JP2002504707A - 光ファイバの位置決め及び取り付けのための位置決めシステム並びにその位置決めシステムを備えたコネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、所定の光軸に沿って位置決めシステム（１０）に挿入される、少なくとも１本の光ファイバの位置を自動的に決め、取り付けるための前記位置決めシステム（１０）に関する。この位置決めシステム（１０）は、平らな上面を有するベース部材（１８）と、前記上面に対して平行で少なくとも１本の光ファイバを受け入れるために、そこに形成されるＶ字型の受け入れ用溝とからなる。このシステムは、受け入れ用溝に挿入される少なくとも１本の光ファイバを保持するために、ベース部材（２１）の上面に配置されるばね動作の保持部材（１７）をも含む。本発明は、保持部材（１７）が、ベース部材（１８）の上面に対して平行である膜（２２）からなり、前記ベース部材が、受け入れ用溝（２１）の上に取り付けられ、前記ベース部材（１８）の上面に対して垂直方向へ弾性的に撓み可能であるので、正確で機械的に耐性のある結合と共に単純な構造物を提供する。少なくとも１本の光ファイバが、受け入れ用溝（２１）に挿入される時に、膜は、回復力により受け入れ用溝（２１）に前記光ファイバを固定するために撓む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は、光ファイバの結合技術の分野に関する。それは、所定の光軸２に沿
って位置決めシステム(positioning system)に挿入される、少なくとも１本の光
ファイバの位置を決め、取り付けるための位置決めシステムに関するものであり
、前記位置決めシステムは、平らな上面と、前記上面に対して平行であって、少
なくとも１本の光ファイバを受け入れるために形成されるＶ字型の受け入れ用溝
(receiving channel)とを有するベース部材(base element)からなっている。前 記システムは、受け入れ用溝に挿入される、少なくとも１本の光ファイバを保持
するために、ベース部材の上面に配置される別個なばね動作の保持部材(spring-
action retaining member)を含む。

【０００２】 この種の位置決めシステムは、例えば米国特許出願番号4,973,126Aの発明で知
られている。

【０００３】 （背景技術） その高い伝送容量と、干渉場に対する鈍感性とのために普及している光ファイ
バの、増加している広範囲にわたる使用に伴い、取り外し可能なように、及び減
衰を可能な限り最小限に抑えるように、２本の光ファイバを光学的に結合するこ
と、或いは１本の光ファイバを送信装置或いは受信装置に接続することを可能に
するコネクタの需要も又、増加している。ファイバの小さな直径、例えば１２５
μm のファイバ直径、及びより小さいモード電磁界直径(mode field diameter) 、例えば単一モードのファイバで約１０μm 、に起因する低い値の挿入減衰量、
即ち０．５dB以下、及び高い値の還流減衰量、即ち６０dB以上、を得るために、
光学的結合において、ファイバの位置を決めて結合するのに非常に高い精度が必
要なのは自明である。同時に、結合装置は、機械的に頑丈で、繰り返される接続
操作についてさえ機能する際に信頼でき、扱うのが簡単であり、そして大量に製
造するのに安価であるべきである。

【０００４】 市場で手に入る「Optoclip II」という商標名の、本出願人による光ファイバ 用の従来のコネクタは、精密機械的な心合わせ(centering;心出し)部材を使用す
る。それによって、挿入されたファイバを位置決め及び心合わせするために、前
記ファイバは正三角形に配置される３つのビーズの一群の中心に通され、予備心
合わせ(pre-centering)される。お互いに対し、及び光軸に対し平行して一直線 に並べられる一組の密接に置かれたシリンダが、精密心合わせ(precision cente
ring)用及び固定用の部材の内部に備えられることで、結合すべき２つのファイ バの末端が、前記シリンダの間に位置するようになり、それらの上にあるばね動
作球(spring-action ball)により正しい位置に固定される。従来のこの種のコネ
クタは、製造したり組立たりするのに複雑であり、機械的に比較的敏感でもある
。

【０００５】 従って、これらの部材が、周知の技術によって製造するのに比較的簡単で、機
械的に頑丈で、そして高い精度によって特徴づけられるように、シリコン技術に
基づく比較的新しいマイクロ工学を使用する、光ファイバ結合用の位置決め及び
心合わせ部材及びシステムを生産するための、多様な提案が既にあった。多様な
提案は、光ファイバを受け入れて支えるための所定の結晶方位を有する単結晶の
シリコンでできているボディを使用する。湿式化学エッチング(wet chemical et
ching)によって、又は同様の加工操作によって、光軸の方向に続いているＶ字型
の切欠き、又は溝が、これらの単結晶ボディに作られる。そして結合すべき光フ
ァイバの末端は、このＶ字型の受け入れ用溝に挿入されて、又は置かれて、その
溝で心合わせされ、上からのばね動作によるボディ上への従来の機械的装置圧縮
によって、固定される。この種類のコネクタの典型的な説明は、上述の米国特許
出願4,973,126 Aにおいて開示されている。この発明では、プラスチックのブロ ックに取り付けられるシリコン板が、Ｖ溝(V-groove)中で２本のファイバの末端
を合わせる。ここでのばね動作圧縮装置は、ガラスでできているカバープレート
と、側面で装置全体を押さえられるばねクリップからなっており、シリコン板に
向かってカバープレートを押圧する。この知られている解決案は、コネクタに適
しているのではなく、その代わりに夫々の結合操作のための多様な夫々の部分か
ら、慎重に組立てられなければならない、という点で、特に不利な点を有する。
例えば光ファイバを能動光学素子(active optical element)に結合させるための
比較できる解決案は、米国特許出願4,756,591 A又は4,802,727 Aに見られる。

【０００６】 光ファイバ用のコネクタのための、より広範囲のマイクロ工学的な(micromech
anical)解決案は、米国特許出願5,377,289 Aで知られている。ここで、全体的に
マイクロ工学的なシリコン処理により製作された位置決め装置と、２本の構成ア
ームは、挿入された光ファイバを心合わせして固定するために使用される。アー
ムは夫々Ｖ溝を備えており、そのＶ溝が互いに向き合っていて、ファイバのため
の受け入れ用溝を形成するように、一方のアームがもう一方の上に配置される。
その溝は一端での選択方向のエッチングにより、円錐形に広がる。これによりフ
ァイバの挿入を容易にする。もう一端では、溝は次第に細くなる。アームはそこ
で外側に曲げられてもいる。その結果、溝に挿入されるファイバがアームを外へ
曲がらせる一方、同時に、アームの間で締付けられて、回復力(restoring force
)によって、そこで心合わせされる。しかし、その完成したコネクタは、精密な 方法で組立てられる複数の小さな独立した部分からなり、その結果、組立が特に
困難で複雑である。

【０００７】 側面で切欠きの上に突出しているばね動作つまみ(spring-action tongue)が、
Ｓｉ（シリコン）製の受け板のＶ溝に光ファイバを固定するために使用されて、
前記つまみがシリコン製の受け板の表面に適切な層を適用することによって製作
されており、そして選択的にその部分にエッチングしている、という他の解決案
は、例えば欧州特許出願番号805,994 A1、又はC. Strandman及びY. Backlund に
よる論文「Ｖ溝内に光ファイバを備えるためのバルクのシリコン包括構造」J. o
f Micromechanical Systems のVol. 6, No. 1 （１９９７年３月号、３５〜４０
頁）で知られている。これらの解決案については、つまみは比較的、機械的に破
壊されやすい。他方では、装置全体は、連続した、且つ非常に複雑な工程で製造
される。このことは歩留まりを制限して、製造を複雑、且つ費用のかかるように
する。

【０００８】 （発明の開示） 従って、本発明の目的は、単純なデザインを有し、製造するのに容易であり、
組立るのに容易であり、高い精度を有し、そして機械的に頑丈であるような光フ
ァイバ用の位置決め装置を作ることであり、前記装置は、比較的少ない工程を含
むマイクロ工学的な加工操作によって、信頼をもって及び安価に製造することが
できる。

【０００９】 この目的は、弾性をもって直角に撓むことができ、受け入れ用溝より上にある
ベース部材の上面に対して平行であり、ベース部材の上面に対し垂直であるよう
に配置された膜(membrane:薄膜)から前記部材がなっており、少なくとも１本の 光ファイバが受け入れ用溝に挿入される時に、前記膜が撓み、その回復力をもっ
て、受け入れ用溝にある少なくとも１本の光ファイバを固定する、という事実に
よって、前述した種類の位置決め装置について達成される。この発明に係る膜を
使用することは、個々の部分が非常に簡単に製造される、及び組立られることの
できる装置の、機械的に非常に安定でコンパクトなデザインをもたらす。特に、
膜保持部材は、マイクロ工学的な方法による製造に適している。

【００１０】 本発明に係る装置の第１の好ましい実施例によると、受け入れ用溝への光ファ
イバの挿入を容易にするために、受け入れ用溝の末端に向かって、外側から内側
へと次第に細くなる心合わせ領域が、ベース部材の受け入れ用溝の最低１つの末
端に備えられる。光ファイバが位置決め装置に挿入される時に、前記心合わせ領
域は、受け入れ用溝の末端に最低１つの光ファイバの適切なアライメント(align
ment)を生じさせる。

【００１１】 この発明に係る位置決め装置は、光ファイバを能動光学素子、例えばレーザー
ダイオード等、に結合させるために使用されることができる。しかしながら、こ
の装置はまた、２本の光ファイバの対向する夫々の末端同士を接触させるために
、夫々の光ファイバを位置決め及び固定する第２の好ましい実施例に係る位置決
め装置に、２本の光ファイバを夫々対向方向から挿入する時に、これらの光ファ
イバを結合させるためにも、特に使用されることができ、この場合、その心合わ
せ領域は受け入れ用溝の両端に備えられる。

【００１２】 もう一つの好ましい実施例によると、ベース部材の心合わせ領域が、予備心合
わせ領域と、予備心合わせ領域と受け入れ用溝の夫々の末端との間に配置される
精密心合わせ領域とに分割される場合、挿入される光ファイバの心合わせは、更
に改良される。予備心合わせ領域は、より小さい領域に対して、挿入されたファ
イバの末端のクリアランスを狭くする一方、受け入れ用溝の入口で実際に心合わ
せすることは、精密心合わせ領域を経由して達成される。

【００１３】 ベース部材は、好ましくは単結晶材料、特にシリコンの固体板として設計され
ていて、Ｖ字型の受け入れ用溝と、任意にベース部材の心合わせ領域、及び予備
心合わせ並びに精密心合わせ領域とが、固体板の溝にマイクロ工学的な処理、特
にエッチングすることによって作られる。このようにして、標準の方法を使用す
ることによって、頑丈で高精度のベース部材が得られる。

【００１４】 本発明に係る位置決め装置が、光ファイバの取り外し可能な挿入のために備え
られる場合、もし別の実施例に従って、少なくとも、Ｖ字型の受け入れ用溝と、
それに任意に加えて、心合わせ領域、及び予備心合わせ領域並びに精密心合わせ
領域とが摩耗層(wear layer)、特にＳｉＯ₂によって、機械的応力(mechanical s
tress)から保護されるならば、挿入されたファイバの末端による機械的な負荷を
理由として有利である。

【００１５】 本発明に係る位置決め装置の別の好ましい実施例は、膜が保持部材の下面に配
置されるという点を特徴とする。そして、膜はそれを経由する少なくとも一つの
通路を有し、桶状(trough-shaped)の凹部が、屈折率整合流体(index matching f
luid:インデックスマッチングフルイド、割出し整合流体)を受け入れるために、
保持部材の膜の上に備えられる。屈折率整合流体が膜にある通路を経由して、膜
の下で光ファイバの末端を囲むように、流体は桶状の凹部の近くで供給され続け
る。コネクタでは通常に行われている、ファイバが繰り返し挿入されたり除去さ
れたりする場合、結果として生じる屈折率整合流体の損失は、桶状の凹部内の蓄
積から補給されることができる。このことは、大いに、この種のプラグコネクタ
の有効寿命を引き伸ばす。

【００１６】 保持部材は、好ましくは単結晶材料、特にシリコンの固体板として設計され、
膜は、マイクロ工学的な処理、特に保持部材内での固体板エッチングによって、
固体板から作られる。特に、保持部材は、光ファイバを光軸方向で膜の上流及び
／又は下流から、保持部材内に挿入する時に、心合わせするための心合わせ領域
を有するとともに、（１００）の配向を有するシリコンを材料とし、保持部材の
心合わせ領域は、方向を選択してエッチングされた［１１１］結晶面にある壁に
夫々側面を仕切られている。膜の下面及び心合わせ領域はまた、好ましくは摩耗
層、特にＳｉＯ₂によって機械的応力から保護される。

【００１７】 ２本の光ファイバを取り外し可能なように接続するための、この発明に係るコ
ネクタは、それが２本の光ファイバを位置決め及び固定するためのこの発明に係
る位置決めシステムからなるという点を特徴としている。

【００１８】 本発明に係るコネクタの好ましい実施例は、コネクタが、位置決めシステムの
組立のための装置を有するハウジングからなる、という点を特徴とする。この組
立装置(assembly device)は、位置決めシステムがその中に挿入され、組立部材 により保持されるような垂直な組立シャフト(assembly shaft)を有する。前記組
立シャフトは、挿入孔(insertion bore)を有している横壁(transverse wall)に よって、光軸方向には仕切られている。結合される光ファイバは、前記挿入孔を
通って側面から、組立シャフト又は位置決めシステムに挿入される。組立シャフ
トは、光軸と平行して続いているＶ字型のシャフト底部によって、下端を仕切ら
れている。位置決め装置は、ベース部材を下側にして、組立シャフトに挿入され
、前記位置決め装置は、ベース部材の下側にある組立シャフトのＶ字型の底に適
応している斜めに面取られた角によって、組立シャフト内で心合わせされる。組
立及び心合わせは組立シャフトによって容易にされ、位置決め装置は組立シャフ
トによって保護される。同時に、これは主として閉じた空間をもたらす。

【００１９】 特に、屈折率整合流体を受け入れる桶状の凹部が、位置決め装置内の保持部材
の膜の上に備えられ、ガスケット、特にＯリングの形をしたものが、組立部材(a
ssembly element)と保持部材の間に配置され、桶状の凹部を囲んで、その上面で
密封する、ということにより、屈折率整合流体のためのこの空間を密封すること
が達成される。

【００２０】 更なる実施例は、引用された請求項から導き出される。

【００２１】 （発明を実施するための最良な形態） 本発明は、添付する図に関して、実施例を基として更に詳細に説明される。

【００２２】 図１は、本発明に係る位置決め装置に適応する２本の光ファイバ用の取り外し
可能なコネクタの透視図を示す。コネクタ１は、光軸２に沿って延びおり、その
中央部には位置決め装置を収めるための組立シャフト(assembly shaft)１４が形
成されたプラスチック製の細長いハウジング１１からなる。この組立シャフトは
、光軸２に対して垂直に配置されて、上面からハウジング１１の内部へ向け延び
ている。位置決め装置自体は、簡略化のため、本図に示されていない。組立シャ
フト１４は、光軸２の方向へ横壁１６によって仕切られ、両側に位置する挿入開
口部７から切り離される。

【００２３】 図面に記載されていない特殊なプラグが、格納式のスリーブによって保持及び
保護されながら接続されるようになっている光ファイバ３，４の末端でかみ合う
ように、コネクタ１の挿入に関して既知な方法で、両側から挿入開口部７に挿入
される。プラグの挿入に際して、保護するスリーブは自動的に格納され、光ファ
イバ３，４の露出した末端は、組立シャフト１４の内部まで横壁１６の相当する
挿入孔５，６を経由して押し込まれる。ハウジング１１は、取り付けの目的で側
面に突出する２つの取り付けフランジ８，９を備え、ねじ接続等のための取り付
け開口部(mounting hole)１２又は１３を有している。

【００２４】 コネクタ１は、図２の部分的な断面図に示されるように、既に位置決め装置１
０が挿入されている。位置決め装置１０は、本質的に挿入された光ファイバが収
められて固定される下側の板状のベース部材１８と、このベース部材１８に挿入
された前記光ファイバを保持して固定するために直接上に乗る同様に板状の保持
部材１７とからなる。ベース部材１８は、図３の符号２６及び２７に示すように
、その下側に光軸方向に続いている２つの斜めに面取られた角を有する。その斜
面はＶ字型のシャフト底部(shaft bottom)１５の斜壁にぴったりと合い、光軸方
向に延びる組立シャフト１４の底部を密閉する。これらの方法を通して、組立シ
ャフト１４に挿入される時に、位置決め装置１０は自動的に、光軸２と平行して
一直線に並べられる。

【００２５】 位置決め装置１０の２つの別個な部材１７，１８の詳細なデザインは、図３、
図４及び図５の拡大図に示される。ベース部材１８と同様に保持部材１７は、好
ましくは（１００）の方向に配向される単結晶板から、マイクロ工学的な処理方
法によって製造される。図５に従ってベース部材１８の平らな上面に、既知の手
段で（エッチングによって）Ｖ字型の受け入れ用溝が形成され、シリコン単結晶
の［１１１］面にある受け入れ用溝の壁を用いて、２本の光ファイバ３，４の末
端が受け入られて固定される。例えばベース部材１８は、４．５×３．２×１mm
（長さ×幅×高さ）の板の外形寸法を有し、例えば１２５μm の外径を有してい
る光ファイバ用のＶ字型の受け入れ用溝は、２２８μm の幅、１６２μm の深さ
及び１．１５mmの長さを有する。

【００２６】 光ファイバ３，４が、受け入れ用溝２１の２つの末端又は入口を有する位置決
め装置１０で、自動的に一直線に並べられて正確に心合わせされるために、特殊
な心合わせ領域１９，２０が、ベース部材１８の受け入れ用溝２１の両末端の手
前に、エッチングによって作られる。夫々の心合わせ領域１９，２０は、心合わ
せ操作（図５）の心合わせ効果及び均一性を改良するために、より広い予備心合
わせ領域２８と、より狭い精密心合わせ領域２９とに更に分割される。予備心合
わせ領域２８は、方向に関して選択的にエッチングされた［１３３］の結晶面又
は［３１３］の結晶面の壁によって、側面で仕切られる一方、精密心合わせ領域
２９は、方向について選択された方法でエッチングされた［−１３３］の結晶面
又は［３−１３］の結晶面の壁によって仕切られている。上記の例の心合わせ領
域１９，２０の深さは２５０μm になり、予備心合わせ領域２８の最大の幅は１
８６５μm であり、並びに精密心合わせ領域の最大の幅は６６５μm である。傾
いた側壁を有する心合わせ領域１９，２０の円錐形のデザインは、光ファイバ３
，４の末端を挿入時に、受け入れ用溝２１の入口において自動的に心合わせする
ことを、確実にする。ベース部材１８の表面をこするような、ファイバの末端に
よる前記ベース部材に対する機械的損傷は、負荷を与えられた表面がＳｉＯ₂（ 図示せず）の摩耗層で覆われることによって、防がれるか又は減らされる。

【００２７】 上述した例の保持部材１７は、４．５×３．２×０．５mm（長さ×幅×高さ）
の板の寸法を有する。組立てられた状態において、保持部材１７は、(図６に見 られるように) その下面がベース部材１８の上面で押圧される。受け入れ用溝２
１内にあるファイバが、ベース部材１８の上面より上に部分的に突出するように
、光ファイバ３，４の外径に対して、相対的に受け入れ用溝２１の寸法が選ばれ
るので、保持部材１７は、Ｖ字型の受け入れ用溝２１へファイバを押圧して、そ
れらをそこで固定する。何の問題もなく、且つ機械的な損傷もなく、ファイバの
挿入及び取り外しを可能にするようにファイバを固定するこの方法のために、保
持部材１７は、特殊なデザインを有する。受け入れ用溝２１より上にあるような
領域において、薄い膜(membrane:薄膜)２２が保持部材１７の下面のシリコン板 からエッチングされ、或いは板のエッチングは、この領域において、上から始ま
り、膜２２まで行われる（図４及び図７）。

【００２８】 前記の例の膜２２は、５０μm の厚さを有する。それは、穴の開いた膜として
デザインされており、高い柔軟性を与える複数の穿孔(perforation)２４を有す る。ファイバが受け入れ用溝２１に挿入される時に、膜２２が上方へ伸びて曲が
る特性を有する結果、ファイバがその太さにも関わらず、受け入れ用溝２１に挿
入されることが可能である。ファイバを取り外すのを不必要に困難にせず、曲げ
られた膜２２の回復力により、受け入れ用溝２１において、ファイバはしっかり
と固定される。上記の例の膜２２の伸縮通路の長さ(spring path)は、８μm に なる。膜２２は、光軸２又は受け入れ用溝２１の両側で、保持部材１７の固体板
に固定して接着している。しかしながら、ファイバがいかなる問題もなく、受け
入れ用溝２１に挿入されることが可能なように、（短い）溝区分への膜の接触面
積を制限するために、凹部３４，３５が、膜２２の軸方向に与えられる。保持部
材１７に対する光ファイバの心合わせは、円錐状の心合わせ領域２５，３０もま
た、保持部材１７の下部に与えられて、配向を選択してエッチングされた［１１
１］の結晶面の壁によって、側面で仕切られることによっても達成される（図４
及び図７）。ベース部材１８と同様に、保持部材１７の機械的に応力を加えられ
た下面は、好ましくはＳｉＯ₂の硬い摩耗層で被覆されている。

【００２９】 膜２２をエッチングにより作り出すことによって、樋状(trough-shaped:トラ フ状)の凹部２３（図３及び図４）が、保持部材１７の膜２２より上に形成され る。２本のファイバの末端を光学的に整合させるための屈折率整合流体(index m
atching fluid)は、この樋状の凹部２３に蓄積されることが可能である。屈折率
整合流体は、孔の開いた膜２２を経由して、その下にあるファイバ末端に容易に
浸透する。光ファイバ３，４がコネクタ１から引き抜かれる場合、結果として生
じる流体の損失は、次の挿入に備えた樋状の凹部２３の蓄積分から、容易に補給
されることが可能である。

【００３０】 槌のような組立部材３３が、上から（矢印の方向に）保持部材１７上へ押圧さ
れることによって、位置決め装置１０は、好ましくは図６に従って、プラグコネ
クタ１の組立シャフト１４に固定される。保持部材１７の（液で満たされた）樋
状の凹部２３は、凹部２３を囲むガスケット、特にＯリング３１の挿入によって
密封される。同時に、これにより流体のための別なチャンバ３１が生じる。

【００３１】 （産業上の利用可能性） 総じて本発明は、容易に且つ高い精度で製造され、簡単に組立られ、そして使
用時の高い精度と非常に強い機械的強さとにより特徴づけられた、光ファイバの
位置決め装置とコネクタとを生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来のハウジングと、本発明に係る位置決め装置を受け入れるための組立シャ
フトとを有する、２本の光ファイバ用の取り外し可能なコネクタの透視図である
。

【図２】 本発明の好ましい実施例に従って挿入される位置決め装置を有する、図１で示
したコネクタのハウジングの部分的な断面図である。

【図３】 下側のベース部材及び上側の保持部材からなる図２で示した位置決め装置の拡
大図である。

【図４】 弾性をもった膜を備える図３で示した保持部材の拡大図である。

【図５】 Ｖ字型の受け入れ用溝と、その両側の心合わせ領域とを備えた図３に示すベー
ス部材の拡大図である。

【図６】 槌型(ram-shaped)の組立部材及びガスケットを有する図２に示すコネクタの軸
面図である。

【図７】 前記した保持部材の軸面図である。

【符号の説明】 １ コネクタ ２ 光軸 ３，４ 光ファイバ ５，６ 挿入孔 ７ 挿入開口部 ８ 取り付けフランジ １０ 位置決め装置 １１ ハウジング １２，１３ 取り付け開口部 １４ 組立シャフト １５ シャフト底部（Ｖ字型の） １６ 横壁（取り付けシャフト） １７ 保持部材 １８ ベース部材 １９，２０ 心合わせ領域（ベース部材） ２１ 受け入れ用溝（Ｖ字形の） ２２ 膜 ２３ 凹部（樋状の） ２４ 穿孔 ２５，３０ 心合わせ領域（保持部材） ２６，２７ 斜面 ２８ 予備心合わせ領域 ２９ 精密心合わせ領域 ３１ Ｏリング ３２ チャンバ ３３ 組立部材 ３４，３５ 凹部

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１１年１１月２２日（１９９９．１１．２２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【請求項１０】 保持部材（１８）が（１００）方向に配向されるシリコン
を材料とし、光ファイバ（３，４）を挿入時に心合わせするための心合わせ領域
（２５，３０）が、保持部材（１７）において光軸（２）方向で膜（２２）の前
及び／又は後に備えられ、保持部材（１７）の心合わせ領域（２５，３０）が、
［１１１］結晶面に方向を選択してエッチングされた壁によって、夫々の側面を
仕切られることを特徴とする請求項９記載の位置決め装置。

【請求項１１】 膜（２２）の下面及び心合わせ領域（２５，３０）が、摩
耗層、特にＳｉＯ₂を材料とする摩耗層によって、機械的応力から保護されるこ とを特徴とする請求項１０記載の位置決め装置。

【請求項１２】 ２本の光ファイバ（３，４）を取り外し可能なように接続
するコネクタ（１）であって、２本の光ファイバを位置決め及び固定するための
請求項１〜１１のいずれかに記載の位置決め装置（１０）を含むことを特徴とす
るコネクタ（１）。

【請求項１３】 コネクタ（１）が、位置決め装置（１０）の組立のための
装置（１４，１５，３３）を有するハウジング（１１）からなり、この組立装置
が、位置決め装置（１０）が挿入されて組立部材（３３）によってそこで固定さ
れる垂直な組立シャフト（１４）を有し、前記組立シャフト（１４）が、挿入孔
（５，６）を有している横壁（１６）によって光軸の方向に仕切られ、光ファイ
バ（３，４）が、前記挿入孔（５，６）を経由して組立シャフト（１４）又は位
置決め装置(１０)に側面から挿入されることが可能であることを特徴とする請求
項１２記載のコネクタ。

【請求項１４】 組立シャフト（１４）が、光軸に平行して続いているＶ字
型のシャフト底部（１５）によって下端を仕切られ、位置決め装置（１０）が、
ベース部材（１８）を下側にして組立シャフト（１４）に挿入され、位置決め装
置（１０）が、ベース部材（１８）の下側にあるＶ字型のシャフト底部（１５）
に適応している斜面（２６，２７）によって心合わせされることを特徴とする請
求項１３記載のコネクタ。

【請求項１５】 屈折率整合流体を蓄積するための樋状の凹部（２３）が、
位置決め装置（１０）内の保持部材（１７）の膜（２２）上に備えられ、シール
材、特にＯリング（３１）の形のガスケットが、樋状の凹部（２３）をその上面
及び底面を囲んで密封するために、組立部材（３３）と保持部材（１７）との間
に備えられることを特徴とした請求項１３または１４に記載のコネクタ。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００１】 （技術分野） 本発明は、光ファイバの結合技術の分野に関する。それは、請求項１の前文に 係る位置決めシステムに関する 。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２】 この種の位置決めシステムは、例えば欧州特許出願番号90,724 A1の発明で知 られている。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】 市場で手に入る「Optoclip II」という商標名の、本出願人による光ファイバ 用の従来のコネクタは、精密機械的な心合わせ(centering;心出し)部材を使用す
る。それによって、挿入されたファイバを位置決め及び心合わせするために、前
記ファイバは正三角形に配置される３つのビーズの一群の中心に通され、予備心
合わせ(pre-centering)される。お互いに対し、及び光軸に対し平行して一直線 に並べられる一組の密接に置かれたシリンダが、精密心合わせ(precision cente
ring)用及び固定用の部材の内部に備えられることで、結合すべき２つのファイ バの末端が、前記シリンダの間に位置するようになり、それらの上にあるばね動
作球(spring-action ball)により正しい位置に固定される。従来のこの種のコネ
クタは、製造したり組立たりするのに複雑であり、機械的に比較的敏感でもある
。 同じものが、前記した欧州特許出願番号90,724 A1に記載された光ファイバの 保持部材(retaining member)及び心合わせ装置にも適用されている。即ち、光フ ァイバが、下面に形成された弾性を持つ膜で、ファイバをベース板のＶ字型の切 欠きに押圧するプラスチックのスクリューオンブロック(screwed-on block)によ り、切欠きに固定される。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】 光ファイバ用のコネクタを製造する、より広範囲のマイクロ工学的な(microme
chanical)解決案は、米国特許出願5,377,289 Aで知られている。ここで、全体的
にマイクロ工学的なシリコン処理により製作された位置決め装置と、２本の構成
アームは、挿入された光ファイバを心合わせして固定するために使用される。ア
ームは夫々Ｖ溝を備えており、そのＶ溝が互いに向き合っていて、ファイバのた
めの受け入れ用溝を形成するように、一方のアームがもう一方の上に配置される
。その溝は一端での選択方向のエッチングにより、円錐形に広がる。これにより
ファイバの挿入を容易にする。もう一端では、溝は次第に細くなる。アームはそ
こで外側に曲げられてもいる。その結果、溝に挿入されるファイバがアームを外
へ曲がらせる一方、同時に、アームの間で締付けられて、回復力(restoring for
ce)によって、そこで心合わせされる。しかし、その完成したコネクタは、精密 な方法で組立てられる複数の小さな独立した部分からなり、その結果、組立が特
に困難で複雑である。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】 この目的は、請求項１の特徴全体を通じて達成される。本発明に係る保持部材 上に一体的に作られる単結晶膜の使用は、 個々の部分が非常に簡単に製造される
、及び組立られることのできる装置の、機械的に非常に強くコンパクトなデザイ
ンをもたらす。特に、膜保持部材は、マイクロ工学的な方法による製造に適して
いる。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】 本発明に係る保持部材は、単結晶材料、特にシリコンの固体板として設計され
、膜は、マイクロ工学的な処理、特に保持部材内での固体板エッチングによって
、固体板から作られる。特に、保持部材は、光ファイバを光軸方向で膜の上流及
び／又は下流から、保持部材内に挿入する時に、心合わせするための心合わせ領
域を有するとともに、（１００）の配向を有するシリコンを材料とし、保持部材
の心合わせ領域は、方向を選択してエッチングされた［１１１］結晶面にある壁
に夫々側面を仕切られている。膜の下面及び心合わせ領域はまた、好ましくは摩
耗層、特にＳｉＯ₂によって機械的応力から保護される。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の光軸（２）に沿って挿入される少なくとも１本の光フ
   ァイバ（３，４）を、自動的に位置決め及び固定するための位置決め装置（１０
   ）であって、 平らな上面と、この上面に平行で少なくとも１本の光ファイバを
   そこに収めるために形成されるＶ字型の受け入れ用溝（２１）とを有しているベ
   ース部材（１８）からなり、 受け入れ用溝（２１）に挿入される最少でも１本の光ファイバを固定するため
   の、ベース部材（１８）の上面に配置される別個なばね動作の保持部材（１７）
   を含み、 保持部材（１７）が、ベース部材（１８）の上面に平行な受け入れ用溝（２１
   ）より上に配置されて、ベース部材（１８）の上面に対して垂直方向へ弾性的に
   撓み可能な膜（２２）からなり、 前記膜が、その回復力をもって、受け入れ用溝（２１）にある最少でも１本の
   光ファイバを固定するために、受け入れ用溝（２１）への最少でも１本の光ファ
   イバの挿入時に撓むことを特徴とした位置決め装置（１０）。
2. 【請求項２】 受け入れ用溝（２１）の末端に向かって、外側から内側へと
   次第に細くなる心合わせ領域（１９，２０）が、ベース部材（１８）の受け入れ
   用溝（２１）の少なくとも１つの末端に与えられ、それにより、光ファイバが位
   置決め装置（１０）に挿入される時に、最少でも１本の光ファイバ（３，４）が
   、受け入れ用溝（２１）の末端に合わせられることを特徴とする請求項１記載の
   位置決め装置。
3. 【請求項３】 位置決め装置（１０）が、２本の光ファイバ（３，４）の末
   端同士を接触させるように、位置決め装置（１０）に対向方向から挿入される前
   記２本の光ファイバを位置決め及び固定するために備えられ、心合わせ領域（１
   ９及び／又は２０）が、受け入れ用溝（２１）の両端に備えられることを特徴と
   する請求項２記載の位置決め装置。
4. 【請求項４】 ベース部材（１８）の心合わせ領域（１９，２０）が、予備
   心合わせ領域（２８）と、予備心合わせ領域（２８）と受け入れ用溝（２１）の
   夫々の末端との間に配置される精密心合わせ領域（２９）とに、分割されること
   を特徴とする請求項２または３記載の位置決め装置。
5. 【請求項５】 ベース部材（１８）が、単結晶材料の、特にシリコンの固体
   板として設計され、Ｖ字型の受け入れ用溝（２１）と、それに任意に加えて、ベ
   ース部材（１８）の心合わせ領域（１９，２０）、及び予備心合わせ領域並びに
   精密心合わせ領域（２８，２９）とが、固体板の溝にマイクロ工学的な処理、特
   にエッチングすることによって作られることを特徴とする請求項１〜４のいずれ
   かに記載の位置決め装置。
6. 【請求項６】 少なくともＶ字型の受け入れ用溝と、任意に心合わせ領域（
   １９，２０）、及び予備心合わせ領域（２８）並びに精密心合わせ領域（２９）
   とが、摩耗層、特にＳｉＯ₂の層によって、機械的応力から保護されることを特 徴とする請求項５記載の位置決め装置。
7. 【請求項７】 ベース部材（１８）が、（１００）方向の配向を有するシリ
   コンを材料とし、Ｖ字型の受け入れ用溝（２１）が、［１１１］結晶面に方向を
   選択してエッチングされた壁により境界を定められ、仕切られることを特徴とす
   る請求項５または６記載の位置決め装置。
8. 【請求項８】 Ｖ字型の受け入れ用溝（２１）の両端に備えられる心合わせ
   領域（１９，２０）が、予備心合わせ領域（２８）と、予備心合わせ領域（２８
   ）と受け入れ用溝（２１）の夫々の末端との間に配置される精密心合わせ領域（
   ２９）とに分割され、前記予備心合わせ領域（２８）が、［１３３］結晶面又は
   ［３１３］結晶面に方向を選択してエッチングされた壁によって夫々の側面を仕
   切られ、前記精密心合わせ領域（２９）が、［−１３３］結晶面又は［３−１３
   ］結晶面に方向を選択してエッチングされた壁によって夫々の側面を仕切られる
   ことを特徴とする請求項７記載の位置決め装置。
9. 【請求項９】 膜（２２）が保持部材（１７）の下面に配置され、前記膜（
   ２２）が少なくとも一つの通路（２４）を有し、屈折率整合流体を蓄積する樋状
   の凹部（２３）が、保持部材（１７）の膜（２２）より上に備えられることを特
   徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の位置決め装置。
10. 【請求項１０】 保持部材（１７）が、単結晶材料の特にシリコンの固体板
    として設計され、膜（２２）が、マイクロ工学的な処理によって特に固体板をエ
    ッチングすることによって保持部材（１７）内に作られることを特徴とする請求
    項９記載の位置決め装置。
11. 【請求項１１】 保持部材（１８）が（１００）方向に配向されるシリコン
    を材料とし、光ファイバ（３，４）を挿入時に心合わせするための心合わせ領域
    （２５，３０）が、保持部材（１７）において光軸（２）方向で膜（２２）の前
    及び／又は後に備えられ、保持部材（１７）の心合わせ領域（２５，３０）が、
    ［１１１］結晶面に方向を選択してエッチングされた壁によって、夫々の側面を
    仕切られることを特徴とする請求項１０記載の位置決め装置。
12. 【請求項１２】 膜（２２）の下面及び心合わせ領域（２５，３０）が、摩
    耗層、特にＳｉＯ₂を材料とする摩耗層によって、機械的応力から保護されるこ とを特徴とする請求項１１記載の位置決め装置。
13. 【請求項１３】 ２本の光ファイバ（３，４）を取り外し可能なように接続
    するコネクタ（１）であって、２本の光ファイバを位置決め及び固定するための
    請求項１〜１２のいずれかに記載の位置決め装置（１０）を含むことを特徴とす
    るコネクタ（１）。
14. 【請求項１４】 コネクタ（１）が、位置決め装置（１０）の組立のための
    装置（１４，１５，３３）を有するハウジング（１１）からなり、この組立装置
    が、位置決め装置（１０）が挿入されて組立部材（３３）によってそこで固定さ
    れる垂直な組立シャフト（１４）を有し、前記組立シャフト（１４）が、挿入孔
    （５，６）を有している横壁（１６）によって光軸の方向に仕切られ、光ファイ
    バ（３，４）が、前記挿入孔（５，６）を経由して組立シャフト（１４）又は位
    置決め装置(１０)に側面から挿入されることが可能であることを特徴とする請求
    項１３記載のコネクタ。
15. 【請求項１５】 組立シャフト（１４）が、光軸に平行して続いているＶ字
    型のシャフト底部（１５）によって下端を仕切られ、位置決め装置（１０）が、
    ベース部材（１８）を下側にして組立シャフト（１４）に挿入され、位置決め装
    置（１０）が、ベース部材（１８）の下側にあるＶ字型のシャフト底部（１５）
    に適応している斜面（２６，２７）によって心合わせされることを特徴とする請
    求項１４記載のコネクタ。
16. 【請求項１６】 屈折率整合流体を蓄積するための樋状の凹部（２３）が、
    位置決め装置（１０）内の保持部材（１７）の膜（２２）上に備えられ、シール
    材、特にＯリング（３１）の形のガスケットが、樋状の凹部（２３）をその上面
    及び底面を囲んで密封するために、組立部材（３３）と保持部材（１７）との間
    に備えられることを特徴とした請求項１４または１５記載のコネクタ。