JP2018013564A - フェルール - Google Patents

Abstract

【課題】外部環境が変化しても光信号を正常に伝送することができるフェルールを提供する。
【解決手段】フェルールは、光ファイバ１の端部を保持するフェルールであって、光ファイバを挿入するためのファイバ穴と、光ファイバの光信号を透過する本体部の外面に形成され、光信号を反射する反射面１３とを備える。本体部の屈折率よりも小さい屈折率の反射保護部３２が、反射面の外側を覆っている。
【選択図】図１

Description

本発明は、フェルールに関する。

特許文献１には、光ファイバを支持する支持部材（光路変換器４０）を備えた光モジュールが記載されている。この光モジュールの支持部材は反射部（反射部４２）を有しており、光ファイバの伝送する光信号を反射部で反射している。特許文献１には、反射部へのゴミの侵入を防ぐため、反射部の外側を板状部材（引っ掛け板６４）で覆うことが記載されている。同様に、特許文献２には、反射面を形成する凹部を蓋体で塞いだ光路変更部材が記載されている。

また、特許文献３には、光ファイバを保持する光学部品（ファイバホルダー２３）の端面にレンズアレイを設けることが記載されている。特許文献３では、レンズアレイの設けられた端面を対向させて光学部品同士を接続することによって、光ファイバ同士を光学的に接続することが記載されている（図２１参照）。

特許第５３１４１１９号公報 特許第４９０３１２０号公報 特開２００８−１５１８４３号公報

冷却液などの液体を溜めた液侵漕に光モジュールを浸けて、光モジュールを液浸状態で使用する可能性がある。しかし、特許文献１、２に記載の光モジュールを液浸状態で使用した場合、反射面が覆われていても、液体が反射面に浸透するおそれがある。この場合、反射面の外部環境が空気から液体に代わるため、反射面の外部の屈折率の変化によって光の臨界角が変化し、この結果、反射面において光信号が正常に反射されなくなるおそれが生じる。同様に、特許文献３記載の光学部品を液浸状態で用いた場合においても、レンズアレイの外部環境が空気から液体に代わるため、レンズアレイにおいて光信号が正常に屈折されなくなるおそれが生じる。
なお、この問題は、液浸状態での使用形態に限られるものではなく、例えば高湿下での使用時に反射部やレンズなどの光学系に液体が付着した場合にも同様に起こり得る問題である。

本発明の幾つかの実施形態は、外部環境が変化しても光信号を正常に伝送することを目的とする。

本発明の幾つかの実施形態は、光ファイバの端部を保持するフェルールであって、前記光ファイバを挿入するためのファイバ穴と、前記光ファイバの光信号を透過する本体部の外面に形成され、前記光信号を反射する反射面とを備え、前記本体部の屈折率よりも小さい屈折率の反射保護部が、前記反射面の外側を覆っていることを特徴とするフェルールである。
また、本発明の幾つかの実施形態は、光ファイバの端部を保持するフェルールであって、前記光ファイバを挿入するためのファイバ穴と、前記光ファイバの光信号を透過する本体部に形成され、前記光信号を屈折させるレンズ部とを備え、レンズ保護部が前記レンズ部の曲面を覆うとともに、前記レンズ保護部の外面において、前記外面に垂直な前記光信号の平行光が入射又は出射することを特徴とするフェルールである。

本発明の他の特徴については、後述する明細書及び図面の記載により明らかにする。

本発明の幾つかの実施形態によれば、外部環境が変化しても光信号を正常に伝送することができる。

図１Ａ及び図１Ｂは、第１参考例の説明図である。図１Ｃは、本実施形態の説明図である。 図２Ａ及び図２Ｂは、第２参考例の説明図である。図２Ｃは、本実施形態の説明図である。 図３Ａは、第１実施形態の光コネクタ５の斜視図である。図３Ｂは、第１実施形態のフェルール１０を備えた光コネクタ５の断面説明図である。図３Ｃは、第１実施形態のフェルール１０の断面説明図である。 図４Ａは、第１変形例の光ファイバ付きフェルールの断面説明図である。図４Ｂは、第１変形例のフェルール１０の断面説明図である。 図５Ａは、第２変形例のフェルール１０の断面説明図である。図５Ｂは、第３変形例のフェルール１０の断面説明図である。 図６Ａは、第２実施形態の光ファイバ付きフェルールの斜視図である。図６Ｂは、第２実施形態の光ファイバ付きフェルールの断面説明図である。図６Ｃは、第２実施形態のフェルール１０の断面説明図である。

後述する明細書及び図面の記載から、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

光ファイバの端部を保持するフェルールであって、前記光ファイバを挿入するためのファイバ穴と、前記光ファイバの光信号を透過する本体部の外面に形成され、前記光信号を反射する反射面とを備え、前記本体部の屈折率よりも小さい屈折率の反射保護部が、前記反射面の外側を覆っていることを特徴とするフェルールが明らかとなる。このようなフェルールによれば、外部環境が変化しても光信号を正常に伝送することができる。

前記反射面を形成するための凹部を有し、前記凹部に充填された樹脂によって、前記反射保護部が形成されていることが望ましい。これにより、反射保護部の形成が容易になる。

前記光信号の入射又は出射する光信号面を有し、前記光信号の平行光が前記光信号面に垂直に入射又は出射することが望ましい。これにより、光信号面で光信号が屈折しないで済むため、外部環境が変化しても光信号を正常に伝送することができる。

前記本体部の凹所に充填された透明樹脂の外面によって前記光信号面が形成されており、前記凹所の底面が前記光信号面に対して傾斜しており、前記凹所における前記本体部と前記透明樹脂との境界面において前記光信号を屈折させることが望ましい。これにより、外部環境が変化しても傾斜面で光信号を正常に屈折させることができる。

前記反射面における前記光信号の入射光と反射光との角度が鈍角であることが望ましい。これにより、本体部や反射保護部の材料の選択肢を増やすことができる。

前記光信号面に入出射する光信号の方向に対して前記ファイバ穴の方向が鈍角になるように、前記ファイバ穴及び前記光信号面が配置されていることが望ましい。これにより、本体部や反射保護部の材料の選択肢を増やすことができる。

前記光信号を屈折させるレンズ部が前記本体部に形成されており、前記レンズ部の曲面を覆うようにレンズ保護部が形成されており、前記レンズ保護部の外面によって前記光信号面が形成されていることが望ましい。これにより、外部環境が変化してもレンズ部で光信号を正常に屈折させることができる。

前記光信号面に凹部が形成されており、前記凹部に充填された透明樹脂によって、前記レンズ保護部が形成されていることが望ましい。これにより、レンズ保護部の形成が容易になる。

前記反射面にレンズ面が形成されていることが望ましい。これにより、光信号の信号損失を抑制できる。

光ファイバの端部を保持するフェルールであって、前記光ファイバを挿入するためのファイバ穴と、前記光ファイバの光信号を透過する本体部に形成され、前記光信号を屈折させるレンズ部とを備え、レンズ保護部が前記レンズ部の曲面を覆うとともに、前記レンズ保護部の外面において、前記外面に垂直な前記光信号の平行光が入射又は出射することを特徴とするフェルールが明らかとなる。このようなフェルールによれば、外部環境が変化しても光信号を正常に伝送することができる。

前記フェルールの端面に形成された凹部の底面に前記レンズ部が形成されており、前記凹部に充填された透明樹脂によって、前記レンズ保護部が形成されていることが望ましい。これにより、レンズ保護部の形成が容易になる。

＝＝＝本実施形態の概要＝＝＝
図１Ａ及び図１Ｂは、第１参考例の説明図である。光ファイバ１の端面から出射した光は、本体部３１（フェルールを構成する部材：光信号を透過させる部材）の内部を伝搬し、反射面１３で反射する。反射面１３は、本体部３１と外部との境界面において光信号を反射（全反射）させている。反射面１３への光の入射角が、外気の屈折率ｎ０と本体部３１の屈折率ｎ１とから定まる臨界角よりも大きいため、光が反射面１３で全反射している。

図１Ｂに示すように、本体部３１が液体（例えば冷却液）に浸けられると、反射面１３の外側の屈折率が変化し、反射面１３における光の臨界角が変化する。この結果、図１Ｂに示すように、反射面１３に入射した光の一部が、反射面１３で屈折して外部（液体）に進み、反射面１３で反射した光信号が劣化してしまう。なお、ここでは、光ファイバ１の端面から出射した光が反射面１３で反射する場合について説明しているが、反射面１３で反射して光が光ファイバ１の端面に入射する場合においても（光の進路が逆の場合においても）、反射面１３の外側の屈折率の変化に伴う光信号の劣化の問題は起こる。

図１Ｃは、本実施形態の説明図である。本実施形態では、本体部３１部材の反射面１３の外側に所定の屈折率（＝ｎ２）の反射保護部３２を配置させている。これにより、本体部３１及び反射保護部３２が液体（例えば冷却液）に浸けられても、反射面１３の外側の屈折率は変化しないため、反射面１３で反射する光信号の劣化を抑制できる。

図２Ａ及び図２Ｂは、第２参考例の説明図である。光ファイバ１の端面から出射した光信号は、本体部３１（フェルールを構成する部材：光信号を透過させる部材）の内部を拡散光として伝搬し、レンズ部１６で屈折して平行光として出射される。レンズ部１６は、本体部３１の外面で構成されている。つまり、レンズ部１６は、本体部３１と外部との境界面において光信号を屈折させている。

図２Ｂに示すように、本体部３１が液体（例えば冷却液）に浸けられると、レンズ部１６の外側の屈折率が変化し、レンズ部１６の焦点距離が変化する。この結果、図２Ｂに示すように、レンズ部１６から出射した光が平行光にならずに拡散してしまう。なお、ここでは、光ファイバ１の端面からの拡散光がレンズ部１６から平行光として出射される場合について説明しているが、平行光がレンズ部１６に入射して光ファイバ１の端面へ収束する場合においても（光の進路が逆の場合においても）、レンズ部１６の外側の屈折率の変化に伴う光信号の劣化の問題は起こる。

図２Ｃは、本実施形態の説明図である。本実施形態では、本体部３１のレンズ部１６の外側に所定の屈折率（＝ｎ３）のレンズ保護部３３を配置させている。このため、本体部３１及びレンズ保護部３３が液体（例えば冷却液）に浸けられても、レンズ部１６の外側の屈折率は変化しない。また、本実施形態では、レンズ保護部３３と外部との境界面において、境界面に垂直な平行光が入射又は出射している。このため、レンズ保護部３３の外側の屈折率が変化しても、境界面（レンズ保護部３３と外部との境界面）で光の屈折は生じないため、本体部３１及びレンズ保護部３３が液体（例えば冷却液）に浸けられても、光信号の劣化を抑制できる。

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
図３Ａは、第１実施形態の光コネクタ５の斜視図である。図３Ｂは、第１実施形態のフェルール１０を備えた光コネクタ５の断面説明図である。図３Ｃは、第１実施形態のフェルール１０の断面説明図である。なお、図３Ａ及び図３Ｂには、光ファイバ付きフェルールも示されている。

本実施形態の光コネクタ５は、フェルール１０と、レセプタクル６とを有する。本実施形態の光コネクタ５は、例えばＱＳＦＰタイプやＣＸＰタイプなどの光モジュール（不図示）のハウジングに収容された基板３に対して光ファイバ１を接続するためのものである。但し、光コネクタ５が光モジュールとは別の用途で用いられても良い。

第１実施形態のフェルール１０は、光ファイバ１の端部を保持する部材である。フェルール１０は、光ファイバ１の光信号を透過可能な透明樹脂（本体部３１）で構成された樹脂成形体である。但し、フェルール１０の本体部３１は、光信号を透過可能な材料であれば樹脂に限られるものではなく、例えば光学ガラスなどで構成されても良い。本実施形態のフェルール１０には、凹部１２（反射面１３を構成するための凹部１２）が形成されており、この凹部１２には、フェルール１０を構成する本体部３１の屈折率よりも小さい屈折率の樹脂（光学樹脂：反射保護部３２）が充填されている。フェルール１０は、ファイバ穴１１と、反射面１３と、光信号面１４とを有する。

ファイバ穴１１は、光ファイバ１の端部を挿入するための穴である。ファイバ穴１１に光ファイバ１の端部が挿入されることによって、光ファイバ１（特に光ファイバ１の端面）が位置決めされている。ファイバ穴１１は、光ファイバ１の光軸に平行に形成される。フェルール１０は、ここでは４本のファイバ穴１１を有している。但し、フェルール１０に形成されるファイバ穴１１の数は、１つでも良いし、４以外の複数でも良い。４本のファイバ穴１１は、フェルール１０の幅方向（図３Ｂの紙面垂直方向）に並んで配置されている。ファイバ穴１１の前側には、反射面１３が配置されている。

反射面１３は、光信号を反射する面である。反射面１３は、本体部３１の外面（境界面）によって形成されている。フェルール１０が反射面１３を有することにより、フェルール１０内の光信号の光路を変換（変更）できる。つまり、本実施形態のフェルール１０は、光路変換部材でもある。フェルール１０の上面に凹部１２が形成されており（図３Ａ参照）、この凹部１２におけるファイバ穴１１の側の傾斜面が反射面１３になる。反射面１３は、フェルール１０の幅方向（図３Ｂの紙面垂直方向、複数のファイバ穴１１の並ぶ方向）に平行に形成されている。

光信号面１４は、光信号が入射又は出射する面である。ここでは、光信号面１４は、フェルール１０を構成する本体部３１の外面で構成されている。光信号面１４は、レセプタクル６側（基板３側）との間での光信号の入出射面となる。光信号面１４は、光信号面１４で入出射する光信号に対して垂直な面である。光信号面１４から入出射する光信号は、平行光（コリメート光）となっている。光信号面１４から入出力する光信号を平行光（コリメート光）とすることによって、光信号面１４から入出力する光信号の径が拡大されているため、光路中のゴミなどの影響を軽減させることができ、信号損失を抑制できる。

光ファイバ１の端面から光信号が出射した場合には、光信号は、フェルール１０を構成する本体部３１（透明樹脂）を透過して、反射面１３（詳しくは反射面１３に形成されたレンズ面１３Ａ）で反射して、光信号面１４から光素子３Ａ（受光素子）に向かって出射することになる。また、光素子３Ａ（発光素子）から光信号面１４に光信号が入射した場合には、光信号は、フェルール１０を構成する本体部３１（透明樹脂）を透過して、反射面１３で反射して、光ファイバ１の端面に入射することになる。

本実施形態の反射面１３には、レンズ面１３Ａ（集光面：凹面ミラー）が形成されている。このレンズ面１３Ａは、光ファイバ１の端面から入射した拡散光を平行光として反射することができるとともに、レセプタクル６側から入射した平行光を光ファイバ１の端面へ収束（集光）させるように反射することができる。すなわち、反射面１３に形成されたレンズ面１３Ａは、コリメートレンズとして機能するように形成されている。反射面１３にレンズ面１３Ａが形成されることによって、径の拡大された光信号を入出射することができ、光路中のゴミなどの影響を軽減させることができる。但し、反射面１３にレンズ面１３Ａが形成されずに、反射面１３が平面であっても良い。

本実施形態では、反射面１３の外側が、フェルール１０を構成する本体部３１の屈折率よりも小さい屈折率の反射保護部３２で覆われている。これにより、仮にフェルール１０が冷却液に浸けられても、反射面１３の外側の屈折率は変化しないため、反射面１３で反射する光信号の劣化を抑制できる（図１Ｃ参照）。

なお、反射保護部３２を構成する部材は、本体部３１の屈折率よりも小さい必要があり、空気（屈折率約１．００）に近い屈折率の光学部材（光学樹脂）が用いられることが望ましい。このような部材としては、例えば、ペルフルオロビニルエーテル（屈折率約１．２４）、ポリヘキサフルオロプロピレン（屈折率約１．２９）、フッ素樹脂ポリテトラフルオロエチレン（屈折率１．２９〜１．３５）等の低屈折率材料を用いることができる。

本実施形態では、図３Ａに示すように、凹部１２の幅方向の外側に側壁部１２Ａが設けられており、凹部１２に樹脂（反射保護部３２）が充填されている。このように、側壁部１２Ａによって樹脂の漏洩が防止されており、凹部１２に樹脂を充填することができるため、反射面１３の外側を反射保護部３２で覆うことが容易である。

レセプタクル６は、基板３に対してフェルール１０を固定する部材である。レセプタクル６は、基板３の光素子３Ａ（発光素子又は受光素子）に対して位置決めされた状態で基板３に固定されている。レセプタクル６にはレンズアレイ８が設けられており、このレンズアレイ８を介して光素子３Ａとフェルール１０の光信号面１４との間で光信号が入出射する。レンズアレイ８は、集光レンズ（コリメートレンズ）を有しており、光素子３Ａ（発光素子）から入射した拡散光を平行光としてフェルール１０の光信号面１４に出射することができるとともに、フェルール１０の光信号面１４から入射した平行光を光素子３Ａ（受光素子）へ収束（集光）させることができる。

レセプタクル６には収容部７が形成されており、収容部７の内部空間に基板３の光素子３Ａが配置されている。本実施形態では、収容部７と光素子３Ａとの間の隙間には透明樹脂が充填されており、素子保護部３５が形成されている。レセプタクル６の素子保護部３５は、光信号を透過可能な樹脂で構成されている。レンズアレイ８は、素子保護部３５の側（光素子３Ａや収容部７の側）が凸形状に構成されており、フェルール１０の側は平面に構成されている。レンズアレイ８の凸形状の側（光素子３Ａや収容部７の側）には素子保護部３５が充填されているため、仮に光コネクタ５が冷却液に浸けられても、光素子３Ａとレンズアレイ８の間における光路の屈折率は変化しないので、光信号の劣化を抑制できる。また、レンズアレイ８の外側（フェルール１０側）は、入出射する光信号に垂直な平面であるため、境界面で光の屈折は生じないので、仮に光コネクタ５が液体（例えば冷却液）に浸けられても、光信号の劣化を抑制できる。

フェルール１０とレセプタクル６との間（詳しくは、フェルール１０の光信号面１４とレセプタクル６のレンズアレイ８との間）の隙間は僅かであるため、また、光信号の入出射面が光路に対して垂直であるため、この隙間に冷却液が浸透しても光信号は劣化し難いので、この隙間に冷却液が浸透することは許容されている。但し、光信号を透過可能な部材（例えば接着剤、屈折率整合剤、光学シートなど）をフェルール１０とレセプタクル６との間に挟み込むことによって、フェルール１０とレセプタクル６との間に冷却液が浸透することを抑制しても良い。

上記の第１実施形態のフェルール１０や光コネクタ５は、例えばＱＳＦＰタイプやＣＸＰタイプなどの光モジュールに用いることができる。本実施形態のフェルール１０や光コネクタ５を用いた光モジュールは、冷却漕に浸けられたメイン基板（不図示）のケージに装着させる場合（光モジュールを液浸状態で使用する場合）に特に有効である。

＜第１変形例＞
図４Ａは、第１変形例の光ファイバ付きフェルールの断面説明図である。図４Ｂは、第１変形例のフェルール１０の断面説明図である。

前述の第１実施形態では、反射面１３において光信号がほぼ直角に反射されている（図３Ｂ参照）。つまり、第１実施形態では、反射面１３に対する光の入射角（及び反射角）は約４５度であり、反射面１３を構成する本体部３１の屈折率と反射面１３の外側を覆う反射保護部３２の屈折率とから定まる臨界角（光が全反射する際の入射角）は、４５度よりも小さい必要がある。但し、反射面１３の外側を覆う反射保護部３２の屈折率は、空気の屈折率（約１．００）よりも通常大きいため、第１実施形態の構成では、材料の選択肢が狭くなる。これに対し、第１変形例では、反射面１３における入射光と反射光との角度が鈍角（９０度よりも大きく、１８０度より小さい角）になっている。これにより、第１変形例の構成では、材料の選択肢を増やすことができる。

第１変形例においても、フェルール１０は、ファイバ穴１１と、反射面１３とを有し、反射面１３の外側は、反射面１３を構成する本体部３１（透明樹脂）の屈折率よりも小さい屈折率の反射保護部３２で覆われている。これにより、仮にフェルール１０が冷却液に浸けられても、反射面１３の外側の屈折率は変化しないため、反射面１３で反射する光信号の劣化を抑制できる（図１Ｃ参照）。

第１変形例のフェルール１０は、レセプタクル６と対向する面（下面）に凹所２１を有する。凹所２１は、レセプタクル６と対向する面から凹んだ部位である。第１変形例では、光信号面１４に凹所２１が形成されている。凹所２１には、フェルール１０を構成する本体部３１（透明樹脂）の屈折率とは異なる屈折率の透明樹脂（屈折保護部３４）が充填されている。このため、第１変形例では、光信号面１４は、凹所２１に充填された屈折保護部３４の外面で構成されている。なお、第１変形例の光信号面１４も、光信号面１４で入出射する光信号に対して垂直な面である。

凹所２１の底面２２（図４Ａにおける凹所２１の上面）は、光信号面１４に対して傾斜している。つまり、フェルール１０を構成する本体部３１と、凹所２１に充填された屈折保護部３４との境界面は、光信号面１４に対して傾斜している。これにより、光信号面１４から入射した光信号は、凹所２１の底面２２（本体部３１と屈折保護部３４との境界面）において屈折し、この屈折した光信号が反射面１３に入射する。若しくは、反射面１３で反射した光信号が、凹所２１の底面２２（本体部３１と屈折保護部３４との境界面）において屈折し、光信号面１４から垂直に出射する。

第１変形例では、凹所２１における底面２２（本体部３１と屈折保護部３４との境界面）が屈折保護部３４で覆われている。このため、仮にフェルール１０が冷却液に浸けられても、底面２２の外側の屈折率は変化しないため、傾斜面である底面２２で光信号を正常に屈折させることができる。

また、第１変形例では、凹所２１の底面２２（本体部３１と屈折保護部３４との境界面）において光信号を屈折させることによって、反射面１３における入射光と反射光との角度が鈍角（９０度よりも大きく、１８０度より小さい角）であっても、ファイバ穴１１の方向（光ファイバ１の光軸方向）と、光信号面１４で入出射する光信号の方向とを直交配置させることが実現可能となる。

＜別の変形例＞
図５Ａは、第２変形例のフェルール１０の断面説明図である。第２変形例では、反射面１３（詳しくは反射面１３のレンズ面１３Ａ）の外側に、反射保護部３２がコーティングされている。このため、第２変形例においても、反射面１３の外側は、反射面１３を構成する本体部３１（透明樹脂）の屈折率よりも小さい屈折率の反射保護部３２で覆われている。これにより、仮にフェルール１０が冷却液に浸けられても、反射面１３の外側の屈折率は変化しないため、反射面１３で反射する光信号の劣化を抑制できる。このように、反射面１３の外側を反射保護部３２で覆う方法は、凹部１２に樹脂を充填する方法に限られるものではなく、他の方法でも良い。

図５Ｂは、第３変形例のフェルール１０の断面説明図である。第３変形例では、反射面１３が平面になっている。このように、反射面１３にレンズ面１３Ａが形成されていなくても良い。

また、第３変形例では、光信号面１４に凹部１５が形成されており、凹部１５の底面（図５Ｂにおける凹部１５の上面）にレンズ部１６が形成されている。レンズ部１６は、本体部３１を構成する透明樹脂によって構成されており、本体部３１の外面に形成されている。凹部１５には、光信号の透過可能な透明樹脂（レンズ保護部３３）が充填されている。このレンズ保護部３３の外面によって光信号面１４が構成されており、レンズ保護部３３の外面（レンズ保護部３３と外部との境界面）に垂直な平行光が入射又は出射する。このため、仮にフェルール１０が冷却液に浸けられて、凹部１５に充填された透明樹脂（レンズ保護部３３）の外側の屈折率が変化しても、境界面（レンズ保護部３３と外部との境界面）で光の屈折は生じないため、光信号の劣化を抑制できる（図２Ｃ参照）。

図５Ｃは、第４変形例のフェルール１０の断面説明図である。第４変形例では、ファイバ穴１１の方向（光ファイバ１の光軸方向）が、光信号面１４で入出射する光信号の方向に対して、直交するのではなく、鈍角になっている。このため、図４Ａに示す第１変形例のように光信号を屈折させなくても、反射面１３における入射光と反射光との角度を鈍角（９０度よりも大きく、１８０度より小さい角）にすることを許容させている。これにより、第４変形例の構成では、第１変形例と同様に、材料の選択肢を増やすことができる。

＝＝＝第２実施形態＝＝＝
図６Ａは、第２実施形態の光ファイバ付きフェルールの斜視図である。図６Ｂは、第２実施形態の光ファイバ付きフェルールの断面説明図である。図６Ｃは、第２実施形態のフェルール１０の断面説明図である。

以下の説明では、図６Ａに示すように各方向を定義する。すなわち、フェルール１０のファイバ穴１１の方向（光ファイバ１の光軸方向）を「前後方向」とし、光ファイバ１の端面の側を「前」とし、逆側（フェルール１０から延び出る光ファイバ１の側）を「後」とする。複数のファイバ穴１１の並ぶ方向を「左右方向」とする。なお、左右方向のことを「幅方向」と呼ぶこともある。また、フェルール１０の厚さ方向を「上下方向」とする。

本実施形態のフェルール１０も、光ファイバ１の端部を保持する部材である。フェルール１０は、光ファイバ１の光信号を透過可能な透明樹脂（本体部３１）で構成された樹脂成形体である。但し、フェルール１０の本体部３１は、光信号を透過可能な材料であれば樹脂に限られるものではなく、例えば光学ガラスなどで構成されても良い。第２実施形態のフェルール１０には、凹部１５が形成されており、この凹部１５には、フェルール１０を構成する本体部３１の屈折率とは異なる屈折率の透明樹脂（レンズ保護部３３）が充填されている。フェルール１０は、ファイバ穴１１と、凹部１５と、レンズ部１６と、光信号面１７とを有する。

ファイバ穴１１は、光ファイバ１の端部を挿入するための穴である。ファイバ穴１１に光ファイバ１の端部が挿入されることによって、光ファイバ１（特に光ファイバ１の端面）が位置決めされている。ファイバ穴１１は、光ファイバ１の光軸に平行に形成される。フェルール１０は、ここでは４本のファイバ穴１１を有している。但し、フェルール１０に形成されるファイバ穴１１の数は、１つでも良いし、４以外の複数でも良い。４本のファイバ穴１１は、フェルール１０の幅方向（図６Ｂの紙面垂直方向）に並んで配置されている。幅方向に並ぶ複数のファイバ穴１１の列は、ここでは１列であるが、２列以上でも良い。それぞれのファイバ穴１１（又は光ファイバ１の端面）の前側には、レンズ部１６が対向して配置されている。

凹部１５は、フェルール１０の前側端面１０Ａから凹んだ部位である。凹部１５の底面（図６Ａにおける凹部１５の後面）にレンズ部１６が設けられている。凹部１５が形成されることによって、光信号面１７がフェルール１０の前側端面１０Ａよりも後側に位置する。これにより、フェルール１０の前側端面１０Ａ同士を突き合わせても、光信号面１７が接触しない。

レンズ部１６は、光信号を屈折させる部位である。ここでは、レンズ部１６は、光信号を集光させる集光レンズである。レンズ部１６は、光ファイバ１の端面からの拡散光を屈折させて平行光にすることができるとともに、レンズ部１６に入射した平行光を屈折させて光ファイバ１の端面へ収束（集光）させることができる。すなわち、レンズ部１６は、コリメートレンズとして機能する。レンズ部１６が形成されることによって、径の拡大された光信号を入出射することができ、光路中のゴミなどの影響を軽減させることができる。

本実施形態では、本体部３１で構成されたレンズ部１６の曲面（外面）は、フェルール１０を構成する本体部３１の屈折率とは異なる屈折率のレンズ保護部３３で覆われている。このため、レンズ部１６の外面は、本体部３１とレンズ保護部３３との境界面となっており、本体部３１とレンズ保護部３３との境界面において光信号が屈折する。このため、フェルール１０が液体（例えば冷却液）に浸けられても、レンズ部１６の外側の屈折率は変化しないので、レンズ保護部３３には平行光が透過することになる。

光信号面１７は、光信号が入射又は出射する面である。本実施形態では、光信号面１７は、レンズ保護部３３の外面で構成されている。光信号面１７（レンズ保護部３３の外面：レンズ保護部３３と外部との境界面）において、光信号面１７に垂直な光信号の平行光が入出射する。このため、仮にフェルール１０が冷却液に浸けられて、凹部１５に充填された透明樹脂（レンズ保護部３３）の外側の屈折率が変化しても、境界面（レンズ保護部３３と外部との境界面）で光の屈折は生じないため、光信号の劣化を抑制できる（図２Ｃ参照）。

図６Ｂに示す光ファイバ１の端面から光信号が出射した場合には、光信号は、フェルール１０を構成する本体部３１（透明樹脂）を拡散光として透過して、レンズ部１６で屈折して拡散光が平行光となり、レンズ保護部３３を平行光として透過して、光信号面１７から相手側のフェルール１０に出射することになる。また、図６Ｂに示す光信号面１７から平行光が入射した場合には、レンズ保護部３３を平行光として透過して、平行光がレンズ部１６で屈折して光ファイバ１の端面へ収束することになる。

本実施形態では、凹部１５の外縁がフェルール１０の前側端面１０Ａで囲まれており、凹部１５に透明樹脂（レンズ保護部３３）が充填されている。このように、凹部１５の外縁が囲まれることによって樹脂の漏洩が防止されており、凹部１５に透明樹脂（レンズ保護部３３）を充填することができるため、レンズ部１６の曲面（外面）をレンズ保護部３３で覆うことが容易である。

本実施形態では、本体部３１で構成されたレンズ部１６の曲面は凸形状であり、レンズ保護部３３の屈折率は、本体部３１の屈折率よりも小さい。但し、レンズ部１６の曲面を凹形状とし、レンズ保護部３３の屈折率を本体部３１の屈折率よりも大きくしても良い。

＝＝＝その他＝＝＝
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更・改良され得ると共に、本発明には、その等価物が含まれることは言うまでもない。

１ 光ファイバ、３ 基板、３Ａ 光素子、
５ 光コネクタ、６ レセプタクル、
７ 収容部、８ レンズアレイ、
１０ フェルール、１０Ａ 前側端面、１１ ファイバ穴、
１２ 凹部、１２Ａ 側壁部、
１３ 反射面、１３Ａ レンズ面、１４ 光信号面、
１５ 凹部、１６ レンズ部、１７ 光信号面、
２１ 凹所、２２ 底面（傾斜面）、
３１ 本体部、３２ 反射保護部、
３３ レンズ保護部（透明樹脂）、３４ 屈折保護部（透明樹脂）、
３５ 素子保護部（透明樹脂）

Claims (11)

1. 光ファイバの端部を保持するフェルールであって、
   前記光ファイバを挿入するためのファイバ穴と、
   前記光ファイバの光信号を透過する本体部の外面に形成され、前記光信号を反射する反射面と
   を備え、
   前記本体部の屈折率よりも小さい屈折率の反射保護部が、前記反射面の外側を覆っていることを特徴とするフェルール。
2. 請求項１に記載のフェルールであって、
   前記反射面を形成するための凹部を有し、
   前記凹部に充填された樹脂によって、前記反射保護部が形成されていることを特徴とするフェルール。
3. 請求項１又は２に記載のフェルールであって、
   前記光信号の入射又は出射する光信号面を有し、
   前記光信号の平行光が前記光信号面に垂直に入射又は出射することを特徴とするフェルール。
4. 請求項３に記載のフェルールであって、
   前記本体部の凹所に充填された透明樹脂の外面によって前記光信号面が形成されており、
   前記凹所の底面が前記光信号面に対して傾斜しており、
   前記凹所における前記本体部と前記透明樹脂との境界面において前記光信号を屈折させることを特徴とするフェルール。
5. 請求項４に記載のフェルールであって、
   前記反射面における前記光信号の入射光と反射光との角度が鈍角であることを特徴とするフェルール。
6. 請求項３に記載のフェルールであって、
   前記光信号面に入出射する光信号の方向に対して前記ファイバ穴の方向が鈍角になるように、前記ファイバ穴及び前記光信号面が配置されていることを特徴とするフェルール。
7. 請求項３〜６のいずれかに記載のフェルールであって、
   前記光信号を屈折させるレンズ部が前記本体部に形成されており、
   前記レンズ部の曲面を覆うようにレンズ保護部が形成されており、
   前記レンズ保護部の外面によって前記光信号面が形成されていることを特徴とするフェルール。
8. 請求項７に記載のフェルールであって、
   前記光信号面に凹部が形成されており、
   前記凹部に充填された透明樹脂によって、前記レンズ保護部が形成されていることを特徴とするフェルール。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載のフェルールであって、
   前記反射面にレンズ面が形成されていることを特徴とするフェルール。
10. 光ファイバの端部を保持するフェルールであって、
    前記光ファイバを挿入するためのファイバ穴と、
    前記光ファイバの光信号を透過する本体部に形成され、前記光信号を屈折させるレンズ部と
    を備え、
    レンズ保護部が前記レンズ部の曲面を覆うとともに、
    前記レンズ保護部の外面において、前記外面に垂直な前記光信号の平行光が入射又は出射することを特徴とするフェルール。
11. 請求項１０に記載のフェルールであって、
    前記フェルールの端面に形成された凹部の底面に前記レンズ部が形成されており、
    前記凹部に充填された透明樹脂によって、前記レンズ保護部が形成されていることを特徴とするフェルール。

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