JPS61109006A - 画像合成マルチイメ−ジフアイバホルダ - 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】 １１よ企五浬分！ 本発明は、撮像側で被写体像を複数に分割して複数のイ
メージファイバで伝送し、受像側で分割伝送された像を
合成して１つの像を得るようにした、いわゆる画像合成
マルチイメージファイバのためのホルダに関するもので
ある。

従来の技術 各画素に対応する光ファイバ（以下画素ファイバ）が多
数束ねられて構成されるイメージファイバが知られてい
る。このイメージファイバは、次のような原理により動
作するものである。すなわち、イメージファイバの入射
端側に設けられた撮像レンズにより、被写体が撮影され
て、イメージファイバの入射端面に被写体像が結像され
る。その結果、被写体像は、画素ファイバにより画素ご
とに分解されて伝送され、イメージファイバの出射端よ
り出射され、イメージファイバの出射端部に設けられた
結像レンズにより被写体像が投映される。

以上の如きイメージファイバは、例えば、コアとクラッ
ドのみからなる１万本以上の光フアイバ素線を石英管の
ようなジャケットの中に挿入して、減圧しつつ加熱して
一体化して大径のイメージファイバ母材を一旦作り、更
に、そのイメージファイバ母材を引き伸ばすことにより
作ることができる。

従って、このような一体化イメージファイバは、細く長
尺のイメージファイバを得ることができるが、各画素フ
ァイバの直径の最小値はコア・クラッドの屈折率差等に
よって決まっているため、画素数を増加させるとイメー
ジファイバの直径が大きくなり可撓性が著しく損なわれ
る。

そのため一体化イメージファイバは、その特性である可
撓性を損なうことなく伝送可能な画素数には限りがある
。具体的には１５（１００程度に制限される。

そのような一体化イメージファイバの問題を解決するも
のとして、いわゆる画像合成マルチイメージファイバが
提案されている。この画像合成マルチイメージファイバ
は、複数本のイメージファイバにより画像の各部を分割
して伝送し、出射端で再合成するものである。

そのような画像合成マルチイメージファイバの１例を第
４図に示す。図示の画像合成マルチイメージファイバ１
０は、イメージファイバ１２．１４及び１６を具備して
おり、入射端には、画像合成マルチイメージファイバ全
体のための撮像レンズ１Ｂと、各イメージファイバごと
の像分割用素レンズ２０．２２及び２４が設けられてい
る。撮像レンズ１８は、被写体２６の実像２８を撮像レ
ンズ１８と像分割用素レンズ２０．２２及び２４との間
に形成し、各々の像分割用素レンズ２０．２２及び２４
は、その実像２８の一部を撮像して、その部分像をそれ
ぞれが付属するイメージファイバ１２．１４及び１６の
入射端面に結像させる。

このように分割されて各イメージファイバに入射された
画像は、各イメージファイバ１２．１４及び１６を通っ
て伝送され、各イメージファイバの出射端より出射され
、各イメージファイバの出射端に置かれた像合成用素レ
ンズ３０．３２及び３４により各分割像の実像３６が結
像面に投映されて合成される。

そして、その合成像は、投映レンズ３８により投映像４
０として投映される。

なお、上記した画像合成マルチイメージファイバにおい
て、各イメージファイバの入射端の像分割用素レンズ２
２．２４及び２６は、第４図に示す如く実像２８を一部
オーバーラップした部分２８Ａ、２８Ｂ及び２８Ｃに分
けて撮像する。これは、イメージファイバが一般に断面
円形であるので、各イメージファイバ間の隙間が伝送画
像の欠落部にならないようにするためである。しかし、
それに伴い、像しかし、以上のような画像合成マルチイ
メージファイバの入射側すなわち撮像部並びに出射端す
あわち投映部において、各イメージファイバの端部及び
像分割用のまたは像合成用の素レンズのそれぞれ相互の
相対的位置にずれがあったり、更には、各イメージファ
イバの端部と素レンズとの間の光軸がずれていると、投
映像が正しく合成されない。

すなわち、第４図の例で見るならば、像分割用素レンズ
２０．２２．２４と各イメージファイバ１２．１４．１
６の入射端部とがずれていると、被写体像２８が正しく
分割されず、その結果、マルチイメージファイバの出射
側に形成される投映像４０に欠けができたりまたはずれ
て重なり合う部分ができたりする。

そして、像合成用素レンズ３０．３２．３４と各イメー
ジファイバ１２．１４．１６の出射端部とがずれている
と、合成像３６が正しく合成されず、その結果、同様に
、投映像４０に欠けができたりまたはずれて重なり合う
部分ができたりする。

以上のような問題を解決して像を正しく分割し更に正し
く合成するためには、マルチイメージファイバの撮影部
及び投映部において、（１）素レンズ群を固定してイメ
ージファイバ群をそれぞれ互いに直交するｘ、ｙ、ｚの
３方向に微調整できるようにするか、または、（２）イ
メージファイバ群を固示すものであり、実願昭５７−２
１５２４号に開示されているものである。なお、第５図
（ａ）は側面図であり、第５図（ハ）は正面図である。

マルチイメージファイバの各イメージファイバ４２の端
部は、保持リング４２Ａに保持され、その保持リング４
２Ａは、当接面がイメージファイバ光軸にほぼ平行に位
置する板バネ４４により内側から支持され、また、光軸
に対してほぼ直角に位置する一対の調整ネジ４６Ａ及び
４６Ｂにより外側から押さえられらている。なお、調整
ネジ４６Ａ及び４６Ｂが作る角度θは、はぼ１２０°で
ある。

以上のような構成において、保持リング４２Ａは板バネ
４４上を滑動することができるので、調整ネジ４６Ａ及
び４６Ｂの螺入量を調整することにより、　、保持リン
グ４２Ａすなわちイメージファイバ４２の端部を、光軸
に直角で互いに直交するＸ方向及びｙ方向に位置調整す
ることができ、像分割用または像合成用の素レンズ４８
の光軸にイメージファイバの光軸を一致させることがで
きる。

しかし、以上のような構成では、保持リング４２Ａすな
わちイメージファイバ４２の端部を、板バネｒ、・ ４４上で調整ネジ４６Ａ及び４６Ｂに押し付けて支持し
ているだけであるので、マルチイメージファイバを持ち
運んだりしたとき、イメージファイバに作用する外力に
よって、その調整が損なわれることがある。そのため、
使用時に一々調整し直す必要があり、使用上不便であっ
た。

そこで、本発明は、以上のような従来のマルチイメージ
ファイバホルダの問題を解消して、イメージファイバに
外力が作用しても調整に狂いが生じない画像合成マルチ
イメージファイバホルダを提供せんとするものである。

問題を解決するための手段 本発明の発明者は、イメージファイバ端部と素レンズと
の間の相対位置を調整する上述した２つの方法のうち、
第２番目の方法を使用すれば、イメージファイバをマル
チイメージファイバホルダに対して固定することができ
るので、イメージファイバに作用する外力はマルチイメ
ージファイバホルダに吸収させることができ、位置調整
が狂わないようにできると考えた。

本発明はかかる知見に基づく研究の結果なされたもので
ある。すなわち、本発明によるならば、マルチイメージ
ファイバの各イメージファイバをは、前記各イメージフ
ァイバを固定保持するようになされており、前記レンズ
ホルダは、各素レンズごとに設けられ対応イメージファ
イバの光軸にほぼ直角で且つ互いに異なる２方向におい
て変位可能に素レンズを支持している支持手段と、各素
レンズごとに設けられ素レンズを前記２方向に変位させ
る位置調整手段とを備えていることを特徴とする画像合
成マルチイメージファイバホルダが提供される。

心理 以上の如き画像合成マルチイメージファイバホルダにお
いて、位置調整手段により、素レンズを対応イメージフ
ァイバの光軸にほぼ直角で且つ互いに異なる２方向にお
いて位置付けることができるので、イメージファイバ端
部とそれに付属する素レンズとを正しい相対位置に位置
つけることができる。

一方、イメージファイバに外力が作用しても、第１に、
各イメージファイバはイメージファイバホルダに固定さ
れているので、その外力がイメーことがないために、イ
メージファイバと素レンズとの相対位置にずれは生ぜす
、位置調整に狂いは生じない。

１１男 入射していくかまたは出射していくかの違いのみで、光
学系としては、イメージファイバの端部と素レンズとの
関係は同じである。そこで、以下の基本構成の説明にお
いて、マルチイメージファイバの撮影部及び投映部を特
定せずに説明する。

第１図は、画像合成マルチイメージファイバのための本
発明による画像合成マルチイメージホルダの基本構成を
示す概略図であり、第１図（ａ）は縦断面図であり、第
１図（ｂ）は横断面図である。なお、簡略化のために、
２本のイメージファイバからなる画像合成マルチイメー
ジファイバを例に挙げる。

第１図において、参照番号５０は、イメージファイバホ
ルダであり、そのイメージファイバホルダ５０には、マ
ルチイメージファイバのそれぞれのイメージファイバを
収容する貫通孔５２が形成されている。そして、その貫
通孔５２に挿入されたイメージファイバ５４は、貫通孔
に連通ずるように貫通孔５２に直角に形成された孔５６
から注入される接着剤などによって、貫通孔５２に固定
されている。

イメージファイバホルダ５０の前部には、レンズホルダ
を構成する大きい穴５８が形成されている。

素レンズ保持スリーブ６２が穴５８の中に吊り下げられ
ている。更に、イメージファイバの光軸に向かい且つ互
いに直交する方向に、穴５８の壁部にネジ孔が形成され
、そのネジ孔に位置調整ネジ６６Ａ及び６６Ｂが螺入さ
れ、その先端が素レンズ保持スリーブ６２の周面に当接
している。

以上のように構成されるマルチイメージファイバホルダ
において、位置調整ネジ６６Ａを螺入することにより、
コイルバネ６４に抗して素レンズ保持スリーブ６２をイ
メージファイバの光軸に直角なＸ方向に移動させること
ができ、また、位置調整ネジ６６Ａを後退させることに
より、素レンズ保持スリーブ６２をＸ方向にコイルバネ
６４の力により移動させることができる。

更に、位置調整ネジ６６Ｂを螺入することにより、コイ
ルバネ６４に抗して素レンズ保持スリーブ６２をイメー
ジファイバの光軸に直角で且つ上記Ｘ方向にも直角なＸ
方向に移動させることができ、また、位置調整ネジ６６
Ｂを後退させることにより、素レンズ保持スリーブ６２
をＸ方向にコイルバネ６４の力により移動させることが
できる。

いる素レンズ６０の光軸をイメージファイバ５４の光軸
と一致させることができる。そして、そのように位置調
整された後は、素レンズ保持スリーブ６２は、コイルバ
ネ６４及び位置調整ネジ６６Ａ、６６Ｂと−によって保
持固定される。

用しても、マルチイメージファイバの各イメージファイ
バ５４は、イメージファイバホルダ５０に接着剤により
確り固定されているので、イメージファイバに作用する
外力は、イメージファイバホルダで吸収され、コイルバ
ネ６４及び位置調整ネジ６６Ａ１６６Ｂとによって保持
されている素レンズ保持スリーブすなわち素レンズの位
置にはなんら影響はない。

第１図の基本構成においては、第１図（ａ）に位置調整
ネジ６６Ａのみ図示しているが、Ｘ方向及びＸ方向の位
置調整ネジ６６Ａ及び６６Ｂは、光軸に沿って２つそれ
ぞれ設けている。このようにすると、同一方向の位置調
整ネジの螺入量を変えることにより、素レンズ６０の光
軸をイメージファイバの光軸に対して傾斜させ、あおり
を与えることもできる。

第２図は、本発明を実施した、７本のイメージファイバ
からなる画像合成マルチイメージファイバの投映部のマ
ルチイメージファイバホルダの、第３図の線■−■での
縦断面図であり、第３図は、第２図のマルチイメージフ
ァイバホルダの線■−イバは、１本のイメージファイバ
を中心にして６本のイメージファイバが同一円上に等角
度互いに離隔されて配置されている。貫通孔７４は、イ
メージファイバの被覆部分の直径より大きい内径を有し
、イメージファイバ７２との間の間隙には、貫通孔７４
に連通ずるように貫通孔に直交して形成された充填孔７
６を介して接着剤が充填されて、イメージファイバを貫
通孔内に固定している。しかし、イメージファイバのイ
メージファイバホルダへの固定は、接着剤だけでなく、
ネジほかの機械的な固定手段によってもよい。なあ、孔
７６には、接着剤を充填したあとネジ７８が螺入されて
封止さている。

そのイメージファイバホルダ７０のイメージファイバ端
面側には、レンズホルダ８０が、一部図示したネジ８２
により固定さている。レンズホルダ８０の中央には、中
央のイメージファイバに対応する像合成用の素レンズ８
４が固定され、その周囲には、第３図からよくわかるよ
うに、周囲のイメージファイバにほぼ対応する位置に円
形孔８６が形成され面に対して直交しており、その真中
の内壁８８Ａの両隣の内壁８８Ｂ及び８８Ｃは、円形孔
８６の半径方向軸に対して直交し且つ真中の内壁８８Ａ
に対して４５゜の角度にある。

円形孔８６は、周囲のイメージファイバのための像合成
用の素レンズ９０を保持している素レンズ保持スリーブ
９２の外径より大きく、第３図には図面の簡略化のため
に６つの円形孔８６の内の２つの円形孔についてしか図
示していないが、各円形孔の中に素レンズ保持スリーブ
９２が配置されている。

そして、その素レンズ保持スリーブ９２には、一対のコ
イルバネ９４の一端が固定され、そのコイルバネ９４の
他端は固定板９６に固定されている。第３図には図面の
簡略化のために６つの矩形孔８８の内の２つの矩形孔に
ついてしか図示していないが、固定板９６は、矩形孔８
８の真中の内壁８８Ａに当接されて、レンズホルダ８０
の周面から螺入されるネジ９８によりレンズホルダ８０
に固定されている。コイルバネ９４は、コイルバネにな
んらの外力が作用しない状態で、素レンズ９０を保持し
ている素レンズレンズホルダ８００周面には、隣接する
矩形孔８８の内壁８８Ｂ及び８８Ｃに近接するように凹
部１００が形成されている。同様に、第３図には図面の
簡略化のために６つの凹部１００の内の一部についてし
か図示していないが、その凹部１００から一対の位置調
整ネジ１０２及び１０４がそれぞれ内壁８８Ｂ及び８８
Ｃの面に直角にレンズホルダ８０に螺入され、その先端
が素レンズ保持スリーブ９２の周面に当接している。従
って、位置調整ネジ１０２及び１０４は互い直交関係に
ある。

レンズホルダ８０のイメージファイバと反対側には、投
映レンズ１０６を保持したスリーブ１０８を固定する投
映レンズホルダ１１０のフランジ１１２がネジ１１４に
より固定され、その外側から円筒状の外ケース１１６が
被せられ、ネジ１１８によりイメージファイバホルダ７
０に固定されている。

以上のような画像合成マルチイメージファイバホルダに
おいて、イメージファイバ端部と素レンズとの位置調整
は、次のようになされる。

イバの光軸に対して直角で互いに直交する２方向ジフア
イバの光軸に一致させる。

そのとき必要ならば、光軸に沿った同一方向の位置調整
ネジ、例えば第２図の位置調整ネジ１０２及び１０２の
螺入量を変えて素レンズにあおりを与えてもよい。なお
、中央の素レンズ８６の位置は調整されないが、その周
囲の素レンズ総てが位置調整できるならば、７つのイメ
ージファイバによって伝送されてきた分割像を正しく合
成することができる。

かくして、周囲の素レンズの位置調整が終了したら、投
映レンズホルダ１１０を装着し、次いで、外ケース１１
６を装着して、画像合成マルチイメージファイバホルダ
は完成する。その後は、マルチイメージファイバの各イ
メージファイバに外力が作用してもその外力はイメージ
ファイバホルダ７０に吸収され、素レンズの位置調整に
狂いは生じない。

なお、円形孔８６及び矩形孔８８の形状は、第３図に示
すような形状の限定されず、素レンズ保持スリーブ９２
が成る程度変位できる空間を与えることダ７０及びレン
ズホルダ８０は別体に作られてネジで互いに固定されて
いるが、予め一体に作るようにしてもよい。

以上、本発明を実施した画像合成マルチイメージファイ
バの投映部のマルチイメージファイバホルダの例を説明
した。しかし、上述したように、画像合成マルチイメー
ジファイバにおいては、その撮影部と投映部は、光が入
射していくかまたは出射していくかの違いのみで、光学
系としては、イメージファイバの端部と素レンズとの関
係は同じである。それ故、像合成用素レンズを像分割用
素レンズに置き換え、投映レンズを撮影レンズに置き換
えることにより、本発明を実施した画像合成マルチイメ
ージファイバの撮像部のマルチイメージファイバホルダ
を実現できる。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明による画像合成
マルチイメージファイバホルダにあっては、各素レンズ
の各イメージファイバの端部に対が解消し、画像合成マ
ルチイメージファイバの使用が非常に便利になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、画像合成マルチイメージファイバのための本
発明による画像合成マルチイメージホルダの基本構成を
示す概略図であり、第１図（ａ）は縦断面図であり、第
１図（ｂ）は横断面図である。 第２図は、本発明を実施した、７本のイメージファイバ
からなる画像合成マルチイメージファイバの投映部のマ
ルチイメージファイバホルダの、第３図の線■−■での
縦断面図である。 第３図は、第２図のマルチイメージファイバホルダの線
■−■での横断面図である。 第４図は、画像合成マルチイメージファイバの例を示す
概略構成図である。 第５図は、従来の画像合成マルチイメージファイバホル
ダの位置調整機構の概略図であ、第５図（ａ）は側面図
であり、第５図ら）は正面図である。 〔主な参照番号〕 １０・・画像合成マルチイメージファイバ、１２．１４
．４０・・投映像、４２・・マルチイメージファイバの
イメージファイバ、４２Ａ・・保持リング、４４・板バ
ネ、４６Ａ、４６Ｂ・・調整ネジ、４８・・素レンズ、
５０・・イメージファイバホルダ、５２・・貫通孔、５
４・・イメージファイバ、５６・・接着剤注入孔、５８
・・レンズホルダを構成する穴、６０・・素レンズ、６
２・・素レンズ保持スリーブ、６４・・コイルバネ、６
６Ａ、６６Ｂ・・位置調整ネジ、７０・・イメージファ
イバホルダ、７２・・イメージファイバ、７４・・貫通
孔、７６・・充填孔、８０・・レンズホルダ、８４・・
中央素レンズ、８６・・円形孔、８８・・矩形孔、８８
Ａ、８８Ｂ、８８Ｃ・・・・矩形孔の内壁、９０・・周
囲素レンズ、９２・・素レンズ保持スリーブ、９４・・
コイルバネ、９６・・固定板、１００・・レンズホルダ
の周面に形成された凹部、１０２．１０４・・位置調整
ネジ、１０６・・投映レンズ、１１６・・円筒状の外ケ
ース

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）マルチイメージファイバの各イメージファイバを
   保持するイメージファイバホルダと、各イメージファイ
   バごとに設けられている素レンズを対応イメージファイ
   バの端部に位置付けるレンズホルダとを具備しており、
   前記イメージファイバホルダは、前記各イメージファイ
   バを固定保持するようになされており、前記レンズホル
   ダは、各素レンズごとに設けられ対応イメージファイバ
   の光軸にほぼ直角で且つ互いに異なる２方向において変
   位可能に素レンズを支持している支持手段と、各素レン
   ズごとに設けられ素レンズを前記２方向に変位させる位
   置調整手段とを備えていることを特徴とする画像合成マ
   ルチイメージファイバホルダ。
2. （２）各素レンズは素レンズ保持スリーブに保持されて
   おり、前記レンズホルダは該素レンズ保持スリーブを収
   容する孔を有し、前記支持手段は、前記素レンズ保持ス
   リーブに一端が固定され前記孔の内壁面に他端が固定さ
   れて該素レンズ保持スリーブを弾性支持するバネにより
   構成されており、前記位置調整手段は、前記レンズホル
   ダの前記各孔の側壁を貫通するよう該レンズホルダの外
   周面より螺入されて前記素レンズ保持スリーブの周面に
   当接する一対の調整ネジで構成されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第（１）項記載の画像合成マルチイ
   メージファイバホルダ。
3. （３）前記一対の調整ネジは、互いに直交する位置関係
   にあることを特徴とする特許請求の範囲第（２）項記載
   の画像合成マルチイメージファイバホルダ。