JP5543293B2

JP5543293B2 - 小径曲げ光コネクタ

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Publication number: JP5543293B2
Application number: JP2010174185A
Authority: JP
Inventors: 晃充中園; 知敬若林
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2010-08-03
Filing date: 2010-08-03
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2030-08-03
Also published as: JP2012032727A

Description

本発明は、光伝送路の曲げ箇所に局所的に用いる小径曲げ光コネクタに関する。

下記特許文献１には、光伝送路の曲げ箇所に局所的に用いる光コネクタ（文献中では光モジュールと呼ばれている）の技術が開示されている。以下、図１５を参照しながら光コネクタの構成及び構造について簡単に説明をする。

光コネクタ１は、プラグ部２と、光ファイバ収納部３と、レセプタクル部４とを備えて構成されている。光コネクタ１は、プラグ部２、光ファイバ収納部３、及びレセプタクル部４を一体化してなる構造を有している。

プラグ部２は、フェルール５と、スプリング６と、これらを収容する嵌合部７とを有している。プラグ部２は、スプリング６の変形により、フェルール５がプラグ部２の長手方向に沿って所定量だけ移動可能となるように構成されている。

レセプタクル部４は、フェルール８と、スリーブ９と、これらを収容する嵌合部１０とを有している。フェルール８は、この先端側がスリーブ９内に収容されている。

光ファイバ収容部３は、短尺な光ファイバ１１と、この光ファイバ１１を収容する収容空間１２とを有している。光ファイバ１１の端末には、フェルール５、フェルール８がそれぞれ組み付けられている。光ファイバ１１は、収容空間１２において特に固定されることなく自由な状態で収容されている。

光コネクタ１は、プラグ部２の長手方向と、レセプタクル部４の長手方向とのなす角度が９０°となるように形成されている（下記特許文献１には回転手段により角度を可変させることができる例も開示されている）。光ファイバ１１は、フェルール５及びフェルール８の間で略９０°曲げられている。

上記構成及び構造において、光伝送路の途中となる曲げ箇所に光コネクタ１を局所的に用いると、フェルール５がスプリング６の変形により光ファイバ収容部３の側へ移動する。この時、収容空間１２における光ファイバ１１は図中点線で示す撓みによってフェルール５の移動を吸収する。

尚、下記特許文献１では、光ファイバ１１の外径（クラッド径）が４０μｍ〜９０μｍとなるものであれば、機械的信頼性が高く、曲げ半径を小さくしても低損失な光ファイバ１１を実現することができると開示されている。この他、光ファイバ１１に関し、一般的な（汎用の）外径１２５μｍのものは適用外となっており、仮に外径１２５μｍのものを使用した場合には、曲げ半径５ｍｍ（Ｒ＝５ｍｍ）の条件で機械的信頼性を確保する必要があると開示されている。

特開２００７−１０２１１２号公報

特許文献１に開示された光ファイバ１１にあっては、収容空間１２において特に固定されることなく自由な状態で収容されることから、振動や衝撃を受けると、これに伴って光ファイバ１１の曲げの状態が変わるとともに曲げ損失が変化してしまうという虞がある。従って、場合によっては瞬間的に曲げ半径（Ｒ）が小さな状態になり、結果、損失が増大して信号波形の劣化を引き起こしてしまうという虞がある。

ところで、近年、光ファイバを小径で曲げる要求が多くなってきているが、曲げによる損失や破断の虞から、曲げ半径の制約が光ファイバ適用への障壁となってしまうことがある。特にガラス光ファイバを小径で曲げると、ガラス径が大きくなるにつれて曲げ応力歪みが大きくなり、結果、破断確率が増大してこれが障壁となってしまうことがある。

汎用となるクラッド径１２５μｍのガラス光ファイバを使用する場合、Ｒ＝３ｍｍ程度となる小さな曲げ半径では、上記のことから破断確率が更に増大してしまうことになる。従って、このような小さな曲げ半径のものを光伝送路の途中となる曲げ箇所に局所的に用いると、光伝送路の故障につながってしまうという懸念がある。

この他、接続損失を考慮してコア径の大きなガラス光ファイバを用いこれを配索する場合を考えてみると、コア径の増大に伴いクラッド径も大きくなってしまう（光ファイバ外径も大きくなってしまう）ことから、破断の懸念があり、小径で曲げることは困難になってしまうといえる。

また、マルチモードファイバを限定モード励振する場合を考えてみると、小径曲げにより高次モードが励振され、これによりモード分散が大きくなり、伝送帯域が劣化してしまうといえる。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、振動や衝撃による損失変動を抑えることが可能な、また、破断等の断線の懸念をなくすことが可能な小径曲げ光コネクタを提供することを課題とする。さらに、伝送帯域の劣化を抑制することが可能な小径曲げ光コネクタを提供することも課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の本発明の小径曲げ光コネクタは、光ファイバと、該光ファイバ端末に設けられ、且つ先端部分にレンズ部が一体化されたレンズ付きフェルールと、を備える一対の光ファイバモジュールを含み、さらに、該一対の光ファイバモジュールの前記レンズ部間に配置され、前記一対の光ファイバモジュールのうちの一方の前記光ファイバモジュールからの出射光を折り曲げて、前記一対の光ファイバモジュールのうちの他方の前記光ファイバモジュールへ入射させる光路反射部材を含み、前記光路反射部材は、三角柱形状をしており、前記一方の光ファイバモジュール側に位置する入射面と、前記入射面と直交し、前記他方の光ファイバモジュール側に位置する出射面と、前記入射面から入射された光を前記出射面へ折り曲げて反射する反射面を有する光路反射部材本体と、前記一方の光ファイバモジュールにおける前記レンズ付きフェルールの一端側の外周面を覆い、前記入射面から突出するように一体的に形成された筒状の入射側アダプタ部と、前記他方の光ファイバモジュールにおける前記レンズ付きフェルールの一端側の外周面を覆い、前記出射面から突出するように一体的に形成された筒状の出射側アダプタ部と、を有することを特徴とする。

請求項２記載の本発明の小径曲げ光コネクタは、請求項１に記載の小径曲げ光コネクタにおいて、前記光ファイバモジュールは、さらに、前記レンズ付きフェルールの内側に取付けられ、前記光ファイバ端末を収容するサブフェルールを有し、前記サブフェルールの先端面には、前記光ファイバの心線部のコアおよび前記レンズ付きフェルールの材料の屈折率に近い屈折率を有し、かつ柔軟性および粘着性を有する屈折率整合フィルムが貼り付けられており、前記レンズ付きフェルールに前記サブフェルールが取付けられた際に、前記屈折率整合フィルムが、前記サブフェルールの先端面および前記レンズ付きフェルールの内面に密着することを特徴とする。

請求項３記載の本発明の小径曲げ光コネクタは、請求項１又は請求項２に記載の小径曲げ光コネクタにおいて、前記光ファイバモジュールと、前記光ファイバモジュールを収容して保持する第一光コネクタハウジングと、を有する一対の第一光コネクタと、前記光路反射部材と、前記光路反射部材を収容して保持する第二光コネクタハウジングと、を有する第二光コネクタと、を備え、前記一対の第一光コネクタハウジングの各一端を、前記第二光コネクタハウジングの両端部に形成された嵌合部に嵌合させて、前記一対の第一光コネクタを前記第二光コネクタに嵌合させるコネクタとすることを特徴とする。

請求項１に記載された本発明の小径曲げ光コネクタは、光路を折り曲げる反射部を有する光路反射部材を構成に含む。これにより、一対の光ファイバモジュール間の光路を反射部にて折り曲げることができる。本発明の小径曲げ光コネクタは、光伝送路の曲げ箇所を光ファイバの曲げを行わずに構成することから、従来例のような振動や衝撃による損失変動を抑えることや、破断等の断線の懸念をなくすことができる。また、本発明の小径曲げ光コネクタは、光路を反射部にて折り曲げることにより、曲げ箇所でのＮＡを大きくしないようにすることができる。具体的には、受け側光ファイバの励振ＮＡを送り側光ファイバの出射光ＮＡと同じにすることができる。この結果、マルチモードファイバを限定モード励振した場合において、光路反射部材により光ファイバを伝搬する光のＮＡを大きくせず、従って伝送帯域の劣化を抑制することができる。この他、本発明の小径曲げ光コネクタは、レンズ付きフェルールを構成に含む。これにより、レンズ部からの出射光を平行化することができる。出射光を平行化できれば、レンズ付きフェルールの軸ズレやレンズ部と反射部との間の距離変動に対して損失変動を小さくすることができる。この結果、光路反射部材の寸法精度に対し厳しい要求を不要とし、安価に光路反射部材を提供することができる。従って、小径曲げ光コネクタのコストを低減することもできる。
また、請求項１に記載された本発明の小径曲げ光コネクタは、光路反射部材を、光路反射部材本体（反射部を含むもの）と入射側アダプタ部と出射側アダプタ部とを有して一部品にて形成する。これにより、光路反射部材としてより良い一形態を提供することができる。

請求項３に記載された本発明の小径曲げ光コネクタは、一対の第一光コネクタと第二光コネクタとでコネクタを構成する。これにより、より良い一形態を提供することができる。

本発明の小径曲げ光コネクタを示す断面図である。小径曲げ光コネクタのコネクタ構成に係る図であり、（ａ）は第一光コネクタの断面図、（ｂ）は第一光コネクタ及び第二光コネクタの断面図である。光路反射部材の図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。光ファイバモジュールの断面図である。レンズ付きフェルールの斜視図である。レンズ付きフェルール及びバネ押さえの断面図である。バネ押さえの図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は変形例に係る斜視図である。図４におけるサブフェルール部分の拡大図である。サブフェルールと光ファイバの構成図である。反射面の角度ズレ特性を示すグラフである。レンズ付きフェルールの軸ズレ特性を示すグラフである。レンズ付きフェルールの距離変動特性を示すグラフである。光ファイバ出射光の角度強度分布を示すグラフである。２芯コネクタに適用する光路反射部材の斜視図である。従来例の光コネクタの断面図である。

以下、図面を参照しながら一実施形態を説明する。図１は本発明の小径曲げ光コネクタを示す図である。また、図２は小径曲げ光コネクタのコネクタ構成に係る図、図３は光路反射部材の図、図４は光ファイバモジュールの図、図５及び図６はレンズ付きフェルールに係る図、図７はバネ押さえの図、図８及び図９はサブフェルールに係る図、図１０〜図１３は各特性に係るグラフ、図１４は光路反射部材の他の例に係る図である。

図１において、引用符号２１は本発明の小径曲げ光コネクタを示している。小径曲げ光コネクタ２１は、光伝送路２２の途中となる曲げ箇所２３に局所的に用いるための部品（光コネクタ）であって、本形態においては一対の第一光コネクタ２４と、この一対の第一光コネクタ２４を光学的且つ機械的に接続する第二光コネクタ２５とを備えて構成されている。

一対の第一光コネクタ２４の各長手方向は、本形態において直交するように配置されている。小径曲げ光コネクタ２１は、一対の第一光コネクタ２４と第二光コネクタ２５とにより、光伝送路２２を略９０°曲げることができるようになっている（曲げ角度は一例であるものとし、任意の曲げ角度に設定してよいものとする）。

光伝送路２２は、光ファイバ２６を含んで構成されている。この光ファイバ２６としては、特に限定するものでないが、汎用となるクラッド径１２５μｍのガラス光ファイバが使用されている（一例であるものとする）。光ファイバ２６の端末には、この端末を含んで構成される第一光コネクタ２４が設けられている。一方、第二光コネクタ２５は、第一光コネクタ２４と異なり光ファイバを使用しないものになっている。先ず、第二光コネクタ２５の方から構成及び構造を説明する。

第二光コネクタ２５は、第二光コネクタハウジング２７と、この第二光コネクタハウジング２７に収容・保持される光路反射部材２８とを備えて構成されている。第二光コネクタハウジング２７は、樹脂製のものであって、部材収容保持部２９と、この部材収容保持部２９にそれぞれ連続する二つの嵌合部３０とを有している。部材収容保持部２９は、光路反射部材２８を収容・保持することができるように形成されている。各嵌合部３０は、図示しないロック部等を有して対応する第一光コネクタ２４との嵌合をすることができるように形成されている。各嵌合部３０は、対応する第一光コネクタ２４の嵌合位置に合わせて配置形成されている。

図３において、光路反射部材２８は、一つの透明樹脂成形品であって、三角柱形状の光路反射部材本体３１と、この光路反射部材本体３１に連成される円筒形状の入射側アダプタ部３２及び出射側アダプタ部３３とを有している。光路反射部材２８を樹脂成形するための透明樹脂材料としては、例えばシクロオレフィン、アクリル、ポリカーボネート等が挙げられるものとする（一例であるものとする）。

光路反射部材本体３１は、上記の如く三角柱形状であって、より具体的には、直角二等辺三角形の面が二つと、長方形の面が三つ存在する中実の部材として形成されている。上記直角二等辺三角形の直角を挟む二辺に連続する二つの長方形の面は、この一方が入射面３４（入射部）となり、他方が出射面３５（出射部）となるように形成されている。また、残り一つの長方形の面は、反射面３６（反射部）となるように形成されている。反射面３６は、十分に平滑な面であって、入射面３４に入射した入射光を全反射することができるように、すなわち光路を折り曲げることができるように形成されている。入射面３４及び出射面３５は、反射面３６と同様に十分に平滑な面に形成されている。

反射面３６に関し、本形態においては、光が樹脂層から空気層へ出る際の屈折率差による全反射を利用することにより形成されている。この他の例としては、誘電体多層膜を利用すること（反射面への直接成膜や、基板上に蒸着して形成しこれを取り付ける方法）や、金属膜を利用すること（反射面への直接成膜や、印刷による形成、蒸着品の取り付けによる方法）が挙げられるものとする。反射面３６は、上記の如く十分平滑な面（Ｒｑ＜λ／２０ …Ｒｑは２乗平方根表面粗さ、λは光源の波長）であって、光の散乱を抑えることができるようになっている。

尚、本形態の曲げ角度は９０°（９０度）であるが、反射面３６の角度を任意に設定した設計をすることが可能であるものとする。

入射側アダプタ部３２は、入射面３４に対し直角に突出するように一体形成されている。入射側アダプタ部３２の筒内面は、反射面３６と同様に十分に平滑な面に形成されている。

出射側アダプタ部３３は、出射面３５に対し直角に突出するように一体形成されている。出射側アダプタ部３３の筒内面は、反射面３６と同様に十分に平滑な面に形成されている。

入射側アダプタ部３２及び出射側アダプタ部３３は、この筒内径が後述するレンズ付きフェルール４２（図１及び図２参照）の外径に対して大きなクリアランスが生じない大きさに設定されている。例えば、クリアランスをｄ、レンズ付きフェルール４２の筒部挿入長をＬ、所定の光軸に対する角度をθとすると、クリアランスｄと筒部挿入長Ｌは、角度θが０．４°（０．４度）以下に抑えられるように決められている。ここで、ｔａｎθ＝ｄ／Ｌの関係があるものとする。

尚、後述するレンズ部５１に対する反射面３６の角度ズレ損失の光線追跡シミュレーション結果を図１０に示すと、例えば反射面３６の角度ズレを０．４度以下に抑えれば、損失増加量を０．５ｄＢ以下にできることが分かる。ここで、光線追跡シミュレーションにおいては、コア径０．２ｍｍのＳＩ型光ファイバ、出射光が平行光になるように設計したレンズ付きフェルール、光路反射部材とレンズ付きフェルールには屈折率ｎ＝１．５２の透明材料を用いている。

上記構成及び構造において、光路反射部材２８を第二光コネクタハウジング２７に収容・保持すると第二光コネクタ２５の形成が完了する。第二光コネクタ２５は、部材収容保持部２９に光路反射部材本体３１が収容・保持され、各嵌合部３０に入射側アダプタ部３２、出射側アダプタ部３３が収容される。嵌合部３０及び入射側アダプタ部３２と、嵌合部３０及び出射側アダプタ部３３は、レセプタクル部分３７として形成されている。

次に、図１、図２、及び図４〜図９を参照しながら第一光コネクタ２４の構成及び構造について説明をする。

図１及び図２において、第一光コネクタ２４は、第一光コネクタハウジング３８と、この第一光コネクタハウジング３８に収容・保持される光ファイバモジュール３９とを備えて構成されている。第一光コネクタハウジング３８は、樹脂製のものであって、モジュール収容保持部４０と、このモジュール収容保持部４０に連続する嵌合部４１とを有している。モジュール収容保持部４０は、光ファイバモジュール３９を収容・保持することができるように形成されている。嵌合部４１は、図示しないロック部等を有して第二光コネクタ２５の嵌合部３０と嵌合することができるように形成されている。

光ファイバモジュール３９は、光ファイバ２６の端末と、レンズ付きフェルール４２と、サブフェルール４３と、屈折率整合フィルム４４と、嵌合部材４５とを備えて構成されている。

光ファイバ２６は、心線部４６と、この心線部４６を被覆する被覆部４７とを備えて構成されている（図９参照）。光ファイバ２６は、この先端側の被覆部４７が所定の長さで皮剥されている。光ファイバ２６の先端側は、所定の長さで心線部４６が露出するように加工されている。心線部４６の端面は、平坦な面となるように加工されている。心線部４６の端面は、光の散乱を小さく抑えることが可能な表面粗さに加工されている。

心線部４６は、コアと、このコアよりも屈折率の小さいクラッドとにより構成されている。尚、コア材料は、ガラスの他、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネイト（ＰＣ）でもよい。

被覆部４７は、合成樹脂製のいわゆるシースであって、心線部４６を保護するために設けられている。被覆部４７は、本形態において、心線部４６の上に設けられる一次被覆４８と、この一次被覆４８の上に設けられる二次被覆４９とを備えて構成されている（図９参照）。ここでは一次被覆４８が所定の長さ分だけ露出するように二次被覆４９が皮剥されている。

図４ないし図６において、レンズ付きフェルール４２は、透明樹脂材料によりこの全体が成形されるとともに、一つの部品として形成されている。レンズ付きフェルール４２は、略筒形状のレンズ付きフェルール本体部５０と、略凸レンズ形状のレンズ部５１とを有している。上記の透明樹脂材料としては、特に限定するものでないが、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ものとする。

レンズ付きフェルール本体部５０の一端（先端部）には、レンズ部５１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５０の上記一端の反対側に位置する他端（基端部）の外周面には、被嵌合部としての被嵌合用フランジ５２が形成されている。また、レンズ部５１と被嵌合用フランジ５２との間であって、レンズ付きフェルール本体部５０の外周面（側面）には、ハウジング嵌合用フランジ５３が形成されている。レンズ付きフェルール本体部５０の内部には、上記他端（基端部）を開口するようなフェルール孔５４が形成されている。フェルール孔５４は、他端（基端部）から一端（先端部）に向けて形成されている。

ハウジング嵌合用フランジ５３は、レンズ付きフェルール本体部５０の外周面における中間位置に配置形成されている。ハウジング嵌合用フランジ５３における突出先端位置（上記一端側）には、適宜角度のテーパ５４が周設されている。

フェルール孔５４は、この中心軸が光軸に一致するように形成されている。フェルール孔５４は、上記一端側（先端部側であり、レンズ部５１側）から順に、フィルム押し当て部５５と、テーパ５６と、小径案内部５７と、大径案内部５８とを有している。尚、フィルム押し当て部５５は、図６に示すように凹状に形成してもよいものとする。

フィルム押し当て部５５は、後述する屈折率整合フィルム４４の押し当て部分、又は収容部分であって、屈折率整合フィルム４４に対応し、且つ、屈折率整合フィルム４４よりも若干大きな状態で形成されている。これにより、屈折率整合フィルム４４が後述するサブフェルール４３の中心から若干ズレて貼付されていても許容できるようになっている。すなわち、量産に適した構造になっている。フィルム押し当て部５５は、この部分にて屈折率整合フィルム４４が押し当てられるようになっており、このため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。

小径案内部５７は、後述するサブフェルール４３の先端側が差し込まれてこれを案内することができる部分であって、サブフェルール４３の先端外径に対応するように形成されている。

大径案内部５８は、サブフェルール４３の後述するフランジ６０が差し込まれてこれを案内することができる部分であって、フランジ６０の外径に対応するように形成されている。

レンズ部５１は、本形態において、球面または非球面状に加工された凸レンズであって、心線部４６のコア端からの出射光が平行光化し、且つ平行な入射光が心線部４６のコアに向けて集光するような形状に形成されている。レンズ部５１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。

被嵌合用フランジ５２は、レンズ付きフェルール本体部５０の外周面における上記他端（基端部）に形成されている。被嵌合用フランジ５２には、適宜角度のテーパ５９が周設されている。

図４、図８及び図９において、サブフェルール４３は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタラート）を材料としてこの全体が成形されるとともに、一つの部品として形成されている（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あってもよいものとする）。

サブフェルール４３は、細長い略筒状となる形状に形成されている。サブフェルール４３の外周面（側面）における中間には、フランジ６０が形成されている。サブフェルール４３の後端６１は、レンズ付きフェルール４２へのサブフェルール４３の挿入が完了した後、後述の嵌合部材４５を構成するバネ部材６６と係合し、そしてこのバネ部材６６によりサブフェルール４３が挿入方向へと押圧されるような部分として形成されている。

サブフェルール４３の内部には、心線部４６の差し込み部分となる心線用貫通孔６２と、一次被覆４８の差し込み部分となる被覆用貫通孔６３とが形成されている。また、心線用貫通孔６２と被覆用貫通孔６３との間には、テーパ６４が形成されている。心線用貫通孔６２は、サブフェルール４３の一端に位置する先端面６５を貫通するように配置形成されている。被覆用貫通孔６３は、サブフェルール４３の他端を開口するように、また、心線用貫通孔６２に連続するテーパ６４まで真っ直ぐ延びるように形成されている。

被覆用貫通孔６３は、一次被覆４８に対し、既知の固定用接着剤を使用して固定する部分、或いは既知の溶着方法による溶着にて固定する部分としても形成されている。テーパ６４は、適宜角度に設定されている。このようなテーパ部６４を形成することにより、心線部４６の心線用貫通孔６２への挿入がし易くなっている。

上記既知の固定用接着剤としては、特に限定するものでないが、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ものとする（必要以上に内部に浸入しない粘度を有する）。この他、固定用接着剤として、ＵＶ硬化接着剤等も挙げられるものとする。また、上記既知の溶着方法としては、特に限定するものでないが、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ものとする。

サブフェルール４３の先端面６５は、心線部４６の端面が露出するとともに、屈折率整合フィルム４４の貼り付け先として形成されている。

図４及び図８において、屈折率整合フィルム４４は、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４４の材料は、心線部４６のコア及びレンズ付きフェルール４２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４４は、略円形のフィルム状に成形されており、また、フィルム押し当て部５５に対応する大きさに形成されている。屈折率整合フィルム４４は、これが押し潰されると、押し潰し相手に対して密着するようになっている。

屈折率整合フィルム４４は、上記の如く柔軟性を有することから、上記密着状態が保持されるとともに、光の界面反射の発生を抑えることができるようになっている。また、屈折率整合フィルム４４は、仮に心線部４６の端面やフィルム押し当て部５５に多少の粗さが残った状態の場合であっても、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４４の材料としては、特に限定するものでないが、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ものとする。尚、本形態における屈折率整合フィルム４４の厚さは、０．１ｍｍ〜１ｍｍとなるように設定されている（一例であるものとする）。

図４、図６、及び図７において、嵌合部材４５は、バネ部材６６と、バネ押さえ６７とを備えて構成されている。バネ部材６６は、一次被覆４８を挿通可能な螺旋状に巻かれた鋼材（例えば、コイルバネ）により形成されている。また、バネ部材６６は、レンズ付きフェルール４２のフェルール孔５４における大径案内部５８に対し挿入可能な大きさに形成されている。

バネ押さえ６７は、バネ部材６６を押圧する押圧部６８と、この押圧部６８から延出する一対の嵌合爪６９とを備えて構成されている（図７（ａ）参照）。一対の嵌合爪６９は、レンズ付きフェルール４２の被嵌合用フランジ５２に嵌合するように形成されている。

押圧部６８は、略円形の板状に形成されている。また、押圧部６８は、この直径がレンズ付きフェルール４２の被嵌合用フランジ５２よりも大きくなるように形成されている。このような押圧部６８の略中央には、一次被覆４８を挿通することが可能な挿通孔７０が形成されている。

尚、バネ押さえ６７は、図７（ｂ）に示すように連通部７１を有する形状に形成してもよいものとする。連通部７１は、挿通孔７０から押圧部６８の外周面に向かって切り欠くようにして形成されている。また、連通部７１は、一次被覆４８が外部から挿通孔７０に向けて移動可能となるように形成されている。

上記構成及び構造において、光ファイバモジュール３９を第一光コネクタハウジング３８のモジュール収容保持部４０に収容・保持すると、この時、光ファイバモジュール３９におけるレンズ付きフェルール４２のハウジング嵌合用フランジ５３がモジュール収容保持部４０に形成されたロックアーム７２に嵌合する。これにより、第一光コネクタ２４の形成が完了する。第一光コネクタハウジング３８の嵌合部４１と、レンズ付きフェルール４２のレンズ部５１側は、プラグ部分７３として形成されている。

以上のような構成及び構造の小径曲げ光コネクタ２１は、図１に示す如く光伝送路２２の途中となる曲げ箇所２３で局所的に用いると、次のような作用をする。すなわち、送信側の光ファイバモジュール３９における光ファイバ２６（送り側光ファイバ）からの出射光は、レンズ付きフェルール４２のレンズ部５１により平行化されて入射面３４に入射する。入射面３４に入射した入射光は反射面３６にて全反射される。これにより光路は９０°折り曲げられる。反射面３６にて全反射された反射光は、出射面３５から出射して受信側の光ファイバモジュール３９におけるレンズ部５１に入射する。入射光はレンズ部５１により集光されて光ファイバ２６（受け側光ファイバ）の端面に入射する。

本発明の小径曲げ光コネクタ２１について纏めると、小径曲げ光コネクタ２１は、光路を折り曲げる反射面３６を有する光路反射部材２８を構成に含んでいる。これにより、一対の光ファイバモジュール３９間の光路を反射面３６にて折り曲げることができる。

本発明の小径曲げ光コネクタ２１は、光伝送路２２の曲げ箇所２３を光ファイバ２６の曲げを行わずに構成していることから、従来例のような振動や衝撃による損失変動を抑えることや、破断等の断線の懸念をなくすことができる。

また、本発明の小径曲げ光コネクタ２１は、光路を光路反射部材２８の反射面３６にて折り曲げることから、曲げ箇所２３でのＮＡを大きくしないようにすることができる。具体的には、受け側光ファイバ２６の励振ＮＡを送り側光ファイバ２６の出射光ＮＡと同じにすることができる。この結果、マルチモードファイバを限定モード励振した場合において、光路反射部材２８により光ファイバ２６を伝搬する光のＮＡを大きくせず、従って伝送帯域の劣化を抑制することができる。

この他、本発明の小径曲げ光コネクタ２１は、レンズ付きフェルール４２を構成に含んでいる。これにより、レンズ部５１からの出射光を平行化することができる。出射光を平行化できれば、レンズ付きフェルール４２の軸ズレやレンズ部５１と反射面３６との間の距離変動に対して損失変動を小さくすることができる。この結果、光路反射部材２８の寸法精度に対し厳しい要求を不要とし、安価に光路反射部材２８を提供することができる。従って、小径曲げ光コネクタ２１のコストを低減することもできる。

ここで、上記効果の補足説明をする。図１１はレンズ付きフェルール４２の軸ズレ特性を示すグラフである。具体的には、レンズ付きフェルール４２の軸ズレによる損失の光線追跡シミュレーション結果を示しており、軸ズレ±０．２ｍｍの範囲で損失変動量は０．１ｄＢ以下と非常に小さいことが分かる。

図１２はレンズ付きフェルール４２の距離変動特性を示すグラフである。具体的には、レンズ付きフェルール４２のレンズ部５１と光路反射部材２８の反射面３６との間の距離を変化させた時の損失シミュレーション結果を示しており、レンズ部５１と反射面３６との間の距離が１ｍｍ〜３ｍｍに変化しても損失変動は０．１ｄＢ以下と非常に小さいことが分かる。

図１３は光ファイバ２６からの出射光の角度強度分布を示すグラフである。具体的には、送り側光ファイバ２６の出射光と受け側光ファイバ２６の入射光の角度強度分布のシミュレーション結果を示しており、送り側光ファイバ２６の出射光と受け側光ファイバ２６の入射光の角度強度分布がほぼ一致することが分かる。従って、本発明の小径曲げ光コネクタ２１を用いると、９０度光路曲げ後の光ファイバ２６の伝搬光のＮＡが大きくならないことが分かる。

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ける光伝送路２２の小径曲げ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おける光伝送路の小径曲げにも当然に適用することができるものとする。

本発明は、図１ないし図３等の光路反射部材２８の形状に限定されないものとする。すなわち、２芯コネクタに適用する場合には、図１４に示すような光路反射部材２８′を適用することができるものとする。

２１…小径曲げ光コネクタ
２２…光伝送路
２３…曲げ箇所
２４…第一光コネクタ
２５…第二光コネクタ
２６…光ファイバ
２７…第二光コネクタハウジング
２８…光路反射部材
２９…部材収容保持部
３０…嵌合部
３１…光路反射部材本体
３２…入射側アダプタ部
３３…出射側アダプタ部
３４…入射面（入射部）
３５…出射面（出射部）
３６…反射面（反射部）
３７…レセプタクル部分
３８…第一光コネクタハウジング
３９…光ファイバモジュール
４０…モジュール収容保持部
４１…嵌合部
４２…レンズ付きフェルール
４３…サブフェルール
４４…屈折率整合フィルム
４５…嵌合部材
４６…心線部
４７…被覆部
４８…一次被覆
４９…二次被覆
５０…レンズ付きフェルール本体部
５１…レンズ部
５２…被嵌合用フランジ
５３…ハウジング嵌合用フランジ
５４…フェルール孔
５５…フィルム押し当て部
５６…テーパ
５７…小径案内部
５８…大径案内部
５９…テーパ
６０…フランジ
６１…後端
６２…心線用貫通孔
６３…被覆用貫通孔
６４…テーパ
６５…先端面
６６…バネ部材
６７…バネ押さえ
６８…押圧部
６９…嵌合爪
７０…挿通孔
７１…連通部
７２…ロックアーム
７３…プラグ部分

Claims

光ファイバと、該光ファイバ端末に設けられ、且つ先端部分にレンズ部が一体化されたレンズ付きフェルールと、を備える一対の光ファイバモジュールを含み、さらに、
該一対の光ファイバモジュールの前記レンズ部間に配置され、前記一対の光ファイバモジュールのうちの一方の前記光ファイバモジュールからの出射光を折り曲げて、前記一対の光ファイバモジュールのうちの他方の前記光ファイバモジュールへ入射させる光路反射部材を含み、
前記光路反射部材は、三角柱形状をしており、前記一方の光ファイバモジュール側に位置する入射面と、前記入射面と直交し、前記他方の光ファイバモジュール側に位置する出射面と、前記入射面から入射された光を前記出射面へ折り曲げて反射する反射面を有する光路反射部材本体と、前記一方の光ファイバモジュールにおける前記レンズ付きフェルールの一端側の外周面を覆い、前記入射面から突出するように一体的に形成された筒状の入射側アダプタ部と、前記他方の光ファイバモジュールにおける前記レンズ付きフェルールの一端側の外周面を覆い、前記出射面から突出するように一体的に形成された筒状の出射側アダプタ部と、を有する
ことを特徴とする小径曲げ光コネクタ。
請求項１に記載の小径曲げ光コネクタにおいて、
前記光ファイバモジュールは、さらに、前記レンズ付きフェルールの内側に取付けられ、前記光ファイバ端末を収容するサブフェルールを有し、
前記サブフェルールの先端面には、前記光ファイバの心線部のコアおよび前記レンズ付きフェルールの材料の屈折率に近い屈折率を有し、かつ柔軟性および粘着性を有する屈折率整合フィルムが貼り付けられており、
前記レンズ付きフェルールに前記サブフェルールが取付けられた際に、前記屈折率整合フィルムが、前記サブフェルールの先端面および前記レンズ付きフェルールの内面に密着する
ことを特徴とする小径曲げ光コネクタ
請求項１又は請求項２に記載の小径曲げ光コネクタにおいて、
前記光ファイバモジュールと、前記光ファイバモジュールを収容して保持する第一光コネクタハウジングと、を有する一対の第一光コネクタと、前記光路反射部材と、前記光路反射部材を収容して保持する第二光コネクタハウジングと、を有する第二光コネクタと、を備え、
前記一対の第一光コネクタハウジングの各一端を、前記第二光コネクタハウジングの両端部に形成された嵌合部に嵌合させて、前記一対の第一光コネクタを前記第二光コネクタに嵌合させるコネクタとする
ことを特徴とする小径曲げ光コネクタ。