JP2015102711A

JP2015102711A - 光ファイバの端部構造

Info

Publication number: JP2015102711A
Application number: JP2013243610A
Authority: JP
Inventors: 智枝美山形; Chiemi Yamagata
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2013-11-26
Filing date: 2013-11-26
Publication date: 2015-06-04
Also published as: WO2015079982A1

Abstract

【課題】光ファイバ同士の接続についての信頼性の高い光ファイバの端部構造を提供する。
【解決手段】光ファイバ２の端部構造は、光ファイバ２の端末が挿通されるフェルール１０と、フェルール１０の端面に配設される保護部材１５と、を有している。そして、この保護部材１５は、光透過性を有するとともに、光ファイバ２の軸方向に膨出する略半球形状を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、光ファイバの端部に適用される光ファイバの端部構造に関する。

従来より、自動車内でネットワークを構築した通信が進められており（例えば特許文献１）、このような通信では大容量の伝送を行うために光通信を用いることが試みられている。この光通信において使用される光ファイバは、その長さやレイアウトに制限があるため、複数の光ファイバ同士を接続することで一連の通信経路を確立している。この場合、光ファイバ同士の接続に関しては、振動や衝撃による影響が存することから光ファイバの先端同士を接触させることができない。そこで、各光ファイバの端部にフェルールを設けた後に、各フェルール同士をスリーブでつなぎ合わせる手法が知られている。ここで、光ファイバの端面位置と対応するフェルールの端面には、平板状の屈折率整合部材が配設されている。

特開２００９−１８８８３０号公報

しかしながら、平板状の屈折率整合部材では光ファイバの開口数（ＮＡ）と近い角度で光が出射するため、フェルール同士の間隔方向（光ファイバの軸方向）のずれに対して脆弱な構造となるという問題がある。例えば、フェルール同士の間隔が大きくなった場合には、出射した光が相手側の光ファイバ径よりも広がってしまい、光のロスやばらつきが大きくなり、通信の不成立の問題となる。また、接続状態での振動やフェルールの挿抜時にフェルールの端面同士が突き当たった際には、屈折率整合部材同士が接触してしまうことがある。この場合、屈折率整合部材が面同士で接触することとなるため、両者の接触面積が大きく、一方の屈折率整合部材に相手側の屈折率整合部材が張り付き、その相手側の屈折率整合部材がフェルールの端面から剥がれ落ちてしまう可能性もある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、光ファイバ同士の接続についての信頼性の高い光ファイバの端部構造を提供することである。

かかる課題を解決するために、本発明は、光ファイバの端部が挿通されるフェルールと、フェルールの端面に配設される保護部材と、を有し、保護部材は、光透過性を有するとともに、フェルールの端面から外側に膨出した略半球形状を備えることを特徴とする光ファイバの端部構造を提供する。

ここで、本発明において、保護部材は、光ファイバのコアと屈折率を対応させた屈折率整合部材であることが好ましい。

また、本発明において、フェルールは、当該フェルールの端面の周囲にガイド壁が立設されていることが好ましい。

本発明によれば、光ファイバ同士の接続について信頼性の高い光ファイバの端部構造を提供することができる。

本実施形態に係る光ファイバの端部構造を模式的に示す説明図本実施形態に係る光ファイバの端部構造を利用した光コネクタによる接続形態を模式的に示す説明図保護部材の形成例を示す説明図保護部材の厚みに応じた出射光の状態を示す説明図光コネクタによる接続形態を模式的に示す説明図光コネクタによる接続形態を模式的に示す説明図

図１は、本実施形態に係る光ファイバ２の端部構造を模式的に示す説明図である。図２は、本実施形態に係る光ファイバ２の端部構造を利用した光コネクタ１による接続形態を模式的に示す説明図である。本実施形態に係る光ファイバ２の端部構造は、光ファイバ２同士の接続に用いられる光コネクタ１の一部として機能するものである。以下、光コネクタ１とともに、本実施形態に係る光ファイバ２の端部構造を説明する。

図２に示すように、光コネクタ１は、一対の光ファイバ２を相互に接続するコネクタであり、一対のフェルール１０と、スリーブ３０とから構成されている。

フェルール１０は、光ファイバ２の端部を固定保持する部材である。フェルール１０は、例えば円柱状に形成されており、その内部には光ファイバ挿通孔１１が形成されている。光ファイバ挿通孔１１は、その内径が光ファイバ２の外径よりもごく僅かに大きい円柱状に形成されており、フェルール１０の中心軸に沿ってその内部を貫通している。

フェルール１０において、光ファイバ２は光ファイバ挿通孔１１に挿通されて固定保持される。光ファイバ挿通孔１１に挿入された光ファイバ２は、当該光ファイバ２の端面２ａとフェルール１０の端面１０ａとの位置が対応する。

本実施形態の特徴の一つとして、フェルール１０の端面１０ａには、保護部材１５が配設されている。保護部材１５は、光透過性を有しており、フェルール１０の端面１０ａから外側に膨出した略半球形状を備えている。保護部材１５としては、樹脂を用いることができ、例えば熱可塑性樹脂などを採用することができる。

保護部材１５は、屈折率整合部材であり、その屈折率が光ファイバ２のコアの屈折率と対応されている。この場合、保護部材１５と光ファイバ２のコアとが一致していることまでは必要としないが、両者の差が概ね１０％以内に収まるように設定されている。

図３は、保護部材１５の形成例を示す説明図である。フェルール１０の端面１０ａの周囲には、ガイド壁１０ｂが立設されており、溶融した樹脂を流し込みこれを固化することにより保護部材１５を形成することが可能である。この際、溶融した樹脂の表面張力を利用することで、略半球形状を形成することができる。

また、保護部材１５は、流し込む樹脂の量に応じてその厚さを設定することができる。保護部材１５の厚さは、光ファイバ２のコア径以上かつフェルール１０の外径以下の範囲において任意の値を選択することができる。この場合、保護部材１５を形成する厚みに応じてガイド壁１０ｂの高さを設定することも可能である。

図４は、保護部材１５の厚みに応じた出射光の状態を示す説明図である。保護部材１５は、その直径に相当する厚さに設定することで平行光を得ることができる。また、厚さを直径よりも小さくした場合には、平行孔よりも広がりをもった光を得ることができ、一方、厚さを直径よりも大きくした場合には、集光状態の光を得ることができる。

スリーブ３０は、一方のフェルール１０の端面１０ａと他方のフェルール１０の端面１０ａとを対向させて固定する部材である。スリーブ３０は、筒状部材であり、フェルール１０を支持するフェルール支持孔３１を備えている。このフェルール支持孔３１は、その内径がフェルール１０の外径よりもごく僅かに大きい円柱状に形成されている。

このように構成された光コネクタ１による接続方法を説明する。まず、一方の光ファイバ２が固定された一方のフェルール１０をその端面１０ａ側から、スリーブ３０のフェルール支持孔３１に挿入する。同様に、他方の光ファイバ２が固定された他方のフェルール１０をその端面１０ａ側から、スリーブ３０のフェルール支持孔３１に挿入する。

個々のフェルール１０は、フェルール支持孔３１の略中央まで挿入され、その保護部材１５同士が一定の隙間を隔てて対峙した状態で固定される。これにより、図２に示すように、一方の光ファイバ２の端面２ａと他方の光ファイバ２の端面２ａとが所定の間隙量で保持されることとなる。

このように本実施形態に係る光ファイバ２の端部構造は、光ファイバ２の端末が挿通されるフェルール１０と、フェルール１０の端面に配設される保護部材１５と、を有している。そして、この保護部材１５は、光透過性を有するとともに、光ファイバ２の軸方向に膨出する略半球形状を備えている。

かかる構成によれば、略半球形状の保護部材１５により、光ファイバ２の開口数と比べて集光された光が出射されることとなる。これにより、図５（ａ）に示すように、フェルール１０同士の間隔が大きくなった場合でも、光のロスやばらつきを抑制することができる。その結果、通信における信頼性の向上を図ることができる。なお、同図（ｂ）は、本実施形態に示す光ファイバ２の端部構造との比較例として、平板状の保護部材（屈折率整合部材）５０をフェルール５１及び光ファイバ５２を設けた構造を示している。

また、本実施形態によれば、保護部材１５の表面が球面形状を有している。この場合、図６（ａ）に示すように、接続状態における振動やフェルール１０の挿抜によってフェルール１０の端面１０ａ同士が突き当たり、保護部材１５同士が接触した場合であっても、両者の接触面積は小さいものとなる。このため、保護部材１５同士が張り付き難くなり、一方の保護部材１５がフェルール１０の端面１０ａから剥がれ落ちてしまうといった事態を抑制することができる。これにより、振動や、スリーブ３０に対する挿抜が繰り返されるような場合であっても十分な耐性を得ることができる。さらに、保護部材１５として樹脂を使用することで、保護部材１５同士が接触しても応力により形状が元の形状に戻りやすいため、光学特性の劣化を抑制することができる。なお、同図（ｂ）は、本実施形態に示す光ファイバ２の端部構造との比較例として、平板状の保護部材（屈折率整合部材）５０をフェルール５１及び光ファイバ５２を設けた構造を示している。

また、本実施形態によれば、この保護部材１５が存在することで、光ファイバ２のコアを保護することができる。

このように、本実施形態に係る光ファイバ２の端部構造によれば、光ファイバ２同士の接続について信頼性の高い構造を提供することができる。

さらに本実施形態において、保護部材１５は、光ファイバ２のコアと屈折率を対応させた屈折率整合部材である。

かかる構成によれば、保護部材１５の屈折率を光ファイバ２のコアの屈折率に近づけることができる。これにより、光ファイバ２のコア部分の研磨を不要とすることができる。そのため、フレネル反射による損失や、反射による戻り光を減らすことができる。また、研磨が不要となることで、スリーブ３０への組み付けの容易化や製造コストの低減を図ることができる。これにより、光コネクタ１の信頼性の向上を図ることができる。

さらに、光ファイバ２の種類を変更するような場合であっても、そのコアの屈折率に応じた屈折率となる保護部材１５を使用すればよく、ガラスやプラスティックといった種々のコアに対して適用することができる。

また、本実施形態において、フェルール１０は、当該フェルール１０の端面１０ａの周囲にガイド壁１０ｂが立設されている。

かかる構成によれば、ガイド壁１０ｂを利用して保護部材１５の球面形状を容易に作成することができる。また、このガイド壁１０ｂの高さの設定に応じて、保護部材１５の厚みを自由に変更することも可能となる。

以上、本実施形態にかかる光ファイバの端部構造について説明したが、本発明はこの実施形態に限定されることなく、その発明の範囲において種々の変更が可能である。

１光コネクタ
２光ファイバ
２ａ端面
１０フェルール
１０ａ端面
１０ｂガイド壁
１１光ファイバ挿通孔
１５保護部材
３０スリーブ
３１フェルール支持孔

Claims

光ファイバの端部が挿通されるフェルールと、
前記フェルールの端面に配設される保護部材と、を有し、
前記保護部材は、光透過性を有するとともに、前記フェルールの端面から外側に膨出した略半球形状を備えることを特徴とする光ファイバの端部構造。
前記保護部材は、前記光ファイバのコアと屈折率を対応させた屈折率整合部材であることを特徴とする請求項１に記載された光ファイバの端部構造。
前記フェルールは、当該フェルールの端面の周囲にガイド壁が立設されていることを特徴とする請求項１に記載された光ファイバの端部構造。