(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバが同一平面上に一筆書きによって周回布線された光ファイバ配線構造であって、
前記光ファイバの一端から一周以上の配線経路を有している第１周囲配線部と、
前記第１周囲配線部に接続されていて、回転方向が時計回りから反時計回りへ、又は反時計回りから時計回りへ、少なくとも２回切り替えられる配線経路を有している中央配線部と、
前記中央配線部に接続されていて、前記光ファイバの他端まで半周以上の配線経路を有している第２周囲配線部と
を備え、
前記中央配線部は、前記第１周囲配線部に囲繞されている、光ファイバ配線構造。
【請求項２】
前記第１周囲配線部は、前記中央配線部を挟んで平行な対をなす直線部分を複数対と、前記直線部分同士をつなぐ曲線部分とを備えており、
前記直線部分には、非平行な関係にある２つの前記対が存している、請求項１に記載されている光ファイバ配線構造。
【請求項３】
前記第１周囲配線部は、前記中央配線部を挟んで対をなす対向部分を少なくとも一対と、前記対向部分同士をつなぐ曲線部分とを備えており、
前記対向部分は、直線からなる部分と、前記中央配線部に向かって窪んでいる円弧の一部からなる部分とを備えている、請求項１に記載されている光ファイバ配線構造。
【請求項４】
前記対向部分は複数対存しており、前記直線からなる部分が互いに非平行な関係にある２つの前記対が存している、請求項３に記載されている光ファイバ配線構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ配線構造に関し、特に光ファイバが周回布線された光ファイバ配線構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光ファイバ増幅器やファイバレーザ、レーザガイド、センシング、光アンテナなどの装置においては、その素子として長尺の光ファイバが用いられる。
【０００３】
たとえば、光ファイバ増幅器では、光ファイバのコア中にＥｒやＹｂなどの希土類元素をドープした増幅用光ファイバを備えている。この増幅用光ファイバの光増幅率は、ドープする元素の濃度と光ファイバ長との積である濃度条長積に依存するため、大きな増幅率を得るには、適正な濃度条長積に設定することになる。その場合、ドープする元素の濃度を徒に高くすると、ガラス化が阻害されたり希土類元素が均一に分散せず増幅効率を低下させたりするなどの不都合を生じるので、元素濃度を一定範囲に保ったままで、光ファイバ長がある程度長くなるようにして大きな増幅率を得ている。
【０００４】
このように、長尺の光ファイバを用いて装置を組み立てる場合、光ファイバを一まとめにして装置内に収納する必要がある。
【０００５】
そのため、従来は、長尺の光ファイバをリールに巻き取ったり、あるいは、装置内に光ファイバを引き回したりして取り付けるなどの処理が行われていたが、このようなリールを使用する場合、リールの中心空洞部や鍔の厚みによる死容量が発生し、実装密度が低下する。またリールには高強度の材質を使用しているので可撓性をもたせることができない。また、光ファイバを装置内に引き回す場合には、曲げ損失が増大したり、ばらけたりしないように、光ファイバを適当な曲率を保ちつつ、所定ピッチごとにフック部等に掛止していかねばならず、収納に手間がかかってしまう。
【０００６】
そこで、このような不都合を回避するために、光ファイバを、その周回位置を互いに平面的にずらせた状態で配置するとともに、軟質の樹脂等でシート状に封止して保持するようにした構造が提供されている(例えば特許文献１乃至３)。
【０００７】
この構成にすれば、全体にシート状となっているから薄肉であり、しかも、軟質樹脂を使用しているために可撓性をもち、実装が容易になるといった利点が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２１１９１８号公報
【特許文献２】特開２００３−１４９３７号公報
【特許文献３】特開２００３−１４９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年、光ファイバ増幅器や光ファイバレーザなど長尺の光ファイバを素子として用いる装置が小型化されてきており、それに伴って光ファイバを収納できる空間が段々と狭くなってきている。さらには、装置内部の部品の配置関係によって光ファイバをシート上に布線した光ファイバシートの形状を細長い形状にしたり、途中で曲がった形状にしたりする必要が出てきている。このような形状の光ファイバシートではシートの面積の割には載せられる光ファイバの長さが少なくなるという問題があった。これは曲げ損失を小さくするために、布線時の光ファイバの最小曲げ半径をある程度大きく取る必要があることが一因であるが、従来の布線方法ではこの制約のため光ファイバシートの小型化が困難であった。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、限られた面積のシート上に長尺の光ファイバが周回布線された光ファイバ配線構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の光ファイバ配線構造は、光ファイバが同一平面上に一筆書きによって周回布線されており、前記光ファイバの一端から一周以上の配線経路を有している第１周囲配線部と、前記第１周囲配線部に接続されていて、回転方向が時計回りから反時計回りへ、又は反時計回りから時計回りへ、少なくとも２回切り替えられる配線経路を有している中央配線部と、前記中央配線部に接続されていて、前記光ファイバの他端まで半周以上の配線経路を有している第２周囲配線部とを備えた構成を有している。
【００１２】
前記第１周囲配線部は、前記中央配線部を挟んで平行な対をなす直線部分を複数対と、前記直線部分同士をつなぐ曲線部分とを備えており、前記直線部分には、非平行な関係にある２つの前記対が存していてもよい。
【００１３】
ある好適な実施形態において、前記第１周囲配線部は、前記中央配線部を挟んで対をなす対向部分を少なくとも一対と、前記対向部分同士をつなぐ曲線部分とを備えており、前記対向部分は、直線からなる部分と、前記中央配線部に向かって窪んでいる円弧の一部からなる部分とを備えている。
【００１４】
前記対向部分は複数対存しており、前記直線からなる部分が互いに非平行な関係にある２つの前記対が存していてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の光ファイバ配線構造は、中央配線部に回転方向が時計回りから反時計回りへ、又は反時計回りから時計回りへ、少なくとも２回切り替えられる配線経路を有しているので、中央配線部に配線できる光ファイバの長さを大きくすることができ、従来と同じ面積の配線領域内において、従来よりもトータルの配線長さを大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１に係る光ファイバ配線構造を示す模式的な図である。
【図２】実施形態２に係る光ファイバ配線構造を示す模式的な図である。
【図３】実施形態３に係る光ファイバ配線構造を示す模式的な図である。
【図４】比較例に係る光ファイバの保持構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。
【００１８】
（実施形態１）
図１は、シート３０の上に光ファイバ１が布線された実施形態１に係る光ファイバ配線構造である。この光ファイバ配線構造は、１本の長尺の光ファイバ１を用いて一筆書きによって同一平面上に布線されており、一筆書きのための折り返し部分として中央部分に中央配線部２０が配置され、中央配線部２０の周囲にはトラック形に光ファイバ１が周回配線された周囲配線部が配置されている。この周囲配線部は、光ファイバ１の一端１ａから図１の符号１０ａまで１周半の配線経路となっている第１周囲配線部１０と、図１の符号１５ａから光ファイバ１の他端１ｂまでの１周分の配線経路となっている第２周囲配線部１５とを備えており、第１周囲配線部１０と第２周囲配線部１５との間に中央配線部２０が配置されている。符号１０ａの部分において第１周囲配線部１０が中央配線部２０と接続しており、符号１５ａの部分において第２周囲配線部１５が中央配線部２０と接続している。
【００１９】
第１周囲配線部１０は、中央配線部２０を挟んで平行な対をなしている直線部分２，２と、これら直線部分２，２同士をつなぐ曲線部分４，４とを備えている。なお、図１の上側の直線部２では３本のファイバが平行に並んで配置されているが、第１周囲配線部１０のファイバは両側に配置された２本である。図１の下側においては、第１周囲配線部１０のファイバは外側に配置された１本である。
【００２０】
この布線においては、曲げ損失を小さくするために光ファイバ１を曲げる場合は所定の最小曲げ半径以上の曲率半径となるように曲げている。この所定の最小曲げ半径は、曲げによる光の損失が数％以下となるように光ファイバの種類毎に決められた光学的な制約による半径、あるいはファイバの曲げによる破断を防止するため、材質と曲げ半径により求められる歪量を一定値以下となるように決められた機械的な制約による半径である。また、同様の理由によりシート３０上で光ファイバ１が交差する部分（光ファイバの一部を別の一部が乗り越える部分）は形成されないようにしている。
【００２１】
特許文献１においては、図４に示すように長尺の一本の光ファイバ１０１が、その周回形状がくずれないようにシート状の固定材料１０２によって一体的に保持されている光ファイバの保持構造が開示されている。この光ファイバ１０１は、本実施形態と同様に、一本同士の交差が生じないように、互いに平面的にずらせてトラック形に周回配置されており、一方の末端部分Ｐ１から折り返し部分Ｐ３を経て他方の末端部分Ｐ２に至っている。トラック形というのは、陸上競技の周回走路の形状のことで、平行な２本の直線とそれらを結ぶ２つの半円とからなっている。この保持構造においてファイバ端部Ｐ１から布線をしていくとすると、この折り返し部分Ｐ３では、反時計回りから時計回りへ配線の中央部で回転方向の切替が１度だけ行われることになる。
【００２２】
従来は、光ファイバが配線された光ファイバ布線シートを収納する空間に余裕が有ったため、図４に示す比較例のようにアスペクト比が１：１から２：１程度の固定材料１０２の上に配線することができた。しかしながら、近年では光ファイバ布線シートの収納空間が小さくなってきていて、本実施形態のシート３０のようにアスペクト比が２：１よりも大きい、例えば４：１程度以上の細長い形状にも対応する必要がでてきた。
【００２３】
図４の比較例ではトラック形周回形状の内側の折り返し部分Ｐ３は、トラック形の対角線にほぼ沿う形で最小曲げ半径の１／４円が２つ接続された配線がなされている。ここで１／４円とは中心角が９０度の円弧のことであり、曲率中心から視野角９０度の円弧（曲線）とも言うことができる。アスペクト比が２：１よりも大きくなると、２つの１／４円の間を直線で結んでいくことが考えられ、これを直線結び折り返しと呼ぶことにする。
【００２４】
それに対して本実施形態では、トラック形をした周囲配線部の内側に配置された中央配線部２０において、符号１０ａから符号２２の間に１／４円２１があり、符号２２から符号２４の間に半円２３があり、符号２４から符号２６の間に半円２５があり、符号２６から符号１５ａの間に１／４円２７がある。これらの１／４円２１，２７及び半円２３，２５は、半径が所定の曲げ半径以上となっている。
【００２５】
そして符号１０ａから符号１５ａに布線が進んでいくという方向で見てみると、１／４円２１は時計回りであり、符号２２において回転方向が変わって半円２３は反時計回りとなり、また符号２４において回転方向が変わって半円２５は時計回りとなり、符号２６において再度回転方向が変わって１／４円２７は反時計回りになっている。このように本実施形態では光ファイバ１の布線をしていく過程において、ファイバ配線の回転方向が３回切り替えられている。
【００２６】
中央配線部２０の周囲に配線されている周囲配線部は比較例と本実施形態とで同じ形状であるため、周囲配線部に配置された光ファイバ１の長さは比較例と本実施形態とで同じ長さである。けれども中央配線部２０では、比較例の直線結び折り返しの光ファイバの長さを１とすると、本実施形態の中央配線部２０での光ファイバ１の長さは約１．３２となる。このように周囲配線部の形状とその内側の面積は比較例と本実施形態とでは同じであるが、中央配線部２０の光ファイバ１の長さは本実施形態の方が比較例よりも大きくなる。従って、本実施形態では所定のシート上により長い光ファイバ１を配置することができる。このため、決められた形状・面積のシート上にできるだけ長い光ファイバ１を配線したいというニーズに応えることが可能となる。
【００２７】
（実施形態２）
図２は、シート３１の上に光ファイバ１が布線された実施形態２に係る光ファイバ配線構造である。この光ファイバ配線構造は、１本の長尺の光ファイバ１を用いて一筆書きによって同一平面上に布線されており、一筆書きのための折り返し部分として中央部分に中央配線部２８が配置され、中央配線部２８の周囲には光ファイバ１が周回配線された周囲配線部が配置されている。周囲配線部は第１周囲配線部１１と第２周囲配線部１６とからなる。第１周囲配線部１１は、光ファイバ１の一端１ａから符号１１ａまでの１周分の配線経路を有しており、第２周囲配線部１６は、符号１６ａから光ファイバ１の他端１ｂまでの半周分の配線経路を有している。
【００２８】
本実施形態が実施形態１と異なっているのは、第１周囲配線部１１において、中央配線部２８を挟んで平行な対をなしている直線部分が５対あり、直線部分２ａ，２ａと直線部分２ｃ，２ｃと直線部分２ｅ，２ｅとの３つの対は互いに平行であるが、これらの３つの対と直線部分２ｂ，２ｂの対及び直線部分２ｄ，２ｄの対とは非平行である点、および第１周囲配線部１１が１周分の周回配線であり、第２周囲配線部１６が半周分の周回配線である点である。その他シート３１の形状も異なっている。本実施形態では、実施形態１とは異なっている点を主に説明し、実施形態１と同じ点は説明を一部省略する。
【００２９】
本実施形態のシート３１は、帯状であってその中央部分がコの字状に曲がっている。光ファイバシートを設置する装置の内部における部品配置事情によってこのようなシート３１形状となっている。従って、光ファイバ１もこの形状に沿ってできるだけ長尺に布線されている。そのため、周囲配線部も中央配線部２８もシート３１の形状に沿って途中で向きを変えている。中央配線部２８は１／４円が多数（６つ以上）接続された形状であって、回転方向が時計回りから反時計回りへ７回切り替わっているため、１／４円の替わりに直線部分を用いた中央配線部（回転方向が時計回りから反時計回りへ１回切り替わるのみ）よりも光ファイバ１の配線長さが大きくなっている。
【００３０】
本実施形態においても実施形態１と同様に、中央配線部２８において回転方向が時計回りから反時計回りに７回、反時計回りから時計回りに８回と、それぞれ２回以上切り替わっていて、それにより中央配線部２８に配線された光ファイバ１が長尺になっているので、従来の直線状の布線に比べて布線部分の形状・面積が同じであっても、より長尺の光ファイバ１を布線することができる。
【００３１】
（実施形態３）
図３は、シート３０の上に光ファイバ１が布線された実施形態３に係る光ファイバ配線構造である。この光ファイバ配線構造は、１本の長尺の光ファイバ１を用いて一筆書きによって同一平面上に布線されており、一筆書きのための折り返し部分として中央部分に中央配線部２０が配置され、中央配線部２０の周囲には光ファイバ１が周回配線された周囲配線部が配置されている。周囲配線部は第１周囲配線部１２と第２周囲配線部１７とからなっている。中央配線部２０は、第１周囲配線部１２と第２周囲配線部１７との間におかれて、両方に接続している。第１周囲配線部１２は、光ファイバ１の一端１ａから符号１２ａまでの１周半の配線経路を有しており、第２周囲配線部１７は、符号１７ａから光ファイバ１の他端１ｂまでの１周分の配線経路を有している。
【００３２】
第１周囲配線部１７は、中央配線部２０を挟んで対をなしている一対の対向部分４１，４２ともう一対の対向部分４３，４４とを備えており、さらにこれらの２対の対向部分をつなぐ曲線部分４，４とを備えている。本実施形態は実施形態１とは周囲配線部が異なっており、その他の部分は実施形態１と同じである。以下に実施形態１とは異なっている点を主に説明して、実施形態１と同じ点は説明を省略する。
【００３３】
本実施形態では第１周囲配線部１７の対向部分４１，４２と対向部分４３，４４のそれぞれが直線からなる部分（符号４２と４３）と円弧の一部からなる部分（符号４１と４４）とを備えている。直線からなる部分は円弧の一部からなる部分に比べて半分未満の長さになっている。円弧の一部からなる部分は中央配線部２０の曲線に沿うように中央配線部２０の方に向かって窪んでおり、半円の両側に１／４円を接続した形状となっている。なお、符号４３で表される直線からなる部分は、３本並んでいる光ファイバ１の両側の２本から形成されている。
【００３４】
実施形態１では、対向部分に該当するのは平行な対をなしている直線部分２，２であったのに対し、本実施形態では、曲線を含んでいる２対の対向部分が存している。また第２周囲配線部１７も中央配線部２０を挟んで対をなしている一対の対向部分４５，４６ともう一対の対向部分４７，４８とを備えている。符号４７で表される直線からなる部分は、３本並んでいる光ファイバ１の真ん中の１本から形成されている。２つの対向部分の直線からなる部分同士は平行な関係にある。
【００３５】
本実施形態は実施形態１に比べて、周囲配線部において光ファイバ１をより長く配置しているので、さらに長尺の光ファイバ配線構造とすることができる。
【００３６】
（その他の実施形態）
上述の実施形態は本願発明の例示であって、本願発明はこれらの例に限定されず、これらの例に周知技術や慣用技術、公知技術を組み合わせたり、一部置き換えたりしてもよい。また当業者であれば容易に思いつく改変発明も本願発明に含まれる。
【００３７】
本発明の光ファイバ配線構造はシート上に形成されている必要はない。光ファイバの隣り合う部分を接着剤等で互いに固定することで、シートなしで配線構造を保持することができる。
【００３８】
また、上記の実施形態では、中央配線部において回転方向が時計回りから反時計回りへ、又は反時計回りから時計回りへ、３回及び７回切り替えられているが、回転方向が２回切り替えられる配線経路を有している中央配線部であってもよいし、４〜６回及び８回以上回転方向が切り替えられる配線経路を有している中央配線部であってもよい。
【００３９】
第１周囲配線部において、１周半を越える周回布線がなされていても構わない。第２周囲配線部において１周を越える周回布線がなされていても構わない。光ファイバの一端と他端とが同じ場所にではなく、別の場所に配置されていても構わない。
【００４０】
光ファイバは石英ファイバであってもよいし、プラスチックファイバであってもよく、径や長さ、被覆の有無や被覆の種類などは特に限定されない。
【００４１】
シートはプラスチックシート、例えばＰＥＴシートを好適な例として挙げることができるが、その他の素材からなっていても構わない。また、シート上にシリコン粘着剤等の接着剤を塗布しておいてもよい。さらに、光ファイバを配線した後に光ファイバの上に保護用のカバーシート、例えばＦＥＰシートを載せてもよい。
【００４２】
実施形態２において、シートの形状は特に限定されず、ジグザグ形状、Ｌ字形などどのような形状であってもよい。またシートの曲がり角度も９０度に限定されず６０度から１７０度の範囲で何度であっても構わないし、曲線的に曲がっていても構わない。
【００４３】
実施形態２と実施形態３とを組み合わせても構わない。この場合、特定の２対の対向部分においてそれぞれの直線からなる部分が互いに非平行な関係となる。
【００４４】
中央配線部は全て１／４円の円弧で構成されている必要はなく、１／４円未満の円弧や一部に直線部分あるいは円弧以外の曲線部分が挟まれていても構わない。なお、配線領域を小さくする点からすれば、中央配線部に配置された曲線の曲率半径は所定の最小曲げ半径の２倍以下が望ましい。
【００４５】
実施形態３において、対向部分における第１周囲配線部の円弧の一部からなる部分と第２周囲配線部の円弧の一部からなる部分とは、お互いに及び中央配線部と接触するように配置されていても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上説明したように、本発明に係る光ファイバ配線構造は、従来と同じ面積の配線領域内において、従来よりも長尺の光ファイバを配線することができて、光ファイバ増幅器、ファイバレーザ等を用いた光機器に有用である。
【符号の説明】
【００４７】
１                  光ファイバ
１ａ                光ファイバの一端
１ｂ                光ファイバの他端
２                  直線部分
２ａ，２ｃ，２ｅ    直線部分
２ｂ，２ｄ          直線部分
４                  曲線部分
１０，１１，１２    第１周囲配線部
１５，１６，１７    第２周囲配線部
２０，２８          中央配線部
４１，４２          対向部分
４３，４４          対向部分
【図１】
0005872251.tif 000002
【図２】
0005872251.tif 000003
【図３】
0005872251.tif 000004
【図４】
0005872251.tif 000005