JPH06201927A - 高分子光ファイバー束およびその製造方法 - Google Patents
高分子光ファイバー束およびその製造方法Info
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- JPH06201927A JPH06201927A JP5263671A JP26367193A JPH06201927A JP H06201927 A JPH06201927 A JP H06201927A JP 5263671 A JP5263671 A JP 5263671A JP 26367193 A JP26367193 A JP 26367193A JP H06201927 A JPH06201927 A JP H06201927A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/04—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
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- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 柔軟性と光の高出力とが要求される照明、表
示用途に特に適したマルチモードの高分子光ファイバー
束を提供する。 【構成】 硬質スリーブ（１４）内に配置された複数の
高分子光ファイバー（１２）を含む光ファイバー束（１
０）が開示されている。ファイバーは、スリーブ内にそ
れらを置く前に予め少なくとも１：１．５の延伸比に延
伸される。しかる後、構造（１３）は、加熱され。長さ
が短縮され、胴廻りが膨張されるファイバーの弾性緩和
を誘発する。硬質スリーブ内での膨張は、最密充填ジオ
メトリーを生ずる。
示用途に特に適したマルチモードの高分子光ファイバー
束を提供する。 【構成】 硬質スリーブ（１４）内に配置された複数の
高分子光ファイバー（１２）を含む光ファイバー束（１
０）が開示されている。ファイバーは、スリーブ内にそ
れらを置く前に予め少なくとも１：１．５の延伸比に延
伸される。しかる後、構造（１３）は、加熱され。長さ
が短縮され、胴廻りが膨張されるファイバーの弾性緩和
を誘発する。硬質スリーブ内での膨張は、最密充填ジオ
メトリーを生ずる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的には、光ファイ
バー束に関し、さらに詳しくは、照明および表示用に適
当な高分子ファイバー光束に関するものである。
バー束に関し、さらに詳しくは、照明および表示用に適
当な高分子ファイバー光束に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、Xuに対する米国特許No. 4,923,
268に開示されているように、高分子光ファイバー束を
含む物品を製造することは公知である。この,268特許に
おいては、高分子光ファイバー束を収縮管のスリーブ内
に置き、束内の一以上のファイバーへ入射する光信号が
その中のすべてのファイバーに分散されるように、束を
溶封することによって形成される受動スターカプラー
（passive star coupler)が示され、かつ、特許請求さ
れている。Xuによって使用された収縮管は、ファイバー
が溶封温度に近い軟化点を有するテフロン(Teflon)系フ
ッ素ポリマー製である。この方法によるスターカプラー
の製造は、望ましくない光信号の減衰を生ずる高分子光
ファイバーのクラッド層を除去することを含む。
268に開示されているように、高分子光ファイバー束を
含む物品を製造することは公知である。この,268特許に
おいては、高分子光ファイバー束を収縮管のスリーブ内
に置き、束内の一以上のファイバーへ入射する光信号が
その中のすべてのファイバーに分散されるように、束を
溶封することによって形成される受動スターカプラー
（passive star coupler)が示され、かつ、特許請求さ
れている。Xuによって使用された収縮管は、ファイバー
が溶封温度に近い軟化点を有するテフロン(Teflon)系フ
ッ素ポリマー製である。この方法によるスターカプラー
の製造は、望ましくない光信号の減衰を生ずる高分子光
ファイバーのクラッド層を除去することを含む。
【０００３】照明および表示用途においては、典型的に
は、径約１／２cm(1/4")以上の光伝導素子を含むことが
望ましい。典型的には、モノリシックな装置が使用され
る。しかし、このような素子は、硬くなりやすく、した
がって、柔軟性が必要とされる用途には不適当である。
光学的なスターカップリング用途(optical star coupli
ng application)とは異なり、照明束では、信号のミキ
シングは、不要であり、実際、光の損失を低下させるた
めに、クラッドの除去は、回避されるべきである。
は、径約１／２cm(1/4")以上の光伝導素子を含むことが
望ましい。典型的には、モノリシックな装置が使用され
る。しかし、このような素子は、硬くなりやすく、した
がって、柔軟性が必要とされる用途には不適当である。
光学的なスターカップリング用途(optical star coupli
ng application)とは異なり、照明束では、信号のミキ
シングは、不要であり、実際、光の損失を低下させるた
めに、クラッドの除去は、回避されるべきである。
【０００４】高分子光ファイバー束は、柔軟性と光の高
出力とが必要とされる照明用途に特に適当であることが
知られている。これは、ガラス光ファイバーよりもはる
かに大容量のコア成分を有する薄いクラッド層を有する
マルチモードの高分子光ファイバーの場合には、特にし
かりである。
出力とが必要とされる照明用途に特に適当であることが
知られている。これは、ガラス光ファイバーよりもはる
かに大容量のコア成分を有する薄いクラッド層を有する
マルチモードの高分子光ファイバーの場合には、特にし
かりである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、柔軟
性と光の高出力とが要求される照明、表示用途に特に適
したマルチモードの高分子光ファイバー束を提供するこ
とである。
性と光の高出力とが要求される照明、表示用途に特に適
したマルチモードの高分子光ファイバー束を提供するこ
とである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に従い製造される
典型的な光ファイバー束は、硬質スリーブ内に配置さ
れ、かつ、延伸比約１：１．５〜約１：３に延伸された
複数の高分子光ファイバー束を含む。ファイバーは、製
造中、内部応力を緩和するために熱処理され、長手方向
に収縮し、放射状に膨張してスリーブを満たし、それら
のジオメトリーを最密充填配置とする。スリーブは、フ
ァイバー間に所望の最密充填ジオメトリーが達成される
ように、製造中、その寸法を維持することが重要であ
る。好ましい実施態様においては、この束は、ポリ（メ
チルメタクリレート）コアと、半結晶性のポリマー樹脂
製の硬質ポリマースリーブとを含む。
典型的な光ファイバー束は、硬質スリーブ内に配置さ
れ、かつ、延伸比約１：１．５〜約１：３に延伸された
複数の高分子光ファイバー束を含む。ファイバーは、製
造中、内部応力を緩和するために熱処理され、長手方向
に収縮し、放射状に膨張してスリーブを満たし、それら
のジオメトリーを最密充填配置とする。スリーブは、フ
ァイバー間に所望の最密充填ジオメトリーが達成される
ように、製造中、その寸法を維持することが重要であ
る。好ましい実施態様においては、この束は、ポリ（メ
チルメタクリレート）コアと、半結晶性のポリマー樹脂
製の硬質ポリマースリーブとを含む。
【０００７】
【実施例】以下、添付の図面を参照しながら、本発明を
さらに詳細に説明する。図面において、同一の符号は、
同一の部材を表す。
さらに詳細に説明する。図面において、同一の符号は、
同一の部材を表す。
【０００８】図１は、本発明の長所を例示する概略図で
ある。
ある。
【０００９】図２は、本発明に従い製造される光ファイ
バー束の一端の透視図である。
バー束の一端の透視図である。
【００１０】図２Ａは、本発明に従い配置された３方照
明束の平面図である。
明束の平面図である。
【００１１】図３は、図１の束の立面図である。
【００１２】図３Ａは、図３の詳細図である。
【００１３】図３Ｂは、ファイバー束の別の断面を示
す。
す。
【００１４】図４は、本発明の物品の製造法を例示する
概略図である。
概略図である。
【００１５】以後、照明用の目的のためにのみ提供され
る数個の実施態様を参照しながら、本発明を説明する。
例示したもの以外の多くのジオメトリーおよび材料の組
み合わせが本発明精神および特許請求の範囲内での使用
に適当であることは、当業者であれば容易に理解できる
であろう。
る数個の実施態様を参照しながら、本発明を説明する。
例示したもの以外の多くのジオメトリーおよび材料の組
み合わせが本発明精神および特許請求の範囲内での使用
に適当であることは、当業者であれば容易に理解できる
であろう。
【００１６】本発明の顕著な特徴は、単一光源から光を
有効に収集し、かつ、伝送できるファイバー光束の能力
である。例えば、円形光源が半径３Ｒを有する場合に
は、適当な寸法の半径Ｒを有する７つの円筒形ファイバ
ー(７ cylindrical fibers)の総体は、ファイバー間の
隙間空隙により“不整合(mismatch)”な面積を有する。
円形断面の場合の不整合な面積による光の損失は、 −１０log｛７πＲ2／π（３Ｒ）2｝ （１） であるか、または約１．１dBである。換言すれば、光源
から利用可能な光の約２２％は、全く収集されない。
有効に収集し、かつ、伝送できるファイバー光束の能力
である。例えば、円形光源が半径３Ｒを有する場合に
は、適当な寸法の半径Ｒを有する７つの円筒形ファイバ
ー(７ cylindrical fibers)の総体は、ファイバー間の
隙間空隙により“不整合(mismatch)”な面積を有する。
円形断面の場合の不整合な面積による光の損失は、 −１０log｛７πＲ2／π（３Ｒ）2｝ （１） であるか、または約１．１dBである。換言すれば、光源
から利用可能な光の約２２％は、全く収集されない。
【００１７】これとは別に、図１に示されるような、六
角形の繰り返し単位５内の面積を比較すると、ファイバ
ー断面の形状による表面積の差を評価することができ
る。半径Ｒの一連の円６は、実線で示し、一連の六角形
７は、破線で示されている。繰り返し単位５内の円の面
積は、１個の完全な円の面積と、他の６個の円の面積の
１／３との和、すなわち、換言すると、 （１＋６／３）πＲ2 （２） である。
角形の繰り返し単位５内の面積を比較すると、ファイバ
ー断面の形状による表面積の差を評価することができ
る。半径Ｒの一連の円６は、実線で示し、一連の六角形
７は、破線で示されている。繰り返し単位５内の円の面
積は、１個の完全な円の面積と、他の６個の円の面積の
１／３との和、すなわち、換言すると、 （１＋６／３）πＲ2 （２） である。
【００１８】他方、繰り返し単位５内に入る六角形の面
積は、１個の完全な六角形の面積と、全てが半径Ｒの内
接円を有する６個の六角形の面積の１／３との和、すな
わち、換言すると、 （６＋１／３ ６．６）Ｒ2tan３０° （３） ＝６√３Ｒ2 （４） である。
積は、１個の完全な六角形の面積と、全てが半径Ｒの内
接円を有する６個の六角形の面積の１／３との和、すな
わち、換言すると、 （６＋１／３ ６．６）Ｒ2tan３０° （３） ＝６√３Ｒ2 （４） である。
【００１９】したがって、この方法による利用可能な面
積は、 （六角形の面積）／（円の面積）＝６√３／３π＝１．１０ （５） である。
積は、 （六角形の面積）／（円の面積）＝６√３／３π＝１．１０ （５） である。
【００２０】この後者の解析は、本発明に従って製造さ
れる物品の伝送性とより一致するものと考えられる。
れる物品の伝送性とより一致するものと考えられる。
【００２１】図２を見ると、スリーブ１４内に配置され
た複数の高分子光ファイバー１２を含むファイバー束が
示されている。高分子光ファイバーは、種々の高分子光
ファイバーから製造することができ、例えば、ポリアク
リレート類、ポリカーボネート類、ビスフェノールＡ残
基を含む芳香族コポリエステル類および一般に最も安定
であると考えられるポリスチレン類のポリマーが挙げら
れる。ポリ（メチルメタクリレート）ファイバー類は、
恐らく最も好ましいポリマー類である。
た複数の高分子光ファイバー１２を含むファイバー束が
示されている。高分子光ファイバーは、種々の高分子光
ファイバーから製造することができ、例えば、ポリアク
リレート類、ポリカーボネート類、ビスフェノールＡ残
基を含む芳香族コポリエステル類および一般に最も安定
であると考えられるポリスチレン類のポリマーが挙げら
れる。ポリ（メチルメタクリレート）ファイバー類は、
恐らく最も好ましいポリマー類である。
【００２２】本発明に従い使用される高分子光ファイバ
ー類は、少なくとも約１：１．５の比で延伸する必要が
ある。約１：１．５〜約１：５の延伸比が一般に適当で
ある。しかし、約１：１．５〜約１：３の比が最も好ま
しいと考えられている。本明細書で使用される“延伸
比”という用語は、押出後の熱伸長をいい、例えば、延
伸比１：２とは、押出、急冷後、１００％伸長されたフ
ァイバーをいう。典型的には、延伸は、ポリマーのガラ
ス転移温度よりも幾分高い温度（１０〜５０℃）で行わ
れる。当業者であれば、理解できるように、このような
延伸ファイバー類は、長手方向に沿った固有の機械的な
応力を緩めるために、再加熱の際に、緩和する弾性メモ
リーを有する。したがって、ファイバーは、張力をかけ
なくとも、長さが収縮し、胴回りが膨張する。
ー類は、少なくとも約１：１．５の比で延伸する必要が
ある。約１：１．５〜約１：５の延伸比が一般に適当で
ある。しかし、約１：１．５〜約１：３の比が最も好ま
しいと考えられている。本明細書で使用される“延伸
比”という用語は、押出後の熱伸長をいい、例えば、延
伸比１：２とは、押出、急冷後、１００％伸長されたフ
ァイバーをいう。典型的には、延伸は、ポリマーのガラ
ス転移温度よりも幾分高い温度（１０〜５０℃）で行わ
れる。当業者であれば、理解できるように、このような
延伸ファイバー類は、長手方向に沿った固有の機械的な
応力を緩めるために、再加熱の際に、緩和する弾性メモ
リーを有する。したがって、ファイバーは、張力をかけ
なくとも、長さが収縮し、胴回りが膨張する。
【００２３】スリーブ１４は、光ファイバー１２よりも
少なくとも約１０℃高い軟化点を有する限り、金属また
はポリマー樹脂のようないずれの適当な硬質材料製であ
ってもよい。ファイバーの軟化点よりも少なくとも２５
℃高い軟化点が好ましい。軟化点が５０℃高いものは、
さらに好ましい。銅もしくはアルミニウムおよび半結晶
性もしくはその他の高軟化点樹脂、例えば、ポリアミド
類、ポリエステル類、ポリアセタール類、ポリスルホン
類、ポリウレタン類等が特に好ましい。金属は、均一な
熱分布のために長所を有する。スリーブは、所望とあら
ば、光源のハウジングとの結合が便利なように外部に造
形、例えば、ねじ山を設けるのがよい。
少なくとも約１０℃高い軟化点を有する限り、金属また
はポリマー樹脂のようないずれの適当な硬質材料製であ
ってもよい。ファイバーの軟化点よりも少なくとも２５
℃高い軟化点が好ましい。軟化点が５０℃高いものは、
さらに好ましい。銅もしくはアルミニウムおよび半結晶
性もしくはその他の高軟化点樹脂、例えば、ポリアミド
類、ポリエステル類、ポリアセタール類、ポリスルホン
類、ポリウレタン類等が特に好ましい。金属は、均一な
熱分布のために長所を有する。スリーブは、所望とあら
ば、光源のハウジングとの結合が便利なように外部に造
形、例えば、ねじ山を設けるのがよい。
【００２４】ファイバー１２は、最初、それらの長さに
沿って、均一な円形断面を有する。しかし、製造の際
に、これらの端部１６，１８は、さらに、以下に記載す
るように、スリーブ１４が使用される断面にされる。
沿って、均一な円形断面を有する。しかし、製造の際
に、これらの端部１６，１８は、さらに、以下に記載す
るように、スリーブ１４が使用される断面にされる。
【００２５】本発明のファイバー束１０は、簡単な２口
ケーブルとして製造することができるが、所望とあら
ば、図２Ａに示したように、１つの入力口と２つの出力
口とを具備するように製造することもできる。その他の
多口ジオメトリーでも配置することができる。
ケーブルとして製造することができるが、所望とあら
ば、図２Ａに示したように、１つの入力口と２つの出力
口とを具備するように製造することもできる。その他の
多口ジオメトリーでも配置することができる。
【００２６】図３において、本発明に従い構成されるフ
ァイバー束の端部２０の立面図が示されている。ファイ
バーは、最初、円筒状であったが、それらの端部１６，
１８において、スリーブ１４内の断面形状をそれらが使
用される断面形状にする。図３Ａに示されているよう
に、最初円筒形であるファイバーの多くが、製造の完了
時にそれらの端部で六角形形状を有する。本発明に関し
て、特に、硬質スリーブ１４に関しては、種々の形状が
使用できる。これに関して、図３Ｂには、台形スリーブ
１４ｂが、四角ばった端部１６ｂ，１８ｂのファイバー
を有する台形端部を生ずることが示されている。
ァイバー束の端部２０の立面図が示されている。ファイ
バーは、最初、円筒状であったが、それらの端部１６，
１８において、スリーブ１４内の断面形状をそれらが使
用される断面形状にする。図３Ａに示されているよう
に、最初円筒形であるファイバーの多くが、製造の完了
時にそれらの端部で六角形形状を有する。本発明に関し
て、特に、硬質スリーブ１４に関しては、種々の形状が
使用できる。これに関して、図３Ｂには、台形スリーブ
１４ｂが、四角ばった端部１６ｂ，１８ｂのファイバー
を有する台形端部を生ずることが示されている。
【００２７】本発明のファイバー束の製造は、図４に関
連して例示する。図４には、複数の同軸に配列された平
行高分子光ファイバー１１２の周りに配列されたポリマ
ースリーブ１４が示されている。これとは別に、スリー
ブは、研磨してばりを除き、平滑にした銅製であっても
よい。ファイバー１１２は、例えば、Hoechst Celanese
Corporationから入手可能なポリ（メチルメタクリレ
ート）コア／フルオロポリマークラッドタイプ製であ
る。これらのファイバー類は、典型的には、約１：２の
比に延伸される。ファイバー１１２は、最初、断面が円
形である。最初、３０本のこれらファイバーが、典型的
には、約１／４インチ（１／４”）、または、約１cmよ
り小さい、例えば、０．６cmの内径を有する円筒状のス
リーブを介して加工糸に引かれ、符号１２１で約１イン
チ（１”）突出する。スリーブは、ナイロンポリアミド
製であり、符号１２３で示されるホットエアーガン（ho
t air gun)で加熱される。当然のことながら、いずれの
熱源、例えば、電気抵抗加熱リングを使用することもで
き、ＩＲ光源も使用できる。ホットエアーガンの温度
は、約２８０〜３００℃に設定され、束１１０は、成分
１１２，１１４が約１１５℃または約２４０°Ｆの温度
に達するように、１０〜２０分間加熱される。これは、
ファイバーがスリーブ１１４内の利用可能な断面間で膨
張するように、符号１１０の領域で、ファイバーを長さ
において収縮させ、放射状に膨張させるのに十分な温度
である。ついで、スリーブ１１４は、ダイヤモンドホイ
ールを用いて符号１１５で切断され、一連の標準ファイ
バー研磨グリットを用いて研磨される。同様のことは、
適当な“熱研磨(heat-polish)”装置、例えば、束の端
部に押圧された高温ガラス板を用いて達成することがで
きる。これとは別に、スリーブは、抵抗加熱線を用いて
切断することもできる。研磨は、鏡面ホットプレートに
押圧することにより達成することもできる。断面は、最
終製品において、ファイバー間に実質的空隙のない、図
３で示されるような六角形の断面ジオメトリーを示す。
連して例示する。図４には、複数の同軸に配列された平
行高分子光ファイバー１１２の周りに配列されたポリマ
ースリーブ１４が示されている。これとは別に、スリー
ブは、研磨してばりを除き、平滑にした銅製であっても
よい。ファイバー１１２は、例えば、Hoechst Celanese
Corporationから入手可能なポリ（メチルメタクリレ
ート）コア／フルオロポリマークラッドタイプ製であ
る。これらのファイバー類は、典型的には、約１：２の
比に延伸される。ファイバー１１２は、最初、断面が円
形である。最初、３０本のこれらファイバーが、典型的
には、約１／４インチ（１／４”）、または、約１cmよ
り小さい、例えば、０．６cmの内径を有する円筒状のス
リーブを介して加工糸に引かれ、符号１２１で約１イン
チ（１”）突出する。スリーブは、ナイロンポリアミド
製であり、符号１２３で示されるホットエアーガン（ho
t air gun)で加熱される。当然のことながら、いずれの
熱源、例えば、電気抵抗加熱リングを使用することもで
き、ＩＲ光源も使用できる。ホットエアーガンの温度
は、約２８０〜３００℃に設定され、束１１０は、成分
１１２，１１４が約１１５℃または約２４０°Ｆの温度
に達するように、１０〜２０分間加熱される。これは、
ファイバーがスリーブ１１４内の利用可能な断面間で膨
張するように、符号１１０の領域で、ファイバーを長さ
において収縮させ、放射状に膨張させるのに十分な温度
である。ついで、スリーブ１１４は、ダイヤモンドホイ
ールを用いて符号１１５で切断され、一連の標準ファイ
バー研磨グリットを用いて研磨される。同様のことは、
適当な“熱研磨(heat-polish)”装置、例えば、束の端
部に押圧された高温ガラス板を用いて達成することがで
きる。これとは別に、スリーブは、抵抗加熱線を用いて
切断することもできる。研磨は、鏡面ホットプレートに
押圧することにより達成することもできる。断面は、最
終製品において、ファイバー間に実質的空隙のない、図
３で示されるような六角形の断面ジオメトリーを示す。
【００２８】前述の工程の間、束の温度は、スリーブ１
１４が硬質のままである、十分に軟化点よりも低い温度
に保持される。
１４が硬質のままである、十分に軟化点よりも低い温度
に保持される。
【００２９】スリーブの軟化温度を越えた場合、例えば
収縮管フルオロポリマースリーブの場合のように、スリ
ーブは、不均一に膨張し、最終製品にマイクロベンドロ
ス(microbend loss)が起こるショルダー(shoulder)の原
因となり、スリーブの変形による空隙が存在する。この
ような状態は、共に、望ましくない。
収縮管フルオロポリマースリーブの場合のように、スリ
ーブは、不均一に膨張し、最終製品にマイクロベンドロ
ス(microbend loss)が起こるショルダー(shoulder)の原
因となり、スリーブの変形による空隙が存在する。この
ような状態は、共に、望ましくない。
【００３０】ポリ（メチルメタクリレート）の場合、適
当な条件の下では、束を１００℃以上、恐らくは、１２
５℃または１５０℃にさえ、十分に加熱することができ
る。例えば、高融点のポリカーボネートの場合、このよ
うな温度を使用することが好ましい。
当な条件の下では、束を１００℃以上、恐らくは、１２
５℃または１５０℃にさえ、十分に加熱することができ
る。例えば、高融点のポリカーボネートの場合、このよ
うな温度を使用することが好ましい。
【００３１】本発明に従い２つの端部で最密充填ジオメ
トリーを有するファイバー束は、典型的には、それらの
端部で最密充填ジオメトリーを有しない束よりも１０％
優れた伝送効率を示す。
トリーを有するファイバー束は、典型的には、それらの
端部で最密充填ジオメトリーを有しない束よりも１０％
優れた伝送効率を示す。
【００３２】当業者であれば容易に理解できるように、
光源の角度よりも大きい受光角度を有するファイバーを
使用するのが好ましい。ファイバー束の入力面で、ファ
イバーの受光角よりも約１０％小さい入射角を有する光
源が好ましい。
光源の角度よりも大きい受光角度を有するファイバーを
使用するのが好ましい。ファイバー束の入力面で、ファ
イバーの受光角よりも約１０％小さい入射角を有する光
源が好ましい。
【図１】本発明の長所を例示する概略図である。
【図２】図２は、本発明に従い製造される光ファイバー
束の一端の透視図であり、図２Ａは、本発明に従い配置
された３方照明束の平面図である。
束の一端の透視図であり、図２Ａは、本発明に従い配置
された３方照明束の平面図である。
【図３】図３は、図１の束の立面図であり、図３Ａは、
図３の詳細図であり、図３Ｂは、ファイバー束の別の断
面を示す。
図３の詳細図であり、図３Ｂは、ファイバー束の別の断
面を示す。
【図４】本発明の物品の製造法を例示する概略図であ
る。
る。
５ 六角形の繰り返し単位 ６ 円 ７ 円筒形ファイバー １２ ファイバー １４ スリーブ １６，１８ 端部 １１２ ファイバー １１４ ポリマースリーブ １２３ ホットエアーガン
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年３月３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２７】本発明のファイバー束の製造は、図４に関
連して例示する。図４には、複数の同軸に配列された平
行高分子光ファイバー１１２の周りに配列されたポリマ
ースリーブ１１４が示されている。これとは別に、スリ
ーブは、研磨してばりを除き、平滑にした銅製であって
もよい。ファイバー１１２は、例えば、Hoechst Celane
se Corporationから入手可能なポリ（メチルメタクリ
レート）コア／フルオロポリマークラッドタイプ製であ
る。これらのファイバー類は、典型的には、約１：２の
比に延伸される。ファイバー１１２は、最初、断面が円
形である。最初、３０本のこれらファイバーを、典型的
には、約１／４インチ（１／４”）、または、約１cmよ
り小さい、例えば、０．６cmの内径を有する円筒状のス
リーブ内に通し、符号１２１で約１インチ（１”）突出
する。スリーブは、ナイロンポリアミド製であり、符号
１２３で示されるホットエアーガン（hot air gun)で加
熱される。当然のことながら、いずれの熱源、例えば、
電気抵抗加熱リングを使用することもでき、ＩＲ光源も
使用できる。ホットエアーガンの温度は、約２８０〜３
００℃に設定され、束１１０は、成分１１２，１１４が
約１１５℃または約２４０°Ｆの温度に達するように、
１０〜２０分間加熱される。これは、ファイバーがスリ
ーブ１１４内の利用可能な断面間で膨張するように、符
号１１０の領域で、ファイバーを長さにおいて収縮さ
せ、放射状に膨張させるのに十分な温度である。つい
で、スリーブ１１４は、ダイヤモンドホイールを用いて
符号１１５で切断され、一連の標準ファイバー研磨グリ
ットを用いて研磨される。同様のことは、適当な“熱研
磨(heat-polish)”装置、例えば、束の端部に押圧され
た高温ガラス板を用いて達成することができる。これと
は別に、スリーブは、抵抗加熱線を用いて切断すること
もできる。研磨は、鏡面ホットプレートに押圧すること
により達成することもできる。断面は、最終製品におい
て、ファイバー間に実質的空隙のない、図３で示される
ような六角形の断面ジオメトリーを示す。
連して例示する。図４には、複数の同軸に配列された平
行高分子光ファイバー１１２の周りに配列されたポリマ
ースリーブ１１４が示されている。これとは別に、スリ
ーブは、研磨してばりを除き、平滑にした銅製であって
もよい。ファイバー１１２は、例えば、Hoechst Celane
se Corporationから入手可能なポリ（メチルメタクリ
レート）コア／フルオロポリマークラッドタイプ製であ
る。これらのファイバー類は、典型的には、約１：２の
比に延伸される。ファイバー１１２は、最初、断面が円
形である。最初、３０本のこれらファイバーを、典型的
には、約１／４インチ（１／４”）、または、約１cmよ
り小さい、例えば、０．６cmの内径を有する円筒状のス
リーブ内に通し、符号１２１で約１インチ（１”）突出
する。スリーブは、ナイロンポリアミド製であり、符号
１２３で示されるホットエアーガン（hot air gun)で加
熱される。当然のことながら、いずれの熱源、例えば、
電気抵抗加熱リングを使用することもでき、ＩＲ光源も
使用できる。ホットエアーガンの温度は、約２８０〜３
００℃に設定され、束１１０は、成分１１２，１１４が
約１１５℃または約２４０°Ｆの温度に達するように、
１０〜２０分間加熱される。これは、ファイバーがスリ
ーブ１１４内の利用可能な断面間で膨張するように、符
号１１０の領域で、ファイバーを長さにおいて収縮さ
せ、放射状に膨張させるのに十分な温度である。つい
で、スリーブ１１４は、ダイヤモンドホイールを用いて
符号１１５で切断され、一連の標準ファイバー研磨グリ
ットを用いて研磨される。同様のことは、適当な“熱研
磨(heat-polish)”装置、例えば、束の端部に押圧され
た高温ガラス板を用いて達成することができる。これと
は別に、スリーブは、抵抗加熱線を用いて切断すること
もできる。研磨は、鏡面ホットプレートに押圧すること
により達成することもできる。断面は、最終製品におい
て、ファイバー間に実質的空隙のない、図３で示される
ような六角形の断面ジオメトリーを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダグラス・ピー・カリム アメリカ合衆国ニュージャージー州08812, グリーンブルック，ブルー・リッジ・アベ ニュー 48 (72)発明者 マルティン・ショルニンク ドイツ連邦共和国65779 ケルクハイム, フライヘアー／フォム−シュタイン・シュ トラーセ 37
Claims (20)
- 【請求項１】 複数のファイバーが、それらの長手軸方
向に沿って固有の機械的応力を有するように、延伸比少
なくとも約１：１．５に延伸された複数の高分子光ファ
イバー束と、該複数のファイバーの周囲に配置され、か
つ、前記高分子光ファイバー束の軟化点よりも少なくと
も約１０℃高い軟化点を有する硬質スリーブ部材とを組
み合わせて含み、前記ファイバーが、前記スリーブ内で
熱処理されて軸方向の圧縮と、放射状の膨張とを誘発さ
れ、前記ファイバーが、前記硬質スリーブ部材と協同し
てそれによって定まる利用可能な断面に合致される、高
分子光ファイバーを含む光ファイバー束。 - 【請求項２】 前記スリーブ部材が、前記高分子光ファ
イバーの軟化点よりも少なくとも約２５℃高い軟化点を
有する請求項１に記載の光ファイバー束。 - 【請求項３】 前記スリーブ部材が、前記高分子光ファ
イバーの軟化点よりも少なくとも約５０℃高い軟化点を
有する請求項１に記載の光ファイバー束。 - 【請求項４】 前記硬質スリーブ部材が、金属を含む請
求項１に記載の光ファイバー束。 - 【請求項５】 前記硬質スリーブ部材が、銅またはアル
ミニウムから形成される請求項４に記載の光ファイバー
束。 - 【請求項６】 前記硬質スリーブ部材が、高分子樹脂を
含む請求項１に記載の光ファイバー束。 - 【請求項７】 前記高分子樹脂が、ポリアミド類、ポリ
エステル類、ポリアセタール類、ポリスルホン類および
ポリウレタン類からなる群から選択される請求項６に記
載の光ファイバー束。 - 【請求項８】 前記高分子光ファイバーが、延伸比約
１：１．５〜約１：５で延伸された請求項１に記載の光
ファイバー束。 - 【請求項９】 前記光ファイバーが、延伸比約１：１．
５〜約１：３で延伸された請求項５に記載の光ファイバ
ー束。 - 【請求項１０】 前記高分子光ファイバーが、ポリカー
ボネート類、ポリアクリレート類、芳香族二酸およびビ
スフェノールＡのポリエステルコポリマー類、ならび
に、ポリスチレン類からなる群から選択されるポリマー
を含む請求項１に記載の光ファイバ束。 - 【請求項１１】 前記高分子光ファイバーが、ポリ（メ
チルメタクリレート）から形成される請求項１０に記載
の光ファイバー束。 - 【請求項１２】 （ａ） 熱可塑性高分子光ファイバー
の軟化点よりも少なくとも約１０℃高い軟化点を有する
硬質スリーブ部材内に複数の前記熱可塑性高分子光ファ
イバーを配置し、前記高分子光ファイバーを延伸比少な
くとも約１：１．５で延伸して第１のファイバー光束を
形成し； （ｂ） 前記第１のファイバー光束を、高分子光ファイ
バー内における固有の延伸応力の緩和を誘発するに十分
な温度と時間熱処理して、前記高分子光ファイバーが前
記スリーブ部材と協同し、それらによって定められる利
用可能な自由な断面に合致させて、前記スリーブ内の前
記高分子光ファイバーによって占められる断面積の率を
前記第１のファイバー光束の対応率よりも高くする；こ
との組み合わせを含む高分子光ファイバーの照明束を製
造する方法。 - 【請求項１３】 前記硬質スリーブの軟化点が、前記高
分子光ファイバーの軟化点よりも少なくとも約２５℃高
い請求項１２に記載の方法。 - 【請求項１４】 前記硬質スリーブの軟化点が、前記高
分子光ファイバーの軟化点よりも少なくとも約５０℃高
い請求項１２に記載の方法。 - 【請求項１５】 前記第１のファイバー光束が、少なく
とも約１００℃の温度で熱処理される請求項１２に記載
の方法。 - 【請求項１６】 前記第１のファイバー光束が、少なく
とも約１２５℃の温度で熱処理される請求項１２に記載
の方法。 - 【請求項１７】 前記第１のファイバー光束が、少なく
とも約１５０℃の温度で熱処理される請求項１３に記載
の方法。 - 【請求項１８】 前記ファイバーが延伸比約１：１．５
〜約１：３に延伸される請求項１２に記載の方法。 - 【請求項１９】 前記硬質スリーブが、金属を含む請求
項１２に記載の方法。 - 【請求項２０】 前記硬質スリーブが、半結晶性のポリ
マー樹脂を含む請求項１２に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/968,092 US5222180A (en) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | Polymer optical fibre bundle and method of making same |
| US968092 | 1992-10-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06201927A true JPH06201927A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=25513721
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5263671A Pending JPH06201927A (ja) | 1992-10-29 | 1993-10-21 | 高分子光ファイバー束およびその製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5222180A (ja) |
| EP (1) | EP0595246A1 (ja) |
| JP (1) | JPH06201927A (ja) |
| KR (1) | KR940009088A (ja) |
| CA (1) | CA2107729A1 (ja) |
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