JP2003021755A - 光コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光信号の伝送効率が良く、製造性が良好な光
コネクタを提供する。 【解決手段】 光ファイバー１５の端面を先端部から内
側に後退させて保持するプラグコネクタ３（プラグ部）
と、前記光ファイバー１５との間で光信号を授受する受
発光素子１２を内蔵する光トランシーバ２（受け部）と
が、前記光ファイバー１５の端面と前記受発光素子１２
との間に空間が生じた状態で接続される光コネクタ１に
おいて、前記プラグコネクタ３の先端部から内側に後退
した位置と前記光トランシーバ２のプラグ側の端面から
内側に後退した位置との少なくともいずれかに、前記光
ファイバー１５と受発光素子１２といずれか一方から他
方に伝送される光信号を前記いずれか一方から他方に伝
達させるレンズ９が配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車用光ＬＡ
Ｎシステム等に利用される光コネクタに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】高度情報化社会を支える通信手段とし
て、光通信が今日、重要な役割をなしている。その一例
としてＬＡＮなどの近距離通信回線があり、最近では、
自動車等にも組み込まれている。このような光通信回線
の主要素には、光ファイバーや受発光素子等があるが、
回線網を構成するには、これらの要素を接続する必要が
あり、そのための方法として、融着などの直接接続する
方法や光コネクタを使用する方法が知られている。

【０００３】前記光通信回線を構築する場合、専用工
具、専用コネクタ、専門技術者による接続がおこなわれ
るので、堅牢で損失がなく、また構造がある程度複雑で
も特には支障がない。

【０００４】しかしながら、自動車の内部に光通信網を
構築するなどの場合のように、組み立て環境が必ずしも
よくない状況の下では、簡単かつ確実に接続をおこなう
ことができ、しかも低廉かつ小型のコネクタが要求され
る。

【０００５】この種のコネクタの一例が、実公平６−３
３４４３号公報に記載されている。これは、プラグ部に
フェルールと称される光ファイバーの先端部が保持さ
れ、レセプタクル部はそのプラグ部を嵌合させるととも
に、その嵌合状態で光ファイバーの先端側に位置してい
て光ファイバーとの間で光信号を授受する光素子を備え
ている。

【０００６】光ファイバーの先端部は、切断してファイ
バーの先端を露出させた状態となっているので、プラグ
部の外表面から突出していたり、同一平面上に位置して
いたりすると、組立てなどの取扱い時に汚染されたり損
傷を受けたりして、光信号を授受できなくなったり、信
号の伝送損失が大きくなったりする。

【０００７】そこで、上記の公報のコネクタでは、プラ
グ部における光ファイバーの先端部を、該先端部を保持
している円筒部の先端面から後退させて、その円筒部の
内部に包み込んだ状態としている。

【０００８】したがってプラグ部をレセクタプル部（受
け部）に嵌合させた場合、光ファイバーの先端部と、受
け部側の光素子とが離隔する。

【０００９】そのため、上記の公報に記載された従来の
コネクタでは、光ファイバーの先端部と受発光素子との
間に、光ファイバーと同様な素材もしくは構成の光伝導
部材を介在させている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
構造の光コネクタでは、光ファイバーと前記光伝導部材
との間の境界面、およびその光伝導部材と受発光素子と
の間の境界面を介して光信号を伝送する構造となってい
るので、それらの境界面での光信号の反射や散乱などに
よる減衰を防止するために、光ファイバーや光伝導部材
などの相互の端面を正確な研磨する必要がある。そのた
めに、光コネクタの製造工数が増大し、また製造コスト
が高くなるなどの不都合がある。

【００１１】また、光信号の伝達効率を良好に保つため
には、光軸を高精度に調整する必要があるが、上述した
従来の構造では、光ファイバーと前記光伝導部材と受発
光素子との三者の光軸を一致させる調整作業が余儀なく
されるので、光コネクタの組み立て工程が複雑かつ困難
なものとなり、これも製造コストの増大要因になる不都
合があった。

【００１２】また、光信号を伝達する媒体が増加するこ
とになるため、光信号の伝送損失が増大するという不都
合があった。さらに、部品数が多くなるので、高コスト
になるという不都合があった。

【００１３】この発明は、上記の技術的課題に着目して
なされたものであり、光信号の伝送効率が良く、製造性
が良好な光コネクタを提供することを目的とするもので
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目
的を達成するために、請求項１の発明は、光ファイバー
の端面を先端部から内側に後退させて保持するプラグ部
と、前記光ファイバーとの間で光信号を授受する受発光
素子を内蔵する受け部とが、前記光ファイバーの端面と
前記受発光素子との間に空間が生じた状態で接続される
光コネクタにおいて、前記プラグ部の先端部から内側に
後退した位置と前記受け部のプラグ側の端面から内側に
後退した位置との少なくともいずれかに、前記光ファイ
バーと受発光素子といずれか一方から他方に伝送される
光信号を前記いずれか一方から他方に伝達させるレンズ
が配置されていることを特徴とする光コネクタである。

【００１５】したがって、請求項１の発明によれば、光
信号がプラグ側から伝達された場合、接続された光コネ
クタ内で、前記プラグ部の光ファイバーの先端から前記
受け部方向に向けて、光信号が射出される。射出された
光信号は、前記レンズに入り、集光され、受光素子に向
けてさらに射出される。再び射出された光信号は、受光
素子に伝達され、その後各電子部品等に伝達される。光
信号が受け部側から伝達された場合、接続された光コネ
クタ内で、発光素子から射出された光信号が上述と逆の
過程を辿って伝達される。

【００１６】また、請求項２の発明は、請求項１の発明
における前記レンズが、前記受け部のうち、前記光ファ
イバーの端部が挿入される筒状部の内奥部に配置されて
いることを特徴とする光コネクタである。

【００１７】したがって、請求項２の発明によれば、プ
ラグ部と受け部の接続において、前記レンズの設けられ
た筒状部の内奥部に、前記光ファイバーの端部が挿入さ
れ固定される。そのため、光信号が上述の経路を経て伝
達される。

【００１８】また、請求項３の発明は、請求項２の発明
における前記レンズと前記受発光素子との間が、前記受
発光素子の周囲に充填した透明樹脂によって埋められて
いることを特徴とする光コネクタである。

【００１９】したがって、請求項３の発明によれば、前
記受発光素子と前記レンズの間の空間には、前記透明樹
脂が充填されている。そのため、上述の光信号の伝達経
路において、光信号がプラグ側から伝達された場合、接
続された光コネクタ内で、前記プラグ部の光ファイバー
の先端から前記受け部方向に向けて、光信号が射出され
る。射出された光信号は、前記透明樹脂で形成されたレ
ンズに入って集光され、前記透明樹脂内を受光素子に向
かって進む。そして受光素子に伝達され光信号は、その
後各電子部品等に伝達される。光信号が受け部側から伝
達された場合、接続された光コネクタ内で、発光素子か
ら射出された光信号が上述と逆の過程を辿って伝達され
る。

【００２０】また、請求項４の発明は、請求項１の発明
において、前記受発光素子の周囲に透明樹脂が充填され
るとともに、その透明樹脂の一部が球面に加工されて前
記レンズが形成されていることを特徴とする光コネクタ
である。

【００２１】したがって、請求項４の発明によれば、前
記受発光素子を包む透明樹脂で前記レンズが形成されて
おり、前記受発光素子と前記レンズの間の空間には、前
記透明樹脂が充填されており、光信号がこれらの部材を
経路として伝達される。

【００２２】

【発明の実施の形態】つぎにこの発明を使用した具体例
を図面に基づいて説明する。図１において、光コネクタ
１が光トランシーバ（受け部）２とプラグコネクタ（プ
ラグ部）３とから構成されており、その光トランシーバ
２とプラグコネクタ３とが接続されている。

【００２３】光トランシーバ２は筐体としてレセクタプ
ルハウジング４を有している。レセクタプルハウジング
４は、開口形状が矩形状をなす有底状の外筒部５と、そ
の外筒部５の底部に形成された小径円筒部６とを一体に
形成した部材であり、その小径円筒部６は、外筒部５の
底部を貫通して開口している。また、外筒部５の底部の
外面側には、矩形断面形状の素子固定部７が一体に形成
されている。前記小径円筒部６はこの素子固定部７の内
部に向けて開口している。なお、素子固定部７は、外筒
部５の一方の外表面側に開口している。

【００２４】その素子固定部７の内部には、その開口部
１０からリードフレーム１１が挿入されており、そのリ
ードフレーム１１の先端部分に受発光素子１２が取り付
けられている。そして、その受発光素子１２を含むリー
ドフレーム１１の先端部分が、その周囲に充填した透明
樹脂８によって固定されている。また、その状態で受発
光素子１２の光軸が前記小径円筒部６の中心軸線に一致
させられている。

【００２５】さらに上記の透明樹脂８は、小径円筒部６
の内部にまで延びており、その小径円筒部６の内部での
透明樹脂８の端面部分が、曲面に形成され、その曲面部
分が前記受発光素子１２に入射する光信号あるいは受発
光素子１２から発する光信号を集光するレンズ９となっ
ている。したがってこのレンズ９は、小径円筒部６の内
部にあって光トランシーバ２の端面から内側に後退した
位置に保持されている。これは、取り扱い時の汚染ある
いは損傷などを防止するためである。

【００２６】またさらに、光トランシーバ２を回路基板
１３に取り付けた状態で、前記リードフレーム１１が回
路基板１３を貫通し、ハンダ１４によって回路に接続し
た状態に固定されている。

【００２７】プラグコネクタ３は、操作パネル等から伸
線された光ファイバー１５と、その光ファイバー１５の
先端部に嵌着されているフェルール部１６と、このフェ
ルール部１６を内蔵している筐体であるプラグハウジン
グ１７とから構成されている。そのフェルール部１６
は、その中心軸線に沿って光ファイバー１５を挿通させ
て保持した部分であって、その先端部には、光ファイバ
ー１５の先端面が面一に一致して露出している。

【００２８】また、プラグハウジング１７の先端部から
所定寸法後退した位置には、図での上下方向に弾性的に
撓む片持ち状の上下一対のロック片１８が形成されてい
る。前記フェルール部１６は、そのロック片１８の先端
部分によって挟持されてプラグハウジング１７の内部に
固定されて保持されている。その状態で、フェルール部
１６の先端面すなわち光ファイバー１５の露出した先端
面が、プラグハウジング１７の先端部から所定寸法後退
してプラグハウジング１７の内部に収容された状態とな
っている。

【００２９】光トランシーバ２とプラグコネクタ３とが
接続されている上述の状態では、フェルール部１６とレ
ンズ９とが対向し、その間には空間があいている。フェ
ルール部１６は、小径円筒部６に嵌合されており、内部
の光ファイバー１５とレンズ９との焦点が合う所定の位
置に固定されている。

【００３０】図２は図１におけるレンズ９の成形の過程
を示したものである。まず、レセクタプルハウジング４
を挿入口１０が上向きになるように配置する。そして、
ダミーファイバー１５を小径円筒部６に嵌合する。さら
に、挿入口１０から受発光素子１２が先端部に固着され
ているリードフレーム１１を下向きに挿入する。なお、
リードフレーム１１の受発光素子１２が固着されていな
い反対側は、図示しない調芯装置のチャック等に固定さ
れている。

【００３１】上記の状態において、ダミーファイバー１
９からの発光および受光のパワーを測定しながら、受発
光素子１２を前後・左右・上下の直交３軸方向に移動さ
せて調整し、位置決めを行う。

【００３２】受発光素子１２の位置が決定された後、ダ
ミーファイバー１９を小径円筒部６から外す。そして、
小径円筒部６、および素子固定部７に透明樹脂８を充填
し、受発光素子１２をパッケージングする。その後、挿
入口５から成型用のコアピン２０を挿入して、小径円筒
部６内の透明樹脂８を凸曲面に成形してレンズ９が形成
される。なお、そのレンズ９は、受発光素子１２に焦点
を合わせた位置に形成される。

【００３３】上記の構成では、光信号がプラグコネクタ
３側から伝達された場合、接続された光コネクタ１内
で、光ファイバー１５の先端から、透明樹脂８で形成さ
れたレンズ９に向かって、光信号が射出される。射出さ
れた光信号は、光ファイバー１５とレンズ９との間隙を
進み、レンズ９に入り集光される。集光された光信号
は、透明樹脂８内を受発光素子１２に向かって進む。そ
して受発光素子１２に伝達された光信号は、その後各電
子部品等に伝達される。

【００３４】したがって、上述の具体例によれば、透明
樹脂８で形成されたレンズ９を設けることにより、光フ
ァイバー１５で伝達された光信号を集光させることがで
きるので、光ファイバー１５と受発光素子１２の間に空
間があっても、確実に光信号を伝送することができる。
そのため、光信号の伝送損失を低減することができるの
で、従来光信号の伝送媒体として設けられていた光伝導
部材を廃止することができる。さらに、光コネクタ１に
よる接続損失を低減することができる。

【００３５】また、レンズ９が透明樹脂８で形成されて
いることにより、部品点数が削減される。このため、光
信号の伝達の過程において、媒体の数が減少するので、
伝送損失を低減することができる。さらに、レンズ９か
らと受発光素子１２までの空間が透明樹脂８で充たされ
ているので、レンズ９に入射された光信号が効率良く受
発光素子１２まで伝達される。

【００３６】また、受発光素子１２が透明樹脂８によっ
て所定の位置に固定され、さらにフェルール部１６がプ
ラグハウジング１７のロック片１８で固定されているの
で、光軸に対する調整のため、受発光素子１２を高精度
にする必要がなくなる。そのため、組み立てが簡単にな
り、コストが低廉化される。

【００３７】次にこの発明の他の具体例を説明する。な
お、上記具体例と同一の部材には同符号を付けてその説
明を省略する。図３において、光トランシーバ２１とプ
ラグコネクタ３とによって光コネクタ２２が構成され、
これらの光トランシーバ２１とプラグコネクタ３が相互
に嵌合して接続されている。

【００３８】光トランシーバ２１は筐体としてレセクタ
プルハウジング４を有している。素子固定部７のプラグ
コネクタ３挿入方向の端部付近には、プラスチック等で
形成されたレンズ２３が設けられている。レンズ２３と
受発光素子１２との間隙は、透明樹脂８によって充填さ
れている。

【００３９】光トランシーバ２１とプラグコネクタ３が
接続されている上述の状態では、フェルール部１６とレ
ンズ２３が対向し、その間には空間があいている。フェ
ルール部１６は、小径円筒部６に嵌合されており、内部
の光ファイバー１５とレンズ２３との焦点が合う所定の
位置に固定されている。

【００４０】図４は、図３において、レセクタプルハウ
ジング４の所定の位置に、受発光素子１２を固定する過
程を示したものである。まず、レンズ２３が小径円筒部
６の所定の位置に嵌め込まれたレセクタプルハウジング
４を、挿入口９が上向きになるように配置する。そし
て、ダミーファイバー１９を小径円筒部６に嵌合する。
さらに、挿入口９から受発光素子１２が先端部に固着さ
れているリードフレーム１１を下向きに挿入する。な
お、リードフレーム１１の受発光素子１２が固着されて
いない反対側は、図示しない調芯装置のチャック等に固
定されている。

【００４１】上記の状態において、ダミーファイバー１
９からの発光および受光のパワーを測定しながら、受発
光素子１２を３軸方向に移動させて調整し、位置決めを
行う。

【００４２】受発光素子１２の位置が決定された後、ダ
ミーファイバー１９を小径円筒部６から外す。そして、
小径円筒部６、および素子固定部７に透明樹脂８を充填
し、受発光素子１２をパッケージングする。

【００４３】上記の過程を経て、受発光素子１２が透明
樹脂８によって、レセクタプルハウジング４の所定の位
置に固定され、かつレンズ２３と受発光素子１２の間隙
が透明樹脂８によって充填される。

【００４４】上記の例によると、光信号がプラグコネク
タ３側から伝達された場合、接続された光コネクタ２２
内で、光ファイバー１５の先端から、レンズ２３に向か
って、光信号が射出される。射出された光信号は、光フ
ァイバー１５とレンズ２３との間隙を進み、レンズ２３
に入り集光される。集光された光信号は、レンズ２３と
接触している透明樹脂８に射出され、透明樹脂８内を受
発光素子１２に向かって進む。そして受発光素子１２に
伝達された光信号は、その後各電子部品等に伝達され
る。

【００４５】したがって、上述の具体例によれば、光フ
ァイバー１５と受発光素子１２との間にレンズ２３を設
けることにより、光ファイバー１５で伝達された光信号
を集光させることができるので、光ファイバー１５と受
発光素子１２の間に空間があっても、確実に光信号を伝
送することができる。そのため、光信号の伝送損失を低
減することができるので、従来光信号の伝送媒体として
設けられていた光伝導部材を廃止することができる。ま
た、光コネクタ２２による接続損失を低減することがで
きる。

【００４６】また、レンズ２３と受発光素子１２の間隙
が透明樹脂８で充填されていることにより、受発光素子
１２が所定の位置に安定的に固定できる。

【００４７】また、受発光素子１２が透明樹脂８によっ
て所定の位置に固定され、さらにフェルール部１６がプ
ラグハウジング１７のロック片１８で固定されているの
で、光軸に対する調整のため、素子固定部７を高精度に
形成する必要がなくなる。そのため、製造コストが低廉
される。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、レンズが光ファイバーと受発光素子との間隙に
設けられていることにより、確実に光信号を伝送するこ
とができる。そのため、従来光信号の伝送媒体として設
けられていた光伝導部材を廃止することができる。ま
た、光コネクタによる接続損失を低減することができ
る。

【００４９】また、請求項２の発明によれば、前記レン
ズが前記受け部の光ファイバーの端部が挿入される筒状
の内奥部に配置されることにより、光ファイバーとレン
ズと受発光素子との光軸が固定される。その結果、光軸
の調整のために素子固定部を精度良く形成する必要がな
くなり、製造コストを低減することができる。

【００５０】また、請求項３の発明によれば、レンズと
受発光素子との間隙を透明樹脂によって充填することが
できるので、受発光素子を所定の位置に安定的に固定す
ることができる。

【００５１】また、請求項４の発明によれば、受発光素
子を包む透明樹脂によってレンズが形成されたことによ
り、部品点数を減らすことができるので、製造コストを
低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の具体例を示す縦断面図である。

【図２】 図１に示すレンズの成形過程を示す図であ
る。

【図３】 この発明の他の具体例を示す縦断面図であ
る。

【図４】 図３に示す受発光素子を固定する過程を示す
図である。

【符号の説明】

１，２０…光コネクタ、 ２，２１…光トランシーバ、
３…プラグコネクタ、４…レセクタプルハウジング、
８…透明樹脂、 ９，２３…レンズ、 １２…受発光
素子、 １５…光ファイバー、 １６…フェルール部、
１７…プラグハウジング。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバーの端面を先端部から内側に
   後退させて保持するプラグ部と、前記光ファイバーとの
   間で光信号を授受する受発光素子を内蔵する受け部と
   が、前記光ファイバーの端面と前記受発光素子との間に
   空間が生じた状態で接続される光コネクタにおいて、 前記プラグ部の先端部から内側に後退した位置と前記受
   け部のプラグ側の端面から内側に後退した位置との少な
   くともいずれかに、前記光ファイバーと受発光素子とい
   ずれか一方から他方に伝送される光信号を前記いずれか
   一方から他方に伝達させるレンズが配置されていること
   を特徴とする光コネクタ。
2. 【請求項２】 前記レンズが、前記受け部のうち、前記
   光ファイバーの端部が挿入される筒状部の内奥部に配置
   されていることを特徴とする請求項１に記載の光コネク
   タ。
3. 【請求項３】 前記レンズと前記受発光素子との間が、
   前記受発光素子の周囲に充填した透明樹脂によって埋め
   られていることを特徴とする請求項２に記載の光コネク
   タ。
4. 【請求項４】 前記受発光素子の周囲に透明樹脂が充填
   されるとともに、その透明樹脂の一部が球面に加工され
   て前記レンズが形成されていることを特徴とする請求項
   １に記載の光コネクタ。