(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置の一側に取り付けられた１本の光ファイバと他側に取り付けられる複数本の光ファイバとを光結合する光分岐結合装置であって、
装置には、複数本の内部ファイバの一端部を所定長さにわたって接合した接合部で前記一側の光ファイバと光結合を行うと共に、他端部で前記他側の複数本の光ファイバと光結合を行う分岐型の内部ファイバが備えられ、
前記内部ファイバの接合部には、該接合部外周面と環状に接して保持すると共に接合部から離れたファイバ部分を内部に固定するフェルールが取り付けられ、該フェルール内には前記内部ファイバを挿入する貫通孔が形成され、該貫通孔内には前記接合部外周面が環状に接する段部が形成されている光分岐結合装置。
【請求項２】
フェルールには着脱自在の固定部材が設けられ、該固定部材により一対の内部ファイバが所定間隔隔ててフェルール内に保持されると共に、内部ファイバの接合部はフェルールに圧入されてファイバがフェルールに固定される請求項１記載の光分岐結合装置。
【請求項３】
フェルール内において、内部ファイバは固定部材で保持される個所は接着剤が注入されて固定されるものであり、フェルールには、固定部材の圧入位置に通じる孔が開設されている請求項２に記載の光分岐結合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の光ファイバの間において、光を分岐または結合する光分岐結合装置に係り、特に光分岐結合装置のケース内に一対の内部ファイバの一端部を所定長さにわたって接合した接合部を備えた分岐型の内部ファイバを備えた光分岐結合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信システムでは、複数の光ファイバを接続して、光分岐、又は光結合させる光分岐結合装置が使用される。これは光ファイバをＬＥＤ、レーザダイオードなどの発光手段や、フォトトランジスタなどの受光手段に接続する場合、あるいは光ファイバ同士の端面を互いに光学的に連結する場合必要となり、このような場合各部材は所定の位置に高精度に配置される必要がある。
【０００３】
従って、一対の内部ファイバの一端部を所定長さにわたって接合した接合部で一側の光ファイバと光結合を行うと共に、他端部で他側の２本の光ファイバと光結合を行う１対２分岐型の内部ファイバを使用した光分岐結合装置においては、光ファイバどうしの密着性を高めることを保証するため、光ファイバの接合部を筒形形状に形成されたフェルールで終端処理し、このフェルールを光コネクタの所定の位置に高い精度で固定する必要がある。
【０００４】
従来使用されていたフェルールは、黒色の合成樹脂材料あるいは黄銅などの金属材料で形成されており、光ファイバとフェルールとの固定は、例えば接着剤を塗布した光ファイバの接合部をフェルール内に挿入し、前記接着剤を硬化させることにより光ファイバの外周にフェルールの内周面を接着固定するというものである。
【０００５】
その他、光ファイバの端部に金属製のフェルールを挿入し、前記フェルールをかしめることにより、光ファイバの端部にフェルールを圧着固定するということもある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述した前記の構造にあっては光ファイバとフェルールとの間に接着剤が充填されるので、接着剤の硬化に時間がかかるし、そのため接合するファイバとフェルールの位置合わせも容易ではないという問題がある。又、ファイバ先端面には接着剤が染み出て付着してしまい光学特性が劣化することもある。
【０００７】
さらに、分岐のための接合部においては、２本のファイバの先端が斜めに加工されていることに起因して、ファイバ内を伝播する光のクラッドへの入射角が小さくなりやすく、ファイバ外に放出する光が発生し、光の損出が大きくなってしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、光分岐結合用の光ファイバをフェルールに取り付けるに際して光学性能を低下させずに光ファイバのフェルールへの取付固定を簡単に行えるようにした光分岐結合装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記課題を解決するため光分岐結合装置を以下のように構成した。
【００１０】
本発明に係る光分岐結合装置は、装置の一側に取り付けられた１本の光ファイバと他側に取り付けられた複数本の光ファイバとを光結合する光分岐結合装置であって、装置には、複数本の内部ファイバの一端部を所定長さにわたって接合した接合部で前記一側の光ファイバと光結合を行うと共に、他端部で前記他側の複数本の光ファイバと光結合を行う分岐型の内部ファイバが備えられ、
前記内部ファイバの接合部には、該接合部外周面と環状に接して保持すると共に接合部から離れたファイバ部分を内部に固定するフェルールが取り付けられ、該フェルール内には前記内部ファイバを挿入する貫通孔が形成され、該貫通孔内には前記接合部外周面が環状に接する段部が形成されているものである。
【００１１】
上記本発明の光分岐結合装置によれば、内部ファイバの接合部は、フェルールに挿入するだけでフェルールと環状に接してフェルールに固定されるので、接着剤等を使用する必要がなく組み立てが容易となり、また、接着剤が端面に付着することもない。さらに、フェルールが環状、即ち狭い範囲で接合部に接するだけ、それ以外の接合部の周囲は屈折率の低い空気層となり、内部ファイバ内の入射角の小さな光もこの境界で全反射されて内部ファイバ側に戻されることとなり、伝送光の損失を低減することができる。
【００１２】
また、本発明に係る光分岐結合装置は、フェルールには着脱自在の固定部材が設けられ、該固定部材により一対の内部ファイバが所定間隔隔ててフェルール内に保持されると共に、内部ファイバの接合部はフェルールに圧入されてファイバがフェルールに固定されるものである。
【００１３】
本発明の光分岐結合装置によれば、内部ファイバの接合部をフェルールに取り付ける際、２本の内部ファイバの間に固定部材を取り付け、これをファイバ内に圧入するだけで内部ファイバをフェルールに取り付けることができ、簡単な構造でファイバの固定ができる。
【００１４】
さらに、本発明の光分岐結合装置は、フェルール内において、内部ファイバは固定部材で保持される個所は接着剤が注入されて固定されるものであり、フェルールには、固定部材の圧入位置に通じる孔が開設されているものである。
【００１５】
上記本発明の光分岐結合装置によれば、接着剤を使用することによりフェルールと内部ファイバとの固定を強固なものとすることができる。しかも接着個所を接合部とはなれているものとしているので、接合部に接着剤が付着することによる光学性能の低下、光の損失は発生しない。また、接着剤はフェルールに内部ファイバを圧入した後でフェルールの孔から容易に注入できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光分岐結合装置の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１及び図２は本発明の実施の形態例に係る光分岐結合装置１０を示すものである。また、図４乃至図６は光分岐結合装置内に設けられる内部ファイバ７０を示している。更に、図７乃至図９は内部ファイバを固定するフェルール１００，１３０及び固定部材１５０を示すものである。
【００１７】
本例において、光分岐結合装置１０は、ケース本体２２とケース蓋２３とからなるケース体２０と、第１のコネクタ３１及び第２のコネクタ４１と、その間を接続する内部ファイバ（光ファイバ）７０とからなる接続部材３０とで構成されている。ここで内部ファイバ７０は、２本のファイバ７１，７２の一端部を所定長さにわたって接合した先細り形状の接合部７７で一側の光ファイバと光結合を行うと共に、分岐部７８で他側の２本の光ファイバと光結合を行う１対２分岐型のものである。
【００１８】
前記第１のコネクタ３１には、ＪＩＳ−Ｃ−５９７４で規格化されているF０５形単心光ファイバコネクタ用のプラグ１６１が装蒲される連結部（レセプタクル）３２が設けられている。一方、第２のコネクタ４１には、ＪＩＳ−Ｃ−５９７６で規格化されているＦ０７形２心光フアイバコネクタ用のプラグ１６２が装着される連絡部（レセプタクル）４２が設けられている。
【００１９】
第１のコネクタ３１の中央には仕切板３３が形成されており、この仕切板３３の中心には、内部に貫通孔を有しＸ方向(図１参照)ヘ延びる筒形形状のスリーブホルダ３４が形成されている。第１のコネクタ３１の内部（Ｘ２側）の端部には、着脱自在に形成されたキャップ３５が取り付けられており、前記キヤップ３５の中央にはフェルールを挿通するための孔３５ａが形成されている。
【００２０】
同様に、第２コネクタ４１の中央には仕切板４３が形成されており、この仕切板には、内部に貫通孔を袴し図示Ｘ力向ヘ延びる筒形形状のスリーブホルダ４４，４４が並設されている。第２のコネクタ４１の内部（図示Ｘ１側）の端部には、着脱自在に形成されたキャップ４５が取り付けられている。前配キャップ４５の中央には、フェルールを挿通するための孔４５a，４５aが並設されている。
【００２１】
前記仕切板３３とキャップ３５との間（固定部材）には、フェルール１００が設けられている。前記フェルール１００は図３及び図7に示すように円筒形状をしており、その外面には外周方向に延出するフランジ部１０１が形成されている。フランジ部１０１よりも外方（図示Ｘ１）のフェルールの先端部１０２が、前記スリーブホルダ３４の貫通孔に挿入されており、フェルール１００の内方（図示Ｘ２側）の末端側が前記キヤップ３５の孔３５ａに挿通されている。
【００２２】
また、フランジ部１０１から内方（図示Ｘ２）に向け筒部１０３が突設されており、筒部１０３の周囲にコイルばね６５が設けられている。このコイルばね６５はフェルール１００が第1のコネクタ３１に装着されたときキャップ３５との間で圧縮され、フェルール１００のフランジ部１０１はスリーブホルダ３４の端部３４aに押圧される。
【００２３】
さらに、フェルール１００にはその内部に貫通孔１０４が形成されており、この貫通孔１０４は、その径ｄが外方から内方（図示Ｘ２方向）に向け４段階に順次拡大する（図７：ｄ１＜ｄ２＜ｄ３＜ｄ４）ように形成されている。これにより、貫通孔１０４には、第１孔部１１１（長さｌ１）、第２孔部１１２(長さｌ２)、第３孔部１１３（長さｌ３）、第４孔部１１４(長さｌ４)が形成され、それぞれの孔部の境には、第１段部１１５、第２段部１１６、及び第３段部１１７が形成される。なお、この例では第１孔部１１１及び第２孔部１１２は前記フランジ部１０１及び先端部１０２の内部に、第３孔部１１３及び第４孔部１１４は前記筒部１０３の内部に形成されている。
【００２４】
本例では、このフェルール１００内に前記内部ファイバ７０が挿入されたとき、内部ファイバ７０の接合部７７の外周面が前記第１段部１１５及び第２段部１１６外周面と環状で小さい接触面積で接触するように、各部の寸法、各孔部の長さ寸法（特にｌ１、ｌ２）及び各孔部の径寸法（特にｄ１、ｄ２）が決定されている。
【００２５】
また、フェルール１００の筒部１０３にはその直径方向に前記貫通孔１０４の第４孔部１１４に向け接着剤を注入するための穴１１８が形成されている。
なお、本例では第３孔部１１３に向けても穴１１９が形成されているが、これは、後述するフェルール１３０と同じ型で製造するためにできたもので、本例ではこの穴１１９から接着剤が注入されるわけではない。
【００２６】
―方、前記仕切板４３とキャップ４５との間（固定部材）にも円筒形状のフェルール１３０，１３０が設けられている。前記フェルール１３０の外面には外周方向に延出するフランジ部１３１が形成されており、フランジ部１３１よりも外方（図示Ｘ２側）のフェルール１３０の先端部１３２が、前記スリーブホルダ４４の貫通孔に挿入されており、フェルール１３０の内方（図示Ｘ１側）の末端側が前記キヤップ４５の孔４５aにそれそれ挿通されている。
【００２７】
また、フランジ部１３１から内方（図示Ｘ１）に向けて筒部１３３が突設されており、筒部１３３の周りにコイルばね６６が設けられている。このコイルばね６６はフェルール１３０が第２のコネクタ４１に装着されたときキャップ４５との間で圧縮され、フェルールのフランジ部１３１が前記スリーブホルダ４４の端部４４aにそれそれ押圧されている。
【００２８】
さらに、フェルール１３０はその内部に貫通孔１３４が成されており、この貫通孔１３４は、その径ｄが外方から内方（図示Ｘ１方向）に向け３段階に順次縮拡大する（図８：ｄ１＜ｄ２＜ｄ３）ように形成されている。これにより、貫通孔１３４には、第１孔部１４１（長さｌ１）、第２孔部１４２（長さｌ２）、及び第３孔部１４３（長さｌ３）が形成され、それぞれの孔部の境には、第１段部１４５、及び第２段部１４６、が形成される。
【００２９】
なお、この例では第１孔部１４１及び第２孔部１４２は前記筒部１３３の内部に、第３孔部１４３は前記フランジ部１３１及び先端部１３２の内部に形成されている。また、本例では前記第１穴部１４１の直径ｄ１を内部ファイバ７０の寸法と略等しく、内部ファイバが嵌合できる寸法としている。
【００３０】
また、フェルール１３０の筒部１３３にはその直径方向に前記貫通孔１３４の第２孔部１４２及び第３孔部１４３に向け接着剤を注入するための穴１４８、１４９が形成されている。
【００３１】
なお、フェルール１００の先端およびフェルール１３０の先端は、この状態では共にＸ方向における光学基準面Ｓ１，Ｓ２に―致した状態にある。
【００３２】
前記フェルール１００とフェルール１３０との間には内部ファイバ７０が設けられている。内部ファイバ７０は１対２分岐型の光ファイバであり、図６に示すように、コア８１およびクラッド８２から構成される２本のファイバ７１，７２の一端部を接合したものである。本例では、図５に示すように、ファイバ７１，７２の一方の端部付近（図示Ｘ１側の端部）を整形して、端面７５，７６を半円形状に形成した傾斜面７３，７４としている。
【００３３】
そして、前記傾斜部７３，７４をクロストーク防止用の不透明層７９を挟んで接合し接合部７７を形成したものである。ここで、接合された状態で端面７５，７６の全体の形状は円形であり、前記プラグ１６１に保持されている光ファイバの略同一となるようされ、第１のコネクタ３１に取り付けられる。
【００３４】
また各光ファイバ７１、７２の他方の端部は２方に分岐する分岐部７８として第２のコネクタ４１に取り付けられる。なお、前記内部ファイバ７０は、石英やPMMA（ポリメタクリル酸メチル）などからなるコアの外周をフッ紫系樹脂などからなるクラッドで被服した光ファイバの他、コアを露出させた光ファイバをしようできる。
【００３５】
前記フェルール１００は内部ファイバ７０の接合部７７に設けられ、フェルール１３０は内部ファイバ７０の分岐部７８に設けられており、フェルール１００は前記第１のコネクタ３１に、フェルール１３０は第２のコネクタ４１の内部に固定される。
【００３６】
以下、内部ファイバ７０とフェルール１００との接合について説明する。本例では、内部ファイバ７０の接合部７７をフェルール１００に接合する場合には、固定部材１５０を使用する。この固定部材１５０は、前記フェルール１００の第４孔部１１４の内径ｄ４とほぼ同じ外径を備え、この孔部１１４に弾性的に固定できる部材であって、その上下（Ｚ方向）に前記貫通孔１０４の第４孔部１１４に当接する当接板部１５１，１５２を形成し、前記当接板１５１，１５２の間に立設壁部１５５を形成することで、前記内部ファイバの２本のファイバ７１、７２を挟み込む挟持溝部１５３，１５４を凹設した部材である。なお挟持溝部１５３，１５４は、ファイバ７１、７２の傾きに合わせて傾斜形成されている。
【００３７】
内部ファイバ７０の接合部７７をフェルール１００に接合する場合には、先ず固定部材１５０の挟持溝部１５３，１５４に２本のファイバ７１、７２の適当な位置を挟み込む。そして内部ファイバ７０の接合部７７を前記固定部材１５０とともにフェルール１００内に挿入する。接合部７７をフェルール１００内に挿入していくと、接合部７７の先端がフェルール１００内の第１孔部１１１から突出すると共に、接合部７７の外周面が前記第１段部１１５及び第２段部１１５の内周面と略環状の小さい接触面積で接触することになる。これと同時に、前記固定部材１５０の当接板１５１，１５２が、フェルール１００の第４孔部１１４に挿入され、弾性的に固定される。これにより、フェルール１００内に内部ファイバ７０の接合部７７が位置決め固定される。
【００３８】
この状態で、内部ファイバ７０の接合部７７には、フェルール１００の第１段部１１５と第２段部１１６が極めて小さい面積で接触しているだけで、接合部７７の周囲は、第２孔部１１２と第３孔部１１３中の空気で囲まれた状態となっている。
【００３９】
本例では、フェルール１００の穴１０８から接着剤を注入する。この接着剤の注入量は、接合部７７が配置されている個所にまでは漏れでない量とする。そして、この接着剤を硬化させ、フェルール１００内に内部ファイバ７０の接合部７７を完全に固定する。
【００４０】
なお、本例では、内部ファイバ７０とフェルール１３０との接合は、従来の通り接着剤によって行うものとする。即ち、先ず内部ファイバ７０の分岐部７８の先端を、フェルール１３０の貫通孔１３４の第３孔部１４３から差込み、第１孔部１４１から所定量だけ突出させる。
【００４１】
このとき第１孔部１４１の内径ｄ１は内部ファイバ７０の分岐部７８の径と略等しくなっているため、容易に位置決め固定を行うことができる。次にフェルール１３０の穴１４８，１４９から接着剤を注入し、第２孔部１４２、第３孔部１４３に充填する。そして、この接着剤を硬化させ、フェルール１３０内に内部ファイバ７０の分岐部７８を完全に固定する。
【００４２】
以上のように本実施の形態に係る光分岐結合装置によれば、内部ファイバの接合部は、フェルールに挿入するだけでフェルールの段部で位置決めされ、固定部材で固定されるので、位置決め固定が容易となり、また、接着剤が端面に付着することもない。さらに、フェルールが環状、即ち狭い範囲で接合部に接するだけ、それ以外の接合部の周囲は屈折率の低い空気層となり、内部ファイバ内の入射角の小さな光もこの境界で全反射されて内部ファイバ側に戻されることとなり、伝送光の損失を低減することができる。
【００４３】
また、本例によれば、接着剤を使用することによりフェルールと内部ファイバとの固定を強固なものとすることができる。しかも接着個所を接合部とはなれているものとしているので、接合部に接着剤が付着することによる光学性能の低下、光の損失は発生しない。また、接着剤はフェルールに内部ファイバを圧入した後でフェルールの孔から容易に注入できる。
【００４４】
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態例に限定されることはなく、その主旨を逸脱しない範囲において変更することができる。
【００４５】
以上説明した実施の形態例においては光分岐の数については２の例について説明したが、分岐の数は３以上とすることができる。このような場合には、接合部において複数の内部ファイバが全体で円形になるように先端の形状して、それぞれの内部ファイバに光が分割結合できるようにする。
【００４６】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明に係る光分岐装置によれば、以下の優れた効果を奏し得る。
【００４７】
本発明によれば、内部ファイバの接合部は、フェルール内に挿入するだけでフェルールと環状に接してフェルールに固定されるので、接着剤等を使用する必要がなく組み立てが容易となり、また、接着剤が端面に付着することもない。さらに、フェルールが環状、即ち狭い範囲で接合部に接するだけ、それ以外の接合部の周囲は屈折率の低い空気層となり、内部ファイバ内の入射角の小さな光もこの境界で全反射されて内部ファイバ側に戻されることとなり、伝送光の損失を低減することができる。
【００４８】
また、本発明によれば、内部ファイバの接合部をフェルールに取り付ける際、２本の内部ファイバの間に固定部材を取り付け、これをファイバ内に圧入するだけで内部ファイバをフェルールに取り付けることができ、簡易な構造でファイバの固定ができる。
【００４９】
さらに、本発明によれば、接着剤を使用することによりフェルールと内部ファイバとの固定を強固なものとすることができる。しかも接着個所を接合部とはなれているものとしているので、接合部に接着剤が付着することによる光学性能の低下、光の損失は発生しない。また、接着剤はフェルールに内部ファイバを圧入した後でフェルールの孔から容易に注入できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る光分岐結合装置の構成を光コネクタと共に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】図１に示した光分岐結合装置の内部構成を示す図であり、（ａ）は左側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は右側面図である。
【図３】図１に示した光分岐結合装置の内部構成の断面図であり、（ａ）は水平方向の断面図、（ｂ）は縦方向断面図である。
【図４】図１に示した光分岐結合装置の内部構造の拡大図である。
【図５】図１に示した光分岐結合装置に使用する光ファイバを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は平面図である。
【図６】図１に示した光分岐結合装置に使用する光ファイバの結合部を示す拡大斜視図である。
【図７】図１に示した光分岐結合装置の光ファイバ結合側に使用されるフェルールを示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は平面図である。
【図８】図１に示した光分岐結合装置の反光ファイバ結合側に使用されるフェルールを示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は平面図である。
【図９】図１に示した光分岐結合装置の反光ファイバ結合側のフェルール内に設けられる固定部材を示す図であり、（ａ）は正面面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は右側面図、（ｅ）は背面図である。
【符号の説明】
１０    光分岐結合装置
２０    ケース体
２２    ケース本体
２３    ケース蓋
３０    接続部材
３１    コネクタ
３３    仕切板
３４    スリーブホルダ
３４a    端部
３５    キャップ
３５ａ    孔
４１    コネクタ
４３    仕切板
４４    スリーブホルダ
４４a    端部
４５    キャップ
４５a    孔
６５    コイルばね
６６    コイルばね
７０    内部ファイバ
７１    ファイバ
７２    ファイバ
７３    傾斜面
７４    前記傾斜部
７５    端面
７６    端面
７７    接合部
７８    分岐部
７９    不透明層
８１    コア
８２    クラッド
１００    フェルール
１０１    フランジ部
１０２    先端部
１０３    筒部
１０４    貫通孔
１０８    穴
１１１    第１孔部
１１２    第２孔部
１１３    第３孔部
１１４    第４孔部
１１５    第１段部
１１６    第２段部
１１７    第３段部
１１８    穴
１１９    穴
１３０    フェルール
１３１    フランジ部
１３２    先端部
１３３    筒部
１３４    前記貫通孔
１３４    貫通孔
１４１    第１孔部
１４２    第２孔部
１４３    第３孔部
１４５    第１段部
１４６    第２段部
１４８    穴
１４９    穴
１５０    固定部材
１５１    当接板
１５２    当接板
１５３    挟持溝部
１５４    挟持溝部
１５５    立設壁部
１６１    プラグ
１６２    プラグ
【図１】
0004102556.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004102556.tif 000008
【図８】
0004102556.tif 000009
【図９】
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