(57)【要約】【課題】  外部に向けて十分な出射光量を得られ、かつ、均一な発光状態を得られる光ファイバとそれを用いた照明装置および光ファイバ製造方法を提供することにある。【解決手段】  コア層１１及び該コア層を被覆するクラッド層１２を有し、入射光Ｇに対して傾斜したハーフミラー面２３を有することを特徴とする光ファイバ。また、コア層及び該コア層を被覆するクラッド層からなる光ファイバに加熱した金型を押し付けることにより、入射光に対して傾斜したハーフミラー面を形成する工程と、該金型を光ファイバから分離する工程、とからなることを特徴とする光ファイバ製造方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア層及び該コア層を被覆するクラッド層を有し、入射光に対して傾斜したハーフミラー面を有することを特徴とする光ファイバ。
【請求項２】
前記ハーフミラー面は、前記クラッド層および前記コア層を溶融して形成されたことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項３】
前記ハーフミラー面は、前記クラッド層および前記コア層を熱により塑性変形させて形成されたことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項４】
前記ハーフミラー面は、光ファイバに金型を押し付けることにより形成されたことを特徴とする請求項２記載の光ファイバ。
【請求項５】
前記コア層はアクリル系樹脂を主成分とすることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか記載の光ファイバと、前記光ファイバに光を入射する光源とを備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項７】
ハーフミラー面が出射部の後背に位置するよう前記光ファイバを設置したことを特徴とする請求項６記載の照明装置。
【請求項８】
コア層及び該コア層を被覆するクラッド層からなる光ファイバに加熱した金型を押し付けることにより、入射光に対して傾斜したハーフミラー面を形成する工程と、該金型を光ファイバから分離する工程、とからなることを特徴とする光ファイバ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバとそれを用いた照明装置および光ファイバ製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な光ファイバとして市販されているものは、光を伝送させるコア層（主としてメタアクリル樹脂からなる）と光の漏出を防ぐクラッド層（主としてフッ素系樹脂からなる）から構成されている。このような光ファイバは、導光繊維として一端から入射した光を他端に導いて光を伝送させることができるため、光通信の用途以外に各種の装飾品やデイスプレーに用いられている。
【０００３】
近年、光ファイバの側面に部分的にノッチやキズなどの損傷部を作り、多数の損傷部から漏光させることで発光させる光ファイバやそれを用いた装飾品などが提案されている。損傷部を作成する手段として、一般にサンドペーパー、砥石、刃物、サンドブラスト等を用いて、光ファイバの表面に図柄や模様を描くように損傷部を形成することで、損傷部から漏れる光により様々なイルミネーション効果を表出することができる。例えば、特許文献１では、光ファイバの表面にレーザーを当ててコアに達する深さの光導出口を穿設することで、外部に向けて光を漏出させる光ファイバが記載されている。
図５の従来の光ファイバ側面断面図を用いて説明する。
１０は従来の光ファイバ、１１はコア層、１２はクラッド層、１３は損傷部、Ｇは入射光、Ｌは出射光である。
図５に示すように、光導出口として損傷部１３を設けることで外部に向けて出射光Ｌを漏出させることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３５１４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のように砥石、刃物、紫外線などの短波長レーザー等を用いる方法では外部に向けて出射する光量が十分でなかった。また、構造上光ファイバのコア層内部まで損傷を与えるので、光ファイバの長手方向に多数箇所の損傷部を作って光を出射しようとすると、入射に近い箇所での出射割合が大きくなるがその先の損傷部での出射割合は小さくなり、全体として均一な発光状態が得られないという問題点を有していた。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とする処は、外部に向けて十分な出射光量を得られ、かつ、均一な発光状態を得られる光ファイバとそれを用いた照明装置および光ファイバ製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、下記の技術的構成により、上記課題を解決できたものである。
【０００８】
（１）コア層及び該コア層を被覆するクラッド層を有し、入射光に対して傾斜したハーフミラー面を有することを特徴とする光ファイバ。
（２）前記ハーフミラー面は、前記クラッド層および前記コア層を溶融して形成されたことを特徴とする前記（１）記載の光ファイバ。
（３）前記ハーフミラー面は、前記クラッド層および前記コア層を熱により塑性変形させて形成されたことを特徴とする前記（１）記載の光ファイバ。
（４）前記ハーフミラー面は、光ファイバに金型を押し付けることにより形成されたことを特徴とする前記（２）記載の光ファイバ。
（５）前記コア層はアクリル系樹脂を主成分とすることを特徴とする前記（１）記載の光ファイバ。
（６）前記（１）ないし（５）のいずれか記載の光ファイバと、前記光ファイバに光を入射する光源とを備えたことを特徴とする照明装置。
（７）ハーフミラー面が出射部の後背に位置するよう前記光ファイバを設置したことを特徴とする前記（６）記載の照明装置。
（８）コア層及び該コア層を被覆するクラッド層からなる光ファイバに加熱した金型を押し付けることにより、入射光に対して傾斜したハーフミラー面を形成する工程と、該金型を光ファイバから分離する工程、とからなることを特徴とする光ファイバ製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、外部に向けて十分な出射光量を得られ、かつ、均一な発光状態を得られる光ファイバとそれを用いた照明装置および光ファイバ製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。
【００１１】
本発明の光ファイバは、アクリル系樹脂を主成分とするコア層及び該コア層を被覆するクラッド層を有し、前記クラッド層および前記コア層を溶融して形成したハーフミラー面を有することを特徴とする。
【００１２】
図１を用いて説明する。
図１は本発明の光ファイバ側面断面図である。
２０は本発明の光ファイバ、２３は入射光Ｇに対して傾斜したハーフミラー面である。
図１に示すように、本発明の光ファイバ２０はハーフミラー面２３を有することで、外部に向けて出射光Ｌを発することができる。
このとき、出射光Ｌは漏出による拡散光ではなく指向性を制御した反射光であるので、十分な光量を有する。
また、ハーフミラーであるので入射光Ｇの一部はコア層１１の長手方向に向かって透過する。したがって、後述の図２のようにその先に設けられた別の多数のハーフミラー面２３でも十分な光量を発することができ、全体として均一な発光状態を得られる。
このように本発明の光ファイバは、ハーフミラー面２３を用いて光源の光を反射および透過に無駄なく利用することで、外部に向けて十分な出射光量を得られ、かつ、均一な発光状態を得られるものである。
【００１３】
次に、本発明の光ファイバを用いた照明装置について、図２を用いて説明する。
図２は本発明の照明装置の側面断面図である。
２３ａ〜２３ｅはハーフミラー面、３０はＬＥＤ等の光源、Ｌａ〜Ｌｅは出射光、Ｘは出射部、Ｙは出射部Ｘの後背である。
図２に示すように、本発明の照明装置はコア層１１とクラッド層１２からなる光ファイバ２０と、光ファイバ２０に光を入射する光源３０とを備えたことを特徴とする。
そして、ハーフミラー面２３ａ〜２３ｅが出射部の後背Ｙに位置するよう光ファイバ２０を設置する。
これによって、光源３０から入射光Ｇが入り、ハーフミラー面２３ａ〜２３ｅで光を反射して、外部に向けて出射光Ｌａ〜Ｌｅを発することができる。また、出射部Ｘを人のいる方向等に向けることで、照明装置として実用的に機能させることができる。
なお、出射部Ｘは傷のない滑らかな面であるので、近くから見ても傷が目立つことがなく、インテリア用の照明装置として優れている。
また、本発明の照明装置は、必要に応じて、光源３０を光ファイバの両端に設置することもできる。
【００１４】
ハーフミラー面の形状は、図１に示した形状以外に、矩形状、楕円状など多様に調整することが可能である。
また、本発明のハーフミラー面２３はクラッド層１２およびコア層１１を溶融または熱により塑性変形して形成したものであることが好ましい。
もともと光ファイバの構成材料であるクラッド層１２およびコア層１１を用いれば、光の反射率と透過率といずれも高く、他の材料等も必要ないからである。
このようなハーフミラー面２３は、光ファイバに高温の金型を押し付けることにより形成することができる。
【００１５】
次に本発明の光ファイバの製造方法を説明する。
本発明の製造方法は、コア層及び該コア層を被覆するクラッド層からなる光ファイバに加熱した金型を押し付けることにより、入射光に対して傾斜したハーフミラー面を形成する工程と、該金型を光ファイバから分離する工程、とからなることを特徴とする。
金型の温度は１００℃〜４００℃の範囲であることが好ましく、より好ましくは１５０℃〜２００℃の範囲である。
また、金型を用いることにより複数のハーフミラー面２３を同時に作製することができ、加工時間の短縮を図ることができる。
さらに、金型の形状や角度や金型と光ファイバとの押し付け力等を変化させることで、ハーフミラー面２３を任意の位置に形成し、かつ、反射率および透過率を調整することができる。例えばハーフミラー面を光ファイバの表面にらせん状に形成すればあらゆる方向へ光を出射することもできる。
金型を用いる方法以外では、長波長のレーザーを照射してクラッド層１２およびコア層１１を溶融させる方法がある。
レーザーの種類としてはＣＯ２レーザーが好ましい。また、レーザーの波長は１μｍ〜１００μｍが好ましく、さらに好ましくは５μｍ〜２０μｍである。１μｍより短波長のレーザーは光ファイバを掘削してしまうので好ましくない。
なお、金型を押し付けたりレーザーを照射したりしてできた凹みに樹脂等を詰めることで、光ファイバを補強し、かつ、反射率および透過率を調整することもできる。
【００１６】
本発明に用いる光ファイバ２０としては、溶融等による加工性の容易なことよりコア層１１にアクリル系樹脂を用いたものが好ましく、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリエチルメタクリレート樹脂（ＰＥＭＡ）、ポリエチルアクリレート樹脂（ＰＥＡ）などが挙げられる。また、クラッド層１２としてはフッ素系樹脂を用いたものが好ましく、例えば、フッ化ビニリデン樹脂、フッ化ビニリデンテトラフルオロエチレン共重合樹脂、ポリクロロトリフルオロエチレン樹脂、トリフルオロイソプロピルメタクリレート樹脂などが挙げられる。コア層１１は外周をクラッド層１２に被覆されており、２つの層の屈折率の違いによりコア層１１内に入射した光は外部に漏れることなく伝送されるようになっている。コア層１１及びクラッド層１２は、それぞれ複数層に構成されるようにされてもかまわない。光ファイバ２０の直径は、０．２５ｍｍから５ｍｍまでのものが好ましいが、これ以外の直径のものでも使用することができる。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明について実施例を用いて詳細に説明する。
（実施例１）
まず、光ファイバ（三菱レイヨン社製  商品名：「ＣＫ−１２０」、直径３ｍｍ）に、１０ｃｍ間隔で５つのＶ溝を有する金型を２００℃の状態にして数秒押し付け、分離することで、コア層１１およびクラッド層１２を溶融させてハーフミラー面２３ａ〜２３ｅを形成し、本発明の光ファイバ２０を作製した。
当該光ファイバ２０に作製されたハーフミラー面２３ａ〜２３ｅは全て開口の角度が９０°であり、光ファイバ表面から１ｍｍの深さを有していた。
次に、当該光ファイバ２０の一端にＬＥＤ（kingbright社製  商品名：「Ｌ９３４ＳＥＣ」）３０を取り付け、実施例１の照明装置とした。
そして、該照明装置を図３のように配置した。
図３は、実施例１の照度測定配置図である。
ｄは測定距離、Ｍａ〜Ｍｅは照度計、Ｗは壁である。
まず、壁Ｗに５つの照度計Ｍａ〜Ｍｅを１０ｃｍ間隔で垂直に並べて設置した。
次に、実施例１の照明装置を、光ファイバ２０が垂直になるように壁Ｗから測定距離ｄだけ離れた位置に配置し、出射部Ｘを壁Ｗに向けた。測定距離ｄは４０ｃｍとした。
このように配置した状態で、周囲を暗闇にしてＬＥＤ３０を発光させ、出射光Ｌａ〜Ｌｅによる照度を照度計Ｍａ〜Ｍｅで測定した。
【００１８】
（実施例２）
ＬＥＤ（kingbright社製  商品名：「Ｌ９３４ＳＥＣ」）３０を光ファイバ２０の両端に取り付けたこと以外は、実施例１と同様にして照度計Ｍａ〜Ｍｅで照度を測定した。
【００１９】
（比較例１）
図４に示すごとく、本発明の光ファイバ２０に代えて従来のハーフミラー面を設けることなく損傷部１３ａ〜１３ｅを穿設した光ファイバ１０を用いたこと以外は、実施例１と同様にして比較用の照明装置を作製し、照度計Ｍａ〜Ｍｅで照度を測定した。
従来の光ファイバ１０は、光ファイバ（三菱レイヨン社製  商品名：「ＣＫ−１２０」、直径３ｍｍ）のコア層１１およびクラッド層１２をＶ溝ヤスリで損傷させ、１０ｃｍ間隔に５つの損傷部１３ａ〜１３ｅを形成することで作製した。
当該光ファイバ１０に作製された損傷部１３ａ〜１３ｅは全て開口の角度が９０°であり、光ファイバ表面から１ｍｍの深さを有していた。
【００２０】
（比較例２）
ＬＥＤ（kingbright社製  商品名：「Ｌ９３４ＳＥＣ」）３０を光ファイバ１０の両端に取り付けたこと以外は、比較例１と同様にして比較用の照明装置を作製し、照度計Ｍａ〜Ｍｅで照度を測定した。
【００２１】
実施例および比較例での照度の測定結果を表１に示す。
なお、実用上各照度は０．５ルックス（以下、「（ｌｘ）」とする。）以上必要であり、好ましくは０．７５（ｌｘ）以上である。
さらに、均一な発光状態といえるためには、照度の最大値を１００％としたときに照度の最小値がその６０％以上であることが必要である。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
表１に示すように、実施例１および実施例２ではＭａ〜Ｍｅの照度が全て０．５（ｌｘ）以上であり、かつ、照度の最大値を１００％としたときに照度の最小値がその６０％以上であり（実施例１：０．５３×１００／０．８２＝６５％、実施例２：０．９４×１００／１．４３＝６６％）、実用上問題ない。
特に実施例２では、ＬＥＤを２つ用いたことで実施例１よりコストは増加するが、照度が極めて高いので実用上好ましい。
これに対し、比較例１では照度が０．５（ｌｘ）未満であり、照度の最大値を１００％としたときに照度の最小値が６０％未満であり（０．１３×１００／０．２５＝５２％）、実用上問題がある。
また、比較例２では、照度の最大値を１００％としたときに照度の最小値が６０％以上であるが（０．４４×１００／０．５５＝８０％）、Ｍａ、Ｍｂ、Ｍｅの照度が０．５（ｌｘ）未満であり実用上問題がある。
【００２４】
以上のように、本発明によれば、外部に向けて十分な出射光量を得られ、かつ、均一な発光状態を得られる光ファイバとそれを用いた照明装置および光ファイバ製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の光ファイバ側面断面図
【図２】本発明の照明装置側面断面図
【図３】実施例１の照度測定配置図
【図４】比較例１の照度測定配置図
【図５】従来の光ファイバ側面断面図
【００２６】
１０  従来の光ファイバ
１１  コア層
１２  クラッド層
１３、１３ａ〜１３ｅ  損傷部
２０  本発明の光ファイバ
２３、２３ａ〜２３ｅ  ハーフミラー面
３０  光源
ｄ  測定距離
Ｇ  入射光
Ｌ、Ｌａ〜Ｌｅ  出射光
Ｍａ〜Ｍｅ  照度計
Ｗ  壁
Ｘ  出射部
Ｙ  出射部の後背
【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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