光ファイバ
【課題】比較的簡単な構成で、光ファイバの側面からクラッドを介して光を漏出させることができるようにする。
【解決手段】光ファイバ１０は、ファイバ中心をなすコア１５と、コア１５の外周面を覆うクラッド２０とを有するファイバ本体１１で構成されている。クラッド２０内には、コア１５に伝送される光を散乱させてクラッド２０の径方向外側に漏出させる光散乱部２１が設けられている。この光散乱部２１は、クラッド２０内の周方向及び径方向の全領域にわたって分布する気泡で構成されている。
【解決手段】光ファイバ１０は、ファイバ中心をなすコア１５と、コア１５の外周面を覆うクラッド２０とを有するファイバ本体１１で構成されている。クラッド２０内には、コア１５に伝送される光を散乱させてクラッド２０の径方向外側に漏出させる光散乱部２１が設けられている。この光散乱部２１は、クラッド２０内の周方向及び径方向の全領域にわたって分布する気泡で構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光ファイバの端部から入射させた光を、光ファイバの側面からクラッドを介して漏光させることで、照明として利用することが知られている（特許文献１，２参照）。
【０００３】
例えば、特許文献１には、光ファイバの側面漏光を実現するために、コアと、コアの外周面を覆うクラッドとを有する光ファイバにおいて、クラッドの上面に、光ファイバの長手方向に沿って複数の切り込みを形成したものが開示されている。この切り込みは、クラッドを貫通してコアに到達しており、コアを導通する光の一部が切り込みから光ファイバの外部に漏出するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−８０７３５号公報
【特許文献２】特開平７−２７０６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の光ファイバでは、クラッドに切り込みを形成しているため、光ファイバがその切り込み箇所で破断したり、切り込み形成時にファイバ内部に歪みが生じる等、製品の信頼性を損なうおそれがあった。さらに、光ファイバを製造した後で、クラッドに切り込みを形成する加工を行うことから、作業工数が増大してコストがかかってしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的簡単な構成で、光ファイバの側面からクラッドを介して光を漏出させることができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
具体的に、本発明は、コアと、該コアの外周面を覆うクラッドとを有するファイバ本体を備えた光ファイバを対象とし、次のような解決手段を講じた。
【０００８】
すなわち、第１の発明は、前記クラッド内には気泡が含まれており、該気泡により、前記コアに伝送される光を散乱させて該クラッドの径方向外側に漏出させる光散乱部が構成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
第１の発明では、クラッド内には気泡が含まれる。この気泡により、コアを伝送する光が散乱してクラッドの径方向外側に漏出する光散乱部が構成される。
【００１０】
このような構成とすれば、光の散乱因子としての光散乱部をクラッド内に設けるだけで、コアに伝送される光を、光散乱部を介して光ファイバの側面から漏出させることができる。この光散乱部は、クラッド内に設けられるものであるため、例えば、側面漏光させるためにクラッドに切り込みを形成する場合のように、その切り込み箇所で光ファイバが破断してしまうおそれがなく、製品の信頼性を確保することができる。
【００１１】
具体的に、従来の光ファイバのように、クラッドの上面に、光ファイバの長手方向に沿って複数の切り込みを形成して、この切り込み箇所から光を漏出させるようにした構成では、光ファイバがその切り込み箇所で破断したり、切り込み形成時にファイバ内部に歪みが生じる等、製品の信頼性を損なうおそれがあった。さらに、光ファイバを製造した後で、クラッドに切り込みを形成する加工を行うことから、作業工数が増大してコストがかかってしまうという問題があった。
【００１２】
これに対し、本発明では、クラッド内に気泡を発生させることで光散乱部を設けるようにしたから、クラッドに切り込みを形成したときのように、その切り込み箇所で光ファイバが破断してしまうおそれがなく、製品の信頼性を確保することができる。さらに、このような光散乱部は、光ファイバの製造過程においてクラッド内に設けることができるから、光ファイバの製造後に切り込み工程を行う必要がなく、作業工数を低減してコストを抑えることができる。
【００１３】
なお、このような光ファイバは、照明装置や液晶モニタのバックライト等として様々な分野に利用可能である。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、
前記光散乱部は、前記クラッドの周方向における所定領域のみに設けられていることを特徴とするものである。
【００１５】
第２の発明では、クラッドの周方向における所定領域のみに光散乱部が設けられる。このような構成とすれば、クラッドの周方向の全領域にわたって光散乱部を設けた場合に比べて、光の出射方向を所定領域側に限定することができ、必要な光量を効率良く取り出すことができる。
【００１６】
第３の発明は、第１の発明において、
前記光散乱部は、前記クラッドの内周部及び外周部にそれぞれ設けられていることを特徴とするものである。
【００１７】
第３の発明では、クラッドの内周部及び外周部にそれぞれ光散乱部が設けられる。このような構成とすれば、クラッドの内周部に設けた光散乱部によって、コアに伝送される光をクラッド内に取り出す一方、クラッドの外周部に設けた光散乱部によって光ファイバの側面から光を漏出させることができる。また、クラッドの内周部と外周部との間の中間領域には光散乱部が存在しないため、その中間領域を通過する光は、拡散することなく光ファイバの側面から漏出される。そのため、光を効率良く取り出すことができる。
【００１８】
第４の発明は、第１の発明において、
前記クラッドの外周面には、凹状又は凸状のレンズ面が形成されていることを特徴とするものである。
【００１９】
第４の発明では、凹状又は凸状のレンズ面がクラッドの外周面に形成される。このような構成とすれば、光散乱部を介してコアからクラッド内に伝送された光を、クラッドの外周面に形成されたレンズ面で集光して光ファイバの側面から出射させることができ、光が拡散するのを抑えて効率良く取り出すことができる。
【００２０】
第５の発明は、第１の発明において、
前記クラッド内に含まれる前記気泡の量は、前記コアの入射側から出射側に向かって多くなっていることを特徴とするものである。
【００２１】
第５の発明では、コアの入射側から出射側に向かってクラッド内に含まれる気泡の量が多くなっている。このような構成とすれば、光ファイバの長手方向に沿って均一な光量で光を漏出させることができる。
【００２２】
具体的に、クラッド内に含まれる気泡の量がコアの入射側から出射側にかけて均一である場合には、光ファイバの側面から漏出する光の光量は、入射側から出射側にかけて減衰してしまう。そのため、光ファイバの入射側と出射側とで漏出する光の光量にバラツキが生じてしまうおそれがある。
【００２３】
これに対し、本発明では、コアの入射側から出射側にかけてクラッド内に含まれる気泡の量を多くするようにしたから、入射側では気泡の量が少ないために漏出する光の光量が抑えられる一方、出射側では漏出する光の光量が多くなる。そして、コアを伝送する光は、入射側から出射側にかけて減衰していくため、光ファイバの側面から漏出する光の光量は、長手方向に沿って全体的に均一となり、バラツキを抑えることができる。
【００２４】
第６の発明は、第１の発明において、
前記ファイバ本体は、溶融した前記クラッドが貯留されたコーティングダイス槽内を、所定の線引き速度で前記コアを通過させることで、該コアの外周面を該クラッドで覆うように形成されたものであり、
前記光散乱部を構成する気泡は、
溶融した前記クラッド内を前記コアが通過する際の流動抵抗によって該クラッド内に気泡が発生するように、前記線引き速度を調整する工程と、
前記コーティングダイス槽内に、パージガスとして不活性ガスを供給する工程と、
前記コアの外周面を覆う硬化途中の前記クラッドに対して振動を与える工程とのうち、少なくとも１つの工程を行うことで形成されていることを特徴とするものである。
【００２５】
第６の発明では、溶融したクラッドが貯留されたコーティングダイス槽内を、所定の線引き速度でコアを通過させる。これにより、コアの外周面がクラッドで覆われてファイバ本体が形成される。光散乱部を構成する気泡は、溶融したクラッド内をコアが通過する際の流動抵抗によってクラッド内に気泡が発生するように、線引き速度を調整する工程と、コーティングダイス槽内に、パージガスとして不活性ガスを供給する工程と、コアの外周面を覆う硬化途中のクラッドに対して振動を与える工程とのうち、少なくとも１つの工程を行うことで形成される。
【００２６】
このような構成とすれば、光ファイバの製造過程においてクラッド内に光散乱部を形成することができるから、光ファイバの製造後に側面漏光用の切り込みを形成する等の別の工程を行う必要がなく、作業工数を低減してコストを抑えることができる。
【００２７】
第７の発明は、第１の発明において、
前記光散乱部を構成する気泡の直径Ｄ［ｎｍ］、前記コア内に伝送される光の波長λ［ｎｍ］が、
０．４＜πＤ／λ＜３
という条件を満たすように設定されていることを特徴とするものである。
【００２８】
第７の発明では、光散乱部を構成する気泡の直径と、コア内に伝送される光の波長とが、上述した条件を満たすように設定される。
【００２９】
このような構成とすれば、光散乱部を構成する気泡の直径を、光の波長との関係でミー散乱が生じるように設定することで、コアから散乱させた光がそのまま進行方向に進む比率が高くなることから、必要な光量を効率良く取り出すことができる。
【００３０】
第８の発明は、第１乃至第７の発明のうち何れか１つにおいて、
前記クラッドの外周面における所定領域には、前記光散乱部を介して該クラッドの径方向外側に散乱する光を反射させ、その反対面から出射させるための反射膜が設けられていることを特徴とするものである。
【００３１】
第８の発明では、クラッドの外周面における所定領域には反射膜が設けられる。この反射膜は、光散乱部を介してクラッドの径方向外側に散乱する光を反射させ、その反対面から出射させるものである。
【００３２】
このような構成とすれば、光の出射方向を、反射膜で反射された光が向かう方向に限定することができ、必要な光量を効率良く取り出すことができる。
【００３３】
第９の発明は、第１乃至第７の発明のうち何れか１つにおいて、
前記クラッドの径方向外側には、該クラッドと間隔をあけて配置され且つ前記光散乱部を介して該クラッドの径方向外側に散乱する光を反射させ、その反対面から出射させるための反射部材が設けられていることを特徴とするものである。
【００３４】
第９の発明では、クラッドの径方向外側には、クラッドと間隔をあけて反射部材が配置される。この反射部材は、光散乱部を介してクラッドの径方向外側に散乱する光を反射させ、その反対面から出射させるためのものである。
【００３５】
このような構成とすれば、光の出射方向を、反射部材で反射された光が向かう方向に限定することができ、必要な光量を効率良く取り出すことができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、気泡で構成される光散乱部をクラッド内に設けることで、コアに伝送される光を、光散乱部を介して光ファイバの側面から漏出させることができる。この光散乱部は、クラッド内に設けられるものであるため、例えば、側面漏光させるためにクラッドに切り込みを形成する場合のように、その切り込み箇所で光ファイバが破断してしまうおそれがなく、製品の信頼性を確保することができる。
【００３７】
さらに、このような光散乱部は、光ファイバの製造過程においてクラッド内に設けることができるから、光ファイバの製造後に切り込み工程を行う必要がなく、作業工数を低減してコストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態１に係る光ファイバの構成を示す縦断面図、（ｂ）は横断面図である。
【図２】光ファイバの製造工程を示す模式図である。
【図３】（ａ）は本変形例１に係る光ファイバの構成を示す縦断面図、（ｂ）は横断面図である。
【図４】（ａ）は本変形例２に係る光ファイバの構成を示す縦断面図、（ｂ）は横断面図である。
【図５】本実施形態２に係る光ファイバの構成を示す横断面図である。
【図６】本実施形態２に係る光ファイバの別の構成を示す横断面図である。
【図７】本実施形態３に係る光ファイバの構成を示す縦断面図である。
【図８】本実施形態４に係る光ファイバの構成を示す縦断面図である。
【図９】本実施形態５に係る光ファイバの構成を示す横断面図である。
【図１０】本発明の光ファイバを照明装置として利用した構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００４０】
《実施形態１》
図１（ａ）は、本発明の実施形態１に係る光ファイバの構成を示す縦断面図、図１（ｂ）は横断面図である。図１に示すように、この光ファイバ１０は、ファイバ中心をなすコア１５と、コア１５の外周面を覆うクラッド２０とを有するファイバ本体１１で構成されている。
【００４１】
前記コア１５は、石英ガラスにより構成されている。クラッド２０は、例えば、熱硬化性を有するシリコーン系樹脂により構成されている。コア１５には、ゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされており、クラッド２０より屈折率が高くなっている。これにより、光ファイバ１０は、入射された光がコア１５とクラッド２０との界面で反射を繰り返しながらコア１５内を伝送するように構成されている。
【００４２】
前記クラッド２０内には、コア１５に伝送される光を散乱させてクラッド２０の径方向外側に漏出させる光散乱部２１が設けられている。具体的に、この光散乱部２１は、クラッド２０内の周方向及び径方向の全領域にわたって分布する気泡で構成されている。
【００４３】
このように、クラッド２０内に光散乱部２１としての気泡が存在することで、コア１５とクラッド２０との屈折率差が低下して光の閉じ込め作用が弱くなる。そのため、コア１５に伝送される光を、光散乱部２１を介して光ファイバ１０の側面から漏出させることができる。この光散乱部２１は、クラッド２０内に設けられるものであるため、例えば、側面漏光させるためにクラッド２０に切り込みを形成する場合のように、その切り込み箇所で光ファイバ１０が破断してしまうおそれがなく、製品の信頼性を確保することができる。
【００４４】
ここで、前記光散乱部２１を構成する気泡の直径Ｄ［ｎｍ］と、コア１５内に伝送される光の波長λ［ｎｍ］とは、下記の（１）式を満たすように設定されている。
【００４５】
０．４＜πＤ／λ＜３ ・・・（１）
この（１）式は、コア１５から散乱させた光がそのまま進行方向に進む比率が高くなるように設定された、いわゆるミー散乱を生じさせるための条件式であり、必要な光量を効率良く取り出すことができ、大きな発光強度を得ることができる。
【００４６】
具体的に、光ファイバ１０のコア１５に可視光（波長３６０〜７８０ｎｍ）を伝送させる場合には、気泡２１の直径は４６〜７４５ｎｍとするのが好ましい。また、紫外光（波長１００〜４００ｎｍ）を伝送させる場合には、気泡２１の直径を１３〜７９３ｎｍとするのが好ましい。
【００４７】
前記光散乱部２１を構成する気泡は、ファイバ本体１１の製造過程においてクラッド２０内に形成されたものであり、その製造工程については後述する。
【００４８】
＜光ファイバの製造工程＞
次に、図２を用いて、本実施形態１の光ファイバ１０の製造方法について説明する。ここで、図２は、光ファイバ１０の製造工程を示す模式図である。
【００４９】
図２に示すように、所定温度（例えば、１９５０℃〜２０５０℃）に設定された紡糸炉１において、断面円形状の石英製のコア材５を加熱及び延伸して、所定の線引き速度（１ｍ／ｍｉｎ〜２０ｍ／ｍｉｎ）でファイバ状に線引きすることによりコア１５を形成する。
【００５０】
次に、形成したコア１５を、コーティングダイス槽２内に満たされた低粘度の熱硬化性を有するシリコーン系樹脂６に浸漬する。このコーティングダイス槽２は、その出口側開口部が下流側に向かうに従って先細となっている。
【００５１】
そして、コア１５をシリコーン系樹脂６に浸漬させた後、巻取ローラ８を反時計回り方向に回転させて巻き取ることにより、コア１５の外周面に断面円形状のクラッド２０を形成する。なお、コーティングダイス槽２と巻取ローラ８との間には、補助ローラ３，４が配置され、コーティングダイス槽２から引き取られたファイバ本体１１が巻き掛けられている。
【００５２】
ここで、本発明では、コア１５をコーティングダイス槽２から引き取る際に、クラッド２０内に光散乱部２１としての気泡を発生させるようにしている。この気泡を発生させる工程としては、以下の第１〜第３の工程が考えられる。
【００５３】
第１の工程では、コーティングダイス槽２内を通過するコア１５の線引き速度を調整する。具体的には、溶融したクラッド２０（シリコーン系樹脂６）内をコア１５が通過する際の流動抵抗によってクラッド２０内に気泡２１が発生するように、線引き速度を速くする。
【００５４】
なお、クラッド２０内に気泡２１が発生すると、光ファイバ１０の光の伝送性能が低下するため、クラッド２０内に気泡２１が発生しない線引き速度でコア１５を引き取るのが通常の製造工程であるが、本発明では、光ファイバ１０の側面漏光を実現するために、敢えて線引き速度を通常よりも速くすることで、クラッド２０内に気泡２１を発生させるようにしている。
【００５５】
第２の工程では、コーティングダイス槽２内に、パージガスとしてアルゴン等の不活性ガスを供給する。通常の製造工程では、パージガスとして二酸化炭素を用いるようにしているが、本発明では、コーティングダイス槽２内に不活性ガスを供給することで、クラッド２０内に気泡２１が発生しやすくしている。
【００５６】
第３の工程では、コア１５の外周面を覆う硬化途中のクラッド２０に対して、超音波等により振動を与える。例えば、コーティングダイス槽２の出口側開口部の近傍に超音波振動子を配置して、コア１５及びクラッド２０がコーティングダイス槽２から引き出される前に、コア１５の外周面を覆うクラッド２０内に気泡２１を発生させるようにする。
【００５７】
以上のような第１〜第３の工程は、全て同時に行うようにしてもよいし、何れか１つ又は２つの工程のみを行うようにしてもよい。また、クラッド２０内に含まれる気泡２１の密度は、クラッド２０の体積の１％〜９０％の範囲、より好ましくは、１０％〜９０％の範囲となるように制御するのが好ましい。
【００５８】
このような構成とすれば、光ファイバ１０の製造過程においてクラッド２０内に光散乱部２１としての気泡を形成することができるから、光ファイバ１０の製造後に側面漏光用の切り込みを形成する等の別の工程を行う必要がなく、作業工数を低減してコストを抑えることができる。
【００５９】
なお、前記クラッド２０内に気泡２１を発生させるためには、第１〜第３の工程を行う他にも、出口側開口部の傾斜角度を変更したコーティングダイス槽２を用いるようにしてもよい。
【００６０】
具体的に、本実施形態１に係る光ファイバ１０を製造する際に、クラッド２０内に気泡２１を発生させない通常の光ファイバ１０の製造工程で用いるコーティングダイス槽２に比べて、出口側開口部の傾斜角度が鋭角となったコーティングダイス槽２を用いるようにする。これにより、コア１５及びクラッド２０がコーティングダイス槽２の出口側開口部を通過する際に、その流動抵抗によってクラッド２０内に気泡２１を発生させることができる。
【００６１】
《変形例１》
図３（ａ）は、本変形例１に係る光ファイバの構成を示す縦断面図、図３（ｂ）は横断面図である。図３に示すように、クラッド２０内には、コア１５に伝送される光を散乱させてクラッド２０の径方向外側に漏出させる光散乱部２１が、その周方向の所定領域のみに設けられている。具体的に、この光散乱部２１は、クラッド２０の上側半分に分布する気泡２１で構成されている。
【００６２】
このような構成とすれば、クラッド２０の周方向の全領域にわたって光散乱部２１を設けた場合に比べて、光の出射方向を光ファイバ１０の上方向に限定することができ、必要な光量を効率良く取り出すことができる。
【００６３】
《変形例２》
図４（ａ）は、本変形例２に係る光ファイバの構成を示す縦断面図、図４（ｂ）は横断面図である。図４に示すように、クラッド２０内には、コア１５に伝送される光を散乱させてクラッド２０の径方向外側に漏出させる光散乱部２１が、クラッド２０の内周部及び外周部にそれぞれ設けられている。具体的に、この光散乱部２１は、コア１５の外周面を囲むようにクラッド２０の内周部に分布する気泡２１と、クラッド２０の外周部に分布する気泡２１とで構成されている。なお、クラッド２０の内周部と外周部との間の中間領域には、気泡２１が設けられていないものとする。
【００６４】
このような構成とすれば、クラッド２０の内周部に設けた気泡２１によって、コア１５に伝送される光をクラッド２０内の中間領域に取り出す一方、クラッド２０の外周部に設けた気泡２１によって光ファイバ１０の側面から光を漏出させることができる。また、クラッド２０の内周部と外周部との間の中間領域には気泡２１が存在しないため、その中間領域を通過する光は、拡散することなく光ファイバ１０の側面から漏出される。そのため、光を効率良く取り出すことができる。
【００６５】
《実施形態２》
図５は、本実施形態２に係る光ファイバの構成を示す横断面図である。図５に示すように、この光ファイバ１０は、ファイバ中心をなすコア１５と、コア１５の外周面を覆うクラッド２０とを有するファイバ本体１１で構成されている。
【００６６】
前記クラッド２０内には、コア１５に伝送される光を散乱させてクラッド２０の径方向外側に漏出させる光散乱部２１が設けられている。具体的に、この光散乱部２１は、クラッド２０内の周方向及び径方向の全領域にわたって分布する気泡２１で構成されている。
【００６７】
また、前記クラッド２０の外周面の一部（図５で上側面）には、凹状のレンズ面２２が形成されている。このレンズ面２２は、光散乱部２１を介してコア１５からクラッド２０内に伝送された光を、光ファイバ１０の上面に集光して出射させるものである。これにより、光が拡散するのを抑えて光を効率良く取り出すことができる。
【００６８】
なお、本実施形態２では、クラッド２０の外周面に凹状のレンズ面２２を形成するようにしたが、図６に示すように、凸状のレンズ面２２を形成するようにしてもよい。
【００６９】
《実施形態３》
図７は、本実施形態３に係る光ファイバの構成を示す縦断面図である。図７に示すように、クラッド２０内には、コア１５に伝送される光を散乱させてクラッド２０の径方向外側に漏出させる光散乱部２１が設けられている。具体的に、この光散乱部２１は、クラッド２０内の周方向及び径方向の全領域にわたって分布する気泡２１で構成されている。
【００７０】
前記クラッド２０内に含まれる気泡２１の量は、コア１５の入射側から出射側に向かって多くなっている。このような構成とすれば、光ファイバ１０の長手方向に沿って均一な光量で光を漏出させることができる。
【００７１】
具体的に、クラッド２０内に含まれる気泡２１の量がコア１５の入射側から出射側にかけて均一である場合には、光ファイバ１０の側面から漏出する光の光量は、入射側から出射側にかけて減衰してしまう。そのため、光ファイバ１０の入射側と出射側とで漏出する光の光量にバラツキが生じてしまうおそれがある。
【００７２】
これに対し、本発明では、コア１５の入射側から出射側にかけてクラッド２０内に含まれる気泡２１の量を多くするようにしたから、入射側では気泡２１の量が少ないために漏出する光の光量が抑えられる一方、出射側では漏出する光の光量が多くなる。そして、コア１５を伝送する光は、入射側から出射側にかけて減衰していくため、光ファイバ１０の側面から漏出する光の光量は、長手方向に沿って全体的に均一となり、バラツキを抑えることができる。
【００７３】
《実施形態４》
図８は、本実施形態４に係る光ファイバの構成を示す縦断面図である。図８に示すように、クラッド２０内には、コア１５に伝送される光を散乱させてクラッド２０の径方向外側に漏出させる光散乱部２１が設けられている。具体的に、この光散乱部２１は、クラッド２０内の周方向及び径方向の全領域にわたって分布する気泡２１で構成されている。
【００７４】
そして、前記クラッド２０の外周面における所定領域（図８で下側面）には反射膜２３がコーティングされている。この反射膜２３は、光散乱部２１を介してクラッド２０の径方向下側に散乱する光を反射させ、光ファイバ１０の上面から出射させるものである。これにより、光の出射方向を、反射膜２３で反射された光が向かう方向に限定することができ、必要な光量を効率良く取り出すことができる。
【００７５】
《実施形態５》
図９は、本実施形態５に係る光ファイバの構成を示す横断面図である。図９に示すように、クラッド２０内には、コア１５に伝送される光を散乱させてクラッド２０の径方向外側に漏出させる光散乱部２１が設けられている。具体的に、この光散乱部２１は、クラッド２０内の周方向及び径方向の全領域にわたって分布する気泡２１で構成されている。
【００７６】
そして、前記クラッド２０の径方向外側（図９で下方側）には、クラッド２０と間隔をあけて板状の反射部材２４が配置されている。この反射部材２４は、光散乱部２１を介してクラッド２０の下方側に散乱する光を反射させ、光ファイバ１０の上側面から出射させるものである。これにより、光の出射方向を、反射部材２４で反射された光が向かう方向に限定することができ、必要な光量を効率良く取り出すことができる。
【００７７】
《その他の実施形態》
なお、上述した実施形態及び変形例に係る光ファイバ１０を利用して、図１０に示す照明装置２５を形成するようにしてもよい。具体的に、図１０に示すように、この照明装置２５は、クラッド２０内に光散乱部２１を設けて側面漏光が可能となった光ファイバ１０を、光の出射面が外側を向くように円筒状に巻回させることで構成されている。そして、光ファイバ１０の入射側端部に光源２６を接続して光を入射させることで、照明装置２５の外周面から光が漏出するようになっている。
【００７８】
また、光ファイバ１０を巻回させる形態の他にも、例えば、光ファイバ１０を並列に配置して面発光できるようにすれば、液晶モニタのバックライト等として利用可能であり、様々な技術分野に応用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
以上説明したように、本発明は、比較的簡単な構成で、光ファイバの側面からクラッドを介して光を漏出させることができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。
【符号の説明】
【００８０】
２ コーティングダイス槽
１０ 光ファイバ
１１ ファイバ本体
１５ コア
２０ クラッド
２１ 光散乱部（気泡）
２２ レンズ面
２３ 反射膜
２４ 反射部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光ファイバの端部から入射させた光を、光ファイバの側面からクラッドを介して漏光させることで、照明として利用することが知られている（特許文献１，２参照）。
【０００３】
例えば、特許文献１には、光ファイバの側面漏光を実現するために、コアと、コアの外周面を覆うクラッドとを有する光ファイバにおいて、クラッドの上面に、光ファイバの長手方向に沿って複数の切り込みを形成したものが開示されている。この切り込みは、クラッドを貫通してコアに到達しており、コアを導通する光の一部が切り込みから光ファイバの外部に漏出するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−８０７３５号公報
【特許文献２】特開平７−２７０６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の光ファイバでは、クラッドに切り込みを形成しているため、光ファイバがその切り込み箇所で破断したり、切り込み形成時にファイバ内部に歪みが生じる等、製品の信頼性を損なうおそれがあった。さらに、光ファイバを製造した後で、クラッドに切り込みを形成する加工を行うことから、作業工数が増大してコストがかかってしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的簡単な構成で、光ファイバの側面からクラッドを介して光を漏出させることができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
具体的に、本発明は、コアと、該コアの外周面を覆うクラッドとを有するファイバ本体を備えた光ファイバを対象とし、次のような解決手段を講じた。
【０００８】
すなわち、第１の発明は、前記クラッド内には気泡が含まれており、該気泡により、前記コアに伝送される光を散乱させて該クラッドの径方向外側に漏出させる光散乱部が構成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
第１の発明では、クラッド内には気泡が含まれる。この気泡により、コアを伝送する光が散乱してクラッドの径方向外側に漏出する光散乱部が構成される。
【００１０】
このような構成とすれば、光の散乱因子としての光散乱部をクラッド内に設けるだけで、コアに伝送される光を、光散乱部を介して光ファイバの側面から漏出させることができる。この光散乱部は、クラッド内に設けられるものであるため、例えば、側面漏光させるためにクラッドに切り込みを形成する場合のように、その切り込み箇所で光ファイバが破断してしまうおそれがなく、製品の信頼性を確保することができる。
【００１１】
具体的に、従来の光ファイバのように、クラッドの上面に、光ファイバの長手方向に沿って複数の切り込みを形成して、この切り込み箇所から光を漏出させるようにした構成では、光ファイバがその切り込み箇所で破断したり、切り込み形成時にファイバ内部に歪みが生じる等、製品の信頼性を損なうおそれがあった。さらに、光ファイバを製造した後で、クラッドに切り込みを形成する加工を行うことから、作業工数が増大してコストがかかってしまうという問題があった。
【００１２】
これに対し、本発明では、クラッド内に気泡を発生させることで光散乱部を設けるようにしたから、クラッドに切り込みを形成したときのように、その切り込み箇所で光ファイバが破断してしまうおそれがなく、製品の信頼性を確保することができる。さらに、このような光散乱部は、光ファイバの製造過程においてクラッド内に設けることができるから、光ファイバの製造後に切り込み工程を行う必要がなく、作業工数を低減してコストを抑えることができる。
【００１３】
なお、このような光ファイバは、照明装置や液晶モニタのバックライト等として様々な分野に利用可能である。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、
前記光散乱部は、前記クラッドの周方向における所定領域のみに設けられていることを特徴とするものである。
【００１５】
第２の発明では、クラッドの周方向における所定領域のみに光散乱部が設けられる。このような構成とすれば、クラッドの周方向の全領域にわたって光散乱部を設けた場合に比べて、光の出射方向を所定領域側に限定することができ、必要な光量を効率良く取り出すことができる。
【００１６】
第３の発明は、第１の発明において、
前記光散乱部は、前記クラッドの内周部及び外周部にそれぞれ設けられていることを特徴とするものである。
【００１７】
第３の発明では、クラッドの内周部及び外周部にそれぞれ光散乱部が設けられる。このような構成とすれば、クラッドの内周部に設けた光散乱部によって、コアに伝送される光をクラッド内に取り出す一方、クラッドの外周部に設けた光散乱部によって光ファイバの側面から光を漏出させることができる。また、クラッドの内周部と外周部との間の中間領域には光散乱部が存在しないため、その中間領域を通過する光は、拡散することなく光ファイバの側面から漏出される。そのため、光を効率良く取り出すことができる。
【００１８】
第４の発明は、第１の発明において、
前記クラッドの外周面には、凹状又は凸状のレンズ面が形成されていることを特徴とするものである。
【００１９】
第４の発明では、凹状又は凸状のレンズ面がクラッドの外周面に形成される。このような構成とすれば、光散乱部を介してコアからクラッド内に伝送された光を、クラッドの外周面に形成されたレンズ面で集光して光ファイバの側面から出射させることができ、光が拡散するのを抑えて効率良く取り出すことができる。
【００２０】
第５の発明は、第１の発明において、
前記クラッド内に含まれる前記気泡の量は、前記コアの入射側から出射側に向かって多くなっていることを特徴とするものである。
【００２１】
第５の発明では、コアの入射側から出射側に向かってクラッド内に含まれる気泡の量が多くなっている。このような構成とすれば、光ファイバの長手方向に沿って均一な光量で光を漏出させることができる。
【００２２】
具体的に、クラッド内に含まれる気泡の量がコアの入射側から出射側にかけて均一である場合には、光ファイバの側面から漏出する光の光量は、入射側から出射側にかけて減衰してしまう。そのため、光ファイバの入射側と出射側とで漏出する光の光量にバラツキが生じてしまうおそれがある。
【００２３】
これに対し、本発明では、コアの入射側から出射側にかけてクラッド内に含まれる気泡の量を多くするようにしたから、入射側では気泡の量が少ないために漏出する光の光量が抑えられる一方、出射側では漏出する光の光量が多くなる。そして、コアを伝送する光は、入射側から出射側にかけて減衰していくため、光ファイバの側面から漏出する光の光量は、長手方向に沿って全体的に均一となり、バラツキを抑えることができる。
【００２４】
第６の発明は、第１の発明において、
前記ファイバ本体は、溶融した前記クラッドが貯留されたコーティングダイス槽内を、所定の線引き速度で前記コアを通過させることで、該コアの外周面を該クラッドで覆うように形成されたものであり、
前記光散乱部を構成する気泡は、
溶融した前記クラッド内を前記コアが通過する際の流動抵抗によって該クラッド内に気泡が発生するように、前記線引き速度を調整する工程と、
前記コーティングダイス槽内に、パージガスとして不活性ガスを供給する工程と、
前記コアの外周面を覆う硬化途中の前記クラッドに対して振動を与える工程とのうち、少なくとも１つの工程を行うことで形成されていることを特徴とするものである。
【００２５】
第６の発明では、溶融したクラッドが貯留されたコーティングダイス槽内を、所定の線引き速度でコアを通過させる。これにより、コアの外周面がクラッドで覆われてファイバ本体が形成される。光散乱部を構成する気泡は、溶融したクラッド内をコアが通過する際の流動抵抗によってクラッド内に気泡が発生するように、線引き速度を調整する工程と、コーティングダイス槽内に、パージガスとして不活性ガスを供給する工程と、コアの外周面を覆う硬化途中のクラッドに対して振動を与える工程とのうち、少なくとも１つの工程を行うことで形成される。
【００２６】
このような構成とすれば、光ファイバの製造過程においてクラッド内に光散乱部を形成することができるから、光ファイバの製造後に側面漏光用の切り込みを形成する等の別の工程を行う必要がなく、作業工数を低減してコストを抑えることができる。
【００２７】
第７の発明は、第１の発明において、
前記光散乱部を構成する気泡の直径Ｄ［ｎｍ］、前記コア内に伝送される光の波長λ［ｎｍ］が、
０．４＜πＤ／λ＜３
という条件を満たすように設定されていることを特徴とするものである。
【００２８】
第７の発明では、光散乱部を構成する気泡の直径と、コア内に伝送される光の波長とが、上述した条件を満たすように設定される。
【００２９】
このような構成とすれば、光散乱部を構成する気泡の直径を、光の波長との関係でミー散乱が生じるように設定することで、コアから散乱させた光がそのまま進行方向に進む比率が高くなることから、必要な光量を効率良く取り出すことができる。
【００３０】
第８の発明は、第１乃至第７の発明のうち何れか１つにおいて、
前記クラッドの外周面における所定領域には、前記光散乱部を介して該クラッドの径方向外側に散乱する光を反射させ、その反対面から出射させるための反射膜が設けられていることを特徴とするものである。
【００３１】
第８の発明では、クラッドの外周面における所定領域には反射膜が設けられる。この反射膜は、光散乱部を介してクラッドの径方向外側に散乱する光を反射させ、その反対面から出射させるものである。
【００３２】
このような構成とすれば、光の出射方向を、反射膜で反射された光が向かう方向に限定することができ、必要な光量を効率良く取り出すことができる。
【００３３】
第９の発明は、第１乃至第７の発明のうち何れか１つにおいて、
前記クラッドの径方向外側には、該クラッドと間隔をあけて配置され且つ前記光散乱部を介して該クラッドの径方向外側に散乱する光を反射させ、その反対面から出射させるための反射部材が設けられていることを特徴とするものである。
【００３４】
第９の発明では、クラッドの径方向外側には、クラッドと間隔をあけて反射部材が配置される。この反射部材は、光散乱部を介してクラッドの径方向外側に散乱する光を反射させ、その反対面から出射させるためのものである。
【００３５】
このような構成とすれば、光の出射方向を、反射部材で反射された光が向かう方向に限定することができ、必要な光量を効率良く取り出すことができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、気泡で構成される光散乱部をクラッド内に設けることで、コアに伝送される光を、光散乱部を介して光ファイバの側面から漏出させることができる。この光散乱部は、クラッド内に設けられるものであるため、例えば、側面漏光させるためにクラッドに切り込みを形成する場合のように、その切り込み箇所で光ファイバが破断してしまうおそれがなく、製品の信頼性を確保することができる。
【００３７】
さらに、このような光散乱部は、光ファイバの製造過程においてクラッド内に設けることができるから、光ファイバの製造後に切り込み工程を行う必要がなく、作業工数を低減してコストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態１に係る光ファイバの構成を示す縦断面図、（ｂ）は横断面図である。
【図２】光ファイバの製造工程を示す模式図である。
【図３】（ａ）は本変形例１に係る光ファイバの構成を示す縦断面図、（ｂ）は横断面図である。
【図４】（ａ）は本変形例２に係る光ファイバの構成を示す縦断面図、（ｂ）は横断面図である。
【図５】本実施形態２に係る光ファイバの構成を示す横断面図である。
【図６】本実施形態２に係る光ファイバの別の構成を示す横断面図である。
【図７】本実施形態３に係る光ファイバの構成を示す縦断面図である。
【図８】本実施形態４に係る光ファイバの構成を示す縦断面図である。
【図９】本実施形態５に係る光ファイバの構成を示す横断面図である。
【図１０】本発明の光ファイバを照明装置として利用した構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００４０】
《実施形態１》
図１（ａ）は、本発明の実施形態１に係る光ファイバの構成を示す縦断面図、図１（ｂ）は横断面図である。図１に示すように、この光ファイバ１０は、ファイバ中心をなすコア１５と、コア１５の外周面を覆うクラッド２０とを有するファイバ本体１１で構成されている。
【００４１】
前記コア１５は、石英ガラスにより構成されている。クラッド２０は、例えば、熱硬化性を有するシリコーン系樹脂により構成されている。コア１５には、ゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされており、クラッド２０より屈折率が高くなっている。これにより、光ファイバ１０は、入射された光がコア１５とクラッド２０との界面で反射を繰り返しながらコア１５内を伝送するように構成されている。
【００４２】
前記クラッド２０内には、コア１５に伝送される光を散乱させてクラッド２０の径方向外側に漏出させる光散乱部２１が設けられている。具体的に、この光散乱部２１は、クラッド２０内の周方向及び径方向の全領域にわたって分布する気泡で構成されている。
【００４３】
このように、クラッド２０内に光散乱部２１としての気泡が存在することで、コア１５とクラッド２０との屈折率差が低下して光の閉じ込め作用が弱くなる。そのため、コア１５に伝送される光を、光散乱部２１を介して光ファイバ１０の側面から漏出させることができる。この光散乱部２１は、クラッド２０内に設けられるものであるため、例えば、側面漏光させるためにクラッド２０に切り込みを形成する場合のように、その切り込み箇所で光ファイバ１０が破断してしまうおそれがなく、製品の信頼性を確保することができる。
【００４４】
ここで、前記光散乱部２１を構成する気泡の直径Ｄ［ｎｍ］と、コア１５内に伝送される光の波長λ［ｎｍ］とは、下記の（１）式を満たすように設定されている。
【００４５】
０．４＜πＤ／λ＜３ ・・・（１）
この（１）式は、コア１５から散乱させた光がそのまま進行方向に進む比率が高くなるように設定された、いわゆるミー散乱を生じさせるための条件式であり、必要な光量を効率良く取り出すことができ、大きな発光強度を得ることができる。
【００４６】
具体的に、光ファイバ１０のコア１５に可視光（波長３６０〜７８０ｎｍ）を伝送させる場合には、気泡２１の直径は４６〜７４５ｎｍとするのが好ましい。また、紫外光（波長１００〜４００ｎｍ）を伝送させる場合には、気泡２１の直径を１３〜７９３ｎｍとするのが好ましい。
【００４７】
前記光散乱部２１を構成する気泡は、ファイバ本体１１の製造過程においてクラッド２０内に形成されたものであり、その製造工程については後述する。
【００４８】
＜光ファイバの製造工程＞
次に、図２を用いて、本実施形態１の光ファイバ１０の製造方法について説明する。ここで、図２は、光ファイバ１０の製造工程を示す模式図である。
【００４９】
図２に示すように、所定温度（例えば、１９５０℃〜２０５０℃）に設定された紡糸炉１において、断面円形状の石英製のコア材５を加熱及び延伸して、所定の線引き速度（１ｍ／ｍｉｎ〜２０ｍ／ｍｉｎ）でファイバ状に線引きすることによりコア１５を形成する。
【００５０】
次に、形成したコア１５を、コーティングダイス槽２内に満たされた低粘度の熱硬化性を有するシリコーン系樹脂６に浸漬する。このコーティングダイス槽２は、その出口側開口部が下流側に向かうに従って先細となっている。
【００５１】
そして、コア１５をシリコーン系樹脂６に浸漬させた後、巻取ローラ８を反時計回り方向に回転させて巻き取ることにより、コア１５の外周面に断面円形状のクラッド２０を形成する。なお、コーティングダイス槽２と巻取ローラ８との間には、補助ローラ３，４が配置され、コーティングダイス槽２から引き取られたファイバ本体１１が巻き掛けられている。
【００５２】
ここで、本発明では、コア１５をコーティングダイス槽２から引き取る際に、クラッド２０内に光散乱部２１としての気泡を発生させるようにしている。この気泡を発生させる工程としては、以下の第１〜第３の工程が考えられる。
【００５３】
第１の工程では、コーティングダイス槽２内を通過するコア１５の線引き速度を調整する。具体的には、溶融したクラッド２０（シリコーン系樹脂６）内をコア１５が通過する際の流動抵抗によってクラッド２０内に気泡２１が発生するように、線引き速度を速くする。
【００５４】
なお、クラッド２０内に気泡２１が発生すると、光ファイバ１０の光の伝送性能が低下するため、クラッド２０内に気泡２１が発生しない線引き速度でコア１５を引き取るのが通常の製造工程であるが、本発明では、光ファイバ１０の側面漏光を実現するために、敢えて線引き速度を通常よりも速くすることで、クラッド２０内に気泡２１を発生させるようにしている。
【００５５】
第２の工程では、コーティングダイス槽２内に、パージガスとしてアルゴン等の不活性ガスを供給する。通常の製造工程では、パージガスとして二酸化炭素を用いるようにしているが、本発明では、コーティングダイス槽２内に不活性ガスを供給することで、クラッド２０内に気泡２１が発生しやすくしている。
【００５６】
第３の工程では、コア１５の外周面を覆う硬化途中のクラッド２０に対して、超音波等により振動を与える。例えば、コーティングダイス槽２の出口側開口部の近傍に超音波振動子を配置して、コア１５及びクラッド２０がコーティングダイス槽２から引き出される前に、コア１５の外周面を覆うクラッド２０内に気泡２１を発生させるようにする。
【００５７】
以上のような第１〜第３の工程は、全て同時に行うようにしてもよいし、何れか１つ又は２つの工程のみを行うようにしてもよい。また、クラッド２０内に含まれる気泡２１の密度は、クラッド２０の体積の１％〜９０％の範囲、より好ましくは、１０％〜９０％の範囲となるように制御するのが好ましい。
【００５８】
このような構成とすれば、光ファイバ１０の製造過程においてクラッド２０内に光散乱部２１としての気泡を形成することができるから、光ファイバ１０の製造後に側面漏光用の切り込みを形成する等の別の工程を行う必要がなく、作業工数を低減してコストを抑えることができる。
【００５９】
なお、前記クラッド２０内に気泡２１を発生させるためには、第１〜第３の工程を行う他にも、出口側開口部の傾斜角度を変更したコーティングダイス槽２を用いるようにしてもよい。
【００６０】
具体的に、本実施形態１に係る光ファイバ１０を製造する際に、クラッド２０内に気泡２１を発生させない通常の光ファイバ１０の製造工程で用いるコーティングダイス槽２に比べて、出口側開口部の傾斜角度が鋭角となったコーティングダイス槽２を用いるようにする。これにより、コア１５及びクラッド２０がコーティングダイス槽２の出口側開口部を通過する際に、その流動抵抗によってクラッド２０内に気泡２１を発生させることができる。
【００６１】
《変形例１》
図３（ａ）は、本変形例１に係る光ファイバの構成を示す縦断面図、図３（ｂ）は横断面図である。図３に示すように、クラッド２０内には、コア１５に伝送される光を散乱させてクラッド２０の径方向外側に漏出させる光散乱部２１が、その周方向の所定領域のみに設けられている。具体的に、この光散乱部２１は、クラッド２０の上側半分に分布する気泡２１で構成されている。
【００６２】
このような構成とすれば、クラッド２０の周方向の全領域にわたって光散乱部２１を設けた場合に比べて、光の出射方向を光ファイバ１０の上方向に限定することができ、必要な光量を効率良く取り出すことができる。
【００６３】
《変形例２》
図４（ａ）は、本変形例２に係る光ファイバの構成を示す縦断面図、図４（ｂ）は横断面図である。図４に示すように、クラッド２０内には、コア１５に伝送される光を散乱させてクラッド２０の径方向外側に漏出させる光散乱部２１が、クラッド２０の内周部及び外周部にそれぞれ設けられている。具体的に、この光散乱部２１は、コア１５の外周面を囲むようにクラッド２０の内周部に分布する気泡２１と、クラッド２０の外周部に分布する気泡２１とで構成されている。なお、クラッド２０の内周部と外周部との間の中間領域には、気泡２１が設けられていないものとする。
【００６４】
このような構成とすれば、クラッド２０の内周部に設けた気泡２１によって、コア１５に伝送される光をクラッド２０内の中間領域に取り出す一方、クラッド２０の外周部に設けた気泡２１によって光ファイバ１０の側面から光を漏出させることができる。また、クラッド２０の内周部と外周部との間の中間領域には気泡２１が存在しないため、その中間領域を通過する光は、拡散することなく光ファイバ１０の側面から漏出される。そのため、光を効率良く取り出すことができる。
【００６５】
《実施形態２》
図５は、本実施形態２に係る光ファイバの構成を示す横断面図である。図５に示すように、この光ファイバ１０は、ファイバ中心をなすコア１５と、コア１５の外周面を覆うクラッド２０とを有するファイバ本体１１で構成されている。
【００６６】
前記クラッド２０内には、コア１５に伝送される光を散乱させてクラッド２０の径方向外側に漏出させる光散乱部２１が設けられている。具体的に、この光散乱部２１は、クラッド２０内の周方向及び径方向の全領域にわたって分布する気泡２１で構成されている。
【００６７】
また、前記クラッド２０の外周面の一部（図５で上側面）には、凹状のレンズ面２２が形成されている。このレンズ面２２は、光散乱部２１を介してコア１５からクラッド２０内に伝送された光を、光ファイバ１０の上面に集光して出射させるものである。これにより、光が拡散するのを抑えて光を効率良く取り出すことができる。
【００６８】
なお、本実施形態２では、クラッド２０の外周面に凹状のレンズ面２２を形成するようにしたが、図６に示すように、凸状のレンズ面２２を形成するようにしてもよい。
【００６９】
《実施形態３》
図７は、本実施形態３に係る光ファイバの構成を示す縦断面図である。図７に示すように、クラッド２０内には、コア１５に伝送される光を散乱させてクラッド２０の径方向外側に漏出させる光散乱部２１が設けられている。具体的に、この光散乱部２１は、クラッド２０内の周方向及び径方向の全領域にわたって分布する気泡２１で構成されている。
【００７０】
前記クラッド２０内に含まれる気泡２１の量は、コア１５の入射側から出射側に向かって多くなっている。このような構成とすれば、光ファイバ１０の長手方向に沿って均一な光量で光を漏出させることができる。
【００７１】
具体的に、クラッド２０内に含まれる気泡２１の量がコア１５の入射側から出射側にかけて均一である場合には、光ファイバ１０の側面から漏出する光の光量は、入射側から出射側にかけて減衰してしまう。そのため、光ファイバ１０の入射側と出射側とで漏出する光の光量にバラツキが生じてしまうおそれがある。
【００７２】
これに対し、本発明では、コア１５の入射側から出射側にかけてクラッド２０内に含まれる気泡２１の量を多くするようにしたから、入射側では気泡２１の量が少ないために漏出する光の光量が抑えられる一方、出射側では漏出する光の光量が多くなる。そして、コア１５を伝送する光は、入射側から出射側にかけて減衰していくため、光ファイバ１０の側面から漏出する光の光量は、長手方向に沿って全体的に均一となり、バラツキを抑えることができる。
【００７３】
《実施形態４》
図８は、本実施形態４に係る光ファイバの構成を示す縦断面図である。図８に示すように、クラッド２０内には、コア１５に伝送される光を散乱させてクラッド２０の径方向外側に漏出させる光散乱部２１が設けられている。具体的に、この光散乱部２１は、クラッド２０内の周方向及び径方向の全領域にわたって分布する気泡２１で構成されている。
【００７４】
そして、前記クラッド２０の外周面における所定領域（図８で下側面）には反射膜２３がコーティングされている。この反射膜２３は、光散乱部２１を介してクラッド２０の径方向下側に散乱する光を反射させ、光ファイバ１０の上面から出射させるものである。これにより、光の出射方向を、反射膜２３で反射された光が向かう方向に限定することができ、必要な光量を効率良く取り出すことができる。
【００７５】
《実施形態５》
図９は、本実施形態５に係る光ファイバの構成を示す横断面図である。図９に示すように、クラッド２０内には、コア１５に伝送される光を散乱させてクラッド２０の径方向外側に漏出させる光散乱部２１が設けられている。具体的に、この光散乱部２１は、クラッド２０内の周方向及び径方向の全領域にわたって分布する気泡２１で構成されている。
【００７６】
そして、前記クラッド２０の径方向外側（図９で下方側）には、クラッド２０と間隔をあけて板状の反射部材２４が配置されている。この反射部材２４は、光散乱部２１を介してクラッド２０の下方側に散乱する光を反射させ、光ファイバ１０の上側面から出射させるものである。これにより、光の出射方向を、反射部材２４で反射された光が向かう方向に限定することができ、必要な光量を効率良く取り出すことができる。
【００７７】
《その他の実施形態》
なお、上述した実施形態及び変形例に係る光ファイバ１０を利用して、図１０に示す照明装置２５を形成するようにしてもよい。具体的に、図１０に示すように、この照明装置２５は、クラッド２０内に光散乱部２１を設けて側面漏光が可能となった光ファイバ１０を、光の出射面が外側を向くように円筒状に巻回させることで構成されている。そして、光ファイバ１０の入射側端部に光源２６を接続して光を入射させることで、照明装置２５の外周面から光が漏出するようになっている。
【００７８】
また、光ファイバ１０を巻回させる形態の他にも、例えば、光ファイバ１０を並列に配置して面発光できるようにすれば、液晶モニタのバックライト等として利用可能であり、様々な技術分野に応用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
以上説明したように、本発明は、比較的簡単な構成で、光ファイバの側面からクラッドを介して光を漏出させることができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。
【符号の説明】
【００８０】
２ コーティングダイス槽
１０ 光ファイバ
１１ ファイバ本体
１５ コア
２０ クラッド
２１ 光散乱部（気泡）
２２ レンズ面
２３ 反射膜
２４ 反射部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアと、該コアの外周面を覆うクラッドとを有するファイバ本体を備えた光ファイバであって、
前記クラッド内には気泡が含まれており、該気泡により、前記コアに伝送される光を散乱させて該クラッドの径方向外側に漏出させる光散乱部が構成されていることを特徴とする光ファイバ。
【請求項２】
請求項１において、
前記光散乱部は、前記クラッドの周方向における所定領域のみに設けられていることを特徴とする光ファイバ。
【請求項３】
請求項１において、
前記光散乱部は、前記クラッドの内周部及び外周部にそれぞれ設けられていることを特徴とする光ファイバ。
【請求項４】
請求項１において、
前記クラッドの外周面には、凹状又は凸状のレンズ面が形成されていることを特徴とする光ファイバ。
【請求項５】
請求項１において、
前記クラッド内に含まれる前記気泡の量は、前記コアの入射側から出射側に向かって多くなっていることを特徴とする光ファイバ。
【請求項６】
請求項１において、
前記ファイバ本体は、溶融した前記クラッドが貯留されたコーティングダイス槽内を、所定の線引き速度で前記コアを通過させることで、該コアの外周面を該クラッドで覆うように形成されたものであり、
前記光散乱部を構成する気泡は、
溶融した前記クラッド内を前記コアが通過する際の流動抵抗によって該クラッド内に気泡が発生するように、前記線引き速度を調整する工程と、
前記コーティングダイス槽内に、パージガスとして不活性ガスを供給する工程と、
前記コアの外周面を覆う硬化途中の前記クラッドに対して振動を与える工程とのうち、少なくとも１つの工程を行うことで形成されていることを特徴とする光ファイバ。
【請求項７】
請求項１において、
前記光散乱部を構成する気泡の直径Ｄ［ｎｍ］、前記コア内に伝送される光の波長λ［ｎｍ］が、
０．４＜πＤ／λ＜３
という条件を満たすように設定されていることを特徴とする光ファイバ。
【請求項８】
請求項１乃至７のうち何れか１つにおいて、
前記クラッドの外周面における所定領域には、前記光散乱部を介して該クラッドの径方向外側に散乱する光を反射させ、その反対面から出射させるための反射膜が設けられていることを特徴とする光ファイバ。
【請求項９】
請求項１乃至７のうち何れか１つにおいて、
前記クラッドの径方向外側には、該クラッドと間隔をあけて配置され且つ前記光散乱部を介して該クラッドの径方向外側に散乱する光を反射させ、その反対面から出射させるための反射部材が設けられていることを特徴とする光ファイバ。
【請求項１】
コアと、該コアの外周面を覆うクラッドとを有するファイバ本体を備えた光ファイバであって、
前記クラッド内には気泡が含まれており、該気泡により、前記コアに伝送される光を散乱させて該クラッドの径方向外側に漏出させる光散乱部が構成されていることを特徴とする光ファイバ。
【請求項２】
請求項１において、
前記光散乱部は、前記クラッドの周方向における所定領域のみに設けられていることを特徴とする光ファイバ。
【請求項３】
請求項１において、
前記光散乱部は、前記クラッドの内周部及び外周部にそれぞれ設けられていることを特徴とする光ファイバ。
【請求項４】
請求項１において、
前記クラッドの外周面には、凹状又は凸状のレンズ面が形成されていることを特徴とする光ファイバ。
【請求項５】
請求項１において、
前記クラッド内に含まれる前記気泡の量は、前記コアの入射側から出射側に向かって多くなっていることを特徴とする光ファイバ。
【請求項６】
請求項１において、
前記ファイバ本体は、溶融した前記クラッドが貯留されたコーティングダイス槽内を、所定の線引き速度で前記コアを通過させることで、該コアの外周面を該クラッドで覆うように形成されたものであり、
前記光散乱部を構成する気泡は、
溶融した前記クラッド内を前記コアが通過する際の流動抵抗によって該クラッド内に気泡が発生するように、前記線引き速度を調整する工程と、
前記コーティングダイス槽内に、パージガスとして不活性ガスを供給する工程と、
前記コアの外周面を覆う硬化途中の前記クラッドに対して振動を与える工程とのうち、少なくとも１つの工程を行うことで形成されていることを特徴とする光ファイバ。
【請求項７】
請求項１において、
前記光散乱部を構成する気泡の直径Ｄ［ｎｍ］、前記コア内に伝送される光の波長λ［ｎｍ］が、
０．４＜πＤ／λ＜３
という条件を満たすように設定されていることを特徴とする光ファイバ。
【請求項８】
請求項１乃至７のうち何れか１つにおいて、
前記クラッドの外周面における所定領域には、前記光散乱部を介して該クラッドの径方向外側に散乱する光を反射させ、その反対面から出射させるための反射膜が設けられていることを特徴とする光ファイバ。
【請求項９】
請求項１乃至７のうち何れか１つにおいて、
前記クラッドの径方向外側には、該クラッドと間隔をあけて配置され且つ前記光散乱部を介して該クラッドの径方向外側に散乱する光を反射させ、その反対面から出射させるための反射部材が設けられていることを特徴とする光ファイバ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１４５５２０（Ｐ２０１１−１４５５２０Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６８５４（Ｐ２０１０−６８５４）
【出願日】平成２２年１月１５日（２０１０．１．１５）
【出願人】（０００００３２６３）三菱電線工業株式会社 (734)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１５日（２０１０．１．１５）
【出願人】（０００００３２６３）三菱電線工業株式会社 (734)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]