JPS6243932B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はイメージガイド等に用いて好適な光フ
アイバを得べく、その母材の製造方法を開発した
ものに関する。

光フアイバによりイメージガイドを構成する場
合、基本的には多数本の光フアイバを集束し、一
体化することとなる。

こうしたイメージガイドの製造に際しては、バ
ンドル型光フアイバで代表されるように多数本の
光フアイバを束ね、その集束状態をテープ巻き手
段や押出被覆手段により固定していたが、これら
光フアイバの断面形状が円形であるため、光フア
イバ集束時の安定性が得られず、集束状態におけ
る光フアイバ相互の位置ずれや集束状態の崩壊が
生じるといつた問題があり、さらには画像分解能
に悪影響をおよぼす光フアイバ相互間の空隙が多
くなるといつた問題もあつて、この種の使用目的
にマツチした実用的な光フアイバは提供されてい
なかつた。

本発明はこうした問題点に鑑み、光フアイバ１
本あたりのコア数が多くできるよう、その光伝送
用母材を多心型として集束効率を高めること、光
伝送用母材の外形を多角形とすることにより集束
時の安定性を計り、かつ、空隙残存率を低減させ
ること、当該母材の多角形成形時において伝送特
性を劣化させないこと、その製造が容易であるこ
となど、以上の諸点に重点をおいてこの種光伝送
体の製造方法を開発したものである。

以上本発明の製造方法を図示と共に説明する。
第１図イ，ロには本発明で用いられる棒状光導素
材１が例示されており、この図示のものは、何れ
も石英ガラス系よりなつている。

このうち、第１図イの棒状光導素材１は、モノ
コア型（単心型）の光フアイバを紡糸加工するの
によく用いられるプリフオームロツドと同じであ
つて、既知のCVD法、VAD法等により製作され
るこの棒状光導素材１は、高屈接率のコア用層２
が１つだけあり、これの外周を低屈折率のクラツ
ド用層３がとり囲んでいる。

一方、第１図ロの棒状光導素材１は、マルチコ
ア型（多心型）の光フアイバを紡糸加工するのに
よく用いられるプリフオームロツドと同じであ
り、この棒状光導素材１は、１つのクラツド用層
３内に複数のコア用層２，２，２………がある。

なお、第１図イ，ロに示した各棒状光導素材１
の外周には、サポート層となるべきガラス層が設
けられていることもある。

第２図は本発明に用いられる管状素材４を示し
たものであり、この管状素材４は、１例としてバ
イコールガラスと称される高硅酸ガラスよりな
り、その融点は上記石英系からなるクラツド用層
３の融点よりも低くなつている。

本発明に係る第１発明では、第１図イまたはロ
に示した棒状光導素材１が複数本用いられ、これ
ら素材１，１，１………は、第３図イまたはロに
例示したごとく集合される。

７本の棒状光導素材１，１，１………が集合さ
れている第３図イの場合では、中心に１本、その
囲りに６本のごとく各棒状光導素材１，１，１…
……が相対配置され、第３図ロの場合では、中心
に１本、その囲りに６本、さらにその囲りに12本
といつたように計19本の各棒状光導素材１，１，
１………が相対配置されている。

こうした場合、各棒状光導素材１，１，１……
…の集合形態は、その外形が円に内接する六角形
に近似しているが、各棒状光導素材１，１，１…
……が回転対称で配列される場合、各棒状光導素
材１，１，１………の集合形態は六角形以外の多
角形でもよく、その本数も自由に増減できる。

上記のようにして集合された棒状光導素材１，
１，１………は、管状素材４内に内挿されること
になり、例えばその集合状態が第３図イのような
ものであるとき、第４図のごとき内挿状態とな
る。

このとき、最外周位（六角形の各頂点）に位置
する各棒状光導素材１，１，１………は、微小な
間隙をおいて管状素材４の内周面に近接してお
り、実質的にはその内周面に内接していると見做
せる。

つぎに第４図の状態にある管状素材４の両端が
ガラス旋盤などの回転装置（図示せず）にセツト
されて該管状素材４が第４図矢印Ｒ方向に回転さ
れ、同状態の管状素材４は、第４図矢印Ａ，Ｂ方
向に往復動する酸水素炎バーナ等の加熱器５によ
り加熱される。

この際の加熱では、管状素材４の融点が各棒状
光導素材１，１，１………のそれよりも低く、し
かも該管状素材４が熱源に近く位置しているた
め、当該管状素材４の軟化ないしは溶融が進行
し、この加熱状態において管状素材４は当初の形
態を変えながら該管状素材４に内接している各棒
状光導素材１，１，１………の隣接部間すなわち
第５図で示す凹入部６内に進入する。

さらにこの際、管状素材４の一端に接続された
バキユーム装置７により該管状素材４内が減圧さ
れるため、軟化ないしは溶融状態の当該管状素材
４は上記凹入部６内へよく進入する。

加熱器５による加熱は、軟化溶融状態の管状素
材４が各棒状光導素材１，１，１………間の凹入
部６内へ均等にいきわたるまで行なえばよく、高
融点の各棒状光導素材１，１，１………が溶けは
じめるまで行う必要はない。

こうして得られた光伝送用母材は第５図のごと
き断面六角形を有することとなり、各棒状光導素
材１，１，１………は前記第３図イ，ロで述べた
配列状態を有して相互に固定される。

第５図の光伝送用母材は、その断面形状を正多
角形（図示では六角形）に整えるべく、その外周
部分が研削されることがある。

この際の研削では、変形状態にある管状素材４
が主に削りとられ、各棒状光導素材１，１，１…
……は例外を除き削りとらないことにする。

第５図の光伝送用母材は、これを単体で用いる
場合、既知の紡糸手段により線引きされて所望繊
維径の多心光フアイバとなり、基本的な断面六角
形を保持している。

したがつて、こうして得られた多心光フアイバ
を集束してイメージガイド等を構成する場合、少
ない光フアイバ本数でコア数の多いイメージガイ
ドが得られるようになり、また、その形状も六角
形などの多角形であるから、断面円形のものに比
べ、位置ずれ、崩壊などのない安定した集束状態
が得られる。

つぎに本発明の第２発明について説明する。

この第２発明では、第１発明と同様にして断面
六角形などの光伝送用母材をつくり、さらにこの
光伝送用母材を母材ユニツトとしてコア数が多く
できる光伝送用母材を得るようにしたものであ
る。

第６図は、第５図で示した第１発明での光伝送
用母材を母材ユニツト８としている。

中心に１本、その周囲に６本として集合されて
いる第６図の各母材ユニツト８，８，８………
は、高硅酸ガラス（バイコールガラス）よりなる
口径の大きい管状素材９内に内挿され、そして第
２発明の場合と同様、管状素材９の回転操作、加
熱器の往複動操作、減圧手段等を介して当該管状
素材９が潰されると共に潰された管状素材９を介
して各母材ユニツト８，８，８………は相互に固
定され、光伝送用母材となる。

第２発明で得られた光伝送用母材も、既知の紡
糸手段により線引きされて所望繊維径の多心光フ
アイバとなり、こうして得られた多心光フアイバ
は、そのコア数が多いから、伝送容量の小さいイ
メージガイド等であれば、単独でも使用できる。

つぎに具体的な実施例について説明する。

実施例 １ 外径５mm、コア用層２の径４mmとした石英ガラ
ス系の棒状光導素材１を７本用意し、これら棒状
光導素材１，１，１………を第３図イの集合状態
にして外径19.1mm、内径16.8mmのバイコールガラ
ス製管状素材４内に内挿した。

こうして組み合わされたものをガラス旋盤に取
りつけ、かつ、管状素材４の一端には真空吸引管
を接続し、以下管状素材４を回転させつつその外
周を酸水素炎バーナで加熱し、同時に管状素材４
内を減圧して当該管状素材４を潰した。

こうして得られた光伝送用母材は前記第５図の
ようにほぼ六角形となつたが、その六角形状を整
形すべく、潰された管状素材４の外周を研磨し
た。

さらに上記の光伝送用母材をカーボン抵抗炉内
に緩やかな速度で挿入し、これにより軟化された
母材端を高速で引きとつて多心光フアイバとし
た。

こうして得られた多心光フアイバは、各コアの
相対位置が、母材段階における各コア用層２，
２，２………と同じ相対位置を保持しており、き
わめて正確なコア配列に仕上げられた。

実施例 ２ 実施例１により得られた光伝送用母材を母材ユ
ニツト８とし、７本の母材ユニツト８，８，８…
……を第６図の集合状態にして外径48mm、内径46
mmのバイコールガラス製管状素材９内に内挿し
た。

こうして組み合わされたものをガラス旋盤に取
りつけ、実施例１と同様の手段により管状素材９
を潰して光伝送用母材を得た。

さらに上記の光伝送用母材をカーボン抵抗炉内
に緩やかな速度で挿入し、これにより軟化された
母材端を高速で引きとつて0.3mm径の多心光フア
イバとした。

この多心光フアイバの場合も、先と同様、コア
配列がきわめて正確であつた。

なお、以上に述べた本発明において、管状素材
４内に内挿する棒状光導素材１，１，１………の
本数は、得べき母材の多角形状により任意数に設
定されるが、例えば図示のごとき六角形状の母材
を得る場合、次式を満足させることにより、棒状
光導素材１，１，１………は均等な配列分布にな
る。

棒状光導素材の数＝１＋3n（ｎ＋１） ただし、ｎは１以上の整数である。

同様の理由から、管状素材９内に内挿される母
材ユニツト８，８，８………の数も次式を満足さ
せればよい。

母材ユニツトの数＝１＋3m（ｍ＋１） ただし、ｍは１以上の整数である。

以上説明した通り、本発明における第１発明の
光伝送用母材の製造方法は、コア用層とクラツド
用層とを有する複数本の棒状光導素材、および上
記両層よりも低融点の管状素材が用意され、上記
各棒状光導素材は、互いに隣接する棒状光導素材
相互が外接する状態において上記管状素材内に内
挿されるとともに、これら各棒状光導素材のう
ち、最外周に位置する棒状光導素材がその管状素
材の内周面に内接され、該管状素材が熱処理を介
した成形手段により多角形に成形されることを特
徴とする。

したがつて、第１発明では、光フアイバ１本あ
たりのコア数が多くでき、しかもそのコア配列が
正確となる母材が得られ、また、この第１発明に
より得られる母材は、複数本の棒状光導素材を管
状素材内に内挿し、かつ、該管状素材を主体にし
た熱処理により、空隙残存率の少ない多角形に形
成されるから、イメージガイド用の光フアイバを
つくる際の母材として最適となり、さらに各棒状
光導素材と管状素材との相対関係では、管状素材
の融点が低いので上記熱処理時においてコア用層
を変形させるような特性劣化も生ぜず、製造その
ものも熱処理が主体であるので簡易となる。

さらに、本発明における第２発明の光伝送用母
材の製造方法は、コア用層とクラツド用層とを有
する複数本の棒状光導素材、および上記両層より
も低融点の管状素材が用意され、上記各棒状光導
素材は、互いに隣接する棒状光導素材相互が外接
する状態において上記管状素材内に内挿されると
ともに、これら各棒状光導素材のうち、最外周に
位置する棒状素材がその管状素材の内周面に内接
され、該管状素材が熱処理を介した成形手段によ
り多角形に成形されて母材ユニツトが形成され、
複数本の当該母材ユニツトが相互に外接して結合
されることを特徴とする。

したがつて、第２発明では、上記第１発明によ
り得られた母材を母材ユニツトとし、このユニツ
を複数本結合して大型母材とするから、光フアイ
バ１本あたりのコア数が第１発明の場合よりも格
段多くできる母材が得られる。

もちろん、この第２発明でも、空隙残存率の問
題、コア配列の問題、特性上の問題、加工難度の
問題は第１発明と同様に解消されており、殊に母
材ユニツトが多角形状を有していることから、こ
れらユニツト結合時の崩壊なども起らない。

【図面の簡単な説明】

第１図イ，ロは本発明に用いる棒状光導素材の
各例を示した断面図、第２図は本発明に用いる管
状素材の断面図、第３図イ，ロは本発明の第１発
明における棒状光導素材の各種集合状態を示した
断面図、第４図は同第１発明の方法を実施してい
る略示説明図、第５図は同第１発明により製造さ
れた母材の断面図、第６図は本発明の第２発明を
実施している略示説明図である。 １……棒状光導素材、２……コア用層、３……
クラツド用層、４……管状素材、８……母材ユニ
ツト、９……管状素材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ コア用層とクラツド用層とを有する複数本の
   棒状光導素材、および上記両層よりも低融点の管
   状素材が用意され、上記各棒状光導素材は互いに
   隣接する棒状光導素材相互が外接する状態におい
   て上記管状素材内に内挿されるとともに、これら
   各棒状光導素材のうち、最外周に位置する棒状素
   材がその管状素材の内周面に内接され、該管状素
   材が熱処理を介した成形手段により多角形に成形
   されることを特徴とする光伝送用母材の製造方
   法。 ２ モノコア型の棒状光導素材が用いられる特許
   請求の範囲第１項記載の光伝送用母材の製造方
   法。 ３ マルチコア型の棒状光導素材が用いられる特
   許請求の範囲第１項記載の光伝送用母材の製造方
   法。 ４ 棒状光導素材の本数は、次式におけるｎが１
   以上の整数であるとき、１＋3n（ｎ＋１）本で
   ある特許請求の範囲第１項記載の光伝送用母材の
   製造方法。 ５ 管状素材がほぼ六角形に成形される特許請求
   の範囲第１項記載の光伝送用母材の製造方法。 ６ コア用層とクラツド用層とを有する複数本の
   棒状光導素材、および上記両層よりも低融点の管
   状素材が用意され、上記各棒状光導素材は、互い
   に隣接する棒状光導素材相互が外接する状態にお
   いて上記管状素材内に内挿されるとともに、これ
   ら各棒状光導素材のうち、最外周に位置する棒状
   素材がその管状素材の内周面に内接され、該管状
   素材が熱処理を介した成形手段により多角形に成
   形されて母材ユニツトが形成され、複数本の当該
   母材ユニツトが相互に外接して結合されることを
   特徴とする光伝送用母材の製造方法。 ７ 管状素材がほぼ六角形に成形される特許請求
   の範囲第６項記載の光伝送用母材の製造方法。 ８ 棒状光導素材の本数は、次式におけるｍが１
   以上の整数であるとき、１＋3m（ｍ＋１）本で
   ある特許請求の範囲第６項記載の光伝送用母材の
   製造方法。 ９ 複数本の母材ユニツトは、管状素材内に挿入
   され、該管状素材を熱処理することにより結合さ
   れる特許請求の範囲第６項記載の光伝送用母材の
   製造方法。