JPH01109303A - 表示用光フアイバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ファイバーなどを通して伝送されてくる光
を外部へ効果的に拡散して放射するために好適な表示用
光ファイバに関する。

〔従来の技術〕

従来から光ファイバなどの光導体は照光、装飾。

光ガイド、表示用として検討されていたが、近年になっ
て拡散・放射効率を上げたり、装置を簡便化するために
、光ファイバのコア部やクラッド部そのものを散乱体に
したり、または、コア部表面やクラッド部またはスリー
ブ部内部表面をざらざらにしたり、クラッド部にらせん
状に溝を設けるなどが行われている０例えば、特開昭５
９−５０１５９８号ではコアまたはスリーブに拡散性の
材料を用いることやコア表面またはスリーブ内部表面に
傷をつけたり、表面をざらざらにすることによって、光
ファイバの長さ方向に沿って輝く光源を作成している。

また、特開昭５４−１６３０４５号、特開昭５８−１１
０５号、特開昭５８−１９５８０５号などではクラッド
部に微細な凹凸やスパイラル状の溝を形成することや、
特開昭５８−１９５８０４号ではらせん状にスパッタリ
ング被着された光散乱体を設けることが提案されている
。さらに、クラッド部の少なくとも一部をコア部より高
い屈折率を有する材料で形成する方法も特開昭６１−２
７３５０３号において提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記従来技術において、コア部またはクラッド
部のすべてを光散乱体で形成することは、光フアイバ中
の光損失が急激に増大することになるため、長手方向に
散乱・放射光が不均一となり一様な光源が得られない欠
点があった。また、クラッド部やコア部の内部または表
面に凹凸や溝を設けたり、スパッタリングする方法は工
程が複雑となり、均一なものを得ることが困難であると
いう問題があった。一方、クラッド部の少なくとも一部
にコアよりも高屈折率材料を用いる方法では散乱・放射
効率がまだ十分でなかった。

本発明の目的は照光、装飾、光ガイド、表示用に供され
る従来の光ファイバ及び光フアイバ装置の欠点を改善し
ようとするものであり、安価にしてかつ必要な箇所だけ
を簡便に表示し、しかも優れた出射、放射光特性を有す
る表示用光ファイバ及び光フアイバ装置を提供すること
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、光ファイバのクラッド層の少なくとも１部
が光拡散性の気泡および／または粒子を含む透明材料、
さらにより好ましくはコアと同等か、またはそれよりも
高い屈折率を有する透明材料で形成されることにより、
達成される。

〔作用〕

本発明では、光ファイバの表示部分における散乱効率を
長手方向に極力維持するために、コア部の内部または表
面には細工を行わず、クラッドの一部を光拡散性の気泡
および／または粒子を含む透明材料で形成する。また、
光ファイバのクラッドのすべてを光拡散性の透明材料で
形成する場合は光源近くで最も散乱が強く、光源から離
れた部分では光量減衰が大きいため散乱がほとんど見ら
れない結果となり、長尺の光ファイバによる表示ができ
なくなる。そのため１本発明において、光拡散性の気泡
および／または１粒子を含む透明材料は光ファイバの特
定の部分、特に表示に関係する部分に相当すやクラッド
に設ける。この場合、特定部分のクラッドのクラッド全
面を前記の透明材料で形成することも可能であるが、こ
の特定部分の散乱光強度を光ファイバの長手方向で意図
的に変えようとする際にはこの方法ではまだ不十分であ
る。そのため、この部分の全面を前記光散乱性の透明材
料で一様に形成するよりも、形成箇所の疎密の違いで散
乱光強度を調節できるようにする。

すなおち、前記の光散乱性の透明材料で形成するクラッ
ド幅を短くし、それが光ファイバにおいて密に集ってい
る部分は散乱強度が強くなり、まばらにしかない部分は
散乱強度が弱くなるようにする。また本発明において、
光ファイバの少なくとも一部に形成された前記の光散乱
性の透明材料は、形成が容易であることや製造が連続的
に行えることなどの、利点を有するため、スパイラル状
であることが好ましい、スパイラルそのものの径とその
ピッチ幅は散乱強度に応じて自由に決めることができる
が、散乱強度を強くしたい場合はスパイラルそのものの
径を大きくするかまたは、スパイラルそのものの径を小
さくしてピッチ幅を狭くすれば良い、散乱強度を弱くし
たい場合はスパイラルそのものの幅を小さくするか、ピ
ッチ幅を広くすれば良い。このように、スパイラルの径
とピッチ幅を調整することによって散乱損失強度を意図
的に変えることができる所望の表示用光ファイバを得る
ことができる。

本発明においては光散乱性の気泡および／または粒子を
含む透明材料としてコアと同等かそれよりも高い屈折率
を有する材料を用いることが光を外部へ出すことが容易
となり、散乱効率を上げることができるため、特に好適
である。

本発明における光散乱性の気泡は種々の方法で形成され
るが、例えばクラツド材内にガスまたは発泡材を入れ、
クラッドの成形と同時に発泡させて形成することができ
る。また、クラッドの成形温度と同等かまたは低温で容
易に分解するような物質をクラツド材内に入れ、クラッ
ド成形時に気泡を生じせしめる方法などがある。

本発明における光散乱性の粒子としては、クラツド材と
屈折率の異なる有機・無機の粒子、半透明または不透明
の有機・無機の粒子９着色した有機・無機の粒子などが
用いられるが、その種類は散乱の強度に応じて任意に選
ぶことができる。形状としては球、楕円形のみならず、
例えば三角形。

多角形や場合によっては繊維状のものを用いることがで
き、径としてはサブミクロンから数１にいたるまで、散
乱強度やクラツド径や成形性を考慮して選ぶことができ
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に用いて、詳細に説明する
。

実施例１ 第１図は本実施例による光ファイバ層に光拡散性の気泡
を含む透明材料を一定のピッチ幅でらせん状に形成した
表示用光ファイバの斜視図と断面図である０図中、ｌは
光ファイバのコア、２は光ファイバのクラッド、３は光
散乱性の気泡である。

この光ファイバは、発泡剤としてトリヒドラジノトリア
ジンを加えた４フッ化プロピレン−６フツ化プロピレン
（ＦＥＰ）共重合体と発泡剤を加えないＥＦＰ共重合の
両方を用いて回転させながら約２７０℃で押出成形して
、らせん状の光散乱性の気泡を有する内径１閤、厚さ０
．５−の中空のチューブを作製した後、コア材としてメ
チルメタクリレート７０重量部（以下、部と略す）、ア
リルジグリコールカーボネート（ＣＲ−３９）２０部、
エチレングリコールジメタクリレート１０部、重合開始
前としてラウロイルパーオキサイド２．０部を混合した
液を前記チューブ内に圧力をかけながら注入し、７０℃
で３時間、１００℃で５時間加熱硬化して得た。このよ
うにして得られた光ファイバのコア１に入射された光は
光散乱性の気泡３を通して光フアイバ外へ効果的に放射
され、表示用のみならず、照明用やその他の用途に使用
される。

実施例２ 第２図は本実施例による光ファイバのクラッド層に光散
乱性の気泡を含み、しかもコアよりも高屈折率の透明材
料を一定のピッチ幅でらせん状に形成した表示用光ファ
イバの斜視図と断面図である。図中、３は光散乱性の気
泡、４はコアより高屈折率の透明材料である。この光フ
ァイバは、発泡剤としてアゾジカルボンアミドを加えた
りポリスチレンとポリフッ化ビニリデンを用い、回転さ
せなから押出成形して、光散乱性の気泡を有するらせん
状のポリスチレンからなるポリフッ化ビニリデンの中空
チューブを作製した後、実施例１と同様のコア材を同様
の条件で加熱硬化して得た。

このようにして得られた光ファイバに入射された光はコ
アよりも高屈折率で、しかも光散乱性の気泡を有するク
ラッド層からより効果的に放射される。

実施例３ 第３図は本実施例による光ファイバのクラッド層に光散
乱性の粒子を含み、しかもコア高屈折率の透明材料を一
定のピッチ幅でらせん状に形成した表示用光ファイバの
斜視図と断面図である１図中、４、はコアより高屈折率
の透明材料、５は光散乱性の粒子である。この光ファイ
バは、コア材がポリメチルメタクリレート、クラツド材
がフッ素化のメタクリル酸エステルからなるプラスチッ
ク光ファイバを、らせん状にネジ切りしであるダイス中
を連続的に回転させながら通過させてクラッド層の一部
を削り取った後、その部分と同じ箇所に赤色半透明のガ
ラス粉を含む屈折率１．５４の紫外線硬化用アクリル樹
脂を塗布し、紫外線硬化して得た。このようにして得ら
れた光ファイバのコア１に入射された光は光散乱性の粒
子５によって光フアイバ外へ赤色に放射される。

実施例４ 第４図は本実施例による光ファイバの端面近辺のクラッ
ド層に光散乱性の気泡および／または粒子を含む透明材
料を一定のピッチ幅でらせん状に形成した表示用光ファ
イバの斜視図である０図中。

６は光散乱性の気泡および／または粒子、７は光源であ
る。製造は実施例１と同等の方法で行った。

光源７から光ファイバのコア１に入射した光は光ファイ
バ端面付込で光散乱性の気泡および／または粒子６を通
して外へ効果的に放射される。ここで、ピッチの径と幅
を自由に変えることによって、光ファイバの左端と右端
の散乱光の強度を変えることができる。また、光散乱性
の気泡および／または粒子を含む透明材料として、光フ
ァイバのコアの屈折率と同等かそれよりも高屈折率の材
料を用いれば、光の放射効率がさらに良くなり、表示用
光ファイバとして優れたものとなる。

実施例５ 第５図は本実施例による光ファイバの端面近辺および中
央部のクラッド層に光散乱性の気泡および／または粒子
を含む透明材料を一定のピッチ幅でらせん状に形成した
表示用光ファイバの斜視図である。また、第６１！ｌは
クラッド層に形成した光散乱性の気泡および／または粒
子を含む透明材料のピッチ幅を光ファイバの進行方向に
沿って順次短くした表示用光ファイバの斜視図である。

この場合、光フアイバ全体が均一な光を放射する表示用
光ファイバとなる。また、第７図は、クラッド層に形成
した光散乱性の気泡および／または粒子を含む透明材料
のピッチ径と幅をそれぞれ任意に変えた表示用光ファイ
バの斜視図である。

実施例６ 第８図は本実施例による光散乱性の気泡および７粒子を
含む透明材料が光ファイバのクラッド層の一部に輪切り
状に形成された表示用光ファイバの斜視図である。ここ
で輪切り状に形成された光散乱性の透明材料の幅と間隔
を任意に選ぶことによって、光の放射強度を自由に調節
することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、安価にして、かつ必要な箇所だけを簡
便に表示し、しかも優れた出射、放射光特性を有する表
示用光ファイバ及び光フアイバ装置を得ることができる
。また１本発明による表示用光ファイバはプラスチック
光ファイバのみならず、ガラス及び石英製の光ファイバ
においても適用が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は１本発明の実施例の表示
用光ファイバの斜視図と断面図、第４図。 第５図、第６図、第７図および第８図は１本発明の他の
実施例の表示用光ファイバの斜視図である・１°°°光
フアイバコア、２・・・光フアイバクラッド、３・・・
光散乱性の気泡、４・・・コアより高屈折率の透明材料
、５・・・光散乱性の粒子、６・・・光源、７・・・光
第１図 名２−図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光ファイバのクラッド層の少なくとも１部が光拡散
   性の気泡およびまたは粒子を含む透明材料で形成された
   ことを特徴とする表示用光ファイバ。 ２、光ファイバのクラッド層の少なくとも１部が光拡散
   性の気泡および／または粒子を含み、しかもコアと同等
   か、またはそれよりも高い屈折率を有する透明材料で形
   成されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   表示用光ファイバ。 ３、光ファイバのクラッド層に光拡散性の気泡および／
   または粒子を含み、しかもコアと同等か、またはそれよ
   りも高い屈折率を有する透明材料がらせん状に形成され
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
   記載の表示用光ファイバ。