JP5463827B2 - 光配線コネクタ及び光配線の接続方法 - Google Patents
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Description
光配線は光伝送基板・モジュール内外において、光伝送が可能な部材として使用が検討されている。
光伝送基板やモジュールの内外を接続するためには、光配線同士を接続できるコネクタが有効である。
別の解決法として、特許文献2においては、基板上にホルダを設置固定し、そのホルダに光配線を固定したフェルールを設置する構造のコネクタが考えられている。この構造においても、光配線はフェルールにより固定されており、且つ、ホルダがアライメントのガイドとなるため、光配線の簡易位置アライメントが可能である。
本発明は、光配線を基板に貼り合わせた後に取り付け可能で、且つ、簡便で高い精度での光配線位置合わせ・固定が可能な光配線コネクタ及び光配線の接続方法を提供することを目的とする。
請求項5の発明は、請求項3記載の光配線用コネクタにおいて、前記ハウジング用結合機構は、前記第1及び第2ハウジングの一方に設けられた係止用凹部と、前記第1および第2ハウジングの他方に、前記係止用凹部に係脱可能に係止され前記第1ハウジングと第2ハウジングとを結合する係止部材とから構成されていることを特徴とする。
また、本発明によれば、基板上の光配線との精度の高い位置合わせ及び固定が可能になる。
また、本発明の光配線コネクタ及び光配線の接続方法によれば、フェルール・ハウジングを含むコネクタを基板に対して簡便に固定できる。
さらに、本発明の光配線コネクタ及び光配線の接続方法によれば、簡便な構造で光配線の挿抜可能な接続が実現できる。
本実施の形態1に示す光配線用コネクタについて図1乃至図3を参照して説明する。
本実施の形態1に示す光配線用コネクタは、第1光配線(光導波路)1、第2光配線8、第1フェルール2A、第2フェルール2B、アライメントピン6B、位置合わせ用嵌合孔6A、基板9等を備える。なお、第1光配線(光導波路)1、第1フェルール2A及び基板9は、光配線用コネクタの受け部側を構成し、第2光配線8及び第2フェルール2Bは光配線用コネクタの差し込み部側を構成する。
基板9上に固定される第1光配線1としては、光ファイバ、光ファイバフィルム、光導波路等が使用できる。光配線の伝送モードは、シングルモード、マルチモード、シングルマルチ混合配線などの構成を採用できる。
また、第1光配線1が配設される基板9には、プリント基板、プリント積層基板、セラミック板、ポリマー板、金属板、シリコンウエハ等が使用できる。
また、第1フェルール2Aは、基板9と対向する面に、第1光配線1を長さ方向に直角な面で切断した形状が長方形を呈する凹状の光配線収容溝2Abを有し、この光配線収容溝2Ab内には第1光配線1が接着剤14により固定されている。さらに、第1フェルール2Aの接合端面2Aaには、後述するアライメントピンが挿脱可能に嵌合される複数の位置合わせ用嵌合孔6Aが第1フェルール2Aの幅方向の両端寄り箇所に設けられている。この位置合わせ用嵌合孔6Aと後述するアライメントピンは、特許請求の範囲に記載したフェルール用結合機構を構成する。
第2フェルール2Bは、上部フェルール2B1と下部フェルール2B2からなり、この上部フェルール2B1と下部フェルール2B2との接合面には、複数の光ファイバ収容溝(光配線収容溝)2Bbが形成されている。この各光ファイバ収容溝2Bb内には第2光配線8を構成する光ファイバが挿入され、上部フェルール2B1と下部フェルール2B2に上下方向からサンドイッチ状に挟持され、そして、上部フェルール2B1と下部フェルール2B2の接合面及び各光ファイバの外周囲に介在した接着剤17により固定され、第2フェルール2Bと第2光配線8とが一体化された構造になっている。
また、第2フェルール2Bは接合端面2Baを有し、この接合端面2Baは、第2光配線8の接合端面8aと同一の平面内に形成される。
なお、第2光配線8は、複数の光ファイバを平行に配列した構造のものに限らず、光ファイバフィルム、光導波路等が使用できる。光配線の伝送モードは、シングルモード、マルチモード、シングルマルチ混合配線などの構成を採用できる。
このようなフェルール用結合機構は、図1乃至図3に示すように、第2フェルール2Bに、第2フェルール2Bの接合端面2Baから直角に突出して設けられた複数のアライメントピン6Bと、アライメントピン6Bと対向する第1フェルール2Aの接合端面2Aaに設けられ、各アライメントピン6Bが挿脱可能に嵌合される複数の位置合わせ兼用の嵌合孔6Aとから構成される。
また、基板上の光配線との精度の高い位置合わせ及び固定が可能になるとともに、フェルールを含むコネクタを基板に対して簡便に固定できる。さらに、簡便な構造で光配線の挿抜可能な接続が実現できる。
また、第1光配線1を基板9に対して積層貼り合わせする前に、第1光配線1の接合端面1aにダイシング・研磨・洗浄などの処理をすることも可能である。これにより、第1光配線1の接合端面1aが整った状態でコネクタを形成できる。このような処理は、第2光配線8の接合端面8aにおいても同様に行われる。
また、第1光配線1を基板9の端縁より外方へ突出するように設計・貼り付けしておき、第1フェルール2Aを接着固定した後に、突出した光配線部分に洗浄、研磨等を施して端面を整える方法も可能である。
また、基板9に積層した第1光配線1と対向する第2光配線8に対し第2フェルール2Bが接着固定されるが、第2フェルール2Bに第2光配線8を固定する際には、第2光配線8に対して均一な厚さで接着剤を塗布することが望ましい。これにより、第2光配線の伸縮がある場合にも光配線コアの位置ずれ量を低減できる。
また、フェルールと光配線との接着固定する接着剤には、屈折率整合のための樹脂を充填することもできる。この際に使用できる樹脂は、エポキシ系、ウレタン系、シリコーン系、アクリル系等、様々な種類の材料を用いることができる。
また、本実施の形態1では、光配線とフェルールを接着固定した後、フェルール同士をアライメントピンとその嵌合孔からなるフェルール用結合機構で結合する場合について説明したが、これに限定されず、両側フェルールを接着するなどの方法で光配線の接続が行える。但し、接続は接着剤固定に限定されない。また、フェルールに固定構造を形成しておき、フェルールを基板に固定することもできる。
次に、本発明にかかる光配線用コネクタの他の実施の形態について、図4乃至図10を参照して説明する。
本実施の形態2では、上記実施の形態1と同一の構成要素には同一符号を付して、その構成説明を省略し、上記実施の形態1と異なる部分を重点に述べる。
また、第1フェルール2Aの接合端面2Aaと対向する上部ハウジング部材3A1の端面には、第1のハウジング用結合機構を構成するための係合溝部5が上部ハウジング部材3A1の端面縁部に沿って所定の深さで形成されている。さらに、上部ハウジング部材3A1の上面及び下部ハウジング部材3A2には、第2のハウジング用結合機構を構成するための複数の係止用凹部4Aa及び4Abがそれぞれ形成されている。
また、下部ハウジング部材3B2は、第2フェルール2Bの下部フェルール2B2の下面側の外形形状に合致する形状に成形され、この下部ハウジング部材3B2の幅方向の両端にはフランジ3B2aをそれぞれ有している。
このような上部ハウジング部材3B1と下部ハウジング部材3B2は、それぞれのフランジ3B1aと3B2aとを重ね合わせた状態でタッピングねじ等のねじ7Cにより複数箇所でねじ止めすることで、第2フェルール2Bに固定され、同時に第2フェルール2Bを保持する。
第2フェルール2Bの接合端面2Baと対向する上部ハウジング部材3B1の端面には、第1のハウジング用結合機構を構成するための、上記上部ハウジング部材3A1の係合溝部5に挿脱可能に係合されるチャンネル状の係合部材11が突設されている。さらに、上部ハウジング部材3B1には、第2のハウジング用結合機構を構成するための、上記上部ハウジング部材3A1の複数の係止用凹部4Aaに係脱可能に係止される複数の係止部材4Baが上部ハウジング部材3A1に向けて突設されている。また、下部ハウジング部材3B2には、第2のハウジング用結合機構を構成するための、上記下部ハウジング部材3A2の複数の係止用凹部4Abに係脱可能に係止される複数の係止部材4Bbが下部ハウジング部材3A2に向けて突設されている。
この光配線接続方法では、基板9上の第1光配線1(光導波路フィルム)と、それに対向する第2光配線8(光ファイバ)のコネクタ構造の形成プロセスについて述べる。
まず、図7及び図9に示す構造の第1及び第2フェルール2A,2Bを樹脂の射出成型により形成し、さらに、図8及び図10に示す構造の第1及び第2ハウジング3A,3Bを樹脂の射出成型により形成する。
ここで、第1及び第2フェルール2A,2Bのサイズは、光配線接着剤が均一な厚みとなるサイズの光配線収容溝を形成することが望ましい。これにより、光配線材料の熱伸縮によるコアの位置ずれを低減することができる。さらに、基板のコネクタ設置位置にもねじ固定用の穴を形成しておく。
一方、第1光配線1に接続される第2光配線8(光ファイバ)は、その先端の被覆を除去して裸芯状態にし、これを図13に示すように、第2フェルール2Bの光配線収容溝2Bb内に挿着して第2光配線8を保持する。今回は4チャンネルのコネクタを形成するため、4本の光ファイバを光配線収容溝2Bb内に並べて設置する。光配線収容溝2Bbに光ファイバを設置した後、接着剤ワニスを用いて上部ハウジング部材3B1と下部ハウジング部材3B2とを接着する。その後、光ファイバの端面を研磨する。
また、第2フェルール2Bに対しては、図15に示すように、上部ハウジング部材3B1と下部ハウジング部材3B2を第2フェルール2Bに、これらが上下両面から挟持されるように装着した後、上部ハウジング部材3B1及び下部ハウジング部材3B2のフランジ3B1aと3B2aとをねじ止めすることで、第2フェルール2Bを保持する。
以上のプロセスにより、基板9上の第1光配線1と第2光配線8との接続用コネクタが作製される。
Claims (8)
- プリント基板、プリント積層基板、セラミック板、ポリマー板、金属板、シリコンウエハの何れかからなる基板と、
コアと該コアを包むクラッドとからなり、かつ接合端面を有する第1光配線と、
前記第1光配線の接合端面を露出させた状態で前記第1光配線の接合端面側の端部を前記基板の上面に保持するコネクタ受け部側の第1フェルールと、
コアと該コアを包むクラッドとからなり、かつ前記第1光配線の接合端面と対向する接合端面を有する第2光配線と、
前記第2光配線の接合端面を露出させた状態で前記第2光配線の接合端面側の端部を保持するコネクタ差し込み部側の第2フェルールと、
前記第1光配線の前記接合端面と前記第2光配線の前記接合端面とを同軸上で接合させた状態に維持するように前記第1及び第2フェルールを着脱可能に結合するフェルール用結合機構とを備え、
前記第1フェルールは、前記基板の上面と対向する面に、前記第1光配線の長さ方向の接合端面側の端部を収容する第1光配線収容溝を有し、
前記第1フェルールによる前記第1光配線の前記基板の上面での保持は、前記第1光配線が前記第1光配線収容溝内に接着剤により取着されることでなされ、
前記第2フェルールは、前記第2光配線を上下方向から挟持する上部フェルールと下部フェルールからなり、
前記上部フェルールと前記下部フェルールとの接合面に前記第2光配線の長さ方向の接合端面側の端部を収容する第2光配線収容溝が形成され、
前記第2フェルールによる前記第2光配線の保持は、前記第2光配線が前記第2光配線収容溝内に挿入された状態で前記上部フェルールと前記下部フェルールとの接合面を接着剤により固着されることでなされている、
ことを特徴とする光配線用コネクタ。 - 前記フェルール用結合機構は、前記第2フェルールから前記第1フェルールに向けて突設された複数のアライメントピンと、前記第1フェルールに設けられ、前記各アライメントピンが挿脱可能に嵌合される複数の位置合わせ兼用の嵌合孔とから構成されていることを特徴とする請求項1記載の光配線用コネクタ。
- 前記第1光配線の接合端面を露出させた状態で前記第1フェルールを前記基板に固定する第1ハウジングが設けられ、前記第2光配線の接合端面を露出させた状態で前記第2フェルールを保持する第2ハウジングが設けられ、前記第1光配線の前記接合端面と前記第2光配線の前記接合端面とを同軸上で接合させた状態で前記第1ハウジングと第2ハウジングとを着脱可能に結合するハウジング用結合機構が設けられていることを特徴とする請求項1また2記載の光配線用コネクタ。
- 前記ハウジング用結合機構は、前記第1及び第2ハウジングの一方に該第1及び第2ハウジングの他方に向けて突設された係合部材と、前記他方のハウジング部材に、前記係合部材に挿脱可能に係合して前記第1ハウジングと第2ハウジングとを結合する係合溝部とから構成されていることを特徴とする請求項3記載の光配線用コネクタ。
- 前記ハウジング用結合機構は、前記第1及び第2ハウジングの一方に設けられた係止用凹部と、前記第1および第2ハウジングの他方に、前記係止用凹部に係脱可能に係止され前記第1ハウジングと第2ハウジングとを結合する係止部材とから構成されていることを特徴とする請求項3記載の光配線用コネクタ。
- 前記第2光配線が固定される基板を有することを特徴とする請求項1乃至5に何れか1項記載の光配線用コネクタ。
- コアと該コアを包むクラッドとからなり、かつ接合端面を有する第1光配線をプリント基板、プリント積層基板、セラミック板、ポリマー板、金属板、シリコンウエハの何れかからなる基板の上面に配置する工程と、
前記第1光配線を収容可能で基板の上面と対向する面に、前記第1光配線の長さ方向の接合端面側の端部を収容する第1光配線収容溝を有する第1フェルールを作製する工程と、
前記第1光配線の接合端面を露出させた状態で前記第1光配線を前記第1光配線収容溝内に接着剤により固定することで前記第1光配線の端部を前記基板の上面に第1フェルールで保持する工程と、
コアと該コアを包むクラッドとからなるとともに前記第1光配線の接合端面と対向する接合端面を有する第2光配線を上下方向から挟持する上部フェルールと下部フェルールとを備え、かつ前記上部フェルールと前記下部フェルールとの接合面に前記第2光配線の長さ方向の接合端面側の端部を収容する第2光配線収容溝を有する第2フェルールを作製する工程と、
前記第2光配線の接合端面を露出させ、かつ前記第2光配線の接合端面側の端部を前記第2光配線収容溝内に挿入した状態で前記上部フェルールと前記下部フェルールとの接合面を接着剤により固着することで前記第2光配線の端部を第2フェルールで保持する工程と、
前記第1光配線の前記接合端面と前記第2光配線の前記接合端面とを同軸上で接合させた状態に維持するように前記第1及び第2フェルールを着脱可能に結合する工程とを備える、
ことを特徴とする光配線の接続方法。 - 前記第1フェルールを第1ハウジングにより前記基板に固定する工程と、
前記第2フェルールを第2ハウジングにより保持する工程と、
前記第1光配線の前記接合端面と前記第2光配線の前記接合端面とを同軸上で接合させた状態に維持するように第1及び第2ハウジング部を着脱可能に結合する工程とをさらに備えることを特徴とする請求項7記載の光配線の接続方法。
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