JP5485480B1

JP5485480B1 - ファイバユニット

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Publication number: JP5485480B1
Application number: JP2013552777A
Authority: JP
Inventors: 正弘片倉; 武志菅
Original assignee: Olympus Medical Systems Corp
Current assignee: Olympus Medical Systems Corp
Priority date: 2012-08-08
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2033-05-10
Also published as: EP2883489A1; JPWO2014024532A1; CN103889301A; US9014517B2; WO2014024532A1; US20140177266A1; CN103889301B; EP2883489A4

Abstract

先端から光を入出力することによって光学的測定を行う測定プローブ（３）に設けられ、照明ファイバ（３１１）、および複数の受光ファイバを有するファイバユニット（３１０）であって、照明用ファイバ（３１１）および複数の検出用ファイバは、屈曲可能な軟質部（３３１）と、軟質部（３３１）よりも高硬度の先端硬質部（３３２）と、軟質部（３３１）と先端硬質部（３３２）とを接続するとともに、屈曲して延びることによって、軟質部（３３１）において隣接するファイバ間の距離に対し、先端硬質部（３３２）において隣接する他のファイバとの間の距離を変化させるピッチ変換部（３３３）と、を備え、ピッチ変換部（３３３）において軟質部（３３１）側の端部および先端硬質部（３３２）側の端部を結んだ線分と、先端硬質部（３３２）の中心軸とがなす角度のうち、最も傾斜した角度をＤｅｇ＿ｍａｘとしたとき、１．０＜Ｄｅｇ＿ｍａｘ＜６．０を満たす。

Description

本発明は、試料に対する照射光の照射、および試料からの光を受光する測定プローブに用いられるファイバユニットに関する。

従来、生体組織等の試料に照明光を照射し、試料から反射または散乱された検出光の測定値に基づいて、試料の性状を推定する光学測定システムが知られている。このような光学測定システムは、試料に照明光を出射する光源、および試料からの検出光を検出する検出部を有する光学測定装置と、この光学測定装置に対して着脱可能であり、試料に対する照射光の照射、および試料からの光を受光する測定プローブとを用いて構成される。

測定プローブは、一端が光源に接続され、他端から照明光を生体組織に照射する照明ファイバと、一端が検出部に接続され、他端で照射ファイバによる照射によって生体組織から反射または散乱された検出光を受光する受光ファイバと、からなるファイバユニットを有する。

このような光学測定システムでは、空間コヒーレンス長の短い低コヒーレントの白色光を測定プローブの照明ファイバ先端から生体組織に照射し、複数の角度の散乱光の強度分布を複数の受光ファイバを用いて測定することによって、生体組織の性状を検出するＬＥＢＳ（Low-Coherence Enhanced Backscattering）が用いられている。

ここで、測定プローブにおいては、患者の体内に挿入した際の患者に対する負担を軽減するため、細径化が求められている。この要望に対して、ファイバユニットの各ファイバにおいても、細径化を行う必要がある。

ファイバユニットの細径化を行う技術として、各ファイバの受光側の端部を曲げてファイバ間の距離を狭くすることによって細径化を行う技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開平５−３４１１５８号公報

しかしながら、ファイバの曲げ角度によっては、製造時においてファイバユニットを組み付ける際に、接触等によってファイバ折れが生じるおそれがあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、製造時のファイバ折れを防止することができるファイバユニットを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるファイバユニットは、先端から光を入出力することによって光学的測定を行う測定プローブに設けられ、１または複数の照明用ファイバ、および複数の検出用ファイバを有するファイバユニットであって、前記照明用ファイバおよび前記検出用ファイバは、屈曲可能な軟質部と、一端に設けられ、前記軟質部よりも高硬度の先端硬質部と、前記軟質部と前記先端硬質部とを接続するとともに、屈曲して延びることによって、前記軟質部において隣接するファイバ間の距離に対し、前記先端硬質部において隣接するファイバ間の距離を変化させるピッチ変換部と、を備え、前記ピッチ変換部において前記軟質部側の端部および前記先端硬質部側の端部を結んだ線分と、前記先端硬質部の中心軸とがなす角度のうち、最も傾斜した角度をＤｅｇ＿ｍａｘとしたとき、１．０＜Ｄｅｇ＿ｍａｘ＜６．０を満たすことを特徴とする。

また、本発明にかかるファイバユニットは、上記発明において、前記軟質部の側面を覆う第１被覆部を有し、前記第１被覆部の被覆厚さをＤ_１、前記ピッチ変換部の長さをＤ_Ａとしたとき、０．００５＜Ｄ_１／Ｄ_Ａ＜０．０３２を満たすことを特徴とする。

また、本発明にかかるファイバユニットは、上記発明において、前記先端硬質部および前記ピッチ変換部の側面を覆う第２被覆部を有し、前記第２被覆部の被覆厚さをＤ_２としたとき、１５＜Ｄ_１／Ｄ_２＜１００を満たすことを特徴とする。

また、本発明にかかるファイバユニットは、上記発明において、前記照明用ファイバおよび前記検出用ファイバは、一列に配列されることを特徴とする。

また、本発明にかかるファイバユニットは、上記発明において、前記照明用ファイバおよび前記検出用ファイバは、光を伝播する芯部を有し、前記芯部の径Ｄ_coreが、１５μｍ＜Ｄ_core＜４５μｍを満たすことを特徴とする。

また、本発明にかかるファイバユニットは、上記発明において、前記照明用ファイバおよび前記検出用ファイバは、前記芯部の外周を覆い、前記芯部よりも屈折率の小さい外層部を有し、前記芯部の径Ｄ_coreおよび前記外層部の径Ｄ_cladが、０．６０＜Ｄ_core／Ｄ_clad＜０．７５を満たすとともに、前記照明用ファイバおよび前記検出用ファイバの開口数ＮＡが、０．２０＜ＮＡ＜０．２５を満たすことを特徴とする。

本発明によれば、製造時のファイバ折れを防止することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の一実施の形態にかかる光学測定システムの構成を模式的に示すブロック図である。図２は、本発明の一実施の形態にかかる光学測定システムの光学素子を含む測定プローブの先端部を長手方向に沿って切断した断面を模式的に示す図である。図３は、図２の矢視Ａ方向の測定プローブを模式的に示す平面図である。図４は、本発明の一実施の形態にかかる光学測定システムを内視鏡システムで使用する際の状況を示す図である。図５は、本発明の一実施の形態にかかる光学測定システムの照射ファイバの構成を示す模式図である。図６は、図５の矢視Ｂ方向の照射ファイバを模式的に示す平面図である。図７は、本発明の一実施の形態にかかる光学測定システムの照射ファイバの構成を模式的に示す断面図である。図８は、本発明の実施例にかかるファイバユニットのファイバ間の距離を説明する図である。

以下、図面を参照して、本発明にかかるファイバユニットの好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付して説明する。また、図面は、模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率等は、現実と異なることに留意する必要がある。また、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれる。なお、以下の説明では、ファイバユニットを用いる構成の一例として光学測定システムを説明する。

図１は、本発明の一実施の形態にかかる光学測定システムの構成を模式的に示すブロック図である。図１に示す光学測定システム１は、散乱体である生体組織等の測定対象物に対して光学測定を行って測定対象物の性状（特性）を検出する光学測定装置２と、光学測定装置２に着脱自在であり、被検体内に挿入される測定用の測定プローブ３と、を備える。

まず、光学測定装置２について説明する。光学測定装置２は、電源２１と、光源部２２と、接続部２３と、受光部２４と、入力部２５と、出力部２６と、記録部２７と、制御部２８と、を備える。電源２１は、光学測定装置２の各構成要素に電力を供給する。

光源部２２は、白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、キセノンランプ、タングステンランプおよびハロゲンランプのようなインコヒーレント光源と、必要に応じて一または複数のレンズ、たとえば集光レンズやコリメートレンズ等を用いて実現される。光源部２２は、接続部２３を介して測定対象物へ照射する少なくとも一つのスペクトル成分を有するインコヒーレント光を測定プローブ３に出力する。

接続部２３は、測定プローブ３のコネクタ部３１を光学測定装置２に着脱自在に接続する。接続部２３は、光源部２２が発する光を測定プローブ３に出力するとともに、測定プローブ３から出射されて測定対象物で反射および／または散乱した照明光の戻り光を受光部２４に出力する。接続部２３は、測定プローブ３の接続の有無に関する情報を制御部２８へ出力する。

受光部２４は、測定プローブ３から出射された照明光であって測定対象物で反射および／または散乱した照明光の戻り光を受光して測定する。受光部２４は、複数の分光測定器や受光センサ等を用いて実現される。具体的には、受光部２４は、分光測定器が後述する測定プローブ３の受光ファイバの数に応じて設けられる。受光部２４は、測定プローブ３から入射された散乱光のスペクトル成分および強度分布を測定して、各波長の測定を行う。受光部２４は、測定結果を制御部２８へ出力する。

入力部２５は、プッシュ式のスイッチやタッチパネル等を用いて実現され、光学測定装置２の起動を指示する指示信号または他の各種の動作を指示する指示信号の入力を受け付けて制御部２８へ出力する。

出力部２６は、液晶または有機ＥＬ（Electro Luminescence）のディスプレイおよびスピーカ等を用いて実現され、光学測定装置２における各種処理に関する情報を出力する。また、出力部２６は、制御部２８の制御のもと、受光部２４が受光した光の強度（後述する演算部２８ａが演算した特性値）などの数値をディスプレイに表示する。

記録部２７は、揮発性メモリや不揮発性メモリを用いて実現され、光学測定装置２を動作させるための各種プログラム、光学測定処理に使用される各種データや各種パラメータを記録する。記録部２７は、光学測定装置２の処理中の情報を一時的に記録する。また、記録部２７は、光学測定装置２の測定結果を、測定対象の被検体に対応付けて記録する。なお、記録部２７は、光学測定装置２の外部から装着されるメモリカード等を用いて構成されてもよい。

制御部２８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を用いて構成される。制御部２８は、光学測定装置２の各部の処理動作を制御する。制御部２８は、光学測定装置２の各部に対応する指示情報やデータの転送等を行うことによって、光学測定装置２の動作を制御する。制御部２８は、受光部２４による測定結果を記録部２７に記録する。制御部２８は、演算部２８ａを有する。

演算部２８ａは、受光部２４による測定結果に基づいて、複数の演算処理を行い、測定対象物の性状に関する特性値を演算する。この特性値の種別は、たとえば入力部２５が受け付けた指示信号にしたがって設定される。

つぎに、測定プローブ３について説明する。測定プローブ３は、複数の光ファイバを内部に配設して実現される。具体的には、測定プローブ３は、測定対象物に照明光を出射する照明ファイバと、測定対象物で反射および／または散乱した照明光の戻り光が異なる角度で入射する複数の受光ファイバとを用いて実現される。測定プローブ３は、光学測定装置２の接続部２３に着脱自在に接続されるコネクタ部３１と、可撓性を有する可撓部３２と、光源部２２から供給された照明光を照射するとともに、測定対象物からの戻り光を受光する先端部３３と、を備える。

測定プローブ３の先端部３３の構成について詳細に説明する。図２は、測定プローブ３の先端部３３を長手方向に沿って切断した断面を模式的に示す図である。図３は、図２の矢視Ａ方向の測定プローブ３を模式的に示す平面図である。先端部３３には、図２に示すように、測定プローブ３の外表面の一部をなす光学素子３４が設けられている。

測定プローブ３は、測定対象物に照明光を照射する照明ファイバ３１１、測定対象物で反射および／または散乱した照明光の戻り光が入射する第１受光ファイバ３１２、第２受光ファイバ３１３および第３受光ファイバ３１４からなるファイバユニット３１０と、照明ファイバ３１１、第１受光ファイバ３１２、ガラス又は樹脂等からなり、第２受光ファイバ３１３および第３受光ファイバ３１４それぞれの傷防止や位置を固定する被覆部材３１５と、ガラス又は真鍮等からなり、被覆部材３１５を外力から保護する保護部３１６と、ＳＵＳ等からなり、保護部３１６、光学素子３４の外周面を覆うプローブ外皮３１７と、を備える。

照明ファイバ３１１は、光源部２２から出力された照明光を伝播し、光学素子３４を介して測定対象物に照明光を照射する。なお、照明ファイバ３１１の数は、検査項目または測定対象物の種類、たとえば血流や部位に応じて適宜変更することができる。照明ファイバ３１１は、例えばステップインデックス型シングルコアファイバを用いて構成される。

第１受光ファイバ３１２、第２受光ファイバ３１３および第３受光ファイバ３１４は、光学素子３４を介してそれぞれの先端から入射した測定対象物で反射および／または散乱した照明光の戻り光を伝播し、光学測定装置２の受光部２４に出力する。なお、受光ファイバの数は、検査項目または測定対象物の種類、たとえば血流や部位に応じて適宜変更することができる。第１受光ファイバ３１２、第２受光ファイバ３１３および第３受光ファイバ３１４は、例えばステップインデックス型シングルコアファイバを用いて構成される。

光学素子３４は、円柱状をなし、所定の屈折率を有する透過性のガラスを用いて構成される。光学素子３４は、照明ファイバ３１１と測定対象物までの距離を固定し、空間コヒーレント長を一定の状態で光を照射可能に形成されている。また、光学素子３４は、第１受光ファイバ３１２と測定対象物との距離、第２受光ファイバ３１３と測定対象物との距離および第３受光ファイバ３１４と測定対象物との距離をそれぞれ固定し、所定の散乱角度の戻り光を安定して受光可能に形成されている。

以上のように構成された光学測定システム１は、図４に示すように、内視鏡システム１００の内視鏡装置１１０（内視鏡スコープ）に設けられた処置具チャンネル１１１を介して測定プローブ３が被検体内に挿入され、照明ファイバ３１１が測定対象物に照明光を照射し、第１受光ファイバ３１２、第２受光ファイバ３１３および第３受光ファイバ３１４がそれぞれ測定対象物で反射および／または散乱した照明光の戻り光を異なる散乱角度で受光して光学測定装置２の受光部２４に伝播する。その後、演算部２８ａは、受光部２４の測定結果に基づいて、測定対象物の性状の特性値を演算する。

ここで、測定プローブ３の照明ファイバ３１１、第１受光ファイバ３１２、第２受光ファイバ３１３および第３受光ファイバ３１４は、先端部３３において隣接するファイバとの距離が短くなるように折り曲げられ、光学素子３４に当接している。

図５は、本実施の形態にかかる光学測定システム１の照射ファイバ３１１の構成を示す模式図である。図６は、図５の矢視Ｂ方向の照射ファイバ３１１を模式的に示す平面図である。図７は、本実施の形態にかかる光学測定システム１の照射ファイバ３１１の構成を模式的に示す断面図であって、図５に示す照射ファイバ３１１を上方からみた図である。

図５に示すように、照明ファイバ３１１は、可撓部３２に挿通され、屈曲可能な軟質部３３１と、受光側の端部であって、軟質部３３１の硬度よりも高い硬度の先端硬質部３３２と、軟質部３３１と先端硬質部３３２とを接続するとともに、両端部において屈曲して延びることによって、軟質部３３１において隣接するファイバ間の距離に対して、先端硬質部３３２において隣接する他のファイバとの間の距離（ピッチ）を変化させるピッチ変換部３３３と、を有する。また、第１受光ファイバ３１２、第２受光ファイバ３１３および第３受光ファイバ３１４においても同様の構成を有する。

ピッチ変換部３３３は、軟質部３３１と先端硬質部３３２とを互いの中心軸を通過する直線が一致しないように接続する。なお、ピッチ変換部３３３は、例えば直線状をなし、軟質部３３１の中心軸に対して傾斜して延びるものであってもよいし、弧状をなすことによって軟質部３３１と先端硬質部３３２とを互いの中心軸を通過する直線が一致しないように接続するものであってもよい。なお、ファイバユニット３１０（被覆部材３１５）の中心に位置するファイバに関しては、軟質部３３１および先端硬質部３３２において、互いの中心軸を通過する直線が一致していてもよい。

このとき、ピッチ変換部３３３において、第１受光ファイバ３１２、第２受光ファイバ３１３および第３受光ファイバ３１４のうち、最も傾斜しているファイバの傾斜角度をＤｅｇ_maxとすると、ファイバ折れを防止するための傾斜角度Ｄｅｇ_maxは、以下の条件式を満たす。なお、以下の説明では、ピッチ変換部３３３が直線状をなし、傾斜角度は、先端硬質部３３２の中心軸とピッチ変換部３３３とがなす角度であるものとして説明する。
１．０＜Ｄｅｇ_max＜６．０・・・（１）

また、照明ファイバ３１１は、図６，７に示すように、光を伝播する略棒状の芯部３１１ａ（コア）、および芯部３１１ａの外周を覆い、芯部３１１ａよりも屈折率の小さい外層部３１１ｂ（クラッド）からなる光伝播部３５０と、照明ファイバ３１１の軟質部３３１の外層部３１１ｂの側面を覆う第１被覆部３５１と、照明ファイバ３１１の受光側（先端硬質部３３２およびピッチ変換部３３３）に設けられ、外層部３１１ｂの側面を覆う第２被覆部３５２と、を有する。外層部３１１ｂは、第１被覆部３５１および第２被覆部３５２によって側面が覆われている。また、第１被覆部３５１の外層部３１１ｂの被覆厚みＤ_１と、第２被覆部３５２の外層部３１１ｂの被覆厚みＤ_２とは異なっており、Ｄ_２＜Ｄ_１の関係を満たしている。

また、第１受光ファイバ３１２、第２受光ファイバ３１３および第３受光ファイバ３１４においても同様の構成を有する。なお、光伝播部３５０では、芯部３１１ａの屈折率が、外層部３１１ｂの屈折率と比して大きいため、主に芯部３１１ａによって光を伝播する。

ここで、上述した傾斜角度Ｄｅｇ_maxにおいて、ファイバ折れを防止するための被覆厚みＤ_１に対するピッチ変換部３３３の長さＤ_Ａは、以下の条件式を満たす。なお、ピッチ変換部３３３の長さＤ_Ａは、先端硬質部３３２の長手方向（ファイバの中心軸）に沿った長さである。
０．００５＜Ｄ_１／Ｄ_Ａ＜０．０３２・・・（２）

また、上述した傾斜角度Ｄｅｇ_maxにおいて、ファイバ折れを防止するための被覆厚みＤ_１，Ｄ_２は、以下の条件式を満たす。
１５＜Ｄ_１／Ｄ_２＜１００・・・（３）

また、上述した光学測定システム１で行うＬＥＢＳは、干渉光を用いた診断方法であるため、診断方法を変えずに測定プローブ３の細径化を行うためには測定対象物へ照射する光の空間コヒーレント長を一定にする必要がある。このため、照明ファイバ３１１、第１受光ファイバ３１２、第２受光ファイバ３１３および第３受光ファイバ３１４は、以下の条件式を満たす。
０．２０＜ＮＡ＜０．２５・・・（４）
１５μｍ＜Ｄ_core＜４５μｍ・・・（５）
０．６０＜Ｄ_core／Ｄ_clad＜０．７５・・・（６）
ただし、ＮＡは、照明ファイバ３１１および第１受光ファイバ３１２〜第３受光ファイバ３１４それぞれの開口数を表し、Ｄ_coreは、照明ファイバ３１１および第１受光ファイバ３１２〜第３受光ファイバ３１４それぞれの芯部３１１ａのコア径を表し、Ｄ_cladは、照明ファイバ３１１および第１受光ファイバ３１２〜第３受光ファイバ３１４それぞれの外層部３１１ｂのクラッド径を表す。

芯部３１１ａのコア径Ｄ_coreが、１５μｍ＜Ｄ_core＜４５μｍの範囲内にある場合、適切な光量を入出力しつつ、ファイバの芯部３１１ａの中心間の距離を短くすることが可能である。

また、芯部３１１ａのコア径Ｄ_coreと、外層部３１１ｂのクラッド径Ｄ_cladが、０．６０＜Ｄ_core／Ｄ_clad＜０．７５の関係を満たすことによって、芯部３１１ａが伝播する光が、外層部３１１ｂから外部に漏れ出すことを防止しつつ、光伝播部３５０の径の増大を抑制することができる。

以上説明した本実施の形態によれば、軟質部３３１、先端硬質部３３２およびピッチ変換部３３３を有するファイバにおいて、最も傾斜しているファイバのピッチ変換部３３３の傾斜角度Ｄｅｇ_maxが、１．０＜Ｄｅｇ_max＜６．０を満たすようにしたので、製造時のファイバ折れを防止することができる。

具体的には、傾斜角度Ｄｅｇ_maxが、Ｄｅｇ_max＜６．０を満たすことによって、ファイバ折れを防止するとともに、１．０＜Ｄｅｇ_maxを満たすことによって、ピッチ変換部３３３が必要以上に長くなることを防止することができる。

また、本実施の形態によれば、上述した傾斜角度Ｄｅｇ_maxにおいて、被覆厚みＤ_１に対するピッチ変換部３３３の長さＤ_Ａが、０．００５＜Ｄ_１／Ｄ_Ａ＜０．０３２の関係を満たすようにしたので、ピッチ変換部３３３の長さに対する第１被覆部３５１の被覆厚みＤ_１が適切な比率となり、ピッチ変換部３３３の傾斜角度Ｄｅｇ_maxを、１．０＜Ｄｅｇ_max＜６．０とすることができる。

ここで、例えば、Ｄ_１／Ｄ_Ａ＜０．００５である場合、ピッチ変換部３３３の傾斜角度Ｄｅｇ_maxを１．０＜Ｄｅｇ_max＜６．０の範囲内にすると、各ファイバの第１被覆部３５１間に隙間が生じてしまう。また、０．０３２＜Ｄ_１／Ｄ_Ａである場合、各ファイバの中心間の距離が大きくなるため、第１被覆部３５１同士を接触させて配置したとしても、傾斜角度Ｄｅｇ_maxが６．０＜Ｄｅｇ_maxとなってしまう。

また、本実施の形態によれば、被覆厚みＤ_１，Ｄ_２が、１５＜Ｄ_１／Ｄ_２＜１００の関係を満たすようにしたので、傾斜角度Ｄｅｇ_max、第１被覆部３５１と第２被覆部３５２との比率Ｄ_１／Ｄ_Ａを満たした状態で、一段と確実なファイバ折れの防止を実現することができる。

なお、上述した本実施の形態では、ピッチ変換部３３３が直線状をなすものとして説明したが、弧状をなす場合の傾斜角度は、ピッチ変換部３３３における軟質部３３１側の端部および先端硬質部３３２側の端部を結ぶ線分と、先端硬質部３３２の中心軸とがなす角度とし、このうち最も大きい角度を傾斜角度Ｄｅｇ＿ｍａｘとする。

また、上述した本実施の形態では、ファイバの外層部３１１ｂに対して、第１被覆部３５１および第２被覆部３５２が設けられるものとして説明したが、上述した条件式（１）〜（６）を満たしていれば、第２被覆部３５２を設けない構成であってもよい。

また、上述した本実施の形態では、測定プローブ３において、照明ファイバ３１１が一つ設けられるものとして説明したが、複数の照明ファイバが設けられる構成であってもよい。

ここで、条件式（１）において、好ましくは、
１．５＜Ｄｅｇ_max＜５．５・・・（１）’
である。
また、条件式（３）において、好ましくは、
２０＜Ｄ_１／Ｄ_２＜８０・・・（３）’
であり、より好ましくは、
２４＜Ｄ_１／Ｄ_２＜６３・・・（３）”
である。
また、条件式（４）において、好ましくは、
０．２１＜ＮＡ＜０．２３・・・（４）’
である。
また、条件式（５）において、好ましくは、
２０μｍ＜Ｄ_core＜３０μｍ・・・（５）’
であり、より好ましくは、
２３μｍ＜Ｄ_core＜２７μｍ・・・（５）”
である。
また、条件式（６）においては、好ましくは、
０．７０＜Ｄ_core／Ｄ_clad＜０．７３・・・（６）’
である。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。上述した条件式を満たすようなファイバを有する測定プローブを実施例１〜３としてそれぞれ作製した。なお、以下のファイバユニットは、上述した実施の形態のように、一つの照射ファイバと、３つの受光ファイバとからなり、照射ファイバおよび受光ファイバが等間隔で一列に並んで配列されているものとする。このとき、配列されたファイバユニットの中心は、ファイバの中心と一致している。

（実施例１）
以下の条件となるファイバを有する測定プローブを作製した。なお、第１被覆部３５１には、ニッケルメッキまたは金メッキを使用した。第２被覆部３５２には、アクリル系樹脂を使用した。
第１被覆部３５１の外層部３１１ｂの被覆厚みＤ_１：Ｄ_１＝６３μｍ
第２被覆部３５２の外層部３１１ｂの被覆厚みＤ_２：Ｄ_２＝１μｍ
ピッチ変換部３３３の長さＤ_Ａ：Ｄ_Ａ＝２．０ｍｍ
Ｄ_１／Ｄ_Ａ（条件式（２））：Ｄ_１／Ｄ_Ａ＝０．０３１５
Ｄ_１／Ｄ_２（条件式（３））：Ｄ_１／Ｄ_２＝６３
開口数ＮＡ（条件式（４））：ＮＡ＝０．２２
芯部３１１ａのコア径Ｄ_core（条件式（５））：Ｄ_core＝２５μｍ
外層部３１１ｂのクラッド径Ｄ_clad：Ｄ_clad＝３４μｍ
コア径Ｄ_core／クラッド径Ｄ_clad（条件式（６））：Ｄ_core／Ｄ_clad≒０．７４

また、実施例１にかかるファイバユニットでは、軟質部３３１の長手方向と先端硬質部３３２の長手方向とを平行に配置し、各ファイバの軟質部３３１同士を接触させ、先端硬質部３３２間の間隔Ｄ_Ｐを２μｍとしたとき（図８参照）、
先端硬質部３３２の径（μｍ）：
Ｄ_clad（クラッド径）＋Ｄ_２（被覆厚み）×２＝３４＋１×２＝３６（μｍ）
ファイバユニットの中心から最も外側の軟質部３３１の中心までの距離Ｄ_３（μｍ）：
Ｄ_３＝（Ｄ_clad＋Ｄ_１（被覆厚み）×２）×１．５
＝（３４＋６３×２）×１．５＝２４３（μｍ）
ファイバユニットの中心から最も外側の先端硬質部３３２の中心までの距離Ｄ_４（μｍ）：
Ｄ_４＝（先端硬質部３３２の径×１．５）＋Ｄ_Ｐ×１．５
＝（３６×１．５）＋２×１．５＝５７（μｍ）
最も外側の軟質部３３１の中心と先端硬質部３３２の中心との間の距離Ｄ_５：
Ｄ_５＝Ｄ_３−Ｄ_４＝２４３−５７＝１８６（μｍ）
ピッチ変換部３３３の長さＤ_Ａと、距離Ｄ_５とにより、ピッチ変換部３３３の先端硬質部３３２の長手方向に対する傾斜角度Ｄｅｇ_max（条件式（１））は、
Ｄｅｇ_max＝Ａｔａｎ（Ｄ_５／Ｄ_Ａ）
＝Ａｔａｎ（０．１８６／２．０）≒５．３１（度）
となる。

（実施例２）
以下の条件となるファイバを有する測定プローブを作製した。なお、第１被覆部３５１には、ニッケルメッキまたは金メッキを使用した。第２被覆部３５２には、アクリル系樹脂を使用した。
第１被覆部３５１の外層部３１１ｂの被覆厚みＤ_１：Ｄ_１＝４８μｍ
第２被覆部３５２の外層部３１１ｂの被覆厚みＤ_２：Ｄ_２＝２μｍ
ピッチ変換部３３３の長さＤ_Ａ：Ｄ_Ａ＝６．０ｍｍ
Ｄ_１／Ｄ_Ａ（条件式（２））：Ｄ_１／Ｄ_Ａ＝０．００８
Ｄ_１／Ｄ_２（条件式（３））：Ｄ_１／Ｄ_２＝２４
開口数ＮＡ（条件式（４））：ＮＡ＝０．２２４
芯部３１１ａのコア径Ｄ_core（条件式（５））：Ｄ_core＝２１μｍ
外層部３１１ｂのクラッド径Ｄ_clad：Ｄ_clad＝３０μｍ
コア径Ｄ_core／クラッド径Ｄ_clad（条件式（６））：Ｄ_core／Ｄ_clad＝０．７０

また、実施例２にかかるファイバユニットは、実施例１と同様、軟質部３３１の長手方向と先端硬質部３３２の長手方向とを平行に配置し、各ファイバの軟質部３３１同士を接触させ、先端硬質部３３２間の間隔Ｄ_Ｐを２μｍとしたとき（図８参照）、
先端硬質部３３２の径（μｍ）：
Ｄ_clad（クラッド径）＋Ｄ_２（被覆厚み）×２＝３０＋２×２＝３４（μｍ）
ファイバユニットの中心から最も外側の軟質部３３１の中心までの距離Ｄ_３（μｍ）：
Ｄ_３＝（Ｄ_clad＋Ｄ_１（被覆厚み）×２）×１．５
＝（３０＋４８×２）×１．５＝１８９（μｍ）
ファイバユニットの中心から最も外側の先端硬質部３３２の中心までの距離Ｄ_４（μｍ）：
Ｄ_４＝（先端硬質部３３２の径×１．５）＋Ｄ_Ｐ×１．５
＝（３４×１．５）＋２×１．５＝５４（μｍ）
最も外側の軟質部３３１の中心と先端硬質部３３２の中心との間の距離Ｄ_５：
Ｄ_５＝Ｄ_３−Ｄ_４＝１８９−５４＝１３５（μｍ）
ピッチ変換部３３３の長さＤ_Ａと、距離Ｄ_５とにより、ピッチ変換部３３３の先端硬質部３３２の長手方向に対する傾斜角度Ｄｅｇ_max（条件式（１））は、
Ｄｅｇ_max＝Ａｔａｎ（Ｄ_５／Ｄ_Ａ）
＝Ａｔａｎ（０．１３５／６．０）≒１．３（度）
となる。

（実施例３）
以下の条件となるファイバを有する測定プローブを作製した。なお、実施例３にかかるファイバには第１被覆部３５１を設けず、第２被覆部３５２にはアクリル系樹脂を使用した。
第１被覆部３５１の外層部３１１ｂの被覆厚みＤ_１：Ｄ_１＝５４μｍ
第２被覆部３５２の外層部３１１ｂの被覆厚みＤ_２：Ｄ_２＝０μｍ
ピッチ変換部３３３の長さＤ_Ａ：Ｄ_Ａ＝４．５ｍｍ
Ｄ_１／Ｄ_Ａ（条件式（２））：Ｄ_１／Ｄ_Ａ＝０．０１２
Ｄ_１／Ｄ_２（条件式（３））：数値なし
開口数ＮＡ（条件式（４））：ＮＡ＝０．２２２
芯部３１１ａのコア径Ｄ_core（条件式（５））：Ｄ_core＝２６μｍ
外層部３１１ｂのクラッド径Ｄ_clad：Ｄ_clad＝３６μｍ
コア径Ｄ_core／クラッド径Ｄ_clad（条件式（６））：Ｄ_core／Ｄ_clad＝０．７２

また、実施例３にかかるファイバユニットは、実施例１と同様、軟質部３３１の長手方向と先端硬質部３３２の長手方向とを平行に配置し、各ファイバの軟質部３３１同士を接触させ、先端硬質部３３２間の間隔Ｄ_Ｐを２μｍとしたとき（図８参照）、
先端硬質部３３２の径（μｍ）：Ｄ_clad（クラッド径）＝３６（μｍ）
ファイバユニットの中心から最も外側の軟質部３３１の中心までの距離Ｄ_３（μｍ）：
Ｄ_３＝（Ｄ_clad＋Ｄ_１（被覆厚み）×２）×１．５
＝（３６＋５４×２）×１．５＝２１６（μｍ）
ファイバユニットの中心から最も外側の先端硬質部３３２の中心までの距離Ｄ_４（μｍ）：
Ｄ_４＝（先端硬質部３３２の径×１．５）＋Ｄ_Ｐ×１．５
＝（３６×１．５）＋２×１．５＝５７（μｍ）
最も外側の軟質部３３１の中心と先端硬質部３３２の中心との間の距離Ｄ_５：
Ｄ_５＝Ｄ_３−Ｄ_４＝２１６−５７＝１５９（μｍ）
ピッチ変換部３３３の長さＤ_Ａと、距離Ｄ_５とにより、ピッチ変換部３３３の先端硬質部３３２の長手方向に対する傾斜角度Ｄｅｇ_max（条件式（１））は、
Ｄｅｇ_max＝Ａｔａｎ（Ｄ_５／Ｄ_Ａ）
＝Ａｔａｎ（０．１５９／４．５）≒２．０（度）
となる。

上述した実施例１〜３にかかる測定プローブの製造時において、上述した条件（１）〜（６）を満たすファイバを有するファイバユニットの組み付け時、接触等によってファイバ折れが生じることなく、測定プローブを作製することができた。一方で、上述した条件式の範囲から外れたファイバユニットを用いて組み付けた場合、接触等によってファイバ折れが生じるものもあった。

以上のように、本発明にかかるファイバユニットは、製造時のファイバ折れを防止するのに有用である。

１光学測定システム
２光学測定装置
３測定プローブ
２１電源
２２光源部
２３接続部
２４受光部
２５入力部
２６出力部
２７記録部
２８制御部
２８ａ演算部
３１コネクタ部
３２可撓部
３３先端部
３４光学素子
１００内視鏡システム
１１０内視鏡装置
１１１処置具チャンネル
３１０ファイバユニット
３１１照明ファイバ
３１１ａ芯部
３１１ｂ外層部
３１２第１受光ファイバ
３１３第２受光ファイバ
３１４第３受光ファイバ
３１５被覆部材
３１６保護部
３１７プローブ外皮
３３１軟質部
３３２先端硬質部
３３３ピッチ変換部
３５０光伝播部
３５１第１被覆部
３５２第２被覆部

Claims

先端から光を入出力することによって光学的測定を行う測定プローブに設けられ、１または複数の照明用ファイバ、および複数の検出用ファイバを有するファイバユニットであって、
前記照明用ファイバおよび前記検出用ファイバは、
屈曲可能な軟質部と、
一端に設けられ、前記軟質部よりも高硬度の先端硬質部と、
前記軟質部と前記先端硬質部とを接続するとともに、屈曲して延びることによって、前記軟質部において隣接するファイバ間の距離に対し、前記先端硬質部において隣接するファイバ間の距離を変化させるピッチ変換部と、
を備え、
前記ピッチ変換部において前記軟質部側の端部および前記先端硬質部側の端部を結んだ線分と、前記先端硬質部の中心軸とがなす角度のうち、最も傾斜した角度をＤｅｇ＿ｍａｘとしたとき、
１．０度＜Ｄｅｇ＿ｍａｘ＜６．０度
を満たすことを特徴とするファイバユニット。
前記軟質部の側面を覆う第１被覆部を有し、
前記第１被覆部の被覆厚さをＤ_１、前記ピッチ変換部の長さをＤ_Ａとしたとき、
０．００５＜Ｄ_１／Ｄ_Ａ＜０．０３２
を満たすことを特徴とする請求項１に記載のファイバユニット。
前記先端硬質部および前記ピッチ変換部の側面を覆う第２被覆部を有し、
前記第２被覆部の被覆厚さをＤ_２としたとき、
１５＜Ｄ_１／Ｄ_２＜１００
を満たすことを特徴とする請求項２に記載のファイバユニット。
前記照明用ファイバおよび前記検出用ファイバは、一列に配列されることを特徴とする請求項１に記載のファイバユニット。
前記照明用ファイバおよび前記検出用ファイバは、
光を伝播する芯部を有し、
前記芯部の径Ｄ_coreが、
１５μｍ＜Ｄ_core＜４５μｍ
を満たすことを特徴とする請求項１に記載のファイバユニット。
前記照明用ファイバおよび前記検出用ファイバは、
前記芯部の外周を覆い、前記芯部よりも屈折率の小さい外層部を有し、
前記芯部の径Ｄ_coreおよび前記外層部の径Ｄ_cladが、
０．６０＜Ｄ_core／Ｄ_clad＜０．７５
を満たすとともに、
前記照明用ファイバおよび前記検出用ファイバの開口数ＮＡが、
０．２０＜ＮＡ＜０．２５
を満たすことを特徴とする請求項５に記載のファイバユニット。