JP2005222087A - Image fiber and its manufacturing method - Google Patents

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勝也 小野
Masaru Shiraiwa
勝 白岩
Kimihiko Nishioka
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image fiber which has high resolution, is free from unequal brightness and is formed to decrease the crosstalks of transmitted light and a process for producing the image fiber and further, the image fiber having a large outside diameter and high flexibility and a process for producing the image fiber. <P>SOLUTION: This image fiber is composed by arranging in parallel a plurality of conduit type image fiber units in which a plurality of cores have a cladding in common, by forming the so-arranged conduit type image fiber units each integrally at their incident end and exiting end, and by separating each in the intermediate section. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、主に、医療用の内視鏡等に適用される高画質で細径のイメージファイバー、及びその製造方法に関するものである。   The present invention mainly relates to a high-quality, small-diameter image fiber applied to a medical endoscope or the like, and a manufacturing method thereof.

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12に見られるような構成のものがよく知られている。即ち、図12に示す内視鏡装置21の構成において、図示しない照明光学系によって照明された被観察対象物体Tは、対物レンズ群22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23の入射端面23aに結像されると共に、この結像された観察像(T)が、イメージファイバー23を経て伝送され、且つ、出射端面23bから出射されて、接眼レンズ24を介して観察される。   In general, as a medical endoscope using this type of image fiber, one having a configuration as shown in FIG. 12, for example, is well known. That is, in the configuration of the endoscope apparatus 21 shown in FIG. 12, the object T to be observed illuminated by an illumination optical system (not shown) is an image fiber 23 configured by bundling a plurality of optical fibers through the objective lens group 22. The observation image (T) thus formed is transmitted through the image fiber 23 and emitted from the emission end surface 23b and observed through the eyepiece 24. .

又、このようなイメージファイバーとしては、イメージファイバーを構成する1本1本の各光ファイバーが、入射端,出射端で一体化され、且つ、中間部で分離された構成のフレキシブル型イメージファイバーや、各コアがクラッドを共有して一体的に構成されているコンジット型イメージファイバーが公知である。図13は、このコンジット型イメージファイバーの断面構造を模式的に示しており、コンジット型イメージファイバー25は、共通のクラッド26の内部に相互に離間して配置された複数の各コア27を備えて構成される。   In addition, as such an image fiber, a flexible image fiber having a configuration in which each optical fiber constituting the image fiber is integrated at an incident end and an output end and separated at an intermediate portion, A conduit-type image fiber in which each core is integrally formed with a common cladding is known. FIG. 13 schematically shows a cross-sectional structure of the conduit type image fiber. The conduit type image fiber 25 includes a plurality of cores 27 arranged in a common clad 26 and spaced apart from each other. Composed.

更に、この種のイメージファイバーを用いた内視鏡装置21においては、近年に至って益々その外形の細径化が進み、最近では、例えば、血管等の内部をも観察し得るように、直径1mm以下にまで細径化された内視鏡の研究開発がなされており、これに伴い、内視鏡装置21に適用されるイメージファイバー23についても、非常に細くなってきている。   Furthermore, in the endoscope apparatus 21 using this type of image fiber, the outer diameter of the endoscope apparatus 21 has been increasingly reduced in recent years, and recently, for example, a diameter of 1 mm so that the inside of a blood vessel or the like can be observed. Research and development of endoscopes that have been reduced in diameter to the following have been made, and along with this, the image fiber 23 applied to the endoscope apparatus 21 has also become very thin.

しかしながら、前記内視鏡装置21のイメージファイバー23を構成する個々の各光ファイバーは、その外径が数百μm程度と極めて細く、且つ、コア径が数μm,画素数が2〜3千本程度であり、観察像Tに関して、必ずしも満足な画質が得られる訳ではない。   However, each individual optical fiber constituting the image fiber 23 of the endoscope apparatus 21 has an extremely small outer diameter of about several hundreds μm, a core diameter of several μm, and a number of pixels of about 2 to 3,000. With respect to the observed image T, satisfactory image quality is not always obtained.

以下説明するイメージファイバーにおいて、イメージファイバーのコア半径a,クラッド厚d及びコア間隔Pは、図14に示す定義に基づくものである。   In the image fiber described below, the core radius a, the cladding thickness d, and the core interval P of the image fiber are based on the definitions shown in FIG.

図12及び図13に示した各イメージファイバーのうちで、前記フレキシブル型イメージファイバーにおいては、例えこれを大外径化しても、そのフレキシブル性が保持されるが、個々の各光ファイバーを細径化すると折れ易くなり、又、クラッドが薄くなるために、長波長側の光がクラッドから滲み出して青く着色されることになって好ましくなく、この結果、各光ファイバーの相互間隔を10μm程度までしか小さくできないという不都合がある。   Of the image fibers shown in FIGS. 12 and 13, the flexible image fiber retains its flexibility even if the outer diameter of the flexible image fiber is increased. However, the diameter of each individual optical fiber is reduced. Then, it becomes easy to break, and since the clad becomes thin, light on the long wavelength side oozes out from the clad and is colored blue. As a result, the mutual interval between the optical fibers is reduced to about 10 μm. There is an inconvenience that it cannot be done.

一方、後者のコンジット型イメージファイバーはこのような極細径の内視鏡装置に用いられることが多い。そして、このコンジット型イメージファイバーについては、各コアがクラッドを共有しているために、各光ファイバーの相互間隔を小さくすることは可能ではあるが、この場合にも、外径がおよそ500μmを越えると著しくフレキシブル性が損なわれることになって、フレキシブル性を保持したままでは、その大径化ができないという問題があった。   On the other hand, the latter conduit-type image fiber is often used for such an ultra-fine diameter endoscope apparatus. In this conduit type image fiber, since the cores share the clad, it is possible to reduce the distance between the optical fibers, but in this case as well, if the outer diameter exceeds about 500 μm, The flexibility is remarkably impaired, and there is a problem that the diameter cannot be increased while maintaining the flexibility.

そして、前記構成によるコンジット型イメージファイバー25では、共通のクラッド26が光軸方向に連続しているために、各コア27の相互間隔を前記フレキシブル型イメージファイバーよりは小さくすることができるが、各コア27内を伝送される光の一部が、クラッド26とコア27との境界面から、クラッド26中に漏れ出ると共に、この漏れ出た光成分が他のコア27内に混入する現象、所謂、伝送光のクロストークが発生し易くなることが知られており、このクロストーク現象は、特に、クラッド26の厚さが波長の数倍程度まで薄くなるような、例えば、各コア27の相互間隔を10μm以下程度にまで細径化した場合に著しく、画質を劣化させる大きな原因となる。   In the conduit-type image fiber 25 having the above-described configuration, since the common clad 26 is continuous in the optical axis direction, the interval between the cores 27 can be made smaller than that of the flexible-type image fiber. A part of the light transmitted through the core 27 leaks into the clad 26 from the boundary surface between the clad 26 and the core 27, and this leaked light component is mixed into another core 27, so-called phenomenon. It is known that crosstalk of transmitted light is likely to occur, and this crosstalk phenomenon is particularly caused when the thickness of the clad 26 is reduced to about several times the wavelength. When the interval is reduced to about 10 μm or less, the image quality is remarkably deteriorated.

又、最近では、これらの極細径イメージファイバー23についても高画素化と共に明るい画像、即ちコア27の占有率(画素密度)の高いイメージファイバーが望まれている。このため、各コア27の径を細くすると共に、各コア27の相互間のクラッド26を薄くしてコア占有率を高める必要がある。   Recently, as for these ultrafine image fibers 23, a bright image, that is, an image fiber having a high occupation ratio (pixel density) of the core 27 is desired as the number of pixels increases. For this reason, it is necessary to reduce the diameter of each core 27 and to thin the clad 26 between the cores 27 to increase the core occupation ratio.

しかし一方で、前記各コア27の相互間でのクラッド26の厚さが光の波長の数倍以下になると、光ファイバー相互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。そして、前記クロストークによる画質の低下を防止するためには、クラッド26の厚さを大きくしなければならないが、そうすると今度は、光ファイバー束の断面における単位面積当たりのコア27の占有率が小さくなってしまい、この結果、明るい画像が得られなくなり、併せて、高画素化もまた達成できなくなるという欠点が残るものであった。   However, if the thickness of the clad 26 between the cores 27 is less than several times the wavelength of light, crosstalk is likely to occur due to mode coupling between the optical fibers, and the image quality of the transmitted image is remarkably increased. This will result in a decrease. In order to prevent the image quality from being deteriorated due to the crosstalk, the thickness of the clad 26 must be increased. In this case, however, the occupation ratio of the core 27 per unit area in the cross section of the optical fiber bundle is reduced. As a result, a bright image cannot be obtained, and at the same time, the disadvantage that high pixels cannot be achieved remains.

このようにクロストークを減少させるためには、クラッド26を厚くする必要があり、又、一方では、コア占有率を高めるためには、クラッド26を薄くしなければならないという相反する課題があった。   Thus, in order to reduce the crosstalk, it is necessary to increase the thickness of the clad 26. On the other hand, in order to increase the core occupation ratio, there is a conflicting problem that the clad 26 must be thinned. .

ところで、一般的に、この種のイメージファイバーにおいて、コア内を伝搬する光の伝搬定数(β)が異なる光ファイバーで構成される場合には、コア内を伝搬する光の伝搬定数(β)が等しい光ファイバーで構成される場合よりも、クロストークが小さくなることが知られているが、このイメージファイバーにおけるコア内を伝搬する光の伝搬定数(β)を異ならせるためには、正規化周波数(V)の値が異なるようにすればよい。   By the way, in general, in this type of image fiber, when the propagation constant (β) of light propagating in the core is composed of different optical fibers, the propagation constant (β) of light propagating in the core is equal. It is known that the crosstalk is smaller than that of an optical fiber. In order to make the propagation constant (β) of light propagating in the core of this image fiber different, the normalized frequency (V ) Should be different.

ここで、前記V値は、次式(1) に示すように、コアの半径(a)に依存していることが分かる。

Figure 2005222087
但し、k=2π/λ(λはファイバ内を伝搬する光の波長)
1,n2 は夫々コアとクラッドの屈折率である。 Here, it can be seen that the V value depends on the radius (a) of the core as shown in the following equation (1).
Figure 2005222087
Where k = 2π / λ (λ is the wavelength of light propagating in the fiber)
n 1 and n 2 are the refractive indexes of the core and the clad, respectively.

又、次式(2) は、一般にファイバーの開口数(NA)と呼ばれるパラメータである。

Figure 2005222087
The following equation (2) is a parameter generally called a fiber numerical aperture (NA).
Figure 2005222087

そして、これらの点に着目したイメージファイバーにおけるクロストーク対策の一つとして、例えば、特公平3−81126号及び特公平3−77962号の各公報等に開示されているような、異なる大きさのコア径を有する複数の光ファイバー素線を相互に束ねてイメージファイバーを構成するようにした,所謂、ランダムイメージファイバーが知られている。   And as one of the measures against crosstalk in the image fiber paying attention to these points, for example, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-81126 and Japanese Patent Publication No. 3-77796, etc. A so-called random image fiber is known in which a plurality of optical fiber elements having a core diameter are bundled together to form an image fiber.

しかし、従来のランダムイメージファイバーの場合には、使用する光ファイバー素線の種類が少なく、且つ、これをランダムに束ねるために、同一コア径の素線相互が隣接してしまう場合が多く、この同一コア径の素線相互間におけるクロストークによって画質の劣化が生ずるという好ましくない問題点があった。   However, in the case of a conventional random image fiber, there are few types of optical fiber strands to be used, and in order to bundle them at random, strands having the same core diameter are often adjacent to each other. There was an undesirable problem that image quality deteriorated due to crosstalk between the core diameter strands.

又、これらのイメージファイバーにおいては、夫々の各コアもランダムに配列されていることから、伝送画像の解像力が部分部分によって不均一であったり、直線のエッジが曲がって見えることがある等、伝送画像が見にくくなるものであった。
更に、夫々の各コア径がランダムで、且つ、その配列が六方稠密になっているイメージファイバーが、特開平4−214042号公報に開示されているが、このイメージファイバーにおいても、コア/クラッド比(光ファイバー素線の外径とコア径との比)の異なる光ファイバーをランダムに配列しているために、例えば、均一的な明るさの被観察物体を観察すると、その観察画像自体に明るさムラが生じるという問題がある。
In these image fibers, each core is also randomly arranged, so that the resolution of the transmitted image may be uneven in some parts, and the straight edges may appear bent. The image was difficult to see.
Further, an image fiber in which each core diameter is random and the arrangement thereof is hexagonally dense is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-214042. However, in this image fiber, the core / cladding ratio is also disclosed. Since optical fibers with different (ratio between the outer diameter of the optical fiber and the core diameter) are randomly arranged, for example, when an observed object with uniform brightness is observed, the observed image itself has uneven brightness. There is a problem that occurs.

そこで、本発明は、このような従来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、高解像で明るさムラがなく、伝送光のクロストークを軽減させ得るようにしたイメージファイバー及びその製造方法、更に、大外径でフレキシブル性に富むイメージファイバー及びその製造方法を提供することである。   Therefore, the present invention has been made to solve such a conventional problem, and the object of the present invention is to be able to reduce crosstalk of transmitted light with high resolution and no brightness unevenness. Another object of the present invention is to provide an image fiber having a large outer diameter and high flexibility and a method for manufacturing the same.

上記目的を達成するために、本発明に係るイメージファイバーは、複数コアがクラッドを共有している複数のコンジット型イメージファイバーユニットが並列的に配列されると共に、該配列によるコンジット型イメージファイバーユニットがその入射端及び射出端で夫々一体的に形成され、且つ、中間部で夫々に分離して構成されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, according to the image fiber of the present invention, a plurality of conduit-type image fiber units in which a plurality of cores share a clad are arranged in parallel, and the conduit-type image fiber unit by the arrangement includes The incident end and the emission end are integrally formed, and the intermediate portion is separated from each other.

又、本発明によるイメージファイバーは、複数種類のコアを有し該コアに共有されるクラッドからなるイメージファイバーにおいて、少なくとも50%以上のコアが同一種類のコアと隣接しないように配列され、前記複数種類のコアは形状の異なる少なくとも3種類のコアであり、前記クラッド部の厚さdが以下の条件式を満足することを特徴とする。
0.8μm<d<1.8μm
The image fiber according to the present invention is an image fiber having a plurality of types of cores and made of a clad shared by the cores, wherein at least 50% or more of the cores are arranged so as not to be adjacent to the same type of cores. The types of cores are at least three types of cores having different shapes, and the thickness d of the clad portion satisfies the following conditional expression.
0.8μm <d <1.8μm

又、本発明によるイメージファイバーは、好ましくは、前記コンジット型イメージファイバーユニットは複数種類のコアを有し、前記コアと共有されるクラッドからなるイメージファイバーであることを特徴とする。   The image fiber according to the present invention is preferably characterized in that the conduit-type image fiber unit is an image fiber having a plurality of types of cores and comprising a clad shared with the cores.

又、本発明によるイメージファイバーは、好ましくは、前記複数種類のコアを有するコンジット型イメージファイバーユニットにおいて、同一種類のコアを隣接しないように配列して構成したことを特徴とする。   The image fiber according to the present invention is preferably characterized in that in the conduit type image fiber unit having the plurality of types of cores, the same type of cores are arranged so as not to be adjacent to each other.

又、本発明によるイメージファイバーは、好ましくは、前記コンジット型イメージファイバーユニットの外径の大きさが500μm以下であるようにしたことを特徴とする。   The image fiber according to the present invention is preferably characterized in that the outer diameter of the conduit type image fiber unit is 500 μm or less.

又、本発明によるイメージファイバーは、好ましくは、前記コアの配列はほぼ規則的であることを特徴とする。   The image fiber according to the present invention is preferably characterized in that the arrangement of the cores is substantially regular.

本発明によれば、複数種類の各光ファイバー素線からなり、同一外径の各コアを相互に隣接しないように配列して構成したので、クロストークを抑制して画質の劣化を防止でき、合わせて明るさムラのない細径且つ高解像度によるイメージファイバーを提供でき、又比較的大外径でフレキシブル性に富み同様に高解像度のイメージファイバーも得られるという優れた特長がある。   According to the present invention, each optical fiber is composed of a plurality of types of optical fibers, and the cores having the same outer diameter are arranged so as not to be adjacent to each other, so that crosstalk can be suppressed and image quality deterioration can be prevented. In addition, there is an excellent feature that an image fiber having a small diameter and high resolution without unevenness of brightness can be provided, and a high resolution image fiber having a relatively large outer diameter and high flexibility can be obtained.

本発明の実施形態の説明に先立ち、本発明の作用効果について説明する。   Prior to the description of the embodiment of the present invention, the function and effect of the present invention will be described.

ここで、図15は、従来のランダムイメージファイバーの一例による端面構成を示す図であり、又、図16は、同構成における主要部の詳細を拡大して示す端面説明図である。   Here, FIG. 15 is a view showing an end face configuration according to an example of a conventional random image fiber, and FIG. 16 is an end face explanatory view showing an enlarged detail of a main part in the same configuration.

即ち、図15に示すランダムイメージファイバーは、夫々に異なった3種類のコア径による各コアの周りを個々夫々にクラッドによって被覆した多数の光ファイバー素線を束ねると共に、これを加熱圧着し、且つ、線引き加工して延伸させることにより、所望の外径太さに形成したもので、各クラッド同士が相互に融着されて一体化され、ここでは、所謂,コンジット型イメージファイバーの構成になっている。   That is, the random image fiber shown in FIG. 15 is a bundle of a large number of optical fibers each of which is coated with a clad around each core having three different core diameters, and thermocompression-bonded, and It is formed to have a desired outer diameter by drawing and drawing, and the clads are fused and integrated with each other. Here, a so-called conduit-type image fiber is formed. .

つまり、この場合には、図16に示されているように、まず、同一の小径からなる第1の各コア27a1,及び27a2 が夫々に同一の領域A内で相互に隣接して配置され、又、同一の大径からなる第2のコア27bが同一の領域B内で相互に隣接して配置され、更に、中間径からなる第3のコア27cが領域C内で相互に隣接せずに独立して配置されており、これらの各領域A,B,Cのそれ自体が相互に隣接位置されている。
従って、このように構成されるランダムイメージファイバー内には、結果的にみるとき、コアの太さの異なる3種類の光ファイバー素線が含まれていることになる。
That is, in this case, as shown in FIG. 16, first, the first cores 27a 1 and 27a 2 having the same small diameter are arranged adjacent to each other in the same region A. Further, the second cores 27b having the same large diameter are arranged adjacent to each other in the same region B, and the third cores 27c having the intermediate diameter are adjacent to each other in the region C. The regions A, B, and C themselves are adjacent to each other.
Therefore, in the random image fiber configured as described above, three types of optical fiber strands having different core thicknesses are included as a result.

ここで、前記図15及び図16に示すランダムイメージファイバーの構成において、同一の領域A内での隣接する第1の各コア27a1,及び27a2 の夫々に対して、個別に光を入射したときの光出力状態を図17及び図18に夫々に示す。
これらの各場合には、図17及び図18に示されているように、同一の領域A内に属する全ての各コア,ここでは、同一径による全ての各コアから光が射出されていること,換言すると、クロストークによって同一径をもった近隣の各コアへ光が漏れ出していることが分かる。又、これに対して、領域A以外の各領域B,Cに属する夫々の各コアからは殆んど光が射出されておらず、この結果、異なったコア径のファイバー相互間では、クロストークが全くないか、或は、例えあったとしても認識不能な程度の低レベルのものであることが明らかである。
Here, in the configuration of the random image fiber shown in FIGS. 15 and 16, light is individually incident on each of the adjacent first cores 27a 1 and 27a 2 in the same region A. The light output state at that time is shown in FIGS. 17 and 18, respectively.
In each of these cases, as shown in FIGS. 17 and 18, light is emitted from all the cores belonging to the same region A, here, all the cores having the same diameter. In other words, it can be seen that light leaks to neighboring cores having the same diameter due to crosstalk. On the other hand, almost no light is emitted from the respective cores belonging to the regions B and C other than the region A. As a result, crosstalk is caused between fibers having different core diameters. It is clear that there is no or a low level that is unrecognizable, if any.

又、同一の領域B内の第3のコア27bに対して光を入射したときの光出力状態を図19に示す。
ここでも、図17及び図18に示された状態と全く同様に、近接する同一径の各コアのみから光が射出されており、この同一径の各コア間でのクロストークが大きいことが分かる。
FIG. 19 shows the light output state when light is incident on the third core 27b in the same region B.
Here again, just as in the state shown in FIGS. 17 and 18, light is emitted only from the adjacent cores of the same diameter, and it can be seen that the crosstalk between the cores of the same diameter is large. .

一方、隣接する各コアの径や形状が異なると、その各コア内を伝搬する光の伝搬定数(β)もまた異なるために、クロストークの発生が極めて少なくなる。
このように隣接する各コア径が異なるコアに光を入射したときの光出力状態、ここでは、領域C内の第4のコア27cに対して光を入射したときの光出力状態を図20に示しているが、この場合には、該当するコアのみから光が射出されており、図17,図18及び図19に示された状態と比較すると、クロストークの発生が極めて少ないことが分かる。
On the other hand, if the diameters and shapes of adjacent cores are different, the propagation constant (β) of light propagating through the cores is also different, so that the occurrence of crosstalk is extremely reduced.
FIG. 20 shows the light output state when light is incident on the adjacent cores having different core diameters, here, the light output state when light is incident on the fourth core 27c in the region C. As shown, in this case, light is emitted only from the corresponding core, and it can be seen that the occurrence of crosstalk is extremely small as compared with the states shown in FIGS.

つまり、以上の結果から明らかな如く、外径の異なるコア間のクロストークは極めて小さく、図20に示されているように、隣接する周囲が全て異なる外径のコアによって囲まれていれば、実質上,クロストークを感知できないレベルまで抑制し得るのである。   In other words, as is clear from the above results, the crosstalk between the cores with different outer diameters is extremely small, and as shown in FIG. 20, if the surroundings are all surrounded by cores with different outer diameters, In effect, crosstalk can be suppressed to an undetectable level.

而して、前記構成によるイメージファイバーを得るためには、図21に示されているように、少なくとも3種類からなる複数本の光ファイバー素線31A,31B,31C(図21中では、単にA,B,Cとして区分)を用い、各光ファイバー素線31A,31B,31Cを六方稠密に規則的に配列する必要があるが、従来から実行されている一般的な手段では、数千画素を有するイメージファイバーにおいて、このような六方稠密で規則的な配列を実現するのは極めて困難である。   Thus, in order to obtain an image fiber having the above-described configuration, as shown in FIG. 21, a plurality of optical fiber strands 31A, 31B, and 31C of at least three types (in FIG. 21, simply A, It is necessary to regularly arrange the optical fiber strands 31A, 31B, and 31C in a hexagonal close-packed manner, but an ordinary method that has been conventionally performed is an image having several thousand pixels. It is extremely difficult to achieve such a hexagonal dense and regular arrangement in the fiber.

又、この場合、各光ファイバー素線31A,31B,31Cを規則的な六方稠密状に配列するためには、同一外径で、且つ、夫々にコア径の異なる各光ファイバー素線を用いていることから、各光ファイバー素線31A,31B,31Cにおける夫々の各コア占有率(コア/クラッド比の2乗)が異なっており、これらの各光ファイバー素線の規則的な配列に乱れを生じた場合には、均一な明るさの被観察物体を見たとき、必然的に全体的な明るさムラを生ずる虞があるために、各光ファイバー素線の規則的な配列、つまり、六方稠密状の配列に十分な考慮が必要である。   In this case, in order to arrange the optical fiber strands 31A, 31B, and 31C in a regular hexagonal close-packed shape, the optical fiber strands having the same outer diameter and different core diameters are used. Therefore, when the respective core occupancy rates (the square of the core / cladding ratio) of the optical fiber strands 31A, 31B, and 31C are different, the regular arrangement of the optical fiber strands is disturbed. Since there is a possibility that the entire brightness unevenness will inevitably occur when an object to be observed having a uniform brightness is viewed, a regular arrangement of each optical fiber, that is, a hexagonal close-packed arrangement is used. Sufficient consideration is necessary.

ここで、図22は、コア/クラッド比が異なり、且つ、外径が同一の5種類の光ファイバー素線を六方稠密状に不規則に束ねてなるイメージファイバーの全面に均一な光を入射させた場合の光出力状態を示す図であるが、同図から明らかなように、全体的な明るさムラを生じている。   Here, in FIG. 22, uniform light is incident on the entire surface of an image fiber in which five types of optical fiber wires having different core / cladding ratios and the same outer diameter are irregularly bundled in a hexagonal close-packed shape. FIG. 6 is a diagram showing a light output state in the case where, as is apparent from FIG.

そして、前記全体的な明るさムラを解消するためには、第1に図21に示したように、規則的に光ファイバー素線を配列する、第2にコアの断面形状が異なりコア占有率の等しい光ファイバー素線を用いる、第3に同一のコア占有率で夫々外径の大きさの異なる複数本の光ファイバー素線を用いる、ということが考えられる。   In order to eliminate the overall brightness unevenness, first, as shown in FIG. 21, optical fiber strands are regularly arranged. Second, the cross-sectional shape of the core is different, and the core occupancy rate is It is conceivable to use the same optical fiber strands, and thirdly, to use a plurality of optical fiber strands having the same core occupation ratio and different outer diameters.

前記第2のイメージファイバーを実現するためには、例えば、外径が同じで、コア形状が異なり、且つコア断面積が等しい複数の各光ファイバー素線を束ねると共に、これを加熱圧着して延伸させるようにすればよく、このような素線を用いるときは、六方稠密の規則的なコア配列によるイメージファイバーを構成できるため、伝送画像の解像力が均一になって、均一な明るさの被写体を観察したときに生じる明るさムラを防止することができる。   In order to realize the second image fiber, for example, a plurality of optical fiber strands having the same outer diameter, different core shapes, and equal core cross-sectional areas are bundled and stretched by thermocompression bonding. When using such strands, an image fiber with a hexagonal close-packed regular core arrangement can be configured, so that the resolution of the transmitted image is uniform and a subject with uniform brightness is observed. It is possible to prevent brightness unevenness that occurs when

又、少なくとも3種類以上の各光ファイバー素線を用い、これら各光ファイバー素線を同一径の素線が相互に隣接しないように規則的に配列させることによって、クロストークの少ないイメージファイバーが得られる。   Further, by using at least three kinds of optical fiber strands and arranging these optical fiber strands regularly so that the strands of the same diameter are not adjacent to each other, an image fiber with less crosstalk can be obtained.

次に、第3のイメージファイバーについて説明する。図26は、コア/クラッド比が同一で、且つ、外径も同一の5種類の光ファイバー素線を六方稠密状に束ねてなるイメージファイバーの全面に均一な光を入射させた場合の光出力状態を示す図であるが、この図から明らかなように、全体的に平均した明るさの出力が得られる。
しかしながら、従来の手法でこのような第3のイメージファイバーを製作すると、配列が不規則にならざるを得ないため、同一外径の各素線が相互に隣接しないように夫々の光ファイバー素線の配列手段に工夫が必要になる。
Next, the third image fiber will be described. FIG. 26 shows a light output state when uniform light is incident on the entire surface of an image fiber formed by bundling five types of optical fiber wires having the same core / cladding ratio and the same outer diameter in a hexagonal close-packed shape. As is apparent from this figure, an overall average brightness output is obtained.
However, when such a third image fiber is manufactured by the conventional method, the arrangement must be irregular. Therefore, the respective optical fiber strands are arranged so that the strands having the same outer diameter are not adjacent to each other. A device is required for the arrangement means.

ここで、まず、前記光ファイバー素線を配列する第1の手法について説明する。
外径の大きさの異なる複数の光ファイバー素線を混ぜ合わせた後、ほぼ水平に配置する。このとき、混ぜ合わされた光ファイバー素線はランダムに配置されているが、外径の大きい前記光ファイバー素線が一部に集中していると、その素線間に比較的大きな隙間ができる。ここに振動を加えると、この振動により前記光ファイバー素線が動いてその位置が変化し、前記の大きな隙間ができた部分に、比較的外径の小さい光ファイバー素線が入り込むことになる。そのため、比較的外径の大きい光ファイバー素線と比較的外径の小さい光ファイバー素線がほぼ均一な密度に配列され、結果的に、同一外径の光ファイバー素線同士が隣接しないようになる。
Here, first, a first method for arranging the optical fiber strands will be described.
After mixing a plurality of optical fiber strands having different outer diameters, they are arranged almost horizontally. At this time, the mixed optical fiber strands are randomly arranged. However, if the optical fiber strands having a large outer diameter are concentrated on a part, a relatively large gap is formed between the strands. When vibration is applied here, the position of the optical fiber moves and changes due to the vibration, and the optical fiber with a relatively small outer diameter enters the portion where the large gap is formed. For this reason, the optical fiber strands having a relatively large outer diameter and the optical fiber strands having a relatively small outer diameter are arranged at a substantially uniform density. As a result, the optical fiber strands having the same outer diameter are not adjacent to each other.

このような手法により配列された光ファイバー素線の束は、同一外径の素線が一部に集中していないため、ジャケットパイプに挿入して、加熱圧縮,線引きし、イメージファイバーを作成すると、クロストークの少ない良好なイメージファイバーを得ることができる。
本手法において、用いられる光ファイバー素線は、最も近接した光ファイバー素線同士の素線径の大きさの違いは最低でも2%以上あれば十分であるが、構造上の精度の公差を考慮すると、その大きさの違いは5〜10%の範囲内であることが望ましい。又、このようにすることで、振動による均一化が行われ易く、且つ、光ファイバー素線の外径の大きさの違いによる画像の見にくさも最小限に抑えることができる。
The bundle of optical fiber wires arranged by such a method is not concentrated on a part of the same outer diameter strand, so when inserted into a jacket pipe, heated and compressed, and drawn to create an image fiber, A good image fiber with little crosstalk can be obtained.
In this technique, the difference in the wire diameter between the closest optical fiber strands is sufficient if it is at least 2%, but considering the tolerance of structural accuracy, The difference in size is preferably in the range of 5 to 10%. In addition, by doing so, it is easy to make uniform by vibration, and it is possible to minimize the difficulty in viewing an image due to the difference in the outer diameter of the optical fiber.

次に、前記光ファイバー素線を配列する第2の手法について説明する。
一般的に、この種のイメージファイバーは、ジャケットパイプ内に複数種類の外径の光ファイバー素線を複数本ランダムに挿入した後に、これを高温圧着すると共に、所要の太さまで線引き加工して製造するが、このジャケットパイプ内への複数種類の外径,多数本の光ファイバー素線の挿入に際して、例えば、図23や図24に示すような網目状枠部とか桝目状枠部等による各配列補助手段41,42を用いることによって、所期通りの素線配列が得られる。
Next, a second method for arranging the optical fiber strands will be described.
In general, this type of image fiber is manufactured by randomly inserting a plurality of optical fiber strands of various types of outer diameters into a jacket pipe and then crimping them at a high temperature and drawing them to a required thickness. However, when inserting a plurality of types of outer diameters and a large number of optical fiber strands into the jacket pipe, for example, each array assisting means such as a mesh frame portion or a mesh frame portion as shown in FIGS. By using 41 and 42, an expected wire arrangement can be obtained.

或いは、コンピュータ制御される機械的な装置手段によって行ってもよい。即ち、図25に示されているように、各配列補助手段41,42の相互に区分された各枠部内に対して、例えば、前者の配列補助手段41の各枠部内には、A,B,C,及びDとして示されている4種類からなる個々の各光ファイバー素線43を、又、後者の配列補助手段42の各枠部内には、ここでも、A,B,C,D,及びEとして示されている5種類からなる個々の各光ファイバー素線43を、夫々に予め該当する如く所期通りに配列させた上で、このように配列された各光ファイバー素線43をジャケットパイプ44内に挿入すれば、同一外径の各素線相互が隣接するのを防止でき、例え、配列が少々崩れたとしても、実用上問題のない程度の規則性は十分に保たれる。光ファイバー素線の並べ方は、素線の種類の数により、同一種類の素線が隣接しないように任意に決定すればよい。
そして、このように各光ファイバー素線43をジャケットパイプ44内に挿入させた後は、ジャケットパイプ44,並びに各光ファイバー素線43を高温加熱して各光ファイバー素線43のクラッド部を相互に融着させると共に、引き続き、全体を所望の太さまで線引き加工して所期通りのイメージファイバー10を得ることができるのである。
Alternatively, it may be performed by mechanical device means controlled by a computer. That is, as shown in FIG. 25, for example, in each frame portion of the former arrangement assisting means 41, each of the arrangement assisting means 41 and 42 is divided into A, B. , C, and D, each of the four types of optical fiber strands 43, and in each frame portion of the latter arrangement assisting means 42, are again A, B, C, D, and Each of the five types of optical fiber strands 43 shown as E is arranged in advance as appropriate, and each of the optical fiber strands 43 thus arranged is jacketed pipe 44. If inserted inside, it is possible to prevent the strands having the same outer diameter from adjoining each other, and even if the arrangement is slightly collapsed, regularity to the extent that there is no practical problem is sufficiently maintained. The arrangement of the optical fiber strands may be arbitrarily determined depending on the number of types of strands so that the same type of strands are not adjacent.
And after inserting each optical fiber strand 43 in the jacket pipe 44 in this way, the jacket pipe 44 and each optical fiber strand 43 are heated at high temperature, and the clad part of each optical fiber strand 43 is mutually fused. In addition, the desired image fiber 10 can be obtained by drawing the whole to a desired thickness.

上記第1及び第2の光ファイバー素線を配列する手法において、コア径の大きさの異なる光ファイバー素線を用いる場合、コア径差は0.5%以上あればクロストークを低減することが可能である。
近年、光ファイバー素線の製造技術の進歩は著しく、現在では、外径の大きさのばらつきは±1μm程度の光ファイバー素線を製造することができるようになった。この種のイメージファイバーに用いられる光ファイバー素線は、通常、外径が300μm程度で且つコア径が200μm程度の太さであるから、前記コア径差0.5%を十分達成し得るものである。しかし製造工程におけるばらつきを考慮すると前記コア径差は1%以上、好ましくは2%以上であることが望ましい。
In the method of arranging the first and second optical fiber strands, when optical fiber strands having different core diameters are used, crosstalk can be reduced if the core diameter difference is 0.5% or more. is there.
2. Description of the Related Art In recent years, the manufacturing technology of optical fiber strands has been remarkably advanced, and at present, optical fiber strands having a variation in outer diameter of about ± 1 μm can be manufactured. Since the optical fiber used for this type of image fiber usually has an outer diameter of about 300 μm and a core diameter of about 200 μm, the core diameter difference of 0.5% can be sufficiently achieved. . However, in consideration of variations in the manufacturing process, the core diameter difference is desirably 1% or more, preferably 2% or more.

又、上記の光ファイバー素線を配列する第1及び第2の手法共に、用いられる光ファイバー素線の種類は3種類以上あればよいが、同一外径の素線が隣接する確率を極力低く抑えるためには、5種類以上の光ファイバー素線を用いることが望ましい。数千〜数万本の全ての光ファイバー素線を100%同一コア径同士を隣接させないように配列することが理想ではあるが、現実には困難である。しかしながら、50%以上のコアが同一外径のコアと隣接していなければ、残りのコアによるクロストークによる画質の劣化は僅かであり、画像観察上問題となることはない。尚、80%以上のコアが同一径のコアと隣接していなければ、全く問題はない。   In addition, in both the first and second methods for arranging the above-mentioned optical fiber strands, it is sufficient that there are three or more types of optical fiber strands to be used. It is desirable to use five or more types of optical fiber strands. Although it is ideal to arrange all the thousands to tens of thousands of optical fiber strands so that the same core diameters do not adjoin each other 100%, it is actually difficult. However, if 50% or more of the cores are not adjacent to the core having the same outer diameter, image quality degradation due to crosstalk due to the remaining cores is slight, and there is no problem in image observation. If 80% or more of the cores are not adjacent to the core having the same diameter, there is no problem.

又、イメージファイバにおけるコア径の大きさ,コア間の距離のばらつきが大きくなると、画像が見にくくなるため、最小コア径に対する最大コア径及び最小素線径に対する最大素線径の大きさの割合は、50%増以下となるようにする必要がある。特に、画素数(素線数)の少ない(例えば、5000画素以下)のイメージファイバーにおいては、その割合は30%増以下に抑えられることが望ましい。これは、画素数の少ないイメージファイバーは、画素数の大きいイメージファイバーに比べ、元来画像が粗いため、拡大するとイメージファイバーのコア径の大きさが大きくなって目立つようになるためである。   Also, if the variation in the core diameter and the distance between the cores in the image fiber becomes large, it becomes difficult to see the image. Therefore, the ratio of the maximum core diameter to the minimum core diameter and the ratio of the maximum strand diameter to the minimum strand diameter is Therefore, it is necessary to make the increase 50% or less. In particular, in an image fiber having a small number of pixels (number of strands) (for example, 5000 pixels or less), it is desirable that the ratio be suppressed to an increase of 30% or less. This is because an image fiber having a small number of pixels originally has a coarser image than an image fiber having a large number of pixels, so that when the image fiber is enlarged, the core diameter of the image fiber becomes large and becomes conspicuous.

一方、前記の各光ファイバー素線については、その製造コストを考慮するとき、コア/クラッド比(素線外径とコア径との比)が一定で、且つ、外径の大きさの異なるものであることが好ましい。
これは、同一の母材を使用し、その線引き速度を所期通りに変化させることにより、所要外径の光ファイバー素線を任意に製造することができるようになるためである。
On the other hand, for each of the optical fiber strands, the core / cladding ratio (ratio of the strand outer diameter to the core diameter) is constant and the outer diameter is different when considering the manufacturing cost. Preferably there is.
This is because an optical fiber with a required outer diameter can be arbitrarily manufactured by using the same base material and changing the drawing speed as expected.

上記の第1,第2の手法において、共に用いられるジャケットパイプの屈折率は、クラッドの屈折率より高いことが望ましい。もし、クラッドの屈折率よりもジャケットパイプの屈折率のほうが低いと、クラッド入射光によるフレアが生じる虞がある。   In the above first and second methods, it is desirable that the refractive index of the jacket pipe used together is higher than the refractive index of the cladding. If the refractive index of the jacket pipe is lower than the refractive index of the cladding, there is a possibility that flare due to the incident light of the cladding occurs.

又、同一種類の光ファイバー素線が隣接しないようにするためには、3種類以上の光ファイバー素線を用いればよい。
同一外径で、コアの断面形状が異なり、コア占有率が等しい光ファイバー素線を用いる場合、光ファイバー素線の外径の大きさの違いによる配列の乱れは生じないが、前述のように、外径の大きさの異なる光ファイバー素線を用いる場合には、配列が乱れる(六方稠密にならない)ため、同一種類の光ファイバー素線が相互に隣接してしまう可能性が高くなり、クロストークが発生してしまう虞がある。このような不具合を防止する方法として、第1に最小の光ファイバー素線外径に対する最大の光ファイバー素線の外径の大きさの割合を、10%増以下、望ましくは5%増以下にすることが挙げられる。このように、各光ファイバーの外径差を抑制することで、各光ファイバー素線の配列の乱れを最小限に抑え、クロストークの発生を防止することができる。
In order to prevent the same type of optical fiber from adjoining, three or more types of optical fiber may be used.
When using fiber optic strands with the same outer diameter, different core cross-sections, and equal core occupancy, there will be no disturbance in the arrangement due to the difference in the outer diameter of the fiber optic strands. When optical fiber strands with different diameters are used, the arrangement is disturbed (not hexagonally dense), so the possibility that the same type of optical fiber strands will be adjacent to each other increases and crosstalk occurs. There is a risk that. As a method for preventing such problems, first, the ratio of the outer diameter of the largest optical fiber to the outer diameter of the smallest optical fiber is increased by 10% or less, preferably 5% or less. Is mentioned. In this way, by suppressing the difference in the outer diameter of each optical fiber, it is possible to minimize the disturbance of the arrangement of the optical fiber strands and prevent the occurrence of crosstalk.

第2の方法としては、用いられる光ファイバー素線の種類を増やすことが効果的である。しかしながら、製造工程における精度や公差により、光ファイバー素線の外径差は最低でも2%以上、望ましくは5〜10%程度必要であるが、前述のように画像が見にくくならないように、最小の光ファイバー素線の外径の大きさに対する最大の光ファイバー素線の外径の大きさの割合を50%増以下にするためには、使用する光ファイバー素線の種類を10種類以下とするのがよい。特に、画素数が少ない(例えば、5000画素以下)イメージファイバにおいては、前述のように、最小の光ファイバー素線の外径の大きさに対する最大の光ファイバー素線の外径の大きさの割合が30%増以下が望ましいため、使用する光ファイバー素線は、4〜6種類程度が望ましい。   As the second method, it is effective to increase the types of the optical fiber used. However, due to accuracy and tolerances in the manufacturing process, the difference in the outer diameter of the optical fiber is required to be at least 2%, preferably about 5 to 10%. In order to reduce the ratio of the maximum outer diameter of the optical fiber to the outer diameter of the strand by 50% or less, it is preferable to use 10 or less types of optical fibers to be used. In particular, in an image fiber having a small number of pixels (for example, 5000 pixels or less), as described above, the ratio of the outer diameter of the largest optical fiber to the outer diameter of the smallest optical fiber is 30. Since it is desirable to increase the percentage by weight, it is desirable that about 4 to 6 types of optical fiber are used.

更に、用いられる光ファイバー素線のコア/クラッド比は以下の条件式を満足していることが望ましい。
0.7>コア/クラッド比>0.4
このコア/クラッド比の値が上記式の上限を越えると、クラッドが薄くなってクロストークが発生し易くなり、又、コア/クラッド比の値が上記式の下限を下回ると、コア占有率が少なくなり、明るさが不足することになる。
Furthermore, it is desirable that the core / cladding ratio of the optical fiber used satisfies the following conditional expression.
0.7> core / cladding ratio> 0.4
If this core / cladding ratio value exceeds the upper limit of the above formula, the clad becomes thin and crosstalk is likely to occur, and if the core / cladding ratio value falls below the lower limit of the above formula, the core occupancy is reduced. It becomes less and the brightness is insufficient.

使用される光ファイバー素線の種類が少なく、最小の光ファイバー素線の外径の大きさに対する最大の光ファイバー素線の外径の大きさの割合が10%増を越える場合、ジャケットパイプ内の各光ファイバー素線は、その外径の違いによって配列が乱れることになるが、前述のような配列の手法によれば、その乱れ方が外径の違いによる隙間を埋める程度にしか過ぎないので、同一種類(或いは外径)の複数の素線が相互に隣接するとか、又は、前記図16に見られるように一箇所に集中してしまうようなことが少なく、更に同一外径の複数種類の光ファイバー素線を用いた場合にも、図22に示すような明るさムラを生ずるようなことはない。   When the type of optical fiber strand used is small and the ratio of the outer diameter of the largest optical fiber to the outer diameter of the smallest optical fiber exceeds 10%, each optical fiber in the jacket pipe The arrangement of the strands will be disturbed due to the difference in the outer diameter, but according to the arrangement method as described above, the disorder is only enough to fill the gap due to the difference in the outer diameter. It is unlikely that a plurality of strands (or outer diameters) are adjacent to each other or concentrated in one place as seen in FIG. 16, and a plurality of types of optical fiber elements having the same outer diameter. Even when a line is used, brightness unevenness as shown in FIG. 22 does not occur.

又、前記ジャケットパイプの内側断面形状は、通常、円形に形成されているが、必要に応じてかかる内側断面形状が六角形のものを用いることによって、周辺部における光ファイバー素線の配列の乱れを最小限に抑えることができる。   Further, the inner cross-sectional shape of the jacket pipe is usually formed in a circular shape. However, if necessary, the inner cross-sectional shape of the jacket pipe is hexagonal, so that the arrangement of the optical fiber strands in the peripheral portion is disturbed. Can be minimized.

次に、前記イメージファイバーによって伝達される光の伝達効率について述べる。   Next, the transmission efficiency of light transmitted by the image fiber will be described.

先にも述べたように、イメージファイバーを細径化した上で、高解像度を保つためには、必然的にファイバー間隔を小さく、コア径についても小さくする必要があるが、一方で、このようにコア径を小さくすると、一般的には、伝搬モードが減少して、そのV値が2.405以下でシングルモードになる。   As mentioned earlier, in order to maintain high resolution after reducing the diameter of the image fiber, it is inevitably necessary to reduce the fiber spacing and the core diameter. If the core diameter is decreased, the propagation mode generally decreases, and the single mode is obtained when the V value is 2.405 or less.

図2には、開口数(NA)が0.495の光ファイバーに対して、Fナンバー1.4の対物光学系を介して光を入射させた場合に励起される各伝搬モード(波長が600nm)のエネルギー割合のグラフが示されている。尚、同図において、横軸はコア径,縦軸はエネルギーの比率で任意スケールである。   FIG. 2 shows each propagation mode (wavelength is 600 nm) that is excited when light is incident on an optical fiber having a numerical aperture (NA) of 0.495 through an F-number 1.4 objective optical system. A graph of the energy ratio is shown. In the figure, the horizontal axis represents the core diameter, and the vertical axis represents the energy ratio, which is an arbitrary scale.

この図2から明らかなように、マルチモードの場合、LP01モード(イ)だけでなく、LP11モード(ロ),及びLP21モード(ハ)が伝搬するエネルギー割合も大きいことが分かる。そして、LP11モード(ロ)を伝搬するためには、コア径が1μm以上,LP21モード(ハ)を伝搬するためには、コア径が1.5μm以上の大きさが必要であり、これを下回ると、各モード(ニ),(ホ)に見られるように、伝搬モードが減少して明るさが著るしく劣化することが予測される。又、入射光束のFナンバーを変えてもほぼ同様のことが云える。 As is apparent from FIG. 2, in the case of the multimode, not only the LP 01 mode (A) but also the LP 11 mode (B) and the LP 21 mode (C) have a large proportion of energy to propagate. In order to propagate the LP 11 mode (B), the core diameter is 1 μm or more, and in order to propagate the LP 21 mode (C), the core diameter is 1.5 μm or more. If the value is less than 1, the propagation mode is reduced and the brightness is expected to deteriorate significantly as seen in the modes (d) and (e). The same can be said even if the F number of the incident light beam is changed.

そこで、所要程度の明るさを確保するためには、可視域(約400nm〜650nm)でLP11モード(ロ)が伝搬されることが望ましいから、次式(3)
V>2.405 ‥‥ (3)
の関係を満足する必要がある。
Therefore, in order to ensure the required brightness, it is desirable that the LP 11 mode (b) is propagated in the visible range (about 400 nm to 650 nm).
V> 2.405 (3)
It is necessary to satisfy the relationship.

更に、伝達効率を十分に大きくさせるためには、LP21モード(ハ)も伝搬可能であることが望ましい。このとき、LP21モード(ハ)の伝搬条件は、次式(4)
V>3.83 ‥‥ (4)
の関係を満足する必要がある。
Further, in order to sufficiently increase the transmission efficiency, it is desirable that the LP 21 mode (c) can also propagate. At this time, the propagation condition of LP 21 mode (C) is as follows:
V> 3.83 (4)
It is necessary to satisfy the relationship.

ここで、ランダムイメージファイバーにおいては、夫々にコア内を伝搬する光のV値の異なる複数の光ファイバー素線を束ねて構成しているために、実用上、その中心値となる太さのものが上記式(3) 又は(4) を満足していれば足りることになる。
更に、用いられる全ての種類の光ファイバーが、上記式(3) 及び(4) の関係を満足していれば極めて理想的である。
Here, in the random image fiber, since a plurality of optical fiber strands having different V values of light propagating in the core are bundled, the thickness of the center value is practically used. It is sufficient if the above expression (3) or (4) is satisfied.
Furthermore, it is extremely ideal if all types of optical fibers used satisfy the relationships of the above formulas (3) and (4).

例えば、実際に実用化されている血管内内視鏡に用いられるイメージファイバーにおいては、その外径が0.3mm程度であって、2〜3μm程度のコアがコア間隔4μm程度で約3000本程度(約3000画素程度)に充填されていることが多い。
従って、このスペックにおいて、上記式(4) の関係を満足するためには、イメージファイバーのNAは次式(5)

Figure 2005222087
の通りであればよい。 For example, in an image fiber used for a blood vessel endoscope that is actually put into practical use, its outer diameter is about 0.3 mm, and cores of about 2 to 3 μm are about 3000 with a core interval of about 4 μm. It is often filled in (about 3000 pixels).
Therefore, in this specification, in order to satisfy the relationship of the above formula (4), the NA of the image fiber is expressed by the following formula (5).
Figure 2005222087
If it is as follows.

しかしながら、一方で、前記約3000画素程度による画像は、その画質が比較的貧弱に過ぎることから、通常,10000画素程度のイメージファイバーが望まれる。
そして、前記外径が0.3mm程度のイメージファイバーにおいて、10000画素を実現するのには、コア径を1μm程度,コア間隔を2μm程度にする必要があり、上記式(4) の関係を満足させるためには、非常に高いNAを有するイメージファイバーが必要になってくる。
However, on the other hand, the image of about 3000 pixels has a relatively poor image quality, so an image fiber of about 10000 pixels is usually desired.
In order to realize 10000 pixels in the image fiber having the outer diameter of about 0.3 mm, the core diameter needs to be about 1 μm and the core interval needs to be about 2 μm, which satisfies the relationship of the above formula (4). In order to achieve this, an image fiber having a very high NA is required.

しかし、現実的にはNAが0.7を越えるような高いNAを有する光ファイバーは、透過率が悪くなり着色してしまうという問題が生じる。そこで、多少明るさを下げたとして上記式(3) を満足するための条件を求めると、次式(6)

Figure 2005222087
のようになる。 However, in reality, an optical fiber having a high NA such that the NA exceeds 0.7 causes a problem that the transmittance is deteriorated and the optical fiber is colored. Therefore, when the condition for satisfying the above equation (3) is obtained even if the brightness is slightly lowered, the following equation (6) is obtained.
Figure 2005222087
become that way.

従って、前記コア径が2〜3μm以下の場合にあっては、光ファイバーのNAを0.4以上,コア径が1μm以下の場合には、NAを0.498以上必要としている。又、クラッドの厚さについては、この厚さが薄くなるのに伴ってクロストークが増大し、一方で、厚さが厚すぎると、コア占有率が低下するため明るさが足りなくなるという弊害を生ずることになる。   Therefore, when the core diameter is 2 to 3 μm or less, the NA of the optical fiber needs to be 0.4 or more, and when the core diameter is 1 μm or less, the NA needs to be 0.498 or more. In addition, with regard to the thickness of the clad, the crosstalk increases as the thickness becomes thinner. On the other hand, if the thickness is too thick, the core occupancy ratio is reduced, and the brightness becomes insufficient. Will occur.

そこで、これらの両者の関係を共に両立させるためには、ここでのクラッドの厚さ(d)を次式(7) の関係,つまり、
1.8μm>d>0.8μm ‥‥ (7)
に規定するのが望ましい。
Therefore, in order to make both of these relationships compatible, the thickness (d) of the clad here is expressed by the following equation (7):
1.8μm>d> 0.8μm (7)
It is desirable to prescribe.

一方、前記NAを上記式(5),又は(6) の関係に規定させるために、光ファイバーに適用されるガラス材としては、石英系よりも多成分系のものが好ましいのであるが、多成分系ガラス材の場合、クラッドの屈折率を約1.5以下にするのが困難であるために、コアの屈折率(n1 )を次式(8)
1 >1.56 ‥‥(8)
に規定させる必要がある。
On the other hand, in order to define the NA in the relationship of the above formula (5) or (6), the glass material applied to the optical fiber is preferably a multicomponent system rather than a quartz system. In the case of a glass-based material, since it is difficult to make the refractive index of the clad about 1.5 or less, the refractive index (n 1 ) of the core is expressed by the following formula (8)
n 1 > 1.56 (8)
It is necessary to specify.

又、前記コアの屈折率(n1 )が1.7を越えると、長さ0.5〜5m程度の光ファイバーでは、その用いられるガラス材の性質(一般に高屈折率ガラスは短波長側の透過率が低い)によって、光ファイバー内を伝搬する光が黄色く着色される場合がある。
従って、ここでも前記コアの屈折率(n1 )は、次式(9)
1.7>n1 ‥‥ (9)
の関係を満足するのが望ましいものとされ、又、一方で、前記クラッドの屈折率(n2 )が次式(10)
1.53>n2 >1.48 ‥‥ (10)
の関係を満足していれば、多成分系のガラス材によってクラッドを形成するのも可能になり、且つ、前記式(4) の条件も満足することが可能になる。
When the refractive index (n 1 ) of the core exceeds 1.7, the optical fiber having a length of about 0.5 to 5 m has properties of the glass material used (generally, the high refractive index glass transmits on the short wavelength side). The light propagating in the optical fiber may be colored yellow.
Therefore, also here, the refractive index (n 1 ) of the core is given by the following formula (9)
1.7> n 1 (9)
On the other hand, the refractive index (n 2 ) of the cladding is expressed by the following equation (10).
1.53> n 2 > 1.48 (10)
If this relationship is satisfied, the clad can be formed from a multi-component glass material, and the condition of the above formula (4) can also be satisfied.

そして、これらの各関係は、その全てが次に述べる本発明の実施例に対しても適用される。   Each of these relations also applies to the embodiment of the present invention described below.

又、異なるコア径の光ファイバー素線を束ねる場合には、夫々の各光ファイバー素線のコア内を伝搬する光のV値が相互に相違する点に起因して、各伝搬モードのカットオフ周波数が異なる。このため、コア径の小さい光ファイバーの伝達効率が低下することになり、この結果、明るさ的に不利になり、明るさムラの原因となる場合がある。   In addition, when optical fiber strands having different core diameters are bundled, the cutoff frequency of each propagation mode is different because the V values of light propagating through the core of each optical fiber strand are different from each other. Different. For this reason, the transmission efficiency of an optical fiber having a small core diameter is lowered. As a result, the brightness is disadvantageous, which may cause uneven brightness.

このような場合には、例えば、以下に述べる実施例のように、コア径の小さい光ファイバーの本数の割合と、コア径の大きい光ファイバーの本数の割合とを夫々減らして、中間径の光ファイバーの本数の割合を増やすことにより、前記カットオフ現象に基づいた伝達効率の低下や明るさムラを容易に減少させることができる。   In such a case, for example, as in the embodiment described below, the ratio of the number of optical fibers having a small core diameter and the ratio of the number of optical fibers having a large core diameter are respectively reduced to reduce the number of optical fibers having an intermediate diameter. By increasing the ratio, it is possible to easily reduce the reduction in transmission efficiency and brightness unevenness based on the cut-off phenomenon.

又、先にも述べたように、コンジット型イメージファイバーは、その大外径化によってフレキシブル性が著しく損なわれることが知られている。
そこで、本発明においては、外径500μm程度以下のコンジット型イメージファイバーユニットを複数束ねてフレキシブル性を維持するようにした。つまり、例えコンジット型イメージファイバーであっても、その外径が500μm以下であれば、十分なフレキシブル性を保持し得るのである。
更に、コンジット型イメージファイバーの場合には、その外径が余り細くなり過ぎると、折損し易く、且つ、コア部のないガラス層(ジャケット層)の占める割合が多くなるために、実際上,その外径を30μm程度以上にするのが望ましい。
Further, as described above, it is known that the flexibility of the conduit-type image fiber is remarkably impaired by increasing the outer diameter thereof.
Therefore, in the present invention, a plurality of conduit-type image fiber units having an outer diameter of about 500 μm or less are bundled to maintain flexibility. That is, even if it is a conduit type image fiber, if the outer diameter is 500 μm or less, sufficient flexibility can be maintained.
Furthermore, in the case of a conduit-type image fiber, if the outer diameter becomes too thin, the glass layer (jacket layer) without the core portion tends to break and the proportion of the glass layer (jacket layer) increases. The outer diameter is preferably about 30 μm or more.

続いて、このように構成されるイメージファイバーの製造方法について述べると次の通りである。
即ち、まず、第1の製造工程では、用意された複数本の光ファイバー素線を酸溶解ガラスのパイプ内に配列させた状態とし、この状態で加熱圧着してコンジット型イメージファイバーユニットの母材を得ると共に、第2の製造工程で、このようにして得られるコンジット型イメージファイバーユニットの母材を更に複数本束ね、これを再度,加熱圧着し、且つ、所要の太さに線引き延伸してイメージファイバー束を得る。
Next, the manufacturing method of the image fiber configured as described above will be described as follows.
That is, first, in the first manufacturing process, a plurality of prepared optical fiber strands are arranged in an acid-dissolved glass pipe, and in this state, the base material of the conduit-type image fiber unit is formed by thermocompression bonding. In addition, in the second manufacturing process, a plurality of conduit-type image fiber unit base materials obtained in this way are further bundled, heat-pressed again, and drawn and drawn to the required thickness. Get a fiber bundle.

次いで、第3の製造工程では、前記イメージファイバー束を所要の長さに切断し、引続き、第4の製造工程において、前記イメージファイバー束の両端部以外の中間部の酸溶解ガラスを溶出させ、このようにして所期通りの比較的大外径で且つ所要のフレキシブル性を保持した高解像度のイメージファイバーが得られるのである。   Next, in the third manufacturing step, the image fiber bundle is cut to a required length, and subsequently, in the fourth manufacturing step, the acid-dissolved glass in the middle portion other than both ends of the image fiber bundle is eluted, In this way, a high-resolution image fiber having the desired relatively large outer diameter and the required flexibility can be obtained.

ここで、前記コンジット型イメージファイバーユニットの場合、外側を占める酸溶解ガラスのパイプ部分については、画像伝送に寄与しないために、その部分が画素抜けの状態になる。従って、このパイプの肉厚は、薄ければ薄い程よいのであるが、このように肉厚の薄いパイプは、一般にその生産性が悪いことから、当初に比較的肉厚のあるパイプを用い、第1の製造工程後に、約100μm乃至500μm程度の厚さに削ることが望ましい。   Here, in the case of the conduit-type image fiber unit, the acid-dissolved glass pipe portion occupying the outside does not contribute to image transmission, so that the portion is in a state of missing pixels. Therefore, the thinner the pipe is, the better. However, the pipe with such a small wall is generally poor in productivity, so the pipe with a relatively thick wall is used first. It is desirable to cut to a thickness of about 100 μm to 500 μm after one manufacturing process.

以下、本発明を適用したイメージファイバー及びその製造方法の具体的な各別の実施例につき、図及び表1〜8を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, each specific example of the image fiber to which the present invention is applied and its manufacturing method will be described in detail with reference to the drawings and Tables 1-8.

図1は、本発明の第1乃至第8実施例によるイメージファイバーの概要構成を模式的に示した横断面略図である。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of an image fiber according to first to eighth embodiments of the present invention.

本発明にかかる各別の実施例データは、以下に表1乃至表8を用いることで、その8つの態様を夫々に示している。
第1乃至第3実施例では、各態様共に、何れも5種類のコア/クラッド比がほぼ等しく、且つ、異なる外径の各コア11a,11b,11c,11d,及び11eを有する各光ファイバー素線の夫々に多数本を用い、これらの各光ファイバー素線を前述した所定の配列状態で共通のジャケットパイプ12内に挿入した後、これを高温に加熱することによって、各光ファイバー素線のクラッド部を相互に融着させると共に、引続き、全体を所定の太さまで線引き加工して、所要外径によるイメージファイバー10を製造したものである。
Each example data according to the present invention shows its eight modes by using Table 1 to Table 8 below.
In each of the first to third embodiments, each of the optical fiber strands having the cores 11a, 11b, 11c, 11d, and 11e having the same five core / cladding ratios and different outer diameters in each aspect. After each of these optical fiber strands is inserted into the common jacket pipe 12 in the above-described predetermined arrangement state, the clad portion of each optical fiber strand is heated by heating it to a high temperature. The image fiber 10 having a required outer diameter was manufactured by fusing together and continuously drawing the whole to a predetermined thickness.

従って、このようにして製造された所要のイメージファイバー10では、前記各光ファイバー素線のクラッド部が相互に融着して一体化されると共に、この一体化されたクラッド13内にあって、前記した如くに所定の規則的な配列による5種類の異なった太さの各コア11a,11b,11c,11d,及び11eが混在されることになる。
そして、この場合、前記各コア11a,11b,11c,11d,及び11eの相互が、必ずしも完全な規則的配列の下におかれるものとは限られないが、同一外径のコア相互が隣接状態におかれるような虞は少なくなる。
又、前記ジャケットパイプ12については、線引き加工後、一体化されたクラッド13の外周部を取り囲むジャケット層12aとして残され、且つ、その外周面には、更に保護用のコート層14が被覆されている。
Therefore, in the required image fiber 10 manufactured in this way, the clad portions of the respective optical fiber strands are fused and integrated with each other, and are in the integrated clad 13, As described above, the cores 11a, 11b, 11c, 11d, and 11e having five different thicknesses in a predetermined regular arrangement are mixed.
In this case, the cores 11a, 11b, 11c, 11d, and 11e are not necessarily placed under a complete regular arrangement, but the cores having the same outer diameter are adjacent to each other. There is less risk of being smelled.
The jacket pipe 12 is left as a jacket layer 12a surrounding the outer peripheral portion of the integrated clad 13 after the drawing process, and the outer peripheral surface is further coated with a protective coating layer 14. Yes.

第1実施例
表1に本実施例のデータを示す。

Figure 2005222087
First Example Table 1 shows data of this example.
Figure 2005222087

本実施例のデータによるイメージファイバーは、コア径,及びクラッド径が共に異なる5種類の光ファイバー素線を夫々に600本ずつ前記第2の手法により混在させた後、加熱圧着後、線引き加工し、得られたものである。   The image fiber according to the data of the present example was prepared by mixing five types of optical fiber strands having different core diameters and clad diameters by 600, respectively, by the second method, after thermocompression bonding, and then drawing. It is obtained.

従って、このようにして得られたイメージファイバーの各コア径(紡糸後)は、5種類の異なる値となったが、夫々の種類別の各コア間隔は、共に平均3.8μmであった。
この結果、ここでは、明るさムラを解消させることが可能になった。
Therefore, each core diameter (after spinning) of the image fiber obtained in this manner had five different values, but the average core spacing by each type was 3.8 μm on average.
As a result, the brightness unevenness can be eliminated here.

又、このイメージファイバーに対して、所定の光(NA=0.495,λ=650nm)を入射させた場合、そのV値は、5種類の異なる値になり、且つ、同一種類のコア同士が殆ど隣接していないため、クロストークを減少させることが可能になった。   In addition, when predetermined light (NA = 0.495, λ = 650 nm) is incident on this image fiber, the V value becomes five different values, and the same type of cores are connected to each other. Since it is almost not adjacent, crosstalk can be reduced.

このように本実施例のデータによるイメージファイバーでは、クロストークを抑制して画質の劣化を防止でき、合わせて明るさムラのない細径且つ高解像度による構成が得られるのである。   As described above, the image fiber based on the data of the present embodiment can suppress the crosstalk and prevent the deterioration of the image quality, and at the same time, it is possible to obtain a configuration with a small diameter and high resolution with no brightness unevenness.

第2実施例
表2に本実施例のデータを示す。

Figure 2005222087
Second Embodiment Table 2 shows data of this embodiment.
Figure 2005222087

本実施例のデータによるイメージファイバーにおいては、コア径(紡糸後)の最も小さいファイバーがシングルモードとなる(λ=650nm)ために、最も大きいコア(コア径=1.13μm)と最も小さいコア(コア径=0.87μm)とを夫々に全本数の15%とし、且つ、2番目に大きいコア(コア径=1.07μm)と2番目に小さいコア(コア径=0.93μm)とを夫々に25%とし、更に、残りの中間径のコア(コア径=1μm)を20%として構成させ、前記第1の手法により混在させた後、加熱圧着後、線引き加工し、得られたものである。   In the image fiber according to the data of the present example, since the fiber with the smallest core diameter (after spinning) is single mode (λ = 650 nm), the largest core (core diameter = 1.13 μm) and the smallest core ( The core diameter = 0.87 μm) is 15% of the total number, and the second largest core (core diameter = 1.07 μm) and the second smallest core (core diameter = 0.93 μm), respectively. 25%, and the remaining intermediate diameter core (core diameter = 1 μm) is configured as 20%, mixed by the first method, and after thermocompression bonding, wire drawing is performed. is there.

ここで、1つのファイバーの構成比率だけが高くなると、異なるファイバーを混在させた意義が薄れてしまうので、各光ファイバーの構成比率の差は、約10%程度の範囲内でランダム化させるのが好ましい。
従って、このようにして得られる本実施例のデータによるイメージファイバーにおいても、前記第1実施例のデータによるイメージファイバーの場合と殆んど同様に、クロストークを抑制して画質の劣化を防止でき、合わせて明るさムラのない細径且つ高解像度のイメージファイバーが得られるのである。
Here, when only the composition ratio of one fiber is increased, the significance of mixing different fibers is diminished, and therefore the difference in the composition ratio of each optical fiber is preferably randomized within a range of about 10%. .
Therefore, in the image fiber based on the data of the present embodiment obtained in this way, as in the case of the image fiber based on the data of the first embodiment, it is possible to suppress the crosstalk and prevent the deterioration of the image quality. In addition, a small-diameter and high-resolution image fiber without uneven brightness can be obtained.

第3実施例
表3に本実施例のデータを示す。

Figure 2005222087
Third Embodiment Table 3 shows data of this embodiment.
Figure 2005222087

本実施例のデータによるイメージファイバーの場合、各コア(紡糸後)は、全て、LP11モードの伝送が可能に構成されており、5種類の各光ファイバー素線の本数を同一の比率(600本ずつ)で前記第1の手法により混在させることによって、前記第1及び第2実施例の各データによるイメージファイバーの場合と殆んど同様の効果を達成することができる。 In the case of the image fiber based on the data of this example, all the cores (after spinning) are configured to be capable of LP 11 mode transmission, and the number of each of the five types of optical fiber strands is the same ratio (600). By using the first method, it is possible to achieve almost the same effect as in the case of the image fiber based on the data of the first and second embodiments.

第4実施例
表4に本実施例のデータを示す。

Figure 2005222087
Fourth Example Table 4 shows data of this example.
Figure 2005222087

本実施例のデータによるイメージファイバーは、7種類のコア/クラッド比がほぼ等しく、且つ、異なる外径の各コアを有する光ファイバー素線を約430本ずつ用いて、前記第1の手法により混在させた後、加熱圧着後、線引き加工し、得られたものである。本実施例のイメージファイバーの概要構成は特に図示しないが、その特徴は、上記各実施例に示されたイメージファイバーと同様である。又、本実施例のデータによるイメージファイバーも上記各実施例のデータによるイメージファイバーの場合と同様の効果を得ることができる。   The image fiber according to the data of the present embodiment uses about 430 optical fiber strands having seven core / cladding ratios which are substantially equal and have different outer diameters, and is mixed by the first method. After thermocompression bonding, the wire was drawn and obtained. Although the schematic configuration of the image fiber of the present embodiment is not particularly illustrated, the feature thereof is the same as that of the image fiber described in each of the above embodiments. Further, the image fiber based on the data of this embodiment can obtain the same effects as those of the image fiber based on the data of the above embodiments.

第5実施例
表5に本実施例のデータを示す。

Figure 2005222087
Fifth Embodiment Table 5 shows data of this embodiment.
Figure 2005222087

本実施例のデータによるイメージファイバーは、3種類のコア/クラッド比がほぼ等しく、且つ、異なる外径の各コア有する光ファイバー素線を夫々約1000本ずつ前記第2の手法により、図3に示すような配列手段を用いて、規則的に配列した後、加熱圧着後、線引き加工し、得られたものである。本実施例のイメージファイバーの概要構成も特に図示しないが、その特徴は、上記各実施例に示されたイメージファイバーと同様である。
よって、本実施例のデータによるイメージファイバーも上記各実施例のデータによるイメージファイバーの場合と同様の効果を得ることができる。
The image fiber based on the data of the present embodiment is shown in FIG. 3 by the second method using about 1000 optical fiber strands each having three core / cladding ratios which are substantially equal and each having a different outer diameter. After arranging regularly using such an arrangement means, after thermocompression bonding, a drawing process was performed. Although the schematic configuration of the image fiber of the present embodiment is not particularly illustrated, the feature is the same as that of the image fiber described in each of the above embodiments.
Therefore, the image fiber based on the data of the present embodiment can obtain the same effects as the image fiber based on the data of the above embodiments.

第6実施例
表6に本実施例のデータを示す。

Figure 2005222087
Sixth Embodiment Table 6 shows data of this embodiment.
Figure 2005222087

本実施例のデータによるイメージファイバーは、各光ファイバー素線を約1000本ずつ前記第2の手法により、図3に示すような配列手段を用いて、規則的に配列した後、加熱圧着後、線引き加工し、得られたものである。本実施例のデータによるイメージファイバーは、コア/クラッド比の異なる光ファイバー素線を用いて形成されているが、素線の配列が規則的になっているため、明るさムラはなく、クロストークも少ない良好なイメージファイバーが得られる。
本実施例のイメージファイバーの概要構成も特に図示しないが、その特徴は、上記各実施例に示されたイメージファイバーと同様である。
よって、本実施例のデータによるイメージファイバーも上記各実施例のデータによるイメージファイバーの場合と同様の効果を得ることができる。
In the image fiber according to the data of this example, about 1000 optical fiber strands are regularly arranged by the above-mentioned second method using the arrangement means as shown in FIG. Processed and obtained. The image fiber according to the data of the present embodiment is formed using optical fiber strands having different core / cladding ratios, but the arrangement of the strands is regular, so there is no brightness unevenness and crosstalk is also caused. Less good image fibers can be obtained.
Although the schematic configuration of the image fiber of the present embodiment is not particularly illustrated, the feature is the same as that of the image fiber described in each of the above embodiments.
Therefore, the image fiber based on the data of the present embodiment can obtain the same effects as the image fiber based on the data of the above embodiments.

第7実施例
表7に本実施例のデータを示す。

Figure 2005222087
Seventh Example Table 7 shows data of this example.
Figure 2005222087

本実施例のデータによるイメージファイバーは、7種類のコア/クラッド比がほぼ等しく、且つ、異なる外径の各コアを有する光ファイバー素線を夫々約430本ずつ用いて、前記第1の手法により混在させた後、加熱圧着後、線引き加工し、得られたものである。本実施例のイメージファイバーの概要構成は特に図示しないが、その特徴は、上記各実施例に示されたイメージファイバーと同様である。
又、本実施例のデータによるイメージファイバーも上記各実施例のデータによるイメージファイバーの場合と同様の効果を得ることができる。
The image fiber according to the data of the present example is mixed by the first method using about 430 optical fiber strands having seven core / cladding ratios which are substantially equal and each having a different outer diameter. Then, after thermocompression bonding, the wire is drawn and obtained. Although the schematic configuration of the image fiber of the present embodiment is not particularly illustrated, the feature thereof is the same as that of the image fiber described in each of the above embodiments.
Further, the image fiber based on the data of this embodiment can obtain the same effects as those of the image fiber based on the data of the above embodiments.

第8実施例
表8に本実施例のデータを示す。

Figure 2005222087
Eighth Example Table 8 shows data of this example.
Figure 2005222087

本実施例のデータによるイメージファイバーは、7種類のコア/クラッド比がほぼ等しく、且つ、異なる外径の各コアを有する光ファイバー素線を夫々約1430本ずつ用いて、前記第1の手法により混在させた後、加熱圧着後、線引き加工し、得られたものである。本実施例のイメージファイバーの概要構成は特に図示しないが、その特徴は、上記各実施例に示されたイメージファイバーと同様である。
又、本実施例のデータによるイメージファイバーも上記各実施例のデータによるイメージファイバーの場合と同様の効果を得ることができる。
The image fiber based on the data of the present embodiment is mixed by the first method using about 1430 optical fiber strands having seven core / cladding ratios which are substantially equal and each having a different outer diameter. Then, after thermocompression bonding, the wire is drawn and obtained. Although the schematic configuration of the image fiber of the present embodiment is not particularly illustrated, the feature thereof is the same as that of the image fiber described in each of the above embodiments.
Further, the image fiber based on the data of this embodiment can obtain the same effects as those of the image fiber based on the data of the above embodiments.

尚、上記第1乃至第8実施例において示したイメージファイバーは、何れも屈折率が1.5177であるクラッドと、屈折率が1.53であるジャケットパイプが用いられており、このジャケットパイプの外側にカーボンを混入した樹脂をコーティングして構成されている。   The image fibers shown in the first to eighth embodiments all use a clad having a refractive index of 1.5177 and a jacket pipe having a refractive index of 1.53. It is configured by coating a resin mixed with carbon on the outside.

第9実施例
図4は、本実施例を適用したコンジット型イメージファイバーにおける各コアの配列態様を示す部分断面図である。
Ninth Embodiment FIG. 4 is a partial sectional view showing the arrangement of cores in a conduit type image fiber to which this embodiment is applied.

本実施例では、コア径の異なった3種類の各コアを用い、同一径の各コアが相互に隣接しないように六方稠密状に規則的に配列させた外径約300μm,長さ約3mで画素数約3000本のコンジット型イメージファイバー110を対象としている。
この場合、3種類の各コア111a,111b,111cのコア径は、夫々2.5μm,2.55μm,2.6μmであって、コア間の間隔が3.8μm,小径コアに対する最も近い大径コアのコア径差が夫々に約2%,最小コア径に対する最大コア径のコア径差が4%であり、又、各コア111a,111b,111cの屈折率が夫々に1.59,各コア111a,111b,111cが共有するクラッド112の屈折率が1.5177である。
In this embodiment, three types of cores having different core diameters are used, and each core having the same diameter is regularly arranged in a hexagonal close-packed shape so as not to be adjacent to each other. The outer diameter is about 300 μm and the length is about 3 m. The conduit type image fiber 110 having about 3000 pixels is targeted.
In this case, the core diameters of the three types of cores 111a, 111b, and 111c are 2.5 μm, 2.55 μm, and 2.6 μm, respectively, and the distance between the cores is 3.8 μm, which is the closest large diameter to the small diameter core. The core diameter difference between the cores is about 2%, the core diameter difference with respect to the minimum core diameter is 4%, and the refractive indexes of the cores 111a, 111b, 111c are 1.59, respectively. The refractive index of the clad 112 shared by 111a, 111b, and 111c is 1.5177.

而して、前記3種類からなる複数の各コア配列に構成された本実施例のコンジット型イメージファイバー110では、相互に隣接する各コア111a,111b,111cのコア径が異なるために、夫々の各コア111a,111b,111cにおける伝搬定数も異なっていてクロストークが発生し難くなり、この結果、各コア間の間隔,ひいてはイメージファイバー110のそれ自体の外径を小さくし得る。   Thus, in the conduit type image fiber 110 of the present embodiment configured in the plurality of core arrays of the three types, the core diameters of the adjacent cores 111a, 111b, and 111c are different from each other. The propagation constants of the cores 111a, 111b, and 111c are also different, and crosstalk hardly occurs. As a result, the interval between the cores, and thus the outer diameter of the image fiber 110 itself can be reduced.

又、夫々の各コア111a,111b,111cの断面積が異なるが、その差が僅かであり、且つ、これに加えて各コア111a,111b,111cの配列が、相互に隣接しない六方稠密状に規則的になされていることから、ここでの相互に隣接する3つの画素の面積の和を1つの単位面積とすれば、各単位面積に対するコア断面積の割合が伝送画面の全域で均一となり、これによって均一な明るさの被観察物体を観察しても明るさムラを生ずる虞がない。   Moreover, although the cross-sectional areas of the respective cores 111a, 111b, and 111c are different, the difference is slight, and in addition, the arrangement of the cores 111a, 111b, and 111c is in a hexagonal close-packed shape that is not adjacent to each other. If the sum of the areas of three pixels adjacent to each other here is one unit area, the ratio of the core cross-sectional area to each unit area becomes uniform over the entire transmission screen. As a result, there is no risk of uneven brightness even when an object to be observed having a uniform brightness is observed.

第10実施例
図5は、本実施例を適用したコンジット型イメージファイバーにおける各コアの配列態様を示す部分断面図である。
Tenth Embodiment FIG. 5 is a partial sectional view showing the arrangement of cores in a conduit type image fiber to which this embodiment is applied.

本実施例では、断面形状が異なり且つ断面積の等しい3種類の各コアを内包した夫々外径の等しい各光ファイバー素線、即ち、この場合は、断面円形のコア122aをクラッド123a内に内包した光ファイバー素線121a,断面楕円形のコア122bをクラッド123b内に内包した光ファイバー素線121b,及び断面正方形のコア122cをクラッド123c内に内包した光ファイバー素線121cを複数本用い、夫々同一断面形状の各コア122a,122b,122cを有する各光ファイバー素線121a,121b,121cが相互に隣接しないように六方稠密状をなして規則的に配列させ、加熱圧着後、線引き加工したコンジット型イメージファイバー120を対象としており、この場合、コア間の間隔が3μm,画像伝送部におけるコア占有面積が40%で、長さ,及びコアとクラッドとの各屈折率は、前記第9実施例と同様である。   In this embodiment, each of the optical fiber strands having the same outer diameter including three types of cores having different cross-sectional shapes and the same cross-sectional area, that is, in this case, the core 122a having a circular cross-section is included in the clad 123a. A plurality of optical fiber strands 121a, an optical fiber strand 121b in which a core 122b having an elliptical cross section is encapsulated in a clad 123b, and a plurality of optical fiber strands 121c in which a core 122c having a square cross section is encapsulated in a clad 123c are used. A conduit-type image fiber 120 that is regularly arranged in a hexagonal close-packed shape so that the optical fiber strands 121a, 121b, and 121c having the cores 122a, 122b, and 122c are not adjacent to each other, and after thermocompression bonding is drawn. In this case, the interval between cores is 3μm, and image transmission Core area occupied by 40%, the length, and the refractive index between the core and the cladding in is the same as the ninth embodiment.

而して、前記構成による本実施例のコンジット型イメージファイバー120では、相互に隣接する各コア122a,122b,122cのコア形状が異なるために、前記第9実施例の場合と同様に、クロストークが発生し難く、且つ、各コア間の間隔,ひいてはイメージファイバー120のそれ自体の外径を小さくし得るのであり、更に、前記各コア122a,122b,122cの断面積が等しいために、各画素の明るさもまた等しくなって、均一な明るさの被観察物体を観察しても明るさムラを生ずる虞もない。   Thus, in the conduit type image fiber 120 of the present embodiment having the above-described configuration, the core shapes of the cores 122a, 122b, and 122c adjacent to each other are different, so that the crosstalk is similar to the case of the ninth embodiment. In addition, the interval between the cores, and hence the outer diameter of the image fiber 120 itself, can be reduced, and the cross-sectional areas of the cores 122a, 122b, and 122c are equal. Therefore, even if an object to be observed having a uniform brightness is observed, there is no possibility of uneven brightness.

第11実施例
図6は、本実施例を適用したコンジット型イメージファイバーにおける各コアの配列態様を示す部分断面図である。
Eleventh Embodiment FIG. 6 is a partial sectional view showing the arrangement of cores in a conduit type image fiber to which this embodiment is applied.

本実施例では、コア径が3μmの各コア131aと、コア径が2.5μmの各コア131bとを交互に約7μmの間隔で四方稠密状に規則的に配列させると共に、対画上に並ぶ同一コア径の各コア131aと131a,131bと131bの間に、コア径が約1μmの各コア131cを配置して共通のクラッド132内に内包させたコンジット型イメージファイバー130を対象としており、この場合、コアの屈折率が1.62,クラッドの屈折率が1.49で、長さは約2mである。   In the present embodiment, the cores 131a having a core diameter of 3 μm and the cores 131b having a core diameter of 2.5 μm are alternately arranged regularly at a spacing of about 7 μm in a quadrilateral close-packed manner, and arranged on the opposite image. Conduit-type image fiber 130 in which each core 131c having a core diameter of about 1 μm is disposed between the cores 131a and 131a, 131b and 131b having the same core diameter and encapsulated in a common clad 132 is intended. In this case, the refractive index of the core is 1.62, the refractive index of the cladding is 1.49, and the length is about 2 m.

而して、前記構成による本実施例のコンジット型イメージファイバー130では、相互に隣接する各コア131a,131b,131cのコア径が異なるため、前記第9実施例の場合と同様に、夫々の各コア131a,131b,131cにおける伝搬定数も異なっていてクロストークが発生し難く、各コア間の間隔,ひいてはイメージファイバー130のそれ自体の外径を小さくし得るのである。又、前記各コア131a,131b,131cの断面積は異なりはするが、夫々が規則的な配列であることから、相互に隣接する4つの画素(コア131a,131b各1画素と131c2画素)の面積の和を1つの単位面積とするとき、各単位面積に対するコア断面積の割合が伝送画面の全域で均一になって、均一な明るさの被観察物体を観察しても明るさムラを生ずる虞はない。   Thus, in the conduit type image fiber 130 of the present embodiment having the above-described configuration, the core diameters of the adjacent cores 131a, 131b, and 131c are different from each other. The propagation constants in the cores 131a, 131b, and 131c are also different, so that crosstalk hardly occurs, and the interval between the cores, and thus the outer diameter of the image fiber 130 itself can be reduced. Further, although the cross-sectional areas of the cores 131a, 131b, and 131c are different from each other, since they are regularly arranged, the four adjacent pixels (one each of the cores 131a and 131b and 131c2 pixels) are arranged. When the sum of the areas is taken as one unit area, the ratio of the core cross-sectional area to each unit area becomes uniform over the entire area of the transmission screen, resulting in uneven brightness even when observing an object with uniform brightness. There is no fear.

第12実施例、及び第13実施例
図7及図8は、本発明の第12及び第13実施例を適用したコンジット型イメージファイバーの製造方法を説明するためのガラスパイプ内への各光ファイバー素線の配列態様を夫々に示す各部分断面図である。
Twelfth Embodiment and Thirteenth Embodiment FIGS. 7 and 8 show optical fiber elements in a glass pipe for explaining a method of manufacturing a conduit-type image fiber to which the twelfth and thirteenth embodiments of the present invention are applied. It is each fragmentary sectional view which shows the arrangement | sequence aspect of a line, respectively.

第12及び第13実施例は、前記第9及び第10実施例に近似した夫々のコンジット型イメージファイバー140,及び150を製造する場合である。   The twelfth and thirteenth embodiments are cases where the conduit type image fibers 140 and 150 similar to the ninth and tenth embodiments are manufactured.

即ち、第12実施例の場合には、コアの屈折率が1.59,クラッドの屈折率が1.5177で、且つ、コア/クラッド比が2/3とされ、夫々の外径が300μm,306μm,312μmにされた径の異なる3種類の各光ファイバー素線141a,141b,141cを用い、これらの各光ファイバー素線141a,141b,141cの夫々を順次に組み合わせることで、所期通りに、同一コア径の各光ファイバー素線が相互に隣接することなく六方稠密状をなして規則的に配列させた後、ジャケットパイプ内に各光ファイバー素線141a,141b,141cの約1000本づつの組合せを装入すると共に、そのジャケットパイプを含めて、これらを加熱圧着させながら外径が約300μm程度になるまで延伸させることにより、所要のコンジット型イメージファイバー140を製造した。
又、第13実施例の場合にあっても、径の異なる3種類の各光ファイバー素線151a,151b,151cを用い、ジャケットパイプ内に対して、ここでもほぼ同様に配列させた後、これを加熱圧着して延伸させることにより、所要のコンジット型イメージファイバー150を製造した。
尚、配列の方法は、第12実施例の場合には前述の第2の手法を、第13実施例の場合には第1又は第2の手法を用いてもよい。
That is, in the case of the twelfth embodiment, the refractive index of the core is 1.59, the refractive index of the cladding is 1.5177, the core / cladding ratio is 2/3, and the outer diameter is 300 μm. By using three types of optical fiber strands 141a, 141b, 141c having different diameters of 306 μm and 312 μm and sequentially combining these optical fiber strands 141a, 141b, 141c, the same as expected. After the optical fiber strands of the core diameter are regularly arranged in a hexagonal close-packed shape without being adjacent to each other, a combination of about 1000 optical fiber strands 141a, 141b, 141c is installed in the jacket pipe. And including the jacket pipe, it is stretched until the outer diameter is about 300 μm while thermocompression bonding. The conduit image fiber 140 were prepared.
Even in the case of the thirteenth embodiment, three types of optical fiber strands 151a, 151b, 151c having different diameters are used and arranged in the same manner in the jacket pipe. The required conduit type image fiber 150 was manufactured by stretching by thermocompression bonding.
As the arrangement method, the above-described second method may be used in the case of the twelfth embodiment, and the first or second method may be used in the case of the thirteenth embodiment.

而して、前記のようにして製造された第12及び第13実施例の各コンジット型イメージファイバー140,150では、夫々に径の異なる各光ファイバー素線141a,141b,141cと、151a,151b,151cとの夫々同一のコア径の光ファイバー素線を相互に隣接しないように配列させてあることから、共にクロストークの発生が少なくなり、合わせて、規則的な配列のために、非常に見易く、且つ、明るさムラがなくて高解像度のイメージファイバーが得られた。   Thus, in the conduit type image fibers 140 and 150 of the twelfth and thirteenth embodiments manufactured as described above, the optical fiber strands 141a, 141b, 141c, 151a, 151b, Since the optical fiber strands of the same core diameter with each of 151c are arranged so as not to be adjacent to each other, the occurrence of crosstalk is reduced together, and because of the regular arrangement, it is very easy to see, In addition, a high-resolution image fiber without uneven brightness was obtained.

第14実施例
図9は本実施例に用いるコンジット型イメージファイバーユニットの各コアの配列態様を示す部分断面図であり、図10は本実施例を適用したイメージファイバーの製造方法を説明するためのガラスパイプ内への各イメージファイバーユニットの配列態様を夫々に示す各部分断面図、又、図11は同完成されたイメージファイバーの外観形態の概要を模式的に示す説明図である。
14th embodiment Figure 9 is a partial sectional view showing a mode of arrangement of each core conduit image fiber unit used in this embodiment, FIG. 10 is for explaining the method of manufacturing an image fiber according to the present embodiment FIG. 11 is an explanatory view schematically showing the outline of the appearance of the completed image fiber. FIG. 11 is a partial sectional view showing the arrangement of the image fiber units in the glass pipe.

本実施例では、前記第9実施例の場合と同様に、異なるコア径を有する3種類の各光ファイバー素線162a,162b,162cを用い、まず、図9に示されている如く、屈折率が1.57で、断面形状が六角形をなす酸溶融ガラスパイプからなるジャケット層164内に対して、クラッド163を共有し、且つ、同一径の各光ファイバーが相互に隣接しないように六方稠密状に規則的に配列させた後、これを加熱圧着し、且つ線引き延伸させて外径約200μmのコンジット型イメージファイバーユニット161を得ると共に、引続き、図10に示されている如く、前記コンジット型イメージファイバーユニット161を500本程度を束ね、再度加熱圧着した後、その入射端と出射端,つまり、両端部161aを除く中間部161bにおいて、酸溶解ガラスパイプからなるジャケット層164部分を溶出させ、イメージファイバー160を製造した。   In this embodiment, as in the ninth embodiment, three types of optical fiber strands 162a, 162b, 162c having different core diameters are used. First, as shown in FIG. 1.57, the jacket layer 164 made of an acid-melted glass pipe having a hexagonal cross-section has a hexagonal close-packed shape so that the clad 163 is shared and optical fibers of the same diameter are not adjacent to each other. After being regularly arranged, this is heat-pressed and drawn and drawn to obtain a conduit-type image fiber unit 161 having an outer diameter of about 200 μm. Subsequently, as shown in FIG. After bundling about 500 units 161 and heat-pressing again, the incident end and the exit end, that is, the intermediate portion 161b excluding both end portions 161a are attached. There are, eluted jacket layer 164 part consisting of acid dissolution glass pipe was produced image fiber 160.

而して、前記のようにして製造された本実施例のイメージファイバー160では、実質上,得られるイメージファイバー160の外径が約5mmという比較的大径であるのにも拘らず、前記と同様な作用,効果が得られると共に、併せて、十分なフレキシブル性を備えた上で、コア間の間隔3.8μmで約10万画素の高解像度を達成できる。   Thus, in the image fiber 160 of the present embodiment manufactured as described above, although the outer diameter of the obtained image fiber 160 is substantially as large as about 5 mm, Similar actions and effects can be obtained, and at the same time, a high resolution of about 100,000 pixels can be achieved with an interval of 3.8 μm between the cores with sufficient flexibility.

尚、本発明は、以上の実施例の説明からも明らかなように、上記請求項1及び3に記載したイメージファイバーの構成,並びに請求項2及び4に記載したイメージファイバーの製造方法に合わせて、以下の各イメージファイバーの構成,及びイメージファイバーの製造方法にも及ぶものである。   As is apparent from the description of the above embodiments, the present invention is adapted to the configuration of the image fiber described in claims 1 and 3 and the method for manufacturing the image fiber described in claims 2 and 4. Further, the present invention extends to the configuration of each image fiber and the method for manufacturing the image fiber.

(1)少なくとも50%以上のコアが同一種類のコアと隣接しないように配列されて構成されていることを特徴とする請求項1に記載のイメージファイバー。   (1) The image fiber according to claim 1, wherein at least 50% or more of the cores are arranged so as not to be adjacent to the same kind of cores.

(2)少なくとも80%以上のコアが同一種類のコアと隣接しないように配列されて構成されていることを特徴とする上記(1)に記載のイメージファイバー。   (2) The image fiber according to (1), wherein at least 80% or more of the cores are arranged so as not to be adjacent to the same type of core.

(3)前記複数種類のコアは少なくとも3種類の異なる断面形状を有し、且つ、その断面積はみな等しくなっていることを特徴とする請求項1,上記(2)又は(3)に記載のイメージファイバー。   (3) The plurality of types of cores have at least three different types of cross-sectional shapes, and the cross-sectional areas thereof are all equal. Image fiber.

(4)前記複数種類のコアは少なくとも3種類の径の大きさの異なるコアからなることを特徴とする請求項1,上記(1)又は(2)に記載のイメージファイバー。   (4) The image fiber according to (1) or (2), wherein the plurality of types of cores include at least three types of cores having different diameters.

(5)前記コアの配列はほぼ規則的であることを特徴とする請求項1,上記(1)又は(2)に記載のイメージファイバー。   (5) The image fiber according to (1) or (2) above, wherein the arrangement of the cores is substantially regular.

(6)前記径の大きさが異なるコア間のコア径差が2%以上であることを特徴とする上記(4)に記載のイメージファイバー。   (6) The image fiber according to (4), wherein a core diameter difference between cores having different diameters is 2% or more.

(7)前記少なくとも3種類の径の大きさの異なるコアの最小コア径に対する最大コア径のコア径差が50%増以下であるようにしたことを特徴とする上記(4)に記載のイメージファイバー。   (7) The image according to (4), wherein the core diameter difference of the maximum core diameter with respect to the minimum core diameter of the cores having different diameters of at least three types is 50% or less. Fiber.

(8)前記少なくとも3種類の径の大きさの異なるコアの最小コア径に対する最大コア径のコア径差が30%増以下であり、且つ、画素数が5000画素以下であるようにしたことを特徴とする上記(7)に記載のイメージファイバー。   (8) The core diameter difference of the maximum core diameter with respect to the minimum core diameter of the at least three kinds of cores having different diameters is 30% increase or less, and the number of pixels is 5000 pixels or less. The image fiber according to (7) above, which is characterized.

(9)前記少なくとも3種類の径の大きさの異なるコア間のコア径差が0.5%以上で、且つ、最小コア径に対する最大コア径のコア径差が10%以下であるようにしたことを特徴とする上記(4)に記載のイメージファイバー。   (9) The core diameter difference between the cores having different diameters of at least three types is 0.5% or more, and the core diameter difference of the maximum core diameter with respect to the minimum core diameter is 10% or less. The image fiber as described in (4) above, wherein

(10)前記径の大きさの異なるコアの種類は4〜10種類であることを特徴とする上記(4)に記載のイメージファイバー。   (10) The image fiber according to (4) above, wherein there are 4 to 10 types of cores having different diameters.

(11)前記径の大きさの異なるコアの種類は4〜6種類であり、且つ、前記各コアのコア径差が5〜10%であることを特徴とする上記(10)に記載のイメージファイバー。   (11) The image according to (10), wherein there are 4 to 6 types of cores having different diameters, and the core diameter difference between the cores is 5 to 10%. Fiber.

(12)前記クラッド部の厚さdを以下の条件式を満足するようにしたことを特徴とする請求項1又は上記(1)に記載のイメージファイバー。
1.8μm>d>0.8μm
(12) The image fiber according to claim 1 or (1), wherein the thickness d of the clad portion satisfies the following conditional expression.
1.8 μm>d> 0.8 μm

(13)前記複数種類の光ファイバー素線は全て外径の大きさが異なった光ファイバー素線であり、且つ、前記同一種類の光ファイバー素線が相互に隣接しないように配列する工程は、少なくとも、前記複数種類の外径の大きさの異なる光ファイバー素線を多数水平に配置する工程と、前記光ファイバー素線に振動を与え複数種類の光ファイバー素線をほぼ均一な密度に配列する工程とが、含まれていることを特徴とする請求項2に記載のイメージファイバーの製造方法。   (13) The plurality of types of optical fiber strands are optical fiber strands having different outer diameters, and the step of arranging the same type of optical fiber strands so as not to be adjacent to each other includes at least A step of horizontally arranging a plurality of types of optical fiber strands having different outer diameters and a step of vibrating the optical fiber strands to arrange the plurality of types of optical fiber strands at a substantially uniform density. The method for producing an image fiber according to claim 2, wherein:

(14)前記複数種類の光ファイバー素線は、コア/クラッド比が実質上等しいことを特徴とする請求項2又は上記(13)に記載のイメージファイバーの製造方法。   (14) The image fiber manufacturing method according to (2) or (13), wherein the plurality of types of optical fiber strands have substantially the same core / cladding ratio.

(15)前記複数種類の光ファイバー素線は、コア/クラッド比が以下の条件式を満足するように構成されていることを特徴とする請求項2又は上記(13)に記載のイメージファイバーの製造方法。
0.7>コア/クラッド>0.4
(15) The image fiber production according to (2) or (13), wherein the plurality of types of optical fiber strands are configured so that a core / cladding ratio satisfies the following conditional expression: Method.
0.7> core / cladding> 0.4

(16)前記複数種類の光ファイバー素線はコア占有率が等しく、且つ、コアの断面形状が異なっていることを特徴とする請求項2に記載のイメージファイバーの製造方法。   (16) The method for producing an image fiber according to (2), wherein the plurality of types of optical fiber strands have the same core occupation ratio and different core cross-sectional shapes.

(17)前記複数種類の光ファイバー素線は少なくとも3種類の径の大きさの異なるコアを有していることを特徴とする請求項2又は上記(13)に記載のイメージファイバーの製造方法。   (17) The method for producing an image fiber according to (2) or (13), wherein the plurality of types of optical fiber strands have at least three types of cores having different diameters.

(18)前記径の大きさの異なるコアは4〜10種類であることを特徴とする上記(17)に記載のイメージファイバーの製造方法。   (18) The method for producing an image fiber according to (17), wherein the number of the cores having different diameters is 4 to 10 types.

(19)前記複数種類の光ファイバー素線は少なくとも5種類の径の大きさの異なるコアを有していることを特徴とする上記(17)に記載のイメージファイバーの製造方法。   (19) The method for manufacturing an image fiber according to (17), wherein the plurality of types of optical fiber strands have at least five types of cores having different diameters.

(20)前記少なくとも3種類の径の大きさの異なるコアを有する光ファイバー素線は、コア/クラッド比が実質上等しく、外径差が0.5%以上で、且つ、最小外径に対する最大外径の外径差が10%以下になるようにしたことを特徴とする上記(17)に記載のイメージファイバーの製造方法。   (20) The optical fiber strands having cores of at least three different diameters have substantially the same core / cladding ratio, an outer diameter difference of 0.5% or more, and a maximum outer diameter with respect to a minimum outer diameter. The method for producing an image fiber as described in (17) above, wherein the difference in outer diameter between the diameters is 10% or less.

(21)前記少なくとも3種類の径の大きさの異なるコアを有する光ファイバー素線は、外径差が2%以上であることを特徴とする上記(17)に記載のイメージファイバーの製造方法。   (21) The method for producing an image fiber according to the above (17), wherein the at least three types of optical fiber elements having cores having different diameters have an outer diameter difference of 2% or more.

(22)前記各光ファイバー素線は4〜6種類で、且つ、該素線の外径差が5〜10%であることを特徴とする上記(17)に記載のイメージファイバーの製造方法。   (22) The method for producing an image fiber according to the above (17), wherein each of the optical fiber strands is 4 to 6 types, and an outer diameter difference between the strands is 5 to 10%.

(23)前記複数種類の光ファイバー素線において、最小外径の光ファイバーの素線の大きさに対する最大外径の光ファイバー素線の大きさの割合と、最小コア径の大きさに対する最大コア径の大きさの割合が、共に50%増以下であるようにしたことを特徴とする上記(17)に記載のイメージファイバーの製造方法。   (23) In the plurality of types of optical fiber strands, the ratio of the size of the optical fiber strand with the maximum outer diameter to the size of the optical fiber strand with the minimum outer diameter, and the size of the maximum core diameter with respect to the size of the minimum core diameter Both of the ratios are 50% or less. The method for producing an image fiber according to the above (17), wherein the ratio is less than 50%.

(24)前記複数種類の光ファイバー素線において、最小外径の光ファイバーの素線の大きさに対する最大外径の光ファイバー素線の大きさの割合と、最小コア径の大きさに対する最大コア径の大きさの割合が、共に30%増以下で、且つ、素線数が5000以下であるようにしたことを特徴とする上記(23)に記載のイメージファイバーの製造方法。   (24) The ratio of the size of the optical fiber with the maximum outer diameter to the size of the optical fiber with the minimum outer diameter and the size of the maximum core diameter with respect to the size of the minimum core diameter in the plurality of types of optical fibers. The ratio of the height is 30% or less, and the number of strands is 5000 or less. The method for producing an image fiber according to (23), wherein the number of strands is 5000 or less.

(25)前記コンジット型イメージファイバーユニットは複数種類のコアを有し、前記コアと共有されるクラッドからなるイメージファイバーユニットであることを特徴とする請求項3に記載のイメージファイバー。   (25) The image fiber unit according to claim 3, wherein the conduit type image fiber unit is an image fiber unit having a plurality of types of cores and comprising a clad shared with the cores.

(26)前記複数種類のコアを有するコンジット型イメージファイバーユニットにおいて、同一種類のコアを隣接しないように配列して構成したことを特徴とする上記(25)に記載のイメージファイバー。   (26) The image fiber as described in (25) above, wherein in the conduit type image fiber unit having a plurality of types of cores, the same type of cores are arranged so as not to be adjacent to each other.

(27)前記コンジット型イメージファイバーユニットの外径の大きさが500μm以下であるようにしたことを特徴とする請求項3に記載のイメージファイバー。   (27) The image fiber according to claim 3, wherein the conduit type image fiber unit has an outer diameter of 500 μm or less.

(28)前記コンジット型イメージファイバーユニットの外径の大きさが30μm以上であるようにしたことを特徴とする上記(27)に記載のイメージファイバー。   (28) The image fiber according to (27), wherein the conduit type image fiber unit has an outer diameter of 30 μm or more.

(29)前記コンジット型イメージファイバーユニットの酸溶解ガラス層は約100乃至500μmの厚さを有していることを特徴とする請求項4に記載のイメージファイバーの製造方法。   (29) The method according to claim 4, wherein the acid-dissolved glass layer of the conduit-type image fiber unit has a thickness of about 100 to 500 μm.

(30)前記コンジット型イメージファイバーユニットには、少なくとも径の大きさの異なるコアが含まれていることを特徴とする請求項4に記載のイメージファイバーの製造方法。   (30) The method according to claim 4, wherein the conduit type image fiber unit includes at least cores having different diameters.

(31)前記コンジット型イメージファイバーユニットは、少なくとも3種類の径の大きさの異なるコアとそのコアと共有されるクラッドからなり、同一径のコアが隣接しないようほぼ規則的に配列されていることを特徴とする上記(30)に記載のイメージファイバーの製造方法。   (31) The conduit type image fiber unit is composed of at least three types of cores having different diameters and a clad shared with the cores, and the cores having the same diameter are arranged almost regularly so as not to be adjacent to each other. The method for producing an image fiber according to the above (30), wherein:

(32)前記イメージファイバー又は光ファイバー素線のコアの屈折率(n1)が以下の条件式を満足するように構成されていることを特徴とする請求項2,3,4又は上記(1)に記載のイメージファイバー及びその製造方法。
1 >1.56
(32) The refractive index (n 1 ) of the core of the image fiber or the optical fiber is configured to satisfy the following conditional expression: (2), (3), (4) or (1) And an image fiber manufacturing method thereof.
n 1 > 1.56

(33)前記コアの屈折率(n1 )が以下の条件式を満足するように構成されていることを特徴とする上記(32)に記載のイメージファイバー及びその製造方法。
1.7>n1
(33) The image fiber according to (32) above and a method for manufacturing the image fiber, wherein the refractive index (n 1 ) of the core satisfies the following conditional expression.
1.7> n 1

本発明に係るイメージファイバーの一例による断面構造を模式的に示す横断面図である。It is a transverse cross section showing typically the section structure by an example of the image fiber concerning the present invention. 光ファイバーのコア内に励起される各伝搬モードのエネルギーの割合を示す図である。It is a figure which shows the ratio of the energy of each propagation mode excited in the core of an optical fiber. コア/クラッド比が異なり、且つ外径の等しい3種類の各光ファイバー素線の配列手段,及び該配列の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the arrangement | sequence means of three types of each optical fiber strand from which core / clad ratio differs, and an outer diameter are equal, and this arrangement | sequence. 本発明の第9実施例を適用したコンジット型イメージファイバーにおける各コアの配列態様を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the arrangement | sequence aspect of each core in the conduit type image fiber to which the 9th Example of this invention is applied. 本発明の第10実施例を適用したコンジット型イメージファイバーにおける各コアの配列態様を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the arrangement | sequence aspect of each core in the conduit type image fiber to which 10th Example of this invention is applied. 本発明の第11実施例を適用したコンジット型イメージファイバーにおける各コアの配列態様を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the arrangement | sequence aspect of each core in the conduit type image fiber to which 11th Example of this invention is applied. 本発明の第12実施例を適用したコンジット型イメージファイバーの製造方法を説明するためのガラスパイプ内への各コアの配列態様を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the arrangement | sequence aspect of each core in the glass pipe for demonstrating the manufacturing method of the conduit type image fiber to which 12th Example of this invention is applied. 本発明の第13実施例を適用したコンジット型イメージファイバーの製造方法を説明するためのガラスパイプ内への各コアの配列態様を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the arrangement | sequence aspect of each core in the glass pipe for demonstrating the manufacturing method of the conduit type image fiber to which 13th Example of this invention is applied. 本発明の第14実施例に用いるコンジット型イメージファイバーユニットの各コアの配列態様を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the arrangement | sequence aspect of each core of the conduit type image fiber unit used for 14th Example of this invention. 同第14実施例を適用したイメージファイバーの製造方法を説明するためのガラスパイプ内への各イメージファイバーユニットの配列態様を夫々示す各部分断面図である。It is each fragmentary sectional view which shows the arrangement | sequence aspect of each image fiber unit in the glass pipe for demonstrating the manufacturing method of the image fiber to which the 14th Example is applied. 同完成されたイメージファイバーの外観形態の概要を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the outline | summary of the external appearance form of the completed image fiber. 一般的な医療用内視鏡の概要を模式的に示す配置構成図である。It is an arrangement block diagram which shows typically an outline of a general medical endoscope. 同医療用内視鏡に適用される従来のイメージファイバーの概要を模式的に示す横断面略図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows typically the outline | summary of the conventional image fiber applied to the medical endoscope. イメージファイバーのコア径,クラッド厚,及びコア間隔の定義を示す図である。It is a figure which shows the definition of the core diameter of an image fiber, clad thickness, and a core space | interval. 従来のランダムイメージファイバーの一例による端面構成の概要を部分的に示す図である。It is a figure which shows partially the outline | summary of the end surface structure by an example of the conventional random image fiber. 図15に示した構成における主要部の詳細を拡大して模式的に示す端面説明図である。FIG. 16 is an end surface explanatory view schematically showing an enlarged detail of a main part in the configuration shown in FIG. 15. 図15に示した構成における同一領域内の隣接する同一の小径にされた各コアのうちのコア1に光を入射したときの光出力状態を示す図である。It is a figure which shows the light output state when light injects into the core 1 of each adjacent core made into the same small diameter in the same area | region in the structure shown in FIG. 図15に示した構成における同一領域内の隣接する同一の小径にされた各コアのうちのコア2に光を入射したときの光出力状態を示す図である。It is a figure which shows the light output state when light injects into the core 2 of each adjacent core made into the same small diameter in the same area | region in the structure shown in FIG. 図15に示した構成における同一領域内の隣接する同一の大径にされた各コアの1つのコア(コア3)に光を入射したときの光出力状態を示す図である。It is a figure which shows the light output state when light injects into one core (core 3) of each adjacent core made into the same large diameter in the same area | region in the structure shown in FIG. 図15に示した構成における同一領域内に独立されている中間径にされたコア4に光を入射したときの光出力状態を示す図である。It is a figure which shows the light output state when light injects into the core 4 made into the intermediate diameter independent in the same area | region in the structure shown in FIG. 3種類の光ファイバー素線を六方稠密状に規則的に配列した場合の一例による構成を模式的に示す横断面略図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows typically the structure by an example at the time of arranging three types of optical fiber strands regularly in hexagonal close-packed form. コア/クラッド比が異なり、且つ外径が同一の5種類の光ファイバー素線を六方稠密状に束ねてなるイメージファイバーの全面に均一な光を入射させた場合の一例による光出力状態を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a light output state according to an example in which uniform light is incident on the entire surface of an image fiber formed by bundling five types of optical fiber strands having different core / cladding ratios and the same outer diameter in a hexagonal close-packed shape. is there. コア/クラッド比が同一で、且つ外径の異なった4種類の各光ファイバー素線の配列手段,及びこの配列の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the arrangement | sequence means of four types of each optical fiber strand from which core / clad ratio is the same, and differed in outer diameter, and this arrangement | sequence. コア/クラッド比が同一で、且つ外径の異なった5種類の各光ファイバー素線の配列手段,及びこの配列の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the arrangement | sequence means of 5 types of each optical fiber strand from which core / clad ratio is the same, and differed in outer diameter, and this arrangement | sequence. 同各配列手段を用いて各光ファイバー素線をジャケットパイプ内に挿入する場合の態様を模式的に示す断面説明図である。It is sectional explanatory drawing which shows typically the aspect at the time of inserting each optical fiber strand in a jacket pipe using the said each arrangement | sequence means. コア/クラッド比が同一で、且つ外径も同一の5種類の光ファイバー素線を六方稠密状に束ねてなるイメージファイバーの全面に均一な光を入射させた場合の一例による光出力状態を示す図である。The figure which shows the light output state by an example at the time of making uniform light incident on the whole surface of the image fiber formed by bundling five types of optical fiber strands with the same core / cladding ratio and the same outer diameter in a hexagonal close-packed shape It is.

符号の説明Explanation of symbols

10 イメージファイバー
11a〜11e コア
12,12a ジャケットパイプ,ジャケット層
13 クラッド部
14 コート層
110 コンジット型イメージファイバー
111a,111b,111c コア
112 クラッド
120 コンジット型イメージファイバー
121a,121b,121c 光ファイバー素線
122a,122b,122c コア
123a,123b,123c クラッド
130 コンジット型イメージファイバー
131a,131b,131c コア
132 クラッド
140 コンジット型イメージファイバー
141a,141b,141c 光ファイバー素線
150 コンジット型イメージファイバー
151a,151b,151c 光ファイバー素線
160 イメージファイバー
161 コンジット型イメージファイバーユニット
161a 一体的にされた両端部(入射端,出射端)
161b 分離された中間部
162a,162b,162c 光ファイバー素線
163 クラッド
164 ジャケット層(酸溶融ガラスパイプ)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image fiber 11a-11e Core 12, 12a Jacket pipe, jacket layer 13 Clad part 14 Coat layer 110 Conduit type image fiber 111a, 111b, 111c Core 112 Cladding 120 Conduit type image fiber 121a, 121b, 121c Optical fiber strand 122a, 122b , 122c Core 123a, 123b, 123c Clad 130 Conduit image fiber 131a, 131b, 131c Core 132 Clad 140 Conduit image fiber 141a, 141b, 141c Optical fiber strand 150 Conduit image fiber 151a, 151b, 151c Optical fiber strand 160 Image Fiber 161 Conduit type image fiber unit 16 a integrally been both ends (entrance end, exit end)
161b Separated intermediate parts 162a, 162b, 162c Optical fiber strand 163 Cladding 164 Jacket layer (acid molten glass pipe)

Claims (6)

複数コアがクラッドを共有している複数のコンジット型イメージファイバーユニットが並列的に配列されると共に、該配列によるコンジット型イメージファイバーユニットがその入射端及び射出端で夫々一体的に形成され、且つ、中間部で夫々に分離して構成されていることを特徴とするイメージファイバー。   A plurality of conduit-type image fiber units in which a plurality of cores share a clad are arranged in parallel, and the conduit-type image fiber units according to the arrangement are integrally formed at the entrance end and the exit end, and An image fiber characterized by being separated from each other in the middle. 複数種類のコアを有し該コアに共有されるクラッドからなるイメージファイバーにおいて、少なくとも50%以上のコアが同一種類のコアと隣接しないように配列され、前記複数種類のコアは形状の異なる少なくとも3種類のコアであり、前記クラッド部の厚さdが以下の条件式を満足することを特徴とするイメージファイバー。
0.8μm<d<1.8μm
In an image fiber having a plurality of types of cores and made of a clad shared by the cores, at least 50% or more of the cores are arranged so as not to be adjacent to the same type of cores, and the plurality of types of cores have at least three different shapes. An image fiber which is a kind of core and wherein the thickness d of the clad portion satisfies the following conditional expression.
0.8μm <d <1.8μm
前記コンジット型イメージファイバーユニットは複数種類のコアを有し、前記コアと共有されるクラッドからなるイメージファイバーユニットであることを特徴とする請求項1に記載のイメージファイバー。   2. The image fiber according to claim 1, wherein the conduit-type image fiber unit is an image fiber unit having a plurality of types of cores and comprising a clad shared with the cores. 前記複数種類のコアを有するコンジット型イメージファイバーユニットにおいて、同一種類のコアを隣接しないように配列して構成したことを特徴とする請求項1に記載のイメージファイバー。   The conduit fiber image fiber unit having the plurality of types of cores, wherein the same type of cores are arranged so as not to be adjacent to each other. 前記コンジット型イメージファイバーユニットの外径の大きさが500μm以下であるようにしたことを特徴とする請求項1に記載のイメージファイバー。   The image fiber according to claim 1, wherein the outer diameter of the conduit type image fiber unit is 500 μm or less. 前記コアの配列はほぼ規則的であることを特徴とする請求項2に記載のイメージファイバー。   The image fiber according to claim 2, wherein the arrangement of the cores is substantially regular.
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