JP3046654U - 連続点状発光の光ファイバー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 応用範囲が広範かつ実用的で、警報標示、或
いは装飾の用途をも具えた連続点状発光の光ファイバー
を提供する。 【解決手段】 プラスチック光ファイバーの有効距離内
に於いて、光ファイバーケーブル表層のカバー層１１に
穴を開け、カバー層１１と芯部１２の境界面に微小窓１
１１を開口する。微小窓１１１はプラスチック光ファイ
バーケーブル上に間隔を置いて設置する。光ファイバー
１の芯部１２は、縦方向機械強度に影響されず保持され
ているため、光の束が反復反射する時に、カバー層１１
の微小窓１１１の表面により、有効に外に向かって光流
を放出し、光の点を形成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は連続点状発光の光ファイバーに関する。特に応用範囲が広範かつ実用 的で、警報標示、或いは装飾の用途をも具えた連続点状発光の光ファイバーに係 る。

【０００２】

【従来の技術】

現在、装飾灯の商品市場に於いて、クリスマスツリー電飾の市場占有率は非常 に高い。しかし、物理的制限により、安全、節電、色彩変化が自在等の機能を発 揮することは難しい。また、クリスマスツリーの電灯にはしばしば接続不良の現 象が発生するため、後続のクリスマスツリー電飾に通電しない、又は屋外に飾っ た場合には雨等による湿度のため浸蝕され故障率は非常に高くなる。 一方、光ファイバー材料が用いる基礎成分はガラス、及びプラスチックである 。一般に、光ファイバーはデータの伝送、光半導体部品、ファイバーセンサー装 飾灯等に使用される。階段型反射率形態のプラスチック光ファイバーの主成分は 、芯部はポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ、Ｐｏｌｙ−ｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔ ｈａｃｒｙｌａｔｅ）で、フッ素化合物により覆われている。其の伸度特性、屈 曲特性は極めて優れている。 次に、図１に示す階段型反射率型（Ｓｔｅｐ Ｉｎｄｅｘ Ｔｙｐｅ）を例と して、光ファイバーの基本原理を説明する。極めて小さい角度の光源が光ファイ バーに射し込むと反射率は大きく、しかも芯部（Ｃｏｒｅ）は均質であるため、 芯部に射し込む光は芯部とカバー層（Ｃｌａｄｉｎｇ）の境界面で反復反射し、 芯部に伝播する。階段型反射率型光ファイバーの芯部の直径は非常に大きく、カ バー層は非常に薄い。例えば、直径７５０μｍの光ファイバーではその芯部の直 径は約７３５±４５μｍで、カバー層は約７５０±４５μｍである。 前記のように、光は光ファイバー中を伝播する。主に芯部に射し込む光エネル ギーに頼り、芯部の高い反射率区とカバー層の低反射率区の境界面（壁面）に於 いて、反復全反射を行い、芯部に於いて光エネルギーを伝播する。理論上は、一 定値以下の角度で光ファイバーの一端に射し込んだ光エネルギーは、外に漏れず に光ファイバーのもう一方の端に伝播することができる。光ファイバーの素材と 構造の特性は、いわゆる光伝播損失の特性を招く。 プラスチック光ファイバーの伝播損失、損耗問題は、光ファイバーの径向、材 料の物理性により、光が全反射伝播する時、いわゆる理論上の全反射損耗（Ｔｈ ｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｒｅｆｌｏｃｔｉｏｎ ｌｏｓｓ）は、０．２ｄＢ／ｋｍ の光ファイバーを例として挙げれば、０〜２メートル内は０〜７％の射し込む光 は、材料の衰滅（Ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ）により、光線は径向より放出される 。その主要原因は、芯部の材料そのものの固有の損失吸収、及びファイバーを化 合する過程に於いて、外部から混入、或いは熱分解により発生した不純物、気泡 が招く散射損失に分けられ、また芯部とカバー層境界面の密着性が不正確で、芯 部の真円度に変動があり、それにより発生する配向問題が形成する反復反射等の 構造不良が招く散射損失（光伝播損失ｄＢ／ｋｍ、図２参照）である。 光ファイバーの伝播損失の特性により、そのケーブルの表面には微量のはっき りした光りが現れ、このため装飾、線状を表示する光のラインに適用される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、一般の装飾用光ファイバーは、ケーブルの光、及びケーブルの端面を 除き、光流、光点を照射することができる外、他に表現の特性がない。 そのため、本考案は光ファイバーに小窓を開設する方式を特別に利用し、光流 、光点効果を達成し、光を伝えるだけで、帯電しない電飾の応用を達成する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するため、本考案はプラスチック光ファイバーの有効距離内に 於いて、ある種の方法を用い、光ファイバーケーブル表層に光ファイバーを有効 に破壊するカバー層を作り、カバー層と芯部の境界面（壁面）に微小窓を開口す る。こうすることにより、一定値以下の角度（Ａｃｃｅｐｔａｎｃｅ ａｎｇｌ ｅ）で射し込んだ光の束は、芯部に於いて伝播する時、壁面（境界面）の微小窓 を経由し、局部配向光束を屈折照射し、光ファイバーの側面は発光効果を達成す る。 また、本考案は特に精密機械カッターを利用し自動制御により裁断するため光 ファイバーの非常に薄いカバー層上に間隔を開け（点状、或いは円弧状に）微小 窓を開口する。こうしてカバー層の薄い表層面に平均に、かつ間隔を開け開口す る。また芯部（Ｃｏｒｅ）は良好に保持されているため、照射される光の束が反 復反射する時に、微小窓により、外に向かって平均に光流を放出し、照明効果を 達成する。

【０００５】

【考案の実施の形態】

図に示すように、本考案は光ファイバーの側面に微小窓を開口し制御する。直 径７５０μｍの光ファイバーを例に挙げて説明すると、その芯部の直径は７３５ ±４５μｍで、カバー層は７５０±４５μｍとなる。そのため、その微小窓開口 の深度は≧７．５μｍで良く、則ち光ファイバーのカバー層と芯部の境界面に於 いて連続して微小窓を開口することができ、光伝播中に於いて光ファイバーの側 面を連続して延長させることができる。光の束が微小窓を経由し生み出す局部配 向屈折照射の光線は、テストの結果、光ファイバーの側面には一定の距離で窓が 開口しているが、その光伝播の損失は非常に低く、ほとんど増加しない。もし補 償が必要である場合にも、損失がさらに低い光ファイバー（０−３００ｄＢ／ｋ ｍ）に調整するだけで良く、有効距離の対抗性（図３の伝播損失Ｘ：（％）Ｙ： （ｄＢ／ｋｍ）例との長さ対照図を参照）増加により任意に調整することができ る。

【０００６】 本考案は精密機械カッターを利用し自動制御により裁断されるもので、図６に 示すように、光ファイバー１の非常に薄いカバー層１１上に間隔を開け（点状、 或いは円弧状に）微小窓１１１を開口する。こうしてカバー層１１の薄い表層面 に平均に、かつ間隔を開け連続して微小窓１１１を開口する（図４参照）。また 芯部（Ｃｏｒｅ）１２は良好に保持されているため、照射される光の束が反復反 射する時に、微小窓１１１により、外に向かって光流を放出し、光ファイバー上 に光の点を形成し、連続して多くの光点が並んだ状態とし、線状電飾として利用 する。その漏れ出してくる光流は微量であるが、その光流の明るさは開口部のな いものより大きく、こうして電飾効果を達成する。またその損耗状況は、開口部 のない同様規格の光ファイバーと比較すると、微小窓を開口したものは光伝播が かなり長くても、その光伝播損耗はそれほど大きくない。 このような、単一光ファイバーの使用は指示照明上に応用することができる。 例えば、図５に示すように、階段の両側に埋設し、光ファイバーが発射するほの かな光、及び微小窓１１１により平均に放出される光線により、夜間の警報標示 性照明となり、安全性を高めることができる。

【０００７】 図７に示すように、光ファイバーをクリスマスツリーの電飾に使用する場合に は、その発射するほのかな光と微小窓１１１より平均に放出される光線を利用し 電飾とする。また光源上にはモーター伝動のカラーホイールを設置し、光ファイ バーの径向伝播を経由し、光源を凸面透鏡により集光後、光ファイバープラス、 マイナス台カバーの台穴内に射し入れ、光ファイバーにより照射し、色彩変化自 在の光ファイバー電飾とする事ができる。

【０００８】 図８に示すように、本考案は多数のファイバーを束ねた集成束状光ファイバー １を利用することもできる。その外周面を透明のプラスチックチューブ２で覆い 、光ファイバー１上に排列された窓１１１の位置は交差形式の排列を呈している 。こうして光ファイバーの径向発光の物理特性を利用し、束全体を発光管のよう な形態とすることができる。

【０００９】

【考案の効果】

本考案は、確かに予期した使用効果を達成することができ、非常に高い利用価 値を具えている。しかも、市場で類似、或いは近似の物品を目にすることがない ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】プラスチック光ファイバーの構造、及び光伝播
の態様を説明する説明図である。

【図２】光伝播損失と光波長さとの関係を説明するグラ
フである。

【図３】光伝播損失が１５０ｄＢ／ｋｍである場合の例
との長さ対照図である。

【図４】本考案の光ファイバーの実施例を示す断面図で
ある。

【図５】本考案の光ファイバーの実施態様を説明する説
明図である。

【図６】本考案の光ファイバーの実施例を示す斜視図で
ある。

【図７】本考案の光ファイバーの別の実施態様を説明す
る説明図である。

【図８】本考案の光ファイバーのさらに別の実施態様を
説明する説明図である。

【符号の説明】

１ 光ファイバー １１ カバー層 １１１ 微小窓 １２ 芯部 ２ 透明プラスチックチューブ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】主に、光ファイバーケーブル上に適当な間
   隔を開け多数の微小窓を開設し、かつ各窓開設の相対距
   離、及び関係位置は該光ファイバーの機械性構造強度、
   及びその光流の平均度に影響しないことを原則とし、該
   窓の開設はカバー層を外から内へ微小面積に切り開き、
   切り開いた深度は該カバー層の厚度に相当し、光ファイ
   バー芯部の表面を露出させる、ことを特徴とする連続点
   状発光の光ファイバー。
2. 【請求項２】光ファイバーは、その有効距離長度が０か
   ら３００ｄＢ／ｋｍの範囲内である時、その性能が最良
   となる、ことを特徴とする請求項１記載の連続点状発光
   の光ファイバー。
3. 【請求項３】前記光ファイバーを多数のファイバーを束
   ねた集成束状とし、各光ファイバーケーブル間の窓の位
   置は交差形式の排列を呈し、さらに外周は透明チューブ
   により覆い、発光管のような形態とする、ことを特徴と
   する請求項１記載の連続点状発光の光ファイバー。