WO2014168186A1 - 光フェルール及び光ファイバーモジュール - Google Patents

光フェルール及び光ファイバーモジュール Download PDF

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WO2014168186A1
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optical fiber
ferrule
optical
hole
parts
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Inventor
夏野　靖幸
岩坂　喜久男
Original Assignee
コニカミノルタ株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/36—Mechanical coupling means
    • G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
    • G02B6/3807—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
    • G02B6/3833—Details of mounting fibres in ferrules; Assembly methods; Manufacture
    • G02B6/3834—Means for centering or aligning the light guide within the ferrule
    • G02B6/3838—Means for centering or aligning the light guide within the ferrule using grooves for light guides

Definitions

  • the present invention relates to an optical ferrule and an optical fiber module in which the optical ferrule is fixed to an end portion of an optical fiber.
  • Patent Documents 1 and 2 in order to optically connect an optical fiber and another optical system, a structure in which an optical ferrule is fixed to an end portion of the optical fiber is employed.
  • the optical ferrule described in Patent Document 1 has a structure in which an optical fiber is inserted and held in a ferrule hole formed deep in the axial direction.
  • an optical ferrule is formed by insert molding an optical fiber core into a transparent resin, and the operation of inserting the optical fiber into the hole of the optical ferrule is unnecessary.
  • an image fiber transmits the image from the distal end to the proximal end as described in Patent Document 3.
  • optical fiber endoscopes, etc. which are expensive.
  • An optical fiber module in which an optical ferrule described in Patent Documents 1 and 2 is fixed to an end of an optical fiber can be configured as an optical fiber endoscope by applying an image fiber as an optical fiber, and an optical ferrule at a base end Can be configured to connect to optical equipment.
  • the ferrule hole into which the coated optical fiber is inserted has a small and deep hole diameter. Therefore, the manufacturing difficulty of the optical ferrule is high, and the depth of the ferrule hole is high. Since it is deep, adhesion without bubbles is also difficult, and it is difficult to manufacture with high quality and low cost in terms of component manufacture and assembly.
  • the optical ferrule structure described in Patent Document 2 requires dedicated technology and equipment for insert molding, and it is difficult to position the optical fiber by insert molding, and it is manufactured with high quality and low cost. Difficult to do.
  • the present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and an optical fiber module in which an optical ferrule is fixed to an end of an optical fiber is manufactured at a low cost with high quality, high performance, good manufacturability.
  • the challenge is to make it possible.
  • the invention according to claim 1 for solving the above problems is an optical ferrule fixed to an end portion of an optical fiber, A ferrule hole in which the end of the optical fiber is held by at least two parts to be assembled; The optical ferrule according to any one of the two parts, wherein a window portion configured of a transparent member and serving as a bottom portion of the ferrule hole and protecting the end face of the optical fiber is formed.
  • the invention according to claim 2 is the optical ferrule according to claim 1, wherein the ferrule hole is divided into each of the two parts by a plane parallel to the depth direction of the ferrule hole.
  • the invention according to claim 3 is the optical ferrule according to claim 1, wherein the ferrule hole is divided into each of the two parts by a plane perpendicular to the depth direction of the ferrule hole.
  • the invention according to claim 4 is the optical ferrule according to any one of claims 1 to 3, wherein the two parts are formed so as to be capable of being joined by snap fit.
  • the invention according to claim 5 is the optical ferrule according to any one of claims 1 to 4, wherein the outer surface of the window portion is polished.
  • the invention according to claim 6 is the optical ferrule according to any one of claims 1 to 5, wherein a protective coat is applied to an outer surface of the window portion.
  • the invention according to claim 7 is an optical fiber module comprising an optical fiber and an optical ferrule fixed to an end of the optical fiber,
  • the optical ferrule forms a ferrule hole with at least two parts to be assembled, Either one of the two parts is formed of a transparent member, and a window part that becomes the bottom of the ferrule hole and protects the end face of the optical fiber is configured.
  • the optical fiber module is characterized in that an end of the optical fiber is held in the ferrule hole.
  • the invention according to claim 8 is the optical fiber module according to claim 7, wherein the ferrule hole is divided into each of the two parts by a plane including a central axis of the optical fiber or a plane parallel to the central axis. is there.
  • the invention according to claim 9 is the optical fiber module according to claim 7, wherein the ferrule hole is divided into each of the two parts by a plane perpendicular to the central axis of the optical fiber.
  • the invention according to claim 10 is the optical fiber module according to any one of claims 7 to 9, wherein the two parts are coupled by a snap fit.
  • the invention according to claim 11 is the optical fiber module according to any one of claims 7 to 10, wherein an outer surface of the window portion is polished.
  • the invention according to claim 12 is the optical fiber module according to any one of claims 7 to 11, wherein a protective coat is applied to an outer surface of the window portion.
  • the invention according to claim 13 is the optical fiber module according to any one of claims 7 to 12, wherein an end portion of the optical fiber is fixed to the optical ferrule by an adhesive.
  • the invention according to claim 14 is the optical fiber module according to any one of claims 7 to 13, wherein the optical fiber and the window portion have a refractive index nd in the range of 1.45 to 1.6. .
  • the invention according to claim 15 is the optical fiber module according to any one of claims 7 to 13, wherein the optical fiber and the window portion are made of an acrylic resin.
  • the invention according to claim 16 is the optical fiber module according to claim 13, wherein the optical fiber, the window part and the adhesive have a refractive index nd in the range of 1.45 to 1.6.
  • the invention according to claim 17 is the optical fiber module according to claim 13, wherein the optical fiber and the window portion are made of an acrylic resin, and the adhesive is an acrylic adhesive.
  • an optical ferrule having a ferrule hole can be easily and accurately formed, and two ferrule holes are formed.
  • An optical fiber can be installed on one of the parts before assembling the parts, so it is easy to assemble and form a uniform adhesive layer without air bubbles. Because the end face of the optical fiber is protected from events that can be attached or damaged, an optical fiber module in which the optical ferrule is fixed to the end of the optical fiber can be manufactured with high quality, high performance, good manufacturability and low cost. It is.
  • 1 is an exploded perspective view of an optical fiber module according to a first embodiment of the present invention. It is a top view of the optical fiber module concerning a 1st embodiment of the present invention. It is a side view of the optical fiber module concerning a 1st embodiment of the present invention.
  • 1 is a longitudinal sectional view (AA cross section) of an optical fiber module according to a first embodiment of the present invention. 1 is a cross-sectional view (BB cross section) of an optical fiber module according to a first embodiment of the present invention. It is a cross-sectional view of the optical fiber module which shows the modification with respect to 1st Embodiment of this invention.
  • the optical ferrule and optical fiber module according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2A, 2B, 2C, 2D, 3A, and 3B.
  • the optical fiber module 1 of the present embodiment includes an optical fiber 10 and an optical ferrule 20 that is fixed to the end of the optical fiber 10.
  • the optical fiber 10 is not particularly limited, and may include at least a single core and a surrounding clad, and may be a bundle of a plurality of pieces.
  • An image fiber is used for image transmission of an endoscope or the like.
  • the optical fiber module 1 may be used for any purpose such as optical communication, endoscope, and measurement.
  • the optical ferrule 20 includes a component 21 and a component 22.
  • the end of the optical fiber 10 is held in a state of being inserted into the ferrule hole 11.
  • the ferrule hole 11 is composed of two parts 21 and 22 to be assembled.
  • a groove 23 is formed in the component 21, and a groove 24 is formed in the component 22.
  • the groove 23 and the groove 24 are combined to form the ferrule hole 11.
  • One part 21 is provided with a window 25 serving as the bottom of the ferrule hole 11.
  • the window portion 25 has a function of protecting the end face 10a of the optical fiber 10 from contact that may cause dust adhesion or damage.
  • the window part 25 is comprised with the transparent member, and the input / output of the light between the end surface 10a of the optical fiber 10 and the exterior is enabled.
  • the ferrule hole 11 of the present embodiment is a deep straight hole having a circular cross section for accommodating the optical fiber 10.
  • the cross-sectional shape of the ferrule hole 11 is not limited to a circle as long as the central axis of the optical fiber 10 can be held at a certain position.
  • the ferrule hole 11 is divided into two parts 21 and 22 on a plane parallel to the depth direction Z of the ferrule hole 11. As shown in FIG. 2C, the central axis AX of the optical fiber 10 extends in the depth direction Z of the ferrule hole 11.
  • the ferrule hole 11 is divided into two parts 21 and 22 on the surface including the central axis AX of the optical fiber 10. Therefore, each of the grooves 23 and 24 has a semicircular cross section.
  • the component dividing surface may be a surface parallel to the central axis AX shifted from the central axis AX. 3A is separated from the center axis AX by the radius of the optical fiber 10. Therefore, the groove 23A constituting the ferrule hole 11 is formed only in one part (part 21A in FIG. 3A), and no groove is formed in the other part (part 22A in FIG. 3A).
  • the part dividing surface may be in the middle between the center axis AX and a position away from the center axis AX, and an example thereof is shown in FIG. 3B. In the ferrule hole 11B whose cross section is shown in FIG.
  • a relatively deep groove 23B is formed in one component (component 21B in FIG. 3B), and a relatively shallow groove in the other component (component 22B in FIG. 3B).
  • 24B is formed, and the ferrule hole 11B is configured by combining the groove 23B and the groove 24B.
  • the end of the optical fiber 10 is fixed to the ferrule hole 11 by adhesion.
  • An adhesive (not shown) around the optical fiber 10 in the ferrule hole 11 is solidified to bond the optical fiber 10 to the ferrule hole 11.
  • the adhesive may also be filled between the end surface 10 a of the optical fiber 10 and the inner surface 25 a of the window portion 25. However, be careful not to get bubbles in that case.
  • the outer surface 25b of the window 25 is polished to obtain flatness, and a protective coating (not shown) for preventing charging and preventing damage is applied.
  • the end portion of the optical fiber 10 is arranged in the groove 23 of the component 21 having the window portion 25, the adhesive is applied, and then the other component 22 is put together to confine the end portion of the optical fiber 10 in the ferrule hole 11. Assemble. At this time, the adhesive is allowed to enter between the periphery of the optical fiber 10 and the mating surfaces 26 and 27 on both sides of the grooves 23 and 24. Thereafter, the adhesive is solidified to complete the adhesion and fixation of the three members of the optical fiber 10 and the parts 21 and 22.
  • the end portion of the optical fiber 10 is disposed in the groove 23 of the component 21 having the window portion 25.
  • the adhesive is applied, in particular, the fully defoamed adhesive is filled between the end face 10a and the inner surface 25a so as not to be deficient, the other part 22 is put together. In this way, the adhesive can be applied in a state where the surface of the part 21 where the groove 23 of the part 21 before the other part 22 is aligned is opened, so that it is easy to apply the adhesive and the adhesive application.
  • the adhesive is easy to prevent mixing of bubbles and insufficient filling at the time, and it is easy to observe the circumstance of the adhesive, and there is no air bubble between the end surface 10a and the inner surface 25a, which can have an optical effect, and is a homogeneous adhesive layer Is easy to form. If the adhesive is also filled between the end surface 10a of the optical fiber 10 and the inner surface 25a of the window portion 25, the adhesive can be distributed throughout the ferrule hole 11, which facilitates manufacture. is there.
  • the outer surface 25b of the window portion 25 is polished. There is a possibility that the outer surface 25b of the window portion 25 may be distorted due to assembly stress mainly due to solidification shrinkage of the adhesive.
  • the polishing step of the outer surface 25b after the adhesive solidifying step the surface accuracy of the outer surface 25b can be secured at a high level.
  • the above-described protective coat is applied to the outer surface 25b of the window portion 25.
  • the optical fiber 10 is preferably made of a material having a refractive index nd in the range of 1.45 to 1.6, particularly an acrylic resin.
  • a material having a refractive index nd in the range of 1.45 to 1.6, particularly an acrylic resin can be preferably used. Since the component 21 including the window portion 25 is integrally formed, the same material is applied to the component 21 as a result. Since the window part 25 is not included in the other component 22, optical performance is not required.
  • the part 22 may be made of the same material as the part 21, but a material different from the part 21 may be applied as the material of the part 22 for other purposes such as cost reduction.
  • the refractive index nd is in the range of 1.45 to 1.6 so that the adhesive also matches the refractive index.
  • Adhesives in particular, acrylic adhesives can be used.
  • the ferrule hole 11 can be appropriately formed in a stepped shape or the like in accordance with the shape of the end of the optical fiber 10 accommodated therein.
  • the optical ferrule 20 may be composed of three or more parts.
  • the number of parts constituting the ferrule hole 11 can be increased to 3 or more by dividing the part 22 into front and rear parts.
  • it does not prevent arbitrarily adding parts that do not constitute the ferrule hole.
  • a ferrule hole is formed by at least two parts.
  • the ferrule hole 11 is configured by combining the groove 23 formed in the component 21 and the groove 24 formed in the component 22. It is not necessary to mold a deep hole of diameter. After the component 21 and the component 22 are molded, the end of the optical fiber 10 is assembled so as to be sandwiched between the component 21 and the component 22, so that it is not necessary to insert the optical fiber into the mold. In this way, it is not necessary to form a deep hole having a small diameter, and it is not necessary to insert an optical fiber into a mold, and an optical ferrule having a ferrule hole can be easily and accurately formed.
  • the optical fiber module 1 since the optical fiber 10 can be installed in one of the two parts 21 and 22 constituting the optical ferrule 20, assembly including adhesive application and air bubbles Therefore, it is easy to form a uniform adhesive layer. Further, according to the optical fiber module 1, the window portion 25 is disposed in front of the end face 10 a of the optical fiber 10, and the optical fiber 10 is protected from an event that may be attached to dust or damaged. As described above, the optical fiber module 1 can be manufactured at low cost with high quality, high performance, and good manufacturability.
  • the optical fiber module 2 includes an optical fiber 10 and an optical ferrule 40 that is fixed to the end of the optical fiber 10.
  • the component dividing surface of the optical ferrule 20 in the first embodiment is a surface parallel to the depth direction Z of the ferrule hole 11, and thus a surface including the central axis AX of the optical fiber 10 or a surface parallel to the central axis AX.
  • the component dividing surface of the optical ferrule 40 in this embodiment is a surface perpendicular to the depth direction Z of the ferrule hole 11, and thus a surface perpendicular to the central axis AX of the optical fiber 10. That is, the ferrule hole 11 configured in the optical ferrule 40 in the present embodiment is divided into two parts 41 and 42 on a plane perpendicular to the depth direction Z of the ferrule hole 11. The ferrule hole 11 in the optical fiber module 2 in this embodiment is divided into two parts 41 and 42 on a plane perpendicular to the central axis AX of the optical fiber 10.
  • One component 41 constituting the optical ferrule 40 has a hole 43 in which a window 45 is formed at the bottom.
  • the other part 42 constituting the optical ferrule 40 has a hole 44 formed therethrough.
  • the hole 43 and the hole 44 are connected to form the ferrule hole 11. Since the structure required as the part 42 is a cylindrical body, the part 42 can be manufactured at low cost.
  • the function of the window portion 45, the optical fiber 10, the optical ferrule 40, the adhesive material, and the like are the same as those in the first embodiment.
  • the optical performance of the component 41 including the window portion 45 is required in the same manner as the component 21 of the first embodiment.
  • a configuration in which the tapered surface 48 is formed on the component 41 is illustrated.
  • the end of the optical fiber 10 is inserted into the hole 43 where the adhesive is applied, and the adhesive is solidified.
  • the adhesive is solidified.
  • the optical fiber 10 is passed through the hole 44 (or the optical fiber 10 is passed through the hole 44 in advance before the end of the optical fiber 10 is inserted into the hole 43), and the hole 43 and the hole 44 are connected to form a ferrule hole. 11, the end surface 46 where the hole 43 of the component 41 is opened and the end surface 47 of the component 42 facing this are aligned with an adhesive.
  • the adhesive is solidified and the adhesive fixing is completed.
  • the depth dimension of the hole 43 is shorter than the length of the hole 44. Most of the depth dimensions required for the ferrule hole 11 can be distributed to the length of the hole 44, and the hole 43 can be made shallow. Since the adhesive can be applied in a state where the hole 43 is shallow and the end face 46 where the hole 43 opens is open, it is easy to apply the adhesive, and air bubbles are not mixed or insufficiently filled when the adhesive is applied. It is easy to prevent and observe the wraparound state of the adhesive, and it is easy to form a uniform adhesive layer without bubbles between the end surface 10a and the inner surface 45a that may have an optical influence. Further, since the hole 43 is shallow, it is easy to accurately form the hole 43 portion of the component 41. When the diameter of the hole 43 is D and the depth is L, it is preferable to limit to L ⁇ D ⁇ 5 in order to ensure the forming accuracy of the hole 43.
  • the outer surface 45b of the window 45 is polished. There is a possibility that the outer surface 25b of the window portion 45 may be distorted by assembly stress mainly due to the solidification shrinkage of the adhesive. By performing the polishing process of the outer surface 45b after the adhesive solidifying process, the surface accuracy of the outer surface 45b can be secured at a high level. After the polishing process, a protective coat similar to that in the first embodiment is applied to the outer surface 45b of the window 45. In the above description, only two parts 41 and 42 are shown as constituent parts of the optical ferrule 40. However, the optical ferrule 40 may be composed of three or more parts.
  • a ferrule hole is formed by at least two parts.
  • the ferrule hole 11 is configured by combining the hole 43 formed in the component 41 and the hole 44 formed in the component 42, so that the ferrule hole 11 is thin. It is not necessary to mold a deep hole of diameter. After the component 41 and the component 42 are molded, the end of the optical fiber 10 is assembled so as to be inserted into the component 41 and the component 42, so that it is not necessary to insert the optical fiber into the mold. In this way, it is not necessary to form a deep hole having a small diameter, and it is not necessary to insert an optical fiber into a mold, and an optical ferrule having a ferrule hole can be easily and accurately formed.
  • the optical fiber 10 can be installed in the hole 43 of the component 41 before assembling the components 42. Therefore, assembly including application of adhesive, etc., and formation of a uniform adhesive layer without bubbles Easy to do. Furthermore, according to the optical fiber module 2, the window portion 45 is disposed in front of the end face 10 a of the optical fiber 10, so that the optical fiber 10 is protected from an event that may cause dust adhesion or damage. As described above, the optical fiber module 2 can be manufactured at low cost with high quality, high performance, good manufacturability.
  • FIGS. 6A, 6B, and 6C show an example of a snap-fit structure that joins two parts constituting an optical ferrule.
  • FIG. 6A shows an example of a snap-fit structure using a general elastic claw 50.
  • the female side member is 51
  • the male side member is 52.
  • each snap-fit structure to be fitted it is arbitrary which one of the component 21 and the component 22 is the female side member 51 or the male side member 52.
  • the component 41 and the component 42 can be coupled by snap fit.
  • one of the component 41 and the component 42 is the female side member 51 or the male side member 52.
  • the optical ferrule is configured to have a relatively small diameter by adopting a structure in which the optical fiber 10 (and thus the ferrule hole 11) is disposed between the elastic claws 50 and 50 whose claws are opposite to each other. can do.
  • FIG. 6B illustrates the case of the component 41 and the component 42, it can be similarly applied to the coupling of the component 21 and the component 22.
  • a spherical protrusion 53 or other structure as shown in FIG. 6C may be applied.
  • An optical fiber module having an optical ferrule in which two parts (21 and 22, 41 and 42) are joined by the snap fit as described above can be implemented, which further facilitates assembly.
  • the snap fit shown in the present embodiment does not hinder the combined use of the adhesive, and the component 21 and the component 22 may be bonded together by the snap fit and fixed by bonding, or the component 41 and the component 42 may be snapped together. You may make it couple
  • the present invention can be used for transmission of optical signals.

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  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

光フェルールが光ファイバーの端部に固定されてなる光ファイバーモジュールを、高品質、高性能、かつ、製造性良好で安価に製造可能にする。光ファイバー１０と、光ファイバーの端部に固定される光フェルール２０（４０）とで光ファイバーモジュールが構成される。光フェルールは、組み立てられる少なくとも２つの部品２１，２２（４１，４２）でフェルール穴１１を構成し、これら２つの部品のうちいずれか一方に、透明部材で構成されフェルール穴の底部となり光ファイバーの端面１０ａを保護する窓部２５（４５）が構成される。

Description

光フェルール及び光ファイバーモジュール
　本発明は、光フェルール及び、光フェルールが光ファイバーの端部に固定されてなる光ファイバーモジュールに関する。
　従来、特許文献１，２にも記載されているように、光ファイバーと他の光学系とを光学的に接続するために、光ファイバーの端部に光フェルールが固定された構造が採られる。
　特許文献１に記載の光フェルールにあっては、軸方向に深く形成したフェルール穴に光ファイバーを挿入して保持する構造を有する。
　特許文献２にあっては、光ファイバーコアを透明樹脂内にインサート成形することにより光フェルールを構成し、光ファイバーを光フェルールの穴に挿入する作業を不要とした。
　一方、工業／医用を問わず内視鏡を用いて、物の裏側や管の内部など直接肉眼で見ることができない個所を観察、もしくは拡大して観察することが一般的に行われている。
　内視鏡は細く長い管を用いて画像転送するため、先端部に撮像素子を設置した電子内視鏡のほか、特許文献３に記載されるようにイメージファイバーにより先端から基端に像を伝送する光ファイバー内視鏡等あるが、いずれも高価である。
特開２００５－３１６２９２号公報 特開２０１０－１２２２９２号公報 特開平１１－１２５７７５号公報
　近年、安価で高画質（ファイバー素線径が細い物）なプラスチックイメージファイバーの登場により、安価で高性能な光ファイバー内視鏡を提供することができるようになった。
　しかしながら、プラスチックファイバーはガラスファイバーに比べ柔らかくて傷が付きやすく、また、帯電によりゴミが付着しやすいといった問題点がある。
　特許文献３では対策の一つの方法として透明部材による保護板（同文献中「保護窓３０」）を光ファイバーの端面に配置して取り付けるが、光ファイバーや保護板を保持するための枠（同「ハウジング１４」）が必要であるためコスト高である。
　特許文献１，２にも記載されている光フェルールが光ファイバーの端部に固定されてなる光ファイバーモジュールは、光ファイバーとしてイメージファイバーを適用することで光ファイバー内視鏡として構成でき、基端部の光フェルールで光学機器に接続するよう構成できる。
　しかし、特許文献１に記載の光フェルールの構造では、被覆を皮剥した光ファイバーが挿入されるフェルール孔は穴径が小さくかつ深いため、光フェルールの製造難易度が高く、またフェルール孔の深さが深いため、気泡の無い接着も難易度が高く、部品製造及び組立の面で高品質、低コストに製造することが困難である。
　また、特許文献２に記載の光フェルールの構造では、インサート成型のため、専用の技術や装置等が必要であり、またインサート成型で光ファイバーの位置決めをするのは難しく、高品質、低コストに製造することが困難である。
　本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、光フェルールが光ファイバーの端部に固定されてなる光ファイバーモジュールを、高品質、高性能、かつ、製造性良好で安価に製造可能にすることを課題とする。
　以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、光ファイバーの端部に固定される光フェルールであって、
　組み立てられる少なくとも２つの部品で前記光ファイバーの端部が保持されるフェルール穴を構成し、
　前記２つの部品のうちいずれか一方に、透明部材で構成され前記フェルール穴の底部となり前記光ファイバーの端面を保護する窓部が構成されたことを特徴とする光フェルールである。
　請求項２記載の発明は、前記フェルール穴は、当該フェルール穴の深さ方向に平行な面で前記２つの部品のそれぞれに分割されている請求項１に記載の光フェルールである。
　請求項３記載の発明は、前記フェルール穴は、当該フェルール穴の深さ方向に垂直な面で前記２つの部品のそれぞれに分割されている請求項１に記載の光フェルールである。
　請求項４記載の発明は、前記２つの部品は、スナップフィットで結合可能に形成されている請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載の光フェルールである。
　請求項５記載の発明は、前記窓部の外表面が研磨されてなる請求項１から請求項４のうちいずれか一に記載の光フェルールである。
　請求項６記載の発明は、前記窓部の外表面に保護コートが施されてなる請求項１から請求項５のうちいずれか一に記載の光フェルールである。
　請求項７記載の発明は、光ファイバーと、前記光ファイバーの端部に固定される光フェルールとを備える光ファイバーモジュールであって、
　前記光フェルールは、組み立てられる少なくとも２つの部品でフェルール穴を構成し、
　前記２つの部品のうちいずれか一方に、透明部材で構成され前記フェルール穴の底部となり前記光ファイバーの端面を保護する窓部が構成され、
　前記光ファイバーの端部が前記フェルール穴に保持されてなることを特徴とする光ファイバーモジュールである。
　請求項８記載の発明は、前記フェルール穴は、前記光ファイバーの中心軸を含む面又は当該中心軸に平行な面で前記２つの部品のそれぞれに分割されている請求項７に記載の光ファイバーモジュールである。
　請求項９記載の発明は、前記フェルール穴は、前記光ファイバーの中心軸に垂直な面で前記２つの部品のそれぞれに分割されている請求項７に記載の光ファイバーモジュールである。
　請求項１０記載の発明は、前記２つの部品は、スナップフィットで結合されている請求項７から請求項９のうちいずれか一に記載の光ファイバーモジュールである。
　請求項１１記載の発明は、前記窓部の外表面が研磨されてなる請求項７から請求項１０のうちいずれか一に記載の光ファイバーモジュールである。
　請求項１２記載の発明は、前記窓部の外表面に保護コートが施されてなる請求項７から請求項１１のうちいずれか一に記載の光ファイバーモジュールである。
　請求項１３記載の発明は、前記光ファイバーの端部は接着剤により前記光フェルールに固定されている請求項７から請求項１２のうちいずれか一に記載の光ファイバーモジュールである。
　請求項１４記載の発明は、前記光ファイバー及び前記窓部は、屈折率ｎｄが１．４５～１．６の範囲にある請求項７から請求項１３のうちいずれか一に記載の光ファイバーモジュールである。
　請求項１５記載の発明は、前記光ファイバー及び前記窓部はアクリル系樹脂により構成されている請求項７から請求項１３のうちいずれか一に記載の光ファイバーモジュールである。
　請求項１６記載の発明は、前記光ファイバー、前記窓部及び前記接着剤は、屈折率ｎｄが１．４５～１．６の範囲にある請求項１３に記載の光ファイバーモジュールである。
　請求項１７記載の発明は、前記光ファイバー及び前記窓部はアクリル系樹脂により構成され、前記接着剤はアクリル系接着剤である請求項１３に記載の光ファイバーモジュールである。
　本発明によれば、細径の深穴を成形することも、光ファイバーを成形型にインサートする必要もなく、フェルール穴を有した光フェルールを容易に精度良く成形でき、フェルール穴を構成する２つの部品を組み合わせる前にそのうち一方の部品に光ファイバーを設置することができるから組立及び気泡がなく均質な接着剤層の形成が容易であり、組み立てることで光ファイバーの端面前に窓部が配置されてゴミの付着や損傷を受け得る事象から光ファイバーの端面が保護されるから、光フェルールが光ファイバーの端部に固定されてなる光ファイバーモジュールを、高品質、高性能、かつ、製造性良好で安価に製造可能である。
本発明の第１実施形態に係る光ファイバーモジュールの分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る光ファイバーモジュールの平面図である。 本発明の第１実施形態に係る光ファイバーモジュールの側面図である。 本発明の第１実施形態に係る光ファイバーモジュールの縦断面図（Ａ－Ａ断面）である。 本発明の第１実施形態に係る光ファイバーモジュールの横断面図（Ｂ－Ｂ断面）である。 本発明の第１実施形態に対する変形例を示す光ファイバーモジュールの横断面図である。 本発明の第１実施形態に対する他の変形例を示す光ファイバーモジュールの横断面図である。 本発明の第２実施形態に係る光ファイバーモジュールの分解斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る光ファイバーモジュールの光フェルールの分解縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係る光ファイバーモジュールの平面図である。 本発明の第２実施形態に係る光ファイバーモジュールの縦断面（Ｃ－Ｃ断面）である。 本発明の第２実施形態に係る光ファイバーモジュールの横断面図（Ｄ－Ｄ断面）である。 本発明の第３実施形態に係る光ファイバーモジュールのスナップフィット構造を示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る光ファイバーモジュールのスナップフィット構造を示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る光ファイバーモジュールのスナップフィット構造を示す断面図である。
　以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
〔第１実施形態〕
　まず、図１、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、図２Ｄ、図３Ａ及び図３Ｂを参照して本発明の第１実施形態の光フェルール及び光ファイバーモジュールにつき説明する。
　図１、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ及び図２Ｄに示すように本実施形態の光ファイバーモジュール１は、光ファイバー１０と、光ファイバー１０の端部に固定される光フェルール２０とを備えて構成される。
　光ファイバー１０としては、特に限定されず、少なくとも単一のコアとその周りのクラッドを含み、複数本を束ねたものでもよく、内視鏡などのイメージ伝送用にはイメージファイバーが適用される。光ファイバーモジュール１は、光通信、内視鏡、計測など用途は問わない。
　医用の光ファイバー内視鏡（内視鏡ファイバースコープ）に適用する場合、衛生面からディスポーザブル（使い捨て）仕様の需要が見込める。ディスポーザブル仕様とする場合、低廉性も求められる。そのため、光ファイバー１０として比較的安価に提供されるプラスチックイメージファイバーを適用することが好ましい。
　光フェルール２０は、部品２１と部品２２とを備えて構成される。光ファイバー１０の端部がフェルール穴１１に挿入された状態で保持される。フェルール穴１１は、組み立てられる２つの部品２１，２２で構成される。部品２１に溝２３が形成されており、部品２２に溝２４が形成されている。部品２１，２２を組み立てたとき、溝２３と溝２４とが合わされてフェルール穴１１が構成される。
　一方の部品２１には、フェルール穴１１の底部となる窓部２５が構成されている。窓部２５は、光ファイバー１０の端面１０ａをゴミの付着や損傷を受け得る接触から保護する機能を有する。窓部２５は透明部材で構成されており、光ファイバー１０の端面１０ａと外部との間の光の出入力が可能とされる。
　本実施形態のフェルール穴１１は、光ファイバー１０を収める円形断面の深い直穴である。但し、光ファイバー１０の中心軸を一定位置に保持できれば、フェルール穴１１の断面形状は円形に限られない。フェルール穴１１は、当該フェルール穴１１の深さ方向Ｚに平行な面で２つの部品２１，２２のそれぞれに分割されている。図２Ｃに示すように、光ファイバー１０の中心軸ＡＸは、フェルール穴１１の深さ方向Ｚに延在する。本実施形態では、光ファイバー１０の中心軸ＡＸを含む面でフェルール穴１１が２つの部品２１，２２のそれぞれに分割されている。したがって、溝２３，２４がそれぞれ半円形の断面を有する。但し、図３Ａ，図３Ｂに示すフェルール穴１１Ａ、１１Ｂのように、部品分割面が中心軸ＡＸからずれた中心軸ＡＸに平行な面であってもよい。図３Ａに断面が示されるフェルール穴１１Ａにおける部品分割面は中心軸ＡＸから光ファイバー１０の半径だけ離れている。したがって、一方の部品（図３Ａでは部品２１Ａ）のみにフェルール穴１１を構成する溝２３Ａが形成されており、他方の部品（図３Ａでは部品２２Ａ）には溝は形成されていない。また部品分割面は、中心軸ＡＸとそこから半径だけ離れた位置との中間にあってもよく、図３Ｂにその例を示した。図３Ｂに断面が示されるフェルール穴１１Ｂにあっては、一方の部品（図３Ｂでは部品２１Ｂ）に比較的深い溝２３Ｂが形成され、他方の部品（図３Ｂでは部品２２Ｂ）に比較的浅い溝２４Ｂが形成されており、溝２３Ｂと溝２４Ｂとが合わされてフェルール穴１１Ｂが構成される。
　光ファイバー１０の端部は接着によりフェルール穴１１に固定されている。フェルール穴１１内の光ファイバー１０の周囲にある接着剤（図示せず）が固化して光ファイバー１０をフェルール穴１１に結合させている。接着剤は、光ファイバー１０の端面１０ａと窓部２５の内表面２５ａとの間にも充填されていてもよい。但しその場合、気泡が入らないように注意する。
　窓部２５の外表面２５ｂは平面度を出すために研磨されており、図示しない帯電防止及び損傷防止のための保護コートが施されている。
　次に、光ファイバーモジュール２の組立手順の一例につき説明する。
　まず、窓部２５を有した部品２１の溝２３に光ファイバー１０の端部を配置し、接着剤を塗布した後、他方の部品２２を合わせて光ファイバー１０の端部をフェルール穴１１内に閉じ込めるように組み立てる。このとき、接着剤を光ファイバー１０の周囲と、溝２３，２４の両側の合わせ面２６，２７の間に浸入させる。その後、接着剤を固化させて光ファイバー１０及び部品２１，２２の３者の接着固定を完了する。
　また、光ファイバー１０の端面１０ａと窓部２５の内表面２５ａとの間にも接着剤を充填する場合には、窓部２５を有した部品２１の溝２３に光ファイバー１０の端部を配置し、接着剤を塗布、特に端面１０ａと内表面２５ａとの間に十分に脱泡された接着剤を不足がないように十分に充填した後、他方の部品２２を合わせる。
　このように他方の部品２２を合わせる前の部品２１の溝２３が形成された面が開放された状態で接着剤の塗布を行うことができるので、接着剤の塗布作業がし易く、接着剤塗布時の気泡の混入や充填不足を防ぐこと、接着剤の回り込み状況を観察することが容易であり、光学的影響を及ぼし得る端面１０ａと内表面２５ａとの間において気泡がなく均質な接着剤層の形成が容易である。光ファイバー１０の端面１０ａと窓部２５の内表面２５ａとの間にも接着剤が充填された構成とすれば、フェルール穴１１内で全体的に接着剤を行き渡らせればよいので、製造が容易である。
　接着剤固化後に、窓部２５の外表面２５ｂを研磨する。接着剤の固化収縮を主な要因とした組立応力により窓部２５の外表面２５ｂに歪みが生じるおそれがある。接着剤固化工程の後に、外表面２５ｂの研磨工程を実施することで、外表面２５ｂの面精度を高水準に確保することができる。研磨工程後、窓部２５の外表面２５ｂに上述の保護コートを施す。
　さて、光ファイバー１０は屈折率ｎｄが１．４５～１．６の範囲にある素材、特にアクリル系樹脂を光ファイバー素材として好ましく用いることができる。窓部２５もこれに整合させるために、屈折率ｎｄが１．４５～１．６の範囲にある素材、特にアクリル系樹脂を素材として好ましく用いることができる。窓部２５を含む部品２１を一体に成形するため、結果的に部品２１に同素材が適用される。他方の部品２２には窓部２５が含まれないため、光学的性能は求められない。部品２２は、部品２１と同素材とすれば足りるが、例えば低コスト化など他の目的のために部品２２の材料として部品２１とは異なる材料を適用してもよい。
　光ファイバー１０の端面１０ａと窓部２５の内表面２５ａとの間に接着剤を充填する場合には、接着剤も屈折率を整合させるために、屈折率ｎｄが１．４５～１．６の範囲にある接着剤、特にアクリル系接着剤を用いることができる。
　なお、光フェルール２０の接続端部にテーパー面２８，２９が形成された形状のものを図示した。使用目的や使用箇所に応じて形状は任意である。また、フェルール穴１１は、これに収められる光ファイバー１０の端部の形状に合わせて段差状等に形成することも適宜に実施することができる。
　以上の説明において光フェルール２０の構成部品としては、２つの部品２１，２２のみを示したが、光フェルール２０を３以上の部品で構成してもよい。例えば、部品２２を前後に分割することで、フェルール穴１１を構成する部品数を３以上にすることも可能である。また、フェルール穴を構成しない部品を任意に追加することを妨げるものではない。少なくとも２つの部品でフェルール穴が構成される。
　以上のように本実施形態の光ファイバーモジュール１によれば、部品２１に形成された溝２３と部品２２に形成された溝２４とが合わされてフェルール穴１１が構成されるので、フェルール穴用に細径の深穴を成形することは必要とされない。部品２１及び部品２２を成形した後、光ファイバー１０の端部を部品２１と部品２２との間に挟みこむようにして組み立てるので、光ファイバーを成形型にインサートする必要もない。このように細径の深穴を成形することも、光ファイバーを成形型にインサートする必要もなく、フェルール穴を有した光フェルールを容易に精度良く成形できる。
　また光ファイバーモジュール１によれば、光フェルール２０を構成する２つの部品２１，２２を組み合わせる前にそのうち一方の部品に光ファイバー１０を設置することができるから、接着剤塗布等を含めた組立、及び気泡がなく均質な接着剤層を形成することが容易である。
　さらに光ファイバーモジュール１によれば、光ファイバー１０の端面１０ａ前に窓部２５が配置されてゴミの付着や損傷を受け得る事象から光ファイバー１０が保護される。
　以上説明したことから、光ファイバーモジュール１は、高品質、高性能、かつ、製造性良好で安価に製造可能である。
〔第２実施形態〕
　次に、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃを参照して本発明の第２実施形態の光フェルール及び光ファイバーモジュールにつき説明する。
　図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃに示すように本実施形態の光ファイバーモジュール２は、光ファイバー１０と、光ファイバー１０の端部に固定される光フェルール４０とを備えて構成される。
　上記第１の実施形態における光フェルール２０の部品分割面は、フェルール穴１１の深さ方向Ｚに平行な面、従って光ファイバー１０の中心軸ＡＸを含む面又は中心軸ＡＸに平行な面とされたが、本実施形態における光フェルール４０の部品分割面は、フェルール穴１１の深さ方向Ｚに垂直な面、従って光ファイバー１０の中心軸ＡＸに垂直な面とされている。
　すなわち、本実施形態における光フェルール４０に構成されるフェルール穴１１は、フェルール穴１１の深さ方向Ｚに垂直な面で２つの部品４１，４２のそれぞれに分割されている。本実施形態における光ファイバーモジュール２におけるフェルール穴１１は、光ファイバー１０の中心軸ＡＸに垂直な面で２つの部品４１，４２のそれぞれに分割されている。
　光フェルール４０を構成する一方の部品４１は、底部に窓部４５が形成された穴４３を有する。光フェルール４０を構成する他方の部品４２は、貫通形成された孔４４を有する。部品４１と部品４２とが組み立てられることにより穴４３と孔４４とが連接されてフェルール穴１１が構成される。
　部品４２として必要になる構造は円筒体であるので、部品４２を安価に製作可能である。
　その他、窓部４５の機能、光ファイバー１０、光フェルール４０及び接着剤の材料等は、上記第１実施形態と同様である。本実施形態においては、窓部４５を含む部品４１について、上記第１実施形態の部品２１と同様に光学的性能が求められる。なお、上記第１実施形態のテーパー面２８，２９に相当する構成として、テーパー面４８が部品４１に形成されたものを図示した。
　次に、光ファイバーモジュール２の組立手順の一例につき説明する。
　まず、光ファイバー１０の端部を接着剤が塗布された穴４３に挿入し接着剤を固化させる。光硬化性接着剤を適用する場合には、部品４２を合わせる前であるので、光照射を行い易い。
　次に、光ファイバー１０を孔４４に通して（又は光ファイバー１０の端部を穴４３に挿入する前に予め光ファイバー１０を孔４４に通しておいて）、穴４３と孔４４を連接してフェルール穴１１を構成するように部品４１の穴４３が開口する端面４６とこれに対向する部品４２の端面４７とを接着剤を介して合わせる。その接着剤を固化させ接着固定を完了する。
　なお、穴４３の深さ寸法は、孔４４の長さより短くされる。フェルール穴１１に必要な深さ寸法のうち多くを孔４４の長さに分配し、穴４３を浅くすることができる。穴４３が浅く、穴４３が開口する端面４６が開放された状態で接着剤の塗布を行うことができるので、接着剤の塗布作業がし易く、接着剤塗布時の気泡の混入や充填不足を防ぐこと、接着剤の回り込み状況を観察することが容易であり、光学的影響を及ぼし得る端面１０ａと内表面４５ａとの間において気泡がなく均質な接着剤層の形成が容易である。また、穴４３が浅いので部品４１の穴４３の部分を精度良く成形することが容易である。穴４３の直径をＤ、深さをＬとしたとき、穴４３の成形精度の確保のためにＬ≦Ｄ×５に制限することが好ましい。
　接着剤固化後に、窓部４５の外表面４５ｂを研磨する。接着剤の固化収縮を主な要因とした組立応力により窓部４５の外表面２５ｂに歪みが生じるおそれがある。接着剤固化工程の後に、外表面４５ｂの研磨工程を実施することで、外表面４５ｂの面精度を高水準に確保することができる。研磨工程後、窓部４５の外表面４５ｂに上記第１実施形態と同様の保護コートを施す。
　なお、以上の説明において光フェルール４０の構成部品としては、２つの部品４１，４２のみを示したが、光フェルール４０を３以上の部品で構成してもよい。例えば、部品４２を前後に分割することで、フェルール穴１１を構成する部品数を３以上にすることも可能である。また、フェルール穴を構成しない部品を任意に追加することを妨げるものではない。少なくとも２つの部品でフェルール穴が構成される。
　以上のように本実施形態の光ファイバーモジュール２によれば、部品４１に形成された穴４３と部品４２に形成された孔４４とが合わされてフェルール穴１１が構成されるので、フェルール穴用に細径の深穴を成形することは必要とされない。部品４１及び部品４２を成形した後、光ファイバー１０の端部を部品４１と部品４２に挿入するようにして組み立てるので、光ファイバーを成形型にインサートする必要もない。このように細径の深穴を成形することも、光ファイバーを成形型にインサートする必要もなく、フェルール穴を有した光フェルールを容易に精度良く成形できる。
　また光ファイバーモジュール２によれば、部品４２を組み合わせる前に部品４１の穴４３に光ファイバー１０を設置することができるから、接着剤塗布等を含めた組立、及び気泡がなく均質な接着剤層を形成することが容易である。
　さらに光ファイバーモジュール２によれば、光ファイバー１０の端面１０ａ前に窓部４５が配置されてゴミの付着や損傷を受け得る事象から光ファイバー１０が保護される。
　以上説明したことから、光ファイバーモジュール２は、高品質、高性能、かつ、製造性良好で安価に製造可能である。
〔第３実施形態〕
　次に、図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃを参照して本発明の第３実施形態の光フェルール及び光ファイバーモジュールにつき説明する。
　この第３実施形態は、光フェルールを構成する２つの部品を結合するスナップフィットの構造例を示すものである。
　図６Ａに一般的な弾性爪５０によるスナップフィットの構造例を示した。メス側部材を５１とし、オス側部材を５２とする。
　上記第１実施形態の光フェルール２０を構成する部品２１と部品２２の合わせ面２６，２７にこれを適用して、部品２１と部品２２とをスナップフィットにより結合可能とすることができる。嵌合する各スナップフィット構造において部品２１及び部品２２のうちいずれをメス側部材５１とするかオス側部材５２とするかは任意である。
　上記第２実施形態の光フェルール４０を構成する部品４１と部品４２の合わせ面４６，４７にこれを適用して、部品４１と部品４２とをスナップフィットにより結合可能とすることができる。嵌合する各スナップフィット構造において部品４１及び部品４２のうちいずれをメス側部材５１とするかオス側部材５２とするかは任意である。
　また、図６Ｂに示すように、爪方向が互いに逆向きの弾性爪５０，５０の間に光ファイバー１０（従ってフェルール穴１１）が配置される構造とすることで、光フェルールを比較的小径に構成することができる。図６Ｂでは部品４１と部品４２の場合につき図示したが、部品２１と部品２２の結合にも同様に適用できる。
　また、スナップフィット構造としては、図６Ｃに示すような球状突起５３その他の構造を適用してもよい。
　以上のようなスナップフィットで２つの部品（２１と２２，４１と４２）が結合されている光フェルールを備えた光ファイバーモジュールを実施することができ、これにより組立てがさらに容易となる。
　なお、本実施形態で示したスナップフィットは接着の併用を妨げるものではなく、部品２１と部品２２とをスナップフィットで結合させるとともに接着で固定してもよいし、部品４１と部品４２とをスナップフィットで結合させるとともに接着で固定してもよい。
　本発明は、光信号の伝送に利用することができる。
１ 光ファイバーモジュール
２ 光ファイバーモジュール
１０ 光ファイバー
１０ａ 端面
１１ フェルール穴
２０ 光フェルール
２３，２４ 溝
２５ 窓部
２５ａ 内表面
２５ｂ 外表面
４０ 光フェルール
４３ 穴
４４ 孔
４５ 窓部
４５ａ 内表面
４５ｂ 外表面

Claims (17)

  1. 　光ファイバーの端部に固定される光フェルールであって、
    　組み立てられる少なくとも２つの部品で前記光ファイバーの端部が保持されるフェルール穴を構成し、
    　前記２つの部品のうちいずれか一方に、透明部材で構成され前記フェルール穴の底部となり前記光ファイバーの端面を保護する窓部が構成されたことを特徴とする光フェルール。
  2. 　前記フェルール穴は、当該フェルール穴の深さ方向に平行な面で前記２つの部品のそれぞれに分割されている請求項１に記載の光フェルール。
  3. 　前記フェルール穴は、当該フェルール穴の深さ方向に垂直な面で前記２つの部品のそれぞれに分割されている請求項１に記載の光フェルール。
  4. 　前記２つの部品は、スナップフィットで結合可能に形成されている請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載の光フェルール。
  5. 　前記窓部の外表面が研磨されてなる請求項１から請求項４のうちいずれか一に記載の光フェルール。
  6. 　前記窓部の外表面に保護コートが施されてなる請求項１から請求項５のうちいずれか一に記載の光フェルール。
  7. 　光ファイバーと、前記光ファイバーの端部に固定される光フェルールとを備える光ファイバーモジュールであって、
    　前記光フェルールは、組み立てられる少なくとも２つの部品でフェルール穴を構成し、
    　前記２つの部品のうちいずれか一方に、透明部材で構成され前記フェルール穴の底部となり前記光ファイバーの端面を保護する窓部が構成され、
    　前記光ファイバーの端部が前記フェルール穴に保持されてなることを特徴とする光ファイバーモジュール。
  8. 　前記フェルール穴は、前記光ファイバーの中心軸を含む面又は当該中心軸に平行な面で前記２つの部品のそれぞれに分割されている請求項７に記載の光ファイバーモジュール。
  9. 　前記フェルール穴は、前記光ファイバーの中心軸に垂直な面で前記２つの部品のそれぞれに分割されている請求項７に記載の光ファイバーモジュール。
  10. 　前記２つの部品は、スナップフィットで結合されている請求項７から請求項９のうちいずれか一に記載の光ファイバーモジュール。
  11. 　前記窓部の外表面が研磨されてなる請求項７から請求項１０のうちいずれか一に記載の光ファイバーモジュール。
  12. 　前記窓部の外表面に保護コートが施されてなる請求項７から請求項１１のうちいずれか一に記載の光ファイバーモジュール。
  13. 　前記光ファイバーの端部は接着剤により前記光フェルールに固定されている請求項７から請求項１２のうちいずれか一に記載の光ファイバーモジュール。
  14. 　前記光ファイバー及び前記窓部は、屈折率ｎｄが１．４５～１．６の範囲にある請求項７から請求項１３のうちいずれか一に記載の光ファイバーモジュール。
  15. 　前記光ファイバー及び前記窓部はアクリル系樹脂により構成されている請求項７から請求項１３のうちいずれか一に記載の光ファイバーモジュール。
  16. 　前記光ファイバー、前記窓部及び前記接着剤は、屈折率ｎｄが１．４５～１．６の範囲にある請求項１３に記載の光ファイバーモジュール。
  17. 　前記光ファイバー及び前記窓部はアクリル系樹脂により構成され、前記接着剤はアクリル系接着剤である請求項１３に記載の光ファイバーモジュール。
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