(57)【要約】本発明は、拡散粒子がシードされた、透明で光学的に均一な材料のコアを含む側方散乱光ガイドに関する。本発明の光ガイドは、コアよりも低屈折率の光学透過シースを含んでおり、当該シースは、コアに沿って伝達される光がコアの側面から漏れないようにするために、コアの側面を取り囲み且つ接触している。概して、拡散粒子は、それらに入射する光線に対して小さな変化のみ与え、少なくとも多少の散乱光がコアの側方から出射するように、コアに沿って伝送される光を散乱させるために分散されている。拡散ジャケットは、散乱光がコアの側方から出射するのを妨害するように配置されている。
2005538395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明で光学的に均一な細長いコアであって、端から端まで光が前記コアに沿って透過するためのコアと、
前記コアより低い屈折率を有し、前記コアの側方を覆い且つ前記コアの側方に接触している光学的透過シースと、
透明で、前記コアに近い屈折率、高い光学的透過率、低い背面反射率及び低い吸光性を有しており、少なくとも一部の散乱光が前記コアの側方から抜け出ることができるように、前記コアに沿って伝送された前記散乱光に対して分散されている前記コア中の拡散粒子と、
前記コアの側方から抜け出る散乱光を妨害するために設けた拡散材料でなるジャケットと、
を有する側方散乱光ガイド。
【請求項２】
前記コアの屈折率に対する前記拡散粒子の屈折率の比は、基本的に前記光の波長域に亙って概略一定である請求項１に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項３】
前記コアの屈折率に対する前記拡散粒子の屈折率の比の変化は、前記光の波長域に亙って１％未満である請求項１に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項４】
前記コアの屈折率に対する前記拡散粒子の屈折率の比の変化は、前記光の波長域に亙って０.０５％未満である請求項１に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項５】
前記拡散粒子は、前記光の平均波長より十分に大きなサイズを有している先の任意の請求項に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項６】
前記コアを取り囲む、より低い屈折率を有するシースは、透明である先の任意の請求項に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項７】
前記コアを取り囲む、より低い屈折率を有するシースは、半透明である請求項１乃至６の何れか一に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項８】
前記シースの外面層は、前記拡散ジャケットを形成している請求項７に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項９】
前記シースの粗い外表面は、前記拡散ジャケットを形成している請求項８に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項１０】
前記コアの粗い外表面は、前記拡散ジャケットを形成している請求項１に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項１１】
前記粗い外表面は、前記コア中の高濃度の拡散粒子によって形成されている請求項１０に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項１２】
前記拡散ジャケットは、前記コアの一部分を取り囲んでいる先の任意の請求項に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項１３】
前記拡散ジャケットは、前記コアの半分を取り囲んでいる請求項１２に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項１４】
前記拡散ジャケットは、透過拡散体である先の任意の請求項に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項１５】
前記拡散ジャケットの材料は、半透明である請求項１４に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項１６】
前記ジャケットは、ポリエチレン、ＰＭＭＡ、ＡＢＳ、ＰＶＣ又はガラスのうちの一つでなる請求項１５に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項１７】
前記拡散ジャケットの材料は、一つ以上の平らではない表面を有する請求項１４に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項１８】
前記拡散ジャケットは、反射拡散体である請求項１乃至１３の何れか一に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項１９】
前記拡散ジャケットの材料は、不透明で且つ反射性である請求項１８に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項２０】
前記拡散ジャケットは、透過性で且つ反射性である請求項１乃至１３の何れか一に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項２１】
前記拡散ジャケットの材料の一部は、半透明であり、且つ他の部分は反射性である請求項１乃至１３の何れか一に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項２２】
前記拡散ジャケットは、不透明で、反射性で且つ開口を有している請求項１９に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項２３】
前記開口は、透過拡散体によって取り囲まれている請求項２２に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項２４】
前記開口は、縦のスリットである請求項２２に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項２５】
前記光ガイドは、固い請求項１に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項２６】
前記光ガイドは、可撓性である請求項１に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項２７】
前記コアは、例えばアクリルのようなポリマーである請求項１に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項２８】
前記拡散粒子は、例えばＰＭＭＡ又はポリスチレンのような架橋重合体ポリマーのようなポリマーによって形成されている請求項１に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項２９】
前記コアは、ガラスのような非重合体材料によって形成されている請求項１に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項３０】
前記拡散粒子は、ガラス又は石英のような非重合体材料によって形成されている請求項２９に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項３１】
一つ以上の光学素子が、前記側方散乱光ガイドから側方散乱光を集め、方向づけるために、前記光ガイドの側方に隣接して設けられている先の任意の請求項に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項３２】
前記光学素子は、レンズである請求項３１に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項３３】
前記光学素子は、鏡である請求項３１に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項３４】
前記光学素子は、回折素子である請求項３１に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項３５】
前記低屈折率のシースは、フルオロポリマー又はシリコーンポリマーによって形成されている請求項１に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項３６】
前記低屈折率のシースは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレン（ＦＥＰ）の共重合体、及びテトラフルオロエチレンとペルフルオロアルコキシエチレンとの共重合体（ＰＦＥ）、フルオロシリコーンポリマー、ポリジメチルシロキサンポリマー、及びポリメチルフェニルシロキサンポリマーの少なくとも一つによって形成されている請求項１に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項３７】
前記シースは、空洞領域である請求項１に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項３８】
前記シースは、気体である請求項１に記載の側方散乱光ガイド。
【請求項３９】
前記シースは、液体である請求項１に記載の側方散乱光ガイド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、拡散粒子がシードされた、透明で光学的に均一な材料のコアを含む側方散乱光ガイドに関する。一般に、拡散粒子は、それら拡散粒子へ入射する入射光線に小さな変化のみを与え、少なくとも多少の散乱光がコアの側方から出射するように、コアに沿って伝送される光を散乱させるために分散されている。
【背景技術】
【０００２】
一つのタイプの側方散乱光ガイドが米国特許第６,１６９,８３６号（スギヤマ）に記載されている。この特許には、コア中に分散された散乱粒子によって形成された光ガイドの記載がある。この散乱粒子は、コア材料とは著しく異なる屈折率を有しており、それ故、相対的に大きな散乱角を引き起こす。この発明において散乱された光は、見て美しくない。
【０００３】
米国特許第５,５４２,０１７号（コイケ）には、重合過程の間、部分的に分離された共重合体から形成された、小さな屈折率差を有し不規則な領域構造を含むコアを有する側方散乱光ガイドの記載がある。その散乱光は、見て、より美しい外観を有しているのだが、そのような光ガイドを生産する工程は、特に制御が難しい。
【特許文献１】米国特許第６,１６９,８３６号
【特許文献２】米国特許第５,５４２,０１７号
【特許文献３】ＰＣＴ／ＡＵ／０２／００６３１（特表２００４−５３４９６６号公報）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本出願人の係属中の国際特許出願ＰＣＴ／ＡＵ／０２／００６３１（特表２００４−５３４９６６号公報）には、コアバルク材料と屈折率が厳密に一致する透明な拡散粒子を用いた可撓性ポリマー側方散乱光ガイドの記載がある。屈折率は、典型的に数パーセントの不一致となる。
【０００５】
拡散粒子状の光散乱添加物を含む側方散乱光ガイドを生産する方法もまた、係属中当該国際特許出願に開示されており、その内容を参考のために引用する。
【０００６】
これらの光ガイドは、光を軸方向に端から端まで効率的に輸送する。一定の長さのファイバ中で側方散乱される極少量の光は、コア中の拡散粒子の数密度によって決定されるが、密集してシードされたコアでさえ、側方から見た時には光ガイドはただかすかに輝き、逆方向ではほとんど光を発しない。
【０００７】
更に問題なのは、側方から見た時、当該ガイドの端が中央よりかなり明るく見えることである。その中央はまた、わずかに「乳白色の」外観を有するように見える。多くの観測者は、明るさを客観的計測が示す値より小さく捉え、全体的な印象は、美しさに満足できないものとなる。
【０００８】
更に問題なのは、側方散乱される光は、放射状に対称的に放射され、かなりの量の光が望まない方向に向かう傾向がある。
【０００９】
もう一つ問題なのは、いくつかのタイプの拡散粒子に対して、散乱された極少量の光は、ファイバにおいて１メートル毎にその波長が変化する。もし白色光がそのようなファイバに用いられるなら、側方に放射された光は着色し、色がファイバの長さに沿って変化することになる。光ガイド、特に、白色光を用いる光ガイドに沿った側方放射された光の色の変化は、多くの用途にとって受け入れられるものではない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、側方散乱光ガイドであって、透明で光学的に均一な細長いコアであって、端から端まで光が前記コアに沿って透過するためのコアと、前記コアより低い屈折率を有し、前記コアに沿って伝送される光が前記コアの側方を通り抜けて漏れることを防止するため、前記コアの側方を覆い且つ前記コアの側方に接触している光学的透過シースと、透明で、前記コアに近い屈折率、高い光学的透過率、低い背面反射率及び低い吸光性を有しており、少なくとも一部の散乱光が前記コアの側方から抜け出ることができるように、前記コアに沿って伝送された前記散乱光に対して分散されている前記コア中の拡散粒子と、前記コアの側方から抜け出る散乱光を妨害するために設けた拡散ジャケットと、を有している。
【００１１】
前記拡散粒子は、前記光の平均波長より十分に大きなサイズを有しており、また、前記コアの屈折率に対する前記拡散粒子の屈折率の比は、前記光の波長域に亙って概略一定である。
【００１２】
このタイプの拡散粒子を用いるコアは、波長の側方散乱効率が不変であり、それ故、前記光ガイドは、その長さに沿って最低限の色の変化を呈し、また、前記シース及びジャケットの光学的な特性は、前記光の波長域に亙って一定である。
【００１３】
我々は、前記屈折率比ｍを、
ｍ＝（粒子の屈折率）／（コアの屈折率）＝１＋μ
と定義する。前記光の波長域に亙るμの最大許容変化は、側方散乱ファイバの特定用途に依存する。十分な波長域を用いる用途又はファイバの広範囲に亙って間隔を空けてファイバの部分を同時に見る場所（例えば、ファイバがループ状に曲がっており、それ自身が交差する）に用いる用途においては、μの小さな変化が要求される。１０％の極少量の変化は、多くの用途にとって許容できる。もし平均的なｍの数値が１.０１なら、μの１０％の変化は、１.００９５＜ｍ＜１.０１０５が要求され、ｍは０.０５％以内に一定に維持される必要があることに注意を要する。単色ソース（例えば、単色ＬＥＤ等）のためにデザインされたファイバを除いて、ｍの変化は、光の波長域に亙って実質的に１％より小さいことが好ましい。
【００１４】
このような光ガイドは、美的に満足のいく、明るい側方光を生み出すことができる。 
【００１５】
前記コアを取り囲む、より低い屈折率を有するシースは、透明又は半透明であるようにしてもよい。前記シースの外面層は、拡散ジャケットを形成し得る。前記コアを取り囲む、より低い屈折率を有するシースは、ポリテトラフルオロエチレン（ｐｏｌｙ−ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｅｔｈｙｌｅｎｅ）（ＰＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレン（ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）（ＦＥＰ）の共重合体、及びテトラフルオロエチレンとペルフルオロアルコキシエチレン（ｐｅｒｆｌｕｏｒａｌｋｏｘｅｔｈｙｌｅｎｅ）との共重合体（ＰＦＥ）の少なくとも一つを含むフルオロポリマー（ｆｌｕｒｏｐｏｌｙｍｅｒ）から形成さてもよい。好ましくは、前記シースは、ＰＴＦＥがよい。また、前記シースは、フルオロシリコーンポリマー（ｆｌｕｒｏｓｉｌｉｃｏｎｅ  ｐｏｌｙｍｅｒｓ）、ポリジメチルシロキサンポリマー（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ  ｐｏｌｙｍｅｒｓ）、及びポリメチルフェニルシロキサンポリマー（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ  ｐｏｌｙｍｅｒｓ）の少なくとも一つを含むシリコーンポリマー（ｓｉｌｉｃｏｎｅ  ｐｏｌｙｍｅｒ）から形成されてもよい。また、前記シースは、空洞領域であってもよい。また、前記シースは、例えば空気等の気体によって充満されたボリューム（ｖｏｌｕｍｅ）であってもよい。また、前記シースは、例えば水等の屈折率の低い液体が充満されたボリュームであってもよい。好ましくは、前記シースは、低吸光性であるのがよい。
【００１６】
前記コアの粗い外表面は、拡散体ジャケットを形成し得る。前記粗い外表面は、コア中の高濃度の拡散粒子によって形成され得る。
【００１７】
前記拡散ジャケットは、前記コアの一部分（例えばコアの半分）を取り囲むようにしてもよい。前記拡散ジャケットは、透過拡散体となり得、それは、半透明グレードのポリエチレン、ＰＭＭＡ、ＰＴＦＥＰＴＦＥ、ＡＢＳ、ＰＶＣ又はガラスのうちの一つを含む半透明材料から形成されてもよい。また、前記拡散ジャケットは、一つ以上の平らではない表面を有する透明な材料から形成された透過拡散体であってもよい。その表面のレリーフは、粗く、押しつけられけたパターン又は滑らかなものからその他の変化を含んでいてもよい。適切な材料としては、透明グレードのＰＭＭＡ、ＰＴＦＥ、ＡＢＳ、ＰＶＣ又はガラスの一つが含まれる。また、前記拡散ジャケットは透過拡散体であってもよく、一以上の半透明材料の平らではない表面を特徴とする。また、拡散体ジャケットは、不透明で且つ反射性であってもよい。また、前記拡散体ジャケットは、透過拡散体と反射拡散体との両方として機能し得る。それは開口されてもよい。ジャケットの一部は半透明でもよく、他の部分は拡散反射率の程度とともに半透明であり、他の部分は不透明で且つ拡散的に反射性であってもよい。好ましくは、前記拡散体ジャケットは、低吸光性であるのがよい。
【００１８】
低屈折率のシースの外部に前記拡散ジャケットを設けることにより、背面散乱が最小限となり、拡散粒子の主要な利点が維持される。コアに密接して接触している拡散素子は、通常、得られる照射長を減少させ、また背面散乱を誘発し、それ故、側方放射するファイバに入射する極少量の光を減少させる。不透明な反射ジャケットは開口部を備えており、前記開口部は透過拡散体によって囲まれているようにしてもよい。開口は縦のスリットであるようにしてもよい。
【００１９】
前記光ガイドは固いか又は可撓性であるようにしてもよい。そのコアは、例えばアクリル等のポリマー又はガラスによって形成されるようにしてもよい。
【００２０】
前記拡散粒子は、例えばＰＭＭＡ又はポリスチレンのような架橋重合体ポリマー等のポリマーによって形成されるようにしてもよい。また、前記拡散粒子は、例えばガラスや石英等の非重合体材料によって形成されるようにしてもよい。
【００２１】
一つ以上の光学素子が、前記側方散乱光ガイドから側方散乱光を集め、方向づけるために、前記光ガイドの側方に隣接して設けられ得る。前記光学素子は、レンズ、鏡、又は回折素子であってもよい。
【００２２】
本発明のいくつかの実施例は、添付図面を参照して記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
まず図１を参照する。側方散乱光ガイド２は拡散粒子４がシードされたコア３を含んでいる。コア３の外表面５は、より低い屈折率材料でなるシース６によって完全に囲まれており，且つそれに接触している。透過拡散体ジャケット７もまた含まれている。
【００２４】
コア３は、例えばポリメチルメタクリレート（ｐｏｌｙ−ｍｅｔｈｙｌ  ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）（ＰＭＭＡ）、又は主としてメチルタクリレート（ｍｅｔｈｙｌ  ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）（ＭＭＡ）及びアリルジグリコール炭酸塩（ａｌｌｙｌ  ｄｉｇｌｙｃｏｌ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ）（ＣＲ３９）から成る重合アクリル塩酸混合物等のポリマーマトリクスから形成されているポリマーである。また、ブチルメタクリレート（ｂｕｔｙｌ  ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）（ＢＭＡ）が、ＭＭＡの代わりに用いられ得る。他の実施例としては、コア３は、ポリスチレン又はガラスによって形成され得る。
【００２５】
拡散粒子４は、架橋ポリマーによって形成されており、拡散粒子４が溶解、融解又は著しく変形することなくコアマトリクス材料に添加され得る。ほとんどの場合、コアは、ｉｎ  ｓｉｔｕ重合によって形成される。シリカ粒子は、ガラスコアと共に用いられ得る。拡散粒子４は、高い光学的透過率、低い背面反射率、低い吸光度及びコア３のそれと極めて一致する屈折率を有していなければならない。特性のこの組み合わせは、光ガイドに沿った光の伝送を高効率にし、吸収及び背面散乱の損失は、従来の側方放射光ガイドのそれらより十分小さい。
【００２６】
コア３の外表面５は、空気層６に完全に取り囲まれ、且つ接触している。
【００２７】
拡散ジャケット７は、例えば ポリエチレン、ＰＭＭＡ、ＰＴＦＥＰＴＦＥ、ＡＢＳ、ＰＶＣ、又はガラスのような半透明の拡散材料である。当該材料は、また高い透過率及び低い吸光度を有する。
【００２８】
使用時には、光は、矢印１０に示す方向に向かって光ガイド２の一端へ入射する。ほぼ全ての光がコア３中においてガイドに沿って伝送され、光がコア３の外表面５に衝突するとき、完全に内部に反射される。
【００２９】
ある（コア３の表面における法線に対して測定された）角度であって、臨界角より小さな角度でコア３の外面５に衝突する如何なる光線も、コア３から漏れることになる。漏れる光線は、矢印１０によって示した前方方向に強く放射される傾向がある。
【００３０】
場合によっては、例えば１２で示すような光線が拡散粒子４に衝突し、多くとも数度の変化を受ける。このことが起こった後は、この変化した光線１３が１４で示すように漏れる大きな機会となる。光線１２は、最初は臨界角の近くを進み、小さな変化のみを受けるので、光線１４が表面上を出射する角度もまた小さくなる。実施例では、もしコア３の屈折率が１.５０であり、拡散粒子４の屈折率がコアよりも１.０％高いなら、側方散乱光の典型的な出射角度は約８度となる。拡散粒子４の屈折率の不一致が２.０％に増加するときは、側方散乱光の出射角度は１７度に増加する。屈折率の不一致が５.０％である場合でさえ、側方散乱光の出射角度は２７度となる。結果として、側方散乱光は、強く前方に集光されるようになる。
【００３１】
例えば１４に示すような光線がコア３から漏れるとき、光線１４は空気シース６を通過し、拡散材料でなるジャケット７に衝突する。この実施例においては、ジャケットは半透明の拡散材料であるので、光線１５で示されているとおり、光線１４はジャケットを通して拡散される。半透明の拡散材料は、光の損失を最小限にするために、可能な限り最低限の吸光性を有するものでなければならない。
【００３２】
漏れる光線１６は拡散材料７に衝突し、光線１７で示されているように、コア３に反射して戻ることが起こり得る。この光線は基本的に透明な光ガイドコア３を通過することになり、もう一方の側方から１８として漏れることになる。このように、拡散体の高反射率が通常望ましくない一方、吸光度が低いなら、それも許容できるであろう。
【００３３】
概して、側方散乱光１５及び１８は、満足の行く、明るい、実質的に均一な外観を有することになる。
【００３４】
図１において、コア３は低屈折率の空気シース６によって取り囲まれている。しかしながら、異なる低吸収材料の低屈折率シース６でコア３を取り囲んでも、実質的に結果は変わらない。空気でないシース６の材料としては、透明なＰＴＦＥが好ましい。
【００３５】
図１においては、拡散体ジャケット７は半透明材料であった。しかしながら、透明材料で形成され、拡散を達成するために表面のレリーフに変化（例えば、粗さ、押し付けパターン又は滑らかなものからその他の変化）を採用する拡散体ジャケット７を用いても、実質的に結果は変わらない。
【００３６】
第二の実施例を図２及び図３を参照して記載する。この実施例において、拡散ジャケット２０は不透明で反射性であり、コア３の半分の周りだけに拡がっている。不透明な反射拡散体２０の方向に向かってコア３から出射する光は、拡散体を通って伝送されるのではなく、図２の光線２２によって代表的に示されるように、広範囲の角度で拡散される。この光は、直接に又は透明な光ガイドコア３を通して見ることができる。側方散乱光は、満足が行き、明るく、実質的に均一な外観を有する。図３においては、光ガイドコア３は、白く不透明な拡散体２０によって、その半分が取り囲まれている。
【００３７】
不透明な拡散体２０から遠く離れた側方において光ガイドコア３から漏れる光は、前方で集光されるということに留意すべきである。従って、多くの用途において、不透明な拡散体２０によって取り囲まれていないコア３の側方を取り囲むために、第一の実施例に記載されているような透過拡散体７を同時に用いることが望ましい。両方の拡散体のこの組み合わせは、どちらか一方の拡散体のみを用いる場合よりも優れた特性の光を生み出す。この構成配置は図４に示されており、第一の光線４１がコア３を通って拡散粒子４によって屈折され、側方散乱された４２となり、その後、透過拡散体７によって４４で示すように拡散される前に、シース６を通って４３となる。もう一つの光線４６も粒子４に衝突するが、コア３を通って側方散乱された４７となり、その後、反射４９が拡散される前に、シース６を通る４８となる。この組み合わせは、連続した直線状の位置よりもむしろ、側方散乱光が側方散乱光ガイドに沿った多くの不連続な位置から出射される場所における用途に広げることができる。また、透過拡散ジャケットは、開口を有する不透明な吸収体ジャケットによって取り囲まれて用いられてもよい。
【００３８】
しかしながら、本発明者らは、図５に図示されているような開口を有する不透明な反射拡散ジャケット５０を用いることによって、より良い結果が得られることを確認した。一端、光線５２が不透明な反射拡散ジャケット５０の壁を反射すると、実質的に均一な角度で広がることになる。（ｉ）拡散ジャケット壁（望ましい代替物）における開口５４を通って漏れるまでか、（ｉｉ）拡散ジャケット壁５０又はコア３中に吸収されるまでか、又は（ｉｉｉ）その光ガイドによって再度捉えられる方法でコア３中の拡散粒子４によって散乱されるまで、あるいは、（ｉｉｉ）単に、前の状態に光が戻ってきて、如何なる損失も導かないまで、ずっと、基本的に透明なコア３は、このシステムの内部において周って戻ってくる光を拡散することを可能とする。
【００３９】
損失の機構は、不透明な反射拡散ジャケット５０又はコア３による吸収によるもののみである。しかしながら、コア３は非常に吸光性が低い。従って、もし拡散体壁も低吸光であり且つ高反射率であるのなら、光は、吸収される前に、多くの壁との相互作用を受ける。もし光が吸収される前に開口５４に到達するなら、光は、その開口を通して漏れるであろう。その結果として、高反射拡散体では、開口中のコア３から十分な量の光が漏れることが可能である。完全な反射拡散体においては、理論上は、上述した機構の長所によって、開口によってコア３を出て行くほぼ全ての光を結合することができる。これは、吸収する同軸のジャケットにおける、せいぜい数パーセントの連結効率と比較するものである。
【００４０】
出力を増加させるより重要な要因は、その拡散の程度よりも拡散体の反射であることに留意すべきである。純粋な鏡面反射性の反射表面（例えば、拡散特性を全く有しない完璧な鏡）は、出力の増加を導くが、出射光が強く前方に集光され得るといった不利益を受けることになる。光が拡散体表面の多くの反射を受けるという事実は、それぞれの相互作用において、低拡散であっても開口から出射する光にとって比較的均一な角度の分散を導くことを意味する。
【００４１】
外部から見ると、開口は、満足の行く、実質的に均一な外観を有する明るい光を放射する。
【００４２】
一つの変形例として、開口を通して放射された光をより一層拡散するために、不透明な反射拡散ジャケット２４の一以上の開口を透過拡散体で取り囲むことがある。
【００４３】
図６を参照する。開口５４の表面が高輝度であることによって、光を集光し、所望の向に導く光学素子６０のための補助的な光源が有効に供給され得ることになる。
【００４４】
図６は、この目的のために、レンズの形で屈折する光学的な素子を用いることを図示しているが、反射光学素子、回折素子又はそれらを組み合わせたものも適当である。
【００４５】
図７に示す実施例において、開口を有する不透明な反射拡散ジャケット５０は、狭く、縦方向に拡がったスリット７０を有している。このスリットは、狭い補助的な線状の光源、例えば所望の方向に集光し、方向づける光学的な素子を供給する。その線状の光源は、図８及び図９に示されているように、基本的に円筒状の光学素子８０に集光される。この補助的な線状の光源は、端を照らす（ｅｄｇｅ−ｌｉｔ）サイン、ディスプレイ等に用いる線状の光源用途として有用である。
【００４６】
図２から図９において、コア３は低屈折率である空気のシース６によって取り囲まれていることに留意すべきである。しかしながら、異なる低吸光材料でなる低屈折率のシース６でコア３を取り囲んだ場合であっても、実質的に結果は変わらない。透明なＰＴＦＥは、空気ではないシース６として好ましい材料である。
【００４７】
コア３中の拡散粒子４の濃度は、単位メートルあたり１０３粒子と同等の高さの濃度が選択され得る。図１０に示されているように、ポリマーマトリクス中にそのような高濃度の拡散粒子を用いると、例えば、押し出し形成によって製造されたコア３は、粗い表面１００を有することを本発明者らは確認した。その外表面の粗さは、他方で平らな表面を維持する表面張力を緩和する高濃度の拡散粒子４によって生じる。
【００４８】
さらなる実施例においては、ＰＭＭＡロッドは、１メートルあたり概略１６５０粒子で線状の拡散粒子の頻度によって拡散粒子がドープされた。ロッドは必然的に空気によって取り囲まれており、光ガイドの低屈折率のシース６として供給される。ポリマーマトリクスと拡散粒子との屈折率の差は、概略１.１％であった。光ガイドの粗い表面１００は、満足の行く、実質的に均一な外観を有する、明るい光を生成する半透明の拡散ジャケットとしてふるまう。
【００４９】
その粗い表面はコアの製造工程において生成されるので、機械的又は化学的に表面を粗くする工程を必要としない。しかしながら、必要であれば、表面を粗くする追加工程を行ってもよい。
【００５０】
本明細書をとおして、その目的は、本発明のどの実施例にも限定されることなく本発明を記載することである。当業者は、本発明の範囲に含まれる特定の実施例からの変形例を理解し得る。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】第一の側方散乱光ガイドの縦断面図である。
【図２】第二の側方散乱光ガイドの縦断面図である。
【図３】図２の光ガイドの透視図である。
【図４】第三の側方散乱光ガイドの縦断面図である。
【図５】第四の側方散乱光ガイドの縦断面図である。
【図６】第五の側方散乱光ガイドの縦断面図である。
【図７】第六の側方散乱光ガイドの透視図である。
【図８】追加のレンズを有する図７の光ガイドの透視図である。
【図９】図８の光ガイドの横断面図である。
【図１０】第七の側方散乱光ガイドの断面図である。
【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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【国際調査報告】
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