JPH0220082B2 - - Google Patents

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JPH0220082B2
JPH0220082B2 JP57050829A JP5082982A JPH0220082B2 JP H0220082 B2 JPH0220082 B2 JP H0220082B2 JP 57050829 A JP57050829 A JP 57050829A JP 5082982 A JP5082982 A JP 5082982A JP H0220082 B2 JPH0220082 B2 JP H0220082B2
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JP
Japan
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image
refractive index
optical system
eyepiece
guide fiber
Prior art date
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Application number
JP57050829A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS58168012A (en
Inventor
Kimihiko Nishioka
Masaru Konomura
Nobuo Yamashita
Akifumi Ishikawa
Tadayoshi Hara
Morihide Mizumoto
Seiichi Hosoda
Yasuhiro Ueda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP57050829A priority Critical patent/JPS58168012A/en
Publication of JPS58168012A publication Critical patent/JPS58168012A/en
Publication of JPH0220082B2 publication Critical patent/JPH0220082B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/04Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres
    • G02B6/06Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres the relative position of the fibres being the same at both ends, e.g. for transporting images
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/26Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes using light guides

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は主として内視鏡に使用するイメージガ
イドフアイバ観察装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates primarily to an image guide fiber observation device used in an endoscope.

イメージガイドフアイバは多数のフアイバ素子
を束ねてその対物側端面と接眼側端面において各
フアイバ素子の端面部を対応する同じ状態で配列
してなり、その各フアイバ素子のコアー部分での
み像の一部分を伝送するようになつている。しか
も、各フアイバ素子の配列密度にも製造上限界が
ある。したがつて、このイメージガイドフアイバ
による伝送像の解像力は低いものであつた。特
に、内視鏡に用いるときにはそれをできるだけ細
くしなければならない一方、接眼側で拡大して観
察するため、その解像力は一段と低下するという
実情にある。
The image guide fiber is made by bundling a large number of fiber elements and arranging the end faces of each fiber element in the same state on the end face on the object side and the end face on the eyepiece side, and only the core part of each fiber element forms a part of the image. transmission. Furthermore, there is a manufacturing limit to the arrangement density of each fiber element. Therefore, the resolution of the image transmitted by this image guide fiber was low. In particular, when used in an endoscope, it must be made as thin as possible, but the reality is that the resolving power is further reduced because it is magnified and observed on the eyepiece side.

本発明は上記事情に着目してなされたもので、
その目的とするところは簡単な構成でありながら
イメージガイドフアイバを用いて伝送した観察像
の解像力を高めて観察できるようにしたイメージ
ガイド観察装置を提供することにある。
The present invention has been made focusing on the above circumstances,
The object is to provide an image-guided observation device which has a simple configuration and which enables observation with enhanced resolution of an observation image transmitted using an image-guide fiber.

以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて説
明する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings.

第1図中1はたとえば内視鏡のイメージガイド
フアイバ観察装置に用いるその観察装置における
イメージガイドフアイバである。このイメージガ
イドフアイバ1は多数の細い光導性のフアイバ素
子2……を密に束ねるとともに、その対物側端面
3と接眼側端面4とにおいてそれぞれ各フアイバ
素子2……の端面部を等しく同じ状態に対応させ
て配列し、接着剤で固めたものである。そして、
イメージガイドフアイバ1の対物側端面3には対
物光学系5が対向していて、この対物光学系5に
より目的とする対象物の像を対物側端面3に結像
するようになつている。また、対物側端面3に結
像した像は各フアイバ素子2……のコアー端面に
対応する部分ごとにその光量が各フアイバ素子2
……によつてそれぞれ伝送され、接眼側端面4に
像として現われるようになつている。この接眼側
端面4に現われた像は接眼光学系6によつて観察
するようになつている。
Reference numeral 1 in FIG. 1 is an image guide fiber used in an image guide fiber observation device of an endoscope, for example. This image guide fiber 1 tightly bundles a large number of thin light-conducting fiber elements 2, and at the same time, the end face of each fiber element 2 is kept in the same condition at the end face 3 on the object side and the end face 4 on the eyepiece side. They are arranged in a corresponding manner and fixed with adhesive. and,
An objective optical system 5 is opposed to the end surface 3 on the object side of the image guide fiber 1, and the objective optical system 5 forms an image of a target object on the end surface 3 on the object side. In addition, the image formed on the end surface 3 on the objective side has a different amount of light for each portion corresponding to the core end surface of each fiber element 2...
. . , and appear as images on the eyepiece side end surface 4. The image appearing on the eyepiece side end surface 4 is observed by an eyepiece optical system 6.

さらに、上記対物光学系5の光路途中には光軸
方向の対向する両面が出入射端面とする断面三角
形状の透過プリズムからなる第1の光学素子7が
介挿されている。この第1の光学素子7は波長に
対する屈折率が異なるとともに光軸に直交する一
方側としての底辺側を高屈折率にし、他方側とし
ての頂点側を低屈折率になるように順次連続的に
屈折率が変る不均質媒質からなつている。しかし
て、対物光学系5により結像作用を受けた光はそ
の第1の光学素子7を透過する際にその波長に応
じて光路の向きが変えられて対物側端面3にずれ
て結像する、つまり、第1の光学素子7の波長に
対する屈折率の分布は第2図で示すようになる。
rは赤色の光に対する屈折率の分布、gは緑色の
光に対する屈折率の分布、bは青色の光に対する
屈折率の分布を示している。
Further, in the optical path of the objective optical system 5, a first optical element 7 is inserted, which is a transmission prism having a triangular cross section and whose opposite surfaces in the optical axis direction serve as entrance and exit end faces. This first optical element 7 has different refractive indexes for wavelengths, and is sequentially and continuously arranged such that one side perpendicular to the optical axis, which is the base side, has a high refractive index, and the other side, which is the apex side, has a low refractive index. It consists of a heterogeneous medium whose refractive index changes. Therefore, when the light subjected to the imaging action by the objective optical system 5 passes through the first optical element 7, the direction of the optical path is changed according to the wavelength, and an image is formed on the objective side end surface 3. That is, the distribution of refractive index with respect to wavelength of the first optical element 7 is as shown in FIG.
r represents the refractive index distribution for red light, g represents the refractive index distribution for green light, and b represents the refractive index distribution for blue light.

また、上記接眼光学系6の光路途中には上記第
1の光学素子7と同じように形成された第2の光
学素子8が介挿されている。また、光軸に対する
配置条件も同じく配置されている。そして、接眼
光学系6はこの第2の光学素子8を透過する光を
受けて接眼側端面4の像を観察するようになつて
いる。このため、接眼側端面4に各波長ごとの像
がずれて現われるが、このずれた各像を合成して
単一の像として観察できる。
Further, a second optical element 8 formed in the same manner as the first optical element 7 is inserted in the optical path of the eyepiece optical system 6. Further, the arrangement conditions with respect to the optical axis are also the same. The eyepiece optical system 6 receives the light transmitted through the second optical element 8 and observes the image of the eyepiece side end surface 4. Therefore, images for each wavelength appear shifted on the eyepiece side end surface 4, but these shifted images can be combined and observed as a single image.

しかして、上記構成によれば、第1の光学素子
7により対物光学系5で対物側端面3に結像する
像が各波長ごとにその屈折率に応じて屈折させら
れるため、その対物側端面3にはその波長ごとの
像が光軸に直交する向きにずれて結像する。すな
わち、対像物の像のある部分が対物側端面3に結
像するとき、各波長の像部分は一致せず、光軸に
直交する方向にそれぞれ結像する。したがつて、
ある波長による像部分がフアイバ素子2の端面部
以外の部分、たとえばクラツドの部分に結像した
ため伝送されなくとも、他の波長による像部分が
フアイバ素子2の端面部分に結像してそのフアイ
バ素子2により伝送される。このようなことが各
像部分について行なわれるため、全く伝送されな
い像部分はなくなる。そして、伝送される波長ご
との像は接眼側端面4に現われる。そして、この
各波長ごとの像は第2の光学素子8を透して接眼
光学系6によつて観察するとき、その第2の光学
素子8によつて合成され、ずれのない単一の像と
して観察できるのである。したがつて、対像物の
像の全体をむらなく観察できるため、グラツド部
分などが目立たず、像全体を解像力のよい像とし
て観察できる。特に、上記各光学素子7,8は単
なるプリズムを用いずに、一方側を高屈折率に他
方側を低屈折率になるように順次屈折率が変る不
均質媒質としたから、強い分光分離を実現でき
る。つまり、みかけのプリズムのアツペ数を23以
下にできる。したがつて、上記作用効果を高め、
解像力を充分に高めることができるのである。
According to the above configuration, since the image formed by the first optical element 7 on the objective side end surface 3 in the objective optical system 5 is refracted for each wavelength according to its refractive index, the objective side end surface 3, images of each wavelength are formed shifted in a direction perpendicular to the optical axis. That is, when a certain portion of the image of the object is imaged on the object side end surface 3, the image portions of each wavelength do not coincide, and are imaged in a direction perpendicular to the optical axis. Therefore,
Even if an image portion of a certain wavelength is not transmitted because it is imaged on a portion other than the end face portion of the fiber element 2, such as a cladding portion, an image portion of another wavelength is imaged on the end face portion of the fiber element 2 and the fiber element is transmitted. 2. This is done for each image portion, so that no image portion is transmitted at all. Images of each transmitted wavelength appear on the eyepiece side end surface 4. When these images for each wavelength are observed by the eyepiece optical system 6 through the second optical element 8, they are combined by the second optical element 8 to form a single image without deviation. It can be observed as Therefore, the entire image of the object can be observed evenly, so that the gradient portions are not noticeable and the entire image can be observed as a high-resolution image. In particular, each of the optical elements 7 and 8 does not use a simple prism, but is made of a heterogeneous medium whose refractive index changes sequentially such that one side has a high refractive index and the other side has a low refractive index, so strong spectral separation can be achieved. realizable. In other words, the apparent number of prisms can be reduced to 23 or less. Therefore, the above effects are enhanced,
This allows the resolution to be sufficiently increased.

なお、上記構成において各光学素子7,8は各
光学系5,6のレンズとは別に用意されている
が、第3図で示すようにその光学系5,6におけ
る一つのレンズ9,10を不均質媒質から作り、
上記レンズと光学素子7,8の機能をそれで同時
に実現するようにする。
In the above configuration, each optical element 7, 8 is prepared separately from the lens of each optical system 5, 6, but as shown in FIG. made from a heterogeneous medium,
The functions of the lens and the optical elements 7 and 8 are simultaneously realized.

以上説明したように本発明は光軸に直交する一
方側を高屈折率、他方側を低屈折率となるように
順次屈折率が変わる不均質媒質からなる光学素子
を用いてイメージガイドフアイバの対物側端面
に、対像物の像をその波長ごとに光軸に直交する
方向にずらして結像させて各波長ごとの像を伝送
し、接眼側端面における各成分の像を合成して観
察するから、像の全般にわたつて均一に観察で
き、解像力を高めることができる。特に、上記光
学素子は一方側を高屈折率に他方を低屈折率にな
るように順次屈折率が変る不均質媒質としたから
強い分光により波長ごとの像を大きく分離するこ
とができ、それだけフアイバ素子の配列密度が荒
くてもそれにも拘らず、解像度を高めることがで
きる。さらに、本発明では機械的に動く部分がな
いとともに、小形で簡単な構成とすることができ
る。しかも、安定した作用を期待できる。このた
め、内視鏡などに好適するのである。
As explained above, the present invention uses an optical element made of a heterogeneous medium whose refractive index changes sequentially such that one side perpendicular to the optical axis has a high refractive index and the other side has a low refractive index. The image of the object is shifted perpendicular to the optical axis for each wavelength on the side end surface, and the image for each wavelength is transmitted, and the images of each component on the eyepiece end surface are combined and observed. Therefore, the entire image can be observed uniformly, and the resolution can be improved. In particular, since the optical element described above is made of a heterogeneous medium in which the refractive index changes sequentially, with one side having a high refractive index and the other side having a low refractive index, it is possible to greatly separate images for each wavelength by strong spectroscopy, and the more the fiber is Even if the arrangement density of the elements is rough, the resolution can be improved. Furthermore, the present invention has no mechanically moving parts, and can have a small and simple configuration. Furthermore, stable effects can be expected. Therefore, it is suitable for endoscopes and the like.

対物光学系を構成する不均質媒質のものと、接
眼光学系を構成する不均質媒質のものとが、それ
ぞれレンズそれ自体を構成するのであるから、こ
れによつて、その各光学系のレンズ部品の点数を
少なくできて構成の簡略化と小型化が図れる。つ
まり、レンズの部品点数を増やすことなく解像力
の向上が図れる。
Since the inhomogeneous medium that constitutes the objective optical system and the inhomogeneous medium that constitutes the eyepiece optical system each constitute the lens itself, the lens parts of each optical system are The number of points can be reduced, and the configuration can be simplified and downsized. In other words, resolution can be improved without increasing the number of lens parts.

しかも、内視鏡に適用した場合においては、対
物光学系のレンズ部品の点数が少なくなる分、先
端の硬質の長さが少なくなるので、その内視鏡の
挿入性の向上につながる等の作用効果を奏する。
Moreover, when applied to an endoscope, the number of lens parts in the objective optical system is reduced, and the length of the hard tip is reduced, leading to improvements in the ease of insertion of the endoscope. be effective.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例の概略的な構成説明
図、第2図は同じく光学素子の屈折率特性図、第
3図は本発明の他の実施例の概略的な構成説明図
である。 1……イメージガイドフアイバ、2……フアイ
バ素子、3……対物側端面、4……接眼側端面、
5……対物光学系、6……接眼光学系、7……第
1の光学素子、8……第2の光学素子。
FIG. 1 is a schematic structural explanatory diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a refractive index characteristic diagram of an optical element, and FIG. 3 is a schematic structural explanatory diagram of another embodiment of the present invention. be. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Image guide fiber, 2... Fiber element, 3... Objective side end surface, 4... Eyepiece side end surface,
5... Objective optical system, 6... Eyepiece optical system, 7... First optical element, 8... Second optical element.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 複数のフアイバ素子を束ねて対物側端面と接
眼側端面とにおいて、その各フアイバ素子の端面
部を対応する同じ状態に配列したイメージガイド
フアイバと、このイメージガイドフアイバの対物
側端面に対象物を結像するための対物光学系と、
上記イメージガイドフアイバの接眼側端面に現わ
れる像を観察するための接眼光学系とを有するイ
メージガイドフアイバ観察装置において、 上記対物光学系を形成するレンズを波長に対す
る屈折率が異なるとともに光軸に直交する一方側
を高屈折率に他方側を低屈折率になるように順次
連続的に屈折率が変わる不均質媒質に形成し、対
物光学系がイメージガイドフアイバの対物側端面
に対象物の像を結像させる第1の光学レンズと、 上記接眼光学系を形成するレンズを波長に対す
る屈折率が異なるとともに光軸に上記第1の光学
レンズと同じ向きで直交する一方側を高屈折率に
他方側を低屈折率になるように順次連続的に屈折
率が変わる不均質媒質からなる第2の光学レンズ
と、を具備したことを特徴とするイメージガイド
フアイバ観察装置。
[Scope of Claims] 1. An image guide fiber in which a plurality of fiber elements are bundled and the end faces of each fiber element are arranged in the same corresponding state at an end face on an object side and an end face on an eyepiece side, and an object of this image guide fiber. an objective optical system for imaging an object on a side end surface;
In an image guide fiber observation device having an eyepiece optical system for observing an image appearing on the eyepiece side end surface of the image guide fiber, the lenses forming the objective optical system have different refractive indexes with respect to wavelengths and are orthogonal to the optical axis. The objective optical system forms an image of the object on the end face of the image guide fiber on the objective side. A first optical lens for imaging and a lens forming the eyepiece optical system have different refractive indexes for wavelengths, and are perpendicular to the optical axis in the same direction as the first optical lens, one side having a high refractive index and the other side having a high refractive index. An image guide fiber observation device comprising: a second optical lens made of a heterogeneous medium whose refractive index sequentially and continuously changes so as to have a low refractive index.
JP57050829A 1982-03-29 1982-03-29 Image guide fiber observing device Granted JPS58168012A (en)

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JP57050829A JPS58168012A (en) 1982-03-29 1982-03-29 Image guide fiber observing device

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JPS58168012A JPS58168012A (en) 1983-10-04
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0814661B2 (en) * 1986-02-17 1996-02-14 オリンパス光学工業株式会社 View conversion optical system
IL84527A0 (en) * 1987-01-20 1988-04-29 Honeywell Inc Holographic image enhancement for fiber optics transmission

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS539532A (en) * 1976-07-14 1978-01-28 Kopia Kk Paper jam detector

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