JP2002350694A

JP2002350694A - 光ファイバおよびそれを備えたレーザ装置

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Publication number: JP2002350694A
Application number: JP2001155978A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Koyama; 山博隆小
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2001-05-24
Filing date: 2001-05-24
Publication date: 2002-12-04
Anticipated expiration: 2021-05-24
Also published as: JP4408589B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光ファイバ本体の破断の有無あるいは位置等
を容易にかつ安価に検出することができる光ファイバお
よびそれを備えたレーザ装置を提供する。【解決手段】光ファイバ１０は、レーザ光を伝送する
光ファイバ本体１１と、光ファイバ本体１１の外周面を
覆うように設けられた導電性被覆層１２とを備えてい
る。導電性被覆層１２は、導電性塗料を光ファイバ本体
１１の外周面に塗布することにより形成されている。な
お、導電性被覆層１２は、光ファイバ本体１１の屈曲に
対応することが可能な伸縮性を有し、熱によって溶融す
る材料から形成されていることが好ましい。光ファイバ
１０の両端部には検出装置が接続されており、検出装置
において、光ファイバ１０の導電性被覆層１２の導通状
態を検出することにより光ファイバ１０の状態を検知
し、必要に応じてレーザ出力装置によるレーザ光の出力
を停止するようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を伝送す
る光ファイバに係り、とりわけ、破断の有無や位置等を
容易にかつ安価に検出することができる光ファイバおよ
びそれを備えたレーザ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、レーザ出力装置から出力されたレ
ーザ光を伝送するための伝送路として、光ファイバが広
く用いられている。このような光ファイバは、光通信等
のための伝送路として長い距離に亘って敷設されること
が多く、その場合には、光ファイバがその途中の位置で
何らかの外力により機械的に破断される可能性が高くな
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の光ファイバでは、光ファイバが破断された場合
に、その破断の有無を検出することが困難であり、また
破断の位置を推定することも困難である、という問題が
ある。

【０００４】なお、特開平９−６６３８４号公報では、
光ファイバを備えたレーザ加工装置において、光ファイ
バとともに破断検出用の電線や保護管等を付設する方法
が提案されているが、この方法では、コスト等の面から
見て、レーザ加工装置等で用いられるような長さの短い
光ファイバには適用することができるものの、長さの長
い光ファイバには適用することが困難である、という問
題がある。また、破断の有無について検出することはで
きるものの、破断の位置については検出することができ
ない、という問題がある。

【０００５】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、破断の有無あるいは位置等を容易にかつ安
価に検出することができる光ファイバおよびそれを備え
たレーザ装置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】本発明は、その第１の解
決手段として、レーザ光を伝送する光ファイバ本体と、
前記光ファイバ本体の外周面を覆うように設けられた導
電性被覆層とを備えたことを特徴とする光ファイバを提
供する。

【０００７】なお、上述した第１の解決手段において
は、前記導電性被覆層の外周面を覆うように設けられた
絶縁性被覆層をさらに備えることが好ましい。

【０００８】本発明は、その第２の解決手段として、レ
ーザ光を伝送する光ファイバ本体と、前記光ファイバ本
体の外周面を覆うように設けられた複数の導電性被覆層
とを備え、前記複数の導電性被覆層は絶縁性被覆層を介
して積層され、前記各導電性被覆層は、前記光ファイバ
本体の一方の終端部側で他の導電性被覆層と電気的に短
絡されるとともに他方の終端部側で他の導電性被覆層と
電気的に開放されていることを特徴とする光ファイバを
提供する。

【０００９】なお、上述した第２の解決手段において
は、前記複数の導電性被覆層として少なくとも３つの導
電性被覆層を備え、前記少なくとも３つの導電性被覆層
のうち隣り合った任意の組の導電性被覆層間での電気的
な接続位置は、前記光ファイバ本体の長さ方向に関して
互いに異なることが好ましい。また、前記複数の導電性
被覆層のうちの最外層の導電性被覆層の外周面を覆うよ
うに設けられた絶縁性被覆層をさらに備えることが好ま
しい。

【００１０】なお、上述した第１および第２の解決手段
において、前記導電性被覆層は、熱によって溶融する材
料、または熱によってその物理特性が変化する材料から
形成されていることが好ましい。また、前記導電性被覆
層は、前記光ファイバ本体内を伝送するレーザ光を吸収
することによって溶融する材料、または前記光ファイバ
本体内を伝送するレーザ光を吸収することによってその
物理特性が変化する材料から形成されていることが好ま
しい。さらに、前記導電性被覆層および／または前記絶
縁性被覆層は、帯状物を貼付すること、または塗料を塗
布することにより形成されていることが好ましい。さら
に、前記光ファイバ本体の途中に設けられ、前記導電性
被覆層を外部に露出させる露出部材をさらに備えること
が好ましい。さらにまた、前記導電性被覆層および／ま
たは絶縁性被覆層は、前記光ファイバ本体の屈曲に対応
することが可能な伸縮性を有することが好ましい。

【００１１】本発明は、その第３の解決手段として、上
述した第１および第２の解決手段に係る光ファイバと、
前記光ファイバに対してレーザ光を出力するレーザ出力
装置と、前記光ファイバの前記導電性被覆層の導通状態
を検出することにより前記光ファイバの状態を検知する
検出装置とを備え、前記検出装置により前記光ファイバ
が異常状態にあることが検知されたときに前記レーザ出
力装置によるレーザ光の出力を停止することを特徴とす
るレーザ装置を提供する。

【００１２】本発明の第１および第２の解決手段によれ
ば、光ファイバ本体の外周面を覆うように導電性被覆層
を設けたものであるため、破断の有無あるいは位置等を
容易に検出することが可能な光ファイバを簡便かつ安価
に製作することができる。

【００１３】また、本発明の第３の解決手段によれば、
光ファイバ本体の外周面を覆うように導電性被覆層を設
け、導電性被覆層の導通状態を検出することにより光フ
ァイバの状態を検出しているので、光ファイバ本体の破
断の有無あるいは位置等を容易かつ安価に検出すること
ができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。

【００１５】図１(a)(b)は本発明による光ファイバの一
実施の形態を示す図である。

【００１６】まず、図６により、図１(a)(b)に示す光フ
ァイバが組み込まれて用いられるレーザ装置について説
明する。図６に示すように、光ファイバ１０の両端部に
は絶縁性のコネクタ２２，２３が取り付けられている。
このうち、一方のコネクタ２２には、入射機構２４を介
してレーザ出力装置２１が連結され、他方のコネクタ２
３には、光ファイバ１０を介して伝送されたレーザ光を
各種の応用に利用するためのレンズ等の出射機構２５が
連結されている。なお、出射機構２５の代わりに、他の
光ファイバを接続するための光ファイバ中継機構等が連
結されていてもよい。

【００１７】ここで、光ファイバ１０の両端部には検出
装置２６が接続されており、検出装置２６において、光
ファイバ１０の導電性被覆層（図１(a)(b)の符号１２参
照）の導通状態を検出することにより光ファイバ１０の
状態を検知し、光ファイバ１０が異常状態にあることが
検知されたときにレーザ出力装置２１によるレーザ光の
出力を停止することができるようになっている。

【００１８】図１(a)(b)に示すように、光ファイバ１０
は、レーザ光を伝送する光ファイバ本体１１と、光ファ
イバ本体１１の外周面を覆うように設けられた導電性被
覆層１２とを備えている。このうち、光ファイバ本体１
１は、コアおよびクラッドからなる単一の光ファイバ素
線や、複数の光ファイバ素線の集合体からなっている。
また、導電性被覆層１２は、金属微粉末含有塗料や導電
性ポリマ含有塗料等からなる導電性塗料を光ファイバ本
体１１の外周面に塗布することにより形成されている。
なお、導電性被覆層１２は、光ファイバ本体１１の屈曲
に対応することが可能な伸縮性を有し、熱によって溶融
する材料から形成されていることが好ましい。

【００１９】なお、図１(a)(b)に示す光ファイバ１０
は、光ファイバ本体１１の外周面に導電性被覆層のみを
設けているが、光ファイバ１０の設置場所によっては光
ファイバ１０の途中部分が保持機構等により電気的に短
絡されてしまうこともある。このため、図２(a)(b)に示
すように、導電性被覆層１２の外周面を覆うように絶縁
性被覆層１３をさらに設けるようにしてもよい。ここ
で、絶縁性被覆層１３はアクリル塗料やウレタン塗料等
からなる絶縁性塗料を導電性被覆層１２の外周面に塗布
することにより形成されている。なお、絶縁性被覆層１
３は、光ファイバ本体１１の屈曲に対応することが可能
な伸縮性を有することが好ましい。

【００２０】次に、このような構成からなる本実施の形
態の作用について説明する。

【００２１】光ファイバ１０の両端部が接続された検出
装置２６において、光ファイバ１０の導電性被覆層１２
の導通状態が検出される。検出装置２６は、光ファイバ
本体１１が機械的に破断されて導電性被覆層１２の導通
がなくなったり、光ファイバ本体１１の発熱により導電
性被覆層１２が溶融して導通がなくなったりした場合
に、光ファイバ１０が異常状態にあることを検知し、そ
の検知結果に基づいてレーザ出力装置２１に搭載された
安全装置（図示せず）を介してレーザ出力装置２１によ
るレーザ光の出力を安全に停止する。

【００２２】このように本実施の形態によれば、光ファ
イバ本体１１の外周面を覆うように導電性被覆層１２を
設け、導電性被覆層１２の導通状態を検出することによ
り光ファイバ１０の状態を検知しているので、光ファイ
バ本体１１の破断の有無を容易に検出することができ
る。

【００２３】また、本実施の形態によれば、光ファイバ
本体１１の外周面に設けられる導電性被覆層１２を、塗
料を塗布することにより形成しているので、破断の有無
を容易に検出することが可能な光ファイバ１０をきわめ
て簡便かつ安価に製作することができる。

【００２４】なお、上述した実施の形態においては、導
電性被覆層１２および絶縁性被覆層１３を導電性塗料ま
たは絶縁性塗料を塗布することにより形成しているが、
これに限らず、金属製や樹脂製の導電性テープ（帯状
物）や、樹脂製の絶縁性テープ（帯状物）を貼付するこ
とにより形成するようにしてもよい。

【００２５】また、上述した実施の形態においては、導
電性被覆層１２を、熱によって溶融する材料から形成し
ているが、これに限らず、導電性被覆層１２を、光ファ
イバ本体１１内を伝送するレーザ光を吸収することによ
って溶融する材料から形成してもよい。なお、このよう
な材料としては、炭素が添加された導電性樹脂等を用い
ることができる。

【００２６】さらに、上述した実施の形態においては、
導電性被覆層１２を、熱またはレーザ光の吸収によって
溶融する材料から形成し、光ファイバ本体１１の破断に
伴って漏れ出るレーザ光により導電性被覆層１２を完全
に断線させるようにしているが、これに限らず、導電性
被覆層１２または絶縁性被覆層１３を、熱に伴う温度変
化やレーザ光の吸収に伴う化学変化等によってその物理
特性（例えば電気抵抗や静電容量（図３(a)(b)に示すよ
うな複数の導電性被覆層１２，１４間の静電容量））が
変化する材料から形成し、その状態の変化を検出するこ
とにより光ファイバ１０の状態を検知するようにしても
よい。また、導電性被覆層１２および絶縁性被覆層１３
を、熱またはレーザ光の吸収によって溶融するとともに
互いに混合することによってその物理特性（例えば電気
抵抗）が変化する材料から形成し、その状態の変化を検
出することにより光ファイバ１０の状態を検知するよう
にしてもよい。

【００２７】さらに、上述した実施の形態においては、
導通がなくなったりした場合に、光ファイバが異常状態
にあると検知するものであったが、正常な状態では導通
がなく、異常状態になったときに導通状態となるように
構成してもよい。これは例えば、絶縁性被覆層を熱溶融
材料で形成するとともに、この絶縁性被覆層を介在させ
た状態で、少なくとも絶縁性被覆層よりは溶融温度の高
い、２つの導電性被覆層をちょうど図３(b)の断面図に
示されるように形成し、そして２つの導電性被覆層間で
の導通状態を検知するもので、光ファイバが正常な状態
では導電性被覆層間での導通はないが、光ファイバが異
常状態となって導電性被覆層間を絶縁していた絶縁性被
覆層が熱溶融等して欠落し、その結果、それまで絶縁状
態とされていた導電性被覆層間で導通が生じたことを検
知するもので、この状態変化を検出することにより光フ
ァイバの状態を検知することができる。

【００２８】さらにまた、上述した実施の形態において
は、光ファイバ１０の両端部で導電性被覆層１２の導通
状態を検出するようにしているが、図１(a)(b)に示すよ
うに最外層の外周面が導電性被覆層１２であるような光
ファイバ１０であれば、光ファイバ１０の途中の任意の
部分の間で導電性被覆層１２の導通状態を検出すること
が可能となり、これにより破断の位置を容易かつ安価に
検出することができる。なお、図２(a)(b)に示すように
最外層の外周面が絶縁性被覆層１３であるような光ファ
イバ１０でも、光ファイバ本体１１の途中に導電性被覆
層１２を外部に露出させるコネクタ（露出部材）をさら
に設けることにより、光ファイバ１０の途中の任意の部
分の間で導電性被覆層１２の導通状態を検出することが
可能となり、これにより破断の位置を容易かつ安価に検
出することができる。

【００２９】なお、上述した実施の形態においては、光
ファイバ１０の両端部で導電性被覆層１２の導通状態を
検出するようにしているが、図３(a)(b)に示すように、
２つの導電性被覆層１２，１４を絶縁性被覆層１３を介
して積層し、導電性被覆層１２，１４を光ファイバ本体
１１の一方の終端部側で電気的に短絡するとともに他方
の終端部側で電気的に開放するようにしてもよく、これ
により光ファイバ本体１１の一方の端部側のみで導電性
被覆層１２，１４の導通状態を検出することが可能とな
る。なお、図３(a)(b)に示す光ファイバ１０では、導電
性被覆層１２，１４を絶縁性被覆層１３を介して同心状
に配置しているが、これに限らず、図４(a)(b)に示すよ
うに、導電性被覆層１２，１４を絶縁性被覆層１３を介
して同一の半径位置で配置するようにしてもよい。

【００３０】また、上述した実施の形態においては、光
ファイバ本体１１の外周面を覆うように１つまたは２つ
の導電性被覆層１２，１４を設けているが、図５に示す
ように、複数の導電性被覆層として少なくとも３つの導
電性被覆層１２，１４，１６，１８を設け、これらの導
電性被覆層１２，１４，１６，１８のうち隣り合った任
意の組の導電性被覆層間での電気的な接続位置が、光フ
ァイバ本体１１の長さ方向に関して互いに異なるように
してもよい。これにより、導電性被覆層１２，１４，１
６，１８のうちの任意の組の導電性被覆層間の導通状態
を検出することが可能となり、これにより破断の位置を
容易かつ安価に検出することができる。具体的には例え
ば、図５において、符号Ａ，Ｂ，Ｃのそれぞれの位置で
破断が生じた場合を想定すると、導電性被覆層１２，１
４間、導電性被覆層１４，１６間および導電性被覆層１
６，１８間の導通状態は次表のとおりとなり、その導通
状態のパターンから破断のおおよその位置を検出するこ
とができる。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
ファイバ本体の破断の有無あるいは位置等を容易にかつ
安価に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光ファイバの一実施の形態を示す
図。

【図２】本発明による光ファイバの他の実施の形態を示
す図。

【図３】本発明による光ファイバのさらに他の実施の形
態を示す図。

【図４】図３に示す光ファイバの変形例を示す図。

【図５】本発明による光ファイバのさらに他の実施の形
態を示す図。

【図６】本発明による光ファイバが組み込まれて用いら
れるレーザ装置の一実施の形態を示す図。

【符号の説明】

１０光ファイバ１１光ファイバ本体１２，１４，１６，１８導電性被覆層１３，１５，１７，１９絶縁性被覆層２１レーザ出力装置２２，２３コネクタ２４入射機構２５出射機構２６検出装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ光を伝送する光ファイバ本体と、前記光ファイバ本体の外周面を覆うように設けられた導
電性被覆層とを備えたことを特徴とする光ファイバ。
【請求項２】前記導電性被覆層の外周面を覆うように設
けられた絶縁性被覆層をさらに備えたことを特徴とする
請求項１記載の光ファイバ。
【請求項３】レーザ光を伝送する光ファイバ本体と、前記光ファイバ本体の外周面を覆うように設けられた複
数の導電性被覆層とを備え、前記複数の導電性被覆層は絶縁性被覆層を介して積層さ
れ、前記各導電性被覆層は、前記光ファイバ本体の一方
の終端部側で他の導電性被覆層と電気的に短絡されると
ともに他方の終端部側で他の導電性被覆層と電気的に開
放されていることを特徴とする光ファイバ。
【請求項４】前記複数の導電性被覆層として少なくとも
３つの導電性被覆層を備え、前記少なくとも３つの導電
性被覆層のうち隣り合った任意の組の導電性被覆層間で
の電気的な接続位置は、前記光ファイバ本体の長さ方向
に関して互いに異なることを特徴とする請求項３記載の
光ファイバ。
【請求項５】前記複数の導電性被覆層のうちの最外層の
導電性被覆層の外周面を覆うように設けられた絶縁性被
覆層をさらに備えたことを特徴とする請求項３または４
記載の光ファイバ。
【請求項６】前記導電性被覆層は熱によって溶融する材
料から形成されていることを特徴とする請求項１乃至５
のいずれか記載の光ファイバ。
【請求項７】前記導電性被覆層は熱によってその物理特
性が変化する材料から形成されていることを特徴とする
請求項１乃至５のいずれか記載の光ファイバ。
【請求項８】前記導電性被覆層は前記光ファイバ本体内
を伝送するレーザ光を吸収することによって溶融する材
料から形成されていることを特徴とする請求項１乃至５
のいずれか記載の光ファイバ。
【請求項９】前記導電性被覆層は前記光ファイバ本体内
を伝送するレーザ光を吸収することによってその物理特
性が変化する材料から形成されていることを特徴とする
請求項１乃至５のいずれか記載の光ファイバ。
【請求項１０】前記導電性被覆層および／または前記絶
縁性被覆層は帯状物を貼付することにより形成されてい
ることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか記載の光
ファイバ。
【請求項１１】前記導電性被覆層および／または前記絶
縁性被覆層は塗料を塗布することにより形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか記載の光フ
ァイバ。
【請求項１２】前記光ファイバ本体の途中に設けられ、
前記導電性被覆層を外部に露出させる露出部材をさらに
備えたことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか記
載の光ファイバ。
【請求項１３】前記導電性被覆層および／または絶縁性
被覆層は前記光ファイバ本体の屈曲に対応することが可
能な伸縮性を有することを特徴とする請求項１乃至１２
のいずれか記載の光ファイバ。
【請求項１４】請求項１乃至１３のいずれか記載の光フ
ァイバと、前記光ファイバに対してレーザ光を出力するレーザ出力
装置と、前記光ファイバの前記導電性被覆層の導通状態を検出す
ることにより前記光ファイバの状態を検知する検出装置
とを備え、前記検出装置により前記光ファイバが異常状態にあるこ
とが検知されたときに前記レーザ出力装置によるレーザ
光の出力を停止することを特徴とするレーザ装置。