JP2000321444A - 光ファイバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 側面発光が良好な光ファイバを提供する。 【解決手段】 光ファイバのコア１の中に、コア１とは
屈折率が異なりコアの比重の７０％〜１３０％の範囲内
の比重を有する微粒子３を混合することにより、コア１
内部で微粒子の分布が均一となり、微粒子の径を１μｍ
〜１０００μｍの範囲内とし、濃度を０．００１％〜
０．１％の範囲内とすることにより、光が光ファイバの
先端まで伝送され、良好な側面発光が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、照明用の光を伝送
する樹脂製のコアと、コアよりも低屈折率の樹脂性のク
ラッドとを備えた光ファイバに関する。

【０００２】

【従来の技術】照明用の線発光光源には蛍光灯が用いら
れ、バックライト用の光源には冷陰極管等が用いられて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、これらの光
源を用いて照明する場合、光源から発生する熱を排除す
る必要があり、発光部付近で高電圧の電気が必要であ
り、発光部の機械的保護が必要である等の問題がある。

【０００４】また、装飾用途にはネオン管が用いられて
いるが、発光部では電気を必要とし、屋外や水中等使用
するには感電防止としての電気絶縁が必要となる。さら
に、ネオン管は一本一本特注で製造されるために高価で
ある。

【０００５】このため光ファイバ側面の漏洩光を利用す
ることが提案されているが、通常の光ファイバは損失を
小さくすることが要求されているため側面からの漏洩光
は非常に小さい。

【０００６】また、光が伝送するコア中に散乱体を設け
ることにより側面発光率を向上した光ファイバがある。
散乱体としてはガラスビーズが用いられているが、ガラ
スビーズは、光ファイバのコア材料に比べて比重が大き
いため、光ファイバ製造中に沈殿し、混合比のばらつき
が大きくなるという問題がある。

【０００７】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、側面発光が良好な光ファイバを提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の光ファイバは、照明用の光を伝送する樹脂製
のコアと、コアよりも低屈折率の樹脂性のクラッドとを
備えた照明用の光ファイバにおいて、コアの中に、コア
とは屈折率が異なりコアの比重の７０％〜１３０％の範
囲内の比重を有する微粒子が混合されたものである。

【０００９】上記構成に加え本発明の光ファイバは、コ
ア材料がシリコーンゴムであるのが好ましい。

【００１０】上記構成に加え本発明の光ファイバは、ク
ラッド材がフッ素樹脂で、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
ニリデンフルオロライド共重合体、テトラフルオロエチ
レン／ヘキサフルオロプロピレン／ビニリデンフルオロ
ライド共重合体のいずれかであるのが好ましい。

【００１１】上記構成に加え本発明の光ファイバは、微
粒子が熱を加えることにより膨張するマイクロカプセル
であるのが好ましい。

【００１２】上記構成に加え本発明の光ファイバは、微
粒子の径が１μｍ〜１００μｍの範囲内にあるのが好ま
しい。

【００１３】上記構成に加え本発明の光ファイバは、微
粒子のコアに対する混合比が０．００１％〜０．１％の
範囲内にあるのが好ましい。

【００１４】本発明によれば、光ファイバのコアの中
に、コアとは屈折率が異なりコアの比重の７０％〜１３
０％の比重を有する微粒子を混合することにより、コア
内部で散乱体の分布が均一となり、微粒子の径を１μｍ
〜１０００μｍの範囲内とし、濃度を０．００１％〜
０．１％の範囲内とすることにより、入射端から入射さ
れた照明用の光が光ファイバの先端まで伝送され、良好
な側面発光が得られる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して詳述する。

【００１６】図１は本発明の光ファイバの一実施の形態
を示す断面図である。

【００１７】本発明の光ファイバは、光を伝送する樹脂
製のコア１と、コア１よりも低屈折率の樹脂性のクラッ
ド２とを備えた光ファイバであって、コア１の中に、コ
ア１とは屈折率が異なりコア１の比重の７０％〜１３０
％の範囲内の比重を有する微粒子３が混合されたもので
ある。

【００１８】ここで、微粒子３の比重がコア１の材料の
７０％以下の場合、コア１の比重の方が大きすぎるた
め、クラッド２の材料からなるチューブ内に微粒子３を
混合した液体のコアを注入して硬化させると、微粒子３
が浮上してコア１内での分布が均一ではなくなる。ま
た、微粒子３の比重がコア１の材料の比重の１３０％以
上の場合、液体のコア内で微粒子３が沈殿してしまい分
布が均一にならない。したがってコア１に混合される微
粒子３は比重がコア１の材料の７０％〜１３０％の範囲
内にあるのが好ましい。

【００１９】光ファイバのコア１の材料としては透明
性、耐熱性及び柔軟性の点からシリコーンゴムを用いる
のが好ましい。また、クラッド２の材料としては低屈折
率で耐熱性に富んだフッ素系樹脂であるポリテトラフル
オロエチレンもしくは、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、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
リデンフルオロライド共重合体、テトラフルオロエチレ
ン／ヘキサフルオロプロピレン／ビニリデンフルオロフ
ァイド共重合体を用いるのが好ましい。

【００２０】微粒子３は熱を加えることにより膨張する
性質を有する材料からなることが好ましい。微粒子３が
膨張することにより、屈折率が低下し、散乱の効果が大
きくなる。例えば微粒子３が膨張して中心が空気になる
ことにより、微粒子３の屈折率が１程度になる。

【００２１】光の散乱は微粒子３の径に左右され、光の
波長以下のオーダーでは効率的な散乱は起こらないの
で、微粒子３の径は１μｍ以上であるのが好ましい。し
かし、微粒子３の径が１０００μｍ以上では光ファイバ
の損失が大きくなり、光を光ファイバの先端まで伝送で
きなくなる。したがって微粒子３は、径が１μｍ〜１０
００μｍの範囲内であるのが好ましい。なお、微粒子３
は熱を加えることにより膨張するマイクロカプセルであ
るのが好ましい。

【００２２】微粒子３の濃度が０．００１％以下の場
合、微粒子３による発光の効率が上がらず、微粒子３の
濃度が０．１％以上の場合、光ファイバの損失が大きく
なり、光ファイバの先端まで光を伝送することができな
い。したがって微粒子３の濃度は０．００１％〜０．１
％の範囲内にあるのが好ましい。

【００２３】光ファイバをこのように構成したことで、
側面発光が良好となる。

【００２４】

【実施例】次に具体的な数値を挙げて説明するが限定さ
れるものではない。

【００２５】（実施例１）光ファイバの材料として、コ
ア１にはシリコーンゴム（屈折率１．５０、比重１．
２）を用い、クラッド２に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（屈折率１．３４）
を用い、微粒子３には膨張カプセル（膨張後の屈折率
１、比重１．２、径１０μｍ、濃度０．０１％、１２０
℃で膨張）を用いた。これらの材料を用いてコア径６ｍ
ｍ、クラッド径７ｍｍ、長さ７ｍのプラスチック光ファ
イバを作製した。

【００２６】作製方法は、コア材料中に膨張カプセルを
配合し、クラッドチューブ内に圧入し、クラッドチュー
ブごと１２０℃の恒温槽に入れ、コア材料を硬化させる
と同時に熱膨張カプセルを膨張させるものである。

【００２７】このような条件で作製した光ファイバの一
端に、６０Ｗのメタルハライド光源を用いて光を入射し
たところ、７ｍの全長にわたり、側面発光が良好であっ
た。

【００２８】なお、膨張カプセルの膨張温度は１２０℃
に限らず、コア材料が硬化する温度範囲であればよい。
また膨張後の屈折率も１に限らず、コア材料の屈折率と
異なればよい。

【００２９】（比較例１）光ファイバの材料として、コ
アにはシリコーンゴム（屈折率１．５０、比重１．２）
を用い、クラッドに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（屈折率１．３４）を用
い、微粒子にはガラスビーズ（比重２、径３０μｍ、濃
度０．０１％）を用いた。

【００３０】これらの材料を用いてコア径６ｍｍ、クラ
ッド径７ｍｍ、長さ７ｍのプラスチック光ファイバを作
製した。

【００３１】作製方法は、コア材料中にガラスビーズを
配合し、クラッドチューブ内に圧入し、クラッドチュー
ブごと１２０℃の恒温層に入れ、コア材料を硬化すると
同時に熱膨張カプセルを膨張させるものである。

【００３２】このような条件にて作製した光ファイバの
一端に、６０Ｗのメタルハライド光源を用いて光を入射
したところ、ガラスビーズの密度斑が観測された。

【００３３】（比較例２）光ファイバの材料として、コ
アにはシリコーンゴム（屈折率１．５０、比重１．２）
を用い、クラッドに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（屈折率１．３４）を用
い、微粒子には膨張カプセル（膨張後の屈折率約１、比
重１．２、径１０μｍ、濃度０．５％、１２０℃で膨
張）を用いた。

【００３４】これらの材料を用いてコア径６ｍｍ、クラ
ッド径７ｍｍ、長さ７ｍのプラスチック光ファイバを作
製した。

【００３５】作製方法は、コア材料に膨張カプセルを配
合し、クラッドチューブ内に圧入し、クラッドチューブ
ごと１２０℃の恒温層に入れ、コア材料を硬化させると
同時に熱膨張カプセルを膨張させるものである。

【００３６】このような条件で作製した光ファイバの一
端に、６０Ｗのメタルハライド光源を用いて光を入射し
たところ、光源付近で発光が大きく、光ファイバの先端
では発光しなかった。

【００３７】

【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。

【００３８】側面発光が良好な光ファイバの提供を実現
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ファイバの一実施の形態を示す断面
図である。

【符号の説明】

１ コア ２ クラッド ３ 微粒子

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照明用の光を伝送する樹脂製のコアと、
   該コアよりも低屈折率の樹脂性のクラッドとを備えた光
   ファイバにおいて、上記コアの中に、上記コアとは屈折
   率が異なり上記コアの比重の７０％〜１３０％の範囲内
   の比重を有する微粒子が混合されたことを特徴とする光
   ファイバ。
2. 【請求項２】 上記コア材料がシリコーンゴムである請
   求項１に記載の光ファイバ。
3. 【請求項３】 上記クラッド材がフッ素樹脂で、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／ビニリデンフルオロライド共重合
   体、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレ
   ン／ビニリデンフルオロライド共重合体のいずれかであ
   る請求項２に記載の光ファイバ。
4. 【請求項４】 上記微粒子が熱を加えることにより膨張
   するマイクロカプセルである請求項１から３のいずれか
   に記載の光ファイバ。
5. 【請求項５】 上記微粒子の径が１μｍ〜１００μｍの
   範囲内にある請求項４に記載の光ファイバ。
6. 【請求項６】 上記微粒子の上記コアに対する混合比が
   ０．００１％〜０．１％の範囲内にある請求項５に記載
   の光ファイバ。