JPS59191003A - 光フアイバ、光フアイバシ−トおよびイメ−ジ伝送用フアイバ装置 - 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】 本発明は，光フアイバ，光フアイバシートおよびイメー
ジ伝送用フアイバ装置に関するものである。

また，本明細書では，光で通信若しくはエネルギ一伝送
を行なうものをも光通信といい、又そのような光通信の
媒体となるフアイバを光フアイバという．また、光とは
可視光に限らず、赤外光、紫外光をもいう。

従来の光フアイバを第１図、第２図を用いて説明する．
第１図は従来の光フアイバの軸方向（縦）からの部分断
面図，第２図は同フアイバの軸方向に対し直角方向（横
）からの断面図である。

図中１は，光信号が伝搬する部分であり，コアという．
２は，コア１を同心円状に囲むクラツドであり，コア１
の屈折率は，クラツト２の屈折率よりも約１％程度高く
なつている。

現在通信用光フアイバとしては石英系グレーデツド型フ
アイバが一番普及しており，かつコア径５０μｍ，クラ
ツド径１２５μｍの構造のものが国際的にも標準化の方
向にある．　また内視鏡用のフアイバスコープなどに用
いられる光フアイバのコア径は約１０μｍ以下であり，
また短距離通信用のプラスチツク系フアイバのフアイバ
径は０．５〜５ｍｍである。

また，裸状態の光フアイバ（以下，心線という）３は脆
く傷が付きやすいので，強度補強，伝送特性向上および
取扱い作業をし易くする目的でシリコン，ナイロン，ポ
リエチレンなどのプラスチツクにより被覆されている．
なお，光フアイバには石英系フアイバ，多成分フアイバ
，プラスチツククラツドフアイバ，プラスチツクフアイ
バおよびセラミツクフアイバなどがあり．また，一次被
覆のみならず二次被覆，３次被覆を有するものもある。

しかしながら，従来の光フアイバには次のような欠点が
あつた．すなわち，従来のコア１およびクラツド２は断
面形状が共に円形をしていたため，例えば第３図に示す
ように横一列に従来の心線３を配列し，シリコン樹脂な
どのカバー４で被覆することにより光フアイバシートを
形成した場合，第３図より明らかなように隣接する心線
３は線接触するように配列されるため、各心線３間に光
の伝送又は反射に全く寄与しない部分が生じる．このた
め，十分な光量を伝送することができないのみならず，
コントラストのよいイメージ伝送を行なうことができな
いという欠点があつた。

本発明は，このような欠点を除去するものであり，簡単
な構成で積層に適した光フアイバを，また、高輝度，高
コントラストの光フアイバシートおよびイメージ伝送用
フアイバ装置を提供するものである。

以下本発明の一実施例を第４図，第５図を用いて説明す
る．第４図は本発明の一実施例である光フアイバの縦断
面図，第５図は同横断面図である。

図中１ａは，１辺１０μｍの正方形断面を有する石英系
グラスフアイバからなるコア，２ａはコア１ａの外周を
保護すると共にコア１ａが全反射面を形成するために外
寸法が１辺３０μｍの正方形である石英系ガラスよりな
るクラツドであり，またコア１ａの屈折率はクラツド２
ａの屈折率より大きくしてある。

このようにすることにより，コア１ａの一端に入射され
た光はコア１ａ内を全反射しながらコア１ａの他端に効
率よく送出される．このときコア１ａの断面形状が正方
形状であるため，同一径の従来の光フアイバ（コア断面
は円形）に比較して伝送しうる光量は２１．５％向上で
きる．また，本実施例の光フアイバを第３図に示すよう
に一列に並べて光フアイバシートとして用いた場合の有
効断面積を上記同様２１％以上向上でき，かつ各光フア
イバ（心線３ａ）を画素としたとき高輝度，高コントラ
ストの再生像を伝送し，再生することができる。

次に，本発明の他の実施例を第６図，第７図を用いて説
明する。

第６図は本発明の他の実施例である光フアイバの縦断面
図，第７図は同横断面図である。

図中１ｂは一辺が１０μｍの正方形断面を有する石英系
グラスフアイバからなるコアであり，２ｂは真空蒸着法
によりクロム（Ｃｒ）をコア１ｂの外周に厚さ０．１μ
ｍに均一に蒸着形成した金属薄膜層（以下，ＭＴＬとい
う）である。

このようにすることにより，同一コア寸法に対し，前記
実施例の光フアイバに比べより細い光フアイバを実現で
きる．　また，反射層としてＭＴＬ２ｂを用いるため反
射効率がよく，しかも光フアイバの曲げによる光の漏洩
が低減できる。

尚，本実施例ではＭＴＬ２ｂを単一層とした例を示した
が，これに限ることはなく本発明者が特願昭５８−４４
７７５号により既に提案しているようにＭＴＬを２層以
上に積層してもよい。

また，ＭＴＬ２ｂの形成法としては特願昭５８−４４７
７５号においても既に提案しているように真空蒸着法，
スパツタリング法，イオンプレーテイング法，無電解メ
ツキ法，電解メツキ法および吹き付法などを用いること
ができる．又，ＭＴＬ２ｂの厚さ，材料等はコア１ｂの
材料及び光の波長，強度などにより，又用途などにより
適宜選択する心要がある。

また，コア１ｂの外周に形成するＭＴＬ２ｂの厚さにつ
いての均一性（均一精度）は石英系ガラスによるクラツ
ドの場合に比べさ程必要でない。

これは，クラツドによる全反射時のエバネツセント波の
理論より明らかである。

次に本発明の他の実施例である光フアイバを第８図，第
９図を用いて説明する。

第８図は本発明の他の実施例である光フアイバの縦断面
図，第９図は同横断面図である。

図中１ｃは，一辺が１ｍｍの略正方形断面を有し，ポリ
プロピレンよりなるコアであり，断面形状は第９図によ
り明らかなように，四つの角部を少し丸くしてある．ま
た，２ｃはコア１ｃの外周に均一に厚さ１００μｍに一
様に形成されたポリプロピレンよりなるクラツドであり
，クラツド２ｃの屈折率はコア１ｃの屈折率より小さく
してある。

このようにすることにより，コア１ｃの角部で伝送する
光がクラツド２ｃに漏洩することが軽減でき，又コア１
ｃに鋭つた部分がないためクラツド形成時にコア１ｃの
角部が欠けるなどという問題は大巾に軽減できる。

本実施例では，コア，クラツド共にプラスチツクの例を
示したが，これに限ることはなく，コアとして石英系フ
アイバ，プラスチツクフアイバ，多成分フアイバ又はセ
ラミツクフアイバを，又クラツドとして石英系，プラス
チツク系，セラミツク系のものを若しくはＭＴＬをクラ
ツドと共に又はクラツドの代りに用いてもよく，これら
を適宜選択し組合せることにより本実施例の光フアイバ
を得ることができる。

尚，上記３つの実施例では，断面が正方形のコアの例を
示したがこれに限るものではなく，第１６図に示すよう
に断面が長方形の板状のものであつてもよく，さらに第
１４図のように断面が三角形状であつてもよい。勿論，
三角形，四角形に限らず必要に応じ断面が五角形以上の
コアを用いてもよく，またクラツド，ＭＴＬの外形もそ
れに応じ，又は別の多角形状にするとよい。

尚，本明細書において多角形とは三角形をも含み，かつ
それ以上の多角形をいい，又略多角形とは角が鋭らず，
角を丸くした多角形，および通常の角の鋭つた多角形の
両者をいう。

次に，本発明の光フアイバシートの一実施例を第１０図
を用いて説明する。

第１０図は本発明の一実施例である光フアイバシートの
斜視図である。

コア１ｂとＭＴＬ２ｂよりなる心線３ｂは，第６図，第
７図に示す上記実施例の光フアイバであり，この心線３
ｂを一列に９本配列し，さらにシリコン樹脂（以下，シ
リコンという）４ａで被覆することにより光フアイバシ
ートを構成する。

このようにすることにより，第３図に示す断面円形の従
来の光フアイバを用いた光フアイバシートに比べ，断面
が略四角形の光フアイバを用いているので本実施例の光
フアイバシートは，同一寸法形状の場合伝送し得る光量
（有効コア断面積）が約３０％向上する．しかも，本実
施例の光フアイバシートではクラツドの代りにＭＴＬ２
ｂを用いているため極めて薄くできるため，コア断面積
をより大きくすることができると共に薄いクラツドの場
合に生じる隣接光フアイバからの光の漏洩が全く発生せ
ず各光フアイバによる信号伝送時のＳ／Ｎ特性，漏話特
性は大巾に改 善される。

そのため，本実施例の光フアイバシートをフアクシミリ
装置，複写機，文字読取機，テープリーダ，カードリー
ダ，又通信装置に用いることにより極めて高精度の再生
像，高精度の読取，又高Ｓ／Ｎ通信が可能となる。

次に，本発明の光フアイバシートの他の実施例を第１１
図を用いて説明する。第１１図は本発明の他の実施例で
ある光フアイバシートの部分断面斜視図である．本実施
例の光フアイバシートは２層式のものである。

図中３ｂは，第６図，第７図に示す上記実施例の心線で
あり，心線３ｂを２段に横に配列し，外周をナイロン４
ｂで被覆して形成することにより２段式（２層式）光フ
アイバシートを構成する。

このように積層した場合，心線３ｂが四角形であるため
，隣接する心線３ｂ同志が面接触する（従来は線接触で
あつた）ため，光伝送に寄与しない部分が少なくなり高
効率フアイバシートを得ることができる。

また，上記２つの光フアイバシートの例では１段，２段
のものを示したがこれに限ることはなく，より多段の光
フアイバシートであつてもよく，又より多段にすること
によりより高効率な光フアイバシートを得ることができ
る。

また，この２段光フアイバシートの上段を受光段に，又
下段を発光段に用いる場合，ＭＴＬ２ｂで各コア１ｂが
囲まれているため，発光段の強力な光が漏洩して直接受
光 段に入り．Ｓ／Ｎ特性を悪化させるという従来の問題は
発生しない。

すなわち，従来の２段式光フアイバシートでは発光段と
受光段とを近接して設けた場合発光段の光が直接受光段
に漏洩し，Ｓ／Ｎ特性を下げていたため，発光段と受光
段との距離を大きくしなければならなかつた。

しかし，本実施例の光フアイバシートによればこのよう
な問題は全て解決され，かつ隣接間の漏洩も低減される
のでＳ／Ｎの向上を図ることができる。

次に本発明のイメージ伝送用フアイバ装置の一実施例を
第１２図を用いて説明する。

第１２図は本発明のイメージ伝送用フアイバ装置の要部
斜視図である。

図中５は，第６図，第７図に示す心線を縦横に２００×
２５０＝５００００（本）を密に束ねて形成したイメー
ジガイドである．６はイメージ伝送端，７はイメージ受
像端である． このようにすることにより，伝送端６に「イ」という文
字に相当する光を印加すると各心線が画素を形成し，伝
送端６に印加したのと同じ像を受像端７に再生できる． この場合，各心線の断面が四角形であるため，円形の場
合に比べより多くの光を伝送できると共に各コアがＭＴ
Ｌにより遮へいされるので高輝度、高コントラストの再
生像を得ることができる．　又，特願昭５８−４４７７
５号において本発明者が既に提案しているようにＭＴＬ
を信号伝送（有線による電流，高周波伝送等）や、電力
伝送用に用いることができるため胃力メラなどの内視鏡
，原子炉監視用カメラなどに本実施例のイメージガイド
は有用である。

次に本発明の他の実施例を第１３図を用いて説明する． 第１３図は本発明の他の実施例である光フアイバの横断
面図である． 図中１ｄは石英系グラスフアイバよりなり一辺１０μｍ
の略正方形断面を有する第１のコアであり，２ｄは第１
のコア１ｄの外周に厚さ１００■にスパツタリング法に
より形成されたアルミニウム（Ａｌ）よりなる第１のＭ
ＴＬである．８は第１のＭＴＬ２ｄの外周に厚さ３μｍ
に形成されたＳｉＯ２よりなる第２のコアであり，９は
厚さ１０μｍのニツケル（Ｎｉ）よりなる第２のＭＴＬ
である．このように第１のコア１ｄ，第２のコア８，第
１のＭＴＬ２ｄ，および第２のＭＴＬ９とにより光フア
イバを形成することにより，１本の光フアイバに独立し
た２つの光路を設けることができる．このようにするこ
とにより，第１のコア１ｄを発光路に，又第２のコア８
を受光路に用いることができ，又第１、第２のコア１ｄ
，８を共に発光路若しくは受光路として用いることがで
きる．さらに第１のコア１ｄの伝送路における外部への
漏話を第２のコア８を用いて監視（モニター）すること
ができ，これにより，他人の盗聴を未然に防止すること
ができる。

本実施例では，２層の光フアイバの例を示したが，より
多層のものであつてもよい．また，このようにより多層
の光フアイバにすることにより，１本の光フアイバ，光
フアイバケーブルでより多くの通信，電力伝送などを行
なうことができる。

また，このような光フアイバを用いて光フアイバシート
，イメージ伝送用フアイバ装置を構成してもよい．次に
本発明の光フアイバの他の実施例を第１４図，第１５図
を用いて説明する．第１４図は本発明の光フアイバの他
の実施例を示す横断面図であり．本実施例の 光フアイバの横断面状態は略直角三角 形状であり，第１５図は同光フアイバの応用例を示す横
断面図である． 図中１ｅは，断面形状が略直角三角形であるセラミツク
フアイバよりなるコア，２ｅは同コア１ｅの外周に形成
された厚さ約３０μｍのニツケル合金よりなるＭＴＬで
ある．この光フアイバを，第１５図に示すように２本対
向させて当接することにより，容易に２本の光フアイバ
で正方形状にすることができる．また，このようにする
ことにより，外形形状の限られた枠内に多数の光フアイ
バを収納することができる．　また，断面形状の異なる
いく種類もの光フアイバを組合せて束ねて光フアイバシ
ート，光イメージガイドなどを構成してもよく，さらに
光エネルギ（電力伝送）伝送を行なつてもよい．すなわ
ち，本発明は，隣接する光フアイバが面接触しているこ
とを特徴とする．尚，上記実施例に示す光フアイバシー
ト，イメージガイドを，第６図，第７図に示すような光
フアイバ以外の例えば第８図，第９図に示すように，外
形の角部を丸くした形状の光フアイバを多数本束ねて光
フアイバシート，イメージガイドを構成することができ
ることは勿論である．また，第１６図に示すように断面
形状が長方形のコア１ｆと同形状のＭＴＬ２ｆとによる
光フアイバを構成することもできる．また，このように
構成することにより，同一光量を伝送する際に高さをよ
り薄くさせることができ，設計等の自由度をより大きく
することができる。また，本発明の光フアイバは，その
一端又は両端を多角形とし途中の断面を円又はだ円形に
してもよい．また，光フアイバシート若しくはイメージ
ガイドを構成する各光フアイバ又は光フアイバグループ
を互いに絶縁することにより各光フア イバに形成された金属薄膜層（ＭＴＬ）を電源供給線路
として．あるいは通信線路として用いることができるた
め，内視鏡先端への電力供給が容易になり，かつケーブ
ル径をより小さくすることができる。

尚，本明細書において電力伝送とは光 エネルギの伝送をも含めることとする。

以上のように本発明の光フアイバによれば外形が多角形
状であるため，例えば平基板上に並べ易く，又位置決め
が容易となるばかりでなく，同一外寸法でより強力な光
伝送が可能となる。

また，本発明の光フアイバシートによればより薄いフア
イバシートで同一の光量を伝送できるのみならず隣接光
フアイバ間の漏洩をより低減させることができる。

また，本発明のイメージ伝送用フアイバ装置によれば高
輝度，高コントラストの再生像を得ることができ，また
同一光量に対してはより細いイメージガイドを作ること
ができるので内視鏡などに有効である、またＭＴＬを有
する光フアイバを用いえば光フアイバ，光フアイバシー
ト，イメージガイド先端への電力伝送，信号伝送，また
先端に発光素子など設けることが容易になる。

尚，本明細書において光フアイバシートとは単にシート
外形状が帯状のものに限らず，シート断面が正方形状の
ようなものをもいい，また日光を室内照明として用いる
ための光伝送用のものをも光フアイバシートに含めて解
釈する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光フアイバの縦断面図，第２図は同横断
面図，第３図は同光フアイバを用いた光フアイバシート
の斜視図，第４図は本発明の一 実施例である光フアイバの縦断面図，第５図は同横断面
図，第６図，第７図，第８図および第９図は本発明の光
フアイバの他の実施例を示す縦断面図および同横断面図
である。 第１０図は本発明の光フアイバシートの一実施例を示す
斜視図，第１１図は本発明の光フアイバシートの他の実
施例を示す部分断面斜視図，第１２図は本発明のイメー
ジ伝送用フアイバ装置の一実施例を示す要部 斜視図，第１３図，第１４図および第１６図は本発明の
他の実施例である光フアイバの横断面図，第１５図は同
光フアイバの応用例を示す横断面図である。 １，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，８−−−−
−−コア，２，２ａ，２ｃ−−−−−−−−−−−−−
−−−−−クラツド，２ｂ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，９−−
−−−−金属薄膜層（ＭＴＬ），３，３ａ，３ｂ，３ｃ
，−−−−−−−−−光フアイバ（心線），４，４ａ，
４ｂ−−−−−−−−−−−−−−−−−−−カバー，
５−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−イメー
ジガイド，６−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−−伝送端，７−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−−受像端．特許出願人の氏名　池
上喜美子

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）透光性部材よりなり，断面形状が略多角形である
   コアを有する光フアイバ。
2. （２）透光性部材よりなるコアおよびクラツド，又はコ
   アおよび前記コアの外周に設けられた金属薄膜層の断面
   形状が共に略多角形であることを特徴とする光フアイバ
   。
3. （３）透光性部材よりなり，断面形状が略多角形である
   コアを有する光フアイバを複数本備え，前記光フアイバ
   を一列若しくは複数列に配列してなる光フアイバシート
   。
4. （４）透光性部材よりなるコアおよびクラツド，又はコ
   アおよび前記コアの外周に設けられた金属薄膜層の断面
   形状が共に略多角形である光フアイバを複数本備え，前
   記光フアイバを画素として一端に入射される光を他端に
   伝送し，像を再生するイメージガイドを有するイメージ
   伝送用フアイバ装置。
5. （５）透光性部材よりなるコアおよびクラツド，又はコ
   アおよび前記コアの外周に設けられた金属薄膜層の断面
   形状が共に略多角形である光フアイバを複数本備え，前
   記光フアイバを一列若しくは複数列に配列してなる光フ
   アイバシート。