JP2023150198A - 光コネクタ、フェルールおよび光コネクタモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】使用温度の変化により熱変形しても光結合効率の低下を抑制できる光コネクタを提供すること。
【解決手段】光コネクタは、第１の方向に並列に配置された複数の光伝送体と、保持部、第１面および第２面を含むフェルールとを有する。第１面の第１中心軸および光伝送体の第２中心軸は、嵌合中心線よりも、光伝送体の先端側に位置する。第１中心軸および第２中心軸が同一直線上に位置すると仮定し、光の結合効率が最大となるときの第１中心軸および第２中心軸上に位置する第３基準直線は、第１中心軸および第２中心軸の間に位置する。
【選択図】図６

Description

本発明は、光コネクタ、フェルールおよび光コネクタモジュールに関する。

以前から、面発光レーザ（例えば、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ））などの発光素子から出射された光を伝送する光通信の分野では、容量を拡大するために複数の光伝送体が用いられている。そして、光伝送体同士を光学的に結合させるためのフェルールが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、ファイバ穴を有するフェルールと、光ファイバの先端にＧＲＩＮレンズが接続されたレンズドファイバと、ファイバ穴を覆う平板とを有するファイバ付きフェルールが記載されている。平板は、レンズドファイバの光軸に対して傾斜して配置されている。

特許文献１に記載のファイバ付きフェルールは、２個１組で平板が対向するように配置される。一方のレンズドファイバから出射された光は、一方の平板で屈折して他方の平板に向かって進行する。他方の平板に到達した光は、当該平板で屈折してレンズドファイバに入射する。

特開２０１６－１８４１０４号公報

しかしながら、特許文献１に記載のファイバ付きフェルールでは、使用環境（温度）が変化することにより、フェルールがわずかに変形してしまうことが考えられる。これにより、レンズドファイバが位置ずれしてしまい、光結合効率が低下してしまうという問題があった。

本発明の目的は、使用温度の変化により熱変形しても光結合効率の低下を抑制できる光コネクタを提供することである。また、当該光コネクタに用いられるフェルールおよび光コネクタモジュールを提供することでもある。

本発明の光コネクタは、複数の光伝送体が保持され、他の複数の光伝送体が保持された同一形状の他の光コネクタと係合することで、前記複数の光伝送体と前記他の複数の光伝送体とを光学的に結合させる光コネクタであって、前記複数の光伝送体と、第１の方向に並列に配置された前記複数の光伝送体を保持したフェルールと、を有し、前記フェルールは、前記複数の光伝送体を保持している保持部と、前記保持部に保持された前記複数の光伝送体の端面と対向するように配置され、前記複数の光伝送体から出射された光を入射させるか、または前記複数の光伝送体に向けて光を出射させるための第１面と、前記第１面で入射した光を前記他の光コネクタに向けて出射させるか、または前記他の光コネクタからの光を入射させるための複数の第２面と、を含み、前記第１の方向に沿って見たときに、前記複数の光伝送体の端面は、前記第２の方向に対して傾斜しており、前記複数の第２面のいずれかの第２面の第１中心軸と前記複数の光伝送体のうち前記第２面に対応する光伝送体の第２中心軸とを含む、前記第２の方向に沿う断面において、前記第１中心軸および前記第２中心軸は、嵌合中心線よりも、前記光伝送体の先端側に位置し、前記光コネクタと前記他の光コネクタとを係合させ、かつ前記第１中心軸および前記第２中心軸が同一直線上に位置するという仮定条件において、前記複数の光伝送体および前記他の複数の光伝送体の間の光の結合効率が最大となるときの前記第１中心軸および前記第２中心軸上に位置する直線を第３基準直線とした場合、前記断面において、前記第３基準直線は、前記第１中心軸および前記第２中心軸の間に位置する。

本発明のフェルールは、本発明の光コネクタに用いられる。

本発明の光コネクタモジュールは、本発明の光コネクタを含む。

本発明によれば、使用温度の変化により熱変形しても光結合効率の低下を抑制できる。

図１Ａ、Ｂは、実施の形態１に係る光コネクタの構成を示す図である。 図２Ａ、Ｂは、実施の形態１に係る光コネクタの構成を示す他の図である。 図３Ａ、Ｂは、実施の形態１に係る光コネクタの断面図である。 図４Ａ、Ｂは、蓋を除いたフェルールの構成を示す図である。 図５Ａ～Ｅは、実施の形態１における蓋の構成を示す図である。 図６Ａ、Ｂは、第２面と、光伝送体と、移動抑制部との関係を説明するための図である。 図７Ａ、Ｂは、実施例の光コネクタと、比較例１、２の光コネクタの光結合効率を説明するための図である。 図８Ａ、Ｂは、実施の形態２に係る光コネクタの構成を示す図である。 図９Ａ～Ｃは、実施の形態２に係る光コネクタの構成を示す他の図である。 図１０Ａ、Ｂは、実施の形態３に係る光コネクタの断面図である。 図１１Ａ～Ｃは、実施の形態３に係る光コネクタの構成を示す他の図である。 図１２Ａ、Ｂは、第２面と、光伝送体と、移動抑制部との関係を説明するための図である。 図１３Ａ、Ｂは、実施の形態４に係る光コネクタの断面図である。 図１４Ａ～Ｃは、実施の形態４に係る光コネクタの構成を示す他の図である。

以下、本発明の実施の形態に係る光コネクタについて、図面を参照して詳細に説明する。

［実施の形態１］
（光コネクタの構成）
図１Ａ、Ｂ、図２Ａ、Ｂおよび図３Ａ、Ｂは、実施の形態１に係る光コネクタ１００の構成を示す図である。図１Ａは、実施の形態１に係る光コネクタ１００の平面図であり、図１Ｂは、底面図である。図２Ａは、光コネクタ１００の正面図であり、図２Ｂは、背面図である。図３Ａは、図１Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図であり、図３Ｂは、図３Ａの破線で囲まれる領域の拡大図である。

なお、以下の説明では、光伝送体１１０が並列に配置される方向（第２光学面１２３の第２面１２３ａが配列されている方向）を「第１の方向」または「Ｘ方向」とし、第２光学面１２３を正面視したときのＸ方向に直交する方向（高さ方向）を「第２の方向」または「Ｚ方向」とし、Ｘ方向およびＺ方向に直交する方向を「第３の方向」または「Ｙ方向」とする。また、光コネクタ１００の組み立てにおいて、接着剤を注入する側を上側（上面）とし、その反対側を下側（下面）とする。なお、上側および下側は、実際の使用時における方向を意味しているものではなく、本実施の形態において説明するために規定している。

図１Ａ、Ｂ、図２Ａ、Ｂおよび図３Ａ、Ｂに示されるように、実施の形態１に係る光コネクタ１００は、光伝送体１１０と、フェルール１２０とを有する。本実施の形態に係る光コネクタ１００は、ハウジング、スプリングクランプ構造部などとともに、光コネクタモジュールとして使用できる（図示省略）。

光コネクタ１００は、フェルール１２０に複数の光伝送体１１０が保持されて使用される。光コネクタ１００は、２個１組（一対）で使用される。複数の光伝送体１１０を保持した一方の光コネクタ１００に対して、他の複数の光伝送体１１０を保持した他方の光コネクタ１００を表裏反転させた状態で同一形状の光コネクタ１００同士を接続し、複数の光伝送体１１０同士を光学的に結合させる。

光伝送体１１０の種類は、特に限定されない。光伝送体１１０の種類の例には、光ファイバー、光導波路が含まれる。本実施の形態では、光伝送体１１０は、光ファイバーである。また、光ファイバーは、シングルモード方式でもよいし、マルチモード方式でもよい。光伝送体１１０の端面は、光伝送体１１０の延在方向に垂直な平面に対して傾斜している。言い換えると、第１の方向（Ｘ方向）に沿って見たときに、複数の光伝送体１１０の端面は、第１の方向（Ｘ方向）に垂直な第２の方向（Ｚ方向）に対して傾斜している。本実施の形態では、第２の方向（Ｚ方向）に対する傾斜角度は、例えば８°である。光伝送体１１０の端面が傾斜する向きは、特に限定されない。たとえば、光伝送体１１０の端面は、フェルール１２０の上面に向かうにつれて第２面１２３ａに向かうように傾斜していてもよいし、フェルール１２０の下面に向かうにつれて第２面１２３ａに向かうように傾斜していてもよい。光伝送体１１０の数は、複数であれば限定されない。本実施の形態では、光伝送体１１０の数は、１６本である。光伝送体１１０の端部は、フェルール１２０に固定される。

（フェルールの構成）
図４Ａは、蓋を除いたフェルール１２０の平面図であり、図４Ｂは、図４Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図である。図５Ａは、蓋１３２の斜視図であり、図５Ｂは平面図であり、図５Ｃは底面図であり、図５Ｄは正面図であり、図５Ｅは右側面図である。

図２Ａ、Ｂ、図４Ａ、Ｂおよび図５Ａ～Ｅに示されるように、フェルール１２０は、略直方体形状の部材である。フェルール１２０は、保持部１２１と、第１面１２２と、第２光学面１２３と、少なくとも一対の移動抑制部１２４とを有する。

フェルール１２０は、光通信に用いられる波長の光に対して透光性を有する材料を用いて形成される。フェルール１２０の材料の例には、ウルテム（登録商標）などのポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリサルフォン（ＰＳＵ）などの透明な樹脂が含まれる。また、フェルール１２０は、例えば射出成形により製造されうる。

保持部１２１は、複数の光伝送体１１０の端部を保持する。保持部１２１の構成は、複数の光伝送体１１０の端部を適切な位置に保持できれば特に限定されない。保持部１２１の構成は、光伝送体１１０の端部を押さえつけて保持する構成でもよいし、光伝送体１１０の端部を挿入されて保持する構成でもよい。本実施の形態では、保持部１２１は、光伝送体１１０の端部を押さえつけて保持する。本実施の形態では、保持部１２１は、保持用凹部１３１と、蓋１３２とを有する。

保持用凹部１３１は、フェルール１２０の上面と背面とに開口している。保持用凹部１３１の平面視形状は、複数の光伝送体１１０の端部を適切な位置に配置できれば特に限定されない。本実施の形態では、保持用凹部１３１の平面視形状は、矩形である。

保持用凹部１３１の底面には、複数の凸条により規定された複数の溝１３３が配置されている。複数の溝１３３の配置は、複数の光伝送体１１０の端部を適切に位置決めできれば特に限定されない。複数の溝１３３は、保持用凹部１３１の底面全体に配置されていてもよいし、保持用凹部１３１の底面の一部に配置されていてもよい。本実施の形態では、溝１３３は、保持用凹部１３１の底面のうち第１面１２２側の一部の領域に配置されている。

溝１３３の数は、設置される光伝送体１１０の数以上であればよい。本実施の形態では、溝１３３の数は、１６本である。溝１３３は、Ｖ溝でもよいし、Ｕ溝でもよい。ここで「Ｖ溝」とは、２つの平面により構成される溝であり、溝の延在方向に垂直な断面がＶ字状の溝をいう。２つの平面の接続部は２つの平面の間に他の平面を有していてもよいし、隣り合う溝１３３の接続部は曲面で接続されていてもよい。「Ｕ溝」とは、１つの曲面により構成される溝であり、溝の延在方向に垂直な断面が円弧状の溝をいう。本実施の形態では、溝１３３は、Ｖ溝である。溝１３３の深さは、溝１３３に光伝送体１１０を配置した状態において、光伝送体１１０の上端部が溝１３３（凸条）の上端部よりも上に位置するような深さが好ましい。これにより、後述の蓋１３２によって、光伝送体１１０を溝１３３に向けて押し付けて、光伝送体１１０が外れることを防止できる。

溝１３３は、フェルール１２０の裏面と平行に配置されてもよいし、第１面１２２に近づくにつれて、フェルール１２０の裏面に近づくように配置されていてもよい。本実施の形態では、溝１３３は、フェルール１２０の裏面と平行に配置されている。

蓋１３２は、複数の光伝送体１１０を溝１３３に向けて押し当てる。言い換えると、蓋１３２は、複数の光伝送体１１０を保持用凹部１３１と、第１面１２２と、第２光学面１２３とを含む光コネクタ本体に向けて押し当てる。蓋１３２は、光伝送体１１０の端部が配置された保持用凹部１３１を覆うように配置される。蓋１３２の構成は、上記の機能を発揮できれば特に限定されない。本実施の形態では、蓋１３２は、蓋本体１３２ａと、突起部１３２ｂとを有する。蓋本体１３２ａは、フェルール１２０の表面側から保持用凹部１３１を覆う。突起部１３２ｂは、蓋本体１３２ａの裏面側に向けて突出している。

本実施の形態では、複数の光伝送体１１０の端部を複数の溝１３３上にそれぞれ配置し、複数の光伝送体１１０の端面を第１面１２２に突き当てる。この状態で、光伝送体１１０の端面と、第１面１２２との間に空気層が介在しないように接着剤を塗布する。接着剤が硬化する前に、蓋１３２で複数の光伝送体１１０の端部を保持用凹部１３１の底面（コネクター本体）に向かって押し付ける。この状態で接着剤が硬化することにより、フェルール１２０に対して光伝送体１１０を固定できる。なお、接着剤は、熱硬化樹脂でもよいし、紫外線硬化樹脂でもよい。

第１面１２２は、保持部１２１に保持された複数の光伝送体１１０の端面と対向して配置されている。第１面１２２は、複数の光伝送体１１０から出射された光を入射させるか、または第２面１２３ａで入射した光を複数の光伝送体１１０の端面に向けて光を出射させる。第１面１２２の形状は、上記の機能を発揮できれば特に限定されない。第１面１２２は、複数の凸面を含んでいてもよいし、平面でもよい。本実施の形態では、第１面１２２は、平面である。第１面１２２は、保持用凹部１３１の内側面の一部に配置されている。

第１面１２２の光伝送体１１０の端面と接触する面は、フェルール１２０の裏面に近づくにつれて第２面１２３ａに近づくように傾斜していてもよいし、フェルール１２０の裏面に対して垂直でもよい。本実施の形態では、第１面１２２の光伝送体１１０の端面と接触する面は、フェルール１２０の表面に近づくにつれて第２面１２３ａに近づくように傾斜している（図３Ｂ参照）。第１面１２２の傾斜角度は、光伝送体１１０の端面の傾斜角度と同じことが好ましい。第１面１２２の傾斜角度は、第２の方向（Ｚ方向）を０°とした場合に例えば３～８°の範囲内であり、５～８°が好ましい。本実施の形態では、第１面１２２の傾斜角度は、第２の方向（Ｚ方向）を０°とした場合に８°である。

本実施の形態では、第２面１２３ａは、第２光学面１２３の一部である。第２光学面１２３は、第１面１２２で入射した光を外部に出射させるか、または他のフェルール１２０からの光を入射させる。第２光学面１２３の形状は、上記の機能を発揮できれば特に限定されない。第２光学面１２３は、複数の凸面を含んでいてもよいし、平面でもよい。本実施の形態では、第２光学面１２３は、凸面である複数の第２面１２３ａを含む。第２面１２３ａは、第１の方向（Ｘ方向）に並列に配置され、第１面１２２で入射した光を他のフェルール１２０に向けて出射させるか、または他のフェルール１２０からの光を入射させる。第２面１２３ａは、フェルール１２０の正面に配置されている。第２面１２３ａの平面視形状は、特に限定されない。第２面１２３ａの平面視形状は、円形でもよいし、矩形でもよい。本実施の形態では、第２面１２３ａの平面視形状は、円形である。また、第２面１２３ａの数は、光伝送体１１０の数と同じ数である。すなわち、本実施の形態では、第２面１２３ａの数は、１６個である。

少なくとも一対の移動抑制部１２４は、光コネクタ１００と他の光コネクタ１００との間の光路に沿って見たときに、第１の方向（Ｘ方向）に平行な第１基準直線Ｌ１に対して線対称となる位置に配置されている。言い換えると、光伝送体１１０の延在方向に垂直であって、第１基準直線Ｌ１を含む平面において、少なくとも一対の移動抑制部１２４は、第１基準直線Ｌ１に対して線対称となる位置に配置されている。少なくとも一対の移動抑制部１２４は、他の光コネクタ１００と直接または他の部材を介して嵌合し、他の光コネクタ１００に対する第１の方向（Ｘ方向）に垂直な第２の方向（Ｘ方向）についての光コネクタ１００の移動を抑制する。少なくとも一対の移動抑制部１２４は、それぞれ、第２の方向（Ｚ方向）についての移動の抑制に寄与する移動抑制面１２４ａを含む。少なくとも一対の移動抑制部１２４および移動抑制面１２４ａの構成は、上述した機能を発揮できれば特に限定されない。他の光コネクタ１００と直接嵌合する場合における少なくとも一対の移動抑制部１２４の例には、凹部および凸部が含まれる。凹部および凸部は、少なくとも一対（１組）であればよく、二対（２組）以上でもよい。この場合における移動抑制面１２４ａは、凹部の内面の一部と、凸部の外周面の一部である。他の光コネクタ１００と他の部材を介して嵌合する場合における少なくとも一対の移動抑制部１２４の例には、他の部材が挿入される一対の凹部が含まれる。一対の凹部は、少なくとも一対（１組）であればよく、二対（２組）以上でもよい。この場合における移動抑制面１２４ａは、いずれも凹部の内面の一部である。本実施の形態では、少なくとも一対の移動抑制部１２４は、第１の方向における両端部に配置され、図外の嵌合ピンが挿入されるための嵌合穴である。また、移動抑制面１２４ａは、篏合穴の内側面のうちの上側半分の内側面と、下側半分の内側面とである。

本実施の形態では、フェルール１２０の正面において、第２面１２３ａおよび嵌合穴が配置されていない接触面１２３ｂは、平面である。接触面１２３ｂは、他のフェルール１２０の接触面１２３ｂに接触する。接触面１２３ｂは、フェルール１２０の裏面に対して垂直となるように配置されていてもよいし、フェルール１２０の裏面に対して傾斜して配置されていてもよい。本実施の形態では、接触面１２３ｂは、フェルール１２０の裏面に対して垂直となるように配置されていている。

ここで、第２面１２３ａと、光伝送体１１０と、移動抑制部１２４との関係について説明する。一般に、光伝送体１１０を保持するフェルール１２０は、使用環境（温度）によってわずかに変形してしまう。使用環境によってフェルール１２０が変形すると、光結合効率が低下してしまう。そこで、本発明では、使用環境が変化しても光結合効率の低下を抑制できる光コネクタ１００を見出した。具体的には、本実施の形態では、第２の方向（Ｚ方向）のフェルール１２０の変形に起因する光結合効率の低下を抑制できることを見出した。

図６Ａ、Ｂは、第２面１２３ａと、光伝送体１１０と、移動抑制部１２４との関係を説明するための図である。

複数の第２面１２３ａのいずれかの第２面１２３ａの第１中心軸ＣＡ１と複数の光伝送体１１０のうち前記第２面１２３ａに対応する光伝送体１１０の第２中心軸ＣＡ２とを含む、第２の方向（Ｚ方向）に沿う断面において、第１中心軸ＣＡ１および第２中心軸ＣＡ２は、少なくとも一対の移動抑制部１２４の篏合中心線（第２基準直線Ｌ２）よりも、光伝送体１１０の先端側に位置している。ここで、第２面１２３ａに対応する光伝送体１１０とは、複数の光伝送体１１０のうち、対象となる第２面１２３ａを透過する光を出射または入射する光伝送体１１０を意味する。また、少なくとも一対の移動抑制部１２４の篏合中心線とは、当該断面において、移動抑制面１２４ａの第２の方向（Ｚ方向）における中点を通り、かつ第１の方向（Ｘ方向）および第２の方向（Ｚ方向）に垂直な第３の方向（Ｙ方向）に沿う第２基準直線Ｌ２を意味する。また、光伝送体１１０の先端とは、当該断面において、光伝送体１１０の端面と、光伝送体１１０の側面とのなす角度が鋭角の部分（角）を意味する。前述のとおり、光伝送体１１０の端面は、第１の方向（Ｘ方向）に垂直な第２の方向（Ｚ方向）に対して傾斜している。図６Ａ、Ｂでは、図中左側の光伝送体１１０の先端は、光伝送体１１０の端面の上端に位置する。

ここで、第２基準直線（篏合中心線）Ｌ２について具体的に説明する。第２基準直線Ｌ２は、少なくとも一対の移動抑制部１２４の嵌合構造によって規定される嵌合中心（嵌合の基準位置）に相当する。互いに接続された２つの光コネクタ１００では、一方のフェルール１２０の第２基準直線Ｌ２（篏合中心線）と他方のフェルール１２０の第２基準直線（篏合中心線）Ｌ２とが一致する。図６Ａに示されるように、第２基準直線Ｌ２は、少なくとも一対の移動抑制部１２４に基づいて設定される。上述したように、本実施の形態では、一対の移動抑制部１２４は、嵌合穴であり、移動抑制面１２４ａは、嵌合穴の上側半分の内側面と、下側半分の内側面とである。そして、上下の移動抑制面１２４ａ間の第２の方向（Ｚ方向）における中点Ｍを通り、第３の方向（Ｙ方向）に沿う直線を第２基準直線Ｌ２としている。本実施の形態では、嵌合穴は、その中心軸が第２の方向（Ｚ方向）における中点Ｍと重なるように配置されている。

次いで、第３基準直線Ｌ３について説明する。少なくとも一対の移動抑制部１２４を介して光コネクタ１００と他の光コネクタ１００とを係合させ、かつ第１中心軸ＣＡ１および第２中心軸ＣＡ２が同一直線上に位置するという仮定条件において、複数の光伝送体１１０および他の複数の光伝送体１１０の間の光の結合効率が最大となるときの第１中心軸ＣＡ１および第２中心軸ＣＡ２上に位置する直線を第３基準直線Ｌ３とする。第３基準直線Ｌ３は、第２基準直線Ｌ２と平行である。本実施の形態では、光伝送体１１０の端面が傾斜しているため、第２基準直線Ｌ２と第３基準直線Ｌ３とは一致しない。第３基準直線Ｌ３は、第２基準直線Ｌ２を基準として光コネクタ１００の各パラメーターから求めることができる。

（実験）
次に、光コネクタ１００の使用環境の変化に対応する光結合効率の影響について調べた。光コネクタとして、本実施の形態の光コネクタ１００と、比較例１の光コネクタと、比較例２の光コネクタとを使用した。本シミュレーションでは、使用温度として２５℃と、８５℃について調べた。

本実施の形態の光コネクタ１００と、比較例の光コネクタとの間での共通の条件は、以下のとおりである。ＹＺ断面の第３の方向（Ｙ方向）における第２面１２３ａの頂点と、光伝送体１１０の中心との距離ｔは、１．０ｍｍとした。光伝送体１１０の端面の傾斜角度θは、８°とした。２つの第２面１２３ａの間の距離は、０．２ｍｍとした。第２基準直線Ｌ２と、第３基準直線Ｌ３との間の距離は、０．０１３９２ｍｍとした。光伝送体１１０から出射される光の波長は、１３１０ｎｍとした。光伝送体１１０は、その先端が図６Ａ、Ｂの上側に位置している。光コネクタ１００の材料はポリエチレンイミドとした。ポリエチレンイミドの屈折率は１．６２である。

図７Ａは、解析結果を示す表であり、図７Ｂは、図７Ａにおける光結合率についてプロットしたグラフである。図７Ａにおいて、第３基準直線Ｌ３に対する第２面１２３ａの頂点の位置Ｐ１と、第２面１２３ａの頂点に対する光伝送体の１２０中心の位置Ｐ２は、基準に対して対象が上にある場合を正の数で表し、下にある場合を負の値で示している。図７Ｂの横軸は使用温度（フェルール１２０の温度）を示しており、縦軸は光結合効率を示している。なお、本実施では、光結合効率の合格最低値を９０％とした。図７Ｂに示される丸シンボルは、本実施の形態の光コネクタ１００の結果を示しており、三角シンボルは、比較例１の光コネクタの結果を示しており、四角シンボルは、比較例２の光コネクタの結果を示している。

上述した条件および図７Ａの表から、実施例の光コネクタ１００と、比較例１の光コネクタと、比較例２の光コネクタとは、いずれも第１中心軸ＣＡ１および第２中心軸ＣＡ２が第２基準直線Ｌ２に対して光伝送体１１０の先端側に位置していることがわかる。

また、図７Ａの表から、実施例の光コネクタ１００では、第３基準直線Ｌ３が第１中心軸ＣＡ１と、第２中心軸ＣＡ２との間に位置していることがわかる。一方、比較例１の光コネクタでは、第３基準直線Ｌ３が第１中心軸ＣＡ１および第２中心軸ＣＡ２と一致していることがわかる。また、比較例２の光コネクタでは、第３基準直線Ｌ３が第１中心軸ＣＡ１および第２中心軸ＣＡ２よりも光コネクタの底面側に位置していることがわかる。

図７Ａおよび図７Ｂに示されるように、実施例の光コネクタ１００は、使用環境が変化しても光結合効率の低下を抑制でき、光結合効率を合格範囲に維持できることがわかる。これは、実施例の光コネクタ１００では、光コネクタ１００から出射された光の照射スポットが、使用環境が変化しても他の光コネクタ１００における光伝送体１１０の端面に位置し続けるためと考えられる。

一方、比較例１、２の光コネクタは、使用環境が２５℃のときは高い光結合効率を示したが、使用環境が８５℃のときは光結合効率が著しく低下した。これは、比較例１、２の光コネクタでは、光コネクタから出射された光の照射スポットの一部が、使用環境の変化により他の光コネクタにおける光伝送体１１０の端面から外れてしまったためと考えられる。

（光コネクタの使用方法）
ここで、光コネクタ１００の使用方法について説明する。一方のフェルール１２０の篏合穴（移動抑制部１２４）に嵌合ピン（図示省略）を挿入する。次いで、一方のフェルール１２０は蓋１３２を上側に向け、他方の光コネクタ１００は第１基準直線Ｌ１を回転軸として光コネクタ１００を回転（表裏反転）させる。そして、一方の光コネクタ１００の嵌合穴に挿入した嵌合ピン凸と他方の光コネクタ１００の嵌合穴とを嵌合させる。これにより、一方の光コネクタ１００に接続された複数の光伝送体１１０と、他方の光コネクタ１００に接続された光伝送体１１０とが光学的に接続される。

（効果）
本発明によれば、第２面１２３ａの第１中心軸ＣＡ１および光伝送体１１０の第２中心軸ＣＡ２は、第２基準直線Ｌ２よりも、光伝送体１１０の先端側に位置しており、かつ、第３基準直線Ｌ３は、第１中心軸ＣＡ１および第２中心軸ＣＡ２の間に配置されているため、使用環境（温度）に関わらず、光結合効率の低下を抑制できる。

［実施の形態２］
次に、実施の形態２に係る光コネクタ２００について説明する。本実施の形態に係る光コネクタ２００は、フェルール２２０の構成のみが実施の形態１に係る光コネクタ１００と異なる。そこで、実施の形態１に係る光コネクタ１００と同様の構成については、同様の符号を付してその説明を省略する。

（光コネクタの構成）
図８Ａ、Ｂおよび図９Ａ～Ｃは、実施の形態２に係る光コネクタ２００の構成を示す図である。図８Ａは、実施の形態２に係る光コネクタ２００の平面図であり、図８Ｂは、底面図である。図９Ａは、光コネクタ２００の正面図であり、図９Ｂは、背面図であり、図９Ｃは、図８Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図である。

図８Ａ、Ｂおよび図９Ａ～Ｃに示されるように、本実施の形態に係る光コネクタ２００は、光伝送体１１０と、フェルール２２０とを有する。本実施の形態に係る光コネクタ２００は、ハウジング、スプリングクランプ構造部などとともに、光コネクタモジュールとして使用できる（図示省略）。本実施の形態でも、光伝送体１１０の端面は、第２の方向（Ｚ方向）に対して傾斜している。

本実施の形態に係るフェルール２２０は、保持部２２１と、第１面１２２と、第２光学面１２３と、少なくとも一対の移動抑制部１２４とを有する。本実施の形態に係るフェルール２２０は、光伝送体１１０の端部を挿入されて保持する構成である。

なお、本実施の形態でも、少なくとも一対の移動抑制部１２４は、光コネクタ２００と他の光コネクタ２００との間の光路に沿って見たときに、第１の方向（Ｘ方向）に平行な第１基準直線Ｌ１に対して線対称となる位置に配置されており、他の光コネクタ２００と他の部材を介して嵌合する。言い換えると、光伝送体１１０の延在方向に垂直であって、第１基準直線Ｌ１を含む平面において、少なくとも一対の移動抑制部１２４は、第１基準直線Ｌ１に対して線対称となる位置に配置されている。少なくとも一対の移動抑制面１２５は、それぞれ、第２の方向（Ｚ方向）についての移動の抑制に寄与する。また、第１中心軸ＣＡ１および第２中心軸ＣＡ２は、第２基準直線Ｌ２よりも、光伝送体１１０の先端側に位置している。また、第３基準直線Ｌ３は、第１中心軸ＣＡ１および第２中心軸ＣＡ２の間に位置する。

保持部２２１は、光伝送体１１０を保持する。本実施の形態では、保持部２２１は、挿入部２４１と、複数の貫通孔２４２と、接着剤用凹部２４３とを有する。

挿入部２４１は、複数の光伝送体１１０を挿入される複数の貫通孔２４２が形成されている部分である。挿入部２４１は、接着剤用凹部２４３と、フェルール２２０の背面に開口した凹部の間に配置された壁である。挿入部２４１の底部には、複数の貫通孔２４２が形成されている。複数の貫通孔２４２は、光伝送体１１０が光コネクタ２００の裏面と平行となるように配置されている。

複数の貫通孔２４２は、所定の間隔となるように複数の光伝送体１１０を配置する。貫通孔２４２の大きさは、光伝送体１１０が挿入できる大きさであればよい。貫通孔２４２の一方は接着剤用凹部２４３に開口しており、他方は、凹部に開口している。

接着剤用凹部２４３は、光伝送体１１０を第１面１２２に固定するために接着剤を注入される。接着剤用凹部２４３の内側面の一部は、第１面１２２である。また、第１面１２２に対向した内側面には、貫通孔２４２が開口している。

（光コネクタの組み立て方法および使用方法）
本実施の形態に係る光コネクタ２００では、光伝送体１１０の端部を貫通孔２４２に挿入し、光伝送体１１０の端面を第１面１２２に突き当てる。次いで、接着剤用凹部２４３から接着剤を注入して、接着剤を硬化させることで、光コネクタ２００に対して光伝送体１１０を固定する。最後に、嵌合ピンを取り付けた一方の光コネクタ２００に対して、他方の光コネクタ２００を表裏反転させて、光コネクタ２００同士を結合する。これにより、光伝送体１１０同士を光学的に結合させる。

（効果）
実施の形態２に係る光コネクタ２００は、実施の形態１と同様の効果を有する。また、実施の形態２に係る光コネクタでは、蓋１３２を有さないため、さらに部品点数を減らすことで、コストを削減できる。

［実施の形態３］
次に、実施の形態３に係る光コネクタ３００について説明する。本実施の形態に係る光コネクタ３００は、フェルール３２０の構成のみが実施の形態１に係る光コネクタ１００と異なる。そこで、実施の形態１に係る光コネクタ１００と同様の構成については、同様の符号を付してその説明を省略する。

（光コネクタの構成）
図１０Ａ、Ｂおよび図１０Ａ～Ｃは、実施の形態３に係る光コネクタ３００の構成を示す図である。図１０Ａは、実施の形態３に係る光コネクタ３００の平面図であり、図１０Ｂは、底面図である。図１１Ａは、光コネクタ３００の正面図であり、図１１Ｂは、背面図であり、図１１Ｃは、図１０Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図である。図１０Ａ、Ｂでは、蓋１３２および光伝送体１１０を省略している。図１１Ｂでは、光伝送体１１０を省略している。図１２Ａ、Ｂは、第２面１２３ａと、光伝送体１１０と、移動抑制部３２４との関係を説明するための図である。

図１０Ａ、Ｂおよび図１１Ａ～Ｃに示されるように、本実施の形態に係る光コネクタ３００は、光伝送体１１０と、フェルール３２０とを有する。本実施の形態に係る光コネクタ３００は、ハウジング、スプリングクランプ構造部などとともに、光コネクタモジュールとして使用できる（図示省略）。本実施の形態でも、光伝送体１１０の端面は、第２の方向（Ｚ方向）に対して傾斜している。

本実施の形態に係るフェルール３２０は、保持部１２１と、第１面１２２と、第２光学面１２３と、少なくとも一対の移動抑制部３２４とを有する。保持部１２１の構成は、光伝送体１１０の端部を押さえつけて保持する構成である。

少なくとも一対の移動抑制部３２４は、光コネクタ３００と他の光コネクタ３００との間の光路に沿って見たときに、第１の方向（Ｘ方向）に平行な第１基準直線Ｌ１に対して線対称となる位置に配置されており、他の光コネクタ３００と直接嵌合し、他の光コネクタ３００に対する第１の方向（Ｘ方向）に垂直な第２の方向（Ｚ方向）についての移動を抑制する。言い換えると、光伝送体１１０の延在方向に垂直であって、第１基準直線Ｌ１を含む平面において、少なくとも一対の移動抑制部３２４は、第１基準直線Ｌ１に対して線対称となる位置に配置されており、少なくとも一対の移動抑制部３２４は、それぞれ、第２の方向（Ｚ方向）についての光コネクタ３００の移動の抑制に寄与する。また、第１中心軸ＣＡ１および第２中心軸ＣＡ２は、第２基準直線（嵌合中心線）Ｌ２よりも、光伝送体１１０の先端側に位置している。また、第３基準直線Ｌ３は、第１中心軸ＣＡ１および第２中心軸ＣＡ２の間に位置する。本実施の形態では、少なくとも一対の移動抑制部３２４は、１組の第１凸部３２４ａおよび第１凹部３２４ｂと、２組の第２凸部３２４ｃおよび第２凹部３２４ｄを有する。

第１凸部３２４ａは、他の光コネクタ３００の第１凹部３２４ｂに係合可能な形状である。本実施の形態では、第１凸部３２４ａは、光コネクタ３００の正面における表側（上側）に配置されている。第１凸部３２４ａの形状は、第２の方向（Ｚ方向）における光コネクタ３００の位置ずれを抑制できれば特に限定されない。本実施の形態では、第１凸部３２４ａの形状は、第１の方向（Ｘ方向）に幅広の凸条である。第１凸部３２４ａは、移動抑制面３２５を有する。本実施の形態では、移動抑制面３２５は、第２の方向（Ｚ方向）において内向きに配置されている平面である。

第１凹部３２４ｂは、他の光コネクタ３００の第１凸部３２４ａに係合可能な形状である。本実施の形態では、第１凹部３２４ｂは、光コネクタ３００の正面における裏側（下側）に配置されている。第１凹部３２４ｂの形状は、第２の方向（Ｚ方向）における光コネクタ３００の位置ずれを抑制できれば特に限定されない。本実施の形態では、第１凹部３２４ｂは、光コネクタ３００の正面および底面に開口した凹部である。第１凹部３２４ｂは、移動抑制面３２５を有する。本実施の形態では、移動抑制面３２５は、第２の方向（Ｚ方向）において外向きに配置されている平面である。

第２凸部３２４ｃは、第１の方向（Ｘ方向）における光コネクタ３００の両端部であって、かつ裏面側に配置され、光コネクタ３００の正面から突出した、矩形柱の形状である。第２凸部３２４ｃは、移動抑制面３２５を有する。本実施の形態では、移動抑制面３２５は、第２の方向（Ｚ方向）において内向きに配置されている平面である。

第２凹部３２４ｄは、第１の方向（Ｘ方向）における両端部であって、かつ表面（上面）側の角に開口した凹部である。第２凹部３２４ｄは、移動抑制面３２５を有する。本実施の形態では、移動抑制面３２５は、第２の方向（Ｚ方向）において外向きに配置されている平面である。

本実施の形態では、光コネクタ３００は、移動抑制部３２４および移動抑制面３２５をそれぞれ３対有する。この場合であっても、当該光コネクタ３００と、他の光コネクタ３００とは、同じ形状であるため、第２基準直線Ｌ２は、対となる２つの移動抑制面３２５の中点である。なお、第２の方向（Ｚ方向）および第３の方向（Ｙ方向）に沿う断面において、各移動抑制面３２５は、第３の方向（Ｙ方向）に対して傾斜していてもよいし、第３の方向（Ｙ方向）と平行でもよい。本実施の形態では、当該断面において、各移動抑制面３２５は、第３の方向に平行である。なお、当該断面において、各移動抑制面３２５が第３の方向（Ｙ方向）に対して傾斜している場合、第２基準直線（嵌合中心線）Ｌ２は、一方の移動抑制面３２５の任意の点と、対応する他方の移動抑制面３２５の対応する点との中点を繋ぐ線である。

（光コネクタの組み立て方法および使用方法）
本実施の形態に係る光コネクタ３００では、溝１３３に光伝送体１１０を第１面１２２に突き当てる。次いで、蓋１３２で光伝送体１１０を溝１３３に押圧したあと、接着剤を注入して、接着剤を硬化させることで、光コネクタ３００に対して光伝送体１１０を固定する。最後に、一方の光コネクタ３００に対して、他方の光コネクタ３００を表裏反転させて、光コネクタ３００同士を結合する。これにより、光伝送体１１０同士を光学的に結合させる。

（効果）
本実施の形態３に係る光コネクタ３００は、実施の形態１と同様の効果を有する。また、本実施の形態に係る光コネクタ３００は、他の部材を使用することなく結合できる。

［実施の形態４］
次に、実施の形態４に係る光コネクタ４００について説明する。本実施の形態に係る光コネクタ４００は、フェルール４２０の構成のみが実施の形態１に係る光コネクタ１００と異なる。そこで、実施の形態１に係る光コネクタ１００と同様の構成については、同様の符号を付してその説明を省略する。

（光コネクタの構成）
図１３Ａ、Ｂおよび図１４Ａ～Ｃは、実施の形態４に係る光コネクタ４００の構成を示す図である。図１４Ａは、実施の形態４に係る光コネクタ４００の平面図であり、図１３Ｂは、底面図である。図１４Ａは、光コネクタ４００の正面図であり、図１４Ｂは、背面図であり、図１４Ｃは、図１３Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図である。図１３Ａ、Ｂおよび図１４Ｂでは、光伝送体１１０を省略している。

図１３Ａ、Ｂおよび図１４Ａ～Ｃに示されるように、本実施の形態に係る光コネクタ４００は、光伝送体１１０と、フェルール４２０とを有する。本実施の形態に係る光コネクタ４００は、ハウジング、スプリングクランプ構造部などとともに、光コネクタモジュールとして使用できる（図示省略）。本実施の形態でも、光伝送体１１０の端面は、第２の方向（Ｚ方向）に対して傾斜している。

本実施の形態に係るフェルール４２０は、保持部２２１と、第１面１２２と、第２光学面１２３と、少なくとも一対の移動抑制部３２４とを有する。本実施の形態では、保持部２２１は、光伝送体１１０の端部を挿入されて保持する。

保持部２２１は、光伝送体１１０を保持する。本実施の形態では、保持部２２１は、挿入部２４１と、複数の貫通孔２４２と、接着剤用凹部２４３とを有する。
挿入部２４１は、複数の光伝送体１１０を挿入される複数の貫通孔２４２が形成されている部分である。挿入部２４１は、接着剤用凹部２４３と、フェルール２２０の背面に開口した凹部の間に配置された壁である。挿入部２４１の底部には、複数の貫通孔２４２が形成されている。複数の貫通孔２４２は、光伝送体１１０が光コネクタ２００の裏面と平行となるように配置されている。

複数の貫通孔２４２は、所定の間隔となるように複数の光伝送体１１０を配置する。貫通孔２４２の大きさは、光伝送体１１０が挿入できる大きさであればよい。貫通孔２４２の一方は接着剤用凹部２４３に開口しており、他方は、凹部に開口している。

接着剤用凹部２４３は、光伝送体１１０を第１面１２２に固定するために接着剤を注入される。接着剤用凹部２４３の内側面の一部は、第１面１２２である。また、第１面１２２に対向した内側面には、貫通孔２４２が開口している。

少なくとも一対の移動抑制部３２４は、光コネクタ４００と他の光コネクタ４００との間の光路に沿って見たときに、第１の方向（Ｘ方向）に平行な第１基準直線Ｌ１に対して線対称となる位置に配置されており、他の光コネクタ４００と直接嵌合し、他の光コネクタ４００に対する第１の方向（Ｘ方向）に垂直な第２の方向（Ｚ方向）についての移動を抑制する。少なくとも一対の移動抑制部３２４は、それぞれ、第２の方向（Ｚ方向）についての光コネクタ４００の移動の抑制に寄与する。また、第１中心軸ＣＡ１および第２中心軸ＣＡ２は、第２基準直線（嵌合中心線）Ｌ２よりも、光伝送体１１０の先端側に位置している。また、第３基準直線Ｌ３は、第１中心軸ＣＡ１および第２中心軸ＣＡ２の間に位置する。本実施の形態では、少なくとも一対の移動抑制部３２４は、１組の第１凸部３２４ａおよび第１凹部３２４ｂと、２組の第２凸部３２４ｃおよび第２凹部３２４ｄを有する。

第１凸部３２４ａは、他の光コネクタ３００の第１凹部３２４ｂに係合可能な形状である。本実施の形態では、第１凸部３２４ａは、光コネクタ４００の正面における表側（上側）に配置されている。第１凸部３２４ａの形状は、第２の方向（Ｚ方向）における光コネクタ４００の位置ずれを抑制できれば特に限定されない。本実施の形態では、第１凸部３２４ａの形状は、第１の方向（Ｘ方向）に幅広の凸条である。第１凸部３２４ａは、移動抑制面３２５を有する。本実施の形態では、移動抑制面３２５は、第２の方向（Ｚ方向）において内向きに配置されている平面である。

第１凹部３２４ｂは、他の光コネクタ４００の第１凸部３２４ａに係合可能な形状である。本実施の形態では、第１凹部３２４ｂは、光コネクタ４００の正面における裏側（下側）に配置されている。第１凹部３２４ｂの形状は、第２の方向（Ｚ方向）における光コネクタ４００の位置ずれを抑制できれば特に限定されない。本実施の形態では、第１凹部３２４ｂは、光コネクタ４００の正面および底面に開口した凹部である。第１凹部３２４ｂは、移動抑制面３２５を有する。本実施の形態では、移動抑制面３２５は、第２の方向（Ｚ方向）において外向きに配置されている平面である。

第２凸部３２４ｃは、第１の方向（Ｘ方向）における光コネクタ４００の両端部であって、かつ裏面側に配置され、光コネクタ４００の正面から突出した、矩形柱の形状である。第２凸部３２４ｃは、移動抑制面３２５を有する。本実施の形態では、移動抑制面３２５は、第２の方向（Ｚ方向）において内向きに配置されている平面である。

第２凹部３２４ｄは、第１の方向（Ｘ方向）における両端部であって、かつ表面（上面）側の角に開口した凹部である。第２凹部３２４ｄは、移動抑制面３２５を有する。本実施の形態では、移動抑制面３２５は、第２の方向（Ｚ方向）において外向きに配置されている平面である。

本実施の形態では、光コネクタ３００は、移動抑制部３２４および移動抑制面３２５をそれぞれ３対する。この場合であっても、当該光コネクタ３００と、他の光コネクタ３００とは、同じ形状であるため、第２基準直線Ｌ２は、対となる２つの移動抑制面３２５の中点である。なお、第２の方向（Ｚ方向）および第３の方向（Ｙ方向）に沿う断面において、各移動抑制面３２５は、第３の方向（Ｙ方向）に対して傾斜していてもよいし、第３の方向（Ｙ方向）と平行でもよい。本実施の形態では、当該断面において、各移動抑制面３２５は、第３の方向に平行である。なお、当該断面において、各移動抑制面３２５が第３の方向（Ｙ方向）に対して傾斜している場合、第２基準直線（嵌合中心線）Ｌ２は、一方の移動抑制面３２５の任意の点と、対応する他方の移動抑制面３２５の対応する点との中点を繋ぐ線である。

（光コネクタの組み立て方法および使用方法）
本実施の形態に係る光コネクタ４００では、光伝送体１１０の端部を貫通孔２４２に挿入し、光伝送体１１０の端面を第１面１２２に突き当てる。次いで、接着剤用凹部２４３から接着剤を注入して、接着剤を硬化させることで、光コネクタ４００に対して光伝送体１１０を固定する。最後に、一方の光コネクタ４００に対して、他方の光コネクタ４００を表裏反転させて、光コネクタ４００同士を結合する。これにより、光伝送体１１０同士を光学的に結合させる。

（効果）
本実施の形態に係る光コネクタ４００は、実施の形態１と同様の効果を有する。また、本実施の形態に係る光コネクタ４００は、他の部材を使用することなく結合できる。

本発明に係る光コネクタ、フェルールおよび光コネクタモジュールは、光伝送体を用いた光通信に有用である。

１００、２００、３００、４００ 光コネクタ
１１０ 光伝送体
１２０、２２０、３２０、４２０ フェルール
１２１、２２１ 保持部
１２２ 第１面
１２３ 第２光学面
１２３ａ 第２面
１２３ｂ 接触面
１２４、３２４ 移動抑制部
１２５、３２５ 移動抑制面
１３１ 保持用凹部
１３２ 蓋
１３２ａ 蓋本体
１３２ｂ 突起部
２４１ 挿入部
２４２ 貫通孔
２４３ 接着剤用凹部
３２４ａ 第１凸部
３２４ｂ 第１凹部
３２４ｃ 第２凸部
３２４ｄ 第２凹部
ＣＡ１ 第１中心軸
ＣＡ２ 第２中心軸
Ｌ１ 第１基準直線
Ｌ２ 第２基準直線（嵌合中心線）
Ｌ３ 第３基準直線

Claims (4)

1. 複数の光伝送体が保持され、他の複数の光伝送体が保持された同一形状の他の光コネクタと係合することで、前記複数の光伝送体と前記他の複数の光伝送体とを光学的に結合させる光コネクタであって、
   前記複数の光伝送体と、
   第１の方向に並列に配置された前記複数の光伝送体を保持したフェルールと、
   を有し、
   前記フェルールは、
   前記複数の光伝送体を保持している保持部と、
   前記保持部に保持された前記複数の光伝送体の端面と対向するように配置され、前記複数の光伝送体から出射された光を入射させるか、または前記複数の光伝送体に向けて光を出射させるための第１面と、
   前記第１面で入射した光を前記他の光コネクタに向けて出射させるか、または前記他の光コネクタからの光を入射させるための複数の第２面と、
   を含み、
   前記第１の方向に沿って見たときに、前記複数の光伝送体の端面は、前記第２の方向に対して傾斜しており、
   前記複数の第２面のいずれかの第２面の第１中心軸と前記複数の光伝送体のうち前記第２面に対応する光伝送体の第２中心軸とを含む、前記第２の方向に沿う断面において、前記第１中心軸および前記第２中心軸は、嵌合中心線よりも、前記光伝送体の先端側に位置し、
   前記光コネクタと前記他の光コネクタとを係合させ、かつ前記第１中心軸および前記第２中心軸が同一直線上に位置するという仮定条件において、前記複数の光伝送体および前記他の複数の光伝送体の間の光の結合効率が最大となるときの前記第１中心軸および前記第２中心軸上に位置する直線を第３基準直線とした場合、前記断面において、前記第３基準直線は、前記第１中心軸および前記第２中心軸の間に位置する、
   光コネクタ。
2. 前記光コネクタと前記他の光コネクタとの間の光路に沿って見たときに、前記第１の方向に平行な第１基準直線に対して線対称となる位置に配置された、前記他の光コネクタと直接または他の部材を介して嵌合し、前記他の光コネクタに対する前記第１の方向に垂直な第２の方向についての移動を抑制するための少なくとも一対の移動抑制部をさらに有し、
   前記嵌合中心線は、前記少なくとも一対の移動抑制部の中心である、
   請求項１に記載のフェルール。
3. 請求項１または請求項２に記載の光コネクタに用いられる、フェルール。
4. 請求項１または請求項２に記載の光コネクタを含む、光コネクタモジュール。