JP4559952B2 - 光通信コネクタ用光学結合部材及びこれを用いた光コネクタ並びに光コネクタの組み立て方法 - Google Patents

Description

この発明は、光パワーの伝送効率を高めると共にクロストークの低減を図った、発光素子及び受光素子と光ファイバとの間を光学的に結合する双方向光通信コネクタ用光学結合部材、及び斯かる光学結合部材を用いた光コネクタ並びに光コネクタの組み立て方法に関する。

光ファイバを装着した光プラグと、双方向通信用光学結合部材と発光素子及び受光素子を装着した光コネクタとは、互いに嵌合して光学的に接続され双方向光通信用コネクタを構成する。
例えば、（特許文献１）及び（特許文献２）によれば、送信側用および受信側用の光学機能部を連結部にて連結して双方向の通信用に一体化した光学結合部材、ならびにそれらを用いた光コネクタが開示されている。
しかし、これらの文献１及び文献２の光学結合部材は、一対の光学機能部に、これらと異なる材質の一対の筒状の保護スリーブと連結部とを一体に二色成型したもので、製造コスト高となる。

また、本出願の譲受人の社内にて開発された非公知の先行技術として、特願２００４−２６０８８２号によれば、単体及び一体化した光結合部材、ならびにそれらを用いた光コネクタがある。
以下、一体化した双方向通信用光学結合部材に係る非公知の先行技術を図１２、図１３を参照して説明する。
図１２、図１３において、１０７は双方向光通信コネクタ用の光学結合部材であり、この特願２００４−２６０８８２号（非公知）ではスリーブユニットと呼称されているので、同じ呼称を用いて説明する。

このスリーブユニット１０７は、図１３Ａ−図１３Ｅに示す如く、円柱状の送信側光学機能部１８１および受信側光学機能部１８２、送信側光学機能部１８１の位置決めおよび保護をする送信側スリーブ１７３、受信側光学機能部１８２の位置決めおよび保護をする受信側スリーブ１７４、送信側光学機能部１８１と受信側光学機能部１８２とを相互に連結結合する連結部１７０、送信側光学機能部１８１の発光素子側端部１８１ａを取り巻く送信側フランジ１７１、受信側光学機能部１８２の受光素子側端部１８２ａを取り巻く受信側フランジ１７２を持つ。これら連結部１７０、光学機能部１８１、１８２、スリーブ１７３、１７４、フランジ１７１、１７２、は透光性の合成樹脂（例えばアクリル材など）を原材料として一体に成型製造される。

このスリーブユニット１０７を用いた光コネクタ１０１を図１２−図１４を参照して説明する。
図１２において、１１０はレセプタクルであり、側壁１０２と底壁１０３を持つ。レセプタクル１１０の側壁１０２内に形成された光プラグ受容凹部１０２ａ内には、円筒状の送信側光ファイバ収容筒１１１および受信側光ファイバ収容筒１１２が側壁１０２に平行に底壁１０３から一体にかつ垂直に立設されている。底壁１０３の外側面（図１２Ａにおいて、底壁１０３の下側）には、送信側光ファイバ収容筒１１１および受信側光ファイバ収容筒１１２に連通する孔１１３ａ、１１３ｂが形成され、さらに光学結合部材収容凹部１１３が形成されている。

１０４はシールドカバーであり、隔壁１４０により２部分（図１２Ａにおいて上下）に分割されており、素子ホルダ１０５を収容する下側の素子収容部１４１およびレセプタクル１１０を収容する上側のレセプタクル収容部１４２を持つ。隔壁１４０には、その中央部に、開口１４０ａ、１４０ｂが形成されている。素子ホルダ１０５の内には、発光素子１６１および受光素子１６２が適宜に収容される。
送信側光ファイバ１３１は図１２Ａにおいてレセプタクル１１０の光プラグ受容凹部１０２ａ内に上側から挿入され、送信側ファイバフェルール１２１ａを介して送信側光ファイバ収容筒１１１に嵌合固定される。一方、受信側光ファイバ１３２も同様に上側から受信側ファイバフェルール１２２を介して受信側光ファイバ収容筒１１２に嵌合固定される。

スリーブユニット１０７は、底壁１０３の外側（図１２Ａにおいて底壁の下側）から孔１１３ａを通って送信側スリーブ１７３を送信側収容筒１１１に嵌合位置決めすると共に、受信側スリーブ１７４を同様に底壁１０３の外側から孔１１３ｂを通って受信側収容筒１１２に嵌合位置決めし、図１２Ｂに示す如く連結部１７０が凹部１１３に収容される。このとき、送信側フランジ１７１と受信側フランジ１７２は底壁１０３の表面（図１２Ｂにおいて下側面）よりも外に突出している。
スリーブユニット１０７がレセプタクル１１０に嵌合した状態を、スリーブユニット１０７側から見た図１４から分かるように、凹部１１３はスリーブユニット１０７の外形形状（フランジ１７１、１７２と連結部１７０とで形成した形状）とほぼ対応する形状を持つ。この凹部１１３の内側壁面には、この例では３つの突条１１４が形成されており、この突条は断面が半球面状をなし、凹部１１３の深さ方向に伸びて形成されている。

スリーブユニット１０７はこれら３個の突条１１４を圧縮するように凹部１１３に圧入され固定される。なお、スリーブユニット１０７は突起部１７０ａを持ち、これによって凹部内の位置決めがなされる。
ここで、スリーブユニット１０７、送信側光ファイバ１３１および受信側光ファイバ１３２を組み込まれたレセプタクル１１０は、シールドカバー１０４の上側レセプタクル収容部１４２に収容されて、送信側フランジ１７１と受信側フランジ１７２は隔壁１４０の開口１４０ａ、１４０ｂを介して素子ホルダ１０５を収容する下側素子ホルダ収容部１４１内に挿入され、光学機能部１８１、１８２の端部１８１ａ、１８２ａが発光素子１６１および受光素子１６２に対向した状態となる。

ここで、発光素子１６１から放射された送信光信号は、送信側光学機能部１８１の発光素子側端部１８１ａに入射する。送信側光学機能部１８１の端部１８１ａの先端（図１３Ｃにおいて下端）にはコリメートレンズ１８１ｂが形成されているので、入射した送信光信号は、このコリメートレンズ１８１ｂを介して送信側光学機能部１８１内を伝播し、光ファイバ側端部１８１ｃの先端（図１３Ｃにおいて上端）に形成されているコリメートレンズ１８１ｄを介して出射して、送信側光ファイバ１３１のコア端面に収束入射する。このあと送信光信号は送信側光ファイバ１３１を経由して外部に送り出される。

そして、逆に、受信側光ファイバ１３２を経由して外部から到来した受信光信号は、受信側光学機能部１８２の光ファイバ側端部１８２ｃの先端（図１３Ｃにおいて上端）に形成されているコリメートレンズ１８２ｄを介して受信側光学機能部１８２に入射し、受光素子側端部１８２ａの先端（図１３Ｃにおいて下端）に形成されているコリメートレンズ１８２ｂを介して受光素子１６２に入射、受信される。
以上のスリーブユニット１０７においては、発光素子１６１から放射された送信光信号は、送信側光学機能部１８１に入射し、送信側光ファイバ１３１を経由して外部に送り出される一方、光学機能部と同一光学材料により構成される連結部１７０にも容易に進入し、ここから外部に漏洩して光の伝送損失を招来するという問題を生起する。受信光ファイバ１３２を経由して外部から到来して受信側光学機能部１８２に入射した受信光信号についても、同様の漏洩の問題が生起する。

さらに、上記のスリーブユニット７において、送信側光学機能部１８１と受信側光学機能部１８２とは連結部１７０を介して連結しているから、発光素子１６１から放射された送信光信号の一部は、連結部１７０に漏洩して、この連結部と外気との間の上下の界面において反射し、図１２Ｂに矢印にて示されるが如きクロストーク経路を経由して自局の受光素子１６２に漏洩するクロストークの問題も生起する。
特開２０００-３０４９８０号公報 特開２００１-１３３６６５号公報

本発明は、光パワーの伝送効率を高めると共に、これに伴ってクロストークを低減する双方向光通信コネクタ用光学結合部材と、それを用いた光コネクタ並びに光コネクタの組み立て方法を提供することを目的とする。

斯かる目的達成のため、この発明は、双方向光通信用の一対の光学機能部と連結部を一体化形成した光学結合部材を得るにあたり、光学機能部、すなわち光の導通路の機能を担うもの、以外の構成要素（連結部や位置決め部材や、保護部材など）であって、光学機能部と接合されるものが、光学機能部の側面に対してなるべく小面積にて接合するように構成する。
すなわち、円柱状の送信側光学機能部及び受信側光学機能部の側面に対して光学機能部の構成材料と同一材料より成る連結部を一体に成型し、この際に、連結部が円柱状の光学機能部の側面に対して接する接合領域が、円柱断面の半周以内の周方向の長さを持つように構成する。

ここで、請求項１として：透光性の合成樹脂材からなる円柱状の送信側光学機能部および円柱状の受信側光学機能部を一対と、これら光学機能部に一体に成型され、これら光学機能部を互いに機械的に結合して１個体になす光学機能部の構成材料と同一材料より成る連結部とを有し、光素子と光ファイバとの間を光学的に結合する双方向光通信コネクタ用光学結合部材が規定され、連結部が板状の基体部と一対の連結端部を持ち、上記連結部の連結端部は、一対の円柱状の光学機能部の側面に対して各々接するように成型され、連結端部の接合領域が、円柱状の光学機能部の半周の長さ以内となる上記円柱状の光学機能部の周回方向の長さを持ち、上記一対の円柱状の光学機能部の中心軸の延伸方向をＸ軸とし、このＸ軸に直交し上記一対の円柱状の光学機能部の中心軸を結ぶ方向をＹ軸とし、これらＸ軸とＹ軸に直交する方向をＺ軸とするとき、連結部の連結端部の接合領域が持つＺ軸方向の幅Ｈは、連結部の基体部が持つＺ軸方向の幅Ｍより小であることを特徴とする。

請求項２として：請求項１に記載される光学結合部材が規定され、連結部の基体部の中央部において、基体部の一方（これを上側と呼ぶ）の辺から他方（これを下側と呼ぶ）の辺に向かってＺ軸方向にＶ字形状またはＵ字形状の切り欠きを形成し、切り欠きの頂点は２本の光学機能部の下側を結んだ直線のレベルよりＺ軸方向でさらに下側となるように形成したことを特徴とする。

また、請求項３として：請求項１に記載される光学結合部材が規定され、連結部の中央部において、基体部の一方（これを上側と呼ぶ）の辺および他方（これを下側と呼ぶ）の辺の双方からＺ軸方向で互いに近付く方向にＵ字形状の切り欠きを形成したことを特徴とする。
更に、請求項４として：発光素子及び受光素子が装着されたシールドカバーと、請求項第１項乃至第３項のいずれかに記載の光学結合部材が装着されたレセプタクルと、を具える光コネクタが規定され、レセプタクルは、底壁と側壁から形成された光プラグ受容部と、上記底壁の光プラグ受容部側の面に互いに平行に一対で突出形成され、夫々光ファイバ収容孔を有する送信側光ファイバ収容筒及び受信側光ファイバ収容筒と、上記光ファイバ収容孔に連通し底壁を貫通して底壁の上記光プラグ受容部側の面とは反対側の面に開口する一対の互いに平行な貫通孔と、底壁の上記反対側の面に形成された突出部とを持ち、連結部により一体に成形された光学結合部材の一対の光学機能部は、一端に光ファイバ側端部と他端に素子側端部を持ち、上記一体に成形された状態で、光ファイバ側端部が貫通孔内に位置するように上記開口から貫通孔に挿入されてレセプタクルに装着固定され、夫々の素子側端部が側壁の上記反対側の面に露出し、上記シールドカバーに装着された上記発光素子及び受光素子がレセプタクルの突出部と係合し、上記光学機能部の素子側端部が上記発光素子及び受光素子と対向位置決めされて、シールドカバーとレセプタクルが結合固定され、これにより、光プラグがレセプタクルの光プラグ受容部に結合されたときに、貫通孔内に配置された上記光学結合部材の送信側光学機能部及び受信側光学機能部が、送信側光ファイバ収容筒及び受信側光ファイバ収容筒の光ファイバ収容孔に嵌合する光プラグに装着された送信側光ファイバ及び受信側光ファイバと上記発光素子及び受光素子との間をそれぞれ光結合することを特徴とする。
更に、請求項５として：請求項第４項に記載の光コネクタが規定され、レセプタクルは、底壁の上記反対側の面に光学結合部材の連結部を収容する凹部と、連結部と係合する突条と、を持ち、底壁の貫通孔に光学機能部が挿入されたときに、上記凹部に上記光学結合部材の連結部が挿入され、突条と係合して固定され、斯かるレセプタクルとシールドカバーが結合固定されていることを特徴とする。
更に、請求項６として：請求項５に記載される光コネクタの組み立て方法が規定され、上記貫通孔に夫々の光ファイバ側端部が位置するように送信側光学機能部及び受信側光学機能部を挿入し、上記凹部に上記光学結合部材の連結部を挿入して突条と嵌合させ凹部に固定した後、底壁の上記反対側の面に露出している送信側光学機能部及び受信側光学機能部の夫々の素子側端部に対し、シールドカバーに装着された上記発光素子及び受光素子が対向位置するように、レセプタクルの突出部と発光素子及び受光素子を係合させて、シールドカバーをレセプタクルに結合固定することを特徴とする。

この発明の双方向光通信コネクタ用光学結合部材は、円柱状の送信側光学機能部及び円柱状の受信側光学機能部に対して、光学機能部の構成材料と同一材料より成る連結部を一体に成型し、この連結部を介して両光学機能部を接合し一体型の光学結合部材を得た。この場合に連結部が円柱状の光学機能部の側面に対して接合する接合領域の面積が、非公知の先行技術から得られた光学結合部材のそれに比較して削減でき、これにより、連結部を介して漏洩する光量を抑制し、光の伝送効率が向上する。これは、本発明に係る送信側と受信側が一体の光通信コネクタ用光学結合部材によれば、送信側光学機能部から連結部に対する送信光の進入が少なくなることであり、クロストークの減少にもつながる。

発明を実施するための最良の形態を図１の第１の実施例を参照して説明する。

図１Ｂは連結部および光学機能部を持った光学結合部材の正面図、図１Ａは上方から視た平面図、図１Ｅは側方から視た側面図、図１Ｃ、図１Ｄは斜視図である。
図１において、９は双方向光通信コネクタ用の光学結合部材を示す。この光学結合部材９は、透光性の合成樹脂材からなる円柱状の送信側光学機能部８１、円柱状の受信側光学機能部８２、これら両光学機能部を機械的に１個体に結合する連結部９０より成る。なお、この連結部は、機械的結合のためのものであるが、光学機能部と同一材質にて一体成型するために、光学的にも結合し、これが光伝送効率低下を招くことをすでに説明した。

発光素子（図示せず）から発せられた送信光信号は、送信側光学機能部８１の一方の端部（発光素子側端部８１ａ）に入射してこれを伝播し、他方の端部（ファイバー側端部８１ｃ）から出射して送信側光ファイバ（図示せず）を経由して外部に送り出される。受信側光ファイバ（図示せず）を経由して外部から到来した受信光信号は、受信側光学機能部８２の一方の端部（ファイバー側端部８２ｃ）に入射し、他方の端部（受光素子側端部８２ａ）より出射し、受光素子（図示せず）に入射、受信される。
連結部９０は、その基体部９０’と、送信側光学機能部８１と受信側光学機能部８２のその左右側部に一体に接合された接合領域９１a、９１ａ’を具えた連結部端部９１、９１’を持ち、かつ連結部９０全体を後で説明されるレセプタクルに対して圧入して固定する固定部９２、９２’と、連結部の基体部９０’に大きく切除形成されたＶ字形状の切り欠き９３とを持つ。 ここで連結部９０は厚さＥを持ち（図１Ｃ、図１Ｅ参照）、連結部端部９１、９１’は『上下方向の幅Ｈ』を持ち、この幅Ｈは、連結部の基体部９０’の上下方向の幅Ｍより小さく、更に、円柱状の送信側光学機能部８１の直径および受信側光学機能部８２の直径より小さく設計される。なお、両光学機能部８１、８２のそれぞれの中心軸の延長方向をＸ軸とし、両中心軸を含む平面内でそれぞれの中心軸に垂直な方向をＹ軸としこれらＸ軸とＹ軸に垂直な方向をＺ軸としたとき、上記連結部９０の厚さＥはＸ軸方向の長さを指し、『上下方向の幅Ｈ』とはＺ軸方向の長さを指す。（図１Ｂ、図１Ｃ参照。）
本発明で重要なことは、連結部９０の連結部端部９１、９１’が円柱状の光学機能部８１、８２の側面と接する接合領域９１ａ、９１ａ’を持ち（実際には一体化形成されているが、接合領域が存すると想定する）、この接合領域、すなわち図１ＤにおいてＡ−Ｂ−Ｂ’−Ａ’の４点で囲まれた領域の、円柱状の光学機能部の側面における周方向の長さ（図１Ｂ、図１Ｃ、図１Ｄにおいて、Ａ点からＢ点、またはＡ’点からＢ’点までの円弧状の長さ）が、上記光学機能部の側面上のその周方向において半周以内の長さとなるようにされていることである。

また、切り欠き９３の連結部９０の上端線Ｋから、切り欠き方向にみた深さＤ（図１Ｂ参照）は、送信側光学機能部８１および受信側光学機能部８２の最下端部を結んだ線Ｌ（図１Ｅ参照）のレベルより深く形成される。
以上の通り、本発明の光学結合部材は、連結部９０の連結部端部９１、９１’が円柱状の光学機能部８１、８２の側面に対して円柱断面の半周以内で接合した構成を持つのに対し、先に説明した非公知の先行技術における光学結合部材は、その連結部が円柱状の光学機能部の側面に対して全周において接合した構成であり、両者を比較すると、本発明は、先行技術に比して、光学機能部に対する連結部の接合領域が、より削減され、連結部を介して漏洩していた光量がより抑制され、光の伝送効率をより向上させることができる。そして、切り欠き９３の連結部９０の上端からみた深さを送信側光学機能部８１および受信側光学機能部８２の最下端部を結んだレベルより深く形成したことにより、送信側光学機能部８１から連結部９０に漏洩した光は受信側光学機能部８２に到る漏洩経路は延伸され、連結部９０を拡散しながら伝播する中に減衰してクロストークは減少する。

この第１の実施例に係る光学結合部材を用いて構成した双方向通信用光コネクタの実施例を図８Ａ、図１０及び図１１を参照して説明する。
図８Ａは、レセプタクル１０の光素子に対向する面３（光学結合部材を挿入する側）の正面図であり、この面３に第１の実施例に係る光学結合部材９を装着した状態を説明する図である。
これは非公知の先行技術の説明で用いた図１４の構成と対応するもので、斯かるレセプタクル１０にシールドカバー４（図１２の１０４に相当するもの。図示せず）を組み合わせてコネクタ１を完成する。

図１０は、本発明に係る双方向通信用の光コネクタ１の組立て状況の説明用断面図である。（切断面は図８Ａ参照）
図１１は、本発明に係る双方向通信用の光コネクタ１のレセプタクル１０を示す図である。
本発明に係る光コネクタ１は、レセプタクル１０と、これに嵌合されたシールドカバー４を具え、レセプタクル１０は側壁２と底壁３を持つ。レセプタクル１０の側壁２内に形成された光プラグ受容凹部２ａ内には、円筒状の送信側光ファイバ収容筒１１および受信側光ファイバ収容筒１２が側壁２に平行に底壁３から一体に立設されている。（図１０Ａ及び図１１Ａ参照）なお、底壁３とは、凹部２ａの入り口から見て凹部２ａの底に相当する壁（請求項６参照）を指す。

底壁３の外側面（図１０Ａにおいて、底壁３の下側）には、送信側光ファイバ収容筒１１および受信側光ファイバ収容筒１２に連通する孔１３ａ、１３ｂが形成され、さらに光学結合部材収容凹部１３が形成されている。（図８Ａ、図１０Ａ参照）
４はシールドカバーであり、隔壁４０により２部分（図１０Ａにおいて上下）に分割されており、素子ホルダ５を収容する下側の素子収容部４１およびレセプタクル１０を収容する上側のレセプタクル収容部４２を持つ。隔壁４０には、その中央部に、開口４０ａ、４０ｂが形成されている。素子ホルダ５の内には、発光素子６１および受光素子６２が適宜に収容される。

送信側光ファイバ３１は図１０においてレセプタクル１０の光プラグ受容凹部２ａ内に上側から挿入され、送信側ファイバフェルール２１を介して送信側光ファイバ収容筒１１のファイバ孔１１ａに嵌合固定される。一方、受信側光ファイバ３２も同様に受信側ファイバフェルール２２を介して受信側光ファイバ収容筒１２のファイバ孔１２ａに嵌合、固定される。
本発明におけるレセプタクル１０は、底壁３に設けた孔１３ａ、１３ｂが光学結合部材９の光学機能部８１、８２を挿入するに足る径を持ち、その先端がファイバ孔１１ａ、１２ａに連通して形成されている。

図１に示す光学結合部材９の送信側光学機能部８１のファイバ側端部８１ｃは、底壁３の外側（図１０Ａにおいて底壁３の下側）から孔１３ａに挿入されて、その先端８１ｄが、送信側収容筒１１に嵌合される送信側光ファイバ３１と対向するように位置決めされる（図１０Ｂ参照）と共に、受信側光学機能部８２のファイバ側端部８２ｃは、同様に底壁３の外側から孔１３ｂに挿入されて、その先端８２ｄが、受信側収容筒１２に嵌合される受信側光ファイバ３２と対向するように位置決めされて、図８Ａ及び図１０Ｂに示す如く、光学結合部材９の連結部９０が凹部１３に装着される。

レセプタクル１０の底壁３は、その表面よりも外側（図１０Ａにおいて下側）に突出部３ａ、３ｂを持つ。この突出部３ａ、３ｂは光学機能部８１の発光素子側端部８１ａ、及び光学機能部８２の受光素子側端部８２ａの円筒状外周を、その半周の範囲だけそれぞれ囲むように形成されている。（図８Ａ、図１０Ｂ、図１１Ｃ参照）
レセプタクル１０がシールドカバー４と嵌合したとき、突出部３ａ、３ｂに囲まれた光学機能部８１、８２の発光素子側端部８１ａ、及び受光素子側端部８２ａが、シールドカバー４に設けられた開口４０ａ、４０ｂにそれぞれ挿入され、その先端８１ｂ、８２ｂが発光素子６１、受光素子６２と対向するように位置決めされる。

光学結合部材９がレセプタクル１０と嵌合した状態を示す図８Ａから分かるように、凹部１３は光学結合部材９の外形形状に、ほぼ対応する形状を持つ。この凹部１３の内側壁面（図８Ａにおいて太線で表示してある）には、この例では６つの突条１４が形成されており、この突条は断面が半球面状をなし、凹部１３の深さ方向（図８Ａにおいて紙面に垂直な方向）に伸びて形成されている。
光学結合部材９は、連結部９０の基体部９０’及び固定部９２、９２’がこれら６個の突条１４を圧縮するように凹部１３に圧入され固定される。なお、光学結合部材９は、連結部の基体部９０’によって凹部１３内の位置決めがなされる。

ここで、発光素子６１から発せられた送信光信号は、送信側光学機能部８１の発光素子側端部８１ａに入射する。この端部８１ａの先端にはコリメートレンズ８１ｂが形成されているので、入射した送信光信号は、このコリメートレンズ８１ｂによって収束されて、送信側光学機能部８１内を伝播し、光ファイバ側端部８１ｃの先端に形成されているコリメートレンズ８１ｄによって収束されて出射して、送信側光ファイバ３１のコア端面に入射する。このあと送信光信号は送信側光ファイバ３１を経由して外部に送り出される。
そして、逆に、受信側光ファイバ３２を経由して外部から到来した受信光信号は、受信側光学機能部８２の光ファイバ側端部８２ｃの先端に形成されているコリメートレンズ８２ｄを介して受信側光学機能部８２に収束されて入射し、受光素子側端部８２ａの先端に形成されているコリメートレンズ８２ｂによって収束されて出射し、受光素子６２に入射、受信される。

第１の実施例に係る光学結合部材９は、一対の光学機能部を一体型に形成するために必要な連結部９０の連結部端部９１、９１’が光学機能部の側面に対して接合する接合領域の面積を、先行技術に比べてより小面積に構成してあるので、連結部を介して漏洩する光量を抑制し、光の伝送効率を向上させる。したがって、斯かる光学結合部材を用いた光コネクタも、光の伝送効率が向上する。
光学結合部材９と光学機能部８１、８２との間の連結部端部９１、９１’の断面積は、光の伝送効率向上のためには最小化すべきであるが、使用する成型用の合成樹脂材料により定まる、溶融合成樹脂が型内において行き亘るに必要なある限界面積とする。

この最小面積はカットアンドトライで定める。すなわち、連結部端部の断面積を小さくすればするほど、光の伝送効率の向上は図れるが、反面、連結部を形成する樹脂の射出成型時の樹脂流れ不良を起こすリスクが高まる。樹脂の流れを良くするためには、図８Ｂのように接合部の面積はそのままで、この接合部から基体部に向かって断面積が拡大するような形状をとることが有効である。しかし、設計時に、図８Ａの形状から図８Ｂの形状までの間のどの形状が最適かは判断し難いので、試作成型後に、特性を確認しながら金型修正を加えて連結部端部の断面積や形状を決めていく。

したがって、レセプタクル側の凹部１３は、連結部端部の垂直高さＨを最大に形成した図８Ｂの形状であっても収納できる空間を持つように形成する。そうすることにより、図８Ａの形状の金型を用いて成型し、樹脂流れ不良が発生した場合、連結部端部の金型を徐々に削り、連結部端部の断面積を拡大して正常な樹脂の流れを得るという流れ対策をとることができる。
図２を参照して図１に示した光学結合部材の第１の実施例の変形例を説明する。この変形例は、第１の実施例において用いられていたＶ字形状の切り欠き９３をＵ字形状の切り欠き９３’に変更すると共に、連結部９０全体をレセプタクルに対して圧入して固定する固定部９２、９２’を有しない構成（すなわち、連結部端部９１、９１’の上面より上方の領域を切除した構成）とした。Ｕ字形状の切り欠き９３’も、連結部９０の上端（すなわち、連結部端部９１、９１’の上面）からみた深さＤ（図２Ｂ参照）は、送信側光学機能部８１および受信側光学機能部８２の最下端部を結んだ線Ｌのレベルより深く形成される。

この変形例のように連結部９０の全長に亘って上下方向の寸法が小さい形状とした場合でも、連結部９０が光ガイドの作用をするところから、円柱状の送信側光学機能部８１より進入した送信光信号が、円柱状の受信側光学機能部８２へ伝播して相当量のクロストークとなる可能性はある。（図２Ａ参照）しかし、断面コ字状切り欠き９３’も、連結部９０の上端からみた深さは送信側光学機能部８１および受信側光学機能部８２の最下端部を結んだレベルより深く形成されており、送信側光学機能部８１から連結部９０に漏洩した光は受信側光学機能部８２に到る漏洩経路は延伸されているので、連結部９０を拡散しながら伝播する中に減衰してクロストークは減少する。（図２Ｂ参照）

次に、図３を参照して第２の実施例を説明する。円柱状の送信側光学機能部８１、受信側光学機能部８２と連結部端部９１、９１’との間の接合領域９１ａ、９１ａ’の面積と比較して、連結部９０の上下方向の寸法Ｍを大きくしてその断面積（Ｍ´Ｅ）をより大きくする構成とすることにより、連結部９０に進入した送信光はこの部分で拡散されるので、受信側光学機能部８２へ進入する光量ははそれだけ低減し、クロストークを低減することができる。
図４を参照して図３の第２実施例の変形例を説明する。この変形例は、送信側光学機能部８１、受信側光学機能部８２と連結部端部９１、９１’との間の接合領域の面積と比較して、連結部９０の上下方向の寸法Ｍ（図４Ｂ参照）を大きくしてその断面積をより大きくする構成としている。

図５を参照して図３の第２実施例の他の変形例を説明する。この変形例は、円柱状の送信側光学機能部８１および円柱状の受信側光学機能部８２の一対と、これら光学機能部に一体に成型された光学機能部の構成材料と同一材料より成る連結部９０より成る双方向光通信コネクタ用光学結合部材９において、連結部９０が円柱状の光学機能部８１、８２の側面に対して、単に、円柱断面の半周以内で連結部端部９１、９１’を介して接合されている変形例である。この変形例も、連結部９０が円柱状の光学機能部８１、８２の側面に対して円柱断面の半周以内で接合せしめて全周において接合せしめる場合と比較して光学機能部に対する連結部の接合領域の面積を削減した構成を具備しているので、連結部を介して漏洩していた光量を抑制し、光の伝送効率を向上する効果を奏す。

図６を参照して第３の実施例を説明する。この実施例も、実施例１と同様に、光学結合部材９は、円柱状の送信側光学機能部８１、円柱状の受信側光学機能部８２、これら両光学機能部を機械的に結合する連結部９０より成る。この実施例の連結部９０は、その中央部において上側および下側の双方からＵ字形状の切り欠き９３’、９３’’を形成し、これを介してレセプタクルに対して嵌合固定し、連結部端部および２本の光学機能部をフリーとした実施例である。この実施例も、連結部を介して漏洩していた光量を抑制して光の伝送効率を向上すると共に、送信側光学機能部８１から連結部９０に漏洩した光は受信側光学機能部８２に到る漏洩経路は延伸されて連結部９０を拡散しながら伝播する中に減衰してクロストークを減少する効果を奏す。

図７を参照して図６の第３実施例の変形例を説明する。この変形例は、実施例１において切り欠き９３の代わりに四角形状の開口９３０を連結部９０の中央部に形成したものに相当する。連結部９０は、円柱状の送信側光学機能部８１および円柱状の受信側光学機能部８２と同一材料により一体成型され、連結部中央部に形成された断面四角形開口９３０を介してレセプタクルに固定される。

図９を参照して第４の実施例を説明する。これは、円柱状の送信側光学機能部８１および円柱状の受信側光学機能部８２に一体形成された光学機能部の構成材料と同一材料より成る連結部９０において、光学機能部の円柱状の断面の外周の内の一部分を残して連結部９０を付加形成した光通信コネクタ用光学結合部材である。図から明らかなように、この実施例の光学結合部材は、結合部９０が光学機能部８１、８２の外周面に接合する接合領域の光学機能部の側面における周方向の長さ（ＡからＢまでの円弧の長さ）が、光学機能部の外周の半周の長さとなるように構成されている。なお、この光学結合部材には先行技術で用いられたスリーブ７３、７４がさらに一体に成型付加されているが、上記接合面の長さが規定されているので、先行技術よりも光伝送効率が向上している効果は損なわれない。また、この実施例の光学結合部材を用いて光コネクタを構成する場合には、先行技術で示した如く、底壁３に形成する孔１３ａ、１３ｂの径をこれらのスリーブが挿入可能な大きさにする。

本発明によれば、先行技術よりも光伝送効率の向上及びクロストークの減少効果を有する光学結合部材と、これを用いて新規の方法で組み立てた光コネクタが得られ、双方向光通信の分野で有効活用できる。

光学結合部材の第１の実施例を示し、Ａは平面図、Ｂは正面図、Ｃは斜視図、Ｄは要素分離斜視図、Ｅは側面図である。 図１に示された第１の実施例の変形例を示し、Ａは平面図、Ｂは正面図、Ｃは斜視図、Ｄは側面図である。 光学結合部材の第２の実施例を説明する図。 図３に示された第２の実施例の変形例を示し、Ａは平面図、Ｂは正面図、Ｃは斜視図、Ｄは側面図である。 図３に示された第２の実施例の他の変形例を説明する図。 光学結合部材の第３の実施例を示し、Ａは平面図、Ｂは正面図、Ｃは斜視図、Ｄは側面図である。 図６に示された第３の実施例の変形例を示し、Ａは平面図、Ｂは正面図、Ｃは斜視図、Ｄは側面図である。 光学結合部材をレセプタクルに組み付けた状態を図１１Ｂにおける円で囲まれた部分で示し、Ａは第１の実施例に係る光学結合部材を用いた光コネクタの例、Ｂは図８Ａの光学結合部材に変形を施したものを用いた光コネクタの他の例である。 光学結合部材の第４の実施例を示し、Ａは平面図、Ｂは正面図である。 図１０Ａは図１に示された第１の実施例に係る一体型の光学結合部材を用いて光コネクタを組み立てる前の状況を説明する図。 図１０Ｂは図１に示された第１の実施例に係る一体型の光学結合部材を用いて光コネクタを組み立てた後の状況を説明する図。 図１に示された第１の実施例に係る一体型の光学結合部材が嵌合されるレセプタクルを示し、図１１Ａは光ファイバ側から見た正面図、図１１Ｂは光学結合部材を挿入する側から見た正面図である。 図１に示された第１の実施例に係る一体型の光学結合部材が嵌合されるレセプタクルを示し、図１１Ｃは斜視図、図１１Ｄは側面図である。 非公知の先行技術を示し、図１２Ａは先行技術に係る双方向光通信用の一体型の光学結合部材を用いて光コネクタを組み立てる前の状況を説明する図。 非公知の先行技術を示し、図１２Ｂは先行技術に係る双方向光通信用の一体型の光学結合部材を用いて光コネクタを組み立てた後の説明図。 図１２に示された非公知の先行技術に係る一体型の光学結合部材の一例を示し、Ａは平面図、Ｂは正面図、Ｃは図１３Ｂにおいて一点鎖線部分の断面を示した図、Ｄは側面図、Ｅは斜視図。 図１２及び図１３に示された非公知の先行技術に係る一体型の光学結合部材をレセプタクルに組み付けた状態を説明する図。

Claims (6)

1. 透光性の合成樹脂材からなる円柱状の送信側光学機能部および円柱状の受信側光学機能部を一対と、これら光学機能部に一体に成型され、これら光学機能部を互いに機械的に結合して１個体になす光学機能部の構成材料と同一材料より成る連結部とを有し、光素子と光ファイバとの間を光学的に結合する双方向光通信コネクタ用光学結合部材であって、
   連結部が板状の基体部と一対の連結端部を持ち、
   上記連結部の連結端部は、一対の円柱状の光学機能部の側面に対して各々接するように成型され、連結端部の接合領域が、円柱状の光学機能部の半周の長さ以内となる上記円柱状の光学機能部の周回方向の長さを持ち、
   上記一対の円柱状の光学機能部の中心軸の延伸方向をＸ軸とし、このＸ軸に直交し上記一対の円柱状の光学機能部の中心軸を結ぶ方向をＹ軸とし、これらＸ軸とＹ軸に直交する方向をＺ軸とするとき、連結部の連結端部の接合領域が持つＺ軸方向の幅Ｈは、連結部の基体部が持つＺ軸方向の幅Ｍより小であることを特徴とする。
2. 請求項１に記載される光学結合部材であって、
   連結部の基体部の中央部において、基体部の一方（これを上側と呼ぶ）の辺から他方（これを下側と呼ぶ）の辺に向かってＺ軸方向にＶ字形状またはＵ字形状の切り欠きを形成し、切り欠きの頂点は２本の光学機能部の下側を結んだ直線のレベルよりＺ軸方向でさらに下側となるように形成したことを特徴とする。
3. 請求項１に記載される光学結合部材であって、
   連結部の中央部において、基体部の一方（これを上側と呼ぶ）の辺および他方（これを下側と呼ぶ）の辺の双方からＺ軸方向で互いに近付く方向にＵ字形状の切り欠きを形成したことを特徴とする。
4. 発光素子及び受光素子が装着されたシールドカバーと、
   請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光学結合部材が装着されたレセプタクルと、
   を具える光コネクタであって、
   レセプタクルは、底壁と側壁から形成された光プラグ受容部と、上記底壁の光プラグ受容部側の面に互いに平行に一対で突出形成され、夫々光ファイバ収容孔を有する送信側光ファイバ収容筒及び受信側光ファイバ収容筒と、上記光ファイバ収容孔に連通し底壁を貫通して底壁の上記光プラグ受容部側の面とは反対側の面に開口する一対の互いに平行な貫通孔と、底壁の上記反対側の面に形成された突出部とを持ち、
   連結部により一体に成形された光学結合部材の一対の光学機能部は、一端に光ファイバ側端部と他端に素子側端部を持ち、上記一体に成形された状態で、光ファイバ側端部が貫通孔内に位置するように上記開口から貫通孔に挿入されてレセプタクルに装着固定され、夫々の素子側端部が側壁の上記反対側の面に露出し、
   上記シールドカバーに装着された上記発光素子及び受光素子がレセプタクルの突出部と係合し、上記光学機能部の素子側端部が上記発光素子及び受光素子と対向位置決めされて、シールドカバーとレセプタクルが結合固定され、
   これにより、光プラグがレセプタクルの光プラグ受容部に結合されたときに、貫通孔内に配置された上記光学結合部材の送信側光学機能部及び受信側光学機能部が、送信側光ファイバ収容筒及び受信側光ファイバ収容筒の光ファイバ収容孔に嵌合する光プラグに装着された送信側光ファイバ及び受信側光ファイバと上記発光素子及び受光素子との間をそれぞれ光結合することを特徴とする。
5. 請求項４に記載の光コネクタであって、
   レセプタクルは、底壁の上記反対側の面に光学結合部材の連結部を収容する凹部と、連結部と係合する突条と、を持ち、
   底壁の貫通孔に光学機能部が挿入されたときに、上記凹部に上記光学結合部材の連結部が挿入され、突条と係合して固定され、
   斯かるレセプタクルとシールドカバーが結合固定されていることを特徴とする。
6. 請求項５に記載される光コネクタの組み立て方法であって、
   送信側光学機能部及び受信側光学機能部を貫通孔に挿入し、連結部を凹部に挿入して突条と係合させて固定した後、
   底壁の上記反対側の面に露出している送信側光学機能部及び受信側光学機能部の夫々の素子側端部に対し、シールドカバーに装着された上記発光素子及び受光素子が対向位置するように、レセプタクルの突出部と発光素子及び受光素子を係合させて、シールドカバーをレセプタクルに結合固定する
   ことを特徴とする。

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