JPS61188513A

JPS61188513A - フアイバスコ−プ

Info

Publication number: JPS61188513A
Application number: JP60028577A
Authority: JP
Inventors: Junichi Sakai; 左貝　潤一; Fumio Kanetani; 金谷　文夫
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1985-02-16
Filing date: 1985-02-16
Publication date: 1986-08-22

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】〔発明の概要〕本発明は、伝送路を細くすることを主目的とし、伝送路
として単一の光ファイバを用り、伝送路の位相歪を検出
するた返の参照信号光を参照信号光の間に時間的書：挿
入して送出し、参照信号光を用いて伝送後の参照信号光
の位相情報を補償することにより原画像を再生するもの
である。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、内視鏡などの分野で、二次元画像情報を細い
伝送路を通して伝えるファイバスコープに関するもので
ある。

〔従来の技術〕

従来、二次元−像情報を送るためのファイバスコープと
しては、多数の光ファイバ芯を束ねたベンドル光ファイ
バが用いられていた・この方法では、二次元−像のｌｌ
１１面全体を分割して小さな画像の集合とし、各画素毎
に１本の光ファイバ芯な割り当てて画像情報を伝送させ
ている。

、〔発明が解決しようとする問題点〕従来のファイバスコープは、画素の数に対応する□光フ
ァイバが必要であり、光ファイバ束の直径が太くなり、
例えばこれを内視鏡として用いた場合、患者の苦痛を増
すという欠点があった。また、光フアイバ芯間の間隙を
伝わった光により、二次元画像かにじむという問題、さ
ら（：この多数の光ファイバ芯の配列を送り側と受は側
の両端で正しく保たねばならないという問題を含ん、で
いたＯ〔問題点を解決するための手段〕本考案は、これらの欠点を除去するため（：、伝送路とし
て単一の光ファイバを用い、伝送路をはさんで送光路と
１像再生部を有する送光部側と、被写体の位置する対物
側を配置し、送光部に゛は周期的Ｃ二繰返される光パル
ス列を送出して単一の光ファイバの伝送路ｇ：入射する
光源を備え、被写体の位置する対物側ｔ：は、伝送路か
らの出力を空間的−分離して２光路に分ける第１の分岐
部と、第１の、分岐部により分岐した２光路のうち一方
の光を被写体−：照射して反射する参照信号光とし、他
方の光を反射ミラーにより反射して参照信号光（二対し
相、対物な時間遅延を生じさせて、−像信号光の間に位
置する参照信号光とし、−１像、信号光および参照信号
光を再び第１の分岐部を介して単一光ファイバの伝送路
に入射させるＷ＆１の光学系とを備え、−像再生部（：
は伝送路からの参照信号光と参照、信号光の混在した光
パルス列を光源とは異る方向Ｃ二環く＠２の光学系と、
第２の光学系から導かれた混在パルス列を空間的Ｃ二分
離した２光路Ｃ二た２些路の間に相対的な遅延な声じさ
せるこ午−二より２光路の出力参照信号光と出力参照信
号光の到達時間鵞等しくする信号整合部と、信号整合部
を通洒した出力参照信号光と出力参照信号光を入射して
、単一光ファイバの伝送路伝搬中の位相歪を相殺する位
置Ｉ：配装した位相歪補償部とを備えた構成としたこと
を特徴としている。

〔作用〕

本発明は、伝送路として単一の光ファイバを用い、伝送
路の位相率を検出するための参照信号光を参照信号光の
間に時間的に挿入して送出し、参照信号光を用いて伝送
後の参照信号光の位！情報を補償すること１：５より原
画像を再生するものであることから、伝送路が―くなり
、内視鏡として用いる場合、患者の苦痛な和げることが
できる０以下、図面を用いて詳細Ｃ二説明する。

〔実施例〕

＠１図は、単一の光ファイバを伝送路として用いた本発
明の一実施例の構成である。

１は光源であって、ＡｙまたはＫｒイオンレーザなどの
連続波を外部変調器を用いてパルス波シ：したもの、あ
るいはＮｅｔ：ＹＡＧレーザなどのＩ（ルス波を用いる
。パルス幅’ｋ　Ｔ暑、繰返し間隔Ｔｌとする。送光部
側の送光部の光源１は、得るべき画像情報の対物側と伝
送路をはさんで反対側舊：位置している。光源１からで
た光は、半透鏡などで構成したチーキュレータ２、及び
結合レンズ３を介して光ファイバ４（二人射させる。光
ファイバ４を伝送した後の光なレンズ５ｔ−介して取り
出し、これを画像情報伝送用の搬送波として用いる。こ
の画像情報伝送用搬送波の光ビーム１６ヲ参照信号光１
７と参照信号光１８に分けるため、光分岐部の半透鏡６
ｔ−設ける。参照信号光１７ナレンズ７を介して被写体
８に照射すると、被写体８からの反射光が送出すべき二
次元画像とをる。この二次元画像の参照信号光＠Ａ＃（
ｓ、ｙ；ｔ）（以下ＡＪと記丁。）で表わ丁。但しＡＪ
Ｆは複素振幅、ｘ、ｙは空間座標、ｔは時間である。こ
の参照信号光ＡＪＦはレンズ７を介して反射光ビーム１
９として再び半透鏡６、レンズ５ｔ−介して光フアイバ
４Ｃ＝導き、画像１ｇ号光を離れた場所Ｃ；伝送する。

しかし、この時、参照信号光ＡＪは光゛ファイバ４な伝
搬する間ｌ二、一般Ｅ二位相情報を失ない像が劣化する
。この光ファイ気伝搬ＣＥよる像劣化量ｔ’；＝夕する
ため、参照信号光を設けるのが本発明の一つの要点であ
る。

参照信号光１８は、参照信号光Ａ＃との間ｅ二相射的な
時間差Ｔｏｋつけるため反射ミラー９区二人射させる。

この過程は光遅延回路な構成することＣ二相当している
。反射後の参照信号光２０ｔ’Ａ１”（ｔ−Ｔｏ）（以
下Ａｒと記す。）で表わす。反射後の参照信号光Ａｒも
やはり光ビーム２１として半透鏡６、レンズ５ｔ−介し
て゛光ファイバ４（：入射させる。１０は反射防止物で
あり、光吸収体も使える無反射体である。丁なわち上述
の光学系（二より参照信号光ＡＪＦと参照信号光Ａｒか
らなる光パルス列な生成する。

以上が本冥施例Ｃ二よる対物側の構成である。

第２図は対物側の光パルス列の時間的振舞な示したもの
である。パルス幅ＴＲｓパルスの繰返し間隔Ｔ１の光源
の光パルス列な代表的に光ビーム１６で示す。この光パ
ルス列が、既述のように被写体８、反射ミラー９から反
射した後、半透鏡６で混合されるが、混合直前の参照信
号光゛の光ビーム１９と参照信号光の光ビーム２０は図
め中央の２系列の光パルス゛で表わされる。半透鏡６で
混合後の光ｅ−ム２１では、Ｔｏ　−Ｔｓ／　２とをる
ようＣ；遅延時間を調整しておく。この上うＣ二して、
参照信号光Ａｓと参照信号光Ａ　ｒが交互Ｃ二並んだ光
パルス列が得られる。

上記光パルス列は、既述のよう（：、伝送路を伝搬する
間（二空間的な位相関係が乱される。光ファイバ４から
出射した光ビーム２２中の参照信号光部分の位相Ｃ；は
、伝送路Ｃ；よる位相擾乱情報が含まれているので、光
ビーム２２中の参照信号光の位相からこの出力参照信号
光の位相を補償するようＣ１送光部側の受信側の画像再
生部を構成する。

第１図の受信側は七の一構成例である。光ファイバ４か
ら出射した光は、レンズ３、チーキュレータ２の光学系
な介して受信側の画像再生部Ｃ二型る。半透鏡１１は、
光パルスシ二のせられた二次元画像情報の参照信号光Ａ
Ｉ′Ｉｋ：空間的砿二分離して二つの光路に分けるため
シニ用いる分岐部である。分岐後の２光路の光ビームＣ
二ついて以下の機能を行う信号整合部により参照信号光
と参照信号光の到達時間を等しくする。分岐後の一方の
光ビーム２５は、位相共役波発生部１２に入射させる。

分岐後の他方の光ビーム２４は、上記光ビーム２３と相
対的な時間遅延な生じさせるため反射ミラー１５Ｃ；入
射させる。この時、遅延量は、上記２ビーム２５゜２４
６二対する反射ビーム２５　、２６　’ｌ’半透鏡１１
で結合させる時、一方の参照信号光と他方の参照信号光
の時間が一致するようｔ：調整する。こうすること（−
より、参照信号光と参照信号光の複素振幅はＪ４ｒ（ｔ
）。

Ａ；　（’　ｅ　３１　；　’　）　（またはＡｒ（ｔ
）、Ａ＃（ｇ、ｙ；＃））とをり、光ビーム２７ヲ経て
位相歪補償部１４へ入射する時、両者の相対的な時間が
一致する。２８は再生参照信号光である。

第３図は、上述した受信側の画像再生部の光パルス列の
時間的振舞をまとめたものである。参照信号光と参照信
号光な同時刻（二位相歪補償部１４へ入射させることが
ポイントである。２５は位相共役波の元ビームである。

第４図は受信側の別の実施例の構成例であり、半透鏡１
１を先の分岐のみ感二用いた場合である。

光遅延回路３０は、前述の構成例のようＣ二、位相歪　
□補償部１４へ入射する参照信号光と参照信号光の時間
を一致させるようＣ二調整する。全体の働きは、１１１
図の場合とほぼ同様である。なお２９は反射ミラー、２
２乃至２６はそれぞれ＠１図と同じ光ビーム、２８は再
生参照信号光を示す。

次に、本発明で重要な構成要素である位相共役波発生部
１２と位相歪補償部１４（二ついて詳述する。

第５図は、４光波混合を利用した場合の位相共役波発生
部の一例である。５２　、５５はポンプ光であり、光源
１と同一波長のものを用い、両者を対向させて非線形光
学結晶３１痙：入射させるが、光パワは１ワット程度必
要である。非線形光学結晶３１とシテハ、Ｌ＠ＮｂＯ５
、ＬｉＴＧＯｓ　、　Ｂｓ、鵞５ｓＱ１（１（ＢｓＱ）
などが使用できる。この時、光ビーム２３を入射させる
と、光ビーム２３ζ：対する位相共役波の光ビーム２５
カ、光ビーム２３と丁度正反対の方向にでてく　　る　
。

位相歪補償部１４は次のようＣｌ、て構成する。

非線形光学結晶を用意しておき、この非線形光学結・晶
、ｇ：光ビーム２５　、２６を同時に入射させると。

両光ビーム２５　、２６の電界の積鑑二比例した出力が
得られる。この時、光フアイバ伝搬による参照信号光と
参照信号光の位相擾乱φが等しく、光ビーム２５の位相
部と光ビーム２６の位相部の符号が正反対とをるように
予め設定しているから、結局、参照信号光での位相歪が
参照信号光Ｃ；より相殺される。このようＣ二して、再
生参照信号光２日が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したようＣ二、本発明では単一の光ファイバを
用いているため伝送路が細くなり、内視鏡に用いた場合
、患者の苦痛を和げる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成な示す図、第２図は本
発明の対物側光パルス列の時間的振舞を示す因、第５図
は受信側光パルスの時間的振舞な示す図、＠４図は１、
本発明の受信側の画像再生部の別の実施例を示す図、第
５図は位相共役波発生部の一例を示す図である・１・・・光源、２・・・チーキュレータ、３，５．・７
・・・レンズ、４・・・光ファイバ、６・・・半透鏡、
８・・・被写体、９・・・反射ミラー、１０・・・無反
射体、１１・・・半透鏡、−２・・・位相共役波発生部
、１３・・・反射ミラー、１４・・・位相歪補償部、１
５〜２７・・・光ビーム、２８・・・再生参照信号光、
２９五反射ミラー、３０・・・光遅延回路、３１・・・
非線形光学結晶、５２　、５５・・・ポンプ光。

Claims

【特許請求の範囲】送光部および画像再生部を有する送光部側と、被写体の
位置する対物側とを伝送路をはさんで配置したファイバ
スコープであつて、前記伝送路は、単一の光ファイバからなり、前記送光部側の送光部は、周期的に繰返される光パルス列を送出して前記伝送路に
入射する光源を備え、前記被写体の位置する対物側は、前記伝送路からの出力を空間的に分離して２光路に分け
る第１の分岐部と、前記第１の分岐部により分岐した２光路のうち一方の光
を前記被写体に照射して反射する画像信号光とし、前記
２光路のうち他方の光を反射ミラーにより反射して前記
画像信号光に対して相対的な時間遅延を生じさせること
により、前記画像信号光の間に位置する参照信号光とし
、前記画像信号光および前記参照信号光を再び前記第１
の分岐部を介して前記伝送路に入射させ、前記対物側か
ら前記送光部側へ伝送する第１の光学系とを備え、前記
送光部側の画像再生部は、前記画像信号光と前記参照信号光の混在した光パルス列
を前記光源とは異る方向に導く第２の光学系と、前記混在したパルス列を空間的に分離した２光路に分け
る第２の分岐部と、前記第２の分岐部により分岐された２光路の間に相対的
な遅延を生じさせ、前記２光路での出力画像信号光と出
力参照信号光の到達時間を等しくする信号整合部と、前記信号整合部を通過した前記出力画像信号光と出力参
照信号光を入射して、前記伝送路伝搬中の位相歪を相殺
する位置に配置した位相歪補償部とを備えてなることを特徴とするファイバスコープ。