JP2006184819A - 光導波路フェルール、光接続部品及びその組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 光導波路と光ファイバとを、専用の実装装置を使わずに高精度に接続することができ、生産性の向上やコスト低減を実現することのできる光導波路フェルール、光接続部品及びその組立方法を得る。
【解決手段】 光導波路３と光ファイバ５とを接続する光接続部品１であって、光導波路３を収容可能にする導波路収容部７を有すると共にガイド穴１３を有する光導波路フェルール９と、ガイド穴１３を有する光ファイバ用フェルール１５とをガイドピン１１を介して結合する。前記光導波路３は、前記光導波路フェルール９の導波路収容部７に形成した係止突起２１が該光導波路３に形成した係合溝２３に係合することによって、前記光導波路フェルール９に位置決めされる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光導波路フェルール及び、光導波路を有して該光導波路と光ファイバとを接続する光接続部品及びその組立方法に関し、詳しくは、生産性の向上やコスト低減を実現するための改良に関する。

従来、光導波路と光ファイバとの接続構造として、ファイバアレイを使う構成のものが知られている。
ファイバアレイは、石英系若しくはシリコン系のＶ溝基板上に光ファイバを配列したものである。このファイバアレイを使う光接続部品の接続構造では、接続端面を研磨した後、光を通すアクティブアライメントによって光導波路との調心を行い、位置合わせをして接着剤で固定している（例えば、特許文献１、２参照）。
特開平８−２４０７３８号公報 特開平５−２５７０４０号公報

ところが、光を通しながら調心操作を行う光接続部品の実装作業は、専用の実装装置を必要とし、また実装時間がかかるため、生産性の低下や、コストの高騰等の問題が生じた。

本発明の目的は、光導波路と光ファイバとを専用の実装装置を使わずに、高精度に接続することができ、生産性の向上やコスト低減を実現可能にする光導波路フェルール、該光導波路を有する光接続部品その組立方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る請求項１記載の光導波路フェルールは、光導波路を収容可能にした導波路収容部とガイド穴を有することを特徴とする。

本発明に係る請求項２記載の光導波路フェルールは、請求項１に記載の光導波路フェルールにおいて、前記導波路収容部の内面に係止突起を有していることを特徴とする。

本発明に係る請求項３記載の光接続部品は、請求項１または２に記載の光導波路フェルールの前記導波路収容部に光導波路が収容されていることを特徴とする。

本発明に係る請求項４記載の光接続部品は、請求項３に記載の光接続部品において、前記導波路収容部の内面に係止突起を有し、前記光導波路には前記係止突起が係合する係合溝を有することを特徴とする。

本発明に係る請求項５記載の光接続部品は、請求項４に記載の光接続部品において、前記係止突起が断面半円状の線条体からなることを特徴とする。

本発明に係る請求項６記載の光接続部品は、請求項５に記載の光接続部品において、前記係止突起が少なくとも２箇所に設けられていることを特徴とする。

本発明に係る請求項７記載の光接続部品は、請求項４に記載の光接続部品において、前記係止突起が半球体状であることを特徴とする。

本発明に係る請求項８記載の光接続部品は、請求項７に記載の光接続部品において、前記導波路収容部の内面上の少なくとも３箇所に、前記半球体状の係止突起が設けられたことを特徴とする。

本発明に係る請求項９記載の光接続部品の組立方法は、光導波路フェルールに形成された係止突起を光導波路の係合溝に係合させて前記光導波路を前記光導波路フェルールに挿入する工程と、前記光導波路フェルールに挿入した前記光導波路を該光導波路フェルールに固定する工程と、を少なくとも実施することを特徴とする。

本発明の光導波路フェルールによれば、光導波路を導波路収容部に収容して所定位置に位置決めできる。そして、光導波路を収容した光接続部品は、一端側が光導波路フェルールのガイド穴に嵌入したガイドピンの他端側を、接続相手となる光ファイバ用フェルールのガイド穴に嵌合させるだけで、光導波路フェルールに装着された光導波路と光ファイバ用フェルールに収容保持された光ファイバとを調心させることができ、パッシブアライメントだけで光導波路と光ファイバとを接続することができるため、従来のアクティブアライメントにより組み立てていた場合と比較すると、専用の実装装置を使わずとも、光導波路と光ファイバとを容易、且つ高精度に接続することができ、生産性の向上やコスト低減を実現することができる。

以下、本発明に係る光導波路フェルール、光接続部品及びその組立方法の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る光接続部品の一実施の形態を示す斜視図、図２は図１に示した光接続部品に使用する光導波路フェルールの平面図、図３は図２のＡ矢視図、図４は図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図５は図１に示した光導波路フェルールに光導波路を実装した光接続部品の平面図、図６は図５のＣ矢視図、図７は図５のＤ−Ｄ線に沿う断面図、図８は図１に示した光接続部品の組立方法を示す手順説明図、図９は図１に示した光接続部品の他の組立方法を示す手順説明図である。

この一実施の形態の光接続部品１は、光導波路フェルール９に光導波路３を収容してなるもので、光導波路３を収容した光導波路フェルール９を、光ファイバ５が収容保持された光ファイバ用フェルール１５と接続可能にする。
光導波路フェルール９は、光導波路３を収容する導波路収容部７が形成されるとともに、ガイドピン１１を嵌入可能なガイド穴１３が貫通装備されている。
この光導波路フェルール９は、光ファイバ５を収容保持するとともに、ガイドピン１１を嵌入可能なガイド穴１３が貫通形成された光ファイバ用フェルール１５と、ガイドピン１１を介して結合することで、光導波路フェルール９内の光導波路３と光ファイバ用フェルール１５内の光ファイバ５とが調心して接続された状態を得る。

光導波路フェルール９及び光ファイバ用フェルール１５に装備されるガイド穴１３は、それぞれ左右に一つずつで、一対のガイド穴１３間のピッチや穴径は、高精度に一致して形成されている。
ガイド穴１３は、光導波路３や光ファイバ５の挿入方向に沿って貫通形成されている。しかし、ガイド穴１３はガイドピン１１が嵌入する一定の深さがあれば良く、必ずしも貫通して装備する必要はない。

本実施の形態の光接続部品１の場合、導波路収容部７の底面には、中心軸対称となる３箇所に半球体状の係止突起２１が装備されている。
また、導波路収容部７に挿入される光導波路３は、横断面形状が導波路収容部７の横断面形状に相応する矩形体状で、その底面には、図６及び図７に示すように、係止突起２１が係合する断面Ｖ字状の係合溝２３が形成されている。
係合溝２３は、係止突起２１の装備箇所に対応して、光導波路３の導波路収容部７への挿入方向に沿って３条に形成されている。

本実施の形態の場合、導波路収容部７は、光導波路３の挿入方向にのみ開口部を持つ閉空間として貫通形成されている。また、導波路収容部７に挿入された光導波路３の上部を覆う上壁部には、図２及び図５に示すように、導波路収容部７に挿入した光導波路３を光導波路フェルール９に接着固定する接着剤を充填するための窓部２７が開設されている。

上記光導波路フェルール９への光導波路３の組み付けは、図８の（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）→（ｅ）→（ｆ）の手順で諸工程を実施することで、達成される。
即ち、（ａ）→（ｂ）に示すように、最初に、窓部２７から導波路収容部７に、屈折率整合剤を兼ねた接着剤としての樹脂２９を注入し、この樹脂２９が固化する前に、（ｃ）に示すように、光導波路３を導波路収容部７に挿入する。
そして、光導波路３の両端が導波路収容部７から突出した状態になったら、（ｄ）に示すように、樹脂２９を窓部２７から再注入する。次いで、（ｅ）に示すように、光導波路３を導波路収容部７の底面側に押さえ付けて、係止突起２１と係合溝２３との密着（図６参照）による正確な位置決め状態を保持して、接着剤としての樹脂２９を硬化させる。光導波路３が導波路収容部７に接着固定されたら、（ｆ）に示すように、光ファイバ用フェルール１５に突き合わせる先端面９ａを研磨して、端面形成をする。

なお、上記光導波路フェルール９への光導波路３の組み付けは、図９の（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）→（ｅ）の手順で諸工程を実施するようにしても良い。
即ち、（ａ）→（ｂ）に示すように、予め導波路収容部７に樹脂２９を注入する工程は行わず、光導波路３を導波路収容部７に挿入する。
そして、光導波路３の両端が導波路収容部７から突出した状態になったら、（ｃ）に示すように、樹脂２９を窓部２７から注入する。次いで、（ｄ）に示すように、光導波路３を導波路収容部７の底面側に押さえ付けて、係止突起２１と係合溝２３との密着（図６参照）による正確な位置決め状態を保持して、接着剤としての樹脂２９を硬化させる。光導波路３が導波路収容部７に接着固定されたら、（ｅ）に示すように、光ファイバ用フェルール１５に突き合わせる先端面９ａを研磨して、端面形成をする。

なお、図９に示すように、光導波路３を導波路収容部７に挿入した時に、光導波路３の先端面に接着剤が付着する虞がない組立方法を採用した場合には、光導波路３の先端面が付着した接着剤で凹凸面とされることがないので、最終工程である研磨工程は省くようにしても良い。
従って、上記光接続部品１の組立方法としては、光導波路フェルール９に形成された係止突起２１を光導波路３の係合溝２３に係合させて光導波路３を光導波路フェルール９に挿入する工程（図８（ｃ）の工程、図９（ｂ）の工程）と、光導波路フェルール９に挿入した光導波路３を該光導波路フェルール９に接着固定する工程（図８の（ｄ），（ｅ）の工程、図９の（ｃ），（ｄ）の工程）と、を少なくとも実施すれば良い。

以上に説明した光接続部品１によれば、一端側が光導波路フェルール９のガイド穴１３に嵌入したガイドピン１１の他端側を、接続相手となると光ファイバ用フェルール１５のガイド穴１３に嵌合させるだけで、光導波路フェルール９に装着された光導波路３と光ファイバ用フェルール１５に収容保持された光ファイバ５とを調心させることができ、パッシブアライメントだけで光導波路３と光ファイバ５とを接続することができるため、従来のアクティブアライメントにより組み立てていた場合と比較すると、専用の実装装置を使わずとも、光導波路３と光ファイバ５とを容易、且つ高精度に接続することができ、生産性の向上やコスト低減を実現することができる。

また、本実施の形態の光接続部品１によれば、光導波路３の光導波路フェルール９への組み付けは、光導波路３を光導波路フェルール９に装備した導波路収容部７に挿入する操作で良く、光導波路３を組み付ける際に、他の部品や工具による位置決めが不要となるため、光導波路３の組み付け性が向上する。

また、本実施の形態の光接続部品１によれば、光導波路フェルール９と光導波路３とは、それぞれに形成された係止突起２１と係合溝２３との係合によりパッシブにアライメントすることが可能になり、組立性を向上させることができる。

また、本実施の形態の光接続部品１によれば、半球体状の係止突起２１は樹脂成形で形成する場合に型離れし易い形状であるため、成形用の金型の製造も容易になる。

また、本実施の形態の光接続部品１によれば、係止突起２１が半球体状であるため、例えば、光導波路３と光導波路フェルール９との間の係合箇所が、１箇所又は２箇所では、係止突起２１及び係合溝２３の係合部を支点としたシーソー運動のようなガタつき等が生じる虞があり、バランス良く位置決めすることが難しいが、係合箇所を３箇所にしたことで、ガタつきの発生を押さえたバランスの良い位置決めが可能になり、光導波路３と光導波路フェルール９とを高精度に位置決めすることが可能になる。
なお、係止突起２１が半球体状の場合、装備箇所が少なくとも３箇所以上で、安定したバランスで位置決めできるのであれば、装備数及び装備箇所は上記実施の形態に限らない。但し、係止突起２１の装備数を増やせば、その分、光導波路３側に形成する係合溝２３の装備数も増えて構造が複雑化するため、係止突起２１の装備を必要最小限の３箇所にしたことは、メリットが大きい。

また、本実施の形態の光接続部品１によれば、光導波路３の光導波路フェルール９への組み付けは、光導波路３を、光導波路フェルール９の導波路収容部７に挿入する操作で行うが、導波路収容部７が挿入方向両端と窓部２７以外は開口部を持たない閉空間であるため、光導波路３を導波路収容部７に挿入した後、開口部を別部品の蓋等で塞ぐ必要がなく、部品点数の削減により低コスト化を図り易い。
但し、導波路収容部７を上記実施の形態のような閉空間に限定する必要はない。例えば、導波路収容部７の上面側に対応する位置を、前面開放した開空間に形成することも可能である。導波路収容部７を開空間にした場合には、光導波路３を導波路収容部７に挿入し、接着固定した後、開口部を別部品の蓋等で塞ぐ必要が生じるが、光導波路３を導波路収容部７に挿入する操作は閉空間の場合よりも容易になり、組立性は向上する。

なお、上記実施の形態では、係止突起２１との係合のために、光導波路３に形成する係合溝２３は、Ｖ字状断面としたが、Ｕ字状断面とすることも可能である。

また、光導波路フェルール９の導波路収容部７に装備する係止突起２１の形状は、上記実施の形態に示した半球体状に限らない。
例えば、図１０及び図１１に示すように、光導波路フェルール９Ａにおいて、係止突起２１を、光導波路の挿入方向に沿って延伸した断面半円状の線条体から形成するようにしても良い。
このようにすると、係止突起２１の構造上、光導波路３に形成する係合溝２３がＶ字状又はＵ字状の何れであっても、相互の係合による位置決めが容易になり、組立性の更に向上させることができる。

また、係止突起２１を断面半円状の線条体から形成するようにした場合には、図１２に示すように、係止突起２１が少なくとも２箇所に設けられる構成とすると良い。なお、図１０は他の光導波路フェルール９Ａの平面図、図１１は図１０のＥ−Ｅ線に沿う断面図、図１２は図１０の光導波路フェルール９Ａに光導波路３を実装した光接続部品の端面図を示す。
このようにした場合、導波路収容部７に形成される係止突起２１は半円柱体となり、係合溝２３との接触域が半球体状の係止突起の場合よりも多くなり、半球体状の係止突起の場合よりも少ない装備数で、バランスの安定した位置決めが可能になる。
即ち、例えば、光導波路３と光導波路フェルール９とが、１箇所の半円柱体の係止突起２１と係合溝２３によって位置合わせされる場合には、係止突起２１及び係合溝２３の係合部を支点としたシーソー運動のようなガタつき等が生じる虞があり、精度良く位置決めすることが難しいが、光導波路３及び光導波路フェルール９の半円柱体と溝とによる係合箇所を２箇所以上にすることで、ガタつきの発生を押さえたバランスの良い位置決めが可能になり、光導波路３と光導波路フェルール９とを高精度に位置決めすることが可能になり、半球体状の係止突起の場合よりも１箇所少ない装備数で、安定した位置決めが可能になる。

本発明に係る光接続部品の一実施の形態の斜視図である。 図１に示した光接続部品に使用する光導波路フェルールの平面図である。 図２のＡ矢視図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図１に示した光接続部品の平面図である。 図５のＣ矢視図である。 図５のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。 図１に示した光接続部品の組立方法の一実施の形態の手順説明図である。 図１に示した光接続部品の組立方法の他の実施の形態の手順説明図である。 他の光導波路フェルールの平面図である。 図１０のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。 図１０に示した光導波路フェルールに光導波路を実装した光接続部品の端面図である。

符号の説明

１ 光接続部品
３ 光導波路
５ 光ファイバ
７ 導波路収容部
９、９Ａ 光導波路フェルール
１１ ガイドピン
１３ ガイド穴
１５ 光ファイバ用フェルール
２１ 係止突起
２３ 係合溝
２７ 窓部

Claims (9)

1. 光導波路を収容可能にした導波路収容部とガイド穴を有することを特徴とする光導波路フェルール。
2. 前記導波路収容部の内面に係止突起を有していることを特徴とする請求項１に記載の光導波路フェルール。
3. 請求項１または２に記載の光導波路フェルールの前記導波路収容部に光導波路が収容されていることを特徴とする光接続部品。
4. 前記導波路収容部の内面に係止突起を有し、前記光導波路には前記係止突起が係合する係合溝を有することを特徴とする請求項３に記載の光接続部品。
5. 前記係止突起が断面半円状の線条体からなることを特徴とする請求項４に記載の光接続部品。
6. 前記係止突起が少なくとも２箇所に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の光接続部品。
7. 前記係止突起が半球体状であることを特徴とする請求項４に記載の光接続部品。
8. 前記導波路収容部の内面上の少なくとも３箇所に、前記半球体状の係止突起が設けられたことを特徴とする請求項７に記載の光接続部品。
9. 光導波路フェルールに形成された係止突起を光導波路の係合溝に係合させて前記光導波路を前記光導波路フェルールに挿入する工程と、前記光導波路フェルールに挿入した前記光導波路を該光導波路フェルールに固定する工程と、を少なくとも実施することを特徴とする光接続部品の組立方法。

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