JP2001188152A - 光カプラー - Google Patents

光カプラー

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JP2001188152A
JP2001188152A JP2000342291A JP2000342291A JP2001188152A JP 2001188152 A JP2001188152 A JP 2001188152A JP 2000342291 A JP2000342291 A JP 2000342291A JP 2000342291 A JP2000342291 A JP 2000342291A JP 2001188152 A JP2001188152 A JP 2001188152A
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ジョン エフ フォークナー
Andrew P Riser
アンドリュー ピー ライザー
Ronald F Rykowski
ロナルド エフ リコウスキー
Stephen S Wilson
スティーヴン エス ウィルソン
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S385/00—Optical waveguides
    • Y10S385/901—Illuminating or display apparatus

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光の損失を防ぐことによって効率を最大にす
るために、各光パイプのコアのみをより正確に照らす照
明を提供する。 【解決手段】 照明源からの光を複数の出力光ファイバ
ーに結合するための光ファイバーマニホルドであって、
前記出力光ファイバーが、各々、前記光をうけるための
近位端を有し、前記マニホルドが、等しくないように寸
法決めされた複数の区分を有する光収斂要素を備え、前
記区分は各々、別々の焦点を有しており、前記区分は、
前記照明源からの光を前記区分のそれぞれの焦点に収斂
させるようになっており、かつ、前記光ファイバーの損
失要因を変化させるために補償するように寸法決めされ
ており、前記出力光ファイバーから出る光は、実質的に
均一な強度を有するようになっており、前記光ファイバ
ーの各々の近位端は、それに対応する光収斂要素からの
光を受けるために、その光収斂要素の焦点に配置されて
いる、ことを特徴とする光ファイバーマニホルド。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【従来の技術】しばしば「可撓性光パイプ」と称される
大径光ファイバーが、当該技術でよく知られており、典
型的にはクラッド層とシース即ち保護層とによって囲ま
れた単一の固体コアファイバーからなる。コアは光を伝
達する光パイプの部分であり、典型的には約２〜１２ｍ
ｍの直径を有する。コアは、ペンシルベニア州フィラデ
ルフィアのロームアンドハス社によって製造されたＯＰ
ＴＩＦＬＥＸ（商標）のような大変柔らかい半液体プラ
スチック材料で形成される。クラッド層は典型的には、
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ即ちＴＥＦＬＯ
Ｎ（商標））等からなり、外側シースは塩化ビニル樹脂
（ＰＶＣ）のような材料で製造される。典型的に、比較
的複雑な制御装置で情報を伝達するのに用いられる小径
の光ファイバーと違って、これらの大径の「光パイプ」
は典型的には、直接的な照明が維持しにくく、危険であ
ったり、或いは破壊を受けやすいような様々な照明装置
に採用される。例は建築の照明、陳列ケース、プール、
及び温泉（水に近い電気接続を除去するために）、有害
物質区域（窓閉照明の必要を除去するために）、又は刑
務所の独房を含む。それらは複数の個々の照明ではなく
単一の集中照明系だけを維持しなければならない点で特
に有利である。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単一の
照明源から複数の光パイプを照明することの難しさのた
め、光パイプ照明装置の従来の技術水準で実現するには
問題がある。効率を最大にするために、光ファイバー
を、できるだけ厳密に束ねて、総面積に対するコア面積
（実際に光を伝達する各光パイプの一部）の最大の比率
を確保しなければならない。しかしながら、単一の照明
源から照明するために大径の光パイプを一緒に束ねるこ
とを能率的に行うのは難しい。個々の光パイプの各々は
丸く、かくしてクラッドと保護層とにより、多くの空間
を個々の光パイプ間に有する。この問題を従来技術の図
１に図示し、図１では大径の光ファイバー即ち光パイプ
４の束２が示されている。各光ファイバー４は上述した
ようにコア６、クラッド層７及び保護層即ちシース８を
有する。最大効率を得るために、束ねられた光ファイバ
ー４の各々のコア６のみを照明することが望ましいが、
これは従来の結束技術の技術水準の使用をしたのでは不
可能である。必然的に、照明源からの光が光ファイバー
の配置に亘って広げられれば、光ファイバー４のコア６
ばかりでなくクラッド層７及び保護層８をも又照明する
であろう。更に、ファイバーの円い寸法形状のために避
けられない、光ファイバー間のボイド９は又、照明源か
らの光によって影響を受ける。コア６以外の要素に当た
る光の全ては無駄であり、ファイバーによって伝達され
ないので、効率の損失になる。加えて、ファイバーを互
いにぎっしりパックすることは、照明装置を配列し且つ
それに順応する際の機械的困難性及び個々の束ねられた
ファイバーの１つを置き換える試みの際に遭遇する困難
性のような問題を引き起こす。この問題を改善する技術
が特別に採用されなければ、この設計は又、典型的には
ファイバー間に色変化を生じさせる。
【０００３】この問題に対するある従来技術の解決策
は、光を伝達しない束ねられたファイバー配列に亘る面
積を減らすために、各光ファイバーの回りのシース及び
クラッド層を除去することであった。しかしながら、光
ファイバーが丸いために、依然としてパック要因の問題
があり、それらの層を除去する際に他の物理的な不利益
がある。かくして、この解決策は殆どの適用にとって不
満足である。
【０００４】従って、光の損失を防ぐことによって効率
を最大にするために、各光パイプのコアのみをより正確
に照らす照明装置が必要である。このような装置は又、
束ねるのではなく、好ましくは、間隔をへだてた光ファ
イバーの使用を可能にする。これは、ランプのアークの
像全体がファイバーの束にまとめてではなく、各個々の
ファイバーによって受けられ、従って各ファイバーがア
ークの異なった部分を受けるためである。ファイバーを
間隔を隔てることは又、異なる環境への適用に関して、
照明装置の可能性及び適用性を最大にするのを助ける。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上で論じた問題
を全体的に解消し、かつ他の重要な利点を提供する。本
発明では、光ファイバーの束の全体を照らすのではな
く、光を伝達することが可能な単独の要素である各ファ
イバーのコアのみを照らす。ランプのアークの全体像を
ファイバーの束にまとめて受け、各ファイバーがアーク
の異なる部分を受けるのではなく、ランプのアークの全
体像を各々別個のファイバーによって受けるので、ファ
イバー間の色変化は除去される。保護即ちクラッド層の
ような他の光ファイバー要素並びにファイバー間のボイ
ドへの光の入射を妨げることによって、照明装置の効率
及び光出力は非常に増大する。
【０００６】加えて、本発明の概念を用いると、光ファ
イバーを束ねるのではなく、光ファイバーを隔てること
が可能である。この特徴のため、多くの利点が実現され
る。又、多くの機械的問題は間隔を隔てたファイバーで
簡単化される。例えば、修理又は取り替えのために個々
のファイバーを分離及び再接続することが、より簡単で
ある。
【０００７】更に他の利点は、かかる発明装置が各ファ
イバーへの異なる光量の制御可能な割当てを可能にする
ことである。この特徴は、各ファイバーに入る光の相対
量を制御することによって、各光ファイバーの変化する
光損失を、補償することができ、従って、各ファイバー
を出るの光は強度が実質的に均一であるが、多くの他の
目的にも使用することができる。
【０００８】特に、本発明は照明源からの光を、複数の
間隔をへだてた出力ファイバーに連結するための光ファ
イバーマニホルドを提供し、各出力ファイバーはファイ
バーの近位端からの光をファイバーの遠位端に伝えるた
めのコアを有する。マニホルドは光収斂要素からなり、
かかる光収斂要素は間隔をへだてた光ファイバーの各々
に別々に光を収斂させるためのレンズか反射器のいずれ
かであるのが良い。光収斂要素は、実質的に全ての収斂
した光が、間隔を隔てた出力ファイバーの各々のそれぞ
れのコアによって受けられ、それによって光の損失を最
小にするほど十分精密である。
【０００９】重要なことは、照明源はランプからなり又
は変形として、ランプのような照明の発生源からの光を
伝えるようになった入力光ファイバーからなる。後者の
例では、光ファイバーマニホルドは入力光ファイバーを
複数の出力光ファイバーに連結するスプリッターとして
機能する。
【００１０】本発明の他の観点では、光ファイバーマニ
ホルドは、照明源からの光を複数の出力光ファイバーに
連結するのに設けられ、各出力光ファイバーは光を受け
る近位端を有する。マニホルドは光収斂要素からなり、
かかる光収斂要素は又、複数の区分を有する反射器がレ
ンズのいずれかからなる。各区分は、個々の焦点を有
し、かかる区分は照明源からの光をそれぞれの焦点に収
斂させるようになっている。各光ファイバーの近位端
は、該近位端からの光を受けるための光収斂要素区分の
焦点に位置決めされる。
【００１１】本発明のいくつかの実施形態では、区分さ
れた光収斂要素は少なくとも２つの区分からなり、いず
れの区分も光収斂要素の同じ側に位置決められる。しか
しながら、本発明の他の実施形態では、複数の区分は実
質的に照明源に関して半径方向に囲んでいる。
【００１２】本発明の別の重要な特徴は、各光ファイバ
ーに伝えられる光を変化させることができることであ
る。これを成し遂げるために本発明によって開示された
ある手段は、光収斂要素区分を不均一に寸法決めさせる
ことであり、各区分が所望の光量を各区分に対応する光
パイプに収斂させるように寸法決めさせられている。他
の手段は光収斂要素に近づく光を制御可能に中心からず
らすことである。一方、各光ファイバーに伝達された光
の量の変化が望まれていない又は必要でないならば、全
ての光収斂要素区分は実質的に等しく寸法決めしてもよ
く、かつ光を中心からずらす必要はない。
【００１３】更に本発明の別の重要な特徴は、光収斂要
素の区分が近位端に対応する出力光ファイバーの近位端
と衝合構造関係に配置されるのがよいことである。この
特徴はファイバーと空気との界面及び収斂要素と空気と
の界面でのフレネル反射による損失を除去するが、この
場合、焦点が区分出口面と実質的に一致するように光収
斂要素区分が短い内部焦点面を有することを要求する。
【００１４】光収斂要素がレンズからなるとき、１つの
好ましい実施形態は、区分レンズからなる複数の区分が
レンズの半径方向の中心の回りに円周状に配置されるこ
とが好ましい。変形実施形態では、レンズは半径方向の
中央レンズを含み、残ったレンズ区分は中央レンズの回
りに円周状に配置される。
【００１５】光収斂要素が反射器からなるとき、１つの
好ましい実施形態では、反射器が背中合わせに向けられ
た一対の実質的に楕円形の反射器からなり、各反射器の
一部が、除去された頂点領域を有し、照明源が一対の反
射器に対して実質的に中央に位置決めされている。各反
射器は、照明源からの光を単一出力光ファイバーのコア
にそれぞれ別々に焦点合わせさせるようになっている複
数の反射器区分からなる。別の関連実施形態では、マニ
ホルドの反射器面（即ち、２つの背中合わせに向けられ
た各反射器の組合せ反射面）は反射面の光軸を中心に実
質的に円対称である。一対の出力ファイバーは、出力フ
ァイバーマニホルドの両側に位置決めされ、光軸に沿っ
て他の出力ファイバー及び光源と同軸である。各反射器
は、光源からの光を出力ファイバーのうちの一方のファ
イバーのコアに焦点合わせさせるようになっている。
【００１６】追加の特徴及び利点と一緒に本発明は、添
付図面と併せて以下の説明を参照することによって最も
理解することができるであろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】今、図面をより厳密に参照する
と、図２及び図３は本発明に従って構成された光ファイ
バーマニホルドを図示し、外光ファイバーマニホルドは
アーク灯等のような在来の光源からなる照明源１２を含
む。図示した実施形態では、アーク灯１２と一体である
楕円形反射器１４が、アーク灯の光を反射させて視準レ
ンズ１６に通す。視準レンズ１６を出た光は、次いでフ
ォールドミラー(fold mirror)１８によって扇形区分レ
ンズ(scalloped segmented lens)２０へ反射される。フ
ォールドミラー１８は、所望ならば、赤外線又は紫外線
スペクトル中の任意の光を除去するためにコールドミラ
ーコーティングを備えるのがよい。フォールドミラー１
８からの光は区分レンズ２０によって、複数の間隔を隔
てた出力光ファイバー２２に伝えられる。本発明の重要
な特徴は、区分又はセクター２４の数と出力ファイバー
２２の数とが一致していることである。各レンズ区分２
４は、光源１２から受けた光を、出力ファイバー２２の
入口平面に、ファイバーコアよりも広くないビーム幅を
有するスポットに、収斂させ即ち焦点合わせるようにな
っている。かくして、各光ファイバー２２は、図２に光
線トレーシングによって示したように、単一の対応する
区分２４からのみ光を受ける。図示した好ましい実施形
態は、８つの個々のファイバー２２を照明するように設
計され、従って、８つの区分２４があるが、区分又はフ
ァイバーの数は変化してもよい。楕円形反射器１４の代
わりに放物面反射器のような他の反射器を使用してもよ
く、この場合には視準レンズ１６は不要であろう。
【００１８】本発明のある重要な特徴は、区分された出
力レンズ２０に近づく平行ビームがレンズに対して中心
からずらされるならば、いくつかの出力ファイバーへの
相対強度を制御可能な方法で変えることができることで
ある。この発明の特徴は、各ファイバーへの光の量を制
御可能に変化させる必要があるとき、多くの事例がある
ように、多くの利点を提供する。例えば、各ファイバー
に異なる量の光を制御可能に割り当てる能力は、同じカ
プラーマニホルドから来る異なる長さのファイバーを通
って失われた光を補償する手段を提供する。かくして、
１つの集中照明源から廊下に沿う間隔をへだてたランプ
を照明することが望まれるならば、異なる長さのファイ
バーが照明を廊下のランプの各々に連結するように使用
されなければならない。変化する損失のために、損失を
ある方法で補償することができなければ、廊下のランプ
は各々異なった強度になる。制御可能な方法で平行ビー
ムを中心からずらす能力は、これらの変化する損失を補
償し、かつ各ランプから一定の光の強度を確保する１つ
の手段を提供する。
【００１９】図４と図９は図２に示した発明の変形実施
形態を示し、類似の構成要素が同じ参照番号に文字
「ａ」を添えて指定されている。区分レンズ２０ａは、
中央レンズ２６と外側区分２４ａの配列を有する。中央
レンズ２６と各レンズ区分２４ａは、図２に示し且つ説
明された同様じ方法で、出力光ファイバ-２２ａに対応
する。中央レンズの採用は、その結果として外側区分レ
ンズが小さい直径を有し、小さい出力ファイバー２２ａ
に連結する能力を生じさせる点で時々有利である。レン
ズ２０ａと図２のレンズ２０との間の他の相違は、レン
ズ２０と比べて、レンズ２０ａは、対称ではなく非対称
の外側レンズ区分２４ａを有することである。この非対
称の分配は各出力ファイバー２２ａに伝達される光の強
度を制御可能に変化させるための追加の有利な手段を提
供する。各レンズ区分２４ａは異なる角度を定め、従っ
て、入射光の異なる面積を定め、その結果、大きさに比
例した光の量を対応する出力ファイバーに送る。かくし
て、図９に示した非対称レンズ区分分配により、各出力
ファイバーに要求されるレンズ区分寸法を、他の出力フ
ァイバーに要求される寸法に対して決定し、従って各レ
ンズ区分を寸法決めすることによって、平行ビームを中
心ずれさせることなく、各出力ファイバーへの光の強度
を制御することができる。
【００２０】図４のレンズ２０ａと図２のレンズ２０と
の間の更に他の相違は、レンズ２０ａがレンズ／光ファ
イバー接合部２８（図４）で出力ファイバー２２ａに直
接当接するようになっていることである。これは区分レ
ンズ２０ａから出力ファイバー２２ａへのフレネル反射
により光の損失を最小にする点で重要な利点である。可
能であるためには、各区分が短かい、内部焦点距離を有
する区分レンズ２０ａが要求され、各出力ファイバーに
伝達されるべき光はレンズの出口面で、ファイバーコア
の直径よりも大きくないビーム幅に焦点合わせされる。
【００２１】もちろん、図４の実施形態と関連して論じ
た有利な特徴の各々を他の特徴と独立して或いは所望通
りに、他の特徴の１つだけと組み合わせて採用すること
ができることは当業者によって理解されるべきである。
【００２２】図５と６は、本発明の更に他の変形実施形
態を図示し、この態様では、同様な構成要素が同じ参照
番号の前に番号１を付けて指定されている。本発明の光
ファイバーマニホルド１１０は大きな単一ファイバー１
１２からなる源からの光を視準レンズ１１６と区分レン
ズ１２０とを通して多数の小さな出力ファイバー１２２
に連結するスプリッターからなる。この実施形態では、
視準レンズ１１６は球面収差及びコマがゼロの無球面収
差球面を有するハイパー半球レンズからなり、源ファイ
バー１１２に直接取り付けられる。もちろん、図２に示
す視準レンズのような別の型式の視準レンズも使用する
ことができる。この実施形態では、図２及び４の他のレ
ンズの実施形態におけるように、区分レンズ１２０の各
区分１２４は、好ましくは、歪みを最小にする目的で、
球形又は無球面収差レンズ面１３０を有することも注目
すべきである。
【００２３】図７は図５に示す態様と同様なスプリッタ
ーの実施形態を示し、この態様では同様な構成要素が同
じ参照番号の前に番号２を付けて指定されている。２つ
の実施形態の間の主な相違は、区分レンズではなく区分
反射器２２０が、大きな直径の源ファイバーからの光を
複数の小さな直径の出力即ち枝ファイバー２２２に結合
するのに採用されていることである。この実施形態で
は、各区分２２４は（好ましくは楕円である）反射器の
面を部分的に「切り」、そして各部分の焦点が軸線から
ずれるように各部分を源ファイバー２１２の軸線を中心
に回転させることによって作られる。対応する出力ファ
イバー２２２が、その焦点に位置して部分によって集め
られた光を受け、光は、対応する光ファイバー２２２の
コアだけが照明されるように単一のスポットに焦点合わ
せされる。。マニホルドは好ましくは、透明なプラスチ
ックで作製されたハウジング２２５に収容される。他の
材料も使用することができる。２つの区分２２４と枝フ
ァイバー２２２が図示されているけれども、両者が好ま
しくは対応していれば、両者のどんな数でも採用するこ
とができる。また、区分レンズの場合におけるように、
用途と各出力ファイバーへの照明強度の所望な制御性に
応じて、区分２２４は対称でもよいし、或いは非対称で
も良い。図示された向きと異なる向きに、例えば、源フ
ァイバーの向きとほぼ平行な向きに、１つ又はそれ以上
の出力ファイバーを位置させることが望まれるならば、
１つ又はそれ以上のフォールドミラーが反射した光を再
び配向するのに採用される。
【００２４】図８と１０は別の変形実施形態を示し、こ
の実施形態では、前の実施形態の構成要素と類似の構成
要素は同じ参照番号の前に番号３を付けて指定されてい
る。この実施形態では、区分反射器の配置は源からの光
を複数の出力ファイバーに結合するのに利用される。例
えば、アーク灯からなる照明源３１２は、背中合わせに
向けられた２つの反射器３２０ａと３２０ｂの共通の中
心に位置決めされる。出力ファイバー３２２は、各々が
出力ファイバーの１つと対応する複数の区分３２４から
なる、反射器３２０ａと３２０ｂから光を受けるように
照明源３１２に関して取り囲み関係に配置される。各反
射器３２０ａと３２０ｂの楕円中心即ち頂点領域は図示
のように除かれ、２つの反射器は２つの交差点３２６と
３２８で結合される。
【００２５】アーク灯３１２のまわりに背中合わせの反
射器を用いることによって、比較的低倍率で高い集光角
度を達成することができる。何故ならば、（最高倍率を
作りだす）反射器の頂点が除去されるからである。倍率
を下げることによって、より小さなスポットの寸法をス
ポットに差し向けられる光の角度を増すことなく達成す
ることができる。これは比較的小さなファイバーのコア
へエネルギーを収斂させる上で理想的である。
【００２６】再び、この設計では、所望ならば、反射光
を再び差し向けるのに任意の数のフォールドミラーを採
用することができる。加えて、８つの出力ファイバー３
２４が示されているけれども、いかなる数の区分とファ
イバーでも本発明の範囲内で採用することができる。開
示した実施形態の全てにおけるように、出力ファイバー
は間隔を隔てられ、これは、出力ファイバーを束ねる必
要がある従来の装置に較べて、多数の用途に対する装置
の適用能力を向上させる。
【００２７】更に、他の変形実施形態が図１１と１２に
示され、この実施形態では、前の実施形態の構成要素と
同様の構成要素が、同じ参照番号の前に番号４を付けて
指定されている。この実施形態では、光ファイバーマニ
ホルド４１０は図５に示したスプリッターと同様なスプ
リッターを有し、係るスプリッターは大きな単一のファ
イバー４１２からなる源からの光を視準レンズ４１６と
区分レンズ４２０とを通して多数の小さな出力ファイバ
ー４２２に連結する。この実施形態と図５の実施形態と
の間の主な相違は、図１０の実施形態では、区分レンズ
４２０がレンズ区分４２４の出力端にテーパ光パイプ
（光ファイバー）延長部４２３を含むことである。出力
レンズ系のテーパ光パイプ部分は光ビーム圧縮の重要な
一部を作りだす。従って、湾曲のきびしくない非球面レ
ンズ面４３０がレンズ４２０の前端に用いられるのが良
い。このことはレンズ面収差を減少させ、より高い光圧
縮即ち「利得」を達成させる。本発明の構成は又、レン
ズのプラスチックの体積を減少させることの脱線的な利
点を有し、かつ成形を容易にする。
【００２８】第６の変形実施形態が図１３と１４に図示
され、この実施形態では、前の実施形態の構成要素と同
様の構成要素が同じ参照番号の前に番号５を付けて指定
されている。図８に示す実施形態と同様である、この実
施形態では、区分反射器が源からの光を一対の同軸出力
ファイバーに連結するのに利用される。もっと厳密に言
えば、照明源５１２が背中合わせに向けられた２つの反
射器５２０ａと５２０ｂの共通の中心に位置決めされ
る。出力ファイバー５２２が光ファイバーマニホルド５
１０の光軸５２３に沿って照明源５１２と同軸に位置決
めされる。図１３の実施形態と図８の実施形態との間の
主な相違は、反射器面が扇形ではなく、図１４に図示し
たように、光軸５２３を中心に円対称であるということ
である。反射器は自動車のヘッドライトのような用途の
ための又は長い通路の両端を照らすための２つのファイ
バー５２２を等しく照らすようになっている。図示した
実施形態では、反射光は出力ファイバー５２２の中を進
み、次いでビーム焦合レンズ５２５によって照明したい
要素上に、焦点合わせされる。２つの反射器面は図８の
実施形態に関して論じたのと同じ効率の利点、すなわ
ち、２つの反射器の高倍率頂点領域を除去と付随的に向
上したファイバーへの光の集中とを有する。
【００２９】本発明の例示の実施形態を示し且つ説明し
たけれども、多くの変更、変形及び代替を、本発明の精
神及び範囲から必ずしも逸脱することなく当業者によっ
てなすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シースとクラッドとコアとを有する各ファイバ
ーの構造を図示した大径光ファイバーの束の従来技術の
端面図である。
【図２】照明源、マルチセクターレンズ及び複数の出力
光ファイバーとを図示した本発明の第１実施形態の平面
図である。
【図３】図２に示したマルチセクターレンズの線３−３
における端面図である。
【図４】マルチセクターレンズと、それぞれがレンズセ
クターと衝合関係にある複数の出力光ファイバーとを図
示した本発明の変形実施形態の側面図である。
【図５】第１光ファイバーからの光をマルチセクターレ
ンズに使用する複数の枝出力ファイバーに連結するため
のスプリッターを図示した、本発明の第２変形実施形態
の側面図である。
【図６】図５に示したマルチセクターレンズの線６−６
における端面図である。
【図７】第１光ファイバーからの光をマルチセクターレ
ンズに使用する複数の枝出力光ファイバーに連結するた
めのスプリッターを図示した、本発明の第３変形実施形
態の平面図である。
【図８】照明源、マルチセクター反射器及び複数の出力
光ファイバーとを図示した本発明の第４変形実施形態の
側面図である。
【図９】図４に図示したマルチセクターレンズの端面図
である。
【図１０】図８に図示したマルチセクター反射器の端面
図である。
【図１１】マルチセクターレンズに利用するスプリッタ
ーを図示した本発明の第５変形実施形態の側面図であ
る。
【図１２】図１１の線１２−１２における端面図であ
る。
【図１３】照明源、マルチセクター反射器及び複数の出
力光ファイバーとを図示した本発明の第６変形実施形態
の側面図である。
【図１４】図１３に図示したマルチ反射器の端面図であ
る。
【符号の説明】
１２ 照明源 １４ 反射器 １６ 視準レンズ １８ フォールドミラー ２０ 扇形区分レンズ ２２ 出力ファイバー ２４ レンズ区分 ２６ 中央レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ライザー アンドリュー ピー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 92584 メニフィー インスピレイション レイク ドライヴ 28314 (72)発明者 リコウスキー ロナルド エフ アメリカ合衆国 ワシントン州 98072 ウッディンヴィル トゥーハンドレットア ンドエイティーンス アベニュー ノース イースト 19832 (72)発明者 ウィルソン スティーヴン エス アメリカ合衆国 カリフォルニア州 92675 サン ジュアン カピストラーノ シルヴァー クリーク 273711

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 照明源からの光を複数の出力光ファイバ
    ーに結合するための光ファイバーマニホルドであって、 前記出力光ファイバーが、各々、前記光をうけるための
    近位端を有し、前記マニホルドが、等しくないように寸
    法決めされた複数の区分を有する光収斂要素を備え、前
    記区分は各々、別々の焦点を有しており、 前記区分は、前記照明源からの光を前記区分のそれぞれ
    の焦点に収斂させるようになっており、かつ、前記光フ
    ァイバーの損失要因を変化させるために補償するように
    寸法決めされており、 前記出力光ファイバーから出る光は、実質的に均一な強
    度を有するようになっており、 前記光ファイバーの各々の近位端は、それに対応する光
    収斂要素からの光を受けるために、その光収斂要素の焦
    点に配置されている、ことを特徴とする光ファイバーマ
    ニホルド。
  2. 【請求項２】 照明源からの光を複数の出力光ファイバ
    ーに結合するための光ファイバーマニホルドであって、 前記出力光ファイバーが、各々、前記光をうけるための
    近位端を有し、前記マニホルドが、複数の区分を有する
    光収斂要素を備え、前記区分は各々、別々の焦点を有し
    ており、 前記区分は、前記照明源からの光を前記区分のそれぞれ
    の焦点に収斂させるようになっており、 前記光ファイバーの各々の近位端は、それに対応する光
    収斂要素からの光を受けるために、その光収斂要素の焦
    点に配置されており、 前記光収斂要素に近づく光は、各光ファイバーに制御可
    能に光を変化させるために、中心からずらされている、
    ことを特徴とする光ファイバーマニホルド。
  3. 【請求項３】 照明源からの光を複数の出力光ファイバ
    ーに結合するための光ファイバーマニホルドであって、 前記出力光ファイバーが、各々、前記光を受けるための
    近位端を有し、前記マニホルドが、複数の区分を有する
    光収斂要素を備え、前記区分は各々、別々の焦点を有し
    ており、 前記区分のうちの１つは、半径方向に中央レンズを含
    み、残りの区分は前記中央レンズのまわりに円周状に配
    置されており、 前記区分は、前記照明源からの光を前記区分のそれぞれ
    の焦点に収斂させるようになっており、 前記光ファイバーの各々の近位端は、それに対応する光
    収斂要素からの光を受けるために、その光収斂要素の焦
    点に配置されている、ことを特徴とする光ファイバーマ
    ニホルド。
  4. 【請求項４】 照明源からの光を複数の出力光ファイバ
    ーに結合するための光ファイバーマニホルドであって、 前記出力光ファイバーが、各々、前記光をうけるための
    近位端を有し、 前記マニホルドが、 透明なプラスチックのハウジングと、 複数の区分を有する光収斂要素とを備え、前記区分は各
    々、別々の焦点を有しており、前記区分は、前記照明源
    からの光を前記区分のそれぞれの焦点に収斂させるよう
    になっており、前記光ファイバーの各々の近位端は、そ
    れに対応する光収斂要素からの光を受けるために、その
    光収斂要素の焦点に配置されており、 前記照明源の光放射部分、前記複数の出力光ファイバー
    の各々の近位端、前記光収斂要素は全てが、前記ハウジ
    ングに光学的に接触しており、前記ハウジングは固体材
    料で構成され、前記照明源から前記出力光ファイバーの
    各々の近位端への全体の光通路が、前記ハウジングによ
    って包囲されており、空気が前記全体の光通路に接触せ
    ず、前記出力光ファイバーは前記ハウジングの連続的な
    平面に当接している、ことを特徴とする光ファイバーマ
    ニホルド。
  5. 【請求項５】 前記光収斂要素は反射器で構成されるこ
    とを特徴とする請求の範囲第４項に記載の光ファイバー
    マニホルド。
  6. 【請求項６】 照明源からの光を複数の出力光ファイバ
    ーに結合するための光ファイバーマニホルドであって、 前記出力光ファイバーが、各々、前記光をうけるための
    近位端を有し、前記マニホルドが、複数の区分を有する
    レンズを備え、前記区分は各々、別々の焦点を有してお
    り、 前記区分の各々は、前記照明源から受けた光の主の局部
    的な伝達ベクトルと一致した長手方向軸線を有し、か
    つ、前記照明源からの光を前記区分のそれぞれの焦点に
    収斂させるようになっており、 前記光ファイバーの各々の近位端は、それに対応する光
    収斂要素からの光を受けるために、その光収斂要素の焦
    点に配置されている、ことを特徴とする光ファイバーマ
    ニホルド。
  7. 【請求項７】 前記マニホルドは長手方向の主軸線を有
    しており、前記レンズ区分のうちの少なくとも１つの軸
    線は、前記マニホルドの前記長手方向軸線と平行でない
    ことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の光ファイバ
    ーマニホルド。
  8. 【請求項８】 複数の離れた位置に光出力を分配するた
    めの多数の出力を有する集中照明システムであって、 高い輝度の光源と、 前記光源からの光を差し向けるための反射器部材と、 共通の箇所に配置された複数のレンズ部材とを備え、各
    レンズ部材は、前記光源及び前記反射器部材からの光を
    受け入れる第１の表面を有し、前記複数のレンズ部材
    は、各々が、更に第２の表面を有し、前記複数のレンズ
    部材を含む手段が、前記光源及び前記反射器部材からの
    光を合焦して合焦された光出力にするのに有効であるよ
    うに構成されており、 複数の光ファイバーを備え、この光ファイバーは、各々
    が、少なくとも約１ｍｍの直径を有し、かつ、前記合焦
    された光出力を受け入れて、前記離れた位置に光を送る
    ように構成されており、 前記複数のレンズ部材は、前記反射器部材に対して間隔
    を隔てた関係で配置されており、そのように配置された
    前記レンズ部材は、複数の空間的に分離された光出力ス
    ポットを前記複数の光ファイバーに与えるのに有効であ
    るように構成されている、ことを特徴とする集中照明シ
    ステム。
  9. 【請求項９】 前記光を合焦させるための手段は、前記
    反射器部材と前記複数のレンズ部材との間に配置された
    方向変換用ミラー（ターニングミラー）を含み、前記方
    向変換用ミラーは、光をそれに再び差し向けるのに有効
    であるように構成されていることを特徴とする請求の範
    囲第８項に記載の集中照明システム。
  10. 【請求項１０】 前記複数の光ファイバーは、互いに非
    接触関係で配置されており、前記空間的に分離された光
    出力スポットは、１対１の基準で前記複数の光ファイバ
    ーと関連されており、それによって、前記光ファイバー
    によるまとまった分散損失を回避するように構成されて
    いることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の集中照
    明システム。
  11. 【請求項１１】 少なくとも１つのヘッドランプ反射器
    組立体を更に備え、前記複数の光ファイバーのうちの少
    なくとも２つの出力端は、そのヘッドランプ反射器組立
    体に光出力を送るように末端をなすことを特徴とする請
    求の範囲第８項に記載の集中照明システム。
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