(57)【要約】      （修正有）【課題】画像縮小・薄型イメージング・モジュールの提供。【解決手段】イメージング・モジュールは、画像入力面と、平らな画像出力面と、上記画像入力面と上記画像出力面との間に延設される複数の隣接して溶融される内反射性のイメージ・コンジットとを備える光ファイバ面板を含む。成分であるイメージ・コンジットは、画像入力面を介して入力される画像のサイズが縮小され、画像出力面を介して出力されるような方向に互いに収束するコンジット軸に沿って延設される。予め決められたアレイ・フォーマットに従って配列される複数の感光性検出素子を含む画像検出アレイをさらに含む。面板は検出アレイの前に、画像入力面に入射する光が上記面板を介して透過され、かつ画像出力面を介して検出素子へ光伝導される。より大きいフォーマットのイメージング・アレイを形成するためには、複数のイメージング・モジュールを密な形にタイル貼りにする。【選択図】図１
2008233911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像入力面と、画像出力面と、上記画像入力面と上記画像出力面との間に延設される複数の隣接して溶融されるイメージ・コンジットとを含む光ファイバ面板を備えるイメージング・モジュールであって、（ｉ）各イメージ・コンジットはイメージング・コア屈折率を有する光透過コアを備え、上記光透過コアは、光が上記イメージ・コンジットを介して内面反射により伝搬するように、上記イメージ・コア屈折率より低いイメージング・クラッド屈折率を有するクラッド材で包囲され、（ｉｉ）上記イメージ・コンジットは上記面板内で、互いに上記画像入力面から画像出力面へ向かう方向に収束するコンジット軸に沿って延設されるように方向づけられるイメージング・モジュール。
【請求項２】
予め決められたアレイ・フォーマットに従って配列される複数の感光性検出素子を含む画像検出アレイをさらに備え、上記面板は上記検出アレイの前に、上記画像入力面に入射する光が上記面板を介して透過され、かつ上記画像出力面を介して上記検出素子へ光伝導されるように位置を定められる、請求項１記載のイメージング・モジュール。
【請求項３】
上記面板は、上記画像入力面と上記画像出力面との間に延設されかつ上記画像出力面へ向かってテーパ状である斜めの端によって画定される外周を含む、請求項２記載のイメージング・モジュール。
【請求項４】
上記面板は、上記画像入力面と上記画像出力面との間に延設されかつ上記画像出力面へ向かってテーパ状である斜めの端によって画定される外周を含む、請求項１記載のイメージング・モジュール。
【請求項５】
上記面板のイメージ・コンジットが沿って延設される上記コンジット軸は仮想球の中央における中心点へ向かって収束する、請求項１記載のイメージング・モジュール。
【請求項６】
予め決められたアレイ・フォーマットに従って配列される複数の感光性検出素子を含む画像検出アレイをさらに備え、上記面板は上記検出アレイの前に、上記画像入力面に入射する光が上記面板を介して透過され、かつ上記画像出力面を介して上記検出素子へ光伝導されるように位置を定められる、請求項５記載のイメージング・モジュール。
【請求項７】
上記面板は、上記画像入力面と上記画像出力面との間に延設されかつ上記画像出力面へ向かってテーパ状である斜めの端によって画定される外周を含む、請求項６記載のイメージング・モジュール。
【請求項８】
上記面板のイメージ・コンジットが沿って延設される上記コンジット軸は仮想円筒の中央における中心軸へ向かって収束する、請求項１記載のイメージング・モジュール。
【請求項９】
予め決められたアレイ・フォーマットに従って配列される複数の感光性検出素子を含む画像検出アレイをさらに備え、上記面板は上記検出アレイの前に、上記画像入力面に入射する光が上記面板を介して透過され、かつ上記画像出力面を介して上記検出素子へ光伝導されるように位置を定められる、請求項８記載のイメージング・モジュール。
【請求項１０】
上記面板は、上記画像入力面と上記画像出力面との間に延設されかつ上記画像出力面へ向かってテーパ状である斜めの端によって画定される外周を含む、請求項９記載のイメージング・モジュール。
【請求項１１】
上記光ファイバ面板は、
反対側の互いに平行な第１及び第２の面と、複数の隣接して接着される光伝導性のイメージ・コンジットから成る光ファイバ面板を提供することを含み、（ｉ）各イメージ・コンジットはイメージング・コア屈折率を有する光透過コアを含み、上記光透過コアは、光が上記イメージ・コンジットを介して内部全反射により伝搬するように、上記イメージ・コア屈折率より低いイメージング・クラッド屈折率を有するクラッド材で包囲され、（ｉｉ）上記光学コアは上記第１及び第２の面を介して延びる互いに平行するコア軸に沿って延設され、
上記面板の上記第１及び第２の面の少なくとも一方を、予め決められた曲りを有する型枠表面に接触して位置合わせすることと、
上記面板を、上記面板が軟化されて上記第１及び第２の面のうちの曲がった型枠表面に接触する少なくとも一方が、それが接触する曲面に一致されるに足る温度にまで加熱して、上記コア軸を互いに平行な位置合わせから収束する位置合わせへ移動させ、かつ上記面板の第１及び第２の面に曲りを想定させることと、
上記曲がった面板を、上記面板が硬質になるまで十分に冷却することと、
上記曲がった面板を平行な２つの平面に沿ってカットし、平らな画像入力面と、上記画像入力面とは反対側の平らな画像出力面と、上記画像入力面及び画像出力面間に延設される複数の収束するイメージ・コンジットとを含む光ファイバ面板を形成すること、
を含む方法に従って製造される、請求項１記載のイメージング・モジュール。
【請求項１２】
タイル式イメージング・アレイであって、
各々が画像入力面と、画像出力面と、上記画像入力面と上記画像出力面との間に延設される複数の隣接して溶融されるイメージ・コンジットとを含む光ファイバ面板から成る少なくとも２つのイメージング・モジュールを備え、
（ｉ）各イメージ・コンジットはイメージング・コア屈折率を有する光透過コアを備え、上記光透過コアは、光が上記イメージ・コンジットを介して内面反射により伝搬するように、上記イメージ・コア屈折率より低いイメージング・クラッド屈折率を有するクラッド材で包囲され、
（ｉｉ）上記イメージ・コンジットは上記面板内で、互いに上記面板の上記画像入力面から画像出力面へ向かう方向に収束するコンジット軸に沿って延設されるように方向づけられ、
（ｉｉｉ）上記少なくとも２つのイメージング・モジュールのうちの少なくとも２つにおける画像入力面は、上記傾斜したイメージング・アレイの画像入力表面を画定すべく互いに密な形に当接されるタイル式イメージング・アレイ。
【請求項１３】
（ｉ）各イメージング・モジュールは、上記イメージング・モジュールの面板に関連づけられる画像検出アレイをさらに備え、かつ予め決められたアレイ・フォーマットに従って配列される複数の感光性検出素子を含み、
（ｉｉ）各イメージング・モジュールの面板は上記面板が関連づけられる検出アレイの前に、上記画像入力面に入射する光が上記面板を介して透過されかつ上記画像出力面を介して上記検出素子へ光伝導されるように位置を定められる、請求項１２記載のタイル式イメージング・アレイ。
【請求項１４】
（ｉ）上記少なくとも２つのイメージング・モジュールのうちの少なくとも２つにおける各面板は、上記画像入力面と上記画像出力面との間に延設されかつ少なくとも１つの斜めの端によって画定される外周を含み、
（ｉｉ）斜めの端を含む少なくとも２つの面板は、上記斜めの端が組み合わされて上記タイル式イメージング・アレイの画像入力表面の背後にＶ字形の溝を画定するように互いに当接される、請求項１３記載のタイル式イメージング・アレイ。
【請求項１５】
上記光ファイバ面板の少なくとも１つは、
反対側の互いに平行な第１及び第２の面と、複数の隣接して接着される光伝導性のイメージ・コンジットから成る光ファイバ面板を提供することを含み、（ｉ）各イメージ・コンジットはイメージング・コア屈折率を有する光透過コアを含み、上記光透過コアは、光が上記イメージ・コンジットを介して内部全反射により伝搬するように、上記イメージ・コア屈折率より低いイメージング・クラッド屈折率を有するクラッド材で包囲され、（ｉｉ）上記光学コアは上記第１及び第２の面を介して延びる互いに平行するコア軸に沿って延設され、
上記面板の上記第１及び第２の面の少なくとも一方を、予め決められた曲りを有する型枠表面に接触して位置合わせすることと、
上記面板を、上記面板が軟化されて上記第１及び第２の面のうちの曲がった型枠表面に接触する少なくとも一方が、それが接触する曲面に一致されるに足る温度にまで加熱して、上記コア軸を互いに平行な位置合わせから収束する位置合わせへ移動させ、かつ上記面板の第１及び第２の面に曲りを想定させることと、
上記曲がった面板を、上記面板が硬質になるまで十分に冷却することと、
上記曲がった面板を平行な２つの平面に沿ってカットし、平らな画像入力面と、上記画像入力面とは反対側の平らな画像出力面と、上記画像入力面及び画像出力面間に延設される複数の収束するイメージ・コンジットとを含む光ファイバ面板を形成すること、
を含む方法に従って製造される、請求項１４記載のタイル式イメージング・アレイ。
【請求項１６】
上記光ファイバ面板の少なくとも１つは、
反対側の互いに平行な第１及び第２の面と、複数の隣接して接着される光伝導性のイメージ・コンジットから成る光ファイバ面板を提供することを含み、（ｉ）各イメージ・コンジットはイメージング・コア屈折率を有する光透過コアを含み、上記光透過コアは、光が上記イメージ・コンジットを介して内部全反射により伝搬するように、上記イメージ・コア屈折率より低いイメージング・クラッド屈折率を有するクラッド材で包囲され、（ｉｉ）上記光学コアは上記第１及び第２の面を介して延びる互いに平行するコア軸に沿って延設され、
上記面板の上記第１及び第２の面の少なくとも一方を、予め決められた曲りを有する型枠表面に接触して位置合わせすることと、
上記面板を、上記面板が軟化されて上記第１及び第２の面のうちの曲がった型枠表面に接触する少なくとも一方が、それが接触する曲面に一致されるに足る温度にまで加熱して、上記コア軸を互いに平行な位置合わせから収束する位置合わせへ移動させ、かつ上記面板の第１及び第２の面に曲りを想定させることと、
上記曲がった面板を、上記面板が硬質になるまで十分に冷却することと、
上記曲がった面板を平行な２つの平面に沿ってカットし、平らな画像入力面と、上記画像入力面とは反対側の平らな画像出力面と、上記画像入力面及び画像出力面間に延設される複数の収束するイメージ・コンジットとを含む光ファイバ面板を形成すること、
を含む方法に従って製造される、請求項１２記載のタイル式イメージング・アレイ。
【請求項１７】
イメージング・モジュールであって、
予め決められたアレイ・フォーマットに従って配列される複数の感光性検出素子を含む画像検出アレイと、
上記検出アレイの前に位置づけられ、かつ画像入力面と、平らな画像出力面と、上記画像入力面と上記画像出力面の間でコンジット軸に沿って延設される複数の隣接して溶融される内反射性のイメージ・コンジットとを含む画像縮小光ファイバ面板と、を備え、上記コンジット軸は、上記画像入力面に入射される画像のサイズが少なくとも１つの大きさに沿って縮小されかつ上記画像出力面を介して上記検出アレイへ光伝導されるように互いに収束するイメージング・モジュール。
【請求項１８】
上記画像縮小光ファイバ面板は、
反対側の互いに平行な第１及び第２の面と、複数の隣接して接着される光伝導性のイメージ・コンジットから成る光ファイバ面板を提供することを含み、（ｉ）各イメージ・コンジットはイメージング・コア屈折率を有する光透過コアを含み、上記光透過コアは、光が上記イメージ・コンジットを介して内部全反射により伝搬するように、上記イメージ・コア屈折率より低いイメージング・クラッド屈折率を有するクラッド材で包囲され、（ｉｉ）上記光学コアは上記第１及び第２の面を介して延びる互いに平行するコア軸に沿って延設され、
上記面板の上記第１及び第２の面の少なくとも一方を、予め決められた曲りを有する型枠表面に接触して位置合わせすることと、
上記面板を、上記面板が軟化されて上記第１及び第２の面のうちの曲がった型枠表面に接触する少なくとも一方が、それが接触する曲面に一致されるに足る温度にまで加熱して、上記コア軸を互いに平行な位置合わせから収束する位置合わせへ移動させ、かつ上記面板の第１及び第２の面に曲りを想定させることと、
上記曲がった面板を、上記面板が硬質になるまで十分に冷却することと、
上記曲がった面板を平行な２つの平面に沿ってカットし、平らな画像入力面と、上記画像入力面とは反対側の平らな画像出力面と、上記画像入力面及び画像出力面間に延設される複数の収束するイメージ・コンジットとを含む光ファイバ面板を形成すること、
を含む方法に従って製造される、請求項１７記載のイメージング・モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
柔軟な光ファイバまたは隣同士が溶融した光ファイバで構成される束を介する光及び画像の送信は、確立された技術である。インバータ、テーパ及び「ストレートスルー」等のイメージ・コンジットは、光ファイバ分野の実行者には周知である。溶融光ファイバのイメージ・コンジットには、非限定的な例としての暗視ゴーグル、ライフル銃のスコープ、ｘ線検出器及び医療画像装置のようなデバイスにおけるコンポーネントとして広範なアプリケーションがある。
【背景技術】
【０００２】
（仮優先権の主張）
２００７年３月２１日に提出した「収束成分であるイメージング・コンジットを含む光ファイバ面板とこれを組み込むタイル式イメージング・アレイ」と題する暫定出願第６０／９１９，１６８号に基づく優先権を主張する。先行する上記暫定出願の図面を含む開示内容は全て、本参照により、本出願書に完全に記載された如く、開示に含まれる。
【０００３】
既存の様々な画像デバイスは、電荷結合素子（ＣＣＤ）及び相補形金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）回路等の画像検出アレイと結合される光ファイバ・コンポーネントを組み込む。これらのデバイスの各々の基本は、光ファイバ・コンポーネントと画像検出アレイとの光結合であり、よって光ファイバ・コンポーネントの第１の端に導入される画像は光ファイバ・コンポーネントを介して伝送され、画像検出アレイによって位置合わせされる。現時点で画像検出アレイと結合される溶融光ファイバ・コンポーネントとしては、小さい端または大きい端の何れを入力端と見なすかによって入力画像を縮小または拡大するテーパ状の束（テーパ）、画像を縮小も拡大もしない細長い「ストレートスルー」束及び入力される画像を縮小も拡大もしない光ファイバ面板がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
各々対応する検出アレイへ接続される２つ以上の従来の光ファイバ面板（以後「面板」）は、より大きいフォーマットのタイル式イメージング・アレイを形成するために互いに隣接し合うことが可能である。しかしながら、入力画像内の間隙を回避するためには、各面板の大きさまたは「フットプリント」はその対応する検出アレイのフットプリントに一致しなければならないことから、複数の従来の面板をタイル貼りにする能力は、各面板に対応する画像検出アレイとの間で電気コンジット（例えば、ボンドワイヤ）をルーティングする必要があることに起因して制限される。例えば、タイル貼りされた面板／検出アレイ・ペアの２×Ｎアレイは、その電気コンジットがタイル貼りされたアレイの周囲へ繋がるように検出アレイを方向づけることによって実行可能であるが、３×３のアレイまたはこれより大きいアレイは、電気コンジットを内側の（外周でない）検出アレイへルーティングすることに伴う困難さに起因して扱いにくい。
【０００５】
従来の面板の代わりに正方形または長方形断面のテーパを使用すれば、面板のタイル貼り、及び大型フォーマットのイメージング・アレイを形成するための検出アレイに関連づけられる困難を克服することができる。しかしながら、技術上周知であるように、従来のテーパの断面積は長さの関数としてかなり緩やかに変わる。従って、電気コンジットを収容するためにより小さい画像出力端同士の間隔を十分にとりながらより大きい画像入力端同士を互いに隣接させるために必要な断面積の縮小は、テーパが画像入力端と画像出力端との間の面板より実質的に厚いことを示す。比較的厚いテーパを面板の代わりに使用することは、電気コンジットのルーティングに関する困難さを軽減する一方、光透過の長さが長くなることに付随するコスト及び重量の増加及び画質低下、及びテーパの製造プロセスに付帯する欠陥を含む一連の別の困難をもたらす。
【０００６】
従って、従来のレデューサの画像縮小特性を有する光成分及び従来の光ファイバ面板の比較的薄いプロフィールを含むイメージング・モジュールに対するニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ある実施形態では、タイル式のイメージング・アレイはイメージング・モジュールのＮ×Ｍアレイが取り付けられるプラットフォームを含む。イメージング・モジュールは互いに隣接され、実行可能である限り隣接しかつ継ぎ目のない画像入力面を有する「大型フォーマット」のイメージング・アレイを形成する。各イメージング・モジュールは、アレイ全体における１つの「タイル」を構成し、非限定的な例であるマイクロボロメータ、電荷結合素子（ＣＣＤ）または相補形金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）回路等の画像検出アレイを含む。関連技術に精通する者には周知であるように、典型的な画像検出器は、（ｉ）予め決められたアレイ・フォーマットに従って配列され、かつ（ｉｉ）予め選択された波長範囲内の電磁エネルギーに対する応答性の高い、多数の離散する検出素子を含む集積回路である。その各々が検出される画像内の１ピクセルを表す検出素子の電気出力は、これらをサンプリングし、デジタル化してコンピュータ・メモリに格納する高性能の信号処理回路へ通信可能式にリンクされる。続いて、格納された画像を示すデータを、プリンタまたはビデオ・ディスプレイ等の別のデバイスへ転送することが可能である。
【０００８】
各画像検出器の前には、検出アレイの検出素子上へ結像されるべき光景からの光を伝送するための内反射イメージ・コンジットを含む光ファイバ面板が置かれる。ある典型的な実施形態の各光ファイバ面板は、平らな画像入力面と、上記画像入力面の反対側かつ平行な平らな画像出力面とを含む。画像入力面と画像出力面との間には、画像入力面に入力される光を画像出力面へ伝送するための複数の隣接して溶融された内反射イメージ・コンジットが延設される。イメージ・コンジットは、上記コンジットが画像入力面及び画像出力面を通過するコンジットの軸に沿って延設されかつ画像入力面から画像出力面の方向へ、（ｉ）中心点、及び（ｉｉ）面板が関連づけられる検出アレイの背後に空間的に置かれる中心軸、の一方へ向かって互いに収束するように、面板内に方向づけられる。本明細書に記述しているコンジットの軸の相互的収束は、画像入力面を介して入力される画像のサイズが面板を介して伝送されるにつれて少なくとも１つの大きさ（例えば、水平または垂直の大きさ）に沿って縮小されることを意味する点は認識されるであろう。さらに具体的かつ非限定的な例として、コンジットの軸が中心点に向かって収束するように構成される画像縮小式光ファイバ面板は、画像の水平及び垂直双方の大きさに沿って入力画像を縮小する。これとは別に、コンジットの軸が中心軸へ向かって収束するように構成される画像縮小式光ファイバ面板は、その画像の水平及び垂直の大きさの何れか一方のみに沿って入力画像を縮小する。詳細な説明及び関連図面を精査すればより完全に認識されるであろうが、収束するイメージ・コンジットを含む光ファイバ面板をタイル式アレイに編成することは、他の機能の中でもとりわけ、隣合った面板の密な接合、及びイメージング・モジュールのＮ×Ｍアレイにおける画像検出アレイ間の電気コンジット（例えば、ボンドワイヤ）のルーティングを容易にする。
【０００９】
収束成分である光伝導性のイメージ・コンジットを組み込む光ファイバ面板を製造する例示的な一方法は、従来の光ファイバ面板の製造に適用されるものを含む技術を使用する。従来の光ファイバ面板は、関連技術では周知であるように、複数の互いに隣接して接着（例えば、溶融）される光ファイバのイメージ・コンジットを備える。上記イメージ・コンジットの各々は、クラッド材に包囲される第１の屈折率を有する光学コアを含み、上記クラッド材は上記第１の屈折率より低い第２の屈折率を有する。さらに、従来の光ファイバ面板では、光学コアは互いに平行な軸に沿って延設される。従来の面板の構成に一致して、本発明の様々な実装は、概して束の第１の端と第２の端との間の長手軸に沿って延設される複数の隣接して配列される光伝導性のイメージ・コンジットを含む画像移送ファイバ束を提供する、または形成することを含む。各イメージ・コンジットは、イメージング・コアの屈折率を有する光透過コアを含み、上記コアは、イメージング・コアの屈折率より低いイメージング・クラッドの屈折率を有するクラッド材に包囲され、よって、光はイメージ・コンジットを内部全反射で伝搬し、かつ上記複数のイメージ・コンジットは結合して画像伝導束を形成する。様々な態様において、コア及びクラッドは各々ガラスを含む。このような構造体の製造は、概して溶融光ファイバ・コンポーネントの製造分野では周知であり、よって本項では詳述しない。
【００１０】
溶融ファイバ束はその長手軸に対して垂直に切断され、間に光伝導性のイメージ・コンジットがそれらの光透過コアを互いに平行に位置合わせして延設される第１及び第２の平面を含む少なくとも１つの溶融光ファイバ面板が形成される。様々な実装において、面板の第１及び第２の面は滑らかな面を、かつ所望されれば一様な厚さまたは代替プロフィールの面板を生成するために研磨される。
【００１１】
収束するイメージ・コンジットを有する面板の構成に従って、従来的に製造される面板は、その第１及び第２の平面の少なくとも一方が予め決められた曲りを有する型枠表面に接触した状態で位置合わせされる。典型的には、面板は、第１の凹形のダイ部分と第２の凸形のダイ部分との間に位置を定められる。ある実装によれば、第１及び第２のダイ部分は各々、回転楕円断面である表面を含む。代替実施形態では、各ダイ部分は円筒断面を画定する。
【００１２】
面板が少なくとも１つの形の表面に対して正しく位置を定められると、面板は、面板を軟化させて上記第１及び第２の面のうちの少なくとも曲がった形の表面に接触している一方を、それが接触している曲面に一致させるようにするに足る温度まで加熱され、よって、（ｉ）面板内の光学コアの軸は互いに平行な位置合わせから、収束する位置合わせまで移動し、かつ（ｉｉ）面板の第１及び第２の面は（ａ）点、及び（ｂ）軸のうちの一方を中心として互いに同心である曲りを想定する。ある典型的な成形プロセスでは、第１及び第２のダイ部分は、その第１及び第２の面の一方が凹形のダイ部分に一致し、第１及び第２のの面のもう一方が凸形のダイ部分に一致するように、間に面板を置いて互いの方向へ推進される。これらのダイ部分が球形（即ち、回転楕円形の特殊な一形式）断面を画定していれば、イメージ・コンジットは、仮想球の中央における中心点に対して放射状に配置される軸に沿って延設されるように方向づけられる。或いは、第１及び第２のダイ部分が円筒断面を画定していれば、成形される面板内のイメージ・コンジットは、仮想円筒の中央における中心軸に対して放射状に配置される軸に沿って延設されるように方向づけられる。
【００１３】
面板が金型内で曲げられると、面板は硬質になるまで十分に冷却（または単に冷えるままに放置）される。面板の第１及び第２の側面は、一方が（ｉ）凹形であり、他方が（ｉｉ）凸形である。曲げられた面板は２つの平面に沿ってカットされ、平らな画像入力面と、上記画像入力面とは反対側の平らな画像出力面と、上記平らな画像入力面と画像出力面との間に延設される複数の収束するイメージ・コンジットとを含む光ファイバ面板が形成される。ある典型的なバージョンでは、反対の両側に画像入力面及び画像出力面を形成するためにカットされる平面同士は平行であるが、互いに対して他の形式で方向づけられる画像入力面及び画像出力面を有する面板も本発明の範囲及び意図に含まれる。イメージ・コンジットの平らな画像入力面及び画像出力面に対する方向性は、イメージ・コンジットの光入力端及び光出力端が各々光ファイバ面板の平らな画像入力面及び平らな画像出力面に一致する類のものである。
【００１４】
ある典型的な実装では、イメージ・コンジットが仮想球の中心点に対して放射状に配置されて形成される面板は、Ｎ×Ｍ個のこのような面板を組み込むタイル式のイメージング・アレイにおける使用に適する。ここで、Ｎ及びＭは共に１より大きい。即ち、「球形に形成される」面板は、二次元アレイにおける使用に適する。二次元アレイを組み込むデバイスの例には、デジタルカメラ及びＸ線スクリーンが含まれる。或いは、仮想円筒の中央における中心軸へ向かって収束するイメージ・コンジットを有する「円筒形に形成された」面板は、Ｎ×Ｍ個の面板を有するイメージング・アレイを組み込む一次元（線形）画像デバイスにおける使用に、より適する場合がある。ここで、Ｎ及びＭの一方は１である。このような一次元デバイスの例には、スキャナ及びファックス・マシン並びに幾つかのデジタルカメラが含まれる。２つ以上の円筒形状の面板が一次元イメージング・アレイに組み込まれる様々なデバイスでは、面板は、複数の面板のイメージ・コンジットが仮想円筒の中央における共通の軸へ向かって収束されるように位置合わせされ、互いに隣接される。言い替えれば、上記複数の面板に関連づけられる複数の仮想円筒の中心軸は、共通する単一の軸に沿って延びるように位置合わせされる。
【００１５】
代表的かつ非限定的な実施形態及び実装については、以下の詳細な説明及び添付の図面においてより完全に記述しかつ描写する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下の（ｉ）収束するイメージ・コンジットを組み込む光ファイバ面板、（ｉｉ）収束するイメージ・コンジットを組み込む光ファイバ面板を有するイメージング・モジュールを含むタイル式イメージング・アレイ及び（ｉｉｉ）収束するイメージ・コンジットを組み込む光ファイバ面板の製造方法、に関する説明は本来例示的なものであり、本発明またはその用途アプリケーションを限定するためのものではない。要約及び詳細な説明として記述している様々な実装、態様、バージョン及び実施形態は、本来、添付のクレームの範囲内にある非限定的な例であり、クレームの最大範囲を定義しようとするものではない。
【００１７】
図１を参照すると、例示的なタイル式イメージング・アレイ１００のアーキテクチャは、イメージング・モジュール１２０の３×３アレイが取り付けられるプラットフォーム１１０を含む。図１及び２の斜視図及び側面図の双方が示すように、各イメージング・モジュール１２０は、画像検出アレイ１３０と、画像縮小式光ファイバ面板１５０とを含む。画像検出アレイ１３０を見えるようにするために、図１に示す光ファイバ面板１５０の３×３アレイは画像検出アレイ１３０の３×３アレイから引き離されていて、破線の矢印は、動作モードにおいて、各光ファイバ面板１５０は対応する画像検出アレイ１３０の直前に位置づけられることを示す。代替の実装は、予め決められた電磁波長範囲に渡って波長を検出するように構成される従来の様々な検出アレイ１３０のうちの任意のものを組み込む。本発明の実施形態の実装に適する典型的な検出アレイ１３０は、実行可能な程度に一様な大きさにされかつ規則的に離隔される感光性の検出素子１３５を含む。要約で述べたように、様々な代替実施形態に組み込まれてもよい検出アレイ１３０の例示的な３タイプは、（ｉ）マイクロボロメータ、（ｉｉ）電荷結合素子（ＣＣＤ）及び（ｉｉｉ）相補形金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）回路である。検出アレイ１３０はデータ処理システム２００へ通信可能式にリンクされ、上記データ処理システム２００は、中央処理装置２０５と、登録画像を示すデータ２１５を格納するためのメモリ２１０と、検出アレイ１３０の電気出力及び登録画像を示すデータ２１５を処理するための信号処理アルゴリズム２２０とを含む。
【００１８】
図１及び２に示す例示的なバージョンでは、各イメージング・モジュール１２０の面板１５０は、平らな画像入力面１５２と、上記画像入力面１５２の反対側で上記画像入力面１５２に平行する平らな画像出力面１５４とを含む。各イメージング・モジュール１２０の面板１５０は検出アレイ１３０の前に位置づけられ、よって画像入力面１５２に入射する光は面板１５０を透過し、画像出力面１５４を介して検出アレイ１３０の検出素子１３５へ伝導される。画像入力面１５２と画像出力面１５４との間には、画像入力面１５２に入力される光を画像出力面１５４へ透過させるための、隣接して溶融された複数の内反射性イメージ・コンジット１６０が延設される。拡大した断面図である図２に示すように、各イメージ・コンジット１６０はイメージング・コア屈折率ｎ１を有する光透過コア１６２を含み、これは、イメージング・コア屈折率ｎ１より低いイメージング・クラッド屈折率ｎ２を有するクラッド材１６４によって包囲され、よって、光はイメージ・コンジット１６０を介して内部全反射で伝播する。イメージ・コンジット１６０が隣接して溶融される典型的な実施形態では、コア１６２はクラッド材１６４の溶融母材内に支持される。
【００１９】
引き続き図２に示す例示的なバージョンを参照すると、面板１５０内のイメージ・コンジット１６０は、面板１５０が光を伝導する画像検出アレイ１３０の背後に存在する空間内の領域Ｒに収束するコンジット軸Ａｃに沿って延設されるように方向づけられる。図２に示す例示的な実施形態では、イメージ・コンジット１６０は、コンジット軸Ａｃが面板１５０の画像出力面１５４の後方から距離Ｄにある中心点Ｐｃへ向かって収束するように方向づけられている。代替実施形態では、コンジット軸Ａｃは中心軸ＡＣＥＮへ向かって収束する。コンジット軸Ａｃが中心軸ＡＣＥＮへ向かって収束する面板の例については、図４Ｃに関連して後述する。図２の例示的なタイル式イメージング・アレイ１００は点Ｐｃへと収束する面板１５０のコンジット軸Ａｃを示しているが、当業者には、本開示内容全体の利点により、タイル式イメージング・アレイ１００は代替として、または追加的に、コンジット軸Ａｃが他の方法で（例えば、中心軸ＡＣＥＮへ向かって）収束する面板１５０を包含することが可能であり、よって図１及び２の基礎は代替方法で収束するイメージ・コンジット１６０を有する面板１５０を含む実施形態の開示をサポートすることにある点が容易に理解されるであろう。
【００２０】
次に、図１及び２を参照して、収束するイメージ・コンジット１６０を含む面板１５０をタイル式イメージング・アレイ１００に様々に組み込むことにおける幾つかの優位点について説明する。各面板１５０は、画像入力面１５２と画像出力面１５４との間に延設されかつ斜めの端１５８によって画定される外周１５６を含む。より具体的には、斜めの端１５８は、周囲のイメージ・コンジット１６０がピッチされる角度に一致する角度で画像出力面１５４へ向かうにしたがってテーパ状なるように方向づけられる。「後方へテーパ状にされる」外周１５６を有する複数の面板１５０の画像入力面１５２は、相互に当接されて密な形状に保持され、タイル式イメージング・アレイ１００のより大きいフォーマットの画像入力表面１５２Ｓが画定される。テーパ状にされる外周１５６は、画像入力表面１５２Ｓにおける面板１５０間の線引きの最小化を促進し、これにより構造的な連続性、及びより具体的には入力画像の連続性による錯覚を生じさせる。隣接する画像入力面１５２同士の密な当接を促進することに加えて、面板１５０の斜めの端１５８は、図１及び２の組合せで示される方法で相互に当接され、画像入力表面１５２Ｓの後方に空隙（またはＶ字形の溝）１７０が画定される。空隙１７０は、タイル式イメージング・アレイ１００の画像入力表面１５２Ｓの背後における電気コンジット１８０（例えば、ボンドワイヤ）のルーティングを容易にし、かつ面板１５０間からの熱の逃げを可能にすることによって、温度安定性をある程度促進する。
【００２１】
次に、図３から４Ｅまでに関連して、図１及び２に示す面板１５０等の画像縮小光ファイバ面板の例示的な製造方法について説明する。図３のステップ・シーケンスは、収束するイメージ・コンジットを有する光ファイバ面板の製造方法を示す。本図及び以下の説明に提示するステップ・シーケンスは単に例示的なものであり、必ずしもこれらのステップが実行されなければならない順序を示すものではない点は留意されるべきである。従って、図面、本説明または対応するクレームの内容の何れも、反対の明示的叙述のない限り、または文脈（例えば、ある特定のステップを別のステップの実行前に実行することが困難である例）により別段の特定順序が切り離し難く指示されていない限り、本発明の範囲を特定のステップ・シーケンスに限定するために解釈されるべきではない。さらに、本例示的な製造方法に関連する面板及びそのサブエレメントの引用符号は、図１及び２に示す装置に関連づけて使用されている付番規約とは異なるが、本例示的方法の製品４００Ｐを図１及び２に示す面板１５０として使用可能であることは容易に認識されるであろう。
【００２２】
次に、図３及び４Ａを参照すると、図３に提示する本例示的方法３００は、反対側の第１の面４１０及び第２の面４１２と、隣接して接着される複数の光伝導性のイメージ・コンジット４２０とを含む光ファイバ面板４００を提供するステップ３１０を含む。図４Ａの例示的な面板４００は、第１及び第２の面４１０及び４１２が平らであって互いに平行していることにおいて従来的であるが、最初の面板４００が（ｉ）平らでない面及び（ｉｉ）平行でない面４１０及び４１２の少なくとも一方を有する代替実装は、本発明の意図の範囲内にある。図４Ａに示す、かつステップ３１０に関連づけられる例示的な面板４００では、各イメージ・コンジット４２０は、イメージング・コア屈折率ｎＣＯＲＥを有する光透過コア４２２を含む。各光透過コア４２２は、イメージング・コア屈折率ｎＣＯＲＥより低いイメージング・クラッド屈折率ｎＣＬＡＤを有するクラッド材４２４によって包囲され、よって光はイメージ・コンジット４２０を介して内反射により伝播する。最初の面板４００の光学コア４２２は、面板４００の第１及び第２の面４１０及び４１２を介して延びる互いに平行なコア軸Ａｃに沿って延設される。
【００２３】
ステップ３１５において、面板４００は、第１及び第２の面４１０及び４１２の少なくとも一方が予め決められた曲りを有する型枠表面に接触するようにして位置合わせされる。図４Ｂにおいて、略示されている型枠５００（または金型５００）は、凸表面５１２を呈する第１のダイ部分５１０と、凹表面５２２を呈する第２のダイ部分５２０とを含む。面板４００は、第１のダイ部分５１０の凹表面５１２と第２のダイ部分５２０の凹表面５２２との間に、一方の第１の面４１０が凹表面５１２に面しかつ第２の面４１２が凸表面５２２に面するようにして位置づけられる。
【００２４】
ステップ３２０によれば、面板４００は、面板４００が軟化されて第１及び第２の面４１０及び４１２のうちの曲がった型枠表面５１２または５２２に接触する少なくとも一方が、それが接触する曲面５１２または５２２に一致されるに足る温度にまで加熱される。図４Ｃにおける略示では、第１及び第２の面４１０及び４１２の各々が曲面に一致されている。より具体的には、凹表面５１２と凸表面５２２との間で面板４００がプレスされるにつれて、第１のダイ部分５１０の凹表面５１２は面板４００の第１の面４１０に接触して係合するように推進され、第２のダイ部分５２０の凸表面５２２は面板４００の第２の面４１２に接触して係合するように推進される。図４Ｃは、第１及び第２の面４１０及び４１２が各々、それと接触状態にされる凹表面５１２及び凸表面５２２に一致していくにつれて、面板４００内の少なくとも選択されたコア４２２のセットのコア軸Ａｃは、互いに平行な位置合わせから収束する位置合わせへ角度変位されることを示している。さらに、様々な実装において、第１及び第２の面４１０及び４１２は、（ａ）点、及び（ｂ）軸の何れかを中心として互いに同心である曲りを想定している。図４Ｃに示すバージョンでは、面板４００は曲がった面板４００Ｃを形成するように成形されていて、コア軸Ａｃは、ある例では仮想球（図示されていない）の中央における中心点Ｐｃへ、かつ説明的な代替例として仮想円筒（図示されていない）の中央における中心軸ＡＣＥＮへ収束して示されている。
【００２５】
ステップ３２５は、面板４００Ｃが硬質（例えば、自己支持形）になるようにするまでの曲がった面板４００Ｃの十分な冷却について規定している。ステップ３３０では、曲がった面板４００Ｃは、図４Ｄに示すように第１及び第２の平面Ｐ１及びＰ２に沿ってカットされ、図４Ｅに示すように画像入力面４１０Ｐｉと、画像入力面４１０Ｐｉとは反対側の平らな画像出力面４１２Ｐｏと、平らな画像入力面及び画像出力面４１０Ｐｉ及び４１２Ｐｏとの間に延設される複数の収束するイメージ・コンジット４２０Ｐとを含む光ファイバ面板４００Ｐが形成される。ある典型的なバージョンでは、反対側に画像入力面４１０Ｐｉと画像出力面４１２Ｐｏとを形成するためにカットする平面Ｐ１及びＰ２は図４Ｅに示すように平行であるが、他の方法で相対的に方向付けされる画像入力面４１０Ｐｉ及び画像出力面４１２Ｐｏを有する面板４００Ｐも本発明の範囲及び意図に含まれる。イメージ・コンジット４２０Ｐの平らな画像入力面４１０Ｐｉ及び画像出力面４１２Ｐｏに対する方向性は、イメージ・コンジット４２０Ｐの光入力端４２６Ｐｉ及び光出力端４２８Ｐｏが各々光ファイバ面板４００Ｐの平らな画像入力面４１０Ｐｉ及び平らな画像出力面４１２Ｐｏに一致する類のものである。
【００２６】
曲がった面板４００Ｃを第１及び第２の平面Ｐ１及びＰ２に沿ってカットすることに加えて、代替バージョンでは、光ファイバ面板４００Ｐが少なくとも一方の斜めの端４３２を含む外周４３０を形成すべくカットされる。図２に関連して説明したように、斜めの端４３２の形成は、他の優位点の中でもとりわけ、隣接する面板４００Ｐの密な当接、及び隣同士の面板４００Ｐ間におけるボンドワイヤ等の電気コンジット１８０のルーティングを容易にする。斜めの端４３２は、光ファイバ面板４００Ｐの画像出力面４１２Ｐｏへ向かって下向きにテーパ状になるようにカットされる。図１及び２の例に示すように、「後方へテーパ状にされる」外周１５６を有する複数の面板１５０の画像入力面１５２は、面板１５０間の線引きを最小限に抑えてタイル式イメージング・アレイ１００のより大きいフォーマットの画像入力表面１５２Ｓを形成すべく密な形で互いに突き合わされることが可能であり、これにより、構造上の錯覚及びより重要な点として入力画像の連続性がもたらされる。
【００２７】
これまでの説明は、本発明の原理を例示するためのものである。さらに、当業者には多くの修正及び変更が容易に想起されると思われることから、これまでの説明によって本発明を本明細書に示しかつ記述した通りの構成及びオペレーションに限定することは望まれていない。従って、添付のクレームに明記されている本発明の範囲に正しく含まれる全ての適切な修正及び等価物が施されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】複数の整列されたイメージング・モジュールを備える例示的なタイル式イメージング・アレイを示す。上記イメージング・モジュールの各々は、画像検出アレイへ向かって収束するイメージ・コンジットを組み込む光ファイバ面板を含む。
【図２】図１に示すイメージング・アレイ等のタイル式イメージング・アレイを示す側面または端面図である。
【図３】収束するイメージ・コンジットを有する光ファイバ面板の例示的な一製造方法を示すステップ・フローである。
【図４Ａ】複数の光透過コアを含む従来の光ファイバ面板を示す。上記複数の光透過コアは、溶融光クラッド材の母材内に互いに平行する位置合わせで支持されている。
【図４Ｂ】第１のダイ部分の凹面と第２のダイ部分の凸面との間の図４Ａに示す面板を略示したものである。
【図４Ｃ】上記第１及び第２のダイ部分の凸面と凹面との間で加熱圧縮後に曲がった面板に成形し直された図４Ａ及び４Ｂの面板を示す。
【図４Ｄ】上記第１及び第２のダイ部分の間から取り出された後の図４Ｃの曲がった面板を示し、かつ上記曲がった面板をそれに沿ってカットする平面も示している。
【図４Ｅ】図４Ｄに示すカット平面に沿ってカットした後の、図４Ｃ及び４Ｄの曲がった面板のカットの結果として生じる面板を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【外国語明細書】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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