JPH08500195A - 光コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 光コネクタはフランジから延在しているスリーブ14を含む。スリーブはフランジ10に隣接する広い地域と、フランジから離れている小さい断面積の変形可能な領域とを有している。変形可能な領域は長手方向に延在する複数のスリットl7A,17Bによって分離された複数のばねセグメントl6A,16Bとして構成されている。光システムはカラー15の反対側のフランジに取付けられている。使用中は、終端された光ファイバのフェルールは光システムとの通信のためにスリーブ内に位置されている。コネクタは、スリーブが挿入されたフェルールを反復設置可能に繰返し位置させるという理論に基づいており、光システムが最適な位置にあるということが光特性によって示されるまで試験された光システムを監視する能動技術を使用して光部材はこの反復設置可能な位置へ調整される。ファイバフェルール60を有するコネクタはスリーブ内に位置される。フェルールはファイバ61を含み、フェルール60は位置が適当であるものへ延在しているこのファイバの終端部の一部分である。終端部は、ばねによってフェルールヘ負荷されるばねであるキャップ62を含んでいる。キャップは管状の保護部材41の保持溝43に位置している保持接触片64を含んでいる。キャップ62のこの結合のために、ばね63が圧縮されてフェルール60がフランジ10と接触する。これによってフランジは長手方向に位置される。フランジは素子40の変形可能な領域よりも広い直径を有しているため、ばね部材16A,16Bは離されて開く。ばね部材は弾性を有しているためにそれはフェルールを締め付けて再現可能な位置に固定する。従ってフェルール60を素子40に挿入することによってファイバ61の先端を再現可能に位置させる。素子はリン青銅等の弾性材料から機械加工される。

Description

【発明の詳細な説明】 光コネクタ 本発明は、特に終端されたファイバを受け、コネクタ内部に含まれた光装置と 光学的に相互作用するように前記ファイバを位置するように構成される光ファイ バコネクタに関する。 完全な光コネクタはプラグとソケットという２つの主要な構成要素を具備して いる。接続にはそれらの間に光通信を確立するようにそれら２つの別々の構成要 素を結合させることが含まれる。本発明の環境において、プラグは導波体構造、 特に適当に終端している光ファイバを具備している。終端部は例えば光ファイバ の端部に装着されている真鍮等のフェルールである。多くの場合、終端にはフェ ルールに取付けられたばねであるキャップも含まれている。キャップとばねは、 ソケットに挿入された後にフェルールをその位置に固定するのに役立つ。 本発明はコネクタのソケット部分に関し、この部分は通常能動装置または受動 装置である光装置を含む。能動装置は、例えば電力を光信号に変換する半導体装 置等の信号発生器を含む。そのような半導体装置の例には、発光ダイオード（Ｌ ＥＤ）、エッジ発光ダイオード（ＥＬＥＤ）、そして広範囲の種類の半導体レー ザ等が含まれる。信号発生器によってしばしば光接続を形成するのに不都合な発 散ビームが供給される。そのような環境の下では、光源素子は通常ビームをコリ メートにするもしくはそれを焦点に集中させるレンズを具備 している。 その代りに、能動装置が例えば光信号を電気信号に変換する半導体装置等の光 検出器であることも可能である。そのような装置の例にはフォトダイオードおよ びＰＩＮダイオードが含まれる。 上述の通り、光素子は例えばファイバ等のコネクタ内に永久に位置する導波体 構造の受動装置であってもよい。 コネクタの目的は、コネクタのソケットに一時的に挿入された（終端された） ファイバとコネクタ内に永久的に具備されている光装置との間に光学的な相互接 続を提供することである。光学的な相互接続を達成するために、２つの光素子の うちの１つによって供給されたビームが他のもう１つによってとらえられるよう に２つの光素子が正確に位置されることが重要である。例えば、信号発生器から のビームがコネクタ内に一時的に位置しているファイバの端部上に正確に集中さ れることは重要である。従って、正確な相対位置は光コネクタには重要な必要条 件である。永久的に接続せずにコネクタを使用する理由の１つは、接続させたり 、接続をやめたり、再び接続させたりする必要があるからである。正確な位置が 新たに接続がなされる度に得られることが重要である。 必要な正確さは、正確に機械加工された素子を使用することによって得られる 。幾つかの場合において、許容誤差を±５００ｎｍにする必要があるが、そのよ うな公差が厳密に達成されることは大変難しく、また、コストが高くなる。本発 明の目的は、公差を高くすることなしに十分な光学的相互接 続を達成することである。 本発明は光学的相互接続のある特徴を認識することに基づき、簡単な構造で効 果的なコネクタを提供するためにこれらの特徴の利点を採用する。特に、本発明 は２つの特徴とそれらの相互作用の認識に基づく。２つの特徴とは、 （ａ）再現可能であること （ｂ）コネクタの組立て方法 である。 これらの各特徴が以下説明される。 再現可能であること 再現可能であることとは、特定のソケットが正確にそして繰り返し挿入された フェルールを同じ位置（予め定められた位置というよりも任意に選択された位置 ）に戻すことができるということを意味している。フェルールを予め定められた 場所に位置させる場合、上で述べているように正確に機械加工することが必要と なる。しかしながら、よりゆるやかな公差を有するもっと簡単な構造は、同じ任 意の位置に正確に繰返し位置させるだけならば効果的である。 組立て方法 多くのコネクタは能動技術を使用して組立てられる。ファイバのフェルールは この技術に従ってソケット内に位置されるが、他の素子は永久的にコネクタ中に 組立てられる。この組立て作業の過程の間に光システムは動作可能になる。これ らの環境の下で、コネクタを通した光学的相互作用は組立て作業の過程の間に可 能になり、永久的な光装置は最高の相互 作用（これは通常最大の信号転送を意味する）のために移動され位置される。一 度永久装置が最適に位置されると、それはこの位置に固定され、良好な接続が達 成される。何故ならば、実験的な技術はこのことを確実にするように設計される からである。この良好な接続は永久的に位置された装置とソケットの任意の場所 の間に確立される。しかしながら、接続をする度にファイバが適当な正確さを有 して同じ任意の場所に戻るようにソケットは繰返し使用できる。従って能動装置 は、予め定められた場所においてのみ繰返し使用できるものであるという付加的 な要求を課することなく、繰返し使用可能な性質によって良好な接続を達成する ことができるという効果を有していることが認められる。 この発明によると、光コネクタは、フランジの第１の側に直接的または間接的 に取付けられている例えば上述の能動および受動装置のような光装置と、フラン ジの第２の側から延在するスリーブとを具備している。前記スリーブは光ファイ バの端部を含んでいるファイバフェルールを受けて再現可能に位置させるように 構成されており、前記位置はフランジ内の穴を通ってファイバと光装置の間で光 学的に相互作用するのに適しており、そこにおいて前記スリーブは前記フランジ の前記第２の側に隣接する一番内側の地域において前記フランジから離れている 変形可能な領域における断面部分よりも大きい断面部分を有し、それによって長 手方向に再現可能に位置させるためのフランジに接触するようにファイバフェル ールを挿入することによってスリーブはその変形可能な領域 において拡大し、変形可能な領域はスリーブの断面部分内の再現可能な位置でフ ェルールを把持する。 変形可能な領域は長手方向に延在する複数のスリットによって複数のばねセグ メントに分割されることが好ましい。スリットの数はセグメントの数と等しく、 また、セグメントの数が２、４、６のように偶数になるように直径的に正反対に 位置する対に構成されることは理解されるであろう。 特に都合のよい構成において、一番内側の地域は、挿入されるフェルールの先 端の直径よりも大きい直径を有する分割されていないカラーの形態を採っており 、変形可能な領域は例えば上述のばね部材のように配置された複数のばね部材の 形態を採っており、前記カラーから延在している。 上述のコネクタは通常のコネクタの構成に含まれている。例えば、スリーブは フランジにも接続されている管状の保護部材の内側に位置されている。管状の保 護部材はファイバの末端のキャップを固定する取付け手段を含み、キャップとフ ェルールの間に設けたばねによってフェルールはフランジと接触し、より正確に 位置することができる。上に明記されているように、フランジの第１の側は光部 材に直接的または間接的に接続されており、この装置は当業者によく知られてい る。加えて、管状の保護部材によって操作パネルへ取付けることができる。 本発明は光コネクタの組立てを含み、また、これは上述の能動技術によって達 成されるのが好ましい。 フランジに光装置が取付けられる特に都合のよい形態およ び組立ての能動技術は本出願人の英国特許出願9217732.8に記載されている。。 本発明によるコネクタは添付された図面を参照して例示される。 図１はコネクタの主要な素子の概要を表わす斜視図を示す。 図２は図１の素子の端面図を示す。 図３は図１および図２の素子の縦断面図を示す。 図４はファイバの終端部をその中に有している完全なコネクタに装着された 図１乃至３の素子の縦断面図を示す。 コネクタの主要な素子は図１、２、３に示されており、同じ部分は３つの図面 のすべてにおいて同じ参照番号で示されている。 主要な素子は図４に示されている完成された装置において光素子を支持する第 １の表面11を有するフランジ10を有する。フランジ10は第２の表面12を有し、そ こからスリーブ14が延在する。スリーブ14はカラ−15と、長手方向に延在するス リット17Aおよび17Bによって互いに分離されている２個のばね部材l6Aおよび16B から構成されている変形可能な領域とを有している。フランジ10は光信号の通路 用の中央穴13を有している。 図３において明らかに示されているように、変形可能な領域の直径はばねセグ メント16Aおよびl6Bの間の距離によって定められ、この直径はカラー15における 内部空間の直径よりも小さいものである。 コネクタの典型的な寸法は以下の通りである。 全体の長さ ５．５ｍｍ 穴の直径 １．０ｍｍ 変形可能な領域の直径 ２．５ｍｍ カラーの直径 ２．８ｍｍ フェルールの直径は通常２．７ｍｍから２．６ｍｍの間であり、そのためにフ ェルールはばねセグメント16Aとl6Bに力を加えて分離させるが、それはカラー15 内に収められる程度に小さい。従って挿入されたフェルールはばね部材l6Aおよ び16Bによって締め付けられ、フェルールの端面はフランジ10の第２の表面12と 接触し、それによって挿入されたフェルールは再現可能な位置に位置される。 図１、２、３に示されている素子はリン青銅等の弾性材料から機械加工された ものである。これは合理的な低コストで構成要素を大量生産する操作に便利であ る。構成要素を大量生産するために各構成要素は互いに比較されることが重要で ある。各構成要素は挿入されたフェルールを位置するためにそれぞれ個々のの場 所を有するが、実質的にこれは構成要素によって異なる。換言すれば、予め定め られた位置を定めて、各構成要素によってこの予め定められた場所へフェルール を確実に位置させる必要はない。この範囲では各構成要素はそれぞれ個々の場所 にある。それでもやはり各単一の構成要素は再現可能であり、挿入されたフェル ールを個々の場所へ再び正確に位置させることができる。それ故に、以下に説明 さ れるように、この個々の場所に関連して光装置を設置することによって、光学的 な相互作用を起こさせるようにいつでも正確にフェルールを設置することができ る。 本発明に従って完全に組立てられたコネクタは図４に示されている。この図は 光通信のために一時的に挿入されたファイバフェルールを含んでいる。 長手方向の断面図である図４において、図１、２、３の素子は全体を符号40で 示されている。この素子は十分に説明されているのでここでは説明されない。図 ４の左側の部分はフランジ10の第１の面へ付着された光パッケージ42を示してい る。右側の部分はソケットの配置を示している。 素子40のスリーブ14は管状の保護部材41（これもまたフランジ10の第２の面へ 取付けられている）によって囲まれている。この保護部材によって完全なコネク タが例えばパネル44等に取付けられることができる。 図４ではコネクタがスリーブに位置したファイバフェルール60と共に示されて いる。フェルールはファイバ61を含み、フェルール60は位置が適当であるように 延在するこのファイバの終端部の一部分である。終端部はばね63によってフェル ール60へ負荷されるばねであるキャップ62も含む。キャップ62は管状の保護部材 41の保持溝43に位置している保持接触片64を含む。キャップ62のこの結合のため にばね63は押され、それによってフェルール60がフランジ10に接触するように押 される。これによってフランジは長手方向に位置される。フランジは素子40の変 形可能な区域よりも広い直径を有してい るため、ばね部材16Aと16Bは離されて開く。それらは弾性を有しているためフェ ルールを締め付け、再現可能な位置に固定する。従って、フェルール60を素子40 の中に挿入することによってファイバ61の先端を再現可能に位置させる。 フランジ10の左側に位置している光パッケージ42は、例えば光信号を穴13を通 ってファイバ61へ供給するために位置しているＬＥＤ50等の能動素子を具備して いる。これらの信号はファイバ61によってとらえられ、前方へ伝送される。ＬＥ Ｏ50は密封容器51の内部に含まれている（これは能動光装置を取付ける通常の方 法である）。密封容器51は、その一方の面がフランジ10の第１の表面11と接触し ている中間素子52の内部に位置している。この配置によって、コネクタを組立て る間に、ＬＥＤ50をファイバ51と相互作用させるための最適な位置に動かすこと ができる。ＬＥＤ50を例えばファイバ61の光学軸上へ動かすことができるように 、中間素子52は横断面方向に自由に動くことができる。加えて、ＬＥＤ50とファ イバの端部との間の距離を最適にするように密封容器51は中間素子52の内側また は外側へ滑動可能である。ＬＥＤ50がその最適な位置にあるとき、接着剤は最適 な位置に永久的に固定するように種々の表面に適用される。 光パッケージ42はフランジ10およびパネル44と結合している保護カバー45内に 収容されると便利である。 前述の説明から、フェルール60が取り外されたり再び位置されるとき常に（そ のフェルールが同じものであろうが異なるものであろうが）同じ再現可能な位置 へ戻すことができ、 その結果、良好な光学的な相互作用がファイバ61とＬＥＤ50との間で確立される ことが理解されるであろう。 上記のように簡単に示されているように、コネクタは以下のようにして組立て られる。フェルール60はクランプされているスリーブ14内に位置される。ファイ バ61は、ファイバがとらえた信号の強度を測定する光検出器へ接続されている。 挿入されたフェルールを含む素子40は組立て過程中はクランプされている。密封 容器51は中間素子52の内側に位置され、これはフランジ10と接触している中間素 子52と共にほぼ正確な位置へ動かされる。この段階において、ＬＥＤ50がファイ バ61によってとらえられる光信号を生じるように電力がリード線53によって供給 される。密封容器51は伝送が最大になるまで動かされる。このことは、中間素子 52によって密封容器51が３次元（少なくとも必要な距離以上）に自由に動くこと ができるために可能である。ＬＥＤ50の最適な位置が確立されたとき、少量の接 着剤が密封容器51とフランジ10の間の間隙に導入される。表面張力によって接着 剤は間隙に引き込まれ、それによって中間素子52はフランジ10に接近するように 引き寄せられる。接着剤は密封容器51と中間素子52の間の環状の間隙にも導入さ れる。表面張力によってこの間隙にも接着剤が引き込まれ、信号発生器50はこの 製造過程中に最適な位置にクランプされるので、接着剤が設けられた際に最適な 構成は永久的になる。スリーブ14内のフェルールが置換される際にはいつでも、 コネクタが組立てられた時に確立された最適な構成である同じ再現位置に位置さ れる。コネクタは最 適な信号の伝送に適合するように調節されるので、再現可能なスリーブを有する ことだけが必要であり、予め定められた位置にフェルールを位置させるスリーブ を有することには価値が認められない。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 る。キャップは管状の保護部材41の保持溝43に位置して いる保持接触片64を含んでいる。キャップ62のこの結合 のために、ばね63が圧縮されてフェルール60がフランジ 10と接触する。これによってフランジは長手方向に位置 される。フランジは素子40の変形可能な領域よりも広い 直径を有しているため、ばね部材16A,16Bは離されて開 く。ばね部材は弾性を有しているためにそれはフェルー ルを締め付けて再現可能な位置に固定する。従ってフェ ルール60を素子40に挿入することによってファイバ61の 先端を再現可能に位置させる。素子はリン青銅等の弾性 材料から機械加工される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．フランジの第１の側に直接的または間接的に取付けられている光装置と、フ ランジの第２の側から延在するスリーブを具備している光コネクタにおいて、 前記スリーブは光ファイバの端部を含むファイバフェルールを受けてそれを再 現可能に位置させるように構成され、前記位置はフランジの穴を通ってファイバ と光装置との間の光学的な相互作用に適し、前記スリーブは前記フランジの第２ の側に隣接する一番内側の領域において前記フランジから離れている変形可能な 領域における断面部分よりも大きい断面部分を有し、長手方向の再現可能な位置 に対してフランジと隣接するためのファイバフェルールの挿入によってスリーブ はその変形可能な領域において拡大し、変形可能な領域がフェルールを締め付け て把持することによってフェルールはスリーブの断面領域内に再現可能に位置さ れる光コネクタ。 ２．スリーブはその変形可能な領域において、長手方向に延在する複数のスリッ トによって複数のばねのセグメントに分割される請求項１記載の光コネクタ。 ３．ばねのセグメントの数は偶数であり、はねのセグメントは挿入されたフェル ールを把持するために直径的に正反対に位置した対として配置されている請求項 ２記載の光コネクタ。 ４．ばねのセグメントの数はスリットの数と等しく、前記数は２、４、６のいず れかである請求項３記載の光コネクタ。 ５．一番内側の領域は挿入されるフェルールの先端の直径よ りも大きい直径を有する分割されていないカラーの形態を採り、変形可能な領域 は前記カラーから延在している複数のばね部材の形態を採っている請求項２乃至 ４のいずれか１項記載の光コネクタ。 ６．光装置は信号発生器および光検出器から選択された能動装置か、コネクタを 外部に接続しまたは接続するように適合されている導波体を具備している受動装 置のいずれかである請求項１乃至５のいずれか１項記載の光コネクタ。 ７．スリーブを囲む管状部材を含み、それによってスリーブは管状部材によって 保護されている請求項１乃至６のいずれか１項記載の光コネクタ。 ８．光装置との光学的相互作用のために位置されているファイバ終端部を含む光 コネクタにおいて、 前記終端部はフェルールと、キャップと、これらの間に位置されたばねを含み 、前記フェルールはスリーブ内に位置され、管状部材は前記キャップと解放可能 に結合された接触片部分を有し、それによってばねはフェルールをフランジに接 触するように押し、フェルール内に位置されたファイバは前記光装置と相互作用 を起こすために反復可能に位置されている請求項７記載の光コネクタ。 ９．能動技術によって光部材を位置させることを含む、光コネクタの製造方法に おいて、 （ｉ）フェルール内のファイバと、光装置と、光システムの光学的な特性を測定 するモニターとを含む操作可能の光システムを設定するためにファイバフェルー ルをスリーブヘ挿入 し、 （ii）モニターによって示されるシステムの最適性能によって示された最適位置 を得るために前記光装置の位置を調整し、 （iii）前記光装置を前記最適位置に固定することを含む請求項１乃至８のいず れか１項記載の光コネクタの製造方法。 １０．最適性能とは、モニターによって示される組立てられたコネクタを通る光 信号の伝送が最大になることによって決定される請求項９記載の光コネクタの製 造方法。