(57)【要約】      （修正有）【課題】光分岐結合器を必要とせず、単心で双方向伝送が可能な光ファイバ及び光ファイバの製造方法、並びに光ファイバを用いた光伝送装置を提供する。【解決手段】光ファイバ２０は、プラスチック光ファイバ本体１１の少なくとも一方の先端部に、複数股に分岐したファイバ分岐部１２を一体に設けたものである。【選択図】        図１
2005010600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ本体の少なくとも一方の先端部に、複数股に分岐したファイバ分岐部を一体に設けたことを特徴とする光ファイバ。
【請求項２】
プラスチック光ファイバの先端部を予熱して軟化させ、その先端部を複数股のキャビティを有する金型内に配置し、金型を加熱した状態でプラスチック光ファイバの先端部を金型のキャビティ内に押込み、その先端部を複数股に分岐させ、プラスチック光ファイバの少なくとも一方の先端部にファイバ分岐部を形成することを特徴とする光ファイバの製造方法。
【請求項３】
プラスチック光ファイバの先端部を複数股のキャビティを有する成型金型内に配置し、そのキャビティ内に透明樹脂を充填して射出成型を行い、プラスチック光ファイバの先端部に複数股の透明樹脂体を一体に設け、プラスチック光ファイバの少なくとも一方の先端部にファイバ分岐部を形成することを特徴とする光ファイバの製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の光ファイバのファイバ分岐部に、発光素子及び受光素子を光結合させて設けたことを特徴とする光ファイバを用いた光伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ及び光ファイバの製造方法並びに光ファイバを用いた光伝送装置に係り、特に、単心で双方向伝送が可能な光ファイバ及び光ファイバの製造方法並びに光ファイバを用いた光伝送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバを用いた光伝送装置は、高速のデータ伝送が可能で、かつ、電磁波ノイズに強いなどの特長を有していることから、基幹系情報ネットワークを中心に採用が進められている。また、光ファイバを用いた光伝送装置は、近年、家庭内などにも普及しつつあり、家電製品や、自動車内機器を光ファイバで結んで情報伝送を行う取り組みも進められている。この家電製品や、自動車内機器を結ぶための光ファイバとしては、安全性、取扱性に優れたプラスチック光ファイバが用いられている。
【０００３】
従来、送信及び受信の２種類の伝送信号は、２本の光ファイバを用いて別々に伝送を行っており、それぞれの光ファイバを送信用、受信用としていた。ところで、近年、部品点数の削減や省スペース化の要求が高まっていることから、１本（単心）の光ファイバで双方向伝送を行う試みが検討されている。例えば、プラスチック光ファイバと接続が可能で、かつ、双方向伝送を考えた場合、受光素子及び発光素子とも結合が可能な光分岐結合器が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１５９８６３号公報
【特許文献２】
特開平１１−１８３７４３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した特許文献１，２記載の光分岐結合器は、光ファイバの先端に接続して設けられるものであるため、光ファイバとの接続を必須としている。このため、接続損失が生じるのを避けられないという問題があった。
【０００６】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、光分岐結合器を必要とせず、単心で双方向伝送が可能な光ファイバ及び光ファイバの製造方法並びに光ファイバを用いた光伝送装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明に係る光ファイバは、光ファイバ本体の少なくとも一方の先端部に、複数股に分岐したファイバ分岐部を一体に設けたものである。
【０００８】
この光ファイバによれば、光ファイバにおけるファイバ分岐部が、光分岐結合器として機能することになる。また、光ファイバ本体とファイバ分岐部との間で接続損失が生じることはない。
【０００９】
一方、本発明に係る光ファイバの製造方法は、プラスチック光ファイバの先端部を予熱して軟化させ、その先端部を複数股のキャビティを有する金型内に配置し、金型を加熱した状態でプラスチック光ファイバの先端部を金型のキャビティ内に押込み、その先端部を複数股に分岐させ、プラスチック光ファイバの少なくとも一方の先端部にファイバ分岐部を形成するものである。
【００１０】
また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、プラスチック光ファイバの先端部を複数股のキャビティを有する成型金型内に配置し、そのキャビティ内に透明樹脂を充填して射出成型を行い、プラスチック光ファイバの先端部に複数股の透明樹脂体を一体に設け、プラスチック光ファイバの少なくとも一方の先端部にファイバ分岐部を形成するものである。
【００１１】
これらの製造方法によれば、上述した光ファイバ本体とファイバ分岐部とが一体となった光ファイバを得ることができる。
【００１２】
一方、本発明に係る光ファイバを用いた光伝送装置は、上述した光ファイバのファイバ分岐部に、発光素子及び受光素子を光結合させて設けたものである。
【００１３】
この光伝送装置によれば、単心の光ファイバでありながら、双方向の高速伝送を低損失で行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適一実施の形態を添付図面に基いて説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
本発明の好適な一実施の形態に係る光ファイバの斜視図を図１に、その平面図を図２に示す。
【００１６】
図１に示すように、本実施の形態に係る光ファイバ２０は、プラスチック光ファイバ本体（光ファイバ本体）１１の少なくとも一方の先端部に、複数股（図１中では２股）に分岐したファイバ分岐部１２を一体に設けたものである。
【００１７】
分岐部１２は、図２に示すように、本体１１と一体に設けられた分岐ファイバ１３ａ，１３ｂで構成される。また、図２の３ａ方向矢視図を図３（ａ）に、図２の３ｂ方向矢視図を図３（ｂ）に示すように、分岐ファイバ１３ａ，１３ｂは、分岐ファイバの付け根部２３の径が最大で、分岐ファイバ端面２２ａ，２２ｂの径が最小となっている。分岐ファイバ１３ａ，１３ｂの周面２１ａ，２１ｂはテーパ面となっており、これによって、付け根部２３から端面２２ａ，２２ｂに向かって連続的に縮径される。
【００１８】
本実施の形態に係る光ファイバ２０を用いた光伝送装置の平面図を図４に示す。尚、図２と同様の部材については同じ符号を付しており、これらの部材については新たな説明を省略する。
【００１９】
図４に示すように、本実施の形態に係る光伝送装置４０は、光ファイバ２０の少なくとも一方のファイバ分岐部１２の分岐ファイバ１３ａに、伝送信号４２を送信する発光素子４１を光結合させて設け、また、分岐ファイバ１３ｂに、分岐ファイバ１３ｂからの伝送信号４３を受信する受光素子４４を光結合させて設けたものである。発光素子４１及び受光素子４４は、それぞれ情報機器に接続、搭載される。
【００２０】
本実施の形態に係る光ファイバ２０の製造方法を、添付図面に基づいて説明する。
【００２１】
本実施の形態に係る光ファイバの製造方法は、図５に示すように、先ず、通常のプラスチック光ファイバ５１の先端部５１ａを予熱し、形状を維持できる程度に軟化させておく。
【００２２】
次に、光ファイバ５１の先端部５１ａを、複数股（図５中では２股）のキャビティ６１を有する金型５２内に配置する。金型５２は上金型５２ａと下金型５２ｂとで構成される。上金型５２ａは上部二股溝５４を、下金型５２ｂは下部二股溝５５を有しており、各金型５２ａ，５２ｂを重ねて金型５２を形成することで、図６に示すように、各二股溝５４，５５が合わさって、キャビティ６１が形成される。
【００２３】
次に、予熱して軟化させておいたプラスチック光ファイバ５１の先端部５１ａを、加熱（例えば、約１５０〜２３０℃に加熱）した金型５２のキャビティ６１内に挿入し、押込んでいく。キャビティ６１は、光ファイバ５１の挿入側は１穴の開口部６２であるが、分岐部６３を介して分岐され、反対側は２穴の開口部６４となっている。この時、２穴の開口部６４は、板部材などにより塞いでおく。
【００２４】
光ファイバ５１の先端部５１ａの押込みによって、分岐部６３において光ファイバ５１の先端部５１ａは二等分（二股）に切断、分岐される。分岐直後の光ファイバ５１の先端部５１ａは、断面半円状を呈しているが、押込みの進行に伴い、キャビティ６１の二股部分（開口部６４）によって徐々に圧縮成形されて断面円状となる。
【００２５】
その結果、図１に示したように、光ファイバ本体１１の少なくとも一方の先端部に２股のファイバ分岐部１２を一体に有する光ファイバ２０が得られる。ここで、得られた光ファイバ２０の分岐ファイバ１３ａ，１３ｂにおいては、コアとクラッドとは同心ではなく、ファイバ対向側（図１中では、分岐ファイバ１３ａの右側、分岐ファイバ１３ｂの左側）にコアが偏心した状態となっている。よって、分岐ファイバ１３ａ，１３ｂの、ファイバ対向側ではクラッドが無く、空気がクラッドとなっている。クラッドが空気では、ゴミが付着したり、接着剤などの使用制限が生じたりするため、これらを防ぐべく、クラッド樹脂を塗布するようにしてもよい。
【００２６】
ここで、光ファイバ５１の先端部５１ａを複数股に切断、分岐する際は、切断、分岐された分岐ファイバが同形状となるように等分割する。例えば、３股のファイバ分岐部を形成する場合は、図７に示すように、１穴の開口部７２を分岐部７３を介して３穴の開口部７４に分岐するキャビティ７１を有する金型７５を用い、プラスチック光ファイバ５１を、中心角が１２０°の扇形の分岐ファイバに３分割する。また、４股のファイバ分岐部を形成する場合は、図８に示すように、１穴の開口部８２を分岐部８３を介して４穴の開口部８４に分岐するキャビティ８１を有する金型８５を用い、プラスチック光ファイバ５１を、中心角が９０°の扇形の分岐ファイバに４分割する。
【００２７】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００２８】
本実施の形態に係る光ファイバ２０によれば、ファイバ本体１１の先端にファイバ分岐部１２を一体に設けているため、心出しなどを含めた接続工程が不要となり、作業性が大幅に向上する。また、ファイバ本体１１とファイバ分岐部１２とを一体に設けているため、両者の間で接続損失は殆ど生じない。ここで、光ファイバ２０においては、ファイバ本体１１とファイバ分岐部１２の境界部において多少の損失は生じるものの、ファイバ本体１１とファイバ分岐部１２が一体に設けられていることから、その損失は、従来の光ファイバと光分岐結合器の接合部における接続損失と比較すると小さなものとなる。これらの結果、この光ファイバ２０を用い、分岐ファイバ１３ａに発光素子４１を、分岐ファイバ１３ｂに受光素子４４を光結合してなる光伝送装置４０は、単心の光ファイバでありながら、双方向（送信及び受信）の高速伝送を、非常に少ない損失で行うことができる。
【００２９】
また、光ファイバ２０自体が光分岐結合器の機能を有していることから、光伝送装置４０は、従来の光伝送装置と比較して、部品点数の削減や省スペース化を図ることができ、延いては製造コストの低減を図ることができる。
【００３０】
また、本実施の形態に係る光ファイバ２０を用いた光伝送装置４０は、車載用光トランシーバや、オーディオ用光リンク、工業用光リンクなどに適用することができる。
【００３１】
次に、本発明の他の実施の形態を添付図面に基いて説明する。
【００３２】
（第２の実施形態）
前実施の形態に係る光ファイバ２０の製造方法においては、プラスチック光ファイバ５１を出発材として用いていた。
【００３３】
本実施の形態に係る光ファイバの製造方法は、基本的な製造方法は前実施の形態に係る光ファイバ２０の製造方法と同じであり、出発材としてコア単体からなる線材を用いるものである。
【００３４】
コア単体からなる線材に、前実施の形態に係る光ファイバの製造方法を適用することで、コア単体からなり、かつ、少なくとも一方の先端部に２股のファイバ分岐部を一体に有する線材が得られる。この線材にクラッド樹脂を塗布することで、図１に示した光ファイバ２０と同様な構造を有する光ファイバが得られる。
【００３５】
本実施の形態に係る光ファイバの製造方法により得られた光ファイバにおいても、前実施の形態に係る光ファイバの製造方法により得られた光ファイバ２０と同様の作用効果が得られる。
【００３６】
（第３の実施形態）
本発明の他の好適な一実施の形態に係る光ファイバの製造方法を説明するための側面図を図９に、図９の１０方向矢視図を図１０に示す。
【００３７】
第１の実施形態に係る光ファイバ２０の製造方法においては、プラスチック光ファイバ５１の先端部５１ａを切断、分岐して、ファイバ分岐部１２を形成していた。
【００３８】
本実施の形態に係る光ファイバの製造方法は、図１０に示すように、プラスチック光ファイバ９１の少なくとも一方の先端部９１ａを、複数股（図１０中では２股）のキャビティ１０１を有する成型金型９２内に配置する。成型金型９２は上金型９２ａと下金型９２ｂとで構成される。上金型９２ａは上部二股溝９４を、下金型９２ｂは下部二股溝９５を有しており、各金型９２ａ，９２ｂを重ねて金型９２を形成することで、図９に示すように、各二股溝９４，９５が合わさって、キャビティ１０１が形成される。また、成型金型９２（図９中では上金型９２ａ）は、キャビティ１０１と成型金型９２の外部とを連通する貫通穴９６を有しており、この貫通穴９６が樹脂通路となる。
【００３９】
次に、貫通穴９６を介して、キャビティ１０１内に透明樹脂９７を充填して射出成型（インサートモールド成型）を行う。この時、キャビティ１０１の二股開口部１０１ａは、板部材などにより塞いでおく。透明樹脂９７としては、光ファイバ９１のコア（図示せず）と同じ（又は略同じ）屈折率の樹脂を用いる。
【００４０】
これによって、プラスチック光ファイバ９１の少なくとも一方の先端部９１ａに、二股の透明樹脂体１０２が一体に設けられる。この透明樹脂体１０２にクラッド樹脂を塗布することで、図１に示したように、先端部に２股のファイバ分岐部１２を一体に有する光ファイバ２０が得られる。
【００４１】
本実施の形態に係る製造方法により得られる光ファイバにおいては、プラスチック光ファイバ９１のコア部（図示せず）とファイバ分岐部１２のコア部とのコア径が異なっている。このため、光ファイバ９１とファイバ分岐部１２の境界部において多少の損失は生じるものの、光ファイバ９１とファイバ分岐部１２が一体に設けられていることから、その損失は、従来の光ファイバと光分岐結合器の接合部における接続損失と比較すると小さなものとなる。
【００４２】
また、本実施の形態に係る光ファイバの製造方法により得られた光ファイバにおいても、前実施の形態に係る光ファイバの製造方法により得られた光ファイバ２０と同様の作用効果が得られる。
【００４３】
以上、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、他にも種々のものが想定されることは言うまでもない。
【００４４】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、光分岐結合器を必要とせず、単心で双方向伝送が可能な光ファイバを得ることができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な一実施の形態に係る光ファイバの斜視図である。
【図２】本発明の好適な一実施の形態に係る光ファイバの平面図である。
【図３】図３（ａ）は図２の３ａ方向矢視図であり、図３（ｂ）は図２の３ｂ方向矢視図である。
【図４】図２の光ファイバを用いた光伝送装置の平面図である。
【図５】本発明の好適な一実施の形態に係る光ファイバの製造方法を説明するための斜視図である。
【図６】図５の６方向矢視図である。
【図７】図６の変形例である。
【図８】図６の他の変形例である。
【図９】本発明の他の好適な一実施の形態に係る光ファイバの製造方法を説明するための側面図である。
【図１０】図９の１０方向矢視図である。
【符号の説明】
１１  光ファイバ本体
１２  ファイバ分岐部
２０  光ファイバ
【図１】
2005010600.tif 000003
【図２】
2005010600.tif 000004
【図３】
2005010600.tif 000005
【図４】
2005010600.tif 000006
【図５】
2005010600.tif 000007
【図６】
2005010600.tif 000008
【図７】
2005010600.tif 000009
【図８】
2005010600.tif 000010
【図９】
2005010600.tif 000011
【図１０】
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