JP4087669B2

JP4087669B2 - Optical connector and integrated optical connector

Info

Publication number: JP4087669B2
Application number: JP2002265014A
Authority: JP
Inventors: 満大湊; 敬三海野; 透手島; 隆久山田; 広生高野; 誠久保田; 孝久實野; 啓雨徳村
Original assignee: Kanagawa Academy of Science and Technology; Japan Science and Technology Agency; Hoden Seimitsu Kako Kenkyusho Co Ltd; Nalux Co Ltd; National Institute of Japan Science and Technology Agency
Current assignee: Kanagawa Academy of Science and Technology; Japan Science and Technology Agency; Hoden Seimitsu Kako Kenkyusho Co Ltd; Nalux Co Ltd; National Institute of Japan Science and Technology Agency
Priority date: 2002-09-11
Filing date: 2002-09-11
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2022-09-11
Also published as: JP2004101985A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ファイバー同士を接続するための光コネクター、特に平行集光レンズを用いた光コネクターの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバー同士を接続する光コネクターの需要が大きくなっている。光ファイバーの太さは１００〜１５０μｍあるが、そのコアの部分を光が伝播するので、コアの部分同士を偏芯させることなく接続する必要がある。コアの部分の径は９〜１０μｍと細いもので、光コネクターではこのように細いコア同士を位置合わせすることが要求されている。そのために光コネクターを構成している各部品の製造に極めて高い精度が要求されており、製造原価の高いものとなっている。
【０００３】
接続すべき光ファイバー先端に紫外線硬化樹脂材で形成され凸レンズに成形したレンズを設けた光コネクターが提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。このように光ファイバー先端に凸レンズを設けると、光ファイバーから凸レンズを通って出た光信号は径が広くなった平行光線となる。凸レンズすなわち平行集光レンズ（コリメータレンズ）を接続すべき２本の光ファイバーそれぞれの先端に設けて、それら平行集光レンズを対向させた光コネクターとするとその接続部分の径を数百μｍとすることができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平9-15448号公報
【特許文献２】
特開2002-23015公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者等は、平行集光レンズを用いることによって、精密に加工した部品を用いていた従来の光コネクターに代えて、光コネクター部品の精度を緩和させることができないかということを検討した結果本発明に到達した。
【０００６】
そこで本発明の目的とするところは、平行集光レンズを用いて光ファイバー間をそれらの光軸を合わせて接続するのに適した構造をした光コネクターを提供するものである。
【０００７】
また本発明においては光軸の偏芯や組合せ深さ変動をある程度許容することのできる光コネクターを提供する。
【０００８】
更に、本発明ではプレス成形品からなる部品を用いた光コネクターを提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の光コネクターは、先端から光ファイバーを所定寸法突出させた光ファイバーケーブルと、その光ファイバーケーブル先端を受け入れて保持するケーブルホルダーと、そのケーブルホルダーを内嵌するスリーブと、そのスリーブ内に設けられた平行集光レンズとを有し、
前記ケーブルホルダーは、
その一端に設けられて、光ファイバーケーブルを受け入れる第一の太い円筒と、
前記第一の太い円筒と同芯にそのケーブルホルダー他端に設けられており、光ファイバーを受け入れる第一の細い円筒と、
前記第一の太い円筒と前記第一の細い円筒との間に設けられており、前記第一の太い円筒から前記第一の細い円筒に向かって次第に径が細くなっている円錐台形円筒と、
前記第一の太い円筒から前記円錐台形円筒へ移行するところに設けられている第一の肩とを持っており、
前記光ファイバーケーブルは、
光ファイバーが所定寸法その光ファイバーケーブル先端から突出しているものであって、
その光ファイバーケーブル先端から前記第一の太い円筒内に挿入されて、その光ファイバーケーブル被覆端を前記第一の肩の内側面に当接させるとともに、光ファイバーケーブル先端から突出している前記光ファイバーが前記第一の細い円筒内に実質上先端まで挿入されており、
前記平行集光レンズは、
円柱状をしており、その一端に凸レンズを、他端に平面を前記凸レンズと同芯に持っており、
前記スリーブは、
その一端に設けられており、前記第一の太い円筒を内嵌する第二の太い円筒と、
スリーブ他端に前記第二の太い円筒と同芯に設けられており、前記平行集光レンズを内嵌している第二の細い円筒と、
前記第二の太い円筒と前記第二の細い円筒との移行するところに設けられた第二の肩とを持ち、
前記ケーブルホルダーの前記第一の細い円筒側から前記第一の太い円筒を前記第二の太い円筒内に内嵌して、第一の肩の外側面を第二の肩の内側面に当接させており、
前記平行集光レンズの前記平面と前記光ファイバー先端とが近接して対向していることを特徴とするものである。
【００１１】
前記平行集光レンズは、液滴レンズであることができる。ここで用いることができる液滴レンズは、紫外線硬化型プラスチック材を用いて、そのプラスチック材を注入した後、プラスチック材の溜まり部の前面から紫外線を照射して、その前面にレンズ面を形成したものである。またはプラスチックレンズあるいはガラスレンズである。プラスチックレンズとしては、射出成形した光学プラスチック製小型レンズあるいは一体に射出成形した小型レンズであることができる。プラスチックレンズあるいはガラスレンズの時には、その軸芯に前記第一の細い円筒先端を光軸を合わせて受け入れるための円錐台状空洞が設けられていることが好ましい。レンズに設ける円錐台状空洞は、ケーブルホルダーに形成した円錐台形円筒を受け入れることができるように、ケーブルホルダーの円錐台形円筒に対応した形状であることが好ましいものである。
【００１２】
本発明の光コネクターで、前記ケーブルホルダーと前記スリーブの少なくとも一方が金属板のプレス成形品であることが好ましい。
【００１３】
本発明の光コネクターで、前記スリーブは、その第二の細い円筒外周に外嵌されたカプリング円筒を更に持っており、そのカプリング円筒端面が前記第二の肩外側面に当接していることが好ましい。前記カプリング円筒が金属板のプレス成形品であることが好ましい。
【００１４】
本発明は、前記光コネクター複数個同士を接続するための一体型光コネクターをも含む。一体型光コネクターは端面を持つ２個のホルダーからなり、各ホルダーには複数個の前記光コネクターがそれぞれの平行集光レンズを前記端面に向けて、平行に並べられているものである。２個のホルダーを前記端面同士を対向させて接続することで、複数個の光コネクターが接続される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら本発明の光コネクターを実施例について詳しく説明する。図１は本発明の光コネクターを用いて光ファイバーケーブルを接続したものの断面図であり、図２は本発明の光コネクターを分解したものの断面図である。
【００１６】
図１において、本発明の光コネクター１００と１００′とをカプリング円筒３５を介して接続したものを示している。まず光コネクター１００の分解断面図を示している図２を参照しながら、本発明による光コネクター１００の構造を説明する。光コネクター１００は、接続されるべき光ファイバーケーブル１０とその光ファイバーケーブル先端を受け入れて保持するケーブルホルダー２０とそのケーブルホルダー先端を内嵌しているスリーブ３０とそのスリーブ内に設けられた平行集光レンズ４０とを有している。光ファイバーケーブル１０と１０′とを接続するには、両ケーブル先端それぞれに光コネクター１００，１００′を取り付けて、その間をカプリング円筒３５で接続する。
【００１７】
接続されるべき光ファイバーケーブル１０は光ファイバー１２の外周に被覆１４を被せたものであり、その接続すべき先端から被覆を取り除いて光ファイバー１２をその被覆の先端から所定寸法突出させている。
【００１８】
ケーブルホルダー２０はほぼ漏斗状をしていて、その一端に第一の太い円筒２１と、その他端に第一の細い円筒２２と、第一の太い円筒と第一の細い円筒との間に第一の太い円筒から第一の細い円筒に向かって軸が偏芯することなく次第に径が細くなっている円錐台形円筒２３と、第一の太い円筒からその円錐台形円筒へ移行するところに設けられた第一の肩２４とを持っている。第一の肩２４はケーブルホルダー２０の中心軸に対してほぼ垂直となっている環状面をケーブルホルダーの内側と外側とに持っていて、それぞれを内側面、外側面と呼ぶ。第一の肩２４の内側面は、第一の太い円筒２１の内部に形成されている円柱状空間の内側底の一部、すなわち底の周辺部を形成している。第一の肩２４の外側面は第一の太い円筒２１の外周で形成されている円柱の外側底の一部、すなわち底の周辺部を構成している。そして、第一の太い円筒２１と第一の細い円筒２２は同芯に形成されており、円錐台形円筒２３もこれらと同芯であることが好ましい。
【００１９】
光ファイバーケーブル１０を、その光ファイバー１２が突出している側から、ケーブルホルダー２０の第一の太い円筒２１のなかに挿入して、その被覆１４の端を第一の太い円筒２１の第一の肩２４の内側面に当接させている。そのときに、光ファイバーケーブル１０の先端から突出している光ファイバー１２は円錐台形円筒２３の内面に導かれて第一の細い円筒２２の中に入る。光ファイバーケーブル１０をケーブルホルダー２０のなかに挿入して、光ファイバーケーブルの被覆１４の端が第一の肩２４の内側面に当たった状態で、光ファイバーケーブル先端から突出している光ファイバー１２が第一の細い円筒２２の先端に届いているのがよい。その意味で、「光ファイバーをその被覆の先端から所定寸法突出させている」と上で述べている。後で説明するように、光コネクターを組み立てた状態では、第一の細い円筒２２の先端は平行集光レンズ４０の空洞底に近接あるいは接触した位置に来て、光ファイバー１２の先端が第一の細い円筒２２の先端から少し突出しているのがよい。円錐台状空洞底に更に円筒状空洞４３を設けておき、第一の細い円筒２２の先端から突出した光ファイバー１２の先端が円筒状空洞４３の底面（平面）４２に達しているのが好ましい。しかし、光ファイバー１２の先端が円筒状空洞４３の底面（平面）４２に達しなくてその間に数μｍまでの空隙があっても光信号の伝播損失が大きくはならない。なお、円筒状空洞内にインデックスマッチング液を入れておいて、空洞底面と光ファイバー先端との間にインデックスマッチング液が充填されていると、更に伝播損失を低減できる。
【００２０】
スリーブ３０は、一端に設けられた第二の太い円筒３１と、他端に設けられた第二の細い円筒３２と、第二の太い円筒から第二の細い円筒へ移行するところに設けられた第二の肩３３とを持つことができる。第二の太い円筒３１と第二の細い円筒３２とは同軸に形成されている。第二の肩２３は第二の太い円筒から第二の細い円筒への段となっていて、スリーブ３０の中心軸に対してほぼ垂直となっている環状面をスリーブの内側と外側とに持っている。それらをそれぞれ内側面、外側面と呼ぶ。第二の肩３３の内側面は、第二の太い円筒３１の内側に形成されている円柱状空間の内側底の一部、すなわち底の周辺部を構成している。第二の肩３３の外側面は、第二の太い円筒３１の外周で構成されている円柱の外側底の一部、すなわち底の周辺部を構成している。
【００２１】
ケーブルホルダー２０をその第一の細い円筒２２側からスリーブ３０の第二の太い円筒３１のなかに挿入組み立てると、スリーブ３０の第二の肩３３の内側面にケーブルホルダー２０の第一の肩２４の外側面が当接する。ケーブルホルダー２０の第一の太い円筒２１の外径とスリーブ３０の第二の太い円筒２２の内径とは、ケーブルホルダー２０の第一の太い円筒２１をスリーブ３０の第二の太い円筒３１のなかに嵌め合わせるのに適した寸法関係となっている。
【００２２】
図に示した平行集光レンズ４０は射出成形された小型光学プラスチックレンズであり、ここではレンズの一端が凸レンズ４１となっており、その反対側の同軸芯上に円錐台状空洞を、ケーブルホルダー２０の円錐台形円筒に対応した形状に設け、その円錐台状空洞底に設けた円筒状空洞４３の底面４２はその軸に垂直な平面となっている。平行集光レンズ４０は、光信号に用いる波長を持った光がレンズの軸芯に平行に凸レンズ面に入射したとき円筒状空洞４３の底面４２の中央に焦点を結ぶようになっている。逆に、円筒状空洞底面４２の中央にある光源からの光が平行集光レンズ４０の凸レンズ面から平行光線となって出てくるものである。平行集光レンズ４０は、スリーブ３０の第二の細い円筒３２内に、第二の細い円筒３２の開放端から挿入されて、平行集光レンズの円筒状空洞底面４２が光ファイバー１２の先端に近接して向かい合って、好ましくは平行集光レンズの円筒状空洞底面４２が光ファイバー１２の先端に当接するようにして、設けられる。平行集光レンズ４０の外径とスリーブ３０の第二の細い円筒３２の内径とは、スリーブ３０の第二の細い円筒３２のなかに平行集光レンズ４０を挿入したときに丁度嵌まり合うのに適した寸法関係となっている。平行集光レンズ４０の凸レンズと反対側に円錐台状空洞が設けられているので、スリーブ３０内に平行集光レンズ４０とケーブルホルダー２０とを向かい合わせて挿入していくと、ケーブルホルダー２０の第一の細い円筒が円錐台状空洞の壁に導かれて光軸が偏芯することなく組み合わさっていく。第一の細い円筒先端が平行集光レンズの空洞底に当接したところで止まるので光軸合わせ及び位置決めが容易にできる。
【００２３】
上に述べた光ファイバーケーブル１０と、ケーブルホルダー２０と、スリーブ３０と、平行集光レンズ４０とを組み合わせた光コネクター１００を図１の右半分に断面で示している。平行集光レンズ４０の一端にある凸レンズ４１とその反対側軸芯にある円筒状空洞底面４２の光軸とは、スリーブ３０の第二の細い円筒３２内に平行集光レンズ４０を嵌め込んだときに、スリーブ３０の軸芯と一致する。また光ファイバーケーブル１０を挿入したケーブルホルダー２０をスリーブ３０の第二の太い円筒３１内に嵌め込んだときに、ケーブルホルダー２０の第一の細い円筒２２の軸芯がスリーブ３０の軸芯に一致する、すなわち第一の細い円筒２２に挿入されている光ファイバーケーブル１０の光ファイバー１２がスリーブ３０の軸芯に一致する。そのために、光ファイバー１２と平行集光レンズ４０とはその光軸芯が一致することになる。
【００２４】
光ファイバーケーブル１０がケーブルホルダー２０に挿入される深さは、光ファイバーケーブルの被覆端を第一の太い円筒２１にある第一の肩２４の内側面に当接させることで決められる。光ファイバーケーブル被覆端が第一の肩２４の内側面に当接した状態で、光ファイバー１２の先端が第一の細い円筒２２の先端から少し突出した位置に来る。他方平行集光レンズ４０の円錐台状空洞底が第一の細い円筒２２の先端に来ている。第一の細い円筒２２の先端から光ファイバー１２の先端が突出している長さを、平行集光レンズ４０の円筒状空洞４３の深さと合わせておくと、光ファイバー先端が平行集光レンズの空洞底面４２に位置することになる。
【００２５】
以上の説明から明らかなように、本発明の光コネクターでは、平行集光レンズと光ファイバーの軸芯が一致するとともに、その挿入深さも光ファイバー先端が平行集光レンズの底にある平面に丁度来るように設計製作されている。
【００２６】
光コネクター１００と接続されている光コネクター１００′を図１の左半分に示しており、光コネクター１００と１００′の間はカプリング円筒３５で接続されている。カプリング円筒３５はスリーブ３０，３０′の第二の細い円筒外周に外嵌されていて、カプリング円筒３５の端がスリーブ３０，３０′の第二の肩の外側面に当接して止まっている。光コネクター１００、１００′にある平行集光レンズ４０，４０′の間隔は数ｍｍ、約４ｍｍ以下としておくようにカプリング円筒３５の長さが決められている。
【００２７】
接続された２本の光ファイバーケーブル１０，１０′の一方、例えば光ファイバーケーブル１０によって送られてきた光信号はその光ファイバー１２の先端から平行集光レンズ４０の空洞底面４２を通って平行集光レンズ４０内に入る。光ファイバー１２内の光信号はその直径が９〜１０μｍであるが、平行集光レンズ４０によって直径が拡大されてその凸レンズ４１に出てくると直径数百μｍの平行光線となる。この平行光線が対向している平行集光レンズ４０′に入射して、そのなかで光ファイバーケーブル１０′の光ファイバー１２′の端面に焦点を結び、光ファイバーケーブル１０′中を伝播する。
【００２８】
平行集光レンズとしてプラスチックレンズを用いた場合の例を説明したが、プラスチックレンズに代えて、液滴レンズを用いることができる。液滴レンズは例えば特許文献２に示されたもので、スリーブ３０の第二の細い円筒３２内にあるケーブルホルダー２０の第一の細い円筒２２の先端からその周りに粘度の高い樹脂を注入して硬化させて、平行集光レンズとする。液滴レンズでは光ファイバー先端と密着した面に空洞底面（平面）が形成されるので、その間隔は問題にならない。更に平行集光レンズとしてガラス製のものを用いることもできる。
【００２９】
本発明の光コネクターでは光信号を受け渡すのに平行集光レンズを用いているので、接続時に偏軸が多少あってもその損失は小さいものとなる。光を受け渡すのに用いる２個の平行集光レンズの偏軸による食い違い誤差を２０％以下とすれば光信号を十分に伝えることができるので、光コネクターの製作精度をあまり厳しくする必要がない。
【００３０】
そこで上で説明した光コネクターの金属部品であるケーブルホルダーやスリーブ更にはカプリング円筒に金属板（例えば真鍮）のプレス成形品を用いることができる。ケーブルホルダー２０は、第一の太い円筒２１と第一の肩２４と円錐台形円筒２３と第一の細い円筒２２から構成されているものなので、金属板を図２で右側からプレス成形をして絞り加工で製作することができる。また、スリーブ３０は、第二の太い円筒３１と第二の肩３３と第二の細い円筒３２から構成されているので、同様に図２で右側から絞り成形で製作することができる。プレス成形でケーブルホルダー２０を作ると、第一の太い円筒２１と第一の細い円筒２２が端に行くに従って少し広がって作られるがこの中に光ファイバーケーブルを挿入するには問題が生じない。また、スリーブ３０の第二の太い円筒３１と第二の細い円筒３２にも抜け勾配が少し付く。スリーブ３０の第二の太い円筒３１内周と、ケーブルホルダー２０の第一の太い円筒２１外周にこのように少しテーパが付いていると、ケーブルホルダー２０をスリーブ３０のなかに挿入する上で嵌め合い公差とする必要がないので、より有利となる。しかもテーパの付いたもの同士を組み合わせるので同軸となる。
【００３１】
カプリング円筒３５を上と同様に金属板の絞り成形品とすることができる。カプリング円筒にはその両端からスリーブの第二の細い円筒を挿入するので、一方向だけに大きなテーパが付いていることは好ましくない。そこで一方向からの成形で作った場合、抜け勾配を小さくしたり、あるいは一度成形した後で両端へ広がった勾配を付けるように修正プレス成形するのがよい。
【００３２】
図３に本発明の光コネクターを複数個用いている一体型光コネクターを断面図で示している。一体型光コネクター２００は２個のホルダー５０，５０′をそれらの端面５１，５１′同士を対向させて組み立てられている。それぞれのホルダーには複数個（図３では、４個）の光コネクター１００がそれぞれの平行集光レンズを端面に向けて平行に並べられており、２個のホルダー５０，５０′を図示のように端面同士を対向させて接続することで、これらの光コネクターが接続される。このように、一体型光コネクター２００を用いることによって、複数本の光ファイバーケーブルを接続することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明の光コネクターは平行集光レンズを用いて光ファイバー間を接続するのに適した構造を持っている。本発明の光コネクターでは軸芯の偏芯や組合せ深さ変動がある程度あってもそれを許容して伝播損失を小さくすることができる。そのために、部品をプレス成形品とすることができるとともに組み立て作業能率を向上した光コネクター構造とすることができた。その結果安価な製品となり、また安定性も向上した。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ファイバーケーブルを接続している本発明による光コネクターの断面図である。
【図２】本発明の光コネクターの分解断面図である。
【図３】本発明による一体型光コネクターの断面図である。
【符号の説明】
１０、１０′ 光ファイバーケーブル
１２、１２′ 光ファイバー
１４被覆
２０ケーブルホルダー
２１第一の太い円筒
２２第一の細い円筒
２３円錐台形円筒
２４第一の肩
３０、３０′ スリーブ
３１第二の太い円筒
３２第二の細い円筒
３３第二の肩
３５カプリング円筒
４０、４０′ 平行集光レンズ
４１凸レンズ
４２空洞底面（平面）
４３円筒状空洞
５０，５０′ ホルダー
５１，５１′ 端面
１００，１００′ 光コネクター
２００一体型光コネクター[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical connector for connecting optical fibers, and more particularly to a structure of an optical connector using a parallel condenser lens.
[0002]
[Prior art]
The demand for optical connectors for connecting optical fibers is increasing. Although the thickness of the optical fiber is 100 to 150 μm, since light propagates through the core portion, it is necessary to connect the core portions without decentering them. The diameter of the core portion is as thin as 9 to 10 μm, and the optical connector is required to align such thin cores. For this reason, extremely high accuracy is required for the production of each component constituting the optical connector, and the production cost is high.
[0003]
There has been proposed an optical connector in which a lens formed of an ultraviolet curable resin material and formed into a convex lens is provided at the tip of an optical fiber to be connected (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). When a convex lens is provided at the tip of the optical fiber in this way, the optical signal that has passed through the convex lens from the optical fiber becomes a parallel light beam having a wide diameter. When a convex lens, that is, a parallel condenser lens (collimator lens) is provided at the tip of each of the two optical fibers to be connected and the parallel condenser lenses are opposed to each other, the diameter of the connecting portion should be several hundred μm. Can do.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-15448 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-23015 [0005]
[Problems to be solved by the invention]
As a result of examining whether or not the accuracy of the optical connector component can be relaxed by using the parallel condenser lens instead of the conventional optical connector that uses the precisely processed component, the present inventors. The present invention has been reached.
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical connector having a structure suitable for connecting optical fibers with their optical axes aligned using a parallel condenser lens.
[0007]
The present invention also provides an optical connector that can tolerate a certain degree of eccentricity of the optical axis and variation in the combined depth.
[0008]
Furthermore, the present invention provides an optical connector using a part made of a press-formed product.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
An optical connector of the present invention is provided with an optical fiber cable in which an optical fiber is projected from a tip by a predetermined dimension, a cable holder that receives and holds the tip of the optical fiber cable, a sleeve that fits the cable holder, and a sleeve that is provided in the sleeve. A parallel condenser lens,
The cable holder is
A first thick cylinder provided at one end for receiving an optical fiber cable;
The first thick cylinder is provided concentrically with the first thick cylinder at the other end of the cable holder, and a first thin cylinder that receives the optical fiber;
A frustoconical cylinder that is provided between the first thick cylinder and the first thin cylinder, and gradually decreases in diameter from the first thick cylinder toward the first thin cylinder;
Having a first shoulder provided at the transition from the first thick cylinder to the frustoconical cylinder ;
The optical fiber cable is
The optical fiber protrudes from the end of the optical fiber cable with a predetermined dimension,
The optical fiber is inserted into the first thick cylinder from the tip of the optical fiber cable so that the coated end of the optical fiber cable is in contact with the inner surface of the first shoulder, and the optical fiber protruding from the tip of the optical fiber cable is the first optical fiber. Is inserted to the tip of the thin cylinder,
The parallel condenser lens is
It has a cylindrical shape, and has a convex lens at one end and a flat surface at the other end concentric with the convex lens,
The sleeve is
A second thick cylinder provided at one end of the first thick cylinder;
A second thin cylinder that is provided concentrically with the second thick cylinder at the other end of the sleeve, and in which the parallel condenser lens is fitted;
Having a second shoulder provided at the transition between the second thick cylinder and the second thin cylinder;
The first thick cylinder is fitted into the second thick cylinder from the first thin cylinder side of the cable holder, and the outer surface of the first shoulder is brought into contact with the inner surface of the second shoulder. Let
The plane of the parallel condenser lens and the tip of the optical fiber are close to each other and face each other.
[0011]
The parallel condenser lens may be a droplet lens. The droplet lens that can be used here uses an ultraviolet curable plastic material, and after injecting the plastic material, the front surface of the plastic material reservoir is irradiated with ultraviolet light to form a lens surface on the front surface. Is. Or it is a plastic lens or a glass lens. The plastic lens can be an injection-molded optical plastic small lens or a single injection-molded small lens. In the case of a plastic lens or a glass lens, it is preferable that a frustum-shaped cavity for receiving the first thin cylindrical tip with its optical axis aligned is provided on the axis. It is preferable that the frustoconical cavity provided in the lens has a shape corresponding to the frustoconical cylinder of the cable holder so that the frustoconical cylinder formed in the cable holder can be received.
[0012]
In the optical connector of the present invention, it is preferable that at least one of the cable holder and the sleeve is a press-formed product of a metal plate.
[0013]
In the optical connector of the present invention, the sleeve further includes a coupling cylinder fitted on the outer periphery of the second thin cylinder, and an end surface of the coupling cylinder is in contact with the outer surface of the second shoulder. preferable. The coupling cylinder is preferably a press-formed product of a metal plate.
[0014]
The present invention also includes an integrated optical connector for connecting a plurality of the optical connectors. The integrated optical connector is composed of two holders having end faces, and each holder has a plurality of optical connectors arranged in parallel with each parallel condenser lens facing the end face. A plurality of optical connectors are connected by connecting two holders with the end faces facing each other.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the optical connector of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical fiber cable connected using the optical connector of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of an exploded optical connector of the present invention.
[0016]
In FIG. 1, the optical connectors 100 and 100 ′ of the present invention are connected via a coupling cylinder 35. First, the structure of the optical connector 100 according to the present invention will be described with reference to FIG. 2 showing an exploded sectional view of the optical connector 100. The optical connector 100 includes an optical fiber cable 10 to be connected, a cable holder 20 that receives and holds the tip of the optical fiber cable, a sleeve 30 in which the tip of the cable holder is fitted, and a parallel condenser lens provided in the sleeve. 40. In order to connect the optical fiber cables 10 and 10 ′, optical connectors 100 and 100 ′ are attached to the ends of both cables, and the coupling cylinder 35 connects between them.
[0017]
The optical fiber cable 10 to be connected is obtained by covering the outer periphery of the optical fiber 12 with a coating 14, removing the coating from the tip to be connected, and projecting the optical fiber 12 from the tip of the coating by a predetermined dimension.
[0018]
The cable holder 20 is substantially funnel-shaped, with a first thick cylinder 21 at one end, a first thin cylinder 22 at the other end, and a first thick cylinder between the first thick cylinder and the first thin cylinder. A frustoconical cylinder 23 whose diameter gradually decreases from one thick cylinder toward the first thin cylinder without being eccentric, and a place where the first thick cylinder transitions to the frustoconical cylinder. The first shoulder 24 is held. The first shoulder 24 has annular surfaces that are substantially perpendicular to the central axis of the cable holder 20 on the inner side and the outer side of the cable holder, and are referred to as an inner side surface and an outer side surface, respectively. The inner side surface of the first shoulder 24 forms a part of the inner bottom of the columnar space formed inside the first thick cylinder 21, that is, the peripheral portion of the bottom. The outer surface of the first shoulder 24 constitutes a part of the outer bottom of the column formed by the outer periphery of the first thick cylinder 21, that is, the peripheral portion of the bottom. The first thick cylinder 21 and the first thin cylinder 22 are formed concentrically, and the frustoconical cylinder 23 is also preferably concentric with them.
[0019]
The optical fiber cable 10 is inserted into the first thick cylinder 21 of the cable holder 20 from the side from which the optical fiber 12 protrudes, and the end of the covering 14 is inserted into the first shoulder 24 of the first thick cylinder 21. It is made to contact with the inner surface. At that time, the optical fiber 12 protruding from the tip of the optical fiber cable 10 is guided to the inner surface of the frustoconical cylinder 23 and enters the first thin cylinder 22. When the optical fiber cable 10 is inserted into the cable holder 20 and the end of the coating 14 of the optical fiber cable is in contact with the inner surface of the first shoulder 24, the optical fiber 12 protruding from the front end of the optical fiber cable is the first thin. It is preferable to reach the tip of the cylinder 22. In that sense, it is stated above that “the optical fiber is projected from the tip of the coating by a predetermined dimension”. As will be described later, when the optical connector is assembled, the tip of the first thin cylinder 22 comes close to or in contact with the bottom of the cavity of the parallel condenser lens 40, and the tip of the optical fiber 12 is the first. It is preferable to protrude slightly from the tip of the thin cylinder 22. It is preferable that a cylindrical cavity 43 is further provided at the bottom of the truncated cone, and the tip of the optical fiber 12 protruding from the tip of the first thin cylinder 22 reaches the bottom surface (plane) 42 of the cylindrical cavity 43. However, even if the tip of the optical fiber 12 does not reach the bottom surface (plane) 42 of the cylindrical cavity 43 and there is a gap of several μm between them, the propagation loss of the optical signal does not increase. If the index matching liquid is placed in the cylindrical cavity and the index matching liquid is filled between the bottom of the cavity and the tip of the optical fiber, the propagation loss can be further reduced.
[0020]
The sleeve 30 was provided at a position where a second thick cylinder 31 provided at one end, a second thin cylinder 32 provided at the other end, and a transition from the second thick cylinder to the second thin cylinder. Can have a second shoulder 33. The second thick cylinder 31 and the second thin cylinder 32 are formed coaxially. The second shoulder 23 has a step from the second thick cylinder to the second thin cylinder, and has annular surfaces substantially perpendicular to the central axis of the sleeve 30 on the inside and outside of the sleeve. ing. They are called the inner surface and the outer surface, respectively. The inner side surface of the second shoulder 33 constitutes a part of the inner bottom of the columnar space formed inside the second thick cylinder 31, that is, the peripheral portion of the bottom. The outer surface of the second shoulder 33 constitutes a part of the outer bottom of the column formed by the outer periphery of the second thick cylinder 31, that is, the peripheral portion of the bottom.
[0021]
When the cable holder 20 is inserted and assembled into the second thick cylinder 31 of the sleeve 30 from the first thin cylinder 22 side, the first shoulder 24 of the cable holder 20 is formed on the inner surface of the second shoulder 33 of the sleeve 30. The outer surface of the abuts. The outer diameter of the first thick cylinder 21 of the cable holder 20 and the inner diameter of the second thick cylinder 22 of the sleeve 30 are such that the first thick cylinder 21 of the cable holder 20 is within the second thick cylinder 31 of the sleeve 30. The dimensions are suitable for fitting to each other.
[0022]
The parallel condenser lens 40 shown in the figure is an injection-molded small optical plastic lens. Here, one end of the lens is a convex lens 41, and a truncated cone-like cavity is formed on the opposite coaxial core with a cable holder. The bottom surface 42 of the cylindrical cavity 43 provided in the shape corresponding to the 20 truncated cone cylinder and the bottom of the truncated cone cavity is a plane perpendicular to the axis. The parallel condenser lens 40 is focused on the center of the bottom surface 42 of the cylindrical cavity 43 when light having a wavelength used for an optical signal is incident on the convex lens surface parallel to the axis of the lens. Conversely, light from the light source at the center of the cylindrical cavity bottom surface 42 emerges from the convex lens surface of the parallel condenser lens 40 as parallel light rays. The parallel condenser lens 40 is inserted into the second thin cylinder 32 of the sleeve 30 from the open end of the second thin cylinder 32 so that the cylindrical hollow bottom surface 42 of the parallel condenser lens is close to the tip of the optical fiber 12. Oppositely, the cylindrical hollow bottom surface 42 of the parallel condenser lens is preferably provided so as to abut on the tip of the optical fiber 12. The outer diameter of the parallel condenser lens 40 and the inner diameter of the second thin cylinder 32 of the sleeve 30 are just fitted when the parallel condenser lens 40 is inserted into the second thin cylinder 32 of the sleeve 30. Dimensional relationship suitable for. Since the truncated conical cavity is provided on the opposite side of the parallel condenser lens 40 from the convex lens, when the parallel condenser lens 40 and the cable holder 20 are inserted into the sleeve 30 facing each other, the cable holder 20 The first thin cylinder is guided to the wall of the frustoconical cavity, and the optical axes are combined without being decentered. Since the first thin cylindrical tip stops when it comes into contact with the cavity bottom of the parallel condenser lens, the optical axis can be easily aligned and positioned.
[0023]
An optical connector 100 in which the optical fiber cable 10, the cable holder 20, the sleeve 30, and the parallel condenser lens 40 described above are combined is shown in cross section in the right half of FIG. The convex lens 41 at one end of the parallel condenser lens 40 and the optical axis of the cylindrical hollow bottom surface 42 at the opposite axial center are fitted into the second thin cylinder 32 of the sleeve 30. Sometimes coincides with the axis of the sleeve 30. Further, when the cable holder 20 into which the optical fiber cable 10 is inserted is fitted into the second thick cylinder 31 of the sleeve 30, the axis of the first thin cylinder 22 of the cable holder 20 matches the axis of the sleeve 30. That is, the optical fiber 12 of the optical fiber cable 10 inserted into the first thin cylinder 22 coincides with the axis of the sleeve 30. Therefore, the optical axis of the optical fiber 12 and the parallel condenser lens 40 coincide with each other.
[0024]
The depth at which the optical fiber cable 10 is inserted into the cable holder 20 is determined by bringing the coated end of the optical fiber cable into contact with the inner surface of the first shoulder 24 in the first thick cylinder 21. With the coated end of the optical fiber cable in contact with the inner surface of the first shoulder 24, the tip of the optical fiber 12 comes to a position slightly protruding from the tip of the first thin cylinder 22. On the other hand, the bottom of the truncated cone of the parallel condenser lens 40 comes to the tip of the first thin cylinder 22. When the length of the tip of the optical fiber 12 protruding from the tip of the first thin cylinder 22 is matched with the depth of the cylindrical cavity 43 of the parallel condenser lens 40, the tip of the optical fiber is the cavity bottom 42 of the parallel condenser lens. Will be located.
[0025]
As is clear from the above description, in the optical connector of the present invention, the axis of the parallel condenser lens and the optical fiber coincide with each other, and the insertion depth of the optical connector is exactly at the plane at the bottom of the parallel condenser lens. Designed and manufactured.
[0026]
An optical connector 100 ′ connected to the optical connector 100 is shown in the left half of FIG. 1, and the optical connectors 100 and 100 ′ are connected by a coupling cylinder 35. The coupling cylinder 35 is fitted on the outer periphery of the second thin cylinder of the sleeves 30 and 30 ', and the end of the coupling cylinder 35 comes into contact with the outer surface of the second shoulder of the sleeves 30 and 30' and stops. The length of the coupling cylinder 35 is determined so that the interval between the parallel condensing lenses 40 and 40 'in the optical connectors 100 and 100' is set to several mm and about 4 mm or less.
[0027]
The optical signal transmitted by one of the two optical fiber cables 10 and 10 ′ connected, for example, the optical fiber cable 10, passes through the cavity bottom surface 42 of the parallel condenser lens 40 from the tip of the optical fiber 12, and the parallel condenser lens 40. Get inside. The optical signal in the optical fiber 12 has a diameter of 9 to 10 μm. When the diameter is enlarged by the parallel condenser lens 40 and emerges from the convex lens 41, it becomes a parallel light beam having a diameter of several hundreds of μm. This parallel light beam enters the parallel collimating lens 40 ′, which is focused on the end face of the optical fiber 12 ′ of the optical fiber cable 10 ′ and propagates through the optical fiber cable 10 ′.
[0028]
Although an example in which a plastic lens is used as the parallel condenser lens has been described, a droplet lens can be used instead of the plastic lens. The droplet lens is disclosed in, for example, Patent Document 2, and a resin having high viscosity is injected around the tip of the first thin cylinder 22 of the cable holder 20 in the second thin cylinder 32 of the sleeve 30. To make a parallel condenser lens. In the drop lens, the cavity bottom surface (plane) is formed on the surface in close contact with the tip of the optical fiber, so that the interval is not a problem. Further, a glass condensing lens can be used.
[0029]
In the optical connector of the present invention, a parallel condenser lens is used to deliver an optical signal, so that the loss is small even if there is some eccentric axis during connection. Since the optical signal can be transmitted sufficiently if the misalignment error caused by the eccentric axes of the two parallel condenser lenses used to deliver light is 20% or less, it is not necessary to make the manufacturing accuracy of the optical connector very strict. .
[0030]
So the cable holder and the sleeve still more metal components of the optical connectors described above can be used a press molded product of a metal plate coupling cylinder (e.g., brass). Since the cable holder 20 is composed of a first thick cylinder 21, a first shoulder 24, a frustoconical cylinder 23, and a first thin cylinder 22, a metal plate is pressed from the right side in FIG. Can be produced by drawing. Further, since the sleeve 30 is composed of the second thick cylinder 31, the second shoulder 33, and the second thin cylinder 32, it can be similarly produced by drawing from the right side in FIG. When the cable holder 20 is made by press molding, the first thick cylinder 21 and the first thin cylinder 22 are made to expand slightly toward the end, but there is no problem in inserting the optical fiber cable therein. In addition, the second thick cylinder 31 and the second thin cylinder 32 of the sleeve 30 have a slight gradient. When the inner circumference of the second thick cylinder 31 of the sleeve 30 and the outer circumference of the first thick cylinder 21 of the cable holder 20 are slightly tapered in this way, the cable holder 20 is inserted when inserted into the sleeve 30. This is more advantageous because it is not necessary to have a close tolerance. Moreover, since the tapered ones are combined, they are coaxial.
[0031]
The coupling cylinder 35 can be a metal sheet drawn product as above. Since the second thin cylinder of the sleeve is inserted from both ends of the coupling cylinder, it is not preferable that the coupling cylinder has a large taper in only one direction. Therefore, when forming by molding from one direction, it is preferable to perform correction press molding so that the draft gradient is reduced or the gradient is widened to both ends after molding once.
[0032]
FIG. 3 is a sectional view of an integrated optical connector using a plurality of optical connectors of the present invention. The integrated optical connector 200 is assembled with two holders 50 and 50 'with their end faces 51 and 51' facing each other. In each holder, a plurality (four in FIG. 3) of optical connectors 100 are arranged in parallel with the respective parallel condenser lenses facing the end face, and the two holders 50 and 50 'are shown in the figure. These optical connectors are connected by connecting the end faces to each other. Thus, by using the integrated optical connector 200, a plurality of optical fiber cables can be connected.
[0033]
【The invention's effect】
As described above in detail, the optical connector of the present invention has a structure suitable for connecting between optical fibers using a parallel condenser lens. In the optical connector of the present invention, even if there is some degree of eccentricity of the shaft core or variation in the combination depth, it can be allowed to reduce propagation loss. Therefore, the optical connector structure can be obtained in which the part can be a press-formed product and the assembly work efficiency is improved. As a result, it became an inexpensive product and has improved stability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical connector according to the present invention connecting optical fiber cables.
FIG. 2 is an exploded cross-sectional view of the optical connector of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of an integrated optical connector according to the present invention.
[Explanation of symbols]
10, 10 'optical fiber cable 12, 12' optical fiber 14 sheath 20 cable holder 21 first thick cylinder 22 first thin cylinder 23 frustoconical cylinder 24 first shoulder 30, 30 'sleeve 31 second thick cylinder 32 first Two narrow cylinders 33 Second shoulder 35 Coupling cylinders 40, 40 'Parallel condenser lens 41 Convex lens 42 Cavity bottom (plane)
43 Cylindrical cavity 50, 50 'Holder 51, 51' End face 100, 100 'Optical connector 200 Integrated optical connector

Claims

An optical fiber cable in which an optical fiber is projected from the tip by a predetermined dimension, a cable holder that receives and holds the tip of the fiber optic cable, a sleeve that fits the cable holder, and a parallel condenser lens provided in the sleeve are provided. And
The cable holder is
A first thick cylinder provided at one end for receiving an optical fiber cable;
The first thick cylinder is provided concentrically with the first thick cylinder at the other end of the cable holder, and a first thin cylinder that receives the optical fiber;
A frustoconical cylinder that is provided between the first thick cylinder and the first thin cylinder, and gradually decreases in diameter from the first thick cylinder toward the first thin cylinder;
Having a first shoulder provided at the transition from the first thick cylinder to the frustoconical cylinder ;
The optical fiber cable is
The optical fiber protrudes from the end of the optical fiber cable with a predetermined dimension,
The optical fiber is inserted into the first thick cylinder from the tip of the optical fiber cable so that the coated end of the optical fiber cable is in contact with the inner surface of the first shoulder, and the optical fiber protruding from the tip of the optical fiber cable is the first optical fiber. Is inserted to the tip of the thin cylinder,
The parallel condenser lens is
It has a cylindrical shape with a convex lens at one end and a flat surface at the other end,
The sleeve is
A second thick cylinder provided at one end of the first thick cylinder;
A second thin cylinder that is provided concentrically with the second thick cylinder at the other end of the sleeve, and in which the parallel condenser lens is fitted;
Having a second shoulder provided at the transition between the second thick cylinder and the second thin cylinder;
The first thick cylinder is fitted into the second thick cylinder from the first thin cylinder side of the cable holder, and the outer surface of the first shoulder is brought into contact with the inner surface of the second shoulder. Let me
An optical connector, wherein the plane of the parallel condenser lens and the tip of the optical fiber are in close proximity to each other.

The optical connector according to claim 1, wherein the parallel condenser lens is a droplet lens.

The optical connector according to claim 1, wherein the parallel condenser lens is a plastic lens.

The optical connector according to claim 1, wherein the parallel condenser lens is a glass lens.

5. The optical connector according to claim 3, wherein the parallel condenser lens is provided with a truncated cone-shaped cavity for receiving the tip of the first thin cylinder at an axial center thereof.

6. The optical connector according to claim 1, wherein one of the cable holder and the sleeve is a press-formed product of a metal plate.

The sleeve further includes a coupling cylinder fitted on the outer periphery of the second thin cylinder, and an end surface of the coupling cylinder is in contact with the outer surface of the second shoulder. 5. The optical connector according to any one of 5.

8. The optical connector according to claim 7, wherein the coupling cylinder is a press-formed product of a metal plate.

It consists of two holders having end faces, and each holder has a plurality of optical connectors according to any one of claims 1 to 6 and each parallel condenser lens is directed to the end face. An integrated optical connector characterized in that a plurality of optical connectors are connected to each other by combining the two holders with the end faces facing each other.