JP2012185319A - 多芯式光ファイバホルダとホルダ本体部 - Google Patents

Abstract

【課題】 光ファイバを高精度に位置決めでき、加工速度を向上でき、コストを削減できる安価な多芯式光ファイバホルダと、ホルダ本体部とを提供すること。
【解決手段】 多芯式光ファイバホルダ１０は、複数の光ファイバ２１と、複数の光ファイバ２１を保持する多芯ホルダ本体部であるフェルール４１と、光ファイバ２１をフェルール４１に接合する接合部材５１とを有している。フェルール４１は、光ファイバ２１がＸ軸方向とＹ軸方向とにおいて位置決めされるように配設され、光ファイバ２１の数に対応するように、光ファイバ２１と少なくとも同数以上配設されている溝部３１を有している。溝部３１は、フェルール４１の側方に向かって開口している開口部３１ａを有している。
【選択図】 図１Ａ

Description

本発明は、光コネクタが光ファイバ同士を接続及び分離する際に用いられ、複数の光ファイバを保持するホルダ本体部を有する多芯式光ファイバホルダと、このホルダ本体部に関する。

一般的に、光コネクタは、複数の光ファイバ同士を物理的及び光学的に接続及び分離するために、１対の多芯式光ファイバホルダを有している。多芯式光ファイバホルダは、光ファイバと、光ファイバを所望の位置に保持するホルダ本体部であるフェルールとを有している。一方の多芯式光ファイバホルダにおけるフェルールと、他方の多芯式光ファイバホルダにおけるフェルールとが対向し当接する。これにより、各フェルールに保持されている光ファイバ同士は、所望の位置精度を有した状態で、物理的及び光学的に接続する（光結合する）。

例えば特許文献１には、複数の光ファイバを保持する多芯フェルールが開示されている。この多芯フェルールにおいて、複数の光ファイバの位置決め精度は、多芯フェルール同士の接続時において、対向する光ファイバ同士の位置決め精度、つまり光ファイバの光結合効率に直接影響する。この多芯フェルールについて、図６Ａと図６Ｂとを参照して説明する。

図６Ａと図６Ｂとに示すように、この多芯フェルール１００は、多芯フェルール１００の長手方向に沿って配設され、図示しない光ファイバをそれぞれ収納する複数の貫通孔１０１を有している。貫通孔１０１は、レーザ加工によって形成され、互いに１．０μｍ以下の距離で離れている。そのため、貫通孔１０１に収納される光ファイバは、高精度に所望の位置に位置決めされる。これにより重要な光学特性である光ファイバ同士の接続時における接続損失は、最小限に抑えられる。

特開２００２−２５８０９９号公報

上述したように、貫通孔１０１は、レーザ加工によって形成される。レーザ加工時において、被加工物である多芯フェルール１００には、ヒートショックにより、クラックが生じやすい。そのため加工速度を抑える必要が生じる。つまり、レーザ加工によって多芯フェルール１００に生じる急激な発熱を防止するために、レーザの出力を絞り込む、レーザを連続的に照射するのではなく不連続（断続的）に照射する、といったレーザ加工に制限が生じ、加工速度が遅くなる。この点は、多芯フェルール１００がセラミックやガラスなどの無機物によって形成される場合、特に顕著となる。

このような多芯フェルール１００は高価な設備によって製造されるため、多芯フェルール１００の加工費が高価となり、多芯フェルール１００のコスト削減が阻害される虞が生じる。

本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、光ファイバを高精度に位置決めでき、加工速度を向上でき、コストを削減できる安価な多芯式光ファイバホルダと、ホルダ本体部とを提供することを目的とする。

本発明は目的を達成するために、複数の光ファイバと、前記光ファイバが前記光ファイバの光軸に直交する方向において位置決めされるように配設され、前記光ファイバの数に対応するように、前記光ファイバと少なくとも同数以上配設されている溝部を有し、前記溝部によって複数の前記光ファイバを保持するホルダ本体部と、前記光ファイバを前記ホルダ本体部に接合する接合部材と、を具備し、前記溝部は、前記ホルダ本体部の側方に向かって開口している溝部側開口部を有していることを特徴とする多芯式光ファイバホルダを提供する。

また本発明は目的を達成するために、複数の光ファイバを保持するホルダ本体部であって、前記光ファイバが前記光ファイバの光軸に直交する方向において位置決めされるように配設され、前記光ファイバの数に対応するように、前記光ファイバと少なくとも同数以上配設されている溝部を具備し、前記溝部は、前記ホルダ本体部の周面に向かって開口している溝部側開口部を有していることを特徴とするホルダ本体部を提供する。

本発明によれば、光ファイバを高精度に位置決めでき、加工速度を向上でき、コストを削減できる安価な多芯式光ファイバホルダと、ホルダ本体部とを提供することができる。

図１Ａは、本発明の第１の実施形態に係る多芯式光ファイバホルダの正面図である。 図１Ｂは、図１Ａに示す１Ｂ−１Ｂ線における多芯式光ファイバホルダの断面図である。 図２Ａは、本発明の第２の実施形態に係る多芯式光ファイバホルダの正面図である。 図２Ｂは、図２Ａに示す２Ｂ−２Ｂ線における多芯式光ファイバホルダの断面図である。 図３Ａは、本発明の第２の実施形態に係る多芯式光ファイバホルダの正面図である。 図３Ｂは、図３Ａに示す３Ｂ−３Ｂ線における多芯式光ファイバホルダの断面図である。 図４Ａは、本発明の第４の実施形態に係る多芯式光ファイバホルダの正面図である。 図４Ｂは、図４Ａに示す４Ｂ−４Ｂ線における多芯式光ファイバホルダの断面図である。 図５Ａは、本発明の第４の実施形態の変形例に係る多芯式光ファイバホルダの側面図である。 図５Ｂは、図４Ａに示す４Ｂ−４Ｂ線における図５Ａに示す多芯式光ファイバホルダの断面図である。 図６Ａは、従来の多芯式光ファイバホルダの断面図である。 図６Ｂは、図６Ａに示す多芯式光ファイバホルダの正面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１Ａと図１Ｂとを参照して第１の実施形態について説明する。
なお以下において、光ファイバ２１の光軸方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に直交する方向をＸ軸方向、Ｚ軸方向とＸ軸方向とに直交する方向をＹ軸方向と称する。なおＺ軸方向は、光が出射する方向であり、フェルール４１の長手方向でもある。Ｘ軸方向とＹ軸方向とは、フェルール４１の径方向でもある。
図示しない光コネクタは、複数の光ファイバ同士を物理的及び光学的に接続及び分離（光結合）するために、図１Ａと図１Ｂとに示すような多芯式光ファイバホルダ１０を１対有している。多芯式光ファイバホルダ１０は、後述するフェルール４１を介して光ファイバ２１を保持する保持ユニットである。

この多芯式光ファイバホルダ１０は、図１Ａと図１Ｂとに示すように、光を導光する導光部材である複数の光ファイバ２１と、複数の光ファイバ２１を保持する多芯式ホルダ本体部であるフェルール４１と、光ファイバ２１をフェルール４１に接合する接合部材５１とを有している。

光ファイバ２１は、例えばガラスやプラスチックなどである。

フェルール４１は、例えば円柱形状を有している。フェルール４１は、複数の光ファイバ２１を保持するため、多芯型となっている。フェルール４１は、ジルコニアやガラスや金属（真鍮）などによって形成されている。

図１Ａに示すように、フェルール４１は、光ファイバ２１が光ファイバ２１の光軸に直交するＸ軸方向とＹ軸方向とにおいて位置決めされるように配設され、光ファイバ２１の数に対応するように、光ファイバ２１と少なくとも同数以上配設されている溝部３１を有している。溝部３１は、フェルール４１の側方に向かって開口している開口部３１ａを有している。溝部３１は、光軸に直交するＸＹ平面において、例えば矩形形状の断面を有している。１つの溝部３１には、１本の光ファイバ２１が配設される。また溝部３１は、フェルール４１の周方向において、等間隔に離れて配設されている。また溝部３１は、フェルール４１の周方向において、同心円上に配設されている。図１Ｂに示すように、溝部３１は、フェルール４１の長手方向に沿って配設されており、フェルール４１を貫通している。溝部３１は、例えばレーザや切削によって形成される。

図１Ａに示すように、溝部３１は、光ファイバ２１の外径と略同一の幅を有している。そのため光ファイバ２１が溝部３１に配設されると、光ファイバ２１は、溝部３１の幅方向において、位置決めされる。

また溝部３１は、光ファイバ２１の外径と接合部材５１の厚みとの和と略同一で、接合部材５１がフェルール４１の周面４１ａよりも溝部３１の底面３１ｂ（フェルール４１の中心軸）側に位置し、接合部材５１がフェルール４１の径方向（溝部３１の高さ方向）において周面４１ａよりも突出しないような高さを有している。そのため光ファイバ２１が接合部材５１によってフェルールに固定されると、光ファイバ２１は、溝部３１の高さと幅方向と方向において、位置決めされる。

図１Ｂに示すように、光ファイバ２１は、光ファイバ２１の端面２１ｂとフェルール４１の端面４１ｂとが図示しない冶具に当て付けられて同一平面上に配設されるように、溝部３１に配設される。端面４１ｂは、例えば平面となっている。

図１Ａに示すように、接合部材５１は、例えば、溝部３１に配設された光ファイバ２１の上面と、溝部３１の側面３１ｃとに塗布され、光ファイバ２１をフェルール４１に接合する。図１Ｂに示すように、接合部材５１は、フェルール４１の長手方向に沿って配設されており、フェルール４１の長手方向において光ファイバ２１の上面全体と溝部３１の側面３１ｃとに塗布されている。接合部材５１は、例えばＵＶ光を照射されることで、または熱によって、硬化するエポキシ系の接着剤である。

なお接合部材５１は、光ファイバ２１がフェルール４１の径方向においてフェルール４１の周面４１ａ（溝部３１の開口部３１ａ）から突出しなければ、溝部３１の底面３１ｂに配設されていても良い。また接合部材５１は、溝部３１の側面３１ｃに配設されていてもよい。

次に本実施形態の製造方法について簡単に説明する。
フェルール４１が例えばレーザや切削によって加工され、溝部３１がフェルール４１に形成される。このとき開口部３１ａは、フェルール４１の側方に向かって開口する。

光ファイバ２１は、例えば開口部３１ａ側から溝部３１に嵌め込まれる。または光ファイバ２１は、フェルール４１の長手方向に沿って、溝部３１に挿入される。このとき光ファイバ２１の端面２１ｂとフェルール４１の端面４１ｂとは、図示しない冶具に当て付けられて、同一平面上に配設される。

接合部材５１は、フェルール４１の径方向（Ｘ軸方向とＹ軸方向）において周面４１ａよりも突出しないように、光ファイバ２１の上面と、溝部３１の側面３１ｃとに塗布される。この後、接合部材５１は、ＵＶ光を照射される、または加熱されることで、硬化し、光ファイバ２１をフェルール４１に接合する。

これにより光ファイバ２１は溝部３１に位置決めされ、多芯式光ファイバホルダ１０は製造される。

次にこの一方のフェルール４１と、一方のフェルール４１と同じ構造を有する他方のフェルール４１とにおいて、互いの端面４１ｂは、対向し当接する。このとき、一方のフェルール４１における各光ファイバ２１の端面２１ｂと、他方のフェルール４１における各光ファイバ２１の端面２１ｂとは、対向し位置決めされた状態で当接する。これにより光ファイバ２１同士は、所望の位置精度を有した状態で、物理的及び光学的に接続する（光結合する）。これにより光コネクタが形成される。

このように本実施形態では、溝部３１に光ファイバ２１を配設し、接合部材５１によって光ファイバ２１をフェルール４１に接合することで、光ファイバ２１を高精度に位置決めできる。また本実施形態では、開口部３１ａがフェルール４１の側方に向かって開口するように溝部３１を形成できるために、溝部３１をレーザや切削によって形成できる。そのため本実施形態では、フェルール４１に光ファイバ２１を保持する貫通孔を配設するよりも、多芯式光ファイバホルダ１０とフェルール４１との加工速度を向上できる。また本実施形態では、これにより、安価な工作機械でも高速で多芯式光ファイバホルダ１０とフェルール４１とを加工できるために、多芯式光ファイバホルダ１０を安価にすることができる。

また本実施形態では、溝部３１の幅と光ファイバ２１の外径と略同一にし、接合部材５１によって光ファイバ２１をフェルール４１に固定しているために、光ファイバ２１をＸ軸方向とＹ軸方向とにおいて、つまりＸＹ平面において位置決めできる。

また本実施形態では、光ファイバ２１の端面２１ｂとフェルール４１の端面４１ｂとを、図示しない冶具に当て付けて同一平面上に配設している。これにより本実施形態では、一方のフェルール４１における各光ファイバ２１の端面２１ｂと、他方のフェルール４１における各光ファイバ２１の端面２１ｂとの密着性を向上させることができる。

また本実施形態では、フェルール４１における光ファイバ２１を上述したように位置決めする。そのため本実施形態では、一方のフェルール４１と他方のフェルール４１とが当接する際に、光ファイバ２１の光結合効率を向上できる。これにより本実施形態では、光ファイバ２１同士の接続時における接続損失を最小限に抑えることができる光コネクタを提供できる。

また本実施形態では、溝部の断面を矩形形状としたがこれに限定する必要はなく、開口部３１ａが配設されていれば、溝部の断面は、光ファイバが当接する円弧を有する扇形形状や半円形状を有していても良い。

次に、本発明に係る第２の実施形態について図２Ａと図２Ｂとを参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成については、第１の実施形態と同一の参照符号を付すことにより説明を省略する。
溝部３１は、Ｖ形状を有しており、Ｖ溝となっている。

これにより本実施形態では、光ファイバ２１と溝部３１の側面３１ｃとを隙間無く簡単に当接させることができ、光ファイバ２１をより高精度に位置決めできる。これにより本実施形態では、光ファイバ２１の光結合効率をより向上でき、より高い信頼性を有する光コネクタを提供できる。

次に、本発明に係る第３の実施形態について図３Ａと図３Ｂとを参照して説明する。なお、第１，２の実施形態と同一の構成については、第１，２の実施形態と同一の参照符号を付すことにより説明を省略する。
光ファイバ２１の周面２１ｄには、合金接合が可能な光ファイバ側下地膜２１ｆが配設されている。この光ファイバ側下地膜２１ｆは、ＮｉまたはＣｕにＡｕが成膜されることで形成されている。
また溝部３１には、合金接合が可能な溝部側下地膜３１ｆが配設されている。溝部側下地膜３１ｆは、ＮｉまたはＣｕにＡｕが成膜されることで形成されている。

本実施形態の接合部材５１は、光ファイバ側下地膜２１ｆと溝部側下地膜３１ｆとを合金接合するために、例えばはんだなどを有している。

本実施形態では、光ファイバ２１は、光ファイバ側下地膜２１ｆと溝部側下地膜３１ｆとが接合部材５１によって金属接合することで、溝部３１に位置決めされた状態で、フェルール４１と接合する。

このように本実施形態では、第１，２の実施形態と同様の効果を得ることができる。また本実施形態では、光ファイバ２１とフェルール４１とを、光ファイバ側下地膜２１ｆと溝部側下地膜３１ｆとを介して例えばはんだなどの接合部材５１によって合金接合できる。よって本実施形態では、光ファイバ２１をより高精度に位置決めできる。これにより本実施形態では、光ファイバ２１の光結合効率をより向上でき、より高い信頼性を有する光コネクタを提供できる。

なお上述した光ファイバ側下地膜２１ｆと溝部側下地膜３１ｆとは、合金接合が可能であれば、上記に限定される必要はない。

次に、本発明に係る第４の実施形態について図４Ａと図４Ｂとを参照して説明する。なお、第１，２，３の実施形態と同一の構成については、第１，２，３の実施形態と同一の参照符号を付すことにより説明を省略する。
多芯式光ファイバホルダ１０は、溝部３１の開口部３１ａとフェルール４１の周面４１ａとを被覆して光ファイバ２１とフェルール４１とを保護する保護部材６１をさらに有している。

保護部材６１は、例えばステンレスや真鍮といった剛性を有する金属によって形成されている。保護部材６１は、フェルール４１の外径と略同一の内径を有しており、フェルール４１に嵌合する。このとき保護部材６１は、保護部材６１の端面６１ｂが光ファイバ２１の端面２１ｂとフェルール４１の端面４１ｂと共に冶具に当て付けられることで同一平面上に配設されるように、フェルール４１に嵌合している。またこのとき、保護部材６１は、光ファイバ２１が開口部３１ａから露出することを防止している。

接合部材５１は、保護部材６１がフェルール４１の周面４１ａに密着するように、溝部３１の側面３１ｃを介して保護部材６１をフェルール４１に固定している。なお接合部材５１は、フェルール４１の周面４１ａと保護部材６１の内周面との間に配設され、保護部材６１をフェルール４１に直接固定しても良い。

接合部材５１は、保護部材６１がフェルール４１を被覆し嵌合すると同時に、光ファイバ２１をフェルール４１に接合し、保護部材６１をフェルール４１に固定する。そのため本実施形態の接合部材５１は、熱によって硬化するエポキシ系の接着剤となっている。

本実施形態では、この後、光ファイバ２１の端面２１ｂとフェルール４１の端面４１ｂとは、図示しない冶具に当て付けられて、同一平面上に配設される。なお端面２１ｂと端面４１ｂとは、必要に応じて研磨されて同一平面に配置されてもよい。

これにより本実施形態では、第１，２，３の実施形態と同様の効果を得ることができる。また本実施形態では、光ファイバ２１の端面２１ｂとフェルール４１の端面４１ｂとが必要に応じて研磨される際に、保護部材６１によって、溝部３１における光ファイバ２１の接合強度を確保でき、溝部３１における光ファイバ２１の破損を防止できる。

次に、本発明に係る第４の実施形態の変形例について図５Ａと図５Ｂとを参照して説明する。なお、第１，２，３，４の実施形態と同一の構成については、第１，２，３，４の実施形態と同一の参照符号を付すことにより説明を省略する。なお図５Ａでは、図示の簡略化のために光ファイバ側下地膜２１ｆを省略している。
保護部材６１は、接合部材５１にＵＶ光を照射するために、ＵＶ光が通過し、接合部材５１が露出している開口部６１ｄを有している。開口部６１ｄは、光ファイバ２１に沿って配設されている。また開口部６１ｄは、少なくとも光ファイバ２１の外径と略同等の大きさを有しており、開口部３１ａと略同等の大きさを有していることが好適である。

このように本変形例では、開口部６１ｄを通じて接合部材５１にＵＶ光を照射できるために、保護部材６１を用いても、ＵＶ光によって硬化するエポキシ系の接着剤である接合部材５１を用いることができる。

また本変形例では、開口部６１ｄを光ファイバ２１に沿って配設することで、保護部材６１に対してＵＶ硬化型の接合部材５１を用いた場合でも、光ファイバ２１の接合強度を光軸方向に沿って確保できる。

また本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。

１０…多芯式光ファイバホルダ、２１…光ファイバ、３１…溝部、３１ａ…開口部、４１…フェルール、５１…接合部材。

Claims (7)

1. 複数の光ファイバと、
   前記光ファイバが前記光ファイバの光軸に直交する方向において位置決めされるように配設され、前記光ファイバの数に対応するように、前記光ファイバと少なくとも同数以上配設されている溝部を有し、前記溝部によって複数の前記光ファイバを保持するホルダ本体部と、
   前記光ファイバを前記ホルダ本体部に接合する接合部材と、
   を具備し、
   前記溝部は、前記ホルダ本体部の側方に向かって開口している溝部側開口部を有していることを特徴とする多芯式光ファイバホルダ。
2. 前記溝部は、Ｖ形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の多芯式光ファイバホルダ。
3. 前記接合部材は、ＵＶ光を照射されることで、または熱によって、硬化する接着剤を有していることを特徴とする請求項１に記載の多芯式光ファイバホルダ。
4. 前記光ファイバの周面には合金接合が可能な光ファイバ側下地膜が配設され、前記溝部には合金接合が可能な溝部側下地膜が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の多芯式光ファイバホルダ。
5. 前記光ファイバ側下地膜と前記溝部側下地膜とは、ＮｉまたはＣｕにＡｕが成膜されることで形成されていることを特徴とする請求項４に記載の多芯式光ファイバホルダ。
6. 前記溝部側開口部と前記ホルダ本体部とを被覆して前記光ファイバと前記フェルールとを保護する保護部材をさらに有していることを特徴とする請求項１に記載の多芯式光ファイバホルダ。
7. 複数の光ファイバを保持するホルダ本体部であって、
   前記光ファイバが前記光ファイバの光軸に直交する方向において位置決めされるように配設され、前記光ファイバの数に対応するように、前記光ファイバと少なくとも同数以上配設されている溝部を具備し、
   前記溝部は、前記ホルダ本体部の周面に向かって開口している溝部側開口部を有していることを特徴とするホルダ本体部。

Images