CN109313314B - 光连接器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够从同一方向测定定位机构的相对位置的光连接器。本发明的光连接器(10)用于光耦合第一光传输路径(20)及第二光传输路径(30)，具有设置成覆盖所述第一光传输路径(20)的至少一部分的第一连接器部件(11)，第一连接器部件(11)具有：第一定位部(115)，用于进行对第一光传输路径(20)的定位；第二定位部(11)，用于进行第二光传输路径(30)的定位，该第二光传输路径(30)被保持在与连接第一连接器部件(11)连接的第二连接器部件(12)上；以及测量用辅助部(116)，形成为与第二定位部的配置相对应，第一定位部(115)及测量用辅助部(116)各自的至少一部分形成在能够从同一方向上同时确认的位置上。

Description

光连接器

相关申请的相互参照

本申请要求2016年6月7日在日本申请的特愿2016-113837号的优先权，并将该在先申请的全部内容引入于此以用于参照。

技术领域

本发明涉及一种用于在光传输路径之间进行光耦合的光连接器。

背景技术

现有技术中，已知用于在光传输路径之间进行光耦合的光连接器。特别是已知使设置于基板上的光波导与由多个光纤构成的光缆结合的光连接器。

例如，在专利文献1记载的光连接器中，形成在光波导上的突部被插入形成在放置于基板上的插座的孔部中，并调整插座相对于光波导的位置。插头连接在插座上，并调整光波导与光纤的位置。

现有技术

专利文献

专利文献1：日本特开2013-029624

发明内容

发明要解决的问题

在如上所述的定位方法中，制造插座时，需要高精度地测量插座相对于光波导的定位机构、与插头及插座的定位机构之间的相对位置。

但是，在专利文献1公开的光连接器中，不能从同一方向上同时确认各个定位机构的位置，需要通过高精度的三维测量仪进行测量。这种测量增加了测量相关的工时并且增加了尺寸测量的成本。其结果，降低了光连接器的生产率。

鉴于上述观点，本发明的目的在于提供一种能够从同一方向测量定位机构的相对位置的光连接器。

用于解决问题的手段

为了解决所述问题，本发明第一实施方式光连接器是用于对第一光传输路径及第二光传输路径进行光耦合的光连接器，具有第一连接器部件，所述所述第一连接器部件被设置成覆盖所述第一光传输路径的至少一部分，

所述第一连接器部件具有：

第一定位部，用于进行对所述第一光传输路径的定位；

第二定位部，用于进行所述第二光传输路径的定位，该第二光传输路径被保持在与所述第一连接器部件连接的第二连接器部件上；以及

测量用辅助部，形成为与所述第二定位部的配置相对应，

所述第一定位部和所述测量用辅助部各自的至少一部分形成于能够从同一方向同时确认的位置上。

本发明第二实施方式的光连接器中，所述第二定位部是插入导向销的插入孔，所述导向销用于与所述第二连接器部件连接，

所述测量用辅助部与所述插入孔形成为一体。

本发明第三实施方式的光连接器中，所述测量用辅助部与所述第二定位部的形状对应地形成为同心圆形状。

本发明第四实施方式的光连接器中，所述测量用辅助部相对于所述第一连接器部件的表面形成为凹状。

发明效果

根据本发明，能够获得可以从同一方向测量定位机构的相对位置的光连接器。

附图说明

图1是使用根据本实施方式的光连接器对第一光传输路径及第二光传输路径进行光耦合的状态的立体图。

图2是表示第一光传输路径的耦合面的主视图。

图3是从下方单独观察第一连接器部件的立体图。

图4是从上方单独观察第二连接器部件的立体图。

图5是从下方单独观察导向销固定部的立体图。

图6是分解图1的光连接器的各个组成部、第一光传输路径及第二光传输路径的分解立体图。

图7是图1的第一连接器部件、第一光传输路径及基体的主视图。

图8是比第一连接器部件更靠近后方的基体上的各构成的示意性剖视图。

图9是从下方单独观察变形例1的第一连接器部件的立体图。

图10是从下方单独观察变形例2的第一连接器部件的立体图。

图11是从下方单独观察变形例3的第一连接器部件的立体图。

图12是表示变形例4的第一连接器部件及第一光传输路径的形状的立体图。

具体实施方式

以下，参考附图详细地说明本发明的一实施方式。在以下的说明中，前后、左右以及上下的方向以图中的箭头方向为基准。

图1是表示使用本实施方式的光连接器10对第一光传输路径及第二光传输路径进行光耦合的状态的立体图。图2是表示第一光传输路径20的耦合面R1的主视图。光连接器10具有第一连接器部件11、第二连接器部件12、导向销13以及用于固定导向销13的导向销固定部14。图3是从下方单独观察第一连接器部件11的立体图。图4是从上方单独观察第二连接器部件12个体的立体图。图5是从下方单独观察导向销固定部14的立体图。

如图2所示，第一光传输路径20例如形成于由刚性印刷线路板构成的基体40的上表面。为了与第二光传输路径30光耦合，第一光传输路径20形成为前端面与基部40的前端面一致。第一光传输路径20的波导模式可以为单模及多模中的任意一种。在下述说明中，第一光传输路径20形成在基体40的上表面，但并不限定于此。例如，第一光传输路径20也可以形成为嵌入于基体40的内部，其前端面与基体40的前端面一致，并且耦合面R1从基体40露出。

第一光传输路径20具有：在基体40的上表面层叠形成的包层21；以及在左右方向上以规定间隔彼此隔开的多个芯22。包层21以及芯22例如由石英玻璃形成。芯22的折射率高于包层21的折射率。在下述的说明中，第一光传输路径20例如为嵌入式光波导，但并不限定于此，也可以为平板型或半嵌入式等适当类型的光波导。

如图1所示，第二光传输路径30由多个光纤31构成。各光纤31具有芯和包层，根据需要还具有覆膜。各光纤31的波导模式也可以为单模和多模中的任意一种。各光纤31可以是任何类型的光纤，例如可以是通用的单模光纤、色散位移单模光纤、或者阶跃折射率多模光纤等。多个光纤31可以捆扎在一起以便由护套覆盖，或者可以不捆扎。例如，多个光纤31在第二连接器部件12的内部沿左右方向排列成一排。排列在第二连接器部件12中的多个光纤31的芯的间隔，基本上与第一光传输路径20的芯22的间隔一致。

第一连接器部件11是插座，与第二连接器部件12连接。第一连接器部件11为大致L形，其具有：基部111，设置在第一光传输路径20上；以及第一开口构成部112，以在基部111的前方突出并与基部111连接的方式形成。第一开口构成部112形成为从基体40的前端部沿着前后方向(基体40的厚度方向)突出，并从基部111向下伸出的框架形状。也就是说，第一开口构成部112以其下表面位于比第一光传输路径20的上下位置更靠下方的位置的方式突出。第一连接器部件11以使得第一开口构成部112抵靠或者近接基体40的前表面的方式，配置在第一光传输路径20以及基体40上。也就是说，如图1所示，第一连接器部件11形成为从第一光传输路径20的上表面到基体40的前表面覆盖第一光传输路径20以及基体40的一部分的形状。第一连接器部件11不限于如上所述的方式，例如，当传输路径20嵌入基体40的内部时，第一连接器部件11也可以经由基体40的一部分而配置在第一光传输路径20的上方，与基体40的一部分一同覆盖第一光传输路径20的一部分。

第一连接器部件11在第一开口构成部112的前表面还具有第一开口部113。第一连接器部件11在第一光传输路径20的耦合面R1从第一开口部113于前方露出的状态下，安装在第一光传输路径20以及基体40侧。

第一连接器部件11还具有插入导向销13的插入孔114(第二定位部)，该导向销13用于与第二连接器部件12连接。插入孔114在第一开口构成部112的前表面的左右两端形成一对。

如图3所示，第一连接器部件11具有在基部111的左右两侧表面的一部分对称配置的一对第一定位部115。第一连接器部件11通过第一定位部115对第一光传输路径20进行定位。一对第一定位部115在基部111的左右侧表面的后半部中形成为向第一连接器部件11的内侧凹入。第一定位部115以矩形形状凹入。

第一连接器部件11具有测量用辅助部116，该测量用辅助部116形成为与插入孔114的配置对应。测量用辅助部116形成在能够从同一方向同时视觉上确认第一定位部115和测量用辅助部116各自的至少一部分的位置上。

在图3中，作为一个例子，测量用辅助部116与插入孔114一起形成为一个构件，与插入孔114形成为一体。具体来说，测量用辅助部116形成为与插入孔114连通的同心圆形状的凹部。测量用辅助部116从插入孔114延伸到第一定位部115的前壁。测量用辅助部116形成在与插入孔114的上下方向位置相对应的位置上。也就是说在图3中，插入孔114为圆形，其上半部形成在比基部111的下表面更靠上方的位置上，因此测量用辅助部116在基部111的下表面的左右两端形成为半圆形的凹槽。由于测量用辅助部116具有这样的配置及形状，从下方观察基部111的下表面时，能够在同一水平面内同时确认第一定位部115的一部分及测量用辅助部116的一部分。

第二连接器部件12是插头，与第一连接器部件11连接。第二连接器部件12具有基部121、以从基部121向后方突出且与基部121连接的方式形成的嵌合部122、以及形成为在前方与基部121连接的第二开口构成部123。

如图4所示，在第二开口构成部123中形成有用于插通第二光传输路径30的第二开口部124。第二连接器部件12在基部121内具有用于保持多个光纤31的保持部125。第二连接器部件12在保持部125中具有多个引导槽126。多个引导槽126是用于分别保持构成第二光传输路径30的多个光纤31的槽。引导槽126的数量为构成第二光传输路径30的光纤31的数量以上。

第二连接器部件12具有分别与多个引导槽126的后方连通的多个连通孔127。第二连接器部件12在使第二光传输路径30的耦合面R2露出于比连通孔127更靠近后方的位置的状态下，保持第二光传输路径30。第二连接器部件12具有对用于与第一连接器部件11连接的导向销13进行保持的贯通孔128。贯通孔128以贯通第二开口构成部123与基部121的左右两端的方式在第二连接器部件12的左右两端形成一对。一对贯通孔128的左右方向的宽度与第一连接器部件11的一对插入孔114的左右方向的宽度相等。

如图5所示，导向销固定部14形成为凹形，具有用于配置第二光传输路径30的凹部141。导向销固定部14在其后面具有保持导向销13的固定孔142，该导向销13用于连接第一连接器部件11与第二连接器部件12。固定孔142在导向销固定部14的左右两端形成为一对。一对固定孔142的左右方向的宽度与第一连接器部件11的一对插入孔114的左右方向的宽度相等。

图6是分解图1的光连接器10的各个组成部、第一光传输路径20以及第二光传输路径30的分解立体图。使用图6说明通过连接第一连接器部件11与第二连接器部件12来对第一光传输路径20及第二光传输路径30进行光耦合的步骤。

从第一光传输路径20的上方安装第一连接器部件11。在第一光传输路径20的上表面的左右两端形成有一对螺栓销(stud pin)23。当第一连接器部件11安装在第一光传输路径20上时，第一连接器部件11的第一定位部115的一部分与螺栓销23的对应部分抵接。也就是说，通过使一对第一定位部115与一对螺栓销23抵接，确定第一连接器部件11相对于第一光传输路径20的位置。当确定了第一连接器部件11的位置后，通过任意方法将第一连接器部件11固定在第一光传输路径20或基体40上。此时，如上所述，第一光传输路径20的耦合面R1从形成于第一连接器部件11的前表面的第一开口部113露出。

以将第二光传输路径30从前方插入第二连接器部件12，且第二光传输路径30的耦合面R2从连通孔127向后方露出的方式，由保持部125保持第二光传输路径30。

将左右一对导向销13固定在形成于导向销固定部14的左右两端部的一对固定孔142中。

使固定在导向销固定部14的导向销13，贯穿保持有第二光传输路径30的第二连接器部件12的贯通孔128，固定导向销固定部14与第二连接器部件12。

将固定在导向销固定部14上的第二连接器部件12和固定在第一光传输路径20或基体40上的第一连接器部件11，以上下左右方向的位置大致相同的方式，排列在前后方向上。在该状态下，将一对导向销13插入于第一连接器部件11的一对插入孔114中。由此，第一连接器部件11的第一开口部113与第二连接器部件12的嵌合部122嵌合，并且第一连接器部件11与第二连接器部件12嵌合。此时，通过插入孔114，确定第二连接器部件12相对于第一连接器部件11的位置。由此，第一光传输路径20的耦合面R1与第二光传输路径30的耦合面R2大致一致，且在左右方向上排列的构成第一光传输路径20的多个光波导与构成第二光传输路径30的对应的多个光纤31分别进行光耦合。

图7是图1的第一连接器部件11、第一光传输路径20及基体40的主视图。图8是比第一连接器部件11更位于后方的基体40上的各构成的示意性剖视图。图8(a)是使用本实施方式的光连接器10时的剖视图。图8(b)是使用现有的光连接器时的剖视图。在下述中，参考图7和图8说明形成于第一连接器部件11的插入孔114。

在本实施方式的光连接器10中，一对插入孔114形成为插入孔114的一部分位于第一光传输路径20的高度内。在图7中，作为示例，插入孔114以使其一部分位于第一光传输路径20的高度内的方式形成在第一开口构成部112的前表面中的对应的上下方向位置上。

如图8(a)中示意性地所示，在基体40上除第一连接器部件11和第一光传输路径20之外，还配置有与第一光传输路径20连接的集成电路41以及用于释放由集成电路41产生的热量的散热板42。

在图8(a)中，形成在第一连接器部件11的第一开口构成部112上的插入孔114的上下方向位置，对应于图7所示的上下方向位置。散热板42配置成与第一连接器部件11的上表面抵接。第一连接器部件11的上表面的上下方向位置与集成电路41的上表面的上下方向位置大致一致。因此，散热板42配置成不仅与第一连接器部件11的上表面抵接，而且还与集成电路41的上表面抵接。第一连接器部件11的上表面的上下方向位置并不限于上述中，也可以是比集成电路41上表面的上下方向位置更靠近下方。也就是说，第一连接器部件11的基部111的高度也可以低于集成电路41的高度。

为了与光连接器10进行比较，将说明现有示例。在图8(b)中，与使用本实施方式的光连接器10相同地，在基板上配置了插座、光波导、集成电路以及散热板。另一方面，现有示例的插座不具有与本实施方式的光连接器10的第一开口构成部112相对应的结构。因此，需要将导向销插入于设置在光波导上的插座主体中，插座主体的高度大于本实施方式的光连接器10的基部111的高度。此外，插座主体的前后宽度也变长。

如上所述本实施方式的光连接器10能够同时从同一方向确认第一定位部115的一部分和测量用辅助部116的一部分，由此，使定位机构的相对位置的测量变得容易。也就是说，光连接器10通过测量用辅助部116，能够在同一平面确定第一定位部115与插入孔114的位置关系。由此，光连接器10不需要通过高精度的三维尺寸测量仪测量，使测量变得容易。由于不需要三维测量而是能够以二维测量，光连接器10有助于提高各个相对位置的测量精度。因此，即使具有微米级的微细结构，也可以高精度地进行测量。更进一步，减少与测量有关的工时，抑制了生产成本。结果，提高了光连接器10的生产率。当使用三维尺寸测量仪时，是通过破坏性检查来测量尺寸，但是由于本实施方式的光连接器10能够使用二维尺寸测量仪进行测量，因此能够非破坏性且有效地进行检查。

如上所示，本实施方式的光连接器10能够进行高精度的尺寸测量，因此能够高精度地确认螺栓销23、以及插入孔114和导向销13成型后的错位或者其他缺陷。

光连接器10中，由于测量用辅助部116与插入孔114形成为一体，因此通过测量用辅助部116能够以更高的精度测量第一定位部115与插入孔114的位置关系。

光连接器10中，通过将测量用辅助部116与插入孔114的形状对应地形成为同心圆状，能够使其制造变得容易。也就是说，在光连接器10中，插入孔114以及测量用辅助部116能够通过同一工具在同一工序中制造。同样地，由于测量用辅助部116相对于第一连接器部件11的表面形成为凹状，因此，与形成为凸状的情况相比，光连接器10的测量用辅助部116的成型更容易。

光连接器10中，通过设置第一开口构成部112并且使第一连接器部件11形成为L形，能够使得插入导向销13的插入孔114形成在第一光传输路径20周围的上下方向位置附近(参照图7)。因此，与在图8(b)所示的现有例不同地，能够减小基部111高度，能够实现第一连接器部件11的小型化。与此同时，与第一连接器部件11连接的第二连接器部件12也能够实现小型化，由此能够实现光连接器10整体的小型化。光连接器10通过使用了所述测量用辅助部116的测量方法，在小型化的状态下，也能够保持测量精度。

光连接器10中，以使插入孔114位于第一光传输路径20的附近的方式使插入孔114形成于第一开口构成部112的前表面，因此，能够对第一连接器部件11和第二连接器部件12实现高精度的尺寸设计。也就是说，光连接器10能够使第一连接器部件11与第二连接器部件12高精度地嵌合。因此，光连接器10能够使第一光传输路径20与第二光传输路径30高精度地进行光耦合，能够降低耦合损耗。

当第一连接器部件11的基部111为低高度时，能够使散热板42与集成电路41的上表面抵接，因此，光连接器10也有助于提高集成电路41的散热效率。也就是说，当使用本实施方式的光连接器10时，与图8(b)的现有例不同地，集成电路41的上表面与散热板42抵接，提高集成电路41的散热效率。光连接器10的基部111的前后宽度小于图8(b)所示的现有插座本体的前后宽度，因此能够充分确保基部111与集成电路41之间的空间，减轻积热。光连接器10中，基部111与集成电路41之间的间隔变得更短，与现有例相比，能够使基体40的前后宽度更小。因此，光连接器10还有助于基体40整体的小型化。

对于本领域技术人员而言显而易见的是，在不脱离本发明的宗旨或其本质特征的情况下，本发明可通过上述实施方式之外的其他规定方式来实现。因此，以上记载的是示例，本发明并不限于此。本发明的范围由所附的权利要求来定义，而不是通过前面的描述定义。所有变更中在其均等范围内进行的若干变更，均应当包括在本发明中。

图9是从下方单独观察变形例1的第一连接器部件11的立体图。图10是从下方单独观察变形例2的第一连接器部件11的立体图。图11是从下方单独观察变形例3的第一连接器部件11的立体图。

例如，第一定位部115的配置和形状并不限定于上述，可以为任意的配置和形状，只要能够对第一光传输路径20进行定位即可。例如，第一定位部115可以非对称地配置在基部111的左右两侧表面的一部分上，也可以配置在左右两侧表面以外的外面上。第一定位部115可形成为以半圆状向内侧凹入，或者并不是凹状而是形成为向外侧突出的凸状。第一定位部115不限于成对形成，只要能够对第一光传输路径20进行定位即可，也可以仅由一个部分形成。

在图3中，第一定位部115的左右方向上的端壁形成在比插入孔114和测量用辅助部116更靠近第一连接器部件11的内侧的位置，但并不限定于此。例如，如图9所示，第一定位部115的左右方向上的端壁也可形成在比插入孔114和测量用辅助部116更靠近第一连接器部件11的外侧的位置。

测量用辅助部116的配置和形状并不限定于上述，只要与第一定位部115一同能够从同一方向同时确认其一部分即可，可以是任意的配置和形状。

图10所示，例如测量用辅助部116不限于从插入孔114延伸到第一定位部115的前壁的结构，也可以在基部111的下表面的左右两端以任意的前后宽度形成。相反，测量用辅助部116也可以从插入孔114超过第一定位部115的前壁，从第一定位部115的后壁直到基部111的后面形成一条直线。

测量用辅助部116不限于与插入孔114连通的结构，只要形成为与插入孔114的配置相对应即可，可以在任意的位置形成。也就是说，测量用辅助部116也可以不与插入孔114通过同一工具形成为一体。例如图11所示，测量用辅助部116可以形成于插入孔114与第一定位部115的前壁之间的任意位置，也可以形成于第一定位部115的后壁与基部111的后面之间的任意位置。以此种方式，测量用辅助部116也可以形成于第一连接器部件11的导向销13的插入线上的任意位置。

测量用辅助部116的结构并非限定于左右对称，也可以形成为非左右对称。

测量用辅助部116并不限定于同心圆形状，也可以是任意的形状。例如，插入孔114的形状并不限定于圆形，当形成为任意形状时，测量用辅助部116优选形成为与插入孔114的形状相对应的形状。测量用辅助部116并不限定于形成为相对于第一连接器部件11表面的凹状，也可以形成为从第一连接器部件11的表面突出的凸状。

一对插入孔114并不限定于图7所示的高度位置，只要能够将对应的测量用辅助部116形成在基部111上，则可以形成在任意的位置上。

在本实施方式的光连接器10中，第一连接器部件11通过螺栓销23进行对第一光传输路径20的定位，但不仅限于此。图12是表示变形例4的第一连接器部件及第一光传输路径形状的立体图。图12(a)表示变形例4的第一连接器部件11的形状。图12(b)表示变形例4的第一光传输路径20的形状。如图12(b)所示，第一光传输路径20上可形成圆筒状销231，以替代螺栓销23上。此时，第一定位部115作为凹部或者开口部配置在基部111的下表面，以对应从第一光传输路径20的表面突出的销231。也就是说，当第一连接器部件11安装在第一光传输路径20上时，第一定位部115与销231嵌合。

例如，也可以在第一光传输路径20或基体40上不形成螺栓销23和销231等附加的定位结构，而是使用第一光传输路径20的侧表面等进行第一连接器部件11的定位。对于与这样的定位方法相对应的结构的第一连接器部件11而言，也能够与本实施方式的光连接器10同样地，形成对应的测量用辅助部116。如上所示，在根据本实施方式的光连接器10中，有关第一连接器部件11的形状不限于上述，只要能够从同一方向上同时确认第一定位部115和测量用辅助部116分别所对应的构成部的一部分，也可以是任意的形状。

附图标记的说明：

10 光连接器

11 第一连接器部件

111 基部

112 第一开口构成部

113 第一开口部

114 插入孔(第二定位部)

115 第一定位部

116 测量用辅助部

12 第二连接器部件

121 基部

122 嵌合部

123 第二开口构成部

124 第二开口部

125 保持部

126 引导槽

127 连通孔

128 贯通孔

13 导向销

14 导向销固定部

141 凹部

142 固定孔

20 第一光传输路径

21 包层

22 芯

23 螺栓销

231 销

30 第二光传输路径

31 光纤

40 基体

41 集成电路

42 散热板

R1 耦合面

R2 耦合面

Claims (4)

1.一种光连接器，用于对在基体上层叠形成的第一光传输路径、及第二光传输路径进行光耦合，其中，

所述光连接器具有第一连接器部件，所述第一连接器部件被设置成覆盖所述第一光传输路径的至少一部分，

所述第一连接器部件具有：

第一定位部，用于进行对所述第一光传输路径的定位；

第二定位部，具有插入孔，该插入孔从所述第一连接器部件的与连接到所述第一连接器部件的第二连接器部件连接的一侧的最外表面朝向所述第一连接器部件的内侧延伸设置，所述第二定位部用于对被保持在所述第二连接器部件的所述第二光传输路径进行定位；以及

测量用辅助部，形成为与所述第二定位部的配置相对应，且相对于所述插入孔在所述第一连接器部件的与所述最外表面相反的一侧的表面以被夹在所述插入孔和所述第一定位部之间的方式形成，

所述第一定位部和所述测量用辅助部各自的至少一部分形成于能够从同一方向同时确认的位置上。

2.根据权利要求1所述的光连接器，其中，

所述第二定位部是插入导向销的所述插入孔，所述导向销用于与所述第二连接器部件连接，

所述测量用辅助部与所述插入孔一体形成。

3.根据权利要求1或2所述的光连接器，其中，

所述测量用辅助部与形成为圆形的所述第二定位部的形状对应地形成为同心圆形状。

4.根据权利要求1或2所述的光连接器，其中，

所述测量用辅助部相对于所述第一连接器部件的表面形成为凹状。

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