JPH085869A - 光コネクタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】案内溝に配置された全ての光ファイバに均一な
保持力を与えることができ、保持力の低下も僅かであ
り、光ファイバを保持する部材や接着剤が破壊するおそ
れも少なく、かつ光ファイバの着脱が容易な光コネクタ
装置を提供する。 【構成】基板４０に形成された案内溝４４に、光ファイ
バ４４が配置される。基板４０には、支持手段４８が固
定されている。支持手段４８は、可動部４８ｂと立設部
４８ｃとを有しており、可動部４８ｂの前部には弾性を
有する保持板５０が固定されている。保持板５０は、光
ファイバ４４の数と同数の押圧部５２を有しており、各
光ファイバ４４に対して、押圧部５２が独立に押圧する
ことができるようになっている。また、可動部４８ｂ
は、立設部４８ｃを支点として回動可能になっており、
これによって、可動部４８ｂを操作すると、押圧部５２
が全て同時に変移する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光コネクタ装置に係り、
詳しくは複数の光ファイバを光集積回路基板に接続する
ためのいわゆる光多芯コネクタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光回路素子同士の間に光ファイバを配し
て接続することによって、光回路を形成するためには、
光ファイバのコアと光回路素子の光軸を正確に一致させ
る必要がある。この光ファイバのコアと光回路素子の光
軸合わせを容易にするために、光ファイバを案内して固
定しておく光コネクタ装置が従来より使用されている。
このような光コネクタ装置のうちで、複数の光ファイバ
を光集積回路の複数の光導波路に接続するためのものを
光多芯コネクタ装置と呼ぶ。光多芯コネクタ装置が使用
される光集積回路としては、例えば、集積化光スイッ
チ、光カプラ等が挙げられる。このような光ファイバと
光導波路との接続部では、光の損失（接続損失）が生じ
ないのが望ましい。しかしながら、現在のところ、接続
損失を避けることが不可能であり、光ファイバと光導波
路の光軸のずれが大きい程、接続損失も大きくなる。従
って、光ファイバを光導波路に対して、正確に位置決め
することができる光多芯コネクタ装置が、要求されてい
る。

【０００３】図５は、かかる要求に応じて提案された光
多芯コネクタ装置の概観、およびこの光多芯コネクタ装
置の使用状態を示す。なお、この光多芯コネクタ装置に
関する発明は、本願出願人により特願平５−３５１００
９号として出願されている（本願出願時は未公開）。同
図（ａ）に示すように、この光多芯コネクタ装置は、矩
形板である基板１０と、基板１０に接着によって固定さ
れた保持具１２とを有する。基板１０の表面には、複数
の光ファイバ１４を受け入れるために、複数の並行する
直線状の案内溝１６が形成されている。より具体的に
は、基板１０は、シリコン等で肉厚に成形された下部１
０ａと、シリコンで肉薄に成形され下部１０ａに接着さ
れた複数の上部１０ｂとからなっており、上部１０ｂ
が、互いに平行になるように間隔をおいて配置されてい
ることによって、この間隔に案内溝１６が設けられてい
る。この案内溝１６の断面は矩形になっている。

【０００４】また、保持具１２は、板バネ１８と保持部
２０とからなる。板バネ１８は、平行な二つの脚部１８
ａと、これらの脚部１８ａを連結する連結部１８ｂとか
らなる。脚部１８ａの端部（固定端）２１は基板１０の
上部１０ｂに接着固定されており、連結部１８ｂは板バ
ネ１８の自由端２２として、上下に変移可能になってい
る。連結部１８ｂにはその全長にわたって保持部２０が
取付けられている。板バネ１８は弾性の大きい樹脂材料
から成形され、保持部２０は透明な樹脂材料、例えばエ
ポキシ樹脂から成形される。この構成において、案内溝
１６に光ファイバ１４を挿入して、保持具１２の保持部
２０を光ファイバ１４に被せて、板バネ１８の弾性によ
る押圧力をもって、光ファイバ１４を案内溝１６内に保
持する。

【０００５】また、基板１０には、光回路基板２４が接
着によって固定される。この場合、基板１０の案内溝１
６が形成された表面と、光回路基板２４の光導波路２６
が形成された面が対向するようになされている。ここで
案内溝１６の深さは、適当に設定されており、これによ
って光ファイバ１４のコアと、光回路基板２４の光導波
路２６とが、同一の高さになっている。なお、基板１０
の上部１０ｂの表面には、合わせマーク２８が設けられ
ており、光回路基板２４の光導波路２６が形成された面
には、合わせマーク３０が設けられている。そして、図
５（ｂ）に示すように、光ファイバ１４を案内溝１６に
配置した後、合わせマーク３０に合わせマーク２８を合
わせて、光回路基板２４を基板１０に接着することによ
って、光導波路２６の端面と光ファイバ１４の端面とが
突き合わせられるようになっている。光回路基板２４
は、ＬＮ（ニオブ酸リチウム：LiNbO₃）を主体として形
成されており、適当な厚さになされていることによっ
て、半透明になっているので、このように位置合わせが
可能である。

【０００６】このような構造では、光ファイバ１４を容
易に案内溝１６内に配置するために、案内溝１６の幅
は、光ファイバ１４の直径よりも僅かに大きいと好適で
ある。例えば、直径約１２５μｍの光ファイバ１４を配
置するために、深さ６０μｍの案内溝１６を形成する場
合には、案内溝１６の幅は、光ファイバ１４の直径より
も１ないし２μｍ程度大きいとよい。案内溝１６の幅が
大きいと、案内溝１６の中で光ファイバ１４が水平方向
にずれるおそれがあるが、このおそれは、光ファイバ１
４を常に案内溝１６の一方の側壁面に押圧しておくこと
によって解消することができる。

【０００７】例えば、本願出願人による特願平５−３５
１００９号に記載の発明によれば、図６に示すように、
保持部２０に断面台形の溝３２を形成し、これらの溝３
２の一方側の傾斜面３４によって光ファイバ１４を、案
内溝１６の一方の側壁面および底面に向けて押圧する。
具体的には、図６（ａ）に示されるように、保持部２０
は、負荷のない状態で、基板１０に対して、図における
左方にある。光ファイバ１４を案内溝１６に配置する際
には、図６（ｂ）に示されるように、保持部２０を右方
に移動せしめる。すなわち保持部２０を支持する板バネ
１８（図５）を水平方向に曲げて、案内溝１６と溝３２
とでなされた空間内に、光ファイバ１４を挿入する。こ
の後、板バネ１８を解放すると、図６（ｃ）に示すよう
に、その復元力によって保持部２０が左方に復帰しよう
とし、光ファイバ１４が案内溝１６の左側の側壁面およ
び底面に押圧されるようになっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この光多芯
コネクタ装置においては、全ての光ファイバ１４に均等
な押圧力を与えるためには、光ファイバ１４を押圧する
傾斜面３４同士の間隔が、対応する光ファイバ１４同士
の間隔と完全に一致していなければならない。しかし、
光ファイバ１４の直径には当然ながらバラツキがある。
従って、一見、傾斜面３４同士の間隔を、対応する案内
溝１６同士の間隔と同一にすれば、傾斜面３４同士の間
隔と、対応する光ファイバ１４同士の間隔とを同一にす
ることになるように思えるが、実際には、最も直径の大
きい光ファイバ１４に押圧力が集中して、他の光ファイ
バ１４には十分な押圧力が与えられないことになる。こ
のようにして、光ファイバ１４が十分な力で保持されな
いことによって、光ファイバ１４の位置精度が狂い、光
ファイバ１４と光導波路２６の光軸が不整合となる。す
ると、これに起因して接続損失が生じる。

【０００９】また、光ファイバ１４を着脱する場合に
は、保持部２０を支持する板バネ１８を水平方向に曲げ
たり、上方に引張ったりする必要があり、このように変
形せしめる力によって、板バネ１８の固定端２１と基板
１０との間の接着剤に剪断応力や引張応力が生じ、疲労
によって、接着強度が低下する。これによっても、光フ
ァイバ１４に十分な押圧力が与えられないことになり、
光ファイバ１４の位置精度が狂い、接続損失が生じるこ
とになる。また接着剤が疲労破壊すると、光多芯コネク
タ装置が無駄になったり、光多芯コネクタ装置を修理し
なければならなくなったりするという問題もある。

【００１０】本発明は前記のような課題を解決するため
になされたものであり、案内溝に配置されたすべての光
ファイバに均一な保持力を与えることができ、保持力の
低下も極めて僅かであり、光ファイバを保持する部材や
接着剤が破壊するおそれも少なく、かつ光ファイバの着
脱が容易な光コネクタ装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明に係る光コネクタ装置は、表面上に複数の並
行する直線状の案内溝が形成された基板と、この基板に
少なくとも一部が固定されている一方、少なくとも一部
が可動になされている保持手段とを有しており、前記案
内溝内に光ファイバを配置して、前記保持手段を前記光
ファイバに被せて押圧せしめ、前記光ファイバを前記案
内溝内に保持するようにした光コネクタ装置において、
前記保持手段が、前記光ファイバのそれぞれに対して、
独立に押圧することができるようになされているもので
ある。ここで、前記保持手段が、前記光ファイバを押圧
することができるように可動になされた自由端を有して
おり、前記自由端が前記案内溝の数と同数設けられてい
ると好適である。また、前記保持手段は、前記基板に固
定された支持手段と、前記支持手段に支持された弾性手
段とを具備しており、前記弾性手段が前記光ファイバを
押圧する自由端を有しており、前記自由端が個別に変移
可能になされている一方、前記支持手段を操作すること
によって前記自由端が全て同時に変移可能になされてい
るとよい。さらに、前記支持手段は少なくとも、前記基
板に立設された立設部と、立設部を挟んで延びる可動部
とを有しており、この可動部は、前記立設部を支点と
し、前記立設部を挟んで力点と作用点とを有するテコに
なされており、前記作用点側に前記弾性手段が支持され
ていると好ましい。

【００１２】

【作用】本発明に係る光多芯コネクタ装置では、保持手
段を光ファイバのそれぞれに対して、独立に押圧するこ
とが可能である。従って、光ファイバの直径や光多芯コ
ネクタ装置に寸法のバラツキがある場合でも、大径の光
ファイバに押圧力が集中することなく、各光ファイバを
十分な力で保持しておくことが可能である。また、弾性
手段の自由端を個別に変移可能にする一方、弾性手段お
よび支持手段のいずれかを駆動することによって、弾性
手段の自由端を全て同時に変移可能にしておくと、光フ
ァイバの光多芯コネクタ装置への着脱が容易である。さ
らに、支持手段が基板に立設された立設部と、立設部を
挟んで延びる可動部とを有していて、可動部をテコとし
た場合には、可動部の力点を操作すると、立設部を支点
として可動部が回動して、作用点側にある弾性手段が変
移する。この構造によると、立設部と可動部との接続部
分あるいは立設部が変形することによって、光ファイバ
の着脱を行い得るから、立設部を十分に薄くして大きな
面積を有するようにし、立設部と可動部との接続部分あ
るいは立設部が変形しやすくすると、小さな操作力でも
自由端の変移を大きくすることが可能である。さらに、
立設部と可動部との接続部分あるいは立設部を変形しや
すくすると、前述した技術のように板バネを引き上げる
場合と比較して、保持手段と基板との取付（接着）部分
への負担が小さくなり、この取付部分の疲労や破壊のお
それが少なくなる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図１ないし図
４を参照して詳細に説明する。図１に示すように、本発
明に係る光多芯コネクタ装置は、矩形板である基板４０
と、基板４０に接着によって固定された保持具４２とを
有する。基板４０の表面には、複数の光ファイバ４４を
受け入れるために、複数の並行する直線状の案内溝４６
が形成されている。より具体的には、基板４０は、シリ
コン等で肉厚に成形された下部４０ａと、シリコンで肉
薄に成形され下部４０ａに接着された複数の上部４０ｂ
とからなっており、上部４０ｂが、互いに平行になるよ
うに間隔をおいて配置されていることによって、この間
隔に案内溝４６が設けられている。この案内溝４６の断
面は矩形になっている。

【００１４】一方、図２（ａ）に示すように、保持具４
２は、支持台４８と、弾性手段である保持板５０とから
なる。支持台４８は、弾性を有する透明な樹脂、例えば
アクリルから一体成形されてなる。図２（ａ）に示すよ
うに、支持台４８は、平行な二つの脚部４８ａと、これ
らの脚部４８ａの平面視して中央かつ上方に配置された
可動部４８ｂと、脚部４８ａおよび可動部４８ｂとを連
結する直立した立設部４８ｃとからなる。脚部４８ａは
板状になされて広い底面を有しており、この底面が基板
４０の上部４０ｂに接着されている。また、立設部４８
ｃは、脚部４８ａおよび可動部４８ｂと比較してかなり
薄くなされていると共に、広い面積を有している。

【００１５】支持台４８の可動部４８ｂは、立設部４８
ｃに支持されて、立設部４８ｃの前後に延びており、案
内溝４６内に配置された光ファイバ４４よりも上方に配
置されている。また、支持台４８が弾性を有するので、
可動部４８ｂは、湾曲可能になっている。立設部４８ｃ
から見て脚部４８ａの延びる方向を後方とすると、可動
部４８ｂの後部は脚部４８ａとほぼ同一の長さを有して
いる。また可動部４８ｂの前部には傾斜面が形成されて
おり、この傾斜面に保持板５０が接着されている。これ
によって、後述するように、可動部４８ｂは、脚部４８
ａあるいは立設部４８ｃを支点とするテコとして作動す
る。すなわち、可動部４８ｂの後端４９が外力を受ける
力点となり、保持板５０が作用点となる。

【００１６】さて、保持板５０は、支持台４８の可動部
４８ｂの前端に接着された広板部５１と、この広板部５
１から分岐した押圧部５２とを有する。この保持板５０
は、バネ作用を起こすのに好適な弾性を有する材料、例
えば燐青銅からなる薄板に、押圧部５２を分離する切込
を設けることによって成形されている。図３および図４
に示すように、押圧部５２は途中で捩じり曲げられてお
り、これによって押圧部５２の前端（自由端）は水平面
に対して傾斜している。このようにして、図４に示すよ
うに、押圧部５２の先端の裏面５４は傾斜面となり、案
内溝４６内に配置された光ファイバ４４に対して右斜め
上方から押圧力を与えて、光ファイバ４４が案内溝４６
の左側壁および底面に向けて保持されるようになってい
る。

【００１７】また、基板４０には、図５に示して既述し
た技術と同様に、光回路基板２４が接着によって固定さ
れて、光ファイバ４４のコアと、光回路基板２４の光導
波路２６とが接続されるようになっている。その詳細に
ついては、既述した技術と同様であるから説明を省略す
る。

【００１８】図１、図２（ｂ）および図４は、前述のよ
うに、保持板５０の各押圧部５２で各光ファイバ４４を
押圧する状態を示す。この状態では、各押圧部５２が各
光ファイバ４４に被せられて、各押圧部のバネ力によ
り、それぞれの光ファイバ４４が独立して押圧されてい
る。従って、光ファイバ４４の直径が異なっていても、
大径の光ファイバ４４に押圧力が集中することなく、光
ファイバ４４それぞれに適正な押圧力を付与することが
可能である。また、光ファイバ４４の位置が不適切な場
合には、個別に押圧部５２を持ち上げて、所望の光ファ
イバ４４の位置を微調整することが可能である。

【００１９】図２（ｃ）は、この光多芯コネクタ装置
に、光ファイバ４４を着脱する際の、保持具４２の機能
を示す。この際には、保持具４２の支持台４８の可動部
４８ｂの力点４９を押し下げる。支持台４８は、弾性を
有しているので、可動部４８ｂも力点４９に与えられた
力により湾曲するが、薄板状で広い面積を有する立設部
４８ｃの撓みが最も大きい。すなわち、力点４９に力が
与えられたことによって、立設部４８ｃがその脚部４８
ａ側の端部を支点として後方に撓む。これに伴って、可
動部４８ｂと立設部４８ｃとの接続部分を支点として、
可動部４８ｂの前方が上昇する。従って、保持板５０の
押圧部５２と基板４０との間隔が大きくなるので、光フ
ァイバ４４を案内溝４６内で容易に前後移動させること
が可能となり、光ファイバ４４の着脱あるいは位置調整
を行うことができるようになる。

【００２０】このようにして、光ファイバ４４を着脱す
る際には、すべての押圧部５２を上昇せしめることが可
能である。また、支持台４８の立設部４８ｃを薄板状で
広い面積を有するように成形したことによって、立設部
４８ｃと可動部４８ｂとの接続部分あるいは立設部４８
ｃが変形しやすくなり、小さな操作力でも自由端にある
押圧部５２の変移を大きくすることが可能である。ま
た、立設部４８ｃと可動部４８ｂとの接続部分あるいは
立設部４８ｃが変形しやすくすると、前述した技術のよ
うに板バネを引き上げる場合と比較して、保持具４２と
基板４０との取付部分（すなわち脚部４８ａと基板４０
との間の接着剤）への負担が小さくなり、この接着剤の
疲労や破壊のおそれが少なくなる。特に、立設部４８ｃ
が広い面積を有することから、力点４９を操作すること
に伴うモーメントが、接着剤に伝達されにくくなる。

【００２１】なお、図１に示すように、各押圧部５２の
前端の付近において、基板４０には蒸着によって金メッ
キを施した金メッキ領域５５が設けられている。このメ
ッキ領域５５は、すべての押圧部５２を挟んで、二つ設
けられている。前述の通り押圧部５２で光ファイバ４４
を固定した後には、両方の金メッキ領域５５に端部が到
達するような半田板５６を、押圧部５２の上に架け渡
す。そして、図示しないスポットヒーターを作動させ
て、半田板５６を加熱して融解する。これによって、半
田板５６の両端が両方の金メッキ領域５５に融着すると
共に、半田板５６の途中の部分が、全ての押圧部５２に
融着し、押圧部５２ひいては光ファイバ４４が基板４０
に固着されることになる。

【００２２】以上の構成の光多芯コネクタ装置を試作
し、実際に光ファイバの接続に供して、半田板５６によ
って完全に光ファイバ４４を固着する前に、光の接続損
失を調べた。ここで、光ファイバ４４は、導波長0.83μ
ｍのシングルモード光ファイバであって、そのクラッド
径は125 μｍ、コア径は5 μｍであった。光集積回路基
板２４としては、ＬＮ基板の上に光導波路２６を形成
し、その上にさらに酸化シリコン絶縁層および酸化シリ
コン保護膜を形成したものを使用した。脚部４８ａと基
板４０との間の接着剤の厚さは、0.2 μｍであった。こ
のようにしたところ、光導波路２６と光ファイバ４４と
の間の接続損失は、全て0.5 dB以下であった。その後、
図２（ｂ）および（ｃ）に示すように、力点４９への負
荷と除荷とを繰返して、光ファイバの着脱を１００回行
ったところ、光導波路２６と光ファイバ４４の間の接続
損失の低下は見られなかった。これにより、光ファイバ
着脱の際の負荷に対して、接着剤の疲労が少ないことが
証明された。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明により明らかなように、請求
項１および請求項２に記載の発明によれば、保持手段を
光ファイバのそれぞれに対して、独立に押圧することに
よって、光ファイバの直径や光多芯コネクタ装置に寸法
のバラツキがある場合でも、大径の光ファイバに押圧力
が集中することなく、各光ファイバを十分な力で保持し
ておくことが可能である。また、請求項３に記載の発明
によれば、弾性手段の自由端を個別に変移可能にする一
方、弾性手段および支持手段のいずれかを駆動すること
によって、弾性手段の自由端を全て同時に変移可能にし
ておくと、光ファイバの光多芯コネクタ装置への着脱が
容易である。さらに、請求項４に記載の発明によれば、
立設部と可動部との接続部分あるいは立設部が変形する
ことによって、光ファイバの着脱を行い得るから、立設
部を十分に薄くして大きな面積を有するようにし、立設
部と可動部との接続部分あるいは立設部が変形しやすく
すると、小さな操作力でも自由端の変移を大きくするこ
とが可能である。また、立設部と可動部との接続部分あ
るいは立設部が変形しやすくすると、保持手段と基板と
の取付部分（例えば接着剤）への負担が小さくなり、こ
の取付部分の疲労や破壊のおそれが少なくなる。従っ
て、光ファイバを固定する位置の精度が優れており、接
続損失を小さく維持することが可能な光コネクタ装置を
提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例の光コネクタ装置を示す斜
視図である。

【図２】実施例の要部である保持具を示す図であって、
（ａ）は保持具の斜視図、（ｂ）は保持具にて光ファイ
バを保持した状態を示す正面図、（ｃ）は光ファイバを
着脱する際の保持具の状態を示す正面図である。

【図３】実施例の要部である保持板を示す平面図であ
る。

【図４】実施例の左側面図である。

【図５】本発明に先行する技術に係る光コネクタ装置を
示す図であって、（ａ）は光コネクタ装置に光回路基板
を接続する前の状態を示す斜視図であり、（ｂ）は光コ
ネクタ装置に光回路基板を接続した後の状態を示す斜視
図である。

【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に光ファイバを固
定する過程を示す先行技術に係る光コネクタ装置の左側
面図である。

【符号の説明】

４０ 基板 ４２ 保持具 ４４ 光ファイバ ４６ 案内溝 ４８ 支持台 ４８ａ 脚部 ４８ｂ 可動部 ４８ｃ 立設部 ４９ 力点 ５０ 保持板（弾性手段） ５２ 押圧部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面上に複数の並行する直線状の案内溝
   が形成された基板と、この基板に少なくとも一部が固定
   されている一方、少なくとも一部が可動になされている
   保持手段とを有しており、前記案内溝内に光ファイバを
   配置して、前記保持手段を前記光ファイバに被せて押圧
   せしめ、前記光ファイバを前記案内溝内に保持するよう
   にした光コネクタ装置において、 前記保持手段が、前記光ファイバのそれぞれに対して、
   独立に押圧することができるようになされていることを
   特徴とする光コネクタ装置。
2. 【請求項２】 前記保持手段が、前記光ファイバを押圧
   することができるように可動になされた自由端を有して
   おり、前記自由端が前記案内溝の数と同数設けられてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の光コネクタ装置。
3. 【請求項３】 前記保持手段は、前記基板に固定された
   支持手段と、前記支持手段に支持された弾性手段とを具
   備しており、前記弾性手段が前記光ファイバを押圧する
   自由端を有しており、前記自由端が個別に変移可能にな
   されている一方、前記支持手段を操作することによって
   前記自由端が全て同時に変移可能になされていることを
   特徴とする請求項２に記載の光コネクタ装置。
4. 【請求項４】 前記支持手段は少なくとも、前記基板に
   立設された立設部と、立設部を挟んで延びる可動部とを
   有しており、この可動部は、前記立設部を支点とし、前
   記立設部を挟んで力点と作用点とを有するテコになされ
   ており、前記作用点側に前記弾性手段が支持されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の光コネクタ装置。