JP5708465B2 - 光ファイバ接続部品及び光ファイバ接続モジュール - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバ接続部品及び光ファイバ接続モジュールに関する。

基板上に設けられた光素子と光ファイバを光接続するために、光ファイバ接続部品が用いられている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

近年、機器の小型化が進んでおり、こうした小型化に対応するために、光ファイバ接続部品に対しても、他の機器に接触しないように部品を配置するスペースを確保できるようにすることが求められている。

また、省スペース化のため、光ファイバ接続部品内における光ファイバの曲げ半径を小さくすると、曲げによる変形から戻ろうとする力が大きくなる。そうなると、光ファイバの引き出し方向が安定しないだけでなく、光ファイバが他の機器に接触するおそれもあるので、光ファイバを曲げ半径が小さいままの形状で安定的に保持する必要がある。

特開２０１０−１８１６９７号公報 特開２０１０−２３７２６７号公報

しかしながら、従来の光ファイバ接続部品は、小型化に対応して求められる上記要求について十分に検討されたものではなかった。

そこで、本発明の目的は、小型化しても他の機器への接触を防止でき、かつ、小型化に対応して光ファイバの曲げ半径が小さくなっても光ファイバを曲げ半径が小さいままの形状で安定的に保持できる光ファイバ接続部品及び光ファイバ接続モジュールを提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、下記［１］〜［８］の光ファイバ接続部品及び光ファイバ接続モジュールを提供する。

［１］光ファイバの端面を基板上の光素子へ接続させる光ファイバ接続部品であって、
前記基板に対して水平な底面、前記底面に形成される前記端面が配置される開口、前記開口から前記底面と対向する上面まで貫通し、かつ前記光ファイバの引き出し口まで延びる光ファイバ配線溝、及び前記光ファイバ配線溝が設けられることで形成される前記光ファイバが沿って配線される光ファイバ配線凸部を有する光ファイバ接続本体と、
前記引き出し口の一部を形成し、かつ当該部位にて前記光ファイバを固定する光ファイバ押さえ部材とを備え、
前記光ファイバ配線凸部は、前記開口側から前記引き出し口側に向かって順に、前記基板に対して垂直な平面からなる第１の平面部、断面曲線が所定の曲率半径Ｒ（曲率中心は前記光ファイバよりも前記基板側）の曲面からなる第１の曲面部、曲率中心が前記光ファイバより前記基板側から前記基板とは逆側に遷移する遷移点を持つ断面曲線を有する曲面からなる第２の曲面部、前記光ファイバ押さえ部材が設置される部位にて前記光ファイバと接する平面からなる第２の平面部を有する、又は前記開口側から前記引き出し口側に向かって順に、前記第１の曲面部、前記第２の曲面部、前記第２の平面部を有することを特徴とする光ファイバ接続部品。

［２］前記光ファイバ配線凸部は、その頂点が前記第１の曲面部から前記第２の曲面部に移り変わる部位に位置するように形成されることを特徴とする前記［１］に記載の光ファイバ接続部品。

［３］前記曲率半径Ｒは、前記光ファイバが前記第１の曲面部に配線された際に、前記第１の曲面部における前記光ファイバの歪が０．５〜２．５％の間になるように定められていることを特徴とする前記［１］又は前記［２］に記載の光ファイバ接続部品。

［４］前記第２の曲面部は、その断面曲線の略中央に前記遷移点を持つことを特徴とする前記［１］乃至［３］の何れか１つに記載の光ファイバ接続部品。

［５］前記第２の平面部は、前記底面に対し平行な平面からなる平行部であることを特徴とする前記［１］乃至［４］の何れか１つに記載の光ファイバ接続部品。

［６］前記光ファイバ押さえ部材は、直方体形状であり、前記光ファイバ及び前記第２の平面部が挿通される貫通孔を有することを特徴とする前記［１］乃至［５］の何れか１つに記載の光ファイバ接続部品。

［７］前記底面は、前記開口よりも前記引き出し口側に凹み部を有することを特徴とする前記［１］乃至［６］の何れか１つに記載の光ファイバ接続部品。

［８］光ファイバと、
前記［１］乃至［７］の何れか１つに記載の光ファイバ接続部品とを備えることを特徴とする光ファイバ接続モジュール。

本発明によれば、小型化しても他の機器への接触を防止でき、かつ、小型化に対応して光ファイバの曲げ半径が小さくなっても光ファイバを曲げ半径が小さいままの形状で安定的に保持できる光ファイバ接続部品及び光ファイバ接続モジュールを提供することができる。

本発明の実施の形態に係る光ファイバ接続部品（及び光ファイバ接続モジュール）の外観を示す斜視図である。 （ａ）は、図１における上面図であり、（ｂ）は、図１における下面図である。 図１におけるIII−III線切断部の断面図である。 図１の分解斜視図である。

〔本発明の実施の形態〕
（光ファイバ接続部品の構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る光ファイバ接続部品（及び光ファイバ接続モジュール）の外観を示す斜視図である。また、図２（ａ）は、図１における上面図であり、（ｂ）は、図１における下面図である。また、図３は、図１におけるIII−III線切断部の断面図であり、図４は、図１の分解斜視図である。

本発明の実施の形態に係る光ファイバ接続部品１は、光ファイバ２の光ファイバ接続端面２Ａを基板上の光素子（図示せず）へ接続させるものであって、光ファイバ接続本体としての光ファイバ接続ブロック１０と、光ファイバ押さえ部材としての光ファイバ押さえ２０とを備える。光ファイバ接続ブロック１０の材料としては、光ファイバ接続部品に通常使用される材料を用いることができる。また、光ファイバ押さえ２０の材料としては、光ファイバ接続ブロック１０と同様の材料を用いることができる。

光ファイバ接続ブロック１０は、前記基板に対して水平な底面１０ａと、底面１０ａに形成されるブロック底面開口１０Ａと、開口１０Ａから底面１０ａと対向する上面１０ｂまで貫通し、かつ光ファイバ２の引き出し口１０Ｂまで延びる光ファイバ配線溝１１と、光ファイバ配線溝１１が設けられることで形成される光ファイバ配線凸部１２とを有する。ブロック底面開口１０Ａには、光ファイバ接続端面２Ａが配置される。また、光ファイバ配線凸部１２に沿って光ファイバ２が配線される。

光ファイバ配線溝１１の長さ（光ファイバ２の軸線方向の長さ）ｌ_１＋ｌ_２は、２×Ｒ＋φ以上であることが好ましい。ここでＲは、第１の曲面部１２Ｂの曲率半径であり、φは、光ファイバ２の直径である。そして、ｌ_１は、２×Ｒ＋φであることが好ましく、ｌ_２は、平行部１２Ｄに固定した光ファイバ２が剥がれないように、光ファイバ押さえ２０との十分な固定力が得られるような長さであることが好ましい。また、光ファイバ配線溝１１の幅は、例えば、図２に示すように、１２心の光ファイバ２を配線できる幅とする。

光ファイバ接続ブロック１０の高さ（前記基板に対して垂直方向の厚み）ｈ_１は、低背化の観点から低い方が好ましく、曲率半径Ｒにより近い高さであることがより好ましい。また、光ファイバ接続ブロック１０の長さ（光ファイバ２の軸線方向の長さ）は、短い方が好ましく、光ファイバ配線溝１１の長さｌ_１＋ｌ_２より少し長い程度がより好ましい。

光ファイバ配線凸部１２は、開口１０Ａ側から引き出し口１０Ｂ側に向かって順に、前記基板に対して垂直な平面からなる第１の平面部としての垂直部１２Ａ、断面曲線が所定の曲率半径Ｒ（曲率中心は光ファイバ２よりも前記基板側）の曲面からなる第１の曲面部１２Ｂ、曲率中心が光ファイバ２より前記基板側から前記基板とは逆側に遷移する遷移点１２ｃを持つ断面曲線を有する曲面からなる第２の曲面部１２Ｃ、光ファイバ押さえ２０が設置される部位にて光ファイバ２と接する平面からなる第２の平面部としての平行部１２Ｄを有する。

また、光ファイバ配線凸部１２は、その頂点が第１の曲面部１２Ｂから第２の曲面部１２Ｃに移り変わる部位に位置するように形成されることが滑らかな曲面で方向を変えることができ、光損失を少なくできる点で好ましい。当該頂点の位置は、図３に示すように、光ファイバ配線溝１１の長さ（光ファイバ２の軸線方向の長さ）ｌ_１＋ｌ_２のうち平行部１２Ｄの長さとほぼ等しい長さｌ_２を除いた長さｌ_１の略中央であることが好ましい。

垂直部１２Ａの高さ（前記基板に対して垂直方向の長さ）ｈ_２は、０ｍｍ〜１ｍｍであることが好ましく、０．０５ｍｍ〜１ｍｍであることがより好ましく、０．１ｍｍ〜０．９ｍｍであることがさらに好ましく、光ファイバ２を前記基板に対して垂直に接続し易いように０．５ｍｍであることが最も好ましい。

第１の曲面部１２Ｂの断面曲線の曲率半径Ｒは、光ファイバ２が第１の曲面部１２Ｂに配線された際に、この第１の曲面部１２Ｂにおける光ファイバ２の歪が０．５〜２．５％の間になるように定められていることが好ましく、光ファイバ２を折れ難くするために歪は０．５〜２．０％の間となるように定められていることがより好ましい。ここで歪は、｛φ／（２Ｒ＋φ）｝×１００（％）で計算され、光ファイバ２の中立線（中立線は、光ファイバ２に曲げ応力を加えた時に、伸び・縮みしない位置を示すもの）に対して、光ファイバ２の最外周に位置する円弧線の長さがどれだけ伸びているかを示す指標である。例えば、光ファイバ２の直径φが８０μｍの時、曲率半径Ｒが１．５ｍｍで歪は２．６％となり、曲率半径Ｒが８．０ｍｍで歪は０．５％となる。

第２の曲面部１２Ｃは、その始点における光ファイバ配線溝１１の深さ（底面１０ａに対し垂直方向の距離：図３におけるｈ_３）と、その終点における光ファイバ配線溝１１の深さ（底面１０ａに対し垂直方向の距離：図３におけるｈ_４）との差（ｈ_４−ｈ_３）は、ゼロより大きく、使用される機器の使用状態に合わせて適宜、定めればよい。これにより、機器内に効果的に光ファイバを配線することができ、機器の小型化に寄与することができる。

始点における光ファイバ配線溝１１の深さｈ_３は、光ファイバ２の直径φより大きいことが好ましい。特に、光ファイバ配線溝１１の深さｈ_３は、ここに光ファイバ２を接着固定するための接着剤を充填するための充填スペースを考慮して、光ファイバ２の直径φよりも０．１ｍｍ以上大きくする方がより好ましい。一方、終点における光ファイバ配線溝１１の深さｈ_４は、光ファイバ２の直径φ＋光ファイバ押さえ２０の厚み以上であることが好ましく、光ファイバ２の直径φ＋光ファイバ押さえ２０の厚みと同じであることがより好ましい。ここで、光ファイバ押さえ２０の厚みとは、光ファイバ配線凸部１２の平行部１２Ｄ上における光ファイバ押さえ２０の厚みを意味する。

第２の曲面部１２Ｃは、第２の曲面部１２Ｃの断面曲線（光ファイバ２の軸線方向と平行な断面）の略中央に前記遷移点１２ｃを持つことが好ましい。

第２の平面部は、図３に示す通り、底面１０ａに対し平行な平面からなる平行部１２Ｄであることが光ファイバ２を光ファイバ配線凸部１２により曲げて９０°方向に安定的に引き出すことができる点で好ましいが、これに限られるものではなく、底面１０ａに対する角度を変えて光ファイバ２の引き出し方向を調整できる。

底面１０ａは、開口１０Ａよりも引き出し口１０Ｂ側にブロック凹み部１３を有することが機器内の電子回路との接触を防げる点で好ましい。ブロック凹み部１３は、第２の曲面部１２Ｃの直下の位置に設けることが好ましい。

ブロック凹み部１３を設けない場合は、底面１０ａ全体が前記基板に対する接続面となるが、ブロック凹み部１３を設けた場合には、ブロック凹み部１３の部分以外の底面１０ａが接続面となる。

光ファイバ押さえ２０は、引き出し口１０Ｂの一部（上部側）を形成し、かつ当該部位にて光ファイバ２を平行部１２Ｄと協働して固定する。

光ファイバ押さえ２０は、図１及び４に示すように、直方体形状であり、光ファイバ２及び平行部１２Ｄが挿通される貫通孔２０ａを有する。なお、形状は、光ファイバ２を固定可能であれば、貫通孔２０ａを有する直方体形状に限られるものではなく、種々の形状とすることができる。

また、光ファイバ押さえ２０は、光ファイバ接続ブロック１０とは別体であることが好ましいが、一体とすることもできる。

光ファイバ押さえ２０の上面の高さが、光ファイバ接続ブロック１０の上面の高さと揃っていることが機器内の他部品との接触を防げる点で好ましい。

（光ファイバ接続モジュールの構成）
本発明の実施の形態に係る光ファイバ接続モジュールは、光ファイバ２と、上記本発明の実施の形態に係る光ファイバ接続部品１とを備える。

光ファイバ押さえ２０により光ファイバ２を固定しているため、接着剤等による固定は特に必要ないが、光ファイバ２をより強固に固定するために、光ファイバ配線溝１１にエポキシ樹脂などからなる接着剤を充填してもよい。

（本発明の実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）小型化しても他の機器への接触を防止でき、かつ、小型化に対応して光ファイバの曲げ半径が小さくなっても光ファイバを曲げ半径が小さいままの形状で安定的に保持できる光ファイバ接続部品及び光ファイバ接続モジュールを提供することができる。

（２）光ファイバ配線凸部に沿って光ファイバを配線するだけでよいので、作業者の作業技術レベルに依存することなく（熟練者でなくても）再現性よく光損失の少ない光ファイバ接続モジュールを提供することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。

１：光ファイバ接続部品
２：光ファイバ、２Ａ：光ファイバ接続端面
１０：光ファイバ接続ブロック（光ファイバ接続本体）
１０ａ：底面、１０ｂ：上面
１０Ａ：ブロック底面開口、１０Ｂ：光ファイバ引き出し口
１１：光ファイバ配線溝
１２：光ファイバ配線凸部
１２Ａ：垂直部（第１の平面部）、１２Ｂ：第１の曲面部
１２Ｃ：第２の曲面部、１２Ｄ：平行部（第２の平面部）
１２ｃ：遷移点
１３：ブロック凹み部
２０：光ファイバ押さえ、２０ａ：貫通孔

Claims (8)

1. 光ファイバの端面を基板上の光素子へ接続させる光ファイバ接続部品であって、
   前記基板に対して水平な底面、前記底面に形成される前記端面が配置される開口、前記開口から前記底面と対向する上面まで貫通し、かつ前記光ファイバの引き出し口まで延びる光ファイバ配線溝、及び前記光ファイバ配線溝が設けられることで形成される前記光ファイバが沿って配線される光ファイバ配線凸部を有する光ファイバ接続本体と、
   前記引き出し口の一部を形成し、かつ当該部位にて前記光ファイバを固定する光ファイバ押さえ部材とを備え、
   前記光ファイバ配線凸部は、前記開口側から前記引き出し口側に向かって順に、断面曲線が所定の曲率半径Ｒ（曲率中心は前記光ファイバよりも前記基板側）の曲面からなる第１の曲面部、曲率中心が前記光ファイバより前記基板側から前記基板とは逆側に遷移する遷移点を持つ断面曲線を有する曲面からなる第２の曲面部、前記光ファイバ押さえ部材が設置される部位にて前記光ファイバと接する平面からなる第２の平面部を少なくとも有することを特徴とする光ファイバ接続部品。
2. 前記光ファイバ配線凸部は、その頂点が前記第１の曲面部から前記第２の曲面部に移り変わる部位に位置するように形成されることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ接続部品。
3. 前記曲率半径Ｒは、前記光ファイバが前記第１の曲面部に配線された際に、前記第１の曲面部における前記光ファイバの歪が０．５〜２．５％の間になるように定められていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光ファイバ接続部品。
4. 前記第２の曲面部は、その断面曲線の略中央に前記遷移点を持つことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の光ファイバ接続部品。
5. 前記第２の平面部は、前記底面に対し平行な平面からなる平行部であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の光ファイバ接続部品。
6. 前記光ファイバ押さえ部材は、直方体形状であり、前記光ファイバ及び前記第２の平面部が挿通される貫通孔を有することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の光ファイバ接続部品。
7. 前記底面は、前記開口よりも前記引き出し口側に、機器内の電子回路との接触を防ぐための凹み部を有することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の光ファイバ接続部品。
8. 光ファイバと、
   請求項１乃至７の何れか１項に記載の光ファイバ接続部品とを備えることを特徴とする光ファイバ接続モジュール。

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