(57)【要約】【課題】  簡易に自由な形状の発光装置を形成できる光漏洩型光ファイバーおよびそれを用いた発光装置を提供すること。【解決手段】  屈折率の異なる少なくとも２種類の材料でコアとクラッドを構成する光ファイバーに捩り手段を施すことにより、軸方向を中心に捩られたことを特徴とする光漏洩型光ファイバーを製造し、それによって得られた光漏洩型光ファイバーに発光素子を設置することにより、簡便な発光装置を得る。【選択図】  図１
2006154406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈折率の異なる少なくとも２種類の材料でコアとクラッドを構成する光ファイバーに捩り手段を施すことにより、前記捩り手段で軸方向を中心に捩ることを特徴とする光漏洩型光ファイバーの製造方法。
【請求項２】
前記捩り手段は固定手段と回転手段とで構成され、前記固定手段で前記光ファイバーの一端を固定するとともに、前記回転手段で前記光ファイバーの他端を回転することによって捩ることを特徴とする請求項１記載の光漏洩型光ファイバーの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の光漏洩型光ファイバーの製造方法において、さらに加熱手段と、冷却手段を設けることを特徴とする光漏洩型光ファイバーの製造方法。
【請求項４】
屈折率の異なる少なくとも２種類の材料でコアとクラッドを構成するＮ本（Ｎは２以上の整数）の光ファイバーを束ねて撚り合わせもしくは編組による捩り手段を施すことを特徴とする光漏洩型光ファイバーの製造方法。
【請求項５】
前記捩り手段を、固定手段と、回転手段とで構成し、前記固定手段で前記Ｎ本の光ファイバーの一端を固定し、前記回転手段で前記Ｎ本の光ファイバーの他端を回転させることによって前記Ｎ本の光ファイバーを捩ることを特徴とする請求項４記載の光漏洩型光ファイバーの製造方法。
【請求項６】
請求項５記載の光漏洩型光ファイバーにおいて、さらに加熱手段と、冷却手段を設けることを特徴とする光漏洩型光ファイバーの製造方法。
【請求項７】
請求項４〜６記載の光漏洩型光ファイバーにおいて、捩る屈曲角が前記Ｎ本の光ファイバーの最小屈曲半径以下になるように捩ることを特徴とする光漏洩型光ファイバーの製造方法。
【請求項８】
コア部材の周囲にクラッド部材を形成した光ファイバー母材を加熱手段によって加熱しながら線引きするとともに、捩り手段によって軸方向を中心に捩ることを特徴とする光漏洩型光ファイバーの製造方法。
【請求項９】
請求項８記載の光漏洩型光ファイバーにおいて、発光素子を設け、前記光ファイバー母材のコア部材に前記発光素子の中心が来るように一体化させたことを特徴とする光漏洩型光ファイバーの製造方法。
【請求項１０】
屈折率の異なる少なくとも２種類の材料でコアとクラッドにより構成された光漏洩型光ファイバーにおいて、軸方向を中心とした捩り手段が施されていることを特徴とする光漏洩型光ファイバー。
【請求項１１】
屈折率の異なる少なくとも２種類の材料でコアとクラッドを構成するＮ本（Ｎは２以上の整数）の光漏洩型光ファイバーにおいて、前記Ｎ本の光ファイバーは束ねて撚り合わせもしくは編組により捩り手段が設けられていることを特徴とする光漏洩型光ファイバー。
【請求項１２】
前記捩り手段の捩る間隔を可変する捩り間隔可変手段を設け、捩り間隔を可変したことを特徴とする請求項１０または１１記載の光漏洩型光ファイバー。
【請求項１３】
第１の粘着剤付フィルムに請求項１０〜１２記載の光漏洩型光ファイバーが設けられるとともに，該第１の粘着剤付フィルムに第２の粘着剤付フィルムもしくは離型フィルムが貼合されていることを特徴とする光伝達基材。
【請求項１４】
請求項１０〜１２記載の光漏洩型光ファイバーの一端に第１の発光素子が設けられるとともに，他方の一端には第２の発光素子が設けられていることを特徴とする発光装置。
【請求項１５】
請求項１０〜１２記載の光漏洩型光ファイバーの両端に少なくとも１つの発光素子からの光が入るように配置されていることを特徴とする発光装置。
【請求項１６】
第１の粘着剤付フィルムに請求項１４または１５記載の発光装置が設けられるとともに，該第１の粘着剤付フィルムに第２の粘着剤付フィルムもしくは離型フィルムが貼合されたことを特徴とする発光装置。
【請求項１７】
第１の粘着剤付フィルムに請求項１０〜１２記載の光漏洩型光ファイバーを加熱しながら形成する工程を含むことを特徴とする光伝達基材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも２種類の屈折率の異なる材料をコア部材とクラッド部材とからなる光ファイバーに入力された光が少しずつクラッド部材の外側に漏れるように構成された光漏洩型光ファイバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバーの一般的な構成を図２に示す。図２において、２００は光ファイバー、２０１はコア部材、２０２はクラッド部材、２０３は発光素子、２０４は光の入射角、２０５は境界面、２０６は光の進行方向を示す矢印である。コア部材２０１の屈折率はクラッド部材２０２の屈折率よりも少し低く構成され、発光素子２０３の光がコア部材２０１に入射されると、コア部材２０１とクラッド部材２０２との境界面２０５で光が反射される。特に境界面２０５に光が入射する入射角２０４が臨界角以上の場合、入射された光は矢印２０６のように境界面２０５で全反射を繰り返し、光が遠方に伝達される。図３は図２の光ファイバー２００が屈曲された様子を示した図で、３０１は光の入射角、３０２は境界面、３０３は光の進行方向を示す矢印である。図３において、光ファイバー２００が屈曲している場合、光がコア部材２０１とクラッド部材２０２の境界面３０２に入射する入射角３０１が全反射する臨界角より小さくなると、光は全反射せずにクラッド部材２０２を突き抜けて、進行方向３０３に示すように、光ファイバー２００の外部に漏洩する性質がある。
【０００３】
この原理を応用した従来例として、複数の光再指向構造を有し、光再指向構造の全数や密度、分配などをコントロールすることによって、光エネルギーを均一に分配する方法が紹介されている。
一方、線状に光を発光する発光装置としては、ネオン管が一般に良く知られている。ネオン管は様々な光を発するガスを封じ込めたガラス管に高電圧をかけて発光させる発光装置である。
【０００４】
【特許文献１】特表２００２−５２３７９３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来例では、光ファイバー自体にエンボスや刻み目を加工する必要があり、安価かつ大量に製造するのに不向きなものであった。
また、ネオン管の場合は、特殊なガスを封じ込めたガラス管に高電圧をかける必要があり、特別な電源装置が必要であったり、微細なものや複雑な形状に加工するのが困難で、家電製品の表示発光装置やアクセサリーなど手軽に身近なものの表示装置として利用するのは難しかった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、簡易に自由な形状の発光体を大量に安定して製造することができ、簡易に自由な形状の発光装置を形成できる光漏洩型光ファイバーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、少なくとも２種類の屈折率の異なる材料をコア部材とクラッド部材とに使用して、コア部材に入射された光を遠方に伝達する光ファイバーにおいて、前記光ファイバーの一端を固定する固定手段と、前記光ファイバーの他端を前記光ファイバーの軸方向を中心に捩りながら回転させる回転手段と、前記回転手段によって捩られた光ファイバーを加熱する加熱手段と、加熱後に冷却する冷却手段とを設けることにより達成される。
【０００７】
或いは、前記光ファイバーＮ本（Ｎは２以上の整数）を束ねて捩る撚り手段を設け、撚られたＮ本の光ファイバーを加熱する加熱手段と、加熱後に冷却する冷却手段を設けることにより達成される。
さらに、発光素子とコア部材とクラッド部とを一体化した光ファイバー母材を加熱手段によって加熱しながら線引きする線引き手段と、前記線引き手段によって線引きしながら軸方向を中心に捩る方向に回転させる回転手段と、前記回転手段によって捩るように線引きされた光ファイバーを冷却する冷却手段とを設けることにより効果的に達成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の光漏洩型光ファイバーは、コアとクラッドも捩られた状態になっているので、軸方向の断面は波型に変形している。このため入射した光は波型の部分に当たる角度によって、光漏洩型光ファイバーの内部で全反射または一部が反射されるか、反射されない光は光漏洩型光ファイバーの外部に透過される。
また、発光素子と光漏洩型光ファイバーとを一体化して製造することによって、容易に線状型の発光装置を実現することができ，さらに光漏洩型光ファイバーを粘着剤付フィルムに自由な形状で貼り付けることによって、様々な文字や図形の発光装置を効果的に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明について図面を参照しながらより詳細に説明する。なお、各図において、同様または類似の構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
本発明の光漏洩型光ファイバーに関する第1の実施形態について図１、図4、図7を用いて詳しく説明する。図1は光漏洩型光ファイバーの構造を示す図で、１００は光漏洩型光ファイバー、１０１は光漏洩型光ファイバーのコア部分、１０２は光漏洩型光ファイバーのクラッド部分、をそれぞれ示している。図4は光漏洩型光ファイバー１００の製法を説明した図で、４０１は光ファイバー２００の一端を保持するための固定手段、４０２は光ファイバー２００の他端を保持して回転させる回転手段、４０４は加熱用のヒーター、４０３は温度を一定に保つための加熱炉である。尚、図４において、回転手段４０２の回転用モーターや回転制御装置、電源、ヒーター４０４の電源や温度制御装置などは省略してある。
【００１０】
光漏洩型光ファイバー１００の製法について、図４を用いて説明する。図２のようなコア２０１とクラッド２０２からなる一般的な構造の光ファイバー２００の一端を図４の固定手段４０１に固定し、加熱炉４０３に通して、他端を回転手段４０２に保持させる。次に加熱炉４０３のヒーター４０４に通電して加熱し、光ファイバー２００を軟化させながら、回転手段４０２を回転させることによって、光ファイバー２００に捩りを生じさせる。次に加熱炉４０３のヒーター４０４の通電を切るか、加熱炉４０３を取り外すことによって加熱して捩られた光ファイバー２００を冷却し、捩りが元に戻らないように固化させる。このようにして、図１に示す捩られた光ファイバーができる。これが光漏洩型光ファイバー１００で、図１に示すように、コア１０１とクラッド１０２も捩られた状態になっている。この光漏洩型光ファイバー１００に光を入射した時の様子を図７を用いて詳しく説明する。
【００１１】
図７は光漏洩型光ファイバー１００の中を光が通過する様子を説明するための説明図で、７０１は光漏洩型光ファイバー１００の外部に通り抜ける光の進行方向を示し、７０２は光漏洩型光ファイバー１００の内部を反射しながら進む光の進行方向を示している。尚、図７の光漏洩型光ファイバー１００において、図１に示すコア１０１およびクラッド１０２は説明を分かり易くするために省略してある。
光漏洩型光ファイバー１００は、図１に示すように、コア１０１とクラッド１０２も捩られた状態になっているので、軸方向の断面は図７のように波型に変形している。このため入射した光は波型の部分に当たる角度によって、光漏洩型光ファイバー１００の内部で全反射または一部が反射されるか、光漏洩型光ファイバー１００の外部に透過される。つまり、図２に示すように、光ファイバー２００のコア２０１とクラッド２０２の境界面２０５に入射される光の入射角２０４が臨界角より大きい場合は光は進行方向２０６のように全反射されるが、図３に示すように、光ファイバー２００のコア２０１とクラッド２０２の境界面３０２に入射される光の入射角３０１が臨界角より小さい場合は光は進行方向３０３のように光ファイバー２００の外部に透過される。図１の光漏洩型光ファイバー１００は、前記のような屈曲部分が連続してできている光ファイバーと考えることができる。
【００１２】
このように光漏洩型光ファイバー１００は入射した光の一部を光漏洩型光ファイバー１００の外部に漏洩し、一部を光漏洩型光ファイバー１００の内部を反射して伝送することができるので、線状に光を放つことができる。
また、柔軟性もあるので、自由な形状に曲げることができる。図３のような一般的な光ファイバー２００の場合は、屈曲部において、光の殆どが外部に透過してしまうため、最小屈曲半径が設けられているが、図１のような光漏洩型光ファイバー１００の場合は、屈曲部においても、波型の構造によって、一部は光を反射することができるので、屈曲をあまり気にせずに配置することが可能になる。
【００１３】
次に本発明の第２の実施の形態について、図５および図６を用いて詳しく説明する。
第２の実施の形態の光漏洩型光ファイバーは２本以上の複数の光ファイバーを組み合わせて構成する光漏洩型光ファイバーで、本実施の形態では３本の光ファイバーを撚り合わせた場合について説明する。
図５は光漏洩型光ファイバーの製法を示す図で、５０１、５０２および５０３は、図２に示す通常の光ファイバー２００と同じ構造を有する光ファイバーである。４０１、４０２、４０３、４０４は、第１の実施の形態で説明した図４の装置と同じである。
【００１４】
図６は光漏洩型光ファイバーの構造を示す図で、５００は光ファイバー５０１、５０２および５０３の３本の光ファイバーを撚り合わせた構造の光漏洩型光ファイバーである。
先ず、光漏洩型光ファイバー５００の製法について、図５を用いて詳しく説明する。図２に示すようなコア２０１とクラッド２０２からなる一般的な構造の光ファイバー２００と同じ光ファイバー５０１、５０２、５０３を３本束ねて、その一端を図５の固定手段４０１に固定し、加熱炉４０３に通して、３本束ねた他端を回転手段４０２に保持させる。次に加熱炉４０３のヒーター４０４に通電して加熱し、３本束ねた光ファイバー５０１、５０２、５０３を軟化させながら、回転手段４０２を回転させることによって、３本の光ファイバーをロープ状に捩る。次に加熱炉４０３のヒーター４０４の通電を切るか、加熱炉４０３を取り外すことによって加熱して捩られた３本の光ファイバー５０１、５０２、５０３を冷却し、捩りが元に戻らないように固化させる。このようにして、図６に示すロープ状に撚られた光漏洩型光ファイバー５００ができる。この光漏洩型光ファイバー５００は図３に示す屈曲した光ファイバー２００と同じように、捩られた３本の光ファイバー５０１、５０２、５０３が互いに屈曲しながら絡み合っているので、屈曲部分で光が光ファイバー５０１、５０２、５０３の外部に漏れることによって光漏洩型光ファイバー５００は線状に光を放つことができる。
【００１５】
ここで、撚りの度合いの条件は、光ファイバーの最小屈曲半径以下になる部分が必要である。光ファイバーの最小屈曲半径は屈曲部分での光の入射角が全反射しなくなる臨界角より大きく保たれる半径である。つまり最小屈曲半径よりも大きければ光の全反射が保たれるので光ファイバーとして光を伝送することができる。本発明では、撚りの度合いを強めることによって最小屈曲半径より小さくなる部分が出てくると、光は全反射されずに光ファイバーの外部に漏れることになる。臨界角は、コア材料の光の屈折率と、クラッド材料の光の屈折率の比率によって決まる値で、臨界角が決まれば最小屈曲半径も決まり、光漏洩型光ファイバーに必要な撚りの度合いも決めることができる。撚りの度合いが小さいと光は外部に漏れなくなる。
本発明の実施の形態では撚り合わせによる方法を説明したが、銅線のように編み込みでも可能であることは自明である。
また、本発明の実施の形態では３本の光ファイバーを撚り合せたが、２本以上であれば何本でも同様の効果が得られる。
さらに、捩る間隔を適度に変えることによって、漏洩する光の量をコントロールでき、光が到達する長さも調節することができる。
【００１６】
次に第１の実施の形態による光漏洩型光ファイバー１００や、第２の実施の形態による光漏洩型光ファイバー５００を利用した効果的な実施の形態について、図８を用いて説明する。図８において、８０１は光漏洩型光ファイバー１００または光漏洩型光ファイバー５００の何れかの光漏洩型光ファイバー、８０２および８０３は粘着剤付フィルムシート、８０４および８０５は半導体レーザーやＬＥＤなどの発光素子、８０６および８０７は発光素子８０４、８０５の光を効率よく光漏洩型光ファイバー１００または５００に入射させるためのカプラーである。尚、図８において、発光素子８０４および８０５を発光させるための電源や制御装置などは省略してあり、光漏洩型光ファイバー８０１は図８に示すように星型に形作られている。
【００１７】
次に動作について詳しく説明する。発光素子８０４からカプラ８０７を介して光漏洩型光ファイバー８０１に光を入射させると透明な粘着剤付フィルム８０２と８０３に挟まれて固定された星型の光漏洩型光ファイバー８０１は星型に光を放つ。同時に光漏洩型光ファイバー８０１の反対側から発光素子８０５からカプラ８０６を介して星型の光漏洩型光ファイバー８０１に入射される光も星型に光を放つ。入射された光は遠方に行くほど弱くなるが、このように両側から入射することによって、均一に光を放つことができるという効果がある。
【００１８】
次に第１の実施の形態による光漏洩型光ファイバー１００や、第２の実施の形態による光漏洩型光ファイバー５００を用いた効果的な実施の形態について、図９および図１０を用いて説明する。図９において、９０１は正極、９０２は負極、９０３は発光素子、９０４は光ファイバーのコア母材、９０５は光ファイバーのクラッド母材である。尚、発光素子９０３の発光方法など詳細な説明は、本発明の本筋ではないので省略するが、一般的な半導体レーザーやＬＥＤなどと同じで、正極９０１と負極９０２に電源を供給することによって光を放つ素子であれば何でも同様の効果が得られる。
図９において、コア母材９０４とクラッド母材９０５は光の屈折率が数％異なる材質からなり、一般的な光ファイバーの母材と同じように、臨界角が大きくし、全反射し易いように、クラッド母材９０５の方がコア母材９０４よりも数％高い屈折率の材料を使用する。一般に光ファイバーの製造方法として、この母材を加熱して細長くワイヤー状に引き伸ばす工程、いわゆる線引き工程によって、コアとクラッド構造を持つ細長い光ファイバーが製造される。
【００１９】
図９では、このような光ファイバー母材に発光素子９０３が一体化されており、発光素子９０３が埋め込まれていない母材の端部を加熱しながら細く引き伸ばすことによって、図８におけるカプラ８０６や８０７を介して発光素子８０４や８０５を取り付ける必要がなく、さらにこの母材を図１０のように加熱しながら線引きすることによって、光ファイバー９０６が得られ、この光ファイバー９０６を第１の実施の形態による光漏洩型光ファイバー１００や、第２の実施の形態による光漏洩型光ファイバー５００のように光漏洩型光ファイバーに加工することによって、発光素子付の光漏洩型光ファイバーを提供することが可能になる。
【００２０】
以上、説明したように、線状に光を放つことが可能な光漏洩型光ファイバーを提供することができ、粘着材フィルムなどに自由な形状に貼り付けることによって、光る文字や光る図形などを提供することが可能となる。このような光る文字や、光る図形の用途としては、図１２に示すように、例えば、光漏洩型光ファイバーによる文字９５２を車のガラス９５１に貼り付けることのよって、夜間走行の注意を呼びかけることやアクセサリとして利用することができる。また、図１１に示すように、図８の粘着材付フィルム８０２または８０３の何れか一方を剥離できる剥離フィルムとすることによってシール状にいろいろな場所に貼り付けることも可能となる。図１１について詳しく説明する。図１１は携帯電話への応用例で、８５０は携帯電話、８５１はシール状のフィルム８５３に固定された光漏洩型光ファイバー、８５２はアンテナ、８５４はアンテナに被せるキャップで中にはアンテナから放射する電力を取り出すための共振回路と共振回路が取り出した電力を発光素子に供給して発光させ、発光させた光は光漏洩型光ファイバー８５１に入射される回路が内蔵された共振回路内蔵キャップである。携帯電話８５０がアンテナ８５２から電波を放射する度に、放射する電波に共振回路が共振して電力を取り出し、発光素子が発光して光漏洩型光ファイバー８５１が星型に光を放つよう動作する。これによって、着信などがあったときに持ち主の名前や好みの図柄などに形どられた光漏洩型光ファイバーを発光させて使用することができる。
このように、共振回路も一体化されていれば、電源の供給を非接触に行うことができ、携帯電話のアンテナの電力や電力供給用のコイルを介して発光素子を光らせることができる。
【００２１】
このような線状の光漏洩型光ファイバーなどを自由な図柄で粘着材付フィルムに貼り付ける方法は、例えば、特開２００１−１２６９４２「布線方法および布線装置」に詳しく紹介されている。この方式の概要を図１４に示す。図１４おいて、１４１はエナメル線や光ファイバーなどの線材を巻いてあるボビン、１４２は中央に線材を通す穴を持つ上下に振動するノズル、１４３はノズルを二次元に移動することができるＸＹステージ、１４４はＸＹステージを決められた座標にコントロールする制御部、１４５は粘着剤付きの土台、１４６は粘着剤付きのフィルム、１４７はワイヤーである。粘着剤付きのフィルム１４６は粘着剤付きの土台１４６に貼り付けられて固定されており、ＸＹステージ１４３は制御部１４４で予め決められた位置にＸＹステージ１４３を動かし、ＸＹステージ１４３に取り付けられたノズル１４２も同様に移動し、ノズル１４２の中央部から出たワイヤー１４７はノズル１４２の上下振動によって粘着剤１４６に貼り付けられて様々な形状のワイヤー模様を作ることができる。
【００２２】
今、図１４において、ワイヤー１４７を第１の実施の形態で説明した光漏洩型光ファイバー１００または第２の実施の形態で説明した光漏洩型光ファイバー５００とすることによって、図８、図１１および図１２に示すような文字や図形を提供することができる。好ましくは、図１５に示すように、ノズル１４２から出てくるワイヤーを温めるヘアドライヤーなどの加熱装置１４８を設けることによって、屈曲性が良くない太い線径の光漏洩型光ファイバーなどのワイヤーでも、より微細な文字や図柄にして粘着材付フィルム１４６に貼り付け易くすることが可能である。また、加熱装置１４８はノズル１４２に一体化されていても良いし、ノズル自体にヒーターが内蔵されていても同様の効果が得られる。或いは、粘着剤付き土台１４６にヒーターが内蔵されていても同様の効果が得られる。
【００２３】
次に図１３を用いて、本発明の光漏洩型光ファイバー１００を効率よく大量に製造する方法について説明する。図１３において、１は回転手段、２は回転台、３は光ファイバー２００を巻いた光ファイバーボビン、４は取り出し穴、５および６はガイドローラ、７は加熱炉、８は冷却炉、１０および１１はガイドローラ、１２は光漏洩型光ファイバー１００を一定の張力で引っ張るための張力制御ローラ、１３は光漏洩型光ファイバー１００を巻き取るための巻き取りボビンである。
尚、本説明では、回転手段１の電源や制御装置、巻き取りボビンのモーターや電源、制御装置、加熱炉の電源や温度制御装置、冷却炉の電源などは省略してある。
【００２４】
今、回転台２に取り付けられた光ファイバーボビン３から取り出された光ファイバー２００は取り出し穴４から引き出され、ガイドローラ５、６および加熱炉７、冷却炉８を介して、ガイドローラ１０，１１および張力制御ローラ１２を通って巻き取りボビン１３に巻き取られる。回転台２は回転手段１によって回転しているので取り出し穴４から取り出される光ファイバー２００は常に一定方向に捩りの力が加えられている。この捩りの力は、光ファイバー２００が加熱炉７の部分で柔らかくなった部分に集中し、光ファイバー２００は捩られ、冷却炉８に入って冷却されて固化し、光漏洩型光ファイバー１００となってガイドローラ１０に渡される。この時、加熱炉７で加熱されて柔らかくなった光ファイバー２００が引き伸ばされないように張力制御ローラ１２でコントロールしながら一定の張力で引っ張り、巻き取りボビン１３に巻き取られる。また、回転手段１も捩りの度合いを一定にコントロールするために光ファイバー２００が取り出し穴４から取り出される速度と回転手段１の回転数の関係を制御する。このようにして、安定した光漏洩型光ファイバー１００を大量に製造することが可能になる。
【００２５】
尚、図１３では、第１の実施の形態の光漏洩型光ファイバー１００の製造装置について説明したが、第２の実施の形態による光漏洩型光ファイバー５００を製造する場合は、回転台２の上に光ファイバーボビン３と同じものを３つ取り付けて、３本束ねて取り出し穴４から引き出し同様にガイドローラ５、６および加熱炉７、冷却炉８を介して撚ることによって光漏洩型光ファイバー５００を製造することもできる。
【００２６】
次に、本発明の第３の実施の形態を図１６を用いて説明する。図１６において、１６１、１６２および１６３は図２に示す通常の光ファイバー２００と同じ構造を有する光ファイバー、１６４は編みピッチ、１６５は光ファイバー１６１，１６２および１６３を編んだ光漏洩型光ファイバーである。図１６において、３本の光ファイバー１６１、１６２および１６３は互いに交差するように、いわゆる三つ編み状に編まれているので、波型にある屈曲角度で屈曲した部分が生じる。ここで、この屈曲角度が、図３に示すように、光ファイバー２００のコア２０１とクラッド２０２の境界部分３０２に入射される光の入射角度３０１が臨界角度より小さい場合は光は進行方向３０３のように光ファイバー２００の外部に透過されるので、同様に、光ファイバー１６１，１６２および１６３の外部には光が放たれる。また、図１６において、編みピッチ１６４を変えることによって、外部に光が漏れる量を制御することができる。編みピッチ１６４を狭くすると漏れる光の量が増え、逆に広くすると漏れる光の量が減る。言い換えると、入射する光の量が一定であると仮定すれば、編みピッチ１６４が狭いと、漏洩する光は増えるので、線状に光る部分の明るさは明るいが、線状に光る部分の長さは短くなる。逆に編みピッチ１６４が広いと、漏洩する光は減るので、線状に光る部分の明るさは暗くなるが、線状に光る部分の長さは長くなる。このようにして、使用する光漏洩型光ファイバーの長さに応じて、最適な編みピッチ１６４を設定すれば、より効果的に利用することが可能となる。
【００２７】
尚、本発明の第２の実施の形態の光漏洩型光ファイバー５００の製法では、図５において、加熱炉４０３に通して、加熱することで撚りが戻らないようにしたが、第３の実施の形態は編んでいるので特に加熱する必要はない。
ここで、図２１に示すように、光を拡散するチューブ１６６を用い、光ファイバー１６１、１６２および１６３を編んだ光漏洩型光ファイバー１６５をチューブ１６６の中に通すことによって、漏洩した光を均一に拡散して光らせることができる。また、チューブ１６６は光漏洩型光ファイバー１６５の一部分であっても構わないし、光を拡散するシール状のものを貼り付けることでも同様の効果が得られる。
さらに、光ファイバー１６１、１６２および１６３のクラッド表面、つまり、図２におけるクラッド２０２の表面を荒らすサンディング処理を施せば、チューブ１６６などを用いることなく漏洩した光を均一に拡散して光らせることが可能となる。
【００２８】
次に、図２０を用いて、本発明の第３の実施の形態で説明した光漏洩型光ファイバー１６５の応用例を説明する。図２０において、２１１、２１２および２１３は図２に示す通常の光ファイバー２００と同じ構造を有する光ファイバー、２１４、２１５および２１６は、図１６の光漏洩型光ファイバー１６５と同様に光ファイバー２１１、２１２および２１３を編んだ部分である。図２０では、光ファイバー２１１、２１２および２１３を編んだ部分２１４，２１５および２１６の部分で光を放つので、線状に光る部分を離散的に作ることができ、形状に合わせた効果的な使用が可能となる。
【００２９】
次に、図１７を用いて、本発明の第３の実施の形態の他の応用例について説明する。図１７において、１７１、１７２および１７３は図２に示す通常の光ファイバー２００と同じ構造を有する光ファイバー、１７４は緑の光を発光する緑色発光装置、１７５は赤の光を発光する赤色発光装置、１７６は青の光を発光する青色発光装置である。緑色発光装置１７４、赤色発光装置１７５および青色発光装置１７６のそれぞれの光量を制御することによって色の三原色に基づいた様々な色を表現することができる。
【００３０】
次に、図１８および図１９を用いて、本発明の効果的な応用例を説明する。図１８において、１８１は本発明の光漏洩型光ファイバー、１８２は発光素子と電池を内蔵したペンダント型のオブジェクトである。ここで、光漏洩型光ファイバー１８１は、本発明の第１の実施の形態における光漏洩型光ファイバー１００であってもよいし、第２の実施の形態における光漏洩型光ファイバー５００であってもよいし、第３の実施の形態における光漏洩型光ファイバー１６５であっても同様の効果が得られる。次に、図１８のペンダント型オブジェクトの構造を図１９を用いて説明する。図１９において、１９１は発光素子のＬＥＤ、１９２はＬＥＤ１９１の負電極、１９３はＬＥＤ１９１の正電極、１９４はボタン電池、１９５は熱収縮チューブである。ＬＥＤ１９１の正電極１９３はボタン電池１９４の正電極に接続され、ＬＥＤ１９１の負電極１９２はボタン電池１９４の負電極にそれぞれ接続されているので、ＬＥＤ１９１にボタン電池１９４の電流が流れて発光する。一方、熱収縮チューブ１９５は光漏洩型光ファイバー１８１の両端とＬＥＤ１９１に嵌めて収縮され固定されているので、ＬＥＤ１９１が発光する光は、光漏洩型光ファイバー１８１の両端から入射され、図１８のように、光漏洩型光ファイバー１８１がペンダント型オブジェクト１８２のストラップとして使用されていれば、ストラップが線状に光を放つ。
【００３１】
尚、本説明では、電源スイッチなどは省略したが、スライド型やプッシュ型のスイッチを設けてもよいし、振動や揺れでオンオフするような仕掛けのスイッチを設けても構わない。
また、本発明の実施の形態では述べていないが、加工性に関しては、プラスチック製光ファイバーが好ましい。もちろんガラス製光ファイバーでも温度条件などが異なってくるが、同様の製法や構成で実現できる。
【００３２】
以上説明したように、本発明の光漏洩型光ファイバーは、コアとクラッドも捩られた状態になっているので、軸方向の断面は波型に変形している。このため入射した光は波型の部分に当たる角度によって、光漏洩型光ファイバーの内部で全反射または一部が反射されるか、反射されない光は光漏洩型光ファイバーの外部に透過される。
このように光漏洩型光ファイバーは入射した光の一部を光漏洩型光ファイバーの外部に漏洩し、一部を光漏洩型光ファイバーの内部を反射して伝送することができるので、光が減衰するまで線状に光を放つことができる。
【００３３】
或いは、複数の光ファイバーを最小屈曲半径以下になる部分ができるように撚り合わせることによっても、光漏洩型光ファイバーを実現できる。
また、発光素子と光漏洩型光ファイバーとを一体化して製造することによって、容易に線状型の発光装置を実現することができる。
発光素子の光を光漏洩型光ファイバーの両端から入射することによって端部が暗くなる光の明暗のムラを少なくすることができる。
さらに、本発明の光漏洩型光ファイバーの外周が光拡散型の材料で被覆していれば、漏洩した光が拡散されてより均一な光を発光することもできる。
光漏洩型光ファイバーを粘着剤付フィルムに自由な形状で貼り付けることによって、様々な文字や図形の発光装置を効果的に実現することができる。
粘着剤付フィルムを片側だけにして、シール状にすることで、より効果的に発光装置を実現することができる。
【００３４】
また、捩る間隔を適度に変えることによって、漏洩する光の量をコントロールでき、光が到達する長さも調節することができる。
このように、本発明によって、少なくとも２種類の屈折率の異なる材料をコア部材とクラッド部材とに使用してコア部材に入射された光がコア部材とクラッド部材の境界部分で全反射を繰り返しながら光を遠方に伝達する光ファイバーを用いた線状の発光装置において、光ファイバーに入力された光が少しずつクラッド部材の外部に漏れるように線状の光を放つ光漏洩型光ファイバーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光漏洩型光ファイバーの構造を示す立体図である。
【図２】一般的な光ファイバーの構造と光の進行を示す立体図である。
【図３】光ファイバーの屈曲時の光の進行の様子を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る光漏洩型光ファイバーの製法を説明する構成図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る光漏洩型光ファイバーの製法を説明する構成図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る光漏洩型光ファイバーの構造を示す立体図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る光漏洩型光ファイバーの光の進行を説明する断面図である。
【図８】本発明の光漏洩型光ファイバーの適用例を示す立体図である。
【図９】本発明の光漏洩型光ファイバーの効果的な応用例を示す立体図である。
【図１０】本発明の光漏洩型光ファイバーの効果的な応用例を示す立体図である。
【図１１】本発明の光漏洩型光ファイバーの適用例を示す立体図である。
【図１２】本発明の光漏洩型光ファイバーの第２の適用例を示す立体図である。
【図１３】本発明の光漏洩型光ファイバーの製造装置を示す立体構成図である。
【図１４】本発明の光漏洩型光ファイバーの形状形成装置を示す立体構成図である。
【図１５】本発明の光漏洩型光ファイバーの第２の形状形成装置を示す立体構成図である。
【図１６】本発明の光漏洩型光ファイバーの第３の実施形態を示す立体構成図である。
【図１７】本発明の効果的な実施の形態を示す立体構成図である。
【図１８】本発明の応用例を説明する立体構成図である。
【図１９】本発明の応用例を説明する立体構成図である。
【図２０】本発明の効果的な実施の形態を示す立体構成図である。
【図２１】本発明の効果的な実施の形態を示す立体構成図である。
【符号の説明】
【００３６】
１００…第１の実施形態による光漏洩型光ファイバー
１０１…コア部材
１０２…クラッド部材
２０４…入射角
２０５…境界面
４０１…固定手段
４０２…回転手段
４０３…加熱炉
５００…第２の実施形態による光漏洩型光ファイバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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