(57)【要約】【課題】先端から所要長さに亘る領域全体で光を実質的に均一に照射することのできる線状発光体およびその製造方法を提供する。また、プラスチック光ファイバの利点と石英系光ファイバの利点とを併せもつ線状発光体およびその製造方法を提供する。【解決手段】プラスチック光ファイバの先端から所要長さに亘る領域で、他端に入射した光が当該領域の周面から全方位に照射される線状発光体であって、前記領域の手前から先端にかけて徐々に粗くなるように研磨することで当該領域全体を粗面化した。また、先端から所要長さに亘る領域の手前から先端にかけて徐々に粗くなるように研磨することで当該領域全体を粗面化したプラスチック光ファイバを、石英系光ファイバの先に接続して一体化した。【選択図】図２
2007156274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック光ファイバの先端から所要長さに亘る領域で、他端に入射した光が当該領域の周面から全方位に照射される線状発光体であって、
前記領域の手前から先端にかけて徐々に粗くなるように研磨することで当該領域全体を粗面化したことを特徴とする線状発光体。
【請求項２】
先端から所要長さに亘る領域の手前から先端にかけて徐々に粗くなるように研磨することで当該領域全体を粗面化したプラスチック光ファイバを、石英系光ファイバの先に接続して一体化したことを特徴とする線状発光体。
【請求項３】
前記石英系光ファイバに接続して一体化される前記プラスチック光ファイバは、実質的に前記領域を主要部として含む長さであることを特徴とする請求項２記載の線状発光体。
【請求項４】
前記プラスチック光ファイバおよび前記石英系光ファイバの接続する部分を両端から挿入可能で、かつ、融点が前記プラスチック光ファイバの融点より高い材質の筒状部材を用いて、当該筒状部材の内部で突合せ溶融により前記プラスチック光ファイバと前記石英系光ファイバとを接続したことを特徴とする請求項２または請求項３記載の線状発光体。
【請求項５】
プラスチック光ファイバの先端から所要長さに亘る領域のクラッドを除去する工程と、
クラッドを除去したプラスチック光ファイバの前記領域の手前から先端にかけて徐々に粗くなるように研磨することで当該領域全体を粗面化する工程と、
を含むことを特徴とする線状発光体の製造方法。
【請求項６】
プラスチック光ファイバの先端から所要長さに亘る領域のクラッドを除去する工程と、
クラッドを除去したプラスチック光ファイバの前記領域の手前から先端にかけて徐々に粗くなるように研磨することで当該領域全体を粗面化する工程と、
前記領域全体を粗面化したプラスチック光ファイバを石英系光ファイバの先に接続して一体化する工程と、
を含むことを特徴とする線状発光体の製造方法。
【請求項７】
前記クラッドを除去する工程の前に、前記プラスチック光ファイバを温水中に浸漬して曲がり癖を矯正する工程をさらに含むことを特徴とする請求項５または請求項６記載の線状発光体の製造方法。
【請求項８】
前記一体化する工程は、前記プラスチック光ファイバおよび前記石英系光ファイバの接続する部分を筒状部材の内部で突合せ溶融により接続することを特徴とする請求項６または請求項７記載の線状発光体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、ロング全方位照射ファイバに用いられる線状発光体およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ファイバの先端から所要長さに亘る領域で光が全方位に照射されるロング全方位照射ファイバが開発されている。
【０００３】
これに関連した先行技術文献として、例えば、特許文献１に示すものがある。
【特許文献１】特開２００５−８７５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のこの種の線状発光体には、つぎのような課題があった。
【０００５】
まず、光ファイバの先端から所要長さに亘る領域全体で光を均一に照射することが困難である。これは、光ファイバはもともと長手方向に沿って光を伝送するものであり、所要長さに亘る領域で光を全方位に照射するには適していないからである。
【０００６】
つぎに、石英系光ファイバを用いた線状発光体の場合、材質が石英であるため、少し曲げただけでも折れやすく、取り扱いが不便である。
【０００７】
これに対し、プラスチック光ファイバを用いた線状発光体の場合は、ある程度は曲げることが可能であるため、取り扱いやすい。そのため、例えば、人体の血管内に光を照射するＰＤＴ（Photo Dynamic Therapy：光線力学療法）治療に用いられるロング全方位照射ファイバに適している。
【０００８】
すなわち、ＰＤＴ治療に用いられるロング全方位照射ファイバには、柔軟性が要求されるとともに、曲げ破損による損傷等を回避するため、プラスチック光ファイバが重用される。
【０００９】
また、ＰＤＴ用途の場合、例えば、光ファイバの先端を４５°に加工して側方に光を照射するタイプのものを用いると、必要な箇所を照射するのに、ファイバを回転させたり前後にスライドさせたりしなければならない。ロング全方位照射ファイバを用いれば、このような不都合はない。
【００１０】
ところが、プラスチック光ファイバには、ＵＶ光（紫外光）の透過に難点があり、プラスチック光ファイバを用いた線状発光体の場合も、ＵＶ光に対して損失がおおきくなる。
【００１１】
例えば、細径管の内側にＵＶ接着剤を塗布したのちこのＵＶ接着剤を硬化させる場合、従来は、このような細径管に差し込んでＵＶ光を照射できるもの自体が存在しないため、細径管の外側から管内に向けてＵＶ光を照射していた。
【００１２】
そのため、細径管の内側のＵＶ接着剤に対してはＵＶ光の照射効率が悪く、ＵＶ接着剤が硬化するまでに時間がかかっていた。
【００１３】
この発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、先端から所要長さに亘る領域全体で光を実質的に均一に照射することのできる線状発光体およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
また、この発明は、プラスチック光ファイバの利点と石英系光ファイバの利点とを併せもつ線状発光体およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明の請求項１に係る線状発光体は、プラスチック光ファイバの先端から所要長さに亘る領域で、他端に入射した光が当該領域の周面から全方位に照射される線状発光体であって、前記領域の手前から先端にかけて徐々に粗くなるように研磨することで当該領域全体を粗面化したことを特徴とするものである。
【００１６】
この発明の請求項２に係る線状発光体は、先端から所要長さに亘る領域の手前から先端にかけて徐々に粗くなるように研磨することで当該領域全体を粗面化したプラスチック光ファイバを、石英系光ファイバの先に接続して一体化したことを特徴とするものである。
【００１７】
この発明の請求項３に係る線状発光体は、請求項２記載の線状発光体において、前記石英系光ファイバに接続して一体化される前記プラスチック光ファイバは、実質的に前記領域を主要部として含む長さであることを特徴とするものである。
【００１８】
この発明の請求項４に係る線状発光体は、請求項２または請求項３記載の線状発光体において、前記プラスチック光ファイバおよび前記石英系光ファイバの接続する部分を両端から挿入可能で、かつ、融点が前記プラスチック光ファイバの融点より高い材質の筒状部材を用いて、当該筒状部材の内部で突合せ溶融により前記プラスチック光ファイバと前記石英系光ファイバとを接続したことを特徴とするものである。
【００１９】
この発明の請求項５に係る線状発光体の製造方法は、プラスチック光ファイバの先端から所要長さに亘る領域のクラッドを除去する工程と、クラッドを除去したプラスチック光ファイバの前記領域の手前から先端にかけて徐々に粗くなるように研磨することで当該領域全体を粗面化する工程と、を含むことを特徴とするものである。
【００２０】
この発明の請求項６に係る線状発光体の製造方法は、プラスチック光ファイバの先端から所要長さに亘る領域のクラッドを除去する工程と、クラッドを除去したプラスチック光ファイバの前記領域の手前から先端にかけて徐々に粗くなるように研磨することで当該領域全体を粗面化する工程と、前記領域全体を粗面化したプラスチック光ファイバを石英系光ファイバの先に接続して一体化する工程と、を含むことを特徴とするものである。
【００２１】
この発明の請求項７に係る線状発光体の製造方法は、請求項５または請求項６記載の線状発光体の製造方法において、前記クラッドを除去する工程の前に、前記プラスチック光ファイバを温水中に浸漬して曲がり癖を矯正する工程をさらに含むことを特徴とするものである。
【００２２】
この発明の請求項８に係る線状発光体の製造方法は、請求項６または請求項７記載の線状発光体の製造方法において、前記一体化する工程は、前記プラスチック光ファイバおよび前記石英系光ファイバの接続する部分を筒状部材の内部で突合せ溶融により接続することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
この発明は以上のように、プラスチック光ファイバの先端から所要長さに亘る領域で、他端に入射した光が当該領域の周面から全方位に照射される線状発光体であって、前記領域の手前から先端にかけて徐々に粗くなるように研磨することで当該領域全体を粗面化した構成としたので、先端から所要長さに亘る領域全体で光を実質的に均一に照射することができる。
【００２４】
また、この発明は、先端から所要長さに亘る領域の手前から先端にかけて徐々に粗くなるように研磨することで当該領域全体を粗面化したプラスチック光ファイバを、石英系光ファイバの先に接続して一体化した構成としたので、プラスチック光ファイバの利点と石英系光ファイバの利点とを併せもつことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００２６】
図１は、この発明による線状発光体の一実施形態を示す正面図であり、この線状発光体１は、すべてプラスチック光ファイバ製のものである。
【００２７】
すなわち、この線状発光体１は、プラスチック光ファイバ１０の先端１１から所要長さに亘る領域１２で、図示しない他端に入射した光がその領域１２の周面から全方位に照射されるものであり、領域１２の手前１３から先端１１にかけて徐々に粗くなるように研磨することで、領域１２全体を粗面化したものである。
【００２８】
図２は、線状発光体１の粗面化した領域１２の拡大図である。図２に示すように、領域１２の粗面化は、手前１３が最も細かく、先端１１に向けて徐々に粗くなっていき、先端１１が最も粗くなっている。図では、段階的に切り替わっているように見えるが、これは作図上の問題であり、実際には連続的に切り替わる。
【００２９】
そして、このように領域１２の手前１３から先端１１に向けて徐々に粗くなる粗面化によって、線状発光体１の領域１２は、その全長に亘り実質的に均一に光を照射することができる。
【００３０】
図３は、この発明による線状発光体の他の実施形態を示す正面図であり、この線状発光体２は、プラスチック光ファイバ１０と石英系光ファイバ２０とを接続して一体化したものである。
【００３１】
すなわち、この線状発光体２は、先端１１から所要長さに亘る領域１２の手前１３から先端１１にかけて徐々に粗くなるように研磨することで領域１２全体を粗面化したプラスチック光ファイバ１０を、石英系光ファイバ２０の先に接続して一体化したものである。
【００３２】
この線状発光体２におけるプラスチック光ファイバ１０は、実質的に領域１２を主要部として含む長さである。すなわち、粗面化した領域１２全体を少なくとも含み、それ以外の部分（粗面化してない部分）は最小限の長さだけ含むものである。
【００３３】
そして、この線状発光体２におけるプラスチック光ファイバ１０の場合も、図２に示すように、領域１２の粗面化は、手前１３が最も細かく、先端１１に向けて徐々に粗くなっていき、先端１１が最も粗くなっている。そのため、線状発光体１の領域１２は、その全長に亘り実質的に均一に光を照射することができる。
【００３４】
また、この線状発光体２は、図４に示すように、プラスチック光ファイバ１０および石英系光ファイバ２０の接続する部分を両端から挿入可能で、かつ、融点がプラスチック光ファイバの融点より高い材質のパイプ（筒状部材）３０を用いて、このパイプ３０の内部で突合せ溶融によりプラスチック光ファイバ１０と石英系光ファイバ２０とを接続したものである。
【００３５】
次に、上記の線状発光体１、２の製造方法について説明する。
【００３６】
まず、プラスチック光ファイバ１０は曲がり癖（カール）が付いていることが多いから、そのような場合には、プラスチック光ファイバ１０を温水中に浸漬して曲がり癖を矯正する。
【００３７】
つぎに、プラスチック光ファイバ１０の先端１１から所要長さに亘る領域１２のクラッドを除去する。
【００３８】
つぎに、クラッドを除去したプラスチック光ファイバ１０の領域１２の手前１３から先端１１にかけて徐々に粗くなるように研磨することで、領域１２全体を粗面化する。
【００３９】
これによって、線状発光体１が得られる。
【００４０】
また、線状発光体２の場合は、さらに、領域１２全体を粗面化したプラスチック光ファイバ１０を石英系光ファイバ２０の先に接続して一体化する。
【００４１】
この一体化は、プラスチック光ファイバ１０および石英系光ファイバ２０の接続する部分をパイプ（筒状部材）３０の内部で突合せ溶融により接続する。
【００４２】
ここで、直径５００μｍのプラスチック光ファイバを用いた先端３０ｍｍ長の全方位照射ファイバの製造方法について、具体的に説明する。
【００４３】
１．ファイバの熱処理
プラスチック光ファイバの曲り癖を矯正して直線化するため、プラスチック光ファイバの外径に合った金属パイプを用意する。今、プラスチック光ファイバは直径５００μｍであるから、内径６００μｍ、外径１ｍｍ程度の金属パイプが適当である。
【００４４】
そして、プラスチック光ファイバの先端部約２０ｃｍ程度を金属パイプに挿入したのち、この金属パイプを、８０〜１００℃程度の温水中に１分間程度浸漬する。
【００４５】
２．ファイバの端面のクラッド除去
直線化されたプラスチック光ファイバの端面約３５ｍｍを、ヂメチルホルムアミド（ＨＣＯＮ(ＣＨq )2 ）に数秒間浸漬したのち、先端を５００μｍ内径のフェルールの先端から挿入し、フェルールを移動してクラッドを一部分に集めたのち、フェルールを取り除き、溶け出したクラッドを抜き取る。
【００４６】
この操作を１〜２回繰り返し、先端部のクラッドを完全に除去するとともに、クラッド除去部の界面を正確にコントロールする。この段階でクラッド除去部の長さは３５〜４０ｍｍ程度になっていることが望ましい。
【００４７】
３．加工機への装着
クラッド除去部をファイバ回転装置側にクラッド除去部分が露出するように装着し、反対側端面をＬＥＤ光源に装着したのち中間部で余長処理を行う。
【００４８】
４．ファイバ側面の粗面処理
ＬＥＤ光源からの光を導光しながらプラスチック光ファイバを回転させる。クラッド除去部の根元から研磨紙Ａ（＃４０００）を用いて順次先端側に移動させてファイバ周面を粗面化する。この段階で根元部が高輝度になり先端にかけて徐々に輝度が弱くなる。
【００４９】
つぎに、輝度が弱まる辺り（根元部から約１０ｍｍ程度の部位）から研磨紙Ｂ（＃２０００）を用いて順次先端側に移動させてファイバ側面を粗面化させる。
【００５０】
先端部の輝度が弱い場合は、さらに、先端部を研磨紙Ｃ（＃６００）あるいはサンドペーパー等で粗面化する。
【００５１】
全体の輝度を観察し、不均一な部分について修正を行う。この際の修正は先端部から行うことが望ましい。根元部を粗し過ぎると修正が難しくなるからである。
【００５２】
上記の線状発光体１によれば、ＰＤＴ（Photo Dynamic Therapy：光線力学療法）治療に用いて、血管等の所望箇所を均一な強度で照射することができる。
【００５３】
すなわち、従来の石英系の線状発光体は、材質が石英であり、折れやすいという欠点を有する。これに対し、上記の線状発光体１は、ＰＯＦ（Plastic Optical Fiber：プラスチック光ファイバ）を用いているため、上記欠点を補うことができる。
【００５４】
また、ＰＤＴ用途の場合、光ファイバの先端を４５°に加工したファイバで側方に光を照射するタイプのものを用いると、ファイバを回転させたり前後にスライドさせたりしながら必要箇所を照射することになる。これに対し、上記の線状発光体１は、回転やスライドの動作無く、必要な照射を行えるメリットがある。
【００５５】
また、上記の線状発光体２によれば、細径管の内側のＵＶ接着剤を硬化させるためのＵＶ光を効率よく照射することができる。
【００５６】
すなわち、細径管の内側のＵＶ接着剤硬化は、従来の細径管に差し込んでＵＶ光を照射できるもの自体が存在せず、細径管の外から管に向かって照射していた。これに対し、上記の線状発光体２は、外側からの照射に比べてはるかに効率よくＵＶ光を照射できる。
【００５７】
また、石英系ファイバの代わりにＰＯＦを用いると、折れやすいという欠点を補うことができるが、逆にＵＶ光に対して損失が大きくなるという欠点を有する。そこで、上記の線状発光体２を用いることで、導入部は石英系、照射部は線状発光体ＰＯＦとなり、前述の欠点を補うことができる。
【実施例１】
【００５８】
φ５００μｍＰＯＦ（Plastic Optical Fiber）のクラッドをジメチルホルムアミドで除去し、ＰＯＦを回転させながら研磨面に押し付けてＰＯＦ側面を研磨して線状発光体１を製作した。または、同様にクラッドを除去したＰＯＦを回転させ、同じく回転している研磨面に押し付けても線状発光体１を製作できた。
【実施例２】
【００５９】
φ４００μｍＰＣＳ（Polymer Clad Silica）とφ５００μｍＰＯＦをそれぞれクリーブカットし、テフロン（登録商標）チューブの中で付き合わせる。テフロン（登録商標）チューブの外から加熱してＰＣＳとＰＯＦを加熱・溶融して接続した後、引っ張り強度試験器にて５００ｇｆの引っ張り強度を得た。
【実施例３】
【００６０】
長さ約５０ｍｍの角柱パイプ （内側１辺約１ｍｍ）の１面を４０ｍｍに亘って取り除き、中に長さ５０ｍｍの透明パイプ（内径約φ０．５ｍｍ）を挿入する。角柱の取り除いた面がＣＣＤラインセンサに沿うように固定する。透明パイプに線状発光体１、２を挿入し、波長６３０ｎｍの光を入射しＣＣＤで受光した。（図５参照）
これにより線状発光体１、２の発光強度は、ＣＣＤの各ピクセルで受光する強度となって現れるため、線状発光体１、２の発光強度分布が測定できた。
【実施例４】
【００６１】
実施例３の光源を波長３００〜５００ｎｍのＵＶ光源に変更した場合もほぼ同じ結果を得た。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】この発明による線状発光体の一実施形態を示す正面図である。
【図２】線状発光体の粗面化した領域の拡大図である。
【図３】この発明による線状発光体の他の実施形態を示す正面図である。
【図４】プラスチック光ファイバと石英系光ファイバとの接続工程を示す図である。
【図５】線状発光体の発光強度分布を測定したグラフである。
【符号の説明】
【００６３】
１，２  線状発光体
１０  光ファイバ
１１  先端
１２  領域
１３  手前
２０  石英系光ファイバ
３０  パイプ（筒状部材）
【図１】
2007156274.tif 000003
【図２】
2007156274.tif 000004
【図３】
2007156274.tif 000005
【図４】
2007156274.tif 000006
【図５】
2007156274.tif 000007