JP3718107B2 - 光分岐結合装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の光ファイバを用いて、光を分岐または結合する光分岐結合装置に関し、特にこの装置内の光フィルタの固定構造を工夫した光分岐結合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電気信号を電線で伝送する電気通信システムに代わって、転送情報の増大、システムの軽量化、工事の簡略化等を図るために光ファイバを用いた光通信システム（光ＬＡＮ）が実用化されている。
そして、この光通信システムには、複数の光ファイバを接続して、光分岐、または光結合する光分岐結合装置が用いられている。
【０００３】
従来の光分岐結合装置は、直方体をしたケースの一辺に１つの光ファイバの端部を配置し、この端部と対向する辺にもう１つの光ファイバの端部を配置して、これら光ファイバの光軸線に対して約４５度の角度でケース内に光フィルタを配置している。さらに、上記光軸線に対して、直交する方向のケースの一片にもさらに１つの光ファイバの端部を配置している。
光フィルタは、半田または接着剤等の接着部材でケースに固着されていて、この光フィルタにより、１つの光ファイバから出射した光がもう１つの光ファイバに向けて透過し、他方、反射された光は、さらにもう１つの光ファイバの端部に入射するようになっている。
【０００４】
このように光分岐結合装置では、１つの光ファイバの端部から出射した光は、その所定の波長帯域の光成分を光フィルタで透過され、上記所定の波長帯域以外の光成分は、光フィルタで反射されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記光フィルタは極めて小さな部品なので、ケースに接着部材にて固着する際に、光路内に余分な接着部材がはみ出てしまい、光フィルタの光学性能に影響を与えるおそれがあった。
光フィルタをケースに接着して取付ける接着工程の段階で、光フィルタに歪みが生じた状態で取付けられると、光学性能に影響するおそれがあった。そのために、ケースに光フィルタを慎重に取付けなければならず、その組立て工程が難しくなり手間がかかるという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、光フィルタのケースへの取付け固定を簡単に行え、さらに、取付けした光フィルタによる光学性能への影響を低減するようにした光分岐結合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】
上記課題の少なくとも１つを解決する第１の解決手段として、導光路となる貫通孔、及びこの貫通孔に隣接して設けられた取付面部をそれぞれ有する第１，第２フレーム部材と、表面、及び裏面が前記第１，第２のフレーム部材の前記取付面部によって挟持された光フィルタとを備え、前記取付面部は、前記貫通孔の軸方向に対して斜めに形成され、前記第１，第２フレーム部材の一方の前記取付面部の端部には、前記光フィルタの一方の側端面に当接する第１の段部が設けられると共に、前記第１，第２フレーム部材の他方の前記取付面部の端部には、前記貫通孔の軸線を挟んで前記第１の段部と反対側の位置で、前記光フィルタの他方の側端面に当接する第２の段部が設けられ、前記第１，第２フレーム部材が突き合わされた際、前記光フィルタの表面、及び裏面が前記第１，第２のフレーム部材の前記取付面部によって挟持されると共に、前記光フィルタの互いに対向する位置にある一方と他方の前記側端面が前記第１，第２の段部によって挟持され、前記第１フレーム部材の前記導光路から前記第２フレーム部材の前記導光路に前記光フィルタを介して光を導くようにしたものである。
【０００８】
また、第２の解決手段として、前記取付面部には、前記光フィルタに当接する突出した凸部が設けられ、前記光フィルタの表面、及び裏面が前記凸部によって挟持されたものである。
【０００９】
また、第３の解決手段として、前記第１，第２フレーム部材を収納するケースを有し、このケースは、互いに離間した位置に一対の突片が設けられ、前記第１，第２フレーム部材が前記一対の突片によって位置決めされた状態で、前記ケースに取り付けられると共に、前記一対の突片によって、前記第１，第２フレーム部材は、前記取付面部によって前記光フィルタを挟持し、且つ、前記第１，第２の段部によって前記光フィルタの前記側端面を挟持した状態が維持されるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態である光分岐結合装置１０を、図１乃至図１１に基づいて以下に説明する。
図１に示すように、光分岐結合装置１０は、方形状をした下ケース１２ａと、内部が空洞となった直方体の上ケース１２ｂとからなる、黒色の樹脂製のケース１２を備えていて、下ケース１２ａに上ケース１２ｂが被せられて一体に取付けられている。
ケース１２には、第１、第２、第３の側壁部１４ａ、１４ｂ、１４ｃが設けられていて、これら第１、第２、第３の側壁部１４ａ、１４ｂ、１４ｃには、断面が略凸状をした第１、第２、第３取付孔１６ａ、１６ｂ、１６ｃが形成されている。
上記第１、第２、第３貫通孔１６ａ、１６ｂ、１６ｃには、図示しない光ファイバの端部が挿入されるようになっている。
図４に示すように、下ケース１２ａの底部１２ｄの上面には、Ｌ字状をした一対の突片１２ｆが所定の間隔にて一体に立設されている。
図３に示すように、上ケース１２ｂの上面部の内壁側には、筒状の突出し部１２ｇが一体に設けられている。
【００１２】
図５乃至図９に示すように、横断面が略十字状をした黒色の樹脂製からなるフレーム２０は、第１フレーム部材２１と第２フレーム部材２２とからなる。
図５、図７、図８に示すように、上記第１フレーム部材２１は、Ｕ字状に切欠いたＵ溝２１ｆを有する前壁部２１ａと、中央が筒状となった、第１貫通孔２１ｇを有する第１側壁部２１ｂと、第１側壁部２１ｂの裏側で前壁部２１ａから離れた側に配置された第１内壁部２１ｃと、同じく第１側壁部２１ｂの裏側で前壁部２１ａに繋がった一対の第１側端部２１ｓと、第１側端部２１ｓと第１内壁部２１ｃとの間に位置して、上記第１貫通孔２１ｇの軸方向に対して斜めとなり、且つ鉛直方向に立設した第１取付面部（当接面）２１ｄとを備えている。
【００１３】
図８に示すように、上記第１取付面部２１ｄには、その中央部分を切欠いて、上記第１貫通孔２１ｇと上記Ｕ溝２１ｆとが繋がった１つの孔部２１ｈが形成されている。
図７に示すように、第１取付面部２１ｄの表面には、僅かに突出した矩形状の突状部２１ｉが孔部２１ｈの上下両側にそれぞれ形成されている。
また、第１取付面部２１ｄと第１内壁部２１ｃとの境部分は、第１取付面部２１ｄに対して直角に僅かに突出して立設された段部２３となっている。
第１内壁部２１ｃには、その表面から一体に立設された、一対の突起部からなる係合突部２１ｋが設けられている。
図５に示すように、第１側壁部２１ｂの筒状部分の外壁には、板状の側板部２１ｐが一体に設けられている。
【００１４】
図５、図７、図９に示すように、上記第２フレーム部材２２は、略Ｔ字状をした前壁部２２ａと、中央が筒状となった、第２貫通孔２２ｇを有する第２側壁部２２ｂと、第２側壁部２２ｂの裏側で前壁部２２ａから離れた側に設けられた一対の第２側端部２２ｃと、同じく第２側壁部２２ｂの裏側で前壁部２２ａと繋がった第３内壁部２２ｓと、第３内壁部２２ｓと一対の第２側端部２２ｃとの間に位置して、上記第２貫通孔２２ｇの軸方向に対して斜めとなり、且つ鉛直方向に立設した第２取付面部（当接面）２２ｄとを備えている。
【００１５】
上記第２取付面部２２ｄには、その中央部分を切欠いて、上記第２貫通孔２２ｇと、一対の第２側端部２２ｃ間に凹状に形成された係合凹部２２ｋとが繋がった１つの孔部２２ｈが形成されている。
上記第２取付面部２２ｄには、その中央部分の孔部２２ｈの周縁部分に僅かに一段低くなった矩形状の凹部２２ｔが形成されている。その結果、第２取付面部２２ｄの左右両側の隅部分には４つの凸部２２ｖが設けられている。
第２取付面部２２ｄの第３内壁部２２ｓと凹部２２ｔの縁との境部分には、第２取付面部２２ｄに対して略直角に僅かに突出した段部２４が設けられている。
第２取付面部２２ｄの表面には、僅かに凹んだ窪み部２２ｉが孔部２２ｈを挟んで、その上側、下側にそれぞれ同じ矩形状に形成されていて、凹部２２ｔ内では、僅かに突出した状態となっている。
上記第３内壁部２２ｓには、その中央が突出して湾曲状に形成された湾曲突起部２２ｊが設けられている。
【００１６】
そして、図５及び図６に示すように、フレーム２０は、第１フレーム部材２１の第１の係合突部２１ｋと第２フレーム部材２２の第１の係合凹部２２ｋとが係合され、第１側端部２１ｓと第３内壁部２２ｓとが当接して、第１フレーム部材２１のＵ溝２１ｆ内に第２フレーム部材２２の湾曲突起部２２ｊが係合している。
その結果、フレーム２０には、第１フレーム部材２１の第１貫通孔２１ｇと第２フレーム部材２２の第２貫通孔２２ｇとが同じ内径をもつ一続きとなった導光路としての貫通孔４０と、この貫通孔４０に対して直角に形成された導光路としてのもう１つの貫通孔４１とが設けられている。
第１フレーム部材２１の第１取付面部２１ｄと第２フレーム部材２２の第２取付面部２２ｄとが対向し、その対向部分には後述する光フィルタを装着する溝部４４となっている。
【００１７】
図７に示すように、光フィルタ３０は、矩形の平板状をした樹脂または光学ガラスからなり、表面３０ａ、裏面３０ｂ、その両側の側端面３０ｃ、３０ｄ、それに下端面３０ｅを有している。表面３０ａ、裏面３０ｂには図示しない金属薄膜が形成されている。
そして、例えば、光フィルタ３０の表面３０ａに入射した光は、所定の波長帯域の光成分が裏面３０ｂに向けて透過され、それ以外の光成分が表面３０ａで反射されることにより、光分波を行う。また、２方向からこの光フィルタ３０に光を入射することにより、光合波が行われる。
【００１８】
図６に示すように、光フィルタ３０は、フレーム２０の溝部４４内に位置して、表面３０ａが第１フレーム部材２１の突状部２１ｉに、裏面３０ｂが第２フレーム部材２２の窪み部２２ｉにそれぞれ外方から弾圧して挟持されている。
このとき、第２フレーム部材２２の凹部２２ｔ内には、光フィルタ３０が挿着されていて、下端面３０ｅが凹部２２ｔ内で凸部２２ｖ上に載置されて位置決めされて鉛直方向への動きが規制されている（図１０の矢印Ａ方向）。そして、側端面３０ｄが段部２４により第２取付面部２２ｄの表面と平行な方向（図１０の矢印Ｂ１の方向）への光フィルタ３０の動きが規制されているとともに 側端面３０ｃが第１フレーム部材２１の段部２３と当接して、第１取付面部２１ｄの表面と平行な方向（図１０の矢印Ｂ２の方向）への光フィルタ３０の動きが規制されている。
このようにして、光フィルタ３０がフレーム２０内に確実に取付け固定されている。
【００１９】
図２及び図３に示すように、光フィルタ３０を収納したフレーム２０は、突片１２ｆの一方に第１フレーム部材２１の側板部２１ｐ、及び第１側壁部２１ｂの一部を、突片１２ｆの他方に第２フレーム部材２２の第２側壁部２２ｂ及びその筒状部分の外壁を、それぞれ挟み込んで係合させて、下ケース１２ａの底部１２ｄの上面に取付けられている。
【００２０】
次に、このように構成された光分岐結合装置１０の組立てを図１０及び図１１に基づいて以下に説明する。
先ず、第２フレーム部材２２を準備して、図１０に示す矢印Ａ方向が鉛直方向となるように、図示しない組立て治具によってその第２取付面部２２を水平にし、凹部２２ｔ内に光フィルタ３０を上方から載置する。
次に、第２フレーム部材２２の第１の係合凹部２２ｋ内に第１フレーム部材２１の第１の係合突部２１ｋを摺接させながら挿入し、同時に、第３内壁部２２ｓの湾曲突起部２２ｊをＵ溝２１ｆ内に挿入する。すると、第１内壁部２１ｃが第２側端部２２ｓに、第１側端部２１ｓが第３内壁部２２ｓにそれぞれ当接して係止する。
【００２１】
このとき、組込む際の押圧力を図１１に示すＦ１とすると、光フィルタ３０の表面３０ａが第１フレーム部材２１の突状部２１ｉに、その裏面３０ｂが第２フレーム部材２２の窪み部２２ｉ内の平坦面に、押圧力Ｆ１のベクトル成分である押圧力Ｆ１ａ、及びこの押圧力Ｆ１ａの反作用による押圧力Ｆ２ａにて、それぞれ光フィルタ３０を挟持することになる。
なお、図１１には、押圧力Ｆ１、その反作用による押圧力Ｆ２は、第１取付面部２１ｄ、第２取付面部２２ｄに対して、垂直方向に押圧力Ｆ１ａ、Ｆ２ａのベクトル成分に、水平方向に押圧力Ｆ１ｂ、Ｆ２ｂのベクトル成分に分解されて示されている。
【００２２】
また、押圧力Ｆ１ｂにて第１フレーム部材２１の段部２３に光フィルタ３０の側端面３０ｃが当接し、同様に、押圧力Ｆ２ｂにて第２フレーム部材２２の段部２４に光フィルタ３０の側端面３０ｄが当接して、光フィルタ３０に対して４方向から均等に押圧して確実に挟持される。
このようにして、フレーム２０に光フィルタ３０を接着部材を用いなくても確実に取付け固定される。
【００２３】
次に、内部に光フィルタ３０を収納したフレーム２０を下ケース１２ａの一対の突片１２ｆ内に挿入し、第１フレーム部材２１の側板部２１ｐ、及び第１側壁部２１ｂの一部を突片１２ｆの一方に、第２フレーム部材２２の第２側壁部２２ｂ、およびその筒状部分の外壁を突片１２ｆの他方に摺接させながら挟み込む。
一対の突片１２ｆは、フレーム２０の外壁部である、側板部２１ｐ、第１及び第２側壁部２１ｂ、２２ｂによって、僅かに弾性変形して外方に広げられ、フレーム２０の下面を下ケース１２ａの底部１２ｄの上面に当接させて、位置決め固定される。
次に、下ケース１２ａに上ケース１２ｂを被せて、フレーム２０の上面を上ケース１２ｂの突出し部１２ｇにて下方に押え付けながら、図示しない係合部材にて、取付け固定する。このようにして、光分岐結合装置１０が完成する。
【００２４】
次に、光分岐結合装置１０に光を入射し、光分波する動作を説明する。
先ず、図１に示すケース１２の第１、第２、第３の取付孔１６ａ、１６ｂ、１６ｃ内にフェルールを先端に取付けた光ファイバをそれぞれ挿入して、この取付孔１６ａ、１６ｂ、１６ｃ内に光ファイバのフェルールを嵌着する。
そして、例えば、第１の取付孔１６ａに取付けた光ファイバのコア内を伝送し、コアの端部から出射した光は、フレーム２０の貫通孔４０を通って光フィルタ３０に入射する。光フィルタ３０に入射した光は、同じ貫通孔４０を通って所定の波長帯域の光成分を透過し、第２の取付孔１６ｂに取付けた光ファイバのコア先端に入射する。また、所定の波長帯域以外の光成分は、貫通孔４１を通って光フィルタ３０にて反射し、第３の取付孔１６ｃに取付けた光ファイバのコア先端に入射する。このようにして、１つの光ファイバ内を伝送された光は、２つの光ファイバに分岐させられる。
【００２５】
以上のように構成され、機能する光結合分岐装置１０は、次のような効果を奏する。
１）第１フレーム部材２１と第２フレーム部材２２との間に光フィルタ３０を挟み込んで組立てるときに、接着剤や半田などの接着部材を使用しなくても簡単に組み立て固定することができる。また、光フィルタ３０への接着を必要としないので、光学機能面である表面３０ａ、裏面３０ｂへの影響がなく、光伝送損失を防止することができる。
【００２６】
２）第１フレーム部材２１の第１取付面部２１ｄ、第２フレーム部材２２の第２取付面部２２ｄが組込み方向に対して斜めに形成されているので、その間に挟持される光フィルタ３０への押圧力が光フィルタ３０への表面３０ａ、裏面３０ｂ方向となり、第１フレーム部材２１、第２フレーム部材２２に加えられる押圧力よりも小さくなるので、光フィルタ３０を弾圧し、必要以上の外部からの押圧によって生じる歪みなどが抑えられ、良好な光学機能を保持することができる。
【００２７】
３）第２フレーム部材２２の凹部２２ｔ内に光フィルタ３０を単に落とし込んむことにより、この凹部２２ｔによって形成された凸部２２ｖに光フィルタ３０を載置して、その鉛直方向の位置決めがなされるため、取付けをさらに簡単で、且つ精度良くすることができる。
【００２８】
４）第１フレーム部材２１と第２フレーム部材２２には、それぞれ第１壁面部、第２壁面部の一端から突出した段部２３、２４を形成して、光フィルタ３０の側端面３０ｃ、３０ｄをこの段部２３、２４に当接させて規制するため、表面３０ａ、裏面３０ｂへの挟持を含めて、４方向から光フィルタ３０を確実に保持するため、精度良く位置決めすることができる。
なお、段部２３、２４のいずれか１つであっても、光フィルタ３０の表面３０ａ、裏面３０ｂと当接する、第１、第２フレーム部材２１、２２の各突状部２１ｉ、２２ｉを摩擦係数の大きい材料にすることによっても上記効果を奏する。
【００２９】
５）光フィルタ３０を収納したフレーム２０の外壁をケース１２の一対の突片１２ｆ間の各内側部分に摺接させながら挿着することにより、フレーム２０内に接着部材なしで取付けられた光フィルタ３０が、より一層、この突片１２ｆによりフレーム２０の外側から押圧されて締め付けされるので、より確実に光フィルタ３０を保持することができる。
【００３０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、その主旨を逸脱しない範囲内において変更して実施することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明してきた本発明の光分岐結合装置は、当接面と導光路とをそれぞれ有する第１フレーム部材と第２フレーム部材とを備え、当接面間に光フィルタを介在させて、第１及び第２フレーム部材により、光フィルタの表面及び裏面を挟持し、ケース内に第１及び第２フレーム部材をその外方から弾圧するように保持し、第１フレーム部材の導光路から第２フレーム部材の導光路に光フィルタを介して光を導くようにしたことにより、接着部材を使用しないで簡単に組立て固定することができ、さらに光フィルタの表面、裏面を単に弾圧して保持されるので、光学性能へ影響することがない。
【００３２】
また、ケース内には一対の壁部が離間して立設され、該壁部間に第１、第２フレーム部材の外壁部を挟み込んで取付けたことにより、第１、第２フレーム部材に挟持された光フィルタをより一層確実に保持することができる。
【００３３】
また、第１、第２フレーム部材の各当接面は、突合せ方向に対してそれぞれ斜めに形成されるとともに、段部をそれぞれ形成して、光フィルタの対向する側端面どうしを段部で外方から弾圧するように挟持したことにより、光フィルタの表面、裏面、さらに側端面と４方向から確実に保持されるため、精度良く位置決めすることができる。
【００３４】
また、第１、第２フレーム部材の当接面の少なくとも一方には、突出した凸部が形成されて、凸部上に光フィルタの下端面を載置したことにより、鉛直方向の位置決めがなされるため、光フィルタの落下を防止することができ、組立てをより一層簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である光分岐結合装置の外観斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態である光分岐結合装置において、上ケースを外した状態の平面図である。
【図３】本発明の一実施形態である光分岐結合装置の縦断面図である。
【図４】本発明の一実施形態である光分岐結合装置の下ケースの平面図である。
【図５】本発明の一実施形態である光分岐結合装置のフレームの拡大斜視図である。
【図６】図５に示すフレームの平面図である。
【図７】図５に示すフレームの分解平面図である。
【図８】図５に示すフレームの第１フレーム部材をその当接面部分を示した側面図である。
【図９】図５に示すフレームの第２フレーム部材をその当接面部分を示した側面図である。
【図１０】図５に示すフレームの組立てを説明する拡大平面図である。
【図１１】図１０に示すフレームの組立てを説明するための要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１２ ケース
１２ｆ 突片（壁部）
２１ 第１フレーム部材
２２ 第２フレーム部材
２１ｄ 第１取付面部（当接面）
２２ｄ 第２取付面部（当接面）
２２ｖ 凸部
２３、２４ 段部
３０ 光フィルタ
３０ａ 表面
３０ｂ 裏面
３０ｃ、３０ｄ 側端面
３０ｅ 下端面
４０ 貫通孔（導光路）
４１ 貫通孔（導光路）

Claims (3)

1. 導光路となる貫通孔、及びこの貫通孔に隣接して設けられた取付面部をそれぞれ有する第１，第２フレーム部材と、表面、及び裏面が前記第１，第２のフレーム部材の前記取付面部によって挟持された光フィルタとを備え、前記取付面部は、前記貫通孔の軸方向に対して斜めに形成され、前記第１，第２フレーム部材の一方の前記取付面部の端部には、前記光フィルタの一方の側端面に当接する第１の段部が設けられると共に、前記第１，第２フレーム部材の他方の前記取付面部の端部には、前記貫通孔の軸線を挟んで前記第１の段部と反対側の位置で、前記光フィルタの他方の側端面に当接する第２の段部が設けられ、前記第１，第２フレーム部材が突き合わされた際、前記光フィルタの表面、及び裏面が前記第１，第２のフレーム部材の前記取付面部によって挟持されると共に、前記光フィルタの互いに対向する位置にある一方と他方の前記側端面が前記第１，第２の段部によって挟持され、前記第１フレーム部材の前記導光路から前記第２フレーム部材の前記導光路に前記光フィルタを介して光を導くようにしたことを特徴とする光分岐結合装置。
2. 前記取付面部には、前記光フィルタに当接する突出した凸部が設けられ、前記光フィルタの表面、及び裏面が前記凸部によって挟持されたことを特徴とする請求項１に記載の光分岐結合装置。
3. 前記第１，第２フレーム部材を収納するケースを有し、このケースは、互いに離間した位置に一対の突片が設けられ、前記第１，第２フレーム部材が前記一対の突片によって位置決めされた状態で、前記ケースに取り付けられると共に、前記一対の突片によって、前記第１，第２フレーム部材は、前記取付面部によって前記光フィルタを挟持し、且つ、前記第１，第２の段部によって前記光フィルタの前記側端面を挟持した状態が維持されることを特徴とする請求項１または２に記載の光分岐結合装置。

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