JP2006184680A - Optical connector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ファイバの先端部に取り付けられ、基板上に直接または間接的に実装された光入出端に対面するように設置されて、前記光ファイバと光入出端との間を光接続する光コネクタに関する。 The present invention is attached to the tip of an optical fiber, and is installed so as to face an optical input / output end mounted directly or indirectly on a substrate, and optically connects the optical fiber and the optical input / output end. The present invention relates to an optical connector.
現在、光LANシステム等で用いられている光トランシーバは、一般に、トランシーバケースの内部に収納された基板(特に回路基板)上に半導体レーザ等の発光素子やフォトダイオード等の受光素子を実装し、光ファイバの先端部に取り付けられた光コネクタを基板に装着して、発光素子および/または受光素子によって構成された光入出端と外部の光ファイバとを接続する方式が一般に用いられている(例えば、特許文献1参照)。
ここで用いられる光コネクタのフェルールとしては、周知の単心形(例えばMU形、SC形)または多心形(例えばMT形、MINI−MT形)の光フェルールが用いられている。
As the ferrule of the optical connector used here, a known single-core type (for example, MU type, SC type) or multi-core type (for example, MT type, MINI-MT type) optical ferrule is used.
ところで、近年、光電複合回路、光電気混載基板の要求が高まるにつれ、光素子の光軸が基板に沿った接続方式の光トランシーバは、光コネクタの取付位置に各種制約があるため、光接続回路や回路基板の設計自由度が制限されてしまうなどの問題が生じている。 By the way, in recent years, as the demand for the photoelectric composite circuit and the opto-electric hybrid board increases, the optical transceiver of the connection method in which the optical axis of the optical element is along the board has various restrictions on the mounting position of the optical connector. There is a problem that the degree of freedom of design of circuit boards is limited.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、光素子が直接または間接的に実装された基板上での光コネクタの取付位置の設計自由度が向上し、光ファイバの光軸方向を精度よく光素子に向けることが可能な光コネクタを提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the degree of freedom in designing the mounting position of the optical connector on the substrate on which the optical element is directly or indirectly mounted is improved, and the optical axis direction of the optical fiber is changed. It is an object of the present invention to provide an optical connector that can be directed to an optical element with high accuracy.
前記課題を解決するため、本発明は、光ファイバの先端部に取り付けられ、基板上に直接または該基板上に設けられたマウントにより間接的に実装された光素子に対面するように設置されて、前記光素子の光入出端と光ファイバとの間を光接続する光コネクタであって、前記基板またはマウント上に設置されるブロック状のコネクタ本体を備え、前記コネクタ本体は、該コネクタ本体を前記光素子に対面して設置したときに前記基板またはマウントの接合面に接合させるようにして前記接合面に対向配置される装着面と、コネクタ本体の内部に固定された前記光ファイバの先端部を位置決めする複数の光ファイバ穴と、この光ファイバ穴に位置決めされた前記光ファイバの端面が対面されるとともに前記端面と前記光入出端との間に光路を形成するための光軸変更用反射面を有する光軸変更用凹所とを具備し、前記光ファイバ穴は、前記コネクタ本体において前記光軸変更用凹所を介して前記光軸変更用反射面と対面する側の壁部に複数形成されており、前記光ファイバ穴は、複数の光ファイバ穴が横並びに配列されてなる複数の段を形成しており、隣り合った段の間で前記光ファイバ穴の位置が相互にずらされていることを特徴とする光コネクタを提供する。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is attached to the tip of an optical fiber and is installed so as to face an optical element mounted directly on a substrate or indirectly by a mount provided on the substrate. An optical connector for optically connecting between the optical input / output end of the optical element and an optical fiber, comprising a block-shaped connector main body installed on the substrate or mount, the connector main body comprising the connector main body A mounting surface disposed opposite to the bonding surface so as to be bonded to the bonding surface of the substrate or mount when the optical element is placed facing the optical element, and a tip portion of the optical fiber fixed inside the connector body A plurality of optical fiber holes for positioning the optical fiber, and an end surface of the optical fiber positioned in the optical fiber hole face each other, and an optical path is formed between the end surface and the light input / output end. An optical axis changing recess having an optical axis changing reflective surface for the optical fiber, and the optical fiber hole is connected to the optical axis changing reflective surface via the optical axis changing recess in the connector body. A plurality of optical fiber holes are formed in a wall portion on the facing side, and the optical fiber hole forms a plurality of stages in which a plurality of optical fiber holes are arranged side by side, and the optical fiber is between adjacent stages. Provided is an optical connector characterized in that the positions of the holes are shifted from each other.
互いに隣り合わない段の間も含めて、いかなる段の間においても前記光ファイバ穴の位置が相互にずらされていることが好ましい。
前記光ファイバはテープ形光ファイバ心線の先端部に露出された裸光ファイバであり、1本のテープ形光ファイバ心線の先端部に露出された複数本の裸光ファイバが、一つの段を構成する複数の光ファイバ穴に対応して位置決めされている構成も採用可能である。
前記光ファイバ穴の前記光軸変更用凹所の側とは反対の側の他端に、光ファイバを前記光ファイバ穴に誘導する誘い溝を備える構成も採用可能である。
前記コネクタ本体は、前記光軸変更用凹所を介してコネクタ本体の幅方向の両側のそれぞれに、前記基板側に穿設された位置決め用ピン穴に嵌合する位置決めピンまたは前記基板側に突設された位置決めピンに嵌合する位置決め用ピン穴を備える構成も採用可能である。
It is preferable that the positions of the optical fiber holes are shifted from each other in any stage including between stages not adjacent to each other.
The optical fiber is a bare optical fiber exposed at the tip of a tape-type optical fiber, and a plurality of bare optical fibers exposed at the tip of one tape-type optical fiber are arranged in one stage. It is also possible to adopt a configuration in which positioning is performed in correspondence with a plurality of optical fiber holes constituting the.
It is also possible to employ a configuration in which a guide groove for guiding an optical fiber to the optical fiber hole is provided at the other end of the optical fiber hole opposite to the optical axis changing recess.
The connector main body protrudes into the positioning pin that fits into the positioning pin hole drilled in the board side or the board side through the optical axis changing recess on both sides in the width direction of the connector main body. It is also possible to employ a configuration including positioning pin holes that fit into the positioning pins provided.
本発明の光コネクタは、ブロック状のコネクタ本体の内部に光ファイバの先端部を位置決めして取り付けたものであり、コネクタ本体を前記光素子に対面して設置したときにコネクタ本体の装着面が基板またはマウントに接合され、基板に実装されている光素子と、この光素子の光軸に対して傾斜されている光ファイバとを光軸変更用反射面を介して光接続することができる構成であるので、基板上での光コネクタの取付が容易で、基板内での取付位置の設計自由度を向上できるといった優れた効果を奏する。
また、コネクタ本体の内部に固定された光ファイバは、装着面に平行に配列されてなる複数の段を形成するように配列された複数の光ファイバ穴によって位置決めされており、互いに隣り合った段の間で、光ファイバ穴の位置が前記装着面に平行かつ前記光ファイバ穴の延在方向に対して垂直な方向にずらされているので、一つの光コネクタに取り付けられる光ファイバの本数を多くすることが可能となるとともに、上の段の光ファイバと下の段の光ファイバとの間隔が拡げられ、隣接する光ファイバの光路へのビームの拡散によるノイズを抑制することができる。
The optical connector of the present invention is obtained by positioning and attaching the tip of an optical fiber inside a block-shaped connector body, and when the connector body is installed facing the optical element, the mounting surface of the connector body is A configuration in which an optical element bonded to a substrate or mount and mounted on the substrate and an optical fiber inclined with respect to the optical axis of the optical element can be optically connected via an optical axis changing reflecting surface Therefore, it is possible to easily mount the optical connector on the board, and to obtain an excellent effect that the degree of freedom in designing the mounting position in the board can be improved.
Further, the optical fiber fixed inside the connector body is positioned by a plurality of optical fiber holes arranged so as to form a plurality of steps arranged in parallel to the mounting surface, and adjacent steps to each other. Since the position of the optical fiber hole is shifted in a direction parallel to the mounting surface and perpendicular to the extending direction of the optical fiber hole, the number of optical fibers attached to one optical connector is increased. In addition, the distance between the upper optical fiber and the lower optical fiber can be widened, and noise due to beam diffusion to the optical path of the adjacent optical fiber can be suppressed.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
図1〜図9は、本発明の光コネクタの第1形態例を説明する図面である。図1はコネクタ本体の斜視図、図2はコネクタ本体の平面図、図3は図1のIII−III線に沿うコネクタ本体の縦断面図である。図4は本形態例の光コネクタの平面図、図5は光コネクタの縦断面図、図6は図4のVI−VI線に沿う光コネクタの横断面図である。
図7は、本形態例の光コネクタを光素子が実装された基板に取り付ける様子を示す概略図である。図8は、本形態例の光コネクタが基板に取り付けられた状態の要部を示す部分拡大断面図である。図9は光ファイバをその端面に向かい合う方向から見た光コネクタの部分拡大図である。
なお、図3,図5,図7,図8の断面図においては、2段の光ファイバ穴の両方に沿うように切断面を設定しており、図1の切断線III−IIIに示すように、断面方向が段の間で変わっている。
図7に示すように、本形態例の光コネクタ10は、光ファイバ21の先端部に取り付けられ、基板2に実装された光素子4に対面するように設置されて、光素子4の光入出端と光ファイバ21との間を光接続するものである。
本形態例における光ファイバ21は、多心光ファイバ20の先端部に露出された裸光ファイバである。多心光ファイバ20としては、テープ形光ファイバ心線(これを略してテープ心線ということがある)が用いられている。ここで、テープ心線とは、複数本の光ファイバ素線をテープ被覆(二次被覆)によって一括化したものである。また、前記裸光ファイバは、各光ファイバ素線の先端部の樹脂被覆(例えば光硬化型樹脂からなるもの)を除去することにより露出されたものである。ここで裸光ファイバとしては、例えばグレーテッドインデックス(GI)形光ファイバなどの石英系光ファイバ等を採用することができる。
なお、本形態例の光コネクタ10は、多心光ファイバの代わりに複数本の単心光ファイバを1本ずつコネクタ本体11に挿入して組み立てることも可能である。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 to 9 are drawings for explaining a first embodiment of the optical connector of the present invention. 1 is a perspective view of the connector main body, FIG. 2 is a plan view of the connector main body, and FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the connector main body taken along line III-III in FIG. 4 is a plan view of the optical connector of the present embodiment, FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the optical connector, and FIG. 6 is a transverse sectional view of the optical connector taken along line VI-VI in FIG.
FIG. 7 is a schematic view showing a state in which the optical connector of this embodiment is attached to the substrate on which the optical element is mounted. FIG. 8 is a partial enlarged cross-sectional view showing a main part in a state where the optical connector of the present embodiment is attached to the substrate. FIG. 9 is a partially enlarged view of the optical connector when the optical fiber is viewed from the direction facing the end face.
3, 5, 7, and 8, the cutting plane is set along both of the two-stage optical fiber holes, as indicated by the cutting line III-III in FIG. 1. In addition, the cross-sectional direction changes between the steps.
As shown in FIG. 7, the
The
The
図7,図8において、符号1は、本形態例の光コネクタ10が取り付けられる回路基板を示す。この回路基板1は、光素子4とこの光素子4が搭載されたマウント7により構成されてなる光電変換モジュール8が基板2上に実装されたものである。つまり、この回路基板1においては、光素子4は、マウント7を介して基板2上に間接的に実装されている。なお、マウント7のような構成を介在させることなく、光素子4が基板2に直接実装されていても良い。
7 and 8, reference numeral 1 denotes a circuit board to which the
光素子4は、例えば半導体素子などにより構成される発光素子または受光素子であり、光ファイバ21との光接続がなされる光入出端3を1個または複数個備える。
発光素子としては、例えば面発光型レーザ(VCSEL)やFP型レーザダイオード、レーザダイオード(LD)などの半導体レーザを用いることができる。また、受光素子としては、アバランシェフォトダイオード(APD)等のフォトダイオード(PD)などを用いることができる。
ここで、光素子4の光入出端3とは、例えば発光素子では発光部(出射端)であり、受光素子であれば受光部(入射端)である。なお、光入出端3は、光素子4の発光部または受光部に限定されるものではない。一般に、光の入射端面または出射端面であればよく、例えば、基板面2aに垂直に配置された光ファイバの端面(この場合は、光ファイバが光素子と見なされる。)などでありうる。
光素子4の光入出端3の光軸は、基板面2aに対して垂直方向に延びており、光入出端3は、光電変換モジュール8から基板2側とは反対の側である上方(図7,図8の上方)に向けられている。
The
As the light emitting element, for example, a semiconductor laser such as a surface emitting laser (VCSEL), an FP laser diode, or a laser diode (LD) can be used. As the light receiving element, a photodiode (PD) such as an avalanche photodiode (APD) can be used.
Here, the light input /
The optical axis of the light input /
光素子4は、回路基板1上に設けられた電気回路(図示略)と電気的に接続されている。なお、特に図示しないが、光電変換モジュール8が搭載される回路基板1には、光電変換回路、制御処理部、光信号処理回路、光素子駆動回路、その他、回路基板1上の電子部品の駆動制御などを行う種々の回路や部品を、必要に応じて実装することができる。
光電変換モジュール8は、光素子4を1個または複数個備え、複数本の光ファイバ21に対応して複数の光入出端3が配列されたチップ状あるいはアレイ状のモジュールである。マウント7の上面5は、光コネクタ10と接合される接合面(以下、この上面5を接合面5という場合がある。)である。接合面5は、基板2の表面2a(基板面)に平行である。
The
The
図5,図7に示すように、光コネクタ10は、装着面12から突出する2本の位置決めピン16を有する。ここでコネクタ本体11は、光軸変更用凹所14を介してコネクタ本体11の幅方向の両側の2箇所に凹設された位置決め用ピン穴16aを有しており、位置決めピン16は、前記位置決め用ピン穴16aに挿入されて固定された丸棒ピンである。位置決めピン16としては、例えばステンレス製の丸棒ピンを用いることができる。
また、図7に示すように、マウント7は、光コネクタ10に対する接合面5に位置決め用ピン穴6(ピン嵌合穴)が形成されている。位置決め用ピン穴6の形状は、位置決めピン16が高精度に位置決めされるように、位置決めピン16の形状等に合わせて設計される。本形態例の位置決め用ピン穴6は、丸棒からなる位置決めピン16と嵌合する丸穴である。
光コネクタ10と光電変換モジュール8との位置決めは、光コネクタ10の装着面12をマウント7の接合面5に対向させ、光コネクタ10の位置決めピン16をマウント7の位置決め用ピン穴6に挿入して嵌合することによって行われる。
しかし本発明は以上の例示に特に限定されるものではなく、位置決めピン16をコネクタ本体11と一体に形成すること、コネクタ本体11を成形する際にインサート成形により位置決めピン16を埋め込んで一体化することなど、各種構成が採用可能である。位置決めピン16の材質(例えば金属)や形状などは特にこれに限定されるものでないことはいうまでもない。位置決めピン16の本数は特に限定されるものではなく、目的等に応じて1本、2本、または3本以上とすることができる。位置決めピン16および位置決め用ピン穴6の形状も特に限定されるものではなく、目的等に応じて、楕円形、四角形等の各種形状を有する位置決めピン16および位置決め用ピン穴6を採用することができる。
As shown in FIGS. 5 and 7, the
Further, as shown in FIG. 7, the
The
However, the present invention is not particularly limited to the above examples, and the positioning pins 16 are formed integrally with the connector
コネクタ本体11やマウント7とは別体の位置決めピンを用意した場合、図示した例では位置決めピン16は先にコネクタ本体11の位置決め用ピン穴6に挿入及び嵌合しておいて、光コネクタ10を光電変換モジュール8に取り付ける際に、マウント7側の位置決め用ピン穴6に嵌合するようにしたが、この他、先にマウント7側の位置決め用ピン穴6に挿入及び嵌合しておいて、光コネクタ10を光電変換モジュール8に取り付ける際に、コネクタ本体11の位置決め用ピン穴6に嵌合される構成も採用可能である。また、回路基板1側の位置決め用ピン穴6は、マウント7に形成されるとは限定されず、基板2などに形成した構成も採用可能である。
When a positioning pin separate from the connector
この他、光コネクタ10と基板2またはマウント7とを光接続状態に保持する機構は、各種構成が採用可能である。
さらに、基板やマウントなどから突設されるように、対向配置された一対のバネ(押さえ込み部材)を設け(図示略)、該バネ同士が互いに近づいて閉じる方向に弾発するようにし、コネクタ接続の際に、光コネクタ10を押さえ込み部材同士の間に挟み込むようにしてもよい。上記押さえ込み部材が光コネクタ10を押さえ込む位置は、例えば、光コネクタ10の装着面12と反対側の面である背面、あるいは接合面とも背面とも異なる面である側面などに設定することが可能である。このように光コネクタ10を光電変換モジュール8に向けて押さえ込む機構を設けた場合、光コネクタ10の装着面12と光電変換モジュール8の接合面5との当接が一層確実になり、光接続の状態を長期的に安定して維持することができる。
In addition, various configurations can be adopted as a mechanism for holding the
Furthermore, a pair of opposed springs (pressing members) are provided so as to protrude from the board or mount (not shown) so that the springs move toward each other and close in the closing direction, and the connector connection At this time, the
図4,図5に示すように、本形態例の光コネクタ10は、例えばポリフェニレンスルフィド(PPS)やエポキシ樹脂などのプラスチック等から構成されたコネクタ本体11と、このコネクタ本体11の一面に固定されたカバー板17と、コネクタ本体11に挿入された多心光ファイバ20の外周に装着されたブーツ19とを備える。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
図1,図2,図3に示すように、コネクタ本体11は、ほぼ直方体状のブロック状に形成されており、一面(図1の上面)がマウント7の接合面5に対向するように接合される装着面12となっている。コネクタ本体11は、光電変換モジュール8と同程度の寸法であり、光電変換モジュール8の外側に余り大きくはみ出すことはない。
コネクタ本体11の装着面12には、カバー板17が取り付けられるカバー板取付部11cが凹設されている。カバー板取付部11c内には、コネクタ本体11の幅方向(図)2の上下方向)に延びる溝状の光軸変更用凹所14が形成されており、この光軸変更用凹所14内には光軸変更用反射面14aが設けられている。
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the connector
A cover
カバー板17は、光軸変更用凹所14を覆うように、カバー板取付部11cに対して嵌め込みや接着などによりコネクタ本体11に固定されている。カバー板17は、光素子4と対面される光コネクタ10の装着面12の側に露出されており、光コネクタ10を基板2上のマウント7に重ね合わせるようにして設置すると、カバー板17が光素子4と対面するように配置される。カバー板17は、光コネクタ10の機能上は特に必須のものではないが、カバー板17を設けることにより、光軸変更用反射面14aや光軸変更用凹所14に臨んで配置された光ファイバ21の端面22に埃等の異物が付着することが防止され、光特性の維持に有用である。
カバー板17は、詳しくは後述するが、光ファイバ21の端面22と光素子4の光入出端3との間に形成される光路23が通過するものである。従って、少なくとも光路23が通る部分が、ガラスや透明プラスチックなどの透光性材料からなるものとされる。ここで透光性材料とは、少なくとも光接続に用いられる光の使用波長帯において光の減衰や損失の発生が実用的に問題のない程度に低い材料であればよい。例えば、カバー板17の全体を透光性材料で形成することができるが、特にこれに限定されるものではなく、少なくとも、光路23が形成される部分(例えば光軸変更用凹所14の開口側を塞ぐ部分)が、ガラスや透明プラスチックなどの透光性材料からなるものであればよい。例えば、光路23が通る部分に透光性材料からなる窓が設けられており、窓以外の部分が不透明である構成であってもよい。
The
The
コネクタ本体11は、光軸変更用凹所14を介して光軸変更用反射面14aと対面する側(図3の右側)の壁部11aに、光ファイバ21を位置決めするための光ファイバ穴13aを複数有している。これらの光ファイバ穴13aは、壁部11aの光軸変更用凹所14側の壁面11bに開口している。壁部11aの光軸変更用凹所14とは反対側の壁面は、コネクタ本体11の外面とすることもあり得るが、本形態例においては、コネクタ本体11の内部に形成された中空部18に面している。つまり、光ファイバ穴13aは壁部11aを貫通して、その一端は光軸変更用凹所14に、他端は中空部18に、それぞれ開口している。
本形態例の光ファイバ穴13aは、装着面12に対して平行に延在している。このため、コネクタ本体11に複数の多心光ファイバ20が挿入される場合に、それぞれの多心光ファイバ20が積層されるように、順次、または一括して挿入することができる。
The connector
The
図7に示すように、光ファイバ21は、光ファイバ穴13aによって精密に位置決めされることにより、光軸変更用反射面14aに対して所定の向きで向かい合うように配置されている。光ファイバ21を精密に位置決めするためには、光ファイバ21の外径に応じて光ファイバ穴13aの内面を高精度に(例えば1μm以内に)形成する。
光ファイバ穴13aの内径としては、例えば、径125μmの光ファイバ21を精密に位置決めする場合、126μm以下にしなければならない。光ファイバ穴13aの仕様は、例えば、JIS C 5981(MT形光ファイバコネクタ)などの規格を参考にして適宜決定することが好ましい。
As shown in FIG. 7, the
For example, when the
光ファイバ21が光ファイバ穴13aによって精密に位置決めされることにより、図8に示すように、光ファイバ21の端面22と光素子4の光入出端3との間に反射面14aを介した光路23が確実に形成される。換言すれば、光ファイバ21の光軸を反射面14aによって変換した反射光の光軸が、光素子4上の所定の位置に設けられた特定の光入出端3に向かって精密に位置決めされることになり、個々の光ファイバ21の光信号を光素子4において確実に識別することができる。
本形態例においては、光ファイバ21の端面22は、光軸変更用凹所14内において、光軸変更用反射面14aと向かい合う壁部11aの壁面11bから突出するように位置決めされている。しかし、光軸変更用凹所14に対する光ファイバ21の端面22の配置は、光接続に悪影響を及ばない限り、特に限定されるものではなく、端面22が壁面11bと同一面であったり、端面22が壁面11bに到達せずに壁部11a内に陥入していても構わない。
Since the
In this embodiment, the
光軸変更用反射面14aは、金属蒸着膜などにより形成されている。ここでは、光軸変更用反射面14aは、光ファイバ穴13aの延在方向に対して45°傾斜しており、図8にしめすように、光コネクタ10を光電変換モジュール8上に取り付けたときには、ちょうど光素子4の上方に位置し、光ファイバ21の端面22からの出射光の光軸を90°屈曲させて光素子4の光入出端3に入射させたり、また、光素子4の光入出端3からの出射光の光軸を90°屈曲させて光ファイバ21の端面22に入射させたりするミラーとして機能する。すなわち、光軸変更用反射面14aにより、光ファイバ21の端面22と光素子4の光入出端3との間に光路23が形成され、光接続がなされる。
光素子4が発光素子である場合には、発光素子の発光部から発振された信号光を光ファイバ21に入射させることができる。また、
光素子4が受光素子である場合には、光ファイバ21から出射された信号光を受光素子の受光部で受信することができる。なお、光素子4は、発光素子と受光素子とを組み合わせるなどして、発光と受光の両機能を果たすように構成し、光軸変更用反射面14aに対面された光ファイバ21の一部である1または複数の光ファイバ21は受信用として発光素子と光接続させ、他の1または複数の光ファイバ21は送信用として受光素子と光接続するように構成することも可能である。この場合、受信用光ファイバと、送信用光ファイバとをどのように配列させるかも任意であり、受信用光ファイバと送信用光ファイバとを交互に配列してもよく、または、光ファイバ穴13aの接続側が配列される壁面11b上で、受信用光ファイバが配列される領域と、送信用光ファイバとが配列される領域とを区分けして両者が混在しないようにしてもよい。
The optical axis changing
When the
When the
なお、反射面14aとしては、光軸変更用凹所14の内壁面に金属蒸着膜等の金属膜を直接形成した構成に限定されず、例えば金属膜が成膜されたチップを光軸変更用凹所14に組み込む構成なども採用可能である。また、反射面14aの傾斜角度は45°に限定されるものではなく、光ファイバ穴13aの延在方向(光ファイバ穴13aによって位置決めされた光ファイバ21の光軸と光素子4の光入出端3の光軸との交差角度により、光ファイバ21と光素子4とが光接続されるような角度であればよい。
The reflecting
光軸変更用凹所14の内部は、光学接着剤等の透光性を有する充填剤(樹脂や接着剤等)によって充填することもできる。充填剤(図示略)としては、例えばエポキシ系などの光学接着剤を用いることができ、その種類も、UV硬化型、熱硬化型など、種々のものが採用可能である。ここで、充填剤の材質について、透光性を有するとは、少なくとも使用波長帯において光の吸収等による損失の発生が実用的に問題のない程度に低い材料であることをいう。
光軸変更用凹所14に透光性を有する充填剤を充填することにより、光軸変更用凹所14の内部への塵埃等の混入を防止することができる。また、光軸変更用凹所14に空気等の気体が介在している場合と比較して、光軸変更用凹所14内の媒質と光ファイバ21との屈折率の差が小さくなり、光の散乱や界面での反射、屈折等が抑制され、損失を低減することができる。
The inside of the optical
By filling the optical
図6,図9に示すように、光ファイバ穴13aは、複数の光ファイバ穴13aが横並びに配列されてなる複数の段15A,15Bを形成するように、二次元的に配列されている。各段15A,15Bにおいて、光ファイバ穴13aは、コネクタ本体11の幅方向(光軸変更用凹所14の長手方向)に配列されている。
なお、この第1形態例の光コネクタ10においては、図6,図9に示すように、光ファイバ穴13aは2段に配列されている。以下、第1形態例の光コネクタ10の説明では、便宜上、それぞれの段15A,15Bを装着面12からの距離が大きい順に、第1の段15A(図9の下側)および第2の段15B(図9の上側)として区別することがある。
As shown in FIGS. 6 and 9, the
In the
図9に示すように、それぞれの段15A,15Bについて、光ファイバ穴13aは、光ファイバ21の端面が装着面12に平行な方向に、ピッチαによって等間隔に位置決めされるように複数配列されている。これにより、一つの段15A,15Bがそれぞれテープ心線からなる多心光ファイバ20に対応し、それぞれの光ファイバ穴13aが光ファイバ21に対応するようになっている。これにより、多数の光ファイバ21を多心光ファイバ20ごとに一括して光コネクタ10に挿入して組み立てることができる。同一の段15A,15Bに属し、互いに隣接する光ファイバ穴13aの中心間のピッチαとしては、テープ心線における光ファイバ21のピッチに合わせると、各光ファイバが平行に整列され、光ファイバの曲がりによる損失増大等の不都合を抑制することができるので、好ましい。
As shown in FIG. 9, for each of the
さらに、光ファイバ穴13aの位置は、第1の段15Aと第2の段15Bとの間でコネクタ本体11の幅方向(光軸変更用凹所14の長手方向)に相互にずらされている。
これにより、第1の段15Aの光ファイバ21と第2の段15Bの光ファイバ21との間隔が拡げられるため、隣接する光ファイバ21の光路23へのビームの拡散によるノイズや信号光の干渉が防止され、良好な光接続を実現することができる。
ここで、第1の段15Aと第2の段15Bとの間に確保されるずれの大きさδは、各光路23が重ならないように、光路23のビーム径よりも大きくされる。光路23のビーム径は、ビームの拡散を勘案して光ファイバ21のコア24の径より若干大きい程度であるので、ずれ量δは、コア24の径より若干大きく設定する。例えば、石英系マルチモード光ファイバを規定したJIS C 6832によれば、GI形光ファイバのコア径/クラッド径の組み合わせとして、50μm/125μm、62.5μm/125μm、85μm/125μmなどが挙げられており、これらの例は好適に採用することができる。もちろん、光ファイバ21のコア24の径および/またはクラッド25の径は、特に限定されるものではなく、適宜の寸法の組み合わせを採用することができる。
Further, the position of the
As a result, the distance between the
Here, the magnitude δ of the deviation secured between the
中空部18は、コネクタ本体11の側面11d(装着面12とは異なる面)に開口した開口部18aと、コネクタ本体11の装着面12に開口した窓18bとを介して、コネクタ本体11の外部に通じている。
ここで、側面11dは、光ファイバ穴13aの延長線が通過する面であり、開口部18aを通してコネクタ本体11の内部に導入された光ファイバ21は、光ファイバ穴13aへと円滑に挿入することができる。
また、中空部18に挿入された光ファイバ21は、窓18bを通して肉眼や拡大鏡等により観察することが可能である。これは、光コネクタ10を正確に組み立てる際に有利である。また、コネクタ本体11に光ファイバ21を挿入した後に、窓18bから接着剤(図示略)を注入することにより、光ファイバ21を中空部18内でコネクタ本体11に接着固定することが可能である。
The
Here, the
Further, the
さらに本形態例の光コネクタにおいては、図1,図5等に示すように、中空部18内には、光ファイバ穴13aの中空部18側の他端に連通するように、光ファイバ穴13aと同数の誘い溝13bが並列に形成されている。誘い溝13bは、中空部18内に壁部11aから突設された台部18c上に凹設されており、窓18bから観察可能な位置にある。誘い溝13bの断面形状としては、例えばV溝であるが、この他、断面半円状の丸溝、U溝、角溝等、各種形状が採用可能である。台部18cおよび誘い溝13bは、光ファイバ穴13aの段15A,15Bに対応して複数段に構成されているので、いずれの誘い溝13bも窓18bから観察可能である。
ここで、誘い溝13bは、光ファイバ21を中空部18内に挿入したときに、光ファイバ21を光ファイバ穴13aへと誘導するものである。誘い溝13bの幅は、光ファイバ21の外径と比べて大きいので、誘い溝13bを用いることにより、光ファイバ21を直接光ファイバ穴13aに挿入する場合に比べて、一層容易に光ファイバ21を光ファイバ穴13aに挿入することができ、挿入時に光ファイバ21を損傷してしまうなどの不都合を抑制できる。
Furthermore, in the optical connector of this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 5 and the like, the
Here, the guiding
多心光ファイバ20のテープ被覆が設けられている部分は、開口部18aから中空部18内に一部が挿入されている。多心光ファイバ20の外周には、柔軟なゴム等からなる筒状のブーツ19が取り付けられており、ブーツ19も一部が中空部18内に挿入されている。ブーツ19は、コネクタ本体11に挿入されるすべての多心光ファイバ20(ここでは2枚の積層されたテープ心線)を一括して保持しており、多心光ファイバ20がばらけないように保持するとともに、開口部18aからコネクタ本体11の外側に露出された多心光ファイバ20に対して光伝送特性に影響するような急激な曲げが加わらないように多心光ファイバ20を保護する機能を果たす。
A portion of the multi-core
本形態例の光コネクタ10を多心光ファイバ20の先端に組み立てる場合、多心光ファイバ20の先端部の被覆を除去して個々の光ファイバ21を露出させ、多心光ファイバ20を開口部18aからコネクタ本体11に挿入して、各光ファイバ21を誘い溝13bを経由して光ファイバ穴13aに誘導し、光ファイバ穴13a内で位置決めさせる。光ファイバ21の端面22は、上述したように光軸変更用反射面14aに対面するように所定の位置に配置される。
次いで、装着面12側に開口した窓18bから中空部18に接着剤(図示略)を充填し、光ファイバ21をコネクタ本体11に固定する。
光軸変更用凹所14に透光性充填剤を充填する場合は、カバー板取付部11cにカバー板17を取り付ける前に行う。
カバー板17は、例えばカバー板取付部11cに接着剤を塗布して接着することにより、コネクタ本体11に固定することができる。光軸変更用凹所14に充填される透光性充填剤が透光性接着剤である場合には、この透光性接着剤によってカバー板17を接着することもできる。
When the
Next, the
When the optical
The
光コネクタ10に組み込まれた光ファイバ21を基板2に実装された光素子4と光結合する場合には、図7,図8に示すように、装着面12が下側を向くように光コネクタ10を裏返して、光コネクタ10の装着面12をマウント7の接合面5に対向させ、光コネクタ10の装着面12から突出した位置決めピン16を、マウント7の接合面5に開口した位置決め用ピン穴6(ピン嵌合穴)に挿入して嵌合する。これにより、光軸変更用反射面14aに対面するように配列された光ファイバ21が光素子4の光入出端3に対して正しく位置決めされ、光軸変更用反射面14aを介して、光ファイバ21の端面22と光素子4の光入出端3とが光接続される。
このように、本形態例の光コネクタ10は、光ファイバ21を精密に位置決めする光ファイバ穴13aと光軸変更用反射面14aとがブロック状の一体部品であるコネクタ本体11に形成されており、光ファイバ21の光軸方向と光軸変更用反射面14aとの相互の位置関係が高精度に固定されているので、それぞれの光ファイバ21とそれぞれの光入出端3とが精密に対応づけられる。また、光コネクタの小型化も可能となる。
光ファイバ21が複数の段15A,15Bに配列されることにより、一列に整列させた場合に比べて一層の高密度化が実現される。
しかも、図9に示すように、光ファイバ穴13aの配列は、複数の光ファイバ穴13aが横並びに配列されてなる複数の段15A,15Bを形成するとともに、光ファイバ穴13aの位置が第1の段15Aと第2の段15Bとの間で相互にずらされた配列となっているので、光ファイバ穴13aによって位置決めされた光ファイバ21の端面の間隔が広くなる。このため、隣接する光ファイバ21の光路23へのビームの拡散によるノイズや信号光の干渉が防止され、良好な光接続を実現することができる。
When the
As described above, in the
By arranging the
Moreover, as shown in FIG. 9, the arrangement of the
以上、本発明を好適な実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
図6,図9等には、光ファイバ穴13aが2段である光コネクタ10を例示したが、本発明においては、光ファイバ穴13aは3段以上の段数に配列することも可能である。
光ファイバ穴13aが3段以上に配列されている場合、光ファイバ穴13aの位置は、少なくとも隣り合った段の間で相互にずらされる。これにより、上の段の光ファイバと下の段の光ファイバとの間隔が拡げられるため、ノイズや信号光の干渉が防止され、良好な光接続を実現することができる。
As mentioned above, although this invention has been demonstrated based on suitable embodiment, this invention is not limited to the above-mentioned example, Various modifications are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.
6 and 9 illustrate the
When the
例えば、図10,図11には、光ファイバ穴13aが3段に配列された第2形態例の光コネクタ10Aを示す。以下、第2形態例の光コネクタ10Aの説明では、便宜上、それぞれの段を装着面12からの距離が大きい順に、第1の段15A、第2の段15B、第3の段15Cとして区別することがある。
図10に示す第2形態例の光コネクタ10Aでは、光ファイバ穴13aの位置は、少なくとも、第1の段15Aと第2の段15Bとの間、および第2の段15Bと第3の段15Cとの間で、コネクタ本体11の幅方向(図11の左右方向)にずらされている。さらに、互いに隣接し合わない第1の段15Aと第3の段15Cとの間においてもコネクタ本体11の幅方向(図11の左右方向)に相互にずらされていることが好ましい。
光ファイバ21の端面間のずれの大きさ(コア24の中心同士の間隔)δ1,δ2,δ3は、各光路23が重ならないように、光路23のビーム径よりも大きくされている。図11中、δ1は第1の段15Aと第2の段15Bとの間のずれ量を示し、δ2は第2の段15Bと第3の段15Cとの間のずれ量を示し、δ3は第1の段15Aと第3の段15Cとの間のずれ量を示す。これらのずれ量δ1とδ2とδ3とは、互いに等しくしてもよい。また、δ1,δ2,δ3のうちいずれか2つか等しくてもよいし、すべてが互いに異なっていてもよい。図11に示すように、同一の段15A,15B,15Cに属して互いに隣接する光ファイバ穴13aは、中心間のピッチαが等しくなるように等間隔に配列されている。この場合、δ1+δ2+δ3=αの関係が成立するので、ピッチαは、それぞれの段15A,15B,15Cの間のずれ量δ1,δ2,δ3が確保されるようにする。上述した思想に基づく限り、ずれ量δ1,δ2,δ3の最小値は、α/3よりも小さくてもよい。
For example, FIGS. 10 and 11 show an
In the
The magnitude of the deviation between the end faces of the optical fiber 21 (intervals between the centers of the cores 24) δ 1 , δ 2 , δ 3 is made larger than the beam diameter of the
なお、光ファイバ穴13aの段数が4段、5段などである場合も、上述した思想に基づいて光ファイバ穴13aの配列を決定することができる。
Even when the number of stages of the
本発明の光コネクタは、光トランシーバなどの光電変換用部品や各種光部品などにおいて、光ファイバを基板上に実装された光素子と光接続させるために利用することができる。 The optical connector of the present invention can be used for optically connecting an optical fiber to an optical element mounted on a substrate in a photoelectric conversion component such as an optical transceiver or various optical components.
2…基板、3…光入出端(発光部/受光部)、4…光素子(発光素子/受光素子)、5…接合面、6…位置決め用ピン穴、7…マウント、10,10A…光コネクタ、11…コネクタ本体、11a…壁部、12…装着面、13a…光ファイバ穴、13b…誘い溝、14…光軸変更用凹所、14a…光軸変更用反射面、15A,15B,15C…段、16…位置決めピン、20…多心光ファイバ(テープ形光ファイバ心線)、21…光ファイバ、22…光ファイバの端面、23…光路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Board | substrate, 3 ... Light entrance / exit end (light emitting part / light receiving part), 4 ... Optical element (light emitting element / light receiving element), 5 ... Joining surface, 6 ... Pin hole for positioning, 7 ... Mount, 10, 10A ...
Claims (5)
前記基板またはマウント上に設置されるブロック状のコネクタ本体(11)を備え、
前記コネクタ本体は、該コネクタ本体を前記光素子に対面して設置したときに前記基板またはマウントの接合面(5)に接合させるようにして前記接合面に対向配置される装着面(12)と、コネクタ本体の内部に固定された前記光ファイバの先端部を位置決めする複数の光ファイバ穴(13a)と、この光ファイバ穴に位置決めされた前記光ファイバの端面(22)が対面されるとともに前記端面と前記光入出端との間に光路(23)を形成するための光軸変更用反射面(14a)を有する光軸変更用凹所(14)とを具備し、
前記光ファイバ穴は、前記コネクタ本体において前記光軸変更用凹所を介して前記光軸変更用反射面と対面する側の壁部(11a)に複数形成されており、
前記光ファイバ穴は、複数の光ファイバ穴が横並びに配列されてなる複数の段(15A,15B,15C)を形成しており、隣り合った段の間で前記光ファイバ穴の位置が相互にずらされていることを特徴とする光コネクタ(10,10A)。 It is attached to the tip of the optical fiber (21) and installed so as to face the optical element (4) mounted directly on the substrate (2) or indirectly by the mount (7) provided on the substrate. An optical connector for optically connecting the optical input / output end (3) of the optical element and the optical fiber,
A block-shaped connector body (11) installed on the substrate or mount;
The connector body includes a mounting surface (12) disposed opposite to the joint surface so that the connector body is joined to the joint surface (5) of the substrate or mount when the connector body is placed facing the optical element. The plurality of optical fiber holes (13a) for positioning the tip end portions of the optical fibers fixed inside the connector body and the end faces (22) of the optical fibers positioned in the optical fiber holes face each other, and An optical axis changing recess (14) having an optical axis changing reflecting surface (14a) for forming an optical path (23) between an end face and the light input / output end;
A plurality of the optical fiber holes are formed in the wall (11a) on the side of the connector body facing the optical axis changing reflection surface via the optical axis changing recess in the connector body,
The optical fiber hole forms a plurality of stages (15A, 15B, 15C) in which a plurality of optical fiber holes are arranged side by side, and the positions of the optical fiber holes are mutually adjacent between the adjacent stages. An optical connector (10, 10A) characterized by being shifted.
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