光部品とその製造方法及び光装置
【課題】光素子とプラスチック光ファイバとを効率よく融着して接続することができる光部品とその製造方法の提供。
【解決手段】光素子とプラスチック光ファイバとが超音波融着により光学的に接続されてなることを特徴とする光部品。
【解決手段】光素子とプラスチック光ファイバとが超音波融着により光学的に接続されてなることを特徴とする光部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光通信分野等で用いられるプラスチック光ファイバと受光素子や発光素子などの光素子とを接続してなる光部品とその製造方法及び該光部品を備えた光装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、フロア内配線、機器内配線、ボード間配線、ボード内配線など、より短距離の通信に光配線が導入されつつあり、光素子とプラスチック光ファイバを用いた光通信が広まりつつある。受光素子や発光素子などの光素子とプラスチック光ファイバとを接続する技術は、通信の効率・安定性・信頼性を確保する上で、基本的で重要な技術である。従来より、光素子とプラスチック光ファイバとを光学的に接続してなる光部品とその製造方法に関して、様々な技術が提案されている(例えば、特許文献1〜5参照。)。
【0003】
これら特許文献1〜5に開示された従来技術は、光素子と光ファイバは、フェルールを用いて結合していたり、嵌合構造を用いて結合している。しかし、これらの結合構造は複雑であり、アセンブリも煩雑となるために、量産には不向きであった。この問題を解決する手段として、特許文献6に開示された技術が提案されている。
【0004】
特許文献6では、光素子と光ファイバを融着により接続する手段を提供している。しかしながら、この特許文献6記載の従来技術では、主に石英系光ファイバと石英系融着層により結合することを念頭においており、レーザ照射や、アーク放電により融着を行っている。これらの融着手段は、プラスチック光ファイバと光素子の樹脂ハウジングとを融着する場合、エネルギーが大き過ぎるために、あまり適さない。そのため、特許文献6では、プラスチック光ファイバと光素子の樹脂ハウジングとを融着する場合に、ヒータにより200℃〜300℃に加熱して融着することが記載されている。
【特許文献1】特開2002−35065号公報
【特許文献2】特開平7−294777号公報
【特許文献3】特開平5−167945号公報
【特許文献4】特開2004−86137号公報
【特許文献5】特開2004−245862号公報
【特許文献6】特開2002−107581号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、プラスチック光ファイバと光素子の樹脂ハウジングとをヒータにより加熱して融着する場合、温度の管理が難しく、すべての製品の接続部の強度を一定に保つことが非常に困難である。また、加熱・冷却工程を瞬時に行うことも難しくなり、工程時間が長くなってしまう。また、融着部のみを加熱することも難しく、光素子や、プラスチック光ファイバへのダメージも大きい。
【0006】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、光素子とプラスチック光ファイバとを効率よく融着して接続することができる光部品とその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記目的を達成するため、本発明は、光素子とプラスチック光ファイバとが超音波融着により光学的に接続されてなることを特徴とする光部品を提供する。
【0008】
また本発明は、プラスチック光ファイバの先端部がプラスチック光ファイバ他部の直径よりも大きく膨らみ、この膨らんだ部分が光素子と超音波融着により光学的に接続されてなることを特徴とする光部品を提供する。
【0009】
また本発明は、プラスチック光ファイバの先端部が2本以上に枝分かれし、枝分かれの又の部分に光素子が当接され、且つ枝の部分が光素子に超音波融着により光学的に接続されてなることを特徴とする光部品を提供する。
【0010】
また本発明は、プラスチック光ファイバとその先端部に設けられた1つ以上の部材とが光素子に互いに超音波融着により接続され、光素子とプラスチック光ファイバとが光学的に接続されてなることを特徴とする光部品を提供する。
前記光部品において、前記プラスチック光ファイバに沿う1つ以上の部材が、フランジを有し、該フランジが光素子に接して設けられたことが好ましい。
また、前記光部品において、前記プラスチック光ファイバに沿う1つ以上の部材のプラスチック光ファイバ、および光素子に接する面に凹凸が設けられたことが好ましい。
【0011】
また本発明は、光素子の光出射面側に1つ以上の突起が設けられ、この突起にプラスチック光ファイバが超音波融着され、光素子とプラスチック光ファイバとが光学的に接続されてなることを特徴とする光部品を提供する。
前記光部品において、前記突起のプラスチック光ファイバに接する面に凹凸が設けられたことが好ましい。
【0012】
また本発明は、光素子の光出射面側に1つ以上の突起が設けられ、この突起と、1つ以上の部材との間にプラスチック光ファイバが挟まれ、各々が超音波融着されることによって光素子とプラスチック光ファイバとが光学的に接続されてなることを特徴とする光部品を提供する。
前記光部品において、前記光出射面側の突起および1つ以上の部材の、プラスチック光ファイバに接する面、および部材もしくは突起に接する面に凹凸が設けられたことが好ましい。
また、前記光部品において、前記光出射面上の突起にプラスチック光ファイバ位置決め用の溝が設けられたことが好ましい。
【0013】
また本発明は、プラスチック光ファイバの先端を光素子の表面に当接し、少なくともその接触部分に超音波振動を加え、プラスチック光ファイバの先端と光素子とを超音波融着して光学的に接続し、前述した本発明に係る光部品を得ることを特徴とする光部品の製造方法を提供する。
【0014】
また本発明は、前述した本発明に係る光部品を有することを特徴とする光装置を提供する。
【発明の効果】
【0015】
本発明の光部品は、光素子とプラスチック光ファイバとが超音波融着により光学的に接続されてなるものなので、簡便にプラスチック光ファイバと光素子を接続することができ、接続損失が低い高品質の光部品を歩留まり良く、短時間で製造でき、光部品のコストを低減できる。
【0016】
本発明の光部品の製造方法は、プラスチック光ファイバの先端を光素子の表面に当接し、少なくともその接触部分に超音波振動を加え、プラスチック光ファイバの先端と光素子とを超音波融着して光学的に接続し、前述した本発明に係る光部品を得るものなので、簡便にプラスチック光ファイバと光素子を接続することができ、接続損失が低い高品質の光部品を歩留まり良く、短時間で製造でき、光部品のコストを低減できる。
【0017】
本発明の光装置は、前述した本発明の光部品を備えたものなので、光部品についてのコストが低減可能であり、装置のコストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明の光部品の第1実施形態を示す図である。本実施形態の光部品1Aは、光素子2とプラスチック光ファイバ3とが超音波融着され、この超音波融着部4において光素子2とプラスチック光ファイバ3とが光学的に接続された構成になっている。
【0019】
本実施形態において、光素子2としては、プラスチック光ファイバ3との間で光の結合を行う各種の光素子を用いることができ、例えば、レーザダイオード(LD)などの発光素子、又はフォトダイオード(PD)などの受光素子が挙げられる。さらに、前記受発光素子以外の光素子2としては、波長フィルタ、反射ミラー、光カプラなどが挙げられる。本実施形態の光素子2は、受発光素子を搭載した光部品本体の受発光面側に、樹脂ハウジングが設けられ、この樹脂ハウジングの表面にプラスチック光ファイバ3の先端を超音波融着できるようになっている。
【0020】
本実施形態において、プラスチック光ファイバ3としては、一般に光通信用途などに用いられている各種のプラスチック光ファイバを用いることができ、例えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)からなるコアと、該コアの外周に薄く設けられたフッ素樹脂からなるクラッドとを備えたプラスチック光ファイバなどが挙げられる。このプラスチック光ファイバ3の外径は特に限定されない。
【0021】
本実施形態の光部品1Aの製造方法を説明する。まず、プラスチック光ファイバ3の先端を光素子2の樹脂ハウジング表面の適切な位置に当接する。次に、その接触部分に超音波振動を加え、プラスチック光ファイバの先端と光素子とを超音波融着し、融着終了後に超音波を停止して放冷する。この様な簡単な操作によって、超音波融着部4において光素子2とプラスチック光ファイバ3とが光学的に接続された光部品1Aが得られる。この超音波融着では、プラスチック光ファイバ3の先端面と、これに接触した光素子2の表面の一部のみが超音波振動によって発熱し、融着されるので、ヒータなどによって融着部を加熱する場合と比べ、光素子2やプラスチック光ファイバ3への熱によるダメージを少なくすることができる。
この超音波融着は、市販の超音波融着装置などを用いて実施できる。この時に使用する超音波振動用保持具の構造や形状、また超音波の振動数などは限定されず、接続するべき光素子2とプラスチック光ファイバ3に応じて適宜設定可能である。
【0022】
本実施形態の光部品1Aは、光素子2とプラスチック光ファイバ3とが超音波融着により光学的に接続されてなるものなので、簡便にプラスチック光ファイバ3と光素子2を接続することができ、接続損失が低い高品質の光部品を歩留まり良く、短時間で製造でき、光部品のコストを低減できる。
【0023】
図2は、本発明の光部品の第2実施形態を示す図である。本実施形態の光部品1Bは、前述した第1実施形態の光部品1Aと同じ構成要素を備えて構成され、さらにプラスチック光ファイバ3の先端を予め加熱等により膨らみを与えておき、この拡張部5を光素子2に超音波融着することによって、この超音波融着部4において光素子2とプラスチック光ファイバ3とが光学的に接続された構成になっている。
【0024】
本実施形態の光部品1Bは、プラスチック光ファイバ3の先端部を加熱して膨らませる予備の工程を行うこと以外は、前述した第1実施形態の光部品と同様に製造することができる。
【0025】
本実施形態の光部品1Bは、前述した第1実施形態の光部品1Aと同様の効果を得ることができ、さらにプラスチック光ファイバ3の先端に拡張部5を設け、この拡張部5を光素子2に超音波融着した構成なので、超音波融着作業がやりやすくなり、また超音波融着部4の強度を高めることができる。
【0026】
図3は、本発明の光部品の第3実施形態を示す図である。本実施形態の光部品1Cは、前述した第1実施形態の光部品1Aと同じ構成要素を備えて構成され、さらにプラスチック光ファイバ3の先端が2本以上に枝分かれし、枝分かれの又の部分に光素子2が当接され、且つ枝分かれ部分6が光素子2に超音波融着により光学的に接続された構成になっている。
【0027】
本実施形態の光部品1Cは、プラスチック光ファイバ3の先端部に切れ目を入れて2つ以上の枝分かれ部分6を形成する予備の工程を行うこと以外は、前述した第1実施形態の光部品と同様に製造することができる。
【0028】
本実施形態の光部品1Cは、前述した第1実施形態の光部品1Aと同様の効果を得ることができ、さらにプラスチック光ファイバ3の先端に枝分かれ部分6を設け、これらの枝分かれ部分6を光素子2に超音波融着した構成なので、超音波融着作業がやりやすくなり、また超音波融着部4の強度を高めることができる。
【0029】
図4は、本発明の光部品の第4実施形態を示す図である。本実施形態の光部品1Dは、前述した第1実施形態の光部品1Aと同じ構成要素を備えて構成され、さらにプラスチック光ファイバ3の先端部外周に補助部材7を装着し、この補助部材7とプラスチックファイバ3とを同時に光部材2に超音波融着した構成になっている。この補助部材7の材質は限定されず、金属、セラミックス、プラスチックなどであってよい。また補助部材7の形状も限定されず、管状の部材や複数の板状片などとすることができる。
【0030】
本実施形態の光部品1Dは、プラスチック光ファイバ3の先端部外周に補助部材7を装着する予備の工程を行うこと以外は、前述した第1実施形態の光部品と同様に製造することができる。なお、本実施形態では、超音波融着する際に、光素子2と補助部材7とを保持して超音波を加えることができるので、プラスチック光ファイバ3に超音波を加える場合よりも、融着し易くなる。
【0031】
本実施形態の光部品1Dは、前述した第1実施形態の光部品1Aと同様の効果を得ることができ、さらにプラスチック光ファイバ3の先端部外周に補助部材7を装着し、この補助部材7とプラスチックファイバ3とを同時に光部材2に超音波融着したものなので、超音波融着作業がやりやすくなり、超音波融着部4の強度を高めることができる。
【0032】
図5は、本発明の光部品の第5実施形態を示す図である。本実施形態の光部品1Eは、前述した第4実施形態の光部品1Dと同じ構成要素を備えて構成され、フランジ9が設けられた補助部材8を用い、この補助部材8をプラスチック光ファイバ3の先端部外周に装着し、フランジ9を光素子2に超音波融着した構成になっている。
【0033】
本実施形態の光部品1Eは、使用する補助部材8の形状が異なる以外は、前述した第4実施形態の光部品1Dと同様に製造することができる。
本実施形態の光部品1Eは、前述した第4実施形態の光部品1Dと同様の効果を得ることができ、さらに、フランジ9が設けられた補助部材8を用いたことによって、光素子2との融着面積が広がり、超音波融着作業が更に容易となる。また超音波融着部4の強度をより高めることができる。
【0034】
図6は、本発明の光部品の第6実施形態を示す図である。本実施形態の光部品1Fは、前述した第4実施形態の光部品1Dと同じ構成要素を備えて構成され、補助部材として、プラスチック光ファイバ3及び光素子2と接する面に、凹凸部11が設けられた補助部材10を用い、この補助部材10をプラスチック光ファイバ3の先端部外周に装着して光素子2に超音波融着した構成になっている。
【0035】
本実施形態の光部品1Fは、使用する補助部材10の形状が異なる以外は、前述した第4実施形態の光部品1Dと同様に製造することができる。
本実施形態の光部品1Fは、前述した第4実施形態の光部品1Dと同様の効果を得ることができ、さらに、プラスチック光ファイバ3及び光素子2と接する面に、凹凸部11が設けられた補助部材10を用いたことによって、超音波融着部4の強度をさらに高めることができる。
【0036】
図7は、本発明の光部品の第7実施形態を示す図である。本実施形態の光部品1Gは、光素子2の光出射面側に、突起12が設けられ、この突起12にプラスチック光ファイバが超音波融着され、光素子2とプラスチック光ファイバ3とが光学的に接続された構成になっている。
【0037】
本実施形態の光部品1Gは、突起12を有する光素子2を超音波融着装置の一方の保持具に固定し、次に、プラスチック光ファイバ3の先端部を突起12に載せ、光素子2との間で光結合が可能なように位置合わせし、次いで、プラスチック光ファイバ3の先端部に押圧治具13を当て、この押圧治具13と突起12の間に超音波振動を加え、プラスチック光ファイバ3の先端部を突起12に超音波融着する。これによって、プラスチック光ファイバ3の先端面が光素子2の光出射面に接合され、両者が光学的に接続される。
【0038】
本実施形態の光部品1Gは、前述した第1実施形態の光部品1Aと同様の効果を得ることができ、さらに、突起12を有する光素子2の該突起12にプラスチック光ファイバ3を超音波融着し、光素子2とプラスチック光ファイバ3とを光学的に接続した構成としたので、超音波融着作業が更に容易となり、超音波融着部4の強度をさらに高めることができる。
【0039】
図8は、本発明の光部品の第8実施形態を示す図である。本実施形態の光部品1Hは、前述した第7実施形態の光部品1Gと同じ構成要素を備えて構成され、さらに突起12に凹凸面14が設けられ、この凹凸面14にプラスチック光ファイバ3の外周面が超音波融着された構成になっている。
【0040】
本実施形態の光部品1Hは、突起12に凹凸面14が設けられていること以外は、前述した第7実施形態の光部品1Gと同様に製造することができる。
本実施形態の光部品1Gは、前述した第7実施形態の光部品1Gと同様の効果を得ることができ、また突起12に凹凸面14を設けたことによって、超音波融着部の強度をさらに高めることができる。
【0041】
図9は、本発明の光部品の第9実施形態を示す図である。本実施形態の光部品1Iは、前述した第7実施形態の光部品1Gと同じ構成要素を備えて構成され、さらに突起12上のプラスチック光ファイバ3に保持部材15を被せ、プラスチック光ファイバ3と保持部材15とを同時に突起12に超音波融着した構成になっている。
【0042】
本実施形態の光部品1Iは、突起12にプラスチック光ファイバ3と保持部材15とを重ね合わせ、保持部材15と突起12の間に超音波振動を加え、突起12とプラスチック光ファイバ3と保持部材15とを一緒に超音波融着すること以外は、前述した第7実施形態の光部品1Gと同様に製造することができる。
本実施形態の光部品1Iは、前述した第7実施形態の光部品1Gと同様の効果を得ることができ、さらに、プラスチック光ファイバ3と保持部材15とを同時に突起12に超音波融着した構成としたことによって、超音波融着が容易になり、また超音波融着部の強度をさらに高めることができる。
【0043】
図10は、本発明の光部品の第10実施形態を示す図である。本実施形態の光部品1Jは、前述した第9実施形態の光部品1Iと同じ構成要素を備えて構成され、さらに突起12と、保持部材15との互いに融着し合う面側に、それぞれ凹凸面14,16が設けられ、プラスチック光ファイバ3と保持部材15とを同時に突起12に超音波融着した構成になっている。
【0044】
本実施形態の光部品1Jは、前述した第9実施形態の光部品1Iと同様に製造することができる。
本実施形態の光部品1Jは、前述した第9実施形態の光部品1Iと同様の効果を得ることができ、さらに、突起12と、保持部材15との互いに融着し合う面側に、それぞれ凹凸面14,16を設けた構成としたので、超音波融着部の強度をさらに高めることができる。
【0045】
図11は、本発明の光部品の第11実施形態を示す図である。本実施形態の光部品1Kは、光素子2の光出射面側に、プラスチック光ファイバ3の先端が光素子2と光結合される位置に正確に位置決めするための位置決め溝17(V溝)が設けられ、プラスチック光ファイバ3がこの位置決め溝17に入れられた状態で、プラスチック光ファイバ3が突起12に超音波融着され、光素子2とプラスチック光ファイバ3とが光学的に接続された構成になっている。
【0046】
本実施形態の光部品1Gは、突起12を有する光素子2を超音波融着装置の一方の保持具に固定し、次に、プラスチック光ファイバ3の先端部を突起12の位置決め溝17に入れて、光素子2との間で光結合が可能なように位置合わせし、次いで、図7に示す第7実施形態の場合と同様に、プラスチック光ファイバ3の先端部に押圧治具13を当て、この押圧治具13と突起12の間に超音波振動を加え、プラスチック光ファイバ3を突起12に超音波融着する。これによって、プラスチック光ファイバ3の先端面が光素子2の光出射面に接合され、両者が光学的に接続される。
【0047】
本実施形態の光部品1Kは、前述した第7実施形態の光部品1Gと同様の効果を得ることができ、さらに、突起12にプラスチック光ファイバ3の位置決め用の溝17を設けたことによって、光素子2とプラスチック光ファイバ3との位置合わせを容易に且つ確実に行うことができるようになり、光部品1Kの製造効率をより高めることができる。
【0048】
本発明はまた、前述した各実施形態に示した光部品1A,1B,1C,1D,1E,1F,1G,1H,1I,1J,1Kのいずれかを備えた光装置(図示略)を提供する。この光装置としては、受光素子や発光素子などの光素子2と、該光素子2に光学的に接続されたプラスチック光ファイバ3とを有する各種の光装置、例えば、光通信用機器、家電製品、自動車などの車両搭載用光通信機器、コンピュータやプリンタを含む各種光通信設備などが挙げられる。
【0049】
本発明の光装置は、前述した光部品1A,1B,1C,1D,1E,1F,1G,1H,1I,1J,1Kを備えているものなので、光部品についてのコストを低減することが可能となり、光装置のコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【0050】
【図1】本発明の光部品の第1実施形態を示す側面図である。
【図2】本発明の光部品の第2実施形態を示す側面図である。
【図3】本発明の光部品の第3実施形態を示す側面図である。
【図4】本発明の光部品の第4実施形態を示す側面図である。
【図5】本発明の光部品の第5実施形態を示す側面図である。
【図6】本発明の光部品の第6実施形態を示す側面図である。
【図7】本発明の光部品の第7実施形態を示す斜視図である。
【図8】本発明の光部品の第8実施形態を示す斜視図である。
【図9】本発明の光部品の第9実施形態を示す斜視図である。
【図10】本発明の光部品の第10実施形態を示す斜視図である。
【図11】本発明の光部品の第11実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【0051】
1A,1B,1C,1D,1E,1F,1G,1H,1I,1J,1K…光部品、2…光素子、3…プラスチック光ファイバ、4…超音波融着部、5…拡張部、6…枝分かれ部、7,8,10…補助部材、9…フランジ、11…凹凸部、12…突起、13…押圧治具、14,16…凹凸面、15…保持部材、17…位置決め溝。
【技術分野】
【0001】
本発明は、光通信分野等で用いられるプラスチック光ファイバと受光素子や発光素子などの光素子とを接続してなる光部品とその製造方法及び該光部品を備えた光装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、フロア内配線、機器内配線、ボード間配線、ボード内配線など、より短距離の通信に光配線が導入されつつあり、光素子とプラスチック光ファイバを用いた光通信が広まりつつある。受光素子や発光素子などの光素子とプラスチック光ファイバとを接続する技術は、通信の効率・安定性・信頼性を確保する上で、基本的で重要な技術である。従来より、光素子とプラスチック光ファイバとを光学的に接続してなる光部品とその製造方法に関して、様々な技術が提案されている(例えば、特許文献1〜5参照。)。
【0003】
これら特許文献1〜5に開示された従来技術は、光素子と光ファイバは、フェルールを用いて結合していたり、嵌合構造を用いて結合している。しかし、これらの結合構造は複雑であり、アセンブリも煩雑となるために、量産には不向きであった。この問題を解決する手段として、特許文献6に開示された技術が提案されている。
【0004】
特許文献6では、光素子と光ファイバを融着により接続する手段を提供している。しかしながら、この特許文献6記載の従来技術では、主に石英系光ファイバと石英系融着層により結合することを念頭においており、レーザ照射や、アーク放電により融着を行っている。これらの融着手段は、プラスチック光ファイバと光素子の樹脂ハウジングとを融着する場合、エネルギーが大き過ぎるために、あまり適さない。そのため、特許文献6では、プラスチック光ファイバと光素子の樹脂ハウジングとを融着する場合に、ヒータにより200℃〜300℃に加熱して融着することが記載されている。
【特許文献1】特開2002−35065号公報
【特許文献2】特開平7−294777号公報
【特許文献3】特開平5−167945号公報
【特許文献4】特開2004−86137号公報
【特許文献5】特開2004−245862号公報
【特許文献6】特開2002−107581号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、プラスチック光ファイバと光素子の樹脂ハウジングとをヒータにより加熱して融着する場合、温度の管理が難しく、すべての製品の接続部の強度を一定に保つことが非常に困難である。また、加熱・冷却工程を瞬時に行うことも難しくなり、工程時間が長くなってしまう。また、融着部のみを加熱することも難しく、光素子や、プラスチック光ファイバへのダメージも大きい。
【0006】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、光素子とプラスチック光ファイバとを効率よく融着して接続することができる光部品とその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記目的を達成するため、本発明は、光素子とプラスチック光ファイバとが超音波融着により光学的に接続されてなることを特徴とする光部品を提供する。
【0008】
また本発明は、プラスチック光ファイバの先端部がプラスチック光ファイバ他部の直径よりも大きく膨らみ、この膨らんだ部分が光素子と超音波融着により光学的に接続されてなることを特徴とする光部品を提供する。
【0009】
また本発明は、プラスチック光ファイバの先端部が2本以上に枝分かれし、枝分かれの又の部分に光素子が当接され、且つ枝の部分が光素子に超音波融着により光学的に接続されてなることを特徴とする光部品を提供する。
【0010】
また本発明は、プラスチック光ファイバとその先端部に設けられた1つ以上の部材とが光素子に互いに超音波融着により接続され、光素子とプラスチック光ファイバとが光学的に接続されてなることを特徴とする光部品を提供する。
前記光部品において、前記プラスチック光ファイバに沿う1つ以上の部材が、フランジを有し、該フランジが光素子に接して設けられたことが好ましい。
また、前記光部品において、前記プラスチック光ファイバに沿う1つ以上の部材のプラスチック光ファイバ、および光素子に接する面に凹凸が設けられたことが好ましい。
【0011】
また本発明は、光素子の光出射面側に1つ以上の突起が設けられ、この突起にプラスチック光ファイバが超音波融着され、光素子とプラスチック光ファイバとが光学的に接続されてなることを特徴とする光部品を提供する。
前記光部品において、前記突起のプラスチック光ファイバに接する面に凹凸が設けられたことが好ましい。
【0012】
また本発明は、光素子の光出射面側に1つ以上の突起が設けられ、この突起と、1つ以上の部材との間にプラスチック光ファイバが挟まれ、各々が超音波融着されることによって光素子とプラスチック光ファイバとが光学的に接続されてなることを特徴とする光部品を提供する。
前記光部品において、前記光出射面側の突起および1つ以上の部材の、プラスチック光ファイバに接する面、および部材もしくは突起に接する面に凹凸が設けられたことが好ましい。
また、前記光部品において、前記光出射面上の突起にプラスチック光ファイバ位置決め用の溝が設けられたことが好ましい。
【0013】
また本発明は、プラスチック光ファイバの先端を光素子の表面に当接し、少なくともその接触部分に超音波振動を加え、プラスチック光ファイバの先端と光素子とを超音波融着して光学的に接続し、前述した本発明に係る光部品を得ることを特徴とする光部品の製造方法を提供する。
【0014】
また本発明は、前述した本発明に係る光部品を有することを特徴とする光装置を提供する。
【発明の効果】
【0015】
本発明の光部品は、光素子とプラスチック光ファイバとが超音波融着により光学的に接続されてなるものなので、簡便にプラスチック光ファイバと光素子を接続することができ、接続損失が低い高品質の光部品を歩留まり良く、短時間で製造でき、光部品のコストを低減できる。
【0016】
本発明の光部品の製造方法は、プラスチック光ファイバの先端を光素子の表面に当接し、少なくともその接触部分に超音波振動を加え、プラスチック光ファイバの先端と光素子とを超音波融着して光学的に接続し、前述した本発明に係る光部品を得るものなので、簡便にプラスチック光ファイバと光素子を接続することができ、接続損失が低い高品質の光部品を歩留まり良く、短時間で製造でき、光部品のコストを低減できる。
【0017】
本発明の光装置は、前述した本発明の光部品を備えたものなので、光部品についてのコストが低減可能であり、装置のコストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明の光部品の第1実施形態を示す図である。本実施形態の光部品1Aは、光素子2とプラスチック光ファイバ3とが超音波融着され、この超音波融着部4において光素子2とプラスチック光ファイバ3とが光学的に接続された構成になっている。
【0019】
本実施形態において、光素子2としては、プラスチック光ファイバ3との間で光の結合を行う各種の光素子を用いることができ、例えば、レーザダイオード(LD)などの発光素子、又はフォトダイオード(PD)などの受光素子が挙げられる。さらに、前記受発光素子以外の光素子2としては、波長フィルタ、反射ミラー、光カプラなどが挙げられる。本実施形態の光素子2は、受発光素子を搭載した光部品本体の受発光面側に、樹脂ハウジングが設けられ、この樹脂ハウジングの表面にプラスチック光ファイバ3の先端を超音波融着できるようになっている。
【0020】
本実施形態において、プラスチック光ファイバ3としては、一般に光通信用途などに用いられている各種のプラスチック光ファイバを用いることができ、例えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)からなるコアと、該コアの外周に薄く設けられたフッ素樹脂からなるクラッドとを備えたプラスチック光ファイバなどが挙げられる。このプラスチック光ファイバ3の外径は特に限定されない。
【0021】
本実施形態の光部品1Aの製造方法を説明する。まず、プラスチック光ファイバ3の先端を光素子2の樹脂ハウジング表面の適切な位置に当接する。次に、その接触部分に超音波振動を加え、プラスチック光ファイバの先端と光素子とを超音波融着し、融着終了後に超音波を停止して放冷する。この様な簡単な操作によって、超音波融着部4において光素子2とプラスチック光ファイバ3とが光学的に接続された光部品1Aが得られる。この超音波融着では、プラスチック光ファイバ3の先端面と、これに接触した光素子2の表面の一部のみが超音波振動によって発熱し、融着されるので、ヒータなどによって融着部を加熱する場合と比べ、光素子2やプラスチック光ファイバ3への熱によるダメージを少なくすることができる。
この超音波融着は、市販の超音波融着装置などを用いて実施できる。この時に使用する超音波振動用保持具の構造や形状、また超音波の振動数などは限定されず、接続するべき光素子2とプラスチック光ファイバ3に応じて適宜設定可能である。
【0022】
本実施形態の光部品1Aは、光素子2とプラスチック光ファイバ3とが超音波融着により光学的に接続されてなるものなので、簡便にプラスチック光ファイバ3と光素子2を接続することができ、接続損失が低い高品質の光部品を歩留まり良く、短時間で製造でき、光部品のコストを低減できる。
【0023】
図2は、本発明の光部品の第2実施形態を示す図である。本実施形態の光部品1Bは、前述した第1実施形態の光部品1Aと同じ構成要素を備えて構成され、さらにプラスチック光ファイバ3の先端を予め加熱等により膨らみを与えておき、この拡張部5を光素子2に超音波融着することによって、この超音波融着部4において光素子2とプラスチック光ファイバ3とが光学的に接続された構成になっている。
【0024】
本実施形態の光部品1Bは、プラスチック光ファイバ3の先端部を加熱して膨らませる予備の工程を行うこと以外は、前述した第1実施形態の光部品と同様に製造することができる。
【0025】
本実施形態の光部品1Bは、前述した第1実施形態の光部品1Aと同様の効果を得ることができ、さらにプラスチック光ファイバ3の先端に拡張部5を設け、この拡張部5を光素子2に超音波融着した構成なので、超音波融着作業がやりやすくなり、また超音波融着部4の強度を高めることができる。
【0026】
図3は、本発明の光部品の第3実施形態を示す図である。本実施形態の光部品1Cは、前述した第1実施形態の光部品1Aと同じ構成要素を備えて構成され、さらにプラスチック光ファイバ3の先端が2本以上に枝分かれし、枝分かれの又の部分に光素子2が当接され、且つ枝分かれ部分6が光素子2に超音波融着により光学的に接続された構成になっている。
【0027】
本実施形態の光部品1Cは、プラスチック光ファイバ3の先端部に切れ目を入れて2つ以上の枝分かれ部分6を形成する予備の工程を行うこと以外は、前述した第1実施形態の光部品と同様に製造することができる。
【0028】
本実施形態の光部品1Cは、前述した第1実施形態の光部品1Aと同様の効果を得ることができ、さらにプラスチック光ファイバ3の先端に枝分かれ部分6を設け、これらの枝分かれ部分6を光素子2に超音波融着した構成なので、超音波融着作業がやりやすくなり、また超音波融着部4の強度を高めることができる。
【0029】
図4は、本発明の光部品の第4実施形態を示す図である。本実施形態の光部品1Dは、前述した第1実施形態の光部品1Aと同じ構成要素を備えて構成され、さらにプラスチック光ファイバ3の先端部外周に補助部材7を装着し、この補助部材7とプラスチックファイバ3とを同時に光部材2に超音波融着した構成になっている。この補助部材7の材質は限定されず、金属、セラミックス、プラスチックなどであってよい。また補助部材7の形状も限定されず、管状の部材や複数の板状片などとすることができる。
【0030】
本実施形態の光部品1Dは、プラスチック光ファイバ3の先端部外周に補助部材7を装着する予備の工程を行うこと以外は、前述した第1実施形態の光部品と同様に製造することができる。なお、本実施形態では、超音波融着する際に、光素子2と補助部材7とを保持して超音波を加えることができるので、プラスチック光ファイバ3に超音波を加える場合よりも、融着し易くなる。
【0031】
本実施形態の光部品1Dは、前述した第1実施形態の光部品1Aと同様の効果を得ることができ、さらにプラスチック光ファイバ3の先端部外周に補助部材7を装着し、この補助部材7とプラスチックファイバ3とを同時に光部材2に超音波融着したものなので、超音波融着作業がやりやすくなり、超音波融着部4の強度を高めることができる。
【0032】
図5は、本発明の光部品の第5実施形態を示す図である。本実施形態の光部品1Eは、前述した第4実施形態の光部品1Dと同じ構成要素を備えて構成され、フランジ9が設けられた補助部材8を用い、この補助部材8をプラスチック光ファイバ3の先端部外周に装着し、フランジ9を光素子2に超音波融着した構成になっている。
【0033】
本実施形態の光部品1Eは、使用する補助部材8の形状が異なる以外は、前述した第4実施形態の光部品1Dと同様に製造することができる。
本実施形態の光部品1Eは、前述した第4実施形態の光部品1Dと同様の効果を得ることができ、さらに、フランジ9が設けられた補助部材8を用いたことによって、光素子2との融着面積が広がり、超音波融着作業が更に容易となる。また超音波融着部4の強度をより高めることができる。
【0034】
図6は、本発明の光部品の第6実施形態を示す図である。本実施形態の光部品1Fは、前述した第4実施形態の光部品1Dと同じ構成要素を備えて構成され、補助部材として、プラスチック光ファイバ3及び光素子2と接する面に、凹凸部11が設けられた補助部材10を用い、この補助部材10をプラスチック光ファイバ3の先端部外周に装着して光素子2に超音波融着した構成になっている。
【0035】
本実施形態の光部品1Fは、使用する補助部材10の形状が異なる以外は、前述した第4実施形態の光部品1Dと同様に製造することができる。
本実施形態の光部品1Fは、前述した第4実施形態の光部品1Dと同様の効果を得ることができ、さらに、プラスチック光ファイバ3及び光素子2と接する面に、凹凸部11が設けられた補助部材10を用いたことによって、超音波融着部4の強度をさらに高めることができる。
【0036】
図7は、本発明の光部品の第7実施形態を示す図である。本実施形態の光部品1Gは、光素子2の光出射面側に、突起12が設けられ、この突起12にプラスチック光ファイバが超音波融着され、光素子2とプラスチック光ファイバ3とが光学的に接続された構成になっている。
【0037】
本実施形態の光部品1Gは、突起12を有する光素子2を超音波融着装置の一方の保持具に固定し、次に、プラスチック光ファイバ3の先端部を突起12に載せ、光素子2との間で光結合が可能なように位置合わせし、次いで、プラスチック光ファイバ3の先端部に押圧治具13を当て、この押圧治具13と突起12の間に超音波振動を加え、プラスチック光ファイバ3の先端部を突起12に超音波融着する。これによって、プラスチック光ファイバ3の先端面が光素子2の光出射面に接合され、両者が光学的に接続される。
【0038】
本実施形態の光部品1Gは、前述した第1実施形態の光部品1Aと同様の効果を得ることができ、さらに、突起12を有する光素子2の該突起12にプラスチック光ファイバ3を超音波融着し、光素子2とプラスチック光ファイバ3とを光学的に接続した構成としたので、超音波融着作業が更に容易となり、超音波融着部4の強度をさらに高めることができる。
【0039】
図8は、本発明の光部品の第8実施形態を示す図である。本実施形態の光部品1Hは、前述した第7実施形態の光部品1Gと同じ構成要素を備えて構成され、さらに突起12に凹凸面14が設けられ、この凹凸面14にプラスチック光ファイバ3の外周面が超音波融着された構成になっている。
【0040】
本実施形態の光部品1Hは、突起12に凹凸面14が設けられていること以外は、前述した第7実施形態の光部品1Gと同様に製造することができる。
本実施形態の光部品1Gは、前述した第7実施形態の光部品1Gと同様の効果を得ることができ、また突起12に凹凸面14を設けたことによって、超音波融着部の強度をさらに高めることができる。
【0041】
図9は、本発明の光部品の第9実施形態を示す図である。本実施形態の光部品1Iは、前述した第7実施形態の光部品1Gと同じ構成要素を備えて構成され、さらに突起12上のプラスチック光ファイバ3に保持部材15を被せ、プラスチック光ファイバ3と保持部材15とを同時に突起12に超音波融着した構成になっている。
【0042】
本実施形態の光部品1Iは、突起12にプラスチック光ファイバ3と保持部材15とを重ね合わせ、保持部材15と突起12の間に超音波振動を加え、突起12とプラスチック光ファイバ3と保持部材15とを一緒に超音波融着すること以外は、前述した第7実施形態の光部品1Gと同様に製造することができる。
本実施形態の光部品1Iは、前述した第7実施形態の光部品1Gと同様の効果を得ることができ、さらに、プラスチック光ファイバ3と保持部材15とを同時に突起12に超音波融着した構成としたことによって、超音波融着が容易になり、また超音波融着部の強度をさらに高めることができる。
【0043】
図10は、本発明の光部品の第10実施形態を示す図である。本実施形態の光部品1Jは、前述した第9実施形態の光部品1Iと同じ構成要素を備えて構成され、さらに突起12と、保持部材15との互いに融着し合う面側に、それぞれ凹凸面14,16が設けられ、プラスチック光ファイバ3と保持部材15とを同時に突起12に超音波融着した構成になっている。
【0044】
本実施形態の光部品1Jは、前述した第9実施形態の光部品1Iと同様に製造することができる。
本実施形態の光部品1Jは、前述した第9実施形態の光部品1Iと同様の効果を得ることができ、さらに、突起12と、保持部材15との互いに融着し合う面側に、それぞれ凹凸面14,16を設けた構成としたので、超音波融着部の強度をさらに高めることができる。
【0045】
図11は、本発明の光部品の第11実施形態を示す図である。本実施形態の光部品1Kは、光素子2の光出射面側に、プラスチック光ファイバ3の先端が光素子2と光結合される位置に正確に位置決めするための位置決め溝17(V溝)が設けられ、プラスチック光ファイバ3がこの位置決め溝17に入れられた状態で、プラスチック光ファイバ3が突起12に超音波融着され、光素子2とプラスチック光ファイバ3とが光学的に接続された構成になっている。
【0046】
本実施形態の光部品1Gは、突起12を有する光素子2を超音波融着装置の一方の保持具に固定し、次に、プラスチック光ファイバ3の先端部を突起12の位置決め溝17に入れて、光素子2との間で光結合が可能なように位置合わせし、次いで、図7に示す第7実施形態の場合と同様に、プラスチック光ファイバ3の先端部に押圧治具13を当て、この押圧治具13と突起12の間に超音波振動を加え、プラスチック光ファイバ3を突起12に超音波融着する。これによって、プラスチック光ファイバ3の先端面が光素子2の光出射面に接合され、両者が光学的に接続される。
【0047】
本実施形態の光部品1Kは、前述した第7実施形態の光部品1Gと同様の効果を得ることができ、さらに、突起12にプラスチック光ファイバ3の位置決め用の溝17を設けたことによって、光素子2とプラスチック光ファイバ3との位置合わせを容易に且つ確実に行うことができるようになり、光部品1Kの製造効率をより高めることができる。
【0048】
本発明はまた、前述した各実施形態に示した光部品1A,1B,1C,1D,1E,1F,1G,1H,1I,1J,1Kのいずれかを備えた光装置(図示略)を提供する。この光装置としては、受光素子や発光素子などの光素子2と、該光素子2に光学的に接続されたプラスチック光ファイバ3とを有する各種の光装置、例えば、光通信用機器、家電製品、自動車などの車両搭載用光通信機器、コンピュータやプリンタを含む各種光通信設備などが挙げられる。
【0049】
本発明の光装置は、前述した光部品1A,1B,1C,1D,1E,1F,1G,1H,1I,1J,1Kを備えているものなので、光部品についてのコストを低減することが可能となり、光装置のコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【0050】
【図1】本発明の光部品の第1実施形態を示す側面図である。
【図2】本発明の光部品の第2実施形態を示す側面図である。
【図3】本発明の光部品の第3実施形態を示す側面図である。
【図4】本発明の光部品の第4実施形態を示す側面図である。
【図5】本発明の光部品の第5実施形態を示す側面図である。
【図6】本発明の光部品の第6実施形態を示す側面図である。
【図7】本発明の光部品の第7実施形態を示す斜視図である。
【図8】本発明の光部品の第8実施形態を示す斜視図である。
【図9】本発明の光部品の第9実施形態を示す斜視図である。
【図10】本発明の光部品の第10実施形態を示す斜視図である。
【図11】本発明の光部品の第11実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【0051】
1A,1B,1C,1D,1E,1F,1G,1H,1I,1J,1K…光部品、2…光素子、3…プラスチック光ファイバ、4…超音波融着部、5…拡張部、6…枝分かれ部、7,8,10…補助部材、9…フランジ、11…凹凸部、12…突起、13…押圧治具、14,16…凹凸面、15…保持部材、17…位置決め溝。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光素子とプラスチック光ファイバとが超音波融着により光学的に接続されてなることを特徴とする光部品。
【請求項2】
プラスチック光ファイバの先端部がプラスチック光ファイバ他部の直径よりも大きく膨らみ、この膨らんだ部分が光素子と超音波融着により光学的に接続されてなることを特徴とする光部品。
【請求項3】
プラスチック光ファイバの先端部が2本以上に枝分かれし、枝分かれの又の部分に光素子が当接され、且つ枝の部分が光素子に超音波融着により光学的に接続されてなることを特徴とする光部品。
【請求項4】
プラスチック光ファイバとその先端部に設けられた1つ以上の部材とが光素子に互いに超音波融着により接続され、光素子とプラスチック光ファイバとが光学的に接続されてなることを特徴とする光部品。
【請求項5】
前記プラスチック光ファイバに沿う1つ以上の部材が、フランジを有し、該フランジが光素子に接して設けられたことを特徴とする請求項4に記載の光部品。
【請求項6】
前記プラスチック光ファイバに沿う1つ以上の部材のプラスチック光ファイバ、および光素子に接する面に凹凸が設けられたことを特徴とする請求項5に記載の光部品。
【請求項7】
光素子の光出射面側に1つ以上の突起が設けられ、この突起にプラスチック光ファイバが超音波融着され、光素子とプラスチック光ファイバとが光学的に接続されてなることを特徴とする光部品。
【請求項8】
前記突起のプラスチック光ファイバに接する面に凹凸が設けられたことを特徴とする請求項7に記載の光部品。
【請求項9】
光素子の光出射面側に1つ以上の突起が設けられ、この突起と、1つ以上の部材との間にプラスチック光ファイバが挟まれ、各々が超音波融着されることによって光素子とプラスチック光ファイバとが光学的に接続されてなることを特徴とする光部品。
【請求項10】
前記光出射面側の突起および1つ以上の部材の、プラスチック光ファイバに接する面、および部材もしくは突起に接する面に凹凸が設けられたことを特徴とする請求項9に記載の光部品。
【請求項11】
前記光出射面上の突起にプラスチック光ファイバ位置決め用の溝が設けられたことを特徴とする請求項7〜10のいずれかに記載の光部品。
【請求項12】
プラスチック光ファイバの先端を光素子の表面に当接し、少なくともその接触部分に超音波振動を加え、プラスチック光ファイバの先端と光素子とを超音波融着して光学的に接続し、請求項1〜11のいずれかに記載の光部品を得ることを特徴とする光部品の製造方法。
【請求項13】
請求項1〜11のいずれかに記載の光部品を有することを特徴とする光装置。
【請求項1】
光素子とプラスチック光ファイバとが超音波融着により光学的に接続されてなることを特徴とする光部品。
【請求項2】
プラスチック光ファイバの先端部がプラスチック光ファイバ他部の直径よりも大きく膨らみ、この膨らんだ部分が光素子と超音波融着により光学的に接続されてなることを特徴とする光部品。
【請求項3】
プラスチック光ファイバの先端部が2本以上に枝分かれし、枝分かれの又の部分に光素子が当接され、且つ枝の部分が光素子に超音波融着により光学的に接続されてなることを特徴とする光部品。
【請求項4】
プラスチック光ファイバとその先端部に設けられた1つ以上の部材とが光素子に互いに超音波融着により接続され、光素子とプラスチック光ファイバとが光学的に接続されてなることを特徴とする光部品。
【請求項5】
前記プラスチック光ファイバに沿う1つ以上の部材が、フランジを有し、該フランジが光素子に接して設けられたことを特徴とする請求項4に記載の光部品。
【請求項6】
前記プラスチック光ファイバに沿う1つ以上の部材のプラスチック光ファイバ、および光素子に接する面に凹凸が設けられたことを特徴とする請求項5に記載の光部品。
【請求項7】
光素子の光出射面側に1つ以上の突起が設けられ、この突起にプラスチック光ファイバが超音波融着され、光素子とプラスチック光ファイバとが光学的に接続されてなることを特徴とする光部品。
【請求項8】
前記突起のプラスチック光ファイバに接する面に凹凸が設けられたことを特徴とする請求項7に記載の光部品。
【請求項9】
光素子の光出射面側に1つ以上の突起が設けられ、この突起と、1つ以上の部材との間にプラスチック光ファイバが挟まれ、各々が超音波融着されることによって光素子とプラスチック光ファイバとが光学的に接続されてなることを特徴とする光部品。
【請求項10】
前記光出射面側の突起および1つ以上の部材の、プラスチック光ファイバに接する面、および部材もしくは突起に接する面に凹凸が設けられたことを特徴とする請求項9に記載の光部品。
【請求項11】
前記光出射面上の突起にプラスチック光ファイバ位置決め用の溝が設けられたことを特徴とする請求項7〜10のいずれかに記載の光部品。
【請求項12】
プラスチック光ファイバの先端を光素子の表面に当接し、少なくともその接触部分に超音波振動を加え、プラスチック光ファイバの先端と光素子とを超音波融着して光学的に接続し、請求項1〜11のいずれかに記載の光部品を得ることを特徴とする光部品の製造方法。
【請求項13】
請求項1〜11のいずれかに記載の光部品を有することを特徴とする光装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2008−51966(P2008−51966A)
【公開日】平成20年3月6日(2008.3.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−226932(P2006−226932)
【出願日】平成18年8月23日(2006.8.23)
【出願人】(000005186)株式会社フジクラ (4,463)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成20年3月6日(2008.3.6)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年8月23日(2006.8.23)
【出願人】(000005186)株式会社フジクラ (4,463)
【Fターム(参考)】
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