JPH08511880A - 光ファイバのフェルールの研磨法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 光ファイバコネクタに用いられるフェルールを研磨する方法によってフェルールの球面状端面の頂点がファイバ軸心に芯出しされる。本発明は、その端末が角度を付けられて且つ概ね球面であり、一対の相互接続ファイバ間に、角度の付いた物理的接触（ＡＰＣ）をもたらすフェルールを指向する。これらのフェルールは、通常、最外径からの面取り部をもち、球面状の角度付き端面を導く。そのような従来技術のフェルールでは、球面状端面の頂点はファイバ軸心と一致せず、挿入損失、安定度及び再現性を含む性能諸要因に影響を及ぼす潜在性のあるギャップをファイバ端末間に招来する。本願発明は、球面状端面の頂点をファイバ軸心上に保持しながら面取りしたフェルールにＡＰＣ仕上げをもたらすいくつかの実用法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 光ファイバのフェルールの研磨法 発明の背景 １．発明の分野 本願発明は、総じて、通信回線を相互接続するための装置に関し、より詳細に は、光ファイバの結合子（コネクタ）に用いられるフェルールを作成する方法に 関する。 ２．従来技術の説明 過去数年の間に、光ファイバは、通信信号を伝送する好ましい媒体として銅線 に取って代わった。銅線に対する場合と同様、ファイバの設置、修理又は交換中 に光ファイバの相互接続を行う必要がある。一般に、２種類の相互接続装置、即 ち、スプライスとコネクタがある。用語「スプライス」は、通常、一対の光ファ イバ間の永久接続をもたらす装置に関連している。対照的に、用語「コネクタ」 は、通常、しばしば別のプラグ又はレセプタクルと繰り返し結合されても、それ らから切り離されてもよい装置に関連する。本願発明はそうした装置を指向して いるが、本願発明は一時的接続と同様に、本質的には、永久接続をもたらしても よいので、用語「コネクタ」は限定観念で解釈されてはならない。 主要な２種類の光ファイバ・コネクタ、即ち、フェルール・コネクタと双円す いコネクタが市販されている。フェルール・コネクタは、単一光ファイバを受け る中心穴を有する、典型的にはセラミックスの円柱型の軸心合せ要素を用いるも のである。双円すいコネクタは、截頭円錐台の形状をしたプラグを用いる。両コ ネクタとも、通常、共通のソケット又はレセプタクルに適合する一対のプラグを 兼備して完全な接続をもたらす。その上、従来技術では、コネクタを通る信号の 伝送は、ファイバの端面に傾斜をつけて仕上げることにより改善できることが認 められている。この構造では、端面での信号の内部反射率が減少することになる 。例えば、米国特許第５,０６２,６８２号と５,０６６,０９４号、欧州特許第１ ９４,３２５号、及び日本国特許出願（公開）第１−１２１８０５号を参照。 超低反射率コネクタに対する要件は、特にレーザ源が用いられている高速、単 一モードファイバにおいてますます厳しくなりつつある。ケーブルテレビ（ＣＡ ＴＶ）のオペレーターは、現に、−５０dB未満の反射率を必要としており、この 基準は、多分、全ての電話供給者にも採用されるであろう。反射率特性はまた、 極端な環境の下で一貫性があり、再現性があり、且つ安定でなければならない。 同時に、挿入損失(insertion loss)は０.５dB未満である必要がある。初期の従 来技術は、傾斜を付けたコネクタファイバ端末間に空隙を設けることにより、挿 入損失（減衰）が比較的高くなることを犠牲にして反射率を減少させることに焦 点がおかれた。米国特許第４,６９５,１２６号参照。日本国特許出願（公開）第 ５９−３８７０７号のフェルールの構造では、フェルール端面の部分だけを傾斜 させてその空隙を極小にしているが、これでも少なくとも0.35dBだけ損失を下げ 、それに反射の安定性及び再現性は、共鳴フレネル反射（resonant Fresnel ref lections）のため劣っている。 米国特許第４,６１５,５８１号に示された構造では空隙は除去されているが、 この構造は毛管を利用するもので、これがいくつかの新たな問題を招来する。第 一に、ファイバは、挿入中の、且つ長期間の静疲労によるファイバ損傷を起こす 恐れのある、比較的鋭角の曲げに耐えなければならない。第二に、挿入子は信頼 性をもって製作するには困難であり、得られるコネクタ組立体は非常に費用がか かる。最後に、もしフェルール端面が９０°境界面に極めて密接して保持されな ければ、やはり僅かの端末ギャップが生ずるかも知れない。別の設計（米国特許 第４,９７８,１９３号）では、精密な工場処理で角度の付いた面を形成しておき 、その後、予め角度を付けたその表面だけを、止め具としての固いセラミックフ ェルール材料を使って、現場で研磨することによりファイバのギャップ生成を克 服することが試みられている。この設計は、対のコネクタを一緒に締める場合に 固定許容差を要する。締め付け許容差が極端にきつくない場合、もしくは軸方向 の又は回転方向の乱れで変化する場合、対応する全ての欠点をもって空隙が生ず るであろう。 ０.２５dB未満の損失値は、米国特許第５,１４０,６６０号で説明されている ように、相互接続したファイバ端面間に強制的な物理的接触（ＰＣ）を与えるた めに、典型的には、その端末が球面形状を有するフェルールを使うことにより、 従来技術の角度の付いたコネクタで達成されている。この設計はまた、その端末 が斜めに切られるか又は面取りされているフェルールに角度を付けた球面を形成 することに関連した初期の問題も克服するものである。フェルールは、フェルー ル端末を仕上げるのに要する研削及び研磨量を極小にし、且つコネクタ・レセプ タクル内でのフェルールの正確な軸心合せを容易化するために、面取りされてい る。しかし、図１に示すように、前述の面取りしたフェルール１０に角度を付け た球面状端面を形成する際、得られる球面１４の頂点１２は、ファイバ軸心１６ と、即ち、フェルールの径方向中心と一致しない（'６６０号特許の図３参照） 。この点に関して、ここで用いられている用語「頂点」は、球面１４上の点を示 すものであり、その点での接線が球面１４の傾斜角θに概ね平行となる点を示す ものである。さらに傾斜角θは、直径線上で向かい合う点ＡとＢの間を結ぶ線（ ここで球面１４が、面取りした面１８と交差する）に関して一般的に定義され得 るものである。しかし、熟練した当業者は、表面１４は完全に球面でなくてよく 、且つ、それがその中心近傍で球面に極めてぴったりと近似するとはいえ、点Ａ とＢの近くではしばしば非球面である、ということが認識できるであろう。それ 故、頂点１２での接線は、点ＡとＢを結ぶ線に完全に平行でなくてよく、同様に 、用語「球面の」は限定観念で解釈されるべきではない。 頂点１２とファイバ軸心１６との不一致によってファイバ端末間にギャップが 生ずる（この結果は複雑な顕微鏡的な寸法となるため、図１には拡大して示す） 。'６６０号特許は、この問題は、もし角度を付けた面が円周方向の面取り部に 隣合っているなら避けようが無いことを示唆しており、それ故、フェルール上に 面取り部よりも先へ延びる小径の先端部を設けることによりその問題が除去され る。しかし、'６６０号特許の設計には、まだいくつかの問題がある。その設計 は、本質的に、角度付き端面の鋭利な前縁を必要とし、これが種々の軸心合せス リーブ及びハウジング又は容器の切断、チッピング又は削り落しを起こす恐れが ある。何故なら、軸心合せ部品に使用される材料は、フェルールを組立てるため に典型的に用いられるジルコニアとアルミナのセラミックスと比較して柔らかい からで ある。これは、フェルール端面間に止まり且つその結果伝送特性を低下させる恐 れのある砕片を作り出すかも知れない。'６６０号特許の階段状の円柱形状はま た、ＬＥＤ（発光ダイオード）およびレーザのような現行のもしくは将来の光電 式デバイスのレセプタクルと安全に噛み合わないかも知れず、そうしたデバイス を破損する可能性がある。それ故、フェルール端面にある角度をもたせて仕上げ る方法であって面取り部よりも先へ延びる小径の先端部を必要とせず、しかも、 ファイバ端末間に生じ得るギャップを何れも極小にするために角度付き面の頂点 をファイバ軸の極めて近くに芯出しする方法を案出することは、望ましいことで あり且つ有利であろう。発明の概要 本願発明は、面取りした端末と光ファイバを受けるための中心穴とを有する円 柱体を含んでなるフェルールであって、そのフェルールの角度付き端面が概ね球 面であり且つその穴にほぼ（少なくとも５０μm以内、典型的には１０μm以内に ）芯出しされている頂点を有するフェルールを提供するものである。そのような フェルールを組立てるためのいくつかの方法が明らかにされる。これらの方法の ほとんどは、フェルール上に暫定的な傾斜端面を面取り部に隣り合わせて形成す ることと、その後、再研磨して芯出しした頂点を有する球面を形成することとを 必要とする。 これら三つの方法では、暫定的表面は平坦であり、且つ所望の傾斜角（通常、 約８°）で傾斜させる。これら三つの方法の最初のものでは、平坦な傾斜面を形 成した後、フェルール端末を再研削して新しい均一な面取り部が作られる。次い で、フェルールに在来の研磨を（柔軟な（compliant）パッドに対して）施し、 これが、再規定された面取り部により、頂点をファイバ軸心に芯出しする。暫定 的な平坦面を必要とする三つの方法のうち第二の方法では、ファイバの軸方向に 頂点をずらしながら、所望の傾斜角よりも多少急勾配の角度で球面を研磨する。 これらの方法の第三のものでは、平坦面の上をおおって円柱面を形成する。 第四の方法は、軸上で回転する際にフェルールを研削する凹面作成具を使って 、 球面である暫定的表面を与えるものである。別法では、暫定的表面が無い、即ち 、研磨ステップが一つだけであり、そこではフェルール端面は所望の傾斜角より も多少急勾配の角度で研磨される。この方法では、最初の端面径、研磨角度及び 球面の曲率半径の厳密な制御が必要である。これらの方法の各々における一定の 操作ステップは現状下でフェルールをモールディングするステップと置き換えて よい。得られるコネクタは、優れた安定度（±０.２dB）とともに極めて低い反 射率（代表的には−７０〜−８０ｄＢ）と低減衰度（〜０.２dB）をもたらす。図面の簡単な説明 本発明の新規な特徴と範囲は別添の請求の範囲において述べられている。しか し、発明自体は、添付図を参照することにより最も良く理解されるであろう。 図１は、従来技術によって構成された二つの角度付き物理的接触（ＡＰＣ）フ ェルールの拡大側面図である。 図２は、本発明によって構成された二つのＡＰＣフェルールの側面図であり、 ファイバ軸心と一致する球面の頂点を示す。 図３は、本発明に従ってフェルールを構成する方法のーつを描写する斜視図で あり、ここでは均一な面取り部が、暫定的で平坦な角度付きの表面を形成した後 に再規定される。 図４は、本発明に従ってフェルールを構成する別法を描写する側面図であり、 ここではフェルールが所望の傾斜角よりも急勾配な角度で研磨される。 図５及び図６は、本発明に従ってフェルールを構成するさらに別の方法を説明 する側面図であり、ここでは凹面作成具によって暫定表面が形成され、それは次 いで所望傾斜角よりも急勾配の角度で研磨される。 図７は、本発明に従ってフェルールを構成するやはり別の方法を描写する斜視 図であり、ここでは暫定表面上に円柱面が形成される。 図８は、本発明に従ってフェルールを構成する１方法を説明する側面図であり 、ここでは球面が単一の研磨操作で形成される。好ましい具体例の説明 これより図面、特に図２について説明すると、本願発明は、概略、光ファイバ コネクタ（ＳＴ、ＳＣ、ＦＣ、等のコネクタ形式を含む）に関するフェルール２ ０から成り、そのフェルール２０は、ファイバを受ける中心穴を有する概ね円柱 状の円柱体と、面取りした端末２２と、角度付き球面状端面２４とを有している 。球面状端面２４がたとえ面取り部に隣合っていても、それでもフェルール２０ は角度付き面２４の頂点２６をファイバ軸心２８に芯出し（センタリング）する 。本発明では、結果的にファイバ軸心から５０μm以内で頂点をセンタリングす るこの構造を得るためにいくつかの方法を想定している。以下、さらに述べるよ うに、この構造によって、コネクタ特性に関して反射率と挿入損失とに優れ、且 つ安定性と再現性が改善されることになる。 図３に説明されているフェルール作成の１方法では、角度付き面の縁と中心と の間の一様でない距離が、角度付き面の全円周の周りに均一な面取り部を付加す ることによって補われる。図３は、フェルール２０ａの端末部を表しており、こ の端末部は、最初に、フェルールのモールディングや端末３０の研削のような在 来手段によって本来形成されるべき箇所に形成されて、斜めに切られた又は面取 りされた外周３２を有する端末３０で終端となっている。角度付き端面３４は、 米国特許第４,８３１,７８４号及び４,９７９,３３４号に記述されたような改良 型の研磨器具を用いて端末３０に形成されるが、しかしながら研磨フィルムは、 これらの特許に示された柔軟な裏張りよりは、むしろガラスや金属のような固い 裏張りを持っていなければならない。研磨は、研磨フィルムに対して適当な角度 （２°〜２０°の範囲にあるが、典型的には約８°）をもたせて配置されたフェ ルール２０ａに対して実施される。フェルールを保持するジグは、パッドに直角 となるよりも、むしろ適当な角度で配置される。ジグは、研磨されている間にフ ェルールがねじれるのを防ぐためにキー手段を有していなければならない。端面 ３４は、固い裏張りを伴う研磨によって、先ず平坦にされる。図３に示された陰 影を付けた領域３６は、たとえそれが、以下に説明されるように、次のステップ で取り除かれるとはいえ、このフェルール作成段階では端面３４の一部分である 。 このように、フェルール２０ａの端末３０は、この作成段階で米国特許第４,９ ７８,１９３号に示されたそれと極めて類似している。 平坦な角度付き仕上げ面を作った後、端末３０を再研削して表面３４の全円周 の周りに均一な面取り部を形成する。図３の斜線領域３８は、再規定される面取 り部を形成するように、元の面取り部３２と合併される。陰影を付けた材料３６ はこの工程で削除される。この方法では、（ファイバ軸心から表面３４の縁まで の）距離ｘは、陰影を付けた材料３６が削除されると等しくなる。しかし、以下 に述べるように、図２の構造を得るためにはこれらの二つの距離が等しくなる必 要はなく、事実、フェルールがいくつかの残っている他の方法によって構成され る時はこれらの距離は等しくない。面取り部が再規定された後、次いで端面３４ は、研磨器具上の固い裏張りを（従来の）柔軟なゴムパッドとラッピングフィル ム（又は、それほど好ましくはないが、凹面である固いパッド）とに取り替える ことによって、且つ研磨工程を（最初の研磨ステップと同一の角度をもたせて配 置されたフェルール２０ａに対して）繰返すことによって球面に作られる。続い て形成された球面の頂点は、それ自体が、フェルール２０ａのファイバ軸心上に 自然に芯出しされることが、経験的に見い出されている。 開示されたいくつかの方法では頂点はファイバの軸方向に「シフト」されるが 、面３４の傾斜角は比較的一定のままであることに注目すべきである。この方法 に従って行われた２０個のフェルールの試作では、平均挿入損失が−０.２dB± ０.０２dB、及び反射率が−８２dB±０.５dBを有するコネクタを得た。 さて、図４を参照して説明すると、別法は、より急勾配な角度にある端面を柔 軟な研磨パッドで研磨することにより頂点を光学中心上へ押しやり又は偏らせる ものである。先ず、平坦仕上げ面が、先の方法によるのと同じように、所望の傾 斜角（angle of inclination）θでフェルール２０ｂに形成される。面取り部は 一様でない状態でそのまま残され、そして二次操作では修正されない。即ち、距 離ＡＦとＢＦは等しくない（ＡＦとＢＦは面取り部の縁から穴までの、フェルー ル端面で規定された概ね楕円形状の長軸に沿う距離である）。二次操作は、固い 裏張りと研磨フィルムとを柔軟な裏張りと研磨フィルムとに単に取り替えること と、θよりも多少急勾配の角度で研磨することとから成る。具体的に言うと、二 次研磨操作では、フェルール２０ｂは次式による斜め角（oblique angle）φを もたせて配置されなければならないということが経験的に定められてきた。 φ＝(ＢＦ／ＡＦ)×θ この方法は、好ましくは、その最初に形成された端面が比較的小さい直径（例え ば、１.４mm）を有するフェルールに関して実施される。比較的小さい端面を研 削することで、頂点をシフトすることが容易になり且つ３０％〜４０％の処理時 間が節約される。この寸法に基づけば、距離ＡＦとＢＦは、それぞれ０.７０６ ９mmと０.８３１７mmである。８°の傾斜角を仮定すれば、これは、角 φ＝(0.8317／0.7069)×８°＝９.４１２° で配置されたフェルール２０ｂに対する二次研磨操作となろう。第二の角度での 研磨は、点ＯとＢとの間の領域に沿って端面に比較的大きな力を加えることによ り、頂点をファイバ軸心上に効果的に芯出しする。この方法に従って行われた１ ０個のフェルールの試作では、平均挿入損失が−０.２３dB±０.０１５dB、及び 反射率が−８２.４dB±０.５dB、さらに、平均の径方向芯出し（頂点）が６μm シグマで１３μmを有するコネクタを得た。 第三の方法は、図５に叙述したように、最初に凸状半径(convex radius)を形 成して芯出しするために、高速スピンドルカーブ作成器（a high speed spindle curve generator）を用いている。凹面作成器具４０、例えば、ニュージャージ 州フィッパニー市のジェネラル・インダストリアル・ダイアモンド・ツール社(G eneral Industrial Diamond Tool Co.，Inc.,)から市販されている工業用ダイヤ モンド工具で、面取り部のために端面の周りで材料が不一致になることには関係 なく、その頂点が光軸上に不動で保持される球面状の角度付き端面を容易に作る ことができる。フェルール２０ｃは、スピンドル４２に所望の傾斜角で保持され るが、このスピンドルの軸は、フェルール２０ｃの光学中心がその端面に交差す る位置で点４４と一致するものである。スピンドル４２は５００〜１０００rpm の速度で回転する一方、器具４０は８,０００〜１２,０００で回転する。この処 置により、フェルール２０ｃに保持されたファイバのどれかが傷つけ られるかも知れないので、光ファイバは、この最初の研削ステップの後にフェル ール２０ｃに挿入（及び接着）される。最終的なＰＣ研磨は、柔軟なパッド４６ 及び上式で与えられた急勾配な向きφで保持されているフェルール２０ｃで行わ れる。この方法は自動化に適しており、しかも図６に示すように、簡単な単一空 洞の手動取付具(single cavity hand fixture)４８を用いて現場での設置を容易 にするものである。ここに開示された他の方法での場合と同じように、この研磨 工程により、フェルールの球状端面に連続してその終端が概ね球状である光ファ イバが得られることになる。 さらに別の頂点芯出し方法が図７に関連して説明される。前述の方法によるよ うに、平坦な角度付き表面が先ずフェルール２０ｄの面取りされた先端５０上に 形成される。しかしながらこの方法では、次いで、例えば、ゆるい粒状(loose p article)の研磨剤又はラッピングフィルムのような適当な研磨材料を支持してい て、円柱状にくぼんでいる裏張りに押しつけて先端５０を研削することにより、 円柱面５２が形成される。円柱面の軸５４は、先の平坦面の傾斜に対して平行で あり、即ち、傾斜軸に対して平行である。この具体例ではまた、「頂点」の定義 と「球面状」表面の意味に関しての従来技術の説明における議論も想起されると ころである。表面５２は厳密には球面状ではないが、それでも表面５２の円柱形 状は球面に十分近似しており、熟練した当業者がその頂点、即ち、そこではその 表面の接線が結合角（the angle of incidence）と概ね平行となるその点を得る ことができる。それ故、用語「球面状」は、前述の円柱面を包含して解釈される べきである。 図７の具体例は、その傾斜軸に直角な逃げ面(surface relief)により、回転力 に関してさらに高い安定度を与える一方、それはまた傾斜角の精度について、よ り大きな負担をかけるものである。この負担を軽減する一つの方法は、図７で陰 影をつけた領域５６で示されるように浅い逃げ角を与えることである。これらの 逃げ領域は、機械加工するよりはむしろ、先端５０にモールディングすることが 可能である。実際、熟練した当業者は、従前の構造の多くは理論的にはその場所 にモールディングしてよいが、現在の技術では所要のモールディング精度を得 ることができない、ということを知るであろう。外径に対するファイバ穴の同心 性は１.０μm以内でなければならず、また外径そのものが１.０μm以内でなけれ ばならない。 ここに開示された最後の方法は、研磨の全工程に柔軟なゴム裏張りを用いなが らも、しかも光軸に角度付き端面の頂点を芯出しするという目標を達成するもの である。この工程では、端面の開始直径、所望曲率半径及び研磨角はすべて、再 現性のある結果を得るために正確に制御されなければならない。図８では、θは 再び所望傾斜角であり、ｒは仕上げ球面状端面の所望曲率半径であり、ａは面取 り部の高さ、ｂはその幅であり、ＶＲは端面の開始直径、そしてＶＱは傾斜面の 有効直径である。最終球面の頂点は、単一の研磨処理において、とりわけ下式で θよりやや大きい角度ψでフェルールを研磨することにより、ファイバ軸心に芯 出しできることが定められている： ψ＝θ＋ｆθ ここで、 ｆθ＝ｆｓ／ｒ ｆｓ＝(ＶＱ／２)−ＶＰ ＶＱ＝ＶＲsin[tan^-1(a/b)]／sin[tan^-1(a/b)−θ] そして ＶＰ＝(ＶＲ／２)／cosθ 代表的なフェルール（ＶＲ＝１.４１mm、ａ＝０.９３mm、ｂ＝０.５５mm）に対 してこれらの式を用いれば、次の計算値となる： ＶＱ ＝(1.41mm)sin[tan^-1(0.93/0.55)]／sin[tan^-1(0.93/0.55)−８°] ＝１.５５３mm ＶＰ＝(1.41mm／2)／cos８°＝０.７１１９mm そして ｆｓ＝(1.553mm／2)−０.７１１９mm＝０.０６４６mm 曲率半径を６mmと仮定すると、 ｆθ＝0.0646mm／6mm=０.０１０７７ラジアン＝０.６２° そして ψ＝８°＋０.６２°＝８.６２° この方法における作用の本質は、光学軸（ファイバ軸心）の上に生ずる角度が特 定半径の適用時にθとなるように、端面に比較的急勾配な角度を与えることによ って頂点の予測ドリフト量を与えることである。これは、いくつかのフェルール を多段フェルールジグで同時に研磨しようとする時、何らかの困難さを呈するか も知れない。何故なら、そのような構成は、各フェルールに一様に圧力を加えず に別々の有効曲率半径をもたらすからである。例えば、その半径が（６mmの代わ りに）１０mmだと仮定すると、対応する研磨角度は８.６２°ではなく８.３７° となり、そして８.６２°の角度での研磨では頂点が適切に芯出しされないであ ろう。各フェルールに加えられる研磨力が独立して制御でき、従って有効半径を 制御できさえすれば、どの機械であっても使用できる。米国特許第５,１０７,６ ２７号に記述された機械は、複数個のフェルールを同時に組立てられるように改 良できるであろう。所定の曲率半径を誘導するために加えられるべき力は、実験 的に決定されなければならない。 前述の方法は、すべて優れた安定度（±０.０２dB）とともに極めて低い反射 率（代表的には−７０〜−８０dB）と低減衰度（〜０.２dB）を与えるコネクタ をもたらすものである。これらの結果は１３００nmの光源に基づいている。全て の端面の頂点はファイバ軸心から５０μm以内であり、ほとんどは１０μm以内で あった。性能の諸数値は、従来技術のコネクタと比較して、ダスト、熱変化、軸 方向及び半径方向の力、及び繰返し噛み合わせによっては本質的に影響されない 。現場の端末処理は、低廉な工具で容易に達成される。得られるコネクタは、米 国特許第５,１４０,６６０号のコネクタ設計に十分見合うものであるが、本願発 明によって作られたコネクタは、レセプタクル結合スリーブをこするようなこと はほとんどなく、且つ光電式デバイスのレセプタクルに対してよりよく適用でき るものである。 本発明は特定の具体例を参照して説明されているが、この説明は限定観念で解 釈されるべきものではない。発明の代替の実施態様と同様、開示した具体例の種 々の変更は、発明の説明を参照すれば、熟練した当業者には明らかになるであろ う。例えば、本願発明は、コネクタに加えて減衰器を作り出すのに用いることも できる。それ故、前述の変更は添付した請求の範囲に明記された本願発明の記述 的思想またはその範囲から逸脱することなく、なし得るものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 セリ、ラーマン・ケイ アメリカ合衆国 55133―3427ミネソタ州、 セント・ポール、ポスト・オフィス・ボッ クス33427番（番地の表示なし)

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 中心穴と端末部とを有する概ね円柱状の柱体を備えてなり、 前記柱体の前記端末部は、面取りされた表面と、前記面取り面に隣接す る概ね球面状の端面とを有し、且つ 前記球面状端面は、前記穴の法線に関して傾斜され、前記端面はさらに 前記穴にほぼ一致する頂点を有することからなる、光ファイバコネクタに用いる 物品。 ２． 前記球面状表面の前記頂点が、前記穴から５０μm以内に存する請求項 １記載の物品。 ３． 前記傾斜した球面状端面が、２°〜２０°の範囲で傾斜角を定める請求 項１記載の物品。 ４． 前記柱体が、縦軸を有し且つ前記中心穴が前記縦軸に平行である請求項 １記載の物品。 ５． 前記柱体の前記穴に配置され且つ前記端末部で終わる光ファイバをさら に備えてなり、前記光ファイバが、その形状が概ね球面にして且つ前記柱体の前 記球面状端面と連続する端面を有する請求項１記載の物品。 ６． 前記球面状表面の前記頂点が、前記穴から１０μm以内に存する請求項 １記載の物品。 ７． フェルールを有し、該フェルールが端末部と該端末部で終わる光ファイ バを受ける中心穴とを有し、該端末部は、面取りされた表面と該面取り面に隣接 する概ね球面状の端面とをさらに有し、該球面状端面は前記穴に関して傾斜され て傾斜角を定め、且つ前記光ファイバが、その形状が概ね球面で且つ前記柱体の 前記球面状端面と連続する端面を有することを特徴とする光ファイバコネクタに おいて、 前記球面状端面が、前記穴のところで前記傾斜角に概ね平行な接線を定 めることを含む、改良された光ファイバコネクタ。 ８． 面取りされた表面を備えた端末部を有し、また光ファイバを受ける中心 穴をも有するフェルールを得るステップと、 フェルールの端末部に面取り面に隣接して球面状の端面を与えるステッ プとを備えた、光ファイバコネクタのためのフェルールを作成する方法であって 、 上記球面状の端面が、穴の法線に関して傾斜されて傾斜角を定めると友に、そ の穴のところで傾斜角に概ね平行な接線を有する、方法。 ９． フェルールの端末部で平坦な傾斜面を形成し、それによって面取りされ た表面の一部を削除することと、 フェルールの端末部を研削して上記平坦な傾斜面の周辺部の周りに均一 な面取り部を形成することと、 柔軟なパッドに押しつけて上記平坦な傾斜面を研磨すること によってフェルールの球面状端面が与えられる請求項８記載の方法。 １０． フェルールの端末部で穴の法線に関して傾斜角をもって配置された平坦 な傾斜面を形成することと、 そのフェルールをパッドに関して傾斜角より大きい斜め角に保持しなが ら柔軟なパッドに押しつけて平坦な傾斜面を研磨すること によってフェルールの球面状端面が与えられる請求項８記載の方法。 １１． フェルールの端末部で穴の法線に関して傾斜角をもって配置された凸面 を形成することと、 そのフェルールをパッドに関して傾斜角より大きい斜め角に保持しなが ら柔軟なパッドに押しつけて凸面を研磨すること によってフェルールの球面状端面が与えられる請求項８記載の方法。 １２． フェルールの端末部で穴の法線に関して傾斜角をもって配置された平坦 面を形成することと、 その平坦面を平坦面の傾斜と平行な軸を有する円柱面に研磨することに よってフェルールの球面状端面が与えられる請求項８記載の方法。 １３． フェルールの球面状端面が角度ψ＝θ＋ｆθ（式中、θは所望の傾斜角 であり、且つ ｆθ＝ｆｓ／ｒ ｆｓ＝(ＶＱ/２)−ＶP ＶＱ＝ＶＲsin[tan^-1(a/b)]／sin[tan^-1(a/b)−θ] ＶＰ＝(ＶＲ/２)／cosθ ＶＲはフェルール端面の開始直径、ｒは球面状表面の有効半径であり、ａは面取 り部の有効高さ、及びｂは面取り部の有効幅である）でフェルールを研磨するこ とにより与えられる請求項８記載の方法。 １４． 斜め角φが、式φ＝(ＢＦ／ＡＦ)×θ（式中、θは傾斜角、平坦面は概 ね楕円であって長軸を有し、ＡＦは長軸に沿って穴から面取りされた表面までの 最短距離、そしてＢＦは長軸に沿って穴から面取りされた表面までの最長距離で ある）によって近似的に決定される請求項１０記載の方法。 １５． フェルールをスピンドル上にスピンドルの軸に関して傾斜角をもった向 きで置くことと、凹面作成器具でフェルール端末部の研削中にスピンドルを回転 させることによって凸面が形成される請求項１１記載の方法。 １６． 面取りされた表面を備えた端末部を有し、また光ファイバを受ける中心 穴をも有するフェルールを得るステップと、 フェルールの端末部に、面取り面に隣接して前記穴の法線に関して傾斜 されて傾斜角を定める暫定表面を形成するステップと、 前記の暫定表面を、穴のところで傾斜角に概ね平行な法線を有した球面 に変換するステップとを備えた、光ファイバコネクタのためのフェルールを作成 する方法。 １７． 請求項１６記載の方法において、 前記暫定表面が平坦であり、 前記の暫定表面形成ステップが、面取りされた表面の部分を除去し、 前記の変換ステップが、フェルールの端末部を研削して平坦面の周辺部 の周りに均一な面取り部を形成するステップと、柔軟なパッドに押しつけてその 平坦面を研磨するステップとを包含する請求項１６記載の方法。 １８． 請求項１６記載の方法において、 前記暫定表面が平坦であり、且つ 前記の変換ステップが、フェルールをパッドに関して傾斜角よりも大き な斜め角に保持しながら柔軟なパッドに押しつけて平坦面を研磨することにより 達成される請求項１６記載の方法。 １９． 請求項１６記載の方法において、 前記暫定表面が平坦であり、且つ 前記の変換ステップが、フェルールをパッドに関して傾斜角よりも大き な斜め角に保持しながら柔軟なパッドに押しつけて凸面を研磨することにより達 成される請求項１６記載の方法。 ２０． 請求項１６記載の方法において、 前記暫定表面が平坦であり、且つ 前記の変換ステップが、平坦面の勾配と平行である軸を有する円柱面に 平坦面を研磨することにより達成される請求項１６記載の方法。