JP7371018B2 - 光学形状センサ、光学形状検知コンソールおよびシステム、並びに光学形状検知方法 - Google Patents
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Description
長手方向を規定する長さを有する光ファイバであって、光ファイバの前記長さに沿って延びる少なくとも2つのファイバコアを有する、光ファイバと、
光ファイバの光ファイバ近位端に配置された光結合部材であって、結合部材は、光ファイバ近位端に光接続された第1の遠位端面、および光ファイバの長手方向において第1の端面から離間された第2の近位端面を有し、光結合部材は、各ファイバコア内に光を結合する、光結合部材と、
光結合部材から光ファイバ近位端への遷移部に位置する光学界面であって、光学界面は、部分的に反射性かつ実質的に透過性であり、光学界面は、光が光学界面で、光結合部材の第2の端面において反射された光の反射強度分布と時間において実質的に重ならない反射強度分布で反射されるような距離に、第2の端面から遠位に配置され、かつ、そのように構成される、光学界面とを備える。
第1の側面に係る光学形状センサ内に入力光を送り、入力光に応答して、光学形状センサの各ファイバコアから光応答信号を受信する、光学調査ユニットと、
光応答信号から光学センサの形状を再構成する形状再構成ユニットであって、形状再構成ユニットは、光応答信号から、形状再構成のための各ファイバコアの開始位置を決定し、形状再構成ユニットは、光応答信号において光学界面で反射された光の反射強度分布のそれぞれのピークを特定して、ピークから形状再構成のためのそれぞれの開始位置を決定する、形状再構成ユニットとを備える。
第1の側面に係る光学形状センサ内に入力光を送るステップと、
入力光に応答して、光学形状センサの各ファイバコアから光応答信号を受信するステップと、
光応答信号において、光学界面で反射された入力光の反射強度分布のそれぞれのピークを特定するステップと、
ピークから各ファイバコアの形状再構成開始位置を決定するステップと、
形状再構成開始位置から開始して、光学形状センサの形状を再構成するステップとを含む。
Claims (15)
- 光学形状センサであって、前記光学形状センサは、
長手方向を規定する長さを有する光ファイバであって、前記光ファイバの前記長さに沿って延びる少なくとも2つのファイバコアを有する、光ファイバと、
前記光ファイバの光ファイバ近位端に配置された光結合部材であって、前記光結合部材は、前記光ファイバ近位端に光接続された第1の遠位端面、および前記光ファイバの前記長手方向において前記第1の遠位端面から離間された第2の近位端面を有し、前記光結合部材は、各ファイバコア内に光を結合する、光結合部材と、
前記光結合部材から前記光ファイバ近位端への遷移部に位置する光学界面であって、前記光学界面は、部分的に反射性かつ実質的に透過性であり、前記光学界面は、光が前記光学界面で、前記光結合部材の前記第2の近位端面において反射された光の反射強度分布と時間において実質的に重ならない反射強度分布で反射されるような距離に、前記第2の近位端面から遠位に配置されて構成され、光学界面による光反射は、明確に識別することができるよう、前記光学形状センサからの形状検知信号よりも高い、光学界面と
を備える、光学形状センサ。 - 前記光結合部材はGRIN(graded-index)レンズである、請求項1に記載の光学形状センサ。
- 前記GRINレンズはk/4のピッチを有し、kは1以上の奇数の整数である、請求項2に記載の光学形状センサ。
- kは3、5、または7である、請求項3に記載の光学形状センサ。
- 前記光学界面の光学界面屈折率は、前記光ファイバの光ファイバ屈折率および前記光結合部材の光結合部材屈折率の少なくとも一方と異なる、請求項1に記載の光学形状センサ。
- 前記光結合部材の前記第1の遠位端は前記光ファイバ近位端に融着接続され、前記光学界面は融着接続された部分において提供される、請求項1に記載の光学形状センサ。
- 前記光結合部材の前記第1の遠位端は、接着層を介して前記光ファイバ近位端に接続され、前記光学界面は前記接着層において提供される、請求項1に記載の光学形状センサ。
- 前記光学界面に入射した光の強度に対する前記光学界面で反射された光の強度の比は10-6から10-5の範囲内である、請求項1に記載の光学形状センサ。
- 前記光結合部材の前記第2の近位端面は、入力光を供給する光供給パッチコードの遠位端に接続され、前記光結合部材の前記第2の近位端面にはフォイルが配置され、前記フォイルは、前記光結合部材の前記第2の近位端面と前記光供給パッチコードの前記遠位端との接続部での光の反射を低減する、請求項1に記載の光学形状センサ。
- 光学形状検知コンソールであって、前記光学形状検知コンソールは、
請求項1に記載の光学形状センサ内に入力光を送り、前記入力光に応答して、前記光学形状センサの各ファイバコアから光応答信号を受信する、光学調査ユニットと、
前記光応答信号から前記光学形状センサの形状を再構成する形状再構成ユニットであって、前記形状再構成ユニットは、前記光応答信号から、各ファイバコアの形状再構成のための開始位置を決定し、前記形状再構成ユニットは、各ファイバコアの前記光応答信号において前記光学界面で反射された入力光の反射強度分布のピークを特定して、前記ピークから形状再構成のためのそれぞれの開始位置を決定する、形状再構成ユニットと
を備える、光学形状検知コンソール。 - 前記形状再構成ユニットはさらに、前記ファイバコアの決定された前記開始位置を互いにアラインメントする、請求項10に記載の光学形状検知コンソール。
- 前記形状再構成ユニットは、位相復元アルゴリズムを使用して、決定された前記開始位置をアラインメントする、請求項11に記載の光学形状検知コンソール。
- 請求項1に記載の光学形状センサおよび請求項10に記載の光学形状検知コンソールを備える、光学形状検知システム。
- 光学形状センサ内に入力光を送るステップであって、前記光学形状センサは、
長手方向を規定する長さを有する光ファイバであって、前記光ファイバの前記長さに沿って延びる少なくとも2つのファイバコアを有する、光ファイバと、
前記光ファイバの光ファイバ近位端に配置された光結合部材であって、前記光結合部材は、前記光ファイバ近位端に光接続された第1の遠位端面、および前記光ファイバの前記長手方向において前記第1の遠位端面から離間された第2の近位端面を有し、前記光結合部材は、各ファイバコア内に光を結合する、光結合部材と、
前記光結合部材から前記光ファイバ近位端への遷移部に位置する光学界面であって、前記光学界面は、部分的に反射性かつ実質的に透過性であり、前記光学界面は、光が前記光学界面で、前記光結合部材の前記第2の近位端面において反射された光の反射強度分布と時間において実質的に重ならない反射強度分布で反射されるような距離に、前記第2の近位端面から遠位に配置されて構成される、光学界面と
を備える、入力光を送るステップと、
前記入力光に応答して、前記光学形状センサの各ファイバコアから光応答信号を受信するステップと、
前記光応答信号において、前記光学界面で反射された入力光の反射強度分布のそれぞれのピークを特定するステップと、
前記ピークから各ファイバコアの形状再構成開始位置を決定するステップと、
前記形状再構成開始位置から開始して、前記光学形状センサの形状を再構成するステップとを含む、光学形状検知方法。 - コンピュータ上で実行されたとき、請求項14に記載の光学形状検知方法のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムコード手段を含む、コンピュータプログラム。
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