JPH11505937A - 非円筒対称形光学要素を回転心合せするための内部特徴部を有する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、光学要素の偏光軸を自由に回転させて、かつ、コネクタの外面の回転配向指示基準部に対して固定させる内部構造を有する光ファイバーコネクタである。このように、この基準部は、光学要素の複屈折軸の空間方向の外部の物理的指示を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 非円筒対称形光学要素を回転心合せするための内部特徴部を有する装置 発明の背景 発明の分野 本発明は、偏光を伝送、放射または受容する非円筒対称形光学要素と一緒に使 用するためのコネクタに関する。より詳しくは、本発明は、接続された光学要素 、特に光ファイバーの間で伝送される偏光を維持するコネクタに関する。さらに より詳しくは、本発明は、光ファイバーの偏光軸を自由に回転させて、かつ、コ ネクタの回転配向指示基準に対して回転方向に固定させる内部構造を有する光フ ァイバーコネクタに関する。次に、好ましくはコネクタの外部上にある基準が、 光ファイバーの複屈折軸の空間方向の物理的指示を提供する。本発明のコネクタ が光ファイバーを別の円筒形非対称光学要素に接続するために使用されるとき、 この外部の指示が、それらの偏光軸の位置合わせをずらさずに光学要素の内部接 続を容易にする。 関連技術の説明 光ファイバー、レーザーダイオードおよびその他の光源、偏光子、レンズ、ビ ームスプリッタなどの光学要素は、特に高速通信およびデータ転送のために現在 幅広く使用されている。コネクタが、光通信ネットワークに組み込まれる光学要 素を非永久的に接続し、接続を解除し、かつ、再接続するために使用されること もある一方、スプライスがネットワーク要素を永久的に接続するために使用され ることもある。本願明細書は、光学要素の多重の非永久的な接続および再接続を 可能にするために容易に連結して取り外すことができるコネクタを目的とする。 多くのこうしたコネクタ設計が、現在使用されている。米国特許第5,321,784 号に説明されているように、電気通信用途に使用されている標準化コネクタ設計 は、ST、SCおよびFCの商品指定下で入手できるものである。特定の用途のために 選択された設計に関係なく、接続された光学要素の末端の位置合わせは、光が接 続部を通過するときの信号強度を維持するために重要である。光ファイバー(本 質的に円筒対称形を有する)などの標準的な電気通信等級の光学要素を接続する ために、ファイバーが、ファイバー接続部を通過する光信号の減衰を最低限にす るために長手方向および横方向に指示されてかつ配向されなければならない。当 業者に周知のように、これは、ファイバーの軸心の間で最低限の横および長手方 向のずれを確保するために位置づけながら、ファイバーを最も効果的に使用する ことによって達成することができる。 電気通信産業に使用される光ファイバーとは対照的に、いくつかの光ファイバ ーは非円筒対称形である。それらは、非円形の断面積を有することもあり、それ らの回転配向に依存する性能を単に有することもある。いくつかの非円筒対称形 ファイバーは、それらが複屈折を有するように、すなわち、異なる偏光がファイ バー内で異なる伝搬特性を有するように構成される。例えば、定偏波(PM)および 偏光(PZ)ファイバーは、ファイバー内の偏光を維持するために設計された非円筒 対称形内部構造を有する。こうしたファイバーは、一般に、この偏光複屈折に関 する2つの横軸を有する。平面偏光が、その偏光面がファイバーの横軸に一致す るように入射する場合、偏光は光がファイバーの長さ方向に伝搬するときに維持 される。2つの非円筒対称形光ファイバーの間を接続するときに、偏光状態が確 保されるように2つのファイバーの横軸を正確に回転心合せすることが重要であ る。 定偏波ファイバー光システムの性能の基準は、好ましい偏光状態の光の強度に 対する望ましくない偏光状態の光の光学強度として定義される消光比とよばれる こともある。この比は、回転配向のずれPy/Px=tan2(β)に関連するが、ただし、 式中βは、接続されている2つのファイバーの軸の間の角度であり、Pxは好まし い偏光状態の光学強度であり、Pyは直交偏光状態の光学強度である。 偏光クロストークの値は、一般に以下の式のようにdB単位で表される。 偏光クロストーク(dB)＝10log(Py/Px) - 30 dB未満の偏光クロストークを有することが望まれている。このレベルの 性能は、約2度以内の心合せ精度を必要とする。残念ながら、偏光クロストーク に悪影響を与える多くのその他の因子もある。従って、実際には、約１度よりも 優れた回転配向精度を有することが望まれる。こうした高い精度は、従来のコネ クタ設計を用いて達成することは非常に困難である。 主として標準的な円筒対称形電気通信ファイバーに用いられている2つの主な 既存の光ファイバーコネクタ接続設計、すなわち、FEおよびSCもPZまたはPM光フ ァイバーなどの非円筒対称形ファイバー要素に用いるコネクタとして使用するた めに一般に適切である。これらのコネクタタイプの両方とも、関連するアダプタ ー上のディテールに適合するコネクタ上の突起またはキーを通常含んでいるため 、アダプターに対し、したがって、2つのコネクタに対してコネクタの回転心合 せを固定する。それが、SCおよびFCコネクタを偏光制御光ファイバーのコネクタ に用いる適切な候補とするコネクタの回転心合せ制御である。 いくつかの知られているSCおよびFCコネクタ設計は、限られた回転配向能力を 有する。ただし、こうした設計は、接続部のコネクタ本体に対するファイバー軸 心の偏心率の調節によって余分な損失を単に低減するために意図される。例えば 、Nagaseらの米国特許第5,016.970号は、光ファイバーの心合せ不良の問題を論 じ、かつ、心合せの手段としてのフェルール本体内に円筒形の対向するキー溝を 提供する。これらのキー溝が、フェルールを収容するプラグハウジングに形成さ れた円筒形の対向キーと連動する。キーおよび対応するキー溝は、プラグハウジ ング内で光ファイバーの2つの配向を可能にする。他の位置は、対称的に配置さ れて180度を有して分離する。米国特許第5,212,752号で、Stephensonらは、フェ ルール内の光ファイバー軸心またはファイバー収容通路の偏心率を調節するため の向上された手段を有するコネクタを開示している。Stephensonらは、各種の固 定心合せ部内の第2のファイバーに統一され得るSCタイプのファイバーコネクタ を提供することによって偏心の影響を最低限にする。他の固定ファイバー心合せ 部を用いて形成された一連の試行された接続部によって、結果として所定のコネ クタに用いる損失が最も少ない接続部が得られた。NagaseおよびStephensonのコ ネクタ設計の制限された回転配向能力は、PMまたはPZファイバーのための十分に 正確 な回転配向を提供しなかった。 非円筒対称形ファイバーに用いるコネクタを設計する場合には、接続部の各フ ァイバーの回転配向の正確な制御は、非常に重要である。この課題は、ファイバ ー支持フェルールをリング形フランジに形成されたキー溝と位置あわせした後、 このフランジに対する位置にフェルールを結合するための方法を開示するNagase らの米国特許第5,216,733号にある程度詳細に論じられている。光ファイバーの 研磨された端を通過する光の偏光方向を観察しながら、ファイバーの心合せが行 われる。プラグハウジング内のフェルールの設置は、ハウジング上の内部キーが フェルールのフランジのキー溝と適合するときに決定された2つの回転方向に等 しい位置の1つに限られている。 米国特許第'733号に記載されたコネクタ設計は、ファイバーの偏光軸が、最初 に組体装置121('733号特許の図14参照)を用いて識別することを必要とする。2つ の半径方向に対向するキー溝108を含むリング形心合せフランジ105は、非円筒対 称形光ファイバー101が保持されるフェルール本体103の保持部104上に押しつけ られている('733号特許の図4-5を参照)。ファイバー101の偏光軸は、このため、 リング形フランジ105のキー溝108と回転方向に位置合わせされる。'733号特許の 図16に示されるように、コネクタを組み立てるためには、取り付けられたフラン ジ105を有するフェルール100が次にプラグハウジング161に挿入されて、かつ、 キー溝108がハウジング内でキー162と係合する。 Nagaseの'733号特許に記載されたコネクタ設計では、フェルール/リング形フ ランジ組体がハウジングに挿入されると、それがキー溝108がハウジング内でキ ー162と係合するときにハウジングに対して回転方向に固定される。ファイバー の偏光軸が、ハウジング上のあるゆる内部または外部の心合せ特徴部に対してそ れ以上回転方向に調節され得ない(第8欄第15-20行)。したがって、ファイバーの 回転配向の精度は、コネクタの組立に続くファイバーの偏光軸の回転方向調節能 力の欠如によって制限される。 Nagaseの回転方向技術は、フェルール/フランジ組体が、ファイバー挿入時の 残りのコネクタ構成要素および最終プラクチスの偏光同調部分から分離すること を必要とする。Nagaseの第'733号特許の設計に必要な多工程回転心合せ手続きは 、回転誤差に対して以下の複数の機会を導入する。 心合せ工程によって誘導される回転誤差。 リング形心合せフランジと取付具との許容差によって誘導される回転誤差。 リング形心合せフランジ設置工程時に誘導される回転誤差。 リング形心合せフランジとコネクタ内の内部キーとの許容差によって誘導され る回転誤差。 コネクタ上の内部および外部キーの許容差によって誘導される回転誤差。 一連の作業の製造時許容差と心合せ許容差/誤差の合計による誤差の調節は、 「許容差スタック(tolerance stacking)」と呼ばれることもあり、ファイバーの 回転配向精度をさらに制限する。 さらに、Nagaseのコネクタは、多くのコネクタ構成要素がケーブルを備えない ので、一般的なケーブル構成上で成端することは困難である(本願明細書の図1参 照)。図1に示すように、Nagaseのコネクタわ補強ストランド202および緩衝器203 を含むジャケットを有する光ファイバーケーブル200に取り付けるために、ファ イバーが剥離されて、かつ、裸の末端101がフェルール100に挿入されなければな らない。心合せ特徴部105が上述のようにフェルール100に固定されており、かつ 、フェルール/フランジ組体が心合せ特徴部フランジ内のキー溝108(図示せず)が ハウジング内で回転方向が等しいキー162のいずれかと係合するするまで螺旋ば ね163と一緒にハウジング161に挿入されなければならない。ケーブルジャケット の補強ストランド202が次にハウジング161の周囲に包まれて、クリンプスリーブ 204で固定される。ハウジングが、次に、関連する軸継手ナット208を用いて前方 および後方コネクタ本体部分206A、206Bに係合される。ゴムブーツ209が、クリ ンプリング204の周囲の領域のケーブル200上の曲げ歪を緩和する。設置者が多数 の構成要素を適切な順番で、正確な方向に滑動させなければならないあらゆる設 計が、何度も誤差を起こす機会を提供することによってコネクタ設置数全体に悪 影響を及ぼす。 発明の大要 本発明が、高精度のファイバー対ファィバー心合せに回転方向の改善された制 御を提供する非円筒対称形光学要素、特に、光ファイバーである。この高精度の 心合せが、完全に組み立てられたコネクタ内に1回のステップでプラグハウジン グ上の外部回転配向基準に対して最適角度で光ファイバーをロックすることによ って達成される。 ある態様では、本発明が、偏光軸を有する非円筒対称形光ファイバーの末端に 用いる保持部材を含むコネクタサブアセンブリを提供する。保持部材が、内部ス リーブ部材内で相補的な心合せ特徴部と係合するよう構成された少なくとも1つ の心合せ特徴部を含む。内部スリーブ部材が、ほぼ円筒形のハウジングの長手方 向ボアと滑動自在に係合するよう構成されている。ハウジングの構造が、意図さ れた適用に依存してさまざまに異なっていても良いが、好ましくは、ハウジング が上述の工業標準規格のSCまたはFCタイプから選択される。 光ファイバーが保持部材に回転方向に固定されてかつその偏光軸が識別された 後、内部スリーブ部材が、ボア内のハウジングの長手方向軸を中心として自由に 回転して、ハウジングの外面上の固定されて露出された回転配向基準に対して最 適な角度で光ファイバーの偏光軸を回転方向に心合せする。回転心合せが完了す るとき、内部スリーブ部材がロック手段によってハウジングにロックされても良 い。 必要であれば、ハウジング上の外部特徴部の位置によって明確に指示された光 ファイバーの偏光軸を有するコネクタアセンブリが、適切なSCまたはFCタイプの ラッチ部材と容易に嵌合されても良い。取り付けられたコネクタを有する光ファ イバーケーブルが、次に、別の光装置との内部接続のために適切な末端に取り付 けられても良い。 本発明は、保持部材をハウジングの適切な端の方向に付勢するための手段を含 んでも良い。必要であれば、内部スリーブ部材が、保持部材と係合するように設 計された工具によってハウジングに対して回転されても良い。 好ましい態様では、保持部材が、フェルールおよび回転方向にフェルールを保 持するよう構成されたカラー部材を含む。フェルールは、ファイバーの末端用の 軸の長手方向通路を含み、かつ、カラー部材がフェルールの通路に続く軸の長手 方向通路を含む。カラー部材が、例えば長手方向キーなどの少なくとも1つの心 合せ特徴部を含む。カラー部材上の心合せ特徴部が、内部スリーブ内でキー溝な どの協働心合せ特徴部と係合する。内部スリーブが、FCまたはSCタイプのハウジ ングの長手方向ボアと係合する。 フェルールがカラー部材の回転方向に固定されて、かつ、カラー部材が内部ス リーブと係合された後、内部スリーブ部材がハウジング内に挿入されて、ハウジ ングボアの長手方向軸を中心に自由に回転されても良い。コネクタ構成要素の組 立てに続き、光ファイバーがフェルールに回転方向に固定されて、かつ、光ファ イバーの偏光軸がハウジングの外面上に固定されて露出された回転配向基準に対 して最適角度で回転方向に固定されても良い。内部スリーブ部材が、次に、ハウ ジングに機械的または接着的にロックされても良い。 このため、本発明のコネクタが、内部接続ファイバー間の迅速で非常に正確な 心合せを可能にする。ファイバー挿入および結合工程が、回転心合せが従来技術 のように裸のフェルールすなわち組み立てられていないフェルールカラーではな く、むしろ、組み立てられたコネクタ上で完了され得る前に必要な一般的なコネ クタ設置、ファイバー研磨およびその他の工程とほぼ同じ方法を用いて達成され 得る。 Nagaseによる第'733号特許に記載された設計のような非円筒対称形ファイバー を接合するのに従来使用されたコネクタは、コネクタ組体および多数の部品部分 に優先してファイバーの心合せを必要とした。対照的に本発明は、相対的に少数 の部品部分を用いて、偏光心合せが完全に組み立てられたコネクタ内で達成され ることが必要である。この心合せ手続きが、以下のような誤差を生じる機会を少 なくする。 心合せ工程によって誘導される回転誤差。 カラー部材上の心合せ特徴部とハウジングに挿入されたスリーブ部材との許容 差によって誘導される回転誤差。 本発明のコネクタは、その心合せ特徴部がファイバー保持部材を含む一体部分 として製造されるので、キー溝の設置によって誘導される誤差を排除する。従っ て、本発明は、従来技術のコネクタに必要な事前心合せ工程に固有の回転心合せ 誤差を低減する。 本発明は、コネクタを成端手続き時に完全に組み立てることができるので、一 般的なケーブル上の設置を単純化する(図4A参照)。本発明は、完全に工場で組み 立てることもできるので、誤差が生じる機会を無くすることによってシステムの 潜在的な生産率を増加させる。 本発明は、第2の円筒対称形光学要素を第1の偏光軸を有する第1の光学要素に 接続するための方法も含む方法であって、 (a)前記第2光学要素に少なくとも心合せ特徴部を有する保持部材を提供する工程 と、 (b)前記保持部材の心合せ特徴部と内部スリーブ部材の少なくとも1つの協働心合 せ特徴部とを係合する工程と、 (c)前記内部スリーブと内部スリーブを収容するよう構成された長手方向ボアを 有する内面および外部回転心合せ特徴部を含む外面を有するハウジングとを係合 する工程と、 (d)前記保持部材内で第2の偏光軸を有する第2の光学要素を回転方向に固定する 工程と、 (e)前記ボア内で前記回転スリーブ部材を回転させて、前記ハウジング上の前記 回転心合せ基準部に対して最適角度で前記第2の偏光軸を回転方向に心合せする 工程と、 (f9前記ハウジングに対して前記内部スリーブ部材を固定する工程と、かつ、 (g)前記第1の光学要素の第1の偏光軸に対して前記ハウジング上の前記外部特徴 部を回転方向に配向する工程とを含む方法も提供する。 好ましい態様では、本発明は、第2の非円筒対称形光ファイバーを第1の偏光軸 を有する第1の光ファイバーに接続するための方法であって、 (a)フェルールを少なくとも1つの心合せ特徴部を含むカラー部材内で回転方向に 固定する工程と、 (b)前記カラー部材内で心合せ特徴部と前記心合せ特徴部に係合するよう構成さ れた内部スリーブ部材内の協働心合せ特徴部とを係合する工程と、 (c)前記カラー部材およびスリーブ部材を前記内部スリーブ部材を収容するよう に構成された長手方向ボアを有する内面および外部回転配向基準部を含む外面を 有するハウジングに挿入する工程と、 (d)第2の偏光軸を有する第2の光ファイバーを前記カラー部材および前記フェル ールに挿入し、かつ、前記フェルール内で前記第2のファイバーを回転方向に固 定する工程と、 (e)前記ボア内で前記内部スリーブ特徴部を回転させて、前記ハウジング上の外 部配向特徴部に対して最適角度で前記第2の偏光軸を回転方向に心合せする工程 と、 (f)前記内部スリーブ部材を前記ハウジングに対して接着剤を使用して固定する 工程と、 (g)前記第1の光ファイバーの前記第1の偏光軸に対して前記外部基準部を回転方 向に配向する工程とを含む方法を提供する。 上述の態様のコネクタは、PMまたはPZ光ファイバーを相互にまたは各種の光学 要素に接続するために使用されても良い。ただし、当業者であれば、本発明のコ ネクタが、楕円形の軸心、複数の軸心、オフセット軸心などを有する光ファイバ ーなどの非円筒対称形内部形状を有する光学要素であれば、複屈折性であるか否 かを問わず保持して内部接続するために使用されても良いことは理解されよう。 図面の簡単な説明 図1は、従来の光ファイバーケーブル上の組体に優先していると思われるよう なNagaseらによる米国特許第5,216,733号に記載の光ファイバーコネクタを示す 拡大図である。 図2は、本発明の光ファイバーサブアセンブリの構成要素の部分的断面を示す 拡大図である。 図3Aは、本発明の組み立てられたFCタイプの光ファイバーコネクタを示す長手 方向断面図である。 図3Bは、本発明の組み立てられたSCタイプの光ファイバーコネクタを示す長手 方向断面図である。 図4Aは、本発明の組み立てられたFCタイプの光ファイバーコネクタを示す拡大 断面図である。 図4Bは、本発明のFCタイプの光ファイバーコネクタ組体を示す拡大断面図であ る。 図5は、本発明のFCタイプのコネクタ組体の外部斜視図を示す図である。 図6は、心合せ工具と一緒に使用するために構成された本発明のFCタイプコネ クタを示す断面図である。 図7は、複数の非対称キー溝を有する本発明の内部スリーブ部材を示す正面図 である。 本発明の詳細な説明 図2は、本発明の光ファイバーコネクタの光ファイバーサブアセンブリの一実 施例を示す拡大図である。サブアセンブリが、第1の主要構成要素として好まし くはフェルール22およびフェルール22を回転方向に維持するように構成されたカ ラー部材24を含む光ファイバー用の保持部材を含む。カラー部材24が、サブアセ ンブリの第2の主な構成要素すなわち内部スリーブ部材44内で例えばキー溝66な どの協働心合せ特徴部と係合する例えばキー64などの少なくとも1つの心合せ特 徴部を含む。サブアセンブリの第3の主な構成要素が、管状ハウジング40である 。ハウジングが、FCタイプまたはSCタイプであっても良いし、かつ、保持部材に 係合するよう構成された段付き内部ボア41を含む。 好ましくはセラミック材料から形成されるフェルール22が、PMまたはPZ光ファ イバー(図示せず)などの非円筒対称形光ファイバーの末端を保持するように構成 された長手方向内部通路26を含む。フェルール22が、3つの軸方向に心合せされ たセグメントすなわちフェルール係合カップ部28、バレル部29およびステム部30 から形成されるカラー部材24によって回転方向に保持される。カップ部が、ベー ス28Bおよび開放端28Bを含む。バレル部の第1の端(図示せず)が、カップ部のベ ース28Bに取り付けられて、ほぼ管状のステム部30がバレル部29のベース29Bに取 付られる。カラー部材が、フェルール22の通路に接続する長手軸方向通路27を含 む。 カラー部材24が少なくとも1つの心合せ特徴部、すなわち、この実施例ではバ レル部の外面に沿ってカップ部28のベース28Bから延在するほぼ長手方向のキー6 4を含む。カラー部材のバレル部29に沿ったキー64の配置によって、組立者がキ ー64をキー溝66などの内部スリーブ上の協働心合せ特徴部の少なくとも1つに係 合させることが容易である。 カラー部材のステム部30が、カラー部材のカップ部28から遠位のステム部の端 でその外面上に例えばテーパーフランジまたはリッジ32などのリテーニング手段 を含む。 図2に示すFCタイプの管状ハウジング40が、段付きボア41を有する内壁を有す る。ハウジング40の第1の端のボアの大きな直径領域42が、カラー部材のカップ 部28およびに内部スリーブ部材44に滑動自在に係合するために十分な直径を有す る。ハウジング40の第2の端のボアの小さな直径領域46が、カラー部材24のステ ム部と滑動自在に係合するために十分な直径を有する。対向面48Aおよび48Bを有 する肩48は、ハウジングボア内の大きな直径領域42と小さな直径領域の間に存在 し、かつ、ステム部30上のテーパーフランジ32を界面嵌合部に提供するために十 分な直径の通路49を含む。ハウジング40の外面が、末端または装置(図示せず)に 適合されるときに、完成されたコネクタ組体を適切に配向するのに役立つ少なく とも1つの回転配向基準部を含む。外部特徴部69が、回転心合せ手続き時に物理 的に接近可能であるハウジング40の外面のどこかの場所に配置されても良い。基 準部の実際の構造は、ハウジング設計によって大いに異なっていても良いし、例 えばハウジングの外面上のリッジ、フランジまたは等辺等角特徴部などであって も良い。 例えば、螺旋ばね36などの付勢手段が、カラー部材のバレル部のベース29Bと 肩48の第1の面48Aの間で管状ハウジング40に挿入されて、ボア41のカラー部材の 長手方向運動に対向するためにカラー部材の裏側の圧力を維持しても良い。 第1の端44Aおよび第2の端44Bを有する内部スリーブ44が、ハウジングボア41の 大きな直径領域42と滑動自在に係合するために十分な外径を有する。内部スリー ブ44の外径が、大きな直径領域42のハウジング40の長手方向軸を中心としするス リーブの回転を可能にする。内部スリーブ44の第2の端48が、肩48の面48に接触 する。内部スリーブ44が、カラー部材24上の心合せ特徴部と係合するように構成 されて、本発明の実施例では、この目的のために、少なくとも1つの協働心合せ 特徴部すなわち第1の端44Aから延在する長手方向キー溝66を含む。内部スリーブ 44が、図示のように単一のキー溝を含んでいても良いし、ハウジング40の長手方 向軸を中心に選択された角度を有して分離する複数のキー溝を含んでいても良い 。内部スリーブが、カラー部材24のバレル部29に滑動自在に十分に係合するため に内径を有し、かつ、そのように係合されたときに、スプリング36が完全に圧縮 されて、第1の端44Aがカップ部28のベース28Bに接触する。キー64およびそれに 対応するキー溝66がハウジング40のボア41内でカラー24の回転を阻止し、それに よって回転心合せおよびファイバーが接続されたときの最高水準のファイバー対 ファイバーの偏光確保を維持するために正確に内部でかみ合わなければならない 。 図3Aは、FCタイプのハウジング240を有する光ファイバーコネクタ210を示す断 面図である。フェルール222が、適切な接着剤またはプレス嵌めなどの適切な手 段によってカラー部材224のカップ部228に固定され、かつ、カップ部の開放端22 8Aから延在する。カラー部材上の心合せ特徴部である長手方向キー264が、内部 スリーブ244内の協働心合せ特徴部であるキー溝266と内部でかみ合わされる。カ ラーおよびスリーブがかみ合わされてハウジングボアの大きな直径領域242の内 側に位置づけられると、コネクタ210が光学要素または末端に接続されて、かつ 、力がフェルール222の露出端234に適用されたときに、カラーがボア241内で長 手方向に移動するための自由がある程度制限される。螺旋ばね236が、カラー部 材のバレル部のベース部229Bと第1肩面248Aの間で作用して、過剰な長手方向の 運動に抵抗し、接続されたファイバーまたは要素の露出端の間の接触を確保する 。 ハウジングボアの小さな直径領域によって、カラー部材224のステム部230がハウ ジング240の長手方向軸に対して滑動することができる。ただし、ハウジングボ アの大きな直径領域242の方向へのステム部の移動は、テーパーフランジ232にが 適所にスナップ嵌めされて肩248の第2の面248Bと係合した後は、制限される。 コネクタ210の内側では、光ファイバーの引き剥がされた(すなわちジャケット を取り外した)裸の部分が、カラー部材224の通路227に挿入されて、かつ、フェ ルール222の連続通路226に挿入されても良い。コネクタ210が完全に組み立てら れるときに、光ファイバーが適切な接着剤によってフェルール226に固定されて も良い。図3AのFCタイプのハウジング240が適切なFCタイプのラッチ部材250に係 合されても良い。 図3Bについて説明すると、本発明の別の実施例では、SCタイプのコネクタ310 がSCタイプのハウジング340および適切なSCタイプのラッチ手段350を用いて構成 されても良い。SCタイプのハウジングでは、回転心合せ基準部が単にハウジング の外面上の平坦な部分であっても良い。 本発明の光ファイバーコネクタの実施例を含む構成要素について述べてきたが 、以下では、図4Aおよび4Bを参考にして本発明による偏光軸心合せの微調整を可 能にするコネクタの機能的観点について考察する。作業時に、フェルール522が 好ましくは接着剤によってカラー部材524のカップ部528内で回転方向に固定され る。フェルール522は、カラー部材524に対して無作為に回転方向に配向されても 良い。次に、カラー部材524が、内部スリーブ544のキー溝566に挿入されて、内 部スリーブ544の内面がカラー部材529のバレル部の外面と滑動自在に係合される 。内部でかみ合わされたフェルール522を有するカラー部材524(以下フェルール カラー組体)および内部スリーブ544が、次に、テーパーフランジ532が肩548を通 過し、適所にスナップ嵌めされて、かつ、フランジ532が肩の第2の面548Bと係合 するまで、ばね536に沿ってハウジングボア441に挿入される。 これとは別に、当業者であれば、内部スリーブ544がハウジングの内部ボアの 大きな直径領域542に、かつ、肩548の第1の面548Aに接触するその第2の端と一緒 に提供され得ることは明らかであろう。こうした場合には、内部でかみ合わされ たフェルール522を有するカラー部材524が、ばね536に沿ってハウジング内に挿 入されて、キー564が内部スリーブ544に係合するように、カラーの長手方向軸を 中心として回転される。カラー部材および内部でかみ合うフェルールが、次に、 テーパーフランジが肩548を通過し、適所でスナップ嵌めされて、フランジ532が 肩の第2の面548Bに係合するまで、内部スリーブ544に挿入される。 補強ストランド574および緩衝器576を有するジャケットを有する非円筒対称形 光ファイバーの末端570が、当業者に周知の機械的または化学的手段によって引 き剥がされる。ファイバーの末端570が、ハウジング540に挿入される。ハウジン グ540を通過すると、ファイバーの末端570末端570が、必要に応じて挿入を容易 にするためにテーパーが形成されるカラー通路527を通っても良い。次に、ファ イバーがフェルール522の連続通路526を通過し、その先端がフェルール522の露 出端534から突出する。 ファイバーの末端570が、次に、好ましくは接着剤によってフェルール通路526 内で回転方向に固定される。突出しているファイバーが、次に切除されて、その 先端が当業者に周知の手続きに従って研磨される。 ファイバーがフェルール内で回転方向に固定され、研磨され、かつ、その偏光 軸が当業者に周知の手続きによって識別されると、フェルールカラーアセンブリ が、ハウジングボア内でハウジングの長手方向軸を中心に回転される。取り付け られた内部スリーブを有するフェルールカラー組体のハウジングボア541内の回 転は、人手によって、または、カラー部材524(図6などを参照)のカップ部と係合 する適切に設計された工具によって実施されても良い。 フェルールカラー組体が、露出フェルール端面534でファイバー570に存在する 偏光面が、外部キー569に対して最も有効に回転方向に心合せされるまで、ハウ ジング540内で回転される。外部キーに対する光ファイバーの偏心軸の最も有効 な回転配向角度は、0度、45度、または90度などの所望の配向角度のいずれかか ら選択されても良い。このため、ファイバー挿入結合工程は、一般的なコネクタ 設置とほぼ同様の方法で達成され得る。回転心合せ前に必要とされるファイバー 研磨およびその他の工程が、従来のコネクタのように裸のフェルールすなわた組 み立てられていないフェルールカラーではなく、むしろ組立られたコネクタ上で 完了され得る。さらに、上述のように、ハウジング自体を心合せ固定具として用 いる単回工程で事前に組み込まれたコネクタ内の回転基準部569にファイバーの 偏光面を心合せするための柔軟性が、「許容差スタック(tolerance stacking)」 による心合せの誤差を著しく低減する。 この回転心合せステップが完了した後、ロック手段がフェルールカラーアセン ブリをハウジングに対する位置に回転方向に固定して、ハウジングボア内でフェ ルールカラーアセンブリのさらなる回転を防止する。ロック手段が、機械的装置 、または、ハウジング540内の接近オリフィス571を通じての内部スリーブ544上 への接着剤の単なる液滴の適用を含んでもよい(図4B参照)。 ロック手続きに続き、ハウジングがFCタイプおよびFCタイプから選択され得る 適切なラッチ部材550に挿入される。クリンプスリーブ552およびブーツ部材516 が、次に、コネクタ組体を完成するために適用される。コネクタ組体が、次に、 PMファイバーを別のPMファイバーまたは光学要素と接続するために適切な端末ま たは装置に取り付けられる。 図5に示すFCタイプのコネクタでは、FCタイプのラッチ部材の刻み付きリング の内壁に形成されたねじ山が光ケーブル472を収容する構成要素、すなわち、ケ ーブル、末端、または光学要素上の対応するねじ山と適合する。 図6に示すように、工具がボア内でフェルールカラー組体を回転させるために 使用される場合、工具と係合するための突出するまたはくぼんだ連動特徴部が、 カラー部材624のカップ部628の露出面上に提供されてもよい。回転工具の設計が 、カラー部材の特徴部および形状によって大いに異なるが、こうした工具の１０ を図6に示した。工具680は、第1の端683および第2の端684を有するほぼ円筒形の 本体682を含むことになろう。第1の端683がハウジングのボアの大きな直径領域 と滑動自在に係合するように構成された外径と、フェルール622を収容するよう に構成された軸通路686と、少なくとも1つの突出するまたはくぼんでいる連動特 徴部688を有する。突起688の形状および設計が、カラー部材のカップ部528の特 徴部に依存して大いに異なっても良いし、カラー部材を特徴部に係合するよう構 成 されたピン、ナイフ、エッジ、キー、ノッチから選択されても良い。適切に設計 されたハンドル(図示せず)が、組立者がフェルールカラー体をボア内で回転でき るように、円筒形の本体の第2の端684に取り付けられても良い。 最初のファイバー心合せでは、エラーは技術の限界または機器の制限から起こ るかもしれない。組立者の技術によって、ある程度の心合せによる誤差が心合せ 手続き時に生じることもある。例えば、PMまたはPZ光ファイバーがフェルール組 体に取り付けられるとき、組立者の誤差または製造時の不正確さによってファイ バーが若干小さな角度θだけ心合せ基準部に対して回転方向に位置合わせが狂う ことになる。この小さな回転方向の誤差は、コネクタが末端または別の非円筒形 光学要素と内部でかみ合うときにコネクタの偏光性能を劣化させることになる。 上述のように具体的に示してきた装置の実施例では、非円筒対称形光ファイバ ーの内部接続について述べてきたが、熟練当業者であれば、その他の光ファイバ ー要素を内部接続するためのこれらの装置の偏光が本発明の範囲内で成され得る ことは理解されよう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘンソン，ゴードン・ディ 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 (72)発明者 オルソン，グリーグ・エイ 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

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．非円筒対称性光学要素に用いるコネクタサブアセンブリであって、 光学要素に用いる保持部材(22、24)であって、少なくとも1つの心合せ特徴部( 64)を含む保持部材と、 前記保持部材上の前記心合せ特徴部(64)に係合するように構成された少なくと も1つの協働心合せ特徴部(66)を含む内部スリーブ部材(44)と、 前記保持部材および前記内部スリーブ部材を収容するように構成された内面お よび回転心合せ基準部(69)を含む外面を有するハウジング(40)と、を含むコネク タサブアセンブリであって、 前記保持部材が、前記ハウジングに対して自由に回転可能であり、前記ハウジ ング上の前記基準部に対して前記光学要素を最適角度で回転方向に心合せするコ ネクタサブアセンブリ。 ２．前記光学要素が光ファイバーであり、前記保持部材が前記光ファイバーを 回転方向に保持するように構成されたフェルール(22)および前記フェルールを回 転方向に維持するように構成されたカラー部材(24)を含む請求項1に記載のコネ クタサブアセンブリ。 ３．前記内部スリーブ部材を前記ハウジング内で回転方向に固定するロック手 段をさらに含む請求項1に記載のコネクタサブアセンブリ。 ４．前記保持部材上の前記心合せ特徴部が、単一キー(64)であり、前記内部ス リーブ部材の前記協働心合せ特徴部が、前記内部スリーブ部材内の少なくとも1 つのキー溝(66)から選択される請求項1に記載のコネクタサブアセンブリ。 ５．前記ロック手段が、接着部および機械的ロックのうち少なくとも1つであ る請求項3に記載のコネクタサブアセンブリ。 ６．定偏波(PM)光ファイバーに用いるコネクタ組体であって、 偏光軸を有するPM光ファイバーの末端に用いる長手方向通路を含むフェルール (22)と、 前記フェルールを回転方向に保持することができるフェルールカラー(24)であ っ て、前記フェルールの前記通路に続く長手方向軸ボアを有するフェルールカラー であって、さらに長手キー(64)を含むフェルールカラーと、 前記カラー部材の前記キー(64)に係合することができる長手方向キー溝(66)を 含む内部スリーブ部材(44)と、 第1の端および第2の端を有し、長手方向ボアを有する内面を含むFCタイプまた はSCタイプのハウジング(40)であって、前記ボアが前記内部スリーブ部材および 前記カラーを収容するように構成されたハウジングの前記第1の端に近位の大き な直径領域(42)と、ハウジングの第2の端に近位の小さな直径領域(46)と、回転 心合せ基準部(69)を有する外面とを有するハウジングと、 前記カラーを前記ハウジングの前記第1の端の方向に付勢する手段(36)であっ て、前記内部スリーブ部材が、前記ハウジングの前記ボアで自由に回転可能であ り、前記ハウジングの前記外面上の前記基準に対して最適角度で前記ファイバー の前記偏光軸を回転方向に心合せする手段と、 前記内部スリーブ部材を前記ハウジングにロックして前記最適角度を維持する 手段と、 光ファイバーケーブルの補強部材を前記ハウジングの前記第2の端に固定する ためのクリンプ手段(552)と、 前記ハウジングの前記第2の端に取り付けられて、前記クリンプ部材に近位の 前記光ファイバーケーブルに作用する引っ張りを緩和するためのブーツ(516)と 、 前記ハウジングを取り囲むようにして該ハウジングに取り付けられるラッチ部 材(550)であって、SCタイプまたはFCタイプから成る群から選択されるラッチ部 材とを含むコネクタ組体。 ７．第2の偏光軸を有する第2の非円筒対称性光ファイバーを第1の偏光軸を有 する第1の非対称性光ファイバーに接続するための方法であって、 (a)心合せ特徴部(64)を有するカラー部材(24)内にフェルール(22)を回転方向に 固定する工程と、 (b)前記カラー部材上の前記心合せ特徴部を内部スリーブ部材(44)の協働心合せ 特徴部(66)に挿入する工程と、 (c)前記カラー部材および前記スリーブ部材を、前記内部スリーブ部材を収容す ることができる長手方向ボアを有する内面を含むハウジング(40)であって外部回 転配向基準(69)をさらに含むハウジングに挿入する工程と、 (d)第2の光ファイバーを前記カラー部材の通路および前記フェルールに挿入し、 前記第2のファイバーを前記フェルール内に回転方向に固定する工程と、 (e)前記ボア内で前記内部スリーブ部材を回転させて、前記ハウジング上の前記 外部回転基準部に対して最適角度で前記第2の偏光軸を回転方向に心合せする工 程と、 (f)前記内部スリーブを前記ハウジングに回転方向にロックする工程と、 (g)前記第1の光ファイバーの前記第1の軸に対して前記外部基準部を回転方向に 配向する工程とを含む方法。 ８．前記回転工程(e)が、工具(680)を前記カラー部材のくぼみ(639)に係合し て前記カラー部材を前記工具と一緒に回転させることによって実施される請求項 7に記載の方法。 ９．光ファイバーケーブルの補強部材を固定するためのクリンプ部材(552)を 適用し、前記ハウジングをSCタイプおよびFCタイプから成る群から選択されるコ ネクタ本体(550)に挿入し、ブーツ(516)を前記クリンプ部材に近位の前記ハウジ ングに取り付けて前記光ファイバーケーブルに作用する引っ張りを緩和する工程 をさらに含む請求項7に記載の方法。 10．定偏波(PM)光ファイバーに用いる接続システムにおいて、 (a)少なくとも1つのコネクタサブアセンブリであって、 (i)偏光軸を有するPM光ファイバーの端末に用いる長手方向通路を含むフェルー ル(22)であって、前記ファイバーが前記通路内で回転方向に固定されるフェルー ルと、 (ii)前記フェルールを回転方向に保持することができるカラー部材(24)であって 、少なくとも1つの長手方向キー(64)を含むカラー部材と、 (iii)前記カラー部材の前記キーに係合することができる長手方向キー溝(66)を 含む内部スリーブ部材(44)と、 (iv)段付き長手方向ボアであって前記内部スリーブ部材を収容することができる ハウジングの近位端に隣接する大きな直径領域(42)を有する長手方向ボアを含む 中空ハウジング(40)と、 (v)前記カラー部材を前記ハウジングの前記近位端に付勢するための手段(36)と 、 (vi)前記内部スリーブ部材前記ハウジングと回転心合せしてロックする手段とを 含むコネクタサブアセンブリであって、 前記内部スリーブ部材が、前記ボアで自由に回転可能であり、前記ハウジング の外面の回転心合せ基準部(69)に対して最適角度で偏光軸を心合せし、かつ、前 記内部スリーブ部材がその後で前記ロック手段によってハウジングに対して回転 方向に固定されるコネクタサブアセンブリと、 (b)前記ハウジングに対して前記カラー部材を回転させるための工具(680)と、 (c)光ファイバーケーブルの補強部材を前記ハウジングの遠位端に固定するため のクリンプ手段(552)と、 (d)各サブアセンブリに取り付けるための少なくとも1つのコネクタ本体(550)で あって、SCタイプおよびFCタイプから成る群から選択されるコネクタ本体と、 (e)前記クリンプ部材に近位の前記光ファイバーに作用する引っ張りを緩和する ためのブーツ(516)とを含む接続システム。