JPH0797167B2 - 光バンドルフアイバの端末構造 - Google Patents

光バンドルフアイバの端末構造

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JPH0797167B2
JPH0797167B2 JP62007300A JP730087A JPH0797167B2 JP H0797167 B2 JPH0797167 B2 JP H0797167B2 JP 62007300 A JP62007300 A JP 62007300A JP 730087 A JP730087 A JP 730087A JP H0797167 B2 JPH0797167 B2 JP H0797167B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複数本の光ファイバを束ねて形成した光バンド
ルファイバの端末構造に関するものである。
〔従来の技術〕
光バンドファイバに光を入射し、目的の場所までこれを
ガイドする方法が従来から知られている。この場合、光
バンドルファイバの出射端からの出射光は、使用してい
る光ファイバ素線のN.A.(Numerical Aparture;開口
数)に従った出射角θをもつ。そして、この出射角θは
N.A.が大きいほど大きく、空気中に出射された場合には
下記(1)式に従うことが知られている。
θ=2・sin-1(N.A.) …(1) また、各種の光ファイバの出射角θの値は例えば、次に
ようになることが知られている。すなわち、 光通信等に用いられるGeO2・SiO2(コア)/SiO
2(クラッド)ファイバでは、N.A.=0.3、θ=35゜ 紫外線用ライトガイド等に用いられるSiO2/SiO2
フッ素ファイバでは、N.A.=0.2、θ=23゜ 照明用ライトガイド等に用いられるGeO2・SiO2/SiO
2+フッ素ファイバでは、N.A.=0.35、θ=41゜ 照明用ライトガイド等に用いられる多成分ガラスフ
ァイバでは、N.A.=0.55、θ=67゜ となっている。このように、紫外線ライトガイドとして
知られている純粋石英系コアファイバは、出射角θが最
も小さい。
以下、添付図面の第8図を参照して、従来装置の使用方
法を説明する。
第8図は従来の光バンドルファイバにより、容器の内部
を紫外線殺菌する状態を示す図である。図示の通り、光
バンドルファイバ1は容器2の開口に向けて配置され
る。このようにすると、光バンドルファイバ1の出射端
面からの紫外線は図中に符号3で示す如く容器2内に進
入し、その内面に照射される。これにより、容器2の内
面の殺菌が行なえることになる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら上記の従来装置による殺菌では、下記の如
き問題点があった。
第1に、容器が開口の小さくなったボトル状のものであ
るときには、第8図に符号4で示す開口下部の殺菌を全
く行なえなかった。また、容器内面に凹、凸がある場合
にも、その部分には紫外線が照射されず、従って殺菌を
行なえないという問題があった。
第2に、容器内面に紫外線が照射される場合でも、一定
の角度をもって照射されることになるため、殺菌が十分
に行なえなかった。第9図はその事情を説明する図であ
る。図示の通り、光バンドルファイバ1からの紫外線3
が容器2の内面に照射されるとき、傾斜角がθ/2である
とき(出射角:θ)には、照射強度Iは垂直に照射され
る場合に比べてsin(θ/2)倍になる。従って、前述のS
iO2/SiO2+フッ素ファイバでは、 sin(θ/2)=sin11.5゜ ≒0.2 となるので、照射強度は約20%に低下してしまう。
これら第1、第2の問題点があったため、従来装置を殺
菌のために用いることはなされていなかった。
そこで本発明は、ボトル等の容器内側の殺菌等を、容易
かつ確実に行なうことのできる光バンドルファイバの端
末構造を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の第1の態様に係る光バンドルファイバの端末構
造は、光バンドルファイバの光出射端部で中心部の複数
本の光ファイバを挿入して保持し、この中心部の光ファ
イバから出射された光を通過させる開口を中心部に有す
ると共に、光バンドルファイバの周辺部の複数本の光フ
ァイバから出射された光を光ファイバの軸と交叉する方
向に反射させる円錘面状のミラーをその外面に有する反
射部材を備えることを特徴とする。
本発明の第2の態様に係る光バンドルファイバの端末構
造は、光バンドルファイバの光出射端部を挿入して保持
し、その中心部の複数本の光ファイバから出射された光
を通過させる開口を中心部に有すると共に、光バンドル
ファイバの周辺部の複数本の光ファイバから出射された
光を光ファイバの軸と交叉する方向に反射させる漏斗面
状のミラーを開口の下部内面に有する反射部材を備える
ことを特徴とする。
〔作用〕
本発明の第1の態様に係る光バンドルファイバの端末構
造は、以上の通りに構成されるので、反射部材は光バン
ドルファイバ端末の中心部を挿入して保持すると共に、
その中心部の開口で光バンドルファイバの中心部から下
方向への出射光を通過させるように働き、その外面の円
錘面状ミラーで光バンドルファイバの周辺部からの出射
光を横方向に反射させるように働く。
本発明の第2の態様に係る光バンドルファイバの端末構
造は、以上の通りに構成されるので、反射部材は光バン
ドルファイバの端末を挿入して保持すると共に、その中
心部の開口で光バンドルファイバの中心部から下方向へ
の出射光を通過させるように働き、その開口の下部内面
の漏斗面状ミラーで光バンドルファイバの周辺部からの
出射光を横方向に反射されるように働く。
〔実施例〕
以下、添付図面の第1図ないし第7図を参照して、本発
明のいくつかの実施例を説明する。なお、図面の説明に
おいて同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明
を省略する。
第1図は本発明の第1の実施例に係る光バンドルファイ
バの端末部の縦断面図である。光バンドルファイバ1は
同心円状に2つに分けられ、中心部ファイバ束1Aと、周
辺部ファイバ束1Bから構成されている。そして、中心部
ファイバ束1Aは内側スリーブ11に保持され、周辺部ファ
イバ束1Bは外側スリーブ12に保持されている。中心部フ
ァイバ束1Aは内側スリーブ11と共に一定の長さだけ下方
向に突出させられ、その突出部には円錘面状のミラー面
を外面に有する反射ミラー部材13が接着剤14によって固
定されている。なお、接着剤14は内側スリーブ11と周辺
部ファイバ束1Bとの間にも介在させられており、これに
よって両者が位置ずれしないようになっている。
第2図は第1図に示す第1の実施例において用いられる
反射ミラー部材13の斜視図である。図示の通り、反射ミ
ラー部材13は中心部に内側スリーブ11を挿入するための
開口を有しており、周辺部は所定の角度αで傾斜する円
錘面に仕上げられている。そして、この円錘面には例え
ば誘電体多層膜コーティングやアルミニウム蒸着が施さ
れ、254nm程度の波長の紫外線を選択的に反射するミラ
ー面になっている。
次に、上記第1の実施例に係る光バンドルファイバの作
用を説明する。
中心部ファイバ束1Aを伝播する紫外線は、その端面から
符号3Aに示す如く下方に出射される。また、周辺部ファ
イバ束1Bを伝播する紫外線は、その端面から出射されて
反射ミラー部材13の円錘面で反射され、図中に符号3Bで
示す如く横方向に出射される。
この第1実施例による容器の殺菌は、例えば第3図に示
すように行なわれる。すなわち、光バンドルファイバ1
を容器2の開口から挿入し、矢印Sの方向に移動させ
る。すると、下方向への紫外線3Aは容器2の底面を照射
し、横方向への紫外線3Bは容器2の側面を照射する。こ
のため、容器2の開口下部にも紫外線が均等に照射さ
れ、殺菌が行なわれる。また、容器2の内側に凹、凸な
どがあったとしても、効率よく紫外線が照射される。
上記第1の実施例については、種々の変形が可能であ
る。
例えば上記の実施例では、中心部フィイバ束1Aを保持す
る内側スリーブ11と円錘面を有する反射ミラー部材13と
で反射部材を構成したが、反射ミラー部材13を中心部フ
ァイバ束1Aに直接に固定してもよい。また、接着剤を用
いることは必須ではなく、中心部ファイバ束1Aの端面と
反射ミラー部材13の端面とを一致させることも必須では
ない。
円錘面の傾斜角αは例えば45゜とすればよく、このよう
にすれば水平方向への反射が可能となる。しかし、α<
45゜とすれば、反射光を上方向に送ることができるの
で、ボトルの開口下部の殺菌をより確実に行なうことが
できる。
中心部と周辺部のファイバ束の素線数の割合は、容器の
形状や使用目的等により種々変更できる。また、光バン
ドルファイバを使用するラインの速度によってこれを変
更してもよい。
本実施例に係る各要素の材料には、種々のものを用いる
ことができる。例えば、接着剤14としては通常のエポキ
シ系樹脂が用いられるが、これに限られるものではな
い。また、反射面も誘電体多層膜コーティング等のもの
に限られず、使用される紫外線も波長が254nmのものに
限られない。
本発明者は、上記実施例の有効性を確認するため、次の
ような実験を行なった。
まず、約900芯の有効バンドル面積をもつ光バンドルフ
ァイバ1を用意し、中心部ファイバ束1Aを約450芯の光
ファイバで構成し、周辺部ファイバ束1Bを約450芯の光
ファイバで構成した。そして、第1図に示すように反射
ミラー部材13を取付け、図中の角度αを45゜とした。な
お、円錘面状ミラーの外径は約8mmとし、その反射率は9
0%とした。一方、従来例としては約900芯の有効バンド
ル面積をもつ光バンドルファイバ31を用意し、そのまま
用いることにした。
次に、殺菌対象の容器としては、第4図(a),(b)
に示すものを用いた。すなわち、内径が50mmで高さが10
0mmのパイプ41を用意した。そして、光バンドルファイ
バ1,31のそれぞれに、波長が254nmの紫外線を光バンド
ルファイバ出射端より1cmのところでの測定値が700mW/c
m2の強度で入射し、第4図(a),(b)に矢印S1〜S5
で示す如く操作した。
以上のように実験を行なって、パイプ41の内面における
紫外線照射強度を測定したところ、第5図に示す如き結
果を得た。図から明らかなように、本実験例によれば従
来の5倍程度の照射強度が得られることがわかる。
次に、第6図および第7図にもとづき、本発明の第2の
実施例を説明する。
第6図は同実施例の断面図であり、第7図はその反射部
材の斜視図である。そして、これが前述の第1の実施例
と異なる点は、反射部材21が外側スリーブ12に取り付け
られるようになっていることと、反射面が漏斗面として
反射部材21の開口の下部内面に形成されていることの2
点である。
この実施例のものによれば、光バンドファイバ1の周辺
部のファイバからの出射光は、反射部材21の漏斗面にお
いて反射される。従って、矢印3Bにて示す如く、横方向
に向けて紫外線を送ることができる。
また、この第2の実施例では、光バンドルファイバ1の
光ファイバを中心部と周辺部であらかじめ分割する必要
がなく、端部形状でも従来のものから特に変形を加える
必要がない。このため、端末の加工および製作を容易に
行えるだけでなく、反射部材21を容器の形状等に合わせ
て取り換えることもできる。
〔発明の効果〕
以上、詳細に説明した通り、本発明の第1の態様のもの
によれば、反射部材の外面に形成した円錘面状ミラーに
よって周辺部ファイバ束からの光を横方向に反射ように
したので、ボトル等の容器の内側の殺菌等を、容易かつ
確実に行なうことができる。
また、本発明の第2の態様のものによれば、反射部材の
開口の下部内面に形成した漏斗面状ミラーで、光バンド
ルファイバの周辺部からの光を横方向に反射するように
したので、ボトル等の容器の内側の殺菌等を容易かつ確
実に行なえる。特に、この第2の態様のものよれば、使
用目的等に応じて反射部材を容易に取り換えれるという
格別の効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例に係る光バンドルファイ
バの端末構造の断面図、第2図は第1図に示す反射ミラ
ー部材の斜視図、第3図は第1図に示す第1の実施例に
よる殺菌方法の説明図、第4図は光ファイバによる殺菌
の実験例の説明図、第5図は第4図に示す実験の結果の
説明図、第6図は本発明の第2の実施例に係る光バンド
ルファイバの断面図、第7図は第6図に示す反射部材の
斜視図、第8図および第9図は従来技術の説明図であ
る。 1……光バンドルファイバ、1A……中心部ファイバ束、
1B……周辺部ファイバ束、2……容器、3,3A,3B……紫
外線、11……内側スリーブ、12……外側スリーブ、13…
…反射ミラー部材、14……接着剤、21……反射部材。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数本の光ファイバを所定の軸に沿って束
    ねて形成した光バンドルファイバの端末構造において、 前記光バンドルファイバの光出射端部で中心部の複数本
    の光ファイバを挿入して保持し、前記中心部の光ファイ
    バから出射された光を通過させる開口を中心部に有する
    と共に、前記光バンドルファイバの周辺部の複数本の光
    ファイバから出射された光を前記所定の軸と交叉する方
    向に反射させる円錘面状のミラーをその外面に有する反
    射部材を備えることを特徴とする光バンドルファイバの
    端末構造。
  2. 【請求項2】前記ミラーは誘電体多層膜コーティングに
    より形成されている特許請求の範囲第1項記載の光バン
    ドルファイバの端末構造。
  3. 【請求項3】前記ミラーはアルミニウム蒸着膜により形
    成されている特許請求の範囲第1項記載の光バンドルフ
    ァイバの端末構造。
  4. 【請求項4】前記ミラーは波長が200nm〜300nmの紫外
    線、好ましくは254nmの紫外線を選択的に反射させる特
    許請求の範囲第1項記載の光バンドルファイバの端末構
    造。
  5. 【請求項5】複数本の光ファイバを所定の軸に沿って束
    ねて形成した光バンドファイバの端末構造において、 前記光バンドルファイバの光出射端部を挿入して保持
    し、中心部の複数本の光ファイバから出射された光を通
    過させる開口を中心部に有すると共に、前記光バンドル
    ファイバの周辺部の複数本の光ファイバから出射された
    光を前記所定の軸と交叉する方向に反射させる漏斗面状
    のミラーを前記開口の下部内面に有する反射部材を備え
    ることを特徴とする光バンドファイバの端末構造。
  6. 【請求項6】前記ミラーは誘電体多層膜コーティングに
    より形成されている特許請求の範囲第5項記載の光バン
    ドルファイバの端末構造。
  7. 【請求項7】前記ミラーはアルミニウム蒸着膜により形
    成されている特許請求の範囲第5項記載の光バンドルフ
    ァイバの端末構造。
  8. 【請求項8】前記ミラーは波長が200nm〜300nmの紫外
    線、好ましくは254nmの紫外線を選択的に反射させる特
    許請求の範囲第5項記載の光バンドルファイバの端末構
    造。
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