JP2013080264A - 光接続方法及び多心光コネクタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ピン嵌合位置決め方式の多心光コネクタ同士による光接続方法であって、一方の多心光コネクタ50の光ファイバ50aは先端面が露出している。他方の多心光コネクタ1には、各光ファイバ12aのそれぞれの先端の前方位置に光コネクタ先端面3cより後退する態様で集光レンズ3aが形成されている。一方の多心光コネクタ50のそれぞれの光ファイバ50aの端面又は他方の多心光コネクタ1の対応する光ファイバ12aの端面のいずれか片側の多心光コネクタからの光束を、他側の多心光コネクタの前記集光レンズ3aによって集束させて光接続する。片側の多心光コネクタから出射した光束は集光レンズで集光されて、対向する多心光コネクタの光ファイバの端面に焦点を結ぶので、反射による光損失は十分小さく、屈折率整合剤を介在させる必要はない。
【選択図】図8
Description
この種の光コネクタにおいて、コネクタ接続時に接続端面間に空気層が存在すると、フレネル反射による光損失が生じる。
コネクタ接続の光損失を軽減するために、コネクタ接合端面に光ファイバと同程度の屈折率を持つ屈折率整合剤を接続端面間に介在させる方法があるが、屈折率整合剤を使用せずに、PC研磨により光ファイバ端面を直接接触させるいわゆるPC接続(Phisical Contact)が広く行われている。
この場合、通常、光ファイバを光コネクタ端面から僅かに突出させる研磨をして、光ファイバ端面どうしが直接接続するPC接続を行う方法がある。
一方、光ファイバを光コネクタ端面から僅かに突出させる研磨をするPC研磨は、スキルを必要とするので、一定の品質の端面研磨をすることが必ずしも簡単ではないし、工数もかかり、光コネクタのコストが高くなる要因となる。
このように、互いに突き合わされた光コネクタに傾斜方向のずれが生じた時、突き合わせされた光ファイバに剪断力が作用して、破損する恐れがある。したがって、光ファイバどうしを互いに接触させることなく、かつ、屈折率整合剤を用いることなく光損失の少ないコネクタ接続を行うことを可能にすることが望まれる。
一方の多心光コネクタには、光コネクタ先端面に複数の光ファイバのそれぞれの端面が露出されており、
他方の多心光コネクタには、複数の光ファイバのそれぞれの先端の前方位置に光コネクタ先端面より後退する態様で集光レンズが形成されており、
一方の多心光コネクタのそれぞれの光ファイバの端面又は他方の多心光コネクタの対応する光ファイバの端面のいずれか片側からの光束は他側において前記集光レンズによって集束させて光接続することを特徴とする。
複数の光ファイバのそれぞれの先端の前方位置に光コネクタ先端面より後退する態様で形成された集光レンズを備え、
光コネクタ先端面に複数の光ファイバのそれぞれの端面が露出する多心光コネクタを相手として光接続する際に、相手の多心光コネクタのそれぞれの光ファイバの端面又は対応する光ファイバの端面のいずれか片側からの光束は他側において前記集光レンズによって集束させて光接続することが可能であることを特徴とする。
すなわち、集光レンズを備えた多心光コネクタの光ファイバの端面から出射した光は、集光レンズで集光されて、対向する一般的な多心光コネクタの光ファイバの端面(コア端面)に焦点を結ぶ。また、光ファイバの先端面が露出している一般的な多心光コネクタの光ファイバの端面から出射した光も同じく、集光レンズを備えた対向する多心光コネクタの前記集光レンズで集光されて、対向する多心光コネクタの光ファイバの端面(コア端面)に焦点を結ぶ。したがって、反射による光損失は十分小さく、屈折率整合剤を介在させる必要はない。
集光レンズが光コネクタ先端面より後退する態様で形成されているので、集光レンズと相手側の一般的な多心光コネクタの接続端面とが互いに接触することはない。したがって、請求項2や請求項4のように両多心光コネクタの先端面どうしを突き合わせた状態で光接続を行なった場合でも、集光レンズと相手側の一般的な多心光コネクタの接続端面とが互いに接触することはない。したがって、接続端面を斜め端面とした場合でも、突き合わせ接続時に集光レンズに剪断力が作用することはないし、当然光ファイバに剪断力が作用して欠けが生じる恐れはない。
また、集光レンズを備えた多心光コネクタについては、スキルを要するPC研磨はもちろん端面研磨の必要もない。
また、コア部品にオーバ−モールドされた光透過性樹脂部分における光ファイバの先端の前方位置に光コネクタ先端面より後退する態様で集光レンズが形成されるので、複数の集光レンズを各光ファイバの前方位置にそれぞれ形成することが容易である。
この多心光コネクタ1(以下、場合により単に光コネクタという)は、並列する複数の光ファイバ穴の両側にガイドピン穴を持つピン嵌合位置決め方式の樹脂製の多心光コネクタであり、基本構造としては、一般にMT光コネクタと呼ばれているJIS C 5981のF12形多心光ファイバコネクタ に相当する。
この光コネクタ1を製造する場合、予め、図1のように、コア部品先端面6に向けて貫通する並列の複数の光ファイバ穴7及びその両側のガイドピン穴8を持つコア部品2を樹脂成形する。このコア部品2の樹脂材料は、例えばPPS(ポリフェニレンスルファイド)やシリコン樹脂やエポキシ樹脂などを使用することができる。
図示のコア部品2は、図4の平面図及び図5の縦断面図にも示すように、光コネクタ後端側(図4、図5で右側)に開口する多心光ファイバ被覆部挿入用の中空部10を備え、この中空部10の前方壁面10aとコア部品先端面6との間に上面に開口する凹所11を有し、前記中空部10の前方壁面10aと前記凹所11の間、及び、凹所11の前方壁面11aとコア部品先端面6との間に、穴心が同一直線上をなす光ファイバ穴7、7’を備えている。コア部品先端側の光ファイバ穴を7、中空部10側の光ファイバ穴を7’で示す。コア部品2の後端部には鍔部9が形成されている。
コア部品2におけるコア部品先端側の光ファイバ穴7を形成する部分(光ファイバ穴形成部2aという)は、コア部品2の両側のガイドピン穴8を形成するガイドピン穴形成部2bの先端面より段差状に後退した凹所(段差状後退凹所2cという)となっている。コア部品先端面6のうち、光ファイバ穴形成部2aのコア部品先端面を6a、ガイドピン穴形成部2bのコア部品先端面を6bで示す。
また、コア部品2の光ファイバ穴形成部2aの上面2d及び下面2eもガイドピン穴形成部2bの上面より段差状に凹んでいる。
次いで、前記図2、図6の光ファイバ挿入状態のコア部品2に、図3、図7に示すように、光透過性樹脂3をオーバ−モールドして、コア部品2と光透過性樹脂3からなる光コネクタ本体4を形成する。この場合、図7及びその要部を拡大した図8のように、光透過性樹脂3を、光ファイバ穴形成部2aのコア部品先端面6aを光ファイバ先端面も含めて覆うように、かつ、光ファイバ先端の前方位置に光コネクタ先端面より後退する態様で集光レンズ3aが形成されるようにオーバ−モールドする。これにより、オーバ−モールドされた光透過性樹脂3に埋め込まれた光ファイバ12aに面して集光レンズ3aが形成された光コネクタ1が得られる。
この実施例では、光透過性樹脂3における、光ファイバ穴形成部2aのコア部品先端面を覆う部分(すなわち光透過性樹脂前端部)3bの先端面(すなわち集光レンズ形成部面)3cがガイドピン穴形成部2bの先端面6bより若干前方に張り出しており、したがって、集光レンズ形成部面3cが光コネクタ先端面となっている。集光レンズ3aは、集光レンズ形成部面3cに設けた凹所3dに形成されている。
光透過性樹脂3は、コア部品2における光ファイバ穴形成部2aの前面部(段差状後退凹所2c)、上面部2d、下面部2e、及び、凹所11に充填されている。光ファイバ穴形成部2aの前面部(段差状後退凹所)2cの光透過性樹脂(光透過性樹脂前端部)3bは、上面部6d及び下面部6eの光透過性樹脂を介して凹所11の光透過性樹脂と一体化しているので、コア部品2から剥がれないように堅固に一体結合する。
光透過性樹脂としては、屈折率が光ファイバのコアの屈折率に近いものを用いる。例えば、PC(ポリカーボネート))、ZEONEX(非晶質シクロオレフィンポリマー:登録商標)、ウルテムナチュラル(ポリエーテルイミド:登録商標)、PMMA(ポリメタクリル酸メチル)、変性ポリオレフィンなどを用いることができる。
これらの光透過性樹脂は射出成形が可能である。
なお、ガイドピン穴8は、コア部品2の全体を貫通しているので、光コネクタ1の全体を貫通している。
この場合、光透過性樹脂3をオーバ−モールドする金型は、コア部品2自体が金型の一部を構成することになるので、簡単な形状で済む。但し、集光レンズ3aの表面形状に合わせた内面を持つ。
この多心光コネクタ1と一般的な多心光コネクタ50とを光接続する際、一方の多心光コネクタのそれぞれの光ファイバの端面又は他方の多心光コネクタの対応する光ファイバの端面のいずれか片側からの光束が他側において前記集光レンズ3aによって集束されて多心光コネクタどうしの光接続が行なわれる。
すなわち、集光レンズ3aを備えた多心光コネクタ1の光ファイバ12aの端面から出射した光は、集光レンズ3aで集光されて、対向する一般的な多心光コネクタ50の光ファイバ50aの端面(コア端面)に焦点を結ぶ。また、光ファイバの先端面が露出している一般的な多心光コネクタ50の光ファイバ50aの端面50bから出射した光も同じく、集光レンズ3aを備えた対向する多心光コネクタ1の前記集光レンズ3aで集光されて、対向する多心光コネクタ1の光ファイバ12aの端面(コア端面)に焦点を結ぶ。したがって、反射による光損失は十分小さく、屈折率整合剤を介在させる必要はない。なお、集光レンズ3aの表面に微細凹凸構造を形成した場合には、さらなる反射防止が図られる。
さらに、集光レンズ3aが光コネクタ先端面(図示例では光透過性樹脂3の集光レンズ形成部面3c)より後退する態様で形成されているので、集光レンズ3aと相手側の一般的な多心光コネクタの接続端面とが互いに接触することはない。
したがって、図示例のように、両多心光コネクタ1,50の先端面どうしを突き合わせた状態で光接続を行なった場合でも、集光レンズ3aと相手側の一般的な多心光コネクタ50の接続端面50bとが互いに接触することはない。したがって、接続端面を斜め端面とした場合でも、突き合わせ接続時に集光レンズに剪断力が作用することはないし、当然光ファイバに剪断力が作用して欠けが生じる恐れはない。
また、集光レンズ3aを備えた多心光コネクタ1については、集光レンズ3aが多心光コネクタ50の接続端面50bと接触しないので、また、実施例では光コネクタ先端面がオーバ−モールドされた光透過性樹脂の先端面のままでもあり、スキルを要するPC研磨はもちろん端面研磨の必要もない。
また、光ファイバ穴7及びガイドピン穴8を持つコア部品2が、光コネクタの接続端面側部分を構成するので、このコア部品2を剛性の高い樹脂材料を用いて高精度に成形すれば、位置決め精度のよい光コネクタが得られる。
このように、屈折率整合剤を使用することなく、かつ、スキルを要するPC研磨は勿論端面研磨の必要とせず、反射による光損失を軽減することができ、さらに、斜め端面とした時にも突き合わせ接続時に光ファイバに剪断力が作用して欠けが生じる恐れのない多心光コネクタが得られる。
さらに、コア部品にオーバ−モールドされた光透過性樹脂部分における光ファイバの先端の前方位置に光コネクタ先端面より後退する態様で集光レンズが形成されるので、複数の集光レンズを各光ファイバの前方位置にそれぞれ形成することが容易である。
また、集光レンズを有さない一般的なMTコネクタに対してコネクタ接続をすることが可能であり、既存の光機器や光通信回線に広く適用できる。
なお、図9では2つの光コネクタ1、50の先端面を接触させてコネクタ接続しているが、先端面が若干離間していても、反射による損失のない光接続が可能である。
この実施例における光透過性樹脂3の集光レンズ形成部面3cは、図3、図8などに示すように、コア部品2のガイドピン穴形成部2bの先端面6bより若干張り出しているが、ガイドピン穴形成部2bの先端面6bと面一でもよいし、後退していてもよい。
後退させる場合、図10(a)のように、コア部品2の光ファイバ穴形成部2aの段差状後退凹所2cを前述の実施例(図5参照)よりさらに深くする。そして、光透過性樹脂3をオーバ−モールドした時、図10(b)のように、集光レンズ3aがコア部品2のガイドピン穴形成部2bの先端面6bより後退しているようにする。この場合は、集光レンズ3aを形成する部分に、前述の実施例の凹所3dは設けなくてよい。コネクタ接続時には、コア部品2のガイドピン穴形成部2bの先端面6bが相手側の光コネクタ50の先端面50bに接触し、集光レンズ3aが形成されている光透過性樹脂3の部分は接触しない。
また、実施例の光コネクタ1では、剛性の高い樹脂で高精度に成形するコア部品2の部分が光コネクタ本体4における位置決め精度に関係する部分の概ね全体を占めるので、位置決め精度のよい光コネクタが得られる。
図12に示すように、このコア部品2’に光ファイバ12を挿入し光透過性樹脂3’を、光ファイバ穴形成部のコア部品先端面を光ファイバ先端面も含めて覆うように、かつ、光ファイバ先端の前方位置に光コネクタ先端面より後退する態様で集光レンズ3aが形成されるようにオーバ−モールドする。4’は光コネクタ本体、14はゴムブーツである。
この実施例では、コア部品22が光コネクタ21の接続端面側部分(図16で左側部分)のみを構成する形状である。
コア部品22は、コア部品全体を貫通する並列の複数の光ファイバ穴27が形成された平板状の光ファイバ穴形成部22aの両側に、同じくコア部品全体を貫通するガイドピン穴28が形成された円筒状のガイドピン穴形成部22bを持つ構成である。
光ファイバ穴形成部22aのコア部品先端面26aは、ガイドピン穴形成部22bのコア部品先端面26bより段差状に後退した凹所(段差状後退凹所22cという)となっている。
また、ガイドピン穴形成部22bの高さ寸法(円筒部の外径)は光ファイバ穴形成部22aの高さ寸法より大きく、したがって、光ファイバ穴形成部22aの上面22d及び下面22eもガイドピン穴形成部22bに対して凹んでいる。
この場合、光ファイバ12aの先端面を、光ファイバ穴形成部22aのコア部品先端面26aより若干突出させるとよい。
次いで、前記図14の光ファイバ挿入状態のコア部品22に、図15、図16に示すように光透過性樹脂23を、光ファイバ穴形成部22aのコア部品先端面26aを光ファイバ先端面も含めて覆うように、かつ、光ファイバ先端の前方位置に光コネクタ先端面より後退する態様で集光レンズ23aが形成されるようにオーバ−モールドする。これにより、オーバ−モールドされた光透過性樹脂23に埋め込まれた光ファイバ12aに面して集光レンズ23aが形成された光コネクタ21が得られる。コア部品22と光透過性樹脂23からなる光コネクタ本体を24で示す。
この場合、光透過性樹脂23をオーバ−モールドする金型は、キャビティ内面が光コネクタ本体24の輪郭を有する形状であり、かつ、コア部品22のガイドピン穴28に連続するガイドピン穴が光透過性樹脂部分に形成するための中子を有する構造であり、さらに、集光レンズ23aの表面形状に合わせた内面を持つ。
23bは光透過性樹脂23の前端部(コア部品22の光ファイバ穴形成部22aの先端面26bを覆う部分)、23cは光透過性樹脂23の集光レンズ形成部面(光透過性樹脂前端部23bの先端面)、23dは集光レンズ3aを形成される凹所を示す。
この光コネクタ21は、コア部品22が光コネクタ21の接続端面側部分のみを構成するので、すなわち、光コネクタ本体24における高精度成形を必要とするコア部品の占める割合が少なくすむので、光コネクタのコストを低減することができる。
また、コア部品22の形状は上下左右に対称的な単純な形状なので、樹脂成形に際して成形歪の少ない精度の高いコア部品を容易に得ることができる。
同図において、コア部品32の構造は図11、図12のコア部品2’と同一である。このコア部品32に光ファイバ12aを挿入した状態で光透過性樹脂33をオーバ−モールドする。
この場合、オーバ−モールドされる光透過性樹脂33の前端部(コア部品32の光ファイバ穴形成部32aのコア部品先端面36aを覆う部分)33bに斜め端面33cを形成するとともに、この斜め端面33cにおける光ファイバ12aの先端の前方位置に、この斜め端面(光コネクタ先端面)33cより後退する態様で集光レンズ33aを形成している。コア部品32と光透過性樹脂部分33とは光コネクタ本体34を構成する。
しかし、上記のような斜め端面を持つ光コネクタ31では、集光レンズ33aが光コネクタ先端面33cより後退する態様で形成されているので、集光レンズ33aと相手側の一般的な多心光コネクタの接続端面とが互いに接触することはない。したがって、両多心光コネクタの先端面どうしを突き合わせた状態で光接続を行なった場合でも、集光レンズと相手側の一般的な多心光コネクタの接続端面とが互いに接触することはなく、したがって、接続端面を斜め端面とした場合でも、突き合わせ接続時に集光レンズに剪断力が作用することはないし、当然光ファイバに剪断力が作用して欠けが生じる恐れはない。
また、そのほか、前述の各実施例の光コネクタと同様な効果が得られる。
この光コネクタ41においても、図17の光コネクタ31と同様な効果が得られる。
なお、本発明において、各光ファイバの先端の前方位置に集光レンズを形成する手段は、上述した各実施例のようにコア部品に光透過性樹脂をオーバーモールドして形成する場合に限らず、適宜の方法を採用することができる。
2、2’、22、32、42 コア部品
2a、22a、32a、42a 光ファイバ穴形成部
2b、22b ガイドピン穴形成部
2c、22c 段差状後退凹所(後退凹所)
2d、22d (光ファイバ穴形成部の)上面
2e、22e (光ファイバ穴形成部の)下面
3、3’、23、33、43 光透過性樹脂
3a、23a、33a、43a 集光レンズ
3A 集光レンズ
3b、23b、33b、43b 光透過性樹脂前端部
3c、23c、33c、43c 集光レンズ形成部面(光コネクタ先端面)
3d、23d 凹所
4、4’、24、34、44 光コネクタ本体
6、26 コア部品先端面
6a、26a、36a、46a 光ファイバ穴形成部のコア部品先端面
6b、26b ガイドピン穴形成部のコア部品先端面
7、27 光ファイバ穴
7’ 光ファイバ穴
8、28 ガイドピン穴
9 鍔部
10、10’(多心光ファイバ被覆部挿入用の)中空部
10a、10a’ (中空部の)前方壁面
10b’ 上面開口部
11 凹所
11a (凹所の)前方壁面
12 単心光ファイバ心線(光ファイバ素線)
12a 光ファイバ(裸ファイバ)
13 光ファイバテープ心線(多心光ファイバ)
14 ゴムブーツ
50 一般的な多心光コネクタ
50a 光ファイバ
Claims (6)
- 並列する複数の光ファイバを固定した多心光コネクタ同士を、それぞれの多心光コネクタに形成したガイドピン穴にガイドピンを嵌合させて位置決めするピン嵌合位置決め方式の多心光コネクタ同士による光接続方法であって、
一方の多心光コネクタには、光コネクタ先端面に複数の光ファイバのそれぞれの端面が露出されており、
他方の多心光コネクタには、複数の光ファイバのそれぞれの先端の前方位置に光コネクタ先端面より後退する態様で集光レンズが形成されており、
一方の多心光コネクタのそれぞれの光ファイバの端面又は他方の多心光コネクタの対応する光ファイバの端面のいずれか片側からの光束は他側において前記集光レンズによって集束させて光接続することを特徴とする光接続方法。 - 前記光接続を、一方の多心光コネクタの先端面と他方の多心光コネクタの先端面とを突き合わせた状態で行うことを特徴とする請求項1に記載の多心光コネクタ同士による光接続方法。
- 並列する複数の光ファイバを固定した多心光コネクタ同士を、それぞれの多心光コネクタに形成したガイドピン穴にガイドピンを嵌合させて位置決めするピン嵌合位置決め方式で位置決めして光接続する多心光コネクタであって、
複数の光ファイバのそれぞれの先端の前方位置に光コネクタ先端面より後退する態様で形成された集光レンズを備え、
光コネクタ先端面に複数の光ファイバのそれぞれの端面が露出する多心光コネクタを相手として光接続する際に、相手の多心光コネクタのそれぞれの光ファイバの端面又は対応する光ファイバの端面のいずれか片側からの光束は他側において前記集光レンズによって集束させて光接続することが可能であることを特徴とする多心光コネクタ。 - 前記光接続を、相手の多心光コネクタの先端面と自身の先端面とを突き合わせた状態で行うことが可能であることを特徴とする請求項3に記載の多心光コネクタ。
- 前記ガイドピン穴の周囲が、自身の先端面に対して後退していることを特徴とする請求項3又は4に記載の多心光コネクタ。
- コア部品先端面に向けて貫通する並列の複数の光ファイバ穴及びその両側のガイドピン穴を持つとともに光コネクタの少なくとも接続端面側部分を構成する、予め樹脂成形されたコア部品と、前記コア部品の光ファイバ穴に光ファイバを挿入した状態でコア部品に、少なくとも光ファイバ穴形成部のコア部品先端面を光ファイバ先端面も含めて覆うようにオーバ−モールドされた光透過性樹脂部分とからなり、前記光透過性樹脂部分における光ファイバの先端の前方位置に光コネクタ先端面より後退する態様で前記集光レンズが形成されていることを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載の多心光コネクタ。
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Patent Citations (2)
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