JP2011164182A

JP2011164182A - 光コネクタ連結体

Info

Publication number: JP2011164182A
Application number: JP2010023990A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kubota; 浩久保田
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2010-02-05
Filing date: 2010-02-05
Publication date: 2011-08-25

Abstract

【課題】集光されたビーム径が伝送用光ファイバ５２０のコア径と略同じ直径であり、レンズ５２４と伝送用光ファイバ５２０の端面との位置合わせが困難であり、伝送用光ファイバ５２０の端面で光損失が発生するという問題があった。
【解決手段】本発明の光コネクタ連結体は、第１のコリメートレンズと第１の光学部材とによって構成される第１の光学系が、第１の出射側光ファイバの出射面の像を第１の入射側光ファイバの入射面に縮小投影するとともに、前記第１の入射側光ファイバの開口数によって決定され光伝搬可能となる前記入射面への最大入射角度よりも、前記光学系で縮小される光の前記入射面への実入射角度を小さくすることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光コネクタ連結体に関するものであり、頻繁に挿抜を行う光ファイバ付きコネクタ連結体に好適に用いられる。

図４に示す光ファイバの接続構造は、光ファイバを相互に接続する従来のコネクタで用いられるものであり、光通信機器と接続する接続用光ファイバ５１０と伝送用光ファイバ５２０とを所定の距離をおいて互いに端面を対向させて配置し、各光ファイバ５１０及び５２０の接続面側に光屈折手段であるレンズ５１４及び５２４を配置している。接続用光ファイバ５１０から出射した伝搬光は接続用光ファイバ５１０側に配置したレンズ５１４によりビーム径が拡大され、該拡大された伝搬光は伝送用光ファイバ５２０側に配置されたレンズ５２４で集光され、伝送用光ファイバ５２０に結合している。ここで、レンズ５１４及び５２４としては球レンズ（又はボールレンズ）などが用いられる。レンズ５１４及び５２４はそれぞれフェルール等の支持部５１５及び５２５で支持され、さらに外部の割スリーブ等のガイド部５３０で平行に維持される。すなわち、フェルールを有するコネクタ及び割スリーブを有するアダプタを用いた、通常のコネクタ接続と同様の接続部分を構成することができる。なお、図４において、５１１，５２１はコア、５１２，５２２はクラッド、５１３，５２３は伝搬光のビーム径を示している。

特開２００１−２２８３５３号公報

従来の光コネクタ連結体では、接続用光ファイバ５１０から出射した伝搬光は接続用光ファイバ５１０側に配置したレンズ５１４によりビーム径が拡大され、該拡大された伝搬光は伝送用光ファイバ５２０側に配置されたレンズ５２４で集光されるため、それぞれフェルール等の支持部５１５及び５２５の物理的接触面５０１での位置合わせ精度はある程度緩和される。しかしながら、集光されたビーム径が伝送用光ファイバ５２０のコア径と略同じ直径であり、実際にこの構造の光コネクタ連結体を作成すると、レンズ５２４と伝送用光ファイバ５２０の端面との位置合わせが困難であり、伝送用光ファイバ５２０の端面で光損失が発生するという問題があった。

本発明は、第１の出射側光ファイバと、前記第１の出射側光ファイバからの出射光を第１の平行光とする第１のコリメートレンズとを含む第１の光コネクタと、前記第１の光コネクタと着脱可能とされ、第１の入射側光ファイバと、前記平行光を前記第１の入射側光ファイバに入射可能とする第１の光学部材と、を含む第２の光コネクタと、を有する光コネクタ連結体であり、前記第１のコリメートレンズと前記第１の光学部材とによって構成される第１の光学系が、前記第１の出射側光ファイバの出射面の像を前記第１の入射側光ファイバの入射面に縮小投影するとともに、前記第１の入射側光ファイバの開口数によって決定され光伝搬可能となる前記入射面への最大入射角度よりも、前記光学系で縮小される光の前記入射面への実入射角度を小さくすることを特徴とする光コネクタ連結体である。これにより、光学部材と入射側光ファイバの入射面の位置合わせに必要とされる精度が緩和されるため、各部材の位置合せが容易となり、入射側光ファイバの入射面での光強度の損失の可能性が少ないという効果が得られる。

さらに本発明の光コネクタ連結体は、前記第１の平行光の光束径より、前記第１の光学部材の有効径が大きいことを特徴とする光コネクタ連結体である。このため、第１の光コネクタと第２の光コネクタとの位置合わせに必要とされる精度が緩和されるため、各部材の位置合せが容易となり、さらに入射側光ファイバの入射面での光強度の損失の可能性が少ないという効果が得られる。

また、本発明の光コネクタ連結体は、複数の前記第１の出射側光ファイバと、複数の前記第１の出射側光ファイバからの出射光をそれぞれ前記第１の平行光とする複数の前記第１のコリメートレンズと、を有し、前記第２の光コネクタは、複数の前記第１の入射側光ファイバと、それぞれ前記第１の平行光を複数の前記第１の入射側光ファイバにそれぞれ入射可能とする複数の前記第１の光学部材と、を有することを特徴とする。これにより、光強度の損失が少ない多チャンネル通信が可能となる。

また、本発明の光コネクタ連結体は、前記第２の光コネクタは、少なくとも一つ以上の第２の出射側光ファイバと、前記第２の出射側光ファイバからの出射光を第２の平行光とする第２のコリメートレンズとを有し、前記第１の光コネクタは、少なくとも一つ以上の第２の入射側光ファイバと、前記第２の平行光を前記第２の入射側光ファイバに入射可能とする第２の光学部材とを有しており、前記第２のコリメートレンズと前記第２の光学部材とによって構成される第２の光学系が、前記第２の出射側光ファイバの出射面の像を前記第２の入射側光ファイバの入射面に縮小投影するとともに、前記第２の入射側光ファイバの開口数によって決定され光伝搬可能となる前記入射面への最大入射角度よりも、前記光学系で縮小される光の前記入射面への実入射角度を小さくすることを特徴とする。これにより光強度の損失が少ない双方向の通信が可能となる。

本発明では、入射側である第２の光コネクタの光学部材と入射側光ファイバの入射面の位置合わせに必要な精度が緩和されるため、各部材の位置合せが容易となり、入射側光ファイバの入射面での光強度の損失する可能性が少ないという効果が得られる。

本発明の実施例の第１の実施形態を示す断面図である。本発明の実施例の第１の実施形態を示す断面の拡大図である。本発明の実施例の第２の実施形態を示す断面図である。従来の構造の断面図である。

次に、本発明の実施形態の例について図を参照しながら詳細に説明をする。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態を説明するための断面図である。図２は、図1の拡大した断面図を示す。

図１は、本発明の第１の実施形態における光コネクタ連結体１の断面を示しており、第１の出射側光ファイバ１０と第１の入射側光ファイバ２０とを所定の距離をおいて互いに端面を対向させて配置し、第１の出射側光ファイバ１０の接続面側に第１のコリメートレンズ１４を配置し、第１の入射側光ファイバ２０の接続面側に第１の光学部材２４を配置している。第１の出射側光ファイバ１０から出射した伝搬光は、第１のコリメートレンズ１４により第１のビーム径２３が拡大されるとともに平行光１３とされ、該拡大された伝搬光は、第１の光学部材２４で集光され、第１の入射側光ファイバ２０に結合しており、第１のコリメートレンズ１４と第１の光学部材２４により、第１の光学系１７が構成されている。ここで、第１の光学部材２４としては、本実施例では、コリメートレンズと凹レンズの組み合わせで集光を行っている場合を示したが、１枚のレンズで集光する光学部材２４を使用しても構わない。第１の出射側光ファイバ１０の先端と第１のコリメートレンズ１４は第１の光コネクタ１５により支持され、第１の光学部材２４と第１の出射側光ファイバ２０の先端は第２の光コネクタ２５により支持される。第１の光コネクタ１５と第２の光コネクタ２５は、第１のコリメートレンズ１４と第１の光学部材２４との間の平行光となる部分で互いに着脱可能な方法（ネジ込み式等）により機械的に固定され、かつ平行に維持されて光コネクタ連結体１をなす。

なお、本実施例では、第１の出射側光ファイバ１０と第１の入射側光ファイバ２０は、それぞれのコア１１とコア２１が５０μｍ径の開口数０．２のグレーデッドインデクス型のマルチモードファイバ、第１のコリメートレンズ１４は、有効径２５０μｍ径、第１の光学部材２４は、有効径４００μｍ径のものを用いている。これらの光学部材を用いることにより、第１の平行光１３の光束径すなわち第１のビーム径２３は、約２００μｍ径まで拡大されるが、第１の光学部材２４の有効径４００μｍ径に対し充分小さい。このことにより、第１の光コネクタ１５と第２の光コネクタ２５との位置合わせに必要とされる精度が緩和されるため、各部材の位置合せが容易となり、第１の入射側光ファイバ２０の入射面での光強度の損失の可能性が少ないという効果が得られる。

図２には、本発明の実施形態における第２の光コネクタ２５の拡大した断面図を示す。第１の入射側光ファイバ２０は、開口数が０．２であるため、第１の入射側光ファイバ２０の入射面への光伝搬可能となる最大入射角度θ１は、１１．５°となる。一方、図１に示される第１の光学系１７によって、第１の光学部材２４で縮小される光の第１の入射側光ファイバ２０の入射面への実入射角度θ２は、１０°未満と、第１の入射側光ファイバ２０の入射面への光伝搬可能となる最大入射角度θ１より小さくなるように第１の光学部材２４は光学設計されており、かつ図１に示される第１の出射側光ファイバ１０の出射面の像は、５０μｍ径であったものが、第１の入射側光ファイバ２０の入射面では約２０μｍ径まで、縮小投影され、第１の入射側光ファイバ２０のコア２１の径５０μｍ径より小さくなる。このことにより、第１の光学部材２４と第１の入射側光ファイバ２０の入射面の位置合わせに必要とされる精度が緩和されるため、各部材の位置合せが容易となり、第１の入射側光ファイバ２０の入射面での光強度の損失の可能性がさらに少ないという効果が得られる。

［第２実施形態］
図３は、本発明の第２の実施形態における光コネクタ連結体１の断面を示しており、２つの第１の出射側光ファイバ１０と２つの第１の入射側光ファイバ２０とを所定の距離をおいて互いにそれぞれの端面を対向させて配置し、第１の出射側光ファイバ１０の接続面側に２つの第１のコリメートレンズ１４を配置し、第１の入射側光ファイバ２０の接続面側に２組の第１の光学部材２４を配置している。第１の出射側光ファイバ１０から出射したそれぞれの伝搬光は、それぞれの第１のコリメートレンズ１４により第１のビーム径２３が拡大されるとともに平行光１３とされ、該拡大された伝搬光は、それぞれの第１の光学部材２４で集光され、それぞれの第１の入射側光ファイバ２０に結合しており、それぞれの第１のコリメートレンズ１４とそれぞれの第１の光学部材２４により、第１の光学系１７が２つ構成されている。２つの第１の出射側光ファイバ１０の先端と２つの第１のコリメートレンズ１４は第１の光コネクタ１５により支持され、２組の第１の光学部材２４と２つの第１の出射側光ファイバ２０の先端は第２の光コネクタ２５により支持される。第１の光コネクタ１５と第２の光コネクタ２５は、第１の実施形態と同様に平行光となる部分で互いに着脱可能な方法（ネジ込み式等）により機械的に固定され、かつ平行に維持されて光コネクタ連結体１をなす。

また本発明の第２の実施形態における光コネクタ連結体１においては、図３に示されるように、第２の入射側光ファイバ４０の先端と第２の光学部材４４は、第１の光コネクタ１５によって支持され、第２の出射側光ファイバ３０の先端と第２の光学部材３４は、第２の光コネクタ２５によって支持される。本発明の光コネクタ連結体１においては、第２の出射側光ファイバ３０と第２の入射側光ファイバ４０とを所定の距離をおいて互いに端面を対向させて配置し、第２の出射側光ファイバ３０の接続面側に第２のコリメートレンズ３４を配置し、第２の入射側光ファイバ４０の接続面側に第２の光学部材４４を配置している。第２の出射側光ファイバ３０から出射した伝搬光は、第２のコリメートレンズ３４により第２のビーム径４３が拡大されるとともに平行光とされ、該拡大された伝搬光は、第２の光学部材４４で集光され、第２の入射側光ファイバ４０に結合しており、第２のコリメートレンズ３４と第２の光学部材４４により、第２の光学系３７が構成されている。

なお、本実施例では、第１の実施形態と同様に、第１の出射側光ファイバ１０と第１の入射側光ファイバ２０ならびに第２の出射側光ファイバ３０と第２の入射側光ファイバ４０は、それぞれのコアが５０μｍ径の開口数０．２のグレーデッドインデクス型のマルチモードファイバ、第１のコリメートレンズ１４と第２のコリメートレンズ３４は、有効径２５０μｍ径、第１の光学部材２４と第２の光学部材４４は、有効径４００μｍ径のものを用いている。これらの光学部材を用いることにより、第１の平行光１３と第２の平行光３３の光束径すなわち第１のビーム径２３と第２のビーム径４３は、約２００μｍ径まで拡大されるが、第１の光学部材２４と第２の光学部材４４の有効径４００μｍ径に対し充分小さい。さらに図示はしないが、第１の実施形態と同様に、第２の入射側光ファイバ４０の入射面への光伝搬可能となる最大入射角度θ３は、１１．５°となるが、第２の光学系３７によって、第２の光学部材４４で縮小される光の第２の入射側光ファイバ４０の入射面への実入射角度θ４は、１０°未満と、第２の入射側光ファイバ４０の入射面への光伝搬可能となる最大入射角度θ３より小さくなるように第２の光学部材４４は光学設計されており、かつ第２の出射側光ファイバ３０の出射面の像は、５０μｍ径であったものが、第２の入射側光ファイバ４０の入射面では約２０μｍ径まで、縮小投影され、第２の入射側光ファイバ４０のコアの径５０μｍ径より小さくなる。このことにより、第１の実施形態と同様に、各部材の位置合せが容易となり、第１の入射側光ファイバ２０および第２の入射側光ファイバ４０の入射面での光強度の損失の可能性が少ないという効果が得られ、かつ多チャンネルの双方向の通信が可能となる。

また、本実施例では、図示はしないが、第１の光コネクタ１５と第２の光コネクタ２５にそれぞれ電気的接続端子を併設することにより、電気的接続と光学的接続を併せ持つコネクタにも応用可能となる。

１光コネクタ連結体
１０第１の出射側光ファイバ
１１第１の出射側光ファイバのコア
１３第１の平行光
１４第１のコリメートレンズ
１５第１の光コネクタ
１７第１の光学系
２０第１の入射側光ファイバ
２１第１の入射側光ファイバのコア
２３第１のビーム径
２４第１の光学部材
２５第２の光コネクタ
３０第２の出射側光ファイバ
３３第２の平行光
３４第２のコリメートレンズ
３７第２の光学系
４３第２のビーム径
４４第２の光学部材

Claims

第１の出射側光ファイバと、前記第１の出射側光ファイバからの出射光を第１の平行光とする第１のコリメートレンズとを含む第１の光コネクタと、
前記第１の光コネクタと着脱可能とされ、第１の入射側光ファイバと、前記平行光を前記第１の入射側光ファイバに入射可能とする第１の光学部材と、を含む第２の光コネクタと、を有する光コネクタ連結体であり、
前記第１のコリメートレンズと前記第１の光学部材とによって構成される第１の光学系が、前記第１の出射側光ファイバの出射面の像を前記第１の入射側光ファイバの入射面に縮小投影するとともに、前記第１の入射側光ファイバの開口数によって決定され光伝搬可能となる前記入射面への最大入射角度よりも、前記光学系で縮小される光の前記入射面への実入射角度を小さくすることを特徴とする光コネクタ連結体。
請求項１記載の光コネクタ連結体であって、前記第１の平行光の光束径より、前記第１の光学部材の有効径が大きいことを特徴とする光コネクタ連結体。
前記第１の光コネクタは、複数の前記第１の出射側光ファイバと、複数の前記第１の出射側光ファイバからの出射光をそれぞれ前記第１の平行光とする複数の前記第１のコリメートレンズと、を有し、前記第２の光コネクタは、複数の前記第１の入射側光ファイバと、それぞれ前記第１の平行光を複数の前記第１の入射側光ファイバにそれぞれ入射可能とする複数の前記第１の光学部材と、を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の光コネクタ連結体。
前記第２の光コネクタは、少なくとも一つ以上の第２の出射側光ファイバと、前記第２の出射側光ファイバからの出射光を第２の平行光とする第２のコリメートレンズとを有し、前記第１の光コネクタは、少なくとも一つ以上の第２の入射側光ファイバと、前記第２の平行光を前記第２の入射側光ファイバに入射可能とする第２の光学部材とを有しており、
前記第２のコリメートレンズと前記第２の光学部材とによって構成される第２の光学系が、前記第２の出射側光ファイバの出射面の像を前記第２の入射側光ファイバの入射面に縮小投影するとともに、前記第２の入射側光ファイバの開口数によって決定され光伝搬可能となる前記入射面への最大入射角度よりも、前記光学系で縮小される光の前記入射面への実入射角度を小さくすることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の光コネクタ連結体。