(57)【要約】【課題】光信号を効率よく検出して活線検出の検出精度を向上する。【解決手段】光導波路２を構成するクラッド部２１の一部を薄肉としてなる光漏れ部２３に、クラッド部２１よりも屈折率の高い材料からなる光取り出し部２４が近接して配置される。そして、光漏れ部２３から光取り出し部２４を介して漏れる光信号を光検出素子３で検出する。故に、光漏れ部２３から光取り出し部２４を介して漏れる光信号を光検出素子３で効率よく検出することができ、その結果、活線検出の検出精度を向上することができる。しかも、光漏れ部２３以外の部分からは光信号が漏れないので、複数の光導波路２（コア部２０）が光信号の伝搬方向と交差する方向に並設されている場合に、隣接する光導波路２（コア部２０）から漏れた光信号が光検出素子３で誤検出されてしまうクロストーク現象が生じにくくなり、そのことからも検出精度の向上が図れる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバが活線状態にあるか否かを検出する活線検出装置であって、
入射側の光ファイバと出射側の光ファイバの間に挿入され各光ファイバのコアと接続されるコア部、当該コア部を内包するクラッド部を有する光導波路と、クラッド部の一部を薄肉としてなる光漏れ部と、光導波路に伝送される光信号のうちで光漏れ部から漏れる光信号を検出する光検出素子と、クラッド部よりも屈折率の高い材料からなり光検出素子と光漏れ部の間に介在する光取り出し部とを備えたことを特徴とする光ファイバの活線検出装置。
【請求項２】
光信号の伝搬方向と交差する方向に並設された複数の前記光導波路と、それぞれの光導波路に設けられた複数の前記光漏れ部と、各光漏れ部から漏れる光信号を各別に検出する前記光検出素子と、各光漏れ部と光検出素子との間に介在する複数の前記光取り出し部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の光ファイバの活線検出装置。
【請求項３】
隣り合う光導波路に設けられた複数の前記光漏れ部及び光取り出し部並びに光検出素子は、光信号の伝搬方向に沿って離間して配置されることを特徴とする請求項２記載の光ファイバの活線検出装置。
【請求項４】
隣り合わない光導波路に設けられた複数の前記光漏れ部及び光取り出し部並びに光検出素子は、光信号の伝搬方向に沿って隣り合って配置されることを特徴とする請求項３記載の光ファイバの活線検出装置。
【請求項５】
光を遮光する遮光部が隣り合う光導波路間に設けられたことを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の光ファイバの活線検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバが活線状態にあるか否かを検出する活線検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信線路として光ファイバが急速に普及してきており、光通信事業者の光通信局や一般のオフィスビルに引き込まれた光ファイバケーブルを局内若しくはビル内における光配線用の多数の光ファイバコードに接続するために光成端箱（光成端トレイとも呼ばれる）が用いられている。また、この種の光成端箱では、光ファイバコードの各心線（光ファイバ心線）が活線状態（光信号が伝送されている状態）か否かを検出する活線検出装置が搭載されている。  
【０００３】
従来の活線検出装置として特許文献１に記載されているものがある。この従来装置は、入射側の光ファイバと出射側の光ファイバの間に挿入され各光ファイバのコアと接続されるコア部、当該コア部を内包するクラッド部を有する光導波路と、光導波路を部分的に分断してなる溝状の光漏れ部と、光を検出する光検出素子とを備え、光漏れ部から漏れた光信号を光検出素子で検出することよって光ファイバの活線状態を検出するものである。
【特許文献１】特開２００１−１３３３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されている従来例では、光漏れ部と光検出素子との間に空隙が存在しているため、光漏れ部から漏れた光を効率よく光検出素子で検出することができないという問題がある。また、複数の光導波路が光信号の伝搬方向と交差する方向に並設されている場合、隣接する光導波路の光漏れ部から漏れた光信号が光検出素子で誤検出されてしまう現象（いわゆるクロストーク）が生じて活線検出の検出精度が低下してしまう虞がある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、光信号を効率よく検出して活線検出の検出精度を向上することができる光ファイバの活線検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、光ファイバが活線状態にあるか否かを検出する活線検出装置であって、入射側の光ファイバと出射側の光ファイバの間に挿入され各光ファイバのコアと接続されるコア部、当該コア部を内包するクラッド部を有する光導波路と、クラッド部の一部を薄肉としてなる光漏れ部と、光導波路に伝送される光信号のうちで光漏れ部から漏れる光信号を検出する光検出素子と、クラッド部よりも屈折率の高い材料からなり光検出素子と光漏れ部の間に介在する光取り出し部とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項１の発明によれば、光導波路を構成するクラッド部の一部を薄肉としてなる光漏れ部に、クラッド部よりも屈折率の高い材料からなる光取り出し部が近接して配置されるので、光漏れ部から光取り出し部を介して漏れる光信号を光検出素子で効率よく検出して活線検出の検出精度を向上することができる。しかも、光漏れ部以外の部分からは光信号が漏れないので、複数の光導波路が光信号の伝搬方向と交差する方向に並設されている場合に、隣接する光導波路から漏れた光信号が光検出素子で誤検出されてしまう現象（いわゆるクロストーク）が生じにくくなって検出精度の向上が図れる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、光信号の伝搬方向と交差する方向に並設された複数の前記光導波路と、それぞれの光導波路に設けられた複数の前記光漏れ部と、各光漏れ部から漏れる光信号を各別に検出する前記光検出素子と、各光漏れ部と光検出素子との間に介在する複数の前記光取り出し部とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明によれば、隣接する光導波路の光漏れ部から漏れた光信号が光検出素子で誤検出されてしまうクロストークが生じにくくなって検出精度の向上が図れる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、隣り合う光導波路に設けられた複数の前記光漏れ部及び光取り出し部並びに光検出素子は、光信号の伝搬方向に沿って離間して配置されることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明によれば、クロストークの発生を確実に防いで検出精度がさらに向上できる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、隣り合わない光導波路に設けられた複数の前記光漏れ部及び光取り出し部並びに光検出素子は、光信号の伝搬方向に沿って隣り合って配置されることを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明によれば、隣り合って配置される光検出素子同士の間隔が広くなるので、光信号の伝搬方向に沿った導波路の寸法が小さくできる。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項２〜４の何れか１項の発明において、光を遮光する遮光部が隣り合う光導波路間に設けられたことを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明によれば、クロストークの発生を確実に防いで検出精度がさらに向上できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光漏れ部から光取り出し部を介して漏れる光信号を光検出素子で効率よく検出して活線検出の検出精度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る光ファイバの活線検出装置の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
（実施形態１）
本実施形態の活線検出装置１は、図１（ａ）に示すように入射側の光ファイバコード１００と出射側の光ファイバコード１０１の間に挿入される光導波路２と、光導波路２から漏れる光信号を検出する光検出素子３とを備えている。
【００１９】
入射側及び出射側の各光ファイバコード１００，１０１は４本の光ファイバ心線１１０をシースで被覆してなり、その先端には光導波路２と接続するための光ファイバアレイＦＡ１，ＦＡ２が配置されている。光ファイバアレイＦＡ１，ＦＡ２は光ファイバ心線１１０を保持する複数（本実施形態では４つ）のＶ溝（図示せず）が表面に形成されたＶ溝基板と、Ｖ溝基板との間でＶ溝に保持された光ファイバ心線１１０を狭持するカバーとで構成されている。但し、この種の光ファイバアレイＦＡ１，ＦＡ２は従来周知であるから詳細構造についての図示並びに説明は省略する。また、光ファイバアレイＦＡ１，ＦＡ２の代わりに、複数の光ファイバ心線１１０を挿通して保持する保持孔を有した多心フェルールを用いても構わない。尚、活線検出装置１の光検出素子３からは検出された光信号の強弱に比例した電流信号が出力され、変換器４において電圧信号に変換されて表示部５に出力される。そして、表示部５では、変換器４で変換された電圧信号によって発光ダイオードなどの表示素子を点灯することで入射側の光ファイバコード１００の活線状態が表示される。尚、光ファイバコード１００，１０１及び光導波路２は、シングルモードとマルチモードの何れであっても構わない。また、光ファイバコード１００，１０１は４心のテープ心線であっても構わない。
【００２０】
光導波路２は、図１（ｂ）〜（ｄ）に示すように各光ファイバ心線１１０のコアと接続される４つのコア部２０と、コア部２０を内包するクラッド部２１とがシリコン基板２２上に形成されてなる。但し、シリコン基板２２の代わりにガラス基板を用いても構わない。コア部２０並びにクラッド部２１はそれぞれ光ファイバ心線１１０のコア並びにクラッドと屈折率が同一あるいは同様の光閉じ込め効果を有するように設定された屈折率となるように形成されている。また、クラッド部２１の一部（コア部２０を挟んでシリコン基板２２と対向する部分）に平面視略円形の凹所が設けられ（図１（ｂ）参照）、この凹所によってクラッド部２１を薄肉としてなる光漏れ部２３が形成されている。但し、凹所の底面にコア部２０が露出するようにして光漏れ部２３におけるクラッド部２１の厚みをゼロとしても構わない。また、凹所の形状は円形に限定されるものではなく、他の形状（例えば、矩形）であってもよい。さらに、光漏れ部２３の幅（直径）はコア部２０の幅よりも狭くてもよい。
【００２１】
光検出素子３はフォトダイオードであって、図１（ｂ）に示すように平面視略正方形の半導体基板３ｂの一面側における中央に平面視略円形の受光部３ａが形成されてなる。そして、受光部３ａが光導波路２の厚み方向（図１（ｃ）における上下方向）において光漏れ部２３と重なるように光導波路２の一面（図１（ｃ）における上面）側に光検出素子３が実装される。ここで、光検出素子３はクラッド部２１よりも屈折率の高い材料からなる接着剤によって光導波路２の上面側にダイボンディングされており、図１（ｃ）及び（ｄ）に示すように光漏れ部２３を形成する凹所に充填された前記接着剤が、光検出素子３と光漏れ部２３及び光導波路２との間に介在する光取り出し部２４を形成している。
【００２２】
而して、光漏れ部２３においては、クラッド部２１よりも屈折率の高い材料からなる光取り出し部２４がコア部２０に近接（あるいは接触）するため、光導波路２に伝送される光信号が光漏れ部２３に達すると光取り出し部２４によって光漏れが誘起され、光取り出し部２４を介して光漏れ部２３と対向する光検出素子３の受光部３ａに漏れた光（光信号）が入射することになる。よって、光検出素子３からは光漏れ部２３から漏れた光の光量に応じた電流信号が出力されるため、この受光光量の大小に応じて光ファイバ心線１１０の活線状態を検出することができる。ここで、図１（ｃ）に示すように光漏れ部２３が設けられていない隣のコア部２０の上方にまで接着剤が回り込んでいても光漏れ部２３以外の部分ではクラッド部２１の厚みが充分にあるので、隣のコア部２０から光が漏れる虞はほとんどない。
【００２３】
このように本実施形態の活線検出装置１によれば、光導波路２を構成するクラッド部２１の一部を薄肉としてなる光漏れ部２３に、クラッド部２１よりも屈折率の高い材料からなる光取り出し部２４が近接して配置されているので、光漏れ部２３から光取り出し部２４を介して漏れる光信号を光検出素子３で効率よく検出することができ、その結果、活線検出の検出精度を向上することができる。しかも、光漏れ部２３以外の部分からは光信号が漏れないので、複数の光導波路２（コア部２０）が光信号の伝搬方向と交差する方向に並設されている場合に、隣接する光導波路２（コア部２０）から漏れた光信号が光検出素子３で誤検出されてしまうクロストーク現象が生じにくくなり、そのことからも検出精度の向上が図れる。
【００２４】
（実施形態２）
図２に示すように本実施形態の基本構成は実施形態１と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２５】
実施形態１では４つの光導波路２（コア部２０）のうちの一つにだけ光漏れ部２３と光取り出し部２４が設けられていたが、本実施形態の活線検出装置１は、全ての光導波路２（コア部２０）にそれぞれ光漏れ部２３と光取り出し部２４が設けられている点に特徴がある。
【００２６】
４つの光漏れ部２３及び光取り出し部２４は、光信号の伝搬方向と交差（直交）する方向（図２（ｂ）における左右方向）に沿ってコア部２０と略等しいピッチ（間隔）で設けられている。また、本実施形態における光検出素子３は、長手方向の寸法がシリコン基板２２の幅寸法（図２（ａ）における上下方向の長さ寸法）と略等しい平面視長方形の半導体基板３ｂと、半導体基板３ｂの短手方向中央において長手方向に一列に並ぶ形で形成された４つの受光部３ａとを有するフォトダイオードアレイからなる。尚、半導体基板３ｂの長手方向における受光部３ａのピッチ（間隔）は光導波路２におけるコア部２０のピッチ（間隔）と略一致している（図２（ｂ）参照）。
【００２７】
而して、実施形態１と同様に光漏れ部２３においてはクラッド部２１よりも屈折率の高い材料からなる光取り出し部２４がコア部２０に近接するため、光導波路２に伝送される光信号が光漏れ部２３に達すると光取り出し部２４によって光漏れが誘起され、光取り出し部２４を介して光漏れ部２３と対向する光検出素子３の受光部３ａに漏れた光（光信号）が入射することになる。しかも、クラッド部２１における光漏れ部２３が設けられていない部分（特に、隣り合うコア部２０の間の部分）においてはクラッド部２１の厚みが充分にあるので、例えば、図２（ｂ）における左端の光漏れ部２３から漏れた光信号が右隣の受光部３ａで受光される虞は殆ど無く、クロストークの発生を防止して検出精度を向上することができる。
【００２８】
ここで、クラッド部２１よりも屈折率の高い接着剤の層（以下、「高屈折率層」と呼ぶ。）がクラッド部２１における隣り合うコア部２０の間の部分に存在しており、光漏れ部２３から漏れた光信号の一部が高屈折率層を伝搬してクロストークが生じてしまう可能性がある。また、クラッド部２１を伝搬して隣の受光部３ａに直接向かう漏れ光やコア部２０からクラッド部２１へ散乱する散乱光も僅かではあるが存在し、これらによってクロストークが生じる可能性もある。そこで、図２（ｃ）に示すようにクラッド部２１における隣り合うコア部２０の間の部分に光信号を遮光する遮光部２５を設ければ、クロストークを生じる漏れ光が遮光部２５で遮光されるためにクロストークの発生を防ぐことができる。尚、遮光部２５は金属薄膜や樹脂など、光信号の波長領域に対して不透明である（吸収する）性質を有する材料で形成されていればよい。
【００２９】
（実施形態３）
図３に示すように本実施形態の基本構成は実施形態２と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３０】
実施形態２で説明したように、クラッド部２１における隣り合うコア部２０の間の部分に高屈折率層が存在しており、僅かではあるが光漏れ部２３から漏れた光信号の一部が高屈折率層を伝搬して隣の光導波路２（コア部２０）の近傍まで到達してしまうことがある。特に、実施形態２の構成では１枚の半導体基板３ｂに４つの受光部３ａが一列に並べて形成されたフォトダイオードアレイを光検出素子３としているため、上述のように漏れ光の一部が隣のコア部２０にまで到達した場合にクロストークが生じる可能性が有る。
【００３１】
そこで本実施形態では、実施形態１と同様に１枚の半導体基板３ｂに１つの受光部３ａが形成されたフォトダイオードからなる光検出素子３を複数（４つ）用いるとともに、隣り合う光導波路２（コア部２０）に設けられた４つの光漏れ部２３及び光取り出し部２４並びに光検出素子３を、光信号の伝搬方向に沿って離間して配置している。
【００３２】
図３（ａ）に示すように４つのコア部２０を上から順番に第１のコア部２０1，第２のコア部２０2，第３のコア部２０3，第４のコア部２０4とすると、第１〜第４の各コア部２０に設けられる光漏れ部２３1〜２３4及び光取り出し部２４1〜２４4並びに光検出素子３1〜３4が、光信号の伝搬方向（図３（ａ）における左右方向）に沿って離間して配置されている。具体的には、第２のコア部２０2に対応する光漏れ部２３2と光取り出し部２４2と光検出素子３2は第２のコア部２０2の長手方向における左端に配置され、第３のコア部２０3に対応する光漏れ部２３3と光取り出し部２４3と光検出素子３3は第３のコア部２０3の長手方向における右端に配置され、第１のコア部２０1に対応する光漏れ部２３1と光取り出し部２４1と光検出素子３1は第１のコア部２０1の長手方向における中央からやや右寄りの位置に配置され、第４のコア部２０4に対応する光漏れ部２３4と光取り出し部２４4と光検出素子３4は第４のコア部２０4の長手方向における中央からやや左寄りの位置に配置されている。このような配置とすることで、隣り合うコア部２０、例えば、第２コア部２０2と第３コア部２０3の間で、光漏れ部２３2及び光取り出し部２４2並びに光検出素子３2と、光漏れ部２３3及び光取り出し部２４3並びに光検出素子３3との間の距離を大きく採ることができ、光検出素子３1〜３4をダイボンディングする接着剤によって形成される高屈折率層を分断することができる。
【００３３】
従って、実施形態２とは異なり、４つの光漏れ部２３，光取り出し部２４，光検出素子３が高屈折率層を介して繋がっていないので、光漏れ部２３から漏れた光信号の一部が高屈折率層を伝搬して隣のコア部２０に対応する光検出素子３の受光部３ａで受光されることがないからクロストークをより確実に防ぐことができる。
【００３４】
（実施形態４）
図４に示すように本実施形態の基本構成は実施形態２，３と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３５】
実施形態３においては、クロストークを防止するために隣り合う光導波路２（コア部２０）に設けられた４つの光漏れ部２３及び光取り出し部２４並びに光検出素子３を光信号の伝搬方向に沿って離間して配置しているが、そのために実施形態２と比較して光信号の伝搬方向における光導波路２の寸法が大きくなってしまっている。
【００３６】
そこで本実施形態では、図４（ａ）に示すように隣り合わない光導波路２に設けられた複数の光漏れ部２３及び光取り出し部２４並びに光検出素子３を、光信号の伝搬方向と交差する方向に沿って隣り合って配置することにより、クロストークを防ぎつつ光導波路２の小型化を図っている点に特徴がある。
【００３７】
図４（ａ）に示すように第２のコア部２０2に対応する光漏れ部２３2及び光取り出し部２４2並びに光検出素子３2と、第４のコア部２０4に対応する光漏れ部２３4及び光取り出し部２４4並びに光検出素子３4とが第２及び第４のコア部２０2，２０4の長手方向における左端に配置され、第１のコア部２０1に対応する光漏れ部２３1及び光取り出し部２４1並びに光検出素子３1と、第３のコア部２０3に対応する光漏れ部２３3及び光取り出し部２４3並びに光検出素子３3とが第１及び第３のコア部２０1，２０3の長手方向における右端に配置されている。このような配置とすることで、隣り合うコア部２０、例えば、第２コア部２０2と第３コア部２０3の間で、光漏れ部２３2及び光取り出し部２４2並びに光検出素子３2と、光漏れ部２３3及び光取り出し部２４3並びに光検出素子３3との間の距離を大きく採ることができ、隣り合うコア部２０1〜２０4の間では光検出素子３1〜３4をダイボンディングする接着剤によって形成される高屈折率層を分断することができ、光漏れ部２３から漏れた光信号の一部が高屈折率層を伝搬して隣のコア部２０に対応する光検出素子３の受光部３ａで受光されることがないからクロストークをより確実に防ぐことができる。しかも、隣り合わないコア部２０1と２０3，２０2と２０4に対応した光漏れ部23及び光取り出し部２４並びに光検出素子３同士が光信号の伝搬方向（図４（ａ）における左右方向）に沿って隣り合って配置されているため、実施形態３と比較して、光信号の伝搬方向に沿った光導波路２の寸法を短くして小型化を図ることができる。
【００３８】
尚、本実施形態では１枚の半導体基板３ｂに１つの受光部３ａが形成されたフォトダイオードからなる４つの光検出素子３1〜３4を用いているが、１枚の半導体基板３ｂにコア部２０のピッチ（間隔）の２倍のピッチ（間隔）で２つの受光部３ａが形成されたフォトダイオードアレイからなる光検出素子３を２つ用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態１を示し、（ａ）は全体構成図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は同図（ｂ）のＡ−Ａ線断面矢視図、（ｄ）は同図（ｂ）のＢ−Ｂ線断面矢視図である。
【図２】本発明の実施形態２を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面矢視図、（ｃ）は要部の断面図である。
【図３】本発明の実施形態３を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面矢視図である。
【図４】本発明の実施形態４を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面矢視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  活線検出装置
２  光導波路
３  光検出素子
３ａ  受光部
２０  コア部
２１  クラッド部
２３  光漏れ部
２４  光取り出し部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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