(57)【要約】【課題】イメージガイドとして用いることが可能であって伝送画像の画素数が多くても可撓性を優れたものとすることができる光導波体を提供する。【解決手段】光導波体１の外形は、円柱状、或いは、断面が円形である線状である。ｘｙ平面に平行な断面を見たときに、複数の高屈折率の領域Ａそれぞれは、領域Ｂ〜Ｄに取り囲まれており、格子状に配置されている。ｚ軸方向に各領域Ａ〜Ｄが延在している。領域Ａの屈折率は、領域Ｂ，Ｃそれぞれの屈折率より高い。領域Ｄの屈折率は、領域Ｂ，Ｃそれぞれの屈折率より低い。【選択図】  図１
2004361566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に垂直な断面において複数の高屈折率領域それぞれが低屈折率領域に取り囲まれており、前記所定方向に前記複数の高屈折率領域それぞれが延在していることを特徴とする光導波体。
【請求項２】
前記断面において前記複数の高屈折率領域が格子状に配置されていることを特徴とする請求項１記載の光導波体。
【請求項３】
石英ガラスを主成分とする材料からなることを特徴とする請求項１記載の光導波体。
【請求項４】
導波光の波長と比べて小さい空隙部が前記複数の高屈折率領域および前記低屈折率領域に分布していることを特徴とする請求項１記載の光導波体。
【請求項５】
請求項１記載の光導波体を製造する方法であって、
前記光導波体となるべき中間体を用意し、
前記中間体の材料の屈折率変化を誘起せしめるエネルギ線を、所定方向に垂直な平面に投影したときに互いに垂直な第１方向および第２方向それぞれから前記中間体に照射し、前記第１方向および前記第２方向のうちの少なくとも一方については複数条のエネルギ線を前記中間体に照射するとともに、その照射位置を前記所定方向に走査する、
ことを特徴とする光導波体製造方法。
【請求項６】
請求項１記載の光導波体と、
前記光導波体の前記所定方向についての第１端側に設けられ、前記光導波体に前記第１端から画像を入力する画像入力手段と、
前記光導波体の前記所定方向についての第２端側に設けられ、前記光導波体の前記第１端から前記第２端に到達した画像を出力する画像出力手段と、
を備えることを特徴とする画像伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光を導波させ得る光導波体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
イメージガイドは、複数本の光ファイバを束ねたものであって、その第１端に２次元画像を入力して、その画像を第２端へ伝送して、その第２端から画像を出力することができる（例えば非特許文献１を参照）。
【０００３】
【非特許文献１】
柳井久義編集、“光通信ハンドブック”、初版、株式会社朝倉書店、１９８２年９月１日、第５８８頁〜第５９３頁
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなイメージガイドでは、伝送する画像の画素数を多くするには、その画素数に応じた本数の光ファイバを束ねることが必要である。しかし、多数の光ファイバを束ねてイメージガイドを製造するのは困難である。また、多数の光ファイバが束ねられたイメージガイドは、可撓性が劣り、取り扱いが容易でない。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、イメージガイドとして用いることが可能であって伝送画像の画素数が多くても可撓性を優れたものとすることができる光導波体を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光導波体は、所定方向に垂直な断面において複数の高屈折率領域それぞれが低屈折率領域に取り囲まれており、上記所定方向に複数の高屈折率領域それぞれが延在していることを特徴とする。この光導波体は、低屈折率領域に取り囲まれた複数の高屈折率領域それぞれが光導波路として作用するから、イメージガイドとして用いられ得る。この光導波体は、細径化することができ、伝送画像の画素数が多くても可撓性を優れたものとすることができる。
【０００７】
本発明に係る光導波体は、上記断面において複数の高屈折率領域が格子状に配置されているのが好適であり、この場合には、２次元画像を伝送する上で好都合である。また、本発明に係る光導波体は、石英ガラスを主成分とする材料からなるのが好適であり、この場合には、光導波路としての高屈折率領域における損失が小さい。
【０００８】
また、本発明に係る光導波体は、導波光の波長と比べて小さい空隙部が複数の高屈折率領域および低屈折率領域に分布しているのが好適であり、この場合には、伝送損失、非線型性および波長分散を低減することができる。なお、空隙部は、独立した気泡であってもよいし、糸状の空隙であってもよい。
【０００９】
本発明に係る光導波体製造方法は、上記の本発明に係る光導波体を製造する方法であって、光導波体となるべき中間体を用意し、中間体の材料の屈折率変化を誘起せしめるエネルギ線を、所定方向に垂直な平面に投影したときに互いに垂直な第１方向および第２方向それぞれから中間体に照射し、第１方向および第２方向のうちの少なくとも一方については複数条のエネルギ線を前記中間体に照射するとともに、その照射位置を上記所定方向に走査することを特徴とする。この光導波体製造方法によれば、上記の本発明に係る光導波体を容易に製造することができる。
【００１０】
本発明に係る画像伝送装置は、（１）  上記の本発明に係る光導波体と、（２）  光導波体の上記所定方向についての第１端側に設けられ、光導波体に第１端から画像を入力する画像入力手段と、（３）  光導波体の上記所定方向についての第２端側に設けられ、光導波体の第１端から第２端に到達した画像を出力する画像出力手段と、を備えることを特徴とする。この画像伝送装置によれば、画像入力手段により光導波体の第１端から画像が光導波体に入力されると、その画像の各画素情報は光導波体の各高屈折率領域を導波していく。そして、光導波体の第１端から第２端に到達した画像は画像出力手段により出力される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図において説明の便宜の為に、上記所定方向に平行にｚ軸を有するｘｙｚ直交座標系が示されている。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る光導波体１の説明図である。本実施形態に係る光導波体１はｚ軸方向に長い形態を有している。同図（ａ）は、ｘｙ平面に平行な面で切断したときの光導波体１の断面を示し、同図（ｂ）は、中心軸を含みｘｚ平面に平行な面で切断したときの光導波体１の断面を示す。
【００１３】
この図に示されるように、本実施形態に係る光導波体１の外形は、円柱状、または、断面が円形である線状である。同図（ａ）に示されるように、ｘｙ平面に平行な断面を見たときに、複数の高屈折率の領域Ａそれぞれは、領域Ｂ〜Ｄに取り囲まれており、格子状に配置されている。また、同図（ｂ）に示されるように、ｚ軸方向に各領域Ａ〜Ｄが延在している。そして、領域Ａの屈折率は、領域Ｂ，Ｃそれぞれの屈折率より高い。領域Ｄの屈折率は、領域Ｂ，Ｃそれぞれの屈折率より低い。なお、図では、同一種類のハッチングは同一種類の領域であることを示しており、ハッチングが施されていない領域は領域Ｄを示している。
【００１４】
光導波体１は、領域Ａ〜Ｄの何れもがガラスからなる。領域Ａ〜Ｄの何れも、高純度の石英ガラスからなってもよいし、また、Ｇｅ元素，Ｂ元素およびＦ元素等の屈折率増感剤として作用する不純物が添加された石英ガラスからなっていてもよい。光導波体１が石英ガラスからなる場合には、光導波路としての領域Ａにおける損失が小さい。また、光導波体１は、全体が均質な組成からなっているのが好適である。
【００１５】
光導波体１は、導波光の波長と比べて小さい空隙部が領域Ａ〜Ｄに分布しているのが好適である。空隙部は、独立した気泡であってもよいし、糸状の空隙であってもよい。この場合には、伝送損失、非線型性および波長分散を低減することができる。なお、このような空隙部が分布している材料は一般に加熱されると収縮するが、本実施形態に係る光導波体１は加熱収縮を伴わない。
【００１６】
本実施形態に係る光導波体１は以下のようにして製造される。図２は、本実施形態に係る光導波体１を製造する装置１０の概略図である。この製造装置１０は、加熱炉１１、エネルギ線源１２ａ，１２ｂ、被覆層形成部１３およびキャプスタン１４を備える。光導波体１の製造に際しては先ず母材１ａが用意される。この母材１ａが加熱炉１１により加熱溶融延伸されて、線状の中間体１ｂが作成される。この中間体１ｂの走行方向がｚ軸方向であるとする。
【００１７】
この中間体１ｂに対して、エネルギ線源１２ａ，１２ｂから出力された高エネルギ線が、ｘｙ平面に投影したときに互いに垂直な第１方向および第２方向それぞれから照射される。この高エネルギ線は、中間体１ｂの材料の屈折率変化を誘起せしめるものであって、例えば、Ｘ線、電子線、レーザ光などである。一方のエネルギ線源１２ａから出力される高エネルギ線は、ｘｚ平面に平行な方向（好適にはｘ軸方向）から中間体１ｂに照射され、また、ｙ軸方向に一定間隔で複数条の高エネルギ線が中間体１ｂに照射されて、これにより、図１（ａ）に示される領域Ａおよび領域Ｃそれぞれの屈折率を上昇させる。他方のエネルギ線源１２ｂから出力される高エネルギ線は、ｙｚ平面に平行な方向（好適にはｙ軸方向）から中間体１ｂに照射され、また、ｘ軸方向に一定間隔で複数条の高エネルギ線が中間体１ｂに照射されて、これにより、図１（ａ）に示される領域Ａおよび領域Ｂそれぞれの屈折率を上昇させる。また、中間体１ｂがｚ軸方向に走行しているので、中間体１ｂへの高エネルギ線の照射位置はｚ軸方向に走査されることになる。これにより、光導波体１が製造される。
【００１８】
高エネルギ線が照射されて製造された光導波体１は、次に、被覆層形成部１３により保護被覆層が外周に形成される。この保護被覆層は、例えば紫外線硬化型樹脂であり、１層であってもよいし２層であってもよい。保護被覆層が形成された後の光導波体１は、キャプスタン１４等を経てボビン（不図示）に巻き取られる。なお、高エネルギ線の照射は、保護被覆層の形成の前に行なわれてもよいし、保護被覆層の形成の後に行なわれてもよい。また、高エネルギ線の照射は、保護被覆層の形成の後に直ちに行なわれてもよいし、全長に亘り保護被覆層が形成された後に行なわれてもよい。
【００１９】
実際に製造された光導波体１は、組成が高純度石英ガラスであり、ガラス部の外径が１．５ｍｍφであり、保護被覆層の外径が２．０ｍｍφであった。また、光導波体１のｘｙ断面において、高屈折率領域Ａは、各々のサイズが約７μｍ×約７μｍであり、１０行×１０列に２次元配置されていた。
【００２０】
以上のようにして製造される光導波体１は、複数の高屈折率領域Ａそれぞれが光導波路として作用するから、イメージガイドとして用いられ得る。また、光導波体１は、細径化することができ、伝送画像の画素数が多くても可撓性を優れたものとすることができる
【００２１】
図３は、本実施形態に係る光導波体１を含む画像伝送装置２の構成図である。この図に示される画像伝送装置２は、上述した光導波体１を備える他、光導波体１のｚ軸方向についての第１端側にマイクロレンズアレイ２１，ディテクタアレイ２２およびＬＤアレイ２３を備え、光導波体１のｚ軸方向についての第２端側にＰＤアレイ３１，信号処理部３２および画像表示部３３を備える。ＬＤアレイ２３に含まれる個々のＬＤは、光導波体１の第１端の端面における各領域Ａに光学的に結合されている。ＰＤアレイ３１に含まれる個々のＰＤは、光導波体１の第２端の端面における各領域Ａに光学的に結合されている。マイクロレンズアレイ２１、ディテクタアレイ２２およびＬＤアレイ２３は、レンズアレイ２１に到達した画像を光導波体１に第１端から入力する。ＰＤアレイ３１、信号処理部３２および画像表示部３３は、光導波体１の第１端から第２端に到達した画像を出力する。
【００２２】
この画像伝送装置２では、ＬＤアレイ２３から出力された画像は光導波体１の第１端に入力し、その画像の各画素情報は、光導波体１の各領域Ａを導波して行って、光導波体１の第２端から出力されて、ＰＤアレイ３１により受光される。この画像伝送装置２で用いられている画像伝送媒体としての光導波体１は上記の実施形態に係るものであるので、この画像伝送装置２は、伝送画像の画素数が多く、また、取り扱いが容易である。
【００２３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明に係る光導波体は、イメージガイドとして用いることが可能であり、伝送画像の画素数が多くても可撓性を優れたものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る光導波体１の説明図である。
【図２】本実施形態に係る光導波体１を製造する装置の概略図である。
【図３】本実施形態に係る光導波体１を含む画像伝送装置２の構成図である。
【符号の説明】
１…光導波体、２…画像伝送装置、Ａ…高屈折率領域、Ｂ〜Ｄ…低屈折率領域。
【図１】
2004361566.tif 000003
【図２】
2004361566.tif 000004
【図３】
2004361566.tif 000005