[發明專利]中央凹倒像器

有效

• 申請號: 201780007474.0
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN108474908B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: K·泰伯;P·黑格比;P·I·K·奧諾拉托
• 申請（專利權）人: 肖特公司
• 主分類號: G02B6/06
• 分類號: G02B6/06;G02B23/26
• 代理公司: 北京思益華倫專利代理事務所(普通合伙) 11418
• 代理人: 彭臻臻;趙飛

圖像傳導光纖束在圖像輸入端和圖像輸出端之間沿中心束軸延伸。所述束沿其長度的一部分扭轉，使得輸入到所述圖像輸入端的圖像在通過所述圖像輸出端輸出之前圍繞所述中心束軸成角度地移位。每根組成光纖包括具有包層直徑的包層和具有芯直徑的芯，包層直徑與該纖維的纖維直徑相對應。芯直徑與包層直徑之比限定了相對于每根光纖的芯與包層直徑比。在各種實施例中，纖維直徑和芯與包層直徑比中的至少一個隨著纖維的距中心束軸的徑向位移量而變化。

背景技術

通過由相鄰熔合的光纖組成的束傳輸圖像(更通常為電磁波)是已確立的技術。諸如反轉器(即倒像器)、漸變器(taper)和“直通器”之類的圖像導管對于光纖技術的從業者來說是眾所周知的。作為非限制性示例，熔合光纖圖像導管作為諸如夜視護目鏡、步槍瞄準鏡、x射線檢測器和醫學成像設備之類的裝置中的部件得到廣泛應用。

上面列出的每個例子的基本制造技術具有共同的處理步驟。例如，最基本的熔合光纖圖像導管是一對一的線性導管，其具有輸入(例如，圖像接收)端和輸出(例如，圖像發射)端。從與輸入端相鄰的物體反射的光作為圖像進入輸入端。圖像通過導管傳導并離開輸出端，檢測器裝置或人眼從輸出端感測圖像。在簡單的一對一管道中，圖像離開輸出端而沒有有意改變。例如，圖像不會圍繞導管的縱向軸線放大、縮小或成角度地移位。

參考圖1A和圖1B，如本領域中已知的，基本的一對一圖像導管(圖1A)是反轉器制造中的中間產品(圖1B)。為了制造反轉器，將一對一導管加熱到合適的溫度。然后，導管的一端相對于相對端圍繞導管的縱向軸線成角度地移位(即，扭轉)。在反轉器的情況下，一端相對于另一端扭轉180度。當適當地控制和執行時，該過程產生這樣的反轉器，其中保持每個輸入端和輸出端處的面的原始構造，但是其中一端相對于另一端反轉。因此，進入圖像接收端的圖像在通過熔合束內的組成光纖傳導時旋轉，并且反轉離開圖像發射端。

將會認識到，當加熱的束被扭轉以使得一端相對于相對端圍繞導管的縱向軸線成角度地移位時，束內的組成纖維被縱長地拉伸。而且，更靠束外圍的纖維比更靠中心定位的纖維拉伸的程度更大。結果，更靠外圍的纖維的直徑比更靠中心的纖維的直徑更大，特別是沿著它們的長度的中心區域。因為根據傳統的制造方法，束的組成纖維都具有相同的橫截面尺寸，外圍纖維有時被拉伸和收縮到這樣的程度，即它們高效地傳輸光的能力受到負面影響，這導致不希望的圖像效果，包括漸暈。避免外圍纖維的圖像劣化收縮的一種方法是在較長的束長度上將束扭轉所需數量的角度。然而，這導致束可能太長、太重且難以在預期的環境或應用中使用。

因此，需要一種熔合纖維束和由其形成反轉器的方法，其有助于在相對短的束長度上進行圖像反轉，同時避免與先前的熔合束倒像器相關聯的不期望的外圍圖像劣化。

發明內容

成像傳導光纖束的示范性實施例沿圖像輸入端和圖像輸出端之間的中心束軸縱向延伸。在相對的圖像輸入端和圖像輸出端之間延伸有多根相互相鄰地熔合的組成光纖。每根組成光纖具有與圖像輸入端重合的第一端和與圖像輸出端重合的第二端。在各種實施例中，每根組成光纖被配置為能夠在圖像輸入端和圖像輸出端之間傳送輸入圖像的無窮小部分的成像光纖。此外，光纖束圍繞中心束軸并沿其長度的一部分扭轉，使得輸入到圖像輸入端的圖像在通過圖像輸出端輸出之前繞中心束軸成角度地移位。

按照一般慣例，每根組成光纖包括光學透射芯，其周圍有折疊和熔合光學包層，芯和包層具有相對的折射率，便于通過全內反射傳播電磁波通過芯。包層由與纖維直徑相對應的包層直徑限定，而芯由芯直徑限定。芯直徑與包層直徑之比限定了相對于每根光纖的芯與包層直徑比。

在一些型式中，組成光纖的纖維直徑隨著距中心束軸的徑向位移量而增加。也就是說，當從與中心束軸正交截取的束的選定橫截面觀察時，更靠近束的外邊界的光纖具有比更靠中心束軸的光纖大的纖維直徑。