JP2014137530A - Optical connector device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レンズを有するフェルールが対向して配置される光コネクタ装置に関する。 The present invention relates to an optical connector device in which ferrules having lenses are arranged to face each other.
下記特許文献1には、光ファイバが固定されたフェルールの先端側にレンズが設けられた構成(以下、レンズ付フェルールと称することもある)が開示されている。
このようなレンズ付フェルールが用いられる光コネクタ装置は、出射側(上流側)のフェルールが光ファイバから出射される光を平行光とするコリメートレンズを有し、入射側(下流側)のフェルールが当該平行光を光ファイバ端部に向けて集束させる集束レンズを有する構造のものが一般的である。例えば、図4に示すように、入射側光ファイバ91fが固定された入射側のフェルール91および出射側光ファイバ92fが固定された出射側のフェルール92が、付勢部材91s、92sによって互いに近づく方向に付勢された状態で筒状のスリーブ部材93内に対向して配置された光コネクタ装置が知られている。かかる光コネクタ装置では、両フェルール91、92に設けられた鍔状のストッパ部911、921がスリーブ部材93の端面に接触することで光軸X方向のレンズ910、920間(フェルール91、92間)の距離が決まる。
An optical connector device in which such a ferrule with a lens is used has a collimator lens in which the outgoing side (upstream side) ferrule collimates the light emitted from the optical fiber, and the incident side (downstream side) ferrule has A structure having a focusing lens that focuses the parallel light toward the end of the optical fiber is generally used. For example, as shown in FIG. 4, the entrance-
図4に示す構成では、レンズ910、920間の距離が、フェルール91、92とストッパ部911、921の位置決め精度や、スリーブ部材93の長手方向の寸法精度(熱等による変形に伴う寸法変化を含む)に依存してしまうことから、光軸X方向のレンズ910、920間の距離にばらつきが生じてしまうという問題があった。
In the configuration shown in FIG. 4, the distance between the
入射側フェルールに向けて平行光を出射させる構成の場合、両レンズ間の空間を伝搬する光が光軸に平行であるから、光軸方向の位置決め精度はある程度許容できることが知られている。しかし、このような空間を伝搬する光が光軸に平行となる構成としても、出射される光を完全な平行光とすることは困難であるので、接続損失が極めて小さい優れた光コネクタ装置を得るためには光軸方向の位置決め精度を高める必要がある。 In the case of a configuration in which parallel light is emitted toward the entrance-side ferrule, it is known that the light propagating in the space between the two lenses is parallel to the optical axis, so that the positioning accuracy in the optical axis direction can be tolerated to some extent. However, even if the light propagating in such a space is parallel to the optical axis, it is difficult to make the emitted light completely parallel light. Therefore, an excellent optical connector device with extremely low connection loss can be obtained. In order to obtain it, it is necessary to increase the positioning accuracy in the optical axis direction.
上記実情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、光軸方向における一方のレンズと他方のレンズ(一方のフェルールと他方のフェルール)の相対的な位置決め精度が高い光コネクタ装置を提供することにある。 In view of the above situation, the problem to be solved by the present invention is to provide an optical connector device in which the relative positioning accuracy of one lens and the other lens (one ferrule and the other ferrule) in the optical axis direction is high. It is in.
上記課題を解決するため、本発明にかかる光コネクタ装置は、出射側光ファイバが固定されるフェルールであって、先端に当該出射側光ファイバから出射された光が通過する出射側レンズを有する出射側フェルールと、この出射側フェルールに対向して配置される入射側光ファイバが固定されるフェルールであって、先端に前記出射側レンズを通過した光を当該入射側光ファイバに集光する入射側レンズを有する入射側フェルールと、を備え、前記出射側フェルールの先端および前記入射側フェルールの先端の少なくともいずれか一方には、相手方フェルールに接触して光軸方向における前記出射側レンズと前記入射側レンズの間隔を設定する接触突起が形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, an optical connector device according to the present invention is a ferrule to which an emission side optical fiber is fixed, and has an emission side lens through which light emitted from the emission side optical fiber passes at the tip. A ferrule to which a side ferrule and an incident side optical fiber disposed opposite to the output side ferrule are fixed, and an incident side that condenses the light that has passed through the output side lens at the tip thereof onto the incident side optical fiber An entrance-side ferrule having a lens, and at least one of the tip of the exit-side ferrule and the tip of the entrance-side ferrule is in contact with the counterpart ferrule, and the exit-side lens and the entrance side in the optical axis direction Contact projections for setting the distance between the lenses are formed.
前記接触突起は、前記出射側レンズまたは前記入射側レンズを囲むように形成され、その全周が相手方フェルールに接触するように構成するとよい。 The contact protrusion may be formed so as to surround the exit-side lens or the entrance-side lens, and the entire circumference thereof may be configured to contact the counterpart ferrule.
前記出射側フェルールと前記入射側フェルールは同一形状であるとよい。 The exit-side ferrule and the entrance-side ferrule may have the same shape.
本発明にかかる光コネクタ装置は、少なくともいずれか一方のフェルールの先端に相手方フェルールに接触する接触突起が設けられている。つまり、レンズが設けられるフェルールの先端に当該接触突起が設けられているから、光軸方向における一方のレンズと他方のレンズ(一方のフェルールと他方のフェルール)の相対的な位置決め精度が高い。つまり、レンズ間距離のばらつきを小さくすることができる。 In the optical connector device according to the present invention, a contact protrusion that contacts the counterpart ferrule is provided at the tip of at least one of the ferrules. That is, since the contact protrusion is provided at the tip of the ferrule on which the lens is provided, the relative positioning accuracy of one lens and the other lens (one ferrule and the other ferrule) in the optical axis direction is high. That is, the variation in the distance between lenses can be reduced.
接触突起をレンズを囲むような形状とし、その全周が相手方コネクタに接触するように構成すれば、周方向の全体で一方のフェルールの先端と他方のフェルールの先端が接触しているということになるから、光軸方向の位置決め精度を向上させるだけでなく、出射側フェルール(出射側レンズ)と入射側フェルール(入射側レンズ)の光軸ずれ(一方のフェルールに対して他方のフェルールが傾いてしまうこと)を防止することもできる。また、接触突起で囲まれる空間内にレンズが位置することになるため、レンズに埃などが付着することによる損失の発生を防止することもできる。 If the contact protrusion is shaped to surround the lens and the entire circumference is in contact with the mating connector, the tip of one ferrule and the tip of the other ferrule are in contact with each other in the entire circumferential direction. Therefore, not only the positioning accuracy in the optical axis direction is improved, but also the optical axis shift between the output side ferrule (output side lens) and the input side ferrule (incident side lens) (the other ferrule is inclined with respect to one ferrule). Can also be prevented. In addition, since the lens is positioned in the space surrounded by the contact protrusions, it is possible to prevent loss due to dust and the like adhering to the lens.
出射側フェルールと入射側フェルールは同じ形状とすることができる。つまり、両フェルールが接触突起を有し、当該接触突起同士が接触することによってレンズ間の距離を規制する構成とすることができる。このようにすれば、コスト削減に資する。 The exit side ferrule and the entrance side ferrule can have the same shape. That is, it can be set as the structure which controls the distance between lenses, when both ferrules have a contact protrusion and the contact protrusions contact. In this way, it contributes to cost reduction.
以下、本発明の一実施形態にかかる光コネクタ装置1について説明する。図1および図2に示す本実施形態にかかる光コネクタ装置1は、光(レーザ光)信号を伝達する光ファイバ同士を光学的に接続するためのものであって、出射側フェルール2および入射側フェルール3を備える。
Hereinafter, an
出射側フェルール2は、全体として略円柱形状に形成された部材であって、ファイバ固定部21および光透過部22を有する。ファイバ固定部21は、光信号伝達経路における上流側の光ファイバ(以下、出射側光ファイバ2fと称する)が固定される部分である。この出射側光ファイバ2fの固定方法は特定の方法に限定されない。例えば、ファイバ固定部21に形成された貫通孔211に通された出射側光ファイバ2fが接着剤によって固着される周知の方法が挙げられる。このファイバ固定部21に形成された出射側光ファイバ2fの軸線は、後述する出射側レンズ222の光軸Xと一致する。ファイバ固定部21の先端側中央には、入射側フェルール3側に向かって突出した係合突起212が形成されている。光軸Xに沿って固定された出射側光ファイバ2fの先端面は、係合突起212の先端面と面一である。すなわち、出射側光ファイバ2fの先端面は、ファイバ固定部21(係合突起212)の先端面で露出している。
The exit-
ファイバ固定部21の後端側の外側には、径方向に鍔状に突出する付勢部材ストッパ部213が設けられている。付勢部材ストッパ部213自体の形状は円環状である。このファイバ固定部21と付勢部材ストッパ部213の接続構造は特定の構造に限定されない。ファイバ固定部21と付勢部材ストッパ部213を一体的に成形してもよい。
An urging member stopper
光透過部22は、光透過性材料(信号を伝達するレーザ光を透過する材料)で形成された部分である。光透過部22の後端側中央には、入射側フェルール3側に向かって窪む係合凹部221が形成されている。この係合凹部221にファイバ固定部21の係合突起212が嵌め込まれることにより両者は一体化される。光透過部22の先端には、入射側フェルール3側に向かって凸となるレンズである出射側レンズ222が形成されている。この出射側レンズ222の光軸Xは、出射側光ファイバ2fの軸線と一致する。出射側光ファイバ2fから出射された光(レーザ光)は、所定の発散角(広がり角)をもつ発散光となり、この発散光が出射側レンズ222を通過する。出射側レンズ222の形状や、出射側光ファイバ2fの先端から出射側レンズ222までの距離は、当該出射側レンズ222を通過した発散光が平行光となるように設定される。すなわち、出射側レンズ222は、出射側光ファイバ2fから出射された光を平行光とするように設計されるコリメートレンズである。
The
また、この光透過部22における出射側レンズ222の外側には、出射側接触突起223が形成されている。本実施形態の出射側接触突起223は、出射側レンズ222を囲む円筒形状である。出射側接触突起223は、出射側レンズ222の先端よりも突出している。具体的には、出射側レンズ222の先端よりも出射側接触突起223の先端の方が入射側フェルール3側に位置する。後述するように、出射側レンズ222の先端と出射側接触突起223の先端の距離(出射側接触突起223の長さ)は、出射側レンズ222と入射側レンズ322の距離を決定する要素となる。
In addition, an emission
入射側フェルール3も、ファイバ固定部31および光透過部32を有する。本実施形態では、入射側フェルール3と出射側フェルール2は同じ形状である。ファイバ固定部31は、光信号伝達経路における下流側の光ファイバ(以下、入射側光ファイバ3fと称する)が固定される部分である。この入射側光ファイバ3fの固定方法は特定の方法に限定されない。例えば、ファイバ固定部31に形成された貫通孔311に通された出射側光ファイバが接着剤によって固着される周知の方法が挙げられる。このファイバ固定部31に固定された入射側光ファイバ3fの軸線は、後述する入射側レンズ322の光軸と一致する。ファイバ固定部31の先端側中央には、出射側フェルール2側に向かって突出した係合突起312が形成されている。光軸Xに沿って固定された入射側光ファイバ3fの先端面は、係合突起312の先端面と面一である。すなわち、入射側光ファイバ3fの先端面は、ファイバ固定部31(係合突起312)の先端面で露出している。
The
ファイバ固定部31の後端側の外側には、径方向に鍔状に突出する付勢部材ストッパ部313が設けられている。付勢部材ストッパ部313自体の形状は円環状である。このファイバ固定部31と付勢部材ストッパ部313の接続構造は特定の構造に限定されない。ファイバ固定部31と付勢部材ストッパ部313を一体的に成形してもよい。
An urging
光透過部32は、光透過性材料(信号を伝達するレーザ光を透過する材料)で形成された部分である。光透過部32の後端側中央には、出射側フェルール2側に向かって窪む係合凹部321が形成されている。この係合凹部321にファイバ固定部31の係合突起312が嵌め込まれることにより両者は一体化される。光透過部32の先端には、出射側フェルール2側に向かって凸となるレンズである入射側レンズ322が形成されている。この入射側レンズ322の光軸Xは、入射側光ファイバ3fの軸線と一致する。上記出射側レンズ222を通過した光(平行光)が入射側レンズ322を通過すると、入射側光ファイバ3fの先端面に向かって集束する集束光となる。つまり、入射側レンズ322は、出射側フェルール2と入射側フェルール3との間の空間を伝搬する平行光が入射側光ファイバ3fの先端に集光されるように設定される集光レンズである。
The
また、この光透過部32における入射側レンズ322の外側には、入射側接触突起323が形成されている。本実施形態の入射側接触突起323は、入射側レンズ322を囲む円筒形状である。入射側接触突起323は、入射側レンズ322の先端よりも突出している。具体的には、入射側レンズ322の先端よりも入射側接触突起323の先端の方が出射側フェルール2側に位置する。後述するように、入射側レンズ322の先端と入射側接触突起323の先端の距離(入射側接触突起323の長さ)は、出射側レンズ222と入射側レンズ322の距離を決定する要素となる。
In addition, an incident
これら出射側フェルール2と入射側フェルール3は、筒状のスリーブ部材4内に挿入される。スリーブ部材4は、その内径が両フェルール2、3の外径よりも若干大きく(挿入されたフェルールが光軸X方向にスライド可能となるように)形成されている。出射側フェルール2と入射側フェルール3は、出射側レンズ222と入射側レンズ322が向かい合うように挿入される。スリーブ部材4の軸方向長さは、出射側フェルール2における出射側接触突起223の先端から付勢部材ストッパ部213の先端面までの長さに、入射側フェルール3における入射側接触突起323の先端から付勢部材ストッパ部313の先端面までの長さを加えたものよりも短くなるように設定される。
The
スリーブ部材4内に挿入された両フェルール2、3は、付勢部材によって互いに近づく方向に付勢される。本実施形態では、出射側フェルール2にはその付勢部材ストッパ部213よりも後端側の外周側に出射側付勢部材2sが挿入され、入射側フェルール3にはその付勢部材ストッパ部313より後端側の外周側に入射側付勢部材3sが挿入されている。出射側付勢部材2sは、付勢部材ストッパ部213を通じて出射側フェルール2を入射側フェルール3に向けて押す。入射側付勢部材3sは、付勢部材ストッパ部313を通じて入射側フェルール3を出射側フェルール2に向けて押す。
Both
このように両フェルール2、3が付勢部材に押されると、出射側接触突起223の先端面と入射側接触突起323の先端面が突き合わされた状態となる。つまり、一方の接触突起が他方の接触突起(換言すれば他方のフェルール)に接触した状態となる。なお、スリーブ部材4の軸方向長さは上述した通りであるため、両フェルール2、3の付勢部材ストッパ部213、313がスリーブ部材4の端面に接触しないようにすれば、スリーブ部材4内で両接触突起223、323が接触した状態となる。
When both
このような状態となるため、光軸X方向における出射側レンズ222と入射側レンズ322の間隔は、両接触突起223、323の長さによって決まる。具体的には、光軸X方向における出射側レンズ222の先端と入射側レンズ322先端との距離Dは、光軸X方向における出射側レンズ222の先端と出射側接触突起223の先端の距離d1と光軸X方向における入射側レンズ322の先端と入射側接触突起323の先端の距離d2(本実施形態では出射側フェルール2と入射側フェルール3が同じ形状であるからd1=d2となる)の和と等しくなる。このように、本実施形態にかかる光コネクタ装置1では、光軸X方向におけるレンズ間の距離(フェルール間の距離)が、レンズの周囲に設けられた接触突起の長さによって決まるため、当該光軸X方向におけるレンズ間の距離のばらつきが小さい(位置決め精度が高い)。具体的には、従来構造のように、両フェルール2、3における付勢部材ストッパ部213、313の位置精度や、スリーブ部材4の軸方向長さ(熱による変形等を含む)に影響を受ける構造ではないため、一方のレンズに対する他方のレンズの相対的な位置決め精度が高く、両レンズ222、322間における接続損失(上述したレンズ間の空間を伝搬する光が完全な平行光でない場合に生ずる接続損失)が小さい。
Because of this state, the distance between the
また、本実施形態では、円筒形状である入射側接触突起323と出射側接触突起223は、その全周が相手方の接触突起(相手方フェルール)に接触している(全周が面接触している)。そのため、一方のフェルールに対して他方のフェルールが傾いてしまうこと(光軸ずれ)を防止することもできる。両フェルール2、3の外周面とスリーブ部材4の内周面との隙間が極めて小さければ、このような傾きが生じてしまうことはないが、各部材の寸法精度が高くなければならないところ、本実施形態によれば、接触突起の全周が相手方の接触突起(相手方フェルール)に接触するため、このように両フェルール2、3の外周面とスリーブ部材4の内周面との隙間が多少大きくなっても、一方のフェルールが他方のフェルールに対して傾いてしまうことを防止できる。また、両接触突起223、323で囲まれる空間内に両レンズ222、322が位置することになるため、当該空間内に埃などが侵入しにくい。よって、レンズに埃などが付着することによる損失の発生を防止することもできる。換言すれば、両フェルール2、3の外周面とスリーブ部材4の内周面との隙間を極めて小さくすることができるのであれば、一方の接触突起と他方の接触突起(相手方フェルール)の接触箇所は一点でもよい。
Further, in the present embodiment, the cylindrical incident
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
例えば、上記実施形態にかかる光コネクタ装置1における出射側フェルール2と入射側フェルール3は、ファイバ固定部21、31および光透過部22、32という二つの部分からなることを説明したが、このような構成に限られない。全てが光透過性材料で形成された一つの部分からなる構造としてもよいし、三つ以上の部分からなる構造としてもよい。
For example, it has been described that the exit-
また、両フェルール2、3は同じ形状であることを説明したが、異なる形状であってもよい。特に、接触突起を一方のフェルールにのみ設けた構造とすることもできる。例えば、図3に示すように、一方のフェルール2a(図示されるように入射側ファイバ2fが固定されたフェルールであってもよいし、これとは逆に出射側ファイバ3fが固定されたフェルールであってもよい)にのみ接触突起223aを設け、当該一方のフェルール2aの接触突起223aが他方のフェルール3aにおけるレンズ322aの周囲に接触することで、両レンズ222a、322aの相対的な位置関係が決まる構造としてもよい。ただし、図1および図2に示した構成のように、両フェルール2、3が同じ形状であれば、製造コストの抑制に資するという利点がある。
Moreover, although both the
また、本実施形態では、出射側レンズ222は、入射側光ファイバ3fから出射された光を平行光とするコリメートレンズであることを説明したが、このようなコリメートレンズに限られない。つまり、何らかの機能を発揮する出射側レンズ222とそれに対向する入射側レンズ322(入射側光ファイバ3fに集光するレンズ)が設けられる構成であれば、本発明の技術思想は適用可能である。
In the present embodiment, it has been described that the
また、両フェルール2、3を突き合わせるためのガイド(スリーブ部材4)の構造や、両フェルール2、3を付勢する構造はあくまで例示である。すなわち、当該ガイドの構造や付勢の構造は本発明の思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
The structure of the guide (sleeve member 4) for abutting both
1 光コネクタ装置
2 出射側フェルール
21 ファイバ固定部
213 付勢部材ストッパ部
22 光透過部
222 出射側レンズ
223 出射側接触突起
2f 出射側光ファイバ
2s 出射側付勢部材
3 入射側フェルール
31 ファイバ固定部
313 付勢部材ストッパ部
32 光透過部
322 入射側レンズ
323 入射側接触突起
3f 入射側光ファイバ
3s 入射側付勢部材
4 スリーブ部材
X 光軸
DESCRIPTION OF
Claims (3)
この出射側フェルールに対向して配置される入射側光ファイバが固定されるフェルールであって、先端に前記出射側レンズを通過した光を当該入射側光ファイバに集光する入射側レンズを有する入射側フェルールと、
を備え、
前記出射側フェルールの先端および前記入射側フェルールの先端の少なくともいずれか一方には、相手方フェルールに接触して光軸方向における前記出射側レンズと前記入射側レンズの間隔を設定する接触突起が形成されていることを特徴とする光コネクタ装置。 A ferrule to which the emission side optical fiber is fixed, and an emission side ferrule having an emission side lens through which light emitted from the emission side optical fiber passes at the tip,
An entrance side optical fiber disposed opposite to the exit side ferrule is a ferrule to which the entrance side optical fiber is fixed, and has an entrance side lens that condenses the light that has passed through the exit side lens on the entrance side optical fiber. A side ferrule,
With
At least one of the distal end of the exit-side ferrule and the distal end of the entrance-side ferrule is formed with a contact projection that sets the distance between the exit-side lens and the entrance-side lens in the optical axis direction in contact with the counterpart ferrule. An optical connector device.
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