(57)【要約】      （修正有）【課題】  漏洩光の検出を容易にし、心線判別光の検出感度を向上させた光ファイバ心線光ファイバテープ心線及び光ファイバ心線の判別方法を提供する。【解決手段】  ＵＶ樹脂被覆の内層5と外層７を有する光ファイバ３の外層７に、その外層被覆材７と異なる屈折率を有する顔料微粒子７ａを添加して成る。光ファイバ３は曲げた際に漏洩光の結合損失を低減させることができる。すなわち、光ファイバ３を曲げることにより、光ファイバと空気層との境界面で、試験光を全反射させずに散乱させるようにする。また、この特性を利用して、光ファイバ３を曲げることにより、光ファイバ心線の判別光の検出感度を向上させる。【選択図】  図１
2005070332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバの被覆材に、当該被覆材と異なる屈折率を有する微粒子を添加したことを特徴とする光ファイバ心線。
【請求項２】
前記被覆材は、紫外線硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ心線。
【請求項３】
前記微粒子は、無機系顔料微粒子であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ心線。
【請求項４】
前記無機系顔料微粒子は、グンジョウ、ベンガラ、カーボンブラック、チタンホワイトから選択された少なくとも一種の材料であることを特徴とする請求項３記載の光ファイバ心線。
【請求項５】
前記微粒子は、有機系顔料微粒子であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ心線。
【請求項６】
前記有機系顔料微粒子は、アゾ系、トリフェニルメタン系、アントラキノン系、フタロシニアン系から選択された少なくとも一種の材料であることを特徴とする請求項５記載の光ファイバ心線。
【請求項７】
前記無機系顔料微粒子及び前記有機系顔料微粒子は、粒径が０．０１〜１０μｍであることを特徴とする請求項３乃至６のいずれか一項記載の光ファイバ心線。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか一項記載の光ファイバ心線を複数並列してテープ化したことを特徴とする光ファイバテープ心線。
【請求項９】
光ファイバの被覆材に、当該被覆材と異なる屈折率を有する顔料微粒子を添加したファイバ心線を曲げる曲げ工程と、
前記光ファイバ心線に心線判別用の光信号を入射させる光信号入射工程と、
前記光ファイバ心線の曲げ部から漏洩した前記心線判別用の光信号を検出する光信号検出工程と、
を備えたことを特徴とする光ファイバ心線の判別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ心線、光ファイバテープ心線及びこれらの判別方法に係り、特に光ファイバケーブルの建設・保守の際に個々の光ファイバ心線の判別を可能にした光ファイバ心線、光ファイバテープ心線及び光ファイバ心線の判別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
単心の光ファイバ心線１０１は、図８に示すように、コアとクラッドからなる石英ファイバ、すなわち光ファイバ（外径１２５μｍ）１０３上に、２層の紫外線硬化性樹脂（以下、ＵＶ樹脂と称する）（外径２５０μｍ）被覆層１０５の被覆を施す構造が一般的である。
【０００３】
一方、多心の光ファイバテープ心線１０７は、図９に示すように、図８の単心の光ファイバ心線１０１を必要本数（通常、２，４，８，１２，１６本）並列し、その上に一括してテープ化ＵＶ樹脂層１０９を被覆した構造が一般的である。
【０００４】
ところで、光ケーブル心線を敷設後、あるいは保守点検時には、複数本の光ケーブル心線が長手方向に直列に正しく接続されているか否かを確認する必要がある。そのため、局側から光ケーブル心線内の個々の光ファイバに試験光（通常２７０Ｈｚ，１ｋＨｚ，２ｋＨｚなどの変調光信号）を入射させ、地下ならばマンホールやハンドホールで、地上では電柱近傍で、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、心線対照器（ＩＤテスタ(Identification Tester)、心線識別器，心線判別器とも言う）１１１のクランプ凹部１１３とクランプ凸部１１５とで光ファイバ心線１０１を挟み込み、図１１に示すようにクランプ凸部１１５に形成された溝部１１５ａに沿って光ファイバ心線１０１を小さな曲げ半径（通常、曲げ半径３〜１０ｍｍ）とすることで、前述の試験光を漏洩光として受光部であるフォトダイオード１１７により検出することができ、個々の光ファイバ心線１０１の判別が可能である。
【０００５】
すなわち、光ケーブルの接続工事において、誤った光ファイバ心線を切断してしまうと、回線停止などの重大な事故が発生する。これを防止する手段として、上述したように切断しようとする光ファイバ心線１０１に局側から変調をかけた心線判別用の光信号を入射させ、ケーブルの接続箇所にて光ファイバ心線１０１に曲げを加えて漏れてきた心線判別用の光信号を、心線対照器１１１のフォトダイオード１１７にて検出することにより、光ファイバ心線の判別を行っている。
【０００６】
そして、従来の光ファイバ心線の探索と光パワーを測定可能な装置としては、例えば特許文献１に開示されたものがある。この光パワー測定装置は、先端部に光電変換器を保持した光電変換器挿入部を備えた本体部と、光電変換器挿入部が嵌入可能に形成され、光ファイバを挟持する心線探索用ヘッドと、光電変換器挿入部が嵌入可能に形成され、特定した光ファイバを接続可能な光パワー測定用ヘッドとを備えたものである。
【特許文献１】特開平１１−２２３５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図８に示すような従来構造の光ファイバ心線１０１及び図９に示す光ファイバテープ心線１０７の場合には、図１２に示すように光ファイバ被覆のＵＶ樹脂被覆層１０５と空隙との境界面において試験光の大半は全反射し、検出限界の微弱な漏洩光しか検出されない。よって、当該光ファイバか否か誤判断の原因となる。
【０００８】
すなわち、心線判別用の光信号を検出する検出器においては、光ファイバ心線と上記受光部との間にエアギャップ（空気層）が生じる。屈折率は光ファイバの被覆材に比べて空気の方が低いため、曲がりによって光ファイバから漏れた漏洩光が被覆材と空気層との界面で反射を起こし、検出器で検出される光強度が低くなり、検出することができないという不具合がある。
【０００９】
図１３に示すように、スネルの法則に従えば、物質１（屈折率Ｎ１）と物質２（屈折率Ｎ２）との境界面に垂直な法線に対して、漏洩光（図１３では透過光）として検出するためには、上記物質１からの入射光の入射角が臨界角Ｔｃより小さくなければならない。さもなければ、入射光は全反射して上記物質１に戻ることになる。より多くの漏洩光を検出するには、光ファイバの曲げ半径を小さくすれば良い反面、曲げ半径が小さいほど、光ファイバ破断の危険性が大となる。
【００１０】
具体例として、物質１がＵＶ樹脂として、Ｎ１＝１．５、物質２が空隙とすると、Ｎ２＝１なので、スネルの式から、臨界角Ｔｃ＝０．７３［rad］あるいは４２［°］となる。
【００１１】
すなわち、スネルの法則によれば、入射角をθ１、透過角をθ２とすると、
［数１］
Ｎ１×ｓｉｎ（θ１）＝Ｎ２×ｓｉｎ（θ２）
入射角が全反射を生じる臨界角Ｔｃの時、上式でθ２＝π／２であるから、
［数２］
Ｎ１×ｓｉｎ（Ｔｃ）＝Ｎ２×ｓｉｎ（π／２）
［数３］
Ｔｃ＝ｓｉｎ−１（Ｎ２／Ｎ１）
ここで、物質１がＵＶ樹脂で、Ｎ１＝１．５、物質２が空気層でＮ２＝１とすると、臨界角Ｔｃ＝０．７３［rad］あるいは４２［°］となる。
【００１２】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、漏洩光の検出を容易にし、心線判別光の検出感度を向上させた光ファイバ心線、光ファイバテープ心線及び光ファイバ心線の判別方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、光ファイバの被覆材に、当該被覆材と異なる屈折率を有する微粒子を添加したことを要旨とする。
【００１４】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、前記被覆材は、紫外線硬化性樹脂であることを要旨とする。
【００１５】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するため、前記微粒子は、無機系顔料微粒子であることを要旨とする。
【００１６】
請求項４記載の発明は、上記課題を解決するため、前記無機系顔料微粒子は、グンジョウ、ベンガラ、カーボンブラック、チタンホワイトから選択された少なくとも一種の材料であることを要旨とする。
【００１７】
請求項５記載の発明は、上記課題を解決するため、前記微粒子は、有機系顔料微粒子であることを要旨とする。
【００１８】
請求項６記載の発明は、上記課題を解決するため、前記有機系顔料微粒子は、アゾ系、トリフェニルメタン系、アントラキノン系、フタロシニアン系から選択された少なくとも一種の材料であることを要旨とする。
【００１９】
請求項７記載の発明は、上記課題を解決するため、前記無機系顔料微粒子及び前記有機系顔料微粒子は、粒径が０．０１〜１０μｍであることを要旨とする。
【００２０】
請求項８記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項１乃至６のいずれか一項記載の光ファイバ心線を複数並列してテープ化したことを要旨とする。
【００２１】
請求項９記載の発明は、上記課題を解決するため、光ファイバの被覆材に、当該被覆材と異なる屈折率を有する顔料微粒子を添加したファイバ心線を曲げる曲げ工程と、前記光ファイバ心線に心線判別用の光信号を入射させる光信号入射工程と、前記光ファイバ心線の曲げ部から漏洩した前記心線判別用の光信号を検出する光信号検出工程と、を備えたことを要旨とする。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１記載の本発明によれば、光ファイバの被覆材に、その被覆材と異なる屈折率を有する微粒子を添加するようにしたので、被覆材内で光ファイバの曲げ部から漏れてくる漏洩光を散乱させ、被覆材と空気層との界面における入射角を変化させ、反射減衰を低減させることにより、心線判別光の検出感度を向上させることができる。
【００２３】
請求項２記載の本発明によれば、被覆材を紫外線硬化性樹脂としたので、短時間で硬化し、耐環境性を高めることができる。
【００２４】
請求項３記載の本発明によれば、微粒子を無機系顔料微粒子としたので、光ファイバ心線の曲がりによる漏洩光の結合損失を低減させることができる。
【００２５】
請求項４記載の本発明によれば、無機系顔料微粒子は、グンジョウ、ベンガラ、カーボンブラック、チタンホワイトから選択された少なくとも一種の材料であるので、請求項３と同様に光ファイバ心線の曲がりによる漏洩光の結合損失を低減させることができる。
【００２６】
請求項５記載の本発明によれば、微粒子を有機系顔料微粒子としたので、請求項３と同様に光ファイバ心線の曲がりによる漏洩光の結合損失を低減させることができる。
【００２７】
請求項６記載の本発明によれば、有機系顔料微粒子は、アゾ系、トリフェニルメタン系、アントラキノン系、フタロシニアン系から選択された少なくとも一種の材料であるので、請求項３と同様に光ファイバ心線の曲がりによる漏洩光の結合損失を低減させることができる。
【００２８】
請求項７記載の本発明によれば、無機系顔料微粒子及び有機系顔料微粒子は、粒径が０．０１〜１０μｍであるので、被覆材に対する無機系顔料微粒子及び有機系顔料微粒子の分散性を向上させることができる。
【００２９】
請求項８記載の本発明によれば、請求項１乃至６のいずれか一項記載の光ファイバ心線を複数並列してテープ化したことにより、複数の光ファイバ心線における心線判別光の検出感度を向上させることができる。
【００３０】
請求項９記載の本発明によれば、光ファイバの被覆材に、その被覆材と異なる屈折率を有する微粒子を添加したファイバ心線を曲げ、光ファイバ心線に心線判別用の光信号を入射させ、光ファイバ心線の曲げ部から漏洩した心線判別用の光信号を検出することにより、光ファイバ心線の判別を確実かつ容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００３２】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態における光ファイバ心線を示す断面図である。
【００３３】
図１に示すように、本実施の形態の光ファイバ心線１は、コア及びクラッドからなる光ファイバ３と、この光ファイバ３の外周に設けられたＵＶ樹脂被覆層５と、このＵＶ樹脂被覆層５の外周に被覆され、ＵＶ樹脂と異なる屈折率を有する微粒子として顔料微粒子７ａを添加して分散させた被覆材としてのＵＶ樹脂層７とを備えて構成されている。
【００３４】
このＵＶ樹脂層７に添加された顔料微粒子７ａは、ＵＶ樹脂と異なる屈折率を有し、かつ粒径が０．０１〜１０μｍの無機系顔料微粒子あるいは有機系顔料微粒子であって、無機系顔料微粒子としてはグンジョウ、ベンガラ、カーボンブラック、チタンホワイトから選択された少なくとも一種の材料が挙げられる一方、有機系顔料微粒子としてはアゾ系、トリフェニルメタン系、アントラキノン系、フタロシニアン系から選択された少なくとも一種の材料が挙げられる。なお、無機系顔料微粒子あるいは有機系顔料微粒子の粒径が０．０１〜１０μｍの範囲を逸脱すると、被覆材であるＵＶ樹脂に対する微粒子の分散性を低下させることになる。
【００３５】
図２（ａ），（ｂ）は、本実施の形態における光ファイバ心線の曲がりによる漏洩光の結合損失を測定する測定系を示す構成図であり、図２（ａ）は光ファイバ心線１が直線状態であることを示し、図２（ｂ）は光ファイバ心線が曲げられ、漏洩光検出状態を示している。
【００３６】
図３は、本実施の形態において光ファイバ心線が曲げられ、漏洩光検出状態を示す説明図である。
【００３７】
図４は、本実施の形態における光ファイバ心線の判別方法を示す工程図である。
【００３８】
図５は、図２（ａ），（ｂ）の測定系による結合損失の測定結果を示す説明図である。
【００３９】
なお、図２（ａ），（ｂ）において使用される光ファイバ心線は、ＪＩＳ  Ｃ  ６８３５に規定されるＳＳＭＡ−９．５／１２５に適合する光ファイバにＵＶ樹脂を被覆して外径約２５０μｍとしたものである。
【００４０】
図２（ａ），（ｂ）及び図３に示すように、心線対照器９のクランプ凹部１１とクランプ凸部１３とで光ファイバ心線１を挟み込み、光ファイバ心線１を小さな曲げ半径（通常、曲げ半径３〜１０ｍｍ）とする（図４のステップＰ１）。
【００４１】
次いで、安定化光源１５から心線判別用の光信号である波長１．５５μｍの試験光（光信号）を入射させ、この試験光を光減衰器１７により減衰させて光ファイバ心線１に入射させる（図４のステップＰ２）。
【００４２】
さらに、光ファイバ心線１の曲げ部から漏洩した漏洩光（検出光）をフォトダイオード１９により検出する（図４のステップＰ３）。このように光ファイバ心線１に曲げを加えて漏れてきた漏洩光を心線対照器９のフォトダイオード１９によって検出することにより、光ファイバ心線１を判別することができる。したがって、ＵＶ樹脂層７と空隙との境界面で、試験光を全反射させず、むしろ散乱させることで、フォトダイオード１９での漏洩光の検出を容易にすることができる。
【００４３】
ところで、結合損失はＰｏ−Ｐｃ（ｄＢ）で表される。ここで、Ｐｏは光ファイバ心線１を直線にした時の図２（ａ），（ｂ）に示す光パワーメータ２１の値（ｄＢｍ）、Ｐｃは光ファイバ心線１の曲げ部からの漏洩光をフォトダイオード１９で測定した光パワーの値（ｄＢｍ）である。
【００４４】
結合損失の測定結果は、図５に示すように黒色の顔料微粒子を添加したＵＶ樹脂の場合、一部の試験光を散乱するものの、ほとんどの場合は吸収してしまうので、他の色より結果は悪い。しかし、黒色以外の色の場合では、結合損失は１９〜２３ｄＢであり、顔料微粒子が添加されていない従来型のＵＶ樹脂のみの場合の結合損失４５ｄＢに比べて、結合損失が２０ｄＢ以上改善されたことが判る。
【００４５】
このことから、本実施の形態における光ファイバ心線１によれば、光ファイバ３のＵＶ樹脂層７に、そのＵＶ樹脂と異なる屈折率を有する顔料微粒子７ａを添加するようにしたので、ＵＶ樹脂層７内で光ファイバ３の曲げ部から漏れてくる漏洩光を散乱させ、ＵＶ樹脂層７と空気層との界面における入射角を変化させ、反射減衰を低減させることにより、心線判別光の検出感度を向上させることができる。そして、顔料微粒子７ａにより個々の光ファイバ心線１の目視による判別が可能となる。
【００４６】
また、本実施の形態における光ファイバ心線１によれば、顔料微粒子７ａを添加した被覆材をＵＶ樹脂としたので、短時間で硬化し、耐環境性を高めることができる。
【００４７】
さらに、本実施の形態における光ファイバ心線１によれば、顔料微粒子７ａを無機系顔料微粒子あるいは有機系顔料微粒子としたので、光ファイバ心線の曲がりによる漏洩光の結合損失を低減させることができる。そして、無機系顔料微粒子及び有機系顔料微粒子は、粒径が０．０１〜１０μｍであるので、ＵＶ樹脂層７に対する無機系顔料微粒子及び有機系顔料微粒子の分散性を向上させることができる。
【００４８】
また、無機系顔料微粒子は、グンジョウ、ベンガラ、カーボンブラック、チタンホワイトから選択された少なくとも一種の材料とする一方、有機系顔料微粒子としてはアゾ系、トリフェニルメタン系、アントラキノン系、フタロシニアン系から選択された少なくとも一種の材料としたので、光ファイバ心線の曲がりによる漏洩光の結合損失を低減させることができる。
【００４９】
さらに、本実施の形態における光ファイバ心線１の判別方法によれば、光ファイバ３のＵＶ樹脂層７に、そのＵＶ樹脂と異なる屈折率を有する顔料微粒子７ａを添加したファイバ心線１の接続箇所にて曲げを加え、光ファイバ心線１に心線判別用の試験光を入射させ、光ファイバ心線１の曲げ部から漏洩した心線判別用の試験光を検出光として検出することにより、光ファイバ心線１の判別を確実かつ容易に行うことができる。
【００５０】
（第２の実施の形態）
図６は、本発明の第２の実施の形態における光ファイバテープ心線を示す断面図である。なお、前記第１の実施の形態と同一の部分には、同一の符号を付して異なる構成のみを説明する。
【００５１】
本実施の形態は、図６に示すように図１の光ファイバ心線１を４本並列し、その上に一括してＵＶ樹脂層２３を被覆して４心の光ファイバテープ心線２５に形成したものである。
【００５２】
このように光ファイバテープ心線２５は、顔料微粒子７ａを添加したＵＶ樹脂層７が設けられた光ファイバ心線１を４心備えたことから、図７に示すように結合損失が２０〜２４ｄＢであり、顔料微粒子が添加されていない従来型のＵＶ樹脂のみの場合の４２ｄＢに比べて、結合損失が約２０ｄＢ改善されたことが判る。
【００５３】
したがって、光ファイバテープ心線２５は、各光ファイバ心線１を上記のように構成したことにより、前記第１の実施の形態と同様に、複数の光ファイバ心線１における心線判別光の検出感度を向上させることができるとともに、顔料微粒子により個々の光ファイバ心線１の目視による判別が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１の実施の形態における光ファイバ心線を示す断面図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、本実施の形態における光ファイバ心線の曲がりによる漏洩光の結合損失を測定する測定系を示す構成図である。
【図３】本実施の形態において光ファイバ心線が曲げられ、漏洩光検出状態を示す説明図である。
【図４】本実施の形態における光ファイバ心線の判別方法を示す工程図である。
【図５】本実施の形態の結合損失の測定結果を示す説明図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における光ファイバテープ心線を示す断面図である。
【図７】第２の実施の形態における結合損失の測定結果を示す説明図である。
【図８】従来の光ファイバ心線を示す断面図である。
【図９】従来の光ファイバテープ心線を示す断面図である。
【図１０】（ａ），（ｂ）は心線対照器を示す説明図である。
【図１１】図１０の心線対照器のクランプ凸部を示す拡大図である。
【図１２】図８の光ファイバ心線で光ファイバ被覆のＵＶ樹脂と空隙との境界面を示す説明図である。
【図１３】透過光を検出するための原理を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１    光ファイバ心線
３    光ファイバ
５    ＵＶ樹脂被覆層
７    ＵＶ樹脂層
７ａ    顔料微粒子
９    心線対照器
１１    クランプ凹部
１３    クランプ凸部
１５    安定化光源
１７    光減衰器
１９    フォトダイオード
２１    光パワーメータ
２３    ＵＶ樹脂層
２５    光ファイバテープ心線
【図１】
2005070332.tif 000003
【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】
2005070332.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2005070332.tif 000013
【図１２】
2005070332.tif 000014
【図１３】
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