JPS60257405A - 画像伝送用バンドルフアイバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は画像伝送に適した画像伝送用ハンドルファイバ
に関づる。

［発明の技術向背ｑとその問題点１ 一般にハンドルファイバは、多数のファイバ素線を緊密
な状態で束ねたものであり、一方の端面に結ばれた画像
を各ファイバごとにそれぞれ各画素に対応さｔ＝−Ｕ伝
搬し、他端に前記１ｉｉＩｉ像を再現できるようにづ゛
るものである。

第１図は、１！ｒ間昭５６−１１４１　／１号公報に開
示されていイ）バンドルフッ１イバの従）ｋ例である。

このバンドルファイバ１は、多数のファイバ素線２と、
該ファイバ素線２を束ねるシャグツ１〜Ｊ３どから構成
さ１；、（いる。又、−に記ジトケット・３を酸溶質ガ
ラス（゛形成し、両端以外の部分を酸に溶出して除去し
！、−可撓性のバンドルファイバがある。

上記各７〕・・イバ素線２は、光の通るコア部と、該コ
ア部を覆うように形成されたクラッド部とから構成され
、」ア部はクラッド部よりも屈折率を大きくして、効率
良く光を伝送できるようになっている。

従来のハンドルファイバ１では、ファイバ素線１は同一
径で、聞「」数Ｎ、△、が等しいものを用いていた。又
、この開口数Ｎ、Ａ、の大きなものを用いで、大ぎな角
度で入射される光を伝送０ぎるようにし−Ｃある。

しかしながら１．各ファイバ素線２の長手り向にお１プ
る外径に不均一部分があったり、特に可撓性のバンドル
ファイバにおいてはファイバ素線２が屈曲して隣接づる
ファイバ素線２に当接し／、＝りしでいると、開口数が
等しいため、−ブｊのノフ・イバ索線２に入り込んだ光
が当接部分から他方に入射され易く（又、これの逆の過
程も生じ易い。さらにこの過程が長手方向に沿って繰り
返し牛し易い。

）、各画素ごとに分離して伝送Ｃきなりイ【るため、伝
送された画質が低下してしまう。

従来このようなファイバ素線２間の光の出入りを防１に
づるために、ファイバ素線２間に光を絶縁する媒体（モ
リコート）を設りるとか、光吸収体を設けるなどの一手
段を用いたものがある１７例えば、吸収体としてガラス
材と異る月利を使っ／ｊものがあるが、これは光フアイ
バ素線ど吸収体月利の違いににす、製造に際して数々の
不具合が生じている。その１つに、マルチ法でバンドル
ファイバを製造する場合、ファイバ素線をジャケラ１〜
となるガラス管内に束ね、その周囲から加熱炉によｉ′
　リ、軟化温度以上に加熱しながらファイバ索線と：１ ガラス管と共に引き伸ばし、両端以外の酸溶質のガラス
管部分を酸で溶出除去して所望の径のバンドルファバを
＜ｒｌでいた。しかし、光吸収体どしてガラス材ど責る
月利例えば、高分子月利を用いた場合には、ガラスＩＪ
　Ｊζりも高分子祠Ｆｌの軟化温度がはるかに低いＩこ
め、加熱手段によるファイバ索線の引き伸ばしができな
いという不具合を生じ−Ｃい　ｌこ　。

このＪ、うに、ハンドルファイバを構成覆るファイバ累
線間の光絶縁性を高める有効な方法がｋ　＜、その解決
方法あるいは解決手段が久しく望まねでいた。

［発明の目的１ 本発明はトＪ　シた点にかんがみでなされたもので、解
像度の高い画像の伝搬を可能と覆る画像伝送用バンドル
ツノ１イバを提供することを目的とする。

［発明の概要］ 本発明は素線径の小さいもの秒間口数を大きくしたファ
イバ素線を用いると共に、中心から外周に向かう秤量Ｌ
」数が大きく、且つ素線径の小さいファイバ素線どなる
配列でバンドルファイバを構成して、伝送画像の質を向
上できるようにしである。

し発明の実施例］ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第２図ないし第４図は本発明の第１実施例に係り、第２
図は第１実施例における端面近傍のファイバ素線の配列
を示し、第３図は第１実施例を製造するための線引き工
程の様子を示し、第４図は第１実施例の動作を説１す］
′りるための光の伝搬の様子を示ず。

第２図に示づ゛ように第１実施例のハンドルファイバ１
１は、開口数の異る数種類のファイバ索線１２ａ、１２
ｂ、１２．ｃ、１２ｄ、−・・を緊密に結束して構成さ
れており、このバンドルファイバ１１の両端はその外周
を酸溶質ガラスのジトケット１３で結束固定されている
。

上記ファイバ素線１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、・
・・は細径のもの秤量口数Ｎ、Ａ、の大きなガラス母材
を用いて形成されている。さらに、開口数の小さい太径
のもの稈、バンドルファイバ２１の中心寄りに配直し、
開口数の大きく、細径のもの程、外周側となるように配
量して結束されている。

」上記バンドルファイバ１１は、例えば次のＪ：うな手
順で製造される。

先ず、その外径に応じた開口数を有するファイバ母材を
それぞれ多数用意する。この場合クラッド部として全一
′Ｃ等しい屈折率のものを用いる場合には、例えば＝１
１部にドープするゲルマニウムの酸化物ＧＯ（’、）２
の割合を変えて、この割合の大きいもの程、−］ア部の
屈折率が大きくなるので、この割合の大さいもの程細径
のファイバ母材にすれば良い。

上記開口数の異るファイバ母材を、径の太いもの程中心
寄りとなるように束ね、酸溶質ガラスで形成されたガラ
ス管１３′に入れ、フラップスを行い、第３図に示す加
熱装置１４を用いて所定の温度に加熱しながら線引きし
て所定の外径のものにする。しかしＣ１両端を残して、
中間部分の酸溶質ガラス管１３′を溶出除去して、ｉｉ
Ｊ　ｌ真情のハンドルファイバ１１を得ることができる
。

上記所定の温度に加熱した場合、細径のものは大径の−
ｂのど融点が等しいと、先に軟化してしまうことがある
が、この第１実施例では上記酸化物ＧｃＱ２をドープす
る割合と共に、その融点が高くなるので、細径のものも
、大径のものと同一温度で軟化させることができる。

上述のようにして製造されたハンドルファイバ１１は、
その半径方向に隣接−リ−るフッ・イバ累子は開口数が
異るので、開口数を等しくした従来例よりも光の伝送（
伝搬）に対し、分蝕が良くでさることを第４図に参照し
て説明する。

第４図においで、例えばファイバ素線１２ａとファイバ
素線１２ｂとがファイババンドル１１の半径方向に隣接
して配列され（ファイバ素１１２ｂはさらにファイバ素
線１２ｃと隣接する）、それぞれコア部の屈折率をｎｌ
、ｎ２　、それぞれのクラッド部の屈折率をｎｌｏ、ｎ
２０で表わし、例えばｎｌ　＞ｎ２でｎ　１０　＝　ｎ
　２０にしであるものと覆る、（ファイバを線１２　ｃ
のクラッド部の屈折’＄　ｎ　３０はｎ　２０等と宿し
いｂのとする。） この場合、ツノ・イバ索線１２ａの端面に、入（ト）さ
れた光は（の入射角θ１がそのファイバ素線１２ａの開
口数で規定される伝送可能になる入射角（匪）θａ　（
以下間口角と記づ。）以内であれば、コア部とクラッド
部との境界面で全反射されながら伝送できる。しかし、
ファイバ素線１２ａが屈曲されたり、製造上、径に不均
一部分があると、上記角度（９ａＪ、り小さい角度で入
射されたもので＝ｂ　、この角１０ａに近い角度で入射
されたれものは、隣接するファイバ素線１２ｂ側に入り
込むが（例えば符号Δで示ず光がＢ点から入り込むとす
る。）、この−ファイバ素線１２ｂの「ｌ１口数で規定
される開口角θ１）より大きいものはこのファイバ素線
１２ｂに取り込まれることなく、通り扱【フてしまい、
ファイバ素線１２ｂは隣接するファイバ素線１２ａから
の漏れ光が入り込むのを少くできる（上記）７・イバ素
線１２ｂが従来例のように全て同一の開口数であると、
隣接するファイバ素線に取り込まれてしまい易く、この
現象が当接部分でたえず生じ、漏れ光が広がり易い。）
つまり、間口数が大きいファイバ素子１２ａから漏れた
光があった場合、これと等しい開口数の場合よりも、上
記第１実施例のように開口数が小５さいファイバ素子１
２ｂとすることによって該ファイバ素子１２ｂに取り込
まれる割合を少くできる。

尚、上記ファイバ素線１２’ｂを通り抜【プた先は、こ
のファイバ索線１２ｂに隣接するフｊ・イバ素線の開口
数はさらに小さいので、取り込まれる（混入される）こ
となく通り抜ける。

ところで、開口数が小さいフッ・イバ素線１２ｂに入射
された光が漏れた場合、バンドルファイバ１１の半径が
小さくなる半径内側方向に対し−（は上記と同様に殆ど
取り込まれることがない。

一方、半径が大きくなる方向に漏れた場合には、その光
が入射された角度がファイバ素ａ１２ｂの間口角０６以
内の導波モードの光であれば、隣接するファイバ素線１
２ａで取り込まれる。この取り込まれた光は、ファイバ
素線１２ａの開口角θａに対して相対的にかなり小さい
（ファイバ素線１２ｂの場合、Ｊ、りら）ので、−１−
分余裕をもって伝送でき、他のファイバ索線側に謡れる
ことが少ない。（一方、従来例のにうに開口数が雪しく
しであると、上記ファイバ素線１２ａにもれたものは、
ファイバ素線１２ｂと同様な伝送特性であるので、さら
に隣接覆るファイバ素線側へど次々と漏れてしまって広
がってしまい易く、上述のようにｌｉに隣接Ｊるファイ
バ素線のみに収まる場合よりも伝送特性が低下覆る。） 上記ファイバ素線１２ａ側に河れた光が、入射角度が大
きなものについては、ファイバ素線１２ａの開口角Ｏａ
より小さくノれば、聞［］角θｂより大きくてもフッ・
イバ素線１２ａで略伝送される。

勿論間口角Ｏａ、Ｊ：り大きな角度で入用された光はフ
ァイバ索Ｆｉｌｌ　２ａを通り抜【ノる。

上述のように開口数の大きいファイバ素線１２ａが例え
ば）ｍ曲された部分から光が漏れ出ても、開口数が小さ
いファイバ素線１２ｂ側には殆ｌυど取り込まれないの
で、開口数を等しくした従来の場合よりもフン・イバ索
線間の分前を向−ＩＣき、伝送された画像の低下を防１
１−でさることに４する。換言り−ればファイバ索線間
の光の絶縁性を向−１−でさ、伝送画像の解像度を良く
Ｊることができる。（聞に１数を等しくシＩζ従来例の
場合には、ファイバ素線が当接Ｊ−る部分がハンドルフ
ァイバの長手方向に沿って多数箇所存在づるため、一方
から他方へと漏れ光が次々ど移っていったり、又逆に入
り込むことも同様に生じ易く、結果的に広い範囲にわた
っての光の出入りが可能になってフレア現象が生じて、
コン］−ラストの差のない不鮮明な伝送像になる。）　
又、上記第１実施例によれば、半径の大きくなる外周側
桿、ｒｆｔｌ　ＩＪ数を大さ・（シ（あるのでＬｌｉ位
面槓当りの伝送光ＩＲが増大できるの１′、従来例にお
りる外周の周辺側程■合い画像になってしまうことを改
善でき、ハンドルファイバ全面にわたって、＝ｌフンラ
ストのある明るい画像の伝送を実現できる。

［′　上記第１実施例においては、・ア部の屈折率を異
るものにして、開口数を異るものにしているが、−１）
′部の１ｕｌｌ　Ｉｌｉ率を古しくし、クラッド部のｌ
１ｉｌ　１１７率を責るしのにして径に応じた聞［」数
にりることもできる。

この第２実施例の動作を第５図を参照し−（説明する。

第５図において、ファイバ索線１２ａはファイバ索線１
２［）と１８シ、このファイバ素線１２ｂはさらにファ
イバ索線１２０ど接し、これらのコア部の屈折率ｒ’ｌ
　ｌ　、　ｎｌ、ｎ３は同一の屈折率（ｎｌ　＝ｎ２　
＝ｒＮ　）とし、一方クラッド部の屈折率ｎｌＯ，ｎ２
０．ｎ：ｔｏはそれぞれ異なるもの（ｎ　＋ｏ　＜ｒＴ
　２０　＜　ｍｌ　３０　）どする。

この場合、ファイバ素線１２ａ側に入射された光の伝搬
の様子は、ト記第１実施例と同様であり、ファイバ素線
１２［）側に入り込んでしまう割合を小さくできる。

一方、ファイバ素線１２ｂ側に入射された光は、例えば
その間に］数Ｎ、Ａ、で規定される開口角θｂより大き
い角度で入射されたもの（符号Ｃで示す）でも、一方の
側（バンドルファイバの半径が人きくなる側）η・隣接
づるフッ１イバ素線′１２ａのクララ］へ部の屈折率ｎ
ｌＯがｊ：り小ざいのＣ１図示のＪ、うにクラッド部ど
うしの境界面τ・縦用され′（、間口数の人さい）１イ
バ累線１２　Ｅ）側に入り込んでしまう割合を小さくで
きる。両りンツド部で履用された光が７ノ・イバ累線１
２Ｇどのクラッド部境界面に進行した場合には、屈折し
てファイバ素線１２ｃに入るが、このノｊフィバ累線１
２Ｇの開口数はファイバ索線１２ｂの開口数よりｂ小さ
いので、ファイバ索線１２ｃを通り抜り−（しまい、さ
らに内側にある他のファイバ索線に取り込まれることは
殆／υど生じない。

上記ファイバ素線１２ｂの開口角θｂに近い角度（間口
角よりは小さいものと−りる）で入ｑ・１された場合に
は、このファイバ素線１２ｂぐ伝送用面な光どなる。こ
の場合、径に不均一部分があったり、ファイバ素線１２
ｂがｌｌｌｉＩ曲されＩこ部分から、これに当接するフ
ァイバ素線１２　ａあるいは１２Ｃ側に漏れ出る可能性
があるが、ファイバ素線１２ａのクラッド部の屈折率ｎ
ｌｏが上述のＪこうにファイバ素線１２Ｆ）のもの「）
２ｏより小さくしＣあるので、ファイバ素線１２ａ側に
入り込んでしＪ：うことは殆んど防１１される。又、″
ノアイバ素線１２Ｃ側に仮りに翻れでも、このファイバ
素線１２ｃの間口数はノ１イバ索線１２ｂのものＪ、り
小さいので、殆んどの場合このファイバ糸線１２ｃを通
り扱【プるどＪ（に、さらにその内側のファイバ素線側
（゛取り込Ｊ、れることも殆んどない。

つまりこの場合にも、開口数を全て等しくした従来例の
場合Ｊ、すしファイバ素線間の漏れ光の分離を向」ニで
いる１、従って解像度の高い画像の伝送ができる。従っ
て、特に解像度の高い画像を必要とする内視鏡のイメー
ジガイドに用いた場合、非常に有効である。

尚、開口数を異る一ｂのにする場合、コア部及びクラッ
ド部の屈折率の少くとも一方が異るものにしても良いし
、両方ども異るもので形成しても良い。

尚、」上記実施例では外周よりのもの秤量［１数が大ぎ
く、且つ外径の小さくなるファイバ索線を配「スツ−る
ようにしであるが、これに限らずＬ述の配列のものに、
聞１」数の異なるものを不規則に配量したものを混入し
たものでも良い。

尚、ト記実施例では、可撓性のハンドルファイバを製造
する場合のガラスＢｌ材として二Ｊア部をクラッドで被
覆する二重ＷＪ造のものを用いＣいるが、これに限らず
さらに酸溶質ガラスで被覆したものを用いて線引きし、
その後両端以外の部分の酸溶質ガラス部分を除去して製
造することもぐきる。

又、本発明は、可撓性のものに限らず砂１’Ｊのバンド
ルファイバにも適用できるｂのである。

［発明の効果］ 以上述べたＪ：うに本発明によれば、外径及び開口数が
異る数種類のファイバ素線を用いＣ、バンドルファイバ
の中心から外周に向かうにつれ−Ｃ１開口数が大きく且
つ外径が小さくなるフ７・イバ素線の配列を有刃るよう
に結束してハンドルファイバを形成しているので、開口
数の巽るファイバ素線間相互におりる漏れ光の出入りの
割合を少くして、解像度の亭い画像の伝送を可能にする
。又、従来におりるハンドルファイバの周）２２側はど
、暗い画像になるのを改善し−で、周辺部でもコントラ
ストのある明るい画像どなる伝送特性を実現Ｃきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す横断面図、第２図ないし第４図は
本発明の第１実施例に係り、第２図は第１実施例の一方
の端部近傍での横断面図、第３図は第１実施例を製造す
るために線引きＪる概略の様子を示す紺Ｉ（ｌｉ面図、
第４図はファイバ素線に入射された光が進４−ｉ　７す
る様子を示で説明図、第５図は本発明の第２実施例にお
りる光の進行の様子を示す説明図である。 １１・・・ハンドルファイバ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ファイバ素線を結束して形成されるハンドルファイバに
   おいで、外径及び開口数の異るファイバ素線を用いると
   共に、中心から外周に向かうにつれて、間口数が大きく
   、且つ外径が小さくなる配列のファイバ素線を用いて構
   成したことを特徴どする画像伝送用ハンドルファイバ。