JP2006154406A - Light leaking type optical fiber and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、少なくとも2種類の屈折率の異なる材料をコア部材とクラッド部材とからなる光ファイバーに入力された光が少しずつクラッド部材の外側に漏れるように構成された光漏洩型光ファイバーに関する。 The present invention relates to a light leakage optical fiber configured such that light input to an optical fiber composed of a core member and a clad member using at least two different refractive index materials gradually leaks to the outside of the clad member.
光ファイバーの一般的な構成を図2に示す。図2において、200は光ファイバー、201はコア部材、202はクラッド部材、203は発光素子、204は光の入射角、205は境界面、206は光の進行方向を示す矢印である。コア部材201の屈折率はクラッド部材202の屈折率よりも少し低く構成され、発光素子203の光がコア部材201に入射されると、コア部材201とクラッド部材202との境界面205で光が反射される。特に境界面205に光が入射する入射角204が臨界角以上の場合、入射された光は矢印206のように境界面205で全反射を繰り返し、光が遠方に伝達される。図3は図2の光ファイバー200が屈曲された様子を示した図で、301は光の入射角、302は境界面、303は光の進行方向を示す矢印である。図3において、光ファイバー200が屈曲している場合、光がコア部材201とクラッド部材202の境界面302に入射する入射角301が全反射する臨界角より小さくなると、光は全反射せずにクラッド部材202を突き抜けて、進行方向303に示すように、光ファイバー200の外部に漏洩する性質がある。
A general configuration of an optical fiber is shown in FIG. In FIG. 2, 200 is an optical fiber, 201 is a core member, 202 is a cladding member, 203 is a light emitting element, 204 is an incident angle of light, 205 is a boundary surface, and 206 is an arrow indicating the traveling direction of light. The refractive index of the
この原理を応用した従来例として、複数の光再指向構造を有し、光再指向構造の全数や密度、分配などをコントロールすることによって、光エネルギーを均一に分配する方法が紹介されている。
一方、線状に光を発光する発光装置としては、ネオン管が一般に良く知られている。ネオン管は様々な光を発するガスを封じ込めたガラス管に高電圧をかけて発光させる発光装置である。
As a conventional example applying this principle, a method of distributing light energy uniformly by controlling the total number, density, distribution, etc. of the light redirecting structures has been introduced.
On the other hand, neon tubes are generally well known as light emitting devices that emit light linearly. A neon tube is a light emitting device that emits light by applying a high voltage to a glass tube containing a gas emitting various light.
しかしながら、前記従来例では、光ファイバー自体にエンボスや刻み目を加工する必要があり、安価かつ大量に製造するのに不向きなものであった。
また、ネオン管の場合は、特殊なガスを封じ込めたガラス管に高電圧をかける必要があり、特別な電源装置が必要であったり、微細なものや複雑な形状に加工するのが困難で、家電製品の表示発光装置やアクセサリーなど手軽に身近なものの表示装置として利用するのは難しかった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、簡易に自由な形状の発光体を大量に安定して製造することができ、簡易に自由な形状の発光装置を形成できる光漏洩型光ファイバーを提供することを目的とする。
However, in the conventional example, it is necessary to process the embossing and the notch on the optical fiber itself, which is unsuitable for manufacturing at low cost and in large quantities.
In the case of a neon tube, it is necessary to apply a high voltage to a glass tube containing a special gas, a special power supply device is required, or it is difficult to process into a fine or complicated shape, It has been difficult to use as a display device for easily accessible items such as display light emitting devices and accessories for home appliances.
The present invention has been made in view of the above problems, and can easily and stably manufacture a large number of free-form light emitters, and can easily form a free-form light-emitting device. The object is to provide an optical fiber.
上記課題を解決するために、本発明は、少なくとも2種類の屈折率の異なる材料をコア部材とクラッド部材とに使用して、コア部材に入射された光を遠方に伝達する光ファイバーにおいて、前記光ファイバーの一端を固定する固定手段と、前記光ファイバーの他端を前記光ファイバーの軸方向を中心に捩りながら回転させる回転手段と、前記回転手段によって捩られた光ファイバーを加熱する加熱手段と、加熱後に冷却する冷却手段とを設けることにより達成される。 In order to solve the above problems, the present invention provides an optical fiber that transmits light incident on a core member to a distant place by using at least two kinds of materials having different refractive indexes for the core member and the clad member. A fixing means for fixing one end of the optical fiber, a rotating means for rotating the other end of the optical fiber while twisting about the axial direction of the optical fiber, a heating means for heating the optical fiber twisted by the rotating means, and cooling after heating. This is achieved by providing cooling means.
或いは、前記光ファイバーN本(Nは2以上の整数)を束ねて捩る撚り手段を設け、撚られたN本の光ファイバーを加熱する加熱手段と、加熱後に冷却する冷却手段を設けることにより達成される。
さらに、発光素子とコア部材とクラッド部とを一体化した光ファイバー母材を加熱手段によって加熱しながら線引きする線引き手段と、前記線引き手段によって線引きしながら軸方向を中心に捩る方向に回転させる回転手段と、前記回転手段によって捩るように線引きされた光ファイバーを冷却する冷却手段とを設けることにより効果的に達成される。
Alternatively, it is achieved by providing twisting means for bundling and twisting the N optical fibers (N is an integer of 2 or more), heating means for heating the twisted N optical fibers, and cooling means for cooling after heating. .
Furthermore, a drawing means for drawing an optical fiber preform in which the light emitting element, the core member, and the clad portion are integrated by heating with a heating means, and a rotating means for rotating in a twisting direction about the axial direction while drawing by the drawing means. And cooling means for cooling the optical fiber drawn so as to be twisted by the rotating means.
本発明の光漏洩型光ファイバーは、コアとクラッドも捩られた状態になっているので、軸方向の断面は波型に変形している。このため入射した光は波型の部分に当たる角度によって、光漏洩型光ファイバーの内部で全反射または一部が反射されるか、反射されない光は光漏洩型光ファイバーの外部に透過される。
また、発光素子と光漏洩型光ファイバーとを一体化して製造することによって、容易に線状型の発光装置を実現することができ,さらに光漏洩型光ファイバーを粘着剤付フィルムに自由な形状で貼り付けることによって、様々な文字や図形の発光装置を効果的に実現することができる。
In the light leakage optical fiber of the present invention, since the core and the clad are also twisted, the cross section in the axial direction is deformed into a wave shape. For this reason, the incident light is totally reflected or partially reflected inside the light leaking optical fiber, or the light that is not reflected is transmitted to the outside of the light leaking optical fiber depending on the angle at which the wave hits.
In addition, by manufacturing the light emitting element and the light leaking optical fiber integrally, a linear light emitting device can be easily realized, and the light leaking optical fiber can be attached to the adhesive film in a free shape. By attaching, it is possible to effectively realize a light emitting device of various characters and figures.
以下、本発明について図面を参照しながらより詳細に説明する。なお、各図において、同様または類似の構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
本発明の光漏洩型光ファイバーに関する第1の実施形態について図1、図4、図7を用いて詳しく説明する。図1は光漏洩型光ファイバーの構造を示す図で、100は光漏洩型光ファイバー、101は光漏洩型光ファイバーのコア部分、102は光漏洩型光ファイバーのクラッド部分、をそれぞれ示している。図4は光漏洩型光ファイバー100の製法を説明した図で、401は光ファイバー200の一端を保持するための固定手段、402は光ファイバー200の他端を保持して回転させる回転手段、404は加熱用のヒーター、403は温度を一定に保つための加熱炉である。尚、図4において、回転手段402の回転用モーターや回転制御装置、電源、ヒーター404の電源や温度制御装置などは省略してある。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. In each figure, the same or similar components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
A first embodiment relating to a light leakage type optical fiber of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1, 4, and 7. FIG. FIG. 1 is a view showing the structure of a light leaking optical fiber, where 100 is a light leaking optical fiber, 101 is a core part of the light leaking optical fiber, and 102 is a cladding part of the light leaking optical fiber. FIG. 4 is a diagram for explaining the manufacturing method of the light leaking
光漏洩型光ファイバー100の製法について、図4を用いて説明する。図2のようなコア201とクラッド202からなる一般的な構造の光ファイバー200の一端を図4の固定手段401に固定し、加熱炉403に通して、他端を回転手段402に保持させる。次に加熱炉403のヒーター404に通電して加熱し、光ファイバー200を軟化させながら、回転手段402を回転させることによって、光ファイバー200に捩りを生じさせる。次に加熱炉403のヒーター404の通電を切るか、加熱炉403を取り外すことによって加熱して捩られた光ファイバー200を冷却し、捩りが元に戻らないように固化させる。このようにして、図1に示す捩られた光ファイバーができる。これが光漏洩型光ファイバー100で、図1に示すように、コア101とクラッド102も捩られた状態になっている。この光漏洩型光ファイバー100に光を入射した時の様子を図7を用いて詳しく説明する。
A method for manufacturing the light leakage
図7は光漏洩型光ファイバー100の中を光が通過する様子を説明するための説明図で、701は光漏洩型光ファイバー100の外部に通り抜ける光の進行方向を示し、702は光漏洩型光ファイバー100の内部を反射しながら進む光の進行方向を示している。尚、図7の光漏洩型光ファイバー100において、図1に示すコア101およびクラッド102は説明を分かり易くするために省略してある。
光漏洩型光ファイバー100は、図1に示すように、コア101とクラッド102も捩られた状態になっているので、軸方向の断面は図7のように波型に変形している。このため入射した光は波型の部分に当たる角度によって、光漏洩型光ファイバー100の内部で全反射または一部が反射されるか、光漏洩型光ファイバー100の外部に透過される。つまり、図2に示すように、光ファイバー200のコア201とクラッド202の境界面205に入射される光の入射角204が臨界角より大きい場合は光は進行方向206のように全反射されるが、図3に示すように、光ファイバー200のコア201とクラッド202の境界面302に入射される光の入射角301が臨界角より小さい場合は光は進行方向303のように光ファイバー200の外部に透過される。図1の光漏洩型光ファイバー100は、前記のような屈曲部分が連続してできている光ファイバーと考えることができる。
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining how light passes through the light leaking
As shown in FIG. 1, in the light leaking
このように光漏洩型光ファイバー100は入射した光の一部を光漏洩型光ファイバー100の外部に漏洩し、一部を光漏洩型光ファイバー100の内部を反射して伝送することができるので、線状に光を放つことができる。
また、柔軟性もあるので、自由な形状に曲げることができる。図3のような一般的な光ファイバー200の場合は、屈曲部において、光の殆どが外部に透過してしまうため、最小屈曲半径が設けられているが、図1のような光漏洩型光ファイバー100の場合は、屈曲部においても、波型の構造によって、一部は光を反射することができるので、屈曲をあまり気にせずに配置することが可能になる。
As described above, the light leaking
Moreover, since there is also flexibility, it can be bent into a free shape. In the case of the general
次に本発明の第2の実施の形態について、図5および図6を用いて詳しく説明する。
第2の実施の形態の光漏洩型光ファイバーは2本以上の複数の光ファイバーを組み合わせて構成する光漏洩型光ファイバーで、本実施の形態では3本の光ファイバーを撚り合わせた場合について説明する。
図5は光漏洩型光ファイバーの製法を示す図で、501、502および503は、図2に示す通常の光ファイバー200と同じ構造を有する光ファイバーである。401、402、403、404は、第1の実施の形態で説明した図4の装置と同じである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
The light leaking type optical fiber of the second embodiment is a light leaking type optical fiber configured by combining two or more optical fibers. In this embodiment, a case where three optical fibers are twisted together will be described.
FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing method of a light leaking type optical fiber.
図6は光漏洩型光ファイバーの構造を示す図で、500は光ファイバー501、502および503の3本の光ファイバーを撚り合わせた構造の光漏洩型光ファイバーである。
先ず、光漏洩型光ファイバー500の製法について、図5を用いて詳しく説明する。図2に示すようなコア201とクラッド202からなる一般的な構造の光ファイバー200と同じ光ファイバー501、502、503を3本束ねて、その一端を図5の固定手段401に固定し、加熱炉403に通して、3本束ねた他端を回転手段402に保持させる。次に加熱炉403のヒーター404に通電して加熱し、3本束ねた光ファイバー501、502、503を軟化させながら、回転手段402を回転させることによって、3本の光ファイバーをロープ状に捩る。次に加熱炉403のヒーター404の通電を切るか、加熱炉403を取り外すことによって加熱して捩られた3本の光ファイバー501、502、503を冷却し、捩りが元に戻らないように固化させる。このようにして、図6に示すロープ状に撚られた光漏洩型光ファイバー500ができる。この光漏洩型光ファイバー500は図3に示す屈曲した光ファイバー200と同じように、捩られた3本の光ファイバー501、502、503が互いに屈曲しながら絡み合っているので、屈曲部分で光が光ファイバー501、502、503の外部に漏れることによって光漏洩型光ファイバー500は線状に光を放つことができる。
FIG. 6 is a diagram showing the structure of a light leakage type optical fiber, and 500 is a light leakage type optical fiber having a structure in which three
First, the manufacturing method of the light leakage type
ここで、撚りの度合いの条件は、光ファイバーの最小屈曲半径以下になる部分が必要である。光ファイバーの最小屈曲半径は屈曲部分での光の入射角が全反射しなくなる臨界角より大きく保たれる半径である。つまり最小屈曲半径よりも大きければ光の全反射が保たれるので光ファイバーとして光を伝送することができる。本発明では、撚りの度合いを強めることによって最小屈曲半径より小さくなる部分が出てくると、光は全反射されずに光ファイバーの外部に漏れることになる。臨界角は、コア材料の光の屈折率と、クラッド材料の光の屈折率の比率によって決まる値で、臨界角が決まれば最小屈曲半径も決まり、光漏洩型光ファイバーに必要な撚りの度合いも決めることができる。撚りの度合いが小さいと光は外部に漏れなくなる。
本発明の実施の形態では撚り合わせによる方法を説明したが、銅線のように編み込みでも可能であることは自明である。
また、本発明の実施の形態では3本の光ファイバーを撚り合せたが、2本以上であれば何本でも同様の効果が得られる。
さらに、捩る間隔を適度に変えることによって、漏洩する光の量をコントロールでき、光が到達する長さも調節することができる。
Here, the condition of the degree of twisting requires a portion that is less than or equal to the minimum bending radius of the optical fiber. The minimum bending radius of the optical fiber is a radius that keeps the incident angle of light at the bent portion larger than the critical angle at which total reflection does not occur. That is, if it is larger than the minimum bending radius, the total reflection of light is maintained, so that the light can be transmitted as an optical fiber. In the present invention, when a portion smaller than the minimum bending radius comes out by increasing the degree of twisting, the light leaks outside the optical fiber without being totally reflected. The critical angle is a value determined by the ratio of the refractive index of the light of the core material and the refractive index of the light of the cladding material. If the critical angle is determined, the minimum bending radius is also determined, and the degree of twist required for the light leaking optical fiber is also determined. be able to. If the degree of twisting is small, light will not leak outside.
In the embodiment of the present invention, the method by twisting has been described. However, it is obvious that it can be knitted like a copper wire.
Further, in the embodiment of the present invention, the three optical fibers are twisted together, but the same effect can be obtained with any number of two or more.
Further, by appropriately changing the twisting interval, the amount of light leaking can be controlled, and the length that the light reaches can also be adjusted.
次に第1の実施の形態による光漏洩型光ファイバー100や、第2の実施の形態による光漏洩型光ファイバー500を利用した効果的な実施の形態について、図8を用いて説明する。図8において、801は光漏洩型光ファイバー100または光漏洩型光ファイバー500の何れかの光漏洩型光ファイバー、802および803は粘着剤付フィルムシート、804および805は半導体レーザーやLEDなどの発光素子、806および807は発光素子804、805の光を効率よく光漏洩型光ファイバー100または500に入射させるためのカプラーである。尚、図8において、発光素子804および805を発光させるための電源や制御装置などは省略してあり、光漏洩型光ファイバー801は図8に示すように星型に形作られている。
Next, an effective embodiment using the light leakage
次に動作について詳しく説明する。発光素子804からカプラ807を介して光漏洩型光ファイバー801に光を入射させると透明な粘着剤付フィルム802と803に挟まれて固定された星型の光漏洩型光ファイバー801は星型に光を放つ。同時に光漏洩型光ファイバー801の反対側から発光素子805からカプラ806を介して星型の光漏洩型光ファイバー801に入射される光も星型に光を放つ。入射された光は遠方に行くほど弱くなるが、このように両側から入射することによって、均一に光を放つことができるという効果がある。
Next, the operation will be described in detail. When light is incident on the light leaking
次に第1の実施の形態による光漏洩型光ファイバー100や、第2の実施の形態による光漏洩型光ファイバー500を用いた効果的な実施の形態について、図9および図10を用いて説明する。図9において、901は正極、902は負極、903は発光素子、904は光ファイバーのコア母材、905は光ファイバーのクラッド母材である。尚、発光素子903の発光方法など詳細な説明は、本発明の本筋ではないので省略するが、一般的な半導体レーザーやLEDなどと同じで、正極901と負極902に電源を供給することによって光を放つ素子であれば何でも同様の効果が得られる。
図9において、コア母材904とクラッド母材905は光の屈折率が数%異なる材質からなり、一般的な光ファイバーの母材と同じように、臨界角が大きくし、全反射し易いように、クラッド母材905の方がコア母材904よりも数%高い屈折率の材料を使用する。一般に光ファイバーの製造方法として、この母材を加熱して細長くワイヤー状に引き伸ばす工程、いわゆる線引き工程によって、コアとクラッド構造を持つ細長い光ファイバーが製造される。
Next, an effective embodiment using the light leakage
In FIG. 9, a
図9では、このような光ファイバー母材に発光素子903が一体化されており、発光素子903が埋め込まれていない母材の端部を加熱しながら細く引き伸ばすことによって、図8におけるカプラ806や807を介して発光素子804や805を取り付ける必要がなく、さらにこの母材を図10のように加熱しながら線引きすることによって、光ファイバー906が得られ、この光ファイバー906を第1の実施の形態による光漏洩型光ファイバー100や、第2の実施の形態による光漏洩型光ファイバー500のように光漏洩型光ファイバーに加工することによって、発光素子付の光漏洩型光ファイバーを提供することが可能になる。
In FIG. 9, the
以上、説明したように、線状に光を放つことが可能な光漏洩型光ファイバーを提供することができ、粘着材フィルムなどに自由な形状に貼り付けることによって、光る文字や光る図形などを提供することが可能となる。このような光る文字や、光る図形の用途としては、図12に示すように、例えば、光漏洩型光ファイバーによる文字952を車のガラス951に貼り付けることのよって、夜間走行の注意を呼びかけることやアクセサリとして利用することができる。また、図11に示すように、図8の粘着材付フィルム802または803の何れか一方を剥離できる剥離フィルムとすることによってシール状にいろいろな場所に貼り付けることも可能となる。図11について詳しく説明する。図11は携帯電話への応用例で、850は携帯電話、851はシール状のフィルム853に固定された光漏洩型光ファイバー、852はアンテナ、854はアンテナに被せるキャップで中にはアンテナから放射する電力を取り出すための共振回路と共振回路が取り出した電力を発光素子に供給して発光させ、発光させた光は光漏洩型光ファイバー851に入射される回路が内蔵された共振回路内蔵キャップである。携帯電話850がアンテナ852から電波を放射する度に、放射する電波に共振回路が共振して電力を取り出し、発光素子が発光して光漏洩型光ファイバー851が星型に光を放つよう動作する。これによって、着信などがあったときに持ち主の名前や好みの図柄などに形どられた光漏洩型光ファイバーを発光させて使用することができる。
このように、共振回路も一体化されていれば、電源の供給を非接触に行うことができ、携帯電話のアンテナの電力や電力供給用のコイルを介して発光素子を光らせることができる。
As described above, it is possible to provide a light leakage type optical fiber capable of emitting light in a linear form, and provide shining letters, shining figures, etc. by pasting in an adhesive film etc. in a free shape It becomes possible to do. As shown in FIG. 12, the use of such a shining character or a shining figure is to call attention to night driving by sticking a
In this manner, if the resonance circuit is also integrated, power can be supplied in a non-contact manner, and the light emitting element can be illuminated through the power of the antenna of the mobile phone and the power supply coil.
このような線状の光漏洩型光ファイバーなどを自由な図柄で粘着材付フィルムに貼り付ける方法は、例えば、特開2001−126942「布線方法および布線装置」に詳しく紹介されている。この方式の概要を図14に示す。図14おいて、141はエナメル線や光ファイバーなどの線材を巻いてあるボビン、142は中央に線材を通す穴を持つ上下に振動するノズル、143はノズルを二次元に移動することができるXYステージ、144はXYステージを決められた座標にコントロールする制御部、145は粘着剤付きの土台、146は粘着剤付きのフィルム、147はワイヤーである。粘着剤付きのフィルム146は粘着剤付きの土台146に貼り付けられて固定されており、XYステージ143は制御部144で予め決められた位置にXYステージ143を動かし、XYステージ143に取り付けられたノズル142も同様に移動し、ノズル142の中央部から出たワイヤー147はノズル142の上下振動によって粘着剤146に貼り付けられて様々な形状のワイヤー模様を作ることができる。
A method of attaching such a linear light leakage type optical fiber or the like to a film with an adhesive material with a free pattern is introduced in detail in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-126942 “Wiring method and wiring device”. An outline of this method is shown in FIG. In FIG. 14, 141 is a bobbin around which a wire such as an enameled wire or an optical fiber is wound, 142 is a vertically vibrating nozzle having a hole through which the wire is passed in the center, and 143 is an XY stage that can move the nozzle in two dimensions.
今、図14において、ワイヤー147を第1の実施の形態で説明した光漏洩型光ファイバー100または第2の実施の形態で説明した光漏洩型光ファイバー500とすることによって、図8、図11および図12に示すような文字や図形を提供することができる。好ましくは、図15に示すように、ノズル142から出てくるワイヤーを温めるヘアドライヤーなどの加熱装置148を設けることによって、屈曲性が良くない太い線径の光漏洩型光ファイバーなどのワイヤーでも、より微細な文字や図柄にして粘着材付フィルム146に貼り付け易くすることが可能である。また、加熱装置148はノズル142に一体化されていても良いし、ノズル自体にヒーターが内蔵されていても同様の効果が得られる。或いは、粘着剤付き土台146にヒーターが内蔵されていても同様の効果が得られる。
In FIG. 14, the
次に図13を用いて、本発明の光漏洩型光ファイバー100を効率よく大量に製造する方法について説明する。図13において、1は回転手段、2は回転台、3は光ファイバー200を巻いた光ファイバーボビン、4は取り出し穴、5および6はガイドローラ、7は加熱炉、8は冷却炉、10および11はガイドローラ、12は光漏洩型光ファイバー100を一定の張力で引っ張るための張力制御ローラ、13は光漏洩型光ファイバー100を巻き取るための巻き取りボビンである。
尚、本説明では、回転手段1の電源や制御装置、巻き取りボビンのモーターや電源、制御装置、加熱炉の電源や温度制御装置、冷却炉の電源などは省略してある。
Next, a method for efficiently manufacturing a large amount of the light leaking
In this description, the power source and control device of the rotating means 1, the motor and power source of the take-up bobbin, the control device, the power source and temperature control device of the heating furnace, the power source of the cooling furnace and the like are omitted.
今、回転台2に取り付けられた光ファイバーボビン3から取り出された光ファイバー200は取り出し穴4から引き出され、ガイドローラ5、6および加熱炉7、冷却炉8を介して、ガイドローラ10,11および張力制御ローラ12を通って巻き取りボビン13に巻き取られる。回転台2は回転手段1によって回転しているので取り出し穴4から取り出される光ファイバー200は常に一定方向に捩りの力が加えられている。この捩りの力は、光ファイバー200が加熱炉7の部分で柔らかくなった部分に集中し、光ファイバー200は捩られ、冷却炉8に入って冷却されて固化し、光漏洩型光ファイバー100となってガイドローラ10に渡される。この時、加熱炉7で加熱されて柔らかくなった光ファイバー200が引き伸ばされないように張力制御ローラ12でコントロールしながら一定の張力で引っ張り、巻き取りボビン13に巻き取られる。また、回転手段1も捩りの度合いを一定にコントロールするために光ファイバー200が取り出し穴4から取り出される速度と回転手段1の回転数の関係を制御する。このようにして、安定した光漏洩型光ファイバー100を大量に製造することが可能になる。
Now, the
尚、図13では、第1の実施の形態の光漏洩型光ファイバー100の製造装置について説明したが、第2の実施の形態による光漏洩型光ファイバー500を製造する場合は、回転台2の上に光ファイバーボビン3と同じものを3つ取り付けて、3本束ねて取り出し穴4から引き出し同様にガイドローラ5、6および加熱炉7、冷却炉8を介して撚ることによって光漏洩型光ファイバー500を製造することもできる。
In FIG. 13, the manufacturing apparatus of the light leaking
次に、本発明の第3の実施の形態を図16を用いて説明する。図16において、161、162および163は図2に示す通常の光ファイバー200と同じ構造を有する光ファイバー、164は編みピッチ、165は光ファイバー161,162および163を編んだ光漏洩型光ファイバーである。図16において、3本の光ファイバー161、162および163は互いに交差するように、いわゆる三つ編み状に編まれているので、波型にある屈曲角度で屈曲した部分が生じる。ここで、この屈曲角度が、図3に示すように、光ファイバー200のコア201とクラッド202の境界部分302に入射される光の入射角度301が臨界角度より小さい場合は光は進行方向303のように光ファイバー200の外部に透過されるので、同様に、光ファイバー161,162および163の外部には光が放たれる。また、図16において、編みピッチ164を変えることによって、外部に光が漏れる量を制御することができる。編みピッチ164を狭くすると漏れる光の量が増え、逆に広くすると漏れる光の量が減る。言い換えると、入射する光の量が一定であると仮定すれば、編みピッチ164が狭いと、漏洩する光は増えるので、線状に光る部分の明るさは明るいが、線状に光る部分の長さは短くなる。逆に編みピッチ164が広いと、漏洩する光は減るので、線状に光る部分の明るさは暗くなるが、線状に光る部分の長さは長くなる。このようにして、使用する光漏洩型光ファイバーの長さに応じて、最適な編みピッチ164を設定すれば、より効果的に利用することが可能となる。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 16, 161, 162 and 163 are optical fibers having the same structure as the ordinary
尚、本発明の第2の実施の形態の光漏洩型光ファイバー500の製法では、図5において、加熱炉403に通して、加熱することで撚りが戻らないようにしたが、第3の実施の形態は編んでいるので特に加熱する必要はない。
ここで、図21に示すように、光を拡散するチューブ166を用い、光ファイバー161、162および163を編んだ光漏洩型光ファイバー165をチューブ166の中に通すことによって、漏洩した光を均一に拡散して光らせることができる。また、チューブ166は光漏洩型光ファイバー165の一部分であっても構わないし、光を拡散するシール状のものを貼り付けることでも同様の効果が得られる。
さらに、光ファイバー161、162および163のクラッド表面、つまり、図2におけるクラッド202の表面を荒らすサンディング処理を施せば、チューブ166などを用いることなく漏洩した光を均一に拡散して光らせることが可能となる。
In the method of manufacturing the light leaking
Here, as shown in FIG. 21, by using a
Furthermore, by applying a sanding process that roughens the cladding surfaces of the
次に、図20を用いて、本発明の第3の実施の形態で説明した光漏洩型光ファイバー165の応用例を説明する。図20において、211、212および213は図2に示す通常の光ファイバー200と同じ構造を有する光ファイバー、214、215および216は、図16の光漏洩型光ファイバー165と同様に光ファイバー211、212および213を編んだ部分である。図20では、光ファイバー211、212および213を編んだ部分214,215および216の部分で光を放つので、線状に光る部分を離散的に作ることができ、形状に合わせた効果的な使用が可能となる。
Next, an application example of the light leaking
次に、図17を用いて、本発明の第3の実施の形態の他の応用例について説明する。図17において、171、172および173は図2に示す通常の光ファイバー200と同じ構造を有する光ファイバー、174は緑の光を発光する緑色発光装置、175は赤の光を発光する赤色発光装置、176は青の光を発光する青色発光装置である。緑色発光装置174、赤色発光装置175および青色発光装置176のそれぞれの光量を制御することによって色の三原色に基づいた様々な色を表現することができる。
Next, another application example of the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 17, 171, 172 and 173 are optical fibers having the same structure as the ordinary
次に、図18および図19を用いて、本発明の効果的な応用例を説明する。図18において、181は本発明の光漏洩型光ファイバー、182は発光素子と電池を内蔵したペンダント型のオブジェクトである。ここで、光漏洩型光ファイバー181は、本発明の第1の実施の形態における光漏洩型光ファイバー100であってもよいし、第2の実施の形態における光漏洩型光ファイバー500であってもよいし、第3の実施の形態における光漏洩型光ファイバー165であっても同様の効果が得られる。次に、図18のペンダント型オブジェクトの構造を図19を用いて説明する。図19において、191は発光素子のLED、192はLED191の負電極、193はLED191の正電極、194はボタン電池、195は熱収縮チューブである。LED191の正電極193はボタン電池194の正電極に接続され、LED191の負電極192はボタン電池194の負電極にそれぞれ接続されているので、LED191にボタン電池194の電流が流れて発光する。一方、熱収縮チューブ195は光漏洩型光ファイバー181の両端とLED191に嵌めて収縮され固定されているので、LED191が発光する光は、光漏洩型光ファイバー181の両端から入射され、図18のように、光漏洩型光ファイバー181がペンダント型オブジェクト182のストラップとして使用されていれば、ストラップが線状に光を放つ。
Next, an effective application example of the present invention will be described with reference to FIGS. 18 and 19. In FIG. 18,
尚、本説明では、電源スイッチなどは省略したが、スライド型やプッシュ型のスイッチを設けてもよいし、振動や揺れでオンオフするような仕掛けのスイッチを設けても構わない。
また、本発明の実施の形態では述べていないが、加工性に関しては、プラスチック製光ファイバーが好ましい。もちろんガラス製光ファイバーでも温度条件などが異なってくるが、同様の製法や構成で実現できる。
In this description, the power switch and the like are omitted, but a slide-type or push-type switch may be provided, or a device that is turned on / off by vibration or shaking may be provided.
Although not described in the embodiment of the present invention, a plastic optical fiber is preferable in terms of workability. Of course, glass fiber optics also have different temperature conditions, but can be realized with similar manufacturing methods and configurations.
以上説明したように、本発明の光漏洩型光ファイバーは、コアとクラッドも捩られた状態になっているので、軸方向の断面は波型に変形している。このため入射した光は波型の部分に当たる角度によって、光漏洩型光ファイバーの内部で全反射または一部が反射されるか、反射されない光は光漏洩型光ファイバーの外部に透過される。
このように光漏洩型光ファイバーは入射した光の一部を光漏洩型光ファイバーの外部に漏洩し、一部を光漏洩型光ファイバーの内部を反射して伝送することができるので、光が減衰するまで線状に光を放つことができる。
As described above, in the light leakage optical fiber of the present invention, the core and the clad are also twisted, so that the cross section in the axial direction is deformed into a wave shape. For this reason, the incident light is totally reflected or partially reflected inside the light leaking optical fiber, or the light that is not reflected is transmitted to the outside of the light leaking optical fiber depending on the angle at which the wave hits.
In this way, the light leakage type optical fiber leaks a part of the incident light to the outside of the light leakage type optical fiber, and a part of the light can be reflected and transmitted inside the light leakage type optical fiber, so that the light is attenuated. Light can be emitted linearly.
或いは、複数の光ファイバーを最小屈曲半径以下になる部分ができるように撚り合わせることによっても、光漏洩型光ファイバーを実現できる。
また、発光素子と光漏洩型光ファイバーとを一体化して製造することによって、容易に線状型の発光装置を実現することができる。
発光素子の光を光漏洩型光ファイバーの両端から入射することによって端部が暗くなる光の明暗のムラを少なくすることができる。
さらに、本発明の光漏洩型光ファイバーの外周が光拡散型の材料で被覆していれば、漏洩した光が拡散されてより均一な光を発光することもできる。
光漏洩型光ファイバーを粘着剤付フィルムに自由な形状で貼り付けることによって、様々な文字や図形の発光装置を効果的に実現することができる。
粘着剤付フィルムを片側だけにして、シール状にすることで、より効果的に発光装置を実現することができる。
Alternatively, a light leakage optical fiber can also be realized by twisting a plurality of optical fibers so that a portion having a minimum bending radius or less is formed.
Moreover, a linear light-emitting device can be easily realized by integrally manufacturing a light-emitting element and a light leakage optical fiber.
By making the light of the light emitting element incident from both ends of the light leaking optical fiber, it is possible to reduce unevenness in the brightness of light that darkens the end.
Furthermore, if the outer periphery of the light leakage type optical fiber of the present invention is coated with a light diffusion type material, the leaked light can be diffused to emit more uniform light.
By sticking the light leaking optical fiber to the adhesive film in a free shape, it is possible to effectively realize light emitting devices of various characters and figures.
A light-emitting device can be realized more effectively by making the film with an adhesive only on one side and making it into a seal shape.
また、捩る間隔を適度に変えることによって、漏洩する光の量をコントロールでき、光が到達する長さも調節することができる。
このように、本発明によって、少なくとも2種類の屈折率の異なる材料をコア部材とクラッド部材とに使用してコア部材に入射された光がコア部材とクラッド部材の境界部分で全反射を繰り返しながら光を遠方に伝達する光ファイバーを用いた線状の発光装置において、光ファイバーに入力された光が少しずつクラッド部材の外部に漏れるように線状の光を放つ光漏洩型光ファイバーを提供することができる。
In addition, by appropriately changing the twisting interval, the amount of light leaking can be controlled, and the length of light reaching can also be adjusted.
As described above, according to the present invention, at least two kinds of materials having different refractive indexes are used for the core member and the clad member, and the light incident on the core member repeats total reflection at the boundary between the core member and the clad member. In a linear light-emitting device using an optical fiber that transmits light to a distant place, it is possible to provide a light leakage optical fiber that emits linear light so that light input to the optical fiber gradually leaks to the outside of the cladding member. .
100…第1の実施形態による光漏洩型光ファイバー
101…コア部材
102…クラッド部材
204…入射角
205…境界面
401…固定手段
402…回転手段
403…加熱炉
500…第2の実施形態による光漏洩型光ファイバー
DESCRIPTION OF
Claims (17)
A method for producing a light transmitting base material, comprising the step of forming the light leaking optical fiber according to claim 10 on the first pressure-sensitive adhesive film while heating.
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2004
- 2004-11-30 JP JP2004345922A patent/JP2006154406A/en active Pending
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