JPH0815535A

JPH0815535A - イメージファイバー

Info

Publication number: JPH0815535A
Application number: JP6151121A
Authority: JP
Inventors: Masaru Shiraiwa; 勝白岩
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1994-07-01
Filing date: 1994-07-01
Publication date: 1996-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】イメージファイバーにおける伝送光のクロスト
ークを軽減させる。【構成】複数のコアがクラッドを共有してなる、コア間
距離が４．０μｍ以下で、長さが１０ｍ以下のイメージ
ファイバーに於いて、コア直径をａμｍ，コア間距離を
ｄμｍ，開口数を（ｎはコアの屈折率，ｎ₂はクラッドの屈折率）とした
とき、式を満足する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、医療用，工業用等で用
いられる内視鏡，マイクロマシン等に適用される高画質
で細径のイメージファイバーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種のイメージファイバーを
用いた医療用の内視鏡としては、従来から、例えば、図
１に見られる装置構成をしたものが用いられている。

【０００３】即ち、図１に示す内視鏡装置１１の構成に
おいて、図示省略した照明光学系によって照明された被
観察対象物体Ｔの像（Ｔ）は、対物レンズ群１２を介し
て複数本の光ファイバーを束ねて構成したイメージファ
イバー１３の入射端面１３ａに結像されると共に、この
結像された観察像（Ｔ）が、そのイメージファイバー１
３を経て伝送され、且つ出射端面１３ｂから出射され
て、接眼レンズ１４を介して観察される。

【０００４】このような内視鏡装置においては、近年そ
の外径の細径化が進み、最近では、例えば、血管等の内
部をも観察し得るように外径が１ｍｍ以下にまで細径化
されたものが作られている。これに伴い、上記内視鏡装
置に適用されるイメージファイバーについて細径化が望
まれている。また、画素の高密度化も望まれており、こ
のために、上記イメージファイバーを構成する個々の各
光ファイバーのコア径がより細く、且つクラッドの厚さ
が薄くなる傾向にある。

【０００５】また、近年では、マイクロマシン等の画像
入力または伝送用として、上記コア径が更に細径化され
たイメージファイバーが期待されている。このような極
細径のイメージファイバーは、通常の場合、上記イメー
ジファイバーを構成する個々の各光ファイバーを束ねて
構成するようなことはせずに、これらのコアがクラッド
を共有するようにした、所謂、ファイバーコンジットと
呼ばれる構造のものが主に用いられている。

【０００６】図２は、前記ファイバーコンジットの断面
構造を模式的に示しており、ファイバーコンジット１５
は、共通のクラッド１６の内部に相互に離間して配置さ
れた複数の各コア１７を備えて構成される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらのイメ
ージファイバーは、上記のように高画素化が望まれてお
り、コア径を小さくすると共にコア相互間のクラッドの
厚さを薄くする必要がある。このため、上記ファイバー
のコア径，クラッドの厚さが光の波長の数倍以下となる
ので、コア間のモード結合によってクロストークが発生
し易くなり、伝送画像の画質を著しく低下させる結果と
なる。

【０００８】そこで、上記クロストークを減少させて良
好な画質を確保するためには、コアの形状や配列をラン
ダムに構成するようにした、所謂、ランダムイメージフ
ァイバーの技術が知られているが、このような構造では
画素の明るさや各コア間のクロストークが不均一となり
画像が見づらいと言う欠点を有する。

【０００９】他方、同径のコアを等間隔に並べた通常の
イメージファイバーにおいては、クロストークを減少さ
せ良好な画質を確保するためには、クラッドの厚さをあ
る程度厚くする必要があるが、そうすると、今度は、フ
ァイバー束の断面における単位面積当たりの各々のコア
の占有率が減少するため、充分な伝送光量を確保するこ
とができず、併せて、低解像のものになってしまってい
た。

【００１０】また、従来これらのファイバーに適用され
るガラス材として石英系のものが用いられているが、石
英系のイメージファイバーは、材質の特性上開口数を大
きくすることができないため、上記クロストークの発生
量が大きくなってしまう。

【００１１】即ち、石英系のイメージファイバーでは、
上記したように開口数を大きくすることができないの
で、コア径が非常に小さくなると、コア内を伝搬する伝
搬モードの数が減少するため、比較的大きな光量を伝搬
する伝搬モードのカットオフ波長が観察波長域に存在
し、そのモードの放射や、クロストークが増大する。こ
れらの放射モード光やコアからしみ出た光は、そのファ
イバー束の外周部を取り囲むジャケット層で吸収または
放射されるので、伝送される画像の色バランスが崩れ、
画質が著しく劣化する。

【００１２】本発明は、上記した従来技術の問題点を解
消するためになされたもので、その目的とするところ
は、上記の如く高画素，極細のイメージガイドに於いて
問題となるクロストークの少ないイメージファイバーを
提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するために、本発明は、複数のコアがクラッドを共有し
てなる、コア間距離が４．０μｍ以下で、長さが１０ｍ
以下のイメージファイバーに於いて、コア直径をａμ
ｍ，コア間距離をｄμｍ，開口数を（ｎ₁はコアの屈折率，ｎ₂はクラッドの屈折率）とし
たとき、次式（１）を満たすことを特徴とするものである。

【００１４】また、本発明は、使用波長の最大波長をλ
μｍとしたとき、次式（２）を満たすことを特徴とするものである。

【００１５】更に、本発明は、複数のコアがクラッドを
共有してなる、コア間距離が４．０μｍ以下，コア直径
が２．０μｍ以下の多成分系ガラスファイバーに於い
て、コア直径をａμｍ，コア間距離をｄμｍ，開口数を（ｎ₁はコアの屈折率，ｎ₂はクラッドの屈折率）とし
たとき、次式（３）を満たし、且つ、次式（４）を満たすことを特徴とするものである。

【００１６】前記に述べたイメージファイバーに於ける
クロストークの現象については、論文「イメージファイ
バーの伝送特性」（電気通信学会誌 '83.11vol.J66-C
No.11 ）の中で解析されている。そして、論文内に示さ
れている数式を用いることによってクロストークの様子
を推察することができる。

【００１７】伝送画像の画質の良し悪し即ちクロストー
クの大小は、上記論文中に示されているクロストークパ
ラメータ（論文内では漏話パラメータと言う。このクロ
ストークパラメータを以下Ｂと記すことにする。）と言
う値で代表できる。このＢ値が大きいほどクロストーク
が大きく画質が悪い。他方、このＢ値が小さいほどクロ
ストークが小さく画質がよい。

【００１８】しかるに、伝搬モードがＬＰ₀₁モードであ
る場合のイメージファイバーのＢ値は、具体的には次式
（５）で表すことができる。Ｋ₀，Ｋ₁はそれぞれ０次，１次の第２種変形ベッセル
関数、ｕ₀₁，ｗ₀₁は各々ＬＰ₀₁モードの固有値、ａはフ
ァイバーのコア直径、ｄはファイバーの繊維間隔、ｚは
ファイバーの長さ、β₀₁は、ＬＰ₀₁モードの伝搬定数で
ある。ｖは正規化周波数で次式（６）で示される値であ
る。ここでｎ₁，ｎ₂はそれぞれコアとクラッドの屈折率で
あり、λはファイバー内を伝搬する光の波長を表す。

【００１９】また、ＬＰ₀₁モード以外の高次の伝搬モー
ドについても、上記論文中に記されている考え方に基づ
いてＢ値を計算することができる。上記の計算式によ
り、波長を変化させた場合のＢ値の変化を、計算した結
果を図４のグラフ（以下、グラフ１という）に示す。グ
ラフ１からＢ値の対数は波長の逆数に比例することが分
かる。

【００２０】ところで、イメージファイバーのクロスト
ークは各モードのクロストークの線形結合である。これ
はファイバーで伝送される光は各モードの線形結合であ
るという考え方に基づいており、ファイバーで伝送され
る光量をＥ_totalとするとこの値は次式（７）で表され
る。

【００２１】ここでＡ_mlは入射光により励振される各モ
ード電磁界の振幅の比を表し、Ｅ_mlは各モードの電界分
布関数（モード関数）である。このＡ_mlはファイバーの
端面に入射する光の電解分布に依存し、次式（８）で求
めることができる。ここでＯ（ｒ，θ）はファイバー端面に入射する光の電
解分布、ｒ，θはコアの中心を原点とするコアの入射面
上の点の極座標である。

【００２２】内視鏡に於いては、一般に収斂レンズ系を
対物光学系として、ファイバー端面に像を結像させてい
る。従って、ここで入射される光の電解分布Ｏ（ｒ，
θ）として点光源をレンズで結像させた場合の点像振幅
分布を考えることができる。点像振幅分布は一般に次式
（９）で与えられる。 λは波長、Ｆｎｏ．は入射光学系の開口、Ｊ₁は１次の
第１種ベッセル関数である。

【００２３】また、モード関数は具体的には次式（１
０）で与えられる。Ｊ_m，Ｋ_mはそれぞれｍ次の第１種ベッセル関数，ｍ次
の第２種変形ベッセル関数、ｕ_ml，ｗ_mlは各々ＬＰ_mlモ
ードの固有値、ａはコアの直径である。

【００２４】また、各モードの振幅比を表すＡ_mlの２乗
は各モードの強度比を表す。これを各モードのウェイト
と呼ぶことにする。

【００２５】以上被写体が点光源の場合について述べた
が、実際の被写体は、ある広がりを持っている。この場
合結像した像の分布は、点像の集合であると考えられ
る。また観察に用いる光源自体はインコヒーレントであ
ると考えられるので、トータルのウェイト（＝Ｗeight
_m1とする）は以下式（１１）で表される。ここでＡ_mlは式（８）で示される各モードの振幅比であ
り、ｓは像の広がりの範囲である。

【００２６】式（８），（９），（１０），（１１）を
用いて、ファイバー内で励振される各モードのパワーを
図５のグラフ（以下、グラフ２という）に示す。このグ
ラフ２には、開口数（ＮＡ）が０．５のファイバーに対
して、入射光学系のＦｎｏ．１．４の光を入射させた場
合にそのファイバー内で励振される各モード〔ＬＰ₀₁モ
ード（イ），ＬＰ₁₁モード（ロ），ＬＰ₂₁モード
（ハ），ＬＰ₀₂モード（ニ），ＬＰ₁₂モード（ホ）〕の
エネルギー比を、画素ピッチ（コア間距離）を一定
（３．６８μｍ）にし、コア径を変化させて計算した結
果が示されている。グラフ２において、縦軸はファイバ
ー内で励振される各モードのエネルギーの比率を任意ス
ケールで表している。また、横軸はコアの直径を表して
いる。グラフ２から明らかなように、基本モード〔ＬＰ
₀₁モード（イ）〕に近いＬＰ _m1モード〔ＬＰ₁₁モード
（ロ）及びＬＰ₂₁モード（ハ）〕は、ＬＰ_ml（ｌ＞１）
モードに比べて比較的大きなエネルギーが励振されるこ
とが分かる。

【００２７】また、表１はコア直径２．２２μｍ，コア
間距離３．７３μｍ，ＮＡ０．５のファイバーによって
伝送される各モードのエネルギー比の測定値を示したも
のである。

【表１】コア径２．２μｍ，開口数０．５のとき、ファ
イバー全体で伝搬される光量を１．０に規格化したとき
の、各モードが伝搬する光量の比を示す。但し、全エネルギーを１に規格化してある。グラフ２に
示した計算値が定性的に正しいことが、この表１から読
み取ることができる。

【００２８】このように、基本モードに近いＬＰ_m1モー
ドは、比較的大きなエネルギーが励振されるが、このよ
うな関係は入射光の電解分布形状により多少変動し、一
般にファイバー内で励振されるエネルギー量は、入射光
学系のＦｎｏ．が小さくなるほど、高次のＬＰ_m1モード
の方が大きくなることが検討により分かった。

【００２９】以上説明したように、基本モードに近いＬ
Ｐ_m1モードは、比較的大きなエネルギーを有するので、
イメージファイバーのクロストークが各モードのクロス
トークを上記ウェイトの割合で線形結合したものである
ことを考えると、ＬＰ_m1モードのＢ値が小さいイメージ
フェイバーほど、クロストークが少なく画質の良いイメ
ージファイバーであるといえる。

【００３０】そこで図６のグラフ（以下、グラフ３とい
う）に、イメージファイバーの画素ピッチを一定にし、
コア径を変化させたときの上記ＬＰ₀₁モードの任意波長
に於けるＢ値を示す。グラフ３の横軸は、コア径を表
し、縦軸は、Ｂ値の絶対値の対数を表している。

【００３１】また、図７のグラフ（以下、グラフ４とい
う）に上記と同様の計算をしたＬＰ ₁₁モードの任意波長
に於けるＢ値を示す。グラフ４の横軸は、コア径を表
し、縦軸は、Ｂ値の絶対値の対数を表している。

【００３２】グラフ３，４から明らかなように、画素ピ
ッチが一定のときＬＰ_m1モードのＢ値が最小になるコア
径が存在することが分かる。即ち解像力が一定のとき
に、クロストークを最小にするコア径が存在することに
なる。

【００３３】従って、クロストークを実用上最小にする
には、ＬＰ_m1モードのＢ値が最小になるコア径を設定す
れば良い（このコア径を、以下コア径の最適値と呼
ぶ）。

【００３４】また、グラフ３，４から明らかなように、
伝搬モードの波長が長波長になるに従って、コア径の最
適値が大きい方にシフトすることが分かる。同様に伝搬
モードの次数が高いほど（ｍが大きいほど）コア径の最
適値が大きい方にシフトしていることが分かる。

【００３５】更に、グラフ１を示して前述したことから
分かるように、波長が長くなると指数関数的にＢ値は増
大する。即ち、長波長域ではクロストークが非常に増大
し、画質を著しく劣化させる。従って、上記コア径の最
適値は、長波長側で最適となるような設定を行う方が望
ましい。

【００３６】これらを考慮し、クロストークが問題とな
るコア間距離４．０μｍ以下のイメージファイバーにつ
いて、使用波長を可視域と考えたときに、上記コア径の
最適値を検討した結果、コア径の最適値の範囲と、画素
ピッチ，開口数の関係は次式（１）で表されることが分
かった。

【００３７】ここで、ａはコア直径（μｍ）を，ｄはコ
ア間距離（μｍ），（ｎはコアの屈折率，ｎ₂はクラッドの屈折率）を示
す。従って、この式（１）を満たすことで、クロストー
クが少なく、高画質のイメージファイバーが実現でき
る。

【００３８】この関係は、異なるコア径，または異なる
屈折率のコアが、クラッドを共有してなるイメージファ
イバーに於いても成り立ち、その際は式（１）に於ける
ｄ，またはａ，またはＮＡの値を、そのファイバーの平
均値を用いて計算すれば良い。このようなファイバー
は、同一のコアを整列させたイメージファイバーに比べ
ると、最適値を設定した効果は非常に大きくなる。しか
し、前述の如く、個々のコアの構造，または配列を大き
く変えると、個々のコアの明るさや各コア間のクロスト
ークが不均一となり画像が見づらくなってしまう。

【００３９】次に、イメージファイバーに於ける伝送画
像の色バランスについて考えてみる。一般に、コア径が
非常に小さくなると、コア内を伝搬する伝搬モードの数
が減少する。特に石英系のイメージファイバーでは、比
屈折率差を大きくできないため、コア径が非常に小さく
なると、コア内を伝搬する伝搬モードの数が数個まで減
少する。

【００４０】前述したように基本モードに近いＬＰ_m1モ
ードは比較的大きなエネルギー量で励振される。そのた
め、伝搬モードの数が非常に少ないと、基本モードに近
いＬＰ_m1モードのカットオフ波長が観察波長域に存在
し、そのモードの放射や、クロストークが増大する。こ
れらは、ファイバーバンドル外周のジャケット層で吸収
または放射されるため、伝送される画像の色バランスが
崩れ、画質が著しく劣化する。従って、色のバランスを
確保するためには、基本モードに近いＬＰ_m1モードのカ
ットオフ周波数に対し、使用波長の最大波長に於けるフ
ァイバーの正規化周波数をある程度大きな値とする必要
がある。

【００４１】また、図８のグラフ（以下、グラフ５とい
う）に、あるスペックのイメージファイバーに於ける、
使用波長に対する光量損失の様子を概念図で示す。グラ
フ５の縦軸は損失，横軸は使用波長である。グラフ５中
の矢印，，_..はそれぞれＬＰ_m1モードのカット
オフ波長を示している。

【００４２】グラフ５に示すように、光量の損失は、カ
ットオフ波長より数十ｎｍ短波長側で最大となり、カッ
トオフ波長より僅かに長波長側で最小となる。

【００４３】前記の如く、基本モードに近いＬＰ_m1モー
ドは比較的大きなエネルギー量で励振されるが、一般に
使用されている入射光学系のＦｎｏ．に於いては、グラ
フ２からも分かるように、およそＬＰ₂₁モードまでが比
較的大きなエネルギー量となる。また、上記の如く各Ｌ
Ｐ_m1モードのカットオフ波長近傍（数十ｎｍ短波長側）
で、ＬＰ_m1モードの光量の損失が最大となるので、特に
クロストークの絶対量が非常に大きい観察波長域の最大
波長付近に、ＬＰ₂₁モードのカットオフ波長が存在する
と伝送画像の色バランスが崩れ、画質が著しく劣化す
る。

【００４４】従って、ＬＰ₂₁モードのカットオフ波長
が、使用波長の最大波長より数十ｎｍ以上離れるように
ファイバーの構造を決めれば、ＬＰ₂₁モードの光量の損
失による伝送される画像の色バランスの崩れが低減され
る。

【００４５】使用波長の最大波長をλμｍ，コア直径を
ａμｍ，開口数をＮＡとしたとき、上記の条件を数式に
より表すと次式（２）で表すことができる。

【００４６】従って、式（１）と式（２）を満たす構造
とすることで、伝送される画像の色バランスが良好で、
且つクロストークが少ない、高画質のイメージファイバ
ーを実現することができる。

【００４７】またここで、入射光学系でファイバー入射
端面上に結像される像のエネルギー総量に対する、ファ
イバー内で励振されるエネルギー総量の割合を考えてみ
る。前出のグラフ２から明らかなように、コア径が小さ
くなるほど、その値は小さくなることが分かる。特にＬ
Ｐ₁₁，ＬＰ₂₁モードが比較的大きなエネルギーで励振さ
れるため、ＬＰ₂₁モードが遮断状態となるようなコア径
より小さなコアのファイバーでは、変換効率は非常に小
さくなる。従って、そのような状態では、伝送される画
像が暗くなり望ましくない。

【００４８】このことを考えると、ＬＰ₂₁モードのカッ
トオフ波長が、観察波長域の最大波長より数十ｎｍ以上
長波長になるような条件を用いれば、伝送画像が明る
く、且つ色バランスの良い画像が得られる。具体的には
次式（１２）で示す条件となる。

【００４９】式（１２）において、使用波長に可視域を
想定すると、λはおよそ０．７μｍとなる。例えばこの
ときコア径を３μｍ以下と考えると、式（１２）から開
口数（ＮＡ）が０．２８以上必要になることが分かる。
またコア径が２μｍ以下のような非常に細いファイバー
になると、開口数（ＮＡ）が０．４２以上であることが
望ましい。よって、可視領域でコア径２．０μｍ以下の
条件で、式（１）を次式（４）に書き直すことができ
る。

【００５０】更に、近年では、マイクロマシン等の画像
入力または伝送用として更に細いイメージファイバーが
期待されており、そのような場合はコア径は非常に小さ
く、例えば１．５μｍ以下を想定すると式（１２）よ
り、ファイバーの開口数は０．５６以上必要である。よ
って、ＮＡ０．５６以上，コア径１．５μｍ以下の条件
で、式（１）を次式（１３）に書き直すことができる。

【００５１】従って、ＮＡ０．５６以上，コア径１．５
μｍ以下で式（１３）を満たすことで、伝送される画像
の色バランスが良好で、且つクロストークが少ない、高
画質の極細ファイバーを実現することができる。但し、
コア径が０．８５μｍ以下となると、式（１２）を満た
すＮＡはほぼ１．０となり、そのようなファイバーは実
現困難である。

【００５２】従来、細径ファイバーに使用されていた石
英系ガラス材を適用したファイバーに於いては、開口数
が大きなものが作られるようになったが、０．１〜０．
４５程度である。多成分系ガラス材を適用したイメージ
ファイバーに於いては、開口数はおよそ０．２〜０．８
程度までのものが作られている。従ってコア径が１．５
μｍ以下の極細ファイバーに於いては、多成分系のガラ
ス材を適用することにより開口数０．５６以上とするこ
とで、伝送される画像の色バランスの崩れが低減され
る。

【００５３】但し、多成分系のガラス材は開口数を大き
くして屈折率を上げると、短波長側の透過率が低下す
る。従って、伝搬距離が非常に長くなると、伝送される
画像が黄色く着色されてしまう。

【００５４】これらを軽減するために、ＮＡが０．４以
上のイメージファイバーでは、長さが１０ｍ以下である
ことが望ましく、ＮＡが０．６以上のイメージファイバ
ーでは、長さが８．５ｍ以下であることが望ましい。更
にＮＡが０．８以上の、高ＮＡイメージファイバーで
は、長さが７ｍ以下であることが望ましい。

【００５５】以上説明したように本発明による構造をと
ることで、クロストークの少ない画質の良好なイメージ
ファイバーを提供することができる。

【００５６】

【実施例】以下、本発明を適用したイメージファイバー
の実施例につき、表２，図３，及び図９〜１３を参照し
て説明する。表２は本発明の実施例１〜６のイメージフ
ァイバーのスペックと前記式（１）の値を示したもので
ある。

【表２】以下に各々の実施例について説明する。

【００５７】実施例１はバンドル径０．３mm，長さ３．
５ｍ，ＮＡが０．５のイメージファイバーである。ファ
イバーのスペック表から、前記式（１），（２）を満た
すことが分かる。このイメージファイバーの任意の１つ
のコアに光を入れたときの、クロストークの様子を図９
のグラフ（以下、グラフ６という）に示す。グラフ６の
横軸の数値はコアの番号を表し、光を入れたコアを０と
している。図３にコアの番号の詳細を示す。またグラフ
の縦軸は、入射した光量を１としたときのファイバーの
射出端面におけるコアの光量比である（以下、実施例２
〜５で用いるグラフは同様の表示法で示したものであ
る）。グラフ６から明らかなように実施例１のファイバ
ーは、クロストークが少なく画質が良好であることが分
かる。

【００５８】実施例２はバンドル径０．２４mmと細いフ
ァイバーで、長さ３ｍ，ＮＡが０．６２４のイメージフ
ァイバーである。実施例１同様、前記式（１），（２）
を満たしている。このイメージファイバーの任意の１つ
のコアに光を入れたときの、クロストークの様子を図１
０のグラフ（以下、グラフ７という）に示す。グラフ７
から明らかなように実施例２のファイバーは、非常に細
いファイバーでありながら、クロストークが少なく画質
が良好であることが分かる。

【００５９】実施例３はバンドル径０．６mmと若干大き
いが、コア間距離が小さく、解像力が非常に優れたファ
イバーで、長さ３ｍ，ＮＡが０．７１８のイメージファ
イバーである。実施例１同様、前記式（１），（２）を
満たしている。このイメージファイバーの任意の１つの
コアに光を入れたときの、クロストークの様子を図１１
のグラフ（以下、グラフ８という）に示す。グラフ８か
ら明らかなように実施例３のファイバーは、クロストー
クが少なく画質が良好で、且つ非常に高解像であること
が分かる。

【００６０】実施例４はバンドル径０．８mm，長さ５ｍ
で、ＮＡが０．４５と比較的低ＮＡで、長尺のイメージ
ファイバーである。実施例１同様、前記式（１），
（２）を満たしている。このイメージファイバーの任意
の１つのコアに光を入れたときの、クロストークの様子
を図１２のグラフ（以下、グラフ９という）に示す。グ
ラフ９から明らかなように実施例４のファイバーは、ク
ロストークが少なく画質が良好であることが分かる。ま
た、低ＮＡのため、多成分系の長尺ファイバーで問題と
なる短波長側の透過率の低下を少なく抑えることができ
る。従って、ファイバー長は５ｍと長いが、伝送画像の
透過率特性は特に問題ない。

【００６１】実施例５はバンドル径０．２mm，長さ０．
５ｍで、ＮＡが０．８０６と高ＮＡで、非常に細いイメ
ージファイバーである。実施例１同様、前記式（１），
（２）を満たしている。このイメージファイバーの任意
の１つのコアに光を入れたときの、クロストークの様子
を図１３のグラフ（以下、グラフ１０という）に示す。
グラフ１０から明らかなように実施例５のファイバー
は、非常に極細のファイバーであるにも拘らず、クロス
トークが少なく、画質が良好であることが分かる。ま
た、ファイバー長が０．５ｍと短いため、多成分系で高
ＮＡのファイバーにおいて問題となる短波長側の透過率
の低下を少なく抑えることができる。従って、伝送画像
の透過率特性は特に問題ない。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば解像
力が高くかつクロストークの少ない高画質のイメージフ
ァイバーを提供することができる。

【００６３】

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的なイメージファイバーを用いた内視鏡の
概要を模式的に示す配置構成図である。

【図２】同内視鏡に適用されるイメージファイバーのフ
ァイバーコンジットの断面構造を模式的に示す斜視図で
ある。

【図３】イメージファイバーの任意の１つのコアに光を
入射したときの各コアの番号の詳細を示す図である。

【図４】波長を変化させた場合のクロストークパラメー
タの変化を計算した結果を示すグラフ（グラフ１）であ
る。

【図５】ファイバー内で励振される各モードのパワーを
示すグラフ（グラフ２）である。

【図６】イメージファイバーの画素ピッチを一定にし、
コア系を変化させたときのＬＰ ₀₁モードの任意波長にお
けるクロストークパラメータを示すグラフ（グラフ３）
である。

【図７】イメージファイバーの画素ピッチを一定にし、
コア系を変化させたときのＬＰ ₁₁モードの任意波長にお
けるクロストークパラメータを示すグラフ（グラフ４）
である。

【図８】あるスペックのイメージファイバーに於ける、
使用波長に対する光量損失の様子を概念図で示すグラフ
（グラフ５）である。

【図９】実施例１のイメージファイバーの任意の１つの
コアに光を入射したときのクロストークの様子を示すグ
ラフ（グラフ６）である。

【図１０】実施例２のイメージファイバーの任意の１つ
のコアに光を入射したときのクロストークの様子を示す
グラフ（グラフ７）である。

【図１１】実施例３のイメージファイバーの任意の１つ
のコアに光を入射したときのクロストークの様子を示す
グラフ（グラフ８）である。

【図１２】実施例４のイメージファイバーの任意の１つ
のコアに光を入射したときのクロストークの様子を示す
グラフ（グラフ９）である。

【図１３】実施例５のイメージファイバーの任意の１つ
のコアに光を入射したときのクロストークの様子を示す
グラフ（グラフ１０）である。

【符号の説明】

１１内視鏡装置１３イメージファイバー１６クラッド１７コア

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のコアがクラッドを共有してなる、
コア間距離が４．０μｍ以下で、長さが１０ｍ以下のイ
メージファイバーに於いて、コア直径をａμｍ，コア間距離をｄμｍ，開口数を（ｎ₁はコアの屈折率，ｎ₂はクラッドの屈折率）とし
たとき、式（１）を満たすことを特徴とするマルチモードイメージファイ
バー。
【請求項２】使用波長の最大波長をλμｍとしたと
き、式（２）を満たすことを特徴とする特許請求の範囲第１項のイメ
ージファイバー。
【請求項３】複数のコアがクラッドを共有してなる、
コア間距離が４．０μｍ以下，コア直径が２．０μｍ以
下の多成分系ガラスファイバーに於いて、コア直径をａμｍ，コア間距離をｄμｍ，開口数を（ｎ₁はコアの屈折率，ｎ₂はクラッドの屈折率）とし
たとき、式（３）を満たし、且つ、式（４）を満たすことを特徴としたイメージファイバー。