[发明专利]中央凹倒像器

说明书

图像传导光纤束在图像输入端和图像输出端之间沿中心束轴延伸。所述束沿其长度的一部分扭转，使得输入到所述图像输入端的图像在通过所述图像输出端输出之前围绕所述中心束轴成角度地移位。每根组成光纤包括具有包层直径的包层和具有芯直径的芯，包层直径与该纤维的纤维直径相对应。芯直径与包层直径之比限定了相对于每根光纤的芯与包层直径比。在各种实施例中，纤维直径和芯与包层直径比中的至少一个随着纤维的距中心束轴的径向位移量而变化。

背景技术

通过由相邻熔合的光纤组成的束传输图像(更通常为电磁波)是已确立的技术。诸如反转器(即倒像器)、渐变器(taper)和“直通器”之类的图像导管对于光纤技术的从业者来说是众所周知的。作为非限制性示例，熔合光纤图像导管作为诸如夜视护目镜、步枪瞄准镜、x射线检测器和医学成像设备之类的装置中的部件得到广泛应用。

上面列出的每个例子的基本制造技术具有共同的处理步骤。例如，最基本的熔合光纤图像导管是一对一的线性导管，其具有输入(例如，图像接收)端和输出(例如，图像发射)端。从与输入端相邻的物体反射的光作为图像进入输入端。图像通过导管传导并离开输出端，检测器装置或人眼从输出端感测图像。在简单的一对一管道中，图像离开输出端而没有有意改变。例如，图像不会围绕导管的纵向轴线放大、缩小或成角度地移位。

参考图1A和图1B，如本领域中已知的，基本的一对一图像导管(图1A)是反转器制造中的中间产品(图1B)。为了制造反转器，将一对一导管加热到合适的温度。然后，导管的一端相对于相对端围绕导管的纵向轴线成角度地移位(即，扭转)。在反转器的情况下，一端相对于另一端扭转180度。当适当地控制和执行时，该过程产生这样的反转器，其中保持每个输入端和输出端处的面的原始构造，但是其中一端相对于另一端反转。因此，进入图像接收端的图像在通过熔合束内的组成光纤传导时旋转，并且反转离开图像发射端。

将会认识到，当加热的束被扭转以使得一端相对于相对端围绕导管的纵向轴线成角度地移位时，束内的组成纤维被纵长地拉伸。而且，更靠束外围的纤维比更靠中心定位的纤维拉伸的程度更大。结果，更靠外围的纤维的直径比更靠中心的纤维的直径更大，特别是沿着它们的长度的中心区域。因为根据传统的制造方法，束的组成纤维都具有相同的横截面尺寸，外围纤维有时被拉伸和收缩到这样的程度，即它们高效地传输光的能力受到负面影响，这导致不希望的图像效果，包括渐晕。避免外围纤维的图像劣化收缩的一种方法是在较长的束长度上将束扭转所需数量的角度。然而，这导致束可能太长、太重且难以在预期的环境或应用中使用。

因此，需要一种熔合纤维束和由其形成反转器的方法，其有助于在相对短的束长度上进行图像反转，同时避免与先前的熔合束倒像器相关联的不期望的外围图像劣化。

发明内容

成像传导光纤束的示范性实施例沿图像输入端和图像输出端之间的中心束轴纵向延伸。在相对的图像输入端和图像输出端之间延伸有多根相互相邻地熔合的组成光纤。每根组成光纤具有与图像输入端重合的第一端和与图像输出端重合的第二端。在各种实施例中，每根组成光纤被配置为能够在图像输入端和图像输出端之间传送输入图像的无穷小部分的成像光纤。此外，光纤束围绕中心束轴并沿其长度的一部分扭转，使得输入到图像输入端的图像在通过图像输出端输出之前绕中心束轴成角度地移位。

按照一般惯例，每根组成光纤包括光学透射芯，其周围有折叠和熔合光学包层，芯和包层具有相对的折射率，便于通过全内反射传播电磁波通过芯。包层由与纤维直径相对应的包层直径限定，而芯由芯直径限定。芯直径与包层直径之比限定了相对于每根光纤的芯与包层直径比。

在一些型式中，组成光纤的纤维直径随着距中心束轴的径向位移量而增加。也就是说，当从与中心束轴正交截取的束的选定横截面观察时，更靠近束的外边界的光纤具有比更靠中心束轴的光纤大的纤维直径。