JP5092314B2 - 光コネクタ構造 - Google Patents

Description

本発明は、ＳＦＰ（Small Form-Factor Pluggable）やＸＦＰ（10 Gigabit Small Form-factor Pluggable）などのプラガブル型の光トランシーバーモジュールに搭載されるＴＯＳＡ（Transmitter Optical Sub Assembly）やＲＯＳＡ（Receiver Optical Sub Assembly）に用いて好適の、光コネクタ構造に関するものである。

近年、ＳＦＰやＸＦＰなどのプラガブル型の光トランシーバーモジュールのＭＳＡ（Multi Source Agreement）が制定され、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ（Synchronous Optical NETwork/Synchronous Digital Hierarchy）や、Ethernet（登録商標）の光通信システムに多数使用されてきている。このプラガブル型の光トランシーバーモジュールには、ＴＯＳＡ（Transmitter Optical Sub Assembly）およびＲＯＳＡ(Receiver Optical Sub Assembly）といった、送信および受信機能を有する光サブアセンブリが、ＭＳＡで寸法が規定されたパッケージの中に実装される。

ここで、例えば、ＳＦＰ用のＴＯＳＡ１００は、図７に示すように、半導体レーザ素子（以下、ＬＤ素子）１０１と、ＬＤ素子１０１から出射されるレーザ光を平行光および集束光にするためのレンズ１０２および１０３と、その他の電子部品も含めて部品を実装するためのパッケージ１０４と、さらにレーザ光を光コネクタプラグ（ＳＦＰの場合、ＬＣコネクタプラグ、図１４の符号１３０参照）に接続、導入するための光レセプタクル１０５なる部品と、から構成されている。

光レセプタクル１０５は、ファイバスタブ１０８と、金属などからなるホルダ１０９と、筒状のスリーブ１１０と、金属などからなるスリーブケース１１１と、をそなえている。ファイバスタブ１０８は、ジルコニアなどのセラミックス材料からなる円柱状のフェルール１０６に設けられる貫通孔に、主に石英ガラスからなる光ファイバ１０７が挿入、固定されて構成される。

そして、光レセプタクル１０５としては、このファイバスタブ１０８の後端側を金属などからなるホルダ１０９に圧入により固定し、先端側にスリーブ１１０なる筒状の部品の一部が挿入され、嵌め込まれた構成を有している。更に、スリーブ１１０が飛び出さないように、スリーブ１１０の外側に、金属などからなるスリーブケース１１１が具備されており、このスリーブケース１１１についてもホルダ１０９に圧入されて一体化されている。

また、例えば、ＸＦＰ用のＲＯＳＡ１２０は、図８に示すように、光コネクタプラグ（ＸＦＰの場合はＬＣコネクタプラグ；図９の符号１３０参照）を接続するための光レセプタクル１１２と、半導体受光素子（以下、ＰＤ素子）１１３と、光コネクタプラグからのレーザ光を、ＰＤ（Photo Diode）素子１１３に集束するためのレンズ１１４と、他の電子部品も含めて部品を実装するためのパッケージ１１５と、から構成されている。

この図８に示す光レセプタクル１１２は、図７に示す光レセプタクル１０５とは異なる構成の例であり、筒状のスリーブ１１７と、スリーブ１１７の内面に接着などにより固定された透明なガラス板１１６と、スリーブケース１１９と、スリーブ１１７およびスリーブケース１１９を精密固定し一体化するホルダ１１８と、をそなえている。
一方、図９に示すように、光コククタプラグ（端子部材）１３０は、ＴＯＳＡ１００又はＲＯＳＡ１２０における光レセプタクル１０５，１１２に挿入され嵌合されるものであって、中心の貫通孔に光ファイバ１２１が挿入されたプラグフェルール（プラグ体）１２２と、プラグフェルール１２２を所定の力でファイバスタブ１０８またはガラス板１１６に物理的に当て付け、密着させるための弾性体であるバネ１２３と、それらの部品を内部に組み込むプラグハウジング１２４と、からなる。

近年、ＳＦＰやＸＦＰなどのプラガブル型の光トランシーバーモジュールがEthernetなどのデータ通信に多く用いられるにつれ、従来の電気コククタと同様の取り扱いをしても性能上の問題が発生しないことが求められるようになった。特に、光回線数が増え、光ファイバコードの本数が増えるにつれ、束ねられた複数の光ファイバコードの重量が無視できなくなってきたこともあり、接続した光ファイバコードに荷重をかけても特性があまり変わらないことが求められるようになってきている。例えば、具体的には、接続した光ファイバコードに所定の荷重（100gfなど）を加えた時のＴＯＳＡの光出力変動（あるいはＲＯＳＡの受信感度）が所定の変動以内（1dB以下）などのような仕様を満足する必要がある。

このようなコード荷重時の特性変動を低減するためには、プラガブル型の光トランシーバーモジュールのハウジングの構造も重要であるが、ＴＯＳＡなどの光サブアセンブリの光レセプタクルの構造、中でも光レセプタクルの中のスリーブ（図７，図８の符号１１０，１１７参照）が極めて重要な役割を果たすと考えられる。一般に実用化されているスリーブには、大きく分けて、図１０に示すような割スリーブ１４１と、図１１に示すような精密スリーブ（ソリッドスリーブ）１４２と、がある。

図１０の割スリーブ１４１は、文字通り、筒状のスリーブに割り１４１ａが入っているものであり、割スリーブ１４１の内径Ｒ１は、若干ファイバスタブ（図７の符号１０８参照）およびプラグフェルール（図９の符号１２２）の外径よりも小さく設定されている。このため、割スリーブ１４１には所定の力でファイバスタブおよびプラグフェルール１２２（図９参照）を挿入することができ、挿入後は、その弾性力（割り１４１ａが開かれる力に対する反力である閉じようとする力）でプラグフェルールを拘束することができる。

図７の光レセプタクル１０５に着目すると、ファイバスタブ１０８はホルダ１０９に圧入固定されているので、ファイバスタブ１０８と挿入されたプラグフェルール１２２の両方に図１０の割スリーブ１４１が嵌っていると、割スリーブ１４１の弾性力により、ファイバスタブ１０８の外周に沿うように、プラグフェルール１２２が整列されることになり、ファイバスタブ１０８およびプラグフェルール１２２相互の中心にある光ファイバ１０７，１２１の軸合せができるしくみを持たせることができる。

なお、割スリーブ１４１の弾性力は高ければ良いというものではなく、弾性力が高すぎると、プラグフェルール１２２を挿抜する時に必要な力（通常、抜くときに必要な力ということで、抜去力と称する）が高くなる。このように抜去力が高くなると、前述した、プラグフェルール１２２がバネ１２３の力でファイバスタブ１０８に当てつかなくなり、プラグフェルール１２２とファイバスタブ１２２が密着しないことになり、反射や結合ロスが発生してしまうことがある。そこで、ＩＥＣ（International Electrotechnical Commission）やＦＯＣＩＳ（Fiber Optic Connector Intermateability Standards）などの規定では、例えば、ＬＣコネクタの場合で、抜去力1〜2.5Nと、過度に高くなりすぎることのないように規定されている。

一方、精密スリーブ１４２とは、図１１のように割りは無く、内径Ｒ２がファイバスタブ１０８およびプラグフェルール１２２の外径よりもわずかに大きくなるように精密に加工されているものである。このため、1μm程度の精度で精密にファイバスタブ１０８およびプラグフェルール１２２内の光ファイバの軸合せをすることができる。
ここで、図７に示すＴＯＳＡ１００に光コネクタプラグ１３０が接続されている場合を想定し、光コネクタプラグ１３０につながる光ファイバコードに荷重をかけた時の挙動を考える。光コネクタプラグ１３０は、ＴＯＳＡ１００に挿入（嵌合）時、プラグフェルール１２２がファイバスタブ１０８に当てつくことで、多少後方に引っ込んでおり、その状態では、プラグハウジング１２４内のどの箇所にも当たっていない、いわゆるフロート状態（浮いた状態）となっていることが多い。

しかし、ファイバコードに大きな荷重をかけた場合、フロート状態が崩れ、図１２に示すように、荷重の一部が直接プラグフェルール１２２に伝わることがある。このような状態では、スリーブ１１０として図１０に示す割スリーブ１４１を光レセプタクル１０５に用いた場合には、割スリーブ１４１の弾性力がプラグフェルール１２２の荷重に負けてしまい、スリーブ１４１の割り１４１ａが開き、プラグフェルール１２２内の光ファイバ１２１の軸が、ファイバスタブ１０８に含まれる光ファイバ１０７の軸からずれてしまうことがある。

このような場合、結合ロスが発生することとなり、ＴＯＳＡの場合、光出力変動となってしまう。このように、割スリーブ１４１では、構造上、一定以上の荷重がプラグフェルール１２２にかかってしまうと、割スリーブ１４１が過度に開く（径が広がる）ことが有り得るので、コード荷重時の特性変動が大きくなってしまうことがある。
一方、精密スリーブ１４２は、前述したように、割りがないため、一定以上の荷重がプラグフェルール１２２にかかっても、精密スリーブ１４２が破壊されない限り、スリーブ１４２が開く（径が広がる）ことがないため、精密スリーブ１４２の場合におけるコード荷重時の特性変動は、割スリーブ１４１の場合に比べて良好である。このように、特に、コード荷重時の特性変動を低減する必要がある場合には、精密スリーブ１４２が用いられることがある。

その他、本願発明に関連する従来技術としては、以下に示す特許文献１および２に記載されたものがある。
特許文献１には、スリーブの構成を長手方向にスリットが入った弾性部分と把持リングで加締められる部分をスリットの無い剛体部分とした技術について記載されている。
また、特許文献２には、精密スリーブの開放端部から長手方向の中央部にかけて、その幅が開放端部よりも中央部が広いスリット（割り）が形成された構成について記載されている。
特開２００４−３１７８４８号公報 特開２００５−１８１９０３号公報

しかしながら、本願発明者は、鋭意検討の結果、精密スリーブ１４２には、以下のような課題があることを見出した。
精密スリーブ１４２は、前述したように、内径がファイバスタブおよびプラグフェルールの外径よりも数μm程度しか大きくないため、嵌合がきつい。このため、例えば図１２のように、光レセプタクル１０５のスリーブ１１０として構成した場合には、光コネクタプラグ１２２が光レセプタクル１０５に対して斜めに挿入されたときに、プラグフェルール１２２の先端部が精密スリーブ１４２の入口部にカジって引っ掛ることがある（図１２のＡ１参照）。

プラグフェルール１２２の先端部が精密スリーブとしてのスリーブ１１０の入口部に引っ掛ったまま、更に光コネクタプラグ１３０を挿入すると、光コネクタプラグ１３０内のバネ１２３が収縮してプラグフェルール１２２が中に押し込まれる。このように、光コネクタプラグ１３０内のバネ１２３が収縮した状態で、図１３のように光コネクタプラグ１３０の挿入角度を変えると、プラグフェルール１２２の引っ掛かりが解消し（図１３のＡ２参照）、プラグフェルール１２２が精密スリーブとしてのスリーブ１１０に挿入されていく。

この時、収縮していたバネ１２３の力で、プラグフェルール１２２が勢いよく挿入されることとなるため、図１４に示すように、プラグフェルール１２２がファイバスタブ１０８の表面に激しく衝突することがある（図１４のＡ３参照）。このとき、ジルコニアのような硬い材料からなるフェルール１０６，１２２同士が衝突するので、例えば10,000Gを越えるような大きな衝撃が発生するという課題がある。

このような大きな衝撃は、圧入されているファイバスタブ１０８が沈降したり、パッケージ１０４内部に実装されている精密な電子部品の性能に影響を与えたりすることにつながる。前述した図８の光レセプタクル１１２の場合でも、ほぼ同様の課題があり、プラグフェルール１２２がガラス板１１６表面に激しく衝突することにより、10,000Gを越えるような大きな衝撃が発生することがあり、このような大きな衝撃は、パッケージ１１５内部に実装されている精密な電子部品の性能に影響を与える原因となりうる。尚、図８に示す光レセプタクル１１２の場合は、ガラス板１１６とスリーブ１１７とは接着固定されており、ガラス板１１６は沈降しない。

なお、ここで、仮に光コネクタプラグ１３０側のバネ１２３を無くすことができれば、上記のような課題は発生しないが、前述したように、バネ１２３はプラグフェルール１２２を所定の力でファイバスタブ１０８やガラス板１１６に物理的に当て付け、密着させるために必要不可欠であり、バネ１２３が無いと、プラグフェルール１２２をファイバスタブ１０８やガラス板１１６に当てつけて密着させることが困難となり、反射や結合ロスが発生してしまう。従って、バネ１２３自体は不可欠な部材であり、無くすことはできない。

本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、コード荷重時の特性変動を少なくしながらも、端子部材の挿入時に、端子部材の弾性体の力により、プラグ体がファイバスタブやガラス板等の光伝搬部材に衝突して、大きな衝撃が発生することがないような光レセプタクルを簡単な構成で提供することを目的とする。

このため、本発明の光コネクタ構造は、第１光ファイバが貫通され所定の外径を有するプラグ体と、前記プラグ体を前記第１光ファイバの貫通方向に伸縮可能とし、所定の最大伸縮長さを有する弾性体とをそなえた端子部材と、前記端子部材を光結合のために受け入れる光レセプタクルとをそなえた光コネクタ構造であって、前記光レセプタクルは、前記プラグ体が一端側から挿入される空洞孔であって、前記プラグ体が有する前記所定の外径に対して実質的に隙間が発生しない一様な内径を持つ空洞孔を有するソリッドスリーブと、前記空洞孔の他端側に固定され、前記端子部材の受け入れ時には前記弾性体の弾性力により前記第１光ファイバと物理的に当て付けられて前記第１光ファイバと光結合する光伝搬部材と、をそなえ、前記空洞孔における前記プラグ体が挿入される側の端部から前記光伝搬部材に至る長さが、前記端子部材の前記弾性体における前記所定の最大伸縮長さよりも、大きくなるよう前記ソリッドスリーブが構成されたことを特徴としている。

更に、前記空洞孔における前記プラグ体が挿入される側の端部から前記光伝搬部材に至る長さが、前記端子部材の弾性体における最大伸縮長さに前記プラグ体の先端に形成される面取り部の長さを足し合わせた長さよりも、大きくなるよう前記ソリッドスリーブが構成されたことを特徴としている。
また、好ましくは、前記光伝搬部材を、前記第１光ファイバと光学的に結合される第２光ファイバが貫通されたフェルールにより構成したり、ガラス部材により構成したりすることができる。

さらに、前記ソリッドスリーブの外縁に、前記ソリッドスリーブを保護固定するスリーブケースをそなえることとしてもよい。

このように、本発明によれば、ソリッドスリーブにより、コード荷重時の特性変動を少なくしながらも、光コネクタプラグ挿入時に、光コネクタプラグの弾性体の力により、プラグ体が光伝搬部材に衝突して、大きな衝撃が発生することがないような光レセプタクルを簡単な構成で提供することができる利点がある。

以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態について説明する。
なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。又、上述の本願発明の目的のほか、他の技術的課題，その技術的課題を解決する手段及び作用効果についても、以下の実施の形態による開示によって明らかとなる。
〔ａ〕本発明の第１実施形態の説明
図１（ａ）は本発明の第１実施形態にかかる光レセプタクル１を示す断面図であり、図１（ｃ）は光レセプタクル１に挿入される光コネクタプラグ１３０を示す断面図である。第１実施形態にかかる光レセプタクル１は、ＳＦＰやＸＦＰなどのプラガブル型の光トランシーバーモジュールなどに搭載されるＴＯＳＡおよびＲＯＳＡに使用されるＬＣコネクタ用の光レセプタクルとして適用することができるものである。即ち、光レセプタクル１は、図１（ｃ）（図９）に示す光コネクタプラグ１３０のような端子部材を光結合のために受け入れることができるものである。

なお、光コネクタプラグ１３０は、前述したように、第１光ファイバ１２１が貫通されたプラグ体であるプラグフェルール１２２をそなえるとともに、プラグフェルール１２２を第１光ファイバ１２１の貫通方向に伸縮可能とする弾性体であるバネ１２３をそなえ、かつこれらの部品１２２，１２３を内部に組み込むプラグハウジング１２４をそなえている。

ここで、第１実施形態における光レセプタクル１は、ファイバスタブ２，金属からなるホルダ３，精密スリーブ（ソリッドスリーブ）４およびスリーブケース５をそなえている。ファイバスタブ２は、ジルコニアからなる円柱状のフェルール６と、フェルール６の中心の貫通孔に主に石英ガラスからなる光ファイバ７が挿入され固定されてなるものであって、このファイバスタブ２は、図示しない光送受信のためのパッケージ（図７，図８の符号１０４，１１５）に接続される側の端部がホルダ３に圧入により固定されるとともに、筒状の精密スリーブ４に挿入され嵌め込まれている。

また、精密スリーブ４は空洞孔４ｈをそなえた筒状の形状を有し、自身の空洞孔４ｈに嵌め込まれたファイバスタブ２とともにホルダ３に圧入されることにより固定されている。尚、精密スリーブ４はジルコニアにより構成することができ、空洞孔４ｈの内径は例えば1.251mm程度とすることができる。そして、この精密スリーブ４には、ファイバスタブ２がはめ込まれている反対側から、光コネクタプラグ１３０の部材であるプラグフェルール１２２が挿入されるようになっており、これにより、光コネクタプラグ１３０と光レセプタクル１とが結合されるようになっている。

換言すれば、精密スリーブ４は、光コネクタプラグ１３０をなすプラグフェルール１２２が一端側から挿入される空洞孔４ｈであって、プラグフェルール１２２が有する外径に対して実質的に隙間が発生しない一様な内径を持つ空洞孔４ｈを有するソリッドスリーブである。
さらに、ファイバスタブ２は、精密スリーブ４における上述のプラグフェルール１２２が挿入される側とは反対側（他端側）に嵌め込まれて固定された光伝搬部材であり、当該光レセプタクル１と光コネクタプラグ１３０とが結合されたときに、プラグフェルール１２２の第１光ファイバ１２１と光学的に結合される第２光ファイバ７が貫通されたフェルール６により構成される。

また、金属等からなるスリーブケース５は、例えば光レセプタクル１との接続相手となる光コククタプラグ１３０（図１（ｃ）又は図９参照）からの引き抜き動作の際に、精密スリーブ４が飛び出さないようにするためのものであり、精密スリーブ４の外側に、ホルダ３に圧入されて当該ホルダ３と一体化されている。換言すれば、スリーブケース５は、精密スリーブ４の外縁に、精密スリーブ４の設置状態を保護固定すべくそなえられる。

ここで、光レセプタクル１では、特に、精密スリーブ４における、プラグフェルール１２２が挿入される側の先端位置（より正確には精密スリーブ４が挿入される側の内周の面取りの終了点：図１（ａ）のＰ１）から、ファイバスタブ２先端の位置（図１（ａ）のＰ２）までの長さＬを、図１（ｃ）に示す、プラグフェルール１２２がバネ１２３で最大に伸縮する長さｎ（より正確には、プラグフェルール１２２先端外周の面取り分の長さxを加えた長さＮ＝ｎ＋ｘ）よりも十分に大きくしている。具体的には、ＬＣコネクタの標準仕様では、プラグフェルール１２２の先端外周の面取り分の長さx（最大0.51mm）を加えて、最大でもＮ=3.0mm程度であり、本実施例ではＬ=3.4mm程度とすることができる（L＞N）。

換言すれば、ソリッドスリーブ４は、空洞孔４ｈにおけるプラグフェルール１２２が挿入される側の端部（図１（ａ）の位置Ｐ１）から光伝搬部材であるファイバスタブ２に至る長さが、光コネクタプラグ１３０のバネ１２３における最大伸縮長さｎよりも、大きくなるように構成されている。
さらには、ソリッドスリーブ４は、空洞孔４ｈにおけるプラグフェルール１２２が挿入される側の端部Ｐ１から光伝搬部材であるファイバスタブ２の先端位置Ｐ２に至る長さＬを、バネ１２３における最大伸縮長さｎにプラグフェルール１２２の先端に形成される面取り部の長さｘを足し合わせた長さよりも、大きくなるように構成されている。

上述のごとく構成された光レセプタクル１は、前述の図７に示すものと同様のＬＤ素子１０１やレンズ１０２，１０３が実装されたパッケージ１０４に搭載されて、例えばＳＦＰ用のＴＯＳＡを構成することができる。そして、図１（ｃ）に示すような光コネクタプラグ１３０を挿入することにより、ＬＤ素子１０１からの光を、光レセプタクル１および光コネクタプラグ１３０、および光コネクタプラグ１３０の後段に接続される図示しない光ファイバを通じて送出することができる。

ここで、上述の光コネクタプラグ１３０は、基本的には作業員の作業によって光レセプタクル１の挿入口となる側から挿入されるようになる。このとき、図２に示すように、光コネクタプラグ１３０が光レセプタクル１に対して真直ぐな方向（点線Ｓ１参照）からずれて斜め方向（実線Ｓ２参照）に挿入されると、プラグフェルール１２２の先端部が精密スリーブ４の入口部をカジって引っ掛ることがある。より正確には、図２のＡに示すように、プラグフェルール１２２の先端外周の面取り終了部が、精密スリーブ４の挿入側内周の面取りの終了部にカジって引っ掛るのである。

これは、精密スリーブ４が、内径がファイバスタブ２およびプラグフェルール１２２の外径よりもわずか2μm程度だけ大きくなるように精密に作られているため、精密スリーブ４とプラグフェルール１２２とが嵌合するための条件が厳しいことからくるものである。
このようにプラグフェルール１２２の先端部が精密スリーブ４の入口部に引っ掛ったまま、更に光コネクタプラグ１３０が挿入されることとなると、光コネクタプラグ１３０内のバネ１２３が収縮してプラグフェルール１２２がハウジング１２４内に押し込まれる。そして、光コネクタプラグ１３０内のバネ１２３が収縮した状態で、図３に示すように、光コネクタプラグ１３０の挿入角度が変わると、プラグフェルール１２２の引っ掛かりが解消し、プラグフェルール１２２が精密スリーブ４の空洞孔４ｈに挿入される。この時、収縮していたバネ１２３の力で、プラグフェルール１２２は空洞孔４ｈを勢いよく挿入されることとなる（矢印Ｂ参照）。

ここで、第１実施形態においては、前述したように、精密スリーブ４のプラグフェルール１２２挿入側の先端（より正確には精密スリーブ４の挿入側内周の面取りの終了点：図１（ａ）のＰ１参照）から、ファイバスタブ２先端（図１（ａ）のＰ２参照）までの長さＬが、プラグフェルール１２２が光コネクタプラグ１３０の内のバネ１２３で最大に伸縮する長さｎよりも十分に長く、更には、長さＬが、上述のｎにＬＣプラグフェルール１２２の先端外周の面取り分の長さxを加えた長さＮよりも十分に大きく（具体的には0.4mm程度大きく）している。

これにより、図３に示すように、プラグフェルール１２２の精密スリーブ４先端部での引っかかりによりバネ１２３が縮んでいる状態から、図４のＣに示すように、引っかかりが解消された直後においては、バネ１２３が伸びきった状態となったとしても、プラグフェルール１２２がファイバスタブ２表面に衝突しない。このため、第１実施形態にかかる光レセプタクル１においては、光コネクタプラグ１３０を挿入するときに、ファイバスタブ２がプラグフェルール１２２から受ける衝撃はほとんど発生しない。

その後、更に光コネクタプラグ１３０を挿入することで、図５のＤに示すように、プラグフェルール１２２がバネ１２３の力でファイバスタブ２に当てつき、ファイバスタブ２とプラグフェルール１２２内の光ファイバ７，１２１の軸合せがなされて、結合する。
なお、光コネクタプラグ１３０の挿入する速度が早い場合、前述の図４および図５の動作が連続して起こるため、プラグフェルール１２２がファイバスタブ２表面に衝突することが起こりうるようにも思われるが、実際には、作業員である人間が光コネクタプラグ１３０を挿入する速度に比べて、収縮していたバネ１２３の力で、プラグフェルール１２２が挿入される速度の方が十分に速いため、実際に衝撃は観測されない。

換言すれば、上述の引っかかりが解消された直後においては、プラグフェルール１２２の精密スリーブ４への挿入を進行させる力の成分として、上述のバネ１２３による弾性力のほか、作業員から光コネクタプラグ１３０に与えられる力成分もある。しかしながら、この作業員からの力によりプラグフェルール１２２が精密スリーブ４への挿入が進行する速度は、バネ１２３の弾性力による進行速度よりも十分低速であるとみることができるので、実質的には、少なくとも上述のＬがバネ１２３の伸縮長さｎよりも長ければ、ファイバスタブ２がプラグフェルール１２２から受ける衝撃を大幅に削減させることができる。

これに対し、比較例としての図１（ｂ）（図７）に示す光レセプタクル１０５に光コネクタプラグ１３０を挿入した場合を想定する。この図１（ｂ）において、精密スリーブとしてのスリーブ１１０におけるプラグフェルール１２２が挿入される側の先端（より正確には精密スリーブ１１０の挿入側内周の面取りの終了点：図１（ｂ）のＰ３）から、ファイバスタブ２の先端に相当する位置（図１（ｂ）のＰ２）までの長さＭは、上述のｎ又はＮよりも小さい。尚、図１（ｂ）中、図７と同一の符号は同様の部分を示す。

この場合においては、上述の長さＭが、プラグフェルール１２２の引っかかりが解消されたときにバネ１２３の作用によりプラグフェルール１２２が及びうる距離であるＮよりも小さいので、上述の引っかかりが解消された直後において、バネ１２３の伸張によりプラグフェルール１２２がファイバスタブ１０８表面に衝突することになる。
そして、その衝撃としては前述の図１２〜図１４で説明したように、10,000Gを越えるような大きな衝撃が発生することがあり、このような大きな衝撃により、圧入されているファイバスタブ１０８が沈降したり、パッケージ１０４内部に実装されている精密な電子部品の性能に影響を与えたりすることが想定される。

しかしながら、上述の第１実施形態にかかる光レセプタクル１によれば、ソリッドスリーブ４が、空洞孔４ｈにおけるプラグフェルール１２２が挿入される側の端部Ｐ１から光伝搬部材であるファイバスタブ２に至る長さＬが、バネ１２３における最大伸縮長さｎにプラグフェルール１２２の先端に形成される面取り部の長さｘを足し合わせた長さＮよりも、大きくなるように構成されているので、図１（ｂ）の場合のような衝突は発生しない。

このように、本発明の第１実施形態によれば、コード荷重時の特性変動が少ない精密スリーブ４を用いながらも、光コネクタプラグ１３０挿入時に、光コネクタプラグ１３０のバネ１２３の力により、プラグフェルール１２２がファイバスタブ２に衝突して、大きな衝撃が発生することがないような光レセプタクル１を簡単な構成で提供することができる利点がある。

なお、第１実施形態における光レセプタクル１を用いたＴＯＳＡをＳＦＰに搭載して、ＬＣ光ファイバコードを接続し、コードに所定の荷重（100gfなど）を加えた時のＴＯＳＡの光出力変動を確認したところ、第１実施形態にかかる光レセプタクル１では精密スリーブ４をそなえているので、所定の変動以内（1dB以下）であり、実用に耐えるものであった。

なお、第１実施形態では、精密スリーブ４のプラグフェルール１２２挿入側の先端（より正確には精密スリーブ４の挿入側内周の面取りの終了点：図１（ａ）のＰ１参照）から、ファイバスタブ２の先端（図１（ａ）のＰ２参照）までの長さＬを3.4mmとしたが、本発明の効果を十分に饗しうるには、Ｌは3.1mm以上であることが望ましい。また、ＬＣ用の光レセプタクルでは、光レセプタクル先端から、ファイバスタブ先端までの長さが4.05±0.05mmと規定されているので、Ｌの上限は4.1mmとなる。

なお、第１実施形態では、精密スリーブ４の内径を1.251mm程度としたが、1.250〜1.252mm程度であれば、コード荷重時の特性変動は良好である。
〔ｂ〕第２実施形態の説明
図６（ａ）は本発明の第２実施形態にかかる光レセプタクル１０を示す断面図であり、図６（ｃ）は光レセプタクル１０に挿入される光コネクタプラグ１３０を示す断面図である。第２実施形態にかかる光レセプタクル１０は、前述の第１実施形態におけるもの（符号１参照）に比して、ファイバスタブ２に代えて光伝搬部材として透明なガラス板１２をそなえ、精密スリーブ１４を結晶化ガラスで構成した点が異なっており、それ以外については基本的に同様である。尚、図６（ａ），図６（ｃ）中、図１（ａ）と同一の符号はほぼ同様の部分を示している。

ここで、第２実施形態にかかる光レセプタクル１０において、ガラス板１２は、精密スリーブ１４の内面に接着により固定されており、精密スリーブ１４は、金属からなるホルダ３と、スリーブケース５と、に精密固定され、一体化されている。また、第２実施形態における精密スリーブ１４は、内径Ｒ３を1.252mm程度としている。
また、第２実施形態にかかる光レセプタクル１０においても、前述の第１実施形態における光レセプタクル１と同様に、精密スリーブ１４のプラグフェルール挿入側の先端（より正確には、精密スリーブ１４の挿入側内周の面取りの終了点：図６（ａ）のＰ４参照）から、ガラス部材１２の先端（図６（ａ）のＰ５参照）までの長さOを、図６（ｃ）に示す、光コネクタプラグ１３０のプラグフェルール１２２がバネ１２３で最大に伸縮する長さｎ（更には、プラグフェルール１２２の先端外周の面取り分の長さxを加えた長さＮ＝ｎ＋ｘ）よりも十分に大きくしている。具体的には、本実施例ではＯ＝3.5mm程度とした（O＞N）。

第２実施形態にかかる光レセプタクル１０は、上述のごとく構成された精密スリーブ１４をそなえているので、前述の第１実施形態の場合と同様、光コネクタプラグ１３０を光レセプタクル１０に挿入する時に、精密スリーブ１４の入口部に引っ掛かったプラグフェルール１２２の先端部が、引っ掛りが解消されるときのバネ１２３の弾性力によって、プラグフェルール１２２が勢いよく挿入される場合においても、プラグフェルール１２２がガラス部材１２に衝突することがなく、大きな衝撃が発生することがない。

このように、本発明の第２実施形態においても、コード荷重時の特性変動が少ない精密スリーブ１４を用いながらも、光コネクタプラグ１３０挿入時に、光コネクタプラグ１３０のバネ１２３の力により、プラグフェルール１２２がガラス板１２に衝突して、大きな衝撃が発生することがないような光レセプタクル１０を簡単な構成で提供することができる利点がある。

なお、第２実施形態の光レセプタクル１０を用いたＲＯＳＡをＳＦＰに搭載して、ＬＣ光ファイバコードを接続し、コードに所定の荷重（100gfなど）を加えた時のＲＯＳＡの受信感度変動を確認したところ、精密スリーブ１４を用いているので、所定の変動以内（1dB以下）であり、実用に耐えるものであった。
また、第２実施形態では、精密スリーブ１４のプラグフェルール１２２挿入側の先端（より正確には精密スリーブ１４の挿入側内周の面取りの終了点：図６（ａ）のＰ４参照）から、ガラス部材１２の先端（図６（ａ）のＰ５参照）までの長さＯを3.5mmとしたが、本発明の効果を十分に饗しうるには、Ｏは少なくとも3.1mm以上であることが望ましく、また、ＬＣ用の光レセプタクルでは、光レセプタクル先端から、ファイバスタブ先端までの長さが4.05±0.05mmと規定されているので、Ｏの上限は4.1mmとなる。

なお、第２実施形態では、精密スリーブ１４の内径を1.252mm程度としたが、1.250〜1.252mm程度であれば、コード荷重時の特性変動は良好である。
〔ｃ〕第３実施形態の説明
図６（ｂ）は本発明の第３実施形態にかかる光レセプタクル２０を示す断面図である。第３実施形態にかかる光レセプタクル２０についても、前述の第１，第２実施形態の場合と同様に、ＳＦＰやＸＦＰなどのプラガブル型の光トランシーバーモジュールなどに搭載されるＴＯＳＡおよびＲＯＳＡに使用されるＬＣコネクタ用の光レセプタクルとして適用することができ、図６（ｃ）に示す光コネクタプラグ１３０のような端子部材を光結合のために受け入れることができる。

ここで、第３実施形態にかかる光レセプタクル２０は、前述の第２実施形態におけるもの（符号１参照）に比して、精密スリーブ１４とスリーブケース５としての部材が単一部材の一体型精密スリーブ２４として一体化して構成されている点が異なっており、それ以外については基本的に同様である。尚、図６（ｂ）中、図１（ａ），図６（ａ）と同一の符号はほぼ同様の部分を示している。

また、一体型精密スリーブ２４の内面には、前述の第２実施形態の場合と同様の透明なガラス板１２が接着により固定されている。そして、（剥き出しの）一体型精密スリーブ２４は、金属からなるホルダ３に圧入され、一体化されている。これにより、第３実施形態における光レセプタクル２０は、前述の各実施形態におけるもの（符号１，１０参照）に比べて部品数を少なくすることができる。尚、一体型精密スリーブ２４は、ジルコニアからなり、内径は例えば1.250mm程度とすることができる。

さらに、第３実施形態にかかる光レセプタクル２０においても、一体型精密スリーブ２４のプラグフェルール挿入側の先端（より正確には、一体型精密スリーブ２４の挿入側内周の面取りの終了点：図６（ｂ）のＰ６参照）から、ガラス部材１２の先端（図６（ｂ）のＰ７参照）までの長さＱを、図６（ｃ）に示す、光コネクタプラグ１３０のプラグフェルール１２２がバネ１２３で最大に伸縮する長さｎ（更には、プラグフェルール１２２の先端外周の面取り分の長さxを加えた長さＮ＝ｎ＋ｘ）よりも十分に大きくしている。

そして、第３実施形態にかかる光レセプタクル２０においては、精密スリーブとスリーブケースとしての部材を単一の部材として一体化した、一体型精密スリーブ２４を用いているため、一体型精密スリーブ２４のプラグフェルール１２２挿入側の先端（より正確には、一体型精密スリーブ２４の挿入側内周の面取りの終了点Ｐ６）からガラス部材１２の先端位置Ｐ７までの長さＱを、第１，第２実施形態における光レセプタクル１，１０よりも設計的に大きくすることができる。

具体的には、図６（ｃ）に示す、プラグフェルール１２２がバネ１２３で最大に伸縮する長さｎ（更には、プラグフェルール１２２の先端外周の面取り分の長さxを加えた長さＮ＝ｎ＋ｘ）よりも十分に大きくすることができる。例えば、Ｑ＝3.9mm程度にすることができる（Ｑ＞＞Ｎ）。
第３実施形態にかかる光レセプタクル２０は、上述のごとく構成された一体型精密スリーブ２４をそなえているので、前述の第１，第２実施形態の場合と同様、光コネクタプラグ１３０を光レセプタクル２０に挿入する時に、一体型精密スリーブ２４の入口部に引っ掛かったプラグフェルール１２２の先端部が、引っ掛りが解消されるときのバネ１２３の弾性力によって、プラグフェルール１２２が勢いよく挿入される場合においても、プラグフェルール１２２がガラス部材１２に衝突することがなく、大きな衝撃が発生することがない。

このように、本発明の第３実施形態においても、コード荷重時の特性変動が少ない精密スリーブ１４を用いながらも、光コネクタプラグ１３０挿入時に、光コネクタプラグ１３０のバネ１２３の力により、プラグフェルール１２２がガラス板１２に衝突して、大きな衝撃が発生することがないような光レセプタクル２０を簡単な構成で提供することができる利点があるほか、更に前述の第１，第２実施形態の場合よりも部品点数を削減させることができる利点もある。

なお、第３実施形態にかかる光レセプタクル２０を用いたＲＯＳＡをＳＦＰに搭載して、ＬＣ光ファイバコードを接続し、コードに所定の荷重（100gfなど）を加えた時のＲＯＳＡの受信感度変動を確認したところ、所定の変動以内（1dB以下）であり、実用に耐えるものであった。
また、上述の第３実施形態にかかる光レセプタクル２０では、一体型精密スリーブ２４のプラグフェルール１２２が挿入される側とは反対側の端部に固定される光伝搬部材として、透明なガラス板１２を用いたが、本発明によればこれに限定されず、代わりに、例えば図１（ａ）に示すようなファイバスタブ２を用いることもでき、ＴＯＳＡにも使用することができる。

さらに、第３実施形態では、一体型精密スリーブ２４のプラグフェルール１２２挿入側の先端（より正確には精密スリーブ１４の挿入側内周の面取りの終了点：図６（ｂ）のＰ６参照）から、ガラス部材１２の先端（図６（ｂ）のＰ７参照）までの長さＱを3.9mmとしたが、本発明の効果を十分に饗しうるには、Ｑは少なくとも3.1mm以上であることが望ましく、また、ＬＣ用の光レセプタクルでは、光レセプタクル先端から、ファイバスタブ先端までの長さが4.05±0.05mmと規定されているので、Ｑの上限は4.1mmとなる。

なお、第３実施形態では、精密スリーブ１４の内径を1.250mm程度としたが、1.250〜1.252mm程度であれば、コード荷重時の特性変動は良好である。
〔ｄ〕その他
上述の各実施形態にかかわらず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

また、上述した実施形態の開示により、当業者が本発明の装置を製造することは可能である。
〔ｅ〕付記
（付記１）
第１光ファイバが貫通されたプラグ体をそなえるとともに前記プラグ体を前記第１光ファイバの貫通方向に伸縮可能とする弾性体をそなえた端子部材を、光結合のために受け入れる光レセプタクルであって、
前記プラグ体が一端側から挿入される空洞孔であって、前記プラグ体が有する外径に対して実質的に隙間が発生しない一様な内径を持つ空洞孔を有するソリッドスリーブと、
前記空洞孔の他端側に固定された光伝搬部材と、をそなえ、
前記空洞孔における前記プラグ体が挿入される側の端部から前記光伝搬部材に至る長さが、前記端子部材の弾性体における最大伸縮長さよりも、大きくなるよう前記ソリッドスリーブが構成されたことを特徴とする、光レセプタクル。

（付記２）
更に、前記空洞孔における前記プラグ体が挿入される側の端部から前記光伝搬部材に至る長さが、前記端子部材の弾性体における最大伸縮長さに前記プラグ体の先端に形成される面取り部の長さを足し合わせた長さよりも、大きくなるよう前記ソリッドスリーブが構成されたことを特徴とする、付記１記載の光レセプタクル。

（付記３）
前記光伝搬部材が、前記第１光ファイバと光学的に結合される第２光ファイバが貫通されたフェルールにより構成されたことを特徴とする、付記１又は２記載の光レセプタクル。
（付記４）
前記光伝搬部材が、ガラス部材により構成されたことを特徴とする、付記１又は２記載の光レセプタクル。

（付記５）
前記ソリッドスリーブの外縁に、前記ソリッドスリーブを保護固定するスリーブケースをそなえたことを特徴とする、付記１記載の光レセプタクル。
（付記６）
前記ソリッドスリーブと前記スリーブケースとが単一部材として一体化して構成されたことを特徴とする、付記５記載の光レセプタクル。

（付記７）
前記ソリッドスリーブが、ジルコニア又は結晶化ガラスからなることを特徴とする、付記１〜６のいずれか１項記載の光レセプタクル。
（付記８）
該光レセプタクルはＬＣ型として構成され、前記空洞孔における前記プラグ体が挿入される側の端部における面取りが終了した箇所から前記光伝搬部材に至る長さが、３．１ｍｍ以上４．１ｍｍ以下とすることを特徴とする、付記１〜７のいずれか１項記載の光レセプタクル。

（付記９）
該光レセプタクルはＬＣ型として構成され、前記ソリッドスリーブにおける前記空洞孔の内径は、１．２５０ｍｍ以上１．２５２ｍｍ以下であることを特徴とする、付記１〜８のいずれか１項記載の光レセプタクル。
（付記１０）
光信号を送受信する光トランシーバーモジュールに搭載されたことを特徴とする、付記１〜９のいずれか１項記載の光レセプタクル。

（ａ）は本発明の第１実施形態にかかる光レセプタクルを示す断面図、（ｂ）は従来技術による光レセプタクルの構成例を示す断面図、（ｃ）は一般の光コネクタプラグ内のプラグフェルールの伸縮する長さを示す断面図である。 第１実施形態における光コネクタプラグと光レセプタクルの嵌合時の動作を説明するための断面図である。 第１実施形態における光コネクタプラグと光レセプタクルの嵌合時の動作を説明するための断面図である。 第１実施形態における光コネクタプラグと光レセプタクルの嵌合時の動作を説明するための断面図である。 第１実施形態における光コネクタプラグと光レセプタクルの嵌合時の動作を説明するための断面図である。 （ａ）は本発明の第２実施形態にかかる光レセプタクルを示す断面図、（ｂ）は本発明の第３実施形態にかかる光レセプタクルを示す断面図、（ｃ）は一般の光コネクタプラグ内のプラグフェルールの伸縮する長さを示す断面図である。 従来技術によるＴＯＳＡおよび光レセプタクルの構成例を示す断面図である。 従来技術によるＲＯＳＡおよび光レセプタクルの構成例を示す断面図である。 一般の光コネクタプラグの構成を示す断面図である。 従来技術による割スリーブの構成を示す断面図である。 従来技術による精密スリーブの構成を示す断面図である。 従来技術による光コネクタプラグと光レセプタクルの嵌合時の動作を示す断面図である。 従来技術による光コネクタプラグと光レセプタクルの嵌合時の動作を示す断面図である。 従来技術による光コネクタプラグと光レセプタクルの嵌合時の動作を示す断面図である。

符号の説明

１，１０，２０ 光レセプタクル
２ ファイバスタブ（光伝搬部材）
３ ホルダ
４，１４ 精密スリーブ（ソリッドスリーブ）
４ｈ 空洞孔
５ スリーブケース
６ フェルール
７ 光ファイバ（第２光ファイバ）
１２ ガラス板（光伝搬部材）
２４ 一体型精密スリーブ
１００ ＴＯＳＡ
１０１ 半導体レーザ
１０２，１０３ レンズ
１０４ パッケージ
１０５ 光レセプタクル
１０６ フェルール
１０７ 光ファイバ
１０８ ファイバスタブ
１０９ ホルダ
１１０ スリーブ
１１１ スリーブケース
１１２ 光レセプタクル
１１３ 半導体受光素子
１１４ レンズ
１１５ パッケージ
１１６ ガラス板
１１７ スリーブ
１１８ ホルダ
１１９ スリーブケース
１２０ ＲＯＳＡ
１２１ 光ファイバ
１２２ プラグフェルール（プラグ体）
１２３ バネ（弾性体）
１２４ プラグハウジング
１３０ 光コククタプラグ
１４１ 割スリーブ
１４２ 精密スリーブ（ソリッドスリーブ）

Claims (5)

1. 第１光ファイバが貫通され所定の外径を有するプラグ体と、前記プラグ体を前記第１光ファイバの貫通方向に伸縮可能とし、所定の最大伸縮長さを有する弾性体とをそなえた端子部材と、前記端子部材を光結合のために受け入れる光レセプタクルとをそなえた光コネクタ構造であって、
   前記光レセプタクルは、
   前記プラグ体が一端側から挿入される空洞孔であって、前記プラグ体が有する前記所定の外径に対して実質的に隙間が発生しない一様な内径を持つ空洞孔を有するソリッドスリーブと、前記空洞孔の他端側に固定され、前記端子部材の受け入れ時には前記弾性体の弾性力により前記第１光ファイバと物理的に当て付けられて前記第１光ファイバと光結合する光伝搬部材と、をそなえ、
   前記空洞孔における前記プラグ体が挿入される側の端部から前記光伝搬部材に至る長さが、前記端子部材の前記弾性体における前記所定の最大伸縮長さよりも、大きくなるよう前記ソリッドスリーブが構成されたことを特徴とする、光コネクタ構造。
2. 更に、前記空洞孔における前記プラグ体が挿入される側の端部から前記光伝搬部材に至る長さが、前記端子部材の弾性体における最大伸縮長さに前記プラグ体の先端に形成される面取り部の長さを足し合わせた長さよりも、大きくなるよう前記ソリッドスリーブが構成されたことを特徴とする、請求項１記載の光コネクタ構造。
3. 前記光伝搬部材が、前記第１光ファイバと光学的に結合される第２光ファイバが貫通されたフェルールにより構成されたことを特徴とする、請求項１または２に記載の光コネクタ構造。
4. 前記光伝搬部材が、ガラス部材により構成されたことを特徴とする、請求項１または２に記載の光コネクタ構造。
5. 前記ソリッドスリーブの外縁に、前記ソリッドスリーブを保護固定するスリーブケースをそなえたことを特徴とする、請求項１記載の光コネクタ構造。

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