JP6968110B2 - 光コネクタおよび光音響波発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバを有する光コネクタおよびその光コネクタを用いた光音響波発生装置に関する。

従来、光ファイバとその光ファイバによって導光された光を用いる装置などとを光学的に結合するための光コネクタが種々提案されている。

たとえば特許文献１においては、光ファイバの先端に光ファイバを保持するフェルールを設け、そのフェルールを筒状の接続部材内に配置した光コネクタが提案されている。そして、特許文献１においては、筒状の接続部材内に弾性部材を設け、光コネクタが接続先の接続部（たとえば光アダプタ）に接続された際、その弾性部材によってフェルールを接続部側に押圧し、光学的に接続する構成が提案されている。

特開平１０−１４２４５１号公報 特開２０１０−２１７６８５号公報 特開２０００−１３７１４２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の光コネクタにおいては、光コネクタが接続先の接続部に接続されていない状態において、フェルールのフランジ（周壁部）と弾性部材との間に隙間があるため、すなわちフェルールが筒状の接続部材内において固定されていない状態なので、筒状の接続部材の長さ方向に直交する方向にフェルールが大きく動いてしまい、接続部への挿入性が悪くなる問題がある。

なお、特許文献２および特許文献３には、シーリング目的でＯリングを設けた光コネクタが提案されているが、挿入性を向上させる構成については開示されていない。

本発明は、上記事情に鑑み、光コネクタの接続先の接続部への挿入性を向上することができる光コネクタおよびその光コネクタを用いた光音響波発生装置を提供することを目的とするものである。

本発明の一態様に係る光コネクタは、一端にフェルール部が設けられた光ファイバと、光ファイバが挿入される筒状に形成された筒状接続部材であって、一端部の筒内にフェルール部が設置され、他端部から光ファイバの他端が引き出される筒状接続部材とを備え、フェルール部が、筒状接続部材の長さ方向に直交する方向に凸方向を有する凸部を有し、その凸部の筒状接続部材の長さ方向外側の面に弾性部材が接触して設けられている。

また、本発明の一態様に係る光コネクタにおいては、筒状接続部材の内壁に突起部を形成し、突起部と凸部との間に弾性部材を設置してもよい。

また、本発明の一態様に係る光コネクタにおいては、筒状接続部材の内壁に凹部を形成し、凹部内に突起形成部材が嵌合することによって突起部を形成してもよい。

また、本発明の一態様に係る光コネクタにおいて、突起部は、筒状接続部材と一体成形してもよい。

また、本発明の一態様に係る光コネクタにおいて、突起部は、筒状接続部材の内壁の内周のうちの一部にのみ設けてもよい。

また、本発明の一態様に係る光コネクタにおいて、突起部は、筒状接続部材の内壁の内周のうちの４か所にのみ設けることが好ましい。

また、本発明の一態様に係る光コネクタにおいては、筒状接続部材の内周に沿って溝を形成してもよく、溝内に弾性部材を設置してもよい。

また、本発明の一態様に係る光コネクタにおいて、弾性部材は、Ｏリングであることが好ましい。

また、本発明の一態様に係る光コネクタにおいて、弾性部材は、ねじりばねとしてもよい。

また、本発明の一態様に係る光コネクタにおいては、筒状接続部材の一端部側の外壁に切り欠きを設けることが好ましい。

また、本発明の一態様に係る光コネクタにおいて、フェルール部の先端は面取りされていることが好ましい。

本発明の一態様に係る光音響波発生装置は、光源部と、光源部に接続される上記本発明の光コネクタと、光コネクタから延伸された光ファイバの他端が接続される穿刺針とを備える。

本発明の光コネクタおよび光音響波発生装置によれば、フェルール部が、筒状接続部材の長さ方向に直交する方向に凸方向を有する凸部を有する。そして、その凸部の筒状接続部材の長さ方向外側の面に弾性部材を接触して設けることによって、光コネクタの接続先の接続部への挿入性を向上することができる。

本発明の光コネクタの一実施形態の構成を示す断面図 筒状接続部材の一実施形態の外観を示す斜視図 図１に示す光コネクタの一部拡大図 突起形成部材の一例を示す図 図１に示す筒状接続部材の一部拡大図 筒状接続部材の一実施形態の外観側面図 筒状接続部材の詳細な寸法を説明するための図 本発明の光コネクタの一実施形態の製造方法を説明するための図 本発明の光コネクタの一実施形態の製造方法を説明するための図 突起部と筒状接続部材とを一体形成した例を示す図 フェルール部の一例を示す図 本発明の光コネクタのその他の実施形態の製造方法を説明するための図 本発明の光コネクタのその他の実施形態の構成を示す断面図 図１３に示す光コネクタの製造方法を説明するための図 本発明の光コネクタのその他の実施形態の構成を示す断面図 本発明の光コネクタのその他の実施形態の構成を示す断面図 本発明の光コネクタのその他の実施形態の構成を示す断面図 本発明の光音響波発生装置の一実施形態の外観を示す図 本発明の光音響波発生装置の一実施形態における穿刺針の構成を示す断面図

以下、本発明の光コネクタの一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態の光コネクタ１の概略構成を示す図である。なお、図１は、本実施形態の光コネクタ１の長さ方向に延びる中心軸（以下、単に中心軸という）を含む断面の図である。

本実施形態の光コネクタ１は、図１に示すように、光ファイバ１０と、フェルール部１１と、筒状接続部材１２と、保護部材１３と、被覆部材１４とを備えている。

フェルール部１１は、光ファイバ１０の一端に設けられるものであり、ジルコニアからなるフェルール本体１１ａと、フェルール本体１１ａに接続される金属部１１ｂとを備えている。金属部１１ｂは、筒状接続部材１２の長さ方向に直交する方向に凸方向を有する凸部１１ｃを有する。そして、フェルール部１１の長さ方向に延びる中心軸に沿って形成された孔に光ファイバ１０が挿入されて接着固定され、フェルール部１１の一端１１ｄから光ファイバ１０の一端面が露出するように構成されている。なお、フェルール部１１の一端１１ｄ（先端）は、面取りされていることが好ましい。これにより、光コネクタ１の接続先である接続部（たとえば光アダプタ）に対して、挿入しやすくすることができる。

また、光ファイバ１０の側面にポリイミドなどにより保護コートを設けてもよい。これにより光ファイバ１０の欠けを抑制することができる。また、光ファイバ１０のコア部とフェルール内孔との同軸度を向上させるため、フェルール部１１に通す部分のみ保護コートを剥くようにしてもよい。

筒状接続部材１２は、フェルール部１１が設けられた光ファイバ１０が挿入される筒状に形成された部材である。図２は、筒状接続部材１２の外観を示す斜視図である。図１に戻り、筒状接続部材１２の一端部１２ａの筒内に、上述したフェルール部１１が固定される。具体的には、筒状接続部材１２の一端部１２ａの内壁には、フェルール部１１の金属部１１ｂの凸部１１ｃが当接するフェルール当接面１２ｃが形成されている。

本実施形態の光コネクタ１の製造工程においては、フェルール部１１が設けられていない光ファイバ１０の他端が、筒状接続部材１２の一端部１２ａ側から挿入される。そして、フェルール部１１の凸部１１ｃがフェルール当接面１２ｃに当接するまで光ファイバ１０が筒状接続部材１２の他端部１２ｂ側から引き出され、凸部１１ｃがフェルール当接面１２ｃに当接することによって、筒状接続部材１２の長さ方向のフェルール部１１の位置が決定する。

そして、本実施形態の光コネクタ１においては、フェルール部１１の凸部１１ｃのフェルール当接面１２ｃ側とは反対にＯリング１５が配置されている。本実施形態においては、Ｏリング１５が、本発明の弾性部材に相当するものである。Ｏリング１５は、凸部１１ｃの筒状接続部材１２の長さ方向外側の面１１ｅ（図３参照）に接触して設けられている。また、Ｏリング１５は、フェルール本体１１ａの外周に沿って設けられるものであり、フェルール本体１１ａと筒状接続部材１２の内壁との間に設けられている。なお、本実施形態においては、弾性部材としてＯリングを用いるようにしたが、これに限らず、Ｘリング、ゴムワッシャ、およびねじりばねなどを用いることができる。また、ゴム素材としては、ニトリル、クロロブレン、シリコーン、フッ素、ブチル、およびＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエン）などを用いることができる。

図３は、図１に示す筒状接続部材１２の一端部１２ａの拡大図である。図３に示すように、本実施形態においては、筒状接続部材１２の一端部１２ａの内壁に溝１２ｓ（本発明の凹部に相当する）が形成されている。溝１２ｓは、筒状接続部材１２の内周に沿って形成されており、その溝１２ｓ内に突起形成部材１６が嵌合して設けられている。図４は、突起形成部材１６の一例を示す図である。突起形成部材１６は、樹脂などといったある程度変形可能な材料から形成されるものであり、図４に示すように、リング状に形成されたものである。そして、図３に示すように、突起形成部材１６は、溝１２ｓの深さｄｐよりも大きい幅ｗ（図４参照）で形成されており、これにより筒状接続部材１２の内壁に突起部１６ａが形成される。突起部１６ａとフェルール部１１の凸部１１ｃとの間にＯリング１５が設置される。そして、突起部１６ａとフェルール部１１の凸部１１ｃとの間の距離ｄｓは、Ｏリング１５のリング部材の断面直径よりも小さく設定されており、これによりＯリング１５が、筒状接続部材１２の長さ方向について突起部１６ａによって押圧されて固定されている。また、これによりＯリング１５が、筒状接続部材１２の長さ方向内側（図３に示す矢印Ｚ側）に向かって凸部１１ｃを押圧している。なお、上述したＯリング１５のリング部材の断面直径とは、Ｏリング１５が、筒状接続部材１２内に設置される前であって、圧力によって変形していない状態におけるリング部材の断面直径である。

そして、Ｏリング１５が突起部１６ａによって押圧されて変形することによって、Ｏリング１５は、筒状接続部材１２の内壁とフェルール部１１の外周面とに密着した状態となっている。これにより筒状接続部材１２の長さ方向に直交する方向について、フェルール部１１が位置決めされている。ただし、図３に示すように、突起部１６ａとフェルール本体１１ａとの間に間隔ｄｔを設けているため、フェルール部１１は、Ｏリング１５の変形によって、筒状接続部材１２の長さ方向に直交する方向に可動な状態で支持されている。突起部１６ａとフェルール本体１１ａとの間隔ｄｔは、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。

本実施形態の光コネクタ１においては、上述したように、Ｏリング１５によってフェルール部１１の凸部１１ｃを押圧することによって、フェルール部１１が無駄に動くのを防止することができる。また、Ｏリング１５が変形することによって、フェルール部１１が、筒状接続部材１２の長さ方向に直交する方向について動くことが可能なように構成したので、光コネクタ１の接続先の接続部（たとえば光アダプタ）のスリーブに沿ってフェルール部１１を挿入させることができ、これにより光コネクタ１の挿入性を向上させることができる。

次に、図１に示すように、筒状接続部材１２の内壁には、筒状接続部材１２の他端部１２ｂから挿入された保護部材１３が当接する保護部材当接面１２ｄが形成されている。図５は、図１に示す点線四角の範囲の拡大図である。図５に示すように、本実施形態においては、保護部材当接面１２ｄは、筒状接続部材１２の長さ方向に垂直な面で形成されている。保護部材１３は、樹脂などから形成された筒状のチューブ部材であり、そのチューブ部材内に光ファイバ１０が挿入されることによって光ファイバ１０の外表面が保護される。

そして、本実施形態の光コネクタ１の製造工程においては、筒状接続部材１２の筒内に光ファイバ１０が挿入される前に、まず、保護部材１３が、筒状接続部材１２の他端部１２ｂから挿入される。そして、保護部材１３の挿入側の先端が、上述した保護部材当接面１２ｄに当接した状態で保護部材１３の先端が位置決めされる。

そして、このように保護部材１３が位置決めされた状態において、光ファイバ１０が筒状接続部材１２の一端部１２ａ側から挿入される。本実施形態においては、上述したように保護部材当接面１２ｄを形成し、この保護部材当接面１２ｄによって保護部材１３を位置決めした状態で光ファイバ１０を挿入するようにしたので、保護部材１３に対して光ファイバ１０を容易に挿入することができ、製造時間を短縮することができる。

さらに、本実施形態の筒状接続部材１２においては、上述した保護部材当接面１２ｄとフェルール部１１との間に、フェルール側テーパ面１２ｅが形成されている。フェルール側テーパ面１２ｅは、筒状接続部材１２の内径がフェルール部１１側に向かって次第に大きくなるように形成された傾斜面である。このように筒状接続部材１２の内壁に、フェルール側テーパ面１２ｅを形成することによって、光ファイバ１０を筒状接続部材１２の一端部１２ａ側から挿入した際、光ファイバ１０の挿入側先端が、筒状接続部材１２の内壁の段差などに衝突することなく、よりスムーズに挿入することができる。なお、本実施形態の光コネクタ１においては、筒状接続部材１２の一端部１２ａ側に表面を有し、かつ、筒状接続部材１２の長さ方向に対して垂直な内壁面は、フェルール当接面１２ｃのみであり、これにより光ファイバ１０を挿入し易く構成されている。

また、本実施形態の筒状接続部材１２においては、図５に示すように、上述したフェルール側テーパ面１２ｅと保護部材当接面１２ｄとの間に、ファイバ通過部１２ｆが形成されている。ファイバ通過部１２ｆは、図５に示すように、ファイバ通過部１２ｆにおける筒状接続部材１２の内径ｄが保護部材１３の内径Ｄよりも小さくなるように形成されている。

また、本実施形態の筒状接続部材１２においては、保護部材当接面１２ｄと筒状接続部材１２の他端部１２ｂとの間に、中間部テーパ面１２ｇが形成されている。中間部テーパ面１２ｇは、筒状接続部材１２の内径が他端部１２ｂ側に向かって次第に大きくなるように形成された傾斜面である。

このように筒状接続部材１２の内壁に、中間部テーパ面１２ｇを形成することによって、保護部材１３を筒状接続部材１２の他端部１２ｂ側から挿入する際、保護部材１３の挿入側先端を保護部材当接面１２ｄまでよりスムーズに案内することができる。

なお、上述した中間部テーパ面１２ｇと保護部材当接面１２ｄとの間には、保護部材通過部１２ｈが形成されている。保護部材通過部１２ｈは、保護部材通過部１２ｈにおける筒状接続部材１２の内径が保護部材１３の外径と等しくなるように形成されている。このように保護部材通過部１２ｈを形成することによって、筒状接続部材１２の長さ方向に直交する方向についての、保護部材１３の位置決めを容易にすることができ、これにより光ファイバ１０の挿入側先端を保護部材１３に対してよりスムーズに挿入することができる。

さらに、本実施形態の筒状接続部材１２の他端部１２ｂにおいては、開口側テーパ面１２ｉが形成されている。開口側テーパ面１２ｉは、筒状接続部材１２の内径が筒状接続部材１２の他端１２ｋに向かって次第に大きくなるように形成された傾斜面である。このように開口側テーパ面１２ｉを形成することによって、筒状接続部材１２の他端部１２ｂにおける光ファイバ１０の曲がりの自由度を制限することができ、光ファイバ１０への負荷を減らすことができる。

また、上述した開口側テーパ面１２ｉは、曲面から形成することが望ましい。なお、開口側テーパ面１２ｉが曲面であるとは、図１に示すように、筒状接続部材１２の中心軸を含む断面上において、開口側テーパ面１２ｉを表す線が２次曲線またはスプライン曲線で表せることをいう。このように開口側テーパ面１２ｉを曲面で形成することによって、光ファイバ１０が曲面に沿って曲がるようにすることができるので、光ファイバ１０の曲げ半径を制限することができ、光ファイバ１０に対して局所的に負荷がかかるのを抑制することができる。

また、本実施形態においては、保護部材１３の周囲に被覆部材１４が設けられている。被覆部材１４は、筒状接続部材１２の他端部１２ｂにおいて保護部材１３を被覆するものである。被覆部材１４は、樹脂などから形成された筒状のチューブ部材であり、そのチューブ部材内に、保護部材１３が挿入されることによって、保護部材１３および保護部材１３内の光ファイバ１０を保護することができる。そして、本実施形態においては、筒状接続部材１２の筒内に光ファイバ１０が挿入される前に、まず、保護部材１３および被覆部材１４が、筒状接続部材１２の他端部１２ｂから挿入される。そして、保護部材１３の挿入側の先端が、上述した保護部材当接面１２ｄに当接し、かつ被覆部材１４の挿入側の先端が、上述した開口側テーパ面１２ｉに当接した状態で位置決めされる。

そして、このように保護部材１３および被覆部材１４が位置決めされた状態において、光ファイバ１０が筒状接続部材１２の一端部１２ａ側から挿入される。

また、本実施形態の筒状接続部材１２の一端部１２ａ側の外壁には、切り欠き１２ｐが形成されている。この切り欠き１２ｐが、光コネクタ１の接続先の接続部（たとえば光アダプタ）の凸部と勘合することによって、光コネクタ１の接続部からの抜けを防止することができる。

次に、筒状接続部材１２の詳細な寸法について、図６および図７を参照しながら説明する。図６は、筒状接続部材１２の外観側面図であり、図７は、図６のＸ−Ｘ線断面図である。図６に示す筒状接続部材１２の長さＬ１は、２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることが好ましい。また、筒状接続部材１２の外径ｄ１は、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。

また、図７に示すように、筒状接続部材１２の一端部１２ａ側の開口の直径ｄ２は、１．５ｍｍ以上８ｍｍ以下であることが好ましい。また、フェルール部１１が収容される部分の内径ｄ３は、２．４ｍｍ以上６ｍｍ以下であることが好ましく、金属部１１ｂの端部が収容される部分の内径ｄ４は、１．２ｍｍ以上４ｍｍ以下であることが好ましい。すなわち、フェルール当接面１２ｃの幅（ｄ３−ｄ４）／２は、０．６ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましい。

また、溝１２ｓの深さｄｐは、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。また、この溝１２ｓの深さに対し、溝１２ｓに嵌合するリング状の突起形成部材１６の幅ｗ（４参照）は、０．４ｍｍ以上３ｍｍ以下であることが好ましい。すなわち、図３に示す突起部１６ａの筒状接続部材１２の内壁からの高さｈは、０．３ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましい。

また、フェルール部１１の金属部１１ｂの先端端部が配置される部分の内径ｄ５は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下であることが好ましく、保護部材通過部１２ｈの内径ｄ６は、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。

また、筒状接続部材１２の他端部１２ｂ側の開口の直径ｄ８は、１．５ｍｍ以上８ｍｍ以下であることが好ましく、中間部テーパ面１２ｇと開口側テーパ面１２ｉとの間の筒状接続部材１２の内径ｄ７は、１ｍｍ以上４ｍｍ以下であることが好ましい。

また、筒状接続部材１２の長さ方向におけるフェルール部１１が配置される部分の長さＬ２は、５ｍｍ以上１２ｍｍ以下であることが好ましい。筒状接続部材１２の長さ方向における筒状接続部材１２の一端１２ｒからフェルール側テーパ面１２ｅの末端（フェルール側テーパ面１２ｅとファイバ通過部１２ｆとの境界）までの長さＬ３は、７ｍｍ以上２５ｍｍ以下であることが好ましい。

また、筒状接続部材１２の長さ方向におけるファイバ通過部１２ｆの長さＬ５は、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下とすることが好ましい。ファイバ通過部１２ｆの長さＬ５を０．５ｍｍ以上とすることによって、光ファイバ１０の先端を保護部材１３の中心にスムーズに案内することができる。ただし、ファイバ通過部１２ｆは、非常に細い空間であるので、長くなると製造することが難しくなる。したがって、ファイバ通過部１２ｆの長さＬ５を２ｍｍ以下とすることによって、製造し易くなり、歩留まりを良くすることができる。

また、ファイバ通過部１２ｆと保護部材通過部１２ｈとを合わせた長さＬ４は、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることが好ましく、筒状接続部材１２の長さ方向における筒状接続部材１２の他端１２ｋから中間部テーパ面１２ｇの手前までの長さＬ６は、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることが好ましい。

また、フェルール側テーパ面１２ｅの傾斜角度θ１は、４５°以下であることが望ましい。より好ましくは３０°以下であり、さらに好ましくは１０°程度である。なお、フェルール側テーパ面１２ｅは、筒状接続部材１２の中心軸について軸対称に形成されており、フェルール側テーパ面１２ｅの傾斜角度θ１とは、筒状接続部材１２の中心軸とフェルール側テーパ面１２ｅとがなす角度のことをいう。

さらに、中間部テーパ面１２ｇの傾斜角度θ２は、４５°以下であることが望ましい。より好ましくは３０°以下であり、さらに好ましくは５°程度である。なお、中間部テーパ面１２ｇは、筒状接続部材１２の中心軸について軸対称に形成されており、中間部テーパ面１２ｇの傾斜角度θ２とは、筒状接続部材１２の中心軸と中間部テーパ面１２ｇとがなす角度のことをいう。

次に、上記実施形態の光コネクタの製造方法について、図８および図９を参照しながら説明する。

本実施形態の光コネクタ１の製造工程においては、まず、図８Iに示すように、フェルール部１１の長さ方向に延びる中心軸に沿って形成された孔に光ファイバ１０の一端が挿入されて接着固定される。

次に、図８IIに示すように、被覆部材１４の筒内に保護部材１３が挿入され、その被覆部材１４が設けられた保護部材１３が、筒状接続部材１２の他端部１２ｂから挿入される。そして、保護部材１３の挿入側の先端が、保護部材当接面１２ｄに当接し、かつ被覆部材１４の挿入側の先端が、開口側テーパ面１２ｉに当接した状態で位置決めされる。なお、被覆部材１４および保護部材１３の設置手順は上記手順に限らず、たとえば保護部材１３を筒状接続部材１２の他端部１２ｂから挿入した後、その保護部材１３に被覆部材１４を設けるようにしてもよい。

そして、図８IIIに示すように、保護部材１３および被覆部材１４が位置決めされた状態において、光ファイバ１０が筒状接続部材１２の一端部１２ａ側から挿入される。光ファイバ１０の他端は、フェルール側テーパ面１２ｅを経由して筒状接続部材１２の他端部１２ｂから引き出され、図８IVに示すように、フェルール部１１が筒状接続部材１２の一端部１２ａ側から挿入される。そして、図８Vに示すように、フェルール部１１が筒状接続部材１２の一端部１２ａに固定される。

次いで、図９Iに示すように、Ｏリング１５の内側をフェルール本体１１ａが通過するようにして、Ｏリング１５が筒状接続部材１２の一端部１２ａの開口１２ｖから挿入され、フェルール部１１の凸部１１ｃに当接する位置に配置される。

そして、上述したようにＯリング１５が配置された後、突起形成部材１６が、筒状接続部材１２の開口１２ｖから挿入され、図９IIに示すように、筒状接続部材１２の内壁に形成された溝１２ｓに嵌合される。

なお、上記実施形態の光コネクタ１においては、筒状接続部材１２の内壁に形成された溝１２ｓに突起形成部材１６を嵌合することによって突起部１６ａを形成するようにしたが、これに限らず、突起部１６ａを筒状接続部材１２と一体成形するようにしてもよい。このように一体成形することによって、部品点数および組立工程を削減することができる。ただし、この場合、筒状接続部材１２の内壁の全周に亘って突起部１６ａを形成すると、筒状接続部材１２の一端部１２ａから挿入されたフェルール部１１をフェルール当接面１２ｃまで挿入することができない。したがって、筒状接続部材１２と突起部１６ａとを一体成形する場合には、筒状接続部材１２の内周のうちの一部にのみ突起部１６ａを設けることが好ましい。具体的には、図１０に示すように、筒状接続部材１２の内周のうちの４か所にのみ突起部１６ａを設けることが望ましい。図１０は、突起部１６ａが形成された位置における筒状接続部材１２の長さ方向に直交する面の断面図である。図１０に示すように、４つの突起部１６ａは、十字方向に形成することがより好ましい。

そして、上述したように突起部１６ａを十字方向に形成した場合、フェルール部１１としては、図１１に示すような切り欠き１１ｆを有するものを用いることが好ましい。図１１Iは、フェルール部１１の側面の外観図であり、図１１IIは、図１１Iのフェルール部１１を矢印Ａ方向から見た図である。具体的には、図１１に示すフェルール部１１の凸部１１ｃには、図１１IIに示すように、十字方向に切り欠き１１ｆが形成されている。筒状接続部材１２の内壁に設けられる突起部１６ａは、切り欠き１１ｆを通過可能な大きさで形成されている。

図１０に示すように突起部１６ａと筒状接続部材１２とを一体成形し、図１１に示すような形状のフェルール部１１を用いて光コネクタ１を製造する場合には、筒状接続部材１２の一端部１２ａにフェルール部１１が挿入される際、筒状接続部材１２の突起部１６ａが、フェルール部１１の切り欠き１１ｆを通過するようにして挿入される。そして、図１２Iに示すように、フェルール部１１は、フェルール当接面１２ｃまで挿入されるが、フェルール部１１の切り欠き１１ｆが突起部１６ａを通過した後、フェルール部１１は、その長さ方向に延びる中心軸を回転軸として９０°回転される。これにより、フェルール部１１が、筒状接続部材１２から抜けるのを防止することができる。

なお、本実施形態においては、突起部１６ａと切り欠き１１ｆを直交する十字方向に４か所設けるようにしたが、これに限らず、対向した２か所のみに設けるようにしてもよい。また、突起部１６ａと切り欠き１１ｆの数は必ずしも一致していなくてもよく、突起部１６ａの数に対して切り欠き１１ｆの数の方が多くてもよい。具体的には、突起部１６ａを２か所とし、切り欠き１１ｆを４か所としてもよい。

次いで、図１２IIに示すように、Ｏリング１５の内側をフェルール本体１１ａが通過するようにしてＯリング１５が筒状接続部材１２の開口１２ｖから挿入され、Ｏリング１５は、筒状接続部材１２の突起部１６ａとフェルール部１１の凸部１１ｃとの間に配置される。

また、上記実施形態の光コネクタ１においては、筒状接続部材１２の内壁に形成された突起部１６ａとフェルール部１１の凸部１１ｃとの間にＯリング１５を配置するようにしたが、これに限らず、図１３に示すように、筒状接続部材１２の内壁にＯリング用の溝１２ｕを設け、Ｏリング用の溝１２ｕ内にＯリング１５を配置するようにしてもよい。

Ｏリング用の溝１２ｕは、筒状接続部材１２の内周に沿って形成されている。そして、図１３に示すように、筒状接続部材１２の長さ方向の溝１２ｕの幅ｗｄは、Ｏリング１５のリング部材の断面直径よりも小さく設定されている。したがって、Ｏリング１５が溝１２ｕ内に設置されることによってＯリング１５が変形し、これによりＯリング１５がフェルール本体１１ａに密着するように構成されている。なお、筒状接続部材１２の長さ方向の溝１２ｕの位置については、図１３に示すように、溝１２ｕの内壁面１２ｗと、凸部１１ｃの筒状接続部材１２の長さ方向外側（開口１２ｖ側）の面１１ｅとが同一面となるように構成することが望ましい。これによりＯリング１５と凸部１１ｃの面１１ｅとを接触させることができ、フェルール部１１が無駄に動くのを防止することができる。

図１３に示すように筒状接続部材１２の内壁にＯリング用の溝１２ｕを形成して光コネクタ１を製造する場合には、図１４Iに示すように、まず、フェルール部１１が、フェルール当接面１２ｃの位置まで挿入されて設置される。

次いで、図１４IIに示すように、Ｏリング１５の内側をフェルール本体１１ａが通過するようにして、Ｏリング１５が筒状接続部材１２の開口１２ｖから挿入され、Ｏリング１５は、Ｏリング用の溝１２ｕ内に変形して配置される。

上述したようにＯリング用の溝１２ｕ内にＯリング１５を配置する構成とすることによって、突起形成部材１６を設けることによってＯリング１５を押圧する構成と比較すると、部品点数および組立工程を削減することができる。

なお、上記説明では、Ｏリング１５を設けることによって、フェルール部１１が、筒状接続部材１２の長さ方向に直交する方向に可動な状態となるようにしたが、これに限らず、たとえば図１５に示すように、フェルール部１１の金属部１１ｂの外周面と筒状接続部材１２の内壁とを柔らかい弾性接着剤１９によって接着することによって、フェルール部１１を可動な状態としてもよい。これにより、Ｏリング１５などの部材を用いる必要がないので、部分点数を削減することができる。なお、弾性接着剤とは、硬化した際、ゴム状弾性体となる接着剤である。具体的には、シリコーン系、変性シリコーン系、エポキシ変性シリコーン系、およびウレタン系の弾性接着剤を用いることができる。

また、上記説明では、フェルール本体１１ａの外周側面とＯリング１５とが密着するようにしたが、これに限らず、たとえば図３に示すような突起部１６ａを形成する構成において、図１６に示すように、Ｏリング１５とフェルール本体１１ａの外周側面との間に隙間を設けるようにしてもよい。このような構成とした場合でも、フェルール部１１を、筒状接続部材１２の長さ方向に直交する方向に可動な状態とすることができ、かつフェルール部１１を無駄に動かないようにすることができる。また、たとえば図１３に示すような溝１２ｕを形成する構成において、図１７に示すように、Ｏリング１５とフェルール本体１１ａの外周側面との間に隙間を設けるようにしてもよい。このような構成とした場合でも、フェルール部１１を、筒状接続部材１２の長さ方向に直交する方向に可動な状態とすることができ、かつフェルール部１１を無駄に動かないようにすることができる。

次に、本発明の一態様に係る光コネクタを用いた光音響波発生装置の一実施形態について説明する。図１８は、本実施形態の光音響波発生装置２の外観を示す図である。

光音響波発生装置２は、レーザユニット３０（本発明の光源部に相当する）と、光音響波発生機能を有する穿刺針２１とを備えている。

レーザユニット３０には、上記実施形態の光コネクタ１が接続され、光コネクタ１から延伸された光ファイバ１０の光出射端が穿刺針２１に接続される。光ファイバ１０は、上述したように保護部材１３によって被覆されている。

図１９は、穿刺針２１の内部の構成を示す図である。図１９は、穿刺針２１の長さ方向に沿った中心軸を含む断面の図である。

穿刺針２１は、その少なくも一部が被検体に穿刺される針である。穿刺針本体２１ａは、たとえば金属から形成されるものであり、先端に開口２１ｂを有し、中空状に形成されている。穿刺針本体２１ａの中空部２１ｃの直径（内径）は、上述した光ファイバ１０を設けることができる大きさであればよい。

光コネクタ１から延伸された光ファイバ１０は、穿刺針本体２１ａの中空部２１ｃに、穿刺針本体２１ａの長さ方向に沿って設けられている。穿刺針本体２１ａの先端側の光ファイバ１０の光出射端１０ａには光音響波発生部２２が設けられている。

光音響波発生部２２は、光出射端１０ａから出射される光を吸収して光音響波を発生するものである。光音響波発生部２２は、具体的には、光ファイバ１０によって導光された光を吸収する光吸収体と、その光吸収体を含有する樹脂とを含む材料から形成される。光音響波発生部２２を形成する材料としては、たとえば黒色の顔料が混合されたエポキシ樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂またはポリウレタン樹脂などの合成樹脂を用いることができる。また、カーボンブラックを上述した合成樹脂に混合するようにしてもよい。また、カーボンブラックに限らず、黒色酸化チタンを用いるようにしてもよい。

図１８に戻り、レーザユニット３０は、たとえば半導体レーザ光源を備えたものである。レーザユニット３０から出射されたレーザ光は、光コネクタ１のフェルール部１１に接続された光ファイバ１０の露出面から入射し、光ファイバ１０によって導光されて穿刺針２１に入射される。レーザユニット３０は、近赤外波長域のパルスレーザ光を出射するものであることが望ましい。近赤外波長域とは、およそ７００ｎｍ〜２０００ｎｍの波長域を意味する。なお、本実施形態においては、半導体レーザ光源を用いるようにしたが、固体レーザ光源、ファイバレーザ光源、気体レーザ光源などその他のレーザ光源を用いるようにしてもよいし、レーザ光源以外のたとえば発光ダイオード光源を用いるようにしてもよい。

上述した光音響波発生装置２においては、レーザユニット３０から出射されたレーザ光が光コネクタ１内の光ファイバ１０によって導光されて、穿刺針２１内の光音響波発生部２２に照射され、光音響波発生部２２へのレーザ光の照射によって光音響波が発生する。穿刺針２１は、被検体内に挿入された状態で光音響波を発生し、その光音響波が超音波プローブなどによって検出される
なお、上記説明では、穿刺針２１内に光音響波発生部２２を設け、光音響波発生部２２に対して光を照射することによって光音響波を発生させるようにしたが、これに限らず、光音響波発生部２２を設けないようにしてもよい。そして、穿刺針２１の光ファイバ１０の端面から出射された光を人体などの組織に照射し、これにより組織から発せられた光音響波を超音波プローブなどによって検出するようにしてもよい。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の光音響画像生成装置は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。

１ 光コネクタ
２ 光音響波発生装置
１０ 光ファイバ
１０ａ 光出射端
１１ フェルール部
１１ａ フェルール本体
１１ｂ 金属部
１１ｃ 凸部
１１ｄ フェルール部の一端
１１ｅ フェルールの凸部の筒状接続部材の長さ方向外側の面
１１ｆ 切り欠き
１２ 筒状接続部材
１２ａ 筒状接続部材の一端部
１２ｂ 筒状接続部材の他端部
１２ｃ フェルール当接面
１２ｄ 保護部材当接面
１２ｅ フェルール側テーパ面
１２ｆ ファイバ通過部
１２ｇ 中間部テーパ面
１２ｈ 保護部材通過部
１２ｉ 開口側テーパ面
１２ｋ 筒状接続部材の他端
１２ｒ 筒状接続部材１２の一端
１２ｓ 溝
１２ｕ Ｏリング用の溝
１２ｖ 筒状接続部材の開口
１２ｗ 溝の内壁面
１３ 保護部材
１４ 被覆部材
１５ Ｏリング
１６ 突起形成部材
１６ａ 突起部
１９ 弾性接着剤
２１ 穿刺針
２１ａ 穿刺針本体
２１ｂ 穿刺針の開口
２１ｃ 中空部
２２ 光音響波発生部
Ｄ 保護部材の内径
ｄ 筒状接続部材の内径
ｄ１ 筒状接続部材の外径
ｄ２ 筒状接続部材の一端部側の開口の直径
ｄ３ フェルール部が収容される部分の内径
ｄ４ 金属部の端部が収容される部分の内径
ｄ５ フェルール部の金属部の先端端部が配置される部分の内径
ｄ６ 保護部材通過部の内径
ｄ７ 中間部テーパ面と開口側テーパ面との間の筒状接続部材の内径
ｄ８ 筒状接続部材の他端部側の開口の直径
θ１ フェルール側テーパ面の傾斜角度
θ２ 中間部テーパ面の傾斜角度
Ｌ１ 筒状接続部材の長さ
Ｌ２ フェルール部が配置される部分の長さ
Ｌ３ 筒状接続部材の一端からフェルール側テーパ面までの長さ
Ｌ４ ファイバ通過部と保護部材通過部とを合わせた長さ
Ｌ５ ファイバ通過部の長さ
Ｌ６ 筒状接続部材の他端から中間部テーパ面の手前までの長さ
ｄｓ 突起部とフェルール部の凸部との間の距離
ｄｔ 突起部とフェルール本体との間に間隔
ｄｐ 溝の深さ
ｗ 突起形成部材の幅
ｗｄ 筒状接続部材の長さ方向の溝の幅
θ１ 傾斜角度
θ２ 傾斜角度

Claims (13)

1. 一端にフェルール部が設けられた光ファイバと、
   前記光ファイバが挿入される筒状に形成された筒状接続部材であって、一端部の筒内に前記フェルール部が設置され、他端部から前記光ファイバの他端が引き出される筒状接続部材とを備え、
   前記フェルール部が、前記筒状接続部材の長さ方向に直交する方向に凸方向を有する凸部を有し、
   前記凸部の前記筒状接続部材の長さ方向外側の面、前記筒状接続部材の内壁、および前記フェルール部の外周面に弾性部材が接触して設けられ、
   前記弾性部材が、前記筒状接続部材に向かって前記凸部を押圧しており、
   前記筒状接続部材の内壁に突起部が形成されており、
   前記突起部と前記凸部との間に前記弾性部材が設置されている光コネクタ。
2. 一端にフェルール部が設けられた光ファイバと、
   前記光ファイバが挿入される筒状に形成された筒状接続部材であって、一端部の筒内に前記フェルール部が設置され、他端部から前記光ファイバの他端が引き出される筒状接続部材とを備え、
   前記フェルール部が、前記筒状接続部材の長さ方向に直交する方向に凸方向を有する凸部を有し、
   前記凸部の前記筒状接続部材の長さ方向外側の面、前記筒状接続部材の内壁、および前記フェルール部の外周面に弾性部材が接触して設けられ、
   前記弾性部材が、前記筒状接続部材に向かって前記凸部を押圧しており、
   前記弾性部材が、Ｏリングである光コネクタ。
3. 前記筒状接続部材の内壁に突起部が形成されており、
   前記突起部と前記凸部との間に前記弾性部材が設置されている請求項２記載の光コネクタ。
4. 前記筒状接続部材の内壁に凹部が形成されており、
   前記凹部内に突起形成部材が嵌合することによって前記突起部が形成されている請求項１または３記載の光コネクタ。
5. 前記突起部が、前記筒状接続部材と一体成形されている請求項１または３記載の光コネクタ。
6. 前記突起部が、前記筒状接続部材の内壁の内周のうちの一部にのみ設けられている請求項１，３，４，および５いずれか１項記載の光コネクタ。
7. 前記突起部が、前記筒状接続部材の内壁の内周のうちの４か所にのみ設けられている請求項６記載の光コネクタ。
8. 前記筒状接続部材の内周に沿って溝が形成されており、
   前記溝内に前記弾性部材が設置される請求項２記載の光コネクタ。
9. 前記弾性部材が、Ｏリングである請求項１記載の光コネクタ。
10. 前記弾性部材が、ねじりばねである請求項１記載の光コネクタ。
11. 前記筒状接続部材の前記一端部側の外壁に切り欠きを有する請求項１から１０いずれか１項記載の光コネクタ。
12. 前記フェルール部の先端が面取りされている請求項１から１１いずれか１項記載の光コネクタ。
13. 光源部と、
    前記光源部に接続される、請求項１から１２いずれか１項記載の光コネクタと、
    前記光コネクタから延伸された前記光ファイバの他端が接続された穿刺針とを備えた光音響波発生装置。

Images