(57)【要約】【課題】光ファイバに縦続接続された複数の光分岐部から均一な光量で外部へ光を分岐する。【解決手段】光を分岐するｎ（ｎは、正整数）個の光分岐部が光ファイバに縦続接続された光ガイドの分岐比を系統的に設定する。該光ガイドの一端から他端に向けてｋ番目（ｋはｎ以下の正整数）の光分岐部は、該光分岐部から外部へ出力される出力光と、該光分岐部からさらに該光ファイバを伝搬する伝搬光と、の分岐比が略１：（ｎ−ｋ＋１）に設定される。これにより、該一端に出射される光量Ａの光があるとき、各光分岐部から光量がＡ／ｎの光を出力することができる。【選択図】図１ 
2005241893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を分岐するｎ個（ｎは、正整数）の光分岐部が光ファイバで縦続接続された光ガイドであって、
該光ガイドの一端から他端に向けてｋ番目（ｋはｎ以下の正整数）の光分岐部は、該光ガイドの一端から入射された光に対して、該光分岐部から外部へ出力される出力光と、該光分岐部からさらに該光ファイバを伝搬する伝搬光と、の分岐比が略１：（ｎ−ｋ＋１）に設定されていることを特徴とする光ガイド。
【請求項２】
１本の光ファイバと、
複数の請求項１に記載した前記光ガイドと、
を備える光マルチガイドであって、
該１本の光ファイバの一端に前記光ガイドの各々の前記一端が接続されている光マルチガイド。
【請求項３】
請求項１に記載した前記光ガイドと、
前記光ガイドの前記一端に、可視光を出射する可視光源と、を備える光ガイドシステム。
【請求項４】
請求項２に記載した前記光マルチガイドと、
前記光マルチガイドの前記１本の光ファイバの他端に、可視光を出射する可視光源と、
を備える光ガイドシステム。
【請求項５】
請求項３又は４において、
前記可視光源が可視光を出射する複数の光源素子と、
該複数の光源素子からの可視光を選択的又は同時に出射する光合成器と、を含むことを特徴とする光ガイドシステム。
【請求項６】
請求項３、４又は５において、少なくとも前記可視光源から出射する光の強度又は出射時間が可変できることを特徴とする光ガイドシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光分岐部が縦続接続された光ガイド及び光ガイドシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通行行路の表示のような光源を複数接続した光ガイドでは、電気ケーブルに電球を縦続接続したものが用いられていた。電気ケーブルは金属性であるため重量が大きい。また光源が多数備わっており、それぞれに故障が生じると全体としての信頼度は低いものであった。
【０００３】
一方で、光を伝搬することのできる手段として光ファイバが多用されている。光ファイバは、光を低損失で導くことができ、かつ金属ケーブルよりも軽い等の特徴がある。さらに１本の光ファイバから光を分岐すれば、光源を削減できるため全体の信頼度が向上する。しかし、これまでの光ファイバを利用した光ガイドでは、スターカプラーやスプリッタを用いて、一箇所で複数の光ファイバへ分岐するものに限られていた。このため、複数箇所で光を出力する光ガイドを光ファイバで提供するためには多数の光ファイバを必要としていた。例えば、光ファイバからの光を複数箇所で出力する利用方法として、道路標示板を照射する道路表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし従来同様に、道路標示板を照射する出力箇所の数と同数の光ファイバが光ファイバに光を供給する光源に直接接続される。このため、出力箇所を増やしたい場合は使用する光ファイバの本数が出力箇所の数に比例して増えることとなっていた。また、視認性を高めるためには発光色や発光形態にバリエーションがあることが望ましい。しかしこれらのバリエーションを可能にするためには光路が複雑になる上、制御が困難だった。
【０００４】
光分岐部を光ファイバで縦続接続すれば、光源から１本の光ファイバで光を供給可能になる。また、通行行路の表示のような縦続接続が必要とされる用途では、各光分岐部から出力する光量が等しいことが望ましい。しかし光分岐部の分岐比がすべて同一であれば、光分岐部で分岐される度に光ファイバを伝搬する光量は減少する。このため光ファイバから出力される光量は次第に少なくなり、光ガイドの遠端では出力光量が大きく減少する。
【特許文献１】特開平９−１４７６０８号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光ファイバに縦続接続された複数の光分岐部から均一な光量で外部へ光を分岐することが可能な光ガイド、光マルチガイド及び光ガイドシステムの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る光ガイドは、分岐比が系統的に設定された光分岐部を光ファイバで縦続に接続する。該光ファイバを伝搬する光は、系統的に設定された分岐比により一定光量ずつ外部へ分岐されながら該光ファイバを伝搬する。
【０００７】
具体的には、本発明に係る光ガイドは、光を分岐するｎ（ｎは、正整数）個の光分岐部が光ファイバに縦続接続された光ガイドであって、該光ガイドの一端から他端に向けてｋ番目（ｋはｎ以下の正整数）の光分岐部は、該光ガイドの一端から入射された光に対して、該光分岐部から外部へ出力される出力光と、該光分岐部からさらに該光ファイバを伝搬する伝搬光と、の分岐比が略１：（ｎ−ｋ＋１）に設定されていることを特徴とする。光ガイド内での光の損失がないとき、該ｋ番目の外部への分岐割合は１／（ｎ−ｋ＋２）となる。すなわち、該光分岐部の外部への分岐割合は、該光ガイドの一端から順に１／（ｎ＋１）、１／ｎ、１／（ｎ−１）・・・、１／２、と設定される。このように光分岐部の分岐比を設定することによって、該一端から他端に向けて１番目の光分岐部に入射する光量をＡとしたとき、１〜ｎ番目の光分岐部からＡ／ｎの光量を外部に分岐することができる。したがって、光ファイバに縦続接続された複数の光分岐部から均一な光量で外部へ光を分岐する光ガイドの提供が可能となる。
【０００８】
本発明に係る光マルチガイドは、１本の光ファイバと、複数の前記光ガイドと、を備える光マルチガイドであって、該１本の光ファイバの一端に前記光ガイドの各々の前記一端が接続されている。該１本の光ファイバに接続された光ガイドに備わる光分岐部がｎ個（ｎは、正整数）のとき、該光ガイドの一端から他端に向けてｋ番目（ｋはｎ以下の正整数）の光分岐部は、該光ガイドの一端から入射された光に対して、該光分岐部から外部へ出力される出力光と、該光分岐部からさらに該光ファイバを伝搬する伝搬光と、の分岐比が略１：（ｎ−ｋ＋１）に設定される。各光ガイド内での光の損失がないとき、該ｋ番目の外部への分岐割合は１／（ｎ−ｋ＋２）となる。すなわち、該光分岐部の外部への分岐割合は、該光ガイドの一端から順に、１／（ｎ＋１）、１／ｎ、１／（ｎ−１）・・・、１／２、と設定される。
【０００９】
このような構成にすることによって、該１本の光ファイバの該一端から他端に向けて伝搬する光があるとき、その光を各光ガイドに備わる各光分岐部で均一な光量で外部に分岐することができる。これにより、複数の光ガイドへ１の光源で光を供給可能であり、かつ各光ガイドに接続された各光分岐部から均一な光量で外部へ光を分岐する光マルチガイドの提供が可能となる。
【００１０】
本発明に係る光ガイドシステムは、前記光ガイドと、前記光ガイドの前記一端に、可視光を出射する可視光源と、を備える。光ガイドに可視光源が備わることで、均一な光量の可視光を各光分岐部から出力することができる。これにより、１の可視光源で複数の可視光源を有することと同等となる。したがって、光ファイバに縦続接続された複数の光分岐部から均一な光量で外部へ可視光を出力する光ガイドシステムの提供が可能となる。なお、可視光源は、可視光とともに赤外光や紫外光を同時に出射するものであってもよい。本願においては、以下も同様である。
【００１１】
本発明に係る他の光ガイドシステムは、前記光マルチガイドと、前記光マルチガイドの前記１本の光ファイバの他端に、可視光を出射する可視光源と、を備える光ガイドシステムである。光マルチガイドに可視光源が備わることで、可視光を複数の光ガイドに分配することができる。したがって、１の可視光源で多くの光ガイドへ可視光を供給可能であり、かつ各光ガイドに接続された各光分岐部から均一な光量で外部へ光を出力する光ガイドシステムの提供が可能となる。
【００１２】
光ガイドシステムが備える可視光源は、可視光を出射する複数の光源素子と、該複数の光源素子からの可視光を選択的又は同時に出射する光合成器を含むことでもよい。該可視光源は、光合成器で光源素子からの可視光を選択又は合成して出射する。該可視光源は、光合成器で選択又は合成した可視光を前記光ガイドの前記一端に出射する。又、該可視光源は、光合成器で選択又は合成した可視光を前記光マルチガイドの前記１本の光ファイバの前記一端に出射する。
【００１３】
該可視光源が複数の光源素子と光合成器とを含むことによって、光ガイドの各光分岐部から複数色の可視光を出射することができる。これにより、単色だけでなく複数色の可視光を光ファイバに縦続接続された複数の光分岐部から均一な光量で外部へ光を出力する光ガイドシステムの提供が可能となる。
【００１４】
光ガイドシステムが備える可視光源は、出射する光の強度及び出射時間が可変できるものでもよい。該可視光源は、前記光ガイドの前記一端又は前記光マルチガイドの前記１本の光ファイバの前記一端に出射する。このような可視光源を備えることで、点滅及び強度変化させた可視光を光ファイバに縦続接続された複数の光分岐部から均一な光量で外部へ光を出力する光ガイドシステムの提供が可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、光ファイバに縦続接続された光分岐部の分岐比を系統的に設定することにより、各光分岐部から均一な光量で外部へ光を分岐することが可能な光ガイド、光マルチガイド及び光ガイドシステムの提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。
光ガイドの一例を図１に示す。図１は５個の光分岐部が光ファイバに縦続接続された光ガイドの構成を説明する図である。図１に示す光ガイド８１は、光ファイバ２１と、光ファイバ２１に縦続接続された５個の光分岐部５１、５２、５３、５４及び５５と、を備える。各光分岐部は、光ガイド８１の一端１１から光ガイド８１の他端１２に向けて、光分岐部５１、５２、５３、５４、５５の順に接続される。
【００１７】
図１に示した光ガイド８１の動作について図２を参照して説明する。図２は、図１に示した光ガイド８１を伝搬する光が各光分岐部で分岐される様子を説明した図である。光ガイド８１の一端１１から光が入射される。光ガイド８１の一端１１から入射された光は光ファイバ２１を光分岐部５１に向かって伝搬する。光ファイバ２１を光分岐部５１に向かって伝搬した光は光分岐部５１に入射される。光分岐部５１に入射された光は、出力光５１ａと伝搬光５１ｂとに分岐され、出力光５１ａは外部へと導かれ、伝搬光５１ｂは光ファイバ２１を光分岐部５２に向かって伝搬する。光分岐部５２に入射された伝搬光５１ｂは、出力光５２ａと伝搬光５２ｂとに分岐され、出力光５２ａは外部へ導かれ、伝搬光５２ｂは光ファイバ２１を光分岐部５３に向かって伝搬する。光分岐部５３に入射された伝搬光５２ｂは、出力光５３ａと伝搬光５３ｂとに分岐され、出力光５３ａは外部へ導かれ、伝搬光５３ｂは光ファイバ２１を光分岐部５４に向かって伝搬する。光分岐部５４に入射された伝搬光５３ｂは、出力光５４ａと伝搬光５４ｂとに分岐され、出力光５４ａは外部へ導かれ、伝搬光５４ｂは光ファイバ２１を光分岐部５５に向かって伝搬する。光分岐部５５に入射された伝搬光５４ｂは、出力光５５ａと伝搬光５５ｂとに分岐され、出力光５５ａは外部へ導かれ、伝搬光５５ｂは光ファイバ２１を光ガイド８１の他端１２に向かって伝搬する。
【００１８】
前述したように、光ガイド８１は、一端１１から光分岐部５１、５２、５３、５４、５５の順に接続されている。光ガイドの一端から他端に向けてｋ番目（ｋはｎ以下の正整数）の光分岐部は、該光ガイドの一端から入射された光に対して、該光分岐部から外部へ出力される出力光と、該光分岐部からさらに該光ファイバを伝搬する伝搬光と、の分岐比が略１：（ｎ−ｋ＋１）に設定されている。光ガイド内での光の損失がないとき、ｋ番目の光分岐部の外部への分岐割合は１／（ｎ−ｋ＋２）となる。ただし、ｎは正整数であり、ｋはｎ以下の正整数である。
【００１９】
図２の例では、光ガイド８１に縦続接続されている光分岐部は５個であるのでｎ＝５である。したがって、光分岐部５１、５２、５３、５４、５５の各光分岐部の外部への分岐割合は、それぞれ、１／６、１／５、１／４、１／３、１／２である。この光ガイド８１の一端１１に光量Ａの光が入射すると、光分岐部５１の外部への分岐割合は１／６であることから出力光５１ａの光量はＡ×（１／６）＝Ａ／６となり、伝搬光５１ｂの光量はＡ×（５／６）＝５Ａ／６となる。同様にして、出力光５２ａの光量は（５Ａ／６）×（１／５）＝Ａ／６、伝搬光５２ｂの光量は４Ａ／６、出力光５３ａの光量は（４Ａ／６）×（１／４）＝Ａ／６、伝搬光５３ｂの光量は３Ａ／６、出力光５４ａの光量は（３Ａ／６）×（１／３）＝Ａ／６、伝搬光５４ｂの光量は２Ａ／６、出力光５５ａの光量は（２Ａ／６）Ａ×（１／２）＝Ａ／６、伝搬光５５ｂの光量はＡ／６となる。このように、各光分岐部から外部へ出力する出力光の光量は全て等しくＡ／６となる。
【００２０】
各光分岐部での接続損失や光ファイバでの伝搬損失などにより、光ガイドを伝搬する伝搬光の光量は低下する。この伝搬光の光量の低下を補正するために、各光分岐部の分岐比を調整してもよい。また外部へ出力する方向は一方向でなくてよい。光分岐部を複数の出力光に分岐する構成としてもよい。この場合は、該複数の出力光の和と、伝搬光と、の分岐比を略１：（ｎ−ｋ＋１）に設定すればよい。
【００２１】
さらに、光分岐部の個数は追加が可能であってもよい。光ガイド８１の一端１１に出力光と伝搬光との分岐比が略１：（ｎ−ｋ＋２）に設定された光分岐部を追加することで、追加した光分岐部からも光ガイド８１の各光分岐部から外部へ分岐される光量と同一の光量で外部へ光を分岐することができる。なお、追加する光分岐部の個数は何個でもよい。光分岐部の個数を追加可能にすることによって、任意の長さの光ガイドを提供することが可能になる。
【００２２】
また、光分岐部の個数は減らすことが可能であってもよい。光ガイド８１の一端１１又は他端１２から最も近くに配置される光分岐部を取り外す。どちらを取り外しても、光ガイド８１に備わる各光分岐部から均一な光量で外部へ光を分岐することができる。なお、減らす光分岐部の個数は何個でもよい。光分岐部の個数が減らせることによって、任意の長さの光ガイドを提供することが可能になる。
【００２３】
ここでは、ｎ＝５の例を示したが、ｎは５に限らず、正整数であればよい。以上述べたように、ｎ（ｎは、正整数）個の光分岐部を光ファイバに縦続接続し、光ガイドの一端から他端に向けてｋ番目（ｋはｎ以下の正整数）の光分岐部は、該光ガイドの一端から入射された光に対して、該光分岐部から外部へ出力される出力光と、該光分岐部からさらに該光ファイバを伝搬する伝搬光と、の分岐比が略１：（ｎ−ｋ＋１）に設定されていることで、各光分岐部から均一な光量で外部へ光を分岐することができる。
【００２４】
光マルチガイドの一例を図３に示す。図３は１本の光ファイバと、２個の光ガイドと、を備える光マルチガイドの構成を説明する図である。図３に示す光マルチガイド８５は、１本の光ファイバ２３と光ガイド８１と光ガイド８２とを備える。光ガイド８１は、光ファイバ２１と、光ファイバ２１に縦続接続された光分岐部５１、５２、５３、５４及び５５と、を備える。光ガイド８２は、光ファイバ２２と、光ファイバ２２に縦続接続された光分岐部６１、６２、６３、６４及び６５と、を備える。
【００２５】
光ファイバ２３の一端１６は、光ガイド８１の一端１１及び光ガイド８２の一端１３と接続される。光ガイド８１に備わる各光分岐部は、光ガイド８１の一端１１から、光分岐部５１、５２、５３、５４、５５の順に光ファイバ２１で縦続接続される。光ガイド８２に備わる各光分岐部は、光ガイド８２の一端１３から、光分岐部６１、６２、６３、６４、６５の順に光ファイバ２２で縦続接続される。
【００２６】
図３に示した光マルチガイド８５の動作について図４を参照して説明する。図４は、図３に示した光マルチガイド８５を伝搬する光が各光分岐部で分岐される様子を説明した図である。光ファイバ２３の他端１５から光ファイバ２３に光が入射される。光ファイバ２３に入射された光は、光ファイバ２３の一端１６で光ガイド８１及び８２に分岐される。
【００２７】
光ガイド８１に入射された光は光ファイバ２１を光分岐部５１に向かって伝搬する。光分岐部５１に入射された光は、出力光５１ａと伝搬光５１ｂとに分岐され、出力光５１ａは外部へと導かれ、伝搬光５１ｂは光ファイバ２１を光分岐部５２に向かって伝搬する。光分岐部５２に入射された伝搬光５１ｂは、出力光５２ａと伝搬光５２ｂとに分岐され、出力光５２ａは外部へ導かれ、伝搬光５２ｂは光ファイバ２１を光分岐部５３に向かって伝搬する。光分岐部５３に入射された伝搬光５２ｂは、出力光５３ａと伝搬光５３ｂとに分岐され、出力光５３ａは外部へ導かれ、伝搬光５３ｂは光ファイバ２１を光分岐部５４に向かって伝搬する。光分岐部５４に入射された伝搬光５３ｂは、出力光５４ａと伝搬光５４ｂとに分岐され、出力光５４ａは外部へ導かれ、伝搬光５４ｂは光ファイバ２１を光分岐部５５に向かって伝搬する。光分岐部５５に入射された伝搬光５４ｂは、出力光５５ａと伝搬光５５ｂとに分岐され、出力光５５ａは外部へ導かれ、伝搬光５５ｂは光ファイバ２１を光ガイド８１の他端１２に向かって伝搬する。
【００２８】
光ガイド８２に入射された光は光ファイバ２２を光分岐部６１に向かって伝搬する。光分岐部６１に入射された光は、出力光６１ａと伝搬光６１ｂとに分岐され、出力光６１ａは外部へと導かれ、伝搬光６１ｂは光ファイバ２２を光分岐部６２に向かって伝搬する。光分岐部６２に入射された伝搬光６１ｂは、出力光６２ａと伝搬光６２ｂとに分岐され、出力光６２ａは外部へ導かれ、伝搬光６２ｂは光ファイバ２２を光分岐部６３に向かって伝搬する。光分岐部６３に入射された伝搬光６２ｂは、出力光６３ａと伝搬光６３ｂとに分岐され、出力光６３ａは外部へ導かれ、伝搬光６３ｂは光ファイバ２２を光分岐部６４に向かって伝搬する。光分岐部６４に入射された伝搬光６３ｂは、出力光６４ａと伝搬光６４ｂとに分岐され、出力光６４ａは外部へ導かれ、伝搬光６４ｂは光ファイバ２２を光分岐部６５に向かって伝搬する。光分岐部６５に入射された伝搬光６４ｂは、出力光６５ａと伝搬光６５ｂとに分岐され、出力光６５ａは外部へ導かれ、伝搬光６５ｂは光ファイバ２２を光ガイド８２の他端１４に向かって伝搬する。
【００２９】
前述したように、光マルチガイド８５は、光ガイド８１の一端１１から光分岐部５１、５２、５３、５４、５５の順に５個の光分岐部が接続されている。また光ガイド８２の一端１３から光分岐部６１、６２、６３、６４、６５の順に５個の光分岐部が接続されている。各光分岐部の分岐比は、光ガイドにｎ個の光分岐部があるとき、光ガイド８１、８２の一端から他端に向けてｋ番目（ｋはｎ以下の正整数）の光分岐部は、該光ガイドの一端から入射された光に対して、該光分岐部から外部へ出力される出力光と、該光分岐部からさらに該光ファイバを伝搬する伝搬光と、の分岐比が略１：（ｎ−ｋ＋１）に設定される。ただし、ｎは正整数であり、ｋはｎ以下の正整数である。各光ガイド内での光の損失がないとき、各光ガイドのｋ番目の光分岐部の外部への分岐割合は１／（ｎ−ｋ＋２）となる。すなわち、各該光分岐部の外部への分岐割合は、各光ガイド８１、８２の一端１１、１３から順に、１／（ｎ＋１）、１／ｎ、１／（ｎ−１）・・・、１／２、と設定される。
【００３０】
図４の例では、光ガイド８１及び８２に縦続接続されている光分岐部はそれぞれ５個であるので、光ガイド８１及び８２で適用するｎの値はどちらもｎ＝５である。したがって、光分岐部５１、５２、５３、５４、５５及び光分岐部６１、６２、６３、６４、６５の各光分岐部の外部への分岐割合は、それぞれ、１／６、１／５、１／４、１／３、１／２である。また、光ファイバ２３から光ファイバ２１及び２２に光を分岐する分岐割合はどちらも１／２としている。この光マルチガイド８５の他端１５に光量２Ａの光が入射すると、出力光５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａ及び５５ａ並びに出力光６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａ及び６５ａの光量は全て等しくＡ／６となる。
【００３１】
なお、光ファイバ２３に接続される光ガイドの数は幾つでもよい。光ファイバ２３に接続する光ガイドを２つにすれば、光ガイド１本あたりの長さを１／２にすることができる。光ガイドの長さを短くすることで、光ガイドの末端に届くまでの光の損失を軽減することができる。また、光ファイバ２３に接続する光ガイドの数をさらに増やせば、１個の可視光源で、さらに多くの光ガイドに可視光を供給することが可能になる。光ファイバ２３の一端１６から光ガイド８１、８２のそれぞれの一端１１、１３への分岐割合は１／２でなくてもよい。光ファイバ２３の一端１６から光ガイド８１及び８２のそれぞれの一端１１、１３への分岐割合を変えることもできる。光ファイバ２３の一端１６で接続された光ガイドに縦続接続される光分岐部の数は何個でもよい。接続された複数の光ガイドで光分岐部の数が異なってもよい。この場合に、光分岐部の多い光ガイドへの分岐割合を大きくすることによって各光ガイドの各光分岐部から均一な光量で外部へ光を分岐するように設定してもよい。
【００３２】
各光分岐部での接続損失や光ファイバでの伝搬損失などにより、光マルチガイドを伝搬する伝搬光の光量は低下する。この伝搬光の光量の低下を補正するために、各光分岐部の分岐比を調整してもよい。また外部へ出力する方向は一方向でなくてよい。光分岐部を複数の出力光に分岐する構成としてもよい。この場合は、該複数の出力光の和と、伝搬光と、の分岐比を略１：（ｎ−ｋ＋１）に設定すればよい。
【００３３】
さらに、各光ガイドに縦続接続される光分岐部の個数は追加が可能であってもよい。光ガイド８１、８２の各一端１１、１３に、出力光と伝搬光との分岐比が略１：（ｎ−ｋ＋２）に設定された光分岐部を追加すればよい。これにより、光ガイド８１に追加された各光分岐部は光ガイド８１に配置された各光分岐部と、光ガイド８２に追加された光分岐部は光ガイド８２に配置された各光分岐部と、同一の光量で外部へ光を分岐することができる。なお、追加する光分岐部の個数は何個でもよい。光分岐部の個数を追加可能にすることによって、任意の長さの光ガイドを提供することが可能になる。
【００３４】
また、各光ガイドに縦続接続される光分岐部の個数は減らすことが可能であってもよい。各光ガイドの一端又は他端から最も近くに配置される光分岐部を取り外す。それらのどれを取り外しても、各光ガイドに備わる各光分岐部から均一な光量で外部へ光を分岐することができる。なお、減らす光分岐部の個数は何個でもよい。光分岐部の個数が減らせることによって、任意の長さの光マルチガイドを提供することが可能になる。
【００３５】
ここでは、ｎ＝５の例を示したが、ｎは５に限らず、正の整数であればよい。以上述べたように、複数の光ガイドへ１の可視光源で光を供給可能であり、かつ各光ガイドに接続された各光分岐部から均一な光量で外部へ光を分岐する光マルチガイドの提供が可能となる。
【００３６】
光ガイドシステムの一例を図５に示す。図５は、１個の可視光源に１個の光ガイドが接続された光ガイドシステム９１の構成を説明する図である。光ガイドシステム９１は、図１に示した光ガイド８１と、可視光源３１と、を備える。可視光源３１が光ガイド８１の一端１１に接続されている。光ガイド８１は、一端１１から光分岐部５１、５２、５３、５４、５５の順に接続されている。各光分岐部の分岐比は、光ガイドにｎ個の光分岐部があるとき、光ガイドの一端から他端に向けてｋ番目（ｋはｎ以下の正整数）の光分岐部は、該光ガイドの一端から入射された光に対して、該光分岐部から外部へ出力される出力光と、該光分岐部からさらに該光ファイバを伝搬する伝搬光と、の分岐比が略１：（ｎ−ｋ＋１）に設定される。ただし、ｎは正整数であり、ｋはｎ以下の正整数である。光ガイド内での光の損失がないとき、ｋ番目の外部への分岐割合は１／（ｎ−ｋ＋２）となる。すなわち、各光分岐部の外部への分岐割合は、光ガイド８１の一端１１から順に、１／（ｎ＋１）、１／ｎ、１／（ｎ−１）・・・、１／２、と設定される。
【００３７】
図５の例では、光ガイド８１に縦続接続されている光分岐部は５個であるのでｎ＝５である。したがって、光分岐部５１、５２、５３、５４、５５の各光分岐部の外部への分岐割合は、それぞれ、１／６、１／５、１／４、１／３、１／２である。可視光源３１から光ガイド８１の一端１１に可視光が入射する。光ガイド８１の一端１１に光量Ａの光が入射すると、光ガイド８１で説明したように、各光分岐部から外部に出力される可視光の光量は全て等しくＡ／６となる。
【００３８】
光ガイドシステム９１では、光ガイドに可視光源が備わることで、均一な光量の可視光を各光分岐部から出力することができる。これにより、１の可視光源で複数の可視光源を有することと同等となる。したがって、光ファイバに縦続接続された複数の光分岐部から均一な光量で外部へ可視光を出力する光ガイドシステムの提供が可能となる。光ガイドに接続される可視光源は幾つあってもよい。また、可視光源から接続される光ガイドも幾つあってもよい。並列に接続した複数の光ガイドと１つの可視光源を光スイッチで接続して、可視光を供給する光ガイドを切り替え可能にしてもよい。
【００３９】
光ガイドシステムの他の一例を図６に示す。図６は、１個の光源に１個の光マルチガイドが接続された光ガイドシステム９２の構成を説明する図である。光ガイドシステム９２は、図３に示した光マルチガイド８５と、可視光源３１と、を備える。可視光源３１が光ファイバ２３の一端１５に接続されている。光ガイド８１の一端１１及び光ガイド８２の一端１３は、それぞれ光ファイバ２３の一端１６に接続される。
【００４０】
光ガイドシステム９２の動作について説明する。可視光源３１が光マルチガイド８５の光ファイバ２３の他端１５に可視光を出射する。光ファイバ２３に入射された可視光は光ファイバ２３を一端１６に向かって伝搬する。光ファイバ２３を伝搬した光は一端１６で光ガイド８１及び８２に分岐される。光ガイド８１及び８２へ分岐された可視光は各光ガイドに備わる各光分岐部５１、５２、５３、５４及び５５並びに光分岐部６１、６２、６３、６４及び６５で分岐され、外部へ出力される。
【００４１】
前述したように、光マルチガイド８５は、光ガイド８１の一端１１から光分岐部５１、５２、５３、５４、５５の順に接続されている。また光ガイド８２に一端１３から光分岐部６１、６２、６３、６４、６５の順に接続されている。光ガイドの一端から他端に向けてｋ番目（ｋはｎ以下の正整数）の光分岐部は、該光ガイドの一端から入射された光に対して、該光分岐部から外部へ出力される出力光と、該光分岐部からさらに該光ファイバを伝搬する伝搬光と、の分岐比が略１：（ｎ−ｋ＋１）に設定される。ただし、ｎは正整数であり、ｋはｎ以下の正整数である。各光ガイド内での光の損失がないとき、該ｋ番目の光分岐部の外部への分岐割合は１／（ｎ−ｋ＋２）となる。すなわち、該光分岐部の外部への分岐割合は、該光ガイドの一端から順に、１／（ｎ＋１）、１／ｎ、１／（ｎ−１）・・・、１／２、と設定される。
【００４２】
図４に示したマルチガイド８５の例では、光ガイド８１及び８２に縦続接続されている光分岐部はそれぞれ５個であるので、光ガイド８１及び８２で適用するｎの値はどちらもｎ＝５である。したがって、光分岐部５１、５２、５３、５４、５５の各光分岐部の外部への分岐割合は、それぞれ、１／６、１／５、１／４、１／３、１／２である。また、光ファイバ２３から光ファイバ２１及び２２に光を分岐する分岐割合はどちらも１／２としている。可視光源３１から光ファイバ２３の他端１５に、光量２Ａの光が入射する。光ファイバ２３の他端１５に光量２Ａの光が入射すると、光マルチガイド８５で説明したように、各光分岐部から外部に出力される光の光量は全て等しくＡ／６となる。
【００４３】
光ガイドシステム９２では、光マルチガイドに可視光源を備えている。光マルチガイドに可視光源が備わることで、可視光を複数の光ガイドに分配することができる。したがって、１の可視光源で多くの光ガイドへ可視光を供給可能であり、かつ各光ガイドに接続された各光分岐部から均一な光量で外部へ光を出力する光ガイドシステムの提供が可能となる。
【００４４】
光ガイドに接続される可視光源は幾つあってもよい。また、可視光源から接続される光ガイドも幾つあってもよい。並列に接続した複数の光マルチガイドと１つの可視光源を光スイッチで接続して、可視光を供給する光マルチガイドを切り替え可能にしてもよい。
【００４５】
光ガイドシステムに備わる可視光源は、複数の光源素子と、光合成器とを含むことが好ましい。図５、６に示した可視光源３１の一例を図７に示す。図７は、光源素子４１及び４２並びに光合成器４６を含む可視光源３２を示す。光源素子４１及び４２の出力端子は光合成器４６の入力端子に接続される。光合成器４６の出力端子は可視光源３２の出力端子に接続される。
【００４６】
光源素子４１は可視光１を光合成器４６に出射する。光源素子４２は可視光２を光合成器４６に出射する。光合成器４６は、光源素子４１及び４２から出射された可視光１及び２を選択又は合成して出射する。光合成器４６から出射された可視光は可視光源３２から出射される。
【００４７】
光源素子４１から出射された可視光１を例えば赤色、光源素子４２から出射された可視光２を例えば青色にする。これらの可視光のうち１つを選択して、２つの可視光のうちいずれかを出射することができる。可視光の色を選択可能にすることで、使用する環境に応じて視認性の高い可視光色を使用したり、必要に応じて各種の可視光色を使用したりすることが可能になる。また、可視光１及び２を交互に出射して、使用する環境に応じて視認性の高い可視光色を使用したり、必要に応じて各種の可視光色を使用したりすることが可能になる。
【００４８】
さらに、それぞれの光源素子から出射する可視光の強度比又は合成比を変えて、これらの可視光を光合成器４６で合成することによって、可視光１及び２の赤色及び青色だけでなく、可視光１及び２を重ね合わせた任意の中間色を光合成器４６から出射することができる。このように、光ガイドシステムが備える可視光源が複数の光源素子と光合成器とを含むことによって、光ガイドの各光分岐部から複数色の可視光を出力することができる。これにより、単色の可視光色だけでなく合成した可視光色を光ファイバに縦続接続された複数の光分岐部から均一な光量で外部へ光を出力する光ガイドシステムの提供が可能となる。
【００４９】
光合成器に接続する光源素子は、３個以上でもよい。赤色、緑色、青色の三原色の光源素子を備えて光合成器で合成し、可視光源から白色を出射してもよい。またそれぞれの光源素子から出射する強度比又は合成比を可変にすれば、任意の色に変更することができる。なお、可視光源３２を光マルチガイドに接続するときは、可視光源の出力端子を光マルチガイドの１本の光ファイバの一端に接続すればよい。
【００５０】
さらに可視光源は、出射する可視光の強度及び出射時間が可変であることが好ましい。可視光源３１及び３２から出射する強度及び時間が可変であってもよい。出射する可視光の強度及び出射時間の変更は、可視光源に備わる光源素子に各調整手段を接続してそれぞれを変更してもよい。光源素子から出射する可視光の強度及び出射時間を可変にすることで、消費電力を節減することもできる。また、光源素子から出射する可視光の強度及び出射時間を可変にすることで、光合成器から出射される可視光色の種類を連続的または断続的に変化させることもできる。
【００５１】
また、可視光源に光合成器を備え、光合成器に各調整手段を接続して出射する可視光の強度及び出射時間を変更してもよい。光合成器で出射する光の強度を増減することで、可視光源から出射する光量の増減が容易になる。光合成器及び光源素子の両方で出射する可視光の強度及び出射時間を可変にしてもよい。光源素子においても出射する可視光の強度及び出射時間を可変にすることで、光合成器から出射される可視光色を連続的又は断続的に変更し、かつ可視光源から出射する光量を増減することも可能になる。
【００５２】
このように出射する可視光の強度及び出射時間が可変である可視光源を備えることで、光ガイドシステムに備わる各光分岐部へ供給する光を、点滅及び強度変化させることができる。これにより、任意の混合比の可視光色を光ファイバに縦続接続された複数の光分岐部から均一な光量で外部へ光を出力する光ガイドシステムの提供が可能となる。
【００５３】
なお、光ファイバ２１、２２及び２３は、可視光を伝搬することができるものであればよい。例えば、素線がプラスチック、石英、フォトニック結晶でできたものなどがある。ファイバ径は、限定しない。プラスチック製の光ファイバを用いれば、曲げに強く頑丈にできる。石英製の光ファイバを用いて、数１００ｍを超えるような長距離へ光を導いてもよい。光ファイバの被覆は、光が透過するようにしてもよい。光ファイバを伝搬中にわずかに光が漏れるようにして、光分岐部以外もほのかに光らせることができる。さらに、導波路のように光ファイバをパターン化したものを用いてもよい。
【００５４】
光分岐部５１〜５５、６１〜６５は、光ファイバを伝搬する光を２つに分岐する。光デバイス等の分岐部ごとに所望の分岐比で光を分岐することのできる手段を備えるものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本願発明の光ガイド及び光ガイドシステムは、道路の通行行路、危険箇所の表示及び行き先案内表示やクリスマスツリー及びショーウインドウ等の装飾用光源に適用することができるほか、光ファイバでバス形態の光経路を構成する光バスネットワークとしても使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】光ガイドの構成を説明する図である。
【図２】図１に示した光ガイドを伝搬する光が各光分岐部で分岐される様子を説明した図である。
【図３】光マルチガイドの構成を説明する図である。
【図４】図３に示した光マルチガイドを伝搬する光が各光分岐部で分岐される様子を説明した図である。
【図５】１個の光源に１本の光ガイドが接続された光ガイドシステムの構成を説明する図である。
【図６】１個の光源に１本の光マルチガイドが接続された光ガイドシステムの構成を説明する図である。
【図７】光ガイドシステムに接続する可視光源の構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００５７】
１１、１２、１３、１４  光ガイドの一端
１５、１６  光ファイバの一端
２１、２２、２３  光ファイバ
３１、３２  可視光源
４１、４２  光源素子
４６  光合成器
５１〜５５、６１〜６５  光分岐部  
８１、８２  光ガイド
８５  光マルチガイド
９１、９２  光ガイドシステム
５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａ、５５ａ、６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａ、６５ａ  出力光
５１ｂ、５２ｂ、５３ｂ、５４ｂ、５５ｂ、６１ｂ、６２ｂ、６３ｂ、６４ｂ、６５ｂ  伝搬光
【図１】
2005241893.tif 000003
【図２】
2005241893.tif 000004
【図３】
2005241893.tif 000005
【図４】
2005241893.tif 000006
【図５】
2005241893.tif 000007
【図６】
2005241893.tif 000008
【図７】
2005241893.tif 000009