(57)【要約】【課題】本発明によれば、筐体内部空間への封止材の流れ込みに起因する筐体内部空間の光学的機能素子の汚染が防止された光入出力装置を提供する。【解決手段】光入出力装置１００は、内部空間１３１を有する筐体１３０と、内部空間１３１内に配置された光学デバイス１４０とを有している。筐体１３０は、凹部を有するベース１１０と、ベース１１０の凹部を塞ぐ平板状の蓋１２０とからなる。ベース１１０の側壁部１１２は、筐体１３０の内部空間１３１の気体の置換のために、筐体１３０の内部空間１３１と筐体１３０の外部空間１３２とを空間的に連絡する流路１６０を有している。また光入出力装置１００は、流路１６０に流し込まれて流路１６０を封止する封止材１７０を有している。流路１６０は、封止材１７０の流入を抑制する流入抑制機構を有している。このため、流路１６０はＬ字状に屈曲して延びている。【選択図】図１
2013182042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を有する筐体と、
前記内部空間内に配置された光学的機能素子とを備え、
前記筐体は、前記内部空間の気体の置換のために、前記内部空間と前記筐体の外部空間とを空間的に連絡する流路を有し、
さらに、前記流路に流し込まれ前記流路を封止する封止材を備え、
前記流路は、前記封止材の流入を抑制する流入抑制機構を有している光入出力装置。
【請求項２】
前記流路は屈曲して延びており、前記流路の屈曲部が前記流入抑制機構を構成している請求項１に記載の光入出力装置。
【請求項３】
前記流路は、前記外部空間に開口した第一部分と、前記内部空間に開口した第二部分とを有し、前記第一部分と前記第二部分は異なる方向に延び、前記屈曲部でつながっており、前記第二部分は、前記第一部分に比べて前記封止材の流入に対する抵抗が高い請求項２に記載の光入出力装置。
【請求項４】
前記第二部分は、気体置換に対する抵抗が低く、気体置換を実質的に妨げない請求項３に記載の光入出力装置。
【請求項５】
前記第二部分の断面積は前記第一部分の断面積よりも小さい請求項３に記載の光入出力装置。
【請求項６】
前記流路は、前記外部空間に開口した第一部分と、前記内部空間に開口した第二部分とを有し、前記第二部分は、前記第一部分に比べて前記封止材の流入に対する抵抗が高く、前記流入抑制機構を構成している請求項１に記載の光入出力装置。
【請求項７】
前記第二部分は、気体置換に対する抵抗が低く、気体置換を実質的に妨げない請求項６に記載の光入出力装置。
【請求項８】
前記第二部分の断面積は前記第一部分の断面積よりも小さい請求項６に記載の光入出力装置。
【請求項９】
前記第二部分は屈曲して延びている請求項６に記載の光入出力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光入出力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、特開２００４−２７９５４６公報は光入出力装置のひとつを開示している。この光入出力装置では、筐体に開口部を設け、この開口部を利用して光入出力装置の筐体内の気体を置換する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２７９５４６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記先行技術では、気体置換用の開口部を封止する際に、封止材が筐体内部空間へ流れ込み、筐体内部空間に配された筐体内に配置されたレンズなどの光学機能素子を汚染してしまう懸念がある。
【０００５】
本発明の目的は、筐体内部空間への封止材の流れ込みに起因する筐体内部空間の光学的機能素子の汚染が防止された光入出力装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による光入出力装置は、内部空間を有する筐体と、前記内部空間内に配置された光学的機能素子とを備えている。前記筐体は、前記内部空間の気体の置換のために、前記内部空間と前記筐体の外部空間とを空間的に連絡する流路を有している。光入出力装置はさらに、前記流路に流し込まれ前記流路を封止する封止材を備えている。前記流路は、前記封止材の流入を抑制する流入抑制機構を有している。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、筐体内部空間への封止材の流れ込みに起因する筐体内部空間の光学的機能素子の汚染が防止された光入出力装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第一実施形態による光入出力装置を示している。
【図２】図１の光入出力装置の気体置換のための流路を気密封止する工程を示している。
【図３】本発明の第二実施形態による光入出力装置を示している。
【図４】図３の光入出力装置の気体置換のための流路を気密封止する工程を示している。
【図５】本発明の第三実施形態による光入出力装置を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
＜第一実施形態＞
第一実施形態による光入出力装置を図１に示す。光入出力装置１００は、内部空間１３１を有する筐体１３０と、内部空間１３１内に配置された光学デバイス１４０とを有している。
【００１１】
筐体１３０は、凹部を有するベース１１０と、ベース１１０の凹部を塞ぐ平板状の蓋１２０とからなる。ベース１１０と蓋１２０は互いに気密に接合されて内部空間１３１を形成する。ベース１１０は、平板状の基台部１１１と、基台部１１１に固定された筒状の側壁部１１２とからなる。基台部１１１と側壁部１１２は、別個の部材で作られても、一体に形成されてもよい。
【００１２】
光学デバイス１４０は、たとえば、光通信モジュールの一種である波長選択スイッチである。波長選択スイッチとは、波長多重された信号光を波長毎にスイッチングする機能を有するモジュールである。波長選択スイッチは、これを構成する光学的機能素子として、波長多重光を入出力するための光ファイバアレイ１４１と、光ファイバアレイ１４１の入力ファイバから入力された信号光を平行光にするための光学レンズ１４２と、信号光を波長毎に分散させるための分散素子１４３と、分散された各波長の信号光を集光するための光学レンズ１４４と、集光された波長毎の信号光を独立に偏向して出力先を切り替えるための光偏向器１４５とを有している。光偏向器１４５によって切り替えられた各波長の信号光は光ファイバアレイ１４１の所望の出力ファイバから出力される。
【００１３】
これらの光学的機能素子は光学ベース１４６上に設置されており、光学ベースはダンパ１５０を介してベース１１０の基台部１１１に固定されている。
【００１４】
ベース１１０の側壁部１１２は、光ファイバアレイ１４１のファイバ群１４７を通すための貫通穴１１３と、光偏向器１４５に電力や制御信号を供給するためのケーブル群１４８を通すための貫通穴１１５を有している。ファイバ群１４７が通された貫通穴１１３は半田１１４などを用いて気密封止され、ケーブル群１４８が通された貫通穴１１５は半田１１６などを用いて気密封止されている。
【００１５】
ベース１１０の側壁部１１２は、筐体１３０の内部空間１３１の気体の置換のために、筐体１３０の内部空間１３１と筐体１３０の外部空間１３２とを空間的に連絡する流路１６０を有している。また光入出力装置１００は、溶融されて流路１６０に流し込まれた後に硬化して流路１６０を封止する封止材１７０を有している。封止材１７０の材料は、たとえば半田であってよいが、これに限定されるものではなく、他の適当な物質であってもよい。
【００１６】
流路１６０は、封止材１７０の流入を抑制する流入抑制機構を有している。このため、流路１６０はＬ字状に屈曲して延びている。流路１６０はたとえば９０度に折れ曲がって延びている。別の言い方をすれば、流路１６０は、外部空間１３２に開口した第一部分１６１と、内部空間１３１に開口した第二部分１６２とからなり、第一部分１６１と第二部分１６２は異なる方向にたとえば直交する方向に延びていて屈曲部でつながっている。流路１６０の屈曲部が、封止材１７０の流入を抑制する流入抑制機構を構成している。
【００１７】
たとえば、第二部分１６２の断面積は第一部分１６１の断面積よりも小さい。また、流路１６０の第二部分１６２は、第一部分１６１に比べて封止材１７０の流入に対する抵抗が高い。第二部分１６２は、好ましくは、気体置換に対する抵抗が低く、気体置換を実質的に妨げない。ここで「気体置換を実質的に妨げない」とは、実施者の要求する気体置換の速度を満たすことを意味する。
【００１８】
次に気密封止について説明する。
【００１９】
筐体１３０の内部空間１３１は、純度の高い所望のガスたとえば窒素やアルゴンで満たされ気密封止される。波長選択スイッチのような比較的大きなモジュールでは、気密封止の際の熱影響を小さくするために、また筐体１３０の剛性を確保するために、ベース１１０と蓋１２０の接合にはレーザ溶接が用いられる。レーザ溶接のほかに半田接合や抵抗溶接といった手法もあるが、ベース１１０と蓋１２０は比較的大きな接合部を有するため、半田接合では筐体内部への熱影響が避けられず、また抵抗溶接ではベース１１０と蓋１２０のいずれかを薄肉構造にする必要があり、剛性確保に難がある。
【００２０】
貫通穴１１３と貫通穴１１５の気密封止は、ベース１１０の側壁部１１２に設けられた流路１６０の封止に先立っておこなわれる。流路１６０は、接合と封止の完了後に、接合時や封止時に発生した不要なガスなどを置換するために用いられる。これにより、光学的機能素子などにガスが付着して光学性能が低下することが防がれるとともに、接合時などに生じる熱による筐体１３０の内部空間１３１の圧力変化が抑えられる。接合と封止の完了後、筐体１３０の内部空間１３１は、流路１６０を介して、真空に引かれ、所望のガス（窒素、アルゴン等）が充填される。その後、流路１６０が封止材１７０によって封止され、筐体１３０の内部空間１３１が完全に気密封止される。
【００２１】
次に流路１６０の気密封止について図２を参照して説明する。
【００２２】
流路１６０を封止する際には、図２に示すように、重力方向に対して流路１６０が上方に位置するように光入出力装置１００を縦置きに配置する。その状態で、図２に示すように、封止材供給ノズル１７２から溶融した封止材１７０を重力を利用して流路１６０に流し入れる。流路１６０はＬ字状に屈曲しており、流路１６０の屈曲部は、封止材１７０を重力方向とは異なる方向に導くため、封止材１７０の流入が抑制される。封止材１７０は、一般的に粘性を有しており、重力方向とは異なる方向には抵抗が大きく、そのために流路１６０内に留まる。その後、封止材１７０は硬化して流路１６０を封止する。
【００２３】
一方、背景技術で説明した特開２００４−２７９５４６号公報に開示される装置では、気体置換用の開口部に屈曲部がないので、封止材である半田が筐体内部空間に流れ込んで光学的機能素子を汚染してしまう恐れがある。
【００２４】
これに対して、この実施形態は、気体置換のための流路１６０が屈曲していて封止材１７０の流入が抑制されるので、封止材１７０が筐体１３０の内部空間１３１に流れ込むことがなく、光学的機能素子が汚染されないという利点を有している。
【００２５】
変形例として、図示はしないが、流路１６０の屈曲の形態は、Ｌ字状の代わりに、Ｓ字状であってもよく、またクランク形状であってもよい。
【００２６】
＜第二実施形態＞
第二実施形態による光入出力装置を図３に示す。図３において、図１に示した部材と同一の参照符号を付した部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。以下、相違部分に重点をおいて説明する。つまり、以下の説明で触れない部分は、第一実施形態と同様である。
【００２７】
本実施形態の光入出力装置２００では、筐体２３０は、凹部を有するベース２１０と、ベース２１０の凹部を塞ぐ平板状の蓋１２０とからなる。ベース２１０と蓋１２０は互いに気密に接合されて内部空間２３１を形成する。ベース２１０は、平板状の基台部２１１と、基台部２１１に固定された筒状の側壁部２１２とからなる。
【００２８】
ベース２１０の側壁部２１２は、筐体２３０の内部空間２３１の気体の置換のために、筐体２３０の内部空間２３１と筐体２３０の外部空間２３２とを空間的に連絡する流路２６０を有している。また光入出力装置２００は、溶融されて流路２６０に流し込まれた後に硬化して流路２６０を封止する封止材２７０を有している。
【００２９】
流路２６０は、封止材２７０の流入を抑制する流入抑制機構を有している。流路２６０は、外部空間２３２に開口した第一部分２６１と、内部空間２３１に開口した第二部分２６２とからなり、第一部分２６１と第二部分２６２は一直線上に整列して延びていてつながっている。第二部分２６２は、第一部分２６１に比べて封止材２７０の流入に対する抵抗が高い。このため、第二部分２６２の断面積は第一部分２６１の断面積よりも小さい。また、第二部分２６２を長く設計することは、封止材２７０の流入に対する抵抗を高めるのに有効である。封止材２７０の流入に対する抵抗が高い第二部分２６２が、封止材２７０の流入を抑制する流入抑制機構を構成している。第二部分２６２は、好ましくは、気体置換に対する抵抗が低く、気体置換を実質的に妨げない。
【００３０】
次に流路２６０の気密封止について図４を参照して説明する。
【００３１】
第一実施形態でも述べたとおり、流路２６０を封止する際には、重力方向に対して流路２６０が上方に位置するように光入出力装置２００を縦置きに配置する。その状態で、図４に示すように、封止材供給ノズル２７２から溶融した封止材２７０を重力を利用して流路２６０に流し入れる。第一部分２６１よりも第二部分２６２の方が封止材２７０の流入に対する抵抗が高いため、第二部分２６２によって封止材２７０の流入が抑制され、封止材２７０は流路２６０内に留まる。その後、封止材２７０は硬化して流路２６０を封止する。
【００３２】
この実施形態は、外部空間２３２の側に位置する流路２６０の第一部分２６１よりも内部空間２３１の側に位置する流路２６０の第二部分２６２の方が封止材２７０の流入に対する抵抗が高く、第二部分２６２によって封止材２７０の流入が抑制されるので、封止材２７０が筐体２３０の内部空間２３１に流れ込むことがなく、光学的機能素子が汚染されない。
【００３３】
変形例として、封止材２７０の流入に対する抵抗を高めるため、図示はしないが、第二部分２６２の内壁に、封止材２７０が流入しにくくする表面処理をおこなってもよい。たとえば、第二部分２６２の内壁面をあらしてもよい。
【００３４】
＜第三実施形態＞
第三実施形態による光入出力装置を図５に示す。図５において、図１に示した部材と同一の参照符号を付した部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。以下、相違部分に重点をおいて説明する。つまり、以下の説明で触れない部分は、第一実施形態と同様である。
【００３５】
本実施形態の光入出力装置３００では、筐体３３０は、凹部を有するベース３１０と、ベース３１０の凹部を塞ぐ平板状の蓋１２０とからなる。ベース３１０と蓋１２０は互いに気密に接合されて内部空間３３１を形成する。ベース３１０は、平板状の基台部３１１と、基台部３１１に固定された筒状の側壁部３１２とからなる。
【００３６】
ベース３１０の側壁部３１２は、筐体３３０の内部空間３３１の気体の置換のために、筐体３３０の内部空間３３１と筐体３３０の外部空間３３２とを空間的に連絡する流路３６０を有している。また光入出力装置３００は、溶融されて流路３６０に流し込まれた後に硬化して流路３６０を封止する封止材３７０を有している。
【００３７】
流路３６０は、封止材３７０の流入を抑制する流入抑制機構を有している。流路３６０は、外部空間３３２に開口した第一部分３６１と、内部空間３３１に開口した第二部分３６２とからなる。第二部分３６２は、第一部分３６１に比べて封止材３７０の流入に対する抵抗が高い。このため、第二部分３６２の断面積は第一部分３６１の断面積よりも小さい。封止材３７０の流入に対する抵抗が高い第二部分３６２が、封止材３７０の流入を抑制する流入抑制機構を構成している。また第二部分３６２は、Ｌ字状に屈曲して延びている。第二部分３６２は、好ましくは、気体置換に対する抵抗が低く、気体置換を実質的に妨げない。
【００３８】
この実施形態では、第二実施形態と同様に、外部空間３３２の側に位置する流路３６０の第一部分３６１よりも内部空間３３１の側に位置する流路３６０の第二部分３６２の方が封止材３７０の流入に対する抵抗が高く、さらに、第一実施形態と同様に、第二部分３６２がＬ字状に屈曲して延びているため、第二部分３６２によって封止材３７０の流入がさらに良好に抑制される。これにより、封止材３７０が筐体３３０の内部空間３３１に流れ込むことがなく、光学的機能素子が汚染されない。
【００３９】
これまで、図面を参照しながら本発明の実施形態を述べたが、本発明は、これらの実施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において様々な変形や変更が施されてもよい。ここにいう様々な変形や変更は、上述した実施形態を適当に組み合わせた実施も含む。
【符号の説明】
【００４０】
１００…光入出力装置、１１０…ベース、１１１…基台部、１１２…側壁部、１１３…貫通穴、１１４…半田、１１５…貫通穴、１１６…半田、１２０…蓋、１３０…筐体、１３１…内部空間、１３２…外部空間、１４０…光学デバイス、１４１…光ファイバアレイ、１４２…光学レンズ、１４３…分散素子、１４４…光学レンズ、１４５…光偏向器、１４６…光学ベース、１４７…ファイバ群、１４８…ケーブル群、１５０…ダンパ、１６０…流路、１６１…第一部分、１６２…第二部分、１７０…封止材、２００…光入出力装置、２１０…ベース、２１１…基台部、２１２…側壁部、２３０…筐体、２３１…内部空間、２３２…外部空間、２６０…流路、２６１…第一部分、２６２…第二部分、２７０…封止材、３００…光入出力装置、３１０…ベース、３１１…基台部、３１２…側壁部、３３０…筐体、３３１…内部空間、３３２…外部空間、３６０…流路、３６１…第一部分、３６２…第二部分、３７０…封止材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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