０の反発力に応じた張力がかかっている。この状態を初期状態とする。

そして、光ファイバ長さ調節器１１は、内視鏡１の挿入部３内の光ファイバ９に作用する引っ張り方向の外力の大きさの変化に応じて次の通り動作する。例えば、内視鏡１の挿入部３を体内に挿入する挿入時には内視鏡１の挿入部３が直線形状と湾曲形状とに繰り返し変形する。このとき、挿入部３内の光ファイバ９には、挿入部３の形状変化に合わせて引っ張り力が作用する状態、または圧縮力が作用する状態や、外力が作用しない状態などが適宜に発生する。

ここで、内視鏡１の挿入部３が直線状態で保持されている場合には、光ファイバ長さ調節器１１内の光ファイバ保持部１４の固定ボビン１２と可動ボビン１３との周囲に巻かれている光ファイバ９は初期状態で保持されている。このとき、挿入部３内に挿入されている光ファイバ９の長さが標準状態で保持されている。

また、内視鏡１の挿入部３が湾曲形状に湾曲した場合に、光ファイバ９が引っ張り方向に外力を受ける場合は、光ファイバ長さ調節器１１では、図４に示すようにコイルばね２０のばね力に抗して光ファイバ保持部１４の固定ボビン１２に対して可動ボビン１３が接近する方向に移動する。このとき、光ファイバ保持部１４の固定ボビン１２と可動ボビン１３との周囲に巻き付けられている光ファイバ９の長さが短くなることで、光ファイバ９にかかっている張力は初期状態と同等に維持される。そのため、この場合は、光ファイバ長さ調節器１１内から光ファイバ９が挿入部３側に繰り出されるので、挿入部３内に挿入されている光ファイバ９の長さが標準状態よりも長くなる。

また、挿入部３が湾曲することにより挿入部３側の光ファイバ９が余った場合には、固定ボビン１２に対して可動ボビン１３が離間する方向（図４中で右方向）に押圧される。このとき、光ファイバ保持部１４の固定ボビン１２と可動ボビン１３との周囲に巻き付けられている光ファイバ９の長さが長くなることにより、光ファイバ９にかかっている張力は初期状態と同等に維持される。そのため、この場合は、挿入部３側から光ファイバ長さ調節器１１内に光ファイバ９が繰り入れられるので、挿入部３内に挿入されている光ファイバ９の長さは短くなる。

このように、内視鏡１の挿入部３の湾曲動作に伴い挿入部３側で必要とされる光ファイバ９の長さが変動した場合でも、光ファイバ長さ調節器１１内の可動ボビン１３の動きにより光ファイバ９の長さが調節される。このとき、光ファイバ９には一定の張力が発生する状態で保持される。すなわち、光ファイバ９の長さの変動時に光ファイバ９に過大な引張り力／圧縮力が働くことを防止できるので、光ファイバ９の破断／座屈を防ぐことができる。

（効果）
そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態では、内視鏡１の挿入部３とシステムボックス６内のレーザ光源７との間に光ファイバ９の長さを自動的に調整する光ファイバ長さ調節器１１を設けている。これにより、内視鏡１の挿入部３が直線形状と湾曲形状とに繰り返し変形し、内視鏡１の挿入部３内で必要な光ファイバ９の長さが変動しても、常に光ファイバ９の長さが自動的に調整されるため、座屈／破断による照明光量の低下を防ぐことができる。その結果、内視鏡１の挿入部３などのように必要な長さが変化する機器に光ファイバ９を設置する際に光ファイバ９の折れを防止することができる光ファイバ長さ調節器１１を提供することができる。

なお、本実施の形態では、操作部４内に光ファイバ長さ調節器１１を配置した構成を示したが、光ファイバ長さ調節器１１の位置については、必ずしも操作部４内に設置する必要はない。先端部２、挿入部３、接続部５、システムボックス６内のいずれかに配置しても同様の効果を得ることができる。

さらに、光ファイバ９の調節長さ範囲がさらに必要な場合では、固定ボビン１２と可動ボビン１３の周囲に巻きつける光ファイバ９を１周ではなく２周以上とすることもできる。
また、直動ガイド１８ａ，１８ｂは、本実施の形態では対称位置に２本設置しているが、中心に１本でも構わない。この場合は、直動ガイドの断面形状を円形状以外の非円形状に形成することにより、可動ボビン１３の軸回り方向の回転を防止できる。すなわち、本実施の形態の直動ガイド１８ａ，１８ｂは、リニアガイドであり、固定ボビン１２と可動ボビン１３の移動方向を直動一方向に規制すると共に、許容する一方向の移動に関しては、摺動抵抗を低減する機能を有している。

［第１の変形例］
（構成）
図５は、第１の実施の形態（図１乃至図４参照）の光ファイバ長さ調節器１１の第１の変形例を示す概略構成図である。本変形例は、光ファイバ長さ調節器１１の出口部１６に挿通される光ファイバ９の挿通部分を接着剤等で固定した固定部２１を設けたものである。

（作用・効果）
本変形例では、光ファイバ長さ調節器１１によって内視鏡１の挿入部３側の光ファイバ９のみで必要な長さを変動させることができる。そのため、一層、効果的に内視鏡１の挿入部３側の光ファイバ９の長さ調節を行なうことができる。

［第２の変形例］
（構成）
図６は、第１の実施の形態（図１乃至図４参照）の光ファイバ長さ調節器１１の第２の変形例を示す概略構成図である。本変形例は、光ファイバ長さ調節器１１の光ファイバ保持部１４の２つのボビン（接触部材）２２ａ，２２ｂをそれぞれ可動ボビンに変更したものである。ここで、２つの可動ボビン２２ａ，２２ｂは、第１の実施の形態の可動ボビン１３と同一構成になっている。各可動ボビン２２ａ，２２ｂには、一対の直動ガイド挿通孔２３ａ，２３ｂがそれぞれ形成されている。これらの直動ガイド挿通孔２３ａ，２３ｂに直動ガイド２４ａ，２４ｂがその軸方向に移動可能に挿通されている。なお、直動ガイド２４ａ，２４ｂは、例えば光ファイバ長さ調節器１１のベース部材１７に突設されている。これにより、可動ボビン２２ａ，２２ｂは、直動ガイド２４ａ，２４ｂを介して互いに接離可能に支持されている。このため、可動ボビン２２ａ，２２ｂは、図６中で上下方向には移動せず、左右方向には摺動抵抗なく移動できるようになっている。

（作用・効果）
本変形例でも、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。さらに、本変形例では、２つの可動ボビン２２ａ，２２ｂを同一構造に成形することができるので、構成を簡素化することができる。
［第２の実施の形態］
（構成）
図７は、本発明の第２の実施の形態を示す。本実施の形態の光ファイバ長さ調節器３１は、光ファイバ長さ調節器３１の筐体３２内に挿入される光ファイバ９に対して図７中で上側から接触する半月形状の第１可動ボビン（接触部材）３３と、光ファイバ９に対して図７中で下側から接触する半月形状の第２可動ボビン（接触部材）３４とを設けたものである。ここで、第１可動ボビン３３と、第２可動ボビン３４とは光ファイバ９をまたいで互い違いに配置されて光ファイバ保持部３５を形成している。

第１可動ボビン３３は、半円形状の周面からなる光ファイバ押圧部３３ａと、円の直径に沿って切断された平面部３３ｂとを有する。第１可動ボビン３３の平面部３３ｂには一対の直動ガイド挿通孔３３ｃ，３３ｃが形成されている。これらの直動ガイド挿通孔３３ｃ，３３ｃには、図７中で上下方向に延設された平行な２つの直動ガイド３６ａ，３６ｂがその軸方向にそれぞれ移動可能に挿通されている。２つの直動ガイド３６ａ，３６ｂは、筐体３２の上板３７に下向きに突設されている。さらに、筐体３２の上板３７と、第１可動ボビン３３の平面部３３ｂとの間には、第１可動ボビン３３を上板３７から離間させる方向に付勢するコイルばね（弾性部材）３８が設置されている。そして、第１可動ボビン３３と上板３７との相対距離が近づくと、第１可動ボビン３３が上板３７から離れる方向に力が発生する。

第２可動ボビン３４も第１可動ボビン３３と同様に構成されている。すなわち、第２可動ボビン３４は、半円形状の周面からなる光ファイバ押圧部３４ａと、円の直径に沿って切断された平面部３４ｂとを有する。第２可動ボビン３４の平面部３４ｂには一対の直動ガイド挿通孔３４ｃ，３４ｃが形成されている。これらの直動ガイド挿通孔３４ｃ，３４ｃには、図７中で上下方向に延設された平行な２つの直動ガイド３９ａ，３９ｂがその軸方向にそれぞれ移動可能に挿通されている。２つの直動ガイド３９ａ，３９ｂは、筐体３２の下板４０に突設されている。さらに、筐体３２の下板４０と、第２可動ボビン３４の平面部３４ｂとの間には、第２可動ボビン３４を下板４０から離間させる方向に付勢するコイルばね（弾性部材）４１が設置されている。そして、第２可動ボビン３４と下板４０との相対距離が近づくと、第２可動ボビン３４が下板４０から離れる方向に力が発生する。

（作用）
次に、上記構成の作用について説明する。本実施の形態の光ファイバ長さ調節器３１は、筐体３２内に挿入される光ファイバ９に対して図７中で上側から第１可動ボビン３３の光ファイバ押圧部３３ａが接触し、図７中で下側から第２可動ボビン３４の光ファイバ押圧部３４ａが接触する。これにより、筐体３２内の光ファイバ９は、図７に示すようにほぼＳ字状に変形する状態で保持される。このとき、光ファイバ９からの押圧力により、第１可動ボビン３３のコイルばね３８および第２可動ボビン３４のコイルばね４１がそれぞれ収縮した状態で保持されていることにより、光ファイバ９には常にコイルばね３８、４１の反発力に応じた張力がかかっている。この状態を初期状態とする。

そして、光ファイバ長さ調節器３１は、内視鏡１の挿入部３内の光ファイバ９に作用する引っ張り方向の外力の大きさの変化に応じて次の通り動作する。まず、内視鏡１の挿入部３が直線状態で保持されている場合には、光ファイバ長さ調節器３１内の光ファイバ９は、光ファイバ保持部３５の第１可動ボビン３３と第２可動ボビン３４とによってほぼＳ字状に変形した初期状態で保持されている。このとき、挿入部３内に挿入されている光ファイバ９の長さが標準状態で保持されている。

また、内視鏡１の挿入部３が湾曲形状に湾曲した場合に、光ファイバ９が引っ張り方向に外力を受ける場合は、光ファイバ長さ調節器３１では、コイルばね３８のばね力に抗して第１可動ボビン３３と上板３７との相対距離が接近する方向に移動し、同時にコイルばね４１のばね力に抗して第２可動ボビン３４と下板４０との相対距離が接近する方向に移動する。このとき、光ファイバ長さ調節器３１内の光ファイバ９は、光ファイバ保持部３５の第１可動ボビン３３と第２可動ボビン３４とによって押圧されて形成されるＳ字状の湾曲度合いが小さくなる方向に変形し、ほぼ真っ直ぐに伸びた直線状に変形する。そして、光ファイバ長さ調節器３１の筐体３２内に挿入されている光ファイバ９の長さが短くなることで、光ファイバ９にかかっている張力は初期状態と同等に維持される。そのため、この場合は、光ファイバ長さ調節器３１内から光ファイバ９が挿入部３側に繰り出されるので、挿入部３内に挿入されている光ファイバ９の長さが標準状態よりも長くなる。

また、挿入部３が湾曲することにより挿入部３側の光ファイバ９が余った場合には、光ファイバ長さ調節器３１では、コイルばね３８のばね力によって第１可動ボビン３３が上板３７との相対距離が離間する方向に移動し、同時にコイルばね４１のばね力によって第２可動ボビン３４が下板４０との相対距離が離間する方向に移動する。このとき、光ファイバ長さ調節器３１内の光ファイバ９は、光ファイバ保持部３５の第１可動ボビン３３と第２可動ボビン３４とによって押圧されて形成されるＳ字状の湾曲度合いが大きくなる方向に変形する。そして、光ファイバ長さ調節器３１の筐体３２内に挿入されている光ファイバ９の長さが長くなることにより、光ファイバ９にかかっている張力は初期状態と同等に維持される。そのため、この場合は、挿入部３側から光ファイバ長さ調節器３１内に光ファイバ９が繰り入れられるので、挿入部３内に挿入されている光ファイバ９の長さは短くなる。

このように、内視鏡１の挿入部３の湾曲動作に伴い挿入部３側で必要とされる光ファイバ９の長さが変動した場合でも、光ファイバ長さ調節器３１内の第１可動ボビン３３と第２可動ボビン３４の動きにより光ファイバ９の長さが調節される。このとき、光ファイバ９には一定の張力が発生する状態で保持される。すなわち、光ファイバ９の長さの変動時に光ファイバ９に過大な引張り力／圧縮力が働くことを防止できるので、光ファイバ９の破断／座屈を防ぐことができる。

（効果）
そこで、本実施の形態では、内視鏡１の挿入部３が直線形状と湾曲形状とに繰り返し変形し、内視鏡１の挿入部３内で必要な光ファイバ９の長さが変動しても、光ファイバ長さ調節器３１によって常に光ファイバ９の長さが自動的に調整されるため、光ファイバ９の座屈／破断による照明光量の低下を防ぐことができる。その結果、本実施の形態の光ファイバ長さ調節器３１でも第１実施形態の光ファイバ長さ調節器１１と同様の効果が得られる。さらに、本実施の形態の光ファイバ長さ調節器３１では、第１可動ボビン３３と、第２可動ボビン３４とは光ファイバ９をまたいで互い違いに配置されているので、光ファイバ長さ調節器３１の筐体３２を細長く設計できる。

なお、本実施の形態では、可動ボビンと、２つの直動ガイドと、コイルばねとによって形成される光ファイバ９の押圧ユニットのセットを２組設けた構成を示したが、３つ以上でもよい。さらに、複数の可動ボビンが連動して動いてもよい。例えば、筐体３２の上板３７に２つの第１可動ボビン３３、下板４０に２つの第２可動ボビン３４が配置され、上板３７の２つの第１可動ボビン３３が一体、下板４０の２つの第２可動ボビン３４が一体となって可動する構成にしてもよい。

［第３の実施の形態］
（構成）
図８および図９は、本発明の第３の実施の形態を示す。本実施の形態の光ファイバ長さ調節器５１は、光ファイバ９に対して内側から接触する半月形状の可動ボビンを多数、本実施の形態では８個の可動ボビン５２を設けたものである。ここで、光ファイバ長さ調節器５１の内部には渦巻状の螺旋ばね５３が配設されている。螺旋ばね５３は、中心部で光ファイバ長さ調節器５１の筐体を構成するベース部材５１ａに固定されている。この螺旋ばね５３には、半径方向に延設された８本の直動ガイド５４が螺旋ばね５３の周方向に沿ってほぼ等間隔に配置されている。各直動ガイド５４の内端部は、ベース部材５１ａに固定されている。

可動ボビン５２は、半円形状の周面からなる光ファイバ押圧部５２ａと、円の直径に沿って切断された平面部５２ｂとを有する。可動ボビン５２の平面部５２ｂの中央部には１つの直動ガイド挿通孔５５が形成されている。各可動ボビン５２の直動ガイド挿通孔５５は直動ガイド５４にその軸方向に移動可能に挿通されている。これにより、各可動ボビン５２は、直動ガイド５４に沿って内外方向に移動可能に支持されている。ここで、螺旋ばね５３の外周部が各可動ボビン５２の平面部５２ｂに接触されている。

そして、光ファイバ長さ調節器５１の内部に挿入された光ファイバ９は、８個の可動ボビン５２の光ファイバ押圧部５２ａの外周面の頂点間を結ぶ状態で少なくとも１回以上ループするように巻き付けられている。このとき、螺旋ばね５３がある程度縮んだ状態で光ファイバ９が１巻き以上巻かれている。このように螺旋ばね５３が収縮した状態で光ファイバ９が巻かれていることにより、光ファイバ９には常に螺旋ばね５３の反発力に応じた張力がかかっている。この状態を初期状態とする。

（作用）
次に、上記構成の作用について説明する。本実施の形態の光ファイバ長さ調節器５１では、内視鏡１の挿入部３が直線状態で保持されている場合には、光ファイバ長さ調節器５１内の８個の可動ボビン５２の光ファイバ押圧部５２ａの外周面の頂点間を結ぶ状態で巻かれている光ファイバ９は初期状態で保持されている。このとき、挿入部３内に挿入されている光ファイバ９の長さが標準状態で保持されている。

また、内視鏡１の挿入部３が湾曲形状に湾曲した場合に、光ファイバ９が引っ張り方向に外力を受ける場合は、本実施の形態の光ファイバ長さ調節器５１では、図８に示すように螺旋ばね５３のばね力に抗して８個の可動ボビン５２の光ファイバ押圧部５２ａの外周面の頂点間を結ぶループの径を縮小する方向に光ファイバ９からの押圧力が作用する。このとき、８個の可動ボビン５２は、直動ガイド５４に沿って内方向に移動する。これにより、光ファイバ９が８個の可動ボビン５２の光ファイバ押圧部５２ａの外周面の頂点間を結ぶ光ファイバ９のループの径を縮小する方向に変形することにより、光ファイバ長さ調節器５１内の光ファイバ９の長さが短くなることで、光ファイバ９にかかっている張力は初期状態と同等に維持される。そのため、この場合は、光ファイバ長さ調節器５１内から光ファイバ９が挿入部３側に繰り出されるので、挿入部３内に挿入されている光ファイバ９の長さが標準状態よりも長くなる。

また、挿入部３が湾曲することにより挿入部３側の光ファイバ９が余った場合には、光ファイバ長さ調節器５１内の光ファイバ９から８個の可動ボビン５２を押圧する押圧力が小さくなる。そのため、螺旋ばね５３のばね力により、図９に示すように８個の可動ボビン５２は、直動ガイド５４に沿って外方向に移動する。これにより、光ファイバ９が８個の可動ボビン５２の光ファイバ押圧部５２ａの外周面の頂点間を結ぶ光ファイバ９のループの径を拡張する方向に変形することにより、光ファイバ長さ調節器５１内の光ファイバ９の長さが長くなることで、光ファイバ９にかかっている張力は初期状態と同等に維持される。そのため、この場合は、挿入部３側から光ファイバ長さ調節器５１内に光ファイバ９が繰り入れられるので、挿入部３内に挿入されている光ファイバ９の長さは短くなる。

このように、内視鏡１の挿入部３の湾曲動作に伴い挿入部３側で必要とされる光ファイバ９の長さが変動した場合でも、光ファイバ長さ調節器５１内の可動ボビン５２の動きにより光ファイバ９の長さが調節される。このとき、光ファイバ９には一定の張力が発生する状態で保持される。すなわち、光ファイバ９の長さの変動時に光ファイバ９に過大な引張り力／圧縮力が働くことを防止できるので、光ファイバ９の破断／座屈を防ぐことができる。

（効果）
そこで、本実施の形態では内視鏡１の挿入部３が直線形状と湾曲形状とに繰り返し変形し、内視鏡１の挿入部３内で必要な光ファイバ９の長さが変動しても、光ファイバ長さ調節器５１によって常に光ファイバ９の長さが自動的に調整されるため、光ファイバ９の座屈／破断による照明光量の低下を防ぐことができる。その結果、内視鏡１の挿入部３などのように必要な長さが変化する機器に光ファイバ９を設置する際に光ファイバ９の折れを防止することができる光ファイバ長さ調節器５１を提供することができる。さらに、本実施の形態では、直動ガイド５４が短く、８個の可動ボビン５２の１ボビン当りの可動量が小さくても、光ファイバ９の長さ調節量を大きくできる。なお、可動ボビン５２の光ファイバ押圧部５２ａの円弧部は１８０°以下の扇形であってもよい。さらに、光ファイバ９のループは楕円でもよい。

［第４の実施の形態］
（構成）
図１０は、本発明の第４の実施の形態を示す。本実施の形態の光ファイバ長さ調節器６１は、渦巻状の螺旋ばね６２と、この螺旋ばね６２の中心部に一端が固定された回転軸６３と、この回転軸６３の他端に固定された円板状の回転ボビン６４とを有する。ここで、螺旋ばね６２は、その外周部側の端部が光ファイバ長さ調節器６１の筐体を構成するベース部材６１ａに固定されている。さらに、回転ボビン６４は、中心部に回転軸６３の他端部が固定されている。回転軸６３は、図示しないベアリング等により、回転可能な状態で保持されている。

回転ボビン６４には、円形状の周面からなる光ファイバ押圧部６４ａと、円板の端面にほぼＳ字状に形成された光ファイバ収容溝６４ｂとを有する。そして、光ファイバ長さ調節器６１内に挿入された光ファイバ９は、回転ボビン６４のＳ字状の光ファイバ収容溝６４ｂ内に挿入されるとともに、光ファイバ収容溝６４ｂの両端から円形状の周面の光ファイバ押圧部６４ａに沿って巻き付けられた状態でセットされる。

また、本実施の形態の光ファイバ長さ調節器６１では、回転ボビン６４は、回転軸６３を中心に軸回り方向に回転可能になっている。ここで、回転ボビン６４が回転軸６３を中心に図１０中で時計回り方向に回転した場合には螺旋ばね６２が圧縮（縮径）される方向に変形し、回転ボビン６４が回転軸６３を中心に図１０中で反時計回り方向に回転した場合には螺旋ばね６２が拡張（拡径）される方向に変形する状態に設定されている。

（作用）
次に、上記構成の作用について説明する。本実施の形態の光ファイバ長さ調節器６１は、光ファイバ９が回転ボビン６４のＳ字状の光ファイバ収容溝６４ｂ内に挿入されるとともに、光ファイバ収容溝６４ｂの両端から円形状の周面の光ファイバ押圧部６４ａに沿って光ファイバ９が巻き付けられたセット状態で、光ファイバ９からの押圧力により、螺旋ばね６２が収縮した状態で保持されていることにより、光ファイバ９には常に螺旋ばね６２の反発力に応じた張力がかかっている。この状態を初期状態とする。

そして、光ファイバ長さ調節器６１は、内視鏡１の挿入部３内の光ファイバ９に作用する引っ張り方向の外力の大きさの変化に応じて次の通り動作する。まず、内視鏡１の挿入部３が直線状態で保持されている場合には、光ファイバ長さ調節器６１内の光ファイバ９は、初期状態で保持されている。このとき、挿入部３内に挿入されている光ファイバ９の長さが標準状態で保持されている。

また、内視鏡１の挿入部３が湾曲形状に湾曲した場合に、光ファイバ９が引っ張り方向に外力を受ける場合は、光ファイバ長さ調節器６１では、螺旋ばね６２のばね力に抗して回転ボビン６４が回転軸６３を中心に図１０中で反時計回り方向に回転する。この回転ボビン６４の回転にともない光ファイバ長さ調節器６１内の光ファイバ９は、システムボックス６との接続部側から光ファイバ長さ調節器６１内に引き込まれ、光ファイバ長さ調節器６１内から光ファイバ９が挿入部３側に繰り出される。このとき、螺旋ばね６２が拡張（拡径）される方向に変形することで、光ファイバ９にかかっている張力は初期状態と同等に維持される。そのため、この場合は、光ファイバ長さ調節器６１内から光ファイバ９が挿入部３側に繰り出されるので、挿入部３内に挿入されている光ファイバ９の長さが標準状態よりも長くなる。

また、挿入部３が湾曲することにより挿入部３側の光ファイバ９が余った場合には、光ファイバ長さ調節器６１では、螺旋ばね６２のばね力によって回転ボビン６４が回転軸６３を中心に図１０中で時計回り方向に回転する。この回転ボビン６４の回転にともない光ファイバ９は、挿入部３側から光ファイバ長さ調節器６１内に引き込まれる。そのため、この場合は、挿入部３側から光ファイバ長さ調節器６１内に光ファイバ９が繰り入れられるので、挿入部３内に挿入されている光ファイバ９の長さは短くなる。

このように、内視鏡１の挿入部３の湾曲動作に伴い挿入部３側で必要とされる光ファイバ９の長さが変動した場合の本実施の形態でも、光ファイバ長さ調節器６１内の回転ボビン６４の動きにより光ファイバ９の長さが調節される。このとき、光ファイバ９には一定の張力が発生する状態で保持される。すなわち、光ファイバ９の長さの変動時に光ファイバ９に過大な引張り力／圧縮力が働くことを防止できるので、光ファイバ９の破断／座屈を防ぐことができる。

（効果）
そこで、本実施の形態では内視鏡１の挿入部３が直線形状と湾曲形状とに繰り返し変形し、内視鏡１の挿入部３内で必要な光ファイバ９の長さが変動しても、光ファイバ長さ調節器６１によって常に光ファイバ９の長さが自動的に調整されるため、光ファイバ９の座屈／破断による照明光量の低下を防ぐことができる。その結果、内視鏡１の挿入部３などのように必要な長さが変化する機器に光ファイバ９を設置する際に光ファイバ９の折れを防止することができる光ファイバ長さ調節器６１を提供することができる。さらに、本実施の形態の光ファイバ長さ調節器６１では、光ファイバ９を回転ボビン６４のＳ字状の光ファイバ収容溝６４ｂ内に挿入させるとともに、光ファイバ９を光ファイバ収容溝６４ｂの両端から円形状の周面の光ファイバ押圧部６４ａに沿って巻き付ける構成になっているので、光ファイバ９の長さ調節量が非常に大きくできる。さらに、回転ボビン６４の周面上で光ファイバ９が滑る必要がなく、回転ボビン６４上で光ファイバ９を固定していてもよい。
さらに、本発明は上記実施の形態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変形実施できることは勿論である。

９…光ファイバ、１１…光ファイバ長さ調節器、１４…保持部、１５…入り口部、１６…出口部。

Claims (13)

1. 観察対象の管腔内に挿入される挿入部の内部に光ファイバが配設され、前記挿入部の基端部側に配置された光源からの照明光を前記光ファイバを通して前記挿入部の先端部側に導光する内視鏡であって、
   前記光ファイバを保持する保持部と、前記光ファイバの入り口部と、出口部とを有し、前記保持部で保持する前記光ファイバの長さを調節する光ファイバ長さ調節器を備え、
   前記光ファイバ長さ調節器は、前記内視鏡の前記挿入部と前記光源との間に配置され、
   前記内視鏡の挿入部の湾曲動作に伴って、前記光ファイバが引っ張り方向に外力を受ける場合は、前記保持部で保持する前記光ファイバの長さが短くなり、前記光ファイバに引っ張り方向の外力を受けない場合は、前記保持部で保持する前記光ファイバの長さが長くなるように長さが変動する際、前記光ファイバへ掛かる力を抑制するように前記光ファイバの長さを調整する内視鏡。
2. 前記光ファイバ長さ調節器は、前記光源側に前記光ファイバを固定する固定部があり、前記挿入部側の前記光ファイバのみ長さ調節が可能である請求項１に記載の内視鏡。
3. 前記光ファイバ長さ調節器は、前記保持部に保持される前記光ファイバの長さが変動する際に、前記光ファイバの入り口部と出口部との両方で、前記光ファイバの出入り動作が行われることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
4. 前記保持部は、
   前記光ファイバと接触する接触部材と、
   前記接触部材と連結して設置される弾性部材と、を有し、
   前記弾性部材から発生する弾性力により前記接触部材を介して前記光ファイバに発生する張力を一定に保ちつつ、
   前記接触部材が可動して前記接触部材に保持される前記光ファイバを変形させることにより、前記光ファイバの経路長を変動させることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
5. 前記接触部材は、前記光ファイバの最小曲げ半径より大きな曲率の曲面の光ファイバ押圧部を有していることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡。
6. 前記接触部材は、その一部が直動ガイドに連結され、前記弾性部材が前記接触部材を押圧する方向だけに前記直動ガイドに沿って抵抗なく移動できることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡。
7. 前記接触部材は、一つまたは複数の扇形状の部材から構成されていることを特徴とする請求項６に記載の内視鏡。
8. 前記光ファイバは、前記接触部材の周囲に少なくとも１回以上ループするように巻き付けられていることを特徴とする請求項７に記載の内視鏡。
9. 前記接触部材は、中心軸を中心に回転可能な回転部材に連結され、
   前記弾性部材は、前記回転部材の回転時に前記回転部材の回転に抗する方向に弾性力が作用するばね部材を有する
   ことを特徴とする請求項５に記載の内視鏡。
10. 前記接触部材は、複数の扇形の突起であることを特徴とする請求項６に記載の内視鏡。
11. 前記接触部材は、円形状の周面からなる光ファイバ押圧部と、円板の端面にほぼＳ字状に形成された光ファイバ収容溝とを有し、
    前記光ファイバは、前記光ファイバ収容溝内に挿入されるとともに、前記光ファイバ収容溝の両端から前記光ファイバ押圧部の円形状の周面に沿って巻き付けられた状態でセットされることを特徴とする請求項９に記載の内視鏡。
12. 前記光ファイバ押圧部は、前記光ファイバとの接触面に前記光ファイバとの滑りをよくするための潤滑部が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡。
13. 前記光ファイバ押圧部は、前記光ファイバが前記光ファイバとの接触面から外れることを防止する脱離防止壁が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡。

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