JP4053661B2 - 光伝送装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明、装飾、意匠、ディスプレイ分野における光ファイバを用いた光伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
照明、装飾、意匠、ディスプレイ用としてプラスチック光ファイバを用いた光伝送装置に対する需要がある。このような光伝送装置としては、光ファイバの端面から光を出射させるものが特開平０６−２９８００３号公報に、また光ファイバの側面から漏光させるものが特開平０６−１８６４２６号公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらプラスチック光ファイバの伝送損失が波長により大きく異なるため、従来の光伝送装置では、光源からの距離に依存して光ファイバの側面又は端面から出射される光の色度が変化する点が問題であった。
例えば光源として白色光源、プラスチック光ファイバとして芯材がポリメチルメタクリレート樹脂からなるステップインデックス型光ファイバを用いた場合、光源に近い位置にある光ファイバから出射される光は白色であるが、光源からの距離が長くなるにつれて出射光が黄緑色に変化していくという現象があった。これは６２０ｎｍ付近の赤色成分の吸収量が相対的に多いためである。
【０００４】
本発明はかかる問題点を解決し、光源からの距離に依存することなく入射光と出射光の色度の変化が少ない光伝送装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、波長λに対し光伝送損失α(λ)をもつ長さＬのプラスチック光ファイバと、このプラスチック光ファイバの少なくとも一方の端面に接続された光源とからなり、この光源の分光放射束Ｐ(λ)が式（１）及び式（２）の関係を満足するとともに、プラスチック光ファイバとして芯材がポリメチルメタクリレート樹脂のステップインデックス型光ファイバを用い、光源として中心波長４３０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下、中心波長５２５ｎｍ以上５６５ｎｍ以下、中心波長６３０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の３種類のＬＥＤを各１個以上用いた光伝送装置にある。
【数２】

【０００６】
【数２】

【０００７】
【発明の実施の形態】
長さＬのプラスチック光ファイバに光伝送させた場合、その光伝送損失α(λ）は波長λに依存して変化する。この光伝送損失は材料特有の関数である。プラスチック光ファイバとしては、ステップインデックス型やグレイディドインデックス型等公知のものが使用される。
【０００８】
ステップインデックス型のプラスチック光ファイバの芯材としては、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂等の公知のものが用いられる。光透過率や製造コストの点からポリメチルメタクリレート樹脂が特に好ましい。鞘材としては、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体や、フッ化アルキルメタクリレート−メチルメタクリレート共重合体等の公知のものが用いられる。光ファイバは１本だけ用いることもできるが、通常は多数本が束ねられた光ファイバ束として使用される。
【０００９】
光源は、光ファイバ（束）の少なくとも一方の端面に接続される。即ち、光源から出た光は、光ファイバ（束）の一端から入射し、光源の接続されてない端面から出射する。または、光源から出た光は、光ファイバ（束）の両端若しくは一端から入射し、光ファイバ（束）の側面から漏光（出射）する。
【００１０】
本発明の光伝送装置は例えば、内部に光源が配置された筐体に、光ファイバ束固定用の口金を取り付け、光源と光ファイバ束の一端を光学的に接続した構成をとることができる。
【００１１】
本発明において光源の分光放射束Ｐ(λ）は式（１）及び式（２）の関係を満足する。式（１）は、色度座標ｘの変化が光ファイバの長さＬにわたり０．０５以下であることを意味する。また式（２）は、 色度座標ｙの変化が光ファイバの長さＬにわたり０．０５以下であることを意味する。
【００１２】
このような光源としては、最大発光波長の異なるＬＥＤの組合せ、ハロゲンランプと光学フィルタの組合せなどが例示される。
【００１３】
特性の良い分光放射束光量を得るためには発光波長の異なるＬＥＤの組合せが好ましい。芯材がポリメチルメタクリレート樹脂からなる光ファイバ（束）の場合は、ＬＥＤとして、中心波長430nm以上470nm以下の青色ＬＥＤ、中心波長525nm以上565nm以下の緑色ＬＥＤ、中心波長630nm以上670nm以下の赤色ＬＥＤの３種類のLEDを各１個以上使用することによって、光源の分光放射束が、長距離に亘り式（１）及び式（２）の関係を満足する光伝送装置を得ることができる。また、それぞれのＬＥＤの光量を変化させるだけで広範囲の色度を表現することができる。尚、中心波長とは、光量が最大となる波長を意味する。
【００１４】
光量が多い点からハロゲンランプと光学フィルタの組合が好ましい。光源は１個以上のハロゲンランプと１枚以上の光学フィルタからなり、光学フィルタはハロゲンランプの出射面側に配置される。光学フィルタとしては色ガラスフィルタや干渉フィルタが好ましい。
【００１５】
【実施例】
以下実施例により具体的に説明する。
［実施例１］
図１はプラスチック光ファイバ束１と、プラスチック光ファイバ束の一方の端面に光学的に接続された光源２からなる光伝送装置である。光ファイバの芯材はポリメチルメタクリレート樹脂であり、鞘材はフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体であり、この光ファイバの光伝送損失の波長依存性は図２の通りである。またこのプラスチック光ファイバ束の長さは５０ｍである。
【００１６】
光源２は、ＬＥＤアレイ１１、ＬＥＤ駆動回路１２、及び電源回路３からなる。ＬＥＤアレイは、発光波長の異なる３個のＬＥＤからなり、中心波長６５０ｎｍ、波長半値全幅２０ｎｍの赤色ＬＥＤ、中心波長５５０ｎｍ、波長半値全幅２０ｎｍの緑色ＬＥＤ、及び中心波長４５０ｎｍ、波長半値全幅２０ｎｍの青色ＬＥＤである。
【００１７】
この条件において、プラスチック光ファイバ束の長さ１ｍ〜５０ｍにわたり、式（１）の左辺は０．０１以下、式（２）の左辺は０．０４以下である。
【００１８】
本実施例のプラスチック光ファイバ伝送装置の効果を調べるために、光ファイバ長を１ｍ、２０ｍ、５０ｍとしたときの光ファイバ束の出射端面の光度を分光光度計で測定したところ、図３の結果が得られ、出射光は長距離に亘って白色を維持した。
【００１９】
尚、本発明は、この実施例に限定されず、この発明で開示された技術思想に包含される種々の変形例も含まれる。例えば、この実施例のＬＥＤアレイの代わりに白色ＬＥＤを用いることができる。また、図４に示すように、光源２を光学フィルタ４３、ハロゲンランプ４２、調光回路４１、電源回路３から構成することもできる。
【００２０】
［比較例１］
図５は従来の光伝送装置であり、光ファイバは実施例１と同様のものである。光源２は、熱線吸収フィルタ４４、ハロゲンランプ４２、調光回路４１、電源回路３からなる。ハロゲンランプとしては、色温度３０００Ｋのハロゲンランプを用いた。
【００２１】
実施例１と同様に、光ファイバ長を１ｍ、２０ｍ、５０ｍとしたときの光ファイバ出射光の色度図は図６の通りであり、距離が長くなるにつれて出射光が白色から黄緑色に変化した。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の光伝送装置は、光ファイバの光伝送損失の波長依存性が大きい場合においても、光源からの距離に依存することなく入射光と出射光の色度の変化が極めて少ないという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光伝送装置の一例を示す図である。
【図２】実施例１で使用した光ファイバの伝送損失を示す図である。
【図３】実施例１における光伝送距離と色度変化との関係を示す図で、出射光が長さ５０ｍに亘って白色を維持していることを示す図である。
【図４】本発明の光伝送装置の他の例を示す図である。
【図５】従来の光伝送装置の例を示す図である。
【図６】比較例１における光伝送距離と色度変化との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ プラスチック光ファイバ束
２ 光源
３ 電源回路
１１ ＬＥＤアレイ
１２ ＬＥＤ駆動回路
４１ 調光回路
４２ ハロゲンランプ
４３ 光学フィルタ
４４ 熱線吸収フィルタ

Claims (2)

1. 波長λに対し光伝送損失α(λ)をもつ長さＬのプラスチック光ファイバと、このプラスチック光ファイバの少なくとも一方の端面に接続された光源とからなり、この光源の分光放射束Ｐ(λ)が式（１）及び式（２）の関係を満足するとともに、プラスチック光ファイバとして芯材がポリメチルメタクリレート樹脂のステップインデックス型光ファイバを用い、光源として中心波長４３０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下、中心波長５２５ｎｍ以上５６５ｎｍ以下、中心波長６３０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の３種類のＬＥＤを各１個以上用いた光伝送装置。
   

   
2. 光源として、１個以上のハロゲンランプと１枚以上の光学フィルタを用い、光学フィルタがハロゲンランプの光出射面側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光伝送装置。

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