JP2022061168A - 光コネクタケーブル、及び光コネクタケーブルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接着剤における気泡の発生率を低減できる光コネクタケーブルを提供する。【解決手段】光コネクタケーブルは、それぞれが第１方向に沿って延在する複数の光ファイバ３１と、レンズモジュール２０と、接着剤とを備える。レンズモジュールは、複数の光ファイバの端部３３を第１方向と交差する第２方向に順に載置するように構成された載置部、複数の光ファイバの先端面Ｓと対向する対向面２７、及び、対向面を介して複数の光ファイバのそれぞれと光学的に結合する複数のレンズを有する。接着剤は、複数の光ファイバを載置部に固定する。複数の光ファイバは、先端面が対向面から所定距離を離間するように載置部に載置され、先端面と対向面との間には接着剤の一部が入り込んでいる。【選択図】図６

Description

本開示は、光コネクタケーブル、及び光コネクタケーブルの製造方法に関する。

特許文献１には、光ファイバ及びレンズモジュールを備える光コネクタケーブルの一例が開示されている。レンズモジュールは、回路基板上に搭載された光素子に対して光ファイバを光学的に接続する部材である。レンズモジュールの上部には、光ファイバの端部を収容するファイバ溝が設けられている。ファイバ溝と当該ファイバ溝に収容された光ファイバの端部との隙間には接着剤が注入され、光ファイバがレンズモジュールに対して固定される。特許文献２には、レンズモジュールの他の例が開示されている。

特開２０１６－０３５４８４号公報 米国特許第９４３５９６３号明細書

上述したレンズモジュールでは、各光ファイバの先端面がレンズモジュールの突き当て面に接するように位置合わせされて、ファイバ溝と光ファイバの端部との隙間に接着剤が注入される。この際、理想的には、各光ファイバの先端面と突き当て面との間には隙間が生じないため、各光ファイバの先端面と突き当て面との間には接着剤が入り込むことがない。しかしながら、実際には複数の光ファイバの各先端面の位置に多少の製造誤差（ズレ）が生じ、一部の光ファイバの先端面と突き当て面との間の微小領域に接着剤が入り込み、その接着剤の内部に気泡が発生してしまうことがある。このような気泡が接着剤の内部（特に光ファイバの光軸上）に位置すると、その光ファイバの光軸ずれ又はフレネル損失等が生じるおそれがある。そこで、光コネクタケーブルにおいて、複数の光ファイバを光学的に結合する場合であっても、接着剤における気泡の発生を低減することが望まれている。

本開示は、接着剤における気泡の発生を低減できる、光コネクタケーブル及び光コネクタケーブルの製造方法を提供することを目的とする。

本開示の光コネクタケーブルは、それぞれが第１方向に沿って延在する複数の光ファイバと、レンズモジュールと、接着剤とを備える。レンズモジュールは、複数の光ファイバの端部を第１方向と交差する第２方向に順に載置するように構成された載置部、複数の光ファイバの先端面と対向する対向面、及び、対向面を介して複数の光ファイバのそれぞれと光学的に結合する複数のレンズを有する。接着剤は、複数の光ファイバを載置部に固定する。複数の光ファイバは、先端面が対向面から所定距離を離間するように載置部に載置され、先端面と対向面との間には接着剤の一部が入り込んでいる。

本開示によれば、接着剤における気泡の発生を低減できる。

図１は、一実施形態に係る光コネクタケーブルを示す斜視図である。 図２は、図１に示す光コネクタケーブルにおいて、回路基板及びレンズモジュールに対して光ファイバケーブルを取り付ける前の状態を示す斜視図である。 図３は、図１に示す光コネクタケーブルの一部をＩＩＩ－ＩＩＩ線において切断した際の断面図である。 図４は、図１に示す光コネクタケーブルが備えるレンズモジュールを上面側から視認した平面図である。 図５は、光ファイバケーブルに取り付けられた保持部を示す斜視図である。 図６は、レンズモジュールに載置された光ファイバの先端部分を、レンズモジュールの上側（上面側）から視認した図である。 図７は、レンズモジュールの対向面から光ファイバが有する先端面の中央位置までの離間距離と、接着剤における気泡発生率との関係を示す図である。 図８は、光コネクタケーブルの製造方法を示すフローチャートである。

［本開示の実施形態の説明］
最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。一実施形態に係る光コネクタケーブルは、それぞれが第１方向に沿って延在する複数の光ファイバと、レンズモジュールと、接着剤とを備える。レンズモジュールは、複数の光ファイバの端部を第１方向と交差する第２方向に順に載置するように構成された載置部、複数の光ファイバの先端面と対向する対向面、及び、対向面を介して複数の光ファイバのそれぞれと光学的に結合する複数のレンズを有する。接着剤は、複数の光ファイバを載置部に固定する。複数の光ファイバは、先端面が対向面から所定距離を離間するように載置部に載置され、先端面と対向面との間には接着剤の一部が入り込んでいる。

この光コネクタケーブルでは、複数の光ファイバは、各先端面がレンズモジュールの対向面から所定距離を離間するように載置部に載置される。このように、この光コネクタケーブルでは、各光ファイバの先端面とレンズモジュールの対向面との間が所定距離を離間するように予め設定しておき、各光ファイバの先端面とレンズモジュールの対向面との間に入り込んだ接着剤に混入した気泡を硬化等が行われる前に接着剤から抜けやすくしている。このため、この光コネクタケーブルによれば、接着剤における気泡の発生を低減することができる。その結果、気泡を原因とする、光ファイバの光軸ずれやフレネル損失といった光接続損失を抑制することができる。

一実施形態として、複数の光ファイバは、先端面から対向面までの離間距離が異なる光ファイバを含む。複数のレンズの焦点位置は、対向面と、離間距離が最も小さい第１光ファイバが有する第１先端面の第１方向における第１位置との間に位置してもよい。この態様によれば、光学的に結合するレンズと光ファイバとの間の光路上に当該レンズの焦点が位置するため、レンズと光ファイバとの光結合効率を向上させることができる。

一実施形態として、第１位置と、先端面から対向面までの離間距離が最も大きい第２光ファイバが有する第２先端面の第１方向における第２位置との中央位置は、接着剤における気泡発生率が最も小さくなるように複数の光ファイバを載置部に載置した際の理想中央位置に位置してもよいし、理想中央位置よりも対向面から離間して位置してもよい。この態様によれば、各光ファイバが有する先端面は、理想中央位置の近傍、又は理想中央位置よりも対向面から離れて位置することとなる。そのため、各光ファイバの先端面とレンズモジュールの対向面との間が十分に離間し、接着剤に混入した気泡がより抜けやすくなるので、接着剤における気泡の発生を一層低減することができる。

一実施形態として、先端面から対向面までの離間距離が２５μｍ以上５０μｍ以下であってもよい。この態様によれば、光ファイバが有する先端面が、対向面から適度に離間して位置するので、接着剤における気泡の発生を低減して光接続損失を抑制することができる。より具体的には、先端面から対向面までの離間距離が２５μｍより小さい場合、その隙間が極めて微小であることから、隙間に入った接着剤から気泡を抜くのに時間がかかってしまう又は十分に気泡を抜くことが困難となってしまうが、２５μｍ以上とすることにより、気泡の除去を行いやすくなる。また、先端面から対向面までの離間距離が５０μｍよりも大きい場合、単位体積当たりの気泡は除去しやすくなるものの、その隙間に入り込む接着剤の量が多くなり、先端面と対向面との間の気泡総量が多くなってしまうが、５０μｍ以下とすることにより、気泡の総量を抑えることが可能となる。

一実施形態として、光コネクタケーブルは、レンズモジュールを実装する回路基板と、回路基板上に配置され、複数のレンズを介して複数の光ファイバに光学的に結合される複数の光素子と、保持部とを更に備えてもよい。保持部は、複数の光ファイバの端部が突き出る端面を有し、複数の光ファイバをまとめて保持してもよい。複数の光素子それぞれは、対応する光ファイバから入射される光を光電変換し、又は、対応する光ファイバへ出射する光を光電変換してもよい。この態様によれば、保持部から突き出る光ファイバの端部を、保持部の基準端面を基準として適切な長さに容易に切断することができる。また、光コネクタケーブルが、光を光電変換する光素子を備えることにより、例えば、光コネクタケーブルが接続されるデバイスからの電気信号を光信号へと変換して、他のデバイスへと送出することができる。

一実施形態として、接着剤は、光透過性接着剤であってもよい。この態様によれば、光ファイバの先端面と、レンズモジュールの対向面との間に入り込んだ接着剤の内部を通過する光の減衰を抑制することができる。

一実施形態に係る上記光コネクタケーブルの製造方法は、レンズモジュールが有する載置部に、複数の光ファイバの端部をそれぞれ載置する工程と、載置部に接着剤を塗布し、複数の光ファイバをレンズモジュールに対して固定する工程と、を備える。載置する工程では、上述した中央位置が上述した理想中央位置に位置するように、又は理想中央位置よりも対向面から離間して位置するように、複数の光ファイバの端部を載置する。

この光コネクタケーブルの製造方法では、複数の光ファイバは、それぞれが有する先端面が理想中央位置の近傍、又は理想中央位置よりも対向面から離れて位置するように載置される。そのため、各光ファイバの先端面とレンズモジュールの対向面との間が適度に離間し、接着剤に混入した気泡がより抜けやすくなるので、接着剤における気泡の発生を低減することができる。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示に係る光コネクタケーブル及び光コネクタケーブルの製造方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。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およ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。図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１及び図２を参照して、一実施形態に係る光コネクタケーブル１について説明する。図１は、一実施形態に係る光コネクタケーブル１を示す斜視図である。図２は、図１に示す光コネクタケーブル１において、回路基板１０及びレンズモジュール２０に対して光ファイバケーブル３０を取り付ける前の状態を示す斜視図である。以下、説明のために、光コネクタケーブル１の端部の延在方向を方向Ｘ（第１方向）とし、当該端部の幅方向を方向Ｙ（第２方向）とし、当該端部の厚み方向を方向Ｚとする。方向Ｘ、方向Ｙ及び方向Ｚは、互いに交差（本実施形態においては、直交）している。

光コネクタケーブル１は、例えばデバイス間において光信号を送受信するために使用されるケーブルであり、例えばアクティブ光ケーブル（ＡＯＣ：Active optical cable）である。図１及び図２に示すように、光コネクタケーブル１は、回路基板１０、レンズモジュール２０、光ファイバケーブル３０及び保持部４０を備えている。図１及び図２では、光コネクタケーブル１の一端を示しているが、光コネクタケーブル１の他端も同様の構成を有していてもよい。

回路基板１０は、光素子及び電子素子が搭載又は内蔵される板状部品である。図２に示すように、回路基板１０は、方向Ｘにおいて対向する第１端面１１及び第２端面１２を有している。以下の説明では、方向Ｘにおいて、第１端面１１が位置する側を光コネクタケーブル１の先端側とし、第２端面１２が位置する側を光コネクタケーブル１の基端側とする。回路基板１０の内側には、光素子及び電子素子等を電気的に接続するための各種配線（不図示）が設けられていてもよい。回路基板１０は、主面１３を有している。主面１３は、方向Ｘ及び方向Ｙに沿って延在する平坦な面である。主面１３のうち第２端面１２寄りの領域には、レンズモジュール２０が載置されている。レンズモジュール２０は、接着剤によって主面１３に固定されていてもよい。接着剤は、例えば紫外線硬化性接着剤であってもよい。

主面１３には、光素子１４が実装されている（図３を参照）。光素子１４は、方向Ｙに沿って複数配置されており、レンズモジュール２０によって覆われている。各光素子１４は、レンズモジュール２０を介して対応する光ファイバ３１と光学的に結合する。光素子１４は、対応する光ファイバ３１から入射される光Ｌ、又は、対応する光ファイバ３１へ出射する光Ｌを光電変換する素子である。光素子１４は、例えばＰＤ（Photodiode）等の受光素子、又は、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity SurfaceEmitting LASER）等の発光素子であってもよい。以下の説明では、光素子１４が受光素子である場合を例に説明する。

レンズモジュール２０は、回路基板１０に載置される板状部品であり、光ファイバ３１と光素子１４とを光学的に結合させる。ここで、図３及び図４を用いて、レンズモジュール２０の詳細な構成について説明する。図３は、回路基板１０上に配置されたレンズモジュール２０をＩＩＩ－ＩＩＩ線において切断した際の断面図である。図４は、光コネクタケーブル１が備えるレンズモジュール２０を上面２３側から視認した平面図である。図３に示すように、レンズモジュール２０は、光ファイバ３１から方向Ｘに沿って出射される光Ｌの伝搬方向を方向Ｚに沿う向きに変換する。伝搬方向を変換された光Ｌは、レンズモジュール２０のレンズ２８を通過し、回路基板１０上の光素子１４へと入射する。レンズモジュール２０は、光ファイバ３１から出射される光Ｌを透過する材料（例えば、ガラス又は光透過性樹脂）からなる。レンズモジュール２０は、第１端面２１、第２端面２２、上面２３、下面２４、ファイバ溝２５、凹部２６、対向面２７、及び複数のレンズ２８を有する。

第１端面２１は、図３に示すように、レンズモジュール２０の先端側に位置する端面である。第１端面２１は、方向Ｙ及び方向Ｚに沿って延在し、方向Ｘにおいて第２端面２２と対向する。第２端面２２は、レンズモジュール２０の基端側に位置する端面である。第２端面２２は、方向Ｙ及び方向Ｚに沿って延在し、方向Ｘにおいて第１端面２１と対向する。レンズモジュール２０は、方向Ｘにおける第１端面２１から第２端面２２までの長さが例えば４ｍｍ以上１２ｍｍ以下の小型部品であってもよい。上面２３は、レンズモジュール２０の上部に位置する面であり、方向Ｘ及び方向Ｙに沿って延在している。上面２３が有する第１端面２１寄りの端部は第１端面２１と接続し、第２端面２２寄りの端部は対向面２７と接続している。また、上面２３のうち第２端面２２寄りの領域には、ミラー２３ａを有する窪みが設けられている。ミラー２３ａは、光ファイバ３１から出射された光Ｌの伝搬方向を変換する部材である。ミラー２３ａは、ＸＹ平面及びＹＺ平面のそれぞれに対して傾斜して設けられている。ミラー２３ａは、光ファイバ３１から方向Ｘに沿って出射された光Ｌを受け、その光Ｌをレンズ２８及び光素子１４に向けて反射させる。光Ｌの入射光軸と反射光軸とは、例えば直角を成していてもよい。

下面２４は、レンズモジュール２０の下部に位置する面であり、方向Ｘ及び方向Ｙに沿って延在している。下面２４は、方向Ｘにおいて上面２３よりも第２端面２２寄りに設けられており、第２端面２２寄りの端部が第２端面２２と接続している。レンズモジュール２０が回路基板１０に載置された状態において、下面２４は、回路基板１０の主面１３と接触する。

ファイバ溝２５は、光ファイバ３１の先端部分３３（端部）が載置される載置部である。ファイバ溝２５は、レンズモジュール２０に複数設けられている。各ファイバ溝２５は、方向Ｘに沿って延びるＶ溝（ＹＺ平面においてＶ字状をなす溝）である。各ファイバ溝２５は、レンズモジュール２０に対する光ファイバ３１の位置を規定し、方向Ｙにおける光ファイバ３１の位置ずれを防止する。図３に示すように、ファイバ溝２５及びファイバ溝２５に隣接する凹部２６には接着剤２９が注入され、複数の光ファイバ３１がレンズモジュール２０に対して固定される。本実施形態においては、説明の便宜上、接着剤２９を破線で示している。接着剤２９は、光ファイバ３１から出射される光Ｌを透過する光透過性接着剤である。また、接着剤２９は、紫外線硬化性接着剤であってもよい。図３に示すように、接着剤２９は、その表面のほとんどが光ファイバ３１の上面とレンズモジュール２０の上面２３との間の高さに到達する程度まで注入されてもよい。

図４に示すように、複数のファイバ溝２５は、方向Ｙに沿って並んで設けられている。ファイバ溝２５の数は、光ファイバ３１の本数と同数又はそれ以上の数であってよい。本実施形態においては、光ファイバ３１の本数と同数（４本）のファイバ溝２５が設けられている。各ファイバ溝２５の第１端面２１寄りの端部は、凹部２６と繋がっており、第２端面２２寄りの端部は、第２端面２２において開口している。光ファイバ３１の先端部分３３は、例えば第２端面２２に設けられた開口からファイバ溝２５に収容される。ファイバ溝２５は、第２端面２２寄りの部分の方向Ｙにおける幅が、第１端面２１寄りの部分の方向Ｙにおける幅よりも大きく形成されている。これにより、第２端面２２における開口からファイバ溝２５の内部へと光ファイバ３１を容易に収容することができる。なお、ファイバ溝２５の形状は、Ｖ溝に限られず、例えば底部が丸みを帯びたＵ溝であってもよいし、方向Ｘ及び方向Ｙに沿って延在する底面を有する矩形溝であってもよい。また、光ファイバ３１が載置される載置部は、ファイバ溝２５のような溝形状を呈していなくともよい。例えば、平坦な面上に方向Ｙに沿って並ぶ複数の凸部を設け、隣り合う凸部の間に各光ファイバ３１を挟むように載置してもよい。

凹部２６は、図３に示すように、方向Ｘにおいてファイバ溝２５と対向面２７との間に設けられた溝であり、Ｚ方向に沿って窪んでいる。図４に示すように、凹部２６は、方向Ｙに沿って直線状に延在している。凹部２６の底面は、方向Ｘ及び方向Ｙに沿った平坦な面となっている。凹部２６の深さは、ファイバ溝２５の深さよりも深くてよい。すなわち、方向Ｚにおいて、凹部２６の底面はファイバ溝２５の底部よりも下方（下面２４寄り）に位置していてもよい。凹部２６には、光ファイバ３１をレンズモジュール２０に固定するための接着剤２９が注入される。図３に示すように、接着剤２９の一部は、レンズモジュール２０の対向面２７と、光ファイバ３１の先端面との間に入り込んでいる。

対向面２７は、図３に示すように、方向Ｘにおいて光ファイバ３１の先端面と対向する面であり、方向Ｙ及び方向Ｚに沿って延在している。対向面２７は、上面２３と凹部２６の底面とを接続するように設けられている。光ファイバ３１から出射された光Ｌは、対向面２７を通過してミラー２３ａへと入射する。対向面２７は、光ファイバ３１とは直接接触しておらず離間して位置している。

レンズ２８は、光素子１４と光学的に結合する部材である。図３に示すように、レンズ２８は、方向Ｚに沿った光路上においてミラー２３ａ及び光素子１４と重なる位置に設けられている。レンズ２８は、下方に向かって（光素子１４に向かって）凸状に湾曲する表面を有する。レンズ２８は、ミラー２３ａによって反射された光Ｌを収束させ、光素子１４へと入射させる。レンズ２８の焦点は、例えば光素子１４の表面又は表面よりも内部に位置している。レンズ２８の各種パラメータ（例えば、レンズ２８の表面形状、大きさ、材質）は、レンズ２８と光素子１４との相対位置等に基づいて最適化される。

図１及び図２に戻り、光コネクタケーブル１が備える他の部品について説明を続ける。光ファイバケーブル３０は、複数の光ファイバ３１及びケーブル外被３２を有する。各光ファイバ３１は、光信号を伝達するための部材である。各光ファイバ３１は、その大部分がケーブル外被３２の内部に収容され、先端部分３３がケーブル外被３２の外部に露出している。光ファイバ３１の先端部分３３は、保持部４０によってファイバピッチ及び延在方向が定められている。本実施形態において、光ファイバ３１の先端部分３３は、互いに平行になるように離間して整列されている。光ファイバ３１の先端部分３３は、レンズモジュール２０に設けられたファイバ溝２５に収容される。

各光ファイバ３１は、例えば、コア及び当該コアを囲むクラッドからなるガラスファイバを、樹脂で被覆することにより形成されてもよい。各光ファイバ３１は、シングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）又はマルチモード光ファイバ（ＭＭＦ）であってもよい。本実施形態においては、光ファイバケーブル３０は４本の光ファイバ３１を有しているが、光ファイバ３１の本数は限定されない。

保持部４０は、複数の光ファイバ３１をまとめて保持する部材である。ここで、図５を参照して、保持部４０の詳細な構成について説明する。図５は、光ファイバケーブル３０に取り付けられた保持部４０を示す斜視図である。図５に示すように、保持部４０は、円筒部４１、本体部４２、一対の突出部４３及び基準端面４４を有する。保持部４０は、例えば、複数の光ファイバ３１を金型内に配置して樹脂成形することにより作製することができる。円筒部４１は、円筒形状を呈する部材であり、内部に複数の光ファイバ３１を収容する。本体部４２は、略直方体形状を呈する部材であり、円筒部４１と共に複数の光ファイバ３１を収容する。円筒部４１及び本体部４２の内部において、複数の光ファイバ３１の配列態様が変化する。具体的には、円筒部４１の内部においては、複数の光ファイバ３１は互いに密接して束状に配列されているが、本体部４２の内部においては、複数の光ファイバ３１が先端側に向かうに連れて相互に離間し、方向Ｙに沿って一次元状に並ぶ配列態様へと変化する。

一対の突出部４３は、本体部４２の表面から方向Ｘに沿って先端側に向かって突出する部材である。図１に示すように、光ファイバケーブル３０がレンズモジュール２０に固定される際、一対の突出部４３の下面は、回路基板１０の主面１３上にそれぞれ載置される。すなわち、一対の突出部４３は、回路基板１０に対する光ファイバケーブル３０の方向Ｚにおける位置決めに使用される。各突出部４３の下面と、回路基板１０の主面１３とは、例えば接着剤によって互いに固定されてもよい。

基準端面４４は、一対の突出部４３の間に設けられた面であり、方向Ｙ及び方向Ｚに沿って延在している。基準端面４４からは、先端側に向かって複数の光ファイバ３１が突き出ている。基準端面４４から突き出た光ファイバ３１の延在方向と、基準端面４４の延在方向とは、例えば直角を成していてもよい。光ファイバ３１は、例えば基準端面４４から光ファイバ３１の先端面までの長さに基づいて、所望の長さに切断されてもよい。保持部４０を構成する上述した部材（円筒部４１、本体部４２及び一対の突出部４３）は、樹脂（例えば、ポリアミド樹脂等）を射出成形することによって一体に形成されてもよい。

次に、図６を参照して、レンズモジュール２０の対向面２７と、光ファイバ３１の先端部分３３との位置関係について説明する。図６は、レンズモジュール２０に載置された光ファイバ３１の先端部分３３を、レンズモジュール２０の上側（図３に示す上面２３側）から視認した図である。図６においては、説明の便宜上、レンズモジュール２０のファイバ溝２５及び接着剤２９等の図示を省略している。

複数の光ファイバ３１は、光ファイバ３１ａ、光ファイバ３１ｂ、光ファイバ３１ｃ及び光ファイバ３１ｄを含んでおり、方向Ｙに沿って並んで載置されている。また、光ファイバ３１ａは先端面Ｓ１、光ファイバ３１ｂは先端面Ｓ２、光ファイバ３１ｃは先端面Ｓ３、光ファイバ３１ｄは先端面Ｓ４をそれぞれ有している。以下の説明においては、先端面Ｓ１から先端面Ｓ４を総称して「先端面Ｓ」と記す。

光ファイバ３１の先端面Ｓは、対向面２７から所定距離を離間するように位置している。図６においては図示を省略しているが、光ファイバ３１の先端面Ｓとレンズモジュール２０の対向面２７との間には、接着剤２９の一部が入り込む。光ファイバ３１の先端面Ｓから出射された光は、接着剤２９及び対向面２７を通過してレンズモジュール２０の内部へと入射する。複数の光ファイバ３１は、方向Ｘにおける先端面Ｓの位置が揃うように（全ての先端面Ｓが同一のＹＺ平面内に位置するように）、製造条件を設定して切断される。但し、切断の際の製造誤差により、光ファイバ３１ごとに切断位置のずれが僅かながら生じる。このような製造誤差は例えば５μｍ以上５０μｍ以下である。そのため、レンズモジュール２０に光ファイバ３１を載置した際、図６に示すように、先端面Ｓの位置にバラつきが生じる。言い換えると、各光ファイバ３１の先端面Ｓとレンズモジュール２０の対向面２７との離間距離がそれぞれ微妙に異なっている。

ここで、対向面２７との離間距離が最も小さい先端面Ｓ（第１先端面）の方向Ｘにおける位置を第１位置Ｐ１とする。本実施形態においては、先端面Ｓ２の位置が第１位置Ｐ１となる。また、対向面２７との離間距離が最も大きい先端面Ｓ（第２先端面）の方向Ｘにおける位置を第２位置Ｐ２とする。本実施形態においては、先端面Ｓ４の位置が第２位置Ｐ２となる。また、方向Ｘにおいて、第１位置Ｐ１からの距離Ｄ１、及び、第２位置Ｐ２からの距離Ｄ２が等しくなる位置を中央位置Ｐ３とする。光ファイバ３１ａ及び光ファイバ３１ｃがそれぞれ有する先端面Ｓ１及び先端面Ｓ３は、方向Ｘにおいて第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間に位置している。本実施形態において、先端面Ｓ１及び先端面Ｓ３は、方向Ｘにおいて略同一の位置に存する。また、レンズモジュール２０が有する複数のレンズ２８（図３を参照）は、複数の光ファイバ３１のそれぞれと光結合し、焦点位置Ｐｆは、方向Ｘにおいて対向面２７と第１位置Ｐ１との間に位置するように設定されている。

図３を参照して上述したように、光ファイバ３１の先端面Ｓとレンズモジュール２０の対向面２７との間には接着剤２９が注入される。硬化前の接着剤２９は、流動性を有しているので、接着剤２９の内部に気泡が生じることがある。ここで、気泡とは、接着剤２９の内部に混入した空気のみならず、光ファイバ３１と接着剤２９との界面に生じる空隙を含む。この空隙は、例えば接着剤２９が硬化した際に体積変化が生じ、光ファイバ３１の表面から接着剤２９が乖離することにより生じる。このような気泡が接着剤２９（特に、光ファイバ３１の光路上）に存すると、光軸ずれやフレネル損失等が生じるおそれがある。そのため、接着剤２９に生じる気泡は少ない方が好ましい。本発明者らの知見によれば、接着剤２９における気泡の発生率は、図７に示すように、レンズモジュール２０の対向面２７と光ファイバ３１の先端面Ｓとの離間距離に応じて変化する。ここで、図７を参照して、当該離間距離に応じた気泡の発生率の変化について具体的に説明する。

図７は、レンズモジュール２０の対向面２７から光ファイバ３１が有する先端面Ｓの中央位置Ｐ３（図６を参照）までの離間距離と、接着剤２９における気泡の発生率との関係を示すグラフである。横軸は、レンズモジュール２０の対向面２７から、光ファイバ３１が有する先端面Ｓの中央位置Ｐ３までの離間距離を示している。縦軸は、硬化後の接着剤２９における気泡の発生率を示している。すなわち、図７は、光ファイバ３１の方向Ｘにおける位置を変化させ、気泡の発生率を測定した結果を示している。また、本測定は、接着剤２９の粘度及び接着剤２９の注入時の流速が異なる複数の条件下において行われている。図７の線Ａは高粘度の接着剤２９を低い流速（低流速）で注入したときの測定結果を示し、線Ｂは高粘度の接着剤２９を線Ａに係る条件よりも高い流速（中流速）で注入したときの測定結果を示し、線Ｃは高粘度の接着剤２９を線Ｂに係る条件よりもさらに高い流速（高流速）で注入したときの測定結果を示している。また、線Ｄは低粘度の接着剤２９を低い流速（低流速）で注入したときの測定結果を示し、線Ｅは低粘度の接着剤２９を線Ｄに係る条件よりも高い流速（中流速）で注入したときの測定結果を示し、線Ｆは低粘度の接着剤２９を線Ｅに係る条件よりもさらに高い流速（高流速）で注入したときの測定結果を示している。

図７に示すように、いずれの条件下においても、対向面２７から中央位置Ｐ３までの離間距離を距離０（ゼロ）から徐々に増加させるにつれて気泡の発生率が減少し、離間距離が距離Ｄ３を超えると気泡の発生率が緩やかに増加している。すなわち、先端面Ｓの中央位置Ｐ３が対向面２７から距離Ｄ３だけ離れるように光ファイバ３１をレンズモジュール２０に載置した場合に、接着剤２９における気泡の発生率を最も低く抑えることができる。この場合の中央位置Ｐ３を理想中央位置Ｐ４とする。また、図７に示すように、低粘度の接着剤２９を使用した場合よりも、高粘度の接着剤２９を使用した場合の方が気泡の発生率が小さくなっている。同一粘度の接着剤２９を使用したときには、接着剤２９を注入する際の流速が高い場合よりも、流速が低い場合の方が気泡の発生率が小さくなっている。

図６に示すように、本実施形態に係る光ファイバ３１は、その中央位置Ｐ３が理想中央位置Ｐ４と一致するようにレンズモジュール２０に載置されている。なお、光ファイバ３１は、必ずしも中央位置Ｐ３が理想中央位置Ｐ４と完全に一致するように載置されなくてもよい。例えば、中央位置Ｐ３は、理想中央位置Ｐ４よりも対向面２７から離間して位置していてもよいし、理想中央位置Ｐ４よりも対向面２７にわずかに寄って位置していてもよい。具体的には、対向面２７から中央位置Ｐ３までの離間距離は、例えば３５μｍであってもよいし、３０μｍ以上４０μｍ以下であってもよい。また、対向面２７から第１位置Ｐ１までの離間距離は、例えば３０μｍであってもよいし、２５μｍ以上３５μｍ以下であってもよい。対向面２７から第２位置Ｐ２までの離間距離は、例えば４０μｍであってもよいし、３５μｍ以上５０μｍ以下であってもよい。

図８は、光コネクタケーブル１の製造方法を示すフローチャートである。図８を用いて、上述した光コネクタケーブル１を製造する方法を説明する。まず、複数の光ファイバ３１を、基準端面４４から先端面Ｓまでの長さが所定の大きさになるように切断する（ステップＳ１０）。具体的には、図６に示すように、光ファイバ３１が有する先端面Ｓの中央位置Ｐ３を、理想中央位置Ｐ４に位置させることができる長さに光ファイバ３１を切断する。

次に、レンズモジュール２０に設けられた複数のファイバ溝２５に、複数の光ファイバ３１の先端部分３３をそれぞれ載置する（ステップＳ１１）。このとき、図６に示すように、光ファイバ３１が有する先端面Ｓの中央位置Ｐ３が理想中央位置Ｐ４に位置するように光ファイバ３１を載置する。なお、光ファイバ３１の中央位置Ｐ３は、必ずしも理想中央位置Ｐ４と完全に一致していなくともよく、理想中央位置Ｐ４よりも対向面２７から離間して位置していてもよい。また、光ファイバ３１を載置する際には、図１及び図２に示すように、保持部４０が有する一対の突出部４３の下面を回路基板１０の主面１３に当接させることにより、方向Ｚにおける光ファイバ３１の位置決めを行ってもよい。

次に、レンズモジュール２０に接着剤２９を塗布し、光ファイバ３１の先端部分３３をレンズモジュール２０に対して固定する（ステップＳ１２）。具体的には、図３に示すように、ファイバ溝２５に光ファイバ３１を載置した状態で、ファイバ溝２５及び凹部２６に接着剤２９を注入する。このとき、接着剤２９の内部における気泡の発生を抑制するために、高粘度の接着剤２９を低流速で注入してもよい。以上により、光コネクタケーブル１の製造工程が終了する。

以上、本実施形態に係る光コネクタケーブル１では、複数の光ファイバ３１は、先端面Ｓがレンズモジュール２０の対向面２７から所定距離を離間するようにファイバ溝２５（載置部）に載置される。言い換えると、光ファイバケーブル３０の全ての光ファイバ３１が対向面２７から離間するように構成されている。このように、光コネクタケーブル１では、各光ファイバ３１の先端面Ｓとレンズモジュール２０の対向面２７との間が所定距離を離間するように予め設定しておき、各光ファイバ３１の先端面Ｓとレンズモジュール２０の対向面２７との間に入り込んだ接着剤２９に混入した気泡を硬化等の前に接着剤２９から抜けやすくしている。この光コネクタケーブル１によれば、接着剤２９における気泡の発生率を低減することができる。そのため、光ファイバ３１の光軸ずれやフレネル損失といった、気泡を原因とする不良の発生を抑制することができる。

上記実施形態では、複数の光ファイバ３１は、先端面Ｓから対向面２７までの離間距離が異なる光ファイバ（光ファイバ３１ａから光ファイバ３１ｄ）を含んでおり、複数のレンズ２８の焦点位置Ｐｆは、対向面２７と、離間距離が最も小さい光ファイバ３１ｂが有する先端面Ｓ２の方向Ｘにおける第１位置Ｐ１との間に位置している。これにより、光学的に結合するレンズ２８と光ファイバ３１との間の光路上にレンズ２８の焦点が位置するため、レンズと光ファイバとの光結合効率を向上させることができる。

上記実施形態では、複数の光ファイバ３１が有する先端面Ｓの第１位置Ｐ１と、先端面Ｓから対向面２７までの離間距離が最も大きい光ファイバ３１ｄが有する先端面Ｓ４の方向Ｘにおける第２位置Ｐ２との中央位置Ｐ３は、理想中央位置Ｐ４に位置する、又は理想中央位置Ｐ４よりも対向面２７から離間して位置している。これにより、各光ファイバ３１が有するそれぞれの先端面Ｓが、理想中央位置Ｐ４の近傍、又は理想中央位置Ｐ４よりも対向面２７から離れて位置することとなる。そのため、各光ファイバ３１の先端面Ｓとレンズモジュール２０の対向面２７との間が十分離間し、接着剤２９に混入した気泡がより抜けやすくなるので、気泡の発生率を一層低減することができる。

上記実施形態では、先端面Ｓから対向面２７までの離間距離が２５μｍ以上５０μｍ以下であってもよい。これにより、光ファイバ３１が有する先端面Ｓが、対向面２７から適度に離間して位置するので、接着剤２９における気泡の発生率を低減することができる。

上記実施形態では、光コネクタケーブル１は、レンズモジュール２０を実装する回路基板１０と、回路基板１０上に配置され、複数のレンズ２８を介して複数の光ファイバ３１に光学的に結合される複数の光素子１４と、保持部４０とを備える。保持部４０は、複数の光ファイバ３１の端部が突き出る基準端面４４を有し、複数の光ファイバ３１をまとめて保持する。また、複数の光素子１４それぞれは、対応する光ファイバ３１から入射される光を光電変換し、又は、対応する光ファイバ３１へ出射する光を光電変換する。これにより、保持部４０から突き出る光ファイバ３１の先端部分３３を、保持部４０の基準端面４４を基準として適切な長さに容易に切断することができる。また、光コネクタケーブル１は、光を光電変換する光素子１４を備えている。これにより、例えば、光コネクタケーブル１が接続されるデバイスからの電気信号を光信号へと変換して、他のデバイスへと送出することができる。すなわち、光コネクタケーブル１によって接続されるデバイス間の通信速度を向上させることができる。

上記実施形態では、接着剤２９は、光透過性接着剤である。これにより、光ファイバ３１の先端面Ｓと、レンズモジュール２０の対向面２７との間に入り込んだ接着剤２９の内部を通過する光の減衰を抑制することができる。

本実施形態に係る光コネクタケーブル１の製造方法では、光ファイバ３１が有する先端面Ｓの中央位置Ｐ３が、理想中央位置Ｐ４に位置するように、又は理想中央位置Ｐ４よりも対向面２７から離間して位置するように光ファイバ３１がファイバ溝２５（載置部）に載置される。これにより、各光ファイバ３１が有するそれぞれの先端面Ｓが、理想中央位置Ｐ４の近傍、又は理想中央位置Ｐ４よりも対向面２７から離れて位置することとなる。そのため、各光ファイバ３１の先端面Ｓとレンズモジュール２０の対向面２７との間が十分に離間し、接着剤２９に混入した気泡がより抜けやすくなるので、接着剤２９における気泡の発生率を一層低減することができる。

以上、本開示に係る実施形態について詳細に説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく様々な実施形態に適用することができる。例えば、上記実施形態に係る光コネクタケーブル１は、光ファイバ３１から出射された光Ｌが光素子１４に入射する構成を有しているが、光素子１４がＶＣＳＥＬ等の発光素子である場合、光素子１４から出射された光Ｌが光ファイバ３１に入射する構成を有していてもよい。このとき、光素子１４から出射された光Ｌは、レンズ２８によってコリメート光（平行光）に変換され、ミラー２３ａによって反射された後に光ファイバ３１へと入射してもよい。

１…光コネクタケーブル
１０…回路基板
１１…第１端面
１２…第２端面
１３…主面
１４…光素子
２０…レンズモジュール
２１…第１端面
２２…第２端面
２３…上面
２３ａ…ミラー
２４…下面
２５…ファイバ溝
２６…凹部
２７…対向面
２８…レンズ
２９…接着剤
３０…光ファイバケーブル
３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ…光ファイバ
３２…ケーブル外被
３３…先端部分
４０…保持部
４１…円筒部
４２…本体部
４３…突出部
４４…基準端面
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３…距離
Ｌ…光
Ｐ１…第１位置
Ｐ２…第２位置
Ｐ３…中央位置
Ｐ４…理想中央位置
Ｐｆ…焦点位置
Ｓ、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４…先端面
Ｘ、Ｙ、Ｚ…方向

Claims (7)

1. それぞれが第１方向に沿って延在する複数の光ファイバと、
   前記複数の光ファイバの端部を前記第１方向と交差する第２方向に順に載置するように構成された載置部、前記複数の光ファイバの先端面と対向する対向面、及び、前記対向面を介して前記複数の光ファイバのそれぞれと光学的に結合する複数のレンズを有するレンズモジュールと、
   前記複数の光ファイバを前記載置部に固定する接着剤と、を備え、
   前記複数の光ファイバは、前記先端面が前記対向面から所定距離を離間するように前記載置部に載置され、前記先端面と前記対向面との間には前記接着剤の一部が入り込んでいる、光コネクタケーブル。
2. 前記複数の光ファイバは、前記先端面から前記対向面までの離間距離が異なる光ファイバを含み、
   前記複数のレンズの焦点位置は、前記対向面と、前記離間距離が最も小さい第１光ファイバが有する第１先端面の前記第１方向における第１位置との間に位置する、
   請求項１に記載の光コネクタケーブル。
3. 前記第１位置と、前記離間距離が最も大きい第２光ファイバが有する第２先端面の前記第１方向における第２位置との中央位置は、前記接着剤における気泡発生率が最も小さくなるように前記複数の光ファイバを前記載置部に載置した際の理想中央位置に位置する、又は前記理想中央位置よりも前記対向面から離間して位置する、
   請求項２に記載の光コネクタケーブル。
4. 前記先端面から前記対向面までの離間距離が２５μｍ以上５０μｍ以下である、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光コネクタケーブル。
5. 前記レンズモジュールを実装する回路基板と、
   前記回路基板上に配置され、前記複数のレンズを介して前記複数の光ファイバに光学的に結合される複数の光素子と、
   前記複数の光ファイバの端部が突き出る端面を有し、前記複数の光ファイバをまとめて保持する保持部と、を更に備え、
   前記複数の光素子それぞれは、対応する前記光ファイバから入射される光を光電変換し、又は、対応する前記光ファイバへ出射する光を光電変換する、
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光コネクタケーブル。
6. 前記接着剤は、光透過性接着剤である、
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光コネクタケーブル。
7. 請求項３に記載の光コネクタケーブルを製造する方法であって、
   前記レンズモジュールが有する前記載置部に、前記複数の光ファイバの端部をそれぞれ載置する工程と、
   前記載置部に接着剤を塗布し、前記複数の光ファイバを前記レンズモジュールに対して固定する工程と、を備え、
   前記載置する工程では、前記中央位置が前記理想中央位置に位置するように、又は前記理想中央位置よりも前記対向面から離間して位置するように、前記複数の光ファイバの端部を載置する、光コネクタケーブルの製造方法。
   
   

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