JPH0314643Y2

JPH0314643Y2 -

Info

Publication number: JPH0314643Y2
Application number: JP10946180U
Authority: JP
Priority date: 1980-07-31
Filing date: 1980-07-31
Publication date: 1991-04-02
Also published as: JPS5732914U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は入射光軸と出射光軸に角度をつけ、光
素子の光感応部との結合が低損失で、かつ、安定
に行なえるライトガイド装置に関する。

光フアイバを利用した計測・制御への光の応用
の研究が進められており、電力技術の分野におい
てはこれが実現されつつある。

一般に電力技術の分野等における制御機器を作
動させるには大きな光パワーが必要である。この
ため光伝送路としては大きな光パワーを伝送し
得、かつ、この光パワーを折れ曲がつた経路でも
伝達できる可撓性に富んだバンドルライトガイド
が用いられている。しかしながら、バンドルライ
トガイドだと制御機器内において受光素子等の光
感応部に光を確実に導いて小さな結合損失で結合
させるための微妙な曲がりを設けることがむつか
しく、その曲がりを安定した状態で固定すること
ができない。また、バンドルライトガイド同志の
接続は不可能で、光源から受光素子まで一本のバ
ンドルガイドとする必要があり、取扱いが不便で
ある。

本考案は上述の点に鑑みて、入射光軸と出射光
軸に角度をつけながら実質的に光損失の増加をき
たさないで近接配置した光感応部に結合し得るラ
イトガイド装置を提供するものであり、直線部と
これに連設した曲り部を有し、直線部の一端を光
入射端面とし、曲り部の一端を入射端面とし、曲
り部の一端を光出射端面としたガラスフアイバロ
ツドと、該ロツドの光出射端面に近接し、且つ光
入射端面に直交する面上に配置した光感応部とを
封入した制御機器を有し、該機器の一面に設けた
前記ロツドの光入射端面には、バンドルライトガ
イドが接続されて成り、かつ、前記ガラスフアイ
バロツドの曲り部は、やや押潰した形状であると
共に、ロツドの内側の曲げ半径がロツド外径の１
〜５倍であり、かつ光出射端面は、入射光軸に平
行であると共に前記曲り部の途中で光のパワー分
布が最外周側に片寄つたところに設けたことを特
徴としている。

以下本考案によるライトガイド装置の実施例を
図面により説明する。

第１図は本考案のライトガイド装置の一実施例
の説明図、第２図は本考案に用いるガラスフアイ
バロツドの側面図、第３図は本考案に用いるガラ
スフアイバロツドの横断面図を示す。

図において、１は本考案のガラスフアイバロツ
ドで第３図に示すような横断面のコア１１、クラ
ツド１２、保護層１３よりなるロツド母材よりな
り、直線状のロツド母材を第２図に示すように、
その一端を加熱して溶融させ、該端部に曲がり部
を設け、この曲がり部の端面を光出射端面１９と
し、直線状の他端を光入射端１８としたものであ
る。第２図は光入射端面の方向と光出射端面の方
向を角度90゜異ならせたものである。このように
光入出射端面の方向を90゜異ならせた場合、曲が
り部においては当然ガラスフアイバロツド１の外
周側にその光のパワ分布が片寄ることになる。こ
の光のパワ分布の片寄りはガラスフアイバロツド
１の外径に対して小さい半径の曲がりの時ほど顕
著である。そこで本願考案のガラスフアイバロツ
ド１ではパワ分布の片寄りが大きくならないよう
にガラスフアイバロツド１の外径と該ロツドの内
側の曲げ半径との比を１〜５に選んでいる。この
比が１より小さいとロツド内を伝送される光が洩
れやすくなり、５より大きいと入射光軸と出射端
面との間隔を大きくせざるを得ないため装置とし
て小型化できないこととなる。ところで、光のパ
ワ分布が一度外周側に片寄るとモードの変換が起
こり、コア１１内部を伝播し得る光は少なくな
る。これは一つの曲り部を経た後直線状部を進行
するとしても、ガラスフアイバロツド１のNA
（開口数）を越えたモードは外に漏れてしまうこ
とになりコア内に戻ることは決してない。従つ
て、ガラスフアイバロツドの曲がり部に続いて直
線状部を設けて後光出射端面を設けることはロツ
ドのNAを越えたモードが直線状部で外に漏れて
しまい、光損失の増加をきたすため実用的でな
い。このような曲がり部による漏光（減衰）は曲
がり部の外側径に負うところが大きく、内側径に
はあまり関係しない。従つて第２図に示すように
曲がり部においては、ガラスフアイバロツドを
やゝ押潰した形状とし、ロツド１の外側の曲がり
半径ｂをより大きくすることにより、内側の曲が
り半径ａの小さい曲がり部を有するガラスフアイ
バロツドを得ることができる。また、第２図のガ
ラスフアイバロツド１は図示のとおり曲がり部の
途中に光出射端面を設けてパワ分布が最外周側に
片寄つたところが出射端となるようにし、実質的
には光損失の増加をきたさないようにしている。
従つて本願のガラスフアイバロツド１は短い距離
で光入射方向に対し光出射方向を90゜としながら、
実質的に光損失の増加をきたさないこととなる。

次にガラスフアイバロツド１を制御機器内の受
光素子との結合部に適用し本考案のライトガイド
装置とした場合を第１図により説明する。

第１図において、１はガラスフアイバロツド、
２は受光素子、３は複数本の光フアイバ素線を束
ねたバンドルライトガイド、４は発光素子、５
ａ，５ｂはガラスフアイバロツド１とバンドルラ
イトガイド３を光接続するコネクタ、７は受光素
子２およびその他の回路素子（図示せず）が封入
された例えば電力技術の分野の制御システムに使
用される制御機器を示す。

可撓性を有するバンドルライトガイド３の一端
においてバンドルライトガイド３の各光フアイバ
素線が発光ダイオード等の光信号を発する発光素
子４と光結合し、他端はコネクタ５ａ，５ｂにて
制御機器７内のガラスフアイバロツド１と接続さ
れ、制御信号が受光素子２の光感応部に導かれ、
制御機器を作動させる。

本願考案によればコア径を調整することにより
必要に応じた光パワを伝送でき、また、バンドル
ライトガイド３の外径と同径またはそれ以上のコ
ア径のガラスフアイバロツド１、例えばバンドル
ライトガイド３の外径が２mmφの時にはコア径
2.4mmφ、クラツド外径2.2mmφ、ロツド径３mmφ
のガラスフアイバロツド１を用いることにより、
ガラスフアイバロツド１とバンドルライトガイド
３とを低結合損失で光結合させることができる。

上述したように、本願考案によれば、直線部と
これに連接した曲り部を有し、直線部の一端を光
入射端面とし、曲り部の一端を光出射端面とした
ガラスフアイバロツドと、該ロツドの光出射端面
に近接し、且つ光入射端面に直交する面上に配置
した光感応部とを封入した制御機器を有し、該機
器の一面に設けた前記ロツドの光入射端面には、
バンドルライトガイドが接続されて成り、かつ、
前記ガラスフアイバロツドの曲り部は、やや押潰
した形状であると共に、ロツドの内側の曲げ半径
がロツド外径の１〜５倍であり、かつ光出射端面
は、入射光軸に平行であると共に前記曲り部の途
中で光のパワ分布が最外周側に片寄つたところに
設けたので実質的に光損失の増加をきたさないよ
うにして、入射光軸と出射光軸に角度をつけて光
感応部に光を送ることができ、さらに入射光軸か
ら光感応部としての受光素子までの距離を小さく
できるため、装置としてコンパクト化を図ること
ができるので、ライトガイド装置として実用的価
値はきわめて高い。

また、第１図に示すように本考案のものは１本
のガラスフアイバロツドからなるのでガラスフア
イバロツド１の光入射側直線部分の表面にニツケ
ル61等を蒸着させ、ニツケルメツキされたステン
レススリーブ（又はコバールスリーブ）６２をハ
ンダ付又は銀ロー付６３することにより制御機器
７に気密に導入することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るライトガイド装置の一実
施例の説明図、第２図は本考案において用いるガ
ラスフアイバロツドの側面図、第３図はガラスフ
アイバロツドの横断面図を示す。各図において、１はガラスフアイバロツド、１
８は光入射端面、１９は光出射端面を示す。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

入射光軸と出射光軸に角度をつけたライトガイ
ド装置であつて、直線部とこれに連設した曲り部
を有し、直線部の一端を光入射端面とし、曲り部
の一端を光出射端面としたガラスフアイバロツド
と、該ロツドの光出射端面に近接し、且つ光入射
端面に直交する面上に配置した光感応部とを封入
した制御機器を有し、該機器の一面に設けた前記
ロツドの光入射端面には、バンドルライトガイド
が接続されて成り、かつ、前記ガラスフアイバロ
ツドの曲り部は、やや押潰した形状であると共
に、ロツドの内側の曲げ半径がロツド外径の１〜
５倍であり、かつ光出射端面は、入射光軸に平行
であると共に前記曲り部の途中で光のパワ分布が
最外周側に片寄つたところに設けたことを特徴と
するライトガイド装置。