JP5925930B1 - 光ファイバケーブルアセンブリ及び測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】曲げ特性に方向性がなく、バンドルファイバ間の中継ケーブル等に好適な光ファイバケーブルアセンブリを提供する。【解決手段】光ファイバケーブル２０内には複数の光ファイバ群が収容され、光ファイバ群を構成する光ファイバは被覆によっていずれの光ファイバ群に属するか識別可能とされている。光ファイバケーブル２０の両端に取り付けられた光コネクタ（プラグ３０，レセプタクル４０）は光ファイバが一本ずつ挿入固定される挿入穴が所定の間隔で配列形成された領域を光ファイバ群と同数備え、同じ光ファイバ群の光ファイバは同じ領域の挿入穴に挿入固定されているものの、一端の光コネクタの領域内における光ファイバの配列順序は他端の光コネクタの領域内における光ファイバの配列順序として維持されていない。【選択図】図１

Description

この発明は光ファイバケーブルの両端に光コネクタが取り付けられてなる光ファイバケーブルアセンブリ及びその光ファイバケーブルアセンブリを用いる測定装置に関する。

多数の光ファイバを束ねたバンドルファイバは実効的にコア面積が大きくなるので、光を大量に入射させたり、伝送させたりすることができ、工業、医療、分析などの各分野で使用されている。

バンドルファイバには送光用や受光用として単に一方向に光を伝送するもの以外に、両方向に光を伝送する送受一体型のものもある。独立した送光用バンドルファイバと受光用バンドルファイバとを用いる場合に比べ、送受一体型のバンドルファイバを用いれば、設置が簡易で、設置スペースも少なくてすむという利点がある。

バンドルファイバは用途に応じて長さが決定されるが、用途によっては１０ｍ程度の長さが必要になる場合がある。このような長いバンドルファイバは取扱いが煩わしく、また破損したり、故障が生じた場合には全てを交換しなければならないといった問題がある。

このような問題を回避するためには、例えばバンドルファイバをいくつかに分け、それらを接続して用いるといったことも考えられるが、バンドルファイバ同士の接続では光ファイバ一本ずつの位置合わせができないので光接続損失の大幅な増大は否めない。

光ファイバ同士を低損失で接続するためには、光ファイバを一本ずつ位置決め可能な光コネクタを用いる必要があり、そのような光コネクタを両端に備えた光信号接続部材が特許文献１に記載されている。

図８は特許文献１に記載されている光信号接続部材の一形態を示したものであり、光信号接続部材は図８Ｃに示したように、第１の光ファイバシート１１と第２の光ファイバシート１２と、それらの両端に取り付けられた第１のコネクタ１３と第２のコネクタ１４とによって構成されている。図８Ａ，Ｂは第１の光ファイバシート１１及び第２の光ファイバシート１２の構成をそれぞれ示したものであり、図８Ａ，Ｂ中、１５は光ファイバを示す。第１の光ファイバシート１１と第２の光ファイバシート１２にはそれぞれ湾曲部１１ａ，１２ａが設けられており、湾曲部１１ａと１２ａの湾曲している向きは互いに反対の向きとなっている。

第１の光ファイバシート１１と第２の光ファイバシート１２は図８Ｃの左側においては第２の光ファイバシート１２を下にして、その上に第１の光ファイバシート１２を重ねており、それぞれの端部から突き出した光ファイバ１５が第１のコネクタ１３のフェルールの孔にそれぞれ挿入されて取り付けられている。第１のコネクタ１３の上面に見えているのは窓１６である。

一方、図８Ｃの右側においては第２の光ファイバシート１２が第１の光ファイバシート１１の上側にきて左側とは重なりの順が変わっており、それぞれの端部から突き出した光ファイバ１５が第２のコネクタ１４に、第１のコネクタ１３と同様に取り付けられている。第２のコネクタ１４は窓が下面側に位置している。

上記のような構成を有する光信号接続部材を例えば２つのバンドルファイバ間の中継ケーブルとして用い、各バンドルファイバの接続端に第１のコネクタ１３及び第２のコネクタ１４とそれぞれ接続されるコネクタを取り付ければ、光接続損失の増大を招くことなく、バンドルファイバを分けることができ、一本の長いバンドルファイバを用いなくても済むようになる。なお、図８Ｃに示した光信号接続部材では両端のコネクタ１３，１４を窓１６がある面を上にして先端面を観察したときに光ファイバ１５の配置が同じになっている。

特開２０１４−１２２９５９号公報

ところで、上述した光信号接続部材では光ファイバシート１１，１２を用いているため、曲げ特性に方向性があり、任意の方向に曲げられないことから使いづらいといった問題があり、またコアの大きな光ファイバは光ファイバシートに加工すること自体が難しいため、コアの大きな光ファイバを用いることができないといった問題がある。

この発明の目的はこのような問題に鑑み、曲げ特性に方向性がなく、コアの大きな光ファイバでも支障は生じず、例えばバンドルファイバ間の中継ケーブルとして好適な光ファイバケーブルアセンブリを提供することにあり、さらにその光ファイバケーブルアセンブリを用いた測定装置を提供することにある。

請求項１の発明によれば、光ファイバケーブルの両端に光コネクタが取り付けられてなる光ファイバケーブルアセンブリにおいて、光ファイバケーブル内には複数の光ファイバ群が収容され、光ファイバ群を構成する光ファイバは、光ファイバ群毎にまとめられて整列固定されることなく、また複数本ずつまとめられて整列固定されることもなく、それぞれ独立した状態で光ファイバケーブル内に収容されており、光ファイバは被覆によっていずれの光ファイバ群に属するか識別可能とされ、光コネクタは光ファイバが一本ずつ挿入固定される挿入穴が所定の間隔で配列形成された領域を光ファイバ群の数と同数備え、同じ光ファイバ群の光ファイバは整列固定されることなく、同じ領域の任意の挿入穴に挿入固定されており、一端の光コネクタの前記領域内における光ファイバの配列順序は他端の光コネクタの前記領域内における光ファイバの配列順序として維持されていないものとされる。

請求項２の発明では請求項１の発明において、光コネクタを光ファイバの接続端面側から見て複数の光ファイバ群の配列順序は一端の光コネクタと他端の光コネクタとで一致しているものとされる。

請求項３の発明では請求項１又は２の発明において、前記領域は光コネクタが具備する単一のフェルールに設けられているものとされる。

請求項４の発明では請求項１乃至３のいずれかの発明において、光ファイバはＨ−ＰＣＦとされる。

請求項５の発明では請求項１乃至４のいずれかの発明において、光ファイバは被覆の色によっていずれの光ファイバ群に属するか識別可能とされている。

請求項６の発明では請求項１乃至５のいずれかの発明において、光ファイバ群の数は２つとされ、一方が送信経路をなし、他方が受信経路をなすものとされる。

請求項７の発明によれば、測定対象に光を照射し、測定対象からの光を測定する測定装置は、請求項６記載の光ファイバケーブルアセンブリと、前記一端の光コネクタと接続される光コネクタを一端に備えて光ファイバケーブルアセンブリと接続され、他端が２分岐された第１のバンドルファイバと、前記他端の光コネクタと接続される光コネクタを一端に備えて光ファイバケーブルアセンブリと接続され、他端が測定対象と対向される第２のバンドルファイバと、第１のバンドルファイバの分岐端の一方に光を入射する光源と、第１のバンドルファイバの分岐端の他方から出射する測定対象からの光を受光する受光素子とよりなる。

この発明によれば、曲げ特性に方向性がなく、その点で使い勝手がよく、例えばバンドルファイバ間の中継ケーブルなどに用いて好適な光ファイバケーブルアセンブリを提供することができる。

光ファイバ群を構成する光ファイバは被覆によって属する光ファイバ群を識別するだけで配列順序を考慮することなく、所定の領域内の任意の挿入穴に挿入固定すればよいので簡単に組み立てることができる。

また、この発明による測定装置によれば、一本の長いバンドルファイバを用いるような構成に比し、取り扱い易いものとなる。

この発明による光ファイバケーブルアセンブリの一実施例を示す正面図。 Ａは図１におけるプラグの斜視図、Ｂはその正面図。 Ａは図１におけるレセプタクルの斜視図、Ｂはその正面図。 Ａは図２Ｂ，図３Ｂにおけるフェルールの斜視図、Ｂはその正面図。 フェルールに光ファイバ群が取り付けられた状態を示す斜視図。 フェルールにおける光ファイバ群の配列順序を説明するための図。 この発明による測定装置を模式的に示した図。 従来の光信号接続部材の構成を説明するための図。

この発明の実施形態を図面を参照して実施例により説明する。

図１はこの発明による光ファイバケーブルアセンブリの一実施例を示したものであり、光ファイバケーブルアセンブリ１００は光ファイバケーブル２０の両端に光コネクタが取り付けられたものとなっており、この例では光ファイバケーブル２０の一端の光コネクタはプラグ３０とされ、他端の光コネクタはレセプタクル４０とされている。

図２及び図３はそれぞれプラグ３０及びレセプタクル４０の詳細を示したものであり、図２中、３１はプラグボディを示し、３２はカップリングナット、３３はブーツを示す。また、図３中、４１はシェルを示し、４２はリヤインシュレータ、４３はブーツを示す。プラグボディ３１内にはフェルール５０が収容されており、シェル４１内にもプラグボディ３１内と同じフェルール５０が収容されている。

図４はフェルール５０の詳細を示したものであり、図４中、５１は光ファイバが一本ずつ挿入固定される挿入穴を示し、５２はガイド穴を示す。また、５３は光ファイバの端末が収容される凹部を示す。挿入穴５１はこの例では２つの領域５４，５５に分かれて形成されており、各領域５４，５５にはそれぞれ１９個の挿入穴５１が所定の間隔で配列されて形成されている。

ガイド穴５２は領域５４，５５を挟んで２つ形成されており、プラグボディ３１内に収容されるフェルール５０のガイド穴５２には図２に示したようにガイドピン６０が挿入されて配置される。ガイドピン６０はフェルール５０の先端面より所定量突出される。

光ファイバケーブル２０内には詳細図示を省略しているが、１９本の光ファイバよりなる光ファイバ群がフェルール５０の領域５４，５５の数と同数、２つ収容されている。光ファイバは例えば光ファイバ群毎にまとめられて整列固定されることなく、また複数本ずつまとめられて整列固定されることもなく、それぞれ独立した状態で光ファイバケーブル２０の外被内に収容されている。光ファイバは一本ずつ被覆されており、２つの光ファイバ群を構成する光ファイバは被覆の色の違いによっていずれの光ファイバ群に属するか識別可能とされている。

図５は光ファイバケーブル２０から取り出された２つの光ファイバ群の光ファイバ２１がフェルール５０の挿入穴５１に挿入固定されて接続された様子を示したものであり、第１の光ファイバ群２２の光ファイバ２１は領域５４（図４参照）の挿入穴５１に挿入固定され、第２の光ファイバ群２３の光ファイバ２１は領域５５（図４参照）の挿入穴５１に挿入固定されている。挿入穴５１への光ファイバ２１の挿入固定は同じ光ファイバ群の光ファイバ２１が同じ領域の挿入穴５１に挿入固定されてさえいればよく、光ファイバ２１個々の配列順序は問わない。

プラグ３０のフェルール５０及びレセプタクル４０のフェルール５０に対する第１の光ファイバ群２２の光ファイバ２１、第２の光ファイバ群２３の光ファイバ２１の取り付けは、いずれも上述したように同じ光ファイバ群の光ファイバ２１が同じ領域の挿入穴５１に挿入固定されていればよい。よって、プラグ３０のフェルール５０の各領域５４，５５内における光ファイバ２１の配列順序はレセプタクル４０のフェルール５０の各領域５４，５５内における光ファイバ２１の配列順序として維持されていない。光ファイバ２１は被覆の色で属する光ファイバ群を識別するだけで配列順序を考慮することなく、挿入穴５１に挿入固定すればよいので組立作業を簡易に行うことができる。

図６はフェルール５０の２つの領域５４，５５に対する第１及び第２の光ファイバ群２２，２３の２通りの配置の仕方を示したものであり、図６Ａには図１と同様、光ファイバケーブルアセンブリ１００を示している。図６Ｂ（ａ），図６Ｃ（ａ）はプラグ３０を先端側（光ファイバ２１の接続端面側）から見た時のプラグ３０内のフェルール５０を示したものであり、図６Ｂ（ｂ），図６Ｃ（ｂ）はレセプタクル４０を先端側（光ファイバ２１の接続端面側）から見た時のレセプタクル４０内のフェルール５０を示したものである。なお、図６においてはプラグ３０内のフェルールを５０_Ｐとし、レセプタクル４０内のフェルールを５０_Ｒとしている。

図６Ｂはフェルール５０_Ｐ，５０_Ｒにおける第１の光ファイバ群２２と第２の光ファイバ群２３の配列順序が光ファイバ２１の接続端面側から見て一致している場合を示したものであり、即ちフェルール５０_Ｐにおいてもフェルール５０_Ｒにおいても第１の光ファイバ群２２は領域５４に配置され、第２の光ファイバ群２３は領域５５に配置されている。

一方、図６Ｃはフェルール５０_Ｐ，５０_Ｒにおける第１の光ファイバ群２２と第２の光ファイバ群２３の配列順序が光ファイバ２１の接続端面側から見て逆になっている場合を示したものであり、第１の光ファイバ群２２はフェルール５０_Ｐにおいては領域５４に配置され、フェルール５０_Ｒにおいては領域５５に配置されている。従って、第２の光ファイバ群２３はフェルール５０_Ｐにおいては領域５５に配置され、フェルール５０_Ｒにおいては領域５４に配置されている。

第１及び第２の光ファイバ群２２，２３のフェルール５０_Ｐ，５０_Ｒに対する配置の仕方（配列順序）はこのように２通りあり、光ファイバケーブルアセンブリ１００の使用形態（接続形態）に応じて選択される。

図７は上述した光ファイバケーブルアセンブリ１００の好適な使用例として、測定対象に光を照射し、測定対象からの光を測定する測定装置において送受一体型のバンドルファイバ間の中継ケーブルとして光ファイバケーブルアセンブリ１００を用いた例を模式的に示したものである。

第１のバンドルファイバ２００は光ファイバケーブルアセンブリ１００のプラグ３０と接続される光コネクタとしてレセプタクル７０を一端に備えており、光ファイバケーブルアセンブリ１００と接続されている。第１のバンドルファイバ２００の他端は２つに分岐されている。第２のバンドルファイバ３００は光ファイバケーブルアセンブリ１００のレセプタクル４０と接続される光コネクタとしてプラグ８０を一端に備えており、光ファイバケーブルアセンブリ１００と接続されている。第２のバンドルファイバ３００の他端は測定対象４００と対向されている。

図７中、５００は光源を示し、６００は受光素子を示す。光ファイバケーブルアセンブリ１００は前述したように第１及び第２の２つの光ファイバ群２２，２３を備えており、２つの光ファイバ群２２，２３の一方が送信経路（送光経路）として使用され、他方が受信経路（受光経路）として使用される。

光源５００から出射された光は第１のバンドルファイバ２００の一方の分岐部２１０の端面に入射される。入射された光は第１のバンドルファイバ２００、光ファイバケーブル１００及び第２のバンドルファイバ３００によって伝送されて第２のバンドルファイバ３００の端面から出射し、測定対象４００に照射される。

光の照射により測定対象４００から得られる光（例えば、反射光や散乱光、放出光等）は第２のバンドルファイバ３００の端面に入射し、第２のバンドルファイバ３００、光ファイバケーブル１００及び第１のバンドルファイバ２００により伝送されて第１のバンドルファイバ２００の他方の分岐部２２０の端面から出射する。分岐部２２０の端面から出射した光は受光素子６００によって受光され、これにより測定対象４００からの光を検出し、測定することができる。

この図７に示したような測定装置は工業、医療、分析などの各分野で使用することができる。例えば、医療の分野で言えば、人体の脈派の測定などに用いることができる。

バンドルファイバ２００と３００の間に上述したように中継ケーブルとして光ファイバケーブルアセンブリ１００を用いれば、一本の長いバンドルファイバを用いなくても済むようになる。光ファイバケーブルアセンブリ１００とバンドルファイバ２００，３００は光コネクタによって結合されているため、分離も容易であり、その点で取り扱い易く、破損したり、故障が生じた場合でも部分的な交換で済むようになる。

また、光ファイバケーブル２０内の光ファイバ２１は前述したように一本ずつ独立しているため、曲げ特性に方向性はなく、任意の方向に曲げられるため、使い勝手のよいものとなる。

以上、この発明の実施例について説明したが、光ファイバケーブルアセンブリ１００においては一つの光ファイバ群を構成する光ファイバ２１は同じ光の伝送に用いられるため、光ファイバ２１個々の配列順序は考慮する必要がない。光ファイバ群全体としての光量が確保されればよく、光ファイバ群を構成する光ファイバ２１の数、フェルール５０の挿入穴５１の数は適宜、決定される。

用いる光ファイバ２１は伝送損失が少なく、接続損失も少ないものが望ましく、その点で石英ガラスのコアを有し、コア直径が２００μｍと大きいＨ−ＰＣＦ（Hard-Plastic Clad Fiber）を用いるのが好ましい。

光ファイバ２１が第１及び第２の光ファイバ群２２，２３のいずれに属するかは光ファイバ２１の被覆の色の違いによって識別できるものとなっているが、これに限らず、例えば被覆の色は同じにして被覆上に全長に渡って記したラインやマークによって識別するようにしてもよい。例えば、
・ラインが有るか否か
・ラインが１本か２本か
・マークが有るか否か
等によって識別することができる。

上述した例では光ファイバケーブルアセンブリ１００は一端にプラグ３０を備え、他端にレセプタクル４０を備えているが、プラグ３０を両端に備える構成やレセプタクル４０を両端に備える構成としてもよい。両端に同じプラグ３０を備える場合あるいは同じレセプタクル４０を備える場合、図６Ｂに示したような第１及び第２の光ファイバ群２２，２３の配列とすれば、光ファイバケーブルアセンブリは方向性のないものとなる。

一方、図１に示した構成を採用し、第１及び第２の光ファイバ群２２，２３の配列を図６Ｃに示した配列とすれば、図７に示した使用形態において例えば光ファイバケーブルアセンブリ１００をなしとしたバンドルファイバ２００と３００の直接接続（短絡接続）も可能とすることができる。

プラグ３０及びレセプタクル４０はそれぞれフェルール５０を１つ備えるものとなっているが、単一のフェルール５０ではなく、例えば領域５４，５５毎に分かれた２つのフェルールを備えるものとしてもよい。

光ファイバケーブル２０内の光ファイバ群の数は２つに限定されるものではなく、３つ以上であってもよく、使用形態に応じて決定される。フェルール５０には光ファイバ群を接続する領域が光ファイバ群の数と同数、設けられる。

１１ 第１の光ファイバシート １１ａ 湾曲部
１２ 第２の光ファイバシート １２ａ 湾曲部
１３ 第１のコネクタ １４ 第２のコネクタ
１５ 光ファイバ １６ 窓
２０ 光ファイバケーブル ２１ 光ファイバ
２２ 第１の光ファイバ群 ２３ 第２の光ファイバ群
３０ プラグ ３１ プラグボディ
３２ カップリングナット ３３ ブーツ
４０ レセプタクル ４１ シェル
４２ リヤインシュレータ ４３ ブーツ
５０，５０_Ｐ，５０_Ｒ フェルール ５１ 挿入穴
５２ ガイド穴 ５３ 凹部
５４，５５ 領域 ６０ ガイドピン
７０ レセプタクル ８０ プラグ
１００ 光ファイバケーブルアセンブリ ２００ 第１のバンドルファイバ
２１０，２２０ 分岐部 ３００ 第２のバンドルファイバ
４００ 測定対象 ５００ 光源
６００ 受光素子

Claims (7)

1. 光ファイバケーブルの両端に光コネクタが取り付けられてなる光ファイバケーブルアセンブリであって、
   前記光ファイバケーブル内には複数の光ファイバ群が収容され、
   前記光ファイバ群を構成する光ファイバは、前記光ファイバ群毎にまとめられて整列固定されることなく、また複数本ずつまとめられて整列固定されることもなく、それぞれ独立した状態で前記光ファイバケーブル内に収容されており、
   前記光ファイバは被覆によっていずれの前記光ファイバ群に属するか識別可能とされ、
   前記光コネクタは前記光ファイバが一本ずつ挿入固定される挿入穴が所定の間隔で配列形成された領域を前記光ファイバ群の数と同数備え、
   同じ光ファイバ群の前記光ファイバは整列固定されることなく、同じ領域の任意の前記挿入穴に挿入固定されており、
   一端の前記光コネクタの前記領域内における前記光ファイバの配列順序は他端の前記光コネクタの前記領域内における前記光ファイバの配列順序として維持されていないことを特徴とする光ファイバケーブルアセンブリ。
2. 請求項１記載の光ファイバケーブルアセンブリにおいて、
   前記光コネクタを前記光ファイバの接続端面側から見て前記複数の光ファイバ群の配列順序は前記一端の光コネクタと前記他端の光コネクタとで一致していることを特徴とする光ファイバケーブルアセンブリ。
3. 請求項１又は２記載の光ファイバケーブルアセンブリにおいて、
   前記領域は前記光コネクタが具備する単一のフェルールに設けられていることを特徴とする光ファイバケーブルアセンブリ。
4. 請求項１乃至３記載のいずれかの光ファイバケーブルアセンブリにおいて、
   前記光ファイバはＨ−ＰＣＦであることを特徴とする光ファイバケーブルアセンブリ。
5. 請求項１乃至４記載のいずれかの光ファイバケーブルアセンブリにおいて、
   前記光ファイバは被覆の色によっていずれの前記光ファイバ群に属するか識別可能とされていることを特徴とする光ファイバケーブルアセンブリ。
6. 請求項１乃至５記載のいずれかの光ファイバケーブルアセンブリにおいて、
   前記光ファイバ群の数は２つとされ、一方が送信経路をなし、他方が受信経路をなすことを特徴とする光ファイバケーブルアセンブリ。
7. 測定対象に光を照射し、前記測定対象からの光を測定する測定装置であって、
   請求項６記載の光ファイバケーブルアセンブリと、
   前記一端の光コネクタと接続される光コネクタを一端に備えて前記光ファイバケーブルアセンブリと接続され、他端が２分岐された第１のバンドルファイバと、
   前記他端の光コネクタと接続される光コネクタを一端に備えて前記光ファイバケーブルアセンブリと接続され、他端が前記測定対象と対向される第２のバンドルファイバと、
   前記第１のバンドルファイバの分岐端の一方に光を入射する光源と、
   前記第１のバンドルファイバの分岐端の他方から出射する前記測定対象からの光を受光する受光素子とよりなることを特徴とする測定装置。

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