JPS61270704A - フアイバスコ−プ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高い解像力を有するファイバスロープに関す
るものである。

〔従来の技術〕

多数の光ファイバを束ねて画像伝送体として使田すＡフ
ァイバスコープが実用化されており、内視鏡等の種々の
光学装置に利用されている。このファイバスコープは可
撓性を有し任意の位置に自在に画像を伝搬できる大きな
利点を有している。

第６図は従来のファイバスコープの構成を示す線図であ
る。観察すべき物体１の像を対物レンズ２によってファ
イババンドル８の入射端８ａに結像させる。ファイババ
ンドル３は多数の光ファイバを互いに平行に配列葛し、
各光ファイバを接着剤によって結合して構成されている
。各光ファイバは高い屈折率のコアとコアの周囲に設け
られ低い屈折率のクラッドとから構成されている。入射
端８ａに結像した光束は、光ファイバのコア内を反射を
繰返しながら進行してファイババンドル゛８の出射端８
ｂに結像する。出射端８ｂに結像した物体１の像は接眼
レンズ４で観察されることになる。ファイババンドル８
の入射端８ａに結像し°た光束のうち光ファイバのクラ
ッド部及び各光ファイバ間の接着剤層に入射した光束は
光フアイバ内を伝搬せず、光ファイバのコア部に入射し
た光束だけが伝搬される。従って、ファイバスコープの
解像度を高めるにはヅアイババンドルのコアの密度を高
くすることになる。

一方、ファイバスコープを構成する光ファイバには、伝
送すべき光束の偏光状態を保存した状態で伝搬できる偏
波面保存ファイバが開発されている。この偏波面保存フ
ァイバは、従来の光ファイバとは異なり外部からの物理
的圧力が作用しても伝送すべき光束の偏光状態をほとん
ど変化させないで伝搬できる特性を有している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したように従来のファイバスコープでは、光ファイ
バのクラッド部及び光フアイバ間の接着剤層に入射した
光束は光フアイバ内を伝搬せずファイバスコープの解像
度の妨げとなっていた。一方、ファイバスコープのコア
密度を高くすればファイバスコープの解像度を高くする
ことが可能であるが、これにも限界がある。しかしなが
ら、内視鏡を用いて人間の患部を正確に観察するにはよ
り高い解像力を有するファイバスコープが必要であり、
より高い解像力を有するファイバスコープの開発が強く
要請されている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によるファイバスコープは伝搬すべき光束の偏光
状態を保存し得る複数の偏波面保存ファイバから成るフ
ァイババンドルと、観察すべき物体とファイババンドル
の入射端との間に配置した第１の複屈折素子と、ファイ
ババンドルの出射端と結像面との間に配置した第２の複
屈折素子とを具えることを特徴とするものである。

〔作　用〕

本発明では、物体とファイババンドルの入射端との間に
第１の複屈折素子を配置し、この第１の複屈折素子によ
って物体からの光束をｐ偏光とＳ偏光に分離する。そし
て複屈折素子がない場合に非伝搬部に入射するＳ偏光を
光ファイバのコア部と一致するように偏位させてｐ偏光
及びＳ偏光の像を共にファイババンドル内を伝搬させる
。一方、ファイババンドルの出射端側には第２の複屈折
素子を配置し、８偏光を偏位させてｐ偏光による像とＳ
偏光による像とを一致させる。この結果、出射側にはコ
ア部と対応する像と非伝搬部と対応する像とを一致させ
ることができ、伝搬される物体の像の解像度をほぼ２倍
にすることができる。

〔実施例〕

第１図は本発明によるファイバスコープの一例の構成を
示す線図である。観察すべき物体１０の像を対物レンズ
１１によってファイババンドル１２の入射端１２ａに結
像させる。対物レンズ１１とファイババンドル１２の入
射端１２ａとの間に第１の複屈折素子１８を配置する。

この第１の複屈折素子１８は、入射光束を複屈折させて
互いに直交する２条の光波（Ｓ偏光、ｐ偏光〕に分離す
る光学素子であり、例えば水晶をその光学軸に対しであ
る傾き角度を以って切り出した平行平板で構成する。複
屈折素子１２に入射した光束は互いに直交するＳ偏光と
ｐ偏光とに分かれ、ファイババンドル１８の入射端１８
ａに互いに偏位した位置に２個の物体像１０ａ及び１０
ｂを結像する。図面上では紙面方向に偏位したように図
示する。この２個の像１０ａ及びｘｏｂを構成する光束
は、７アイババンドル１８を伝搬してファイババンドル
１８の出射端１８ｂに２個の像１００及び１０ｄとして
結像する。本発明では、ファイババンドル１３を構成す
る光ファイバとして前述した偏波面保存ファイバを用い
る。従ってファイババンドル１８を伝搬した８偏光及び
ｐ偏光は共に偏光状態が保存された状態でファイババン
ドル１８内を伝搬し、出射端１８ｋ）に結像する。像１
００及び１０ｔｉを構成するｐ偏光及びＳ偏光は第２の
複屈折素子１４に入射する。この第２の複屈折素子１４
は、その結晶軸を第１の複屈折素子１２の結晶軸と直交
するように、すなわち互いに直交ニコルとなるよう配置
する。従って、第２の複屈折素子１４を透過したＳ偏光
及びｐ偏光は共に元の状態に環元され、接眼レンズ１６
によって１個の物体の像が観察される。

第２図は、第１図における光束の伝搬状態を示す模式図
である。第１の複屈折素子１２に入射した光束は、紙面
に垂直に振動するｐ偏光と紙面内に振動するＳ偏光とに
分かれ、ｐ偏光は直進して７アイババンドル１８内を伝
搬し、出射後第２の複屈折素子１４を直進する。一方８
偏光は第１の複屈折素子１２内をｐ偏光に対して９０’
ずれて伝搬し、出射後光学系の光軸に平行になり、ファ
イババンドル１３内を直進し出射後第２の複屈折素子１
４に入射する。第２の複屈折素子１４は、その結晶軸が
第１の複屈折素子１２の結晶軸に対して互いに直交する
ように配置されているから、入射したＳ偏光は環元され
出射後ｐ偏光と一致する。

この構成において、第１の複屈折素子１２が存在しない
場合に光ファイバのコア以外の部分に入射する光を第１
の複屈折素子１２を用いてコアの部分に入射するように
偏位させれば、この光束もファイババンドル１８内を伝
搬する。そして、出射後に第２の！屈折素子１４を用い
て元の進路に変換すれば、ファイババンドル１８の入射
端１８＆のコア以外の部分に入射しようとした光束もフ
ァイババンドル１８を伝搬し画像形成に寄与することに
なる。この結果、従来のファイバスコープに比べほぼ２
倍の解像度が得られることになる。

第３図Ａはファイババンドルの入射端側における光束の
状態を模式的に示す線図であり、同図Ｂは出射端側にお
ける光束の状態を模式的に示す線図である。ｐ偏光は複
屈折素子によって光路を変換せずそのまま直進するから
、複屈折素子１２を透過しファイババンドルの入射端の
コア入射面２０ａ、２１ａ、２２１！Ｌに入射したｐ偏
光はコア内を伝搬し、更に第２の複屈折素子１４をその
まま透過する。従って、ファイバスコープの出射端側に
はコアの部分に対応したｐ偏光による像が形成される。

一方、Ｓ偏光は複屈折素子１２によって偏位する。本例
では第１の複屈折素子１２がない場合にコア間の非伝達
部に向けて進行する８偏光ｇｏｂ及びｚｌｂを第１の複
屈折素子１２によって右隣りのコア２１ａ及び２２ａに
入射するように偏位させる。これにより、２０ｂ及び２
ｔｂに向けて入射しようとするＳ偏光はコア２１ａ及び
２２ａ内を伝搬する。そして、ファイババンド　１ル１
８を出射した後コア２１ａ及び２２＆を伝搬したＳ偏光
は、第２の複屈折素子１４によりそれぞれ２０ｂ及び２
１ｂの位置に環元されることになる。この結果、ファイ
バスコープの出射側では、コアと対応する部分にはｐ偏
光による像が形成され、クラッド及び接着剤層と封材る
部分にはＳ偏光の像が形成されることにな゛す、７アイ
パスコープの解像度を２倍に高めることができる。

第６図は本発明によるファイバスコープの変形例の構成
を模式的に示すｌｓ図である。第８図で用いた部材と同
一の部材には同一符号を付して説明する。

本例では第１の複屈折素子１２と第２の複屈折素子１４
とを平行ニコルとなるように配置すると共に、ファイバ
バンドルの出射端１８ｂと第２の複屈折素子１４との間
に偽波長板８０を配置する。只波長板を挿入すると、こ
の偽波長板８０に入射したｐ偏光はＳ偏光に変換されＳ
偏光はｐ偏光に変換されることになる。この結果、ファ
イババンドル１８を伝搬したＳ偏光は第２の複屈折素子
１４を直進し、一方ｐ偏光は第２の！屈折素子１４によ
って屈折しＳ偏光の光路と一致するように偏位し、Ｓ偏
光及びｐ偏光の像が一致して形成されることになる。

第６図は本発明による７アイバスコープを内視鏡のレク
チヤスコープに応用した例を示す。観察すべき物体の像
を伝搬するイメージガイド４０の後方に結像レンズ４１
及びハーフプリズム４２を設ける。操作者はこのハーフ
プリズム４２を介して観察する。ハーフプリズム４２で
反射した光束は、結像レンズ４８を経て第１の複屈折素
子４４に入射する。そして８偏光及びｐ偏光が偏波面保
存７アイバから成るファイババンドル４５を伝搬し、第
２の複屈折素子４６によってＳ偏光及びｐ偏光の像が一
致し、接眼レンズ４７を介して観察する。

本発明は上述した実施例だけに限定されるものではなく
幾多の変更や変形が可能である。例えば上述した実施例
では、複屈折素子として結晶軸に対しである角度を以っ
て切り出した水晶板を用いたがグラントムソンプリズム
等ような複合プリズムを用いることができる。

また、第１及び第２の複屈折素子は、それらによる偏位
置及び偏位方向が互いに等しくなればよく、その厚さ等
は相異してもよい。

更に像を偏位させる方向及び偏位置は、クラッド及び接
着剤層の非伝搬部分がいずれかの光ファイバのコア入射
面と一致するように設定すればよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、従来装置では伝搬
されなかった光ファイバのクラッド及び各光フアイバ間
を結合する接着剤層に向けて入射しようとする光束も伝
搬する構成としているから、ファイバスコープの解像度
をほぼ２倍まで高くすることができる。

また、クラッド及び接着剤層は視野内で目障り。

な網目模様を形成していたが、この網目模様を消滅させ
ることができ、観察し易すい観察像を形成することがで
きる。

表画面の簡単な説明 第１図は本発明によるファイバスコープの一例の構成を
示す線図、 第２図は光束の伝搬状態を示す模式図、第８図Ａはファ
イババンドルの入射端側における光束の状態を模式的に
示す線図、 第８図Ｂはファイババンドルの出射端側における光束の
状態を模式的に示す線図、 第４図は本発明によるファイバスコープの変形例の構成
を示す模式図、 第５図は本発明によるファイバスコープを内視鏡装置の
レクチヤスコープに応用した例を示す線図、 第６図は従来のファイバスコープの構成を示す線図であ
る。

１０・・・物体　　　　　　　１１・・・対物レンズ１
２　、４４・・・第１の複屈折素子 １３　、４５・・・ファイババンド １４　、４６−・・第２の複屈折素子 １５．４７−・・接眼レンズ　８０−＃−力波長板４０
・・・イメージガイド　　４１　、４８・・・結像レン
ズ４２・・・ハーフプリズム 手続補正書　　　　ｌ。

昭和６０年　７月ｌＯ日 昭和６０年特許　願第１１１３’　２５号２、発明の名
称 ファイバスコープ ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 （０３７）　　オリンパス光学工業株式会社明細書第５
頁第８〜１１行の「１２の入射端１２ａに・・・複屈折
素子１８は、」を「１８の入射端１８ａに結像させる。

対物レンズ１１とファイババンドル１８の入射端１８　
ａとの間に第１の複屈折素子１２を配置する。この第１
・の複屈折素子１２は、」に訂正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　伝搬すべき光束の偏光状態を保存し得る複数の偏波
   面保存ファイバから成るファイババンドルと、観察すべ
   き物体とファイババンドルの入射端との間に配置した第
   １の複屈折素子と、ファイババンドルの出射端と結像面
   との間に配置した第２の複屈折素子とを具えることを特
   徴とするファイバスコープ。 ２　前記第１及び第２の複屈折素子の間に１／２波長板
   を配置したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のファイバスコープ。