JP5296484B2 - 光ファイバモジュール及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバケーブルと、先端部分が凸レンズ形状に形成され光ファイバケーブルの端末に設けられるレンズ付きフェルールとを備える光ファイバモジュール及びその光ファイバモジュールの製造方法に関する。

近年、自動車内の光通信が普及してきており、その通信容量の増大が図られている。このような状況の下、自動車内の光通信に用いられる光ファイバにおいては、コア径が小さく伝送帯域が大きいものが適用されるようになってきている。しかし、コア径の小さい光ファイバは、光ファイバ間を接続する時に軸ずれが起こり易くなるため接続損失が増大するという問題があった。一般的な通信用ガラスファイバ同士のコネクタ接続では、非球面等に加工した各光ファイバ心線の先端同士を接触させることにより接続損失の低減を図ることができるが、自動車用光ファイバのコネクタ接続では、車両に搭載した際の振動や衝撃による影響から各光ファイバ心線の先端同士を接触させることができない。

このことから、自動車用光ファイバのコネクタ接続においては、各光ファイバの端末にフェルールを設け、このフェルールの光結合側となる先端部分に凸レンズを形成した光ファイバモジュールを使用したものが提案されている（例えば下記特許文献１）。

下記特許文献１の図１及び図５に示される光ファイバモジュール１１は、光ファイバケーブル１２とフェルール１３と導光部材１４とを備えて構成されている。光ファイバケーブル１２は、コア及びクラッドからなる光ファイバ心線１５と光ファイバ被覆１６とを備えて構成されている。光ファイバケーブル１２は、光ファイバ被覆１６を所定長剥ぎ取り、光ファイバ心線１５が露出するように加工されている。また、露出した光ファイバ心線１５は所定の長さとなるように切断加工されている。

フェルール１３は、透明樹脂の成形により一つの部品として作製され、光結合先端部分１８が凸レンズ形状に形成されている。すなわち、光結合先端部分１８には、凸レンズ１８ａが一体に形成されている。凸レンズ１８ａは、球面状に加工された凸レンズであって、光ファイバ１５からの出射光が平行光化し、且つ平行な入射光が光ファイバ１５に向けて集光するような形状に形成されている。フェルール１３の内部には、光結合先端部分１８の反対側が開口するフェルール孔２０が形成されている。

導光部材１４は、光透過性及び柔軟性を有する材料により、光ファイバ１５の径と同径の円柱形状に形成されている。導光部材１４は、成形加工により成形され、内部に気泡が入らないように成形されている。図１に示す光ファイバモジュール１１において、導光部材１４は、専用の治具に光ファイバケーブル１２をセットした状態で光ファイバ１５の先端に柔軟性のある透明材料を流し込むことにより成形されている。この導光部材１４は、光ファイバモジュール１１の組み立て時に、フェルール孔２０の最奥部２０ａ−１に対して圧入、設置されるようになっている。

また、図５に示す光ファイバモジュール１１においては、導光部材１４が専用の金型を用いて、また、柔軟性のある透明材料を用いて上述したような円柱形状に成形されている。この導光部材１４は、光ファイバ１５の先端とは別体として成形されている。このような導光部材１４は、光ファイバモジュール１１の組み立て時に真空吸着ピンセットで吸着され、フェルール孔２０の最奥部２０ａ−１に突き当たるように圧入、設置されている。

図１及び図５の光ファイバモジュール１１のいずれにおいても、光ファイバケーブル１２の端部がフェルール１３に挿入されると、導光部材１４が光ファイバ心線１５の先端とフェルール孔２０の最奥部２０ａ−１とで挟み込まれた状態となっている。この時、心線案内部２０ａの側面と導光部材１４との間には空気層が存在しないように導光部材１４は形成されている。

上記構成において、光ファイバモジュール１１はフェルール１３に光ファイバケーブル１２の端部を差し込んで固定することにより製造される。また、フェルール１３の先端部分に凸レンズ１８ａを形成し、各光ファイバ同士の光学的な結合を図ることにより、光ファイバケーブル１２のコネクタ接続部分における接続損失の低減が実現される。また、フェルール孔２０の最奥部２０ａ−１と光ファイバ心線１５の先端とで導光部材１４を挟み込むことにより、光ファイバ１５とフェルール１３の間に空気層が存在することはなく、光の反射や散乱による接続損失の増加が抑制される。また、導光部材１４を挟み込むことにより、光ファイバ加工やフェルール加工のバラツキにより生じる接続損失が補償される。
特開２００５−３１６２９５号公報

ところで、特許文献１の図５に示される光ファイバモジュール１１にあっては、導光部材１４が光ファイバケーブル１２の光ファイバ心線１５のコア径に匹敵する非常に微細な部材となっていることから、その取り扱いが難しいという問題点を有している。また、取り扱いが難しいため、光ファイバモジュールの製造において、歩留まりが低下するという問題点を有している。

また、特許文献１の図１に示される光ファイバモジュール１１にあっては、光ファイバ心線１５の先端に直接導光部材１４を形成することから、この形成時に、光ファイバ心線１５のコアを損傷させたり、破壊してしまうといった懸念がある。更に、光ファイバ心線１５を直接扱うことになることと合わせて、その取り扱いが難しいという問題点を有している。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、光ファイバ同士のコネクタ接続における接続損失の低減を図りつつ、光ファイバモジュールの製造における生産性の向上を図ることができる光ファイバモジュール及びその光ファイバモジュールの好適な製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の本発明の光ファイバモジュールは、コア及びクラッドからなる心線部と該心線部を被覆する一次被覆及び該一次被覆を被覆する二次被覆とを備える光ファイバケーブルと、
該光ファイバケーブルの端末に設けられ先端部分を凸レンズ形状に形成し内部にフェルール孔を有するレンズ付きフェルールと、を備える光ファイバモジュールにおいて、
前記光ファイバケーブルの前記心線部及び前記一次被覆が差し込まれる貫通孔を有し且つ前記レンズ付きフェルールの前記フェルール孔に挿入可能に形成される筒状のサブフェルールと、柔軟性及び粘着性を有し前記サブフェルールの端面に貼付されるフィルム状の屈折率整合フィルムと、を更に備え、
前記レンズ付きフェルールは、前記フェルール孔の内面にロック部を有し、
前記サブフェルールは、この外周面にフランジ状の鍔部を有し、
前記ロック部及び前記鍔部が互いに引っ掛かりあって係止状態を形成すると、前記レン ズ付きフェルールに対して前記サブフェルール及び前記光ファイバケーブルが固定され、
前記レンズ付きフェルールの前記フェルール孔は、前記先端部分側から、前記屈折率整 合フィルムの大きさ、前記サブフェルールの外径、前記サブフェルールの前記鍔部の外径 及び前記光ファイバケーブルの外径にそれぞれ対応したフィルム押し当て部、サブフェル ール案内部、光ファイバ案内部を有し、
前記サブフェルール案内部と前記フィルム押し当て部の間には、前記サブフェルール案 内部（から前記フィルム押し当て部へ向かって先細となるテーパ部を更に有し、
前記サブフェルールの前記貫通孔に前記光ファイバケーブルの前記心線部及び前記一次被覆を差し込んで固定し、前記光ファイバケーブルに固定された前記サブフェルールの前記心線部側となる前記端面に前記屈折率整合フィルムを貼付し、前記サブフェルールの前記端面（を前記フェルール孔の奥部に向けて差し込み、前記レンズ付きフェルールに前記サブフェルール及び前記光ファイバケーブルを固定すると、前記レンズ付きフェルールの前記凸レンズ側となる前記フェルール孔の最奥部と前記サブフェルールの前記端面と前記光ファイバケーブルの前記心線部の端面のそれぞれに前記屈折率整合フィルムが密着することを特徴としている。

このような特徴を有する本発明によれば、光ファイバモジュールを製造する場合、先ず光ファイバケーブルの端末をサブフェルールの挿入孔に差し込んで固定し、このサブフェルールの端面に屈折率整合フィルムを貼り付け、屈折率整合フィルムが貼り付けられたサブフェルールをレンズ付きフェルールに差し込んで固定することにより、光ファイバモジュールの製造がされる。すなわち、レンズ付きフェルールに対して光ファイバケーブルの心線部自体を直接取り扱うことなく、光ファイバモジュールが製造される。また、光ファイバモジュール製造において、背景技術に記載した如くの光ファイバケーブルの心線部自体に導光部材を形成するといった工程が含まれないことから、心線部のコアが損傷したり、破壊されてしまうといった懸念が解消される。また、サブフェルールに光ファイバケーブルを差し込み固定する作業は従来のフェルールに光ファイバケーブルを差し込み固定する場合と同様で簡素な作業であり、屈折率整合フィルムの貼付はサブフェルールの端面を屈折率整合フィルムに押し当てるだけの作業である。従って、取り扱いの難しい部品を使用することなく光ファイバモジュールを製造できることから、光ファイバモジュールの製造における生産性の向上を図ることが可能になる。また、本発明によれば、屈折率整合フィルムは、サブフェルールの端面とフェルール孔の最奥部とで押し潰されて、屈折率整合フィルムの一方の面がレンズ付きフェルールのフェルール孔の最奥部に密着し、他方の面が光ファイバケーブル先端の端面と密着した状態となる。屈折率整合フィルムは柔軟性を有することから、この密着状態が保持される。従って、光の界面反射によるバラツキが生じないようになっている。また、光ファイバケーブルの心線部の端面及びサブフェルールの端面に多少表面粗さがあっても、これによる光の散乱を抑えることができる。この他、本発明によれば、屈折率整合フィルムが柔軟性及び粘着性を有することから、温度や湿度の変化によるピストニング（光ファイバケーブルの心線部が一次被覆やサブフェルールの先端から突き出たり、引っ込んだりする現象）の影響を減らすことができる。
また、このような特徴を有する本発明によれば、サブフェルールの鍔部とレンズ付きフ ェルールのロック部とが係止状態を形成するまでサブフェルールを差し込むだけで、レン ズ付きフェルールにサブフェルールが固定される。従って、レンズ付きフェルールにサブ フェルール及び光ファイバケーブルを差し込んで固定する作業が行い易くなる。
さらに、このような特徴を有する本発明によれば、サブフェルールがレンズ付きフェル ールに差し込み固定された際、サブフェルールの屈折率整合フィルムが貼り付いた側の端 部の外周部がテーパ部により、押さえつけられた状態となる。これにより、フェルール孔 とサブフェルールとの間に生じてしまうクリアランスによるサブフェルールの位置ずれを 抑制することができるとともに長さ方向における光ファイバケーブルの心線部の端面位置 （サブフェルールの端面位置）のバラツキを抑えることができる。従って、光学特性のバ ラツキが抑えられ、より安定した状態を得ることができる。

請求項２記載の本発明の光ファイバモジュールは、請求項１に記載の光ファイバモジュールにおいて、前記サブフェルールの前記貫通孔は、前記端面側から、前記光ファイバケーブルの前記心線部の外径及び前記一次被覆の外径にそれぞれ対応した心線案内部及び一次被覆案内部を有し、前記心線案内部と前記一次被覆案内部の間には、前記一次被覆案内部から前記心線案内部へ向かって先細となるテーパ部を更に有することを特徴としている。

このような特徴を有する本発明によれば、貫通孔の心線案内部に光ファイバケーブルの心線部を挿入する際、テーパ部のテーパによって、光ファイバケーブルの心線部を心線案内部に差し込み易くなる。

請求項１に記載された本発明によれば、光ファイバ同士のコネクタ接続における接続損失の低減を図りつつ、光ファイバモジュールの製造における生産性の向上を図ることができる光ファイバモジュールを提供することができるという効果を奏する。
また、請求項１に記載された本発明によれば、光ファイバモジュールの生産性に配慮す ることができるという効果を奏する。
さらに、請求項１に記載された本発明によれば、レンズ付きフェルールに対するサブフ ェルールの位置ずれを防止することができるとともに長さ方向における光ファイバケーブ ルの心線部の端面位置（サブフェルールの端面位置）のバラツキを抑えることができるこ とから、光学特性のバラツキを抑制することができ、より安定した状態を得ることができ るという効果を奏する。

請求項２に記載された本発明によれば、光ファイバモジュールの生産性に配慮することができるという効果を奏する。

以下、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の光ファイバモジュールの一実施の形態を示す構成図である。また、図２は図１の光ファイバモジュールが一体化した状態を示す構成図である。また、図３は、光結合構造の一実施の形態を示す断面図である。また、図４はレンズ付きフェルールの斜視図である。また、図５はサブフェルールに光ファイバケーブルが一体化した状態を示す構成図である。また、図６は本発明の光ファイバモジュールを製造する手順を示す説明図であり、（ａ）は皮剥された光ファイバケーブルを示す図であり、（ｂ）は（ａ）の光ファイバケーブルをサブフェルールに挿入、固定した状態を示す図であり、（ｃ）はサブフェルールの端面に屈折率整合フィルムが貼付された状態を示す図であり、（ｄ）はサブフェルール及び光ファイバケーブルをレンズ付きフェルールに挿入、固定した状態を示す図である。また、図７は軸ずれ特性を示すグラフである。

図１及び図３において、引用符号１は本発明の光ファイバモジュールを示している。光ファイバモジュール１は、光ファイバケーブル２と、レンズ付きフェルール３と、サブフェルール４と、屈折率整合フィルム５とを備えて構成されている。以下、各構成部材について説明する。

光ファイバケーブル２は、心線部６と被覆部７とを備えて構成されている。この光ファイバケーブル２は、この端部において被覆部７が所定の位置まで皮剥されている。光ファイバケーブル２は、所定の長さだけ心線部６が露出するように端末が加工されている。光ファイバケーブル１２の先端（端面）は、平坦な面に形成され且つ光の散乱を小さく抑えることができる表面粗さに加工されている。

心線部６は、コア及びコアよりも屈折率の小さいクラッドにより形成されている。心線部６は、本形態において、特に限定するものではないが、例えばコアが透明なポリカーボネイト（ＰＣ）から成形されている。また、クラッドは透明なポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）から成形されている。尚、心線部６は、既知のガラス製の光ファイバ心線であってもよいものとする。

被覆部７は、合成樹脂製のいわゆるシースであって、心線部６を保護するために設けられている。被覆部７は、本形態において、心線部６上に形成される一次被覆７ａと、一次被覆７ａ上に形成される二次被覆７ｂとを備えて構成されている。尚、一次被覆７ａが所定の長さ分だけ露出するように二次被覆７ｂが皮剥されている。

図１ないし図４において、レンズ付きフェルール３は、透明な合成樹脂材料により全体が成形され、一つの部品として作製されている。レンズ付きフェルール３は、略筒形状のレンズ付きフェルール本体部８と、略凸レンズ形状の先端部分９とを有している。上記の透明な合成樹脂材料としては、特に限定されるものではないが、アクリル樹脂、脂環式オレフィン樹脂、脂環式アクリル樹脂、ポリイミド、エポキシ系樹脂等が挙げられる。

レンズ付きフェルール本体部８の一端には、先端部分９が光軸を一致させた状態で連成されている。レンズ付きフェルール本体部８の外周面（側面）には、フランジ１０が形成されている。レンズ付きフェルール本体部８の内部には、フェルール孔１１が上記一端の反対側に位置する他端において開口するような状態で形成されている。

フランジ１０は、レンズ付きフェルール本体部８外周面の中間位置に形成されている。また、フランジ１０における上記一端側の突出先端には、適宜角度のテーパ１０ａが周設されている。フェルール孔１１は、この中心軸が光軸に一致するように形成されており、上記一端側（先端部分９側）から順にフィルム押し当て部１１ａ、サブフェルール案内部１１ｂ、光ファイバ案内部１１ｃを有している。また、フェルール孔１１は、この内面に突出するロック部１１ｄ及びロック部１１ｄを成形加工するための型抜き部１１ｅも有している。

フィルム押し当て部１１ａは、後述する屈折率整合フィルム５が収容される部分であって、屈折率整合フィルム５に対応し、且つ、屈折率整合フィルム５の径よりも若干大きく形成されている。これにより、後述する屈折率整合フィルム５が後述するサブフェルール４の中心から若干ずれて貼付されていても収容できるようになっている。すなわち、量産に適した構造となっている。また、フィルム押し当て部１１ａは、この最奥部１１ａ−１と後述するサブフェルール４の端面４ａとで屈折率整合フィルム５を挟んで押しつぶすようになっている。また、押しつぶされた屈折率整合フィルム５が、最奥部１１ａ−１、後述するサブフェルール４の端面４ａ及び光ファイバケーブル２の心線部６の端面に密着することができるような形状に形成されている。フィルム押し当て部１１ａの最奥部１１ａ−１は、光の散乱を小さく抑えることができるような表面粗さに加工されている。

サブフェルール案内部１１ｂは、後述するサブフェルール４の先端側４ｂが差し込まれる部分であって、サブフェルール４の外径に対応するようにサブフェルール４の外径と略同径形状に形成されている。また、サブフェルール４の先端側４ｂの長さと同じ長さに形成されている。光ファイバ案内部１１ｃは、サブフェルール４の後端側４ｃ及び鍔部１２と光ファイバケーブル２の二次被覆７ｂが差し込まれる部分であって、サブフェルール４の鍔部１２の外径及び二次被覆７ｂの外径に対応するように鍔部１２の外径及び二次被覆７ｂの外径と略同径形状に形成されている。

ロック部１１ｄは、光ファイバ案内部１１ｃのサブフェルール案内部１１ｂ側にフェルール孔１１の内面から突出形成されている。ロック部１１ｄは、サブフェルール４の鍔部１２と互いに引っ掛かりあって係止状態を形成できるようになっている。これにより、レンズ付きフェルール３に対してサブフェルール４が固定される。

先端部分９は、凸レンズの機能を有している。すなわち、先端部分９には、凸レンズ９ａが一体に形成されている。凸レンズ９ａは、本形態において、球面状に加工された凸レンズであって、心線部６からの出射光が平行光化し、且つ平行な入射光が心線部６に向けて集光するような形状に形成されている。このような凸レンズ９ａは、フィルム押し当て部１１ａの最奥部１１ａ−１からレンズ表面までの距離が最適となるようにも設計されている。また、凸レンズ９ａの表面は、光の散乱を小さく抑えることができるような表面粗さに加工されている。

図１、図２及び図５において、サブフェルール４は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタラート）を材料として全体が成形され、一つの部品として作製されている（一例であるものとする。例えば、ＬＣＰ（液晶ポリマー）の成形品や黄銅の切削品等でも良いものとする）。サブフェルール４は、略筒形状に形成されている。サブフェルール４の外周面（側面）には、フランジ状の鍔部１２が形成されている。サブフェルール４の内部には、光ファイバケーブル２の心線部６及び一次被覆７ａが差し込まれる貫通孔１３が形成されている。このようなサブフェルール４は、レンズ付きフェルール３のフェルール孔１１に挿入可能なようにも形成されている。引用符号４ａは、レンズ付きフェルール３のフェルール孔１１への挿入側（後述する心線案内部１３ａ側）となるサブフェルール４の端面を示している。この端面４ａは、光ファイバケーブル２が挿入された状態においては光ファイバケーブル２の心線部６側となっている（図５参照）。端面４ａには、後述する屈折率整合フィルム５が貼り付けられるようになっている。

鍔部１２は、サブフェルール４外周面において、レンズ付きフェルール３に対してサブフェルール４の挿入が完了すると、ロック部１１ｄと互いに引っ掛かりあって係止状態を形成するような位置に形成されている。鍔部１２は、ロック部１１ｄと係止状態を形成した時にサブフェルール案内部１１ｂと光ファイバ案内部１１ｃとの段差にも挟まれた状態になっている。尚、本形態においては、特に限定するものではないが、鍔部１２は、サブフェルール４の先端側４ｂと後端側４ｃの間に介在するように設けられている。

貫通孔１３は、この中心軸が光軸に一致するように形成されており、レンズ付きフェルール３への挿入側となる端面４ａ側から順に心線案内部１３ａ、一次被覆案内部１３ｂを有している。心線案内部１３ａは、心線部６が差し込まれる部分であって、心線部６の外径に対応するように心線部６の外径と略同径形状に形成されている。一次被覆案内部１３ｂは、一次被覆７ａが差し込まれる部分であって、一次被覆７ａの外径に対応するように一次被覆７ａの外径と略同径形状に形成されている。また、一次被覆案内部１３ｂは、既知の固定用接着剤を使用して固定する固定方法あるいは既知の溶着方法による溶着等の固定方法により光ファイバーケーブル２の固定を行う部分にもなっている。心線案内部１３ａと一次被覆案内部１３ｂとの間には、心線案内部１３ａに向かって先細となるテーパ部１３ｃが更に設けられている。テーパ部１３ｃは、適宜角度に設定されている。このようなテーパ部１３ｃを形成することにより、光ファイバケーブル２の心線部６が挿入し易くなっている。

上記の既知の固定用接着剤として、特に限定するものではないが、例えばエポキシ系接着剤やエポキシ混合系接着剤等の硬化性の固定用接着剤が挙げられる（必要以上に内部に侵入しない粘度を有する）。この他、固定用接着剤として、紫外線照射装置からの紫外線照射によって硬化するＵＶ硬化接着剤等も挙げられる。また、上記の既知の溶着方法として、特に限定するものではないが、レーザ溶着、高周波溶着、超音波溶着等の溶着方法が挙げられる。

屈折率整合フィルム５は、光ファイバケーブル２を差し込み固定した状態のサブフェルール４の端面４ａに貼付される部材であって、柔軟性及び粘着性を有する材料により成形されている。また、屈折率整合フィルム５の材料は、心線部６のコア及びレンズ付きフェルール３の材料の屈折率に近い屈折率を有している。屈折率整合フィルム５は、略円形のフィルム状に成形されており、フィルム押し当て部１１ａに収容できる大きさの径になっている。屈折率整合フィルム５は、光ファイバケーブル２を固定したサブフェルール４の端面４ａを押し当てることにより、この端面４ａに貼り付くようになっている。また、屈折率整合フィルム５は、フィルム押し当て部１１ａの最奥部１１ａ−１とサブフェルール４の端面４ａとで挟まれることにより押し潰されるようになっている。押し潰された屈折率整合フィルム５は、一方の面が最奥部１１ａ−１に密着し、他方の面が端面４ａ及び光ファイバケーブル２の心線部６の端面に密着するようになっている。

このような屈折率整合フィルム５は、柔軟性を有することから上記の密着状態が保持され、光の界面反射が生じないようになっている。また、心線部６の端面やサブフェルール４の端面４ａに多少の粗さが残っている状態であったとしても、これにより生じる光の散乱を抑えることができるようになっている。

屈折率整合フィルム５の材料としては、特に限定するものではないが、シリコーン系樹脂あるいはスチレン系樹脂等が挙げられる。尚、本形態における屈折率整合フィルム５の厚さは、０．１ｍｍ〜１ｍｍとなるように形成されている（一例であるものとする）。

次に、上記構成に基づき、また、図６を参照しながら、光ファイバモジュール１の製造手順の一例について説明する。光ファイバモジュール１は、以下に記載する第一工程から第四工程の手順を経ることにより製造されるようになっている。

第一工程では、光ファイバケーブル２の先端において、心線部６及び一次被覆７ａのそれぞれが所定の長さだけ露出するように一次被覆７ａ及び二次被覆７ｂを皮剥する作業を行う（図６（ａ）参照）。また、合わせてレンズ付きフェルール３とサブフェルール４と屈折率整合フィルム５を準備する。

第二工程では、先ず第一工程において皮剥された光ファイバケーブル２の心線部６及び一次被覆７ａをサブフェルール４の貫通孔１３（心線案内部１３ａ及び一次被覆案内部１３ｂ）に差し込んで固定する（上述した如くの既知の接着方法や溶着方法により固定する）作業を行う。次にサブフェルール４の端面４ａから出た心線部６を端面４ａに合わせて切断する作業を行う。最後にサブフェルール４の端面４ａと心線部６の端面を研磨して平坦な状態にする作業を行う（図６（ｂ）参照）。

第三工程では、平坦化されたサブフェルール４の端面４ａを屈折率整合フィルム５に押し当ててサブフェルール４の端面４ａに屈折率整合フィルム５を貼付する作業を行う（図６（ｃ）参照）。

第四工程では、屈折率整合フィルム５が貼り付けられたサブフェルール４の端面４ａをフェルール孔１１の奥部に向けて、サブフェルール４の鍔部１２がフェルール孔１１のロック部１１ｄと係止状態を形成するまで差し込み、レンズ付きフェルール３に対してサブフェルール４を固定するとともに、レンズ付きフェルール３のフェルール孔１１の最奥部１１ａ−１とサブフェルール４の端面と光ファイバケーブル２の心線部６の端面のそれぞれに屈折率整合フィルム５を密着させる作業を行う。

以上の工程により、光ファイバモジュール１の製造が完了し、図６（ｄ）に示す如くの状態となる。

そして、図３に示す如く、このように製造された光ファイバモジュール１、１のレンズ付きフェルール３、３同士を光結合部材１４の中空部１５内で対向配置すると、光ファイバケーブル２、２同士の接続を図ることが可能な状態になる。

光結合部材１４は、本形態において、雄コネクタハウジング１４ａと雌コネクタハウジング１４ｂとを備えて構成されており（この構成に限定するものではないものとする。レンズ付きフェルール３、３同士の光軸を合わせた状態で対向配置することができればよいものとする）、図３に示すような適宜嵌合構造を有するように形成されている。尚、引用符号１４ａ−１及び１４ｂ−１は、レンズ付きフェルール本体部８を案内する案内部を示している。レンズ付きフェルール３、３同士の光軸を合わせる部分、すなわち調心をする部分としては、中空部１５若しくは案内部１４ａ−１及び１４ｂ−１のいずれであってもよいものとする。

ここで、図７を参照しながらレンズ付きフェルール３のレンズ効果を説明する。図７は軸ずれ特性を示すグラフである（コア径２００μｍの光ファイバを使用し、これに適した寸法で光ファイバモジュール１を作製した。そして、この光ファイバモジュール１、１のレンズ付きフェルール３、３同士を図３に示す如く対向配置して軸ずれ特性を得た）。尚、グラフ中の実線は、本発明の光ファイバモジュール１の軸ずれ特性を示している。また、波線は、凸レンズ９ａ無しの状態のフェルールを使用した場合の軸ずれ特性を示している。

図７において、本発明の光ファイバモジュール１は、凸レンズ９ａの効果によって出射光が平行光化されていることから、軸ずれ損失が小さく、軸ずれ量が５０μｍ以上においては、凸レンズ９ａ無しのフェルールを使用した場合よりの軸ずれ特性よりも接続損失が小さく抑えられている。一方、軸ずれ量が５０μｍまでにおいては、凸レンズ９ａ無しのフェルールの方が接続損失が小さく抑えられている。しかし、比較的安価にコネクタを作製できる樹脂成形による部品加工上、加工精度として５０μｍ以下の軸ずれ量に加工することは実現が困難であり、実際には５０μｍ以上の軸ずれが生じている。従って、本発明の光ファイバモジュール１を使用する方が有効であることがわかる。

以上、図１ないし図７を参照しながら説明してきたように、本発明の光ファイバモジュール１によれば、レンズ付きフェルール３を備えることから、光ファイバケーブル２同士の接続損失の低減を図ることができる。

本発明の光ファイバモジュール１によれば、その製造工程において、レンズ付きフェルール３に対して、光ファイバケーブル２の心線部６自体を直接取り扱う必要がなくなる。従って、製造工程において、背景技術に記載した如くの光ファイバケーブル２の心線部６自体に導光部材を形成するといった工程が含まれないことから、心線部６のコアが損傷したり、破壊されてしまうといった懸念が解消される。

本発明の光ファイバモジュール１によれば、屈折率整合フィルム５が粘着性を有することから、サブフェルール４の端面４ａを屈折率整合フィルム５に押し当てるだけで屈折率整合フィルム５を端面４ａに貼り付けることができる。従って、光ファイバモジュール１の製造における生産性の向上を図ることが可能になる。

本発明の光ファイバモジュール１によれば、屈折率整合フィルム５が柔軟性を有することから、フェルール孔１１の最奥部１１ａ−１、サブフェルール４の端面４ａ及び光ファイバケーブル２の心線部６の端面と密着した状態が保持される。従って、光の界面反射によるバラツキが生じないようになっている。また、光ファイバケーブル２の心線部６の端面及びサブフェルール４の端面４ａに多少表面粗さがあっても、これによる光の散乱を抑えることができる。

本発明の光ファイバモジュール１によれば、屈折率整合フィルム５が柔軟性及び粘着性を有することから、温度や湿度の変化によるピストニング（光ファイバケーブルの心線部が一次被覆やサブフェルールの先端から突き出たり、引っ込んだりする現象）の影響を減らすことができる。

本発明の光ファイバモジュール１によれば、サブフェルール４の鍔部１２とレンズ付きフェルール３のロック部１１ｄとが係止状態を形成するまでレンズ付きフェルール３に対してサブフェルール４を差し込むだけで、レンズ付きフェルール３にサブフェルール４が固定される。従って、レンズ付きフェルール３にサブフェルール４を差し込んで固定する作業を行い易くすることができる。

この他、本発明の光ファイバモジュール１によれば、光ファイバケーブル２の心線部６の端面がレンズ付きフェルール３により保護された状態なるため、心線部６が損傷する恐れがない状態とすることができる。

最後に、図８を参照しながら、本発明の光ファイバモジュール１のレンズ付きフェルール３の他の構造例について説明する。図８は、レンズ付きフェルールの他の構造例を示す断面図である。尚、上述した実施形態において説明した部分と同一の形状・機能を有する部分に関してはその説明を省略し、同じ符号を付すものとする。

図８において、レンズ付きフェルール３’は、レンズ付きフェルール３と比較して、異なる構造のフェルール孔１１’を有している。すなわち、この点のみが異なっている。

フェルール孔１１’は、この中心軸が光軸に一致するように形成されており、上記一端側（先端部分９側）から順にフィルム押し当て部１１ａ、サブフェルール案内部１１ｂ、光ファイバ案内部１１ｃ、ロック部１１ｄ、型抜き部１１ｅを有している。また、フィルム押し当て部１１ａとサブフェルール案内部１１ｂの間には、フィルム押し当て部１１ａからサブフェルール案内部１１ｂへ向かって先細となるテーパ部１１ｆが更に設けられている。テーパ部１１ｆは適宜角度に設定されている。このようなテーパ部１１ｆによって、サブフェルール４の端面４ａ側の外周部を押さえつけることができるため、フェルール孔１１’とサブフェルール４の間に生じるクリアランスによるサブフェルール４の位置ずれを抑えることができるとともに長さ方向における光ファイバケーブル２の心線部６の端面位置（サブフェルール４の端面４ａの位置）のバラツキを抑えることができるようになっている。従って、光学特性のバラツキが抑えられ、より安定した光学特性を得ることができるようになっている。

尚、上述してきた実施形態において、レンズ付きフェルール３、３’はいずれも一つの部品として成形されているが、複数の部品を組み合わせて構成しても良いものとする（フェルール孔１１、１１’を開ける加工を行う場合に、複数の部品から構成した方が加工し易いという利点がある）。

また、サブフェルール４はレンズ付きフェルール３、３’に対して、サブフェルール４の鍔部１２とレンズ付きフェルール３、３’のロック部１１ｄとで係止状態を形成することにより固定されているが、これに限定されるものではない。特に図示しないが、例えば、サブフェルール４を差し込んだ状態で光硬化接着剤を用いて短時間で固定する方法やレンズ付きフェルール３のフェルール孔１１の開口側からサブフェルール４を押さえつけるバネを設けて、このバネにより固定する方法でも良いものとする。

更に、光ファイバケーブル２の心線部６の端面及びサブフェルール４の端面４ａを平坦化する方法は研磨だけに限定されるものではなく、光学特性に問題が生じないレベルで平坦化できる場合は切断のみによる平坦化やレーザクリービングの使用による平坦化でも良いものとする。

更に、高精度の光結合構造が要求される場合には、レンズ付きフェルール３、３’の材料にはガラスを使用し、サブフェルール４の材料にはジルコニア焼結品やニッケル電鋳品等を使用してもよいものとする。

以上、本発明によれば、光ファイバ同士のコネクタ接続における接続損失の低減を図りつつ、光ファイバモジュールの製造における生産性の向上を図ることができる光ファイバモジュール１及びその光ファイバモジュールの好適な製造方法を提供することができるという効果を奏する。

この他、本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。尚、本発明は自動車においての光ファイバ同士の接続に限定するものではないものとする。すなわち、他の分野の光通信にも当然に適用することができるものとする。

本発明の光ファイバモジュールの一実施の形態を示す構成図である。 図１の光ファイバモジュールが一体化した状態を示す構成図である。 光結合構造の一実施の形態を示す断面図である。 レンズ付きフェルールの斜視図である。 サブフェルールに光ファイバケーブルが一体化した状態の構成図である。 本発明の光ファイバモジュールを製造する手順を示す説明図である。 軸ずれ特性を示すグラフであるである。 レンズ付きフェルールの他の構造例を示す断面図である。

符号の説明

１ 光ファイバモジュール
２ 光ファイバケーブル
３、３’ レンズ付きフェルール
４ サブフェルール
４ａ 端面
４ｂ 先端側
４ｃ 後端側
５ 屈折率整合フィルム
６ 心線部
７ 被覆部
７ａ 一次被覆
７ｂ 二次被覆
８ レンズ付きフェルール本体部
９ 先端部分
９ａ 凸レンズ
１０ フランジ
１０ａ テーパ
１１、１１’ フェルール孔
１１ａ フィルム押し当て部
１１ａ−１ 最奥部
１１ｂ サブフェルール案内部
１１ｃ 光ファイバ案内部
１１ｄ ロック部
１１ｅ 型抜き部
１１ｆ テーパ部
１２ 鍔部
１３ 貫通孔
１３ａ 心線案内部
１３ｂ 一次被覆案内部
１３ｃ テーパ部
１４ 光結合部材
１４ａ 雄コネクタハウジング
１４ｂ 雌コネクタハウジング
１４ａ−１、１４ｂ−１ 案内部
１５ 中空部

Claims (2)

1. コア及びクラッドからなる心線部と該心線部を被覆する一次被覆及び該一次被覆を被覆する二次被覆とを備える光ファイバケーブルと、
   該光ファイバケーブルの端末に設けられ先端部分を凸レンズ形状に形成し内部にフェルール孔を有するレンズ付きフェルールと、を備える光ファイバモジュールにおいて、
   前記光ファイバケーブルの前記心線部及び前記一次被覆が差し込まれる貫通孔を有し且つ前記レンズ付きフェルールの前記フェルール孔に挿入可能に形成される筒状のサブフェルールと、柔軟性及び粘着性を有し前記サブフェルールの端面に貼付されるフィルム状の屈折率整合フィルムと、を更に備え、
   前記レンズ付きフェルールは、前記フェルール孔の内面にロック部を有し、
   前記サブフェルールは、この外周面にフランジ状の鍔部を有し、
   前記ロック部及び前記鍔部が互いに引っ掛かりあって係止状態を形成すると、前記レンズ付きフェルールに対して前記サブフェルール及び前記光ファイバケーブルが固定され、
   前記レンズ付きフェルールの前記フェルール孔は、前記先端部分側から、前記屈折率整合フィルムの大きさ、前記サブフェルールの外径、前記サブフェルールの前記鍔部の外径及び前記光ファイバケーブルの外径にそれぞれ対応したフィルム押し当て部、サブフェルール案内部、光ファイバ案内部を有し、
   前記サブフェルール案内部と前記フィルム押し当て部の間には、前記サブフェルール案内部から前記フィルム押し当て部へ向かって先細となるテーパ部を更に有し、
   前記サブフェルールの前記貫通孔に前記光ファイバケーブルの前記心線部及び前記一次被覆を差し込んで固定し、前記光ファイバケーブルに固定された前記サブフェルールの前記心線部側となる前記端面に前記屈折率整合フィルムを貼付し、前記サブフェルールの前記端面を前記フェルール孔の奥部に向けて差し込み、前記レンズ付きフェルールに前記サブフェルール及び前記光ファイバケーブルを固定すると、前記レンズ付きフェルールの前記凸レンズ側となる前記フェルール孔の最奥部と前記サブフェルールの前記端面と前記光ファイバケーブルの前記心線部の端面のそれぞれに前記屈折率整合フィルムが密着する
   ことを特徴とする光ファイバモジュール。
2. 請求項１に記載の光ファイバモジュールにおいて、
   前記サブフェルールの前記貫通孔は、前記端面側から、前記光ファイバケーブルの前記心線部の外径及び前記一次被覆の外径にそれぞれ対応した心線案内部及び一次被覆案内部を有し、
   前記心線案内部と前記一次被覆案内部の間には、前記一次被覆案内部から前記心線案内部へ向かって先細となるテーパ部を更に有する
   ことを特徴とする光ファイバモジュール。

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