JPH09113742A - 側面発光型プラスチック光ファイバおよびその製造方法 - Google Patents

側面発光型プラスチック光ファイバおよびその製造方法

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JPH09113742A
JPH09113742A JP7291669A JP29166995A JPH09113742A JP H09113742 A JPH09113742 A JP H09113742A JP 7291669 A JP7291669 A JP 7291669A JP 29166995 A JP29166995 A JP 29166995A JP H09113742 A JPH09113742 A JP H09113742A
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JP
Japan
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optical fiber
diameter
fiber
plastic optical
core
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JP7291669A
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English (en)
Inventor
Masanori Matsumoto
雅則 松本
Yoshikazu Hayakawa
良和 早川
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4202Packages, e.g. shape, construction, internal or external details for coupling an active element with fibres without intermediate optical elements, e.g. fibres with plane ends, fibres with shaped ends, bundles
    • G02B6/4203Optical features
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02033Core or cladding made from organic material, e.g. polymeric material

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光源近辺の部分での光の過剰な漏洩を防止
し、それによって光ファイバの長短にかかわらず、全長
に渡って一定の光量の光を漏洩させて射出させる光ファ
イバを提供する。 【解決手段】 コア3およびクラッド2に透明なプラス
チック樹脂を用い、側面から光を漏曳させる光ファイバ
において、光を入射する部分がその光ファイバの構成中
最大クラッド径・コア径を持ち、そこから長手方向にテ
ーパ状にファイバ径が細くなるテーパ部4、途中より一
定のファイバ径を持つ一定外径部5より構成される側面
発光型プラスチック光ファイバである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、装飾灯,誘導灯
等に適した側面発光型のプラスチック光ファイバに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】近年、光ファイバは色々な用途に用いら
れるようになってきたが、その中でもプラスチック光フ
ァイバは大口径,柔軟性,熱を発生しない等の特徴を有
するため、その特徴を生かして装飾灯,誘導灯等の用途
にも用いられるようになってきている。また、クリーン
ルームや水中での微生物の繁殖用といった光源の設置が
難しい部分での照明用途にも使用することが検討されつ
つあり、将来応用分野の拡大とともに有望な製品となっ
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の側面
発光型のプラスチック光ファイバは、その殆どが全長に
渡り一定の外径を有するものであり、単純にそのクラッ
ドとコアとの界面から漏れた光を光ファイバの側面から
射出して照明するという形態で用いられているのが一般
的である。
【0004】一定の外径に成形された従来の光ファイバ
に光源からの光を入射させた場合、図3のグラフにおい
て破線に示すように、光源近辺の部分においてかなりの
光が漏洩してしまい、その結果光ファイバの全長に渡り
均一に側面から光を射出させることは不可能であった。
また、光源近辺の部分で過剰な光が漏洩するため光ファ
イバに入射した光の光量の損失が大きく、このことは光
ファイバ長が長くなればなる程強い光を全長に渡って漏
洩させることが困難な構成となっている。さらに、従来
は光ファイバをテーパ状に成形すること、とりわけテー
パ部と一定外径部を有する複雑な形状を有する光ファイ
バを製造することは極めて困難であった。
【0005】この発明の目的は、前述した側面発光型プ
ラスチック光ファイバにおいて、光源近辺の部分での光
の過剰な漏洩を防止し、それによって光ファイバの長短
にかかわらず、全長に渡って一定の光量の光を漏洩させ
て射出させる光ファイバを提供することにある。即ち、
光源近辺の部分での光の過剰な漏洩がトータルな光量の
ロスとなるため、このロスを少なくすることによってよ
り強い光量の光を光ファイバの長手方向に渡って均一に
漏洩させて射出することができるようになる。また、そ
の製造が極めて困難であった光ファイバを、簡単な成形
方法で容易に製造することができる光ファイバを提供す
ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明により提供され
る側面発光型のプラスチック光ファイバは、コア材およ
びクラッド材に透明なプラスチック樹脂を用い、それら
の界面から光を漏洩させる光ファイバにおいて、光を入
射する部分がその光ファイバの構成中最大のファイバ径
を持ち、そこから長手方向にテーパ状にファイバ径が細
くなり、途中よりファイバ径が一定となる形状であるこ
とを特徴としている。また、上記光ファイバにおいて、
テーパ状にファイバ径が変化する部分の長さを一定のフ
ァイバ径を持つ部分長さに対して短くすることにより容
易に作成できるようにした。さらに、チューブ状に成形
したクラッド材の中にコア材を注入することにより、テ
ーパ部を金型等にて成形することが容易となり、その他
のファイバ径が一定の部分も連続して容易に成形するこ
とが可能となる。
【0007】この発明で、光ファイバのファイバ径を光
入射部の最大外径において2〜15mm、外径が一定に
なる部分において1〜13mmの範囲とした理由は、こ
のファイバ径より太いと光ファイバの柔軟性が損なわ
れ、また、光ファイバの製造に必要な材料の増加により
価格が上がってしまい実用的でなくなるためである。た
だし、実際に用いられる光ファイバの寸法は、必要照度
や設置場所等の条件に応じて決定する必要がある。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいてこの発明の
実施例を説明する。図1は、一実施例の側面発光型プラ
スチック光ファイバの構成を示す側面図、図2は使用状
態を示す側面図である。即ち、光ファイバ1は周縁のク
ラッド2と中央のコア3から形成されている。そして、
光源6からの光を図示しないレンズで集光させて入射さ
せる。光源側のテーパ部4の端部は最大のファイバ径を
持ち、そこからテーパ状に次第にファイバ径が細くな
り、途中からファイバ径が一定となる一定外径部5が形
成されている。この光ファイバ1の使用例として、図2
に示すように光源2からの光を端部のテーパ部4に入射
させると、入射した光は光ファイバ1の長手方向の側面
よりほぼ均一に漏れて射出され、光ファイバ1が発光し
た状態になる。
【0009】上記側面発光型プラスチック光ファイバ1
のクラッド2を構成する材質としては、テトラフルオロ
エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合
体(PFA)もしくはテトラフルオロエチレン・ヘキサ
フルオロプロピレン共重合体(FEP)を用いるとよ
い。これらの材料は透明性に優れ、かつ、押出によりチ
ューブ状に成形することが容易であるからである。ま
た、耐熱性,伸びにも優れているため、熱硬化性樹脂を
中に注入してコア3を成形するのに適している。
【0010】コア3を構成する材質としては、屈折率が
クラッド2の屈折率に対して0.01〜0.2大きい樹
脂がよい。屈折率がこれより小さいとクラッド2とコア
3との界面で光の反射が十分ではなくなり、側面発光型
の光ファイバとしての機能が弱くなる。また、屈折率が
これより大きいとテーパ部4の界面での反射が大きくな
り過ぎ、光ファイバ1の先端まで十分な光量の光が伝搬
しなくなる。ここで適正な屈折率とは、光ファイバ1か
ら漏洩させる光量と光ファイバの必要条長によって、光
ファイバの有するテーパ部4の角度と屈折率を合わせて
計算されるべきものであり、この発明では特にこれを限
定しない。
【0011】この側面発光型プラスチック光ファイバ1
の製造方法としては、クラッド材の中にコア材を注入
し、熱および圧力をかけてテーパ部4を成形すると同時
に、注入したコア材を熱硬化させ、光ファイバを成形す
る方法が適している。よりよい方法としては、コア3に
熱硬化性樹脂を用いると、光ファイバ1の成形がより容
易となる。これは熱硬化性樹脂の方がテーパ部4を成形
した後、さらに一定外径部5を成形しようとした場合、
寸法精度,形状安定性に優れているからである。熱可塑
性樹脂を用いると、テーパ部4を成形した後、さらに一
定外径部5を成形しようとした場合等に形状が変化する
恐れがある。また、熱可塑性樹脂に比べ、熱硬化性樹脂
の方が成形温度を低くすることができるため、クラッド
2をテーパ状に成形する際、クラッド材を軟化温度以上
・溶融温度以下に保つことが容易となる。
【0012】ここで、コア3の材質としては熱硬化性シ
リコン樹脂を用いるのが良い。熱硬化性シリコン樹脂は
光ファイバの材料として要求される透明性を確保できる
と共に、耐熱性をも有するからである。最近の傾向とし
て、光源6にハロゲンランプ,キセノンランプ等の照度
の高いランプが用いられることが多くなってきている
が、こういった高輝度の光源を用いてレンズで光ファイ
バに集光させた場合、かなりの熱が発生するからであ
る。他の樹脂では変形,焦げ等が発生して実用的ではな
くなる。
【0013】
【実施例】図4に基づいて、具体的な製造方法の実施例
を説明する。クラッドとして外径6mm、内径5mmの
テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共
重合体(FEP)のチューブ7の片端を金型8に挿入
し、もう一方の片端より圧力10kgf/cm2 にて熱
硬化性シリコン樹脂9を注入してコアを形成する。そし
て、テーパ部の先端を封止した後、圧力を保ったまま金
型8に120℃の熱をかけてシリコン樹脂9を硬化させ
る。その後、圧力を1kgf/cm2 に落とし、金型部
以外のチューブ7に熱をかけて全長のシリコン樹脂9を
硬化させた。こうして得られたテーパ部の端面のクラッ
ドの外径が10mm,コアの外径が9.4mm,一定外
径部のクラッドの外径が6mm,コアの外径が5mm,
テーパ部の長さが0.6m,光ファイバの全長が4mの
側面発光型プラスチック光ファイバ1が製作された。
【0014】この側面発光型プラスチック光ファイバ1
のテーパ部4の端面に光源6から光を入射させたとこ
ろ、図3のグラフに実線で示すような全長に渡って良好
に光が射出されることが確認された。
【0015】比較例として、クラッド材として外径6m
m、内径5mmのFEPチューブを用い、この中に熱硬
化性シリコン樹脂を注入し、常圧にて全長の樹脂を熱硬
化させて得られたクラッド径6mm,コア径5mm,光
ファイバ全長4mの一定外径部を有するプラスチック光
ファイバを作成し、上記と同様に光ファイバ端面に光源
から光を入射させたところ、図3のグラフで点線で示す
ような結果が得られた。即ち、入射部近辺でかなりの光
が漏れてしまい、光ファイバ全長において均一な発光が
得られなかった。
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の側面発
光型プラスチック光ファイバによれば、光ファイバの全
長に渡り均一な射出光の得られる優れた側面発光の光フ
ァイバとなる。その製造においても、チューブ状あるい
は押出方式によりチューブ状に成形したクラッド材に熱
および圧力をかけてコア材を注入することにより容易に
製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の側面発光型プラスチック光ファイバ
の構成を示す側面図、
【図2】図1の側面発光型プラスチック光ファイバの使
用状態を示す側面図、
【図3】この発明の側面発光型プラスチック光ファイバ
と従来のプラスチック光ファイバとの実験例を比較した
グラフ、
【図4】この発明の側面発光型プラスチック光ファイバ
の製造方法の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 側面発光型プラスチック光ファイバ 2 クラッド 3 コア 4 テーパ部 5 一定外径部 6 光源 7 チューブ状のクラッド 8 金型 9 コア材

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コアおよびクラッド材に透明なプラスチ
    ック樹脂を用い、側面から光を漏曳させる光ファイバに
    おいて、光を入射する部分がその光ファイバの構成中最
    大クラッド径・コア径(以下ファイバ径と呼ぶ)を持
    ち、そこから長手方向にテーパ状にファイバ径が細くな
    り、途中より一定のファイバ径を持つ部分より構成され
    ることを特徴とする側面発光型プラスチック光ファイ
    バ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の側面発光型プラスチック
    光ファイバにおいて、ファイバ径が変化するテーパ部分
    の長さが一定のファイバ径を持つ部分の長さより短いこ
    とを特徴とする側面発光型プラスチック光ファイバ。
  3. 【請求項3】 ファイバ径が、光入射部の最大外径にお
    いて2〜15mm、外径が一定になる部分において1〜
    13mmの範囲であることを特徴とする請求項1または
    請求項2に記載された側面発光型プラスチック光ファイ
    バ。
  4. 【請求項4】 クラッド材にテトラフルオロエチレン・
    パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PF
    A)もしくはテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロ
    プロピレン共重合体(FEP)を用い、コア材として屈
    折率がクラッド材の屈折率に対して0.01〜0.2大
    きい樹脂を用いたことを特徴とする請求項1から請求項
    3までの何れかに記載された側面発光型プラスチック光
    ファイバ。
  5. 【請求項5】 請求項1および請求項2記載の側面発光
    型プラスチック光ファイバにおいて、あらかじめクラッ
    ド材としてチューブ状に成型した樹脂の中にコア材を圧
    力をかけて注入し、その圧力によってテーパ部分を成型
    すると同時にコアとクラッドを成形してファイバ化する
    側面発光型プラスチック光ファイバの製造方法。
  6. 【請求項6】 押出方式によりチューブ状に成形したク
    ラッド材,熱硬化性シリコン樹脂をコア材として、クラ
    ッド材の中にコア材を注入し、熱および圧力をかけてテ
    ーパ部を成形すると同時にコア材を熱硬化させ、ファイ
    バを成形する側面発光型プラスチック光ファイバの製造
    方法。
JP7291669A 1995-10-16 1995-10-16 側面発光型プラスチック光ファイバおよびその製造方法 Pending JPH09113742A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7345739B2 (en) 2003-03-07 2008-03-18 Asml Netherlands B.V. Lithographic alignment system and device manufacturing method
JPWO2010001589A1 (ja) * 2008-07-02 2011-12-15 パナソニック株式会社 ガイド装置

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JPWO2010001589A1 (ja) * 2008-07-02 2011-12-15 パナソニック株式会社 ガイド装置
JP5291101B2 (ja) * 2008-07-02 2013-09-18 パナソニック株式会社 ガイド装置

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