JP5729338B2 - 光ファイバと光モジュールとの接続構造及び光通信モジュール - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバと光モジュールとの接続構造及び当該接続構造を有する光通信モジュールに関する。

従来、近距離伝送にはメタル線が使用されていたが、機器や装置で扱う情報量の増加傾向に伴い、光ファイバを有するケーブルを用いる例が増えている。ケーブルは、光ファイバを有する光ファイバケーブル又はメタル線と光ファイバを有する複合ケーブルである。ケーブルの端部で光ファイバは露出され、露出された光ファイバの端部は、光電変換部を有する光モジュールに接続される。

一方、光ファイバを有するケーブルを用いた場合、ケーブルが曲げられた時や、複合ケーブルの場合には温度変化により光ファイバとメタル線との熱膨張率差が出た時などに、ケーブルの端部において、光ファイバが、ケーブルの内部から外部へ突き出たり、ケーブルの外部から内部へ引き込まれたりする。これにより、ケーブルの端部から露出した部分の光ファイバの長さが長くなったり、短くなったりする。ケーブルの端部から露出した光ファイバの部分が長くなりすぎると、ケーブルの端部と光モジュールの間で光ファイバが過剰に曲がり、光ファイバに応力が掛かって、光ファイバが座屈するという問題がある。

このような光ファイバの座屈を防ぐために、光ファイバにループさせた余長部を設けて、変化を吸収できるようにすることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１７７４１号公報

しかしながら、近年の小型化された装置においては、ループさせた余長部を設けることが難しいという問題がある。

そこで、本発明の目的は、ループさせた余長部を設けることが難しい小型化された装置においても、簡便な構造により光ファイバの座屈を防ぐことができる光ファイバと光モジュールとの接続構造及び光通信モジュールを提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、下記［１］〜［９］の光ファイバと光モジュールとの接続構造及び光通信モジュールを提供する。

［１］ケーブルの端部で露出された光ファイバと、光モジュールとの接続構造であって、
前記光ファイバの露出された部分は、２本以上の保護チューブで覆われており、
前記保護チューブのうち、少なくとも２本は、直径の異なる第１のチューブと第２のチューブであり、
前記第１のチューブの端部と、前記第１のチューブの端部と対向する前記第２のチューブの端部とにおいて、一方が他方のチューブ内にスライド可能であることを特徴とする光ファイバと光モジュールとの接続構造。

［２］前記光ファイバの露出された部分は、前記第１のチューブと前記第２のチューブの２本のみで覆われていることを特徴とする前記［１］に記載の接続構造。

［３］前記第２のチューブは、前記端部とは逆側の端部が前記光モジュールに固定されていることを特徴とする前記［１］又は前記［２］に記載の接続構造。

［４］前記第１のチューブは、前記第２のチューブよりも前記ケーブル側に配置され、前記第２のチューブは、前記第１のチューブよりも前記光モジュール側に配置され、前記第１のチューブよりも直径が小さく、前記第１のチューブ内にスライド可能であることを特徴とする前記［１］乃至［３］の何れか１つに記載の接続構造。

［５］前記第２のチューブは、前記第１のチューブよりも前記光モジュール側に配置され、前記第１のチューブは、前記第２のチューブよりも前記ケーブル側に配置され、前記第２のチューブよりも直径が小さく、前記第２のチューブ内にスライド可能であることを特徴とする前記［１］乃至［３］の何れか１つに記載の接続構造。

［６］前記第１のチューブ及び前記第２のチューブは、ポリテトラフルオロエチレン又はポリエーテルエーテルケトンからなることを特徴とする前記［１］乃至［５］の何れか１つに記載の接続構造。

［７］前記第２のチューブは、前記逆側の端部において、前記光ファイバに接着剤により接着されていることを特徴とする前記［１］乃至［６］の何れか１つに記載の接続構造。

［８］前記ケーブルは、前記光モジュールが収容された筐体に固定されていることを特徴とする前記［１］乃至［７］の何れか１つに記載の接続構造。

［９］前記［１］乃至［８］の何れか１つに記載の接続構造を有することを特徴とする光通信モジュール。

本発明によれば、ループさせた余長部を設けることが難しい小型化された装置においても、簡便な構造により光ファイバの座屈を防ぐことができる光ファイバと光モジュールとの接続構造及び光通信モジュールを提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る接続構造の概略を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る接続構造の概略を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る接続構造を有する光通信モジュールの概略を示す断面図である。 本発明のその他の実施の形態に係る接続構造の概略を示す断面図である。

〔本発明の第１の実施の形態〕
（接続構造の構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る接続構造の概略を示す断面図である。

本第１の実施の形態に係る接続構造は、ケーブル１０の端部で露出された光ファイバ１１と、基板１上に実装される光モジュール２との接続構造であって、光ファイバ１１の露出された部分は、２本の保護チューブで覆われており、２本の保護チューブは、直径の異なる第１のチューブ２０と第２のチューブ２１であり、第１のチューブ２０の端部と、第１のチューブ２０の端部と対向する第２のチューブ２１の端部とにおいて、第２のチューブ２１の端部が第１のチューブ２０の端部のチューブ内にスライド可能であることを特徴とする。

ケーブル１０は、芯線として光ファイバ１１を有する光ファイバケーブル又は光ファイバ１１とメタル線の複合ケーブルである。ケーブル１０は内部に第１のチューブ２０を有する。光ファイバ１１は第１のチューブ２０の内部に挿通されている。光ファイバ１１は、第１のチューブ２０の内部において適当なたるみを持ち、第１のチューブ２０の内壁に接して過剰な曲がりが抑制されることにより、内部座屈が起きない程度の曲率の曲げ状態に保たれている。ケーブル１０は、光モジュール２との接続側の端部において、保護層である被覆層が剥ぎ取られ、光ファイバ１１が露出されている。

光モジュール２は、内部に光電変換部を有する。光電変換部は、電気を光に変換する発光素子、例えばレーザダイオード、又は、光を電気に変換する受光素子、例えばフォトダイオード、である。ケーブル１０の端部で露出された光ファイバ１１の端部は光モジュール２に接続され、光モジュール２の内部で光ファイバ１１は光電変換部に光結合される。

第１のチューブ２０は、第２のチューブ２１よりもケーブル１０側に配置される。一方、第２のチューブ２１は、第１のチューブ２０よりも光モジュール２側に配置される。第２のチューブ２１は、その外径が第１のチューブ２０の内径よりも僅かに直径が小さく、第１のチューブ２０内にスライド可能である。スライドしやすいようにオイル等を用いても良い。

第１のチューブ２０及び第２のチューブ２１の直径は、特に限定されるものではないが、光ファイバ１１の太さやケーブル１０の使用条件などによって適切に設定される。

第１のチューブ２０の長さは、図１においてｌ_２＋ｌ_３で表され、第２のチューブ２１の長さは、図１においてｌ_１＋ｌ_２で表される。第２のチューブ２１が第１のチューブ２０内にスライドした長さがｌ_２であり、温度変化等によってこのｌ_２の長さが変化することで、無理な力が掛かることなく、露出された光ファイバ１１はこれらの保護チューブによって常に保護され、座屈を防止することができる。この場合、光ファイバ１１の余分の長さは、第１のチューブ２０内でのたるみによって吸収される。

第２のチューブ２１は、第１のチューブ２０の端部と対向する端部とは逆側の端部が光モジュール２に接着剤等により固定されている。また、第２のチューブ２１は、当該逆側の端部において、光ファイバ１１に接着剤により接着されていることが光ファイバ１１の座屈をより防止できる点で好ましい。ｌ_１＋ｌ_２を越えて接着剤を流し込むとスライド不可能となるため、接着箇所はｌ_１＋ｌ_２の長さ未満となるようにする。

第１のチューブ２０及び第２のチューブ２１の材質は、特に限定されるものではないが、柔軟性があり、かつ滑りやすい（スライドしやすい）材料を用いることが好ましく、ポリテトラフルオロエチレン又はポリエーテルエーテルケトンを使用することが特に好ましい。

（接続構造の接続手順）
本発明の第１の実施の形態に係る接続構造の接続手順の一例を以下に説明する。
＜ケーブル１０＞
ケーブル長が比較的短く（例えば１０ｍ）、ケーブル片端の側からファイバを押し込んだり引っぱったりすることにより、ファイバの靭性とチューブ内部のすべりによって自由に出し入れできるケーブルを使用する。
＜光モジュール２＞
裸（ガラス＋コーティング）のファイバが１０数ｍ飛び出た状態（ピグテール型光モジュールと呼ばれることもある）の光モジュールを使用する。
＜接続手順＞
（１）最初に光モジュール２側の第２のチューブ２１を光ファイバ１１の先端から差込み、ずっと移動して光モジュール２側に達したところで、光モジュール２に接着する。
（２）この後、光ファイバ１１の先端をケーブル１０の第１のチューブ２０に差込み、ケーブル１０の反対側から光ファイバ１１が出るまで、慎重に押し込んで行く。
（３）光ファイバ１１がほぼ全て、ケーブル１０の第１のチューブ２０内に収まったあと、光モジュール２に接着された第２のチューブ２１の一部が第１のチューブ２０内に挿入し、スライド可能な状態とする。
（４）あらかじめケーブル１０内に光ファイバ１１が挿入されたものを使う場合は、光ファイバ１１を光モジュール２側の第２のチューブ２１に通した後、光ファイバ１１を光モジュール２に調心、固定する。この場合、固定後には固定作業に必要とした余長をケーブル１０の中に押し込む必要がある。

（光通信モジュールの構成）
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る接続構造を有する光通信モジュールの概略を示す断面図である。

本実施の形態に係る光通信モジュールは、上記第１の実施の形態に係る接続構造を有し、基板１及び光モジュール２が収容された筐体３を備え、基板１はコネクタ４に接続されている。ケーブル１０は、筐体３の側壁に固定されている。

（本発明の第１の実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）本実施の形態によれば、ケーブルの端部から光モジュールまでの間で、ケーブルの端部で露出された光ファイバが２本の保護チューブで覆われている。ケーブルが曲げられた時や、温度変化により光ファイバとメタル線との熱膨張率差が出た時などに、光ファイバがケーブルの内部から外部へ突き出て、ケーブルの端部から露出した部分の光ファイバの長さが長くなるとき、光ファイバが過剰に曲がるのが、２本の保護チューブの内壁に光ファイバが接することによって防止される。これにより、光ファイバが過剰に曲がることを防止でき、光ファイバの座屈を防ぐことができる。よって、ループさせた余長部を設けることが難しい小型化された装置においても、簡便な構造により光ファイバの座屈を防ぐことができる光ファイバと光モジュールとの接続構造及び光通信モジュールを提供することができる。
（２）ケーブルが曲げられた時や、光通信モジュールの筐体の熱膨張等に基づく距離変化が生じた時などに、ケーブル１０の端部から突出する第１のチューブ２０の長さが変化することがある。このとき、本実施の形態によれば、第２のチューブ２１の端部が第１のチューブ２０の端部のチューブ内でスライドするので、第１のチューブ２０と第２のチューブ２１の間で引張力などの余計な負荷がかかることがない。さらに、保護チューブのスライドにより常に光ファイバの露出部分全体を保護できるため、光ファイバの座屈を防ぐことができる。
（３）光ファイバの座屈を防ぐことができるので、モジュールやケーブルを設置する際の作業が非常に簡単になる。
（４）光ファイバの座屈を防ぐことができるので、細く軟らかい光ファイバを使用できる。
（５）後述する第２の実施の形態に比べて、第２のチューブと光ファイバを接着剤で接着しやすい構造であるため、光ファイバの座屈をより防ぐことができる。

〔本発明の第２の実施の形態〕
（接続構造の構成）
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る接続構造の概略を示す断面図である。

本第２の実施の形態に係る接続構造は、ケーブル１０の端部で露出された光ファイバ１１と、基板１上に実装される光モジュール２との接続構造であって、光ファイバ１１の露出された部分は、２本の保護チューブで覆われており、２本の保護チューブは、直径の異なる第１のチューブ１２０と第２のチューブ１２１であり、第１のチューブ１２０の端部と、第１のチューブ１２０の端部と対向する第２のチューブ１２１の端部とにおいて、第１のチューブ１２０の端部が第２のチューブ１２１の端部のチューブ内にスライド可能であることを特徴とする。

ケーブル１０及び光モジュール２は、第１の実施の形態と同様である。

第１のチューブ１２０は、第２のチューブ１２１よりもケーブル１０側に配置される。一方、第２のチューブ１２１は、第１のチューブ１２０よりも光モジュール２側に配置される。第１のチューブ１２０は、その外径が第２のチューブ１２１の内径よりも僅かに直径が小さく、第２のチューブ１２１内にスライド可能である。スライドしやすいようにオイル等を用いても良い。

第１のチューブ１２０及び第２のチューブ１２１の直径は、特に限定されるものではないが、光ファイバ１１の太さやケーブル１０の使用条件などによって適切に設定される。

第１のチューブ１２０の長さは、図２においてｌ_１２＋ｌ_１３で表され、第２のチューブ１２１の長さは、図２においてｌ_１１＋ｌ_１２で表される。第１のチューブ１２０が第２のチューブ１２１内にスライドした長さがｌ_１２であり、温度変化等によってこのｌ_１２の長さが変化することで、無理な力が掛かることなく、露出された光ファイバ１１はこれらの保護チューブによって常に保護され、座屈を防止することができる。この場合、光ファイバ１１の余分の長さは、第１のチューブ１２０内でのたるみによって吸収される。

第２のチューブ１２１は、第１のチューブ１２０の端部と対向する端部とは逆側の端部が光モジュール２に接着剤等により固定されている。また、第２のチューブ１２１は、当該逆側の端部において、光ファイバ１１に接着剤により接着されていることが光ファイバ１１の座屈をより防止できる点で好ましい。ｌ_１１を越えて接着剤を流し込むとスライド不可能となるため、接着箇所はｌ_１１の長さ未満となるようにする。

第１のチューブ１２０及び第２のチューブ１２１の材質は、第１の実施の形態における第１のチューブ２０及び第２のチューブ２１と同様である。

（接続構造の接続手順）
本発明の第２の実施の形態に係る接続構造の接続手順は、第１の実施の形態に係る接続構造の接続手順と同様であるが、前述の（３）において、光モジュール２側の第２のチューブ１２１の中にケーブル１０の第１のチューブ１２０を挿入する点において相違する。

（光通信モジュールの構成）
本実施の形態に係る光通信モジュールは、上記第１の実施の形態に係る接続構造に替えて上記第２の実施の形態に係る接続構造を有する点においてのみ第１の実施の形態に係る光通信モジュールと相違し、その他は第１の実施の形態と同様である。

（本発明の第２の実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、上記第１の実施の形態の効果（１）〜（４）と同様の効果を奏する。

〔本発明のその他の実施の形態〕
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。

例えば、本実施の形態に係る接続構造は、ケーブルの端部で露出された光ファイバと、光モジュールとの接続構造であって、光ファイバの露出された部分は、２本以上の保護チューブで覆われており、保護チューブのうち、少なくとも２本は、直径の異なる第１のチューブと第２のチューブであり、第１のチューブの端部と、第１のチューブの端部と対向する第２のチューブの端部とにおいて、一方が他方のチューブ内にスライド可能であればよく、上記第１及び第２の実施の形態のように２本の保護チューブに限定されるものではなく、３本以上の保護チューブを用いてもよい。

３本の保護チューブを用いた具体例を以下に示す。
図４は、本発明のその他の実施の形態に係る接続構造の概略を示す断面図である。
図４（ａ）〜（ｅ）のいずれの具体例においても、第１のチューブ２２０，３２０，４２０，５２０，６２０の端部と対向する第２のチューブ２２１，３２１，４２１，５２１，６２１の端部とにおいて、一方が他方のチューブ内にスライド可能となっている。一方、第２のチューブと対向しない第１のチューブの他方の端部又は第１のチューブと対向しない第２のチューブの他方の端部と対向する第３のチューブ２２２，３２２，４２２，５２２，６２２の端部とは、一方が他方のチューブ内にスライド可能となっていてもよいし、互いに接着剤等により固定されていてもよい。第１〜３のチューブと、ケーブル１０及び光モジュール２０との接続は、上記第１〜２の実施の形態と同様である。

１：基板、２：光モジュール、３：筐体、４：コネクタ
１０：ケーブル、１１：光ファイバ
２０，１２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０：第１のチューブ
２１，１２１，２２１，３２１，４２１，５２１，６２１：第２のチューブ
２２２，３２２，４２２，５２２，６２２：第３のチューブ

Claims (9)

1. ケーブルの端部で露出された光ファイバと、光モジュールとの接続構造であって、
   前記光ファイバの露出された部分は、前記ケーブルの端部から前記光モジュールまでの間で、２本以上の保護チューブで覆われており、
   前記保護チューブは、前記光ファイバが、前記保護チューブの内部において適当なたるみを持ち、前記保護チューブの内壁に接して過剰な曲りが抑制されることにより、内部座屈が起きない程度の曲率の曲げ状態に保たれるような内径を有し、
   前記保護チューブのうち、少なくとも２本は、直径の異なる第１のチューブと第２のチューブであり、
   前記第１のチューブの端部と、前記第１のチューブの端部と対向する前記第２のチューブの端部とにおいて、一方が他方のチューブ内にスライド可能であることを特徴とする光ファイバと光モジュールとの接続構造。
2. 前記光ファイバの露出された部分は、前記第１のチューブと前記第２のチューブの２本のみで覆われていることを特徴とする請求項１に記載の接続構造。
3. 前記第２のチューブは、前記端部とは逆側の端部が前記光モジュールに固定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の接続構造。
4. 前記第１のチューブは、前記第２のチューブよりも前記ケーブル側に配置され、前記第２のチューブは、前記第１のチューブよりも前記光モジュール側に配置され、前記第１のチューブよりも直径が小さく、前記第１のチューブ内にスライド可能であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の接続構造。
5. 前記第２のチューブは、前記第１のチューブよりも前記光モジュール側に配置され、前記第１のチューブは、前記第２のチューブよりも前記ケーブル側に配置され、前記第２のチューブよりも直径が小さく、前記第２のチューブ内にスライド可能であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の接続構造。
6. 前記第１のチューブ及び前記第２のチューブは、ポリテトラフルオロエチレン又はポリエーテルエーテルケトンからなることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の接続構造。
7. 前記第２のチューブは、前記逆側の端部において、前記光ファイバに接着剤により接着されていることを特徴とする請求項３に記載の接続構造。
8. 前記ケーブルは、前記光モジュールが収容された筐体に固定されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の接続構造。
9. 請求項１乃至８の何れか１項に記載の接続構造を有することを特徴とする光通信モジュール。
   

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