(57)【要約】【課題】光ファイバ素線を有する光部品本体が収容された筐体の開口端部において、光ファイバ素線が曲げにより破断し難く、小型化が可能な光部品を提供する。【解決手段】入出力用の光ファイバ素線３を有する光部品本体５と、この光部品本体５を収容する筐体とを備え、光ファイバ素線３が筐体外部に導出されている光部品において、光ファイバ素線３の導出部分の曲げ半径を１ｍｍ以上とする。光ファイバ素線３が第２の筐体１２の開口端部１２ｂから筐体の外部に導出され、開口端部１２ｂの内壁面１２ｄを曲率半径１ｍｍ以上の曲面とする。筐体は、光部品本体５を収容する第１の筐体１１と、光ファイバ素線３を筐体外部に導出するための孔部１２ａを有する第２の筐体１２とからなり、第２の筐体１２の開口端部１２ｂの内壁面１２ｄを曲率半径１ｍｍ以上の曲面とする。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入出力用の光ファイバ素線を有する光部品本体と、この光部品本体を収容する筐体とを備え、前記光ファイバ素線が筐体外部に導出されている光部品において、
前記光ファイバ素線の導出部分の曲げ半径を１ｍｍ以上としたことを特徴とする光部品。
【請求項２】
請求項１記載の光部品において、
前記光ファイバ素線が前記筐体の開口端部から前記筐体の外部に導出され、前記開口端部の内壁面を曲率半径１ｍｍ以上の曲面としたことを特徴とする光部品。
【請求項３】
前記筐体は、前記光部品本体を収容する第１の筐体と、前記光ファイバ素線を筐体外部に導出するための孔部を有する第２の筐体とからなり、該第２の筐体の開口端部の内壁面を曲率半径１ｍｍ以上の曲面としたことを特徴とする請求項２記載の光部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信分野において、各種モジュールに適用される光部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、光通信分野で使用されるモジュールは、通信網の高速化、大容量化に伴って、高機能化が要求されている。したがって、モジュールに多数組み込まれる光部品には、高信頼性や小型化が求められている。
通常、光部品に適用される光ファイバは、光ファイバ素線であるが、光ファイバ素線は、光ファイバコードに比べると曲げ強さが非常に弱く、急激に曲げたり、曲げ半径を小さくし過ぎたりすると、光ファイバ素線が破断することがあった。そこで、従来、光部品には、光ファイバ素線の破断を防止するための構造が採用されている。
【０００３】
図３は、従来の光部品の一例を示す概略断面図である。
この光部品においては、円柱状のレンズ２１の一方の端面２１ａに、筒状の細管２２が接着剤を介して接合され、細管２２の細孔２２ａ内には、光ファイバ素線２３の先端の被覆層２３ｂが除去されることにより露出した裸ファイバ部２３ａが挿入されて、接着剤などで固定されて光部品本体２５を形成している。そして、光部品本体２５が円筒状の金属製の筐体２７に収容されて接着剤層２８で固定され、光ファイバ素線２３が筐体２７の開口端２７ａから筐体２７の外部に導出されている。また、筐体２７の開口端２７ａにはストレインリリーフ用の弾性接着剤３０が塗布され、これにより、光ファイバ素線２３が、開口端２７ａに固定されている。この光部品では、弾性接着剤３０を用いることにより、光ファイバ素線２３が急激に曲げられるのを防ぎ、光部品の信頼性検証手段であるＴｅｌｃｏｒｄｉａ規格の垂直曲げ試験に耐えられるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図４は、従来の光部品の他の例を示す概略断面図である。
この光部品においては、図３に示した光部品２５と同様の構造の光部品本体３５が、円筒状の金属製の筐体３７に収容されて接着剤層３８で固定され、光ファイバ素線３３が筐体３７の開口端部３７ａから筐体３７の外部に導出されている。また、筐体３７の開口端部３７ａにはストレインリリーフ用のゴム製のブーツ４０が装着され、これにより、光ファイバ素線３３が、開口端部３７ａに固定されている。この光部品では、ブーツ４０を用いることにより、光ファイバ素線３３が急激に曲げられるのを防ぎ、光部品の信頼性検証手段であるＴｅｌｃｏｒｄｉａ規格の垂直曲げ試験に耐えられるようになっている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
また、ファイバコネクタにおいては、通常、ファイバとしてファイバケーブルが用いられるが、図４に示した光部品で用いられているブーツを蛇腹形状にすることにより、ファイバケーブルを保持するストレインリリーフ部分の曲げ半径を所望の値以上に確保すると共に、ストレインリリーフ部分の屈曲性を向上させる方法が特許文献３に開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２５８４５２号公報
【特許文献２】
特開平７−３５９５５号公報
【特許文献３】
特公平６−１００６９８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来技術は、光ファイバを筐体の長手方向の中心軸と垂直な方向に曲げたときに、光ファイバに生じる応力を分散することによって、光ファイバの破断を防止するという点で共通している。しかしながら、光ファイバの曲げ半径がどの程度であれば、光ファイバの破断を防止できるかについては検討されていなかった。その結果として、光ファイバの破断を防止するために、光ファイバの曲げ半径を必要以上に大きく設定して、光ファイバの曲げを抑制していた。
【０００８】
そのため、特に、図４に示したようなゴム製のブーツを用いた光部品では、光部品全体の大きさが、場合によっては機能部分（光部品本体）の倍近い大きさとなっていた。このような光部品を多数組み込んだモジュールは、モジュール全体のサイズが非常に大きくなる上に、必要以上の部品を使用するため、製造コストが高くなっていた。
【０００９】
また、モジュールへの組み込みなどの際に、はんだ処理などの工程において、光部品が高温下に曝される場合、ブーツとしては、耐熱性の高いシリコンゴムやフッ素ゴムなどからなるものが用いられる。
シリコンゴム製ブーツは、非常に接着性が悪いため、筐体との接続には機械的な手段が採用されている。そのため、筐体には、少なくともこのシリコンゴム製ブーツを嵌合する部分を設けられるだけの厚みが必要となるので、光部品全体が大きくなってしまうという問題があった。さらに、このような嵌合部分が設けられた筐体は、簡易な筒状構造の筐体に比べて製造コストが高くなるため、結果として、光部品の製造コストの増加の原因となっていた。
また、フッ素ゴム製ブーツを用いた場合、約２３０℃以上の高温雰囲気下において、フッ化水素が発生するため、作業工程上非常に危険であるという問題があった。
【００１０】
図３に示したような弾性接着剤を用いた光部品では、接着剤を均一に塗布することが難しいため、接着剤と、筐体および光ファイバとの接合強度の個体差が大きくなるという問題があった。そのため、製品としての信頼性を確保することが非常に難しくなるので、必要以上に高い接合強度を有する光部品を作製しなければならなかった。これにより、製品の歩留まりが悪くなる上に、製品１個当たりの製造コストが増加していた。
さらに、一般的な光学接着剤は、高温高湿の環境下では劣化が著しく、高温高湿の雰囲気下に長時間曝されると、接着剤が筐体から剥離するなどの故障が発生するため、この接着剤を用いた光部品は耐環境性に劣っていた。
【００１１】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、光ファイバ素線を有する光部品本体が収容された筐体の開口端部において、光ファイバ素線が曲げにより破断し難く、小型化が可能な光部品を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、入出力用の光ファイバ素線を有する光部品本体と、この光部品本体を収容する筐体とを備え、前記光ファイバ素線が筐体外部に導出されている光部品において、前記光ファイバ素線の導出部分の曲げ半径を１ｍｍ以上とした光部品を提供する。
本発明は、上記光部品において、前記光ファイバ素線が前記筐体の開口端部から前記筐体の外部に導出され、前記開口端部の内壁面を曲率半径１ｍｍ以上の曲面とした光部品を提供する。
本発明は、前記筐体が、前記光部品本体を収容する第１の筐体と、前記光ファイバ素線を筐体外部に導出するための孔部を有する第２の筐体とからなり、該第２の筐体の開口端部の内壁面を曲率半径１ｍｍ以上の曲面とした光部品を提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明の光部品の第１の例を示す概略断面図である。
この光部品においては、円柱状のレンズ１の一方の端面１ａに、円筒状の細管２が接着剤を介して接合され、細管２の細孔２ａ内には、入出力用の光ファイバ素線３の先端の被覆層３ｂが除去されることにより露出した裸光ファイバ部３ａが挿入されて、接着剤などで固定されて光部品本体５を形成している。そして、光部品本体５が筒状の筐体７に収容されて接着剤層８で固定され、光ファイバ素線３が筐体７の開口端部７ａから筐体７の外部に導出されている。
【００１４】
また、この例の光部品では、接着剤層８が、細管２のレンズ１と接合されていない側の端面２ｂから開口端部７ａに向かって略円錐状（すり鉢状）に形成され、この部分における接着剤層８の内壁面８ａは曲率半径１ｍｍ以上の曲面をなすように形成されている。なお、この接着剤層８が略円錐状に形成されている部分では、光ファイバ素線３は接着剤層８によって固定されていない。
さらに、筐体７の開口端部７ａの内壁面は、曲率半径１ｍｍ以上の曲面となっている。
【００１５】
この例の光部品では、上述のように接着剤層８の内壁面８ａおよび開口端部７ａの内壁面を曲率半径１ｍｍ以上の曲面に形成することにより、光ファイバ素線３を筐体７の長手方向の中心軸と垂直な方向に曲げた際に、光ファイバ素線３の曲げ半径が１ｍｍ以上となるようになっている。
接着剤層８の内壁面８ａおよび開口端部７ａの内壁面の曲率半径が１ｍｍ未満では、光ファイバ素線３の曲げ半径が１ｍｍ未満となり、光ファイバ素線３が急激に曲げられた場合、光ファイバ素線３が破断することがある。したがって、Ｔｅｌｃｏｒｄｉａ規格の光部品に対するＳｉｄｅ  Ｐｕｌｌ試験規格２３０ｇｆ以上の破断強度を満たす光部品が得られない。
【００１６】
ここで、Ｔｅｌｃｏｒｄｉａ規格とは、通信機器に搭載される部品の品質・信頼性規格として業界規準となっている規格（旧Ｂｅｌｌｃｏｒｅ規格）のことである。Ｔｅｌｃｏｒｄｉａ規格の光部品に対するＳｉｄｅ  Ｐｕｌｌ試験による光ファイバの破断強度は、ロードセルを搭載したプルーフテスタなどで光ファイバを筐体長手方向の中心軸と垂直な方向に引っ張り、破断した時の荷重を調べることにより測定することができる。
【００１７】
接着剤層８の内壁面８ａを曲率半径１ｍｍ以上の曲面に形成するには、光部品本体５を筐体７内に収容し、細管２の端面２ｂから開口端部７ａ側にある光ファイバ素線３の周囲に、所定形状（例えば、略円錐状）の表面にポリテトラフルオロエチレンなどをコーティングした型枠を配置して、この型枠および筐体７によって囲まれた領域内に接着剤を流し込んだ後、接着剤を硬化させる。あるいは、光部品本体５を筐体７内に収容し、筐体７内に接着剤を流し込んで、接着剤を硬化させて接着剤層８を形成した後、細管２の端面２ｂから開口端部７ａ側にある光ファイバ素線３の周囲の接着剤層８に切削加工を施して、所定形状とする。
【００１８】
また、筐体７の開口端部７ａの内壁面を曲率半径１ｍｍ以上の曲面に形成するには、筐体７を作製後、開口端部７ａに切削加工を施すか、あるいは、あらかじめ筐体７の成形型を所定形状としておき、所望の開口端部７ａの形状を有する筐体７を作製する。
【００１９】
レンズ１としては、石英などからなるロッドレンズ、ＧＲＩＮレンズ、非球面ガラスモールドレンズなど、光ファイバから出射した光をコリメートする機能を有するレンズが用いられる。レンズ１の外径および長さは、その屈折率分布や材質に応じて適宜設定される。
【００２０】
細管２は、Ｂ２Ｏ５を含有する石英、ホウケイ酸ガラスなどのガラスで形成されており、その長手方向の中心部に、これを貫通するように細孔２ａが形成されている。細管２の外径および長さは、光部品の大きさなどに応じて適宜設定される。また、細孔２ａの長手方向と垂直な断面形状は、裸光ファイバ部３ａを挿通可能であれば特に限定されず、例えば、正方形、長方形、菱形などの多角形状または円形であり、その寸法は、挿通される裸光ファイバ３ａの外径や本数に応じて適宜設定される。
【００２１】
光ファイバ素線３としては、外径２５０μｍのシングルモード光ファイバまたは偏波保持光ファイバが用いられる。
シングルモード光ファイバは、石英ガラスなどからなる光ファイバ裸線の上に、紫外線硬化型樹脂などからなる被覆層が設けられた構造となっている。
偏波保持光ファイバは、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ２）を添加した石英ガラスからなるコアと、このコアの周囲に、コアと中心軸を同じくして設けられた石英ガラスからなるクラッドと、このクラッド内に、コアを中心に概対称に配置され、かつこのクラッドを形成する石英ガラスよりも熱膨張係数が大きいガラスからなる断面円形の２つの応力付与部とから構成されている。
【００２２】
筐体７は、各種金属、各種硝子、セラミックなどで形成された筒状の部材であり、その外形形状およびその大きさ、光部品本体５を収容する部分の形状（内部形状）およびその大きさなどは、光部品本体５の形状や大きさに応じて適宜設定される。
【００２３】
光部品本体５を筐体７内に固定している接着剤層８を形成する接着剤としては紫外線硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線熱併用接着剤などいかなるものも使用可能である。
【００２４】
この例の光部品は、上述のように接着剤層８の内壁面８ａおよび開口端部７ａの内壁面が曲率半径１ｍｍ以上の曲面をなしているから、光ファイバ素線３の曲げ半径を機械的に１ｍｍ以上に抑制することができ、結果として、光ファイバ素線３が急激に曲げられても、光ファイバ素線３が破断しなくなり、光部品に要求されるＴｅｌｃｏｒｄｉａ規格のＳｉｄｅ  Ｐｕｌｌ試験規格２３０ｇｆ以上の破断強度を確保することができる。
【００２５】
図２は、本発明の光部品の第２の例を示す概略断面図である。
図２において、図１に示した光部品の第１の例と同じ構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
この光部品においては、光部品本体５が筒状の第１の筐体１１に収容され、第１の筐体１１の開口端部１１ａに、その中央に孔部１２ａを有する第２の筐体１２の嵌合部１２ｅが挿嵌され、これらが接着剤層８で固定されて、光ファイバ素線３が第２の筐体１２の孔部１２ａを通って開口端部１２ｂから第２の筐体１２の外部に導出されている。
【００２６】
この例の光部品では、光部品本体５を収容する筐体が、光部品本体５を収容する部分をなす第１の筐体１１と、光ファイバ素線３を筐体外部に導出するための孔部１２ａを有する第２の筐体１２とから形成されている。
第２の筐体１２は、その中央部を貫通するように孔部１２ａが形成されており、この孔部１２ａが、細管２側にある後端面１２ｃから開口端部１２ｂに向かって略円錐状（すり鉢状）に形成され、孔部１２ａの内壁面１２ｄは曲率半径１ｍｍ以上の曲面をなすように形成されている。なお、通常、この孔部１２ａにおいて、光ファイバ素線３と内壁面１２ｄは接触していない。
【００２７】
この例の光部品では、上述のように第２の筐体１２の孔部１２ａの内壁面１２ｄを曲率半径１ｍｍ以上の曲面に形成することにより、光ファイバ素線３を第１の筐体１１の長手方向の中心軸と垂直な方向に曲げた際に、光ファイバ素線３の曲げ半径が１ｍｍ以上となるようになっている。
第２の筐体１２の孔部１２ａの内壁面１２ｄの曲率半径が１ｍｍ未満では、光ファイバ素線３の曲げ半径が１ｍｍ未満となり、光ファイバ素線３が急激に曲げられた場合、光ファイバ素線３が破断することがある。したがって、Ｔｅｌｃｏｒｄｉａ規格の光部品に対するＳｉｄｅ  Ｐｕｌｌ試験規格２３０ｇｆ以上の破断強度を満たす光部品が得られない。
【００２８】
第２の筐体１２は、各種金属、各種硝子、セラミックなどで形成されており、その外形形状およびその大きさ、孔部１２ａの形状およびその大きさなどは、孔部１２ａに挿通される光ファイバ素線３の外径や本数などに応じて適宜設定される。
なお、図２では、第２の筐体１２が第１の筐体１１内に嵌合された構造を示したが、本発明の光部品はこれに限定されない。例えば、後端面１２ｃ側の孔部１２ａに嵌合部を設けて、この嵌合部内に第１の筐体１１を嵌合した構造としてもよい。
【００２９】
また、第２の筐体１２の中空部１２ａの内壁面１２ｄを曲率半径１ｍｍ以上の曲面に形成するには、筒状の第２の筐体１２を作製後、第２の筐体１２の中空部１２ａに切削加工を施すか、あるいは、あらかじめ第２の筐体１２の成形型を所定形状としておき、所望の内壁面１２ｄの形状を有する第２の筐体１２を作製する。
【００３０】
第１の筐体１１は、各種金属、各種硝子、セラミックなどで形成された筒状の部材であり、その外形形状およびその大きさ、光部品本体５を収容する部分の形状（内部形状）およびその大きさなどは、光部品本体５の形状や大きさに応じて適宜設定される。
【００３１】
この例の光部品は、上述のように第２の筐体１２の中空部１２ａの内壁面１２ｄが曲率半径１ｍｍ以上の曲面をなしているから、光ファイバ素線３の曲げ半径を機械的に１ｍｍ以上に抑制することができ、結果として、光ファイバ素線３が急激に曲げられても、光ファイバ素線３が破断しなくなり、光部品に要求されるＴｅｌｃｏｒｄｉａ規格のＳｉｄｅ  Ｐｕｌｌ試験規格２３０ｇｆ以上の破断強度を確保することができる。
また、この例の光部品では、筐体を、光部品本体５を収容するための第１の筐体１１と、光ファイバ素線３の曲げ半径を機械的に１ｍｍ以上に抑制するための第２の筐体１２とからなるものとし、第２の筐体１２を第１の筐体１１に嵌合する簡易な構造とした。これにより、上述の第１の例よりも部品点数が１つ増えるものの、あらかじめ微細加工が施された第１の筐体１１と第２の筐体１２を組み合わせれば、第１の例よりも小型の光部品を製造することが可能となる。さらに、筐体を、第１の筐体１１と第２の筐体１２に分割した構造とすることで、光部品の小型化を可能とした上で機械的強度を充分に有する筐体を作製することができる。したがって、近年高機能化が求められている光モジュールに、より多くの光部品を組み込むことが可能になるため、より高機能な光モジュールを製造することが可能となる。
【００３２】
このように、本発明の光部品は、一定の強度を有するものであるから、製品の歩留まりが向上し、結果として、製造コストを低く抑えることができる。
また、この例の光部品は、筐体の開口端部において、光ファイバ素線が弾性接着剤によって固定されておらず、接着剤の剥離による強度低下が生じないので、高温高湿下における耐久性に優れている。
さらに、この例の光部品は、破断強度を確保するために、ゴム製のブーツが用いられていないので、筐体にブーツを嵌合するための部分が不要となるから、筐体の厚みを薄くし、構造を単純化することができるので、結果として、光部品を小型化することができる。しかも、ブーツを用いた場合よりも部品点数が少ないので、安価に製造できる。
【００３３】
なお、図１および図２では、光ファイバ素線３を１本備えた光部品を例示したが、本発明の光部品はこれに限定されるものではなく、必要に応じて光ファイバ素線を２本以上備えたものとすることもできる。
また、本発明の光部品は、光ファイバの先端に取り付けられる、光アッテネータ、光コリメータ、光ファイバアレイ、光フェルールなどの光部品に適用可能である。
【００３４】
次に、具体的な実施例を示して本発明をさらに詳細に説明する。
（実施例１）
図１に示した光部品に用いられる光ファイバ素線３について、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５２．Ｂのシングルモード光ファイバ素線の曲げ試験に準拠した曲げ試験を行い、光ファイバ素線３の曲げ半径の違いによる破断強度の大きさを調査した。結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
2004226626.tif 000003
【００３６】
表１の結果から、光ファイバ素線３の曲げ半径が０．７５ｍｍ以上であれば、Ｔｅｌｃｏｒｄｉａ規格の光部品に対するＳｉｄｅ  Ｐｕｌｌ試験規格２３０ｇｆ以上の破断強度を有していることが分かった。したがって、図１に示した光部品の筐体７の開口端部７ａにおいて、光ファイバ素線３の曲げ半径が０．７５ｍｍ以上となるようにすれば、Ｔｅｌｃｏｒｄｉａ規格の光部品に対するＳｉｄｅＰｕｌｌ試験規格を満たすことがわかった。
そこで、光ファイバ素線３の強度のばらつきを考慮して、筐体７の開口端部７ａの内壁面を曲率半径１ｍｍ以上の曲面として光部品を作製し、光ファイバ素線３が開口端部７ａで筐体７の長手方向の中心軸と垂直な方向に曲げられても、筐体７と光ファイバ素線３との接触点において、光ファイバ素線３が曲げ半径１ｍｍ未満で曲げられないようにした。
作製した光部品について、Ｔｅｌｃｏｒｄｉａ規格の光部品に対するＳｉｄｅＰｕｌｌ試験を行ったところ、光ファイバ素線３が、筐体７の開口端部７ａにおいて破断することはなかった。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光部品は、光ファイバ素線が筐体外部に導出される開口端部の内壁面が曲率半径１ｍｍ以上の曲面をなしているから、光ファイバ素線が筐体の開口端部において、筐体の長手方向の中心軸と垂直な方向に曲げられても、光ファイバ素線が破断しなくなる。また、必要以上の部品を使用する必要がなくなり、光部品の製造コストを低減することができる。さらに、光ファイバ素線の曲げ半径を抑制する部分は、高温高湿環境下において劣化し難いため、光ファイバ素線の破断強度を長期間安定に維持することができる。そして、筐体を２個に分割した構造とすることで、光部品の小型化を可能とする機械的強度を充分に有する光部品を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光部品の第１の例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の光部品の第２の例を示す概略断面図である。
【図３】従来の光部品の一例を示す概略断面図である。
【図４】従来の光部品の他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１・・・レンズ、２・・・細管、３・・・光ファイバ素線、５・・・光部品本体、７・・・筐体、７ａ，１１ａ，１２ｂ・・・開口端部、８・・・接着剤層、８ａ，１２ｄ・・・内壁面、１１・・・第１の筐体、１２・・・第２の筐体、１２ａ・・・中空部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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