JP2006227203A - 棒状画像伝送用光学繊維束 - Google Patents

Abstract

【課題】 クラッド材および被覆樹脂層間で光の反射を防止可能な棒状画像伝送用光学繊維束を提供する。
【解決手段】 棒状画像伝送用光学繊維束１０は、コア１２と、クラッド材１４と、これらコア１２およびクラッド材１４の外側に被覆された被覆樹脂層１６とを備えている。そして、被覆樹脂層１６に多成分ガラスを用い、被覆樹脂層１６の屈折率（Ｎｄ）をクラッド材１４の屈折率（Ｎｄ）よりも高くした。
【選択図】 図１

Description

本発明は多成分ガラスを用いた棒状画像伝送用光学繊維束（イメージファイバ）に関する。

棒状画像伝送用光学繊維束（イメージファイバ）は、コアと、クラッドと、樹脂被覆層とを備えている。このような光学繊維束は、繊維間距離（コアの中心間距離）が５．０μｍ以下のタイプが主流である、石英ガラスを用いていることが一般的である。

光学繊維束には、例えば内視鏡分野においては極細化、高画質化といったニーズがあり、光学繊維束に対して、さらに明るく、高コントラストのイメージを伝送可能であることを要求している。

棒状画像伝送用光学繊維束にとって必要であるのは、コア中を伝送する光であるが、実際にはクラッドを伝播するクラッド伝播光も存在している。このようなクラッド伝播光には、主として、入射端面においてクラッドに入射された光や、コアから漏洩した光がある。

ここで、コアからクラッドなどの外部に漏洩、あるいは、吸収によって減衰しないで出射端面にクラッド伝播光が伝播されてしまうと、出射光、すなわちイメージに影響を与えることになる。

ところで、多成分ガラスを用いることにより、被覆樹脂層の屈折率（Ｎｄ）よりも、クラッド材の屈折率（Ｎｄ）が相対的に高くなってしまう。

屈折率（Ｎｄ）において、クラッド材の方が被覆樹脂層よりも大きくなるといった関係が成立すると、被覆樹脂層が第２のクラッドとしての役割を果たしてしまい、本来漏洩するはずのクラッド伝播光が樹脂被覆層との境界面で反射してクラッド材側に戻ってしまう。

この結果、出射光、すなわちイメージに本来不要なクラッド伝播光がクラッド材（クラッドガラス）の波長別吸収特性によって着色された上で混在されてしまい、コントラストの低下や、出射イメージに対する着色という不具合を発生させることがある。

この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、クラッド材および被覆樹脂層間で光の反射を防止可能な棒状画像伝送用光学繊維束を提供することにある。

上記課題を解決するために、この発明に係る棒状画像伝送用光学繊維束は、コアと、クラッド材と、これらコアおよびクラッド材の外側に被覆された被覆樹脂層とを備えている。そして、この被覆樹脂層に多成分ガラスを用い、前記被覆樹脂層の屈折率（Ｎｄ）をクラッド材の屈折率（Ｎｄ）よりも高くしたことを特徴とする。

クラッド伝播光を被覆樹脂層に抜けさせるために、クラッド材よりも屈折率の高い被覆樹脂層を用いることでクラッド材および被覆樹脂層間の反射を防止する。そうすると、コア中を伝播する光に対して影響を与えるクラッド伝播光を効果的に減少させることができる。

また、好ましくは、前記被覆樹脂層には、安定濃色物質を混合して着色したことを特徴とする。

安定濃色物質によりクラッド伝播光を吸収することができるので、クラッド伝播光の伝播を極力抑えることができる。

また、好ましくは、前記被覆樹脂層は、複数層に形成され、前記複数の被覆樹脂層のうちの少なくとも１つ以上の被覆樹脂層に、安定濃色物質を混合して着色し、少なくとも着色した被覆樹脂層までの屈折率（Ｎｄ）が外側に向かって連続的に高く形成されていることを特徴とする。

クラッド材から被覆樹脂層により容易にクラッド伝播光が入り込み、かつ、安定濃色物質によりクラッド伝播光を吸収することができるので、クラッド伝播光の伝播を極力抑えることができる。

また、好ましくは、前記被覆樹脂層には、カーボンを０．１〜１０％ｗｔの範囲で混合して着色したことを特徴とする。

安定した濃色物質であるカーボンを適当量用いることによって、クラッド材を伝播するクラッド伝播光の十分な吸収効果と、外部からのノイズ光をカットする効果とを得ることができ、かつ、被覆樹脂層の硬化性を良好な状態に保持することができる。

また、好ましくは、前記コアの屈折率は、１．６０７５（１．６１）であり、前記クラッド材の屈折率は、１．５１３５（１．５１）であり、かつ、前記被覆樹脂層の屈折率（Ｎｄ）は、１．５２以上であることを特徴とする。

これらの屈折率は一例であるが、コアから漏洩した光はクラッド材から被覆樹脂層に伝播され、かつ、クラッド材を伝播するクラッド伝播光はクラッド材から被覆樹脂層に伝播される。そうすると、コア中を伝播する光に対して影響を与えるクラッド伝播光を効果的に減少させることができる。

この発明によれば、クラッド材および被覆樹脂層間で光の反射を防止可能な棒状画像伝送用光学繊維束を提供することができる。

以下、図面を参照しながらこの発明を実施するための最良の形態（以下、実施の形態という）について説明する。

図１に示すように、この実施の形態に係る棒状画像伝送用光学繊維束（イメージファイバ）１０は、コア１２と、クラッド材１４と、被覆樹脂層１６とを備えている。被覆樹脂層１６は、コア１２およびクラッド材１４の外側を被覆するように形成されている。なお、この樹脂層１６には、好ましくは、紫外線を照射することにより硬化される紫外線硬化性樹脂材が用いられている。

光学繊維束１０は断面が円形状に形成され、その光学繊維束１０、すなわち、被覆樹脂層１６の外径は、例えば６６０μｍである。また、コア１２の平均中心間距離は例えば２．７μｍである。

有効画素数３６０００画素の仕様の場合、例えば以下の屈折率の組み合わせで光学繊維束１０が実現されている。

コア１２の屈折率（Ｎｄ）は、例えば１．６０７５（多成分ガラス）である。
クラッド材１４の屈折率（Ｎｄ）は、例えば１．５１３５（多成分ガラス）である。
被覆樹脂層１６の屈折率（Ｎｄ）は、例えば１．５２（シリコーン系 ＵＶ熱硬化型）である。この樹脂層１６には、カーボンが４ｗｔ％混合されている。

ここで、カーボン混合量が少なすぎると樹脂層１６が透明に近くなるので、クラッド材１４を伝播するクラッド伝播光の十分な吸収効果と、外部からのノイズ光をカットする効果とを得ることができない。一方、カーボン混合量が多すぎると紫外線に対する硬化性に影響を与える、すなわち、樹脂層１６の形成に影響を与えるため、０．１ｗｔ％〜１０ｗｔ％であることが好ましい。

次に、この実施の形態に係る光学繊維束１０の作用について説明する。

図１に示すように、クラッド材１４よりも屈折率の高い被覆樹脂層１６がクラッド材１４の外側に配設されている。このため、図２に示すように、クラッド材１４を伝播するクラッド伝播光は、効率的に被覆樹脂層１６に入り込む。すなわち、クラッド材１４および被覆樹脂層１６間の反射が極力防止される。そうすると、クラッド伝播光を効果的に減少させることができ、コア１２中を伝播する光に影響を与えることが防止される。

また、その樹脂層１６には、適当量のカーボンが混合されているので、その被覆樹脂層１６内のクラッド伝播光は、被覆樹脂層１６によって効率的に吸収される。

以上説明したように、この実施の形態に係る光学繊維束１０よれば、以下の効果が得られる。

被覆樹脂層１６の屈折率（Ｎｄ）をクラッド材１４の屈折率（Ｎｄ）よりも高くしたので、クラッド材１４および被覆樹脂層１６間の反射を防止することができる。したがって、コア１２中を伝播する光に対して影響を与えるクラッド伝播光を効果的に減少させることができる。

また、被覆樹脂層１６にカーボンを含有させたので、クラッド材１４を伝播するクラッド伝播光の十分な吸収効果と、外部からのノイズ光をカットする効果とを得ることができ、かつ、被覆樹脂層１６の硬化性を良好な状態に保持することができる。

なお、上述した実施の形態では、被覆樹脂層１６は１層であるように説明したが、１層だけでなく複数層に形成されていることも好適である。この場合、クラッド材１４（Ｎｄ：１．５１３５）からその外側のカーボン含有層（Ｎｄ：１．５２）までは連続的に屈折率（Ｎｄ）が高くなるように形成されている。そうすると、クラッド伝播光が効率的に樹脂層１６のカーボン含有層に入り込んで、クラッド伝播光が効率的に吸収される。

また、上述した実施の形態では、被覆樹脂層１６にカーボンを適当量混合することについて説明したが、カーボンに限ることはなく、安定した物質であり、かつ、濃色であれば、他の物質を適当量混合することも好適である。

これまで、いくつかの実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明したが、この発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で行なわれるすべての実施を含む。

上記説明によれば、下記の事項の発明が得られる。また、各項の組み合わせも可能である。

［付記］
（付記項１） 被覆樹脂層の屈折率（Ｎｄ）をクラッド材の屈折率（Ｎｄ）よりも高くしたことを特徴とする外装部に樹脂被覆を有する多成分ガラスを用いた棒状画像伝送用光学繊維束。

（付記項２） 被覆樹脂の屈折率（Ｎｄ）が１．５１以上であることを特徴とする付記項１に記載の棒状画像伝送用光学繊維束。

（付記項３） 被覆樹脂にカーボンを０．１〜１０％ｗｔの範囲で混合して着色したことを特徴とする付記項１もしくは付記項２に記載のイメージファイバ。

（付記項４） 複数の樹脂被覆層を持つ多成分ガラスを用いた棒状画像伝送用光学繊維束において、
そのうち少なくとも１つ以上の樹脂被覆層にカーボンを混合して着色し、少なくとも着色した樹脂被覆層までの屈折率（Ｎｄ）が外側に向かって連続的に高くなっていることを特徴とする付記項１もしくは付記項２に記載のイメージファイバ。

本発明の一実施の形態に係る棒状画像伝送用光学繊維束の概略的な断面図。 本発明の一実施の形態に係る棒状画像伝送用光学繊維束の外縁部のコア、クラッド材および被覆樹脂層を伝播する光の進路を示す概略的な模式図。

符号の説明

１０…棒状画像伝送用光学繊維束、１２…コア、１４…クラッド材、１６…被覆樹脂層

Claims (5)

1. コアと、クラッド材と、これらコアおよびクラッド材の外側に被覆された被覆樹脂層とを有する棒状画像伝送用光学繊維束において、
   前記被覆樹脂層に多成分ガラスを用い、前記被覆樹脂層の屈折率（Ｎｄ）をクラッド材の屈折率（Ｎｄ）よりも高くしたことを特徴とする棒状画像伝送用光学繊維束。
2. 前記被覆樹脂層には、安定濃色物質を混合して着色したことを特徴とする請求項１に記載の光学繊維束。
3. 前記被覆樹脂層は、複数層に形成され、
   前記複数の被覆樹脂層のうちの少なくとも１つ以上の被覆樹脂層に、安定濃色物質を混合して着色し、少なくとも着色した被覆樹脂層までの屈折率（Ｎｄ）が外側に向かって連続的に高く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学繊維束。
4. 前記被覆樹脂層には、カーボンを０．１ｗｔ％〜１０ｗｔ％の範囲で混合して着色したことを特徴とする請求項２もしくは請求項３に記載の光学繊維束。
5. 前記コアの屈折率は、１．６１であり、前記クラッド材の屈折率は、１．５１であり、かつ、前記被覆樹脂層の屈折率（Ｎｄ）は、１．５２以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１に記載の光学繊維束。

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