(57)【要約】【課題】分岐コネクタの集束側端面の外径が可及的に小さく、これにより均一にして十分な入射または出射光量が得られような、液体ファイバを含む光伝送媒体を提供すること。【解決手段】一方の端面（３ａ）が円形に集束された光ファイバ素線束（１）の他方に素線束が独立した片端２分岐の光ファイバ素線束（２Ａ）の円形に集束された端面（３ｂ）に液体ファイバ（７）を装着する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端面が円形に集束された光ファイバ素線束の他方の端に向かって該素線束が独立した少なくとも２群に分岐され且つ個々の分岐側端面も円形であるような片端分岐の光ファイバ素線束に、液体ファイバが装着されていることを特徴とする光伝送媒体。
【請求項２】
該一方の端面近傍および分岐側端面近傍が熱融着されている請求項１に記載の光伝送媒体。
【請求項３】
該光ファイバ素線束がランダム配列状態にある請求項１または２に記載の光伝送媒体。
【請求項４】
該光ファイバ素線が石英ファイバまたは多成分ガラスである請求項１〜３のいずれかに記載の光伝送媒体。
【請求項５】
液体ファイバが、筒状容器に弱酸性の水溶液を封入して構成された請求項１〜４のいずれかに記載の光伝送媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光伝送媒体に関し、さらに詳しくは、製造工程でのライン状検査装置の照明用あるいは光硬化性樹脂の硬化用照明等に用いられる光伝送媒体の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光源からの出射光を伝送する光伝送媒体として、可撓性の透明筒状体に透明液体を封入して構成された液体ファイバが使用され始めている。この理由は、該液体ファイバの低価格性、高屈曲性、さらには設置の容易性に負うものである。
また、分岐コネクタの分岐側端面のそれぞれに液体ファイバを装着した応用例も見受けられる。この例における分岐コネクタは、図４〜図５の（１ａ）で示されるように、ガラスまたはプラスチック材料からなるロッド（６）を２本用い、これらの一方の端部同士を収納ケース（４）内で隣接配置により集束したものである。ここで、（３ａ）は集束側端面、（３ｂ）は個々の分岐側端面、（５）は液体ファイバの装着部である。
ところで、この分岐コネクタ（１ａ）においては、光源からの出射光の入射部あるいは出射部となる集束側端面（３ａ）の外径は、個々のロッドの外径を加算した最大外径を有する非円形状のものになる（図５）。このため、単独の光源を集束側端面（３ａ）に対向設置して、該光源からの出射光をさらに複数の出射光に分岐する場合、光源の出射端面の外径が集束側端面（３ａ）に比べて小さいと、光源からの出射光を集束側端面（３ａ）に効率良く入射させることができず、これに伴って、分岐した各液体ファイバからの出射光までも不均一になる。逆に、分岐コネクタ（１ａ）の分岐側端面のそれぞれ装着した液体ファイバの端面に光源を対向設置して、複数の光源からの出射光を集束側端面（３ａ）で単一光に集光させて光量を増やす場合には、この集束側端面（３ａ）すなわち出射端面の形状が非円形であることから、照射スポットが非円形になって使用しずらいばかりか出射光までも不均一になる。そして、上記の問題は装着する液体ファイバの外径、あるいは分岐コネクタの集束側端面の外径が大きくなる程、より顕著に現われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の課題は、分岐コネクタの集束側端面の外径が可及的に小さく、これにより均一にして十分な入射または出射光量が得られような、液体ファイバを含む光伝送媒体を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、固体形状のロッドからなる従来の分岐コネクタに相当する部材を、可撓性の光ファイバ素線束で構成することにより、従来の問題を容易に解消するに至った。
【０００５】
かくして、本発明によれば、一方の端面が円形に集束された光ファイバ素線束の他方の端に向かって該素線束が独立した少なくとも２群に分岐され且つ個々の分岐側端面も円形であるような片端分岐の光ファイバ素線束に、液体ファイバが装着されていることを特徴とする光伝送媒体が提供される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、片端２分岐の光ファイバ素線束（以下、“２分岐ファイバ束”と略記する）の分岐側のそれぞれの端面に液体ファイバを装着した例について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明で採用する２分岐ファイバ束の縦断面図である。
図２は、図１の矢印方向から観た正面図である。
図３は、図１〜２に示した２分岐ファイバ束に液体ファイバを装着してなる本発明の光伝送媒体を示す斜視図である。
図４は、従来の２分岐コネクタの縦断面図である。
図５は、図４の矢印方向から観た正面図である。
図１〜図２において、（１）は２分岐ファイバ束、（２ａ）は２分岐ファイバ束（１）を構成する光ファイバ素線、（２Ａ）は互いに独立した分岐光ファイバ素線束、（３ａ）は光ファイバ素線束の集束側端面で、図２に示されるように単一の円形端面を形成している。さらに、（３ｂ）は２分岐ファイバ束（１）の分岐側の端面で、集束側端面（３ａ）より小径の円形を呈する。（４）は２分岐ファイバ線束（１）を必要に応じて収納するためのケース、（５）は２分岐ファイバ束（１）に液体ファイバを装着するための装着部である。
図３において、（７）は液体ファイバであり、２分岐ファイバ束（１）の分岐側端面（３ｂ）のそれぞれに装着されて本発明の光伝送媒体を構成した状態が示されている。
また、図４および図５については冒頭で述べたように、（１ａ）は分岐コネクタ、（６）はガラスあるいはプラスチック材料からなるロッド、（３ａ）は、２本のロッド（６）の一方の端部同士を隣接配置により集束させた際の集束側端面、（３ｂ）は個々のロッド（６）の他方の（分岐側）端面、そして、（４）および（５）については図１〜２の場合と同じである。
【０００７】
本発明で特徴的なことは、集合体構造の形成上、自由度の高い光ファイバ素線束を採用し、該束の一方の端面を円形に集束した状態（図２）で、他方の端に向かって該素線束を独立した少なくとも２群に分岐させ、その際、個々の分岐側端面（３ｂ）も円形としたことに在る。
特に、集束側端面（３ａ）が円形であることは、本発明において極めて重要である。なぜなら、光ファイバ光源装置では、光源の出射部の形状は一般に円形であるため、円形の集束側端面（３ａ）が光源に対峙するとき、光源からの出射光が最も効率良く入射されるからである。さらに、この集束側端面（３ａ）を、既に述べた出射端面として利用する際にも、円形の照射スポットが形成され、使い勝手が改善される。
図３には、液体ファイバを装着して完成した光伝送媒体の具体例が示されている。ここでは、各分岐光ファイバ素線束（２Ａ）の端面に設けた液体ファイバ装着部（５）のそれぞれに液体ファイバ（７）を装着し他方、集束側端面（３ａ）に光源装置（図示せず）の出射部を対向設置する。  液体ファイバ（７）の装着にあたっては、上記の例の他に、集束側端面（３ａ）に装着部（５）を設けて、液体ファイバ（７）を装着することもある。もちろん、液体ファイバ（７）は、２分岐ファイバ束（１）の集束側端面（３ａ）と分岐側端得面（３ｂ）の両方に装着してもよいことは言うまでもない。また、図３の態様は、単一の光源からの出射光を、二等分された分岐光ファイバ素線束（２Ａ）を介して外径が同じ２本の液体ファイバ（７）に均等配分する、いわゆる均等分岐タイプであるが、この点は必要に応じて非均等分岐タイプにも適用してもよい。この場合には、光ファイバ素線束を、装着する液体ファイバの外径に合せて必要とする分割比に調整すればよい。２分岐ファイバ束（１）自体は、２本の光ファイバ素線束（図１の（２Ａ）に相当）を用意し、これらの一方の端部同士が単一の円形端面を形成するように集束するか、あるいは一方の端面が円形に集束された単独の光ファイバ素線束を用意し、その他方の端に向かって該素線束を独立した少なくとも２群に分岐することにより得られる。
本発明の好ましい態様においては、２分岐ファイバ束（１）の集束側端面（３ａ）および分岐側端面（３ｂ）近傍が熱融着や接着剤により集束される。この場合、熱融着は光ファイバ素線束を最密充填状態にもたらすので、接着剤による集束に比べて、端面外径がより小径化でき、しかも、これら端面近傍の耐熱性も向上する。この熱融着処理や接着剤処理は、必要に応じて２分岐ファイバ束全体に施してもよい。さらに、光ファイバ素線束を構成する素線群はランダム配列状態にあることが均一光化の面からより好ましい。ランダム配列化の手段としては、周知の機械あるいはハンドによるランダム編みなどが採用される。
このようなランダム配列化により、図３の分岐光ファイバ素線束（２Ａ）の分岐側端面（３ｂ）からの出射光はそれら端面全体で照度むらもなく均一光化されて液体ファイバ（７）に入射する。その結果、２本の液体ファイバ（７）からの出射光も照度むらがなくなり、均一光化される。これに対して、図４〜図５の従来の方法では、集束側では２本のガラスロッド（６）を単に隣接配置しているので、その集束側端面（３ａ）は２つの円形のロッド端面（６）を単に接合した断面形状となる。その結果、断面が円形の場合と比較して、最大外径が大きくなるとともに光源装置からの出射光を有効に取り込むことができず、入射効率が悪くなる。さらに、ロッド同士はランダム配列もできないので、均一光化に至っては望むべくもない。
本発明で用いる光ファイバ素線束は石英ファイバや多成分ガラスファイバが熱融着の点から好ましい。また、ランダム配列のし易さを考慮すると、細径の多成分ガラス等のガラスファイバがより好ましい。このときの素線外径は、出射光の均一化の精度、素線自体の強度および加工性の面から２０μｍ〜２３０μｍ、好ましくは３０μｍ〜２００μｍの範囲にあればよい。  また、光ファイバ素線束自体は、総本数にして１００本〜４６０００本の範囲で構成するのが好ましい。その際、該光ファイバ素線束は一般に５０ｍｍ〜２００ｍｍ程度の全長と５ｍｍ〜１０ｍｍの集束側端面（３ａ）径を有していればよい。
他方、液体ファイバは、中空筒状体と、該中空筒状体の中空部に封入ないしは充填される透明液体とから構成される。該中空筒状体の材質としては、ＦＥＰ、ポリエチレン、ポリスチレン等が、また該透明液体としては、リン酸水素ナトリウム水溶液や塩化カルシウムのような弱酸性水溶液等が用いられるが、その際、後者の屈折率が前者の材質の屈折率より高くなるように組み合わされる。このような液体ファイバの端面は、２分岐ファイバ束（１）の端面（３ａ）または（３ｂ）の円形端面にほぼ相似していればよい。また、その長さは５０ｍｍ〜２００ｍｍ範囲にあればよい。
なお、図では割愛したが、収納ケース（４）は分岐光ファイバ素線束（２Ａ）同士を互いに離間させるために、二股状の円筒体として供することが好ましい。その際、各円筒体の先端に形成される空間部は、図１に示すような装着部（５）を形成する。この収納ケース自体は、厚み０．５ｍｍ〜１．０ｍｍのアルミニウムまたはステンレス等の金属で形成すればよい。
【０００８】
以下に、本発明の光伝送媒体の具体例を図１〜図３の場合について示す。
先ず、素線径が５０μｍの多成分ガラス光ファイバ素線（２ａ）を１４８４０本束ねて両端面が円形で且つ外径が８ｍｍ、全長が１００ｍｍ光ファイバ素線束（分岐光ファイバ束（２Ａ）に相当）を２本用意した。これらの束の一方の端部同士を長さ５０ｍｍに亘って機械的にランダム編みして集束側端面（３ａ）が円形になるように集束して、該端面外径が１２ｍｍの２分岐ファイバ束（１）を得た。さらに、その集束側端面（３ａ）から１５ｍｍに亘る箇所、および分岐側端面（３ｂ）から１０ｍｍに亘る箇所を６００℃で３０分間熱融着処理してから、厚さ０．６ｍｍのステンレスからなる二股状の収納ケース（４）に収めた。次いで、分岐光ファイバ素線束（２Ａ）のそれぞれの分岐側端面（３ｂ）の液体ファイバ装着部（５）に液体ファイバ（７）を装着して、本発明の光伝送媒体を完成した。このとき、液体ファイバ（７）としては、長さが２０００ｍｍで、フッ素樹脂（ＦＥＰ）からなる中空筒状体に塩化カルシウム１０％水溶液を封入したものを用いた。
この結果、外径が同じ８ｍｍのロッド（６）を隣接配置した際の集束側端面（３ａ）の最大外径（図５に示す従来の方法）は１６ｍｍと太径であったものが、本発明により１２ｍｍに小径化できた。
さらに、この集束側端面（３ａ）に出射径が７ｍｍのハロゲンランプ（１００Ｗ）を対向設置したハロゲンランプを点灯して、液体ファイバ（７）のそれぞれの出射端での出射照度バラツキを照度計にて測定した所、その値は２．０％以内であって、十分に均一化光されていることも確認された。
なお、バラツキは、Ｒｍａｘ／Ｘａ＊１００％で示され、その際、Ｒｍａｘは照度分布における最大照度差、Ｘａはその平均値とする。
【０００９】
【発明の効果】
本発明によれば、集合体構造の形成上、自由度の高い光ファイバ素線束を一方の端面で集束した２またはそれ以上の分岐ファイバ束を採用することにより、集束側端面（３ａ）の小径化が実現され、しかもこのような分岐ファイバ束に液体ファイバが一体化されることと相俟って、より精度の高い均一光が得られるという顕著な効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で採用する２分岐ファイバ束の断面図である。
【図２】図１の矢印方向から観た正面図である。
【図３】図１〜図２に示した２分岐ファイバ束に液体ファイバ（７）を装着してなる光伝送媒体の斜視図である。
【図４】従来の２分岐コネクタの縦断面図である。
【図５】図４の矢印方向から観た正面図である。
【符号の説明】
１          片端２分岐の光ファイバ素線束（２分岐ファイバ束）
２ａ          光ファイバ素線
２Ａ      分岐光ファイバ素線束
３ａ      ２分岐ファイバ束（１）または分岐コネクタの集束側端面、
３ｂ      ２分岐ファイバ束（１）または分岐コネクタの分岐側端面
４          収納ケース
５            液体ファイバ装着部
６            ロッド
７            液体ファイバ
【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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