JPWO2020045303A1

JPWO2020045303A1 - 光接続部品

Info

Publication number: JPWO2020045303A1
Application number: JP2020539427A
Authority: JP
Inventors: 靖臣金内
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2018-08-27
Filing date: 2019-08-23
Publication date: 2021-08-10
Also published as: US20210181431A1; WO2020045303A1; CN112639561A

Abstract

光接続部品１は、光ファイバ１０と、該光ファイバ１０の一端部を固定した第一固定部材と、屈曲可能な中骨４１と、該中骨４１の一端側で前記第一固定部材を把持した把持部４２と、前記中骨４１の他端側で前記光ファイバ１０を前記中骨４１に固定した光ファイバ固定部を有する第二固定部材と、を備えている。

Description

本開示は、光接続部品に関する。本願は、２０１８年８月２７日に出願された日本特許出願第２０１８−１５８７７８号による優先権を主張するものであり、その内容に依拠すると共に、その全体を参照して本明細書に組み込む。

光モジュールの小型化に伴い、発光素子、受光素子、および光回路のような光素子を搭載した基板に、光ファイバの一端を垂直に対向接続する際、光ファイバの基板からの高さを低く抑えるよう光接続部品の低背化が求められている。光接続部品の低背化のためには、光ファイバの先端部付近を小半径で屈曲させることが必要となる。このため、特許文献１には、平坦な上面から滑らかに続く湾曲先端面を有するベース基板の上側面に、整列した複数の位置決め溝を形成し、このベース基板の位置決め溝に収容した光ファイバを押さえ付けるための、ベース基板の上側面に沿う面を持つ蓋部材を設けた光路変換部材が開示されている。また、特許文献２には、コネクタ本体に湾曲する穴をあけ、この孔に光ファイバを挿通固定することによって、光ファイバを湾曲させた光コネクタが開示されている。

特開２００８−５２０２８号公報特開２００７−１５６００６号公報

本開示の一態様に係る光接続部品は、光ファイバと、該光ファイバの一端部を固定した第一固定部材と、屈曲可能な中骨（backbone）と、該中骨の一端側で前記第一固定部材を把持した把持部と、前記中骨の他端側で前記光ファイバを前記中骨に固定した光ファイバ固定部を有する第二固定部材と、を備えている。

本開示の光接続部品が含む光ファイバ心線の一例を示す正面図である。図１Ａの光ファイバ心線を示す側面図である。本開示の光接続部品が含む第一固定部材の一例を、光ファイバを固定した状態で示す正面図である。図２Ａの第一固定部材を、光ファイバを固定した状態で示す平面図である。本開示の光接続部品が含む第一固定部材の他の例を、光ファイバを固定した状態で示す正面図である。図２Ｃの第一固定部材の他の例を、光ファイバを固定した状態で示す平面図である。本開示の光接続部品の第二固定部材の一例を示す斜視図である。図３Ａに示す第二固定部材の正面図である。図３Ａに示す第二固定部材の側面図である。第一固定部材を図３Ａの第二固定部材に装着した例を、第二固定部材が屈曲していない状態で示す断面図である。第一固定部材を図３Ａの第二固定部材に装着した例を、第二固定部材が屈曲した状態で示す断面図である。本開示の光接続部品の第二固定部材の他の例を示す斜視図である。

［本開示が解決しようとする課題］
特許文献１に開示された光路変換部材、あるいは、特許文献２に開示された光コネクタは、光ファイバを所望の半径および角度に湾曲させるために、予め決まった曲面をもつ基板もしくは湾曲穴を有するコネクタ本体を準備する必要があり、光ファイバの曲率を変更する際には、これらの基板やコネクタ本体を変更する必要があった。本開示は、予め決まった曲面をもつ基板もしくは湾曲穴を有するコネクタ部材を必要とせずに、任意の曲率で光ファイバを屈曲保持可能な光接続部品を提供する。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施形態を列記して説明する。
（１）本開示の一態様に係る光接続部品は、光ファイバと、該光ファイバの一端部を固定した第一固定部材と、屈曲可能な中骨（backbone）と、該中骨の一端側で前記第一固定部材を把持した把持部と、前記中骨の他端側で前記光ファイバを前記中骨に固定した光ファイバ固定部を有する第二固定部材と、を備えている。

この構成によれば、第二固定部材の中骨を屈曲させることにより、予め決まった曲面をもつ基板もしくは湾曲穴を有する部材を必要とせずに、任意の曲率で光ファイバを屈曲保持可能な光接続部品を得ることができる。

（２）前記中骨が屈曲し、前記光ファイバは前記中骨に沿って屈曲していてもよい。この構成によれば、予め中骨を任意の曲率や形状に屈曲させた第二固定部材に、第一固定部材を装着し、光ファイバを中骨に沿わせて固定することによって、光ファイバを屈曲保持する光接続部品を得ることができる。

（３）前記第一固定部材が、前記光ファイバの前記一端部が貫通する孔を有していてもよく、また、（４）前記第一固定部材が、前記光ファイバの前記一端部を挟持する２枚の板状部材を含んでもよい。この構成によれば、第一の固定部材として、複数の構成が選択可能となる。

（５）前記光ファイバ固定部が、前記中骨に設けられた、前記光ファイバをクランプするクランプ部材であってもよく、また、（６）前記光ファイバ固定部が、前記光ファイバを前記中骨に接着する接着剤であってもよい。この構成によれば、第二固定部材の中骨で光ファイバを固定する方法として、種々の方法を採用することができる。（７）また、前記第二固定部材が塑性変形可能な鋼材からなってよい。この構成により、第二固定部材を打ち抜きと曲げ加工によって容易に作成することができる。

［本開示の実施形態の詳細］
以下、図面を参照しながら、本開示の光接続部品に係る好適な実施形態について説明する。以下の説明において、異なる図面においても同じ符号を付した構成は同様のものであるとして、その説明を省略する場合がある。なお、本発明はこれらの実施形態での例示に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された事項の範囲内および均等の範囲内におけるすべての変更を含む。また、複数の実施形態について組み合わせが可能である限り、本発明は任意の実施形態を組み合わせたものを含む。

（第１の実施形態）
図１Ａおよび図１Ｂは、それぞれ本開示の接続部品で用いる光ファイバの一例を示す正面図および側面図である。また、図２Ａおよび図２Ｂは、それぞれ本開示の光接続部品が含む第一固定部材の一例を、光ファイバを固定した状態で示す正面図および側面図である。光ファイバ１０は、石英系ガラスからなる少なくとも１つのコア１１と、コア１１の周囲に設けたコア１１よりも屈折率の低いクラッド１２と、クラッド１２の周囲を覆う樹脂製の被覆層１４を有している。ガラス製のコア１１とクラッド１２は、ガラスファイバ１３を構成している。

図２Ａ、図２Ｂに示すように、例えば、４本の光ファイバ１０の一端部が、第一固定部材２０に固定される。本実施形態では、図１に示すように光ファイバ１０の一端部の被覆層１４が除去されて、ガラスファイバ１３のクラッド１２が露出され、この露出したガラスファイバ１３が第一固定部材２０に固定される。第一固定部材２０は、光ファイバ１０を整列させるための部材であり、細孔２１を有するほぼ直方体形状のガラス製のキャピラリ部材である。細孔２１の内径はガラスファイバ１３の外径よりもわずかに大きく、ガラスファイバ１３を細孔２１内に挿通した際に、ガラスファイバ１３は遊嵌されて前後に移動可能に位置決めされる。そして、第一固定部材２０とガラスファイバ１３とは、毛細管現象を利用して細孔２１とガラスファイバ１３との間隙に接着剤が充填され、両者が固定される。

図２Ｃおよび図２Ｄは、それぞれ本開示の光接続部品が含む第一固定部材の他の例を、光ファイバを固定した状態で示す正面図および側面図である。第一固定部材３０は、ガラス製のＶ溝基板３１と、同じくガラス製の平基板３２からなる。Ｖ溝基板３１には、例えば、平行に並んだ４本のＶ溝３３を有し、各Ｖ溝３３は、ガラスファイバ１３が載置可能な大きさである。平基板３２は、Ｖ溝基板３１の各Ｖ溝３３を覆う大きさで平面状である。ガラスファイバ１３をＶ溝基板３１の各Ｖ溝３３に載置し、平基板３２で蓋をする。そして、平基板３２はガラスファイバ１３とともにＶ溝基板３１に接着剤で固定される。Ｖ溝基板３１と平基板３２とからなる第一固定部材３０は、第一固定部材２０と同様に、ほぼ直方体の形状を有する。

第一固定部材２０、３０に固定される光ファイバ１０は、１本でも、４本以外の複数本でもよく、平行に配列された複数本の光ファイバ１０を共通の被覆でテープ化した光ファイバテープ心線であってもよい。また、光ファイバ１０は、単一のコアあるいは複数コアを有するものであってよい。光ファイバ１０を固定した第一固定部材２０、３０は、先端がガラスファイバ１３とともに研磨され、図示しない光素子搭載基板に対して例えば接着剤によって固着される。なお、第一固定部材２０，３０の材質は、ガラスファイバ１３と熱膨張係数を合わせる点からは、ガラスが好適であるが樹脂であってもよい。

また、光ファイバ１０を第一固定部材２０、３０に固定する際に、ガラスファイバ１３を露出させて、第一固定部材２０、３０に固定しているが、被覆層１４を設けた状態で固定してもよい。このため、本開示において、「光ファイバ」の語は、ガラスファイバに被覆層を設けたものを意味するが、その一部において被覆層が除去されガラスファイバが露出したものを含む。なお、本実施形態では、光ファイバ１０の一端側に第一固定部材２０、３０を設けているが、光ファイバ１０の他端側にも上述の第一固定部材２０、３０を取り付け、先端部を研磨しておいてもよい。

図３Ａは、本開示の光接続部品の第二固定部材の一例４０を示す斜視図である。また、図３Ｂは、第二固定部材４０の平面図であり、図３Ｃは、第二固定部材４０の側面図である。第二固定部材４０は、光ファイバ１０を任意の曲率に屈曲させるための部材であり、その一端側に、光ファイバ１０を固定した第一固定部材２０（または、第一固定部材３０であってもよい。以下、第一固定部材２０を例に説明する。）が装着され、他端側に、光ファイバ１０自身が固定される。

第二固定部材４０は、図３Ａに示すように、Ｘ軸方向に延びる屈曲可能な中骨（backbone）４１と、この中骨４１の一端に設けた把持部４２と、中骨４１の他端側に設けた光ファイバ固定部としての光ファイバクランプ片４３を有している。第二固定部材４０は、ステンレスなどの塑性変形可能な鋼材からなり、例えば、１枚のステンレス板を打ち抜き、曲げ加工することによって得られる。第二固定部材４０の厚みは、所定の強度と加工容易性の点から０．２ｍｍ以上であることが望ましい。

把持部４２は、中骨４１から繋がり中骨４１と平行な底辺部４２Ａとこの底辺部４２Ａから所定の間隔を隔てて垂直に延びる２つの側壁部４２Ｂと、この２つの側壁部４２Ｂにそれぞれ繋がり底辺部４２Ａと対向する２つの上辺部４２Ｃを有し、ＹＺ断面でほぼ四角形状をしている。そして、この把持部４２に直方体形状の第一固定部材２０を装着した際に、底辺部４２Ａと上辺部４２Ｃとが第一固定部材２０をＺ軸方向から弾性的に保持するように、上辺部４２Ｃが板バネとして作用するように曲げられている。また、中骨４１と底辺部４２Ａとは、第一固定部材２０を装着した際に、光ファイバ１０が中骨４１の上に位置するように、その高さが調整されている。なお、本実施形態では、把持部４２に直方体状の第一固定部材２０を装着した際に、第一固定部材２０をＺ軸方向から弾性的に保持するようにしているが、２つの側壁部４２Ｂが変形することによって、第一固定部材２０をＹ軸方向から弾性的に保持するようにしてもよい。

中骨４１は、長手方向（Ｘ軸方向）に光ファイバ１０を沿わせて、光ファイバ１０を屈曲させる。また、中骨４１の把持部４２とは反対側の他端部は、光ファイバ１０を固定するための光ファイバ固定部となっている。本実施形態では、光ファイバ１０を固定するために、中骨４１の他端部に、中骨４１と一体に打ち抜かれ、Ｚ軸方向に曲げられた光ファイバクランプ片４３が設けられている。光ファイバ１０を光ファイバ固定部で中骨４１に固定するのは、中骨４１を屈曲させた際に、光ファイバ１０を中骨４１に沿って屈曲させるためである。なお、中骨４１の他端側の光ファイバ固定部で光ファイバ１０を固定するためには、光ファイバクランプ片４３を用いる以外に、例えば、中骨４１と別体に構成したクリップ部材を用いてもよく、接着剤を用いてもよい。

次に、第一固定部材２０と第二固定部材４０を用いて、光接続部品を作製する方法について説明する。図４Ａは、第一固定部材を第二固定部材に装着した例を、第二固定部材が屈曲していない状態で示す断面図であり、図４Ｂは、第一固定部材を第二固定部材に装着した例を、第二固定部材が屈曲した状態で示す断面図である。図４Ａ，図４Ｂにおいて、光ファイバ１０と第一固定部材２０とは、図２Ｄの４Ａ−４Ａ線における断面が描かれている。光ファイバ１０を固定した第一固定部材２０をＸ軸方向マイナス側から、第二固定部材４０に挿入し、第二固定部材４０の把持部４２で第一固定部材２０を固定するとともに、光ファイバ１０を中骨４１に沿わせる。次に、中骨４１の他端部に設けた光ファイバクランプ片４３を中骨４１側に折り曲げ、光ファイバ１０を中骨４１の他端側で固定する。なお、先述したように、光ファイバ１０を中骨４１の他端側に固定する方法としては、別体のクリップ部材や接着剤を用いてもよい。

次に、図４Ｂに示すように、中骨４１の法線方向に外力を加え、所望の円弧形状に変形させて、中骨４１に屈曲部４４を形成することによって、光接続部品1を得る。その際に、例えば、所定曲率の円弧部を有する棒状治具５０を用い、中骨４１を棒状治具５０の円弧部に沿わせ、棒状治具５０を押し当てながら中骨４１を曲げることが望ましい。光ファイバ１０は、第一固定部材２０と光ファイバ固定部で中骨４１に固定されているため、これにより、所望の円弧形状を有する光ファイバ１０の一部が屈曲した光接続部品を作製することができる。また、中骨４１の長手方向の長さ範囲内で、複数回外力を加え、複数箇所の屈曲部を設けることによってＳ字形状などに形成してもよい。このように、本実施形態では、中骨４１を所望の形状に屈曲させることができるため、予め決まった曲面をもつ基板もしくは湾曲穴を有する部材を必要としない。

（第２の実施形態）
図５は、本開示の光接続部品の第二固定部材の他の例を示す斜視図である。第１の実施形態では、第二固定部材４０の中骨４１は直線状に形成しており、光ファイバ１０を固定した後に屈曲部を形成したが、本実施形態では、中骨４１に所定の曲率で形成した屈曲部４４を有する第二固定部材４０を用いている。本実施形態では、まず、光ファイバ１０を装着した第一固定部材２０を第二固定部材４０の一端部に設けた把持部４２に装着する。次に、光ファイバ１０を中骨４１の屈曲部４４に沿って屈曲させ、中骨４１の他端部において、光ファイバ１０を光ファイバクランプ片４３によって、中骨４１に固定する。なお、中骨４１に光ファイバ１０を固定するために、光ファイバクランプ片４３の代わりに、別体のクリップ部材や接着剤を用いてもよい。本実施形態では、第二固定部材４０の中骨４１を所望の形状に屈曲させることができるため、予め決まった曲面をもつ基板もしくは湾曲穴を有する部材を必要とせずに、簡単に、所望の形状に屈曲させた中骨４１を有する光接続部品を得ることができる。

１…光接続部品、
１０…光ファイバ、
１１…コア、
１２…クラッド、
１３…ガラスファイバ、
１４…被覆層、
２０、３０…第一固定部材、
２１…細孔、
３１…Ｖ溝基板、
３２…平基板、
３３…Ｖ溝、
４０…第二固定部材、
４１…中骨（backbone）、
４２…把持部、
４２Ａ…底辺部、
４２Ｂ…側壁部、
４２Ｃ…上辺部、
４３…光ファイバクランプ片、
４４…屈曲部、
５０…棒状治具。

Claims

光ファイバと、
該光ファイバの一端部を固定した第一固定部材と、
屈曲可能な中骨と、該中骨の一端側で前記第一固定部材を把持した把持部と、前記中骨の他端側で前記光ファイバを前記中骨に固定した光ファイバ固定部を有する第二固定部材と、
を備えた光接続部品。
前記中骨が屈曲し、前記光ファイバは前記中骨に沿って屈曲している、
請求項１に記載の光接続部品。
前記第一固定部材が、前記光ファイバの前記一端部が貫通する孔を有する、
請求項１または請求項２に記載の光接続部品。
前記第一固定部材が、前記光ファイバの前記一端部を挟持する２枚の板状部材を含む、
請求項１または請求項２に記載の光接続部品。
前記光ファイバ固定部が、前記中骨に設けられた、前記光ファイバをクランプするクランプ部材である、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光接続部品。
前記光ファイバ固定部が、前記光ファイバを前記中骨に接着する接着剤である、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光接続部品。
前記第二固定部材が塑性変形可能な鋼材からなる、
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光接続部品。