JP6279239B2

JP6279239B2 - 光コネクタ

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Publication number: JP6279239B2
Application number: JP2013149823A
Authority: JP
Inventors: 森山　聡史; 聡史森山; 歩赤羽; 治大工原
Original assignee: Fujitsu Component Ltd
Current assignee: Fujitsu Component Ltd
Priority date: 2013-07-18
Filing date: 2013-07-18
Publication date: 2018-02-14
Anticipated expiration: 2033-07-18
Also published as: JP2015022130A; US20150023636A1; US9651750B2

Description

本発明は、光コネクタに関する。

従来、断面円状の光ケーブルとシート状の光導波路とを連結する光コネクタが提案されている。当該光コネクタは、互いの連結面を突き合わせた状態で連結可能に構成された、第１フェルール及び第２フェルールを有する。第１フェルールの連結面と反対側の挿入面には光ファイバを挿入する第１の凹みを有し、第１の凹みに光ケーブルが挿入され、光ケーブルの先端が第１の凹みの底面と当接した状態で保持される。一方、第２フェルールは、連結面と反対側の挿入面から内部へ向けて刳り抜かれたスリット状の第２の凹みを有している。シート状の光導波路は、第２の凹みに挿入され、その先端が第２の凹みの底面と当接した状態で保持される。そして、第２の凹みの幅及び高さは、光導波路の幅及び厚みと略一致している。

また、第２フェルールは、連結面に第３の凹みを有し、当該第３の凹みの底面にレンズが配置されることがある。そして、第１フェルールと第２フェルールとが連結された状態で、光導波路で伝送された光がレンズで集光され、集光された光が光ケーブルの中心部に入力される。

特開２０１３−２９７８２号公報

ところで、上記の第２フェルールの第２の凹みに挿入され、先端が第２の凹みの底面と当接した状態で光導波路を保持するために、接着剤又はマッチングオイルが用いられる。

しかしながら、接着剤又はマッチングオイル内に気泡が発生し、第２の凹みの底面と光導波路の先端との間に気泡が滞留し、結果として、光コネクタにおける光伝送効率が低下する可能性がある。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、光伝送効率の低下を防止できる光コネクタを提供することを目的とする。

開示の態様では、光コネクタは、コネクタ本体と、収容部と、貫通孔とを有する。前記収容部は、前記コネクタ本体の第１の面の側から内部に向けて刳り抜かれたスリット状の穴であり、且つ、前記穴の幅と略同じ幅を持つシート状の光導波路を収容する。前記貫通孔は、収容された光導波路の先端部と当接する前記収容部の底面の近傍に設けられ、且つ、前記第１の面に対して立ち上がる前記コネクタ本体の第２の面と前記収容部の第１の側面とを貫く。

開示の態様によれば、光伝送効率の低下を防止できる光コネクタを実現できる。

図１は、一実施例の光コネクタにおけるコネクタ本体の一例を示す概略図である。図２は、一実施例の光コネクタにおけるコネクタ本体の一例を示す概略図である。図３は、図１のＡ−Ａ矢視断面図である。図４は、光導波路を有する光コネクタの組み立ての説明に供する図である。図５は、光導波路を有する光コネクタの組み立ての説明に供する図である。図６は、一実施例の光コネクタを備える光モジュールの一例を示す図である。

以下に、本願の開示する光コネクタの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態により本願の開示する光コネクタが限定されるものではない。また、実施形態において同一の機能を有する構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。

［光コネクタの構成例］
図１及び図２は、一実施例の光コネクタにおけるコネクタ本体の一例を示す概略図である。具体的には、図１は、コネクタ本体の一例の斜視図であり、図２は、光の伝送方向に沿った側面図である。また、図３は、図１のＡ−Ａ矢視断面図である。

コネクタ本体１０は、後述する光導波路３０を保持するゴムブーツが嵌め込まれるゴムブーツ用スリット１１と、ゴムブーツ用スリット１１から延びる導入スリット１２と、導入スリット１２からさらに延びる光導波路用スリット１３（光導波路３０の収容部）とを有する。ゴムブーツ用スリット１１、導入スリット１２、及び光導波路用スリット１３は、コネクタ本体１０において光導波路３０が挿入される挿入面（コネクタ本体１０の第１の面）からコネクタ本体１０の内部に向けて刳り抜かれた、一連の穴を形成している。そして、光導波路用スリット１３の突き当たりは、スリット底面１４となっている。また、光導波路用スリット１３の内周形状は、後述する光導波路３０の断面形状と略同一の形状を有している。

導入スリット１２の下側面１５は、コネクタ本体１０の挿入面に対して略垂直に立ち上がる平面を形成している。導入スリット１２の上側面１７は、下側面１５に対して第１の角度が付けられており、導入スリット１２の奥に進むにつれて下側面１５に近づくように設けられている。すなわち、導入スリット１２は、第１の角度を持つ、片側テーパー構造を有している。

また、光導波路用スリット１３の下側面１６は、コネクタ本体１０の挿入面に対して略垂直に立ち上がる平面を形成している。光導波路用スリット１３の上側面１８もコネクタ本体１０の挿入面に対して略垂直に立ち上がる平面を形成している。すなわち、光導波路用スリット１３の下側面１６と上側面１８とは、略平行に設けられている。なお、導入スリット１２の下側面１５及び光導波路用スリット１３の下側面１６は、連続する１つの平面を構成している。ここで、上記の通り、導入スリット１２は、片側テーパー構造を有しているので、光導波路用スリット１３への光導波路３０の挿入が容易な構造となっている。ただし、導入スリット１２を両側テーパー構造とすることにより、さらに光導波路用スリット１３への光導波路３０の挿入を容易にすることができる。

スリット底面１４の近傍には、上記の挿入面に対して立ち上がるコネクタ本体１０の上側面４１と光導波路用スリット１３の上側面１８とを貫く貫通孔２１−１が設けられている。具体的には、貫通孔２１−１は、光導波路用スリット１３の幅方向の一端部、例えば、光導波路用スリット１３の右側面１９とスリット底面１４とによって形成される角部に設けられ、光導波路用スリット１３の幅方向に対して略垂直に延びている。

また、スリット底面１４の近傍には、上記の挿入面に対して立ち上がるコネクタ本体１０の下側面４２と光導波路用スリット１３の下側面１６とを貫く貫通孔２１−２が設けられている。具体的には、貫通孔２１−２は、光導波路用スリット１３の幅方向の一端部、例えば、光導波路用スリット１３の右側面１９とスリット底面１４とによって形成される角部に設けられ、光導波路用スリット１３の幅方向に対して略垂直に延びている。すなわち、貫通孔２１−１と貫通孔２１−２とは、一連の貫通孔２１を形成している。

また、スリット底面１４の近傍には、コネクタ本体１０の上側面４１と光導波路用スリット１３の上側面１８とを貫く貫通孔２２−１が設けられている。具体的には、貫通孔２２−１は、光導波路用スリット１３の幅方向の他端部、例えば、光導波路用スリット１３の左側面２０とスリット底面１４とによって形成される角部に設けられ、光導波路用スリット１３の幅方向に対して略垂直に延びている。すなわち、貫通孔２２−１と貫通孔２１−１とは、光導波路用スリット１３の幅方向の中央に対して対称位置に設けられ、且つ、対称構造を有している。

また、スリット底面１４の近傍には、コネクタ本体１０の下側面４２と光導波路用スリット１３の下側面１６とを貫く貫通孔２２−２が設けられている。具体的には、貫通孔２１−２は、光導波路用スリット１３の幅方向の他端部、例えば、光導波路用スリット１３の左側面２０とスリット底面１４とによって形成される角部に設けられ、光導波路用スリット１３の幅方向に対して略垂直に延びている。すなわち、貫通孔２２−２と貫通孔２１−２とは、光導波路用スリット１３の幅方向の中央に対して対称位置に設けられ、且つ、対称構造を有している。そして、貫通孔２２−１と貫通孔２２−２とは、一連の貫通孔２２を形成している。

また、コネクタ本体１０の上記の第１の面と反対側の第２の面、つまりコネクタ本体１０と対の相手側コネクタ本体（図示せず）との連結面２５には、凹み２６が形成されている。凹み２６の底面には、各マイクロレンズ２７の中心が仮想基準線面上に並ぶように、複数のマイクロレンズ２７が一列に配設されている。

また、コネクタ本体１０の連結面２５には、一対の凹み２８−１，２が設けられている。凹み２８−１，２には、コネクタ本体１０と対の相手側コネクタ本体（図示せず）の連結面に設けられた凸部が差し込まれる。これにより、コネクタ本体１０とこれと対の相手側コネクタ本体（図示せず）とが連結面を突き合わせた状態で連結される。

以上で説明したコネクタ本体１０の光導波路用スリット１３（つまり、収容部）に、光導波路３０が挿入される。図４，５は、光導波路３０を有する光コネクタ４０の組み立ての説明に供する図である。

光導波路３０は、複数のコア３１と、コア３１の外周を被覆するクラッド３２とを有する。そして、光導波路３０の先端部に接着剤５１（又はマッチングオイル）を塗布し、ゴムブーツ３５で光導波路３０を挟んで、光導波路３０の先端側を光導波路用スリット１３内に挿入する。なお、クラッド３２の屈折率は、コア３１の屈折率よりも小さい。従って、コア３１の一端から入力された光は、コア３１で全反射を繰り返しながら伝送されて、コア３１の他端から出力される。

図５に示すように、光導波路３０の先端部がスリット底面１４付近まで挿入されると、光導波路３０の先端とスリット底面１４とに挟まれた接着剤５１（又はマッチングオイル）内に気泡が発生する場合がある。先端がスリット底面１４に当接するまで光導波路３０をさらに押し込むことにより、光導波路３０の先端によって気泡が貫通孔２１又は貫通孔２２へ追いやられて、貫通孔２１又は貫通孔２２からコネクタ本体１０の外部へ放出することができる。これにより、気泡に起因した光コネクタ４０における光伝送効率の低下を防止できる。

また、例えば、光導波路用スリット１３の上側面１８における貫通孔２１−１の開口は、図５に示すように、貫通孔２１−１を光導波路用スリット１３の幅方向の一端部に設けたことにより、光導波路３０の先端部の一部と対応する。すなわち、貫通孔２１−１を光導波路用スリット１３の幅方向の一端部に設けたことにより、光導波路３０の先端部を押さえる光導波路用スリット１３の上側面１８の領域２３を広くすることができる。これにより、光導波路３０の先端部が捲れ上がることを防止することができ、結果として、光コネクタ４０における光伝送効率の低下を防止できる。

［光モジュールの構成例］
次に、上記の光コネクタを備える光モジュールの一例について説明する。図６は、一実施例の光コネクタを備える光モジュールの一例を示す図である。

図６に示すように、光モジュール１００は、ＭＴ（Mechanically Transferable）フェルール１０２と、ＭＴフェルール１０２に位置決めピンを介して位置決めされるレンズ付きフェルール１０３とを有する。このレンズ付きフェルール１０３が、上記のコネクタ本体１０に対応する。光モジュール１００はさらに、レンズ付きフェルール１０３を接続方向Ｓ側から支持する支持部１４１が形成された下カバー１０４と、下カバー１０４に締結固定されてＭＴフェルール１０２をレンズ付きフェルール１０３に向かう方向に押圧するフェルールクリップ１０５とを有する。支持部１４１は、接続方向Ｓと反対方向に面する壁面である。

なお、図６において、「Ｓ」はレンズ付きフェルール１０３に対するＭＴフェルール１０２の接続方向を指し、「Ｔ」は平板状をなす光モジュール１００の下カバー１０４の底から開口に向かう厚み方向を指し、「Ｗ」は接続方向Ｓと厚み方向Ｔに対して垂直な幅方向を指している。また、図６では、厚み方向Ｔの矢印を図示の便宜上、上方とし、幅方向Ｗの矢印は接続方向Ｓから見て左方を示している。但し、接続方向Ｓのみが方向性を有し、厚み方向Ｔと幅方向Ｗは方向性を有しない。

ＭＴフェルール１０２は、ほぼ直方体状をなし、接続方向Ｓと反対側には幅方向Ｗ及び厚み方向Ｔに拡大する拡大部を有している。また、レンズ付きフェルール１０３も、ほぼ直方体状をなし、接続方向Ｓ側に幅方向Ｗ及び厚み方向Ｔに拡大する拡大部を有している。下カバー１０４の支持部１４１は、レンズ付きフェルール１０３の拡大部の右端面を支持する。

フェルールクリップ１０５は、下カバー１０４に締結固定される板状部１５１と、ＭＴフェルール１０２の左端面に当接する一対の当接部１５２と、一対の当接部１５２と板状部１５１とを連結して当接部１５２をＭＴフェルール１０２側に付勢する付勢力を発生する一対のばね部１５３とを有する。フェルールクリップ１０５の材料は、例えば、可撓性を有する金属である。また、フェルールクリップ１０５は、下カバー１０４に締結固定するためのネジ部１５４と、ネジ部１５４を挿通するネジ穴１５５とを有する。板状部１５１は、ネジ穴１５５に対応する一対の耳部１５６を有する。

下カバー１０４は、ＭＴフェルール１０２とレンズ付きフェルール１０３とが嵌合されて位置決めされるコの字型の切り欠き部１４２を有する。切り欠き部１４２よりも支持部１４１側には、レンズ付きフェルール１０３の拡大部を収納する収納部１４３が形成される。収納部１４３は切り欠き部１４２よりも幅方向Ｗに広く厚み方向Ｔに深く形成される。また、下カバー１０４は、上カバー１１１用のネジ１１４に対応する一対の雌ネジ部１４４と、フェルールクリップ１０５用のネジ部１５４に対応する一対の雌ネジ部１４５とを、切り欠き部１４２の幅方向Ｗの外側に位置するブロック部１４６に備えている。雌ネジ部１４４は雌ネジ部１４５よりも支持部１４１寄りに位置する。支持部１４１よりも接続方向Ｓ側にはフェルールブーツ１０８を収容する一対の収容壁１４７が形成される。このフェルールブーツ１０８は、上記のゴムブーツ３５に対応する。

また、光モジュール１００は、レンズ付きフェルール１０３から光エンジン１０６に向けて引き出される光導波路１０７と、光導波路１０７を撓ませるフェルールブーツ１０８とを有する。この光導波路１０７は、上記の光導波路３０に対応する。フェルールブーツ１０８を光エンジン１０６に対して光導波路１０７の長さより近接させて配置することで、光導波路１０７は撓んだ状態に維持される。

また、光モジュール１００は、プリント基板１０９と、プリント基板１０９の所定部位に実装された電気コネクタ１１０とを有し、光エンジン１０６が電気コネクタ１１０に接続されてプリント基板１０９上に配置される。プリント基板１０９の右端にはカードエッジコネクタ１９１が形成される。

また光モジュール１００は、下カバー１０４が有する開口を閉塞する上カバー１１１と、光エンジン１０６が発生する熱を上カバー１１１へ伝導して放熱する放熱シート１１２とを有する。

プリント基板１０９では、電気コネクタ１１０が配置される部分からカードエッジコネクタ１９１までの部分が、光エンジン１０６が搭載される部分よりも幅方向Ｗに広い形態を有している。プリント基板１０９は下カバー１０４の収容壁１４７よりも接続方向Ｓ側に位置する基板収納部１４８に収納される。

ＭＴフェルール１０２の接続方向Ｓと反対側からは光ケーブル１１５が引き出されており、光ケーブル１１５は、一対のスリーブ１１６と、カシメリング１１７とを介して、一対のケーブルブーツ１１８内に収納される。ケーブルブーツ１１８には、プルタブ／ラッチ１１９が装着される。

合成樹脂部材１１３は、プリント基板１０９と上カバー１１１との間にできる隙間を埋めるために、プリント基板１０９上の所定の位置に配置される。

以上のように本実施例によれば、光コネクタ４０は、光導波路用スリット１３（つまり、収容部）と、貫通孔２１−１とを有する。光導波路用スリット１３は、コネクタ本体１０の挿入面（つまり、第１の面）の側からコネクタ本体１０の内部に向けて刳り抜かれた穴である。また、光導波路用スリット１３は、シート状の光導波路３０を光導波路３０の先端がスリット底面１４に当接した状態で収容する。そして、貫通孔２１−１は、スリット底面１４の近傍に設けられ、且つ、コネクタ本体１０の上側面４１と光導波路用スリット１３の上側面１８とを貫く。

この光コネクタ４０の構成により、光導波路３０の固定に用いられる接着剤５１（又はマッチングオイル）内に発生する気泡を貫通孔２１−１からコネクタ本体１０の外部へ放出することができる。この結果として、気泡に起因した光コネクタ４０における光伝送効率の低下を防止できる。

具体的には、貫通孔２１−１は、光導波路用スリット１３の幅方向の一端部、例えば、光導波路用スリット１３の右側面１９とスリット底面１４とによって形成される角部に設けられ、光導波路用スリット１３の幅方向と交差する方向に延びている。ここでは、貫通孔２１−１は、光導波路用スリット１３の幅方向に対して略垂直に延びている。すなわち、光導波路用スリット１３の上側面１８における貫通孔２１−１の開口は、光導波路３０の先端部の一部と対向する。

この光コネクタ４０の構成により、光導波路３０の先端部を押さえる光導波路用スリット１３の上側面１８の領域２３を広くすることができる。これにより、光導波路３０の先端部が捲れ上がることを防止することができ、結果として、光コネクタ４０における光伝送効率の低下を防止できる。

また、光コネクタ４０は、光導波路用スリット１３の幅方向の他端部に設けられた、貫通孔２２−１を具備する。貫通孔２２−１は、例えば、光導波路用スリット１３の左側面２０とスリット底面１４とによって形成される角部に設けられ、光導波路用スリット１３の幅方向と交差する方向に延びている。ここでは、貫通孔２１−１は、光導波路用スリット１３の幅方向に対して略垂直に延びている。すなわち、貫通孔２２−１と貫通孔２１−１とは、光導波路用スリット１３の幅方向の中央に対して対称位置に設けられている。

この光コネクタ４０の構成により、発生した気泡の位置が光導波路用スリット１３の右側面１９又は左側面２０の一方に偏った位置であっても、貫通孔２１−１又は貫通孔２２−１からスムーズに気泡を放出させることができる。

また、光コネクタ４０は、コネクタ本体１０の下側面４２と光導波路用スリット１３の下側面１６とを貫く貫通孔２１−２を有している。貫通孔２１−２は、例えば、光導波路用スリット１３の幅方向の一端部、例えば、光導波路用スリット１３の右側面１９とスリット底面１４とによって形成される角部に設けられ、光導波路用スリット１３の幅方向と交差する方向に延びている。ここでは、貫通孔２１−１は、光導波路用スリット１３の幅方向に対して略垂直に延びている。すなわち、貫通孔２１−２は、光導波路用スリット１３を挟んで貫通孔２１−１の反対側に設けられ、貫通孔２１−１と貫通孔２１−２とは、一連の貫通孔２１を形成している。

この光コネクタ４０の構成により、コネクタ本体１０を射出成形する際に用いる金型の強度を向上させることができる。すなわち、当該金型は、スリット状の光導波路用スリット１３を形成するために薄い板状部材を有している。この板状部材は薄いので変形又は破損し易い。また、当該金型は、貫通孔２１−１及び貫通孔２１−２を形成するために柱状部材を有している。そして、上記の様に、貫通孔２１−１と貫通孔２１−２とを光導波路用スリット１３を挟んだ一連の貫通孔としたことにより、当該金型は、貫通孔２１−１に対応する柱状部材と貫通孔２１−２に対応する柱状部材とが上記の板状部材をサンドイッチする形になっている。この構成によって、板状部材が当該金型の本体に支えられる箇所が増え、結果として、金型の強度を向上させることができる。

さらに、光コネクタ４０は、光導波路用スリット１３を挟んで貫通孔２２−１の反対側に設けられ、貫通孔２２−１と共に一連の貫通孔２２を形成する貫通孔２２−２を有している。

この光コネクタ４０の構成により、コネクタ本体１０を射出成形する際に用いる金型の強度をさらに向上させることができる。

１０コネクタ本体
１１ゴムブーツ用スリット
１２導入スリット
１３光導波路用スリット
１４スリット底面
２１，２２貫通孔
２７マイクロレンズ
３０光導波路
３１コア
３２クラッド
３５ゴムブーツ
４０光コネクタ

Claims

コネクタ本体と、
前記コネクタ本体の第１の面の側から内部に向けて刳り抜かれたスリット状の穴であり、且つ、前記穴の幅と略同じ幅を持つシート状の光導波路を収容する収容部と、
前記収容された光導波路の先端部と当接する前記収容部の底面の近傍に設けられ、且つ、前記第１の面に対して垂直な方向に延びる前記コネクタ本体の第２の面と、前記収容部の側面とを貫く、四角柱の形状を採る第１、第２、第３及び第４の貫通孔と、を具備し、
前記第１及び前記第２の貫通孔は、前記収容部の幅方向の一端部に設けられ、
前記第３及び前記第４の貫通孔は、前記収容部の前記幅方向の他端部に設けられ、
前記第１の貫通孔と前記第３の貫通孔とは前記収容部の前記幅方向の中央に対して対称位置に設けられ、
前記第２の貫通孔と前記第４の貫通孔とは前記収容部の前記幅方向の中央に対して対称位置に設けられ、
前記第１の貫通孔の開口と前記第２の貫通孔の開口とは互いに対向し、
前記第３の貫通孔の開口と前記第４の貫通孔の開口とは互いに対向する、
ことを特徴とする光コネクタ。
前記第１、第２、第３及び第４の貫通孔の前記開口は、前記収容された光導波路の先端部の一部と対向する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光コネクタ。