JP3480051B2 - 光伝送チューブの窓材の侵入厚さ調節方法及び光伝送チューブ - Google Patents
光伝送チューブの窓材の侵入厚さ調節方法及び光伝送チューブInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光伝送チューブのクラ
ッドの一端部に光の入射用窓材を嵌挿する際の窓材のク
ラッドへの侵入厚さ調節方法及びその調節方法によりク
ラッドへの侵入厚さが調節された窓材を備えた光伝送チ
ューブに関し、更に詳述すると、特に、窓材における開
口角を最大限に利用して十分な光が光伝送チューブ内の
コアを伝送されるように上記侵入厚さを調節することが
できる光伝送チューブの窓材の侵入厚さ調節方法及びそ
の調節方法により調節された窓材を備えた光伝送チュー
ブに関する。
ッドの一端部に光の入射用窓材を嵌挿する際の窓材のク
ラッドへの侵入厚さ調節方法及びその調節方法によりク
ラッドへの侵入厚さが調節された窓材を備えた光伝送チ
ューブに関し、更に詳述すると、特に、窓材における開
口角を最大限に利用して十分な光が光伝送チューブ内の
コアを伝送されるように上記侵入厚さを調節することが
できる光伝送チューブの窓材の侵入厚さ調節方法及びそ
の調節方法により調節された窓材を備えた光伝送チュー
ブに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
光伝送チューブのコア材として液状体、流動状体又は可
撓性固体が種々開発されており、特にコア材として液状
又は流動状のものを用いる場合には、光伝送チューブの
両端部に窓材を形成する必要があり、光が入射される側
に形成される窓材としては、通常、屈折率がクラッドよ
り高く、透明なものが使用されている。窓材の屈折率は
コアとほぼ等しいことが好ましいが、ほぼ同じにするこ
とは困難であり、特にコアより窓材の屈折率が低い場
合、次の問題が生じる。
光伝送チューブのコア材として液状体、流動状体又は可
撓性固体が種々開発されており、特にコア材として液状
又は流動状のものを用いる場合には、光伝送チューブの
両端部に窓材を形成する必要があり、光が入射される側
に形成される窓材としては、通常、屈折率がクラッドよ
り高く、透明なものが使用されている。窓材の屈折率は
コアとほぼ等しいことが好ましいが、ほぼ同じにするこ
とは困難であり、特にコアより窓材の屈折率が低い場
合、次の問題が生じる。
【０００３】図２は、透明コア１と、このコア１より屈
折率の低いクラッド２と、クラッド２の光入射側の一端
部に嵌挿された窓材３とを具備する光伝送チューブの一
部省略断面図である。
折率の低いクラッド２と、クラッド２の光入射側の一端
部に嵌挿された窓材３とを具備する光伝送チューブの一
部省略断面図である。
【０００４】通常は、このような窓材３が形成された光
伝送チューブ内に入射した光は、光入射側の窓材３と透
明コア１との境界面で屈折して伝送され、更にコア１と
コア１より屈折率の低いクラッド２との境界面で全反射
を繰り返しながら伝送される。
伝送チューブ内に入射した光は、光入射側の窓材３と透
明コア１との境界面で屈折して伝送され、更にコア１と
コア１より屈折率の低いクラッド２との境界面で全反射
を繰り返しながら伝送される。
【０００５】ここで、コア１の屈折率（ｎ1）より窓材
３の屈折率（ｎ3）の方が高い場合は問題にならない
が、コア１の屈折率（ｎ1）より窓材３の屈折率（ｎ3）
の方が低い場合には、図２（ａ）に示すように、ｎ1と
クラッド２の屈折率（ｎ2）で決まる開口角θ0に対し、
ｎ3とｎ2で決まる開口角θ1が小さくなってしまう。従
って、窓材３のクラッド２への侵入厚さＬがある臨界距
離ｘより大きい場合、θ1で入射された光ｈ1は窓材３・
クラッド２界面で全反射されて伝送されていくが、θ1
よりも大きいθ0で入射された光ｈ2は、窓材３・クラッ
ド２界面で全反射されずに、その一部は屈折して外へ出
射される。
３の屈折率（ｎ3）の方が高い場合は問題にならない
が、コア１の屈折率（ｎ1）より窓材３の屈折率（ｎ3）
の方が低い場合には、図２（ａ）に示すように、ｎ1と
クラッド２の屈折率（ｎ2）で決まる開口角θ0に対し、
ｎ3とｎ2で決まる開口角θ1が小さくなってしまう。従
って、窓材３のクラッド２への侵入厚さＬがある臨界距
離ｘより大きい場合、θ1で入射された光ｈ1は窓材３・
クラッド２界面で全反射されて伝送されていくが、θ1
よりも大きいθ0で入射された光ｈ2は、窓材３・クラッ
ド２界面で全反射されずに、その一部は屈折して外へ出
射される。
【０００６】しかし、図２（ｂ）に示すように、上記Ｌ
が上記臨界距離ｘより小さい場合には、上記θ0で入射
された光ｈ3は窓材３・コア１界面で屈折し、更にコア
１・クラッド２界面で全反射されて伝送されていく。即
ち、図２（ｃ）に示すように、上記θ0で入射された光
ｈ4が、窓材３・クラッド２界面で全反射されずに、そ
の一部が外へ出射される場合であっても、図２（ｄ）に
示すように窓材３のクラッド２への侵入厚さを上記臨界
距離ｘよりさらに薄くすることにより、その光ｈ4は窓
材３・クラッド２界面に達することなく、窓材３・コア
１界面に至り、その界面で屈折し、更にコア１・クラッ
ド２界面で全反射されて伝送されるので、窓材３のクラ
ッド２への侵入厚さを上記臨界距離ｘより薄くするにし
たがって、入射光の中で光伝送チューブに有効に取り込
まれる光が多くなり、光伝送効率が向上する。
が上記臨界距離ｘより小さい場合には、上記θ0で入射
された光ｈ3は窓材３・コア１界面で屈折し、更にコア
１・クラッド２界面で全反射されて伝送されていく。即
ち、図２（ｃ）に示すように、上記θ0で入射された光
ｈ4が、窓材３・クラッド２界面で全反射されずに、そ
の一部が外へ出射される場合であっても、図２（ｄ）に
示すように窓材３のクラッド２への侵入厚さを上記臨界
距離ｘよりさらに薄くすることにより、その光ｈ4は窓
材３・クラッド２界面に達することなく、窓材３・コア
１界面に至り、その界面で屈折し、更にコア１・クラッ
ド２界面で全反射されて伝送されるので、窓材３のクラ
ッド２への侵入厚さを上記臨界距離ｘより薄くするにし
たがって、入射光の中で光伝送チューブに有効に取り込
まれる光が多くなり、光伝送効率が向上する。
【０００７】従って、上記の臨界距離ｘを求め、窓材３
のクラッド２への侵入厚さをそれより薄くすれば、開口
角θ0が広がり、より多くの光量を伝送することができ
るので、上記の臨界距離ｘを定めることは重要である。
のクラッド２への侵入厚さをそれより薄くすれば、開口
角θ0が広がり、より多くの光量を伝送することができ
るので、上記の臨界距離ｘを定めることは重要である。
【０００８】しかしながら、従来は、窓材とコアとの屈
折率の相違を考慮することなく、適宜窓材をクラッドへ
嵌挿させていたために、上記臨界距離を定めて窓材にお
ける開口角（θ0）を最大限に広げることは困難であっ
た。
折率の相違を考慮することなく、適宜窓材をクラッドへ
嵌挿させていたために、上記臨界距離を定めて窓材にお
ける開口角（θ0）を最大限に広げることは困難であっ
た。
【０００９】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
窓材における開口角（θ0）を最大限に広げ、十分な光
を入射させて伝送することが可能な光伝送チューブの窓
材の侵入厚さの調節方法及び光伝送チューブを提供する
ことを目的とする。
窓材における開口角（θ0）を最大限に広げ、十分な光
を入射させて伝送することが可能な光伝送チューブの窓
材の侵入厚さの調節方法及び光伝送チューブを提供する
ことを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は上記
目的を達成するため鋭意検討を行った結果、コアの屈折
率より窓材の屈折率が低い場合に窓材における開口角を
最大限に広げるには、Ｓｎｅｌｌの法則を利用して窓材
とコアとの境界面及びコアとクラッドとの境界面におけ
る光の屈折又は反射について解析することにより、窓材
における開口角を最大限に広げるように窓材の侵入厚さ
を調節することができることを見い出し、本発明をなす
に至った。
目的を達成するため鋭意検討を行った結果、コアの屈折
率より窓材の屈折率が低い場合に窓材における開口角を
最大限に広げるには、Ｓｎｅｌｌの法則を利用して窓材
とコアとの境界面及びコアとクラッドとの境界面におけ
る光の屈折又は反射について解析することにより、窓材
における開口角を最大限に広げるように窓材の侵入厚さ
を調節することができることを見い出し、本発明をなす
に至った。
【００１１】即ち、本発明は、透明コアと、このコアよ
り屈折率の低いクラッドと、該クラッドの少なくとも一
端部に嵌挿され、上記コアより屈折率の低い透明の光の
入射用窓材とを具備する光伝送チューブの上記窓材のク
ラッドへの侵入厚さを下記式（１）を満たすように調節
することを特徴とする光伝送チューブの窓材の侵入厚さ
調節方法及びクラッド材への侵入厚さが上記方法により
調節された窓材が形成された光伝送チューブを提供する
ものである。
り屈折率の低いクラッドと、該クラッドの少なくとも一
端部に嵌挿され、上記コアより屈折率の低い透明の光の
入射用窓材とを具備する光伝送チューブの上記窓材のク
ラッドへの侵入厚さを下記式（１）を満たすように調節
することを特徴とする光伝送チューブの窓材の侵入厚さ
調節方法及びクラッド材への侵入厚さが上記方法により
調節された窓材が形成された光伝送チューブを提供する
ものである。
【００１２】
【数２】
［但し、式中Ｌは窓材の侵入厚さ、Ｄは窓材の直径、ｎ
1、ｎ2及びｎ3はそれぞれコア、クラッド及び窓材の屈
折率である。］
1、ｎ2及びｎ3はそれぞれコア、クラッド及び窓材の屈
折率である。］
【００１３】以下、本発明を更に詳しく説明すると、本
発明の窓材のクラッドへの侵入厚さ調節方法に利用され
る上記式（１）は、下記構成を有する光伝送チューブに
おける光の挙動をＳｎｅｌｌの法則を利用して解析する
ことにより導き出されたものである。
発明の窓材のクラッドへの侵入厚さ調節方法に利用され
る上記式（１）は、下記構成を有する光伝送チューブに
おける光の挙動をＳｎｅｌｌの法則を利用して解析する
ことにより導き出されたものである。
【００１４】図１に本発明の一例に係る光伝送チューブ
Ａの一部分を示す。この光伝送チューブＡは、透明なコ
ア１と、このコア１より屈折率の低い管状のクラッド２
と、クラッド２より屈折率が高く、クラッド２の一端部
に嵌挿された透明の光入射用窓材３とからなり、シング
ルコアタイプに構成されたものである。なお、窓材３は
クラッド２一の端部に嵌挿されている限り、その外側端
面がクラッド２の外側端面と一致していても良く、窓材
３の一部をクラッド２の外側に突出させて、光伝送チュ
ーブＡが光をこの窓材３の一端部より吸収して温度上昇
することを防止するものであっても良い。
Ａの一部分を示す。この光伝送チューブＡは、透明なコ
ア１と、このコア１より屈折率の低い管状のクラッド２
と、クラッド２より屈折率が高く、クラッド２の一端部
に嵌挿された透明の光入射用窓材３とからなり、シング
ルコアタイプに構成されたものである。なお、窓材３は
クラッド２一の端部に嵌挿されている限り、その外側端
面がクラッド２の外側端面と一致していても良く、窓材
３の一部をクラッド２の外側に突出させて、光伝送チュ
ーブＡが光をこの窓材３の一端部より吸収して温度上昇
することを防止するものであっても良い。
【００１５】この光伝送チューブＡにおいては、上記窓
材３の一端面から光が窓材３に入射し、この光がコア１
内に屈折して伝送される。そして、コア１の屈折率より
も低い屈折率を有するクラッド２を用いることにより両
者の界面で光の反射が起こり、この反射の繰り返しによ
り一端より入射した光を図示しない他端まで伝え、光を
出射するようになっている。
材３の一端面から光が窓材３に入射し、この光がコア１
内に屈折して伝送される。そして、コア１の屈折率より
も低い屈折率を有するクラッド２を用いることにより両
者の界面で光の反射が起こり、この反射の繰り返しによ
り一端より入射した光を図示しない他端まで伝え、光を
出射するようになっている。
【００１６】コア材としては、液状のものとして、ポリ
エチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、グリ
セリン等のポリオール類、ポリオールエステル類、ポリ
オールエーテル類、クロロエチレンホスフェート、ジク
ロロプロピルホスフェート等のリン酸エステル類、流動
パラフィン、フッ素油、シリコーンオイル、ポリイソブ
チレン、ポリシロキサン変性ポリエーテル、無機塩の水
溶液、ポリマーを適当な溶媒で希釈したポリマー溶液等
が使用され、これらの材料は、単独又は２種以上をブレ
ンドして用いることもできる。また、コア材は、粘性液
体状のものに限らず、固体状或いはゲル状のものを用い
ることもできる。例えばプラスチック、サーモエラスト
マー等の固体状物、エポキシ樹脂、液状シリコン、ポリ
ウレタン、液状ポリブタジエン等の硬化性液状物をクラ
ッドに充填し、硬化させたゲル状のものであってもよ
い。
エチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、グリ
セリン等のポリオール類、ポリオールエステル類、ポリ
オールエーテル類、クロロエチレンホスフェート、ジク
ロロプロピルホスフェート等のリン酸エステル類、流動
パラフィン、フッ素油、シリコーンオイル、ポリイソブ
チレン、ポリシロキサン変性ポリエーテル、無機塩の水
溶液、ポリマーを適当な溶媒で希釈したポリマー溶液等
が使用され、これらの材料は、単独又は２種以上をブレ
ンドして用いることもできる。また、コア材は、粘性液
体状のものに限らず、固体状或いはゲル状のものを用い
ることもできる。例えばプラスチック、サーモエラスト
マー等の固体状物、エポキシ樹脂、液状シリコン、ポリ
ウレタン、液状ポリブタジエン等の硬化性液状物をクラ
ッドに充填し、硬化させたゲル状のものであってもよ
い。
【００１７】また、クラッド２は中空管状に形成され、
その材料としては、プラスチックやエラストマーなどの
ように可撓性を有し、チューブ状に成形可能で、屈折率
の低い材料を用いることが好ましい。その具体例として
はポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリス
チレン、ＡＢＳ、ポリメチルメタクリレート、ポリカー
ボネート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ
酢酸ビニル、ポリエチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ
ビニルアルコール、ポリエチレン−ポリビニルアルコー
ル共重合体、フッ素樹脂、シリコン樹脂、天然ゴム、ポ
リイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブ
タジエン共重合体、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴ
ム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、ＥＰＤＭ、アク
リロニトリル−ブタジエン共重合体、フッ素ゴム、シリ
コーンゴムなどが挙げられる。この中でも屈折率が低い
シリコーン系ポリマーやフッ素系ポリマーが特に好まし
く、具体的にはポリジメチルシロキサンポリマー、ポリ
メチルフェニルシロキサンポリマー、フルオロシリコー
ンポリマー等のシリコーン系ポリマー、ポリテトラフル
オロエチレン（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン−六フッ
化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、四フッ化エチレン−
パーフロロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＥ）、ポ
リクロルトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、四フッ
化エチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニ
リデンフルオライド、ポリビニルフルオライド、フッ化
ビニリデン−三フッ化塩化エチレン共重合体、フッ化ビ
ニリデン−六フッ化プロピレン共重合体、フッ化ビニリ
デン−六フッ化プロピレン−四フッ化エチレン三元共重
合体、四フッ化エチレンプロピレンゴム、フッ素系熱可
塑性エラストマーなどが挙げられる。これらの材料は単
独又は２種以上をブレンドして用いることもでき、単管
又は多重管として用いることもできる。更に、コア液に
接する内面のみをコーティング又は二重押出しなどの方
法により平滑処理などの処理を行うこともできる。
その材料としては、プラスチックやエラストマーなどの
ように可撓性を有し、チューブ状に成形可能で、屈折率
の低い材料を用いることが好ましい。その具体例として
はポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリス
チレン、ＡＢＳ、ポリメチルメタクリレート、ポリカー
ボネート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ
酢酸ビニル、ポリエチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ
ビニルアルコール、ポリエチレン−ポリビニルアルコー
ル共重合体、フッ素樹脂、シリコン樹脂、天然ゴム、ポ
リイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブ
タジエン共重合体、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴ
ム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、ＥＰＤＭ、アク
リロニトリル−ブタジエン共重合体、フッ素ゴム、シリ
コーンゴムなどが挙げられる。この中でも屈折率が低い
シリコーン系ポリマーやフッ素系ポリマーが特に好まし
く、具体的にはポリジメチルシロキサンポリマー、ポリ
メチルフェニルシロキサンポリマー、フルオロシリコー
ンポリマー等のシリコーン系ポリマー、ポリテトラフル
オロエチレン（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン−六フッ
化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、四フッ化エチレン−
パーフロロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＥ）、ポ
リクロルトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、四フッ
化エチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニ
リデンフルオライド、ポリビニルフルオライド、フッ化
ビニリデン−三フッ化塩化エチレン共重合体、フッ化ビ
ニリデン−六フッ化プロピレン共重合体、フッ化ビニリ
デン−六フッ化プロピレン−四フッ化エチレン三元共重
合体、四フッ化エチレンプロピレンゴム、フッ素系熱可
塑性エラストマーなどが挙げられる。これらの材料は単
独又は２種以上をブレンドして用いることもでき、単管
又は多重管として用いることもできる。更に、コア液に
接する内面のみをコーティング又は二重押出しなどの方
法により平滑処理などの処理を行うこともできる。
【００１８】光伝送チューブＡの一端又は両端に形成さ
れる透明な窓材３としては、石英ガラス、パイレックス
ガラス、多成分ガラス、サファイヤ、水晶などの無機ガ
ラス、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、ア
クリロニトリル・スチレン共重合樹脂、スチレン・ブタ
ジエン共重合体、アクリロニトリル・ＥＰＤＭ・スチレ
ン三元共重合体、スチレン・メチルメタクリレート共重
合体、（メタ）アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリメチ
ルペンテン、アリルジグリコールカーボネート樹脂、ス
ピラン樹脂、アモルファスポリオレフィン、ポリカーボ
ネート、ポリアミド、ポリアリレート、ポリサルホン、
ポリアリルサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエー
テルイミド、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレー
ト、ジアリルフタレート、フッ素樹脂、ポリエステルカ
ーボネート、シリコン樹脂などの有機ガラスやプラスチ
ック透明材料を挙げることができる。この中でも石英ガ
ラス、パイレックスガラス、多成分ガラス等の無機ガラ
スは透明性のみならず、耐熱性にも優れ、また化学的に
も安定であるため、その内側端面で接触するコア１や、
その外側端面で接触するガスや水分とも化学的に反応せ
ず、長期的に優れた性能をもたらすことができる。この
窓材３は、特にコア１が液状又はゲル状の場合に特に必
要とされるものであるが、コア１が固体状の場合でも配
設される。なお、光入射側の窓材３、即ち、本発明の調
節方法により侵入厚さが調節される窓材３は透明である
ことが必要であるが、他端側は光の出射を必要としない
ときは不透明に形成し得る。この場合、他端側の窓材の
端面に光反射性を付与することが望ましい。
れる透明な窓材３としては、石英ガラス、パイレックス
ガラス、多成分ガラス、サファイヤ、水晶などの無機ガ
ラス、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、ア
クリロニトリル・スチレン共重合樹脂、スチレン・ブタ
ジエン共重合体、アクリロニトリル・ＥＰＤＭ・スチレ
ン三元共重合体、スチレン・メチルメタクリレート共重
合体、（メタ）アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリメチ
ルペンテン、アリルジグリコールカーボネート樹脂、ス
ピラン樹脂、アモルファスポリオレフィン、ポリカーボ
ネート、ポリアミド、ポリアリレート、ポリサルホン、
ポリアリルサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエー
テルイミド、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレー
ト、ジアリルフタレート、フッ素樹脂、ポリエステルカ
ーボネート、シリコン樹脂などの有機ガラスやプラスチ
ック透明材料を挙げることができる。この中でも石英ガ
ラス、パイレックスガラス、多成分ガラス等の無機ガラ
スは透明性のみならず、耐熱性にも優れ、また化学的に
も安定であるため、その内側端面で接触するコア１や、
その外側端面で接触するガスや水分とも化学的に反応せ
ず、長期的に優れた性能をもたらすことができる。この
窓材３は、特にコア１が液状又はゲル状の場合に特に必
要とされるものであるが、コア１が固体状の場合でも配
設される。なお、光入射側の窓材３、即ち、本発明の調
節方法により侵入厚さが調節される窓材３は透明である
ことが必要であるが、他端側は光の出射を必要としない
ときは不透明に形成し得る。この場合、他端側の窓材の
端面に光反射性を付与することが望ましい。
【００１９】なお、窓材３の屈折率はコア１の屈折率と
ほぼ等しいものを用いることが望ましいが、常に、窓材
の屈折率はコアの屈折率より低く設定される。また、光
入射側の窓材３の外側端面には、伝送しようとする光波
長範囲に対する反射防止膜を設けることが望ましい。更
に、入射光に紫外線或いは赤外線が含まれる場合には、
紫外線によるコア１の劣化を防いだり、赤外線による温
度上昇を防止するために、必要に応じて紫外線及び／又
は赤外線カット膜を光入射側の窓材３の両端面の少なく
とも一方に設けることができる。窓材３自体が紫外線及
び／又は赤外線吸収性を有するものを用いてもよい。
ほぼ等しいものを用いることが望ましいが、常に、窓材
の屈折率はコアの屈折率より低く設定される。また、光
入射側の窓材３の外側端面には、伝送しようとする光波
長範囲に対する反射防止膜を設けることが望ましい。更
に、入射光に紫外線或いは赤外線が含まれる場合には、
紫外線によるコア１の劣化を防いだり、赤外線による温
度上昇を防止するために、必要に応じて紫外線及び／又
は赤外線カット膜を光入射側の窓材３の両端面の少なく
とも一方に設けることができる。窓材３自体が紫外線及
び／又は赤外線吸収性を有するものを用いてもよい。
【００２０】また、図示していないが、封止栓でクラッ
ド端部を封止するに際し、熱収縮処理、接着処理、ホー
スバンド締結、ワイヤー素線による巻き上げ、形状記憶
合金による固定、スリーブ、Ｏ−リング、パッキングを
介しての締め付け等の機械的な締結を必要に応じて実施
することができる。中でも、ステンレススチール、アル
ミニウム、銅、真ちゅうなどの銅合金、スチール、Ｔ
ｉ、Ｎｉなどの金属スリーブをクラッド外周部にこれを
覆って嵌合し、スリーブを圧縮変形させる加締め方法で
封止栓をクラッドに固定することが好適である。
ド端部を封止するに際し、熱収縮処理、接着処理、ホー
スバンド締結、ワイヤー素線による巻き上げ、形状記憶
合金による固定、スリーブ、Ｏ−リング、パッキングを
介しての締め付け等の機械的な締結を必要に応じて実施
することができる。中でも、ステンレススチール、アル
ミニウム、銅、真ちゅうなどの銅合金、スチール、Ｔ
ｉ、Ｎｉなどの金属スリーブをクラッド外周部にこれを
覆って嵌合し、スリーブを圧縮変形させる加締め方法で
封止栓をクラッドに固定することが好適である。
【００２１】更に必要に応じ、上記クラッド２の外周に
は、保護の目的で適宜な被覆材を被覆することができ
る。被覆材としてはプラスチック、エラストマー、金
属、ガラス、無機材料の中から選定することができる。
具体的には、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリ塩化ビニ
ル、ポリカーボネート、ポリスチレン、フッ素樹脂、ブ
チルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリウレタン、塩酸ゴム、天然ゴム、ポリ
イソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、クロロプレンゴ
ム、アクリルゴム、ＥＰＤＭ、フッ素ゴム等の高分子材
料をコーティング、押し出し成形、或いはテープ状材料
の巻き付け、熱収縮処理などによりクラッド２に被覆す
ることができる。
は、保護の目的で適宜な被覆材を被覆することができ
る。被覆材としてはプラスチック、エラストマー、金
属、ガラス、無機材料の中から選定することができる。
具体的には、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリ塩化ビニ
ル、ポリカーボネート、ポリスチレン、フッ素樹脂、ブ
チルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリウレタン、塩酸ゴム、天然ゴム、ポリ
イソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、クロロプレンゴ
ム、アクリルゴム、ＥＰＤＭ、フッ素ゴム等の高分子材
料をコーティング、押し出し成形、或いはテープ状材料
の巻き付け、熱収縮処理などによりクラッド２に被覆す
ることができる。
【００２２】また、ＳＵＳ、アルミ、銅、鉄などの金属
材料、或いは上記の高分子材料をパイプ状、蛇腹状、螺
旋状に成形したものの中に、コア１を充填したクラッド
２を挿入しても良い。更には金属材料をクラッド２外周
へ鍍金、蒸着、スパッタなどによりめっきすることによ
って金属膜で被覆することもできる。
材料、或いは上記の高分子材料をパイプ状、蛇腹状、螺
旋状に成形したものの中に、コア１を充填したクラッド
２を挿入しても良い。更には金属材料をクラッド２外周
へ鍍金、蒸着、スパッタなどによりめっきすることによ
って金属膜で被覆することもできる。
【００２３】これらの被覆材は単体あるいは他の材料と
の複合体として用いることもできる。なお、上記の被覆
材は光伝送チューブの保護だけでなく、遮光あるいは所
用部分だけを発光させる目的で設けることもできる。例
えば上記被覆材の所用部分に穴を開けたり、透明にする
とその部分から光が外に漏れ多数のスポット状あるいは
ライン状の発光体をすることができる。
の複合体として用いることもできる。なお、上記の被覆
材は光伝送チューブの保護だけでなく、遮光あるいは所
用部分だけを発光させる目的で設けることもできる。例
えば上記被覆材の所用部分に穴を開けたり、透明にする
とその部分から光が外に漏れ多数のスポット状あるいは
ライン状の発光体をすることができる。
【００２４】なお、本発明の光伝送チューブＡは、特に
制限されるものではないが、通常クラッド２の内径２〜
５０ｍｍ程度に形成することができる。また、コア１、
クラッド２及び窓材３としては、各屈折率が１．４〜
１．６、１．３〜１．４５及び１．４〜２であるものを
使用することが好ましい。
制限されるものではないが、通常クラッド２の内径２〜
５０ｍｍ程度に形成することができる。また、コア１、
クラッド２及び窓材３としては、各屈折率が１．４〜
１．６、１．３〜１．４５及び１．４〜２であるものを
使用することが好ましい。
【００２５】上記の構成でなる光伝送チューブＡにおい
て、コア１、クラッド２及び窓材３の各屈折率をそれぞ
れｎ1、ｎ2、ｎ3とし、図１に示すように、コア１とク
ラッド２との境界面で光を全反射させるためのコア１に
おける臨界角θ2Mを有する時のコア１における屈折角を
θ2L、この時の窓材３における入射角をθ1、開口角を
θ0とし、窓材３の直径をＤ、クラッド２への侵入厚さ
をＬとする。
て、コア１、クラッド２及び窓材３の各屈折率をそれぞ
れｎ1、ｎ2、ｎ3とし、図１に示すように、コア１とク
ラッド２との境界面で光を全反射させるためのコア１に
おける臨界角θ2Mを有する時のコア１における屈折角を
θ2L、この時の窓材３における入射角をθ1、開口角を
θ0とし、窓材３の直径をＤ、クラッド２への侵入厚さ
をＬとする。
【００２６】Ｓｎｅｌｌの法則により、コア１・クラッ
ド２面上での臨界角における反射において下記式（２）
が導き出される。 （ｎ1／ｎ2）ｓｉｎθ2M＝１ ∴ｓｉｎθ2M＝ｎ2／ｎ1 …（２） この時、窓材３とコア１との屈折において下記式（３）
が導き出される。
ド２面上での臨界角における反射において下記式（２）
が導き出される。 （ｎ1／ｎ2）ｓｉｎθ2M＝１ ∴ｓｉｎθ2M＝ｎ2／ｎ1 …（２） この時、窓材３とコア１との屈折において下記式（３）
が導き出される。
【００２７】
【数３】
よって、光伝送チューブＡにおいて光がコア１内を伝送
されるには、その光のθ1は上記式（３）を満たす計算
値以下となる必要がある。
されるには、その光のθ1は上記式（３）を満たす計算
値以下となる必要がある。
【００２８】そのためには、窓材３のＬを下記式（１）
を満たすものとすれば良い。
を満たすものとすれば良い。
【００２９】
【数４】
【００３０】
【実施例】以下、本発明の実施例及び比較例を示し、本
発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制
限されるものではない。
発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制
限されるものではない。
【００３１】［実施例１］四フッ化エチレン−六フッ化
プロピレン共重合体（ＦＥＰ）でなり、屈折率ｎ2＝
１．３４であって、内径１３ｍｍ（窓材の直径Ｄに相
当）、外径１４ｍｍのチューブ状のクラッドに、屈折率
ｎ1＝１．５０のシリコーンオイルをコアとして充填し
た後に、両端を屈折率ｎ3＝１．４６であって、石英ガ
ラスでなる窓材で封止した。このとき、窓材は、厚さＬ
1が下記式を満たし、且つ上記コアに密着するようにク
ラッドに嵌挿して光伝送チューブを作製した。
プロピレン共重合体（ＦＥＰ）でなり、屈折率ｎ2＝
１．３４であって、内径１３ｍｍ（窓材の直径Ｄに相
当）、外径１４ｍｍのチューブ状のクラッドに、屈折率
ｎ1＝１．５０のシリコーンオイルをコアとして充填し
た後に、両端を屈折率ｎ3＝１．４６であって、石英ガ
ラスでなる窓材で封止した。このとき、窓材は、厚さＬ
1が下記式を満たし、且つ上記コアに密着するようにク
ラッドに嵌挿して光伝送チューブを作製した。
【００３２】
【数５】
即ち、本実施例の窓材の侵入厚さは１５ｍｍとした。
【００３３】［実施例２］実施例１において、窓材の厚
さをＬ2＝２５ｍｍとし、クラッドへの侵入厚さをＬ1＝
１５ｍｍとして、窓材をクラッドより突出させた以外は
実施例１と同様にして光伝送チューブを作製した。
さをＬ2＝２５ｍｍとし、クラッドへの侵入厚さをＬ1＝
１５ｍｍとして、窓材をクラッドより突出させた以外は
実施例１と同様にして光伝送チューブを作製した。
【００３４】［比較例１］実施例１において、窓材の侵
入厚さを５０ｍｍとした以外は実施例１と同様にして光
伝送チューブを作製した。
入厚さを５０ｍｍとした以外は実施例１と同様にして光
伝送チューブを作製した。
【００３５】実施例１、実施例２及び比較例１の各光伝
送チューブの光伝送効率を下記方法により測定した。そ
の結果を表１に示す。測定方法 集光角２θが約５０°のハロゲンランプを光源とし、光
伝送チューブに入射させた時の４００〜７００ｎｍの範
囲の光伝送効率を測定した。また、出射光の放射角より
開口角２θ0を下記式より求めた。
送チューブの光伝送効率を下記方法により測定した。そ
の結果を表１に示す。測定方法 集光角２θが約５０°のハロゲンランプを光源とし、光
伝送チューブに入射させた時の４００〜７００ｎｍの範
囲の光伝送効率を測定した。また、出射光の放射角より
開口角２θ0を下記式より求めた。
【００３６】
【数６】
［但し、式中ｎ1、ｎ2はそれぞれコア、クラッドの屈折
率である。］
率である。］
【００３７】
【表１】
【００３８】
【発明の効果】本発明の光伝送チューブは、その窓材の
クラッドへの侵入厚さを上記のように調節したので、コ
ア、クラッド及び窓材の屈折率及びクラッドの内径（窓
材の直径）に対応して、最も効率よく光を伝送すること
ができるものである。
クラッドへの侵入厚さを上記のように調節したので、コ
ア、クラッド及び窓材の屈折率及びクラッドの内径（窓
材の直径）に対応して、最も効率よく光を伝送すること
ができるものである。
【図１】本発明の一例に係る光伝送チューブの一部省略
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明を説明する光伝送チューブの一部省略断
面図である。
面図である。
Ａ 光伝送チューブ
１ コア
２ クラッド
３ 窓材
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−27927（ＪＰ，Ａ)
特開 昭50−114074（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−218741（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 6/00
G02B 6/10
G02B 6/16 - 6/22
G02B 6/44
Claims (2)
- 【請求項１】 透明コア（１）と、このコア（１）より
屈折率の低いクラッド（２）と、該クラッド（２）の少
なくとも一端部に嵌挿され、上記コアより屈折率の低い
透明の光入射用窓材（３）とを具備する光伝送チューブ
の上記窓材（３）のクラッド（２）への侵入厚さを下記
式（１）を満たすように調節することを特徴とする光伝
送チューブの窓材の侵入厚さ調節方法。 【数１】 ［但し、式中Ｌは窓材の侵入厚さ、Ｄは窓材の直径、ｎ
1、ｎ2及びｎ3はそれぞれコア、クラッド及び窓材の屈
折率である。］ - 【請求項２】 透明コア（１）とこのコア（１）より屈
折率の低いクラッド（２）とを具備し、上記コア（１）
の一端部から光が入射されると共に、この入射された光
が他端部に向けて伝送される光伝送チューブであって、
上記クラッド（２）の少なくとも光入射側の一端部内側
に、上記コア（１）より屈折率の低い透明の光入射用窓
材（３）が、クラッド（２）への侵入厚さが上記式
（１）を満たすように調節されて嵌挿されたことを特徴
とする光伝送チューブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19747394A JP3480051B2 (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 光伝送チューブの窓材の侵入厚さ調節方法及び光伝送チューブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19747394A JP3480051B2 (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 光伝送チューブの窓材の侵入厚さ調節方法及び光伝送チューブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0843660A JPH0843660A (ja) | 1996-02-16 |
| JP3480051B2 true JP3480051B2 (ja) | 2003-12-15 |
Family
ID=16375071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19747394A Expired - Fee Related JP3480051B2 (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 光伝送チューブの窓材の侵入厚さ調節方法及び光伝送チューブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3480051B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003021309A1 (fr) * | 2001-08-27 | 2003-03-13 | Kurabe Industrial Co., Ltd. | Materiau luminescent : structure de connexion et procede de fabrication associes |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AR205016A1 (es) * | 1974-02-11 | 1976-03-31 | Nath G | Dispositivo de iluminacion con un conductor de luz flexible que contiene un tubo flexible |
| JPH0727927A (ja) * | 1993-07-14 | 1995-01-31 | Asahi Glass Co Ltd | 液体コア光ファイバの製造方法 |
| US5412750A (en) * | 1993-12-28 | 1995-05-02 | Nath; Guenther | Liquid-core light guide illuminator apparatus |
-
1994
- 1994-07-29 JP JP19747394A patent/JP3480051B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0843660A (ja) | 1996-02-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |