(57)【要約】【課題】  分岐コネクタ部の接続損失および挿入損失がなく均一な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の円形に集束された端部（３ｂ）を封止栓として機能させるため、液体ファイバ（４）の中空筒状体（４ｂ）に勘合させる。【選択図】  図1      
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ素線束と、中空筒状容器に透明液体が注入されてなる液体ファイバとが接続された光伝送媒体において、該光ファイバ素線束の端部が該中空筒状容器の端部中空域に圧入されていることを特徴とする出射光量の改善された光伝送媒体。
【請求項２】
該光ファイバ素線束が、端面が円形に集束された一方の端部から他方の端部に向かって少なくとも２群に分岐され且つ個々の分岐側端部の端面も円形であるような片端分岐の光ファイバ素線束である、請求項１に記載の出射光量の改善された光伝送媒体。
【請求項３】
該一方の端部の端面近傍および分岐側端部の端面近傍が熱融着されている、請求項１または２に記載の出射光量の改善された光伝送媒体。
【請求項４】
該光ファイバ素線束がランダム配列状態にある、請求項１〜３のいずれかに記載の出射光量の改善された光伝送媒体。
【請求項５】
該光ファイバ素線が石英ファイバ素線または多成分ガラスファイバ素線である、請求項１〜４のいずれかに記載の出射光量の改善された光伝送媒体。
【請求項６】
該透明液体が弱酸性の水溶液である、請求項１〜５のいずれかに記載の出射光量の改善された光伝送媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出射光量の改善された光伝送媒体に関し、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。
【背景技術】
【０００２】
近年、光源からの出射光を伝送する光伝送媒体として、可撓性の中空筒状容器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。
本出願人は、先に、図３〜図４に示すような光伝送体媒体を提案した。この提案によれば、先ず、一方の端面が円形に集束された光ファイバ素線（２ａ）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部（３ｂ）の端面も円形であるような片端分岐の光ファイバ素線束が用いられる（図３）。そして、該素線束の分岐側端部（３ｂ）に装着されたコネクタ（６）内の取付スペース（７）に、図４に示す液体ファイバ（４）の一方の封止栓（４ｃ）の突出部を挿入・接続するものである（特願２００３−１５３８１２号）。
しかしながら、このような接続方式では、光ファイバ素線束の分岐側端部（３ｂ）の端面と液体ファイバ（４）の封止栓（４ｃ）の端面とが完全に接触するには至らない。そのため、コネクタ（６）内部での接続ロス、さらには液体ファイバ（４）の封止栓（４ｃ）自体の挿入損失により、光量不足になるという問題が発生していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、本発明の課題は、光ファイバ繊維束と液体ファイバとの接続部（コネクタ部）における接続損失および挿入損失の問題を解消することにより、所望の出射光量が得られる光伝送媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者等は、光ファイバ素線束と液体ファイバとの接続部において、光ファイバ素線束の端部を液体ファイバとの直接接続部材、ひいては液体ファイバにおける液体封止栓として機能させることにより、従来の問題を容易に解消するに至った。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、従来のように付帯的なコネクタを必要とすることなく、光ファイバ素線束と液体ファイバとが直接接続されるので、従来のような接続ロスおよび挿入ロスによる光量不足の問題が解消される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
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部と液体ファイバの一方の端部とを一体化した例について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の光伝送媒体を示す縦断面図である。
図２は、本発明の光伝送媒体の別の態様を示す縦断面図である。
図３は、従来のコネクタ付き２分岐ファイバ束の縦断面図である。
図４は、上記コネクタに嵌合される液体ファイバの縦断面図である。
図１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、（３ａ）は光ファイバ素線束の集束側端部で、その端面は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）の分岐側端部で、その端面は集束側端部（３ａ）の端面より小径の円形を呈している。（４）は液体ファイバ、（４ａ）は液体ファイバ（４）のコアを形成する透明液体、（４ｂ）は液体ファイバ（４）のクラッドを形成する中空筒状容器、そして、（４ｃ）は封止栓である。この態様においては、２分岐ファイバ束（１）の集束側端部（３ａ）が該中空筒状容器（４ｂ）の端部中空域（図面に向かって左端）に圧入されて、接続部を形成していることが特徴である。
図２において、符号（１）〜（４ｃ）までは、図１の場合と同じである。ここでは、２分岐ファイバ束（１）の分岐側端部（３ｂ）は止め金（５）で緊締された状態で中空筒状体の一方の端部に圧入されている。
また、図３〜図４については冒頭で述べたように、符号（１）〜（４ｃ）までは図１〜図２の場合と同じである。図３では、付帯的装着具として、２分岐ファイバ束（１）の分岐側端部（３ｂ）にコネクタ（６）が装着されている。また、（７）はコネクタ（６）内部に設けられた取付スペースである。
図４においては、液体ファイバ（４）の両端部に、透明液体（４ａ）を封入するための封止栓（４ｃ）が設けられている。そして、この封止栓（４ｃ）の一方の突出端部が、図３に示した取付スペース（７）に嵌合される。
なお、以上の例においては通常、集束側端部（３ａ）の端面に光源装置（図示せず）の出射部が対向設置され、したがって、図面に向かって右端の封止栓（４ｃ）の端面が出射端面となる。もちろん、逆の場合もある。  
【０００７】
本発明において、２分岐ファイバ束（１）の集束側端部（３ｂ）の端面が円形であることは、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、集束側端部（３ｂ）の円形端面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、この端面を、逆に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。同様なことは、分岐側端部（３ｂ）の端面についても言える。
２分岐ファイバ束（１）自体は、２本の光ファイバ素線束を用意し、これらの一方の端部同士を集束して単一の円形端面を形成するか、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）の集束側端部（３ａ）の端面近傍および分岐側端部（３ｂ）の端面近傍が熱融着や接着剤により集束される。特に、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るばかりでなく、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（１）全体に施してもよい。特に、分岐側端部（３ｂ）を熱融着することは、止め金（５）を採用しない図1の態様において有用である。なお、止め金（５）自体は光の伝送に寄与しないので、極力薄肉、例えば０．２ｍｍ以下とすることが好ましい。この止め金（５）の材質は金属、樹脂等適宜選択すればよい。
さらに、２分岐ファイバ束（１）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、２分岐ファイバ束（１）の分岐側端部（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（４）に入射する。その結果、各液体ファイバ（４）からの出射光も照度むらがなくなり、均一光化される。
光ファイバ素線（２ａ）の材質として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、２分岐ファイバ束（１）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、２分岐ファイバ束（１）は一般に５０ｍｍ〜２００ｍｍ程度の全長と、集束側端部で３ｍｍ〜１０ｍｍの端面径を有していればよい。
【０００８】
次に、液体ファイバ（４）について述べる。
中空筒状体（４ｂ）の材質としては、フッ素樹脂（ＦＥＰ）、ポリエチレン、ポリスチレン等が、また透明液体（４ａ）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。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。ここで、中空筒状体（４ｂ）の内径は、２分岐ファイバ束（１）の端面よりやや小さめにしておくことが透明液体（４ａ）の封止効果を得る上で肝要である。また、その長さは５０ｍｍ〜２００ｍｍ範囲にあればよい。さらに、液体ファイバ（４）の他端すなわち出射端（図面に向かって右端）に適用される封止栓（４ｃ）の材質としては石英ガラスや多成分ガラスなどが挙げられる。
【０００９】
以上の説明では、２分岐ファイバ束の分岐側端部（３ｂ）と液体ファイバ（４）の一方の端部とを接続する例を示したが、さらに、別の液体ファイバ（４）を集束側端部（３ａ）にも接続してもよい。同様に、分岐束についても、３分岐以上の多分岐ファイバ束、あるいは両側（両端）分岐ファイバ束を採用してもよい。また、図１の態様は、単一の光源からの出射光を、二等分された２分岐ファイバ束（１）を介して外径が同じ２本の液体ファイバ（４）に均等配分する、いわゆる均等分岐タイプの例であるが、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。
さらに、２分岐ファイバ束（１）には、その使用・用途に合わせて金属あるいは樹脂材料からなる、可撓性に優れた保護部材を被せてもよい。例えば、厚み０．５ｍｍ〜１．０ｍｍのアルミニウムまたはステンレスからなるスパイラル管等で被せればよい。
【００１０】
以下に、本発明の光伝送媒体の具体例を図１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１１３６０本束ねて両端面が円形で且つ外径が７ｍｍ、全長が１００ｍｍの光ファイバ素線束を２本用意した。これら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し、端面外径が１０ｍｍの集束側端部（３ａ）を有する２分岐ファイバ束（１）を得た。さらに、その集束側端部（３ａ）の端面から１５ｍｍに亘る箇所、および分岐側端部（３ｂ）の端面から１０ｍｍに亘る箇所を６００℃で３０分間熱融着処理した。次いで、この熱融着された分岐側端部（３ｂ）のそれぞれを、図１に示すように、各中空筒状容器（４ｂ）の一方の端部中空域に圧入して、本発明の光伝送媒体を完成した。
このとき、液体ファイバ（４）としては、フッ素樹脂（ＦＥＰ）からなり、長さが２０００ｍｍ、外径７．８ｍｍ、内径６．８ｍｍの中空筒状体（４ｂ）に、透明液体（４ａ）として塩化カルシウム１０％水溶液を注入封入したものを２本用意した。
透明液体の（４ａ）の注入にあたっては、各中空筒状体（４ｂ）の他方の端部中空域（出射端）に外径７ｍｍ、長さ２０ｍｍの石英ガラスからなる封止栓（４ｃ）を挿入してから、この封止部を下にして中空筒状体（４ｂ）を直立させ、上方の開放端（一方の端部）から該液体を注入し、引き続き２分岐ファイバ束（１）の融着分岐側端部（３ｂ）を圧入した。
以上のようにして得られた本発明の光伝送媒体と、従来の光伝送媒体（図３〜図４）との光量比較を行った。
この結果、本発明の光伝送媒体では従来のものと比べて、接続ロスが２０％低減されるとともに挿入ロスも１０％低減され、全体で３０％ものロスが低減できていることが確認された。
さらに、本発明の集束側端部（３ａ）の端面に出射径が７ｍｍのハロゲンランプ（１００Ｗ）を対向設置し、ハロゲンランプを点灯した状態で液体ファイバ（４）のそれぞれの出射端（４ｃ）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、出射光が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。  
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の光伝送媒体の縦断面図である。
【図２】本発明の光伝送媒体の別の態様を示す縦断面図である。
【図３】従来のコネクタ付き２分岐ファイバ束の縦断面図である。
【図４】上記コネクタに嵌合される液体ファイバの縦断面図である。
【符号の説明】
【００１２】
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
３ａ
２分岐ファイバ束（１）の集束側端部
３ｂ    ２分岐ファイバ束（１）の分岐側端部
４     
液体ファイバ
４ａ    透明液体（液体ファイバのコア）
４ｂ    中空筒状体（液体ファイバのクラッド）
４ｃ    液体ファイバの封止栓
５      分岐側端部（３ｂ）に装着される止め金
６      コネクタ
７      コネクタ（６）内の取付けスペース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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