JPH09325225A - 導光体ユニット - Google Patents

導光体ユニット

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JPH09325225A
JPH09325225A JP8144356A JP14435696A JPH09325225A JP H09325225 A JPH09325225 A JP H09325225A JP 8144356 A JP8144356 A JP 8144356A JP 14435696 A JP14435696 A JP 14435696A JP H09325225 A JPH09325225 A JP H09325225A
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JP
Japan
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optical fiber
core
light guide
guide unit
transparent member
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Application number
JP8144356A
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English (en)
Inventor
Tomiya Abe
富也 阿部
Mitsuki Hirano
光樹 平野
Yoshikazu Hayakawa
良和 早川
Masanori Matsumoto
雅則 松本
Tsuyoshi Yamaguchi
強 山口
Toru Sasaki
徹 佐々木
Shiro Tanno
史朗 丹野
Fumikata Nakahigashi
文賢 中東
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主な目的は、上記課題を解決し、光ファイバ
と端末透明部材との接続損失が小さく、耐熱性に優れた
導光体ユニットを提供することにあり、他の目的は組立
てが容易な導光体ユニットを提供することにある。 【解決手段】 光ファイバ3のコア1が弾性を有すると
共に、その光ファイバ1の端部から突き出されたコア1
aが端末透明部材4に接合されることにより、光ファイ
バ3のコア1と端末透明部材4とが隙間なく密着し、接
合部の光損失が大幅に低減する。光ファイバ3の端部の
クラッド2aがチューブ状に形成され、そのクラッド2
a内に端末透明部材7が挿入されることにより、組立て
が容易となり、かつ接合部の光損失が大幅に低減する。
光ファイバ3と端末透明部材4とが透明シリコーン又は
シリコーンゲルからなる中間層9を介して接合されるこ
とにより、耐熱性が向上し、かつ接合部の光損失が大幅
に低減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック光フ
ァイバの少なくとも一端に端末透明部材を取り付けた導
光体ユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、石英ガラス光ファイバのめざまし
い発展により石英ガラス光ファイバを用いた大容量長距
離光通信システムが確立されるに至っている。
【0003】一方、合成樹脂光ファイバは、石英ガラス
系光ファイバに比較して伝送損失は大きいが、大口径化
が可能であり、開口数(NA)が大きくとれ、しかも柔
軟性があるので取扱い性に優れている。そのため、合成
樹脂光ファイバは、ディスプレイ等の装飾分野、オフィ
スオートメーション、ファクトリーオートメーション、
自動車内通信及び照明への応用が期待されている。
【0004】合成樹脂光ファイバは、光透過性が良好で
屈折率の高い重合体をコア成分とし、このコア成分の重
合体よりも屈折率の低い重合体をクラッド成分としたも
のである。
【0005】一般に、合成樹脂光ファイバのコア成分と
しては透明性、対候性及び機械的特性等の優れたポリメ
チルメタクリレートが実用化されている。
【0006】しかし、このポリメチルメタクリレートは
樹脂の基本的性質から耐熱性が低く、実用使用範囲が1
00℃以下とその用途が限定されており、ファクトリー
オートメーションや自動車を中心とする各分野で耐熱性
の向上が強く望まれている。
【0007】そこで、耐熱性の合成樹脂光ファイバとし
て、耐熱性に優れたシリコーン樹脂をコアに用いる方法
が提案されている(特開昭54−150139号、特開
昭60−42712号、特開昭60−43613号、特
開昭61−254625号、特開昭61−275706
号、特開昭63−98603号及び特開昭63−121
004号公報)。特にシリコーンゴムは、柔軟性に富み
直径2mm以上のライトガイド用の導光体ユニットへの
応用に期待されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記各公報に
提案されたシリコーン樹脂コアを有する光ファイバは、
耐熱性は極めて優れているが、機械的強度が低いという
問題点があり、端面に露出したコアを保護するため、ガ
ラスや透明エンジニアリング樹脂等の部材で覆った上で
使用する必要がある。
【0009】従来、シリコーン樹脂コアを有する光ファ
イバと端末透明部材とを接合する場合には、突合わせを
行うだけの方法と油やゲル等を注入する方法とが挙げら
れる。
【0010】しかし、突合わせを行うだけの方法は損失
が大きいという問題を有している。
【0011】一方、シリコーン樹脂コアを有する光ファ
イバは耐熱性が優れている点が特徴であり、熱環境下で
使用される場合が大部分であり、冷熱サイクルに対して
信頼性が要求される。
【0012】他方、油やゲル等を注入する方法の場合は
伝送損失は小さくなるものの冷熱サイクル等の環境下で
は油やゲル等が流出してしまったり、変色、剥離等が生
じ信頼性の点で問題を有していた。
【0013】また、シリコーン樹脂コアを有する光ファ
イバと端末透明部材とを接合する場合、光ファイバと端
末透明部材とを突合わせた後にテープやチューブ等で接
合部を固定する方法が一般的である。しかしながら、こ
の方法では固定用のテープやチューブ等の部品が増え、
かつ組立てが複雑になりコストが高くなるという問題が
ある。
【0014】そこで、本発明の主な目的は、上記課題を
解決し、光ファイバと端末透明部材との接続損失が小さ
く、耐熱性に優れた導光体ユニットを提供することにあ
り、他の目的は組立てが容易な導光体ユニットを提供す
ることにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、プラスチック光ファイバの少なくとも一端
に端末透明部材を取り付けた導光体ユニットにおいて、
プラスチック光ファイバのコアが弾性を有すると共に、
そのプラスチック光ファイバの端部から突き出されたコ
アが端末透明部材にコアの弾性によって密着接合された
ものである。
【0016】上記構成に加え本発明は、光ファイバの端
部に突き出されたコアの長さLrが数式(1)で表され
る範囲内であるのが好ましい。
【0017】 0.01<Lr/D<1 …(1) (但し、Dはコアの直径である) 本発明は、プラスチック光ファイバの少なくとも一端に
端末透明部材を取り付けた導光体ユニットにおいて、プ
ラスチック光ファイバの端部のクラッドがチューブ状に
形成され、そのクラッド内に端末透明部材が挿入された
ものである。
【0018】上記構成に加え本発明は、光ファイバの端
部のチューブ状のクラッドの長さLdが数式(2)で表
される範囲内であるのが好ましい。
【0019】 1<Ld/D<20 …(2) (但し、Dはコアの直径である) 本発明は、プラスチック光ファイバの少なくとも一端に
端末透明部材を取り付けた導光体ユニットにおいて、プ
ラスチック光ファイバと端末透明部材とが透明シリコー
ン又はシリコーンゲルからなる中間層を介して接合され
たものである。
【0020】上記構成に加え本発明は、中間層の厚さL
iが数式(3)で表される範囲内であるのが好ましい。
【0021】 0.01<Li/D<1 …(3) (但し、Dはコアの直径である) 上記構成に加え本発明は、端末透明部材が、透明ガラス
又は透明エンジニアリング樹脂からなるのが好ましい。
【0022】上記構成に加え本発明は、プラスチック光
ファイバのコアが、シリコーン樹脂からなるのが好まし
い。
【0023】上記構成に加え本発明は、プラスチック光
ファイバのクラッドが、ポリテトラフルオロエチレン、
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、エチレン/テトラフルオロエチレン共重合体、
ビニリデンフルオライド/テトラフルオロエチレン共重
合体、テトラフルオロエチレン/ビニリデンフルオライ
ド共重合体又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からなるのが好まし
い。
【0024】上記構成に加え本発明は、プラスチック光
ファイバのコアの直径が2mm以上30mm以下である
のが好ましい。
【0025】プラスチック光ファイバのコアが弾性を有
すると共に、そのプラスチック光ファイバの端部から突
き出されたコアが端末透明部材に接合されることによ
り、光ファイバのコアと端末透明部材とが隙間なく密着
し、接合部の光損失が大幅に低減する。
【0026】光ファイバの端部に突き出されたコアの長
さLrとコアの直径Dとの比Lr/Dを0.01より大
きく1より小さくすることにより、コアと端末透明部材
とが充分に密着する。
【0027】プラスチック光ファイバの端部のクラッド
がチューブ状に形成され、そのクラッド内に端末透明部
材が挿入されることにより、組立てが容易となり、かつ
接合部の光損失が大幅に低減する。
【0028】チューブ状のクラッドの長さLdとコアの
直径Dとの比Ld/Dを1より大きく20より小さくす
ることにより、チューブ内への端末透明部材の挿入が容
易でコアと端末透明部材とが充分に密着する。
【0029】プラスチック光ファイバと端末透明部材と
が透明シリコーン又はシリコーンゲルからなる中間層を
介して接合されることにより、耐熱性が向上し、かつ接
合部の光損失が大幅に低減する。
【0030】中間層の厚さLiとコアの直径Dとの比L
i/Dを0.01より大きく1より小さくすることによ
りコアと端末透明部材との接合が容易かつ充分に密着す
る。
【0031】プラスチック光ファイバのコアがシリコー
ン樹脂からなるので柔軟性が確保され、コアの直径が2
mm以上の太径化が可能である。また、コアの直径を3
0mm以下としたことにより光ファイバの硬直化が回避
される。
【0032】プラスチック光ファイバのクラッドが、ポ
リテトラフルオロエチレン、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、エチレン/テトラ
フルオロエチレン共重合体、ビニリデンフルオライド/
テトラフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチ
レン/ビニリデンフルオライド共重合体又はテトラフル
オロエチレン/パーフルオロアルキルビニルエーテル共
重合体からなることにより、コアより低い屈折率が得ら
れると共に光ファイバの柔軟性が確保される。
【0033】端末透明部材が、透明ガラス又は透明エン
ジニアリング樹脂からなるので、光を充分に取入れるこ
とができ、光ファイバが充分に保護される。
【0034】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
【0035】図1は本発明の第1の実施の形態を示す図
であり、図1(a)は正面図、図1(b)は図1(a)
のa−a線断面図、図1(c)は図1(b)のb−b線
断面図である。
【0036】1は弾性を有するコアと、コア1の外周に
設けられコア1より低い屈折率を有するクラッド2とか
らなるプラスチック光ファイバ(以下「光ファイバ」と
いう)3である。この光ファイバ3の端部(図では左
端)からコア1が突き出されており、その突き出たコア
1aが端末透明部材(例えばガラスコア)4に弾性によ
って密着接合され、光ファイバ3の端部及び端末透明部
材4が固定用部材(例えば熱収縮チューブ)5で固定さ
れている。
【0037】光ファイバ3の端部に突き出されたコア1
aの長さLrは数式(1)で表される範囲内である。
【0038】 0.01<Lr/D<1 …(1) (但し、Dはコアの直径である) 端末透明部材4は、透明ガラスからなっているが、透明
エンジニアリング樹脂からなっていてもよい。
【0039】光ファイバ3のコア1は、シリコーン樹脂
からなり、例えばシリコーンゴムが用いられている。光
ファイバ3のコア1の直径Dは2mm以上30mm以下
であるのが好ましい。
【0040】光ファイバ3のクラッド2は、ポリテトラ
フルオロエチレン、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、エチレン/テトラフルオロ
エチレン共重合体、ビニリデンフルオライド/テトラフ
ルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン/ビ
ニリデンフルオライド共重合体又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か
らなっている。
【0041】端末透明部材4は、光の取入れ性、光ファ
イバ3の保護の目的で使用するものであり、透明ガラ
ス、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメタクリル
酸メチルに代表される透明エンジニアリング樹脂のいず
れを用いてもよい。
【0042】固定用部材5には、ポリエチレンからなる
熱収縮チューブを用いたが、これに限定されず、ポリテ
トラフルオロエチレン又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等を用いてもよい。ま
た、ポリテトラフルオロエチレン、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、エチレン/
テトラフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチ
レン/ビニリデンフルオライド共重合体、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
合体等チューブを用いてもよい。また、粘着剤付きテー
プを巻き付けたり、接着剤で接着してもよく、これらの
方法を組み合わせてもよい。
【0043】このように構成したことで導光体ユニット
6は、光ファイバ3のコア1が弾性を有する。これと共
に、その光ファイバ3の端部から突き出されたコア1a
が端末透明部材4にコア1の弾性によって密着接合され
ることにより、光ファイバ3のコア1aと端末透明部材
4との隙間がなくなり、導光体ユニット6の接合部の光
損失が大幅に低減する。
【0044】図2は本発明の第2の実施の形態を示す図
であり、図2(a)は正面図、図2(b)は図2(a)
のc−c線断面図、図2(c)は図2(b)のd−d線
断面図である。尚、図1に示した実施の形態と同様の部
材には共通の符号を用いた。
【0045】図1に示した実施の形態との相違点は、光
ファイバ3の端部のクラッド2aがチューブ状に形成さ
れ、そのクラッド2a内に端末透明部材7が挿入された
点である。
【0046】端部がチューブ状に形成されたクラッド2
a内に、端末透明部材7の一部が挿入されて導光体ユニ
ット8が形成されている。
【0047】光ファイバ3の端部のチューブ状のクラッ
ド2aの長さLdは、数式(2)で表される範囲内であ
るのが好ましい。
【0048】 1<Ld/D<20 …(2) (但し、Dはコアの直径である) 端末透明部材7の直径D3は光ファイバ3のコア1の直
径Dに略等しい大きさとなっている。
【0049】このように構成したことで組立てが容易で
接合部の光損失が大幅に低減した導光体ユニット8を得
ることができる。
【0050】図3は本発明の導光体ユニットの第3の実
施の形態を示す図であり、図3(a)は正面図、図3
(b)は図3(a)のe−e線断面図、図3(c)は図
3(b)のf−f線断面図である。尚、図1に示した実
施の形態と同様の部材には共通の符号を用いた。
【0051】図1に示した実施の形態との相違点は、光
ファイバ3と端末透明部材4とが中間層(例えば透明シ
リコーン、或いはシリコーンゲル)9を介して接合され
た点である。
【0052】光ファイバ3の端部と端末透明部材4とが
中間層9を挟んだ状態でポリエチレンからなる熱収縮チ
ューブで固定されて導光体ユニット10が構成されてい
る。
【0053】中間層9の厚さLiは数式(3)で表され
る範囲内である。
【0054】 0.01<Li/D<1 …(3) (但し、Dはコアの直径である) このように構成したことで、光ファイバ3と端末透明部
材4とが透明シリコーン又はシリコーンゲルからなる中
間層9を介して接合されることにより、耐熱性が高く、
かつ接合部の光損失が低い導光体ユニット10が得られ
る。
【0055】
【実施例】第1の実施の形態(図1参照)に対応した実
施例1〜8と比較例1〜4について説明する。
【0056】図1に示した導光体ユニット6の光ファイ
バ3のコア1の直径をD、クラッド2の直径をD2、端
末透明部材4の直径をD3、固定用部材5の直径をD
4、クラッド2から突き出たコア1aの長さをLr、端
末透明部材4にかかる固定用部材5の長さをE、光ファ
イバ3のクラッド2にかかる固定用部材5の長さをF、
固定用部材5の長さをGとする。
【0057】表1に導光体ユニット6の各パラメータと
伝送損失との関係を示す。
【0058】
【表1】
【0059】実施例1〜8及び比較例1〜4は、実施例
1を基準にしてコア1の直径D、長さLr、固定用部材
5の材質等を変えた場合の導光体ユニット6の伝送損失
の変化を表している。実施例1〜4は光ファイバ3の端
部に突き出たコア1aの長さLrを変化させた場合の導
光体ユニット6の伝送損失の変化を示し、実施例5は長
さLrを1mmに保ったままコア1の直径Dを20mm
にした場合の導光体ユニット6の伝送損失の変化を示し
ている。実施例6はコア1aの直径Dを5mmにすると
共に長さLrを0.3mmにした場合の伝送損失の変化
を示している。実施例7及び8は、固定用部材5の材質
を熱収縮チューブに変えた場合の導光体ユニット6の伝
送損失の変化を示している。比較例1〜4Lr/Dが
0.01から1以外の範囲内の場合についての導光体ユ
ニット6の伝送損失の変化を示している。
【0060】これら実施例1〜8及び比較例1〜4よ
り、Lr/Dを0.01から1までの範囲内に設定する
ことにより導光体ユニット6の伝送損失が小さくなるこ
とが分かる。
【0061】次に第2の実施の形態(図2参照)に対応
した実施例9〜11と比較例5〜8について説明する。
【0062】表2に導光体ユニット8の各パラメータと
伝送損失との関係を示す。尚、E2は端末透明部材7の
長さを示す。
【0063】
【表2】
【0064】実施例10は実施例9を基準として、光フ
ァイバ3の端部に突き出たコア2aの長さLdを大きく
した場合の導光体ユニット8の伝送損失の変化を示して
いる。実施例11は光ファイバのコアの直径Dを大きく
すると共に、長さLdを小さくした場合の導光体ユニッ
ト8の伝送損失の変化を示している。また、比較例5は
長さLdを小さくした場合、比較例6は光ファイバ3の
コア1の直径Dを小さくすると共に、端末透明部材7の
直径D3を大きくし、長さLdを大きくした場合、比較
例7は光ファイバ3のコア1の直径Dを大きくすると共
に長さLdを小さくした場合、比較例8は光ファイバ3
のコア1の直径D及び端末透明部材7の直径D3を小さ
くした場合の導光体ユニット8の伝送損失の変化を示し
ている。
【0065】これらの結果より、Ld/Dを1から20
までの範囲内に設定することにより導光体ユニット8の
伝送損失が小さくなるのが分かる。
【0066】次に第3の実施の形態(図3参照)に対応
した実施例12〜19と比較例9〜13について説明す
る。
【0067】表3に導光体ユニット10の各パラメータ
と伝送損失との関係を示す。尚、Liは中間層9の長さ
を示す。
【0068】
【表3】
【0069】実施例13〜15は中間層9の厚さLiを
変化させた場合の導光体ユニット10の伝送損失の変化
を示している。実施例16は光ファイバ3のコア1の直
径Dを大きくした場合の導光体ユニット10の伝送損失
の変化を示している。実施例17,18はコア1、端末
透明部材4及び固定用部材5を変えた場合の導光体ユニ
ット10の伝送損失の変化を示している。実施例19は
中間層9の厚さLiを小さくすると共に固定用部材5に
熱収縮チューブを用いた場合の導光体ユニット10の伝
送損失の変化を示している。比較例9〜13は光ファイ
バ3のコア1の直径D、中間層9の厚さLiを変化させ
た場合の導光体ユニット10の伝送損失の変化を示して
いる。
【0070】これら実施例12〜19及び比較例9〜1
3より、Li/Dを0.01から1までの範囲内に設定
することにより導光体ユニット10の伝送損失が小さく
なるのが分かる。
【0071】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
【0072】(1) プラスチック光ファイバのコアが弾性
を有すると共に、そのプラスチック光ファイバの端部か
ら突き出されたコアが端末透明部材に接合されることに
より、光ファイバのコアと端末透明部材とが隙間なく密
着し、接合部の光損失が大幅に低減する。
【0073】(2) プラスチック光ファイバの端部のクラ
ッドがチューブ状に形成され、そのクラッド内に端末透
明部材が挿入されることにより、組立てが容易となり、
かつ接合部の光損失が大幅に低減する。
【0074】(3) プラスチック光ファイバと端末透明部
材とが透明シリコーン又はシリコーンゲルからなる中間
層を介して接合されることにより、耐熱性が向上し、か
つ接合部の光損失が大幅に低減する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態を示す図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
1 コア 2a クラッド 3 プラスチック光ファイバ(光ファイバ) 4、7 端末透明部材(ガラスコア) 5 固定用部材(熱収縮チューブ) 6、8、10 導光体ユニット 9 中間層(透明シリコーン)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 雅則 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日立 電線株式会社日高工場内 (72)発明者 山口 強 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日立 電線株式会社日高工場内 (72)発明者 佐々木 徹 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日立 電線株式会社日高工場内 (72)発明者 丹野 史朗 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日立 電線株式会社パワーシステム研究所内 (72)発明者 中東 文賢 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日立 電線株式会社日高工場内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラスチック光ファイバの少なくとも一
    端に端末透明部材を取り付けた導光体ユニットにおい
    て、上記プラスチック光ファイバのコアが弾性を有する
    と共に、そのプラスチック光ファイバの端部から突き出
    されたコアが端末透明部材にコアの弾性によって密着接
    合されたことを特徴とする導光体ユニット。
  2. 【請求項2】 上記光ファイバの端部に突き出されたコ
    アの長さLrが数式(1)で表される範囲内である請求
    項1に記載の導光体ユニット。 0.01<Lr/D<1 …(1) (但し、Dはコアの直径である)
  3. 【請求項3】 プラスチック光ファイバの少なくとも一
    端に端末透明部材を取り付けた導光体ユニットにおい
    て、上記プラスチック光ファイバの端部のクラッドがチ
    ューブ状に形成され、そのクラッド内に端末透明部材が
    挿入されたことを特徴とする導光体ユニット。
  4. 【請求項4】 上記光ファイバの端部のチューブ状のク
    ラッドの長さLdが数式(2)で表される範囲内である
    請求項3に記載の導光体ユニット。 1<Ld/D<20 …(2) (但し、Dはコアの直径である)
  5. 【請求項5】 プラスチック光ファイバの少なくとも一
    端に端末透明部材を取り付けた導光体ユニットにおい
    て、上記プラスチック光ファイバと端末透明部材とが透
    明シリコーン又はシリコーンゲルからなる中間層を介し
    て接合されたことを特徴とする導光体ユニット。
  6. 【請求項6】 上記中間層の厚さLiが数式(3)で表
    される範囲内である請求項5に記載の導光体ユニット。 0.01<Li/D<1 …(3) (但し、Dはコアの直径である)
  7. 【請求項7】 上記端末透明部材が、透明ガラス又は透
    明エンジニアリング樹脂からなる請求項1から6のいず
    れかに記載の導光体ユニット。
  8. 【請求項8】 上記プラスチック光ファイバのコアが、
    シリコーン樹脂からなる請求項1から7のいずれかに記
    載の導光体ユニット。
  9. 【請求項9】 上記プラスチック光ファイバのクラッド
    が、ポリテトラフルオロエチレン、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、エチレン/
    テトラフルオロエチレン共重合体、ビニリデンフルオラ
    イド/テトラフルオロエチレン共重合体、テトラフルオ
    ロエチレン/ビニリデンフルオライド共重合体又はテト
    ラフルオロエチレン/パーフルオロアルキルビニルエー
    テル共重合体からなる請求項1から8のいずれかに記載
    の導光体ユニット。
  10. 【請求項10】 上記プラスチック光ファイバのコアの
    直径が2mm以上30mm以下である請求項1から9の
    いずれかに記載の導光体ユニット。
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