JP2011149973A - 光コネクタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軸ズレ量を簡易に評価可能とする構造を有する光コネクタ装置を提供すること。
【解決手段】本発明による光コネクタ装置は、レンズと、レンズを支持するレンズ支持部と、レンズ支持部の後方に位置する基部とを備える。レンズ支持部には、２つの溝が設けられており、左右方向において、当該溝間の中心は、レンズの中心と一致している。また、基部には、収容溝が設けられており、収容溝に光ファイバが配置された状態で、光ファイバの中心と、レンズの中心とは一致するように設計されている。軸ズレを把握する際には、左右方向において、溝間の中心と収容溝の中心とが一致するかどうかを計測し、上下方向において光コネクタ装置が設計寸法通り成型されているかどうかを計測することとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバを収容する収容溝とその光ファイバに対して光学的に結合されるレンズとを有する光コネクタ装置に関する。

この種の光コネクタ装置としては、例えば、特許文献１に開示されたものがある。特許文献１の光コネクタ装置は、光ファイバを収容するファイバガイド溝の形成されたファイバ保持部と、レンズの形成されたレンズ形成部とを備えている。ここで、ファイバ保持部とレンズ形成部とは一体形成されており、また、レンズとファイバガイド溝には位置的な対応付けがなされている。特許文献１によれば、このレンズとファイバガイド溝の対応付けにより、光ファイバとレンズとの位置合わせを簡易な組立工程にて行うことができるとされている。

特開２００７−４１２２２号公報

モールド品として光コネクタ装置を製造すると、その製造工程において光コネクタ装置に少なくとも部分的に反りが生じてしまうことがある。かかる反りによるレンズと光ファイバとの位置ズレ（軸ズレ）の問題点は、特許文献１の光コネクタ装置においても生じ得る。また、特許文献１とは異なり、レンズ形成部とファイバ保持部とを別個に形成して組み合わせることで光コネクタ装置を構成する場合においても、組み合わせ時における軸ズレの問題が生じ得る。いずれの場合にも軸ズレは、光コネクタ装置の性能に直結することであるので、そのズレ量を正確に把握する必要がある。

レンズと光ファイバの位置ズレ量（軸ズレ量）を正確に把握する方法としては、光ファイバから入力された光がレンズを透過した場合における光の減衰量を評価する方法がある。しかしながら、かかる評価には時間がかかり、コスト的にも問題がある。

そこで、本発明は、軸ズレ量を簡易に評価可能とする構造を有する光コネクタ装置を提供することを目的とする。

本発明によれば、第１の光コネクタ装置として、レンズと、該レンズを支持するレンズ支持部と、該レンズ支持部の後方に位置する基部とを備える光コネクタ装置であって、
前記レンズは、前記レンズ支持部の前部に支持されており、
前記基部には、光ファイバを収容する収容溝であって前記レンズに対応するようにして前後方向に延びる前記収容溝が形成されており、
前記レンズ支持部は、前記レンズの中心を示す示唆部を有しており、
該示唆部は、前記前後方向に沿って延びるように形成されている
光コネクタ装置が得られる。

また、本発明によれば、第２の光コネクタ装置として、第１の光コネクタ装置であって、
前記示唆部は、前記前後方向に沿って夫々延びる２本の溝であって左右方向に並列配置された２本の溝を備えており、
前記レンズの前記左右方向の中心は、前記左右方向における該２本の溝の中間を通る線であって前記前後方向に沿って延びる線上に位置している
光コネクタ装置が得られる。

また、本発明によれば、第３の光コネクタ装置として、第１又は第２の光コネクタ装置であって、
前記レンズ支持部は、前面及び後面を有する略板状の形状を有しており、
前記レンズは、前記前面上に形成されており、
前記示唆部は、前記後面を後方から見た場合に視認可能となるように、前記レンズ支持部に形成されている
光コネクタ装置が得られる。

また、本発明によれば、第４の光コネクタ装置として、第１の光コネクタ装置であって、
前記レンズ支持部は、四角板状の台座部を有しており、
前記レンズは、該台座部の前面上に設けられており、
前記示唆部は、前記台座部のエッジのうち左右方向において対応する２つのエッジからなり、
前記レンズの前記左右方向の中心は、前記示唆部を構成する前記２つのエッジの前記左右方向における中間を通る線であって前記前後方向に沿って延びる線上に位置している
光コネクタ装置が得られる。

また、本発明によれば、第５の光コネクタ装置として、第１乃至第４のいずれかの光コネクタ装置であって、
前記示唆部は、前記レンズ支持部を上方から見た場合に視認可能となるように、前記レンズ支持部に形成されている
光コネクタ装置が得られる。

また、本発明によれば、第６の光コネクタ装置として、第１乃至第５のいずれかの光コネクタ装置であって、
前記レンズ支持部は、前記光ファイバの先端が挿入される挿入穴を有しており、
該挿入穴は、前記前後方向において前記収容溝と連続するように形成されている
光コネクタ装置が得られる。

また、本発明によれば、第７の光コネクタ装置として、第１乃至第６のいずれかの光コネクタ装置であって、
前記レンズ支持部及び前記基部は、夫々、略板状の形状を有しており、且つ、左方又は右方から見た場合に、略Ｌ字状に一体形成されている
光コネクタ装置が得られる。

また、本発明によれば、第８の光コネクタ装置として、第１乃至第７のいずれかの光コネクタ装置であって、
前記基部には、前記収容部を左右方向において挟む凹部であって前記左右方向において内側に向かって凹んだ凹部が形成されている
光コネクタ装置が得られる。

本発明によれば、レンズを支持するレンズ支持部に前後方向に沿って示唆部が形成されていることから、光コネクタ装置の上方、後方又は側方（右方若しくは左方）から光コネクタ装置を計測することで当該示唆部を頼りに軸ズレ量を評価することができる。

本発明の第１の実施の形態による光コネクタ装置を上方から見た図である。 図１の光コネクタ装置を後方から見た図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。但し、レンズは断面していない。 図１の光コネクタ装置に光ファイバを配置した状態を上方から見た図である。 図１の光コネクタ装置に光ファイバを配置した状態を後方から見た図である。 図４の光コネクタ装置のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。但し、レンズは断面していない。 図１の光コネクタ装置の一部を上方から見た図である。 図１の光コネクタ装置の一部を後方から見た図である。 図１の光コネクタ装置の変形例を上方から見た図である。 図９の光コネクタ装置を後方から見た図である。 図９の光コネクタ装置のＸＩ−ＸＩ線に沿った断面図である。但し、レンズは断面していない。 図９の光コネクタ装置に光ファイバを配置した状態を上方から見た図である。 図９の光コネクタ装置に光ファイバを配置した状態を後方から見た図である。 本発明の第１の実施の形態の変形例１による光コネクタ装置を上方から見た図である。 図１４の光コネクタ装置を後方から見た図である。 図１４の光コネクタ装置のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿った断面図である。但し、レンズは断面していない。 図１４の光コネクタ装置に光ファイバを配置した状態を上方から見た図である。但し、レンズは断面していない。 図１４の光コネクタ装置に光ファイバを配置した状態を後方から見た図である。 図１４に示される光コネクタ装置のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿った断面図である。但し、レンズは断面していない。 本発明の第２の実施の形態による光コネクタ装置を上方から見た図である。 図２０の光コネクタ装置を後方から見た図である。 図２０の光コネクタ装置のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線に沿った断面図である。但し、レンズと台座部とは断面していない。 本発明の第１の実施の形態の変形例２による光コネクタ装置を上方から見た図である。 図２３の光コネクタ装置を後方から見た図で、ＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線に沿った断面図である。 図２３のＸＸＶ−ＸＸＶ線に沿った断面図である。但し、レンズは断面していない。 図２３の光コネクタ装置を冶具上に配置させる様子を表す図である。 図２６の光コネクタ装置に光ファイバを配置させる様子を表す図である。 図２６の光コネクタ装置及び光ファイバを配置した状態と、蓋部を示す図である。 図２６の光コネクタ装置と蓋部とを組み合わせた状態を表す図である。

（第１の実施の形態）
図１乃至図６に示されるように、本発明の実施の形態による光コネクタ装置は、光ファイバ１００と接続されるものである。光コネクタ装置は、レンズ２００と、レンズ支持部３００と、基部４００とを備えている。図示されている光コネクタ装置はレンズを３つ備えるものであり、図４に示されるように、３本の光ファイバ１００と接続されるものである。図３に示されるように、レンズ支持部３００と、基部４００は共に略板状を有しており、光コネクタ装置を左右方向から見た場合に略Ｌ字状に一体形成されている。以下、本実施の形態の説明においては、中央に位置する光コネクタ装置について説明する。

図１及び図３に示されるように、レンズ支持部３００は、前面３０２及び後面３０４を有している。レンズ２００は、レンズ支持部３００の前面３０２上に位置するようにレンズ支持部３００と一体形成されている。レンズ支持部３００の上面３０６には、左右方向においてレンズ２００を挟むように２つの溝（示唆部）３２０が形成されている。溝３２０は、前後方向に互いに平行（並列）に延びている。図１に示されるように、本実施の形態においては、左右方向において、レンズ２００の中心は、２つの溝３２０におけるレンズ２００側の縁部３２２の中間を通り前後方向に延びる線Ｌ１上に位置するように形成されている。

図１、図２、図４及び図５に示されるように、基部４００には光ファイバ１００を収容するための収容溝４２０が形成されている。図１及び図２によく示されているように、収容溝４２０は２つの側面４２３から構成され、前後方向に延びている。なお、本実施の形態において、１つのレンズ２００に対して１つの収容溝４２０が対応している。図４乃至図６に示されるように、光ファイバ１００は、その端面がレンズ支持部３００の後面３０４に当接するようにして収容溝４２０に収容される。光ファイバ１００は、接着剤等（図示せず）により、収容溝４００内に固着される。

ここで、本実施の形態における光コネクタ装置の作成方法について説明する。本実施の形態における光コネクタ装置に用いられるレンズ２００、レンズ支持部３００及び基部４００夫々の寸法は、収容溝４２０に光ファイバ１００が配置された状態（図４参照）で光ファイバ１００の中心とレンズ２００の中心とが一致するように、予め設計されているものである。従って、寸法通りに作成された光コネクタ装置に対して適切に光ファイバ１００を配置すれば、光ファイバ１００の中心とレンズ２００の中心とは一致する。

図１乃至図６に示される光コネクタ装置は、例えば、一体成型又は、別体で成型した後に組み立てることにより作成される。一体成型により作成する場合、レンズ２００及びレンズ支持部３００からなるレンズ側部位を作る金型（金型１）と、基部４００からなるファイバ側部位を作るための金型（金型２）とを用いて成型する。ここで、金型１と金型２とを合わせる際に、例えば、金型同士の合わせ目の位置がずれた状態で樹脂が注入された場合や、成型後の光コネクタ装置に反りが生じてしまった場合、光コネクタ装置のレンズ２００の中心と、収容溝４２０に配置された光ファイバ１００の中心とがずれる「軸ズレ」を起こす恐れがあり、光コネクタ装置の性能が著しく損なわれてしまう。一方、レンズ側部位とファイバ側部位とを別体で成型した後に両者を組み立てることにより光コネクタ装置を作成する場合についても、組み立て後のレンズ側部位とファイバ側部位との位置関係がずれていると、上記と同様に軸ズレを起こす恐れがあり、光コネクタ装置の性能が著しく損なわれてしまう。このような軸ズレは、いずれも、作成された光コネクタ装置のレンズ側部位とファイバ側部位の寸法や、互いの位置関係が設計されたものとは異なっていることに起因するものである。

本実施の形態によれば、上述した光コネクタ装置の構造を利用することにより、成型後の光コネクタ装置に生じた軸ズレを計測することができる。本実施の形態において、軸ズレは、左右方向の軸ズレと、上下方向の軸ズレとに分けて計測し、評価する。以下、計測方法について説明する。

左右方向の軸ズレの把握方法としては、図７及び図８に示されるように、レンズ支持部３００の溝３２０間の中心Ｍ１（縁部３２２間の中心）と、収容溝４２０の中心Ｍ２（縁部４２２間の中心）とが一致しているかどうかを計測する。本実施の形態による溝３２０は、光コネクタ装置の上方及び後方の両方から認識することができるため、いずれの方向からも計測することができる。

なお、左右方向におけるレンズ２００のエッジ１１０間の中心Ｍ３と、収容溝４２０の中心Ｍ２とが一致しているか否かを計測することにより、左右方向の軸ズレを把握することができるが、透明なレンズ２００のエッジ１１０を正確に把握することは困難である。そこで、上述したように予めレンズ２００の中心と一致するように設計され且つ把握が容易な溝３２０を利用することにより、左右方向の軸ズレを正確かつ容易に把握することができる。

一方、上下方向の軸ズレの把握方法としては、図８に示されるように、基部４００の底面４０２から収容溝の頂点４２４までの高さＨ１、基部４００の底面４０２から基部４００の上面４２６までの高さＨ２、基部４００の底面４０２からレンズ支持部３００の上面３０６までの高さＨ３を夫々計測し、設計値（レンズ２００の中心と収容溝４２０内に配置された光ファイバ１００の中心とが一致するように形成し、あらかじめ設定してある値）と計測値との差を評価することにより、設計通りの寸法に仕上がっているか否かを確認する。これにより、上下方向の軸ズレを把握することができる。なお、高さＨ１〜Ｈ３は、光コネクタ装置の後方から計測することとしてもよいし、光コネクタ装置の上方から頂点４２４、上面４２６及び上面３０６までの焦点深度を測定することにより計測することとしてもよい。

以上、説明したように、本実施の形態による光コネクタ装置によれば、左右方向の軸ズレについては溝３２０を利用し、上下方向の軸ズレについては基部底面からの高さＨ１〜Ｈ２（図８参照）を利用することにより、軸ズレを正確かつ容易に把握することができる。特に、本実施の形態によれば、左右方向の軸ズレ及び上下方向の軸ズレのいずれも、上方又は後方のどちらからも計測することができる。また、本実施形態による光コネクタ装置によれば、レンズを透過した光の減衰量を評価するといった複雑な評価方法を用いずとも、軸ズレを簡易に評価することができる。

なお、図９乃至図１３に示されるように、収容溝４２０ａの変形例として、２つの側面４２３に加えて、垂直な側面４２３ａ及び斜辺４２３ｂとで構成されるものとしてもよい。かかる構造により、光ファイバ１００の左右方向への位置ずれを防止することができる。この場合においても、収容溝４２０ａの寸法を、収容溝４２０ａに配置された光ファイバ１００の中心とレンズ２００の中心とが一致するようなものに予め設計しておくこととすればよい。また、軸ズレの計測方法についても、左右方向の軸ズレの把握方法については、溝３２０間の中心（縁部３２２間の中心）と、収容溝４２０ａの中心（縁部４２２ａ間の中心）とが一致しているか否かを確認することとすればよく、上下方向の軸ズレの把握方法については、上述したものと同様の方法で行うことができる。

（第１の実施の形態の変形例１）
図１４乃至図１９に示されるように、第１の実施の形態の変形例１による光コネクタ装置のレンズ支持部３００ａには、光ファイバ１００の先端が挿入される挿入穴３３０が設けられている。なお、レンズ支持部３００ａ以外の構成については、第１の実施の形態による光コネクタ装置と同様であるため、同一の構成要素については同一の参照符号を付しその説明は省略する。

図１４乃至図１６に示されるように、挿入穴３３０は、レンズ支持部３００ａの後面３０４から前方へ窪むようにして形成されている。挿入穴３３０と収容溝４２０とは、連続するように形成されている。図１７乃至図１９に示されるように、光ファイバ１００は、挿入穴３３０の奥部３３２に当接するようにして挿入穴３３０に挿入され、収容溝４２０内に収容される。これにより、光ファイバ１００の先端が浮き上がることなく光コネクタ装置に固定され、より確実に軸ズレを防止することができる。本実施の形態による挿入穴３３０は、収容溝４２０と同一形状であるが、挿入穴３３０の形状は光ファイバ１００の外径とほぼ同一か、それより若干大きめの外径を有する丸穴形状でもよい。

本実施の形態において、溝３２０及び基部４００の構成は、第１の実施の形態による光コネクタ装置と同様であるため、軸ズレの計測についても、第１の実施の形態で用いた方法を利用することができる。

（第２の実施の形態）
図２０乃至図２２に示されるように、第２の実施の形態による光コネクタ装置のレンズ支持部３００ｂには、第１の実施の形態における溝３２０（図１参照）は設けられておらず、四角板状の台座部３４０が設けられている。なお、レンズ支持部３００ｂ以外の構成については、第１の実施の形態による光コネクタ装置と同様であるため、同一の構成要素については同一の参照符号を付しその説明は省略する。

図２０及び図２２に示されるように、台座部３４０は、レンズ支持部３００ｂの前面３０２に設けられている。台座部３４０の前面には、レンズ２００が設けられている。本実施の形態において、台座部３４０の左右方向におけるエッジ３４２は、上述した第１の実施の形態の縁部３２２（図１参照）と同様に機能する。即ち、左右方向において、レンズ２００の中心は、台座部３４０両端に位置するエッジ３４２の中間を通る線Ｌ２上に位置している。

本実施の形態による光コネクタ装置の、軸ズレの計測方法としては、左右方向の軸ズレの把握方法としては、台座部３４０両端に位置するエッジ３４２の中心と、収容溝の端部４２２同士の中心とが一致しているかどうかを計測する。一方、縦方向の軸ズレの把握方法としては、第１の実施の形態と同様である。

（第１の実施の形態の変形例２）
図２３乃至図２９に示されるように、本発明の第１の実施の形態の変形例２による光コネクタ装置の基部４００ｂには凹部４３０が設けられている。なお、基部４００ｂ以外の構成については、第１の実施の形態による光コネクタ装置と同様であるため、同一の構成要素については同一の参照符号を付しその説明は省略する。

図２３乃至図２５に示されるように、凹部４３０は、収容溝４２０を左右方向において挟むようにして基部４００ｂに設けられており、互いに収容溝４２０の内側へ凹むように形成されている。

本実施の形態において、溝３２０及び基部４００の構成は、第１の実施の形態による光コネクタ装置と同様であるため、軸ズレの計測についても、第１の実施の形態で用いた方法を利用することができる。

図２６乃至図２９に示されるように、本実施の形態においては、図２９に示されるように、光ファイバ１００を光コネクタ装置と蓋部６００によって挟みこむことにより、当該光ファイバ１００を固定する。固定には、図２６に示される冶具５００を用いる。冶具５００は、２本の位置決め部５１０が設けられている。位置決め部５１０は、光コネクタ装置の凹部４３０（図２３参照）に対応する場所に立設されている。位置決め部の先端には、光コネクタ装置及び蓋部６００が、冶具５００上にスムーズにセットできるように、互いに内側へ傾斜した傾斜部５１２が設けられている。

蓋部６００には２つの凹部６３０が設けられており、略Ｈ字状の形状を有している。図２６に示されるように、基部４００ｂの凹部４３０の夫々が位置決め部５１０を沿うようにして、光コネクタ装置は冶具５００上に配置される。次に、図２７に示されるように、光ファイバ１００を収容溝４２０に収容させる。更に、図２８に示されるように、蓋部６００の凹部６３０の夫々が位置決め部５１０を沿うようにして、蓋部６００は光コネクタ装置及び光ファイバ１００上へ配置される。図示されるように、光ファイバ１００は、蓋部６００及び光コネクタ装置に挟まれた状態で保持される。この状態で、収容溝４２０の凹部４３０と蓋部６００の凹部６３０とは互いに対応している。本実施の形態による光コネクタ装置は、上述した第１乃至第３の実施の形態による光コネクタ装置のように、光ファイバ１００の固定に接着剤を用いないため、光ファイバ１００の交換が容易である。なお、蓋部６００及び光コネクタ装置を挟んだ状態を保持する手段にとしては、従来のロック機構等が適用可能である。また、蓋部６００の変形例としては、蓋部６００のうち、光ファイバ１００と接する面（底面６０２）に弾性体を設けたり、蓋部６００自体を樹脂などの弾性体で構成したりしてもよい。これにより、光ファイバ１００をより強固に光コネクタ装置に保持させることができる。

１００ 光ファイバ
１１０ エッジ
２００ レンズ
３００、３００ａ、３００ｂ レンズ支持部
３０２ 前面
３０４ 後面
３０６ 上面
３２０ 溝（示唆部）
３２２ 縁部
３３０ 挿入穴
３４０ 台座部
３４２ エッジ
３３２ 奥部
４００、４００ａ、４００ｂ 基部
４０２ 底面
４２０、４２０ａ 収容溝
４２２、４２２ａ 縁部
４２３、４２３ａ 側面
４２４、４２４ａ 頂点
４２６ 上面
４３０ 凹部
５００ 冶具
５１０ 位置決め部
６００ 蓋部
６０２ 底面
６３０ 凹部

Claims (8)

1. レンズと、該レンズを支持するレンズ支持部と、該レンズ支持部の後方に位置する基部とを備える光コネクタ装置であって、
   前記レンズは、前記レンズ支持部の前部に支持されており、
   前記基部には、光ファイバを収容する収容溝であって前記レンズに対応するようにして前後方向に延びる前記収容溝が形成されており、
   前記レンズ支持部は、前記レンズの中心を示す示唆部を有しており、
   該示唆部は、前記前後方向に沿って延びるように形成されている
   光コネクタ装置。
2. 請求項１記載の光コネクタ装置であって、
   前記示唆部は、前記前後方向に沿って夫々延びる２本の溝であって左右方向に並列配置された２本の溝を備えており、
   前記レンズの前記左右方向の中心は、前記左右方向における該２本の溝の中間を通る線であって前記前後方向に沿って延びる線上に位置している
   光コネクタ装置。
3. 請求項１又は請求項２記載の光コネクタ装置であって、
   前記レンズ支持部は、前面及び後面を有する略板状の形状を有しており、
   前記レンズは、前記前面上に形成されており、
   前記示唆部は、前記後面を後方から見た場合に計測可能となるように、前記レンズ支持部に形成されている
   光コネクタ装置。
4. 請求項１記載の光コネクタ装置であって、
   前記レンズ支持部は、四角板状の台座部を有しており、
   前記レンズは、該台座部の前面上に設けられており、
   前記示唆部は、前記台座部のエッジのうち左右方向において対応する２つのエッジからなり、
   前記レンズの前記左右方向の中心は、前記示唆部を構成する前記２つのエッジの前記左右方向における中間を通る線であって前記前後方向に沿って延びる線上に位置している
   光コネクタ装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光コネクタ装置であって、
   前記示唆部は、前記レンズ支持部を上方から見た場合に計測可能となるように、前記レンズ支持部に形成されている
   光コネクタ装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光コネクタ装置であって、
   前記レンズ支持部は、前記光ファイバの先端が挿入される挿入穴を有しており、
   該挿入穴は、前記前後方向において前記収容溝と連続するように形成されている
   光コネクタ装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の光コネクタ装置であって、
   前記レンズ支持部及び前記基部は、夫々、略板状の形状を有しており、且つ、左方又は右方から見た場合に、略Ｌ字状に一体形成されている
   光コネクタ装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の光コネクタ装置であって、
   前記基部には、前記収容溝を左右方向において挟む凹部であって前記左右方向において内側に向かって凹んだ凹部が形成されている
   光コネクタ装置。

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