光通信装置及び方法
【課題】プラスチック光ファイバの通信状態を目視で確認できるようにする。
【解決手段】光送信装置１０は、プラスチック光ファイバコード１１と送信部１２と受信部１３とを有し、送信部１２は、プラスチック光ファイバコード１１に通信用の光を入射する第１光源１６と、可視領域の光を入射する第２光源１７とを有する。プラスチック光ファイバコード１１中の素線部分は、コアとクラッドとからなり、このクラッドは第２光源部１７からの光を散乱する散乱構造からなる。第２光源１７から、プラスチック光ファイバコード１１の端面に光入射すると、第２光源１７からの光はクラッド内で散乱する。これにより、第２光源１７からの光を目視で確認することができ、通信中か否か、あるいはプラスチック光ファイバコード１１が途中で断線しているか否か及び断線個所を判断することができる。
【解決手段】光送信装置１０は、プラスチック光ファイバコード１１と送信部１２と受信部１３とを有し、送信部１２は、プラスチック光ファイバコード１１に通信用の光を入射する第１光源１６と、可視領域の光を入射する第２光源１７とを有する。プラスチック光ファイバコード１１中の素線部分は、コアとクラッドとからなり、このクラッドは第２光源部１７からの光を散乱する散乱構造からなる。第２光源１７から、プラスチック光ファイバコード１１の端面に光入射すると、第２光源１７からの光はクラッド内で散乱する。これにより、第２光源１７からの光を目視で確認することができ、通信中か否か、あるいはプラスチック光ファイバコード１１が途中で断線しているか否か及び断線個所を判断することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光通信装置及び方法に関し、特に、プラスチック光ファイバを使用した光通信装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック光ファイバは、石英系光ファイバに比べて、成型加工性、部材の軽量化、低コスト化、可撓性、耐衝撃性等において優位性がある。例えばプラスチック光ファイバは、石英系光ファイバと較べると、光の伝送損失が大きいために長距離の光伝送には向いていないが、上記のプラスチックの性質により、光ファイバのコア部を数１０μｍ以上とするようないわゆる大口径化を図ることができる。この大口径化により、光ファイバの分岐や接続に用いる各種周辺部品や機器の、光ファイバとの接続精度を上げる必要がなくなる。そのため、プラスチック光ファイバは、周辺部品や機器との接続容易性、端末加工容易性、高精度の調芯が不要になるメリットがある。その他にもプラスチック光ファイバは、上記のようなコネクタ部分の低コスト化の他に、上記のプラスチックの性質により、人体への突き刺し災害等の危険性の低さ、高い柔軟性による易加工性や易敷設性や耐振動性、そして低価格等のメリットがある。上記のような特長により、プラスチック光ファイバは、家庭内やオフィス内等における構内通信手段として特に有効であるとして需要が大きくなっている。
【０００３】
ところで、通信状況は、電気通信用のケーブルでは誘電効果を利用してケーブル外部から検知可能であるが、光ファイバでは外部からの検知が未だ可能とはなっていない。しかし、通信状況の検知は、単なる通信中か否かのみならず、断線しているか否かを把握する上で重要である。例えば、プラスチック光ファイバを敷設した直後等に行う通信テストや、通信不能時における検査等ではプラスチック光ファイバの状態を把握する必要がある。そこで、通信状況を知るために、プラスチック光ファイバに入射した光の一部をプラスチック光ファイバの外周面に漏らす手段を本発明者らは検討した。
【０００４】
光ファイバに入射した光を外周から外に漏らす（光漏洩）例としては、光ファイバを光源として使用する場合が挙げられ、次の各提案がなされている。例えば、特許文献１では、光ファイバを光源とした光源装置であって、光ファイバの一方の端面から入射した光を側面から取り出すために、光ファイバのコア内に散乱体を含有させて、これにより入射された光を散乱させる光ファイバが提案されている。また、特許文献２では、避難誘導灯等として利用するものとして、光漏洩型光ファイバ（光ファイバ素線）をスペーサに螺旋状に配置することにより側面への光漏洩を可能にしたケーブル、特許文献３では、光反射性の外表面を持つ管を中心部に設けることで光を外側に導く、横照明用としての光ファイバケーブル、特許文献４では、多数の光ファイバを束ねてこれを透明外皮で覆い、光ファイバの端部から光がでるようにした夜間警告灯が提案されている。さらにまた、特許文献５では、クラッドに散乱体であるシリカエアロゲルを含有させることにより光漏洩する側面発光型光ファイバが提案されている。
【０００５】
ところで、光ファイバ通信では赤外線光源を通信用光源として用いることが多い。そして、このような光ファイバ通信において、その通信用の赤外線を通信状況検知用の光とするためには、光源から光ファイバに入射された赤外線の一部を可視化する必要がある。そこで、例えば、赤外線を可視光に変換するものとして、特許文献６では透過型ＩＲフォスファが提案されている。また、通信用の赤外線の他に他の光を入射するには、両光の光軸を合わせる必要があり、例えば特許文献７では、光空間伝送において光軸合わせのために赤外通信光と可視光とを重ねて放射する空間伝送光通信装置が提案されている。また、光増幅ファイバにおいて、その増幅状況を把握する方法として、特許文献８では、放射光を外部に誘導する光増幅器のモニター構造が提案されている。
【特許文献１】特開平５−２７１２１号公報
【特許文献２】実開平７−１０７０２号公報
【特許文献３】特表平８−５１０８４７号公報
【特許文献４】特開平１１−１１９７０６号公報
【特許文献５】特開２０００−１３７１１９号公報
【特許文献６】特開平８−４３２０３号公報
【特許文献７】特開平９−６４８２１号公報
【特許文献８】特開平９−２６３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１〜５の提案は、いずれも光ファイバを用いた光源に関するものであって、上記のような通信状況を把握するためのものではないとともにその効果を併せ持つものでもなく、また、示唆する記載もない。さらに、光ファイバ側面から光漏洩するために、光ファイバへの散乱体の導入あるいは螺旋構造の付与等、通信性能を悪化させるものであり、これらの提案は通信状況を把握する目的には適さないものである。特許文献６のモニタ構造によると、通信状況を把握することは可能であるが、希土類ドープ光ファイバ増幅器の構造を工夫することによりそれを実現しているものであり、簡便に通信状況を把握する目的を満足するものではない。さらに、特許文献６〜８についても、通信状況を把握するための提案ではない。
【０００７】
そこで、本発明では、このような背景に鑑みて、プラスチック光ファイバを使用した光通信の通信状況を外部から容易に検知するための光通信装置及び方法を提案することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、上記課題を解決するために、通信用の第１の光を伝達する断面円形の線状部材の外周に屈折率が前記線状部材の屈折率以下である外周部材を有するプラスチック光ファイバと、このプラスチック光ファイバの一端面に前記第１の光を入射する光源と、前記プラスチック光ファイバの他端面から射出された第１の光を受光する受光手段とを備える光通信装置において、可視領域の第２の光をプラスチック光ファイバの少なくともいずれか一端面に入射する第２の前記光源を備えることを特徴として構成されている。
【０００９】
また、本発明は、断面円形の径方向で屈折率が変化している線状部材と、屈折率が前記線状部材の屈折率以下であり前記線状部材の外周に設けられた外周部材とを有するプラスチック光ファイバと、このプラスチック光ファイバの一端面に通信用の第１の光を入射する第１光源と、プラスチック光ファイバの他端面から射出された前記第１の光を受光する受光手段とを備える光通信装置において、可視領域の第２の光をプラスチック光ファイバの少なくともいずれか一端面へ入射する第２光源を備えることを特徴として構成されている。
【００１０】
上記の光通信装置では、第２の光を散乱して前記プラスチック光ファイバの周面から射出する散乱構造を外周部材が含むことが好ましい。第２光源は、第１の光と入射と同期して第２の光をプラスチック光ファイバに入射することが好ましい。そして、第２光源は、第１の光が入射される一端面へ第２の光を入射すること、あるいは第２光源が、第１の光が入射される一端面に第１波長の第２の光を入射する第１光源部と、第１波長とは異なる第２の光を他端面に入射する第２光源部とを有することがより好ましい。第１の光は線状部材に入射されることが好ましい。第２の光は、前記第１の光の入射と同期して入射されるときには前記外周部材に入射され、前記第１の光の入射とは非同期で入射されるときには前記線状部材に入射される外周部材に入射されることが好ましい。
【００１１】
（１）散乱構造は、外周部材中の位置によって屈折率が異なる屈折率不均一構造、特には外周部在中の位置によって密度が異なる密度不均一構造であること、（２）散乱構造は、外周部材が線状部材との界面で第２の光を散乱して外周面から外部に射出する構造であることが好ましい。また、（３）外周部材は、断面における内側の第１層と、この第１層の外周に備えられ第１層よりも屈折率が低い第２層とを同心円状に備え、散乱構造は、第１層と第２層との界面で第２の光を散乱して第２層の外周面から外部に射出する構造であること、（４）外周部材は、断面における内側の第１層と、この第１層の外周に備えられ第１層よりも屈折率が低い第２層とを同心円状に備え、第２層の外周に備えられており前記プラスチック光ファイバの端面から入射された光の一部を乱反射する凹凸が、前記散乱構造には含まれ、この凹凸は、乱反射により第２層内を散乱した光を外周から層外に射出する粗さとされることが好ましい。
【００１２】
さらに、本発明は、プラスチック光ファイバの一端面に通信用の第１の光を入射して伝達し、他端面から射出する光通信方法において、プラスチック光ファイバは、断面円形の線状部材の外周に屈折率が前記線状部材の屈折率以下である外周部材を有し、可視領域の第２の光を前記プラスチック光ファイバの少なくとも一端面に入射してプラスチック光ファイバの周面から射出することを特徴として含んで構成されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、プラスチック光ファイバを使用した光通信状況を外部から容易に検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明の光通信装置を示す概略図である。光通信装置１０は、コード１１と、通信用の光と通信状況を検知するための可視光とをコード１１に入射する送信部１２と、プラスチック光ケーブル１２から射出された通信用の光を受光する受信部１３とを備える。
【００１５】
コード１１は、プラスチック光ファイバ素線（以降、単に素線と称する）の外周に被覆材等を備えたものであり、本発明では、このプラスチック光ファイバコード（以降、コードと称する）に代えて、素線を用いてもよいし、あるいは素線やコードをそれぞれ束ねて被覆したプラスチック光ケーブルを用いてもよい。なお、プラスチック光ケーブルの中には、抗張力繊維を備えたものもある。コード１１中の素線は、通信用の光を伝達するコアと、このコアの外周に形成され、通信状況を検知するために入射された可視光を散乱するクラッドとを有するが、詳細については別の図面を用いて後述する。
【００１６】
送信部１２は、コード１１の一端面の素線部分に通信用の光を入射する第１光源１６と、クラッドで散乱させてコード１１の外周面から外部に射出する可視光を入射するための第２光源１７とを備える。送信部１２は、さらに、コントローラ２１からの信号に応じて第１光源１６をオン・オフする第１ドライバ２２と、コントローラ２１からの信号に応じて第２光源１７をオン・オフする第２ドライバ２３とを備える。第１ドライバ２２と第２ドライバ２３とは、それぞれ変調回路（図示せず）を備える。光路上には、特定波長の光を反射するとともにその他の波長の光を透過するためのダイクロイックミラ２６と、集光手段としての集光レンズ２７とが備えてある。
【００１７】
本実施形態における第１光源１６としてはＶＣＳＥＬを用いているが、プラスチック光ファイバ通信による光通信が可能な光を素線に入射するものであれば限定されない。したがって、第１光源１６としては、ＶＣＳＥＬに代えてＬＤ（レーザダイオード）等を用いることができる。一方、第２光源１７からの光は、可視領域の光としており、例えば本実施形態における第２光源１７は赤色ＬＥＤとしている。なお、第１光源１６からの光と第２光源１７からの光とは同一波長であってもよい。
【００１８】
受信部１３は、コード１１の他端面から射出された第１光源１６からの光を受光して光電変換するための受光素子３１と、受光素子３１からの電気信号をデータに変換して出力する復調回路３２とを備える。さらに、本発明では、コード１１の他端面から射出された光のうち、第１光源１６からの光のみを選択的に透過するフィルタ３３を受信部１３に設けてもよい。
【００１９】
光通信装置１０についてさらに詳しく説明する。第１ドライバ２２では、コントローラ２１から入力されるデータに応じて、変調回路が、第１光源１６の光のオン・オフを行う。一方、第２ドライバ２３も同様に、コントローラ２１から入力されるデータに応じて、第２光源１７の光のオン・オフを行う。
【００２０】
第１光源１６からの光を透過するとともに第２光源１７からの光を反射するダイクロイックミラ２６により、両方の光は重ねられる。この光束は、集光レンズ２７により集光されてコード１１の一端面のうち、素線部分に入射する。第１光源１６からの光は、素線中のコアに入射されることが好ましい。それに対し、第２光源１７からの光は、素線中のコアとクラッドとのいずれに入射してもよいが、クラッドにのみ入射することがより好ましい。
【００２１】
入射した光束のうち、通信用の光はコア内で伝達されてコード１１の他端から射出される。一方、可視光は、クラッドで散乱してその外周面から外部に射出される。このため、通信用の光による通信中に、可視光をコード１１に入射すると、通信中にはコード１１が光って見られ、通信中であることが確認される。また、コード１１が断線しているときには、断線位置から可視光が外部へ射出したり、あるいは可視光が断線位置で途切れるので、断線位置を確認することもできる。
【００２２】
可視光は、散乱と周面からの射出とにより徐々に減衰するが、光量がゼロにならずにコード１１の他端から通信用の光と同様に射出されることもある。とのときには、光路上に設けられたフィルタ３３により通信用の光のみを受光素子３１に送る。そして、通信用の光のみが受光素子３１と復調回路３２とによりデータとして出力される。
【００２３】
本実施形態においては、第２光源１７からコード１１への光入射を、第１光源１６の光を使用した通信中に行うが、第２光源１７からの光入射は通信中に限る必要はない。例えば、通信中には第２光源１７からの光入射をせず非通信時にのみ光入射しても、通信中か否かを外部で検知することはできるし、また、通信時と非通信時とには関係なく適宜第２光源１７から光入射することにより装飾用としても用いることもできる。また、通信時は第２光源１７からの光入射を連続とし、非通信時には断続入射とする方法、あるいはこの連続入射と断続入射とを逆にする方法等により、通信時と非通信時とを区別するとともに、断線確認を非通信時にもできるようになる。
【００２４】
また、本実施形態においては、第１光源１６からの光と第２光源１７からの光とをコード１１の同一端面から入射するが、光入射の方向はこれに限定されない。例えば、第１光源１６からの光をコード１１の一方の端面に、第２光源１７からの光を他端面に入射してもよい。例えば、通信中に第２光源１７からの光を第１光源１６の光とは異なる端面から入射しても、通信中であることは検知することができるし、断線の有無を確認することができる。ただし、コード１１の一端面へ両方の光を入射することにより、装置の簡略化を図れるとともに、断線位置が複数ある場合には、光透過方向における上流側の位置から検知することができる。
【００２５】
通信中においては、第１光源１６と第２光源１７とは、コード１１の端面への光入射を同期して行ってもよいし、光入射は非同期であってもよい。例えば、第１光源１６からの光が通信中において非周期的にオン・オフしていている場合において、通信中における第２光源１７からの光のオン・オフが、周期的であっても、あるいは第１光源１６からの光入射と同期していても、通信中であることは検知することはできる。なお、第１光源１６と第２光源１７とからの光が同じ波長の光である場合には、通信の光信号のバックグラウンドレベルを上げてしまうことがあるので、第１光源による通信時を除いた時間、つまり非通信時に第２光源から所定のオン・オフで光を入射する方法を実施してもよい。これにより、通信における誤操作確認等を行うことができる。
【００２６】
なお、双方向通信をする場合には、送信部と受信部とをコードの両端面側にそれぞれ設けるとよい。このような場合には、互いに逆向きの第１及び第２の通信方向からの各通信のタイミングに応じるように、２つの光源から互いに異なる波長領域の可視光が入射されるとより好ましい。例えば、一方の光源として赤色ＬＥＤ，他方の光源として青色ＬＥＤを用いる。これにより、通信方向により散乱光の色が異なるために、通信方向の判別をもすることができるようになる。
【００２７】
なお、第１光源１６と第２光源１７とは互いに異なる開口角をもつものであってもよい。例えば、第１及び第２光源１６，１７が、共に６５０ｎｍの光を入射する光源であって、開口角が小さくコアにのみ光を入射することができるものを第１光源１６とし、開口角が光ファイバの開口角よりも大きなものを第２光源１７とすることにより、非通信時にはプラスチック光ファイバの端部周辺から第２光源１７からの光を外部へ漏らすことができる。また、第２光源１７からの光を第１光源１６からの光と同じ波長の光とし、入射のタイミングを非同期とする場合には、共にコアへ入射してもよい。
【００２８】
次に、コード１１について詳細に説明する。図２は、本発明を実施した一様態としてのプラスチック光ケーブルを製造するフロー図である。本発明のプラスチック光ケーブルの製造工程は、素線５１を構成する材料によりプリフォーム５２を作製するための原糸作製工程５３と、プリフォーム５２を加熱して所定外径となるように延伸することにより素線５１を作製する加熱延伸工程５６と、素線５１に所定の被覆材を設けてプラスチック光ケーブル（以下、単に光ケーブルと称することもある。）１１を得る被覆工程５８とを有している。
【００２９】
図３は、素線５１の断面図、図４は、図３に示す素線５１の断面径方向における屈折率を示すグラフである。なお、図４において、横軸は素線５１の断面径方向を示し、縦軸は屈折率を示しており、上にいくほど高い値であることを意味している。素線５１は、図３に示すように、通信用として伝送すべき第１の波長の光（以降、第１波長光と称する。）を通すコア６１と、このコア６１の外周に設けられ、第１波長光と同期して入射された光を散乱して素線５１の外周から出すためのクラッド６２とを有し、このクラッド６２は、外径及び内径が長手方向にそれぞれ一定で、厚みが均一の管形状となっている。したがって、コア６１の直径とクラッド６２の内径とは等しい。
【００３０】
図４において、横軸の符号（Ａ）で示される範囲は、図３におけるクラッド６２の屈折率であり、符号（Ｂ）で示される範囲は図２におけるコア６１の屈折率である。コア６１は、図４に示されるように、クラッド６２との境界から中心に向けて屈折率が連続的に高くなっており、クラッド６２の屈折率はコア６１の屈折率以下となっている。なお、断面円形の径方向において、屈折率の最大値と最小値との差が０．００１以上０．３以下であることが好ましい。上記のような構造により素線５１は、ＧＩ（グレイデッドインデックス）型光伝送体としての機能を発現する。また、本実施形態のクラッド６２は、図４に示すように屈折率が概ね一定となっているが、コア６１に近づくほど屈折率が大きくなっていてもよく、この屈折率の変化はコア６１に近づくほど段階的に大きくなってもよいし連続的に大きくなってもよい。
【００３１】
図３ではコア６１とクラッド６２との境界を、説明の便宜上、示してはいるが、コア６１及びクラッド６２の材料や製造条件等により境界の明確さは異なり、この境界線で示される位置は必ずしも屈折率のグラフにおける屈曲点を示す位置でなくともよい。なお、プリフォーム５２（図１参照）は、素線５１よりもクラッド及びコアの径がそれぞれ大きいが、基本的構造は素線５１と同じであるので図示は略すが、製法により、断面中心部に空間(中空部)を有する場合がある。そして、コア６１が同心円状の複層構造であっても本発明は適用される。
【００３２】
［コア６１の材料］
コア６１は、ポリマーをその主たる成分としており、上記のような屈折率分布を発現させる、あるいは屈折率分布の状態を調整する等の目的でその他の物質を添加することもある。添加する物質としては、例えば屈折率調整剤（ドーパント）がある。ポリマーとしては、ＰＯＦとして好ましい周知のものを用いることができる。特に好ましく用いられるものとしては、有機材料として光透過性が高いものであり、光散乱を生じないように、非晶性のポリマーとすることが好ましい。
【００３３】
ポリマーの例としては、（メタ）アクリル酸エステル類（フッ素不含（メタ）アクリル酸エステル（ａ），含フッ素（メタ）アクリル酸エステル（ｂ）），スチレン系化合物（ｃ），ビニルエステル類（ｄ）、ポリカーボネート類の原料であるビスフェノールＡ等を重合性化合物として重合させたものがある。これらを原料として、各々を重合させたホモポリマー、あるいはこれらのうち２種以上を組み合わせて重合させた共重合体、および上記のホモポリマーや共重合体の各種組み合わせによる混合物も例として挙げることができる。そして、これらのうち、（メタ）アクリル酸エステル類または含フッ素ポリマーを成分として含むものが光伝送体を構成する上でより好ましい。次に、上記の例について、より詳細に示す。
【００３４】
上記の（ａ）フッ素不含メタクリル酸エステルおよびフッ素不含アクリル酸エステルとしては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸−ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ジフェニルメチル、トリシクロ［５・２・１・０2,6 ］デカニルメタクリレート、アダマンチルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、ノルボニルメタクリレート等が挙げられ、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸−ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸フェニル等が挙げられる。
【００３５】
また、（ｂ）含フッ素アクリル酸エステルおよび含フッ素メタクリル酸エステルとしては、２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピルメタクリレート、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピルメタクリレート、1 −トリフルオロメチル−２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンチルメタクリレート、２，２，３，３，４，４−ヘキサフルオロブチルメタクリレート等が挙げられる。
【００３６】
さらに、（ｃ）スチレン系化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン等が挙げられる。さらには、（ｄ）ビニルエステル類としては、ビニルアセテート、ビニルベンゾエート、ビニルフェニルアセテート、ビニルクロロアセテート等が挙げられる。もちろん、これらに限定されるものではなく、重合性化合物の単独あるいは共重合体からなるポリマーの屈折率が、光伝送体に成型されたときに所定の屈折率分布を成型体のなかで有するように、種類や組成比を決定することが好ましい。
【００３７】
なお、コア６１及びクラッド６２のポリマーが水素原子（Ｈ）を含んでいる場合には、その水素原子が重水素原子（Ｄ）に置換されていることが好ましく、これにより伝送損失の低減、特に近赤外領域の波長における伝送損失の低減を図ることができる。
【００３８】
さらに、ＰＯＦを近赤外光用途に用いるためには、ポリマーを構成するＣ−Ｈ結合に起因した吸収損失が起こるために、特許３３３２９２２号公報や特開２００３−１９２７０８号公報などに記載されているような、Ｃ−Ｈ結合の水素原子を重水素原子やフッ素などで置換したポリマーを用いることで、この伝送損失を生じる波長域を長波長化することができ、伝送信号光の損失を軽減することができる。このようなポリマーとしては、例えば、重水素化ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ−ｄ８）、ポリトリフルオロエチルメタクリレート（Ｐ３ＦＭＡ）、ポリヘキサフルオロイソプロピル２−フルオロアクリレート（ＨＦＩＰ ２−ＦＡ）などを例示することができる。なお、原料となる化合物は、重合後の透明性を損なわないためにも、不純物や散乱源となる異物は重合前に十分に除去されることが望ましい。
【００３９】
また、コア６１を形成するポリマーは、線状体に押出成型して後述のように好適に延伸できるという観点から、重量平均分子量が１万〜１００万であることが好ましく、より好ましくは３万〜５０万である。さらに、延伸に対する適性は、分子量分布（ＭＷＤ：重量平均分子量／数平均分子量）にも関係している。例えば、ＭＷＤが大きすぎる場合には、極端に分子量の大きい成分が混在しているときに延伸性が悪くなり、延伸が不可能となることもある。本発明において好ましいＭＷＤの範囲は４以下であり、より好ましい範囲は３以下である。
【００４０】
さらに、ポリマーは、上記の中でも、フッ素含有ポリマーが特に好ましい。フッ素含有ポリマーは、耐熱性，耐湿性，耐薬品性が高く、また紫外光から近赤外光までの波長帯の光の透過性が他のポリマーに比べて非常に高いため、多種多様な波長の光システムに有効利用が可能になるという効果がある。
【００４１】
重合性化合物を重合させてポリマーとする場合においては、重合開始剤を使用する場合がある。重合開始剤としては、例えば、ラジカルを生成するものが各種ある。例えばラジカルを生成するものとして、過酸化ベンゾイル（ＢＰＯ）、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサネート（ＰＢＯ）、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシド（ＰＢＤ）、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート（ＰＢＩ）、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）バラレート（ＰＨＶ）などのパーオキサイド系化合物が挙げられる。また、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、１，１’−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルプロパン）、２，２’−アゾビス（２−メチルブタン）、２，２’−アゾビス（２−メチルペンタン）、２，２’−アゾビス（２，３−ジメチルブタン）、２，２’−アゾビス（２−メチルヘキサン）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルペンタン）、２，２’−アゾビス（２，３，３−トリメチルブタン）、２，２’−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）、３，３’−アゾビス（３−メチルペンタン）、３，３’−アゾビス（３−メチルヘキサン）、３，３’−アゾビス（３，４−ジメチルペンタン）、３，３’−アゾビス（３−エチルペンタン）、ジメチル−２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、ジエチル−２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）などのアゾ系化合物が挙げられる。なお、重合開始剤は、これらに限定されるものではなく、また、２種類以上を併用してもよい。
【００４２】
ポリマーとしたときの機械特性や熱物性などの各種物性値を全体にわたって均一に保つために、重合度の調整を行うことが好ましい。重合度の調整のためには、連鎖移動剤を使うことができる。連鎖移動剤については、併用する重合性化合物の種類に応じて、適宜、種類および添加量を選択できる。各重合性化合物に対する連鎖移動剤の連鎖移動定数は、例えば、ポリマーハンドブック第３版（Ｊ．ＢＲＡＮＤＲＵＰおよびＥ．Ｈ．ＩＭＭＥＲＧＵＴ編、ＪＯＨＮ ＷＩＬＥＹ＆ＳＯＮ発行）を参照することができる。また、該連鎖移動定数は大津隆行、木下雅悦共著「高分子合成の実験法」化学同人、昭和４７年刊を参考にして、実験によっても求めることができる。
【００４３】
連鎖移動剤としては、アルキルメルカプタン類（例えば、ｎ−ブチルメルカプタン、ｎ−ペンチルメルカプタン、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ラウリルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタン等）、チオフェノール類（チオフェノール、ｍ−ブロモチオフェノール、ｐ−ブロモチオフェノール、ｍ−トルエンチオール、ｐ−トルエンチオール等）などを用いることが好ましい。特に、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ラウリルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタンのアルキルメルカプタンを用いるのが好ましい。また、Ｃ−Ｈ結合の水素原子が重水素原子やフッ素原子で置換された連鎖移動剤を用いることもできる。なお、連鎖移動剤は勿論これらに限定されるものではなく、これら連鎖移動剤は２種類以上を併用してもよい。
【００４４】
前述した重合開始剤や連鎖移動剤、屈折率調整剤の各添加量については、用いるコア用の重合性化合物の種類等に応じて、好ましい範囲を適宜決定することができる。本実施形態においては、重合開始剤は、コア用の重合性化合物に対して、０．００５〜０．０５０質量％となるように添加しており、この添加率を０．０１０〜０．０２０質量％とすることがより好ましい。また、前記連鎖移動剤は、コア用の重合性化合物に対して、０．１０〜０．４０質量％となるように添加しており、この添加率を０．１５〜０．３０質量％とすることがより好ましい。
【００４５】
上記ポリマーには、光伝送性能を低下させない範囲で、その他の添加剤を添加することができる。例えば、耐候性や耐久性などを向上させる目的で、安定剤を添加することができる。また、光伝送性能の向上を目的として、光信号増幅用の誘導放出機能化合物を添加することもできる。該化合物を添加することにより、減衰した信号光を励起光により増幅することができ、伝送距離が向上するので、例えば、光伝送リンクの一部にファイバ増幅器として使用することができる。これらの添加剤も、前記原料となる各種重合性化合物に添加した後、重合することによって、コアのポリマーに含有させることができる。
【００４６】
さらに、コア６１には図３に示すような屈折率分布を発現させるために、屈折率調整剤（ドーパント）を各所定量混合する。このドーパントとしては、非重合性の化合物が好ましい。インナーコア部２５のみにドーパントを添加する場合には、この添加率は、インナーコア部２５の主成分となるポリマーに対して０．０１重量％以上２５重量％以下とすることが好ましく、１重量％以上２０重量％以下とすることがより好ましい。これにより、断面円形の径方向における屈折率分布係数を上記のような好ましい範囲により制御しやすくなる。
【００４７】
本実施形態においては、ドーパントとしては高屈折率で分子体積が大きく、重合に関与せず、溶融状態のポリマー中で所定の拡散速度を有する低分子化合物を用い、これを添加することによりコアの径方向における屈折率を変化させている。ドーパントは、モノマーに限定されず、オリゴマー（ダイマー、トリマー等含む）であってもよい。したがって、モノマーの状態ではインナーコア用重合性化合物やインナーコアとの重合反応性を有していても、これがオリゴマーとなったときにはこれらと重合しないものであればこのようなオリゴマーをドーパントとすることができる。
【００４８】
そして、ドーパントとしての具体的な例としては、安息香酸ベンジル（ＢＥＮ）、硫化ジフェニル（ＤＰＳ）、リン酸トリフェニル（ＴＰＰ）、フタル酸ベンジル−ｎ−ブチル（ＢＢＰ）、フタル酸ジフェニル（ＤＰＰ）、ジフェニル（ＤＰ）、ジフェニルメタン（ＤＰＭ）、リン酸トリクレジル（ＴＣＰ）、ジフェニルスルホキシド（ＤＰＳＯ）などが挙げられ、中でも、ＢＥＮ、ＤＰＳ、ＴＰＰ、ＤＰＳＯが好ましい。ドーパントの、コア６１における濃度および分布を調整することによって、ＰＯＦ１１の屈折率を所望の値に変化させることができる。
【００４９】
［クラッド６２の材料］
クラッド６２も、コア６１と同様にポリマーを有し、このポリマー及びその他の材料としては、コアの上記材料のうち、ドーパントを除いたものを用いることができる。これに加えて、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）も好ましい。ただし、本発明では、さらに、次段落以降で説明するような組成や配合としている。また、水分がコア６１に侵入することをできるだけ防ぐために、吸水率が低いものとすることが好ましい。例えば、クラッド６２が、飽和吸水率が１．８％未満のポリマーを主たる成分とすることが好ましい。そして、より好ましくは、アウターコア部２４が１．５％未満の飽和吸水率、さらに好ましくは１．０％未満の飽和吸水率であるポリマーにより形成されることである。なお、ここでの飽和吸水率は、ＡＳＴＭによるＤ５７０により基づく値であり、具体的には、２３℃の水中にサンプルを１週間浸漬したときの吸水率を測定した値である。
【００５０】
後述するように、本発明のプラスチック光ファイバは、第１光源からの光をコア内で伝達するとともに第２光源からの可視光をクラッドで散乱する。第１光源と第２光源とを同じ可視光、つまり第１光源のみを用いた場合には、コアが第１光源からの光の大部分を光信号として伝達し、クラッドが第１光源からの光の一部を散乱して外周面から出射する。クラッドは、このように可視光を散乱して外周面から出射する散乱構造を有する。
【００５１】
この散乱構造とは、クラッドを構成している材料が屈折率揺らぎ、特には密度揺らぎを示している構造である。本発明でいう揺らぎとは、マクロには均一構造でありながら、光が散乱するには十分な大きさのミクロな領域で観察すると、部分的に屈折率が異なり、特には密度が異なる不均一な構造を有する状態を意味する。光が散乱するには十分な大きさのミクロな領域とは、具体的には、光の波長と同じスケール以上の大きさ、つまり、可視光の場合には０．１μｍ×０．１μｍ〜１００μｍ×１００μｍ程度の領域を示す。また、屈折率の揺らぎの大きさとしては、互いに異なる領域同士の屈折率の差が０．０００５〜０．０５である程度が好ましい。
【００５２】
具体的には、（１）構成するポリマーが、部分的に異なる結晶構造を示している構造、（２）分子量に揺らぎがある、つまり、分子量が不均一であるポリマーを備える構造、（３）互いに異なる第１ポリマーと第２ポリマーとを備え、これら第１ポリマーと第２ポリマーとの組成比に揺らぎがある、つまり、ミクロなエリア毎に第１ポリマー／第２ポリマーで示される前記組成比が異なっている構造、（４）第１成分としてのポリマーがこのポリマーとは異なる第２成分を含み、ポリマーと第２成分との組成比の揺らぎ、つまり、ミクロなエリア毎に前記第２成分の存在比率が異なっている構造、（５）不純物や、コア２１等から移行してきたいわゆる移行物質等がクラッド２２中に存在するときに、それらの存在比に揺らぎがある構造、（６）クラッド２２とコア２１との界面が乱れている構造、または、クラッド２２が第１層と第２層との複層構造を備えるときには第１層と第２層との界面が乱れている構造、（７）クラッド２２の外表面に凹凸がある構造、等である。なお、このうち、（６）は、厳密な意味ではクラッド２２のみの構造ではなく、クラッド２２とコア２１との両方に関わる構造といえる。また、（７）の凹凸は、視認光の波長と凹凸面に対する視認光の入射角度とに応じてその光を乱反射したり外部へ透過したりする。
【００５３】
（１）の場合には、クラッド２２のポリマーは、結晶構造部と無定型構造部（アモルファス部とを備える分子構造を有する。このようなポリマーとしては、結晶構造部と無定型構造部とをそれぞれ形成するホモポリマーであってもよいし、あるいは、結晶構造単位と無定型構造単位とが共重合されたコポリマーであってもよい。また、このように分子中に結晶構造部と無定型構造部との両方があるものに代えて、無定型構造を発現するポリマーの中に結晶性ポリマーを分散させたものをクラッド２２の主成分としてもよい。
【００５４】
このようにポリマーを結晶構造部と無定型構造部とを備える分子構造のものとすることにより、プラスチック光ファイバに入射し、無定型構造部を透過した視認光が結晶構造部で反射してクラッド内を散乱し、無定型構造部を再び透過して外部へ出るので、光を視覚等で検知することができるようになる。光がプラスチック光ファイバの途中までしか視認されないときには、視認できる終端部でプラスチック光ファイバが断線している可能性がある、ということを知ることができる。クラッド２２のポリマー全重量に対する結晶構造部の割合は、１〜１００％であることが好ましい。
【００５５】
また、（１）の散乱構造により光を良好に散乱させるためには、光の波長に応じて結晶構造部の大きさを決定することが好ましい。すなわち、その大きさとは、光の波長と同じスケールの大きさ、具体的には０．１μｍ以上である。つまり、結晶構造部が、光の波長に対して求められる所定の値以上の大きさであると、光が散乱されずに本発明の目的が達せられない。また、波長が違いに異なる通信用の光と視認光との両方をプラスチック光ファイバに入射し、通信用の光の波長が視認光の波長よりも長波である場合には、結晶構造部の大きさを両波長の中間とすることにより、視認性と通信性能との両立をより図ることが期待できる。
【００５６】
上記（２）の場合、例えば海島状の海部分と島部分とのように、分子量が互いに異なる領域が存在する場合には、光の屈折率が各領域により異なるので、光が散乱され、外部に光を漏らすことができる。しがたって、目視で通信状態及び断線有無の確認をすることができる。このような部分的な分子量の揺らぎは、（Ｉ）分子の構造単位は同一であるが互いに分子量が異なる第１ポリマーと第２ポリマーとを混合することにより、あるいは、（II）重合時における部分的な反応性の違いにより、形成することができる。
【００５７】
上記（３）の場合としては、分子の構造単位が異なる第１ポリマーと第２ポリマーとを混合して、これをクラッドの主たる成分とする場合、あるいは、２種以上のモノマーを重合し、エリア毎にその構成単位の比が異なるポリマーを形成してこのポリマーをクラッドの主たる成分とする場合がある。これにより、部分的に屈折率が異なる領域が形成されるので、光を良好に散乱して外部へ出し、目視で通信状態及び断線有無の確認をすることができる。
【００５８】
また、上記（４）の場合、つまり、クラッド２２の中に、第１成分としてのポリマーと、第２成分としての他の物質とを含み、第１成分と第２成分との体積比が互いに異なる領域が存在する場合には、領域毎に屈折率が異なるので、前述の形態と同様に、視認光を良好に散乱して外部へ出し、目視で通信状態及び断線有無の確認をすることができる。
【００５９】
そして、上記（５）の場合には、クラッド２２の中のポリマーと不純物あるいは移行物質とが共存するので、上記（２），（４）の場合と同様に、屈折率が領域毎に異なり、視認光を良好に散乱して外部へ出し、目視で通信状態及び断線有無の確認をすることができる。
【００６０】
さらに、上記（６）および（７）の場合は、クラッド２２の内面と、クラッドとコアとの界面と、クラッド２２の外表面と、クラッド２２が２層以上の複層構造である場合のいずれか１層とそれに接する他の１層との界面と、の少なくともいずれかひとつを、視認光の波長に応じて所定の粗さとするものである。粗さは、視認可能な光の波長と同じスケール以上の大きさ、具体的には０．１μｍ以上である。この粗さを表面粗さＲａで求めるとすると、好ましいＲａ値は０．１μｍ以上１００μｍ以下である。なお、Ｒａ値は、ＪＩＳ Ｂ６０１：２００１およびＪＩＳ Ｂ６５１：２００１にしたがって求めることができる。なお、上記（１）〜（７）の構造の他に、クラッド部に蛍光体や色素を含有させることにより、入射した光と異なる波長の光を外部に出して、外部から通信状態等を目視で観察することもできる。
【００６１】
次に、上記のプラスチック光ファイバを製造する方法を説明する。前述の通り、プラスチック光ファイバは、これよりも外径が大きいプリフォーム５２（図１参照）を長手方向に延伸することにより製造するので、まずプリフォーム５２の製造方法について説明する。また、製造方法は、クラッドを上記（１）〜（７）のいずれとするかにより異なるので、それぞれの場合について説明する。
【００６２】
プリフォームのクラッド（以下、プリフォームクラッドと称する）を製造する方法を説明する。上記（１）のうち、１種類のホモポリマーを用いて結晶構造部と無定型構造部とをそれぞれ形成させる場合において、最も簡便な製造方法としては、結晶性ポリマーの溶融押出成型がある。なお、この場合には、プリフォームのコア（以下、プリフォームコアと称する。）は予め作られたプリフォームクラッドの中空部に形成される方法とすることが好ましい。溶融押出成型においては、周知の溶融押出成型機を用いて、溶融温度やダイからの引き抜き速度、引き取られた後の冷却温度及び冷却速度等を適宜制御する。結晶性ポリマーを押し出して冷却することにより成型する場合には、冷却速度を遅くすると結晶構造部を形成しやすくなり、除冷、つまり冷却速度を遅くすると、無定型構造部を形成しやすくなる。したがって、冷却速度を制御することにより、ポリマー全体積に対する結晶構造部の重量比率と結晶構造部の大きさとをコントロールすることができる。例えば、ポリマーとして結晶化温度がＴｃであるＰＶＤＦを用いた場合には、（Ｔｃ＋３０）℃から（Ｔｃ−３０）℃にクラッド内面が冷却されるまでの時間を６秒以上とすると結晶化が促進され、６秒未満とすると結晶構造を小さくすることができる。
【００６３】
結晶構造部と無定型構造部とが共に形成されているか否かについては、例えば顕微鏡観察により確認することができる。
【００６４】
上記（１）のうち、プラスチック光ファイバのクラッドのポリマーを結晶構造単位と非晶構造単位とが共重合されたものとするときには、プリフォームクラッドを製造するためのコポリマーを予め製造してからこれを溶融押出機により押出成型する方法が最も簡便であるが、これに限定されず、後述するような回転重合方法により複数の重合性化合物を重合しながら管状のプリフォームクラッドを製造する方法もある。なお、プリフォームコアは、予め管状に形成された原糸クラッドの中空部に形成されることが好ましい。溶融押出成型するためのコポリマーは、結晶性ホモポリマーを形成するモノマーと非晶性ホモポリマーを形成するモノマーとを共重合することによって生成させることができる。また、両モノマーにより２種のポリマーを一旦つくってから、それらをさらに重合することで海島構造のコポリマーを生成することもできる。このようなコポリマーの溶融押出では、前述のホモポリマー押出成型の場合とは異なり、分子そのものを結晶化しやすい部分としにくい部分とで構成しているので、溶融押出条件については精緻な制御が必要ではない。したがって、一般的な溶融押出成型方法と同様に、使用するコポリマーに応じて溶融押出条件を設定すればよい。
【００６５】
一方、上記コポリマーで構成されるプリフォームクラッドを回転重合方法により製造するときには、後述のプリフォームコア生成方法における回転重合装置及び回転重合方法を適用するとよい。ただし、上記コポリマーの生成においては、重合反応性がより近い傾向を示すモノマー同士を組合せると、生成するポリマー成形体がより均一のものとなる傾向にある。したがって、光を適度に散乱させるためには、モノマー同士の反応性を考慮して各モノマーを組み合わせる。
【００６６】
上記（１）のうち、非晶性ポリマーの中に結晶性ポリマー分散させたものでクラッドを形成する場合には、例えば溶融混練により非晶性ポリマーと結晶性ポリマーとを混合したポリマーブレンドを予め製造してからこれを押出成型してプリフォームクラッドとすることが好ましい。そして、得られるポリマーブレンドでは、島部分が結晶性ポリマーで海部分が非晶性ポリマーの海島構造とすることが好ましい。このような海島構造のポリマーブレンドとすることにより、好適な散乱状態を示すクラッドが得られる。
【００６７】
上記（２）とするためのプリフォームクラッドを製造する場合には、ポリマーを押出成型する場合と回転重合法により重合形成する場合とのいずれであっても、ポリマーを生成するための重合反応における反応速度を高めるとよい。これにより分子量分布が大きくなり、散乱構造を形成することができる。重合の反応速度を大きくする方法としては、（Ｉ）重合温度を高くする。（II）重合開始剤を多くする、等があげられる。
【００６８】
上記（３）とするためのプリフォームクラッドは、前述の（１）におけるプリフォームクラッド製造方法における２種以上の共重合用モノマーを用いることにより製造することができる。また、上記（４）とするためのプリフォームクラッドは、同様に、ポリマー重合生成時にモノマー以外の第２成分物質を添加することにより製造することができる。さらに、上記（５）とするためのプリフォームクラッドは、同様に、ポリマー重合生成時における不純物やコア等の他の構成要素の形成時の条件により製造することができる。
【００６９】
上記の各種方法により予め作られたプリフォームクラッドの中空部に、プリフォームコアを形成する方法を以下に説明する。ただし、本発明はプリフォームコアの形成方法に依存するものではなく、周知の各種方法を適用することができる。本実施形態では、プラスチック光ファイバのコアが前述の屈折率分布（図３参照）を発現するために、プリフォームコアの製造方法には回転ゲル重合法を適用する。この回転ゲル重合法は、プリフォームクラッドの製造方法に適用することができる。
【００７０】
図５は重合容器の断面図であり、図６は、回転重合装置の概略斜視図であり、図７は重合装置による重合反応についての説明図である。ただし、本発明は図５〜図７に示す重合装置及び重合容器に依存するものではなく、また、本実施形態は、本発明の一様態としての例示である。
【００７１】
所定の材料からなる栓７７によりプリフォームクラッド７２の片端部を塞ぐ。この栓はプリフォームコアを生成するための重合性化合物に溶解しない素材からなり、可塑剤等を溶出させるような物質も含まないものとする。このような素材としてはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等があげられる。片端部を栓７７で塞いだあとに、重合性化合物をはじめとするコア用原料７１をプリフォームクラッド７２の中に注入する。そして、他方の端部も栓７７で塞いだ後、回転させながら重合性化合物を重合させてプリフォームコアを生成する。このプリフォームコア生成時においては、プリフォームクラッド７２は、図４に示されるような重合容器７８の中に収容される。重合容器７８は、円管状の容器本体７８ａとこの容器本体７８ａの両端をそれぞれ塞ぐ蓋７８ｂとを有し、本実施形態においてはＳＵＳ製とされている。重合容器７８は、図１０に示すように、その内径がプリフォームクラッド７２の外径よりもわずかに大きいものであり、後に述べるような重合容器７８の回転に同期してプリフォームクラッド７２が回転することができるようにされている。なお、プリフォームクラッド７２が重合容器７８の回転に上記のように応じることができるように、重合容器７８の内面等にプリフォームクラッド７２を支持する支持部材等を設けてもよい。
【００７２】
プリフォームコアの生成は、上記のような重合容器７８が回転重合装置９１にセットされて実施される。回転重合装置９１は、図１１に示すように、装置本体９２の中に複数の回転部材９３と、装置本体９２の外側に駆動部９６と、装置本体９２内の温度を検知してその検知結果に応じて内部温度を制御するための温度コントローラ９７とを有している。
【００７３】
回転部材９３は、円柱形状であり、２本の周面で少なくともひとつの重合容器７８を支持することができるように、長手方向が互いに概ね平行かつ略水平となっている。各回転部材９３は、その一端が装置本体９２の側面に回動自在に取り付けられており、駆動部９６によりそれぞれ独立した条件で回転駆動される。駆動部９６にはコントローラ（図示なし）が備えられており、このコントローラにより駆動部９６の駆動が制御される。そして、所定の重合反応時においては、図６に示すように、隣り合う回転部材９３の周面により形成される谷部に重合容器７８は載せられて回転部材９３の回転に応じて回転する。図６においては、回転部材９３の回転軸を符号４３ａで示している。このように、ここに例示される本実施形態においては、重合容器７８の回転はサーフェスドライブ式としているが、この回転方式については限定されるものではない。
【００７４】
なお、本実施形態では、図７に示すように、重合容器７８の両端の蓋７８ｂには磁石７８ｃがそれぞれ備えられているとともに、隣り合う２本の回転部材９３の間の下方にも磁石９５が備えられている。これにより、回転時において重合容器７８が回転部材９３から浮くことを防止している。重合容器７８の回転部材９３からの浮きを防止する方法としては磁石を用いる上記方法に加えて、回転部材９３と同様な回転手段を、セットされた重合容器７８の上部に接するようにさらに設けて、同様に回転させ、これにより重合容器７８の浮きを防止することもある。またこの方法の他に、例えば重合容器７８に上方に押さえ手段等を設けて、重合容器７８に所定の荷重をかける方法等もあるが、本発明は浮き防止方法に依存するものではない。
【００７５】
続いて、プリフォームコアの生成方法について説明する。使用するコア用原料７１はろ過や蒸留等により、重合禁止剤や水分、不純物等を予め十分除去してから用いることが好ましい。重合性化合物や重合開始剤を混合した後には、さらに、この混合物を超音波処理して溶存気体や揮発成分を除去することが好ましい。なお、プリフォームコア用原料７１を注入する前後では、必要に応じて、公知の減圧装置により、プリフォームクラッド７２やコア用原料７１を減圧処理してもよい。
【００７６】
その後、プリフォームクラッド７２を装填した重合容器７８を、その長手方向を略水平状態にして回転（水平回転）させながら重合を生起進行させるとプリフォームコアが生成する。このように、プリフォームコアは、プリフォームクラッド７２の円管軸を回転中心にしながら重合する回転重合により生成される。なお、回転重合の前には、プリフォームクラッド７２を立てた状態で予備重合をしてもよく、この予備重合の際には必要に応じて所定の回転機構により、プリフォームクラッド７２の円管軸を回転中心として回転させる。このような回転重合においては、プリフォームクラッド７２の長手方向を概ね水平に保ちながら回転させるために、プリフォームクラッド７２の内面全体にプリフォームコアが生成しやすくなる。なお、本発明では、プリフォームコアの重合時においては、プリフォームクラッド７２の長手方向を水平とすることが、プリフォームクラッド７２の内面全体にプリフォームコアを形成する上で最も好ましいが、略水平であれば好適であり、回転軸の許容される角度は水平に対して概ね５°以内である。
【００７７】
そして、このように作られたプリフォームを周知の加熱延伸方法により延伸してプラスチック光ファイバとする。
【００７８】
上記の実施形態により得られた素線５１は、公知の各種被覆方法により被覆材料で被覆されてコード１１（図１参照）となる。なお、このときの被覆材料は、散乱した可視光、つまり可視光を外部に通過させることができるような透明材料とされる。
【００７９】
また、素線５１のクラッド及びコアとはそれぞれ同心円状の複層構造であってもよい。そしてクラッドを複層とした場合には、そのうち少なくとも１層が散乱構造を有していること、またはそのうち接する２層の互いの界面が散乱構造を有していればよい。
【実施例１】
【００８０】
クラッドがアウタークラッド部とインナークラッド部との２層構造である素線を作製した。ＰＶＤＦを溶融押出成型して、プリフォームアウタークラッドとなる管状部材を作製した。このとき、押し出された管状部材を冷却した。このとき、冷却速度を５秒／６０℃とすることにより内面がＲａ＝０．１１となるようにした。
【００８１】
プリフォームアウタークラッドパイプの中空部に、ＭＭＡと重合開始剤と連鎖移動剤との混合物であるプリフォームインナークラッド用原料を注入してから、重合容器７８にプリフォームアウタークラッドパイプを入れて窒素置換を行い、回転加熱しながら重合反応を生起進行させた。
【００８２】
次に、ＭＭＡと重合開始剤と連鎖移動剤とＭＭＡよりも屈折率が高いドーパントとの混合物からなるプリフォームコア用原料７１を予め得られたプリフォームアウタークラッド用部材の中空部に注入し、重合容器７８の内部を窒素置換して加熱しながら回転ゲル重合を実施した。これによりプリフォームコアを形成して、プリフォームを得た。このプリフォームを電気炉内で加熱延伸して素線５１とした。
【００８３】
この素線５１から８ｍを切り取って、通信用のサンプルとした。このサンプルに、通信用の第１波長光と通信状況検知用の第２波長光とを同じタイミングで断続的に入射したものを実験１とし、通信用の第１波長光のみをサンプルに入射したものを実験２とした。実験１及び２において、第１光源１６は、波長が８５０ｎｍの光を射出するＶＣＳＥＬである。そして実験１の第２光源１７を赤色ＬＤとした。なお、第１、第２光源の光は、ともに素線のコアに入射した。そして、実験１及び実験２における通信状態の確認評価を実施した。
【００８４】
本実施例１の結果、実験１及び実験２での通信用の光の周波数は３ＧＨｚ以上であって、通信状態は良好であった。しかし、実験２では光が拡散せず、通信状態を目視で外部から確認することができなかった。これに対し、実験１では第２光源１７からの光をクラッド６２で散乱させることができ、通信状態を目視で確認することができた。
【実施例２】
【００８５】
第２光源１７からの光を素線の端面のコアとクラッドとの全体に対し入射した。その他の条件は実施例１の実験１と同様である。
【００８６】
本実施例２の結果、実施例１の実験１と同様に光を散乱させることができ、これにより、通信状態を目視で外部から確認することができた。また、その目視で確認できる光強度は実施例１の実験１よりも強く、目視確認がより効果的に実施することができた。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の光通信装置を示す概略図である。
【図２】本発明のプラスチック光ファイバを用いたプラスチック光ケーブルを製造する製造フロー図である。
【図３】プラスチック光ファイバの断面図である。
【図４】図２に示すプラスチック光ファイバの断面径方向における屈折率を示すグラフである。
【図５】重合容器の断面概略図である。
【図６】回転重合装置の概略図である。
【図７】重合反応方法の説明図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０ 光通信装置
１１ プラスチック光ケーブル
１２ 送信部
１３ 受信部
１６，１７ 第１，第２光源
３１ 受光素子
５１ プラスチック光ファイバ
６１ コア
６２ クラッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は光通信装置及び方法に関し、特に、プラスチック光ファイバを使用した光通信装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック光ファイバは、石英系光ファイバに比べて、成型加工性、部材の軽量化、低コスト化、可撓性、耐衝撃性等において優位性がある。例えばプラスチック光ファイバは、石英系光ファイバと較べると、光の伝送損失が大きいために長距離の光伝送には向いていないが、上記のプラスチックの性質により、光ファイバのコア部を数１０μｍ以上とするようないわゆる大口径化を図ることができる。この大口径化により、光ファイバの分岐や接続に用いる各種周辺部品や機器の、光ファイバとの接続精度を上げる必要がなくなる。そのため、プラスチック光ファイバは、周辺部品や機器との接続容易性、端末加工容易性、高精度の調芯が不要になるメリットがある。その他にもプラスチック光ファイバは、上記のようなコネクタ部分の低コスト化の他に、上記のプラスチックの性質により、人体への突き刺し災害等の危険性の低さ、高い柔軟性による易加工性や易敷設性や耐振動性、そして低価格等のメリットがある。上記のような特長により、プラスチック光ファイバは、家庭内やオフィス内等における構内通信手段として特に有効であるとして需要が大きくなっている。
【０００３】
ところで、通信状況は、電気通信用のケーブルでは誘電効果を利用してケーブル外部から検知可能であるが、光ファイバでは外部からの検知が未だ可能とはなっていない。しかし、通信状況の検知は、単なる通信中か否かのみならず、断線しているか否かを把握する上で重要である。例えば、プラスチック光ファイバを敷設した直後等に行う通信テストや、通信不能時における検査等ではプラスチック光ファイバの状態を把握する必要がある。そこで、通信状況を知るために、プラスチック光ファイバに入射した光の一部をプラスチック光ファイバの外周面に漏らす手段を本発明者らは検討した。
【０００４】
光ファイバに入射した光を外周から外に漏らす（光漏洩）例としては、光ファイバを光源として使用する場合が挙げられ、次の各提案がなされている。例えば、特許文献１では、光ファイバを光源とした光源装置であって、光ファイバの一方の端面から入射した光を側面から取り出すために、光ファイバのコア内に散乱体を含有させて、これにより入射された光を散乱させる光ファイバが提案されている。また、特許文献２では、避難誘導灯等として利用するものとして、光漏洩型光ファイバ（光ファイバ素線）をスペーサに螺旋状に配置することにより側面への光漏洩を可能にしたケーブル、特許文献３では、光反射性の外表面を持つ管を中心部に設けることで光を外側に導く、横照明用としての光ファイバケーブル、特許文献４では、多数の光ファイバを束ねてこれを透明外皮で覆い、光ファイバの端部から光がでるようにした夜間警告灯が提案されている。さらにまた、特許文献５では、クラッドに散乱体であるシリカエアロゲルを含有させることにより光漏洩する側面発光型光ファイバが提案されている。
【０００５】
ところで、光ファイバ通信では赤外線光源を通信用光源として用いることが多い。そして、このような光ファイバ通信において、その通信用の赤外線を通信状況検知用の光とするためには、光源から光ファイバに入射された赤外線の一部を可視化する必要がある。そこで、例えば、赤外線を可視光に変換するものとして、特許文献６では透過型ＩＲフォスファが提案されている。また、通信用の赤外線の他に他の光を入射するには、両光の光軸を合わせる必要があり、例えば特許文献７では、光空間伝送において光軸合わせのために赤外通信光と可視光とを重ねて放射する空間伝送光通信装置が提案されている。また、光増幅ファイバにおいて、その増幅状況を把握する方法として、特許文献８では、放射光を外部に誘導する光増幅器のモニター構造が提案されている。
【特許文献１】特開平５−２７１２１号公報
【特許文献２】実開平７−１０７０２号公報
【特許文献３】特表平８−５１０８４７号公報
【特許文献４】特開平１１−１１９７０６号公報
【特許文献５】特開２０００−１３７１１９号公報
【特許文献６】特開平８−４３２０３号公報
【特許文献７】特開平９−６４８２１号公報
【特許文献８】特開平９−２６３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１〜５の提案は、いずれも光ファイバを用いた光源に関するものであって、上記のような通信状況を把握するためのものではないとともにその効果を併せ持つものでもなく、また、示唆する記載もない。さらに、光ファイバ側面から光漏洩するために、光ファイバへの散乱体の導入あるいは螺旋構造の付与等、通信性能を悪化させるものであり、これらの提案は通信状況を把握する目的には適さないものである。特許文献６のモニタ構造によると、通信状況を把握することは可能であるが、希土類ドープ光ファイバ増幅器の構造を工夫することによりそれを実現しているものであり、簡便に通信状況を把握する目的を満足するものではない。さらに、特許文献６〜８についても、通信状況を把握するための提案ではない。
【０００７】
そこで、本発明では、このような背景に鑑みて、プラスチック光ファイバを使用した光通信の通信状況を外部から容易に検知するための光通信装置及び方法を提案することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、上記課題を解決するために、通信用の第１の光を伝達する断面円形の線状部材の外周に屈折率が前記線状部材の屈折率以下である外周部材を有するプラスチック光ファイバと、このプラスチック光ファイバの一端面に前記第１の光を入射する光源と、前記プラスチック光ファイバの他端面から射出された第１の光を受光する受光手段とを備える光通信装置において、可視領域の第２の光をプラスチック光ファイバの少なくともいずれか一端面に入射する第２の前記光源を備えることを特徴として構成されている。
【０００９】
また、本発明は、断面円形の径方向で屈折率が変化している線状部材と、屈折率が前記線状部材の屈折率以下であり前記線状部材の外周に設けられた外周部材とを有するプラスチック光ファイバと、このプラスチック光ファイバの一端面に通信用の第１の光を入射する第１光源と、プラスチック光ファイバの他端面から射出された前記第１の光を受光する受光手段とを備える光通信装置において、可視領域の第２の光をプラスチック光ファイバの少なくともいずれか一端面へ入射する第２光源を備えることを特徴として構成されている。
【００１０】
上記の光通信装置では、第２の光を散乱して前記プラスチック光ファイバの周面から射出する散乱構造を外周部材が含むことが好ましい。第２光源は、第１の光と入射と同期して第２の光をプラスチック光ファイバに入射することが好ましい。そして、第２光源は、第１の光が入射される一端面へ第２の光を入射すること、あるいは第２光源が、第１の光が入射される一端面に第１波長の第２の光を入射する第１光源部と、第１波長とは異なる第２の光を他端面に入射する第２光源部とを有することがより好ましい。第１の光は線状部材に入射されることが好ましい。第２の光は、前記第１の光の入射と同期して入射されるときには前記外周部材に入射され、前記第１の光の入射とは非同期で入射されるときには前記線状部材に入射される外周部材に入射されることが好ましい。
【００１１】
（１）散乱構造は、外周部材中の位置によって屈折率が異なる屈折率不均一構造、特には外周部在中の位置によって密度が異なる密度不均一構造であること、（２）散乱構造は、外周部材が線状部材との界面で第２の光を散乱して外周面から外部に射出する構造であることが好ましい。また、（３）外周部材は、断面における内側の第１層と、この第１層の外周に備えられ第１層よりも屈折率が低い第２層とを同心円状に備え、散乱構造は、第１層と第２層との界面で第２の光を散乱して第２層の外周面から外部に射出する構造であること、（４）外周部材は、断面における内側の第１層と、この第１層の外周に備えられ第１層よりも屈折率が低い第２層とを同心円状に備え、第２層の外周に備えられており前記プラスチック光ファイバの端面から入射された光の一部を乱反射する凹凸が、前記散乱構造には含まれ、この凹凸は、乱反射により第２層内を散乱した光を外周から層外に射出する粗さとされることが好ましい。
【００１２】
さらに、本発明は、プラスチック光ファイバの一端面に通信用の第１の光を入射して伝達し、他端面から射出する光通信方法において、プラスチック光ファイバは、断面円形の線状部材の外周に屈折率が前記線状部材の屈折率以下である外周部材を有し、可視領域の第２の光を前記プラスチック光ファイバの少なくとも一端面に入射してプラスチック光ファイバの周面から射出することを特徴として含んで構成されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、プラスチック光ファイバを使用した光通信状況を外部から容易に検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明の光通信装置を示す概略図である。光通信装置１０は、コード１１と、通信用の光と通信状況を検知するための可視光とをコード１１に入射する送信部１２と、プラスチック光ケーブル１２から射出された通信用の光を受光する受信部１３とを備える。
【００１５】
コード１１は、プラスチック光ファイバ素線（以降、単に素線と称する）の外周に被覆材等を備えたものであり、本発明では、このプラスチック光ファイバコード（以降、コードと称する）に代えて、素線を用いてもよいし、あるいは素線やコードをそれぞれ束ねて被覆したプラスチック光ケーブルを用いてもよい。なお、プラスチック光ケーブルの中には、抗張力繊維を備えたものもある。コード１１中の素線は、通信用の光を伝達するコアと、このコアの外周に形成され、通信状況を検知するために入射された可視光を散乱するクラッドとを有するが、詳細については別の図面を用いて後述する。
【００１６】
送信部１２は、コード１１の一端面の素線部分に通信用の光を入射する第１光源１６と、クラッドで散乱させてコード１１の外周面から外部に射出する可視光を入射するための第２光源１７とを備える。送信部１２は、さらに、コントローラ２１からの信号に応じて第１光源１６をオン・オフする第１ドライバ２２と、コントローラ２１からの信号に応じて第２光源１７をオン・オフする第２ドライバ２３とを備える。第１ドライバ２２と第２ドライバ２３とは、それぞれ変調回路（図示せず）を備える。光路上には、特定波長の光を反射するとともにその他の波長の光を透過するためのダイクロイックミラ２６と、集光手段としての集光レンズ２７とが備えてある。
【００１７】
本実施形態における第１光源１６としてはＶＣＳＥＬを用いているが、プラスチック光ファイバ通信による光通信が可能な光を素線に入射するものであれば限定されない。したがって、第１光源１６としては、ＶＣＳＥＬに代えてＬＤ（レーザダイオード）等を用いることができる。一方、第２光源１７からの光は、可視領域の光としており、例えば本実施形態における第２光源１７は赤色ＬＥＤとしている。なお、第１光源１６からの光と第２光源１７からの光とは同一波長であってもよい。
【００１８】
受信部１３は、コード１１の他端面から射出された第１光源１６からの光を受光して光電変換するための受光素子３１と、受光素子３１からの電気信号をデータに変換して出力する復調回路３２とを備える。さらに、本発明では、コード１１の他端面から射出された光のうち、第１光源１６からの光のみを選択的に透過するフィルタ３３を受信部１３に設けてもよい。
【００１９】
光通信装置１０についてさらに詳しく説明する。第１ドライバ２２では、コントローラ２１から入力されるデータに応じて、変調回路が、第１光源１６の光のオン・オフを行う。一方、第２ドライバ２３も同様に、コントローラ２１から入力されるデータに応じて、第２光源１７の光のオン・オフを行う。
【００２０】
第１光源１６からの光を透過するとともに第２光源１７からの光を反射するダイクロイックミラ２６により、両方の光は重ねられる。この光束は、集光レンズ２７により集光されてコード１１の一端面のうち、素線部分に入射する。第１光源１６からの光は、素線中のコアに入射されることが好ましい。それに対し、第２光源１７からの光は、素線中のコアとクラッドとのいずれに入射してもよいが、クラッドにのみ入射することがより好ましい。
【００２１】
入射した光束のうち、通信用の光はコア内で伝達されてコード１１の他端から射出される。一方、可視光は、クラッドで散乱してその外周面から外部に射出される。このため、通信用の光による通信中に、可視光をコード１１に入射すると、通信中にはコード１１が光って見られ、通信中であることが確認される。また、コード１１が断線しているときには、断線位置から可視光が外部へ射出したり、あるいは可視光が断線位置で途切れるので、断線位置を確認することもできる。
【００２２】
可視光は、散乱と周面からの射出とにより徐々に減衰するが、光量がゼロにならずにコード１１の他端から通信用の光と同様に射出されることもある。とのときには、光路上に設けられたフィルタ３３により通信用の光のみを受光素子３１に送る。そして、通信用の光のみが受光素子３１と復調回路３２とによりデータとして出力される。
【００２３】
本実施形態においては、第２光源１７からコード１１への光入射を、第１光源１６の光を使用した通信中に行うが、第２光源１７からの光入射は通信中に限る必要はない。例えば、通信中には第２光源１７からの光入射をせず非通信時にのみ光入射しても、通信中か否かを外部で検知することはできるし、また、通信時と非通信時とには関係なく適宜第２光源１７から光入射することにより装飾用としても用いることもできる。また、通信時は第２光源１７からの光入射を連続とし、非通信時には断続入射とする方法、あるいはこの連続入射と断続入射とを逆にする方法等により、通信時と非通信時とを区別するとともに、断線確認を非通信時にもできるようになる。
【００２４】
また、本実施形態においては、第１光源１６からの光と第２光源１７からの光とをコード１１の同一端面から入射するが、光入射の方向はこれに限定されない。例えば、第１光源１６からの光をコード１１の一方の端面に、第２光源１７からの光を他端面に入射してもよい。例えば、通信中に第２光源１７からの光を第１光源１６の光とは異なる端面から入射しても、通信中であることは検知することができるし、断線の有無を確認することができる。ただし、コード１１の一端面へ両方の光を入射することにより、装置の簡略化を図れるとともに、断線位置が複数ある場合には、光透過方向における上流側の位置から検知することができる。
【００２５】
通信中においては、第１光源１６と第２光源１７とは、コード１１の端面への光入射を同期して行ってもよいし、光入射は非同期であってもよい。例えば、第１光源１６からの光が通信中において非周期的にオン・オフしていている場合において、通信中における第２光源１７からの光のオン・オフが、周期的であっても、あるいは第１光源１６からの光入射と同期していても、通信中であることは検知することはできる。なお、第１光源１６と第２光源１７とからの光が同じ波長の光である場合には、通信の光信号のバックグラウンドレベルを上げてしまうことがあるので、第１光源による通信時を除いた時間、つまり非通信時に第２光源から所定のオン・オフで光を入射する方法を実施してもよい。これにより、通信における誤操作確認等を行うことができる。
【００２６】
なお、双方向通信をする場合には、送信部と受信部とをコードの両端面側にそれぞれ設けるとよい。このような場合には、互いに逆向きの第１及び第２の通信方向からの各通信のタイミングに応じるように、２つの光源から互いに異なる波長領域の可視光が入射されるとより好ましい。例えば、一方の光源として赤色ＬＥＤ，他方の光源として青色ＬＥＤを用いる。これにより、通信方向により散乱光の色が異なるために、通信方向の判別をもすることができるようになる。
【００２７】
なお、第１光源１６と第２光源１７とは互いに異なる開口角をもつものであってもよい。例えば、第１及び第２光源１６，１７が、共に６５０ｎｍの光を入射する光源であって、開口角が小さくコアにのみ光を入射することができるものを第１光源１６とし、開口角が光ファイバの開口角よりも大きなものを第２光源１７とすることにより、非通信時にはプラスチック光ファイバの端部周辺から第２光源１７からの光を外部へ漏らすことができる。また、第２光源１７からの光を第１光源１６からの光と同じ波長の光とし、入射のタイミングを非同期とする場合には、共にコアへ入射してもよい。
【００２８】
次に、コード１１について詳細に説明する。図２は、本発明を実施した一様態としてのプラスチック光ケーブルを製造するフロー図である。本発明のプラスチック光ケーブルの製造工程は、素線５１を構成する材料によりプリフォーム５２を作製するための原糸作製工程５３と、プリフォーム５２を加熱して所定外径となるように延伸することにより素線５１を作製する加熱延伸工程５６と、素線５１に所定の被覆材を設けてプラスチック光ケーブル（以下、単に光ケーブルと称することもある。）１１を得る被覆工程５８とを有している。
【００２９】
図３は、素線５１の断面図、図４は、図３に示す素線５１の断面径方向における屈折率を示すグラフである。なお、図４において、横軸は素線５１の断面径方向を示し、縦軸は屈折率を示しており、上にいくほど高い値であることを意味している。素線５１は、図３に示すように、通信用として伝送すべき第１の波長の光（以降、第１波長光と称する。）を通すコア６１と、このコア６１の外周に設けられ、第１波長光と同期して入射された光を散乱して素線５１の外周から出すためのクラッド６２とを有し、このクラッド６２は、外径及び内径が長手方向にそれぞれ一定で、厚みが均一の管形状となっている。したがって、コア６１の直径とクラッド６２の内径とは等しい。
【００３０】
図４において、横軸の符号（Ａ）で示される範囲は、図３におけるクラッド６２の屈折率であり、符号（Ｂ）で示される範囲は図２におけるコア６１の屈折率である。コア６１は、図４に示されるように、クラッド６２との境界から中心に向けて屈折率が連続的に高くなっており、クラッド６２の屈折率はコア６１の屈折率以下となっている。なお、断面円形の径方向において、屈折率の最大値と最小値との差が０．００１以上０．３以下であることが好ましい。上記のような構造により素線５１は、ＧＩ（グレイデッドインデックス）型光伝送体としての機能を発現する。また、本実施形態のクラッド６２は、図４に示すように屈折率が概ね一定となっているが、コア６１に近づくほど屈折率が大きくなっていてもよく、この屈折率の変化はコア６１に近づくほど段階的に大きくなってもよいし連続的に大きくなってもよい。
【００３１】
図３ではコア６１とクラッド６２との境界を、説明の便宜上、示してはいるが、コア６１及びクラッド６２の材料や製造条件等により境界の明確さは異なり、この境界線で示される位置は必ずしも屈折率のグラフにおける屈曲点を示す位置でなくともよい。なお、プリフォーム５２（図１参照）は、素線５１よりもクラッド及びコアの径がそれぞれ大きいが、基本的構造は素線５１と同じであるので図示は略すが、製法により、断面中心部に空間(中空部)を有する場合がある。そして、コア６１が同心円状の複層構造であっても本発明は適用される。
【００３２】
［コア６１の材料］
コア６１は、ポリマーをその主たる成分としており、上記のような屈折率分布を発現させる、あるいは屈折率分布の状態を調整する等の目的でその他の物質を添加することもある。添加する物質としては、例えば屈折率調整剤（ドーパント）がある。ポリマーとしては、ＰＯＦとして好ましい周知のものを用いることができる。特に好ましく用いられるものとしては、有機材料として光透過性が高いものであり、光散乱を生じないように、非晶性のポリマーとすることが好ましい。
【００３３】
ポリマーの例としては、（メタ）アクリル酸エステル類（フッ素不含（メタ）アクリル酸エステル（ａ），含フッ素（メタ）アクリル酸エステル（ｂ）），スチレン系化合物（ｃ），ビニルエステル類（ｄ）、ポリカーボネート類の原料であるビスフェノールＡ等を重合性化合物として重合させたものがある。これらを原料として、各々を重合させたホモポリマー、あるいはこれらのうち２種以上を組み合わせて重合させた共重合体、および上記のホモポリマーや共重合体の各種組み合わせによる混合物も例として挙げることができる。そして、これらのうち、（メタ）アクリル酸エステル類または含フッ素ポリマーを成分として含むものが光伝送体を構成する上でより好ましい。次に、上記の例について、より詳細に示す。
【００３４】
上記の（ａ）フッ素不含メタクリル酸エステルおよびフッ素不含アクリル酸エステルとしては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸−ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ジフェニルメチル、トリシクロ［５・２・１・０2,6 ］デカニルメタクリレート、アダマンチルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、ノルボニルメタクリレート等が挙げられ、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸−ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸フェニル等が挙げられる。
【００３５】
また、（ｂ）含フッ素アクリル酸エステルおよび含フッ素メタクリル酸エステルとしては、２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピルメタクリレート、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピルメタクリレート、1 −トリフルオロメチル−２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンチルメタクリレート、２，２，３，３，４，４−ヘキサフルオロブチルメタクリレート等が挙げられる。
【００３６】
さらに、（ｃ）スチレン系化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン等が挙げられる。さらには、（ｄ）ビニルエステル類としては、ビニルアセテート、ビニルベンゾエート、ビニルフェニルアセテート、ビニルクロロアセテート等が挙げられる。もちろん、これらに限定されるものではなく、重合性化合物の単独あるいは共重合体からなるポリマーの屈折率が、光伝送体に成型されたときに所定の屈折率分布を成型体のなかで有するように、種類や組成比を決定することが好ましい。
【００３７】
なお、コア６１及びクラッド６２のポリマーが水素原子（Ｈ）を含んでいる場合には、その水素原子が重水素原子（Ｄ）に置換されていることが好ましく、これにより伝送損失の低減、特に近赤外領域の波長における伝送損失の低減を図ることができる。
【００３８】
さらに、ＰＯＦを近赤外光用途に用いるためには、ポリマーを構成するＣ−Ｈ結合に起因した吸収損失が起こるために、特許３３３２９２２号公報や特開２００３−１９２７０８号公報などに記載されているような、Ｃ−Ｈ結合の水素原子を重水素原子やフッ素などで置換したポリマーを用いることで、この伝送損失を生じる波長域を長波長化することができ、伝送信号光の損失を軽減することができる。このようなポリマーとしては、例えば、重水素化ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ−ｄ８）、ポリトリフルオロエチルメタクリレート（Ｐ３ＦＭＡ）、ポリヘキサフルオロイソプロピル２−フルオロアクリレート（ＨＦＩＰ ２−ＦＡ）などを例示することができる。なお、原料となる化合物は、重合後の透明性を損なわないためにも、不純物や散乱源となる異物は重合前に十分に除去されることが望ましい。
【００３９】
また、コア６１を形成するポリマーは、線状体に押出成型して後述のように好適に延伸できるという観点から、重量平均分子量が１万〜１００万であることが好ましく、より好ましくは３万〜５０万である。さらに、延伸に対する適性は、分子量分布（ＭＷＤ：重量平均分子量／数平均分子量）にも関係している。例えば、ＭＷＤが大きすぎる場合には、極端に分子量の大きい成分が混在しているときに延伸性が悪くなり、延伸が不可能となることもある。本発明において好ましいＭＷＤの範囲は４以下であり、より好ましい範囲は３以下である。
【００４０】
さらに、ポリマーは、上記の中でも、フッ素含有ポリマーが特に好ましい。フッ素含有ポリマーは、耐熱性，耐湿性，耐薬品性が高く、また紫外光から近赤外光までの波長帯の光の透過性が他のポリマーに比べて非常に高いため、多種多様な波長の光システムに有効利用が可能になるという効果がある。
【００４１】
重合性化合物を重合させてポリマーとする場合においては、重合開始剤を使用する場合がある。重合開始剤としては、例えば、ラジカルを生成するものが各種ある。例えばラジカルを生成するものとして、過酸化ベンゾイル（ＢＰＯ）、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサネート（ＰＢＯ）、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシド（ＰＢＤ）、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート（ＰＢＩ）、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）バラレート（ＰＨＶ）などのパーオキサイド系化合物が挙げられる。また、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、１，１’−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルプロパン）、２，２’−アゾビス（２−メチルブタン）、２，２’−アゾビス（２−メチルペンタン）、２，２’−アゾビス（２，３−ジメチルブタン）、２，２’−アゾビス（２−メチルヘキサン）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルペンタン）、２，２’−アゾビス（２，３，３−トリメチルブタン）、２，２’−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）、３，３’−アゾビス（３−メチルペンタン）、３，３’−アゾビス（３−メチルヘキサン）、３，３’−アゾビス（３，４−ジメチルペンタン）、３，３’−アゾビス（３−エチルペンタン）、ジメチル−２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、ジエチル−２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）などのアゾ系化合物が挙げられる。なお、重合開始剤は、これらに限定されるものではなく、また、２種類以上を併用してもよい。
【００４２】
ポリマーとしたときの機械特性や熱物性などの各種物性値を全体にわたって均一に保つために、重合度の調整を行うことが好ましい。重合度の調整のためには、連鎖移動剤を使うことができる。連鎖移動剤については、併用する重合性化合物の種類に応じて、適宜、種類および添加量を選択できる。各重合性化合物に対する連鎖移動剤の連鎖移動定数は、例えば、ポリマーハンドブック第３版（Ｊ．ＢＲＡＮＤＲＵＰおよびＥ．Ｈ．ＩＭＭＥＲＧＵＴ編、ＪＯＨＮ ＷＩＬＥＹ＆ＳＯＮ発行）を参照することができる。また、該連鎖移動定数は大津隆行、木下雅悦共著「高分子合成の実験法」化学同人、昭和４７年刊を参考にして、実験によっても求めることができる。
【００４３】
連鎖移動剤としては、アルキルメルカプタン類（例えば、ｎ−ブチルメルカプタン、ｎ−ペンチルメルカプタン、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ラウリルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタン等）、チオフェノール類（チオフェノール、ｍ−ブロモチオフェノール、ｐ−ブロモチオフェノール、ｍ−トルエンチオール、ｐ−トルエンチオール等）などを用いることが好ましい。特に、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ラウリルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタンのアルキルメルカプタンを用いるのが好ましい。また、Ｃ−Ｈ結合の水素原子が重水素原子やフッ素原子で置換された連鎖移動剤を用いることもできる。なお、連鎖移動剤は勿論これらに限定されるものではなく、これら連鎖移動剤は２種類以上を併用してもよい。
【００４４】
前述した重合開始剤や連鎖移動剤、屈折率調整剤の各添加量については、用いるコア用の重合性化合物の種類等に応じて、好ましい範囲を適宜決定することができる。本実施形態においては、重合開始剤は、コア用の重合性化合物に対して、０．００５〜０．０５０質量％となるように添加しており、この添加率を０．０１０〜０．０２０質量％とすることがより好ましい。また、前記連鎖移動剤は、コア用の重合性化合物に対して、０．１０〜０．４０質量％となるように添加しており、この添加率を０．１５〜０．３０質量％とすることがより好ましい。
【００４５】
上記ポリマーには、光伝送性能を低下させない範囲で、その他の添加剤を添加することができる。例えば、耐候性や耐久性などを向上させる目的で、安定剤を添加することができる。また、光伝送性能の向上を目的として、光信号増幅用の誘導放出機能化合物を添加することもできる。該化合物を添加することにより、減衰した信号光を励起光により増幅することができ、伝送距離が向上するので、例えば、光伝送リンクの一部にファイバ増幅器として使用することができる。これらの添加剤も、前記原料となる各種重合性化合物に添加した後、重合することによって、コアのポリマーに含有させることができる。
【００４６】
さらに、コア６１には図３に示すような屈折率分布を発現させるために、屈折率調整剤（ドーパント）を各所定量混合する。このドーパントとしては、非重合性の化合物が好ましい。インナーコア部２５のみにドーパントを添加する場合には、この添加率は、インナーコア部２５の主成分となるポリマーに対して０．０１重量％以上２５重量％以下とすることが好ましく、１重量％以上２０重量％以下とすることがより好ましい。これにより、断面円形の径方向における屈折率分布係数を上記のような好ましい範囲により制御しやすくなる。
【００４７】
本実施形態においては、ドーパントとしては高屈折率で分子体積が大きく、重合に関与せず、溶融状態のポリマー中で所定の拡散速度を有する低分子化合物を用い、これを添加することによりコアの径方向における屈折率を変化させている。ドーパントは、モノマーに限定されず、オリゴマー（ダイマー、トリマー等含む）であってもよい。したがって、モノマーの状態ではインナーコア用重合性化合物やインナーコアとの重合反応性を有していても、これがオリゴマーとなったときにはこれらと重合しないものであればこのようなオリゴマーをドーパントとすることができる。
【００４８】
そして、ドーパントとしての具体的な例としては、安息香酸ベンジル（ＢＥＮ）、硫化ジフェニル（ＤＰＳ）、リン酸トリフェニル（ＴＰＰ）、フタル酸ベンジル−ｎ−ブチル（ＢＢＰ）、フタル酸ジフェニル（ＤＰＰ）、ジフェニル（ＤＰ）、ジフェニルメタン（ＤＰＭ）、リン酸トリクレジル（ＴＣＰ）、ジフェニルスルホキシド（ＤＰＳＯ）などが挙げられ、中でも、ＢＥＮ、ＤＰＳ、ＴＰＰ、ＤＰＳＯが好ましい。ドーパントの、コア６１における濃度および分布を調整することによって、ＰＯＦ１１の屈折率を所望の値に変化させることができる。
【００４９】
［クラッド６２の材料］
クラッド６２も、コア６１と同様にポリマーを有し、このポリマー及びその他の材料としては、コアの上記材料のうち、ドーパントを除いたものを用いることができる。これに加えて、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）も好ましい。ただし、本発明では、さらに、次段落以降で説明するような組成や配合としている。また、水分がコア６１に侵入することをできるだけ防ぐために、吸水率が低いものとすることが好ましい。例えば、クラッド６２が、飽和吸水率が１．８％未満のポリマーを主たる成分とすることが好ましい。そして、より好ましくは、アウターコア部２４が１．５％未満の飽和吸水率、さらに好ましくは１．０％未満の飽和吸水率であるポリマーにより形成されることである。なお、ここでの飽和吸水率は、ＡＳＴＭによるＤ５７０により基づく値であり、具体的には、２３℃の水中にサンプルを１週間浸漬したときの吸水率を測定した値である。
【００５０】
後述するように、本発明のプラスチック光ファイバは、第１光源からの光をコア内で伝達するとともに第２光源からの可視光をクラッドで散乱する。第１光源と第２光源とを同じ可視光、つまり第１光源のみを用いた場合には、コアが第１光源からの光の大部分を光信号として伝達し、クラッドが第１光源からの光の一部を散乱して外周面から出射する。クラッドは、このように可視光を散乱して外周面から出射する散乱構造を有する。
【００５１】
この散乱構造とは、クラッドを構成している材料が屈折率揺らぎ、特には密度揺らぎを示している構造である。本発明でいう揺らぎとは、マクロには均一構造でありながら、光が散乱するには十分な大きさのミクロな領域で観察すると、部分的に屈折率が異なり、特には密度が異なる不均一な構造を有する状態を意味する。光が散乱するには十分な大きさのミクロな領域とは、具体的には、光の波長と同じスケール以上の大きさ、つまり、可視光の場合には０．１μｍ×０．１μｍ〜１００μｍ×１００μｍ程度の領域を示す。また、屈折率の揺らぎの大きさとしては、互いに異なる領域同士の屈折率の差が０．０００５〜０．０５である程度が好ましい。
【００５２】
具体的には、（１）構成するポリマーが、部分的に異なる結晶構造を示している構造、（２）分子量に揺らぎがある、つまり、分子量が不均一であるポリマーを備える構造、（３）互いに異なる第１ポリマーと第２ポリマーとを備え、これら第１ポリマーと第２ポリマーとの組成比に揺らぎがある、つまり、ミクロなエリア毎に第１ポリマー／第２ポリマーで示される前記組成比が異なっている構造、（４）第１成分としてのポリマーがこのポリマーとは異なる第２成分を含み、ポリマーと第２成分との組成比の揺らぎ、つまり、ミクロなエリア毎に前記第２成分の存在比率が異なっている構造、（５）不純物や、コア２１等から移行してきたいわゆる移行物質等がクラッド２２中に存在するときに、それらの存在比に揺らぎがある構造、（６）クラッド２２とコア２１との界面が乱れている構造、または、クラッド２２が第１層と第２層との複層構造を備えるときには第１層と第２層との界面が乱れている構造、（７）クラッド２２の外表面に凹凸がある構造、等である。なお、このうち、（６）は、厳密な意味ではクラッド２２のみの構造ではなく、クラッド２２とコア２１との両方に関わる構造といえる。また、（７）の凹凸は、視認光の波長と凹凸面に対する視認光の入射角度とに応じてその光を乱反射したり外部へ透過したりする。
【００５３】
（１）の場合には、クラッド２２のポリマーは、結晶構造部と無定型構造部（アモルファス部とを備える分子構造を有する。このようなポリマーとしては、結晶構造部と無定型構造部とをそれぞれ形成するホモポリマーであってもよいし、あるいは、結晶構造単位と無定型構造単位とが共重合されたコポリマーであってもよい。また、このように分子中に結晶構造部と無定型構造部との両方があるものに代えて、無定型構造を発現するポリマーの中に結晶性ポリマーを分散させたものをクラッド２２の主成分としてもよい。
【００５４】
このようにポリマーを結晶構造部と無定型構造部とを備える分子構造のものとすることにより、プラスチック光ファイバに入射し、無定型構造部を透過した視認光が結晶構造部で反射してクラッド内を散乱し、無定型構造部を再び透過して外部へ出るので、光を視覚等で検知することができるようになる。光がプラスチック光ファイバの途中までしか視認されないときには、視認できる終端部でプラスチック光ファイバが断線している可能性がある、ということを知ることができる。クラッド２２のポリマー全重量に対する結晶構造部の割合は、１〜１００％であることが好ましい。
【００５５】
また、（１）の散乱構造により光を良好に散乱させるためには、光の波長に応じて結晶構造部の大きさを決定することが好ましい。すなわち、その大きさとは、光の波長と同じスケールの大きさ、具体的には０．１μｍ以上である。つまり、結晶構造部が、光の波長に対して求められる所定の値以上の大きさであると、光が散乱されずに本発明の目的が達せられない。また、波長が違いに異なる通信用の光と視認光との両方をプラスチック光ファイバに入射し、通信用の光の波長が視認光の波長よりも長波である場合には、結晶構造部の大きさを両波長の中間とすることにより、視認性と通信性能との両立をより図ることが期待できる。
【００５６】
上記（２）の場合、例えば海島状の海部分と島部分とのように、分子量が互いに異なる領域が存在する場合には、光の屈折率が各領域により異なるので、光が散乱され、外部に光を漏らすことができる。しがたって、目視で通信状態及び断線有無の確認をすることができる。このような部分的な分子量の揺らぎは、（Ｉ）分子の構造単位は同一であるが互いに分子量が異なる第１ポリマーと第２ポリマーとを混合することにより、あるいは、（II）重合時における部分的な反応性の違いにより、形成することができる。
【００５７】
上記（３）の場合としては、分子の構造単位が異なる第１ポリマーと第２ポリマーとを混合して、これをクラッドの主たる成分とする場合、あるいは、２種以上のモノマーを重合し、エリア毎にその構成単位の比が異なるポリマーを形成してこのポリマーをクラッドの主たる成分とする場合がある。これにより、部分的に屈折率が異なる領域が形成されるので、光を良好に散乱して外部へ出し、目視で通信状態及び断線有無の確認をすることができる。
【００５８】
また、上記（４）の場合、つまり、クラッド２２の中に、第１成分としてのポリマーと、第２成分としての他の物質とを含み、第１成分と第２成分との体積比が互いに異なる領域が存在する場合には、領域毎に屈折率が異なるので、前述の形態と同様に、視認光を良好に散乱して外部へ出し、目視で通信状態及び断線有無の確認をすることができる。
【００５９】
そして、上記（５）の場合には、クラッド２２の中のポリマーと不純物あるいは移行物質とが共存するので、上記（２），（４）の場合と同様に、屈折率が領域毎に異なり、視認光を良好に散乱して外部へ出し、目視で通信状態及び断線有無の確認をすることができる。
【００６０】
さらに、上記（６）および（７）の場合は、クラッド２２の内面と、クラッドとコアとの界面と、クラッド２２の外表面と、クラッド２２が２層以上の複層構造である場合のいずれか１層とそれに接する他の１層との界面と、の少なくともいずれかひとつを、視認光の波長に応じて所定の粗さとするものである。粗さは、視認可能な光の波長と同じスケール以上の大きさ、具体的には０．１μｍ以上である。この粗さを表面粗さＲａで求めるとすると、好ましいＲａ値は０．１μｍ以上１００μｍ以下である。なお、Ｒａ値は、ＪＩＳ Ｂ６０１：２００１およびＪＩＳ Ｂ６５１：２００１にしたがって求めることができる。なお、上記（１）〜（７）の構造の他に、クラッド部に蛍光体や色素を含有させることにより、入射した光と異なる波長の光を外部に出して、外部から通信状態等を目視で観察することもできる。
【００６１】
次に、上記のプラスチック光ファイバを製造する方法を説明する。前述の通り、プラスチック光ファイバは、これよりも外径が大きいプリフォーム５２（図１参照）を長手方向に延伸することにより製造するので、まずプリフォーム５２の製造方法について説明する。また、製造方法は、クラッドを上記（１）〜（７）のいずれとするかにより異なるので、それぞれの場合について説明する。
【００６２】
プリフォームのクラッド（以下、プリフォームクラッドと称する）を製造する方法を説明する。上記（１）のうち、１種類のホモポリマーを用いて結晶構造部と無定型構造部とをそれぞれ形成させる場合において、最も簡便な製造方法としては、結晶性ポリマーの溶融押出成型がある。なお、この場合には、プリフォームのコア（以下、プリフォームコアと称する。）は予め作られたプリフォームクラッドの中空部に形成される方法とすることが好ましい。溶融押出成型においては、周知の溶融押出成型機を用いて、溶融温度やダイからの引き抜き速度、引き取られた後の冷却温度及び冷却速度等を適宜制御する。結晶性ポリマーを押し出して冷却することにより成型する場合には、冷却速度を遅くすると結晶構造部を形成しやすくなり、除冷、つまり冷却速度を遅くすると、無定型構造部を形成しやすくなる。したがって、冷却速度を制御することにより、ポリマー全体積に対する結晶構造部の重量比率と結晶構造部の大きさとをコントロールすることができる。例えば、ポリマーとして結晶化温度がＴｃであるＰＶＤＦを用いた場合には、（Ｔｃ＋３０）℃から（Ｔｃ−３０）℃にクラッド内面が冷却されるまでの時間を６秒以上とすると結晶化が促進され、６秒未満とすると結晶構造を小さくすることができる。
【００６３】
結晶構造部と無定型構造部とが共に形成されているか否かについては、例えば顕微鏡観察により確認することができる。
【００６４】
上記（１）のうち、プラスチック光ファイバのクラッドのポリマーを結晶構造単位と非晶構造単位とが共重合されたものとするときには、プリフォームクラッドを製造するためのコポリマーを予め製造してからこれを溶融押出機により押出成型する方法が最も簡便であるが、これに限定されず、後述するような回転重合方法により複数の重合性化合物を重合しながら管状のプリフォームクラッドを製造する方法もある。なお、プリフォームコアは、予め管状に形成された原糸クラッドの中空部に形成されることが好ましい。溶融押出成型するためのコポリマーは、結晶性ホモポリマーを形成するモノマーと非晶性ホモポリマーを形成するモノマーとを共重合することによって生成させることができる。また、両モノマーにより２種のポリマーを一旦つくってから、それらをさらに重合することで海島構造のコポリマーを生成することもできる。このようなコポリマーの溶融押出では、前述のホモポリマー押出成型の場合とは異なり、分子そのものを結晶化しやすい部分としにくい部分とで構成しているので、溶融押出条件については精緻な制御が必要ではない。したがって、一般的な溶融押出成型方法と同様に、使用するコポリマーに応じて溶融押出条件を設定すればよい。
【００６５】
一方、上記コポリマーで構成されるプリフォームクラッドを回転重合方法により製造するときには、後述のプリフォームコア生成方法における回転重合装置及び回転重合方法を適用するとよい。ただし、上記コポリマーの生成においては、重合反応性がより近い傾向を示すモノマー同士を組合せると、生成するポリマー成形体がより均一のものとなる傾向にある。したがって、光を適度に散乱させるためには、モノマー同士の反応性を考慮して各モノマーを組み合わせる。
【００６６】
上記（１）のうち、非晶性ポリマーの中に結晶性ポリマー分散させたものでクラッドを形成する場合には、例えば溶融混練により非晶性ポリマーと結晶性ポリマーとを混合したポリマーブレンドを予め製造してからこれを押出成型してプリフォームクラッドとすることが好ましい。そして、得られるポリマーブレンドでは、島部分が結晶性ポリマーで海部分が非晶性ポリマーの海島構造とすることが好ましい。このような海島構造のポリマーブレンドとすることにより、好適な散乱状態を示すクラッドが得られる。
【００６７】
上記（２）とするためのプリフォームクラッドを製造する場合には、ポリマーを押出成型する場合と回転重合法により重合形成する場合とのいずれであっても、ポリマーを生成するための重合反応における反応速度を高めるとよい。これにより分子量分布が大きくなり、散乱構造を形成することができる。重合の反応速度を大きくする方法としては、（Ｉ）重合温度を高くする。（II）重合開始剤を多くする、等があげられる。
【００６８】
上記（３）とするためのプリフォームクラッドは、前述の（１）におけるプリフォームクラッド製造方法における２種以上の共重合用モノマーを用いることにより製造することができる。また、上記（４）とするためのプリフォームクラッドは、同様に、ポリマー重合生成時にモノマー以外の第２成分物質を添加することにより製造することができる。さらに、上記（５）とするためのプリフォームクラッドは、同様に、ポリマー重合生成時における不純物やコア等の他の構成要素の形成時の条件により製造することができる。
【００６９】
上記の各種方法により予め作られたプリフォームクラッドの中空部に、プリフォームコアを形成する方法を以下に説明する。ただし、本発明はプリフォームコアの形成方法に依存するものではなく、周知の各種方法を適用することができる。本実施形態では、プラスチック光ファイバのコアが前述の屈折率分布（図３参照）を発現するために、プリフォームコアの製造方法には回転ゲル重合法を適用する。この回転ゲル重合法は、プリフォームクラッドの製造方法に適用することができる。
【００７０】
図５は重合容器の断面図であり、図６は、回転重合装置の概略斜視図であり、図７は重合装置による重合反応についての説明図である。ただし、本発明は図５〜図７に示す重合装置及び重合容器に依存するものではなく、また、本実施形態は、本発明の一様態としての例示である。
【００７１】
所定の材料からなる栓７７によりプリフォームクラッド７２の片端部を塞ぐ。この栓はプリフォームコアを生成するための重合性化合物に溶解しない素材からなり、可塑剤等を溶出させるような物質も含まないものとする。このような素材としてはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等があげられる。片端部を栓７７で塞いだあとに、重合性化合物をはじめとするコア用原料７１をプリフォームクラッド７２の中に注入する。そして、他方の端部も栓７７で塞いだ後、回転させながら重合性化合物を重合させてプリフォームコアを生成する。このプリフォームコア生成時においては、プリフォームクラッド７２は、図４に示されるような重合容器７８の中に収容される。重合容器７８は、円管状の容器本体７８ａとこの容器本体７８ａの両端をそれぞれ塞ぐ蓋７８ｂとを有し、本実施形態においてはＳＵＳ製とされている。重合容器７８は、図１０に示すように、その内径がプリフォームクラッド７２の外径よりもわずかに大きいものであり、後に述べるような重合容器７８の回転に同期してプリフォームクラッド７２が回転することができるようにされている。なお、プリフォームクラッド７２が重合容器７８の回転に上記のように応じることができるように、重合容器７８の内面等にプリフォームクラッド７２を支持する支持部材等を設けてもよい。
【００７２】
プリフォームコアの生成は、上記のような重合容器７８が回転重合装置９１にセットされて実施される。回転重合装置９１は、図１１に示すように、装置本体９２の中に複数の回転部材９３と、装置本体９２の外側に駆動部９６と、装置本体９２内の温度を検知してその検知結果に応じて内部温度を制御するための温度コントローラ９７とを有している。
【００７３】
回転部材９３は、円柱形状であり、２本の周面で少なくともひとつの重合容器７８を支持することができるように、長手方向が互いに概ね平行かつ略水平となっている。各回転部材９３は、その一端が装置本体９２の側面に回動自在に取り付けられており、駆動部９６によりそれぞれ独立した条件で回転駆動される。駆動部９６にはコントローラ（図示なし）が備えられており、このコントローラにより駆動部９６の駆動が制御される。そして、所定の重合反応時においては、図６に示すように、隣り合う回転部材９３の周面により形成される谷部に重合容器７８は載せられて回転部材９３の回転に応じて回転する。図６においては、回転部材９３の回転軸を符号４３ａで示している。このように、ここに例示される本実施形態においては、重合容器７８の回転はサーフェスドライブ式としているが、この回転方式については限定されるものではない。
【００７４】
なお、本実施形態では、図７に示すように、重合容器７８の両端の蓋７８ｂには磁石７８ｃがそれぞれ備えられているとともに、隣り合う２本の回転部材９３の間の下方にも磁石９５が備えられている。これにより、回転時において重合容器７８が回転部材９３から浮くことを防止している。重合容器７８の回転部材９３からの浮きを防止する方法としては磁石を用いる上記方法に加えて、回転部材９３と同様な回転手段を、セットされた重合容器７８の上部に接するようにさらに設けて、同様に回転させ、これにより重合容器７８の浮きを防止することもある。またこの方法の他に、例えば重合容器７８に上方に押さえ手段等を設けて、重合容器７８に所定の荷重をかける方法等もあるが、本発明は浮き防止方法に依存するものではない。
【００７５】
続いて、プリフォームコアの生成方法について説明する。使用するコア用原料７１はろ過や蒸留等により、重合禁止剤や水分、不純物等を予め十分除去してから用いることが好ましい。重合性化合物や重合開始剤を混合した後には、さらに、この混合物を超音波処理して溶存気体や揮発成分を除去することが好ましい。なお、プリフォームコア用原料７１を注入する前後では、必要に応じて、公知の減圧装置により、プリフォームクラッド７２やコア用原料７１を減圧処理してもよい。
【００７６】
その後、プリフォームクラッド７２を装填した重合容器７８を、その長手方向を略水平状態にして回転（水平回転）させながら重合を生起進行させるとプリフォームコアが生成する。このように、プリフォームコアは、プリフォームクラッド７２の円管軸を回転中心にしながら重合する回転重合により生成される。なお、回転重合の前には、プリフォームクラッド７２を立てた状態で予備重合をしてもよく、この予備重合の際には必要に応じて所定の回転機構により、プリフォームクラッド７２の円管軸を回転中心として回転させる。このような回転重合においては、プリフォームクラッド７２の長手方向を概ね水平に保ちながら回転させるために、プリフォームクラッド７２の内面全体にプリフォームコアが生成しやすくなる。なお、本発明では、プリフォームコアの重合時においては、プリフォームクラッド７２の長手方向を水平とすることが、プリフォームクラッド７２の内面全体にプリフォームコアを形成する上で最も好ましいが、略水平であれば好適であり、回転軸の許容される角度は水平に対して概ね５°以内である。
【００７７】
そして、このように作られたプリフォームを周知の加熱延伸方法により延伸してプラスチック光ファイバとする。
【００７８】
上記の実施形態により得られた素線５１は、公知の各種被覆方法により被覆材料で被覆されてコード１１（図１参照）となる。なお、このときの被覆材料は、散乱した可視光、つまり可視光を外部に通過させることができるような透明材料とされる。
【００７９】
また、素線５１のクラッド及びコアとはそれぞれ同心円状の複層構造であってもよい。そしてクラッドを複層とした場合には、そのうち少なくとも１層が散乱構造を有していること、またはそのうち接する２層の互いの界面が散乱構造を有していればよい。
【実施例１】
【００８０】
クラッドがアウタークラッド部とインナークラッド部との２層構造である素線を作製した。ＰＶＤＦを溶融押出成型して、プリフォームアウタークラッドとなる管状部材を作製した。このとき、押し出された管状部材を冷却した。このとき、冷却速度を５秒／６０℃とすることにより内面がＲａ＝０．１１となるようにした。
【００８１】
プリフォームアウタークラッドパイプの中空部に、ＭＭＡと重合開始剤と連鎖移動剤との混合物であるプリフォームインナークラッド用原料を注入してから、重合容器７８にプリフォームアウタークラッドパイプを入れて窒素置換を行い、回転加熱しながら重合反応を生起進行させた。
【００８２】
次に、ＭＭＡと重合開始剤と連鎖移動剤とＭＭＡよりも屈折率が高いドーパントとの混合物からなるプリフォームコア用原料７１を予め得られたプリフォームアウタークラッド用部材の中空部に注入し、重合容器７８の内部を窒素置換して加熱しながら回転ゲル重合を実施した。これによりプリフォームコアを形成して、プリフォームを得た。このプリフォームを電気炉内で加熱延伸して素線５１とした。
【００８３】
この素線５１から８ｍを切り取って、通信用のサンプルとした。このサンプルに、通信用の第１波長光と通信状況検知用の第２波長光とを同じタイミングで断続的に入射したものを実験１とし、通信用の第１波長光のみをサンプルに入射したものを実験２とした。実験１及び２において、第１光源１６は、波長が８５０ｎｍの光を射出するＶＣＳＥＬである。そして実験１の第２光源１７を赤色ＬＤとした。なお、第１、第２光源の光は、ともに素線のコアに入射した。そして、実験１及び実験２における通信状態の確認評価を実施した。
【００８４】
本実施例１の結果、実験１及び実験２での通信用の光の周波数は３ＧＨｚ以上であって、通信状態は良好であった。しかし、実験２では光が拡散せず、通信状態を目視で外部から確認することができなかった。これに対し、実験１では第２光源１７からの光をクラッド６２で散乱させることができ、通信状態を目視で確認することができた。
【実施例２】
【００８５】
第２光源１７からの光を素線の端面のコアとクラッドとの全体に対し入射した。その他の条件は実施例１の実験１と同様である。
【００８６】
本実施例２の結果、実施例１の実験１と同様に光を散乱させることができ、これにより、通信状態を目視で外部から確認することができた。また、その目視で確認できる光強度は実施例１の実験１よりも強く、目視確認がより効果的に実施することができた。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の光通信装置を示す概略図である。
【図２】本発明のプラスチック光ファイバを用いたプラスチック光ケーブルを製造する製造フロー図である。
【図３】プラスチック光ファイバの断面図である。
【図４】図２に示すプラスチック光ファイバの断面径方向における屈折率を示すグラフである。
【図５】重合容器の断面概略図である。
【図６】回転重合装置の概略図である。
【図７】重合反応方法の説明図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０ 光通信装置
１１ プラスチック光ケーブル
１２ 送信部
１３ 受信部
１６，１７ 第１，第２光源
３１ 受光素子
５１ プラスチック光ファイバ
６１ コア
６２ クラッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信用の第１の光を伝達する断面円形の線状部材の外周に屈折率が前記線状部材の屈折率以下である外周部材を有するプラスチック光ファイバと、このプラスチック光ファイバの一端面に前記第１の光を入射する光源と、前記プラスチック光ファイバの他端面から射出された前記第１の光を受光する受光手段とを備える光通信装置において、
可視領域の第２の光を前記プラスチック光ファイバの少なくともいずれか一端面に入射する第２の前記光源を備えることを特徴とする光通信装置。
【請求項２】
断面円形の径方向で屈折率が変化している線状部材と、屈折率が前記線状部材の屈折率以下であり前記線状部材の外周に設けられた外周部材とを有するプラスチック光ファイバと、このプラスチック光ファイバの一端面に通信用の第１の光を入射する第１光源と、前記プラスチック光ファイバの他端面から射出された前記第１の光を受光する受光手段とを備える光通信装置において、
可視領域の第２の光を前記プラスチック光ファイバの少なくともいずれか一端面へ入射する第２光源を備えることを特徴とする光通信装置。
【請求項３】
前記第２の光を散乱して前記プラスチック光ファイバの周面から射出する散乱構造を前記外周部材は含むことを特徴とする請求項１または２記載の光通信装置。
【請求項４】
前記第２光源は、前記第１の光の入射と同期して前記第２の光を前記プラスチック光ファイバに入射することを特徴とする請求項１ないし３いずれかひとつ記載の光通信装置。
【請求項５】
前記第２光源は、前記第１の光が入射される一端面へ前記第２の光を入射することを特徴とする請求項１ないし４いずれかひとつ記載の光通信装置。
【請求項６】
前記第２光源は、
前記第１の光が入射される一端面に第１波長の前記第２の光を入射する第１光源部と、
前記第１波長とは異なる前記第２の光を他端面に入射する第２光源部と、
を有することを特徴とする請求項１ないし４いずれかひとつ記載の光通信装置。
【請求項７】
前記第１の光は、前記線状部材に入射されることを特徴とする請求項１ないし６いずれかひとつ記載の光通信装置。
【請求項８】
前記第２の光は、前記第１の光の入射と同期して入射されるときには前記外周部材に入射され、前記第１の光の入射とは非同期で入射されるときには前記線状部材に入射されることを特徴とする請求項１ないし７いずれかひとつ記載の光通信装置。
【請求項９】
前記散乱構造は、前記外周部材中の位置によって屈折率が異なる屈折率不均一構造であることを特徴とする請求項３ないし８いずれかひとつ記載の光通信装置。
【請求項１０】
前記屈折率不均一構造は、前記外周部材中の位置によって密度が異なる密度不均一構造であることを特徴とする請求項９記載の光通信装置。
【請求項１１】
前記散乱構造は、前記外周部材が前記線状部材との界面で前記第２の光を散乱して外周面から外部に射出する構造であることを特徴とする請求項３ないし８いずれかひとつ記載の光通信装置。
【請求項１２】
前記外周部材は、断面における内側の第１層と、この第１層の外周に備えられ前記第１層よりも屈折率が低い第２層とを同心円状に備え、
前記散乱構造は、前記第１層と前記第２層との界面で前記第２の光を散乱して前記第２層の外周面から外部に射出する構造であることを特徴とする請求項３ないし８いずれかひとつ記載の光通信装置。
【請求項１３】
前記外周部材は、断面における内側の第１層と、この第１層の外周に備えられ前記第１層よりも屈折率が低い第２層とを同心円状に備え、
第２層の外周に備えられており前記プラスチック光ファイバの端面から入射された光の一部を乱反射する凹凸が、前記散乱構造には含まれ、
前記凹凸は、前記乱反射により前記第２層内を散乱した光を前記外周から層外に射出する粗さとされることを特徴とする請求項３ないし８いずれかひとつ記載の光通信装置。
【請求項１４】
プラスチック光ファイバの一端面に通信用の第１の光を入射して伝達し、他端面から射出する光通信方法において、
前記プラスチック光ファイバは、断面円形の線状部材の外周に屈折率が前記線状部材の屈折率以下である外周部材を有し、
可視領域の第２の光を前記プラスチック光ファイバの少なくとも一端面に入射して前記プラスチック光ファイバの周面から射出することを特徴とする光通信方法。
【請求項１】
通信用の第１の光を伝達する断面円形の線状部材の外周に屈折率が前記線状部材の屈折率以下である外周部材を有するプラスチック光ファイバと、このプラスチック光ファイバの一端面に前記第１の光を入射する光源と、前記プラスチック光ファイバの他端面から射出された前記第１の光を受光する受光手段とを備える光通信装置において、
可視領域の第２の光を前記プラスチック光ファイバの少なくともいずれか一端面に入射する第２の前記光源を備えることを特徴とする光通信装置。
【請求項２】
断面円形の径方向で屈折率が変化している線状部材と、屈折率が前記線状部材の屈折率以下であり前記線状部材の外周に設けられた外周部材とを有するプラスチック光ファイバと、このプラスチック光ファイバの一端面に通信用の第１の光を入射する第１光源と、前記プラスチック光ファイバの他端面から射出された前記第１の光を受光する受光手段とを備える光通信装置において、
可視領域の第２の光を前記プラスチック光ファイバの少なくともいずれか一端面へ入射する第２光源を備えることを特徴とする光通信装置。
【請求項３】
前記第２の光を散乱して前記プラスチック光ファイバの周面から射出する散乱構造を前記外周部材は含むことを特徴とする請求項１または２記載の光通信装置。
【請求項４】
前記第２光源は、前記第１の光の入射と同期して前記第２の光を前記プラスチック光ファイバに入射することを特徴とする請求項１ないし３いずれかひとつ記載の光通信装置。
【請求項５】
前記第２光源は、前記第１の光が入射される一端面へ前記第２の光を入射することを特徴とする請求項１ないし４いずれかひとつ記載の光通信装置。
【請求項６】
前記第２光源は、
前記第１の光が入射される一端面に第１波長の前記第２の光を入射する第１光源部と、
前記第１波長とは異なる前記第２の光を他端面に入射する第２光源部と、
を有することを特徴とする請求項１ないし４いずれかひとつ記載の光通信装置。
【請求項７】
前記第１の光は、前記線状部材に入射されることを特徴とする請求項１ないし６いずれかひとつ記載の光通信装置。
【請求項８】
前記第２の光は、前記第１の光の入射と同期して入射されるときには前記外周部材に入射され、前記第１の光の入射とは非同期で入射されるときには前記線状部材に入射されることを特徴とする請求項１ないし７いずれかひとつ記載の光通信装置。
【請求項９】
前記散乱構造は、前記外周部材中の位置によって屈折率が異なる屈折率不均一構造であることを特徴とする請求項３ないし８いずれかひとつ記載の光通信装置。
【請求項１０】
前記屈折率不均一構造は、前記外周部材中の位置によって密度が異なる密度不均一構造であることを特徴とする請求項９記載の光通信装置。
【請求項１１】
前記散乱構造は、前記外周部材が前記線状部材との界面で前記第２の光を散乱して外周面から外部に射出する構造であることを特徴とする請求項３ないし８いずれかひとつ記載の光通信装置。
【請求項１２】
前記外周部材は、断面における内側の第１層と、この第１層の外周に備えられ前記第１層よりも屈折率が低い第２層とを同心円状に備え、
前記散乱構造は、前記第１層と前記第２層との界面で前記第２の光を散乱して前記第２層の外周面から外部に射出する構造であることを特徴とする請求項３ないし８いずれかひとつ記載の光通信装置。
【請求項１３】
前記外周部材は、断面における内側の第１層と、この第１層の外周に備えられ前記第１層よりも屈折率が低い第２層とを同心円状に備え、
第２層の外周に備えられており前記プラスチック光ファイバの端面から入射された光の一部を乱反射する凹凸が、前記散乱構造には含まれ、
前記凹凸は、前記乱反射により前記第２層内を散乱した光を前記外周から層外に射出する粗さとされることを特徴とする請求項３ないし８いずれかひとつ記載の光通信装置。
【請求項１４】
プラスチック光ファイバの一端面に通信用の第１の光を入射して伝達し、他端面から射出する光通信方法において、
前記プラスチック光ファイバは、断面円形の線状部材の外周に屈折率が前記線状部材の屈折率以下である外周部材を有し、
可視領域の第２の光を前記プラスチック光ファイバの少なくとも一端面に入射して前記プラスチック光ファイバの周面から射出することを特徴とする光通信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−２７９３８０（Ｐ２００６−２７９３８０Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−９３７２５（Ｐ２００５−９３７２５）
【出願日】平成１７年３月２９日（２００５．３．２９）
【出願人】（０００００５２０１）富士写真フイルム株式会社 (7,609)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２９日（２００５．３．２９）
【出願人】（０００００５２０１）富士写真フイルム株式会社 (7,609)
【Ｆターム（参考）】
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