JPH0625940A - スマートな外板列織物ファイバ光学系リボンおよびその配列、並びにその包装 - Google Patents
スマートな外板列織物ファイバ光学系リボンおよびその配列、並びにその包装Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光学繊維をそれらの光学効率を最大にするよ
うに織物材料中に位置決めして保持することを目的とす
る。 【構成】 この織物材料は経糸及び緯糸方向の両方に延
びる繊維よりなり、光学繊維は経糸方向で支持繊維間の
チャンネルに位置決めされている。この織物材料は、在
来の織機を使用して光学繊維及び経糸繊維の両方を位置
決めし、次いで光学繊維を曲げることなしに緯糸繊維を
適所に織り込むことにより製造される。かくして、繊維
は光学繊維にひずみがないように織られる。織製格子状
マットに保護材を被覆し、それによりひずみのない整合
した光学繊維を埋め込んだ可撓性リボンシートまたは剛
性で硬質の格子状マットを形成することができる。図示
の織物材料を使用して検知、像形成又は通信を行うこと
ができる。この織物材料を光電子装置用の光学バック平
面体又は光電子部品用のハウジングに利用することがで
きる。
うに織物材料中に位置決めして保持することを目的とす
る。 【構成】 この織物材料は経糸及び緯糸方向の両方に延
びる繊維よりなり、光学繊維は経糸方向で支持繊維間の
チャンネルに位置決めされている。この織物材料は、在
来の織機を使用して光学繊維及び経糸繊維の両方を位置
決めし、次いで光学繊維を曲げることなしに緯糸繊維を
適所に織り込むことにより製造される。かくして、繊維
は光学繊維にひずみがないように織られる。織製格子状
マットに保護材を被覆し、それによりひずみのない整合
した光学繊維を埋め込んだ可撓性リボンシートまたは剛
性で硬質の格子状マットを形成することができる。図示
の織物材料を使用して検知、像形成又は通信を行うこと
ができる。この織物材料を光電子装置用の光学バック平
面体又は光電子部品用のハウジングに利用することがで
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光学装置および光学繊維
に関し、詳細には、航空機および他の用途のセンサまた
は『スマート』な外板を構成するために他の材料に織り
込まれた光学繊維に関する。
に関し、詳細には、航空機および他の用途のセンサまた
は『スマート』な外板を構成するために他の材料に織り
込まれた光学繊維に関する。
【０００２】
【従来技術および発明が解決しようとする課題】ファイ
バ光学系センサ技術は航空機および宇宙船のような多数
の用途について監視するのに益々望ましくなってきた。
大きさ、重量、通信密度、干渉不感受性および凹凸性が
ファイバ光学系技術をますます多くの用途に拡張してい
る。航空機および宇宙船の製造における最近の概念は、
航空機または宇宙船自身の外板内にファイバ光学系を用
い、それにより、別々の通信リンクを必要とせずに且つ
それらの関連した欠点なしに、複合材に埋め込まれたセ
ンサが航空機または宇宙船の全体にわたってそれについ
ての情報を伝達することができるスマートな外板を作
る。
バ光学系センサ技術は航空機および宇宙船のような多数
の用途について監視するのに益々望ましくなってきた。
大きさ、重量、通信密度、干渉不感受性および凹凸性が
ファイバ光学系技術をますます多くの用途に拡張してい
る。航空機および宇宙船の製造における最近の概念は、
航空機または宇宙船自身の外板内にファイバ光学系を用
い、それにより、別々の通信リンクを必要とせずに且つ
それらの関連した欠点なしに、複合材に埋め込まれたセ
ンサが航空機または宇宙船の全体にわたってそれについ
ての情報を伝達することができるスマートな外板を作
る。
【０００３】ガラスファイバで織られた布の機械的特性
はかなり良く知られている。かかる織物材料は高い引張
強さ、可撓性、耐候性ならびに耐薬品性、高い引裂強
さ、寸法安定性、および耐摩耗性を含む望ましい機械的
特性を提供する。また、繊維の長さ全体にわたって光信
号を伝送するために個々の光学繊維を使用することがで
きること、および個々の光学繊維が非常に高い帯域幅を
有していることは知られている。個々の光学繊維は優れ
た光学特性を有するが、非常にもろい。個々の繊維を、
それらの損傷を防ぐように保持する種々様々な技術が開
発されてきた。例えば、個々の繊維は、しばしば、ケー
ブルの中に、または他の保護材の中に収容されている。
また、個々の繊維を集成して、多くの情報量を運ぶこと
が可能なケーブルを構成することができる。
はかなり良く知られている。かかる織物材料は高い引張
強さ、可撓性、耐候性ならびに耐薬品性、高い引裂強
さ、寸法安定性、および耐摩耗性を含む望ましい機械的
特性を提供する。また、繊維の長さ全体にわたって光信
号を伝送するために個々の光学繊維を使用することがで
きること、および個々の光学繊維が非常に高い帯域幅を
有していることは知られている。個々の光学繊維は優れ
た光学特性を有するが、非常にもろい。個々の繊維を、
それらの損傷を防ぐように保持する種々様々な技術が開
発されてきた。例えば、個々の繊維は、しばしば、ケー
ブルの中に、または他の保護材の中に収容されている。
また、個々の繊維を集成して、多くの情報量を運ぶこと
が可能なケーブルを構成することができる。
【０００４】光学繊維の保護に広く使用されている或る
技術は剛性および強さをもたすために光学繊維をエポキ
シ材中にカプセル化することである。例えば、米国特許
第4547040 号は、光学繊維を埋め込み用材料中に保持し
た光学繊維集合体を述べている。また、個々の光学繊維
がシートに織り込まれていた。例えば、米国特許第4907
132 号は、光学繊維をパネルに織り込んだ装置を述べて
いる。これらの繊維は織り組織の経糸方向に位置決めさ
れている。これらの繊維が緯糸繊維を横切るところで
は、これらの繊維が光を発するように被覆が除去され
る。このようにして、繊維で作られたパネルは光を発す
る。米国特許第4885663 号は繊維が緯糸を横切るところ
での繊維の曲がりが光の放出についての不連続部を作っ
てしまうようななす織物光学繊維を示している。この構
造体の目的は発光パネルを構成することである。
技術は剛性および強さをもたすために光学繊維をエポキ
シ材中にカプセル化することである。例えば、米国特許
第4547040 号は、光学繊維を埋め込み用材料中に保持し
た光学繊維集合体を述べている。また、個々の光学繊維
がシートに織り込まれていた。例えば、米国特許第4907
132 号は、光学繊維をパネルに織り込んだ装置を述べて
いる。これらの繊維は織り組織の経糸方向に位置決めさ
れている。これらの繊維が緯糸繊維を横切るところで
は、これらの繊維が光を発するように被覆が除去され
る。このようにして、繊維で作られたパネルは光を発す
る。米国特許第4885663 号は繊維が緯糸を横切るところ
での繊維の曲がりが光の放出についての不連続部を作っ
てしまうようななす織物光学繊維を示している。この構
造体の目的は発光パネルを構成することである。
【０００５】米国特許第4952020 号および第4468089 号
のような他の従来技術は上記のようなケーブル集合体を
構成するために種々の方法でカプセル化された光学繊維
を示している。不運にも、これらの特許に記載のような
ケーブル集合体は比較的高価であり、シート状構造体を
構成するのに使用することができない。多くの論文が光
学繊維を航空機または宇宙船用の『スマート』な外板の
形成に適用することについて書かれている。インダスト
リアル・メトロジイ，１巻（１９９０年）３〜１８頁の
エリックウッド著の『ファイバ光学系外板および構造セ
ンサ』には、センサとして使用する外板状材料中に光学
繊維を使用することが述べられている。しかしながら、
この論文は繊維が単に構造材料中に埋め込まれているだ
けであると述べている。このような方法で繊維を埋め込
むことは後で述べる論文に記載の欠点を生じる。
のような他の従来技術は上記のようなケーブル集合体を
構成するために種々の方法でカプセル化された光学繊維
を示している。不運にも、これらの特許に記載のような
ケーブル集合体は比較的高価であり、シート状構造体を
構成するのに使用することができない。多くの論文が光
学繊維を航空機または宇宙船用の『スマート』な外板の
形成に適用することについて書かれている。インダスト
リアル・メトロジイ，１巻（１９９０年）３〜１８頁の
エリックウッド著の『ファイバ光学系外板および構造セ
ンサ』には、センサとして使用する外板状材料中に光学
繊維を使用することが述べられている。しかしながら、
この論文は繊維が単に構造材料中に埋め込まれているだ
けであると述べている。このような方法で繊維を埋め込
むことは後で述べる論文に記載の欠点を生じる。
【０００６】『スマートな外板およびファイバ光学系セ
ンサの用途および問題』と称する論文に、カウザータラ
ット（ボーイング・ディフェンス＆スペース・グルー
プ、シアトル、ワシントン）は、繊維自身の物性をセン
サとして使用した埋め込み光学繊維を有する材料を述べ
ている。この文献に記載された複合体は積層構造体内に
配置された光学繊維を有している。構造体の端部では、
光学繊維は、これが積層シート間から出るところでの繊
維の微小の曲がりを防ぐために挿入された管の中を通
る。この文献に記載されているように、積層構造体で
は、硬化中に繊維を捩じらせ、損失を生じ、ならびに論
文に記載の他の欠点を有する。
ンサの用途および問題』と称する論文に、カウザータラ
ット（ボーイング・ディフェンス＆スペース・グルー
プ、シアトル、ワシントン）は、繊維自身の物性をセン
サとして使用した埋め込み光学繊維を有する材料を述べ
ている。この文献に記載された複合体は積層構造体内に
配置された光学繊維を有している。構造体の端部では、
光学繊維は、これが積層シート間から出るところでの繊
維の微小の曲がりを防ぐために挿入された管の中を通
る。この文献に記載されているように、積層構造体で
は、硬化中に繊維を捩じらせ、損失を生じ、ならびに論
文に記載の他の欠点を有する。
【０００７】
【課題を解決する手段】本発明は上記の従来技術に存在
する整合問題の多くを解決する構造体を提供する。本発
明の技術によれば、光学繊維は支持材のチャンネルにお
いて支持材に織り込まれる。光学繊維はひずみなく且つ
交差部または微小曲がりのないように位置決めされる。
する整合問題の多くを解決する構造体を提供する。本発
明の技術によれば、光学繊維は支持材のチャンネルにお
いて支持材に織り込まれる。光学繊維はひずみなく且つ
交差部または微小曲がりのないように位置決めされる。
【０００８】本発明によれば、光学繊維は支持材の繊維
から織られた格子状マットに位置決めされ、保持され
る。この支持材は必要な特性をもたらす任意の所望の材
料、例えば、ファイバガラス、グラファイト等よりなる
のがよい。支持繊維は構造体用の経糸および緯糸繊維の
両方のために使用される。製造中、１本またはそれ以上
の光学繊維が支持繊維間のチャンネルに経糸方向に位置
決めされる。各チャンネルは多数の光学繊維を有するこ
とができる。
から織られた格子状マットに位置決めされ、保持され
る。この支持材は必要な特性をもたらす任意の所望の材
料、例えば、ファイバガラス、グラファイト等よりなる
のがよい。支持繊維は構造体用の経糸および緯糸繊維の
両方のために使用される。製造中、１本またはそれ以上
の光学繊維が支持繊維間のチャンネルに経糸方向に位置
決めされる。各チャンネルは多数の光学繊維を有するこ
とができる。
【０００９】材料は、光学繊維がひずみのないように、
すなわち、曲がりを持たないように、織られる。これに
より、光学繊維は最大の伝送効率で作用する。完成され
たら、織られた格子状マットにゴムエポキシのような保
護材を被覆してひずみのない光学繊維を埋め込んだ可撓
性シートを形成することができる。変更例として、この
材料をエポキシのような剛性材料に被覆するか、あるい
は埋め込んで硬質または剛性の格子状材料を形成するこ
とができる。
すなわち、曲がりを持たないように、織られる。これに
より、光学繊維は最大の伝送効率で作用する。完成され
たら、織られた格子状マットにゴムエポキシのような保
護材を被覆してひずみのない光学繊維を埋め込んだ可撓
性シートを形成することができる。変更例として、この
材料をエポキシのような剛性材料に被覆するか、あるい
は埋め込んで硬質または剛性の格子状材料を形成するこ
とができる。
【００１０】本発明により作製された織物材料は多くの
用途があり、また検知、像形成および通信を行うために
使用することができる。例えば、この織物材料は航空機
または宇宙船の表面の情報を検知する通信に適してい
る。本発明の好適な実施例では、この織物組織は経糸方
向に位置決めされた複数の第１ストランドと、緯糸方向
に位置決めされた複数の第２ストランドとを有してお
り、第２ストランドは第１ストランドと共に織られてい
る。光学繊維はひずみのないように第１ストランドの選
択対間で組織に位置決めされている。
用途があり、また検知、像形成および通信を行うために
使用することができる。例えば、この織物材料は航空機
または宇宙船の表面の情報を検知する通信に適してい
る。本発明の好適な実施例では、この織物組織は経糸方
向に位置決めされた複数の第１ストランドと、緯糸方向
に位置決めされた複数の第２ストランドとを有してお
り、第２ストランドは第１ストランドと共に織られてい
る。光学繊維はひずみのないように第１ストランドの選
択対間で組織に位置決めされている。
【００１１】本発明の他の実施例では、光電子包装構造
体は２つの部分を有している。両部分において、複数の
第１ストランドが経糸方向に位置決めされており、複数
の第２ストランドが第１ストランドと織り合わされて緯
糸方向に位置決めされている。しかしながら、構造体の
第１部分のみにおいて、複数の光学繊維がひずみを持た
ず且つ第１ストランドにより構成されたチャンネルの中
に延びるように構造体に織り込まれている。光学繊維は
構造体の第１部分から延びており、構造体の第２部分に
取付けられた部品、および／または元の織り組織の平面
内または外の他の構造体に繋がっている。
体は２つの部分を有している。両部分において、複数の
第１ストランドが経糸方向に位置決めされており、複数
の第２ストランドが第１ストランドと織り合わされて緯
糸方向に位置決めされている。しかしながら、構造体の
第１部分のみにおいて、複数の光学繊維がひずみを持た
ず且つ第１ストランドにより構成されたチャンネルの中
に延びるように構造体に織り込まれている。光学繊維は
構造体の第１部分から延びており、構造体の第２部分に
取付けられた部品、および／または元の織り組織の平面
内または外の他の構造体に繋がっている。
【００１２】
【実施例】図１は本発明により作製された織物材料の好
適な実施例の平面図である。図示のように、この織物材
料は経糸ストランド１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄお
よび緯糸ストランド１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄで
織られている。これらの経糸ストランドおよび緯糸スト
ランドは通常の上下平織り模様を使用して織物材料に織
り合わされる。経糸ストランドおよび緯糸ストランドは
用途に望まれる物性を有する任意所望の材料を用いるの
がよい。例えば、糸ストランドはファイバガラス、グラ
ファイト、シリカカーバイドまたは他の材料よりなるこ
とができる。用途に適したシリカカーバイド繊維の例は
『ニカロン（Nicalon)』の商標名でダウ・コーニング社
により販売されている。
適な実施例の平面図である。図示のように、この織物材
料は経糸ストランド１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄお
よび緯糸ストランド１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄで
織られている。これらの経糸ストランドおよび緯糸スト
ランドは通常の上下平織り模様を使用して織物材料に織
り合わされる。経糸ストランドおよび緯糸ストランドは
用途に望まれる物性を有する任意所望の材料を用いるの
がよい。例えば、糸ストランドはファイバガラス、グラ
ファイト、シリカカーバイドまたは他の材料よりなるこ
とができる。用途に適したシリカカーバイド繊維の例は
『ニカロン（Nicalon)』の商標名でダウ・コーニング社
により販売されている。
【００１３】織る前に、支持繊維と共に、光学繊維１２
Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆが導入さ
れる。重要なことに、光学繊維はひずみなく経糸方向に
延びるように導入される。すなわち、光学繊維は曲がり
又はけん縮を有していない。曲がり又はけん縮が存在し
ないことにより、最大の光学効率をもたらし、また織物
材料内の伝送位置にかかわらず、信号の繰返し性をもた
らす。信号が光学繊維を通して伝送されるとき、繊維の
曲がり又はよじれが存在するところではどこでも損失が
生じることがよく知られている。図１に示す組織は各非
光学的経糸ストランド１０Ａ〜１０Ｄ間のチャンネルに
一対の光学繊維を有している。もちろん、もっと多い或
いはもっと少ない光学繊維を用いてもよい。
Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆが導入さ
れる。重要なことに、光学繊維はひずみなく経糸方向に
延びるように導入される。すなわち、光学繊維は曲がり
又はけん縮を有していない。曲がり又はけん縮が存在し
ないことにより、最大の光学効率をもたらし、また織物
材料内の伝送位置にかかわらず、信号の繰返し性をもた
らす。信号が光学繊維を通して伝送されるとき、繊維の
曲がり又はよじれが存在するところではどこでも損失が
生じることがよく知られている。図１に示す組織は各非
光学的経糸ストランド１０Ａ〜１０Ｄ間のチャンネルに
一対の光学繊維を有している。もちろん、もっと多い或
いはもっと少ない光学繊維を用いてもよい。
【００１４】図２はすべての繊維を適所に保持するため
に保護被覆材で被覆されている、図１に示すような織物
材料の横断面図である。図２は繊維１２Ａの長さに沿っ
た図１に示す組織の横断面図であると考えることができ
る。図２に示すように、光学繊維１２Ａは図面を横切っ
て延びており、この光学繊維の上下には、緯糸ストラン
ド１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄが延びている。ゴ
ム、エポキシまたは他の適当な材料のような周知の材料
よりなる被覆材２０が光学繊維を周囲の材料に対して適
所に保持する。
に保護被覆材で被覆されている、図１に示すような織物
材料の横断面図である。図２は繊維１２Ａの長さに沿っ
た図１に示す組織の横断面図であると考えることができ
る。図２に示すように、光学繊維１２Ａは図面を横切っ
て延びており、この光学繊維の上下には、緯糸ストラン
ド１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄが延びている。ゴ
ム、エポキシまたは他の適当な材料のような周知の材料
よりなる被覆材２０が光学繊維を周囲の材料に対して適
所に保持する。
【００１５】図３は好適な実施例により織製された織物
の大きい領域を示し、織物材料の縁部で緯糸ストランド
を結ぶ方法を示している。図３に示すように、光学繊維
１２は図の頂部から低部まで延びており、緯糸ストラン
ドは左から右へ図を横切って延びている。また、図１と
関連して上記した経糸ストランドは図の頂部から低部ま
で延びている。緯糸ストランド１１は、からみ材３１、
３２を使用して在来の技術により結ばれている。もちろ
ん、他の技術を用いて織物の縁部を例えば結び合わせる
ことにより固定してもよい。
の大きい領域を示し、織物材料の縁部で緯糸ストランド
を結ぶ方法を示している。図３に示すように、光学繊維
１２は図の頂部から低部まで延びており、緯糸ストラン
ドは左から右へ図を横切って延びている。また、図１と
関連して上記した経糸ストランドは図の頂部から低部ま
で延びている。緯糸ストランド１１は、からみ材３１、
３２を使用して在来の技術により結ばれている。もちろ
ん、他の技術を用いて織物の縁部を例えば結び合わせる
ことにより固定してもよい。
【００１６】図３に示す実施例では、１８００デニール
の寸法を有し、１インチあたり光学繊維４４本の密度で
織られた上記のようなシリカカーバイド繊維を用いてい
る。織り密度は光学繊維および周囲の材料の直径と、コ
ームの歯の幅との両方により定められ、用途により必要
に応じて変化できる。図３に示す織物で具体化された光
学繊維はコーニング社により製造されたグレーテッドイ
ンデックスのＧＥドープドシリカ繊維または単一モード
シリカ繊維等のような市販の光学繊維である。一実施例
では、0.22の開口数、250 ミクロンの全体の直径、およ
び85℃の温度規格を有するコーニング社の繊維を用いて
いる。このような繊維を上記の如く織物材料に使用する
と、織物材料を横切る直線１インチあたり約４４本の繊
維となる。この織物材料の長さは使用される材料のロー
ルの長さで決まり、適切な張り制御方法を適用した既存
の市販の織機を使用して、長さが１ｋｍを越える非常に
長い材料のロールを作製することができる。在来の織物
織機を使用して、光学繊維を位置決めし、周囲の材料を
織ることができる。例えば、標準の織機を備えた混成製
造装置を用いることができる。好ましくは、標準の織機
のほかに、光学繊維を位置決めするのに、コームを用い
る。コームは織機の前端部に据え付けられた小歯付きコ
ームの形態であるのがよい。このようなコームは、介在
材料のストランド間に再現可能な数の光学繊維ストラン
ドを作り、曲がっていない光学繊維とともに非重なり状
態を確保する。織り操作の一試験中、種々の市販織機は
異なる調整を必要とするが、織りスピナローラが繊維を
使い果たすと、張力の変化が生じる。この張力の変化は
光学繊維の破断を引き起こすことがあり、従って、全ロ
ーラの適当な監視およに保守により適切な張力を制御す
ることが重要であると思われる。従来技術では、現在の
ところ、光学繊維は特定の配向で複合層に手でレイアウ
トされていた。光学繊維の配向のずれの結果、損失が著
しくなる。ここに記載の技術では、繊維のレイアウトは
通常の織り方法で自動的に達成される。このような損失
を減じることにより、均一性および繰り返し性をもたら
し、種々の属性感知方法が正確になり、相互接続方法が
簡単になる。最も重要な問題の１つは組織内のセンサ網
の一体化である。本発明は、主要装置に関するときに、
この問題をうまく処理する。
の寸法を有し、１インチあたり光学繊維４４本の密度で
織られた上記のようなシリカカーバイド繊維を用いてい
る。織り密度は光学繊維および周囲の材料の直径と、コ
ームの歯の幅との両方により定められ、用途により必要
に応じて変化できる。図３に示す織物で具体化された光
学繊維はコーニング社により製造されたグレーテッドイ
ンデックスのＧＥドープドシリカ繊維または単一モード
シリカ繊維等のような市販の光学繊維である。一実施例
では、0.22の開口数、250 ミクロンの全体の直径、およ
び85℃の温度規格を有するコーニング社の繊維を用いて
いる。このような繊維を上記の如く織物材料に使用する
と、織物材料を横切る直線１インチあたり約４４本の繊
維となる。この織物材料の長さは使用される材料のロー
ルの長さで決まり、適切な張り制御方法を適用した既存
の市販の織機を使用して、長さが１ｋｍを越える非常に
長い材料のロールを作製することができる。在来の織物
織機を使用して、光学繊維を位置決めし、周囲の材料を
織ることができる。例えば、標準の織機を備えた混成製
造装置を用いることができる。好ましくは、標準の織機
のほかに、光学繊維を位置決めするのに、コームを用い
る。コームは織機の前端部に据え付けられた小歯付きコ
ームの形態であるのがよい。このようなコームは、介在
材料のストランド間に再現可能な数の光学繊維ストラン
ドを作り、曲がっていない光学繊維とともに非重なり状
態を確保する。織り操作の一試験中、種々の市販織機は
異なる調整を必要とするが、織りスピナローラが繊維を
使い果たすと、張力の変化が生じる。この張力の変化は
光学繊維の破断を引き起こすことがあり、従って、全ロ
ーラの適当な監視およに保守により適切な張力を制御す
ることが重要であると思われる。従来技術では、現在の
ところ、光学繊維は特定の配向で複合層に手でレイアウ
トされていた。光学繊維の配向のずれの結果、損失が著
しくなる。ここに記載の技術では、繊維のレイアウトは
通常の織り方法で自動的に達成される。このような損失
を減じることにより、均一性および繰り返し性をもたら
し、種々の属性感知方法が正確になり、相互接続方法が
簡単になる。最も重要な問題の１つは組織内のセンサ網
の一体化である。本発明は、主要装置に関するときに、
この問題をうまく処理する。
【００１７】図３に示す実施例では、２本の光学繊維ス
トランドを経糸ストランドの各々の間のチャンネルに配
置する。しかしながら、任意所望の本数の光学繊維を経
糸ストランドの各々の間に配置することができる。例え
ば、一実施例では、各チャンネルは８本の光学繊維を有
している。他の実施例を以下に説明する。光学繊維を適
所にして織物材料を織ったら、この集合体に所望の材料
を被覆して組織に付加的保護を与える。図２と関連して
述べたように、織製格子状マットに被覆を施すことによ
り、格子状マットの平面内の繊維の位置が固定され、織
物材料に追加的な剛性を備える。好ましくは、硬化材を
織製シートにブラシで塗ったり、織製シートを硬化材浴
に通したり、あるいは他の在来の塗布技術を用いること
により、硬化材を塗布するのがよい。
トランドを経糸ストランドの各々の間のチャンネルに配
置する。しかしながら、任意所望の本数の光学繊維を経
糸ストランドの各々の間に配置することができる。例え
ば、一実施例では、各チャンネルは８本の光学繊維を有
している。他の実施例を以下に説明する。光学繊維を適
所にして織物材料を織ったら、この集合体に所望の材料
を被覆して組織に付加的保護を与える。図２と関連して
述べたように、織製格子状マットに被覆を施すことによ
り、格子状マットの平面内の繊維の位置が固定され、織
物材料に追加的な剛性を備える。好ましくは、硬化材を
織製シートにブラシで塗ったり、織製シートを硬化材浴
に通したり、あるいは他の在来の塗布技術を用いること
により、硬化材を塗布するのがよい。
【００１８】本発明の一実施例では、シェル・ケミカル
社製のEPON 828エポキシとジエチレン─トリアミンとを
エポキシ88重量％／固定材 12 重量％の比で混合して製
造された硬化流体を使用して剛性被覆を作った。可撓性
織物材料を望むような他の実施例では、市販級のゴムセ
メントを用いた。図４は織物材料のリボンとしての本発
明の他の実施例を示している。図４に示すように、この
織物材料は２つの部分５１、５３に分割されている。こ
れらの部分は追加の長さ方向のからみフィラメント５
４、５５および特別の支持繊維５７により分離されてい
る。からみフィラメント５４、５５は光学格子を個々の
リボンに分離することができるような有利な箇所を構成
し、且つ特定の繊維を確認し、ならびに織物材料をほぐ
れないようにするための有利なマーカーを構成する。も
ちろん、任意所望の数の部分を織物材料に使用すること
ができる。このようにして、大型の織機を使用して、種
々の用途のための諸部分に後で分割される同様または様
々な織物材料を平行な幅で織ることができる。
社製のEPON 828エポキシとジエチレン─トリアミンとを
エポキシ88重量％／固定材 12 重量％の比で混合して製
造された硬化流体を使用して剛性被覆を作った。可撓性
織物材料を望むような他の実施例では、市販級のゴムセ
メントを用いた。図４は織物材料のリボンとしての本発
明の他の実施例を示している。図４に示すように、この
織物材料は２つの部分５１、５３に分割されている。こ
れらの部分は追加の長さ方向のからみフィラメント５
４、５５および特別の支持繊維５７により分離されてい
る。からみフィラメント５４、５５は光学格子を個々の
リボンに分離することができるような有利な箇所を構成
し、且つ特定の繊維を確認し、ならびに織物材料をほぐ
れないようにするための有利なマーカーを構成する。も
ちろん、任意所望の数の部分を織物材料に使用すること
ができる。このようにして、大型の織機を使用して、種
々の用途のための諸部分に後で分割される同様または様
々な織物材料を平行な幅で織ることができる。
【００１９】図５は本発明の他の実施例を示しており、
この実施例では、２本の支持繊維間に８本の光学繊維６
１、６２、・・・６８が対をなして位置決めされてい
る。所望ならば、多数の部分を有する一枚の織物材料ス
トリップを作製し、次いで別々の片に分割することがで
きるように、からみ繊維６４と、これに関連した特別の
支持繊維７５、７６とが設けられる。
この実施例では、２本の支持繊維間に８本の光学繊維６
１、６２、・・・６８が対をなして位置決めされてい
る。所望ならば、多数の部分を有する一枚の織物材料ス
トリップを作製し、次いで別々の片に分割することがで
きるように、からみ繊維６４と、これに関連した特別の
支持繊維７５、７６とが設けられる。
【００２０】図６は包装用途に適した三次元織り組織を
示している。図示のように、この組織はファイバ光学系
導体４２を有する織製バック平面部４０と、このバック
平面部４０と略直角な２つの織製平面部４４とを有して
いる。この組織は、バック平面部のファイバ光学系にイ
ンターフェースするプリント回路盤および／またはウェ
ーハを支持するのに使用することができる。この部分は
バック平面部に対して種々の角度で良い。鋭角は避ける
べきである。平面部から移動するすべての部分が光学繊
維データシートにおける特定の半径と同じほどの角度で
丸くされるべきである。これにより支持材の鋭い縁部の
ところの不当な応力を回避する。織物材料に塗布された
被覆は追加の応力除去をもたらす。
示している。図示のように、この組織はファイバ光学系
導体４２を有する織製バック平面部４０と、このバック
平面部４０と略直角な２つの織製平面部４４とを有して
いる。この組織は、バック平面部のファイバ光学系にイ
ンターフェースするプリント回路盤および／またはウェ
ーハを支持するのに使用することができる。この部分は
バック平面部に対して種々の角度で良い。鋭角は避ける
べきである。平面部から移動するすべての部分が光学繊
維データシートにおける特定の半径と同じほどの角度で
丸くされるべきである。これにより支持材の鋭い縁部の
ところの不当な応力を回避する。織物材料に塗布された
被覆は追加の応力除去をもたらす。
【００２１】図７は図１、図２および図３に示す織物材
料を三次元構造に作製する方法を示す斜視図である。図
７に示す構造では、光学繊維１２は光学接続を容易にす
るために織物材料の一縁部を越えて延びている。また図
７に示すように、経糸ストランド繊維１０は連続形態で
織物材料の至る所に織られている。光学繊維がマットに
織り込まれる領域を越えて織物材料を延長することによ
り、支持材の追加の領域が他の部品１５を取付けるため
の組織をなす。もちろん、部品１５はその位置にも接続
を可能にするために光学繊維に近接して設けてもよい。
部品１５は代表的には、電子部品、光学部品または電気
光学部品よりなる。一例として、織布マットに光学検出
器集積回路を設けることができ、またワイヤ接合、可撓
性のプリント回路接続または他の周知な技術を使用して
周囲の集積回路に接続を行うことができる。もちろん、
織物材料の片側または両側に回路を設けることができ
る。
料を三次元構造に作製する方法を示す斜視図である。図
７に示す構造では、光学繊維１２は光学接続を容易にす
るために織物材料の一縁部を越えて延びている。また図
７に示すように、経糸ストランド繊維１０は連続形態で
織物材料の至る所に織られている。光学繊維がマットに
織り込まれる領域を越えて織物材料を延長することによ
り、支持材の追加の領域が他の部品１５を取付けるため
の組織をなす。もちろん、部品１５はその位置にも接続
を可能にするために光学繊維に近接して設けてもよい。
部品１５は代表的には、電子部品、光学部品または電気
光学部品よりなる。一例として、織布マットに光学検出
器集積回路を設けることができ、またワイヤ接合、可撓
性のプリント回路接続または他の周知な技術を使用して
周囲の集積回路に接続を行うことができる。もちろん、
織物材料の片側または両側に回路を設けることができ
る。
【００２２】特定の用途に応じて、回路を設ける前また
は後に、図７に示す組織に適切な材料を被覆してこれを
剛性位置に保持し、あるいは曲げることができる。図７
に示すように、本発明の織物材料は回路用の種々の包装
技術を容易にする組織を作る。図示の組織では、光学繊
維は他の集積回路または他の光学素子との接続を容易に
する正確な位置に保持される。同様に、回路基板部分を
越えて織物組織を延長することにより、光学繊維との接
続用の回路要素を取付けるための集積技術が得られる。
もちろん、大きいセンサ列を構成するためにセンサを個
々の繊維または繊維群に接続してもよい。また、スマー
トな外板配列を作るために光学繊維自身を検知素子とし
て使用することができる。スマートな外板配列のかかる
用途の例は上記の２つの技術論文に述べられている。ス
マートな外板は航空機の外板におけるファイバ光学系検
知配列を構成することができる。このスマートな外板を
使用してコンピュータネットワーク用の低コストな高速
通信機を作製することができる。例えば、織物材料を並
列プロセッサのような大型で高性能なコンピュータ装置
用の光電子バック平面体として使用することができる。
は後に、図７に示す組織に適切な材料を被覆してこれを
剛性位置に保持し、あるいは曲げることができる。図７
に示すように、本発明の織物材料は回路用の種々の包装
技術を容易にする組織を作る。図示の組織では、光学繊
維は他の集積回路または他の光学素子との接続を容易に
する正確な位置に保持される。同様に、回路基板部分を
越えて織物組織を延長することにより、光学繊維との接
続用の回路要素を取付けるための集積技術が得られる。
もちろん、大きいセンサ列を構成するためにセンサを個
々の繊維または繊維群に接続してもよい。また、スマー
トな外板配列を作るために光学繊維自身を検知素子とし
て使用することができる。スマートな外板配列のかかる
用途の例は上記の２つの技術論文に述べられている。ス
マートな外板は航空機の外板におけるファイバ光学系検
知配列を構成することができる。このスマートな外板を
使用してコンピュータネットワーク用の低コストな高速
通信機を作製することができる。例えば、織物材料を並
列プロセッサのような大型で高性能なコンピュータ装置
用の光電子バック平面体として使用することができる。
【００２３】また、本発明の織物材料は包装および相互
接続構成要素と併せてレーザ発生光信号の伝送および受
信用の構造体を構成する。このような実施例を使用し
て、高性能のコンピュータ装置の部品を相互に接続する
高速データ母線を構成することができる。もちろん、多
数の光学繊維の使用により、情報の伝送用、ならびに多
チャンネル情報転送用の冗長性手段を望む装置を構成し
易くする。
接続構成要素と併せてレーザ発生光信号の伝送および受
信用の構造体を構成する。このような実施例を使用し
て、高性能のコンピュータ装置の部品を相互に接続する
高速データ母線を構成することができる。もちろん、多
数の光学繊維の使用により、情報の伝送用、ならびに多
チャンネル情報転送用の冗長性手段を望む装置を構成し
易くする。
【００２４】本発明を好適な実施例について示して説明
したが、多くの変形実施例がここに記載の技術を用いる
ことができることはわかるであろう。従って、本発明の
範囲は特許請求の範囲によって述べられる。
したが、多くの変形実施例がここに記載の技術を用いる
ことができることはわかるであろう。従って、本発明の
範囲は特許請求の範囲によって述べられる。
【図１】織られた支持繊維および光学繊維の両方を有す
る織物材料の平面図である。
る織物材料の平面図である。
【図２】図１に示す織物材料の横断面図である。
【図３】織物材料のより大きい部分および織物材料の２
つの縁部の末端を示す図である。
つの縁部の末端を示す図である。
【図４】平行織り組織の１種の分離可能な光学繊維リボ
ンが他の材料と共に織られており、これらのリボンを個
々のリボンに分離することができる本発明の他の実施例
を示す図である。
ンが他の材料と共に織られており、これらのリボンを個
々のリボンに分離することができる本発明の他の実施例
を示す図である。
【図５】リボン１つあたり２本づつの複数の光学繊維糸
ストランドを有する光学繊維糸ストランドを示す本発明
の他の実施例を示す図である。
ストランドを有する光学繊維糸ストランドを示す本発明
の他の実施例を示す図である。
【図６】三次元包装構造を示す図である。
【図７】より容易な相互接続を行えるように光学繊維が
織物材料を越えて延びている本発明の他の応用を示す図
である。
織物材料を越えて延びている本発明の他の応用を示す図
である。
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ 経糸ストランド １１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ 緯糸ストランド １２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆ 光
学繊維 ３１、３２ からみ材料 ５４、５５ からみフィラメント ５７ 支持繊維
学繊維 ３１、３２ からみ材料 ５４、５５ からみフィラメント ５７ 支持繊維
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 6/00 ３０１ 6920−2Ｋ
Claims (29)
- 【請求項１】 経糸方向に位置決めされた複数の第１ス
トランドと、 緯糸方向に位置決めされた複数の第２ストランドとを備
え、第２ストランドは第１ストランドと共に織られてお
り、 さし込まれて織り込まれた複数の光学繊維を備え、該光
学繊維は第１ストランドにより構成されたチャンネルの
中に延びるようにひずみなく位置決めされていることを
特徴とする織物組織。 - 【請求項２】 第１ストランドの相隣なる対が組織のチ
ャンネルを構成し、 各チャンネルに少なくとも１本の光学繊維が位置決めさ
れていることを特徴とする請求項１に記載の織物組織。 - 【請求項３】 各チャンネルに一対の光学繊維が位置決
めされていることを特徴とする請求項２に記載の織物組
織。 - 【請求項４】 上面および下面を有しており、更に糸ス
トランドおよび光学繊維を適所に固定するために上面お
よび下面の両面に配置されたカプセル化材料の被覆を備
えていることを特徴とする請求項１に記載の織物組織。 - 【請求項５】 カプセル化材料が剛性構造体を構成する
ことを特徴とする請求項４に記載の織物組織。 - 【請求項６】 カプセル化材料がエポキシよりなること
を特徴とする請求項５に記載の織物組織。 - 【請求項７】 カプセル化材料が可撓性構造体を構成す
ることを特徴とする請求項４に記載の織物組織。 - 【請求項８】 カプセル化材料がゴム含有セメントより
なることを特徴とする請求項７に記載の織製構造体。 - 【請求項９】 第１および第２ストランドの少なくとも
一方がファイバガラスグラファイト、およびシリカカー
バイドの群から選択された材料よりなることを特徴とす
る請求項１に記載の織物組織。 - 【請求項１０】 少なくとも１つの縁部のほぐれを防ぐ
ために、この縁部に沿って配置されたからみ繊維を更に
備えていることを特徴とする請求項１に記載の織物組
織。 - 【請求項１１】 経糸方向に位置決めされた複数の第１
ストランドと、 緯糸方向に位置決めされた複数の第２ストランドとを、
第１部分および第２部分の両方に備え、第２ストランド
は第１ストランドと共に織られており、 折り込まれた複数の光学繊維を第１部分のみに備え、光
学繊維は第１ストランドにより構成されたチャンネル内
に延びるようにひずみなく位置決めされていることを特
徴とする光電子包装構造体。 - 【請求項１２】 第２部分に取付けられた少なくとも１
つの光電子部品を更に備えており、光学繊維は少なくと
も１つの光電子備品に接続するように第１部分から延び
ていることを特徴とする請求項１１に記載の光電子包装
構造体。 - 【請求項１３】 第１ストランドの相隣なる対が構造体
のチャンネルを構成し、 各チャンネルに少なくとも１本の光学繊維が位置決めさ
れていることを特徴とする請求項１２に記載の光電子包
装構造体。 - 【請求項１４】 各チャンネルに一対の光学繊維が位置
決めされていることを特徴とする請求項１３に記載の光
電子包装構造体。 - 【請求項１５】 織物組織が上面および下面を有してお
り、更にストランドおよび光学繊維を適所に固定するた
めに上面および下面の両面にカプセル化材料の被覆を備
えていることを特徴とする請求項１２に記載の光電子包
装構造体。 - 【請求項１６】 カプセル化材料が剛性組織を構成する
ことを特徴とする請求項１５に記載の光電子包装構造
体。 - 【請求項１７】 カプセル化材料がエポキシよりなるこ
とを特徴とする請求項１６に記載の光電子包装構造体。 - 【請求項１８】 カプセル化材料が可撓性組織を構成す
ることを特徴とする請求項１７に記載の光電子包装構造
体。 - 【請求項１９】 カプセル化材料がゴム含有セメントよ
りなることを特徴とする請求項１８に記載の光電子包装
構造体。 - 【請求項２０】 第１および第２ストランドの少なくと
も一方がファイバガラスグラファイト、およびシリカカ
ーバイドの群から選択された材料よりなることを特徴と
する請求項１９に記載の光電子包装構造体。 - 【請求項２１】 部品を光学繊維に接続するための包装
構造体において、 構造体の第１部分を備え、該第１部分は織物材料に経糸
方向に位置決めされた複数の第１ストランドと、 織物材料に緯糸方向に位置決めされた複数の第２ストラ
ンドと、 構造体に折り込まれた複数の光学繊維とを有しており、
該光学繊維は第１ストランドにより構成されたチャンネ
ルの中に延びるようにひずみなく位置決めされており、 構造体の少なくとも１つの第２部分を備え、該第２部分
は織物材料に経糸方向に位置決めされた複数の第１スト
ランドと、 織物材料に緯糸方向に位置決めされた複数の第２ストラ
ンドとを有しており、 少なくとも１つの第２部分は第１部分と異なる空間平面
に配置されていることを特徴とする包装構造体。 - 【請求項２２】 少なくとも１つの第２部分は第１部分
の各側に１つずつの２つの部分よりなり、 ２つの第２部分の各々が第１部分の平面をはずれて配向
されていることを特徴とする請求項２２に記載の包装構
造体。 - 【請求項２３】 光学繊維を含有する織物組織を作製す
る方法において、 第１材料ストランドを経糸方向に位置決めし、 光学繊維を緯糸方向に位置決めし、この際、光学繊維は
第１ストランドにより構成されたチャンネルに第１スト
ランドに隣接して位置決めされ、 第２材料ストランドを第１ストランドおよび光学繊維に
織り、この際、第２ストランドは、光学繊維にひずみを
持たせず、それにより光学繊維が最大の効率で作用する
ように織られることを特徴とする織物組織を作製する方
法。 - 【請求項２４】 織物組織は上面および下面を有してお
り、更にストランドおよび光学繊維を適所に固定するた
めに上面および下面の両面に配置されたカプセル化材料
の被覆を備えていることを特徴とする請求項２０に記載
の織物組織を作製する方法。 - 【請求項２５】 カプセル化材料が剛性組織を構成する
ことを特徴とする請求項２４に記載の織物組織を作製す
る方法。 - 【請求項２６】 カプセル化材料がエポキシよりなるこ
とを特徴とする請求項２５に記載の織物組織を作製する
方法。 - 【請求項２７】 カプセル化材料が可撓性組織を構成す
ることを特徴とする請求項２４に記載の織物組織を作製
する方法。 - 【請求項２８】 カプセル化材料がゴム含有セメントよ
りなることを特徴とする請求項２７に記載の織物組織を
作製する方法。 - 【請求項２９】 第１および第２ストランドの少なくと
も一方がファイバガラスグラファイト、およびシリカカ
ーバイドの群から選択された材料よりなることを特徴と
する請求項１９に記載の織物組織を作製する方法。
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