JP2021033132A - 光コネクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】クロストークを抑制できる光コネクタを提供する。【解決手段】基板に実装される光コネクタ１は、ハウジング３と、シールドケース６と、光トランシーバ４と、レンズ体５と、を備えている。レンズ体５は、発光素子４１と相手光コネクタの一方の光ファイバとの間に介在する発光側レンズ部５１と、受光素子４２と相手光コネクタの他方の光ファイバとの間に介在する受光側レンズ部５２と、受光側レンズ包囲部５５と、を一体に備えている。レンズ体５には、発光素子４１からの出射光の一部がレンズ体５を介して受光素子４２に入り込むことを抑制する遮光部５６が形成されている。受光側レンズ包囲部５５は、相手光コネクタ側の端部５５ｂが透明に形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、光トランシーバ（ＦＯＴ：Ｆｉｂｅｒ Ｏｐｔｉｃ Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）とレンズ体を備えた光コネクタに関するものである。
従来より、自動車用ＬＡＮ等において、基板と光ファイバとを一対の光コネクタを介して接続することが行われている。前記一対の光コネクタのうちの一方である「基板側光コネクタ」は、基板に接続された光トランシーバ、レンズ機能を有する導光部材（以下、「レンズ体」と呼称する。）、これらを収容したハウジング、等を備えている。他方の「光ファイバ側光コネクタ」は、送信用と受信用の２本の光ファイバの端部各々に取り付けられたフェルール、これらフェルールを収容したハウジング、等を備えている。
上記基板側光コネクタのハウジングには、光ファイバ側光コネクタを受け入れる嵌合室が形成されている。この嵌合室に光ファイバ側光コネクタが嵌合することで、各光ファイバの端面が上記レンズ体と向かい合う。そして、一方の光ファイバからレンズ体を介して光トランシーバの受光素子へ光が伝送され、光トランシーバの発光素子からレンズ体を介して他方の光ファイバへ光が伝送される（特許文献１等を参照）。
特開２０１９−５６８９５号公報
上記特許文献１の基板側光コネクタにおいては、発光素子からの出射光の一部がレンズ体を介して受光素子に入り込む「クロストーク」が生じ得るという問題があった。このクロストークが生じた場合、正確な信号の送受信ができなくなり好ましくない。
上記問題を解決するため、本発明は、クロストークを抑制できる光コネクタを提供することを目的とする。
本発明の光コネクタは、ハウジングと、発光素子及び受光素子を有し、前記ハウジング内に収容された光トランシーバと、前記ハウジング内に収容されて相手光コネクタと前記光トランシーバとの間に介在するレンズ体と、を備え、前記レンズ体が、前記発光素子と前記相手光コネクタの一方の光ファイバとの間に介在する発光側レンズ部と、前記受光素子と前記相手光コネクタの他方の光ファイバとの間に介在する受光側レンズ部と、前記受光側レンズ部を包囲した筒状の受光側レンズ包囲部と、を一体に備え、前記レンズ体における前記発光側レンズ部と前記受光側レンズ部とを結ぶ部分に遮光部が形成されており、前記受光側レンズ包囲部における前記相手光コネクタ側の端部が透明に形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、レンズ体における発光側レンズ部と受光側レンズ部とを結ぶ部分に遮光部が形成されているので、発光素子からの出射光の一部がレンズ体を介して受光素子に入り込むこと（クロストーク）を抑制できる。
本発明の一実施形態にかかる光コネクタが相手光コネクタと嵌合している状態を示す斜視図である。 図１の光コネクタの分解図である。 図１の相手光コネクタの分解図である。 図１中のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図２のレンズ体の拡大図である。 図４の光ファイバと受光側レンズ部との間に軸ズレが生じた際の光の進路を説明する説明図である。
本発明の一実施形態にかかる「光コネクタ」について、図１〜６を参照して説明する。
図１に示す光コネクタ１は、基板に実装されるコネクタである。この光コネクタ１は、光ファイバ１１の端末に接続された相手光コネクタ２と嵌合される。図示例では、２本の光ファイバ１１の両端末に相手光コネクタ２が接続されており、これら相手光コネクタ２がそれぞれ光コネクタ１と嵌合されている。
相手光コネクタ２は、図３に示すように、送信用と受信用の２本の光ファイバ１１の端部各々に取り付けられた円筒状のフェルール７と、これらフェルール７を収容した合成樹脂製のハウジング８と、ハウジング８に組み付けられてフェルール７の抜けを防止するホルダ９と、を備えている。
２本の光ファイバ１１は、それぞれ、コアとクラッドからなる芯線１２と、芯線１２を覆った被覆１３とで構成されている。各光ファイバ１１は、その端部の被覆１３が剥ぎ取られてフェルール７内に挿入されている。
光コネクタ１は、図２に示すように、合成樹脂製のハウジング３と、シールドケース６と、ハウジング３内に収容された光トランシーバ（ＦＯＴ：Ｆｉｂｅｒ Ｏｐｔｉｃ Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）４と、ハウジング３内に収容されて相手光コネクタ２と光トランシーバ４との間に介在するレンズ体５と、を備えている。
ハウジング３は、四角筒状の外壁部３０と、外壁部３０の内部空間に配された一対の筒部３１と、を一体に有している。図４に示すように、外壁部３０の内部空間における筒部３１の一方側には、レンズ体５と光トランシーバ４が収容されている。また、外壁部３０の内部空間における筒部３１の他方側には、相手光コネクタ２が嵌合される。この他方側の空間を「嵌合室３４」と呼称する。
筒部３１は、図４に示すように相手光コネクタ２の光ファイバ１１及びフェルール７を受け入れてこれらを位置決めするものである。筒部３１は、フェルール７の先端形状に対応した円筒状に形成されている。一対の筒部３１は、ハウジング３の幅方向に並んでいる。各筒部３１の中心軸は、外壁部３０の中心軸（即ち相手光コネクタ２の嵌合方向）と平行である。
シールドケース６は、金属板にプレス加工等が施されて得られるものである。シールドケース６は、図２に示すように、外壁部３０の上面を覆う上面部６１、外壁部３０の両側面を覆う一対の側面部６２、光トランシーバ４を覆う背面部６３、各側面部６２から延びた基板接続部６４を有している。
光トランシーバ４は、図２，４に示すように、発光素子（発光ダイオード、レーザダイオード等）４１と、受光素子（フォトダイオード等）４２と、基板に接続される複数のリード４４と、これらを保持した合成樹脂製の保持部４０と、を備えている。保持部４０の両端部には、レンズ体５と係止する一対の係止突起４３が形成されている。
レンズ体５は、図４，５に示すように、発光素子４１と一方の光ファイバ１１との間に介在する発光側レンズ部５１と、受光素子４２と他方の光ファイバ１１との間に介在する受光側レンズ部５２と、発光側レンズ包囲部５４と、受光側レンズ包囲部５５と、これらと一体化された板部５０と、板部５０の両端から延びた一対の係止アーム５３と、を一体に備えている。
発光側レンズ部５１及び受光側レンズ部５２は、両面が凸面の両凸レンズである。本例では、受光側レンズ部５２の厚みが発光側レンズ部５１よりも大きく形成されている。これら発光側レンズ部５１及び受光側レンズ部５２は、軸方向から見て円形に形成されている。発光側レンズ部５１及び受光側レンズ部５２の直径は、光ファイバ１１の芯線１２の直径よりも大きい。
発光側レンズ包囲部５４は、円筒状に形成されており、発光側レンズ部５１を包囲している。発光側レンズ部５１の外周部は発光側レンズ包囲部５４の内周部と繋がっている。発光側レンズ包囲部５４の相手光コネクタ２側の端面は、発光側レンズ部５１の光ファイバ対向面５１ａの中心部（最も突出した部分）よりも相手光コネクタ２側に位置している。
受光側レンズ包囲部５５は、円筒状に形成されており、受光側レンズ部５２を包囲している。受光側レンズ部５２の外周部は受光側レンズ包囲部５５の内周部と繋がっている。受光側レンズ包囲部５５の相手光コネクタ２側の端面は、受光側レンズ部５２の光ファイバ対向面５２ａの中心部（最も突出した部分）よりも相手光コネクタ２側に位置している。この受光側レンズ包囲部５５と受光側レンズ部５２の光ファイバ対向面５２ａ外縁部とが交わった個所を「交わり部」と呼称し、符号５５ｃを付す。
板部５０は、発光側レンズ部５１及び受光側レンズ部５２の軸方向から見て長方形板状に形成されている。板部５０は、発光側レンズ包囲部５４の外周部及び受光側レンズ包囲部５５の外周部と繋がっている。
一対の係止アーム５３は、図４に示すように、光トランシーバ４の一対の係止突起４３と係止する。光トランシーバ４とレンズ体５は、これら係止突起４３と係止アーム５３同士が係止することで互いに組み付けられ、互いに組み付けられた状態でハウジング３に組み付けられる。また、その後、シールドケース６がハウジング３に組み付けられる。
図４に示すようにレンズ体５がハウジング３に組み付けられた状態で、発光側レンズ部５１及び発光側レンズ包囲部５４の一部が一方の筒部３１内に位置し、受光側レンズ部５２及び受光側レンズ包囲部５５の大部分が他方の筒部３１内に位置する。
上記レンズ体５は、透明樹脂と、黒色樹脂とを用いた二色成形により得られる。本例では、発光側レンズ部５１、受光側レンズ部５２、受光側レンズ包囲部５５における相手光コネクタ２側の端部５５ｂ、板部５０の両端部５０ａ，５０ｂ、及び一対の係止アーム５３が透明樹脂で形成されている。また、前記受光側レンズ包囲部５５の「端部５５ｂ」の範囲については、より詳細には、受光側レンズ包囲部５５における交わり部５５ｃよりも少し光トランシーバ４側の部分から相手光コネクタ２側の端面までである。そして、その余の部分、即ち、発光側レンズ包囲部５４、受光側レンズ包囲部５５における光トランシーバ４側の部分５５ａ、板部５０の中央部５０ｃが黒色樹脂で形成されている。これら黒色樹脂で形成された部分を「遮光部」と称し、符号５６を付す。
上記遮光部５６は、レンズ体５における発光側レンズ部５１と受光側レンズ部５２とを結ぶ部分を含んでいるので、発光素子４１からの出射光の一部がレンズ体５を介して受光素子４２に入り込むこと（クロストーク）を抑制できる。
なお、本例では、黒色樹脂で遮光部５６を形成しているが、本発明の遮光部は、使用波長に対し低透過率の材料であればよい。また、本例では、クロストークをより確実に防ぐために、レンズ体５における発光側レンズ部５１と受光側レンズ部５２とを結ぶ部分（発光側レンズ部５１と受光側レンズ部５２の間の部分）の他に、発光側レンズ部５１及び受光側レンズ部５２の周囲に広範囲に遮光部５６が形成されているが、本発明では、少なくとも発光側レンズ部５１と受光側レンズ部５２とを結ぶ部分に遮光部が形成されていればよい。また、本例では、板部５０の両端部５０ａ，５０ｂ及び一対の係止アーム５３が透明樹脂で形成されているが、これらの部分は黒色樹脂で形成されていてもよい。
上記受光側レンズ包囲部５５の端部５５ｂは、以下の理由により透明樹脂で形成されている。即ち、光コネクタ１は、相手光コネクタ２との嵌合ガタや、組付け部品のガタ等に起因して、図６に示すように相手光コネクタ２の光ファイバ１１と受光側レンズ部５２との間に軸ズレが生じることがある。その場合、光ファイバ１１からの出射光の一部が受光側レンズ部５２の光ファイバ対向面５２ａからはみ出し、受光側レンズ包囲部５５の端部５５ｂに当たる。この端部５５ｂが仮に黒色樹脂で形成されていると、当たった光が吸収され、光コネクタ１，２間の通信信頼性が低下してしまう。
この点において、本例では、端部５５ｂが透明に形成されているので、上述した軸ズレにより光ファイバ対向面５２ａからはみ出した光を、図６に示すように端部５５ｂで反射させて光ファイバ対向面５２ａに入射させることができる。よって、光コネクタ１，２間の通信信頼性が低下することを抑制できる。
このように、本例の光コネクタ１は、発光素子４１からの出射光の一部がレンズ体５を介して受光素子４２に入り込む「クロストーク」を抑制できる上、相手光コネクタ２の光ファイバ１１と受光側レンズ部５２との間に軸ズレが生じた場合でも光損失を抑制できるので、相手コネクタ２との通信信頼性低下を抑制できる。
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
１ 光コネクタ
２ 相手光コネクタ
３ ハウジング
４ 光トランシーバ
５ レンズ体
１１ 光ファイバ
４１ 発光素子
４２ 受光素子
５１ 発光側レンズ部
５２ 受光側レンズ部
５４ 発光側レンズ包囲部
５５ 受光側レンズ包囲部
５６ 遮光部

Claims (3)

  1. ハウジングと、
    発光素子及び受光素子を有し、前記ハウジング内に収容された光トランシーバと、
    前記ハウジング内に収容されて相手光コネクタと前記光トランシーバとの間に介在するレンズ体と、を備え、
    前記レンズ体が、前記発光素子と前記相手光コネクタの一方の光ファイバとの間に介在する発光側レンズ部と、前記受光素子と前記相手光コネクタの他方の光ファイバとの間に介在する受光側レンズ部と、前記受光側レンズ部を包囲した筒状の受光側レンズ包囲部と、を一体に備え、
    前記レンズ体における前記発光側レンズ部と前記受光側レンズ部とを結ぶ部分に遮光部が形成されており、
    前記受光側レンズ包囲部における前記相手光コネクタ側の端部が透明に形成されている
    ことを特徴とする光コネクタ。
  2. 前記受光側レンズ包囲部は、前記受光側レンズ部の光ファイバ対向面外縁部と交わっており、当該交わり部よりも前記相手光コネクタ側の部分が透明に形成されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の光コネクタ。
  3. 前記レンズ体が、前記発光側レンズ部を包囲した筒状の発光側レンズ包囲部を備え、当該発光側レンズ包囲部が黒色樹脂で形成されている
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光コネクタ。
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