JPH0157763B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は線状発光体などとして利用し得る漏洩
光伝送体に関するものである。

従来この種の線状発光体はそれ自体を光源とし
て発光させる形式のものであるため、長尺かつ細
径のものを造るといつたことが殆ど不可能である
ばかりでなく、その発光手段として少くとも両端
部に電極などを設ける必要があり、この結果その
利用範囲も自ら限定され、著しく狭いものとなつ
ていた。

本発明はこのような従来の問題点に鑑み、それ
自体に光源を求めるという前記既成観念を排し、
外部の光源に光を求めるようにした線状発光体を
得ようとするもので、このため本来はコアとこれ
を包むクラツドとの境界面において光を全反射さ
せてこれをコア内に閉じ込めつつ伝送するように
した光伝送体に着目し、該境界面に対する光の入
射角とその臨界角との関係を利用して上記コア内
を伝送される光をクラツドを介して外部に漏洩さ
せるようにし、もつて該漏洩光を外部照明に利用
するなどして上記問題点を悉く解消したものであ
る。

以下この構成を図面に基づき説明すると、先ず
第１図のものは既知の通り光の透過性のよい誘電
体材料、例えば石英ガラスなどからなる屈折率n₁
のコア１を、これより小さい屈折率n₂の誘導体材
料からなるクラツド２で包み、これらコア１とク
ラツド２との間に境界面３を形成して構成した光
伝送体であるが、同図の実施例ではコア１とクラ
ツド２の径が長手方向にわたつて不変となつてお
り、従つて境界面３の径も同方向にわたつて不変
となつているが、コア１の屈折率n₁とクラツド２
の屈折率n₂のうち一方または双方をn₁＞n₂の範囲
内において変化させることにより、n₁とn₂の比を
入射端４側から出射端５側へ向け次第に小さくな
るよう設定し、これにより下記(h)式で与えられる
境界面３の臨界角αcを第１図ロで示すように上
記方向へ向け次第に大きくなるよう設定してい
る。

αc＝sin^-1（n₂／n₁） …(h) 従つてこの実施例の場合、第１図ロで示すよう
にコア１の光軸に対しθの角度で入射端４から入
射した光は、境界面３において入射角αおよびこ
れと等しい反射角α（但しα＝π／２−θ）で全
反射しつつコア１内を出射端５側へ進み、この入
射角αが上記臨界角αcより小となつたところで
クラツド２側へ屈折し、さらにこれが該クラツド
２を介して外部へ漏洩する。

そこでこの場合コア１の入射端において、その
光軸からｙだけ離れた点Ｐから入射した光が、境
界面３においてクラツド２側へ屈折する地点Ｉの
位置について検討してみる。いまコア１の直径を
ｄ，Ｉ点に至るまで光が全反射した回数をｉ（０
または１以上の整数）とし、また入射端４を基準
として出射端５側へ光軸上にｘ軸をとると、ｉ回
目に全反射した地点ｘ座標xiとＩ点のｘ座標xi＋
１は夫々次の(i)式と(j)式で与えられる。

xi＝（di＋ｄ／２−ｙ）cotθ …(i) xi＋１＝｛ｄ（ｉ＋１）＋ｄ／２−ｙ｝cotθ ＝（di＋2/3ｄ−ｙ）cotθ …(j) ここで上記臨界角αcはｘの関数であつて、 α＝ｆ（ｘ） と表わすことができ、しかも ｘ＝xiにおいてαc＜α＝π／２−θ ｘ＝xi＋１においてαc＞α＝π／２−θ でなければならないから ｆ（xi）＜π／２−θ＜ｆ（xi＋１） 即ち ｆ｛（di＋ｄ／２−ｙ）cotθ｝＜π／２−θ ＜ｆ｛（di＋3d／２−ｙ）cotθ｝ となり、この不等式によりｉが求まる。かくてこ
の値を上記(j)式に代入すればxi＋１の値、即ち入
射端４からのＩ点までの距離が求められる。

なお以上の説明においてはコア１の径を変化さ
せない場合を説明したが必要に応じてコア１の径
を入射端側から出射端側に減径させる方法を組み
合せて用いることも可能である。また前述の実施
例においては説明の便宜上当該光伝送体の全長に
わたり境界面３の臨界角を変化させているが、こ
のような変化を同光伝送体の一部にのみ設定し他
の部分には必要に応じてこれとはまた異なる境界
面３の臨界角の変化を設定しても差支えないこと
勿論である。

またクラツド２の外周に光が散乱透過するよう
な光散乱層を被設すれば、外部に漏洩する光を多
方向へ均一に散乱放射させることも可能であり、
この散乱層としてはガラス中に弗化カルシウムや
弗化ソーダを混濁させて成形した乳白ガラスなど
が使用できる。

以上説明した通り本発明では、コア１の外周に
これより屈折率の小さいクラツド２を被設してな
る光伝送体において、その全長または一部に、入
射端側から出射端側へ向けコア１とクラツド２と
の境界面３の臨界角が次第に大きくなるような変
化を設定することにより、入射端４側から上記コ
ア１の光軸に対し任意角度で入入射した光が出射
端５側へ伝送される過程において、上記境界面３
からクラツド２側へ屈折して外部へ漏洩するよう
にしているから、コア１の入射端の全面に亘り、
その光軸に対して不特定の角度で光を入射させれ
ば、当該光伝送体の全長にわたる全周から漏光さ
せることができ、あたかも線状発光体としての利
用が可能になる。しかもこの際当該光伝送体自体
は長尺かつ細径のものであるので、従来この種の
線状発光体として使用されていたものの欠点を完
全に補うことができるばかりでなく、入射端のみ
に光源等を接続すればよいのであるから、設備の
簡易化や設置スペースの縮少化が図れ、またそれ
自体発熱するものではなく、電気設備等を直接備
える必要はないから例えば可燃性ガスなどが発生
するため爆発の危険がある場所などでも用いるこ
とができるなど、その利用範囲が著しく拡大され
る。

さらにコア１の入射端の特定の位置から光軸に
対し特定の角度で光を入射させればこれに応じて
当該光伝送体の特定の位置から光を漏出させるこ
とができ、従つて局部的な光の取り出しないしは
照明等にも利用でき、この点でも極めて利用範囲
の広い漏洩光伝送体が提供し得ることとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図イは本発明の一実施例を示す縦断説明
図、同図ロは同実施例における境界面の臨界角変
化の一例を示す図表である。 １…コア、２…クラツド、３…境界面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ コアの外周にこれより屈折率の小さいクラツ
   ドを被設してなる光伝送体において、その全長ま
   たは一部に、入射端側から出射端側へ向けコアと
   クラツドの境界面の臨界角が次第に大きくなるよ
   うな変化を設定することにより、入射端から上記
   コアの光軸に対し任意の角度で入射した光が出射
   端側へ伝送される過程において上記境界面からク
   ラツド側へ屈折して外部へ漏洩するようにしたこ
   とを特徴とする漏洩光伝送体。 ２ クラツドの外周側に光散乱層が設けられてい
   る特許請求の範囲第１項記載の漏洩光伝送体。