JPH02118502A - イメージファイバとその製造方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、医用あるいは工業用内視鏡などの光学像を
伝送するイメージファイバに係わり、詳しくは長距離の
画像伝送に優れた特性を育するイメージファイバに関す
る。

「従来の技術」 近年、医療用あるいは工業用内視鏡（ファイバスコープ
）などには、狭隘部や高温、低温、放射線等の環境下で
使用可能であり、遠隔部分の光学像を単一の部品で伝述
でき、かつ中間部分が任ひの形状に柔軟に変形できるな
どの利点により、イメージファイバか広く用いられてい
る。この種のイメージファイバとして、例えば第５図に
示したものが知られている。第５図において符号ｌはイ
メージファイバを示し、このイメージファイバｌは管状
の石英ジャケット２内にイメージサークル３が設けられ
ており、また石英ジャケット２の外周面に被覆層４を設
けたものである。イメージサークル３は、第６図に示す
ように数千本〜ｌＯ万本程度のコア／クラッド型の光フ
ァイバが互いに融着一体化されてなるしのであり、六方
稠密状を有し、コア５．５・・・を画素とするものであ
る。

ところで、このような構成のイメージファイバ１を作製
するには、まず第７図に示すように石英製ジャケット管
６内に多数本のイメージファイバ素線７．７・・を詰込
んでイメージファイバ母材８を得る。ここでイメージフ
ァイバ素線７は、後述する線引き工程にて溶融一体化さ
れるとともに縮径され、上記イメージサークル３を構成
するものである。

すなわち、上記イメージファイバ母材８を加熱炉９に導
入し溶融して線引きする。

次いで、樹脂槽１０内にこれを通過せしめることによっ
てジャケット管６（石英ジャケット２　）の外周面に樹
脂を被覆し、さらに硬化炉１１にて樹脂を硬化せしめて
被覆層４を形成し、イメージファイバｌを得る。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上記のイメージファイバｌにあっては以下に
のべるような不都合がある。

上記イメージファイバ１では、第６図に示したようにイ
メージサークル３の最外層部におけるクラノ＋；摩ｔ　
、が、中央部におけろクラッド厚Ｌ２に比較して略１［
（分となっている。すなわちこれは、ジャケット管６内
に詰込まれたイメージファイバ素線７・・のうち、最外
層部に配置されたイメージファイバ素′６７・はそのジ
ャケット管６側に隣接ずろ素線か無いため、上記クララ
）・厚り、がイメージファイバ素線１本分のクラッド厚
に対応する厚さとなるか、内側中央部に配置されたイメ
ージファイバ素線７　・では互いに１々接し合う素線が
あるため、上記クラッド厚し、がイメージファイバ素線
２本分のクラッド厚に対応する厚さとなるからである。

そして、このようにイメージサークル３の最外層部のク
ラッド享が中央部に比へて略半分であることから、上記
イメージファイバｌにあっては最外層部（最外周部）に
おいて画像が暗くなったり画質が損なわれるといった問
題がある。また、このような問題は、特に長距離での画
像の伝送について顕著となる。第８図は上記イメージフ
ァイバ１の１ｍ長のものと５０ｍ長のものとを用い、同
一箇所を見てそのイメージサークル３の端面における輝
度分布を調べた結果を示すものである。

第８図に示す結果より、図中二点鎖線で示したファイバ
長１ｍのものは、図中実線で示した原画の輝度とほぼ一
致して略均−な明るさを有するものとなるが、図中破線
で示したファイバ長５０ｍのものではサークル周辺が暗
くなることが判明した。なお、ここで用いたイメージフ
ァイバのコア径は８μｍ、第６図中ρで示したコア間隔
は１０μｍイメージサークル径はｌ　、　ｌ　ｍｙであ
った。

「課題を解決するための手段」 この発明における請求項１に記載した発明のイメージフ
ァイバでは、イメージサークルにおける最外層のクラッ
ド厚を、中央部のクラッド厚に比へて同等以上の厚さと
することにより上記課題を解決した。

また、請求項２に記載した発明の方法では、管状のジャ
ケットとこのジャケット内に設けられたイメージサーク
ルを具備し、上記イメージサークルが多数本のコアクラ
ッド型光ファイバを互いに融着一体化してなるイメージ
ファイバを製造するに際し、ジャケット管の内周面に、
上記光ファイバのクラッド材と略同等の屈折率を存する
材料を堆積して」二足光ファイバとなるイメージファイ
ノ＼素線のクラッドの厚さと同等以上の厚さを有する堆
積層を形成し、次にこのジャケット管の中に多数本の上
記イメージファイバ素線を詰込んでイメージファイバ母
材とし、次いでこれを加熱溶融して一体化しつつ線引き
して上記請求項１　ｉ、：記載のイメージファイバを作
製することにより上記課題を解決した。

請求項３に記載した発明の方法では、上記光ファイバと
なるイメージファイバ素線を多数本用意するとともに、
該イメージファイバ素線のクラッドに対して略２倍の厚
みのクラッドを有する第２のイメージファイバ素線を複
数本用意し、次にジャケット管の内周面に沿って上記第
２のイメージファイバ素線を配列させ、かつこれら第２
のイメージファイバ素線の内側に上記多数本のイメージ
ファイバ素線を詰込んでイメージファイバ母（オとし、
次いでこれを加熱溶融一体化しつつ線引きして上記請求
項１に記載のイメージファイバを作製することにより上
記課題を解決した。

請求項４に記載した発明の方法では、上記光ファイバと
なるイメージファイバ素線を多数本用きするとともに、
該イメージファイバ素線のクラッドと略同等の材質から
なるクラッド素線を複数本用像し、次にジャケット管の
内周面に沿って上記クラッド素線を配列させ、かつこれ
ら第２のイメージファイバ素線の内側に位置するように
上記多数本のイメージファイバを詰込んでイメージファ
イバは材とし、次いでこれを加熱溶融一体化しつつ、線
引きして上記請求項１に記載のイメージファイバを作製
することにより上記課題を解決した。

「作用　ｊ 本発明における請求項１に記載したイメージファイバに
よれば、イメージサークルにおける最外層のクラッド厚
が、中央部のクラッド厚に比べて同等以上の厚さを有す
るので、イメージサークルにおける最外周部での伝送損
失が低減される。

また、本発明における請求項２．３．４に記載した発明
の方法によれば、請求項１に記載したイメージファイバ
を良好に製造し得る。

「実施例」 第１図はこの発明の請求項１に記・或したイメージファ
イバの一実施例を示すもので、図中符号２０はイメージ
ファイバである。このイメージファイバ２０が第６図に
示した従来のイメージファイバ１と顆なるところは、第
１図中ｔ３て示すイメージサークルにおける最外層のク
ラッド厚が、中央部のクラッド厚り、に比べて同等以上
の厚さを宵する点である。

以下、第１図に示したイメージファイバ２０をその製造
例に基づいて説明する。

第２図は請求項２に記載した発明の方法の一例を説明す
るための図であって、図中符号２１はイメージファイバ
母材である。この発明の例では、まずジャケット管２２
の内周面に、イメージファイバ素線２３のクラッドと同
一の材料、あるいは該クラッドと略同等の屈折率を何す
る材料を蒸着法などにより堆積して堆積層２４を形成す
る。ここでジャケット管２２としては、従来のものと同
様に石英製のものが好適に用いられる。またイメージフ
ァイバ素線２３としては、コア２５が純粋の石英ガラス
、あるいはこれにゲルマニウム（Ｇｅ）をドープした石
英ガラスからなり、クラッド２６かほう素（Ｂ）あるい
はフッ素（Ｆ）等をドープした石英ガラスからなるもの
などが好適に用いられる。堆積層２４は、イメージファ
イバ素ｖＡ２３のクラッド２６の厚さと同一の厚さとな
るようにして形成される。

次に、このジャケット管２２の中に多数本のイメージフ
ァイバ素線２３・・・を詰込んでイメージファイバ母材
２１とし、その後第７図に示した従来法と同様に加熱溶
融して線引き、さらに第１図に示す被覆層２７をジャケ
ット２８上に形成してイメージファイバ２０を得る。

このようにして得られたイメージファイバ２０にあって
は、第１図に示したイメージファイバ２０におけるイメ
ージサークル２９の最外層となるクラッド厚ｔ３が、上
記堆積層２４に対応する厚さと該堆積層２４側に配置さ
れた最外周部となるイメージファイバ素線２３のクラッ
ド２６に対応する厚さとの和となるので、中央部のクラ
ッド厚Ｌ２とほぼ同一の厚さをイｆするものとなる。し
たがってこのイメージファイバ２０では、イメージサー
クル２９における最外周部での伝送損失が低減される。

第３図は請求項３に記載した発明の方法の一例を説明す
るための図であって、図中符号３０はイメージファイバ
母材を示すしのである。この発明の方法が先に述へた請
求項２に記載の発明の方法と異なるところは、堆積層２
４を形成することなく、ジャケット管２２の内周面に沿
って第２のイメージファイバ素線を配列する点である。

すなわちこの発明の例では、まず上記イメージファイバ
素線２３を多数本を用意するとともに、該イメージファ
イバ素線２３のクラッドに対して略２倍の厚みのクラッ
ドを何する第２のイメージファイバ素線３１を複数本用
意する。次に、ジャケット管２２の内周面に沿って」−
記載２のイメージファイバ素線３１を複数本配列させ、
さらにこれら第２のイメージファイバ素線３１・・・の
内側に位置するように上記多数本のイメージファイバ素
線２３・・・を詰込んでイメージファイバ母材３０とす
る。その後、このイメージファイバ母材３０を第７図に
示した従来法と同様に加熱溶融して線引き、さらに第１
図に示す被覆層２７を形成してイメージファイバを得る
。

このようにして得られたイメージファイバにあっては、
第１図に示したイメージサークル２９の最外層のクラッ
ド厚ｔ３となる厚さが、上記第２のイメージファイバ素
線３１のクラッドの厚さに対応する厚さとなるので、イ
メージサークル２９における中央部のクラッド厚とほぼ
同一の厚さを有するものとなる。

第４図は請求項４に記載した発明の方法の一例を説明す
るための図であって、図中符号４０はイメージファイバ
母材を示すものである。この発明の方法が先に述べた請
求項３に記載の発明の方法と冗なるところは、ジャケッ
ト管２２の内周面に沿って第２のイメージファイバ素線
３１・・を配列するのでなく、クラッド素線を配列する
点である。すなわらこの発明の例では、まず上記イメー
ジファイバ素線２３を多数本を用意するとともに、該イ
メージファイバ素線２３のクラッドと略同等の材質から
なるクラッド素線４１を用きする。ここてクラッド素線
４１は、イメージファイバ素線２３のクラッドと同一の
材料、あるいは該クラッドと路間−の屈折率をａする材
料からなるものとされ、さらにイメージファイバ素線２
３に同一径のものとされろ。また、イメージファイバ素
線２３としては、クラッド２６か純粋の石英（Ｓ　ｉｏ
　２）からなるものを用いることらできる。次に、ジャ
ケット管２２の内周面に沿って上記クラッド素線４１・
・・を複数本配列させ、さらにこれらクラッド素線４１
・・・の内側に位置するように上記多数本のイメージフ
ァイバ素線２３・・・を詰込んでイメージファイバ母材
４０とする。その後、このイメージファイバ母材４０を
第７図に示した従来法と同様に加熱溶融して線引き、さ
らに第１図に示す被覆層２７を形成してイメージファイ
バを得る。

このようにして得られたイメージファイバにあっては、
第１図に示したイメージサークル２９の最外層のクラッ
ド厚ｔ３となる厚さが、上記クラッド素線４１の径とイ
メージファイバ素線２３のクラッドの厚さとの和に対応
する厚さとなるので、イメージサークル２９における中
央部のクラッド厚より厚いものとなる。また、クラッド
素線４１の径をイメージファイバ素線２３と同一径にし
たので、線引き後イメージサークル２９を形成するコア
／クラッド型光ファイバの最外層に位置する光ファイバ
も、上記クラッド素線４１が最外周部に配列充填された
ことによって中央部に配置された他の光ファイバと同様
に六角形となる。したがって、実質的にイメージサーク
ルを構成する光ファイバが全て六角形となり、光ファイ
バのコアからなる画素が六方稠密状となることから、イ
メージサークル周辺部における画像の変形等が防止され
る。

なお、この例においては、クラッド素線４１の径をイメ
ージファイバ素線２３の径と同一にしたが、これに限る
ことなく、少なくともイメージファイバ素線２３のクラ
ッドの厚さと略同等となるような径にすればよい。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明における請求項１に記載し
た発明のイメージファイバは、イメージサークルにおけ
る最外層のクラッド厚が中央部のクラッド厚に比べて同
等以上の厚さを有するものであるから、イメージサーク
ルにおける最外周部での伝送損失が低減され、よって均
質な画像観察を行うことができろ。また、イメージサー
クルにおける最外周部での伝送損失が低減されるので、
長尺なイメージファイバにあっても十分な観察視野を確
保することかできる。

また、本発明における請求項２．３．４に記載した発明
の方法によれば、請求項１に記載した発明のイメージフ
ァイバを良好に製造し得るので、得られたイメージファ
イバにあっては上述のごとく均質な画像観察を行うこと
ができろ。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明に係わる図であって、第１
図は請求項１に記載したイメージファイバの一実施例を
示す要部拡大図、第２図、第３図、第４図はそれぞれ請
求項２．３．４に記載した方法を説明するための図であ
ってイメージファイバ母材の概略構成図、第５図および
第６図は従来のイメージファイバの一例を示す図であっ
て、第５図はイメージファイバの概略構成図、第６図は
イメージファイバの要部拡大図、第７図はイメージファ
イバの製造方法の説明図、第８図は従来のイメージファ
イバにおける輝度分布ゑ示すグラフである。 第５図 ２０・・・イメージファイバ ２＋、３０．４０・・・イメージファイバ母材２２・・
・ジャケット管、２３・イメージファイバ索線、２４・
・・・・・堆積層、２５・・・コア、２６・・・クラッ
ド、２８・ジャケット、２９・　イメージサークル、３
１・・・第２のイメージファイバ素線４Ｉ・・・クラッ
ド素線。 第７図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）管状のジャケットとこのジャケット内に設けられ
   たイメージサークルを具備し、上記イメージサークルが
   多数本のコア、クラッド型光ファイバを互いに融着一体
   化してなるイメージファイバにおいて、 上記イメージサークルにおける最外層のクラッド厚が、
   中央部のクラッド厚に比べて同等以上の厚さを有するこ
   とを特徴とするイメージファイバ。
2. （２）管状のジャケットとこのジャケット内に設けられ
   たイメージサークルを具備し、上記イメージサークルが
   多数本のコアクラッド型光ファイバを互いに融着一体化
   してなるイメージファイバの製造方法であって、 上記ジャケットとなるジャケット管の内周面に、上記光
   ファイバのクラッド材と略同等の屈折率を有する材料を
   堆積して上記光ファイバとなるイメージファイバ素線の
   クラッドの厚さと同等以上の厚さを有する堆積層を形成
   し、次にこのジャケット管の中に多数本の上記イメージ
   ファイバ素線を詰込んでイメージファイバ母材とし、次
   いでこれを加熱溶融一体化しつつ線引きすることを特徴
   とするイメージファイバの製造方法。
3. （３）管状のジャケットとこのジャケット内に設けられ
   たイメージサークルを具備し、上記イメージサークルが
   多数本のコアクラッド型光ファイバを互いに融着一体化
   してなるイメージファイバの製造方法であって、 上記光ファイバとなるイメージファイバ素線を多数本用
   意するとともに、該イメージファイバ素線のクラッドに
   対して略２倍の厚みのクラッドを有する第２のイメージ
   ファイバ素線を複数本用意し、次に上記ジャケットとな
   るジャケット管の内周面に沿って上記第２のイメージフ
   ァイバ素線を配列させ、かつこれら第２のイメージファ
   イバ素線の内側に位置するように上記多数本のイメージ
   ファイバ素線を詰込んでイメージファイバ母材とし、次
   いでこれを加熱溶融一体化しつつ線引きすることを特徴
   と、するイメージファイバの製造方法。
4. （４）管状のジャケットとこのジャケット内に設けられ
   たイメージサークルを具備し、上記イメージサークルが
   多数本のコアクラッド型光ファイバを互いに融着一体化
   してなるイメージファイバの製造方法であって、 上記光ファイバとなるイメージファイバ素線を多数本用
   意するとともに、該イメージファイバ素線のクラッドと
   略同等の材質からなるクラッド素線を複数本用意し、次
   に上記ジャケットとなるジャケット管の内周面に沿って
   上記クラッド素線を配列させ、かつこれらクラッド素線
   の内側に位置するように上記多数本のイメージファイバ
   を詰込んでイメージファイバ母材とし、次いでこれを加
   熱溶融一体化しつつ線引きすることを特徴とするイメー
   ジファイバの製造方法。