JPS6033514A - 可撓性光伝送管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は、可撓性のある比較的大口径の光伝送管に関す
るものである。

（発明の背景） 光を空間で自白に折り曲げて伝送するために、ガラスま
たはプラスチック製の光ファイバーが使用されている。

しかし、これらの光ファイバーはその名の通り、可撓性
を得るために細いファイバー状であり、一度に大量の光
を送るには、これらのファイバーを束ねたバンドル・オ
プチカルファイバーが使用されている。そして個々のフ
ァイバーは、伝送率を上げるためにファイバーの光透過
部（コア部）の外周面により屈折率の低いクラッド部を
設け、これによル一定の開口数（ＮＡ）までの光は全反
射によシ光損率が最小になるよう伝送される。

個々のファイバーの外径をＤｏｕｔ、コア部の径をＤｃ
ｏｒｅ　とすると、第１図のように最密充填されたバン
ドル・オプチカルファイバーの充填率ηは＝Ｑ、９Ｑ７
（と）２ Ｄｏｕｔ になり、第２図のよう゛なグラフが得られる。通常クラ
ッド部の厚み：　Ｅ−（Ｄｏｕｔ　−Ｄｃｏｒｅ　）は
１．５μｍ２ 〜２μｍ程度とされているから、従来のバンドル−オプ
チカルファイバーでは、理想的配列をとっても５０％〜
８０％の伝送有効面積比しか得られない。

また、バンドル径がＡＩＣなるように直径Ｄｏｕ　ｔの
ファイバーを束ねるとファイバーの本数ＮはＡ ”　”’　７（Ｄｏｕｔ　” になシ、例えば２０μｍφのファイバーを用いて３置φ
のバンドルにするためには２０，３００本必要に々カ、
製造コストが極めて高くなるばかりでなく、製造工程が
＆Ｍになるという欠点を持っている。

特に紫外領域の光伝送に使われる石英ファイバーを用い
たバンドル・オプチカルファイバーは、石英ファイバー
の価格が高く、石英ファイバー自体の可撓性が悪いため
折れやすく、また外側のクラツド材を薄く作ることが難
しいなどの欠点を持っている。そのほか、バンドル・オ
プチカルファイバーは直列に連結すると伝送有効面積比
の損失があり、通常使用目的に応じ固有の長さのものを
周章する必要があった。

（発明の目的） 従って、本発明の目的は比較的大きなｌ」径を有し、可
撓性が良好で伝送有効面積比が高く、製造コストが低く
、製造工程も筒型で、しかも直列に連結しても伝送有効
面積比の損失のない光伝送管を提供することにある。

（発明の概要） そのため、本発明は可撓性プラスチックチューブ（１）
、該チューブの両端に挿入された光透過性の栓（２）及
び前記チューブ（１）と栓（２）で形成される空間内に
充填された前記チューブ（１）より高い屈折率を有する
液状、ゲル状または可撓性固状の光伝送材料（３）から
なることを特徴とする可撓性光伝送管を提供する。

第３図は、本発明の可撓性光伝送管の一例を示す斜視図
であ！０．（１）はクラッド部となるプラスチックチュ
ーブであり、（２）は栓、（３）はコア部となる光伝送
材料である。

本発明に使用される可撓性プラスチックチューブ（１）
の材料としては、例えばシリコーンゴム、アクリルゴム
、軟質ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂。

フッ素ゴム、透明ポリエチレン、熱可塑性ポリエステル
、エチレン−酢酸ビニル共重合体、などの中から選択さ
れる。選択に際しては、光伝送材料（３）より低い屈折
率を有し、好ましくは無色透明のものを選択する必要が
ある。

栓（２）は光伝送材料（３）の端面形成材としての役割
を果すものであり、光伝送材料（３ンが流動性のものの
場合には文字どおり、その流出を防ぐ栓の役割をも果す
ものである。従って、栓（２）は伝送する光に対して透
明であることが必要で、栓（２）の材料としては、例え
ばポリカーボネート、ポリサルホン。

ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、硬質ポリ塩
化ビニル、通称ＣＲ−３９ポリマーのような硬質プラス
チックまたはガラス、石英、その他の無機材料から選択
される。栓（２）の形状は、チューブ（１）に挿入可能
な円柱が普通であり、場合によりチューブ（１）の外に
露出する円錐台又は逆円錐台部を有していてもよい。こ
れによシ入射又は射出の開口数を小さくも大きくもする
ことができる。

光伝送材料（３）は、伝送したい光及び使用するチュー
ブ（１）の屈折率に応じて異なるが、例えば、水、メタ
ノール、エタノール、ベンジルアルコール、グリセリン
のようなアルコール類、エチレングリコールまたは重合
体、ヘキサン、オクタン。

べ７ゼン、トルエン、エチルベンゼンノヨウナ炭化水素
類及びそのハロゲン化物、酢酸ビニル、アクリル酸メチ
ル、同エチル、同ブチルのようなどニルモノマー及びそ
の重合体、シリコーンゴムなどから選択される。

本発明の光伝送管を製作するには、チューブ（１）の一
端に栓（２）を挿入（−て固定し、他端から光伝送材料
（３）を充填した後、別の栓（２）　Ｔｈ挿入して封口
する。この場合、光伝送材料（３）と栓（２）との間に
隙間が生じないように注意する必要がある。

尚、光伝送材料（３）が流動性のない高分子材料の場合
には充填が難しいので、液状のモノマーを充填した後、
重合させて篩分子とする方法が好ましい。以下、実施例
により本発明を説明する。

（実施例１） クラッド部として、屈折率ｎ＝１．３６のテフロンで出
来た内径５調、外径５．２　ｍ　、長さ６０咽のチュー
ブ（１）を用意し、この一端に直径５　ｒｒｕｎ　、長
さ５■の円柱状石英製、栓（２）を挿入する。

信越化学工業（株）製の商品名：　ｒＫＥ１０３ＲＴＶ
ＪＫｒ　Ｃａｔ−１０３Ｊを５％添加して均一に撹拌し
て得た粘稠な混合液を前記チューブ（１）に流し込み、
完全に充填した後、同種の栓（２）をし、室温で３〜４
時間放置すると、充填した混合液の重合が進んで硬化し
、光伝送材料（３）としての透明なポリジメチルシロキ
ザン系ゴム１ｎ＝１．４１）が生成する。

こうして得られた本実施例の光伝送管は、可撓性であっ
て、開口数（ＮＡ）＝０．３７を有し、半角２１．８５
°までの入射光ならば全反射により伝送でき、しかもガ
ラスファイバーのような短波長光に対する吸収はなく、
はぼ石英と同等に紫外から赤外まで広範囲に光を伝送す
ることができる。

（実施例２） 本例では、開口数を大きくするために第４図（斜視図）
に示す円錐台部（２ａ）を有する栓（２）を使用する。

クラッド部として屈折率１，４２のシリコーンゴムで出
来た内径３．４１１１２１　＋外径３．８調、長さ１０
０鴎のチューブ（１）を用意し、この一端に栓（２）の
円柱部（２ｂ）を挿入する。

このチューブ（１）の栓をしていない方の端から光伝送
材料（３）としての屈折率１．５２のクロルベンゼン（
液体）を注入し、チューブ内が一杯になった状態で同種
の栓（２）の円柱部を挿入することにより、第５図に示
す光伝送管を得る。

この光伝送管は可撓性であって２円錐台部がない場合の
開口数ＮＡｃｏｒｅは、 ＝０５４ であるが、円錐台部があるために、円錐台部上面の有効
径を病、コア部の有効径をＤｃｏｒｅとすると、円錐台
部がある場合の開口数ＮＡｉｎは、Ｄｃｏｒｅ ＮＡｉ　ｎ　＝　ＮＡｃｏｒｅ　Ｘ− ＤＩ となる。従って、ＤＩの選択によって開口数ＮＡｉｎを
ＮＡ　ｃｏｒｅ　より大きくすることができる。

尚、上述の如き円錐台部（２ａ）に代えて逆円錐台部を
有する栓（２）を使用すればＤＢ　）　Ｄｃｏｒｅとな
るのでＮＡｃｏｒｅ　より小さい開口数ＮＡｉｎ　’ｆ
ｃ得ることができる。

（実施例３．） 本例は、径の大きな光伝送管から、いくつかの光路に分
岐させるための光伝送管の例である。

そのため、まず径の大きな光伝送管に挿入された円柱状
の栓（２）ヲ第６図に示すように分岐させる数（第６図
では６個）に分割し、その−個を栓（６２１とする。

仁の栓（ｊ２）を可撓性チューブ都１）の一端に挿入１
−た後、チューブ都ｌ）内に光伝送材料１３）を注入し
、別に用意した円柱状の栓１２′）で封口すると、第７
図に示す如き分岐用光伝送管が出来上がる。

このような光伝送管を束ねて、栓（６２）を元の光伝送
管の栓（２）に接触させると、径の大きな元の光伝送管
から株数の径の小さな光伝送管に分岐することができる
。

（発明の効果） 以上の通り、本発明によれば比較的口径が大きく、しか
も可撓性であるので配管が用意になり、伝送有効面積比
が高く、製造コストが低く、製造工程も簡単で、加えて
直列に連結しても伝送有効面積比の損失のない光伝送管
が得られる。また、光伝送材料の選択幅が広がるので、
紫外から赤外までの広範囲な光伝送も可能となる。

従って、本発明の光伝送管は計測用、照明用としてのバ
ンドル・オプチカルファイバーの代替品として有効に使
用されるほか、超大容量の光伝送という新規な分野例え
ば太陽光の光伝送システムへの応用も考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のオプチカルファイバーを最密充填した
バフドル・オプチカルファイバーの断面図である。 ＠２図は、最密充填のときの充填率會示すグラフである
。 第３図は、本発明の光伝送管の一例を示す斜視図である
。 ｍ４図は、実施例２で使用する栓の斜視図である。 第５図は、実施例２の光伝送管の斜視図である。 第６図は、実施例３の栓Ｈ及びその他の斜視図である。 第７図は、実施例３の光伝送管及びその他の斜視図であ
る。 〔主要部分の符号の説明〕 １．６１・・・・・・可撓性プラスチックチューブ２　
、６２　、６２’・・・・・・栓 ３．６３・・・・・・光伝送材料 出願人　日本光学工業株式会社 代理人　渡　辺　隆　男 αや りつ・リドｐ１（メツ〕

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　可撓性プラスチックチューブ（１）、該チューブ
   の両端に挿入された光透過性の栓（２）、及び前記チュ
   ーブ（１）と栓（２）で形成される空間内に充填された
   、前記チューブ（１）より高い屈折率を有する液状、ゲ
   ル状又は可撓性固状の光伝送材料（３）からなることを
   特徴とする可撓性光伝送管。 ２、　前記栓（２）が、前記チューブ（１）よυ外に露
   出した円錐台部又は逆円錐台部を有することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の可撓性光伝送管。