CN109683253A - 光纤线缆和光学连接器线缆 - Google Patents

光纤线缆和光学连接器线缆 Download PDF

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Abstract

本发明披露了一种光纤线缆和光学连接器线缆。该光纤线缆包括：光缆，其包括光纤和护套，其中光纤布置成第一阵列；以及保持器。光纤具有从护套向外延伸的第一延伸部，以及从第一延伸部延伸到光纤的末端的第二延伸部。保持器包括：第一部分，其内部容纳有过渡部分，在过渡部分处，第一延伸部从第一阵列过渡到第二阵列；以及第二部分，其保持第一延伸部的呈第二阵列的部分。第二部分构造为以这样的方式保持所述第一延伸部：第二延伸部之间的相互位置关系保持与第二部分处的第一延伸部之间的相互位置关系相同的状态。

Description

光纤线缆和光学连接器线缆
技术领域
本发明涉及光纤线缆、光学连接器线缆和制造光纤线缆的方法。
背景技术
美国专利申请公开No.US2014/0294353披露了一种光缆组件，其包括具有多个光纤的光缆以及附接光缆的子组件。光缆组件以每个有源器装置(光学元件)和每个光纤光耦合的方式构造，其中光缆的每个光纤以预定间距放置在布置于电路板上的光反射器上。日本未审专利公开No.JP2014-216176和日本未审查专利公开No.JP2013-083946披露了具有多个光纤的光缆的实例。
发明内容
本发明提供一种光纤线缆。所述光纤线缆包括：光缆，其包括多个光纤和围绕所述多个光纤的护套；以及保持器，其布置在所述护套的所述一端附近。所述多个光纤在所述护套内布置成第一阵列。所述多个光纤具有分别从所述护套的一端向外延伸的第一延伸部以及分别从所述第一延伸部的一端延伸到所述光纤的末端的第二延伸部。保持器包括：第一部分，其内部容纳有所述第一延伸部的过渡部分，在所述过渡部分处，所述第一延伸部从所述第一阵列过渡到不同于所述第一阵列的第二阵列；以及第二部分，其保持所述第一延伸部的呈所述第二阵列的部分。所述第二部分构造为以这样的方式保持所述第一延伸部：所述第二延伸部之间的相互位置关系保持与所述第二部分处的所述第一延伸部之间的相互位置关系相同的状态。
本公开还提供了一种光学连接器线缆。所述光学连接器线缆包括电路板、布置在所述电路板上的光电转换装置、光纤线缆、以及构造为在其上安装所述第二延伸部的透镜部件。透镜部件将所述多个光纤与所述光电转换装置光耦合。
附图说明
参考附图阅读本发明实施例的以下详细描述，将更好地理解前述和其它目的、方面和优点，其中：
图1A是示出光学连接器线缆的一个实施例的透视图；
图1B是示出在光纤线缆附接到透镜部件之前的图1A所示的光学连接器线缆的状态的透视图；
图2是示出根据第一实施例的光纤线缆的透视图；
图3是沿图2所示的光纤线缆的III-III线截取的剖视图；
图4是沿图2所示的光纤线缆的IV-IV线截取的剖视图；
图5是示出图2所示的光纤线缆的放大的保持部的透视图；
图6是示出从光缆朝向透镜部件行进的被间距转换(pitch converted)的光纤的过渡状态的示意图；
图7是示出已将光缆安装在下模具上以用于制造根据第一实施例的光纤线缆的状态的透视图；
图8是示出作为图7中的主要部分的放大的VIII部分的透视图；
图9A是沿图8中的IXa-IXa线截取的剖视图；
图9B是沿图8中的IXb-IXb线截取的剖视图；
图10是示出已将上模具安装在图7所示的下模具上并将模制树脂注入上模具和下模具内的状态的透视图；
图11A是沿图10中的XIa-XIa线的截取的剖视图；
图11B是沿图10中的XIb-XIb线的截取的剖视图；
图12A是示出将通用光缆的每个光纤放入透镜部件的凹槽中之前的状态的透视图；
图12B是示出将光缆的每个光纤放入透镜部件的凹槽中之后的状态的透视图；
图13A是示出用于将光纤安装到透镜部件的理想光纤阵列的平面图；
图13B是示出在通过树脂模制来生成用于将光纤安装到透镜部件的光纤阵列的情况下采用的光纤阵列的平面图；
图14是示出根据第二实施例的光纤线缆的透视图；
图15是表示在根据第二实施例的光纤线缆中以虚线示出的保持器的透视图；
图16是示出在已将光缆安装在下模具上以用于制造根据第二实施例的光纤线缆的状态的透视图；
图17是示出作为图16中的主要部分的放大的XVII部分的透视图；
图18A是沿图17中的XVIIIa-XVIIIa线截取的剖视图；
图18B是沿图17中的XVIIIb-XVIIIb线截取的剖视图；
图19是示出已将上模具安装在图16所示的下模具上并将模制树脂注入上模具和下模具内的状态的透视图；
图20A是沿图19中的XXa-XXa线截取的剖视图；以及
图20B是沿图19中的XXb-XXb线截取的剖视图。
具体实施方式
[本公开要解决的问题]
在US2014/0294353中描述的光缆组件中，为了将每个光纤安装在光反射器上，必须在将每个光纤以光反射器的凹槽间距排列之后附接光纤。然而，与具有铜芯线的电信号线相比，光纤难以保持弯曲。因此，在将光纤安装到光反射器的凹槽中之后直至最终用粘合剂固定光纤期间，光纤可能从凹槽中脱出，或者光纤的位置可能移位。如果光纤如上所述在其位置偏离预定位置的情况下被固定，则光学装置和光纤之间的光耦合效率不稳定。另一方面，如果试图通过强制弯曲光纤来进行线路布置，则光纤受到过度的应力并且可能被损坏。这里所述的“光耦合效率不稳定”意味着存在要与光学装置耦合的光纤的光耦合效率相对于在光纤被固定在最佳位置处的情况下获得的光耦合效率的显著劣化。
[本公开的效果]
根据本公开的光纤线缆和光学连接器线缆，可以稳定光学装置和光纤之间的光耦合效率。
[本发明实施例的描述]
将列举和描述本发明的实施例。根据本公开的一个方面的光纤线缆包括：光缆，其包括多个光纤和围绕该多个光纤的护套；以及保持器，其布置在护套的一端附近。多个光纤在护套内布置成第一阵列。多个光纤具有分别从护套的一端向外延伸的第一延伸部，以及分别从第一延伸部的一端延伸到光纤的末端的第二延伸部。保持器包括：第一部分，其内部容纳有第一延伸部的过渡部分，其中，在过渡部分处，第一延伸部从第一阵列过渡到不同于第一阵列的第二阵列；以及第二部分，其保持第一延伸部的呈第二阵列的部分。第二部分构造为以这样的方式保持所述第一延伸部：第二延伸部之间的相互位置关系保持与第二部分处的第一延伸部之间的相互位置关系相同的状态。
光纤线缆包括保持器，该保持器在内部容纳光纤的第一延伸部并保持光纤的至少一部分。保持器的第二部分构造为以如下方式保持光纤的第一延伸部：第二延伸部之间的相互位置关系保持与第二部分中的第一延伸部之间的相互位置关系相同的状态。由于利用保持器保持第一延伸部的构造确定了光纤(第二延伸部)之间的相互位置关系，从而预先形成期望的位置关系，因此在将每个光纤的末端部分附接到其它部件(透镜部件等)时，可以容易地进行光纤的排列布置。结果，可以稳定每个光纤与其它部件(光学装置、透镜部件等)之间的光耦合效率。此外，由于保持器预先确定光纤(第二延伸部)之间的相互位置关系，因此还可以容易地实现将光纤线缆附接到其它部件的工作的自动化。
在光纤线缆的一个实施例中，第二部分可以以第二延伸部相互平行的方式保持第一延伸部。光纤线缆的每个光纤所附接的部件(例如透镜部件)通常设计成使得光纤所附接的区域(例如凹槽)是平行的。通过与以相互平行的方式保持的第二延伸部对应的光纤，可以容易地实现与这种部件的附接。
在光纤线缆的一个实施例中，第一阵列可以是二维阵列。本实施例使得光纤在光缆中更均匀地布置，并且不需要直径大于必要直径的光纤，从而可以减小光纤线缆的尺寸。
在光纤线缆的一个实施例中，第二阵列可以是一维阵列。本实施例使得每光纤所附接的部件(例如透镜部件)上的光纤附接区域能够沿一个方向连续地形成，从而本实施例使得光纤附接区域的加工变得容易。此外，由于还可以使附接区域变薄，因此本实施例可以减小产品的厚度。
在光纤线缆的一个实施例中，呈第二阵列的多个光纤的光纤之间的间距可以比呈第一阵列的多个光纤的光纤之间的间距宽。本实施例为其它部件(透镜部件、电路板等)的设计提供了自由度。
在光纤线缆的一个实施例中，沿着多个光纤的延伸方向，呈第二阵列的多个光纤的重心可以相对于呈第一阵列的多个光纤的重心移位。当使呈第二阵列的光纤的重心与呈第一阵列的光纤的重心对应时，可以容易地使光纤从第一阵列过渡到第二阵列。另一方面，在电路板上通常设置有其上要放置光缆的光纤的部件(例如透镜部件)，并且如果在这种情况下采用使呈第二阵列的光纤的重心和呈第一阵列的光纤的重心对应的构造，则电路板和光缆之间的位置关系在竖直方向上偏离。因此，可能产生不平衡构造，或者可能妨碍部件的减薄。因此，通过采用上述构造，可以更容易地实现对这种部件的附接。
在光纤线缆的一个实施例中，第二部分可以覆盖呈第二阵列的第一延伸部的部分外周。由于可以在视觉上确认第一延伸部之间的相互位置关系，因此本实施例使得可以容易地判断光纤线缆的质量。
在光纤线缆的一个实施例中，第二部分可以覆盖呈第二阵列的第一延伸部的整个外周。由于覆盖了整个外周，所以本实施例使得可以更可靠地防止第一延伸部从第二部分脱出并且长时间保持第二延伸部之间的相互位置关系。
在光纤线缆的一个实施例中，第一部分可以在靠近第二部分的区域中设置有开口，第一延伸部的至少一部分在开口中暴露。因为可以容易地在视觉上确认第一部分中的光纤的状态(例如，相互位置关系)，所以本实施例使得可以容易地判断光纤线缆的质量。在本实施例中，在开口中第一延伸部可以相互平行。
在光纤线缆的一个实施例中，保持器可以包括定位机构，该定位机构构造为使光纤线缆相对于其它部件定位，并且该定位机构可以沿着多个光纤的延伸方向从保持器的一端突出。本实施例通过简单的方式实现了光纤线缆相对于其它部件的定位。在本实施例中，定位机构可以包括一对突出部，第一延伸部或第二延伸部位于这对突出部之间。定位机构的厚度可以比第一部分或第二部分的厚度薄。
在光纤线缆的一个实施例中，保持器可以是树脂模制部件，并且可以与第一部分和第二部分中的多个光纤紧密接触。本实施例使得第一部分和第二部分中的光纤通过紧密接触更可靠地固定，并防止光纤之间的位置关系随时间变化。
作为光纤线缆的进一步实施例，第一部分可以包括柱状部分，并且第二部分可以包括近似长方体部分。保持器可以覆盖护套的一端。第一延伸部的每个长度可以为5mm至15mm，并且第二延伸部的每个长度可以为3mm至10mm。第二部分可以包括板部，第一延伸部的端部被部分地埋入该板部中。
根据本公开的一个方面的光学连接器线缆包括电路板、布置在电路板上的光电转换装置、根据任何上述实施例的光纤线缆、以及构造为在其上安装第二延伸部的透镜部件。透镜部件将多个光纤与光电转换装置光耦合。与上文类似地，该方面使得每个光纤与透镜部件或光电转换装置之间的光耦合效率稳定。此外，该方面容易实现将光纤线缆附接到透镜部件的工作的自动化。
根据本公开的一个方面的制造光纤线缆的方法包括：(a)提供光缆，该光缆具有多个光纤和围绕多个光纤的护套，多个光纤在护套内布置成第一阵列，其中，多个光纤具有分别从护套的一端延伸到外部的第一延伸部，以及分别从第一延伸部的一端延伸到光纤的末端的第二延伸部；(b)提供第一模具，该第一模具具有：布置部分，其构造为布置护套；过渡空隙，其对应于第一延伸部的过渡部分，其中，在过渡部分处，第一延伸部从第一阵列过渡到不同于第一阵列的第二阵列；以及保持机构，其构造为保持呈第二阵列的至少第一延伸部或第二延伸部；(c)提供第二模具，该第二模具与第一模具对应；(d)将光缆安装在第一模具上，使得护套布置在布置部分上，至少第一延伸部或第二延伸部由保持机构保持，并且在过渡空隙中，第一延伸部从第一阵列过渡到第二阵列；(e)将第二模具安装在第一模具上；(f)将熔融的模制树脂注入第一模具和第二模具中，以利用模制树脂填充布置部分的一部分、过渡空隙以及与保持机构相邻的空隙；以及(g)在注入后从第一模具和第二模具中取出设置有光缆的光纤线缆，其中，模制树脂覆盖第一延伸部的至少一部分。
在上述制造光纤线缆的方法中，准备第一模具，该第一模具有保持呈第二阵列的光纤的至少第一延伸部或第二延伸部的保持机构，并且使保持机构将至少第一延伸部或第二延伸部的一部分保持到注塑模制树脂。然后，用模制树脂填充与保持机构相邻的空隙以制造光纤线缆。由于使用保持呈第二阵列的光纤的至少第一延伸部或第二延伸部的保持机构制造光纤线缆，因此该方面使得可以容易地制造这样的光纤线缆：在已制造的光纤线缆中，光纤(第二延伸部)之间的相互位置关系被预先确定为期望的关系。
根据本公开的一个方面的用于制造光纤线缆的设备是这样的模制设备：其用于覆盖或固定光缆(其具有多个光纤和围绕多个光纤的护套)的多个光纤的延伸部的一部分，使得多个光纤的末端部分之间的相互位置关系变成期望的关系。在这里使用的光缆中，多个光纤具有分别从护套的一端向外延伸的第一延伸部，以及分别从第一延伸部的一端延伸到光纤的末端的第二延伸部，并且多个光纤在护套内布置成第一阵列。该制造设备构造为包括第一模具以及与第一模具对应的第二模具。第一模具有：布置部分，其用于布置光缆的护套；过渡空隙，其对应于第一延伸部的过渡部分，其中，在过渡部分处，第一延伸部从第一阵列过渡到不同于第一阵列的第二阵列；以及保持机构，其保持呈第二阵列的至少第一延伸部或第二延伸部。第二模具可以在对应于过渡空隙的区域中具有平面，并且具有与第一模具的保持机构相邻的空隙。此外，当布置部分具有半柱状形状时，第二模具可以在与第一模具的布置部分对应的区域中具有类似的半柱状形状。这种制造设备可以实现上述制造方法。
[本发明实施例的细节]
下面将参考附图对根据本发明实施例的光纤线缆以及设置有光纤线缆的光学连接器线缆进行描述。本发明不限于这些实例，而是由权利要求所示，并且旨在包括与权利要求的含义和范围相同的含义和范围内的所有修改。
[第一实施例]
将参考图1A和图1B对根据第一实施例的光学连接器线缆1进行描述。图1A是示出光学连接器线缆1的透视图，并且图1B是示出在将光纤线缆附接到透镜部件和电路板之前光学连接器线缆1的状态的透视图。如图1A和图1B所示，光学连接器线缆1包括电路板2、透镜部件3、光电转换装置4和光纤线缆10。光电转换装置4包括多个发光元件，诸如垂直腔表面发射激光器(VCSEL)等，和/或多个光接收元件，诸如光电二极管(PD)等。光电转换装置4安装在电路板2上。透镜部件3以覆盖光电转换装置4的方式布置在光电转换装置4上方。
光纤线缆10是在内部容纳大部分光纤21并且使光纤21的末端部分(第二延伸部21b)暴露于外部的线缆。在光纤线缆10中，光纤21的末端部分之间的光纤间距和光纤21的延伸方向由保持器30确定。在图1A所示的实例中，光纤21的末端部分以相互平行的方式排列。如图1B所示，光纤21的排列好的末端部分分别放置在设置于透镜部件3的顶表面上的凹槽3a中。透镜部件3构造为通过转换光传播方向的全反射表面3b而将沿水平方向传播的来自光纤21的光转换为沿竖直方向传播，或者将沿竖直方向传播的来自光电转换装置4的光转换为沿水平方向传播。透镜部件3设置有形成在面向光电转换装置4的部分上的透镜表面，并且该透镜表面使光纤21与安装在电路板2上的光电转换装置4光耦合。由于通过透镜部件3传播光，所以透镜部件3可以部分或全部由光可以传播通过的透明材料制成，例如，玻璃等。
接下来，将参考图2至图6对光纤线缆10进行更详细的描述。图2是示出光纤线缆10的透视图。图3是沿图2所示的光纤线缆10或光缆20的III-III线截取的剖视图。图4是沿图2所示的光纤线缆10的IV-IV线截取的剖视图。图5是放大地示出光纤线缆10的保持部34的局部放大透视图。图6是示出从光缆朝向透镜部件行进的被间距转换的光纤的过渡状态的示意图。如图2所示，光纤线缆10包括光缆20和保持器30。
如图2和图3所示，光缆20包括：多个光纤21(本实施例中为四个光纤)；抗拉纤维(tensile strength fiber)22，其围绕光纤21布置；纤维管23，其固定抗拉纤维22以防止抗拉纤维22分开；以及线缆护套24，其由树脂制成。线缆护套24包围光纤21、纤维管23等。光缆20在保持上述构造的情况下沿一个方向延伸。在本实施例中，光纤21布置成具有两行和两列的二维阵列。光纤21可以布置成光纤21(例如，八个光纤)沿圆周布置的二维阵列。光纤21可以布置成具有一列的一维阵列。当光缆20的外部形式为柱状形状时，可以通过在光缆20内二维地布置光纤21而有效地在光缆20内部容纳更多光纤21。尽管在图3所示的实例中示出了纤维管23与线缆护套24之间空置的构造，但在该空置区域中可以设置一个或多个电信号线。在这种情况下，可以使光缆20成为光电复合缆线。纤维管23的外周上可以设置有金属编织电缆(metal braid)。
如图4和图6所示，在光缆20中，光纤21的一部分从线缆护套24的一端24a向外延伸。光纤21的第一延伸部21a位于与一端24a相邻的位置。光纤21的第二延伸部21b通向第一延伸部21a并从第一延伸部21a的端部向外延伸。第二延伸部21b位于光纤末端上。在第一延伸部21a和第二延伸部21b中，抗拉纤维22、纤维管23和线缆护套24被去除。在区域R(光纤21的过渡部分)中，光纤21从由抗拉纤维22包围的部分中的二维阵列(参见图3)逐渐过渡到与二维阵列不同的一维阵列(参见图2)。在光纤21的延伸部21a和21b中，光纤21可以例如在阵列转变时从由抗拉纤维22包围的部分中的位置向上或向下移位。在这种情况下，光纤21的末端部分中的重心相对于由抗拉纤维22包围的光纤21的部分中的阵列的重心移位。第一延伸部21a和第二延伸部21b的总长度例如约为8至25mm。第一延伸部21a的长度例如约为5至15mm，第二延伸部21b的长度例如约为3至10mm。光纤的重心位移量例如约为0.5至2.0mm。
如图2和图4所示，保持器30包括柱状部分31、主体32、一对突出部33和保持部34。柱状部分31覆盖线缆护套24的一端24a和光纤21的第一延伸部21a的一部分。主体32覆盖光纤21的第一延伸部21a的剩余部分。一对突出部33沿末端方向从主体32突出。保持部34设置在成对的突出部33之间，并且保持和固定光纤21的第一延伸部21a。主体32可以保持并固定第一延伸部21a。保持部34具有板状外观，覆盖光纤21的第一延伸部21a的末端的周向下半部分，以保持并固定光纤21。在将上述光缆20的第一延伸部21a布置在模具的树脂注入区域(参见图7)并且将第二延伸部21b布置在树脂非注入区域之后，例如通过注入模制树脂(例如，聚酰胺树脂)来制造保持器30，并且整体一次形成。柱状部分31具有例如柱形状，因为它覆盖线缆护套24的一端24a，并且主体32可以为例如适当的矩形形状。通过设置柱状部分31，可以可靠地将保持器30固定到光缆20并保护线缆护套24附近的光纤21。保持器30可以构造为不设置柱状部分31。
如图4和图6所示，在柱状部分31和主体32的内部，第一延伸部21a以从线缆侧的二维阵列过渡到末端侧的一维阵列的方式容纳并保持在保持器30中，以使光纤21之间的包括间距的相互位置关系改变。然后，如5图所示，在设置在主体32的一端的保持部34中，第一延伸部21a的端部21c被布置为排列成是一维的并且以预定间距平行的方式被保持。由于在图5中保持部34保持用于发送和接收的两对光纤21的第一延伸部21a，所以在图5的实例中每对光纤中的成对光纤之间的间距与两对光纤之间的间距不同。第一延伸部21a的所有光纤间距可以相同。对于光纤21的光纤间距，例如，在将光纤21布置在线缆护套24中时，光纤21以彼此接触的方式布置，并且光纤21的中心之间的间距为约0.1至0.5mm。在以第一延伸部21a/第二延伸部21b排列时，光纤21以彼此分开的方式布置，并且光纤21的中心之间的间距可以为约0.3至1.0mm。
由于如上所述保持部34保持第一延伸部21a的与第二延伸部21b相邻的端部21c，所以第二延伸部21b之间的相互位置关系保持为与保持部34中的第一延伸部21a之间的相互位置关系相同的状态。也就是说，第二延伸部21b通过保持部34以相互间隔预定间距的平行方式排列。在转换时，光纤21被间距转换为具有比光缆20内的阵列间距更宽的阵列间距(参见图6)。由保持部34保持的端部21c的长度可以例如短于突出部33的突出长度，并且可以为约1至5mm。
接下来，将参考图7至图11B描述制造光纤线缆10的方法的实例。图7是示出已将光缆20安装在下模具上以用于制造光纤线缆10的状态的透视图。图8是放大地示出作为图7中的主要部分的VIII部分的局部放大透视图。图9A是沿图8中的IXa-IXa线截取的剖视图，并且图9B是沿图8中的IXb-IXb线截取的剖视图。图10是示出已将上模具安装在图7所示的下模具上并将模制树脂注入上模具和下模具内的状态的透视图。图11A是沿图10中的XIa-XIa线截取的剖视图，并且图11B是沿图10中的XIb-XIb线截取的剖视图。
首先，准备具有光纤21、抗拉纤维22、纤维管23和线缆护套24的光缆20(参见图3)。此时，在光缆20的一端侧，将抗拉纤维22、纤维管23和线缆护套24移除预定长度，以制备具有第一延伸部21a和第二延伸部21b的光缆20。在光缆20中，光纤21以预定的阵列排列，例如，在线缆护套24内部具有两行和两列。
然后，如图7和图8所示，准备下模具100，在下模具100上放置具有一部分光纤向外延伸的光缆20。下模具100设置有布置部分101、空隙102、定位机构103和保持机构104。布置部分101是用于布置光缆20的线缆护套24的空隙。空隙102对应于光纤过渡部分(图6中的区域R)，在光纤过渡部分处，第一延伸部21a主要从二维阵列过渡到一维阵列。定位机构103使第一延伸部21a的端部21c以一维阵列状态放置在定位机构103上。保持机构104保持第二延伸部21b的与第一延伸部21a相邻的端部21d。
如图8和图9A所示，定位机构103包括例如多个半圆形凹槽103a。凹槽103a以相互间隔预定间距的平行方式形成。凹槽103a可以是U形凹槽、V形凹槽或沟槽结构。第一延伸部21a的每个端部21c的周向半部保持在对应的凹槽103a中。如图8和图9B所示，保持机构104包括例如多个U形凹槽104a。凹槽104a以相互间隔预定间距的平行方式形成。凹槽104a可以是V形凹槽或沟槽结构。第二延伸部21b的每个端部21d完全保持在对应的凹槽104a中。凹槽103a的间距以及凹槽103a相互平行的布置与凹槽104a相同。下模具100还设置有从空隙102向前突出的一对突出空间105。定位机构103和保持机构104位于成对的突出空间105之间。在图9A所示的实例中，定位机构103的凹槽103a的最大深度几乎对应于光纤21的半径。定位机构103不限于此。可以改变凹槽103a的最大深度，例如，凹槽103a的最大深度在光纤21的半径的一半和半径的1.5倍之间。
此外，准备对应于下模具100的上模具110。上模具110设置有基准平面、平面114b和空间115。基准平面对应于下模具100的基准平面106。平面114b对应于下模具100的保持机构104的顶面104b(参见图11B)，并且平面114b构造为覆盖定位机构103和保持机构104。空间115对应于下模具100的突出空间105。下模具100和上模具110可以由例如淬火回火钢(quenched tempered steel)制成。
然后，如图7和图8所示，光缆20的线缆护套24放置在布置部分101中，第一延伸部21a的端部21c放置在定位机构103中，并且使第二延伸部21b的端部21d由保持机构104保持。通过这种布置，光缆20以使得光纤21的第一延伸部21a从二维阵列过渡到一维阵列的方式安装在下模具100上。此时，保持机构104将第二延伸部21b的所布置的端部21d几乎完全容纳在凹槽104a内(参见图9B)。另一方面，定位机构103在端部21c的上半部从凹槽103a露出的状态下容纳第一延伸部21a的所布置的端部21c(参见图9A)。
在将光缆20安装在下模具100上的预定位置之后，将上模具110安装在下模具100上，并且将下模具100和上模具110两者固定。此时，上模具110以如下方式安装：上模具110的平面114b位于定位机构103和保持机构104上方，并且上模具110的空间115对应于突出空间105。
在如图10所示完成将上模具110安装到下模具100上之后，将熔融的模制树脂F注入下模具100和上模具110的内部，使得布置部分101的一部分(末端部分)、空隙102以及与保持机构104相邻并夹在定位机构103和平面114b之间的空隙充满熔融的模制树脂F(参见图11A和图11B)。在经过预定的冷却周期之后，将具有熔融的模制树脂F覆盖第一延伸部21a的构造的光纤线缆10从下模具100和上模具110中取出。通过以上所述的方式，可以制造图2所示的光纤线缆10。在光纤线缆10中，确定暴露于外部的第二延伸部21b的间距和延伸方向(相互平行等)的保持部34通过图11A所示的注入到定位机构103与上模具110的平面114b之间的模制树脂形成，并且保持部34构造为几乎覆盖光纤21的半部。
这里，将参考图12A、图12B、图13A和图13B描述在上述制造方法中制造的光纤线缆10的作用和效果。图12A是示出将通用光缆的每个光纤放入透镜部件的凹槽内之前的状态的透视图，并且图12B是示出在将光缆的每个光纤放入透镜部件的凹槽之后的状态的透视图。图13A是示出用于将光纤安装到透镜部件的理想光纤阵列的平面图，并且图13B是示出在通过树脂模制来生成用于将光纤安装到透镜部件的光纤阵列的情况下采用的光纤阵列的平面图。
如图12A和12B所示，在将具有多个光纤221的光缆220放置在布置于电路板202上的透镜部件203上的情况下，可以想到将光纤221的从光缆220延伸的延伸部依次布置在形成在透镜部件203上的排列好的凹槽中。然而，与具有铜芯线的电信号线相比，光纤221难以保持弯曲，并且首先，难以将光纤221放置在透镜部件203上的凹槽中。此外，即使成功地将光纤221安装到透镜部件203上的凹槽中，在光纤221安装至凹槽之后直至最终用粘合剂固定光纤221的周期期间也可能出现光纤从凹槽中脱出，或者光纤的位置移位。如果光纤如上所述在其位置偏离预定位置的情况下被固定，则光学装置(光接收元件或发光元件)与光纤之间的光耦合效率不稳定。另一方面，如果试图通过强制弯曲光纤来进行线路布置，则光纤受到过度的应力并且可能被损坏。
因此，可以想到如图13A所示用树脂模制品230保持和固定光缆220的光纤221的延伸部，以将光纤221的间距、延伸方向(相互平行)等设定为期望值。然而，如果将光纤221原样放置在模具上来形成树脂模制品230，则光纤221很可能如图13B所示那样径向扩展，这是因为光纤221在模制过程中没有被固定。
与之相比，根据本实施例的光纤线缆10设置有保持器30，该保持器30在内部容纳并保持光纤21的第一延伸部21a。保持器30的保持部34构造为以如下方式保持光纤21的第一延伸部21a：通向第一延伸部21a的第二延伸部21b之间的相互位置关系(间距和延伸方向)保持与保持部34中的第一延伸部21a之间的相互位置关系相同的状态。由于通过如上所述的用于保持第一延伸部21a的保持部34的构造可以预先确定光纤21的末端部分(第二延伸部21b)之间的相互位置关系，从而可以获得期望的关系，因此在将每个光纤21的末端部分附接到其它部件(透镜部件等)时，可以容易地执行光纤21的排列布置。结果，可以稳定每个光纤21和其它部件(光学装置、透镜部件等)之间的光耦合效率。此外，由于可以通过保持器30预先确定光纤21(第二延伸部21b)之间的相互位置关系，因此还可以容易地实现将光纤线缆10附接到其它部分的工作的自动化。
在光纤线缆10中，保持部34以第二延伸部21b相互平行的方式保持第一延伸部21a。光纤线缆10的每个光纤21所附接的部件(例如透镜部件3)通常被设计成使得光纤21所附接的区域(例如，凹槽3a)相互平行。通过以相互平行的方式保持第二延伸部21b，可以容易地实现与这种部件的附接。
在光纤线缆10中，光纤21容纳在线缆护套24内的区域中的光纤阵列是二维阵列。光纤线缆10使得可以使布置在光缆20中的光纤21更均匀地布置，并且消除了使光缆20的直径大于必要直径的必要性。因此，可以减小光纤线缆10的尺寸。
在光纤线缆10中，光纤21的末端区域的阵列是一维阵列。因此，可以沿一个方向连续地形成光纤21所附接的部件(例如，透镜部件)上的光纤附接区域，并且可以容易地进行加工。此外，由于还可以使附接区域变薄，所以光学连接器线缆1可以很薄。
在光纤线缆10中，光纤21的末端区域的阵列中的光纤之间的间距比线缆护套24内的阵列中的光纤之间的间距宽。在这种情况下，可以给予电路板2和透镜部件3的电路设计以自由度。
在光纤线缆10中，沿着光纤21的延伸方向，线缆护套24内部的光纤21的重心可以相对于光纤21的末端区域的阵列中的重心移位。如果在光纤21的延伸方向上使线缆护套24内的阵列中的光纤21的重心对应于光纤21的远端区域的阵列中的重心，则可以容易地使光纤21从一个阵列过渡为另一阵列。另一方面，其上放置光纤21的部件(例如，透镜部件3)通常形成在电路板2上，并且如果在这种情况下采用使一个重心和另一重心对应的构造，则电路板2和光缆20之间的位置关系在竖直方向上偏离。因此，该构造可能不平衡，或者可能妨碍部件的减薄。因此，通过采用上述构造，可以更容易地实现与这种部件的附接。
在光纤线缆10中，保持部34覆盖第一延伸部21a为一维阵列的部分的部分外周。在这种情况下，可以在视觉上确认第一延伸部21a之间的相互位置关系，并且可以容易地判断光纤线缆的质量。
在光纤线缆10中，保持器30具有用于使光纤线缆10相对于其它部件(透镜部件3)定位的一对突出部33，并且该对突出部33沿从第一延伸部21a朝向第二延伸部21b的方向从保持器30的一端突出。该光纤线缆10可以通过简单的方式实现与其它部件的定位。
在光纤线缆10中，保持器30是树脂模制部件，并且与柱状部分31、主体32和保持部34中的光纤21紧密接触。通过紧密固定，光纤线缆10更可靠地将光纤21固定在柱状部分31、主体32和保持部34中，并防止光纤21之间的位置关系随时间变化或防止光纤21的固定受到外部冲击而释放。
此外，光学连接器线缆1包括电路板2、布置在电路板2上的光电转换装置4、光纤线缆10以及透镜部件3，透镜部件3构造为将第二延伸部21b放置在透镜部件3上，并且使光纤21与光电转换装置4光耦合。光学连接器线缆1可以稳定每个光纤21与透镜部件3或光电转换装置4之间的光耦合效率。此外，还可以容易地实现通过光学连接器线缆1将光纤线缆10附接到透镜部件3的工作的自动化。
[第二实施例]
接下来，将参考图14和图15描述根据第二实施例的光纤线缆40。图14是示出光纤线缆40的透视图。图15是表示在光纤线缆40中以虚线示出的保持器的透视图。光纤线缆40可以与根据第一实施例的光纤线缆10类似地使用，并且可以附接到图1A和图1B中所示的电路板2或透镜部件3以构造光学连接器线缆。在下面的描述中，将对与光纤线缆10不同的点进行描述。对于共同点，可能存在省略对其进行描述的情况。
如图14所示，光纤线缆40包括光缆20和保持器50。光缆20的光纤21包括从线缆护套24的一端24a延伸的第一延伸部21a，以及从第一延伸部21a延伸并位于光纤末端侧的通向第一延伸部21a的第二延伸部21b。
如图14和图15所示，保持器50具有柱状部分31、主体52、一对突出部33、保持部54和定位区域55。柱状部分31覆盖第一延伸部21a的一部分。主体52覆盖第一延伸部21a的剩余部分。一对突出部33在末端方向上从主体52突出。保持部54保持并固定第一延伸部21a。定位区域55定位第一延伸部21a。保持部54覆盖第一延伸部21a的所有末端，以保持并固定光纤21。与保持器30类似，保持器50可以通过执行注射模制来制造，并且可以整体一次形成。
在保持器50的柱状部分31和主体52内，第一延伸部21a以从线缆侧的二维阵列过渡到末端侧的一维阵列的方式被容纳并保持在保持器50中，以如图15所示那样使包括光纤21之间的间距的相互位置关系类似于第一实施例而变化。如图15所示，在设置在主体52的一端上的保持部54中，第一延伸部21a的端部21c布置为排列成是一维的并且以间隔预定间距的平行方式被保持。在保持器50的定位区域55中，第一延伸部21a的每个间距和延伸方向通过稍后描述的制造方法定位，并且定位好的第一延伸部21a的端部21c通过保持部54固定。在定位区域55中，光纤21的第一延伸部21a的一部分暴露于外部，并且光纤部分布置在形成为突出形状的基架部分55a上。区域55的开口中的第一延伸部21a的暴露部分可以相互平行。
由于如上所述保持部54保持第一延伸部21a的与第二延伸部21b相邻的端部21c，所以第二延伸部21b之间的相互位置关系以与保持部54中的第一延伸部21a之间的相互位置关系相同的状态的方式被保持。也就是说，第二延伸部21b通过保持部54以相互间隔预定间距的平行方式排列。由于在第二实施例中保持部54设置在主体52的内部，所以第一延伸部21a和第二延伸部21b之间的边界对应于设置在突出部33之间的面54a。
接下来，将参考图16至图20B描述制造光纤线缆40的方法的实例。图16是示出已将光缆安装在下模具上以用于制造根据第二实施例的光纤线缆的状态的透视图。图17是放大地示出作为图16中的主要部分的XVII部分的局部放大透视图。图18A是沿图17中的XVIIIa-XVIIIa线截取的剖视图，并且图18B是沿图17中的XVIIIb-XVIIIb线截取的剖视图。图19是示出已将上模具安装在图16所示的下模具上并将模制树脂注入模具中的状态的透视图。图20A是沿图19中的XXa-XXa线截取的剖视图，并且图20B是沿图19中的XXb-XXb线截取的剖视图。
首先，准备具有光纤21、抗拉纤维22、纤维管23和线缆护套24的光缆20(参见图3)。此时，在光缆20的一端侧，将抗拉纤维22、纤维管23和线缆护套24移除预定长度，以制备具有第一延伸部21a和第二延伸部21b的光缆20。在光缆20中，光纤21以预定的阵列排列，例如，在线缆护套24内部具有两行和两列。
然后，如图16和图17所示，准备下模具120，在下模具120上放置具有一部分延伸光纤的光缆20。下模具100设置有布置部分121、空隙122、定位机构123、填充空隙124和保持机构125。布置部分121是用于布置线缆护套24的空隙。空隙122对应于光纤过渡部分(图6中的区域R)，在光纤过渡部分处，第一延伸部21a主要从二维阵列过渡到一维阵列。定位机构123将第一延伸部21a定位成一维阵列状态。填充空隙124是布置有处于一维阵列状态的第一延伸部21a的端部21c的空间。保持机构125保持第二延伸部21b的与第一延伸部21a相邻的端部21d。
如图17和图18A所示，定位机构123包括例如多个细长孔形凹槽123a。凹槽123a以相互间隔预定间距的平行方式形成。每个第一延伸部21a被定位，整个第一延伸部被保持在凹槽123a中。如图17和图18B所示，保持机构125包括例如多个U形凹槽125a。凹槽125a以相互间隔预定间距的平行方式形成。凹槽125a可以是V形凹槽或沟槽结构。第二延伸部21b的每个端部21d完全保持在对应的凹槽125a中。凹槽123a的间距和凹槽123a相互平行的布置与凹槽125a相同。在定位机构123和保持机构125之间，第一延伸部21a的端部21c以如下方式在填充空隙124中以悬浮状态布置：获得由定位机构123和保持机构125确定的每个间距和延伸方向。下模具120还设置有从填充空隙124向前突出的一对突出空间126。在图18A所示的实例中，定位机构123的凹槽123a的最大深度几乎是光纤21直径的两倍。定位机构123不限于此。可以改变凹槽123a的最大深度，例如，凹槽123a的最大深度在光纤21的直径的1.2倍和3倍之间。
此外，准备对应于下模具120的上模具130。上模具130设置有基准平面、平面134b和空间。基准平面对应于下模具120的基准平面127。平面134b对应于下模具120的保持机构125的顶表面125b(参见图20B)，并且构造为覆盖定位机构123和保持机构125。所述空间对应于下模具120的突出空间126。
然后，如图16和图17所示，光缆20的线缆护套24放置在布置部分121中，第一延伸部21a的端部21c的近侧的部分放置在定位机构123中，并且使第二延伸部21b的端部21d由保持机构125保持。通过该布置，光缆20以第一延伸部21a从二维阵列过渡到一维阵列的方式安装在下模具120上。此时，在保持机构125中，第二延伸部21b的所布置的端部21d几乎完全容纳在凹槽125a内(参见图18B)。此外，在定位机构123中，第一延伸部21a的端部21c的已布置的近侧部分几乎完全容纳在凹槽123a内(参见图18A)。另一方面，凹槽125a和凹槽123a之间的第一延伸部21a的端部21c适于完全暴露在填充空隙124中(参见图17)。在第二实施例中，由于与第一实施例相比，定位机构123布置得更靠近线缆护套24的一端24a，所以即使光纤的弯曲半径很小，也可以更可靠地实现光纤的排列布置。
然后，当光缆20安装在下模具120上的预定位置时，将上模具130安装在下模具120上。此时，上模具130以如下方式安装：上模具130的平面134b位于定位机构123和保持机构125上方。
在如图19所示完成将上模具130安装到下模具120上之后，将熔融的模制树脂F注入下模具120和上模具130的内部。通过这种注入，布置部分121的一部分(末端部分)、空隙122、定位机构123的凹槽123a的未布置有光纤的区域(参见图20A)、以及与保持机构125相邻并被平面134b夹置的填充空隙124(第一延伸部21a的端部21c布置在其中)充满熔融的模制树脂F(参见图20A和图20B)。在经过预定的冷却周期之后，将具有熔融的模制树脂F覆盖第一延伸部21a的构造的光纤线缆40从下模具120和上模具130中取出。通过以上所述的方式，可以制造图14所示的光纤线缆40。在光纤线缆40中，确定暴露于外部的第二延伸部21b的间距和延伸方向(相互平行)的保持部54通过如图17所示注入到位于定位机构123、保持机构125、上模具130的平面134b之间的填充空隙124中的模制树脂形成，并且更可靠地确定光纤之间的平行度。
如上所述，与根据第一实施例的光纤线缆10类似，光纤线缆40设置有容纳和保持光纤21的第一延伸部21a的保持器50。保持部54构造为以如下方式保持第一延伸部21：通向第一延伸部21a的第二延伸部21b之间的相互位置关系(间距和延伸方向)保持与保持部54中的第一延伸部21a之间的相互位置关系相同的状态。由于通过如上所述的用于保持第一延伸部21a的保持部54的构造可以预先确定光纤21的末端部分(第二延伸部21b)之间的相互位置关系，从而可以获得期望的关系，因此在将每个光纤21的末端部分附接到其它部件(透镜部件)时，可以容易地执行光纤21的排列布置。结果，光纤线缆40使得可以稳定每个光纤21和其它部件(透镜部件3、光发送/接收装置等)之间的光耦合效率。此外，由于可以通过保持器50预先确定光纤21(第二延伸部21b)之间的相互位置关系，因此还可以容易地实现将光纤线缆40附接到其它部分的工作的自动化。
在光纤线缆40中，保持部54完全覆盖第一延伸部21a为一维阵列的部分的光纤外周。由于覆盖了整个光纤外周，所以光纤线缆40可以更可靠地防止第一延伸部21a从保持部54中脱出并长时间保持第二延伸部21b之间的相互位置关系。
在光纤线缆40中，保持部54位于更靠近光缆20的一端24a的位置，并且在保持部54的近侧设置有定位区域55。因此，光纤线缆40可以通过定位区域55可靠地执行光纤21的从二维阵列到一维阵列的展开(development)和排列布置，同时缩短保持器50的长度以缩小尺寸。
在光纤线缆40中，主体52在靠近保持部54的区域中设置有使第一延伸部21a的一部分暴露的定位区域55(开口)。在这种情况下，可以容易地在视觉上确认主体52中的光纤的状态(例如，作为位置关系的间距和延伸方向)，并且可以容易地判断光纤线缆40的质量。至于与光纤线缆10共用的部件，由于对于本领域技术人员来说显而易见的是，光纤线缆40具有类似的作用和效果，因此将省略它们的描述。
上面已经描述了根据实施例的光纤线缆和设置有光纤线缆的光学连接器线缆。然而，本发明不限于这些实施例，并且可以应用各种修改。例如，尽管在上述实施例中已经描述了光纤在光缆20的一端暴露的实例，但是如下构造也是可能的：光纤在光缆20的两端类似地暴露，并且两端均设置有保持器30和保持器50。此外，尽管在上述实施例中以具有四个光纤的光缆20为例进行了描述，但光缆中包括的光纤的数量不限于四个，而是可以采用具有八个或十六个光纤的光缆。
本申请基于并要求2017年10月19日提交的日本专利申请No.2017-202952的优先权，该日本专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。

Claims (12)

1.一种光纤线缆，包括：
光缆，其包括多个光纤和围绕所述多个光纤的护套，所述多个光纤在所述护套内布置成第一阵列，其中，所述多个光纤具有分别从所述护套的一端延伸到外部的第一延伸部以及分别从所述第一延伸部的一端延伸到所述光纤的末端的第二延伸部；以及
保持器，其布置在所述护套的所述一端附近，所述保持器包括：第一部分，其内部容纳有所述第一延伸部的过渡部分，在所述过渡部分处，所述第一延伸部从所述第一阵列过渡到不同于所述第一阵列的第二阵列；以及第二部分，其保持所述第一延伸部的呈所述第二阵列的部分，
其中，所述第二部分构造为以这样的方式保持所述第一延伸部：所述第二延伸部之间的相互位置关系保持与所述第二部分处的所述第一延伸部之间的相互位置关系相同的状态。
2.根据权利要求1所述的光纤线缆，其中，所述第二部分以所述第二延伸部相互平行的方式保持所述第一延伸部。
3.根据权利要求1或2所述的光纤线缆，其中，所述第一阵列是二维阵列。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光纤线缆，其中，所述第二阵列是一维阵列。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光纤线缆，其中，呈所述第二阵列的所述多个光纤的光纤之间的间距比呈所述第一阵列的所述多个光纤的光纤之间的间距宽。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光纤线缆，其中，沿着所述多个光纤的延伸方向，呈所述第二阵列的所述多个光纤的重心相对于呈所述第一阵列的所述多个光纤的重心移位。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的光纤线缆，其中，所述第二部分覆盖呈所述第二阵列的所述第一延伸部的部分外周。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的光纤线缆，其中，所述第二部分覆盖呈所述第二阵列的所述第一延伸部的整个外周。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的光纤线缆，其中，所述第一部分在靠近所述第二部分的区域中设置有开口，所述第一延伸部的至少一部分在所述开口中露出。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的光纤线缆，其中，所述保持器还包括定位机构，所述定位机构构造为使所述光纤线缆相对于其它部件定位，所述定位机构沿所述多个光纤的延伸方向从所述保持器的一端突出。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的光纤线缆，其中，所述保持器是树脂模制部件，并且在所述第一部分和所述第二部分中与所述多个光纤紧密接触。
12.一种光学连接器线缆，包括：
电路板；
光电转换装置，其布置在所述电路板上；
根据权利要求1至11中任一项所述的光纤线缆；以及
透镜部件，其构造为在其上安装所述第二延伸部，所述透镜部件将所述多个光纤与所述光电转换装置光耦合。
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