JPS63180908A - マルチ光フアイバ集積体 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は解像度が高く、タフネス性を備えてお夛、伝送
画像力が極めて明るいプラスチック製マルチ元ファイバ
果槓体に関するものである。

〔従来の技術〕

繊維径２００μ以下のガラス製光学繊維を配列度よく束
状に整列し、その両端部を接合剤にて接合したマルチ光
ファイバは元による画像伝送を行なうことができるため
、胃カメラをはじめとするイメージガイドとして医療機
器分野での利用を主体にその利用が進められている。

ところが、ガラス系光学繊維はタフネス性が劣るため、
イメージガイドとして用い、その曲折を繰返しながら使
用すると、その使用途中で比較的容易に光学線維が折損
し、その画像伝送性を失なってゆき、イメージガイドと
しての特性を失い易い難点があシ、その修復技術も極め
て＾度な技術が要求されている。

従来より、このような使用時の折損事故の起こシにくい
プラスチック系イメージバンドルの開発も進められてお
シ、例えば特公昭５９−１４５７０号公報、特開昭５６
−３９５０５号公報或いは米国特許公報第３５５６６３
５号にゲラステック糸マルチ元ファイバに関する発明が
開示さｈている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、従来開発されてきたプラスチック系イメージバ
ンドルは、これら公報にも示される如く、島成分として
配される光伝送性成分の形状は四角〜八角程度の多角形
状であシ、１本のマルチ光ファイバ中の島成分の断面積
のばらつきも大きいこと、或いは、１本のマルチ光ファ
イバ中の島成分密度を高めることができないため′鮮明
な画像全伝送しうるイメージ伝送体として利用するには
、未だ多くの問題点を内包しておシ、更に鮮明な高解像
度の画像伝送を行いうるプラスチック系イメージバンド
ルの開発が望まれている。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明考等は、上述した如き難点のない鮮明な
高解像度の画像伝送をなしうるプラスチック系マルチ光
ファイバ集積体を開発することを目的として検討した結
果、本発明を完成した。

本発明の要旨とするところは、断面形状が略円形の芯−
鞘構造の光伝送体を形成している島成分を海成分中に外
周部まで俵積み配列構造となした断面形状が略矩形形状
を有し、その各辺が俵積み状の元ファイバの配列凹凸形
状を成彩した凹凸形状を有するマルチ光ファイバをその
凹凸面がマルチ光ファイバ集積体の端面で噛合するよう
に集積したマルチ光ファイバ集積体にあり、とくに標準
ラインパターンによる分解能が２ラインペア／３ＤＩ以
上となるよう配した事ヲ特徴とするプラスチック系マル
チ光ファイバ集積体にある。

以下図面により本発明のプラスチック系光ファイバ集積
体について説明する。

第１図は本発明で用いるプラスチック系マルチ光ファイ
バの一例を示す断面図であ）、同図中＋１１は本発明の
プラスチック系マルチ光ファイバでめシ、（２ｊは画像
伝送を担う画素となるを構成する光伝送島成分であシ、
（３）は海成分である。

第１区に示す如く、本発明で用いるプラスチック系マル
チ光ファイバは島成分の断面形状は略円形であり、かつ
、この島成分は海中に俵積み配列構造で配列されて２シ
外周部迄その配列がくずれておらず、それ故、このマル
チ光ファイバの外周Ｖｒ面Ｊｌ状が略矩形で、かつ、島
成分の俵積み構造を成彩した凹凸形状金有している点に
大きなＬｆｊｅｔ有している。マルチ光ファイバの外周
断面形状が崩れた断面形状、例えば円形断面形状に近似
の形状になるに従って光伝送島成分う島成分の配列状態
が、マルチ光ファイバの断面中央部近傍では俵積み配列
構造となし得るが、その外周部ではその配列構造が乱れ
ると共に、島成分の断面形状も多角形状に変形し、かつ
、６島成分の断面積斑も激しくなり、それ自体の画像伝
送性の鮮明性がなくなる。

また高画素数マルチ光ファイバ集積体を作るには、マル
チ光ファイバの集積体を集ることが必要となるが、断面
形状が円形のものでは高画素数で分解能の高いマルチ光
ファイバ集積体とすることはできない。ｌた米国特ｆｉ
第３５５６６３５号に示される如きマルチ光ファイバで
は均一なマルチ光ファイバ集積体とすることが難しく、
やけシ分解能の高いマルチ光ファイバ集積体とはしにく
いという難点がある。

また、島成分は光伝送を行わしめる芯とそれを良好にす
るための鞘とよシなる芯−鞘構造を形成していることが
必要である。海成分中に存在する島成分の構造が芯−鞘
構造を形成していない場合には白色光を伝送したとき、
白黒の１組のラインを１ラインペアとした場合のライン
の１ｓ＋ｓ当シの数を増してゆくと白黒ラインの境界が
判読しにくくなシ、解像度の良好な高解像性を備えたマ
ルチ光ファイバとすることができない。

本発明で用いる解像度ラインペア／ＷＸとは次の如くし
て測定したものである。

分解能テストターゲット（ＵＳＡＦ　　１９５１　）を
マルチ光ファイバ又はその集積体の一端に設直し、これ
に光源から出た光を当てて、テストパターンを伝送する
。マルチ光ファイバの他端に集光レンズおよび受像面を
設置し、伝送されたテストパターンを判別する。

又、受像面に、写真フィルムを設置して伝送されたテス
トパターンを記録すること方法も取り得る。

本発明で規定する島成分の配列密度は２ラインペア／ｇ
以上であることが必要である。このラインペア密度が２
ラインペア／ｍ未満の場合には解像度の良好な画像伝送
？行なうことが難しく、本発明においては通常５〜３０
ラインベア／ｍｍの範囲とするのがよい。ラインペアの
値が６０ラインペア／ｗｓを越えて多くなると、海成分
中での島成分の配列構造に乱れを生じたりその断面形状
に変形をさたし積層隙間の影響が大さく解像度の低下が
みられるようになるので、この値は異常に高いものとし
ない方がよい。

本発明のマルチ光ファイバの芯成分及び鞘成分形成用プ
ラスチックの具体例としては次の如きものが挙げられる
。

ポリメチルメタクリレート（ｎ＝１．４９）およびメチ
ルメタクリレートを主成分とするコポリマー（ｎ＝１．
４７Ａ−１，５０）、ポリスチレン（ｎ＝１．５８）お
よびスチレンを主成分とするコポリマー（ｎ＝１．５０
〜ｔ、５８　）、スチレンアクリロニトリルコポリマー
（ｎ＝１．５６）、ポリ４−メチルペンテン１（ｎ＝１
．４６　）、エチレン／酢ビコポリマー　（ｎ　＝　１
．４６Ａ−１，５０）、ポリカーボネート（ｎ＝１．５
０へ１．５７　）、ポリクロロスチレン（ｎ＝１．６１
）、ポリ塩化ビニリデン（ｎ＝　１．６５　）、ポリ酢
酸ビニル（ｎ＝１．４７）、メチルメタクリレート／ス
チレン、ビニルトルエン又はａ−メチルスチレン／無水
マレイン酸三元コポリマー又は四元コポリマー（ｎ＝１
．５０へ１．５８）、ポリジメチルシロキサン（ｎ＝１
．４０）、ポリアセタール（ｎ＝１．４８）、ポリテト
ラフルオロエチレン（ｎ＝１．５５）、ボリフフ化ビニ
リデン（ｎ＝１．４２）、ポリトリフルオロエチレン（
ｎ　＝　ｉ、４０　）、パーフルオロプロピレン（ｎ　
＝　１．３４　）、オヨｃ）’これら７ツ化エチレンの
二元系又は三元系コポリマー（ｎ＝１ｊ　５Ｓ１．４０
　）、ポリ７ツ化ビニリデン／ポリメチルメタクリレー
ト・ブレンドポリマー（ｎ＝１．４２へ１．４６）、　
一般式（Ｈ２−Ｃ（ＯＨ３）Ｉ：１ｏＯＲｆで表ワされ
るフッ化ｉｐクリレートを主成分とするポリマー、但し
Ｒｆ：（ＯＨ２）ｍ　（ＣＦ　２　）ｎＦ　（ｎ　＝１
．３７〜１．４０）、Ｒｆ：（ＣＨ２）ｍ（ＣＦ　２　
）ｎＨ（ｎ　＝１．３７　Ｓｌ　、４２　）、Ｒｆ：Ｃ
Ｈ（ＣＦ３）２　（ｎ　＝１．３８　）、Ｒｆ　：　Ｃ
（ＣＦ、）、　（ｎ＝１．５６）、Ｒｆ　：　ＣＨ２０
Ｆ２０ＨＦ　ＣＦ、　（ｎ　＝　１．４０　）、Ｒｆ　
：　ＣＨＣＦ（ＯＦ、）２（ｎ　＝　１．３７　）、お
よびこれらのフッ化メタクリレートコポリマー（ｎ＝１
．３６〜１．４０）、およびこれらのフン化メタクリレ
ートとメチルメタクリレートコポリマー（ｎ＝１ｊ　７
　ヘ１．４５　）、一般式　〇Ｈ２＝　ＧＨ−００ＯＲ
’ｆ　　で表わされるフッ化アクリレートを主成分とす
るポリマー、但しＲ’ｆ　：　（ＯＨ２）、（ＣＦ２）
ｎＦ（ｎ＝１．３７へ１．４０　）、Ｒ’！　：　（Ｃ
Ｈ２）！、１（ＯＦ２）ｎＨ（ｎ　＝１．３７Ｓ１．４
１　）、Ｒ′ｒ　：　０Ｈ２０Ｆ２ＧＨＦ　０Ｆ３（ｎ
＝１．４１）、Ｒ’ｆ：　０Ｒ（ＯＦ、）２（ｎ＝１．
３８　）、およびこれらフッ化アクリレートコポリマー
（ｎ＝１ｊ　６　Ｓｌ、４１　）、およびこれらフッ化
アクリレートと前記フッ化メタクリレートコポリマー（
ｎ　＝１．３６　Ｓｌ、４１　）、およびこれら７フ化
アクリレートと７ツ化メタクリレートとメチルメタクリ
レートコポリマー（ｎ＝１．３７−１．４５　）、一般
式〇Ｈ２＝　０Ｆ−１ｃｏＯＲ”ｆで表わされる２−フ
ルオロアクリレートを主成分とするポリマーおよびコポ
リマー（ｎ＝１．３７Ｓ１．４２）、但しｎ”ｒ　：　
ＯＨ，、（ＯＨ７）ｌｎ（ＣＦ２）ｎ２％（ＯＨ２）ｍ
（ＯＦ２）ｎＨ、０Ｈ２ＣＦ２ＣＨＦ　ＯＦ、、ｃ＜ａ
ｙ、）２なト、含フッ素アルキル７マル酸エステルボリ
マ−（ｎ＝１．５０〜１．４２　）などを挙げることが
できる。

本発明のマルチ光ファイバの島成分を形成している芯成
分ポリマーの屈折率ｎ、と鞘成分又は海成分ポリマーの
屈折率ｎ２との差が０．０１以上となるようにすること
が、島成分中を伝送する光の伝送損失を増大させないた
めにも必要である。ｎ、−ｎ２値が０．０１よυも小さ
い組合せによシ作られたマルチ光ファイバの場合には芯
成分中に導入された光が鞘層へ漏光する現象が認められ
、本発明の如きマルチ光ファイバにおいては伝送画像の
鮮明性が著しく低下するようＫなる。

本発明の高画素数のプラスチックマルチ光ファイバを効
率よく作るに際して用いる紡糸口金の一例の断面図を第
２図に示した。同図中（１）は芯形成用口金であり、（
２１は組形成用口金、（３）は海成分形成用口金、（４
）は各成分分配用口金、（５１゜＋６１　、　＋７１は
芯成分ポリマー供給口、鞘成分供給口、海成分供給口で
るＤ、（１ａ）　　は芯形成用ノズル、（２ａ）は鞘形
成用ノズル、（３ａ）は海形成用ノズルであり、その下
端部はラッパ状開孔となっている点に特徴を有している
。（６ｂ）及び（７ｂ）は夫々口金内での鞘成分ポリマ
ー流及び海成分ポリマー流の流れを規制するスリットで
ある。

Ｃ５りより紡出された３層構造の光導光体は次いで断面
略矩形の集合ノズルにて集合体化することにより、最外
層が海部を形成し、かつ、高部は俵積み配列に配列され
ると共に第１図に示す如き断面構造のマルチ光ファイバ
とすることができる。上述の如き方法によって作られた
マルチ光ファイバの方面形状の一例ｔ−ｉｔ図に示した
。本発明で用いるマルチ光ファイバの断面外周形状は略
矩形の形状を有しており、その各辺は光伝送性島成分の
俵積み配列構造を成形し次凹凸形状を備えている点に大
きな特徴を有すると共に、島成分の配列形状が俵積み構
造である九め、その形状を略円形に保つことができ、画
像伝送性に優れ、その解像度も高いものとすることがで
きるのである。

本発明においては上述した如き構造のマルチ光ファイバ
を第５図体）又は（６１に示す如く複数本その各辺の凹
凸構造が互いに噛合するように接合することにより、本
発明のマルチ光ファイバ集合体を構成ぜしめている。第
３図（ａｌは、マルチ光ファイバ（３１）を四方挟み構
造であり、同一（ｂｌはマルチ光ファイバ（３３）を俵
積み構造に集積したものでろシ％　（５２）　、　（５
４）は夫々保護部である。それ故第４図にその接合部の
拡大断面図金石した如くマルチ光ファイバ（４１）の噛
合面（４２〕は相互の凹凸が効率的に噛合しているため
画像伝送性が良好にして、解像度を２ラインペア／鵡以
上とした高解像度のマルチ光ファイバ集合体とすること
ができるのである。

マルチ光ファイバの集合形式は第３図（ＬＩ　Ｋ示す如
く方形積層構造成いは第３図（ｂｌに示す如く俵横積層
構造となることができる。

以下実＃　？ＩＪにより本発明を更に詳細に説明する。

実施例 第２図に示した如き断面構造の紡糸口金でちゃ、第１表
に示し九ホール数の紡糸口金を用い芯成分形成用ポリマ
ーとして屈折率１．４９２メルトフローレート１．２の
ポリメチルメタクリレート、鞘形成用ポリマーとして屈
折率１，４１５メルトフローレート６のポリフッ化メタ
クリレート、海成分としてメルトフローレート１２のフ
ッ化ビニリデンコポリマーを用いて紡糸し、第１表に各
ｌｉｌ！ｊ素数を有するマルチ光ファイバ金得た。

第１表に示した各マルチ元ファイバｔ−画素数約３０，
０００画素となるように積層してマルチ光ファイバ集積
体を作シ、その特性を調べ第１表に示した。本発明のマ
ルチ光ファイバ集積体はマルチ光ファイバの接合部に於
ける解像性は極めて良好であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のマルチ元ファイバの断面拡大図であ夛
、第２図は本発明のマルチ元ファイバを作るのに有用に
用いうる複合紡糸ノズルの断面図である。第３図ｔａ＋
及び（ｋ）ｌは本発明のマルチ光ファイバ集積体の断面
図の一例であり、第４図は本発明のマルチ光ファイバ集
積体−のマルチ元ファイバ接合部の拡大断面図である。 特許出願人　　三菱レイヨン株式会社 代理人弁理士　　　１）　村　　武　　敏第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）直径が１０〜２００μなる断面形状が略円形の光
   伝送性島部が海部に５０〜１０００個なる割合で、かつ
   、その配列が、ほゞ均一な俵積み配列となるように配置
   されたマルチ光ファイバであり、当該マルチ光ファイバ
   の断面形状が略矩形の形状を有すると共に、その各辺が
   光伝送性島部の断面形状とその俵積み形状を反影した凹
   凸形状にて構成されたプラスチック製マルチ光ファイバ
   を多数本当該マルチ光ファイバの外周の凹凸形状を互い
   に噛み合せ構造となるように集積したことを特徴とする
   マルチ光ファイバ集積体。
2. （２）島成分の配列密度が２３イン／ｍｍ以上であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のマルチ光フ
   ァイバ集積体。
3. （３）断面略矩形のマルチ光ファイバ集積体の両端が、
   マルチ光ファイバの凹凸面を数段及び数列俵積み状に噛
   合積層したことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は
   第２項記載のマルチ光ファイバ集積体。