JPH06317714A

JPH06317714A - アナモルフィックな、融合した光学繊維束

Info

Publication number: JPH06317714A
Application number: JP5280430A
Authority: JP
Inventors: Jr Simon G Harootian; サイモン、ジョージ、ハルーシャン、ジュニア
Original assignee: SHIYOTSUTO FIBER OPUCHITSUKUSU; SHIYOTSUTO FIBER OPUCHITSUKUSU Inc; Schott Fiber Optics Inc
Current assignee: SHIYOTSUTO FIBER OPUCHITSUKUSU; SHIYOTSUTO FIBER OPUCHITSUKUSU Inc; Schott Fiber Optics Inc
Priority date: 1992-10-16
Filing date: 1993-10-14
Publication date: 1994-11-15
Also published as: US5303373A

Abstract

(57)【要約】【目的】一端における断面の各寸法が他端に対してア
ナモルフィックである、先細りの、アナモルフィックな
融合した光学繊維束を提供することを目的とする。【構成】出発材料である光学繊維束の長手軸Ｚに沿っ
た自由な伸長を許容しつつ、該繊維束の一部のみをＸ軸
方向に圧縮し、それによって該Ｚ軸に沿って該断面寸法
Ｘを連続的に減少させ、必要に応じて更に該繊維束のや
はり一部のみをＹ軸方向に圧縮し、それによって該Ｚ軸
に沿って断面寸法Ｙを連続的に減少させることよりなる
ものである、先細りの、アナモルフィックな融合した光
学繊維束を製造する方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、種々の形状、寸法、ア
スペクト比等の作用領域様式を有する複数の映像化装置
を結合するのに使用できる、一端の寸法から他端の寸法
へと（当該束の各末端において同数の作用ピクセルすな
わち繊維要素を維持しつつ）連続的に先細りになった、
アナモルフィックな融合した光学繊維束に関する。

【０００２】

【従来の技術】光繊維の束を融合させるためには多くの
方法がよく知られている。それらの方法は、周知の条件
及び技術の下で慣用の方法を用いて、個々の繊維を（例
えば米国特許第3,626,040 号及び米国特許第5,045,100
号）又は予め形成された繊維のブロック（マルチ又はマ
ルチ・マルチ繊維束）（米国特許第4,175,940 号）を、
融合させることを伴う。そのような方法は、光繊維の様
々なガラスタイプ（又はポリマー（米国特許第4,758,06
4 号））、寸法、及び用途に適用されてきた。融合技術
はまた、カップラー（米国特許第5,066,087 号）のよう
な他の光学繊維構造を形成するためにも利用される。米
国特許第3,204,326 号もまた、様々な形状の融合してい
ない元々のアセンブリーから種々の断面形状よりなる融
合した束が製造されるものである、圧延機を用いた融合
工程を開示している。

【０００３】慣用の引張り又は引出し工程によってその
ような融合した光学繊維束を引き出すこともまた知られ
ている。これらの方法は、単に、与えられた光学繊維束
の全体的寸法を減少させ、又は比例的に寸法の減少する
先端を有する先細りの光繊維を製造するためにのみ利用
される（米国特許第4,115,940 号、第3,190,735 号、第
4,076,978 号) 。

【０００４】そのような引出された先細りの光学繊維束
の典型的な用途は、例えば各末端において異なったサイ
ズの長方形を、一端に長方形そして他端に正方形を、一
端に円そして他端に正方形をといったように、不釣合い
な様式を有する映像化装置を結合させることである。慣
用的な実施において、比較的大きい映像化装置を最もよ
く受け入れる光学繊維束は、他端が比較的小さい映像化
装置を可能な限り受け入れるよう先細りとなっている。
これらの慣用のテーパは、引出し工程によって与えら
れ、そして小さい方の末端において、元の一層大きい末
端における中心−中心繊維間隔を単純に比例的に減少さ
せる。こうして、先細りとなった束の各末端におけるＸ
軸及びＹ軸の各々に沿った寸法の修正は等価である。そ
のような慣用の先細りの束による２つの不釣合いな映像
化装置の結合は、各様式の過剰注入及び／又は注入不足
によって達成され、それによって、いくらかの光学繊維
ピクセル又は映像化装置のいくらかの境界領域のいずれ
かを無駄なものとしている。これは、作用ピクセルの数
とシステムの解像度の双方を減少させる。

【０００５】ある状況においては、プレス技術も光学繊
維束に適用されてきた。典型的には、これらの技術は、
上述の参照文献、例えば米国特許第3,626,040 号におい
て論じられているように、該束を融合させるために用い
られる。不均等性、特に束の中の繊維（特に外側繊維）
の歪みを避けるために、圧力の均一な適用に重点が置か
れている（米国特許第4,175,940 号を参照のこと) 。

【０００６】プレス技術は、従来、テーパの製造には適
用されてこなかった。それは、例えばプレス装置と繊維
束のと間の接触によって加えられる、加熱又は不均一な
加圧の効果によって引き起こされる、外側繊維に歪みを
もたらす重大な傾向があるからである。繊維を融合させ
るために使用されている慣用の均一プレス操作には、そ
のような欠点が認められていた。これまで、それらの問
題は、テーパの両端における繊維の形状を異ならせ及び
／又はＸ軸及びＹ軸に沿った繊維寸法の比率（Ｚ軸が繊
維の長手軸である）を不釣り合いに変化させなければな
らない場合においてテーパを達成しなければならないと
すれば、大きく悪化すると予想されていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、一端における
形状が一の映像化装置の対応する断面形状に正確に密着
するよう形作られておりそして他端における形状が該第
１の映像化装置に結合されるべき第２の映像化装置の断
面領域に正確に密着するよう形作られており、且つ、一
端における断面の各寸法が他端に対してアナモルフィッ
クである、先細りのアナモルフィックな融合した光学繊
維束に対する需要が残っている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、一端における
断面の幾何学形状から他端における断面の幾何学形状へ
とテーパがあり、そして映像化装置を結合させるのに有
用である、アナモルフィックな融合した光学繊維束を提
供する。

【０００９】すなわち、本発明は、長手軸Ｚを有し、そ
して該Ｚ軸に対して各々垂直である平面（Ｘ軸／Ｙ軸）
内に表面を有する両端を有し、第１の末端が断面の寸法
Ｘ及びＹを有しそして第２の末端が断面の寸法Ｘ’及び
Ｙ’を有し且つ少なくともＸ’はＸより小さく、そして
比Ｘ’／Ｘが比Ｙ’／Ｙと異なっており、ここに前記Ｚ
軸に沿って該繊維のＸ軸方向の寸法が前記第１の末端に
おける該値Ｘから第２の末端における値Ｘ’へと連続的
に変化するものである、アナモルフィックな、先細りの
融合した光学繊維束に関する

【００１０】別の一面においては、本発明は、そのよう
なＺ軸及びそのような寸法Ｘ及びＹを有する出発材料の
光学繊維束の一部のみを、該Ｚ軸に沿った自由な伸長を
許容しつつ圧縮し（それによって断面の寸法Ｘの値が該
Ｚ軸に沿ってＸ’へと連続的に低下する）、もしＹ’が
Ｙより小さいならばまた、該出発材料の光学繊維束の一
部のみをも圧縮する（それによってＹが該Ｚ軸に沿って
Ｙ’へと連続的に低下する）ことよりなる、長手軸Ｚを
有し、そして該Ｚ軸に対して各々垂直である平面（Ｘ軸
／Ｙ軸）内に表面を有する両端を有し、第１の末端が断
面の寸法Ｘ及びＹを有しそして第２の末端が断面の寸法
Ｘ’及びＹ’を有し且つ少なくともＸ’はＸより小さ
く、そして比Ｘ’／Ｘが比Ｙ’／Ｙと異なっている、ア
ナモルフィックな、先細りの融合した光学繊維束を製造
する方法に関する。

【００１１】更に別の一面においては、本発明は、本発
明の方法によって製造される、アナモルフィックな、先
細りの融合した光学繊維束に関する。

【００１２】更なる面においては、本発明は、寸法Ｙ’
もまた寸法Ｙより小さく且つ第１及び第２の末端の形状
が長方形、正方形、円形のあらゆる組み合わせから選ば
れるような具体例を提供する（図１の（ａ）〜（ｄ）を
参照のこと）。従って、本発明を使用して、長方形又は
正方形を円と、正方形を長方形と、ある寸法の長方形を
異なるサイズの長方形と、円を楕円と、等のように、各
末端における不釣り合いな様式に適合するよう、熟練し
た労働者はルーチンに光学繊維束にテーパをつけること
ができる。いずれの場合においても、直交する寸法Ｘ及
びＹの少なくとも一方は異なっており、そして両端にお
けるＸ方向の寸法の比はＹ方向の比と異なっている。

【００１３】本発明の圧縮操作によって、与えられた軸
に沿って全てのピクセル（個々の光繊維）が、各ピクセ
ルが本質的に正確に、対応する映像化装置の一の側から
そのような軸を横切って他方の側に密着するように、テ
ーパの小さい方の末端において圧縮される。これは、元
の（一層広い）末端における中心−中心繊維間隔をその
ような軸に沿ってそのような正確な密着を受け入れる間
隔へと狭めることによって達成される。比例的に、その
同じ軸に沿って繊維の寸法の圧縮があり、そしてそのよ
うな軸に沿って映像の拡大において等価な変化（すなわ
ち、比例的な縮小）がある。

【００１４】勿論、本発明の方法を用いて修正された第
１の軸に対して直交する軸に沿って、中心−中心繊維間
隔を修正することもまた可能である。光学繊維束の両端
におけるこれらの形状修正及び寸法修正操作は、与えら
れた束の断面中に存する全ての利用可能なピクセルが、
各末端において、映像化装置の作用表面領域の全てとの
関連において活性に利用されることを保証する。同時
に、いずれも与えられた繊維の断面軸に沿ったアナモル
フィックな寸法変化に比例して、拡大（縮小）変化及び
個々の繊維の寸法変化が達成される。

【００１５】本発明のアナモルフィックな光繊維は、如
何なる慣用の映像化装置をも結合させるために、先行技
術のカップラーが使用されてきたのと同じ仕方で、勿
論、解像度の最大化、適当な拡大の達成、作用領域の有
効利用等のような、本発明に伴う利益を以て、使用する
ことができる。

【００１６】ここに用いる術語「アナモルフィック」
は、Ｘ又はＹ方向（図１の（ｂ）を参照）の少なくとも
一つにおける光繊維の寸法が光学繊維のテーパの一端に
おいて他端に比して異なっていること（図１の（ｃ）を
参照）及び寸法比Ｘ’／Ｘが比Ｙ’／Ｙと異なること
（ここにＸ’、Ｙ’は一端の寸法を表し、Ｘ、Ｙは他端
の寸法を表す）を必要とする。換言すると、一方の寸法
が、他方の寸法が受けるのとは異なった比率での変化を
受ける。この定義は、少なくとも一の寸法における中心
−中心繊維間隔が一端において他端に比して異なること
を要求することに等しい。次に、これは本質的に、一端
における一の寸法の拡大が、他端のそれとは異なること
を意味している。勿論、Ｘ及びＹ軸に沿った各寸法が双
方共に両端において異なることができる。

【００１７】典型的には、Ｘ及び／又はＹ軸に沿った一
端から他端への変化は、連続的且つ一定の変化率で起こ
る。しかしながら、一定寸法の期間が連続的テーパ領域
を中断しているものであるテーパと同様、変化する角度
比率にての連続的変化が、本発明の範囲に含まれる。両
端における寸法の特定の比率は、決定的ではなく、与え
られた適用の要求に従って選択されるであろう。こうし
て、例えば１／１．１のような比較的小さい寸法変化を
行うことができ、より大きい及びより小さい変化も可能
であり、ずっと大きい変化例えば１／２、１／３、１／
４、１／５、１／６、１／７又は所望により更に大きい
変化（これらに限定されず、また、中間の比率例えば１
／２．５、１／３．２等を含む）も可能である。テーパ
の角度比率もまた、特に決定的ではないが、（特に外側
繊維における）許容できない歪みを最小限に止めるため
には余りに鋭いものとすべきではない。典型的には、３
０°までのテーパ角（α；図１の（ａ）を参照）が、日
常的にあらゆる要求を満足させることができる。好まし
くは、テーパ角は、２０乃至２５°のオーダーであり、
正確な角度は、日常的に、所望の寸法変化及び繊維束の
両端の間の可能な間隔の関数として選択され、これは、
最終的に結合しようとする映像化装置の間の距離によっ
て決定される。

【００１８】利用される繊維束の全体の寸法又は使用さ
れる個々の光繊維の寸法も決定的ではない。これらは、
全く慣用の通りに選択される。典型的には、個々の繊維
外径は、３乃至５０μｍの範囲であり、繊維束の全体寸
法は、２乃至１００ｍｍである。映像化装置を結合させ
るために使用する典型的な光繊維の長さは、通常１乃至
１２ｃｍの範囲であり、やはり用いられる特定の長さは
決定的ではない。

【００１９】やはり決定的でないのは、本発明のアナモ
ルフィックなテーパによって結合される映像化装置の性
質である。これらの装置は、電荷結合デバイス、Ｘ線シ
ンチレータースクリーン、イメージ倍増管、受動光学検
出器、及び一つの面内に広い視野を必要とするカメラ又
は望遠鏡におけるビューファインダー等の、さもなけれ
ばアナモルフィックなレンズを利用するであろうレンズ
系のような、通常のカテゴリーから自由に選ぶことがで
きる。ビューファインダーにおけるアナモルフィックな
融合した光学繊維束の使用は、レンズ系の全体の長さ及
び重量を減少させる。本明細書は、束の長手軸に対して
垂直である束の末端について書かれているが、本発明
は、映像化装置が長手軸と垂直でない角を作る平らな表
面を必要とし、また、平面でなくするために切断され、
切削され又はその他の処理を受けた末端を束ねることを
必要とするものである具体例を含む。

【００２０】図２は、典型的なアナモルフィックな本発
明の繊維の２つの末端の断面の顕微鏡写真（806 ×）で
ある。図２の（ａ）は、本発明のプレス操作の前の繊維
の広い方の末端を示す。図２の（ｂ）は、垂直軸に沿っ
たプレス操作の後の結果を示す。図に見られるように、
水平軸における光繊維の中心−中心間隔及び寸法は不変
である一方、垂直軸における光繊維の中心−中心間隔及
び寸法はプレスされた末端において短縮している（図２
の（ｂ））。結果として、映像は小さい（プレスされ
た）末端において小さくされており（縮小）、それによ
って大きい方の末端からの映像全体は、小さい方の末端
においてずっと狭い表面領域上に適用されることができ
る。

【００２１】本発明の方法は、種々の具体例において実
施することができる。例えば、別々の段階において、Ｘ
軸及びＹ軸に沿って独立にプレスすることができる。代
わりとして、一の軸に沿ってプレスを行い次いで（慣用
の方法で引くことによって）双方の軸に沿って釣合いの
とれた伸長をさせることができる。光学的歪みが非常に
小さいことを必要とする用途においては、慣用の伸長操
作のためにしばしば僅かに彎曲するこれらの側面を真っ
直ぐにするために、先細りの束の小さい方の末端
（Ｘ’、Ｙ’）を、（Ｚ軸方向に）再プレスして正確な
Ｘ’、Ｙ’寸法を有するダイに入れることができる。後
者の具体例においては、Ｘ軸に沿った１／３（Ｘ’／
Ｘ）の変化及びＹ軸に沿った１／２（Ｙ’／Ｙ）の変化
を望むならば、Ｘ方向の寸法に２／３の変化を行うため
の本発明によるＹ軸に平行な独立のプレスは、両軸にそ
って１／２の変化を創り出すために慣用の伸長が行われ
たときは、Ｙ方向に１／２の、Ｘ方向に１／３の変化
（１／２×２／３）をもたらす。

【００２２】本発明の方法は、出発材料として個々の融
合していない繊維、共に重ね合わされたマルチ・マルチ
繊維予備成形物、又は完全に融合した光繊維束を用いる
ことができる。こうして、本発明のテーパを創り出すた
めのプレス段階の間、融合及びテーパづけの双方を、又
は、完全に融合し繊維束が使用された場合にはテーパづ
けのみを、行う必要がある。

【００２３】テーパづけ段階の間光繊維束が加熱される
温度は、慣用の引出し操作を行うために先行技術におい
て慣用的に用いられている温度と本質的に同じである。
典型的には、ガラスは光学繊維コアガラスのおよそ軟化
点、例えば実施例のガラスでは約６８８℃まで加熱され
る。特定の時間−温度推移は、与えられた光学繊維束に
ついて、通常の要素、特にガラス組成のタイプ、熱量等
に基づいて、ルーチンに決定することができる。融合及
びテーパづけを同時に行うときは、より低い温度、例え
ば５０００psi の圧力下における６２１℃の温度が用い
られる。典型的な光学部品の融合及びテーパづけに必要
な時間は、そのような温度における光学繊維ガラスマト
リックスの高い粘性のため４５乃至６０分の範囲であろ
う。ガラスが十分に排除され、ダイ末端（繊維束のＺ軸
に沿って）並びに上部、底及び両側面と接触していると
き、５０００psi が均一に負荷され、個々の被覆された
全ての繊維を一緒に隙間なく融合する。融合及びテーパ
つけ前の繊維の長さは、その全体積が、テーパつけの操
作によって排除される体積に等しい間隔を各末端におい
て提供するように選択される。温度は、全ての空隙の完
全な排除を保証するために加圧下で更なる４５乃至６０
分の間例えば６８８℃に高められる。選択する温度は、
テーパつけ操作が制御不能となったりガラスが破壊され
たりする（例えば、失透し又はコア及び／又は被覆が融
ける）程に高すぎてはならない。融合をも達成しなけれ
ばならないときは、テーパ加熱工程の間、融合した束が
真空気密等のような通常の規格（例えば上述の種々の参
照文献を参照のこと）に適合するように、通常の操作条
件及び手順が用いられる。一旦本発明のテーパつけ段階
が完了すれば、これに続く切断、研削、研摩等の慣用の
処理操作が、全く慣用的に行われる。

【００２４】本発明のプレス操作は、許容できない歪み
なしに必要なテーパを提供するような如何なる適当な仕
方によっても達成される。図３〜６に示したようなダイ
の使用が非常に効果的であることが見出されている。す
なわち、関係する一層大きな映像化装置と共に使用する
ためのＸ及びＹ方向の寸法を有する融合した光学繊維材
料が、該光学繊維材料を受け入れる寸法を有するダイ１
に内に置かれる。ダイは、典型的には、長手軸に沿って
開いた両端を有する。

【００２５】該ダイは、該光学繊維束の各寸法の一つ、
すなわち操作の間変化せずに止まるべき一つに適合する
２つの静止した側面２よりなる。ダイの他の２つの面
は、図３及び４に示したように、光学繊維束の他の寸法
に沿って行われるべき所望のテーパに適合する隆起した
断面３を有する２つの可動の圧縮ラム４よりなる。側面
４の一つが静止したものであることも可能である。該ダ
イ・アセンブリーは、慣用の方法で該光学繊維材料の適
当な作業温度にまで加熱され、そして、修正された繊維
束５を製造するため前述の方法に従って所定の程度ま
で、選択された寸法に沿って繊維の線間距離を圧縮する
ために、該ラムが圧縮される。

【００２６】一つの寸法においてのみアナモルフィック
比を達成しなければならない場合には、更なる圧縮は不
要である。しかしながら、他の寸法においてアナモルフ
ィック比を達成しなければならない場合には、第１のプ
レス段階によって該光学繊維束に既に形成されているテ
ーパを静止側面が受け入れるものである類似のダイが作
製される。これらは、図４の側面４に対応する。第２の
ダイにおける該可動の圧縮ラムは、第１のダイにおける
それらと同様に、達成すべき所望のアナモルフィック比
及びテーパによって決定される形状を有する隆起した断
面３を有する。プレス操作は、第１の操作と同様にして
行われる。第１の段階により製造された光学繊維５は、
第２の段階を行う前に通常は焼なましされる。

【００２７】一端において正方形又は長方形を有するア
ナモルフィックなカップラーに、他端において円又は楕
円へとテーパをつけなければならないときは、操作の間
変化せずに留まる丸い繊維束の直径に適合する間隔を有
する静止した側面を有するダイを構成することができ
る。該ダイの他の２つの側面は、該繊維束の直径の２分
の１を取り囲む半径を有する、長手軸方向に両端におい
て研削されそして滑らかな移行部を介して表面３の平ら
な中央部へと進む表面３を有する、可動の圧縮ラムより
なる。図５（立面図等）及び図６（切り欠いた透視図）
を参照のこと。ラムが完全に圧縮される、すなわち完全
な丸い束を形成するよう半径方向の両端が接触すると
き、該束の中心部は、ダイの各側面による圧縮のため、
正方形又は長方形を形成する。該正方形又は長方形の面
積は、該繊維束の丸い末端の面積と等しくてもまたこれ
より小さくてもよい。楕円の場合には、長径又は短径
は、ダイの側面に垂直に配置される。寸法が小さい方の
末端が円又は楕円であることが望ましいときは、類似の
滑らかな移行部が表面３に研削されるが、両端における
直交する各寸法から中央における円形又は楕円形の寸法
へと進む。この場合においては、中央部分におけるダイ
の各側面はまた、束の形状を変化させるのに役立つ。こ
うして、ダイの中央部が最終的に所望の形状に適合する
ものである形状の変化が、一段階で、又は第１の段階が
一方の側面のみが最終的に所望の形状に適合させ、そし
て第２の段階が、上述のようにして第１の側面の形状を
保持しつつ、残りの側面をその最終形状に適合させるも
のである二段階で、行われる。

【００２８】代わりとして、上述のように、第１のプレ
ス段階の後に、第２のプレス段階の代わりに、双方の寸
法において繊維のサイズを一定比率で減少させるため、
単一寸法においてテーパのついた繊維の、慣用の方法に
よる伸長を単に行なうことができる。マルチ・マルチ光
学繊維を同時に融合しテーパをつけなければならないと
きは、該マルチ・マルチ繊維寸法を受け入れるサイズの
ダイで、正確に同じ操作が行なわれる。

【００２９】上述の結果が得られる限り、特に、歪みを
最小限に止めるため光学繊維束の両端が同時に等しい圧
力に付される場合には、本発明に従って代わりの如何な
るシステムを利用してもよい。

【００３０】代わりの一の具体例においては、図７に示
したようなダイを利用することができる。このダイ形状
においては、圧縮ラム６は、図３〜６の具体例における
ようにスライドするのではなく、回転してダイの中へ入
る。ラムのこの回動作用は、ガラスを伸長させ且つ同時
に圧縮し、それによって図３〜６のダイが利用されたと
きの結果に比して境界繊維の停滞を減少させる。一つの
結果は、（繊維束の中心から縁までの）中心−中心繊維
間隔及び拡大の高められた均一性である。本発明におけ
る光学繊維束７は、好ましくは、ラムの圧縮の間におけ
る束の内方への移動を防止するために取り付けられたフ
ランジ８を有する。

【００３１】本発明の種々の他の目的、特徴及び利点
は、添付の図面と組み合わせて考慮することにより本発
明がよりよく理解されるとき、より完全に認識されるで
あろう。図面においては、数個の図を通じて、類似の
参照番号は、同一又は類似の部分を示している。

【００３２】更なる骨折りなしに、上の記述を用いて、
当業者が本発明を完全に利用することができるものと確
信する。以下の好ましい特定の具体例は、従って、単に
説明的であって、如何なる意味においても本開示の残余
を限定するものではないと解さなければならない。

【００３３】上述の及び以下の具体性においては、全て
の温度は、補正することなく摂氏で示し、別途示した場
合を除き、全ての部及びパーセントは重量による。

【００３４】上述の及び以下の全ての出願、特許及び文
献の開示全体は、参照によりここに導入される。

【００３５】

【実施例】

〔実施例１〕同時的融合及びテーパづけ２４３３６本の個々のモノ繊維を含む１．６７６ｍｍ×
１．６７６ｍｍ×６６．６７５ｍｍの寸法を有する、２
２５本の融合した光学繊維マルチ・マルチ繊維を、静止
側面の間隔２５．１４ｍｍ及び長さ７６ｍｍを有する図
３のダイ中に組み込む。これらの寸法は、１５本のマル
チ・マルチ繊維を該間隔を横切って配置することを許容
する。一つの可動の圧縮ラムが、１５列の１５本のマル
チ・マルチ繊維（計２２５本）が両端において４．６６
３ｍｍの許容差を伴って、該静止側面の間に取り付けら
れている。その他の圧縮ラムは、シールされた空洞を形
成するよう取り付けられている。プレス前には、圧縮ラ
ムの中央隆起部のみが繊維と接触している。図３のダイ
において用いられている上部及び底部圧縮ラムは、テー
パ角度３０℃、及び２５．１４ｍｍ×７６ｍｍを有する
上側長方形表面を有する予め成形された隆起した形状を
有する。光学繊維束／ダイの組み合わせを、ダイの可動
側面及び静止側面（６面）と接触するよう調節された金
属の圧板中に埋め込まれた電気抵抗加熱要素を有する、
真空加圧炉中において加熱する。各圧板は、融合及びテ
ーパづけに必要な力を生み出す水圧シリンダーに取り付
けられている。温度が６２１℃に達すると、該繊維束の
中央部にテーパをつけるために、可動ラムと接触してい
る該圧板に取り付けられた該水圧シリンダーが、作動さ
れる。該可動ラムが、それらの隆起していない表面が該
繊維束に接触するまで移動したとき、他の圧板に取り付
けられている水力シリンダーもまた作動される。全ての
シリンダーの圧力は、繊維束の全表面積上に５０００ｐ
ｓｉの力を負荷するよう、均一に高められる。静止側面
に加えられる力は、ダイ壁の撓みへの対抗を保証するた
めに支持を提供する。工程のこの部分のために要する時
間は６０分間であり、各可動ラムの移動距離は６．２８
５ｍｍである。依然ダイに力を加えたまま更なる６０分
間温度を６８８℃まで高める。次いで、それを６１５℃
まで冷却させ、この同じ温度まで予め熱しておいた焼な
まし炉へ移す。該焼なまし炉は、毎分約２℃で温度を低
下させるように調節されている。１５０℃において、ダ
イを取り除き、室温まで冷却させる。

【００３６】〔実施例２〕予め融合している光学繊維
束のテーパづけ２５．１４ｍｍ×２５．１４ｍｍ×６６．６７５ｍｍの
寸法を有する予め融合させた光学繊維束を、２５．１４
ｍｍの静止側面間隔及び７６ｍｍの長さを有する図３の
ダイ中に置いた。各末端において４．６６３ｍｍの間隔
の許容差を伴って該融合した光学繊維束がその中に置か
れるものである開いた空洞を形成するために、一つの可
動の圧縮ラムを静止側面の間に取付ける。他の圧縮ラム
は、シールされた空洞を形成するために取り付けられ
る。プレスする前には、圧縮ラムの中央隆起部のみが繊
維束と接触している。図３のダイにおいて用いられてい
る上部及び底部の圧縮ラムは、３０°のテーパ角及び上
側の２５．１４ｍｍ×７６ｍｍの寸法の長方形表面を有
する予め形成された隆起した形状を有する。光学繊維束
及び／又はダイの組み合わせを、上記の実施例と同じ装
置及び同じ工程によって加熱しプレスすることができ
る。但し、該束は既に融合していることから、真空炉及
び高圧（５０００ｐｓｉ）は必要でない。電気抵抗加熱
要素を有する慣用の炉が典型的には、ダイの可動のラム
を圧縮するため該炉の内側に突出した棒を有する空気シ
リンダーを外部に取付けることを許容するようになされ
た修正を伴って、使用される。８００ｐｓｉの力を負荷
するために該空気シリンダーを作動させるとき、光学繊
維束／ダイの組み合わせを６８８℃まで加熱する。各可
動ラムが６．２８５ｍｍの距離を４５分間で移動したと
き、炉を冷却し力を解除する。上記の実施例におけるに
類似の焼なまし工程を使用でき、又は代わりに、光学繊
維束のサイズが上述のサイズであるか又はより小さいな
らば、オーブンから取り除き室温にて冷却させてもよ
い。但し、光学繊維束は、切断の前には焼なましされて
いなければならない。束は、６１５℃まで再加熱し次い
で毎分２℃で冷却することにより焼なましされる。

【００３７】ダイを解体し、束の両端を慣用の方法によ
り切断、研削及び研摩する。得られたアナモルフィック
な、先細りの光学繊維束は、大きい方の末端において元
の束のそれに等しい寸法（２５．１４ｍｍ×２５．１４
ｍｍ）を有し、小さい方の末端（慣用の方法により束
を、テーパ部分の中央領域で切断することにより達成さ
れる）が２５．１４ｍｍ×１２．５７ｍｍであり、２：
１のアナモルフィック比（すなわちＸ軸が２：１倍の拡
大又は縮小、そしてＹ軸が１：１）を与える。

【００３８】上記の実施例においてダイから取り外され
た光学繊維束は、Ｘ軸及びＹ軸のアナモルフィック比を
保持しつつ両軸方向の全体的な拡大をもたらすために、
中央領域を再加熱して慣用の手段により伸長させてもよ
い。全体的伸長（拡大）比が、各軸に付加される。該伸
長工程は、テーパのついた領域の両側面を彎曲させる傾
向があり、それは歪みを引起し得る。従って、この領域
において該束が切断された後、両側面を真直ぐにし歪み
を減少させるために、両端を別々に該束の末端と本質的
に同じ寸法を有するダイ中に置き、そしてテーパづけ段
階に適当であるのと同じ温度範囲にて１０分間プレス処
理を加える。

【００３９】上記の実施例は、ホウ酸ランタンコアガラ
ス（ＲＷＹ−３２；Schott Fiber Optics)及びホウケイ
酸被覆ガラス（８２５０；Schott) に適した値を用いて
いる。

【００４０】上述の各実施例は、上述の実施例において
用いられたものを本発明の一般的に又は具体的に記述さ
れた反応体及び／又は操作条件によって置き換えること
によっても同様の成功をもって繰り返すことができる。

【００４１】上述の記述から、当業者は、容易に本発明
の本質的特徴を確認することができ、且つ、本発明の精
神及び範囲から外れることなく、種々の用途及び条件に
適合させるために本発明の種々の変更及び修正を行なう
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】異なる作用領域を有する２つの映像化装置９
の間の、本発明の典型的な先細りの光学繊維束を示す。

【図２】本発明の先細りの光学繊維束の両端の光学顕
微鏡写真を示す。

【図３】一の寸法方向にテーパのついた本発明の先細
りの光学繊維束を作製するために有用なダイ形状を示
す。

【図４】他の一の寸法方向にもテーパのついた本発明
の先細りの光学繊維束を作製するために有用なダイ形状
を示す。

【図５】一端が長方形又は正方形、他端が円である本
発明の先細りの光学繊維束を作製するために有用なダイ
のラム形状の立面図等を示す。

【図６】一端が長方形又は正方形、他端が円である本
発明の先細りの光学繊維束を作製するために有用なダイ
のラムの透視図を示す。

【図７】本発明の先細りの光学繊維束を作製するため
に有用な別のダイ形状の透視図を示す。

【符号の説明】

１・・・ダイ、２・・・静止した側面、３・・・隆起し
た断面、４・・・ラム、５・・・修正された繊維束、６
・・・ラム、７・・・繊維束、８・・・フランジ。

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【手続補正書】

【提出日】平成６年５月１２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長手軸Ｚ及び該Ｚ軸に各々垂直な平面（Ｘ
軸／Ｙ軸）内の表面を有する２つの末端を有するアナモ
ルフィックな、先細りの融合した光学繊維束であって、
前記末端の第１のものは断面の寸法Ｘ及びＹを有しそし
て前記末端の第２のものは断面の寸法Ｘ’及びＹ’を有
し、少なくともＸ’はＸより小さく、そして比Ｘ’／Ｘ
は比Ｙ’／Ｙと異なっており、ここに前記繊維のＸ軸方向の寸法が前記Ｚ軸に沿って前
記第１の末端における値Ｘから前記第２の末端における
値Ｘ’へと連続的に変化するものであり、そして大きい
方の寸法を有する前記末端表面から小さい方の寸法を有
する前記末端表面へとそれを通って画像が移されるとき
該画像が比Ｘ’／Ｘ及び比Ｙ／Ｙ’に比例してアナモル
フィックに縮小されるものである繊維束。
【請求項２】Ｙ’がＹより小さくそして前記繊維のＹ軸
方向の寸法が前記Ｚ軸に沿って前記第１の末端における
値Ｙから前記第２の末端における値Ｙ’へと連続的に変
化するものである、請求項１に記載のアナモルフィック
な、先細りの融合した光学繊維束。
【請求項３】前記第１の末端の断面形状が長方形であり
且つ前記第２の末端の断面形状が長方形である、請求項
１に記載のアナモルフィックな、先細りの融合した光学
繊維束。
【請求項４】前記第１の末端の断面形状が長方形であり
且つ前記第２の末端の断面形状が正方形であるか、又
は、前記第１の末端の断面形状が正方形であり且つ前記
第２の末端の形状が長方形である、請求項１に記載のア
ナモルフィックな、先細りの融合した光学繊維束。
【請求項５】前記第１の末端の断面形状が円であり且つ
前記第２の末端の断面形状が長方形である、請求項１に
記載のアナモルフィックな、先細りの融合した光学繊維
束。
【請求項６】前記第１の末端の断面形状が円であり且つ
前記第２の末端の断面形状が正方形である、請求項１に
記載のアナモルフィックな、先細りの融合した光学繊維
束。
【請求項７】該比Ｘ’／Ｘが１／７乃至１／1.1 であ
る、請求項１に記載のアナモルフィックな、先細りの融
合した光学繊維束。
【請求項８】前記Ｘ軸に沿った前記連続的変化によって
形成されるテーパ角度が３０°未満である、請求項１に
記載のアナモルフィックな、先細りの融合した光学繊維
束。
【請求項９】長手軸Ｚ及び該Ｚ軸に各々垂直な平面（Ｘ
軸／Ｙ軸）内の表面を有する２つの末端を有するアナモ
ルフィックな、先細りの融合した光学繊維束であって、
前記末端の第１のものは断面寸法Ｘ及びＹを有しそして
前記末端の第２のものは断面寸法Ｘ’及びＹ’を有し、
少なくともＸ’はＸより小さく且つ比Ｘ’／Ｘは比Ｙ’
／Ｙと異なっており、そしてここに大きい方の寸法を有
する前記末端表面から小さい方の寸法を有する前記末端
表面へとそれを通って画像が移されるとき該画像が比
Ｘ’／Ｘ及び比Ｙ’／Ｙに比例してアナモルフィックに
縮小するものである繊維束を製造するための方法であっ
て、前記Ｚ軸に沿った自由な伸長を許容しつつ、そのような
Ｚ軸とそのような寸法Ｘ及びＹとを有する出発材料の光
学繊維束の一部のみを圧縮し、それによって該Ｚ軸に沿
って該断面寸法ＸをＸ’へと連続的に減少させ、そし
て、もしもＹ’がＹより小さいならば、前記出発材料の
光学繊維束のやはり一部のみを圧縮し、それによって前
記Ｚ軸に沿って断面寸法ＹをＹ’へと連続的に減少させ
ることよりなるものである方法。
【請求項１０】ＸをＸ’へと減少させる前記圧縮が、Ｙ
をＹ’へと減少させる前記圧縮とは別に行なわれるもの
である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】前記第１の末端の断面形状が長方形であ
り且つ前記第２の末端の断面形状が長方形である、請求
項９に記載の方法。
【請求項１２】前記第１の末端の断面形状が長方形であ
り且つ前記第２の末端の断面形状が正方形であるか、又
は、前記第１の末端の断面形状が正方形であり且つ前記
第２の末端の断面形状が長方形である、請求項９に記載
の方法。
【請求項１３】前記第１の末端の断面形状が円であり且
つ前記第２の末端の断面形状が長方形である、請求項９
に記載の方法。
【請求項１４】前記第１の末端の断面形状が円であり且
つ前記第２の末端の断面形状が正方形である、請求項９
に記載の方法。
【請求項１５】該出発材料である光学繊維束が完全に融
合した光学繊維束である、請求項９に記載の方法。
【請求項１６】該出発材料である光学繊維束が融合して
いないものであり、前記圧縮段階の間に融合するもので
ある、請求項９に記載の方法。
【請求項１７】該比Ｘ’／Ｘが１／７乃至１／1.1 であ
る、請求項９に記載の方法。
【請求項１８】前記Ｘ軸に沿った前記連続的な変化によ
って形成されるテーパ角度が３０°未満である、請求項
９に記載の方法。
【請求項１９】前記圧縮段階の一つの後に、Ｘ’及び
Ｙ’の大きさを更に減少させるために前記光学繊維束を
伸長させることよりなる、請求項９に記載の方法。
【請求項２０】前記伸長段階の後に、前記第２の末端を
前記第２の末端の寸法と本質的に等しい寸法を有するダ
イ中に押し込み、それによって前記末端の側面の如何な
る彎曲をも軽減させるものである、請求項１９に記載の
方法。
【請求項２１】２つの端面を有する融合した光学繊維束
にテーパをつける方法であって、該束を伸長させ（それ
によって該束の一端が伸長前の寸法より小さいものであ
る少なくとも一の表面寸法を有する）、次いで該より小
さい寸法を有する該末端を該伸長後の該末端の表面の寸
法に本質的に等しい寸法を有するダイ中に押し込むこと
よりなるものである方法。
【請求項２２】請求項９に記載の方法によって製造され
る、アナモルフィックな、先細りの融合した光学繊維
束。
【請求項２３】各々作用表面を有する第１及び第２の映
像化装置であって、前記第１の装置の前記作用表面の少
なくとも一の寸法が前記第２の装置の対応する寸法と異
なっているものである映像化装置と、そして前記２つの
映像化装置を結合させる、請求項１に記載のアナモルフ
ィックな、先細りの融合した光学繊維束とからなるもの
である、光学的組み合わせ。
【請求項２４】個々の光繊維が約３乃至５０μｍの外径
を有するものである、請求項１に記載のアナモルフィッ
クな、先細りの融合した光学繊維束。
【請求項２５】個々の光繊維が約３乃至５０μｍの外径
を有するものである、請求項９に記載の方法。
【請求項２６】個々の光繊維が約３乃至５０μｍの外径
を有するものである、請求項２１に記載の方法。