JPH02903A - 平面状ポリマーによる光ガイド法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ゛〔産業上の利用分野〕 本発明は、平面状ポリマー材料を用いた光ガイドに係わ
り、特に多くの関連する構成要素、応用、システム、プ
ロセスおよび技術に関する。

〔従来の技術および解決しようとする課題〕従来の光フ
アイバー技術は、２〜３０年前の光リンクを通してデー
タを伝送するという最初のアイデアから、長い道程を経
て来ている。シリカファイバーの伝送損失は１９６０年
代の後半における１　０００　ｄＢ／　ｋｍから最近１
９８０年代において１　ｄＢ　／　ｋｍ以下に減少した
〔１〕。（括弧内の数字は明細書の最後にリストした参
考文献を示す。）このような低損失ファイバーは初めは
長距離通信を目的としたが、これらのファイバーが持つ
固有の利点はやがてその他の目的にも適用されるように
なった。例えば、光フアイバー光学に基づくセンサの考
え方は、１９７０年代後半の出現当初から次第に用いら
れるようになって来ている。そのようなセンサの応用分
野としては、化学薬品関係〔２〜１１〕、生物学関係〔
２，１０〜１４〕、位置〔２，１５〕、回転速度（１６
〜１８〕、加速関係〔１９，２０〕、押込技術〔２１，
１１〕、圧力〔２３〜２８〕、温度〔２８〜３０〕、電
場〔３１］および磁場〔３２，３３〕などが知られ規格
は、通信を目的とするものに適合しなくてもよい場合が
ある。通信用途の場合、ファイバーのガイド媒体中を伝
搬する電磁波は外部媒体との相互作用を出来るだけ少な
くしなければならない。

これに反して、い（つかのセンシング用途の場合には（
化学的および生物学的センシングのような）検出したい
外部媒体と、少なくともそのファイバーの１部にわたっ
て、強い相互作用を必要とする。

また、自動車における用途の場合は通信の場合とかなり
異なってくる。

自動車分野においては光フアイバ技術の適用は従来遅れ
ており、せいぜい贅沢な自動車のラインで光フアイバシ
ステムが用いられているに過ぎず、このような遅れは主
としてコスト的な点にあった。

自動車の使用者にとって費用の増大は付加価値にみあう
ものではなかった。

このように光フアイバーシステムがコスト高になる理由
としては多くのものをあげることができる。例えば第１
図は現在使用されている光フアイバー要素を組み込んだ
簡単な自動車用多重システムを示したものである。かか
るシステムは主通信バス１０からなり、このバスから数
本のデータ・ライン１２．１４および１６がそれぞれ１
×２カツプラ１８．２０および２２を通して接続されて
いる。全システムのコストには、バイテクノロジーによ
る光ファイバおよびカップラの製造コスト、および全シ
ステムを組み付けるための高精度を要する（ファイバー
の切離や研磨、精密整合、スプライシングなど）労力コ
ストがある。光ファイバの伝送損失は非常に低いが、全
システムの損失はそれぞれのカップラの挿入損失を考え
ると必らずしも小さくはない。接続部および／またはス
プライス（添え継ぎ）部分の個数が多いと、システムの
損失（不整合や、屈折率および幾何学的形状の不一致に
よる）は増加し、全システムの信頼性は低下する。スプ
ライス（添え継ぎ）当りの通常の損失は、これらのスプ
ライスが実験室環境はどには制御されない生産環境中で
行われたとすると、１ｄＢ程度の大きさになる。さらに
は、このようなシステムには、異なる分岐の間で主信号
を同等に分割するために分割（スプリット）比度異にす
るＮＸＭ個の異なるカップラが必要になるので、構成要
素の在庫を多量に必要とするという問題がある。本発明
の目的はかかる従来の問題点を解決する方法を提供する
ことにある。

通信におけるデータ伝送は、１ｄＢ／ｋｍ程度の可能な
限り少ない減衰量で少な（とも１−１０キロメートルの
長距離にわたって行われる必要がある。

一方、自動車の場合はデータリンク間の距離はずっと短
かいことを特徴とし、従って減衰特性に対する要件は厳
しくないが、多重カップラやコネクタ、スプライスなど
を含む複雑なネットワークに関する位相幾何（トポロジ
ー）が必要とされる。

光フアイバ技術は通信用途の場合には非常に適している
が、自動車の場合にはよりコストイフェクティブ（費用
効果的）な方法を必要とする。本発明はかかる方法を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による一体式光ガイドネットワークは既に記載し
た請求項１の特徴部分に規定した特徴により与えられる
。

〔実施例〕

（１）　　集積平面状光ガイド、概念と製造集積平面状
ポリマネットワークの原理は非常に簡単である。基本的
には先ず、薄い平面状の透明ポリマー・フィルムを用意
し、所望の機能を果す光ガイドシステムを正確に切り出
すことによる。

例えば、第１図に示した光フアイバ多重システムは、第
２ａ図および２部図に示したステップに従うことにより
プレーナー技法により容易に得られる。特に、−枚の平
面状ポリマー・フィルム２４が切断され、主ハス・スト
リップ（主バス片材）２６および多重分岐ライン・スト
リップ（多重分岐ライン片材）２８．３０および３２を
形成する。

平面状ポリマー光ガイドネットワークを得る他の方法は
、適当に設計された金型中で光学グレードの樹脂を圧縮
成形することにより与えられる。

平面状ポリマー・フィルム２４は、約１．４〜約１．６
の範囲内の屈折率を有することが好ましく、ポリカーボ
ネート（屈折率ｎ＝１．５９）やポリメタクリル酸メチ
ル（Ｐ　ＭＭＡ、　ｎ　＝　１．４８〜１．５０）、ま
たはポリスチレン（ｎ＝１．６０）から形成される。こ
れらの材料の全ては透明度や低伝送損失の点で望ましい
光学的性質を有しており、また現在繊維光学（カップラ
およびテーパとして）〔３７〜４４〕、バルク光学〔４
５〜４７〕、および集積光学〔４８，４９〕などにおい
て利用されている。ポリカーボネート、ＰＭＭＡ、およ
びポリスチレンの多重モード光ファイバはシリカファイ
バ損失以上の伝送損失特定（シリカファイバのく１ｄＢ
／ｋｍに比べて、プラスチックファイバにおいて通常は
１４０　ｄＢ／　ｋｍ以上である。）を有するが、プラ
スチックのファイバ損失は、全長が高々２〜！０メート
ルの自動車や他の用途においては問題とならない。これ
と同じ程度の損失レベルが同じポリカーボネート、ＰＭ
ＭＡ、またはポリスチレンプラスチック材料から切り出
された光ガイドで得られる。成る場合は、損失レベルが
より高く、しかも、光フアイバシステムの効率に、それ
より良くはないとしても、比較し得る全体にわたるシス
テム効率が得られるガイドを用いることができる（集積
ネットワークでは接続部および力・ノプラには損失がな
いので）。損失規格を緩和すれば、製造時の公差要件、
従ってコストを下げることができる。

ここで第３図を参照すると、未切断ポリマー・フィルム
２４は最高約５００マイクロメートルの厚さｒｔＪを有
し、最高数センチメートルの幅ｒｗＪを有しており、こ
れは設計の許容性のためである。この種のフィルムの断
面は、現在得られるスリット−ダイ・プラスチック−押
出成形法〔５０，５１〕により十分な分解度で得ること
ができる。

ここで第４図を参照すると、繊維光学の場合と同様に、
「クラツデイング」層３４および３６、および保護層３
８および４０は、それぞれフィルム２４より小さな屈折
率を有しており、フィルム２４の各側に設けられる（例
えば、ｎ９〉ｎＣ１但しｎ、は光ガイド２４の屈折率で
あり、ｎｏはクラツデイング層３４および３６の屈折率
である。）。

クラツデイング層３４と３６および保護層３８と４０は
、光を外部との相互作用が殆んどない状態でガイド媒体
に閉じ込め、媒体を周囲の腐蝕性または汚染性物質から
保護し、更に力学的支持力および強度を与える。クラツ
デイング層および保護層３４〜４０は、広く用いられて
いる共有押出成形法〔５０〜５３〕により光ガイドポリ
マーと同時に押し出し可能である。他方、これらの層は
、浸漬または埋封プロセス〔４８，４９，５４〕により
、ネットワークを切断した後付加可能である。

後者のプロセスの利点は、設計および製造工程がより融
通性を有するようになる点にある。センサを応用する幾
つかの場合においては、ガイドされた光は成る程度の距
離にわたってガイドの外部と相互作用しなければならな
い。表示用途の場合には、光はガイド媒体から散乱しな
ければならない。

これらの場合に、ガイド媒体は、クラツデイングおよび
保護層を付加する以前に、検出および表示部分にわたっ
てマスクされ得る。ネットワークを切断した後上記の層
を付加する他の利点は、このプロセスが切断されたエツ
ジに対してクラツデイングおよび保護を与え、従って側
部からの放射損失を最小にすることにある。

所望のネットワークの切断は、打抜き（鋼尺、マツチド
メタル、または回転ダイ）や、型打ち、成形、ホットナ
イフまたは熱線切断、平版印刷法、またはレーザ切断を
含む可能な多くの方法の１つにより行われる。第５図に
示したように、黒色塗料などの吸収性材料４２により非
ガイド部分を被覆することにより全く切断しなくて済む
ようにすることもできる。但しこの方法は、注入パワー
のかなりの部分が非ガイド媒体中で失われるので十分効
率的とは言えない。更にこのような未切断ネットワーク
では漏話（クロストーク）も問題になる。

ここで第６図を参照すると、個々の光ガイド・ストリッ
プ（光ガイド片材）２６〜３２の厚みｔは未切断フィル
ム２４のものと同じである（最高約５００マイクロメー
トルまで）。分岐ライン・ストリップ（分岐ライン片材
）２８〜３２の通常の幅「Ｗ、」は最高約３ミリメート
ルであり、また分岐ラインストリップは、必要に応じて
幅を変えることができる。１次および２次バス、並びに
センサ、ディスプレイ、およびその他の特殊要素は更に
大きな幅を持つことができる。ネットワーク端部におけ
る整合およびインタフェースは、従来の繊維光学の場合
に比べてこの種の長方形状の光ガイド断面の場合の方が
より容易である。その主要な理由は作業する断面がより
大きいことにあり、整合プロセスが１次元で済むことに
ある。

光ガイド２８〜３２の断面寸法（厚みが１００〜１００
０マイクロメートル、幅が１〜１０ミリメートル）は、
一方では繊維光学および集積光学技術で用いられる寸法
および他方ではバルク光学およびセンサ技術で用いられ
る寸法の間の妥協として選ばれる。これらの寸法は、光
ガイドの長方形状断面の場合のように、従来の光ファイ
バの小さな寸法および円形形状の場合より作業がはるか
に容易である。但しこの場合は、非常に小さな損失特性
および単一モードの特徴、およびそれに係わる利点が失
われるが、これらは殆んどの自動車および他の比較的通
信距離の短かい用途には必らずしも必要とされない。（
信号が最小パワー損失およびパルス歪で非常に長距離に
わたって送られる長距離通信システムの場合とは異なっ
ている。）本発明の光ガイドネットワークを得る他の製
造方法として圧縮成形法がある。この方法では、ポリマ
ー薄膜を初めに用いる必要はない。このステップは、原
料の光学品位のポリカーボネート、ポリメタクリル酸メ
チル、またはポリスチレン樹脂を所望の形状の金型中で
直接圧縮して飛び越されうる。圧縮成形プロセスにより
種々のバルク光学部品および成分が製造される〔４５．
４７〕。この製造方法の１つの利点は、それが３次元的
であり、従って設計がより融通性を有す点にある。ネッ
トワークの異なる部分で厚みを異にすることができるが
、これらの部分はテーバ状部分を通してインタフェース
されなければならない。フィルム切断法の場合に比べて
圧縮成形の１つの潜在的な欠点は、各々のネットワーク
設計に対して別々の組の金型が必要とされる点にあり、
他方、レーザなどの切断具は、種々の形状に切削するよ
うにプログラムすることができる。

光ガイドネットワークには製造プロセス中に望ましくな
い応力が生じる場合がある。応力で誘起された歪は屈折
率分布を乱し、これは媒体の光ガイド特性に影響する。

このような応力誘起歪はアニーリングにより除去される
（ネットワーク全体は熱可塑性材料のガラス転移温度ま
で加熱され、次に冷却される。）。

（２）平面状光ガイドネットワークの利点および欠点 ■　利点 平面状光ネットワークの製造プロセスは非常に大きな量
の自動製造法として与えられ、製造コストをかなり低下
させる。全ネットワークは基本的には単一部分として形
成される。光ファイバーやカップラなどのディスクリー
トな部品からネットワークを集積化するのに熟練した労
力（従ってハイコスト）は必要とされない。またファイ
バ一端部の専門的な切離および研磨は不要である。個別
にパッケージされ、適切に成端され、テストされた構成
成分と、多量に在庫する必要はない。更に特殊なファイ
バ間整合法も必要ではない。スプライシングも不要であ
る。幾何学的寸法または屈折率の不整合による挿入損失
はネットワーク内では存在しない。ネットワーク端部に
おける光源および検出器に対するインタフェースは、断
面寸法および開口数が大きいため、また、光ガイドの平
面状の性質により整合は１次元に限られるため、困難で
はない。ネットワーク内ではコネクタやスプライス、個
別部品は不要なので、繊維光学（ファイバー・オプティ
クス）システムに比べてシステムの全体にわたる信転度
は改良される（また変動が低減される）。

集積ポリマー光ガイドネットワークは用途が明確である
。これらのネットワークは光ファイバの１次元形状を２
次元に拡張し、従って、データ通信、センシング、スイ
ッチングおよび表示機能を集積化するシステムを設計し
たとき多くの多様性を与える。光ガイド表面のアクセス
し易さ、平坦性、および比較的大きな幅は非常に望まし
い特徴であり、これによりバルク光学部品、センサ、お
よびスイッチ類が、表面に正しく装着或いは型押可能に
なる。センサ類やディスプレイ類の場合、面積は必要に
応じて大きくすることができ、また幾何学的形状は外部
拘束要因を受は入れることができるように柔軟である。

検知の幾つかの用途、例えば液体レベルや位置の検知で
は、単一の適切に設計された平面状光ガイドにより行わ
れるものと同一機能を得るには全体の繊維光学束が必要
になる。

上記利点の他に、提唱された平面状光ネットワークは、
従来の繊維光学ネットワークと同様の利点、即ち電磁妨
害の受けにくさ（ＥＭＩ）、軽量であること、データ速
度が適度に大きいこと、電力消費量が小さいことなどの
利点を有する。

■　欠点 平面状光ガイドネットワークの望ましくない特徴の１つ
は、これらのネットワークがポリマーのガラス転移温度
以上になると使用できなくなることにある。この制限は
自動車用途の殆んどの場合に主要な問題ではない。温度
が局所的に高いことが予測される場合も、平面状ポリマ
ーネットワークはなおシリカファイバと共に使用可能で
ある。

ポリマ一部分は、カップラ、テーパ、およびより複雑な
成分を含むハイブリッドネットワークの主要構成要素を
なすが、シリカファイバの波設部分はより厳しい環境で
のみ使用される。シリカおよびプラスチックファイバを
利用する同様の考え方は燃焼圧力センサシステム（この
システムでは、アルミニウム被覆耐温性シリカファイバ
がネットワークの検出部位、即ち高温燃焼室圧力雰囲気
中でのみ使用される。）に対して示されている〔２３〕
。このような構成によるとシステムの全コストが低減さ
れるので好ましい。

平面状ポリマーネットワークの他の潜在的な欠点は、こ
れらのネットワークの長時間安定性が湿度などの環境因
子によりまた化学薬剤への露出により影響を受けること
にある。しかしながら、これらの効果は、化学的に抵抗
性を有する層によって光ガイドを保護することにより、
低減または排除可能である。このようなコーチングはネ
ットワークの機械的安定性の増強に使用することができ
る。化学薬剤および液体レベル検出におけるような外部
環境との相互作用をガイドされた光が必要とする上記の
ような検知用途の場合も、光学的性質（屈折率）が被検
出媒体に選択的、可逆的に応答する化学的に耐性のある
相互作用層を通して間接的に検出することが可能である
。

（３）一体化自在部品と構成要素の側 平面状光ガイドネットワークに一体化自在な多くの特定
の部品および構成要素が確認される。これらには、基本
光ガイド・ストリップ（基本光ガイド・片材）などのよ
うな万能構成要素と、センサ、スイッチ、およびディス
プレイの全取りそろえとが知られている。

■　万能構成要素 立友土上片財　これらは最も基本的な光ガイド要素であ
る。これらのストリップすなわち片材の導波特性は、光
線光学と二媒体界面での全内部反射とにより説明される
。ガイド媒体は高屈折率である〔１．４８．５５．５６
〕。

第７ａ図および７部図に示したように、ガイド片材４４
は異なる幅Ｗｇで直線状をなすか（第７ａ図）またはテ
ーパ状に（第７ｂ図）なすことができる。直線状ガイド
は平面状ネットワークの異なる部分に光を導＜導波路と
して使用される。これらは繊維光学ネットワークにおけ
る光ファイバのものと同じ役割を演する。テーパ状ガイ
ドは、種々の幅の直線状ガイド間を接ぐものとして、ま
た、平面状部分が、センシング、スイッチングまたはデ
ィスプレイ要素の１部をなす直線から平面へのカンブリ
ング用途には特に有用である。テーバ状ガイドは従来の
繊維光学においては製造が非常に困難である。

からガイドへのカ　ブー　第８ａ図、第８ｂ図および８
０図に示したように、外部光源からの光は、直接または
間接的にガイド媒体に入射可能である。直接カップリン
グは、第８ａ図に示したように、入射ビームをレンズ４
６により光ガイド４４の露出断面に集光させることによ
り実現される。上記集光レンズ４６は、光ガイド４４の
断面が（繊維光学の場合の断面に比べて）大きいのて゛
必ずしも必要ではない。テーパ状断面（第７ｂ図）は光
源とガイド間を直接結合する他の方法である。集光レン
ズ４６の場合は、光源からのビーム断面積がガイド４４
のものより大きい用途に有用である。光ガイド４４の長
方形状断面は光源からガイドカップリングへの用途に対
しては不都合ではない。実際、通信システムで用いられ
る長方形コア光ファイバは端末装置との結合に都合がよ
いことが知られている〔５７〕。

間接的カップリングは、光が、プリズム４８（第８ｂ図
）またはグレーチング５０（第８ｃ図）のいずれかを通
してガイド４４の平坦面の１つに科目に入射したとき実
現される。これらの間接カップリング技術は集積光学用
途でよく知られるものである〔４８〕。間接カップリン
グは、ファイバコアへのアクセスが容易ではないので、
従来の繊維光学では非常に困難である。

ガイドか゛ガイドへのカップラ　このようなカップらと
して共平面（ｃｏ−ｐｌａｎａｒ）形と積層（ｓ　ｔａ
ｃｋｅｄ）形の２種類が知られている。第９ａ、９ｂ、
９ｃおよび９ａ図に示したように、共平面カップラにお
いては、光が結合するガイドの全ては同じ平面フィルム
５２から切り出される。繊維光学のカップラと比べると
、この種のＮＸＭカップラの挿入損失および反射は、こ
のカップラが全ネットワークの一体部分として切り出さ
れるので、最小になる。カップラと収束し発散する光ガ
イドとの間には屈折率の不整合は存在しない。このカッ
プラの分割比に対して種々の設計が可能であるが、ここ
では１×２（第９ａ図）、２×２（第９ｂ図）、または
２×３（第９ｃ図）とする。このような場合における異
なるカップラの分割比は、各々のガイドの相対幅を適切
に選択することにより簡単に得ることができる。第９ｄ
図のＩＸ２カップラの場合、幅Ｗ９の入力光ガイド５４
における強度Ｉの光は、幅Ｗ９、の光ガイド５６におけ
る強度■＝　（Ｗ９＋／Ｗ、＞１（７）光と、幅Ｗ、、
（７）光ガイド５８における強度１２＝（Ｗ、□／Ｗ、
）Ｉの光に分割される。このようにして、長平方向に切
断されて、カンプリングの一方の側のＮ個の光ガイド・
ストリップとカップリングの他方の側のＭ個の光ガイド
・ストリップとの間で一体式カツブリングを形成する一
体式光ガイドネットワークにおいては、Ｎ個の光ガイド
ストリップのいずれがとＭ個の光ガイドストリップのい
ずれがとの間でのカップリング前後の光強度分割比は、
個々の光ガイドストリップ（光ガイド片材）の幅の比に
より決定される。これは、繊維光学、即ち殆んどの用途
に対処するには分割比を異にする多数のＮＸＭカップラ
（２Ｄアレイ）が必要となる場合に比べると大きな利点
を写え・る。

第１０図に示したように、積層形カップラは、１つの組
のガイド６０から他の組のガイド６２に、これらのガイ
ドの対向平坦面を通して光を結合させることにより行わ
れる。これは、ガイドの表面に誘起された不規則部分か
らの前方散乱またはグレーティングによる同様の散乱に
より実現される。

これらの方法は集積光学技術［４８コを借用して実現さ
れる。不規則部分とグレーチングはポリマーフィルムの
表面に直角に刻印またはエツチングを施すことにより得
られる。

７４四ｌ　第１１ａ、ｌｌｂ、ｌｌｃおよびｌｉｄ図に
示したように、フィルタは波長分割多重用途に特に有用
な不可欠の要素である。このような濾波は、光ガイド６
４を切断し、次に所望の濾波特性を有するフィルタ６６
を挿入するか（第１１ａ図）、または通過させる必要の
あるものを除く全ての波長の光を吸収する染料６８で、
光ガイドの端部をコートすることにより得られる（第１
１ｂ図）。但し、都合が悪いことに、これらの方法のい
ずれも、濾波された光の一部が受光光ガイドに再入射さ
れずに散乱されるので、効率的ではない。しかしながら
、新規な設計により切断なしにガイド光を濾波すること
ができる。これは光ガイド６４に接触または浸入する濾
波染料またはインク７０でガイド６４の平坦面をコート
することにより得られる（第１１ｃ図）。ここで、染料
またはインク７０がガイド媒体６４に浸入しなくてもな
お濾波が可能な点に注目されたい。これは、減衰全反射
（ＡＴＲ）または内部反射スペクトロスコピー（ＩＲ３
）と呼ばれる方法により実現される［５８〜６３］。こ
の方法では、コーチングに入射、浸入したエバネッセン
ト波が、染料の非吸収スペクトルの波長の部分を除いて
染料７０により吸収されるという事実を利用する。この
効果は、図示しないが、光ガイドを曲げ、それにより低
次モードを高次モードに変換することにより増強される
。特に、ガイド・染料界面における入射角は高次モード
では小さくなり、エバネッセント波の浸入距離は大きく
なり、その結果電磁波と染料７０の間の相互作用はより
強くなる。後に説明するように、このＡ　Ｔ　Ｒ濾波技
法は化学センサとして用いることができる。更に、これ
は、曲げまたは染料・ガイド界面における相互作用長の
変更により、強度変調およびスイッチングに使用するこ
とができる。

盲　か゛円ノへの゛　　第１２ａ図および第１２ｂ図に
示したように、光ガイド７２のテーバ状平面部分を折り
曲げることにより円形光リングを形成することができる
。自動車のステアリング・コラムなどのように回転部分
から非回転部分に信号が伝送されるような用途において
は円形光源が重要になる。同様の機能を果たす光リング
がニソサンレオパード（Ｎｉｓｓａｎ　Ｌｅｏｐａｒｄ
）に設置されており、そこではそれは、回転ハンドルの
スイッチパッドからカラム中の静置受信機に無線および
運転制御スイッチ情報を送るために使用されているし３
６］。同様の方法により直線形状から任意の非直線形状
に拡張することも可能である。

ュ主タ叉　全システムを切り出した後、所望の形状のプ
ラスチックコネクタがネットワークの端部に直接射出成
形される。同様の射出成形プロセスを、より大きな構成
要素の幾つかのものを集積化するために適用することが
できる。

■　センサ ２　　化学的なセンシング（つまり化学的な検知）は、
被検出化学薬剤が光ガイド媒体７４と直接接触している
か否かに従って直接（第１３図）、または間接的に（第
１４図）実現できる。直接接触の化学的検知は、減衰全
反射または内部反射分光法［５８〜６２］、エバネッセ
ント場分光法［９］または光屈折測定法［１４，６４］
により実施可能である。間接検知は、光学的性質（屈折
率）が被検出化学薬剤により選択的に影響を受ける遷移
フィルム７６を選択することにより実現できる。間接検
知は、被検出試料が化学的にポリマーと不適合な用途に
都合良く用いられる。

これらの場合に、化学薬剤と光ガイド７４の間で緩衝物
として作用する化学的に適合する遷移フィルム７６を選
択使用することができる。濾波の場合と同様に、検知機
構は、曲げなどにより低次モードを高次モードに変換す
ることにより増強することができる。検知は、ガイドの
平坦面部分（第１３ａ、１３ｂおよび１４図）またはガ
イドの露出断面部分（第１５ａ図および１５ｂ図）で行
うことができる。直接および間接的な化学センサは繊維
光学でよく知られたものである［６〜１０゜６２〜６４
］。検知機構とは無関係に、平面状光ガイド技術の新規
な側面は、化学センサは、平坦面であっても光ガイドの
先端の露出断面であっても相互作用領域がかなり大きく
なるので、繊維光学センサに比べて感度が高くなる点に
ある。

他の形の化学的センサ、例えば差分吸収スペクトロスコ
ピー［３〜５］、遠隔ファイバ螢光測定法［７］および
けい光クエンチング法［１１１なども可能である。

ｍご＜）Ｌｉ＋７’ｆ−これらのセンサは特殊な形での
化学センサとして見ることができ、従って上記の考え方
が適応可能である。第１６ａ図は礒維光学技術により液
体７７のレベルを検出する普通の方法の１つを示したも
ので、そこではファイバ７８のコアが露出され、またコ
ア・液体界面に光損失が生じた状態が与えられる［２．
８］。しかしながら、繊維光学コアを露出することは非
常に困難である。更に、従来のシリカコアは大気の湿気
に露出されると極度に脆くなる。単位長当りの放射損失
を調節して所望の感度を得ることも困難である。同様の
透過形液体レベルセンサを、液体・ガイド界面における
放射損失によるガイド中での光の減衰に基づいて、平面
状光・ガイド技術により得ることができる（第１６ｂ図
）。平面状センサの新規な特徴は、その繊維光学のカウ
ンタパートとは異なり、単位長当りの放射損失（従って
感度）は、液体に接触するガイド片材の幅（ＷｇＷ　ｃ
　）を変えることにより容易に所望のレベルに調節する
ことができる。但し、Ｗｇはガイド片材８０の全幅を示
し、Ｗｃはタラソディング層８２の幅を示す（第１６ｇ
図）。界面が大きいと損失は一層大きくなる。また、こ
の新規な特徴は、液体容器８４の幾何学的形状に起因す
る応答の何らかの非直線性を直線化するために有用であ
る。

第１６ｃ図は、上記平面状ガイド液体レベルセンサの変
形を示したもので、光がＵ字状ガイドを通して透過され
るよりもむしろ、反射コーチング８６により反射された
状態が与えられる。第１６ｄ図は他の変形例を示したも
ので、光ガイド８０の単位長当りの減衰量は光の入射角
の関数として与えられている。

第１６ｅ図および１６ｆ図は液体レベルを検知する他の
方法を示したもので、コア８０が光ガイド８０のテーパ
状エツジに沿って延在する鋸歯状歯８８の先端部を除い
て露出してない状態が示されている。光は、浸漬された
露出コアチップ８８でのみ液体中に侵入する。光は、非
浸漬歯８８部で、全内部反射によって全体的に（第１６
ｅ図）または部分的に（第１６ｆ図）反射される。なお
、ファイバ束は、繊維光学技術により同様の機能を果た
すのに必要とされる。

に　づく　　　　センサ 第１７ａ、１７ｂ、１７ｃおよび１７ｄ図を参照すると
、反射率に基づく強度変調は、センサの送・受信端部と
反射面の間の距離を変えるが、またはセンサの送・受信
端部の視野内で反射ストリップを横方向に移動させるこ
とにより得られる。

第１７ａ図の形のセンサは近接センシングおよび圧力セ
ンシングに有用であり、この場合、光は偏向ダイヤフラ
ム（隔膜）から反射される。第１７ｂ図の形のセンサは
位置および回転センシングに有用である。これらの形の
センサは繊維光学システムでは非常に良く知られている
［２．２６］。

第１７ａ図において、光強度変調器は互いに隣接配置さ
れたポリマーフィルムの片材から形成された１対の光ガ
イド９０および９２からなる。ガイド９０および９２の
末端部は反射部材９４との間に間隔を有する。光ガイド
９０と９２の一方の端部断面から透過出射された光の移
動部材９４による反射に起因して光ガイド９０と９２の
他方の端部中に受信された光の強度は、移動自在部材９
４および光ガイド９０と９２の間の距離の関数として変
調される。

第１７ｂ図において、光運動センサは平面状プラスチッ
クの片材から形成された光ガイド９６からなる。この平
面状プラスティックの片材は、複数の反射用片材を有す
る物体９８からあるいはその上の表面１００から隔置さ
れた末端部を有す。

光ガイド９６の端部断面から送出された光は、物体９８
が光ガイド９６に対して横方向に移動されたとき上記各
表面１００からの反射により、光ガイド９６の端部断面
に逆に受信される。

第１７ｃ図は、従来の繊維光学の場合に実施が困難な新
しい差動位置センサの一例を示したものである。特に、
反射用片材１０２は位置が検知されるべき移動部分１０
４に装着される。反射用片材１０２の幅Ｗｒは、移動部
分１０４の予測最大振れ幅よりわずかに大きくなるよう
に選択される。

同様に、センサの送・受信端部１０６と１０８の各々の
幅は幅Ｗｒに等しいが、わずかに大きくなるように選択
される。この構成によれば感度を犠牲にすることなしに
移動部分１０４の最大スイング幅が保証される。第１７
ｄ図はセンサ１１０の差分出力を示す。反射用片材１０
２が２つのセンサ端部１０６と１０８に対して等距離に
あるとき、２つの反射光強度１１およびＩ２は等しく、
差分出力１１１はゼロになる。片材１０２がセンサ端部
１０６と１０８との一方と十分整合されると、反射光は
、その端部で最大になり、他端部で最小になり、最大差
分出力を与える。この種のセンサは、その差分特性のた
めに、光源の強度ゆらぎに対して感度が低い。繊維光学
技術により類似の機能を果たすには繊維光学束の複雑な
ネットワークおよびカップラが必要とされる。

第１７ｃ図に示したように、センサ１１０は、プラスチ
ックフィルムで形成された「Ｍ」字状光ガイドからなる
。Ｍ字状ガイド１１０の上部頂端部は平坦端部１０６と
１０８とに成端される。下部頂端部１１２を通してＭ字
状ガイド１１０に導入された光は分割され、等強度で上
部頂端部の各々から送出される。次に光は、上部頂端部
１０６および１０８の各々との反射用片材１０２の差分
整合に比例して、移動部分１０４の反射用片材１０２に
より、それぞれの上部頂端部１０６および１０８内に逆
に反射される。次にこの光はＭ字状ガイド１１０のそれ
ぞれの下部側端部１１４と１１６から放射される。移動
部分１０４の位置は、外側端部１１４から放射された光
強度■、と外側端部１１６から放射された光強度■２の
差（Ｉｌｔｚ）の関数として検出可能である。差分出力
１１１を規格化するために、光強度差Ｎ。

１２）は光強度の和（ＩＩ＋１２）により除算される。

マイクロペン　に　づ　　　　　センサ第１８ａ図に示
したように、光導波路のマイクロベンド損失は、波状の
マイクロベンド用ジグ１２０により導波路１１８を変形
させて、ガイドモードを放射モードに結合させることに
より得られる。カップリングが生じるためには、周期変
形の空間周波数は、ガイドされるモードと放射されるモ
ードとの伝搬定数の間の差に等しくなければならない。

この種のセンサは、圧力および加速センシングに有用で
あり、また導波路を切断し、自由空間を通して光を伝搬
させることなく変調およびスイッチングが可能であるた
めに有用である。

繊維光学マイクロベンドセンサは多くのセンシング用途
で使用されている［２．２３，２７．２８］。

平面状マイクロベンドセンサは、繊維光学センサに比べ
て、更に他の利点を有する。接触領域がガイドの曲率に
起因して非常に小さくて、センサの寿命を短かくする局
所的な歪をもたらす繊維光学センサの場合とは異なって
、平面状マイクロペンドセンサは、相互作用領域が大き
く、またガイドの平坦面と波状ジグとの間の接触面積が
、ガイドの幅にわたって平滑化されているからである。

平面状マイクロペンドセンサの他の利点は、ガイドの検
知部分は形状を異にするジグに嵌合するように切断可能
であることにある（第１８ｂ図および１８ｃ図）。

更に、第１９ａ図、１９ｂ図および１９Ｃ図に示したよ
うに、周期的な波状構造を平面状ガイド１２２の表面に
直接エツチングすることができる。

ここで、波状部１２４は、平坦なジグ１２８により押圧
されたとき、より薄いガイド１２６上の周期的変形構造
として作用する。このような新規な構成の利点は、ガイ
ド１２２とマイクロベンド用ジグ１２８の間で整合が不
要であることにある。

第１９ｃ図は、従来のマイクロベンドセンサに類似のセ
ンサを示し、また平面状光ガイド１３６の薄い部分１３
４を変形するためのマイクロベンド・ジグ１３２の１部
としての波状構造１３０を示したものである。また、こ
の種の万能マイクロベンド感応ポリマーフィルムは、低
コスト回転ダイ切断技術により製造可能である。これら
の万能フィルムは各々の特定の用途のために所望の大き
さに切断可能である。これらの用途には液体マス検知（
タンクの底部における）や侵入検知および触覚検知が知
られる。

フィルタリングに　づく　　　　センサｌ土土叉ユｌｊ
　減衰全反射に基づいて第１１ｄ図に関して既に説明さ
れたフィルタの考え方は、また強度変調を与えるために
使用できる。この場合、光吸収性染料は、光ガイドコア
に対して押圧可能な外部ジグの一部である。フィルタ媒
体とコア領域の接触面積は横方向の接触力に比例して変
化される。接触プロフィルの変化を通して広い範囲の力
対強度特性を得ることができる。変調は、接触面積が急
激に変化するとスイッチ動作を与える。この新規な特徴
は、次の節の第２０ｄ図に示したように、スイッチング
用途に有用である。光ガイドを曲げることにより別の変
調例が得られ、その場合、光吸収性染料（黒のコーチン
グのように）はガイドの表面に直接塗布される。曲げ半
径が大きくなる程、低次モードから高次モードへの変換
は効率的になり、減衰が大きくなる。

■　スイッチとロック ｌθｌ第２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ。

および２Ｏｅ図に示したように、送・受信対（第２０ａ
図）として作用する２つの平面状ガイド端部１３８と１
４０の選択的な整合および不整合により、そして２つの
平面状ガイド端部１４４と１４６と（第２０ｂ図）の間
の光路中の妨害要素１４２の選択的な挿入および除去に
より、更にガイド端部１５０に対する反射要素１４８の
選択的挿入および除去により最も簡単なオン−オフ・ス
イッチング動作が得られる。これらの方法の各々は自由
空間中（ガイド外）に光路部分を必要とする。フィルタ
要素が自由空間光路中に挿入され、波長分割多重通信に
使用される。自由空間伝搬のない全ガイド波システムに
おいては他のスイッチング法も可能である。これらには
、上記のようなマイクロベンド誘起損失によるスイッチ
ング、光吸収媒体１５２が平面状ガイド１５４の表面に
接触したときの減衰全反射（ＡＴＲ）誘起損失によるス
イッチング（第２０ｄ図）、更に接触プリズム１５６が
平面状ガイド１５８の光を結合射出するときの漏れ全内
部反射（ＦＴＩＲ）誘起損失によるスイッチングなどが
知られる。ＦＴＩＲ分光法は、隣接光学要素間のギャッ
プを通して結合するとき［２５］、つまりエバネッセン
ト波の侵透長と同等あるいはそれ以下のギャップがある
ときなどに、エバネセント場が吸収以外の手段により減
衰されることを用いるものである［６２コ。

旦エエ　　第２１ａ図および２１ｂ図に示したように、
光ロックは、キー１６４が挿入されるべき平面状ガイド
１６２の幅を横切ってスロワ）　１６０を切削加工する
ことにより容易に得られる。キー１６４がスロット１６
０に挿入されると、このスロット・キーの組合わせ部分
からあられれる光は、キー１６４の透明符号化バーホレ
ーション１６６により変言周される。

■　ディスプレイ（ｉネ） 一゛イスプレイと　　　−イト　第２２ａ、２２ｂ、お
よび２２ｃ図に示したように、平面状ガイド１６８は、
テーパ状片材１７０を通して平パネルディスプレイ１７
２に端部を形成している。光は、光ガイド１６８と１７
０の場合と同様に、全内部反射によりディスプレイ１７
２に閉じ込められる。しかしながら、光は、第２２ｂ図
に示したように、表面がエツチングまたはエンボスされ
た部分においてディスプレイ１７２から散乱される。

表面には種々のパターンがエンボスまたはエツチング可
能である（例えばｒｏ　Ｉ　ＬＪ　）。散乱は、第２２
ｃ図に示したように、ディスプレイの裏面をエツチング
し、反射Ｎ１７６でコートすることにより増強すること
ができる。ディスプレイに光を送出する上記の方法は次
のような利点を有する。

光源はいたる所に配置可能であり、即ち光源は、それが
寿命になったりまたは誤動作した場合に容易にアクセス
又は接近できる場所に配置可能である。この種の構成に
よれば、自動車の計器パネルの密集により生じる問題を
低減させる一部ともなる。

■　システムの例 多くの平面状光ガイドネットワークが、上記の一体化自
在部品および構成要素の種々の組合わせにより、形成可
能である。波長分割多重ネットワークおよび時分割多重
ネットワークがデータ通信、センシング、スイッチング
、およびディスプレイ用に構成可能である。以下にその
例を示す。

データ゛　　　　　　　　システム 第２図に示した多重ネットワークは、周辺電子装置が時
間コード化信号により通信可能な伝送媒体として使用可
能である。

重スイッチングシステム 第２３図は通常の波長分割多重システムを示したもので
、広帯域光源１７８からの光がＩＸ２カップラ１８６と
１８８を通して種々のスイッチ１８０．１８２および１
８４に分岐される状態が与えられる。帯域の重なりがな
いフィルタ１９０．１９２および１９４が、それぞれ、
スイッチ１８０１１８２および１８４の間での区別を与
えるため用いられる。このような目的には、第１ｉｄ図
に示したように、減衰全反射フィルタが適している。

スイッチ１８０．１８２および１８４も、減衰全反射形
のものを使用することができる（第２０ｄ図）。しかし
ながら、もし第２０ｂ図に示した妨害スイッチ１８０．
１８２および１８４が用いられる場合はフィルタリング
およびスイッチング動作の両者を組み合わせることがで
きる。これらのスイッチ１８０．１８２および１８４は
２×１カツプラ１９８と２００を通して検出器１９６に
接続される。

センサ・ディスプレイシステム　第２４図は、検知およ
びディスプレイ機能を集積化した非常にＮ車なシステム
を示したものである。これは低燃料の表示システムであ
る。ＬＥＤ２０２　（発光ダイオード）からの光は、平
面状ガイド２０４を通り、テーパ状部分２０Ｂを介して
、光ガイド２０４に接続された平パネルディスプレイ２
０６内にエツチングされた「低燃料（ＬＯＷ　ＦＵＥＬ
）　Ｊ表示器を照明する。照明強度はタンク２１０の燃
料レベルに依存する。ガイド２０４のループ部分により
形成された平面状光ガイド燃料センサにより燃料タンク
２１０が十分に空であると検出されたとき最大強度が得
られる。更に複雑なセンサおよび／またはディスプレイ
システムも可能である。

本明細書および特許請求の範囲を通して使用された、測
定範囲を定める用語「少数量」と「数」とは、規定する
ように測定単位で高々ｌＯを示すものである。

前述の参考文献を以下にまとめて示す。

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〜２３７．１９８４年６月。

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ー、コバヤシ（Ｔ、Ｋｏｂａｙａｓｈｉ）　、エム、ヒ
ラマ（Ｍ、　Ｈｉｒａｍａ）　ｌおよびエム、ハムザ（
Ｍ、　Ｈａｍｚａ）、　ｒ光吸収法による広領域大気モ
ニタリングのための光ファイバ・ネットワーク・システ
ム」、エレクトロニクス・レターズ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ
ｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ）、　Ｖｏｌ、　１５　、　Ｎ
。

２３、ＰＰ７４９〜７５１．１９７９年１１月。

［５〕　ティー、コバヤシ（Ｔ、Ｋｏｂａｙａｓｈｉ）
　、エム。

ヒラマ（Ｍ、）Ｉｉｒａｍａ）、およびエッチ、イナバ
（Ｈ。

Ｉｎａｂａ）、　　ｒ光ファイバリンクを用いた差分吸
収によるＮＯ□分子の遠隔モニタリング」、アプライド
・オプティクス（Ａｐｐｌｉｅｄ　０ｐｔｉｃｓ）　、
Ｖｏｌ、　２０　。

患１９．ＰＰ３２７９．３２７３．１９８１年１０月。

［６］　イー、イー、バーデイ（Ｅ、Ｅ、　Ｈａｒｄｙ
）デイ−、ジュー。デーピッド（Ｄ、Ｊ、　Ｄａｖｉｄ
）　、エヌ、ニス、カパニ（Ｎ、Ｓ、　Ｋａｐａｎｙ）
、およびエフ。

シー、ランターライトナ−（Ｆ、Ｃ，Ｕｎｔｅｒｌｅｉ
ｔｎｅｒ）、「化学反応分光光度計測用塗膜光ガイド」
、ネーチ＋　　（Ｎａｔｕｒｅ）＋　　Ｖｏｌ、　　２
５７．　ＰＰ、　　６６６〜６６７．１９７５年１０月
。

［７］　エフ、ピー、ミラノピッチ（Ｆ、Ｐ、　Ｍ口ａ
ｔｔ。

ν１ｃｈ）　＋およびティー、バーシュフェルト（Ｔ。

Ｈｅｒｓｃｈｆｅｌｄ）　、　　ｒオン・ストリーム分
析用光学系を用いた遠隔ファイバ螢光計測」、イン　チ
ック（Ｉｎ　Ｔｅｃｈ）、　ＰＰ、　　３３〜３６．　
１９８４年３月。

［８］　デイ、ニー、クローン（Ｄ、八、　Ｋｒｏｈｎ
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Ｄ、　Ａ。

Ｖｉｃｋｅｒｓ）　＋　およびニス、コザイテイス＜　
Ｓ。

Ｋｏｚａｉｔｉｓ）、　ｒ化学センシング用光ファイバ
ーによるエバネッセント場分光法」、ニス・ピー・アイ
・イー（ＳＰＩＥ）　Ｖｏｌ、　７１　Ｂ　、繊維光学
とレーザセンサｒＶ、ＰＰ、１９２〜１９６．１９８６
年。

［１０］　ダブリュー、アール、ザイツ（Ｗ、Ｒ。

Ｓｅｔ　ｔｚ）　、　　ｒ繊維光学による化学センサ」
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ｙ）　、　Ｖｏｌ、　５６　、　Ｎｆｌ　１　＋ＰＰ、
１６Ａ〜３４Ａ、１９８４年１月。

［１１］　エム、イー、コックス（Ｍ、Ｅ、　Ｃｏｘ）
、およびピー、ダン（Ｂ、　Ｄｕｎｎ）＋　　ｒ螢光ク
エンチングによる酸素検出」、アプライド・オプティク
ス（Ａｐｐｌｉｅｄ　０ｐｔｉｃｓ）、Ｖｏｌ、　２４
　、　Ｎｕ　１４　、　ＰＰ、　２１１４〜２１２０．
１９８５年７月。

［１２］　ニス、エム、アンジェル（Ｓ１Ｍ、　Ａｎｇ
ｅｌ）。

「オプトロード（Ｏｐｔｒｏｄｅｓ）　　：化学的に選
択的な繊維光学センサ」、スペクトロスコピー（Ｓｐｅ
ｃｔｒ。

５ｃｏｐｙ）、　Ｖｏｌ、　２．　ｆｌｈ４．　ＰＰ、
　　３８〜４８．１９８７年。

［１３］　ジェ、アイ、ピータソン（Ｊ、Ｉ、　Ｐｅｔ
ｅｒｓｏｎ）　＋およびジー、ジー、プレツク（Ｇ、Ｇ
、Ｖｕｒｅｋ）　＋「生物医学用繊維光学センサ」、サ
イエンス（Ｓｃｉｅｎｃｅ）、　Ｖｏｌ、２２４．　Ｐ
Ｐ、　　１２３〜１２７゜１９８４年４月。

［１４］　アイ、エフ。ロス（１，Ｎ、　Ｒｏｓｓ）、
およびニー、ムバヌ（Ａ、　Ｍｂａｎｕ）、　ｒグルコ
ース濃度の光学的モニタリング」、オプティックス・ア
ンド・レーザ・テクノロジー（０ｐｔｉｃｓ　ａｎｄ　
ＬａｓｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）　、　ＰＰ、　３１
〜３５．　１９８５年２月。

［１５］　エム、オカダ（Ｍ、　Ｏｋａｇｉ）およびエ
ッチ、イマイ　（）１．　Ｉｍａｉ）、　　ｒ光ファイ
バセンサによる自動的絶対的エツジ位置測定システム」
、ザ・インスチチュート・オブ・フィシ、７クス（Ｔｈ
ｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｐｈｙｓｉｃｓ）、　Ｐ
Ｐ、　４１７〜４２０゜１９８６年。

［１６］　エッチ、シー、レフェーバ（Ｈ，Ｃ０Ｌｅｆ
ｅｖｒｅ）＋　　ｒ繊維光学ジャイロ概観」ニス・ピー
・アイ・イー（ＳＰＩＥ）、Ｖｏｌ、　８３８　、ファ
イバーオプティクとレーザセンサＶ、１９８７年。

［１７］　ダブリュー、ケー、バーンズ（Ｗ、　Ｋ。

Ｂｕｒｎｓ）、　　ｒ繊維光学ジャイロスコープ」　レ
ーザ・フォーカス／エレクトロ・オプティクス（Ｌａｓ
ｅｒＦｏｃｕｓ　／Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃｓ）、
ＰＰ、　　８３〜９４　、１９８４年２月。

［１８］　イー、ウッド（Ｅ、　Ｕｄｄ）、　ｒ繊維光
学対リングレーザジャイロ：技術評価」、レーザフォー
カス／エレクトロ・オプティクス（Ｌａｓｅｒ　Ｆｏｃ
ｕｓ／Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃｓ）、ＰＰ、　６４
〜６５　、１９８６年１２月。

［１９］シー、エム、デービス（Ｃ，Ｍ、　Ｄａｖｉｓ
）、ジュー。ジー、オイステース（Ｊ、Ｇ、　Ｅｕ５ｔ
ａｃｅ）、およびシー、ジェー、ザロビラ（Ｃ，Ｊ、　
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ＰＰ、２０３〜２１１．１９８６年。

［２０］　エム、レイトン（Ｍ、　Ｌａｙｔｏｎ）、　
　イーエフ、カロム（Ｅ、Ｆ、　Ｃａｒｏｍｅ）、ピー
、ニー、アンバー（Ｂ、Ａ、　Ｄｅｎｖｅｒ）、ジュー
。デイ−、ラストフカ（Ｊ、Ｄ、　Ｌａ５ｔｏｆｋａ）
、およびデイ−、ピー、デハン（Ｄ、Ｐ、　Ｄｅｖａｎ
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（ＳＰＩＥ）　、　Ｖｏｌ、　８３８．繊維光学とレー
ザセンサＶ、１９８７年。

［２１］　　シー、ワイ、レウング（Ｃ１−Ｙ、Ｌｅｕ
ｎｇ）＋シー、エッチ、ファング（Ｃ，−Ｈ，Ｈｕａｎ
ｇ）＋およびアイ、エフ、チャン（１，−Ｆ、　Ｃｈａ
ｎｇ）、　ｒ光ファイバ安全システム：現地テストレポ
ート」、ニス・ピー・アイ・イー（ＳＰＩＥ）　Ｖｏｌ
、　８３８　、繊維光学とレーザセンサＶ、１９８７年
。

［２２］　　ニス・ブイエル・ヘンケル（Ｓ、　ＶＬ。

Ｈｅｎｋｅｌ）　　ｒ侵入者検出技術のサーベイ」、セ
ンサ。

ＰＰ、１７〜１９．１９８８年１月。

［２３］　デイ−、ジェー、ビッカーズ、およびエム、
ロダルジーク（Ｍ、　Ｗｌｏｄａｒｃｚｙｋ）、　　ｒ
座金型マイクロベンド燃焼圧カセンサ」、ニス・ビー・
アイ・イー　（ＳＰＩＥ）　Ｖｏｌ、　８３８　、繊維
光学とレーザセンサＶ、１９８７年。

［２４］ジー、イー、ブロンジー（Ｇ、Ｅ、Ｂｌｏｎｄ
ｅｒ）　＋およびアール、ニー、リーベルマン（Ｒ，Ａ
、Ｌｉｅｂｅｒｍａｎ）＋　　’新しい干渉計測圧力オ
プトロード設計」、ニス・ビー・アイ・イー（ＳＰＩＥ
）、　Ｖｏｌ、　８３８．繊維光学とレーザセンサＶ、
１９８７年。

〔２５］　グー。ティー、ブイ、グラソタン（Ｋ。

Ｔ、Ｖ、　Ｇｒａｔｔａｎ）　、　ｘ　−、ダブリュー
、バルマー（Ａ。

獣Ｐａ１ｍｅｒ）　＋　およびデイ、ビー、ニス、サイ
ニ（Ｄ、Ｐ、Ｓ、　５ａｉｎｉ）　、　　ｒ漏れ全内部
反射繊維光学圧力センサ」、ジャーナル・オブ・ライト
ウェーブ・テクノロジー（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｌｉ
ｇｈｔｗａｖｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌ。

ｇｙ）、　Ｖｏｌ、　ＬＴ　−３，ＮＩＬ５．　ＰＰ、
　１１３０〜１１３４．１９８５年１０月。

［２６］　シー、エム、ロウソン（Ｃ，Ｍ、　Ｌａｗｓ
ｏｎ）。

およびブイ、ジェー、テキッペ（Ｖ、Ｊ、　Ｔｅｋｉｐ
ｐｅ）。

［繊維光学ダイヤフラム弯曲圧カドランスデューサ」、
オプティクス・レターズ（Ｏｐｔｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒ
ｓ）。

Ｖｏｌ、８．　Ｎａ５．　ＰＰ、　２８６〜２８８．１
９８３年５月。

［２７］　ジー、オスクロット（Ｇ、　０ｓｃｒｏｆ　
ｔ）　＋［固有（Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）繊維光学センサ
」、ニス・ビー・アイ・イー　（ＳＰＩＥ）　Ｖｏｌ、
　７３４　、繊維光学８７、ＰＰ、２０７〜２１３．１
９８７年。

［２８］　エヌ、ラガコス（Ｎ、　Ｌａｇａｋｏｓ）、
ジエーエッチ、コール（Ｊ、Ｈ，Ｃａｆｅ）、およびジ
ュー。ニー、ブカロ（Ｊ、Ａ、　Ｂｕｃａｒｏ）、　　
ｒマイクロベンド繊維光学センサ」、アプライド・オプ
チソクス（Ａｐｐｌｉｅｄ　０ｐｔｉｃｓ）、Ｖｏｌ、
　２６　、　Ｎｌ　１１　、　ＰＰ、　２１７１〜２１
９０，１９８７年６月。

［２９］デイ−６エー、クリステンセン（Ｄ、Ａ。

Ｃｈｒｉｓｔｅｎｓｅｎ）　、およびブイ、ニー、バグ
イン（Ｖ。

Ａ、　Ｖａｇｕｉｎｅ）＋　ｒスペクトル変調による繊
維光学温度セフｔＪ　、　５ＰＩＥ　　Ｖｏｌ、８３８
．７フイバ・オプチソクとレーザセンサＶ、１９８７年
。

［３０］　エム。ゴツトリーブ（Ｍ、　Ｇｏｔｔｌｉｅ
ｂ）。

およびジー、ビー、プラントＣＧ、Ｂ、　Ｂｒａｎｄｔ
）　＋「クラツデイングおよびジャケット損失効果によ
る光ファイバにおける温度センシング」、アプライド・
オプチクス（Ａｐｐｌｉｅｄ　０ｐｔｉｃｓ）、　Ｖｏ
ｌ、　　２０゜ｌｌ！１２２．　ＰＰ、　３８６７〜３
８６９．１９８１年１１月。

［３１］　ジュー。ジャマシンスキー（Ｊ、Ｊａｒｚｉ
ｎｓｋｉ）＋　およびアール、ビー、ド　ポーラ（Ｒ，
Ｐ、ＤｅＰａｕｌａ）、　　ｒ繊維光学電場技術Ｊ　、
　５ＰＩＥ　　Ｖｏｌ、　７１８゜ＰＰ、４８〜５５．
１９８６年。

［３２〕　　ビー・アクハバンーライラバディ　（Ｐ。

Ａｋｈａｖａｎ−Ｌｅｉｌａｂａｄｙ）　＋およびエム
・ケウル（Ｍ。

Ｋｅｕｒ）＋　ｒ多点測定自在式単一点繊維光学直流磁
力計Ｊ　、　５ＰＴＥ　　Ｖｏｌ、　８３８．繊維光学
とレーザセンサＶ、１９８７年。

［３３コ　エッチ、才力ムラ（Ｈ，Ｏｋａｍｕｒａ）、
　ｒ金属被膜ファイバによる繊維光学磁気センサ」、エ
レクトロニクス・レターズ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　
Ｌｅｔｔｅｒｓ）Ｖｏｌ、２３．　Ｎ１１ｌ　６．　Ｐ
Ｐ、　　８３４〜８３５．１９８７年７月。

（３４］　グー。セキグチ（に、　Ｓｅｋｉｇｕｃｈｉ
）、　ｒ自動車における繊維光学用途」、にッサン（Ｎ
ｉｓｓａｎ））　＋　アイ・イー・イー・イー・コンフ
ァレンス（ＩＥＥＥ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ）　Ｅｌｅ
ｃｔｒｏ／　８２　、　２７／６．　ＰＰ、　　ｌ〜９
．１９８２年。

［３５］　ワイ、マツザキ（Ｙ、　Ｍａｔｓｕｚａｋｉ
）、およびケー、ババ（Ｋ、　Ｂａｂａ）、　　ｒ自動
車用光データリンクによる多重ワイヤリングシステムの
開発」。

（トヨタ（Ｔｏｙｏｔａ）　）　、　ＳＡＥ　　８４０
４９２゜［３６］　アール、イー、スチーレ（Ｒ，Ｅ、
５ｔｅｅｌｅ）　＋およびエッチ、ジー、シュミット（
）１．Ｇ、Ｓｃｈｍｉ　ｔｔ）［光信号伝送システムに
おける電磁気的適合性の検討」、インタナショナル・ジ
ャーナル・オブ・ビークル・デザイン（Ｉｎｔ、Ｊ、　
ｏｆ　Ｖｅｈｉｃｌｅ　Ｄｅｓｉｇｎ）。

Ｖｏｌ、６．！１ｋＬ６．ＰＰ、７３７〜７４７．１９
８５年。

［３７］　ダブリュー、ワイスナ−（Ｗ、　Ｗｅｉｓｎ
ｅｒ）＋［低コストプラスチックファイバ光学要素によ
るテータ通信Ｊ　、　５ＰＩＥ　　Ｖｏｌ、　７３４．
繊維光学（Ｆｉｂｒｅ　０ｐｔｉｃｓ）　　８７．　Ｐ
Ｐ、　　３８〜４６．１９８７年。

［３８］　ニス、フジモト（Ｓ、　Ｆｕｊｉｍｏｔｏ）
、　　「日本におけるプラスチック光ファイバの最近進
歩」。

５ＰＩＩＩ：　　Ｖｏｌ、　７９９　、光導波路のため
の新材料、ｐｐ。

１３９〜１４５．１９８７年。

［３９コ　ジェー、デュガス（Ｊ、　Ｄｕｇａｓ）＋エ
ム。

ソトム（Ｍ、５ｏｔｏｎ）＋エル、マーチン（Ｌ、　Ｍ
ａｒｔｉｎ）。

およびジェーーエム、カリオウ（Ｊ−Ｍ　Ｃａｒｉｏｕ
）＋「大径多モード光ファイバの透過率の正確な特性化
」、アプライド・オプチクス（Ａｐｐｌｉｅｄ　０ｐｔ
ｉｃｓ）。

Ｖｏｌ、２６．　ｋｌ　９．　ＰＰ、　　４１９８〜４
２０８．１９８７年１０月。

［４０］　ジュー。コンテ・ラムスデン（Ｊ。

Ｃｏｎｔｉ　Ｒａｍ５ｄｅｎ）、アール、エム、グレン
（Ｒ，Ｍ。

Ｇｌｅｎ）　＋アール、ティー、フレイ　（Ｒ，Ｔ、　
Ｍｕｒｒａｙ）＋「ポリマー光ファイバのための望まし
い分子特徴の解析ｊ　、　５ＰＩＥ　　Ｖｏｌ、　７９
９．光導波路のための新材料、ＰＰ、１３２〜１３８．
１９８７年。

［４１］　ニー、ニー、ボイアルスキー（Ａ、　Ａ。

Ｂｏｉａｒｓｋｉ）、　ｒプラスチックファイバによる
低コスト１×２繊維光学カツプラＪ　、　５ＰＩＥ　　
Ｖｏｌ、　８３８゜繊維光学とレーザセンサＶ、１９８
７年。

［４２］　グー、イモト（Ｋ、　Ｉｍｏｔｏ）、エッチ
、サノ（Ｈ，５ａｎｏ）＋およびエム、マエダ（Ｍ、　
Ｍａｅｄａ）。

「プラスチック光ファイバ・スター・カップラ」。

アプライド・オプティクス（Ａｐｐｌｉｅｄ　０ｐｔｉ
ｃｓ）、ＶｏＬ２５．＆１９．ＰＰ、３４４３〜３４４
７゜１９８６年１０月。

［４３〕　エッチ、ニー、ロバート（ｆ（、Ａ、Ｒｏｂ
ｅｒｔｓ）　。

およびエフ、ギルハム（Ｆ、　Ｇｉｌｌｈａｍ）、　ｒ
多重化用繊維光学カップラ」、ホトニクス・スペクトラ
（Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ　５ｐｅｃｔｒａ）＋　　１９８
４年４月、５月。

［４４］　ティー、クロカワ（Ｔ、　Ｋｕｒｏｋａｗａ
）、エヌ、タカト（Ｎ、Ｔａｋａｔｏ）、およびワイ、
カタヤマ（Ｙ、　Ｋａｔａｙａｍａ）、　　ｒ多モード
光ファイバシステムのためのポリマー光回路」、アプラ
イド・オプティクスＶｏ１．１９．　Ｎｌ　１８．　Ｐ
Ｐ、　　３１２４〜３１２９゜１９８０年９月。

［４５］　アール、ダブリュー、ジャン（Ｒ，凱Ｊａｎ
ｓ）、　ｒ光学的用途アクリルポリマーＪ　、　５ＰＩ
ＥＶｏ１．２０４．光学材料の物理的性質、ＰＰ、２〜
１０．１９７９年。

［４６］　ニー、ビー、ロンバーガー（八、Ｂ。

Ｒｏｍｂｅｒｇｅｒ）　＋　　ティー、ティー、サイト
−（Ｔ、　Ｔ。

５ａｉｔｏ）、グー。イー、ジーゲンターレル（Ｋ、　
Ｅ。

Ｓｉｅｇｅｎｔｈａｌｅｒ）　＋ビー、ダブリュー、マ
リンズ（Ｂ。

Ｗ、　Ｍｕｌｌｉｎｓ）、ニー、ニー、シャフェル（Ａ
、　Ａ。

５ｈａｆｆｅｒ）、ジュー。エフ、ヒルピング（Ｊ、Ｆ
。

旧１ｂｉｎｇ）　＋およびシー、デイ−、アダムス（Ｃ
。

Ｄ、Ａｄａｍｓ）、　　ｒ耐損傷プラスチック：今後の
用途拡大Ｊ　、　５ＰＩＥ　　νｏ１．５０５．アドバ
ンシズ・イン・オプチカル・マテリアルズ（Ａｄｖａｎ
ｃｅｓ　ｉｎ　ＯｐｔｉｃａｌＭａｔｅｒｉａｌｓ）、
　ＰＰ、　２０９〜２２０．　１９８４年。

［４７］　　　ｒレンズおよびビデオディスクを目的と
した新しい光学品質のポリカーボネートおよびアクリル
樹脂」、プラスチック・テクノロジー（Ｐｌａｓｔｉｃ
　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）、　　ｐｐ、２１〜２３．１
９８７年１０月。

［４８］　ティー、タミ　（Ｔ、　Ｔａｍ１）、上旦エ
スス・イン・アプライド・フィシ・・クス、スプリンガ
フエルラーク（Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ）−ニ
ュー　・ヨーク、１９７５年。

［４９］　アール、ウルリソチ（Ｒ，Ｕｌｒｉｃｈ）、
エッチ、ピー、ウェーバ（Ｈ，Ｐ、　Ｗｅｂｅｒ）、イ
ー、ニーチャンドロス（Ｅ、Ａ、　Ｃｈａｎｄｒｏｓｓ
）＋ダブリュー、ジ工−、トムリンソン（Ｗ、Ｊ、　Ｔ
ｏｍｌｉｎｓｏｎ）、およびイ、ニー、フランク（Ｅ、
Ａ、　Ｆｒａｎｋｅ）、　”ｘンボスド光導波路」、ア
プライド・フィジックス・レター（Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐ
ｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒ）、　　Ｖｏｌ、　２０　
、　Ｎｎ　６　。

ＰＰ、２１３〜２１５．１９７２年３月。

［５０］　ニス、レビー（Ｓ、　Ｌｅｖｅｙ）、プ立ス
天ユク　　　′ｒハンドブック、インダストリアル・プ
レス・インク（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｐｒｅｓｓ　Ｉ
ｎｃ、）−’−ニー　・ヨーク、１９８１年。

［５１］　ジュー。エッチ、プリストン（Ｊ、　Ｈ。

Ｂｒ１ｓｔｏｎ）、プラスチック・フィルム、ジョーン
・ウィリー・アンド・サンズ（Ｊｏｈｎ　Ｗｉｌｅｙ　
ａｎｄＳｏｎｓ）、　　ニュー、ヨーク、１９７４年。

［５２］　ティー、アルフレイ、ジュニア（Ｊ。

Ａｌｆｒｅｙ、　Ｊｒ）＋イー、エフ、ガーネイ　（Ｅ
、Ｆ、ガーネイ）、およびダブリュー、ジェー、ジュレ
ンク（獣Ｊ、　５ｃｈｒｅｎｋ）、　　ｒにじ色多層プ
ラスチソクフィルムのｔｌＦｌｌＪ、ポリマー・エンジ
ニアリング・アンド・サイエンス（Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｅ
ｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄ　５ｃｉｅｎｃｅ）、　Ｖ
ｏｌ、　９．　ＮＱ６．　ＰＰ、　４００〜４０４　。

１９６９年１１月。

［５３］　ダブリュー、ジェー、シュレンク（Ｗ。

Ｊ、　５ｃｈｒｅｎｋ）、およびティー、アルフレイ、
ジュニア（Ｔ、　Ａｌｆｒｅｙ、　Ｊｒ）、　　ｒ多層
薄膜の物理的性質」、ポリマー・エンジニアリング・ア
ンド・サイエンス（Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒ
ｉｎｇ　ａｎｄ　５ｃｉｅｎｃｅ）、　Ｖｏｌ、　９　
。

Ｎａ６．ＰＰ、３９３〜３９９．１９６９年１１月。

［５４］　アイ、イエ−ビー（１，Ｉｅｂｙ）、　　ｒ
集積光学界面に向けての薄膜繊維光学Ｊ　、　５ＰＩＥ
　　Ｖｏｌ。

１７６、導波光学システムと装置ｎ、ＰＰ、１５５〜１
６０．１９７９年。

［５５］　デイ−、マルターゼ（Ｄ、　Ｍａｒｃｕｓｅ
）、ｉ猛送洸工、ファン・ノストランド・ラインホルト
・カムバニー（Ｖａｎ　Ｎｏ５ｔｒａｎｄ　Ｒｅ１ｎｈ
ｏｌｄ　Ｃｏｍｐａｎｙ）ニュー・ヨーク、１９８２年
。

［５６］　デイ−、マルターゼ（Ｄ、　Ｍａｒｃｕｓｅ
）。

「誘電体先導波路の理論」、アカデミツク・プレス、ニ
ュー・ヨーク・アンド・ロンドン、　１９７４年。

［５７］　ブイ、ブイ、チ＋−二−（Ｖ、Ｖ、Ｃｈｅｒ
ｎｙ）。

ジー、ニー、シュラブレフ（Ｇ、Ａ、Ｊｕｒａｖｌｅｖ
）、工、アイ、キルパ（Ａ、１．　Ｋｉｒｐａ）、およ
びブイ、ピジョイ（Ｖ、Ｐ、　Ｔｊｏｙ）、　　ｒ通信
システムのための長方形コアを有した多モード、単一モ
ード光ファイバガイドＪ　、　５ＰＩＥ　　Ｖｏｌ、　
１７６．導波光学システムと装置Ｉｆ、ＰＰ、１７３〜
１７７．１９７９年。

［５８］　ティー、バーシュフェルト（Ｔ、Ｈｉｒｓｃ
ｈｆｅｌｄ）、　ｒ高感度減衰全反射分光法」、アプラ
イド・スペクトロスコピー（Ａｐｐｌｉｅｄ　５ｐｅｃ
ｔｒｏｓｃｏｐｙ）＋Ｖｏ１．　２０．　Ｎ１１５．　
ＰＰ、　　３３６〜３３８．１９６６年９月／り０月。

［５９］　ティー、バーシュフェルト（Ｔ、Ｈｉｒｓｃ
ｈｆｅｌｄ）、　ｒ減衰全反射分光法におけるグースー
ハンシエン（Ｇｏｏｓ−Ｈａｎｃｈｅｎ）　シフトと有
効厚みの間の関係」、アプライド・スペクトロスコピー
（Ａｐｐｌｉｅｄ　５ｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐＶ）＋　Ｖ
ｏｌ、　３１　、　Ｎｈ３　、　ＰＰ、　２４３〜２４
４．１９７７年。

［６０］　シー、エム、パラルスッ（Ｃ，Ｍ、Ｐａｒａ
ｌｕｓｚ）　。

［内部反射分光法Ｊ　、　ＡＳＴＭスタンダイゼーショ
ン・ニュース（ＡＳＴＭ　５ｔａｎｄｉｚａｔｉｏｎ　
Ｎｅｗｓ）、ＰＰ、　　４２〜４６．１９８５年２月。

［６１］　エヌ、ジエー、ハリツク（Ｎ、Ｊ、Ｈａｒｒ
ｉｃｋ）　。

＠　　　＝”Ｌ　　インクサイエンス・パブリッシャー
ズ（Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ　Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ
）、ジョーン。

ウィリー・アンド・サンズ部門、ニュー・ヨーク。

１９６７年。

［６２］　ビー、ニー、ウイルクス、ジュニア（Ｐ、Ａ
、　Ｗｉｌｌｅｓ、　Ｊｒ、）＋およびティー・ハーシ
ュスエルド（Ｔ、旧ｒｓｃｈｆｅｌｄ）、　　ｒ内部反
射分光法］。

アプライド・スペクトロスコピー・レビュー（Ａｐｐｌ
ｉｅｄ　５ｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ　Ｒｅｖｉｅｗｓ）
＋　１　（１１＋　ＰＰ。

９９〜１３０．１９６７年。

［６３］　アール、ティー、ホルム（Ｒ，Ｔ、　）ｌｏ
ｏｍ）およびイー、デイ−、バリク（Ｅ、Ｄ、　Ｐａ１
ｉｋ）、　ｒ内部反射分光法」、レーザ・フォーカス（
ＬａｓｅｒＦｏｃｕｓ）、　ＰＰ、　　６０〜６５．　
１９７９年８月。

［６４］　ティー、タケオ（Ｔ、　Ｔａｋｅｏ）、およ
びエッチ、ハラトリ　（Ｈ，Ｈａｔｔｏｒｉ）、　ｒ光
ファイバ光屈折計による流体観測」、ジャパニーズ・ジ
ャーナル・オブ・アプライド・フィジクス（Ｊａｐａｎ
ｅｓｅＪｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙ
ｓｉｃｓ）、　Ｖｏｌ、　　２２．　％１２、ＰＰ、１
９２０〜１９２４．１９８３年１２月。

［６５］　デイ−、マルターゼ（Ｄｏ　Ｍａｒｃｕｓｅ
）。

「単一モード・ステップ・インデックス形および多重バ
ラポリツク・インデックス形ファイバのマイクロベンド
損失」、ビー、ニス、ティー、ジェ−（Ｂ、Ｓ、Ｔ、Ｊ
、）、　Ｖｏｌ、　　５５．　ＰＰ、　　９３７〜９５
５゜１９７６年。

【図面の簡単な説明】

第１図はファイバオプティクス（繊維光学）多重システ
ムの概略図であり、 第２ａ図は本発明による一体式平面状光ガイドの一実施
例を形成するための開始点として用いられるポリマーフ
ィルムを示す図であり、第２ｂ図は第２ａ図のポリマー
フィルムから形成された本発明の実施例の概略図であり
、第３図は第２ａ図のポリマーフィルムの等角投影図で
あり、 第４図は第２ａ図のポリマーフィルムを含むサンドイン
チ構成を示す図であり、 第５図は第２ａ図のポリマーフィルムを処理する他の方
法を示す図であり、 第６図は第２ｂ図に示した本発明の実施例に用いられる
寸法データを示す図であり、 第７ａ図は直線平面状光ガイドを示す図であり、第７ｂ
図はテーパ状平面光ガイドを示す図であり、 第８ａ図は平面状光ガイドを用いた光源−ガイドのカッ
プラの１形態を示す図であり、第８ｂ図は平面状光ガイ
ドを用いた光源−ガイドのカップラの他の形態を示す図
であり、第８Ｃ図は平面状光ガイドを用いた光源−ガイ
ドのカップラの第３形態を示す図であり、第９ａ図は平
面状光ガイドを用いた１×２ガイド−ガイドのカップラ
を示す図であり、第９ｂ図は平面状光ガイドを用いた２
×２ガイド−ガイドのカップラを示す図であり、第９Ｃ
図は平面状光ガイドを用いた２×３ガイド−ガイドのカ
ップラを示す図であり、第９ｄ図は第９ａ図に示した１
×２ガイド−ガイドのカップラを示す詳細図、 第１０図は平面状光ガイドを用いた積層形カップラを示
す図であり、 第１１ａ図は平面状光ガイドを用いたフィルタの一形態
を示す図であり、 第１１ｂ図は平面状光ガイドを用いたフィルタの他の形
態を示す図であり、 第１１ｃ図は平面状光ガイドを用いたフィルタの第３形
態を示す図であり、 第１ｉｄ図は平面状光ガイドを用いたフィルタの第４形
態を示す図であり、 第１２ａ図および１２ｂ図は平面状光ガイドを用いた円
形状光リングの形成を示す図であり、第１３ａ図および
１３ｂ図は平面状光ガイドを用いた直接接触化学センサ
を示す図であり、第１４図は平面状光ガイドを用いた間
接接触化学センサを示す図であり、 第１５ａ図は光ガイドの露出断面を用いた直接接触化学
センサを示す図であり、 第１５ｂ図は光ガイドの露出断面を用いた間接接触化学
センサを示す図であり、 第１６ａ図は従来のファイバーオプテイクス液体レベル
センサを示す図であり、 第１６ｂ図は平面状光ガイドを用いた液体レベルセンサ
を示す図であり、 第１６ｃ図は平面状光ガイドを用いた他の液体レベルセ
ンサを示す図であり、 第１６ｄ図は平面状光ガイドを用いた第３の液体レベル
センサを示す図であり、 第１６ｅ図および第１６ｆ図は平面状光ガイドを用いた
第４の液体レベルセンサを示す図であり、第１６ｇ図は
第１６ｂ図に示した平面状光ガイドを用いた液体レベル
センサの詳細を示す図であり、 第１７ａ図は平面状光ガイドを用いた光強度反射センサ
を示す図であり、 第１７ｂ図は平面状光ガイドを用いた他の光強度反射セ
ンサを示す図であり、 第１７ｃ図は平面状光ガイドを用いた第３の光強度反射
センサを示す図であり、 第１７ｄ図は第１７ｃ図に示した光強度反射センサの差
動出力のグラフであり、 第１８ａ図は平面状光ガイドを用いた光強度マイクロベ
ンド（ｍｉｃｒｏｂｅｎｄ）センサの形成を示す図であ
り、 第１８ｂ図は平面状光ガイドを用いた他の光強度マイク
ロペンドセンサを示す図であり、第１８ｃ図は平面状光
ガイドを用いた第３の光強度マイクロベンドセンサを示
す図であり、第１９ａ図、第１９ｂ図、および第１９ｃ
図は平面状光ガイドを用いた別の光強度マイクロペンド
センサを示す図であり、 第２０ａ図は平面状光ガイドを用いた平面状光ガイドス
イッチを示す図であり、 第２０ｂ図は平面状光ガイドを用いた他の平面状光ガイ
ドスイッチを示す図であり、 第２０ｃ図は平面状光ガイドを用いた第３の平面状光ガ
イドスイッチを示す図であり、第２０ｄ図は平面状光ガ
イドを用いた第４の平面状光ガイドスイッチを示す図で
あり、第２０ｅ図は平面状光ガイドを用いた第５の平面
状光ガイドスイッチを示す図であり、第２１ａ図は平面
状光ガイドの光ロックを示す図であり、 第２１ｂ図は第２１ａ図に示した平面状光ガイド光ロッ
クに供するキーを示す図であり、第２２ａ図は平面状光
ガイド光ディスプレイの平面図であり、 第２２ｂ図は第２２ａ図に示した平面状光ガイド光ディ
スプレイの断面を示す図であり、第２２ｃ図は別の平面
状光ガイド光ディスプレイの断面を示す図であり、 第２３図は平面状光ガイドを用いた波長分割多重スイッ
チングシステムを示す図であり、更に第２４図は平面状
光ガイドを用いたセンサディスプレイシステムを示す図
である。 図面参照番号 ４−・ガイドストリップ（ガイド片材）６−集光レンズ ８−プリズム ０−グレーティング ２−平面状フィルム ４．５６．５８．６０．６２．６４．７２．４．８０．
９０．９２．９６．１６８．１７０．０４・−光ガイド ６・−・フィルタ ８−染料 ０−・濾波用染料またはインク ６−遷移フィルム ７−・−液体 ８−ファイバ ２−クラツデイング層 ４−液体容器 ６−反射コーチング ８・−コアチップ ４−反射部材 ８・・−物体 ０〇−表面 ０２−反射ストリップ（反射片材） ０４−・−移動部分 ０６．１０８−送・受信端部 １０−センサ ２４−波状部 ３２・・・マイクロベンド・ジグ ４２・−・妨害要素 ５６−プリズム ６０−スロット ６４・−キー ７２−ディスプレイ ７６・−反射層 ８０．１８２．１８４−・・スイッチ ９０．１９２．１９４〜・フィルタ ９６−・検出器 光吸収層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、最大長さがメートル単位の少数量、最大幅がセンチ
   メートル単位の少数量、最大厚みが１００マイクロメー
   トル単位の少数量で、一体化バス片材（２６）および１
   つ以上の一体化分岐片材（２８、３０、３２）を形成す
   るように切断されたポリマー・フィルム（２４）で構成
   され、 このポリマー・フィルムにより、前記バス片材（２６）
   と分岐片材（２８、３０、３２）の間に個別カップラー
   を設けることが不要になされ、その結果、低コストの製
   造方法の使用が可能になされると共に繊維光学のネット
   ワークに関連する整合およびインタフェースの問題を取
   り除くことを特徴とする一体式光ガイドネットワーク。 ２、前記ポリマー・フィルム（２４）は約１．４から約
   １．６の範囲内の屈折率を有することを特徴とする請求
   項１記載の一体式光ガイドネットワーク。 ３、前記ポリマー・フィルム（２４）は、１４０ｄＢ／
   ｋｍ以上の光伝送損失特性を有することを特徴とする請
   求項１記載の一体式光ガイドネットワーク。 ４、前記ポリマー・フィルム（２４）は、ポリカーボネ
   ート、ポリメタクリル酸メチルまたはポリスチレンから
   形成されることを特徴とする請求項１記載の一体式光ガ
   イドネットワーク。 ５、前記ポリマー・フィルム（２４）は最大５００マイ
   クロメートルの厚みを有することを特徴とする請求項１
   記載の一体式光ガイドネットワーク。 ６、前記分岐片材（２８、３０、３２）は、通常その幅
   が最大約３ミリメートルであることを特徴とする請求項
   １記載の一体式光ガイドネットワーク。 ７、前記ポリマー・フィルム（２４）は、その屈折率よ
   り小さな屈折率を有するクラッディング層（３４、３６
   ）により被覆されることを特徴とする請求項１記載の一
   体式光ガイドネットワーク。 ８、前記ポリマー・フィルム（２４）は、前記ネットワ
   ークの形成後、アニールされて、ネットワークの形成中
   に生じた応力および歪を除去されることを特徴とする請
   求項１記載の一体式光ガイドネットワーク。 ９、前記ネットワークは、切断でなく成形工程により形
   成されることを特徴とする請求項１記載の一体式光ガイ
   ドネットワーク。 １０、前記分岐片材（２８、３０、３２）の少なくとも
   ２つと、幅を異にすることを特徴とする請求項１記載の
   一体式光ガイドネットワーク。 １１、前記分岐片材（４４）のうちの少なくとも１つは
   幅方向でテーパ状になされることを特徴とする請求項１
   記載の一体式光ガイドネットワーク。 １２、前記ポリマー・フィルムは、薄く平面状プラスチ
   ック材料（５２）からなり、この材料を切断して、複数
   の光ガイド片材（５６、５８）を形成することを特徴と
   する請求項１記載の一体式光ガイドネットワーク。 １３、光は、これを前記プラスチック材料（５２）の露
   出断面上に導入させることによりネットワーク内に結合
   されることを特徴とする請求項１２記載の一体式光ガイ
   ドネットワーク。 １４、前記光は、前記プラスチック材料の露出断面上に
   レンズ（４６）により集中されることを特徴とする請求
   項１３記載の一体式光ガイドネットワーク。 １５、光は、これを前記プラスチック材料の露出平坦面
   上に斜めに導入させることによりネットワーク内に結合
   されることを特徴とする請求項１２記載の一体式光ガイ
   ドネットワーク。 １６、前記光は、プラスチック材料の露出平坦面上にプ
   リズム（４８）を通して斜めに導入されることを特徴と
   する請求項１５記載の一体式光ガイドネットワーク。 １７、前記光は、前記プラスチック材料の露出平坦面に
   形成されたグレーチング（５０）を通して前記露出平坦
   面上に斜めに導入されることを特徴とする請求項１５記
   載の一体式光ガイドネットワーク。 １８、光は、一方のネットワークからの光ガイド片材（
   ６２）とこの上に積層された他方の同様のネットワーク
   からの光ガイド片材（６０）との対向する平坦面に形成
   されたグレーチングを通して、当該ネットワークから当
   該別のネットワークに結合されることを特徴とする請求
   項１２記載の一体式光ガイドネットワーク。 １９、前記光ガイド片材（６４）の少なくとも１つは光
   フィルタ（６６、６８、７０）を備えることを特徴とす
   る請求項１２記載の一体式光ガイドネットワーク。 ２０、前記フィルタ（７０）は、光ガイド片材（６４）
   の表面に塗被された光吸収性染料により与えられること
   を特徴とする請求項１９記載の一体式光ガイドネットワ
   ーク。 ２１、前記複数の光ガイド片材は、各々、透過波長域の
   異なる光フィルタ（１９０、１９２、１９４）を備える
   ことを特徴とする請求項１２記載の一体式光ガイドネッ
   トワーク。２２、前記複数の光ガイド片材は、各々、光
   フィルタ（１９０、１９２、１９４）および光スイッチ
   （１８０、１８２、１８４）を備え、前記フィルタ（１
   ９０、１９２、１９４）が非重複波長通過帯域を有して
   いてこれにより波長分割多重動作に適したネットワーク
   を与えることを特徴とする請求項１２記載の一体式光ガ
   イドネットワーク。 ２３、前記ポリマー・フィルムは長手方向に切断されて
   一体カップリング（５２）を形成し、この一体カップリ
   ング（５２）の一方の側のＮ個の光ガイド片材（５４）
   とこのカップリング（５２）の他方の側のＭ個の光ガイ
   ド片材（５６、５８）との間のカップリングを成し、こ
   こにおいて、前記Ｎ個の光ガイド片材（５６、５８）の
   いずれか一つと前記Ｍ個の光ガイド片材（５６、５８）
   のいずれか一つとの間での前記カップリング（５２）を
   わたる光強度分割比は、個々の光ガイド片材の幅（Ｗ＿
   ｇ、Ｗ＿ｇ＿１、Ｗ＿ｇ＿２）の比により決定されるこ
   とを特徴とする請求項１記載の一体式光ガイドネットワ
   ーク。 ２４、光吸収性染料（７０）のコーティングを平坦面に
   塗被され、コーティング中のエバネッセント光波が前記
   染料の非吸収スペクトル内の波長でない場合にエバネッ
   セント光波が前記染料により吸収される減衰全反射によ
   って光フィルタリングを与えることを特徴とする請求項
   １記載のポリマー・フィルムからなる光フィルタ。 ２５、検出されるべき化学薬剤が減衰全反射分光法、内
   部偏向分光法、エバネッセント場分光法、または光屈折
   測定法により検出されるように、前記化学薬剤に直接接
   触するように露出された表面領域を有し、 これにより、化学薬剤により大きな面積を露出させ、同
   等の繊維化学センサに比較してより高い感度を有するセ
   ンサを提供することを特徴とする請求項１記載のポリマ
   ーフィルムからなる光化学センサ。 ２６、検出されるべき化学薬剤に露出される相互作片材
   料層（７６）の屈折率が化学薬剤によって選択的に作用
   される当該材料層（７６）で被覆された表面領域を有し
   、 これにより、より大きな領域を化学薬剤に露出させ、同
   等の光ファイバセンサより大きな感度を有するセンサを
   提供する、請求項１記載のポリマー・フィルムからなる
   光化学センサ。 ２７、検知されるべき液体のレベルが該液体と請求項１
   記載のポリマー・フィルムから形成された薄い片材の平
   面状プラスチック光ガイド（８０）との界面における放
   射損失に起因するガイド光の減衰により検出されるよう
   に、前記液体中下方に延在する前記平面状プラスチック
   光ガイド（８０）からなる光液体レベルセンサ。 ２８、前記光ガイド（８０）は、Ｕ字状をなし、且つ該
   Ｕ字状ガイド（８０）の上端部は液体の外に延在する請
   求項２７記載の光液体レベルセンサ。 ２９、前記光ガイド（８０）は、直線状をなし、且つ液
   体中に浸漬されるガイド（８０）の下端部に反射部（８
   ６）を有する請求項２７記載の光液体レベルセンサ。 ３０、単位長当りの放射損失は液体に接触する前記薄い
   片材の平面状プラスチック光ガイド（８０）の幅（Ｗｇ
   ）を変えることにより調節自在であり、 これにより、センサの感度と直線性が容易に制御される
   請求項２７記載の光液体レベルセンサ。 ３１、前記光ガイド（８０）はテーパ状エッジに沿って
   鋸歯状の歯（８８）を有し、歯（８８）が液体の外にあ
   るとき、光がこの歯からガイド（８０）中に内部反射さ
   れ、且つ歯（８８）が液体中に浸漬されたとき光がこの
   歯からガイド（８０）の外に透過される請求項２７記載
   の光液体レベルセンサ。 ３２、互いに隣接して配置され、且つ反射部材（９４）
   から隔置された末端部を有しており、反射部材と光ガイ
   ド（９０、９２）との端部の間の距離の関数として光ガ
   イド（９０）の一方の端部断面で透過射出された光のう
   ち前記反射部材（９４）による反射により光ガイド（９
   ２）の他方の端部断面内に受光された光の強度を変調す
   る、請求項１記載のポリマー・フィルムの片材から形成
   された一対の光ガイド（９０、９２）からなる光強度変
   調器。 ３３、複数の反射面（１００）を有する物体（９８）か
   ら隔置された末端部を有し、 これにより、光ガイド（９６）の端部断面で透過射出さ
   れた光は、前記反射面（１００）が光ガイド（９６）の
   端部を通り過ぎて移動するとき、物体（９８）の各々の
   反射面（１００）からの反射により、光ガイド（９６）
   の端部断面内に逆に受光される、請求項１記載のポリマ
   ー・フィルムから形成された平面状プラスチックの片材
   を備えた光ガイド（９６）からなる光運動センサ。 ３４、相対的に並進自在の部材（１０４）の位置を検出
   する、請求項１記載のポリマー・フィルムから形成され
   た差動式光センサであって、 該センサは、前記相対的に並進自在の部材（１０４）上
   に設けられて該部材（１０４）の受ける最大の相対並進
   量を僅かに越えた幅（Ｗｇ）を有する反射面（１０２）
   を備え、前記センサは「Ｍ」字状光ガイド（１１０）と
   して与えられ、該「Ｍ」字状ガイド（１１０）の上部頂
   部は平坦部（１０６、１０８）をなして終わり、 各々の平坦部は、前記反射面（１０２）の幅（Ｗｒ）を
   僅かに越えた幅（Ｗｇ）を有し、各々平坦部は、前記反
   射面（１０２）が一方の頂部の平坦部（１０６）に対向
   してこれに十分に整合された位置から他方の頂部の平坦
   部（１０８）に対向してこれに十分に整合された位置ま
   で相対的に並進自在となるように前記相対的並進自在の
   部材に対して配置され、 これにより、下部頂部（１１２）を通して「Ｍ」字状ガ
   イド（１１０）中に導入された光が分割されて、等強度
   で上部頂部の平坦部（１０６、１０８）の各々で透過射
   出され、そして次に光は、上部頂部の平坦部（１０６、
   １０８）の各々についての前記反射面（１０２）の差分
   整合量に比例して夫々の前記上部頂部の平坦部（１０６
   、１０８）中に、逆に前記相対的に並進自在部材（１０
   ４）の反射面（１０２）により反射され、 そして光は、「Ｍ」字状ガイド（１１０）の下部外側端
   部（１１４、１１６）の夫々から送出され、 これにより、前記相対的に並進自在部材（１０４）の位
   置が「Ｍ」字状ガイド（１１０）の下部外側端部（１１
   ２、１１４）から送出される光の強度の差の関数として
   検出可能に構成されたことを特徴とする差動式光センサ
   。 ３５、相補的位相関係でガイド（１１８）の対向平坦面
   内に形成された周期的な横方向の波状部を有し、ガイド
   （１１８）が平坦なマイクロベンドジグ（１２０）によ
   ってガイドの各々の平坦面上の波状部にわたって加えら
   れた締付力により圧搾されたときマイクロベンド作用が
   与えられ、 これにより、ジグ（１２０）とガイド（１１８）の整合
   が、繊維光学ガイドに比較してポリマー・フィルム・ガ
   イド（１１８）によって容易になされる、ことを特徴と
   する請求項１記載のポリマー・フィルムの部材からなる
   光ガイド。 ３６、前記横方向波状部は光ガイド（１１８）の回転ダ
   イの切断工程により形成される請求項３６記載の光ガイ
   ド。 ３７、請求項１記載のポリマー・フィルムの部材で形成
   された光ガイド（１３６）と波状マイクロベンドジグ（
   １８２）とを備え、 前記光ガイドを通す前記ジグ（１３２）の波状部（１３
   ０）は、ポリマー・フィルムの平坦面に対し横方向に当
   接し、 これにより、繊維光学ガイドを用いた場合に比べて、当
   接面積がより大きくなり且つ嵌合および整合が容易にな
   ることを特徴とする光強度変調器。 ３８、請求項１記載のポリマー・フィルムから形成され
   た光ガイド（１５４）と光ガイド（１５４）の平坦面に
   当接する光吸収フィルタ媒体（１５２）とを備え、 減衰全反射により光濾波作用を与え、フィルタ媒体（１
   ５２）と光ガイド（１５４）の間の当接面積の関数とし
   て光ガイド（１５４）を通して送出された光の強度を変
   調するように光ガイド（１５４）の平坦面に当接する光
   吸収フィルタ媒体（１５２）とからなる光強度変調器。 ３９、ガイドを通しての光の通過を選択的に禁止し許容
   する光スイッチを備える、請求項１記載のポリマー・フ
   ィルムの片材からなる光ガイド。 ４０、前記スイッチは、送信・受信対として作用する２
   つのガイド端部（１３８、１４０）で選択的に行われる
   整合および不整合により動作する請求項３９記載の光ガ
   イド。 ４１、前記スイッチは、２つのガイド端部（１４４、１
   ４６）間の光路における妨害要素（１４２）の選択的挿
   入および除去により動作する請求項３９記載の光ガイド
   。 ４２、前記スイッチは、ガイド端部（１５０）の光路へ
   の反射要素（１４８）の選択的挿入および除去により動
   作される請求項３９記載の光ガイド。 ４３、前記スイッチは、マイクロベンド誘起損失の選択
   的印加および除去により動作される請求項３９記載の光
   ガイド。 ４４、前記スイッチは、光吸収媒体（１５２）がガイド
   （１５４）の表面に当接したときの減衰全反射誘起損失
   の選択的印加および除去により動作される請求項３９記
   載の光ガイド。 ４５、前記スイッチは、プリズム（１５６）がガイド（
   １５８）の表面と共同動作するときの漏れ全内部反射誘
   起損失の選択的印加および除去により動作される請求項
   ３９記載の光ガイド。 ４６、請求項１記載のプラスチックフィルムの光ガイド
   片材からなる光ロックであって、キー（１６４）を挿入
   するために前記ストリップ（１６２）を通して切断され
   た横方向スロット（１６０）を有し、前記キー（１６４
   ）は、これを通して透過される光の特性を変える１つ以
   上の穴を有してなる光ロック。 ４７、請求項１記載のポリマー・フィルムからなり、比
   較的狭い光ガイド部分（１６８）と、該光ガイド部分（
   １６８）の一端部にテーパ状部分（１７０）により接続
   された比較的広い表示（ディスプレイ）部分（１７２）
   とを備えた一体式光学システムであって、 該表示（ディスプレイ）部分（１７２）は、光を散乱さ
   せるための表面にエッチングさ れ或はエンボスされた表示を有しており、 光が光ガイド部分（１６８）からテーパ状部分（１７０
   ）を通して表示部分（１７２）に導入されたとき前記表
   示（１７４）の可視像を与えることを特徴とする一体式
   光学システム。 ４８、前記光ガイド部分の一端部が、一体式センサ・表
   示システムを与えるように、光センサ（２０４）に接続
   される請求項４７記載の一体式光学システム。 ４９、請求項１記載のポリマー・フィルムからなり直線
   部分と、該直線部分よりかなり大きな幅の遷移部分を折
   り曲げることにより形成される非直線部分とを有する一
   体式光カップリング。 ５０、前記非直線部分は円形をなし、且つテーパ状の遷
   移部分を折り曲げることにより形成される請求項４９記
   載の一体式光カップリング。