JP2016061834A - フェルール - Google Patents

Abstract

【課題】光結合効率の低下を抑えつつ、光ファイバとレンズとの相対位置精度の低下を抑制することが可能なフェルールを提供する。【解決手段】フェルール１０は、前端１０ａ及び後端１０ｂを繋ぐ第１側面１０ｃ及び第２側面１０ｄを有する。フェルール１０は、後端１０ｂに形成され、光ファイバＦ２が挿入される挿入部１４と、光ファイバＦ２の一端が配置される光入出射部と、光入出射部と光学的に接続されるレンズ３６と、光ファイバＦ２を保持する保持孔１６と、第１側面１０ｃに形成され、前端１０ａ側の第１面１２ａを含む開口１２とを備える。保持孔１６は、挿入部１４と開口１２との間を貫通している。第１面１２ａは光入出射部を含む。光ファイバＦ２を支持する支持部が第１面１２ａに設けられている。【選択図】図３

Description

本発明は、フェルールに関するものである。

特許文献１には、光伝送用光学部品が開示されている。この光学部品では、レンズを備える光学機能アレイと、光ファイバを保持するファイバホルダとが、空間を隔てて配置されている。この空間には接着剤が充填されている。光学機能アレイとファイバホルダの一部とは、透明樹脂によって一体成形される。そして、別の光学部品の光学機能アレイと当該光学部品の光学機能アレイとを互いに対向させることによって、光ファイバ同士を互いに光結合する。

特開２００８−１５１８４３号公報

特許文献１に記載された光学部品では、光ファイバの端部と光学機能アレイとが離れており、それらの間に接着剤が充填される。したがって、接着剤に気泡が混入すると、光結合効率が低下するおそれがある。また、光ファイバの端部と光学機能アレイとを接触させた場合、光ファイバの端部はファイバホルダによって保持されないので、接着剤を充填する際に光ファイバの端部が所定位置から動いてしまい、光ファイバとレンズとの相対位置精度が低下するおそれがある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、光結合効率の低下を抑えつつ、光ファイバとレンズとの相対位置精度の低下を抑制することが可能なフェルールを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、一実施形態に係るフェルールは、接続方向である第１方向に並ぶ前端及び後端と、前端及び後端を繋ぐとともに第１方向と交差する第２方向に互いに対向する第１側面及び第２側面とを備えるフェルールであって、後端に形成され、光導波路部材が挿入される挿入部と、光導波路部材の一端が配置されることにより、光導波路部材によって導波される光が入射若しくは出射する光入出射部と、光入出射部と光学的に接続されるレンズと、第２方向に並ぶ複数段にわたって設けられ、光導波路部材を保持する保持孔と、第１側面に形成され、前端側の第１面及び後端側の第２面を含む第１開口とを備える。保持孔は、挿入部と第２面との間を貫通している。第１面は光入出射部を含む。第２方向に並ぶ複数段にわたって光導波路部材を支持する第１支持部が第１面に設けられている。

また、別の実施形態に係るフェルールは、接続方向である第１方向に対向する前端及び後端と、第１方向と交差する第２方向に対向する第１側面及び第２側面とを備えるフェルールであって、後端に形成され、光導波路部材が挿入される挿入部と、光導波路部材の一端が配置されることにより、光導波路部材によって導波される光が入射若しくは出射する光入出射部と、光入出射部と光学的に接続されるレンズと、第２方向に並ぶ複数段にわたって設けられ、光導波路部材を保持する保持孔と、第１側面に形成され、前端側の第１面及び後端側の第２面を含む第１開口とを備える。保持孔は、挿入部と第２面との間を貫通している。第１面は光入出射部を含む。第２方向に並ぶ複数段にわたって光導波路部材を支持する第２支持部が第２面に設けられている。

本発明のフェルールによれば、光結合効率の低下を抑えつつ、光ファイバとレンズとの相対位置精度の低下を抑制することができる。

図１は、一実施形態に係るフェルールを備える光接続構造の外観を示す斜視図である。 図２は、フェルールの外観を示す斜視図である。 図３は、図２のIII−III線に沿った断面を示す側断面図である。 図４は、図３の一部分を拡大して示す側断面図である。 図５は、図４に示されたＶ−Ｖ断面を示す断面図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は、溝の断面形状の例を示す図である。 図７は、図４に示されたVII−VII断面を示す断面図である。 図８（ａ）及び図８（ｂ）は、溝の断面形状の例を示す図である。 図９は、開口を拡大して示す断面図である。 図１０は、図９に示されたＸ−Ｘ断面を示す断面図である。 図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、溝の断面形状の例を示す図である。 図１２は、光軸付近を拡大して示す断面図である。 図１３は、開口に金型が配置されている状態を示す断面図である。 図１４は、第１変形例を示す断面図であって、光入出射部付近を拡大して示す。 図１５は、本変形例に係るフェルールの成型中の様子を示す断面図であって、支持部付近を拡大して示す。 図１６は、上記実施形態の第２変形例に係るフェルールの側断面図である。 図１７（ａ）は、開口に金型が配置されている状態を示す断面図である。 図１８は、第３変形例に係るフェルールの構成を示す側断面図である。 図１９は、第３変形例に係るフェルールの構成を示す側断面図である。 図２０は、開口に金型が配置されている状態を示す断面図である。 図２１は、第４変形例に係るフェルールの側断面図である。

［本願発明の実施形態の説明］
最初に、本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。一実施形態によるフェルールは、（１）接続方向である第１方向に並ぶ前端及び後端と、前端及び後端を繋ぐとともに第１方向と交差する第２方向に互いに対向する第１側面及び第２側面とを備えるフェルールであって、後端に形成され、光導波路部材が挿入される挿入部と、光導波路部材の一端が配置されることにより、光導波路部材によって導波される光が入射若しくは出射する光入出射部と、光入出射部と光学的に接続されるレンズと、第２方向に並ぶ複数段にわたって設けられ、光導波路部材を保持する保持孔と、第１側面に形成され、前端側の第１面を含む第１開口とを備える。保持孔は、挿入部と第１開口との間を貫通している。第１面は光入出射部を含む。第２方向に並ぶ複数段にわたって光導波路部材を支持する第１支持部が第１面に設けられている。

このフェルールでは、例えば光導波路部材などの光導波路部材が、挿入部から挿入されるとともに保持孔に挿通され、その一端が第１開口内に突出する。そして、光導波路部材の一端は、第１開口の第１面に設けられた第１支持部により支持される。このため、第１開口内での光導波路部材の一端の動きが抑えられるので、光導波路部材とレンズとの相対位置精度の低下を抑制することができる。

（２）第１支持部は、後端側に第１端を有し、第Ｎ段（Ｎは２以上の整数）の第１端は、第Ｎ段に対し第２側面側に位置する第（Ｎ−１）段の第１端に対して前端側に位置しても良い。この場合、第１方向及び第２方向によって規定される平面に沿った断面における第１面の形状は、第２側面側から第１側面に向けて第１開口を徐々に拡げるような形状となる。よって、例えば樹脂成形などによりフェルールを形成する場合、第１側面側から抜き取ることが可能な金型を用いて第１開口を形成することができる。したがって、簡易な工程にて当該フェルールを形成することができる。また、樹脂が金型内に確実に充填されるので、気泡の混入が更に抑制される。

（３）第１支持部は円弧状の溝であってもよく、該溝は第２方向に開く開放部を含んでも良い。このような第１支持部によって、光導波路部材の一端を好適に支持することができる。また、接着剤を溝に充填した後に光導波路部材を溝に導入する際、気泡を巻き込んだとしても、その気泡は開放部から抜け出る。従って、光導波路部材と第１面との間に残存する気泡を更に低減し、光結合効率の低下を更に抑えることができる。

（４）第１開口が後端側の第２面を更に含み、保持孔が挿入部と第２面との間を貫通しており、第２方向に並ぶ複数段にわたって光導波路部材を支持する第２支持部が第２面に設けられても良い。これにより、第１開口内における光導波路部材の動きをより効果的に抑え、光導波路部材とレンズとの相対位置精度の低下を更に抑制することができる。

（５）第２支持部は、前端側に第２端を有し、第Ｎ段（Ｎは２以上の整数）の第２端は、第Ｎ段に対し第２側面側に位置する第（Ｎ−１）段の第２端に対して後端側に位置しても良い。この場合、第１方向及び第２方向によって規定される平面に沿った断面における第２面の形状は、第２側面側から第１側面に向けて第１開口を徐々に拡げるような形状となる。よって、例えば樹脂成形などによりフェルールを形成する場合、第１側面側から抜き取ることが可能な金型を用いて第１開口を形成することができる。したがって、簡易な工程にて当該フェルールを形成することができる。また、樹脂が金型内に確実に充填されるので、気泡の混入が更に抑制される。

（６）第２支持部は円弧状の溝であってもよく、該溝は第２方向に開く開放部を含んでも良い。このような第２支持部によって、光導波路部材を好適に支持することができる。

（７）第１方向における溝の少なくとも一部において、開放部の幅が溝の直径よりも小さく、溝の深さが溝の半径よりも大きくても良い。これにより、光導波路部材の断面において最も幅の広い部分が溝の内部に位置する状態で、開放部の幅を光導波路部材の直径よりも小さくすることができる。したがって、光導波路部材が溝から抜け出ることを効果的に抑制し、信頼性を高めることができる。（８）あるいは、第１方向における溝の少なくとも一部において、溝の深さが溝の半径よりも小さくても良い。これにより、光導波路部材の断面において最も幅の広い部分が溝の外部に位置することとなり、光導波路部材を溝に容易に導くことができ、作業性が向上する。

（９）第１開口と後端との間において第１側面または第２側面に形成され、挿入部と連通しており、前端側の第３面及び後端側の第４面を含む第２開口を更に備え、保持孔は第３面と第２面との間を貫通しており、光導波路部材の被覆部分を支持する被覆支持部が第３面に設けられても良い。これにより、被覆付きの光導波路部材をフェルールに容易に固定することができる。また、被覆付きの光導波路部材を用いることができ、光導波路部材の強度を高めることができる。

（１０）また別の実施形態によるフェルールは、接続方向である第１方向に対向する前端及び後端と、第１方向と交差する第２方向に対向する第１側面及び第２側面とを備えるフェルールであって、後端に形成され、光導波路部材が挿入される挿入部と、光導波路部材の一端が配置されることにより、光導波路部材によって導波される光が入射若しくは出射する光入出射部と、光入出射部と光学的に接続されるレンズと、第２方向に並ぶ複数段にわたって設けられ、光導波路部材を保持する保持孔と、第１側面に形成され、前端側の第１面及び後端側の第２面を含む第１開口とを備える。保持孔は、挿入部と第２面との間を貫通している。第１面は光入出射部を含む。第２方向に並ぶ複数段にわたって光導波路部材を支持する第２支持部が第２面に設けられている。

このフェルールでは、例えば光導波路部材などの光導波路部材が、挿入部から挿入されるとともに保持孔に挿通され、その一端が第１開口内に突出する。そして、第１開口内において、光導波路部材は第２面に設けられた第２支持部により支持される。このため、第１開口内での光導波路部材の動きが抑えられるので、光導波路部材とレンズとの相対位置精度の低下を抑制することができる。

［本願発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係るフェルールの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係るフェルールを備える光接続構造１Ａの外観を示す斜視図である。図１に示されるように、光接続構造１Ａは、互いに接続される一対のフェルール１０を備えている。各フェルール１０は、互いに同一の形状を有する透明な樹脂製の部材である。各フェルール１０は、略直方体状の外観を有しており、接続方向である第１方向（図中の矢印Ａ１）に対向する前端１０ａ及び後端１０ｂと、第１方向Ａ１と交差する第２方向（図中の矢印Ａ２）に対向する側面１０ｃ（第１側面）及び側面１０ｄ（第２側面）とを有する。側面１０ｃ及び側面１０ｄは、前端１０ａと後端１０ｂとを連結するように第１方向Ａ１に沿って延びている。これらのフェルール１０は、一方が他方に対して軸対象に反転して対向した状態にて、所定の接続方向（第１方向Ａ１）に沿って互いに接続されている。また、フェルール１０は、挿入部１４を有する。挿入部１４は後端１０ｂに形成されており、挿入部１４には、複数本の光ファイバ（光導波路部材）を含む光ファイバ束Ｆ１が挿入されている。一方のフェルール１０の光ファイバは、一方及び他方のフェルール１０を介して、他方のフェルール１０の光ファイバと光学的に結合される。なお、以下の説明では、一対のフェルール１０のうち一方の構成について主に述べるが、他方のフェルール１０の構成も同様である。

図２は、フェルール１０の外観を示す斜視図である。図３は、図２のIII−III線に沿った断面を示す側断面図である。図４は、図３の一部分Ｇを拡大して示す側断面図である。なお、説明の便宜のため、図３及び図４には、光ファイバ束Ｆ１を構成する各光ファイバＦ２が示されている。図２〜図４に示されるように、フェルール１０は、開口１２（第１開口）と、開口１３（第２開口）と、挿入部１４と、複数本の保持孔１６（図３を参照）とを備えている。

挿入部１４はフェルール１０の後端１０ｂに設けられており、第１方向Ａ１に沿って延びる空間によって構成されている。挿入部１４には、複数本の光ファイバＦ２を含む光ファイバ束Ｆ１が挿入される。複数本の保持孔１６は、挿入部１４と開口１２との間を貫通しており、方向Ａ２に並ぶ複数段（本実施形態では２段）にわたって設けられる。更に、各段において方向Ａ１及びＡ２と交差する方向に二以上の保持孔１６が並んで配置される。複数本の光ファイバＦ２は、それぞれ対応する保持孔１６に挿入されて保持される。各保持孔１６の径は、各光ファイバＦ２の外径よりも僅かに大きく設定される。保持孔１６と同様に、複数本の光ファイバＦ２は、方向Ａ２に沿って並ぶ複数段（例えば２段）にわたって設けられ、各段において方向Ａ１及びＡ２と交差する方向に二以上の光ファイバＦ２が並んで配置される。

開口１２は、側面１０ｃに形成されており、側面１０ｄに向けて凹んでいる。開口１２は、前端１０ａ側の側面である第１面１２ａと、後端１０ｂ側の側面である第２面１２ｂとを含む。第１面１２ａ及び第２面１２ｂは方向Ａ２に沿ってそれぞれ延びており、第１面１２ａと第２面１２ｂとは互いに対向している。前述した保持孔１６は、第２面１２ｂと挿入部１４との間を貫通している。

図４に示されるように、第１面１２ａは光入出射部２６を含む。光入出射部２６では、光ファイバＦ２の一端が配置されることによって、光ファイバＦ２を導波する光Ｌ１が入射若しくは出射する。一実施例では、光入出射部２６において、光ファイバＦ２の一端が第１面１２ａに当接する。本実施形態では、光入出射部２６は、方向Ａ２に沿って並ぶ複数段（本実施形態では２段）にわたって設けられている。

第１面１２ａは、開口１２の底面１２ｅから側面１０ｃに向けて階段状に形成された支持面１２ｃを有する。支持面１２ｃには、方向Ａ２に沿って並ぶ複数段（本実施形態では２段）にわたって支持部２２（第１支持部）が設けられている。これらの支持部２２は、保持孔１６から突き出した光ファイバＦ２を保持する。ここで、図５は、図４に示されたＶ−Ｖ断面を示す断面図であって、図４とは上下が逆（すなわち側面１０ｃが上側）になっている。図５に示されるように、支持部２２は、方向Ａ１及びＡ２と交差する方向Ａ３に沿って複数並んで設けられ、各支持部２２は、支持面１２ｃに形成された溝２３によって構成されている。これらの溝２３は、光ファイバＦ２を収容して保持する。支持部２２の位置は、光ファイバＦ２が溝２３に当接したとき、レンズ３６（図３を参照）の光軸に光ファイバＦ２の光軸が適合されるように設計されている。従って、光ファイバＦ２は溝２３に当接した状態で接着される。

図６（ａ）は、溝２３の断面形状の例を示す図である。溝２３は、方向Ａ１に垂直な断面形状を円弧状とされ、側面１０ｃに向けて方向Ａ２に開く開放部２３ａを含む。そして、方向Ａ１における溝２３の少なくとも一部において、開放部２３ａの幅Ｗ_１が溝２３の直径Ｄ_１よりも小さく、且つ、溝２３の深さＨ_１が溝２３の曲率半径Ｒ_１よりも大きい。言い換えれば、方向Ａ１に垂直な断面において、各溝２３は略Ｃ字状を呈している。これにより、光ファイバＦ２の断面において最も幅の広い部分が溝２３の内部に位置する状態で、開放部２３ａの幅Ｗ_１を光ファイバＦ２の直径Ｄｆよりも小さくすることができる。したがって、光ファイバＦ２が溝２３から抜け出ることを効果的に抑制し、信頼性を高めることができる。

また、図６（ａ）に示された溝２３に代えて、図６（ｂ）に示される溝２３Ａが支持部２２を構成しても良い。図６（ｂ）に示されるように、溝２３Ａは、方向Ａ１に垂直な断面形状を円弧状とされ、側面１０ｃに向けて方向Ａ２に開く開放部２３ｂを含む。そして、方向Ａ１における溝２３Ａの少なくとも一部において、溝２３Ａの深さＨ_１が溝２３の曲率半径Ｒ_１よりも小さい。これにより、光ファイバＦ２の断面において最も幅の広い部分が溝２３Ａの外部に位置することとなり、光ファイバＦ２を溝２３Ａに容易に導くことができ、組み立ての作業性が向上する。

図４に示されるように、支持部２２は、後端１０ｂ側に一端２２ａ（第１端）を有する。そして、第Ｎ段（Ｎは２以上の整数）の一端２２ａは、第Ｎ段に対し側面１０ｄ側に位置する第（Ｎ−１）段の一端２２ａに対して前端１０ａ側に位置する。言い換えれば、方向Ａ１及びＡ２によって規定される平面に沿った断面（すなわち図４に示される断面）における第１面１２ａの形状は、側面１０ｄ側から側面１０ｃに向けて開口１２を徐々に拡げるような形状となっている。

また、第２面１２ｂは、開口１２の底面１２ｅから側面１０ｃに向けて階段状に形成された支持面１２ｄを有する。支持面１２ｄには、方向Ａ２に沿って並ぶ複数段（本実施形態では２段）にわたって支持部２４（第２支持部）が設けられている。これらの支持部２４は、それぞれ対応する保持孔１６から連続している。支持部２４は、保持孔１６から突き出した光ファイバＦ２を保持する。ここで、図７は、図４に示されたVII−VII断面を示す断面図である。図７に示されるように、支持部２４は、方向Ａ３に沿って複数並んで設けられ、各支持部２４は、支持面１２ｄに形成された溝２５によって構成されている。これらの溝２５は、光ファイバＦ２を収容して保持する。

図８（ａ）は、溝２５の断面形状の例を示す図である。溝２５は、方向Ａ１に垂直な断面形状を円弧状とされ、側面１０ｃに向けて方向Ａ２に開く開放部２５ａを含む。そして、方向Ａ１における溝２５の少なくとも一部において、開放部２５ａの幅Ｗ_２が溝２５の直径Ｄ_２よりも小さく、且つ、溝２５の深さＨ_２が溝２５の曲率半径Ｒ_２よりも大きい。言い換えれば、方向Ａ１に垂直な断面において、各溝２５は略Ｃ字状を呈している。これにより、光ファイバＦ２の断面において最も幅の広い部分が溝２５の内部に位置する状態で、開放部２５ａの幅Ｗ_２を光ファイバＦ２の直径Ｄｆよりも小さくすることができる。したがって、光ファイバＦ２が溝２５から抜け出ることを効果的に抑制し、信頼性を高めることができる。

また、図８（ａ）に示された溝２５に代えて、図８（ｂ）に示される溝２５Ａが支持部２４を構成しても良い。図８（ｂ）に示されるように、溝２５Ａは、方向Ａ１に垂直な断面形状を円弧状とされ、側面１０ｃに向けて方向Ａ２に開く開放部２５ｂを含む。そして、方向Ａ１における溝２５Ａの少なくとも一部において、溝２５Ａの深さＨ_２が溝２５Ａの曲率半径Ｒ_２よりも小さい。これにより、光ファイバＦ２の断面において最も幅の広い部分が溝２５Ａの外部に位置することとなり、光ファイバＦ２を溝２５Ａに容易に導くことができ、組み立ての作業性が向上する。

図４に示されるように、支持部２４は、前端１０ａ側に一端２４ａ（第２端）を有する。そして、第Ｎ段の一端２４ａは、第（Ｎ−１）段の一端２４ａに対して後端１０ｂ側に位置する。言い換えれば、方向Ａ１及びＡ２によって規定される平面に沿った断面（すなわち図４に示される断面）における第２面１２ｂの形状は、側面１０ｄ側から側面１０ｃに向けて開口１２を徐々に拡げるような形状となっている。

再び図２及び図３を参照する。開口１３は、開口１２と後端１０ｂとの間において側面１０ｃに形成されており、側面１０ｄに向けて凹んでいる。開口１３は、前端１０ａ側の側面である第３面１３ａと、後端１０ｂ側の面である第４面１３ｂとを含む。第３面１３ａ及び第４面１３ｂは方向Ａ２に沿ってそれぞれ延びており、第３面１３ａと第４面１３ｂとは互いに対向している。更に、開口１３は挿入部１４と連通しており、保持孔１６は、第２面１２ｂと第３面１３ａとの間を貫通している。

図９は、開口１３を拡大して示す断面図である。図９に示されるように、光ファイバＦ２には、被覆３１が設けられている。光ファイバＦ２の一端から所定長さの部分では被覆３１が除去され、該被覆３１が除去された部分が保持孔１６に挿入されている。そして、第３面１３ａには、光ファイバＦ２のうち被覆３１によって覆われた部分（被覆部分）を保持する被覆支持部２７が設けられている。

被覆支持部２７は、方向Ａ２に沿って並ぶ複数段（本実施形態では２段）にわたって設けられている。被覆支持部２７は、開口１３の底面（すなわち挿入部１４の側面１０ｄ側の側面）１３ｅから側面１０ｃに向けて階段状に形成された支持面１３ｃに設けられており、それぞれ対応する保持孔１６に連続している。被覆支持部２７は、保持孔１６に挿入された光ファイバＦ２の被覆部分を第３面１３ａにおいて支持する。ここで、図１０は、図９に示されたＸ−Ｘ断面を示す断面図である。図１０に示されるように、被覆支持部２７は、方向Ａ３に沿って複数並んで設けられ、各被覆支持部２７は、支持面１３ｃに形成された溝２８によって構成されている。これらの溝２８は、被覆３１に覆われた光ファイバＦ２を収容して保持する。

図１１（ａ）は、溝２８の断面形状の例を示す図である。図１１（ａ）に示されるように、溝２８は、方向Ａ１に垂直な断面形状を円弧状とされ、側面１０ｃに向けて方向Ａ２に開く開放部２８ａを含む。溝２８の曲率半径は、前述した溝２３及び２５の曲率半径よりも大きい。そして、方向Ａ１における溝２８の少なくとも一部において、開放部２８ａの幅Ｗ_３が溝２８の直径Ｄ_３よりも小さく、且つ、溝２８の深さＨ_３が溝２８の曲率半径Ｒ_３よりも大きい。言い換えれば、方向Ａ１に垂直な断面において、各溝２８は略Ｃ字状を呈している。これにより、光ファイバＦ２及び被覆３１の断面において最も幅の広い部分が溝２８の内部に位置する状態で、開放部２８ａの幅Ｗ_３を被覆３１の直径Ｄｃよりも小さくすることができる。したがって、光ファイバＦ２が溝２８から抜け出ることを効果的に抑制し、信頼性を高めることができる。

また、図１１（ａ）に示された溝２８に代えて、図１１（ｂ）に示される溝２８Ａが被覆支持部２７を構成しても良い。図１１（ｂ）に示されるように、溝２８Ａは、方向Ａ１に垂直な断面形状を円弧状とされ、側面１０ｃに向けて方向Ａ２に開く開放部２８ｂを含む。そして、方向Ａ１における溝２８Ａの少なくとも一部において、溝２８Ａの深さＨ_３が溝２８Ａの曲率半径Ｒ_３よりも小さい。これにより、光ファイバＦ２および被覆３１の断面において最も幅の広い部分が溝２８Ａの外部に位置することとなり、光ファイバＦ２を溝２８Ａに容易に導くことができ、組み立ての作業性が向上する。

図９に示されるように、被覆支持部２７は、後端１０ｂ側に一端２７ａを有する。そして、第Ｎ段の一端２７ａは、第（Ｎ−１）段の一端２７ａに対して後端１０ｂ側に位置する。言い換えれば、方向Ａ１及びＡ２によって規定される平面に沿った断面（すなわち図９に示される断面）における第３面１３ａの形状は、側面１０ｄ側から側面１０ｃに向けて開口１３を徐々に拡げるような形状となっている。

再び図２及び図３を参照する。本実施形態のフェルール１０は、第１当接面３１ａと、第２当接面３１ｂと、光透過面３２と、光反射面３４と、レンズ３６とを更に備えている。図２に示されるように、本実施形態では第１当接面３１ａが方向Ａ１及び方向Ａ２と交差する方向に２箇所並んで設けられている。第１当接面３１ａには、方向Ａ１に延びるガイドピン挿入孔３８が形成されている。第２当接面３１ｂは、方向Ａ２において第１当接面３１ａと並んで設けられ、方向Ａ１において第１当接面３１ａよりも後方に設けられる。第２当接面３１ｂからは、ガイドピン３９が方向Ａ１に沿って突出している。一対のフェルール１０が互いに接続される際、一方のフェルール１０のガイドピン３９が他方のフェルール１０のガイドピン挿入孔３８に挿入されると同時に、一方のフェルール１０の第２当接面３１ｂが他方のフェルール１０の第１当接面３１ａに当接する。同様に、他方のフェルール１０のガイドピン３９が一方のフェルール１０のガイドピン挿入孔３８に挿入されると同時に、他方のフェルール１０の第２当接面３１ｂが一方のフェルール１０の第１当接面３１ａに当接する。これにより、方向Ａ１における一対のフェルール１０同士の相対位置が決定される。

光反射面３４は、２つの第１当接面３１ａの間に設けられている。光反射面３４は、方向Ａ１に対して角度４５°を成している。光透過面３２は、方向Ａ１に沿って延びる面であり、光反射面３４に対して方向Ａ２に並んで設けられている。一方のフェルール１０の光透過面３２は、他方のフェルール１０の光透過面３２と対向する。光入出射部２６（図４参照）から方向Ａ１に沿って延びる光軸Ｌ１は、光反射面３４において直角に曲折され、方向Ａ２に沿って光透過面３２を通過し、他方のフェルール１０の光透過面３２に達する。レンズ３６は、光入出射部２６と光学的に接続され、光軸Ｌ１上に設けられている。本実施形態では、レンズ３６は光反射面３４に形成されている。レンズ３６は、光ファイバＦ２から出射された光をコリメートし、また、他方のフェルール１０から受けた光を収束して光ファイバＦ２に入射させる。

図１２は、光軸Ｌ１付近を拡大して示す断面図である。図１２に示されるように、本実施形態のフェルール１０は、光路長補償部３０を備えている。光路長補償部３０は、複数の光入出射部２６のそれぞれと、各光入出射部２６に対応するレンズ３６との間の光路長差を補償するための構造である。すなわち、光路長補償部３０において、光入出射部２６とレンズ３６との間の光路長が各段間で互いに等しくなるように、方向Ａ１における各段の光入出射部２６の位置が設定される。本実施形態では、光路長補償部３０は光ファイバＦ２が突き当てられて光入出射部２６を成すストップ面３７によって構成されている。各段のストップ面３７は、方向Ａ１において互いに異なる位置に設けられている。言い換えれば、各段のストップ面３７は、各段のストップ面３７とレンズ３６との間の光路長が互いに等しくなるように、方向Ａ１において互いにオフセットされている。

ここで、本実施形態のフェルール１０を射出成型により作製する際の金型の構成について説明する。図１３は、開口１２及び開口１３それぞれに金型４２及び４４それぞれが配置されている状態（すなわち成型中）を示す断面図である。金型４２は、開口１２の第１面１２ａ及び第２面１２ｂの形状に対応する表面形状を有しており、支持面１２ｃ及び１２ｄを形成する。また、金型４４は、開口１３の第３面１３ａの形状に対応する表面形状を有しており、支持面１３ｃを形成する。金型４２及び金型４４には、保持孔形成ピン４６が挿通されるための孔が形成されており、保持孔形成ピン４６によって保持孔１６、支持部２２，２４及び被覆支持部２７が形成される。保持孔形成ピン４６の先端は金型４２から露出して光入出射部２６を形成する。したがって、保持孔形成ピン４６の先端は鏡面研磨される。フェルール１０の成型後、保持孔形成ピン４６は方向Ａ１に沿って抜出される。また、金型４２及び４４は、側面１０ｃ側から方向Ａ２に沿って抜出される。

以上の構成を備える本実施形態のフェルール１０によって得られる作用効果について説明する。このフェルール１０では、光ファイバＦ２が挿入部１４から挿入されるとともに保持孔１６に挿通され、その一端が開口１２内に突出する。そして、光ファイバＦ２の一端は、開口１２の第１面１２ａに設けられた支持部２２により支持される。このため、開口１２内での光ファイバＦ２の一端の動きが抑えられるので、光ファイバＦ２とレンズ３６との相対位置精度の低下を抑制できる。従って、本実施形態によれば、光損失の少ないフェルール１０を得ることができる。

また、図４に示されたように、支持部２２の第Ｎ段の一端２２ａは、第（Ｎ−１）段の一端２２ａに対して前端１０ａ側に位置しても良い。この場合、前述したように、方向Ａ１及び方向Ａ２によって規定される平面に沿った断面における第１面１２ａの形状は、側面１０ｄ側から側面１０ｃに向けて開口１２を徐々に拡げるような形状となる。よって、例えば樹脂成形などによりフェルール１０を形成する場合、図１３に示されたように、側面１０ｃ側から抜き取ることが可能な金型４２を用いて開口１２を形成することができる。したがって、簡易な工程にて当該フェルール１０を形成することができる。また、樹脂が金型４２の表面に沿って確実に充填されるので、気泡の混入が更に抑制される。

また、図６に示されたように、支持部２２は円弧状の溝２３又は２３Ａであってもよく、該溝２３（２３Ａ）は方向Ａ２に開く開放部２３ａ（２３ｂ）を含んでも良い。このような支持部２２によって、光ファイバＦ２の一端を好適に支持することができる。また、接着剤を溝２３（２３Ａ）に充填した後に光ファイバＦ２を溝２３（２３Ａ）に導入する際、気泡を巻き込んだとしても、その気泡は開放部２３ａ（２３ｂ）から抜け出る。従って、光ファイバＦ２と第１面１２ａとの間に残存する気泡を更に低減し、光結合効率の低下を更に抑えることができる。

また、本実施形態のように、方向Ａ２に並ぶ複数段にわたって光ファイバＦ２を支持する支持部２４が第２面１２ｂに設けられても良い。これにより、開口１２内における光ファイバＦ２の動きをより効果的に抑え、光ファイバＦ２とレンズ３６との相対位置精度の低下を更に抑制することができる。なお支持部２２が設けられない場合であっても、支持部２４が設けられることによって、開口１２内における光ファイバＦ２の動きをより効果的に抑えることができる。すなわち、支持部２２及び２４のうち少なくとも一方をフェルール１０が備えることにより、本実施形態による上記効果を好適に奏することができる。また、支持部２２に加えて支持部２４が設けられることにより、支持部２２に光ファイバＦ２を導く作業が容易になる。すなわち、光ファイバＦ２の挿入時に、第２面１２ｂと第１面１２ａとの間で光ファイバＦ２の位置がずれない様に、支持部２４によって光ファイバＦ２を保持することができる。

また、支持部２４の第Ｎ段の一端２４ａは、第（Ｎ−１）段の一端２４ａに対して後端１０ｂ側に位置しても良い。この場合、前述したように、方向Ａ１及び方向Ａ２によって規定される平面に沿った断面における第２面１２ｂの形状は、側面１０ｄ側から側面１０ｃに向けて開口１２を徐々に拡げるような形状となる。よって、例えば樹脂成形などによりフェルール１０を形成する場合、図１３に示されたように、側面１０ｃ側から抜き取ることが可能な金型４２を用いて開口１２を形成することができる。したがって、簡易な工程にて当該フェルール１０を形成することができる。また、樹脂が金型４２の表面に沿って確実に充填されるので、気泡の混入が更に抑制される。

また、図８に示されたように、支持部２４は円弧状の溝２５又は２５Ａであってもよく、該溝２５（２５Ａ）は方向Ａ２に開く開放部２５ａ（２５ｂ）を含んでも良い。このような支持部２４によって、光ファイバＦ２を好適に支持することができる。

また、本実施形態のように、挿入部１４と連通する開口１３の第３面１３ａに、光ファイバＦ２の被覆部分を保持する被覆支持部２７が設けられても良い。これにより、被覆付きの光ファイバＦ２をフェルール１０に容易に固定することができる。また、被覆付きの光ファイバＦ２を用いることができ、光ファイバＦ２の強度を高めることができる。さらに、被覆支持部２７を構成する溝２８は他の溝２３，２５よりも直径が大きいので、被覆が除去された光ファイバＦ２を保持孔１６に挿入する作業が容易になる。

また、図１３に示されるように、本実施形態の金型４２及び金型４４は、側面１０ｃ側から抜出可能となっている。金型４２，４４を互いに同じ向きに抜出することができるので、樹脂成形時における金型の取り扱いが容易になる。また、金型４２，４４を互いに同じ向きに抜出することができる場合、方向Ａ２におけるフェルール１０の所定厚さＴ１に対するフェルール１０の中実部分が増えるので、フェルール１０の機械的強度を高めることができる。更に、光入出射部２６における光ファイバＦ２の固定状態の検査を、一方向から開口１２及び開口１３を介して容易に行うことができる。

（第１変形例）
図１４は、上記実施形態の第１変形例を示す断面図であって、光入出射部２６付近を拡大して示す。上記実施形態では、光入出射部２６が設けられた第１面１２ａまで支持部２２が延びていたが、支持部２２は、第１面１２ａまで延びていなくてもよい。その場合、図１４に示されるように、溝２３と第１面１２ａとの間には、間隔Ｂが設けられる。

図１５は、本変形例に係るフェルールの成型中の様子を示す断面図であって、支持部２２付近を拡大して示す。本変形例では、金型４２における保持孔形成ピン４６を挿通する孔が貫通孔ではない。保持孔形成ピン４６の端面４６ａは、第１面１２ａを形成する金型４２の側面に達しておらず該側面よりもやや後方に位置する。このように配置される保持孔形成ピン４６によっても、本変形例の溝２３が好適に形成される。そして本変形例では、光入出射部２６（図１４参照）を形成するために金型４２の側面のみを鏡面加工すればよく、保持孔形成ピン４６の端面４６ａの鏡面加工が不要となる。従って、金型４２の研磨が容易となり、光を散乱しない平滑な光入出射部２６を容易に得ることができる。

（第２変形例）
図１６は、上記実施形態の第２変形例に係るフェルール１０Ａの側断面図である。本変形例と上記実施形態との相違点は、開口の構造である。すなわち、本変形例のフェルール１０Ａは、上記実施形態の開口１２に代えて、開口１７（第１開口）を備えている。開口１７は、側面１０ｃに形成され、側面１０ｄに向けて凹んでいる。開口１７は、前端１０ａ側の側面である第１面１７ａを含む。第１面１７ａは方向Ａ２に沿って延びている。

また、本変形例に係るフェルール１０Ａは、開口１８（第３開口）を更に備えている。開口１８は、側面１０ｄから開口１７に連通するように形成されている。開口１８は、後端１０ｂ側の側面である第２面１８ｂを含む。第２面１８ｂは方向Ａ２に沿って延びている。第１面１７ａと第２面１８ｂとは、部分的に互いに対向している。保持孔１６は、第２面１８ｂと挿入部１４との間を貫通している。

第１面１７ａは光入出射部２６を含む。一実施例では、光入出射部２６において、光ファイバＦ２の一端が第１面１７ａに当接する。本変形例においても、光入出射部２６は、方向Ａ２に沿って並ぶ複数段（例えば２段）にわたって設けられている。また、第１面１７ａには、方向Ａ２に沿って並ぶ複数段（例えば２段）にわたって支持部５２（第１支持部）が設けられている。支持部５２は、側面１０ｄ側から側面１０ｃに向けて階段状に形成された支持面に設けられており、保持孔１６から突き出した光ファイバＦ２を第１面１７ａにおいて保持する。なお、支持部５２の構成は、上記実施形態の支持部２２と同様である。

第２面１８ｂには、側面１０ｃ側から側面１０ｄに向けて階段状に形成された支持面１８ｃが形成されている。これらの支持面１８ｃには、方向Ａ２に沿って並ぶ複数段（例えば２段）にわたって支持部５４（第２支持部）が設けられている。これらの支持部５４は、それぞれ対応する保持孔１６から連続しており、保持孔１６から突き出した光ファイバＦ２を支持する。

支持部５４の構成は、下記の点を除いて、上記実施形態の支持部２４と同様である。すなわち、第Ｎ段の支持部５４の前端１０ａ側の一端は、第Ｎ段に対し側面１０ｃ側に位置する第（Ｎ−１）段の支持部５４の前端１０ａ側の一端に対し、後端１０ｂ側に位置する。言い換えれば、方向Ａ１及びＡ２によって規定される平面に沿った断面（すなわち図１６に示される断面）における第２面１８ｂの形状は、側面１０ｃ側から側面１０ｄに向けて第３開口１８を徐々に拡げるような形状となっている。

また、本変形例に係るフェルール１０Ａは、上記実施形態の開口１３に代えて、開口１９（第２開口）を備えている。開口１９は、開口１８と後端１０ｂとの間において側面１０ｄに形成されており、側面１０ｃに向けて凹んでいる。開口１９は、前端１０ａ側の側面である第３面１９ａを含む。第３面１９ａは方向Ａ２に沿って延びている。更に、開口１９は挿入部１４と連通しており、保持孔１６は、第２面１８ｂと第３面１９ａとの間を貫通している。また、第３面１９ａには、光ファイバＦ２のうち被覆３１によって覆われた部分（被覆部分）を保持する被覆支持部２９が設けられている。なお、被覆支持部２９の構成は、上記実施形態の被覆支持部２７と同様である。

図１７（ａ）は、開口１７及び開口１８それぞれに金型４２Ａ及び４２Ｂそれぞれが配置されている状態（すなわち成形中）を示す断面図である。金型４２Ａは、図１６に示された開口１７の第１面１７ａの形状に対応する表面形状を有しており、支持部５２を形成する。また、金型４２Ｂは、開口１８の第２面１８ｂの形状に対応する表面形状を有しており、支持部５４を形成する。図１７（ｂ）に示されるように、フェルール１０の成型後、金型４２Ａは側面１０ｃ側から方向Ａ２に沿って抜き出され、金型４２Ｂは側面１０ｄ側から方向Ａ２に沿って抜き出される。

本変形例の構成においても、上記実施形態と同様に、開口１７，１８内での光ファイバＦ２の一端の動きが抑えられるので、光ファイバＦ２とレンズ３６との相対位置精度の低下を抑制できる。従って、本変形例によれば、光損失の少ないフェルール１０Ａを得ることができる。

（第３変形例）
図１８及び図１９は、上記実施形態の第３変形例に係るフェルール１０Ｂの構成を示す側断面図である。図１８では光ファイバＦ２が示されており、図１９では光ファイバＦ２が示されていない。本変形例と上記実施形態との相違点は、光の入出射方向である。上記実施形態では方向Ａ２に沿って光の入出射が行われていたが、本変形例では方向Ａ１に沿って光の入出射が行われる。具体的には、本変形例のフェルール１０Ｂは上記実施形態の前端１０ａに代えて前端１０ｆを備える。前端１０ｆは方向Ａ２に沿って延びる平坦面であり、他方のフェルール１０Ｂの前端１０ｆと当接する。そして、前端１０ｆには凹部１０ｇが設けられ、該凹部１０ｇの底面に凸レンズ６１が３段にわたって一体的に形成されている。

また、本変形例のフェルール１０Ｂでは、保持孔１６が、方向Ａ２に並ぶ３段にわたって設けられている。光ファイバＦ２は、それぞれ対応する保持孔１６に挿入されて保持される。保持孔１６と同様に、光ファイバＦ２は、方向Ａ２に沿って並ぶ３段にわたって設けられている。また、開口１２の第１面１２ａ、第２面１２ｂ、及び開口１３の第３面１３ａに設けられる支持部２２，２４，２７は、それぞれ方向Ａ２に並ぶ３段にわたって設けられている。

但し、本変形例では、側面１０ｄに近い側から数えて第１段及び第２段の支持部２２が、第１面１２ａに形成されて溝２３と連続する孔１２ｇを含む。すなわち、本変形例の支持部２２は、後端１０ｂ側にのみ開放部２３ａ（または２３ｂ）を有し、前端１０ａ側には開放部を有しない。そして、第１段及び第２段の光ファイバＦ２の先端部は、対応する孔１２ｇに挿入されて保持される。これにより、方向Ａ１における各段の光ファイバＦ２の端面の位置が揃っており、各光ファイバＦ２の端面とレンズ６１との光学距離が互いに等しくなっている。したがって、上記実施形態に示された光路長補償部が不要となる。

図２０は、開口１２及び開口１３それぞれに金型４２及び４４それぞれが配置されている状態（すなわち成型中）を示す断面図である。金型４２は、開口１２の第１面１２ａ及び第２面１２ｂの形状に対応する表面形状を有しており、支持面１２ｃ及び１２ｄを形成する。また、金型４４は、開口１３の第３面１３ａの形状に対応する表面形状を有しており、支持面１３ｃを形成する。金型４２及び金型４４には、保持孔形成ピン４６が挿通されるための孔が形成されており、保持孔形成ピン４６によって保持孔１６、支持部２２，２４及び被覆支持部２７が形成される。また、第１段及び第２段の保持孔形成ピン４６は、孔１２ｇを同時に形成する。保持孔形成ピン４６の先端は、光入出射部を形成するので鏡面研磨される。フェルール１０の成型後、保持孔形成ピン４６は方向Ａ１に沿って抜出される。また、また金型４２及び４４は、側面１０ｃ側から方向Ａ２に沿って抜出される。

本変形例の構成においても、上記実施形態と同様に、開口１２内での光ファイバＦ２の一端の動きが抑えられるので、光ファイバＦ２とレンズ６１との相対位置精度の低下を抑制できる。従って、本変形例によれば、光損失の少ないフェルール１０Ｂを得ることができる。

（第４変形例）
図２１は、上記実施形態の第４変形例に係るフェルールの側断面図である。本変形例では、一対のフェルールが互いに接続されるのではなく、一つのフェルールが基板上に実装され、発光素子や受光素子などの光素子と光学的に結合される。本変形例のフェルール１０Ｃは、上記実施形態のフェルール１０と同様の構成を有しており、側面１０ｃが基板７０の主面７０ａに接している。光透過面３２を通る光軸Ｌ１は、主面７０ａ上に実装された光素子７１に達する。

本変形例のようなフェルール１０Ｃであっても、上記実施形態と同様に、支持部２２によって開口１２内での光ファイバＦ２の一端の動きが抑えられるので、光ファイバＦ２とレンズ３６との相対位置精度の低下を抑制できる。従って、本実施形態によれば、光損失の少ないフェルール１０を得ることができる。

１Ａ…光接続構造、１０，１０Ａ〜１０Ｃ…フェルール、１０ａ，１０ｆ…前端、１０ｂ…後端、１０ｃ…第１側面、１０ｄ…第２側面、１２…第１開口、１２ａ…第１面、１２ｂ…第２面、１２ｃ，１２ｄ…支持面、１２ｅ…底面、１３…開口、１３ａ…第３面、１３ｂ…第４面、１３ｃ…支持面、１４…挿入部、１６…保持孔、２２，２４，２７…支持部、２３，２５，２８…溝、２３ａ，２３ｂ，２５ａ，２５ｂ，２８ａ，２８ｂ…開放部、２６…光入出射部、２７…被覆支持部、３０…光路長補償部、３１…被覆、３１ａ…第１当接面、３１ｂ…第２当接面、３２…光透過面、３４…光反射面、３６…レンズ、３７…ストップ面、３８…ガイドピン挿入孔、３９…ガイドピン、４２，４４…金型、４６…保持孔形成ピン、５２，５４…支持部、６１…凸レンズ、７０…基板、７１…光素子、Ｆ１…光ファイバ束、Ｆ２…光ファイバ。

Claims (10)

1. 接続方向である第１方向に並ぶ前端及び後端と、前記前端及び前記後端を繋ぐとともに前記第１方向と交差する第２方向に互いに対向する第１側面及び第２側面とを有するフェルールであって、
   前記後端に形成され、光導波路部材が挿入される挿入部と、
   前記光導波路部材の一端が配置されることにより、前記光導波路部材によって導波される光が入射若しくは出射する光入出射部と、
   前記光入出射部と光学的に接続されるレンズと、
   前記第２方向に並ぶ複数段にわたって設けられ、前記光導波路部材を保持する保持孔と、
   前記第１側面に形成され、前記前端側の第１面を含む第１開口と、
   を備え、
   前記保持孔は、前記挿入部と前記第１開口との間を貫通しており、
   前記第１面は前記光入出射部を含み、前記第２方向に並ぶ複数段にわたって前記光導波路部材を支持する第１支持部が前記第１面に設けられている、フェルール。
2. 前記第１支持部は、前記後端側に第１端を有し、
   第Ｎ段（Ｎは２以上の整数）の前記第１端は、前記第Ｎ段に対し前記第２側面側に位置する第（Ｎ−１）段の前記第１端に対して前記前端側に位置する、請求項１に記載のフェルール。
3. 前記第１支持部は円弧状の溝であり、該溝は前記第２方向に開く開放部を含む、請求項１または２に記載のフェルール。
4. 前記第１開口が前記後端側の第２面を更に含み、
   前記保持孔が前記挿入部と前記第２面との間を貫通しており、
   前記第２方向に並ぶ複数段にわたって前記光導波路部材を支持する第２支持部が前記第２面に設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフェルール。
5. 前記第２支持部は、前記前端側に第２端を有し、
   第Ｎ段（Ｎは２以上の整数）の前記第２端は、前記第Ｎ段に対して前記第２側面側に位置する第（Ｎ−１）段の前記第２端に対して前記後端側に位置する、請求項４に記載のフェルール。
6. 前記第２支持部は円弧状の溝であり、該溝は前記第２方向に開く開放部を含む、請求項４または５に記載のフェルール。
7. 前記第１方向における前記溝の少なくとも一部において、前記開放部の幅が前記溝の直径よりも小さく、前記溝の深さが前記溝の半径よりも大きい、請求項３または６に記載のフェルール。
8. 前記第１方向における前記溝の少なくとも一部において、前記溝の深さが前記溝の半径よりも小さい、請求項３または６に記載のフェルール。
9. 前記第１開口と前記後端との間において前記第１側面または前記第２側面に形成され、前記挿入部と連通しており、前記前端側の第３面及び前記後端側の第４面を含む第２開口を更に備え、
   前記保持孔は、前記第３面と前記第１開口との間を貫通しており、
   前記光導波路部材の被覆部分を支持する被覆支持部が前記第３面に設けられている、請求項１〜８のいずれか一項に記載のフェルール。
10. 接続方向である第１方向に対向する前端及び後端と、前記第１方向と交差する第２方向に対向する第１側面及び第２側面とを備えるフェルールであって、
    前記後端に形成され、光導波路部材が挿入される挿入部と、
    前記光導波路部材の一端が配置されることにより、前記光導波路部材によって導波される光が入射若しくは出射する光入出射部と、
    前記光入出射部と光学的に接続されるレンズと、
    前記第２方向に並ぶ複数段にわたって設けられ、前記光導波路部材を保持する保持孔と、
    前記第１側面及び前記第２側面のうち一方の側面に形成され、前記前端側の第１面及び前記後端側の第２面を含む第１開口と、
    を備え、
    前記保持孔は、前記挿入部と前記第２面との間を貫通しており、
    前記第１面は前記光入出射部を含み、
    前記第２方向に並ぶ複数段にわたって前記光導波路部材を支持する第２支持部が前記第２面に設けられている、フェルール。

Images