JP2018017853A - 光結合部材及び、これを備えた光コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバを、保持部材の内部に安定して位置決めすることができる光結合部材及び、これを備えた光コネクタを提供すること。【解決手段】本発明の光結合部材（１０）は、筒状のホルダ（１１）と、ホルダの前方に形成された収容部（１４）に収容されるボールレンズ（１２）と、収容部の後方に形成されたファイバ保持部（１５）に挿入されて保持される光ファイバ（１３）と、を有し、ホルダの外周面には、周方向に間隔を空けて複数の陥没部（１６）が、収容部とファイバ保持部との間に設けられており、ホルダの内径側に突出する陥没部の内面には、光ファイバの前端面が当接する当接面としての傾斜面（１６ａ２）が設けられており、当接面は、光ファイバの挿入方向に対して直交する方向に延びて形成されている構成とした。【選択図】図２

Description

本発明は、発光素子からの光を集光して光ファイバに入射したり、光ファイバから出射する光を受光素子に集光したりする場合に使用される光結合部材及びこれを備えた光コネクタに関する。

光結合部材は、発光素子（光源）から出射される光を光ファイバ内で伝搬させ、必要に応じて空中に出射させる際、あるいは、空中を伝搬する光を光ファイバ内に入射させる際に使用される。

このような光結合部材においては、例えば、円筒形状のホルダの前方に収容部が形成され、レンズが収容部に収容されており、ホルダの後方には光ファイバが挿入された構造が知られている。また収容部と、光ファイバを保持する保持部との間には、陥没部が設けられている。陥没部は、ホルダの内径側に突出し、光ファイバの前端面が、陥没部の突出した突出面に当接されて位置決めされている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４８６６９６１号公報

従来では、陥没部は、ホルダの内径側に略円形のドット状で突出している。このため、光ファイバの前端面が当接する陥没部の突出面は、曲面状である。よって、光ファイバの前端面と陥没部との接触面積は小さい。この結果、光ファイバの安定して位置決めすることが困難となる事態も想定される。

このため、このような光結合部材においては、光ファイバを、ホルダ内にて安定して位置決めする構成が要請されている。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、光ファイバを、保持部材の内部に安定して位置決めすることができる光結合部材及び、これを備えた光コネクタを提供することを目的とする。

本発明の光結合部材は、筒状の保持部材と、前記保持部材の前方に形成された収容部に収容されるレンズと、前記保持部材の前記収容部の後方に形成されたファイバ保持部に挿入されて保持される光ファイバと、を有し、前記保持部材の外周面には、周方向に間隔を空けて複数の陥没部が、前記収容部と前記ファイバ保持部との間に設けられており、前記保持部材の内径側に突出する前記陥没部の内面には、前記光ファイバの前端面が当接する当接面が設けられており、前記当接面は、前記光ファイバの挿入方向に対して直交する方向に延びて形成されていることを特徴とする。

このように、本発明によれば、保持部材の内径側に突出する陥没部の内面のうち、光ファイバが当接する当接面は、光ファイバの挿入方向に対して直交する方向に延びて形成されている。したがって、光ファイバを、保持部材の内部に挿入した際、光ファイバの前端面を、挿入方向に対して直交する方向に延びる複数の陥没部の当接面に、広い接触面積にて確実に当接させることができる。以上により、光ファイバを、保持部材の内部に、安定して位置決めすることができる。

上記光結合部材において、前記当接面は、前記光ファイバの前端面に対して傾斜した傾斜面で形成されている構成とすることができる。このように、当接面が傾斜面である陥没部が複数設けられることで、光ファイバを、保持部材の内部にて、適切にセンタリングさせることができ、光軸ずれを防止することができる。

上記光結合部材において、前記当接面は、前記光ファイバの前端面と平行な垂直面で形成されている構成とすることができる。これにより、陥没部の当接面と、光ファイバの前端面との接触面積をより広くできる。よって、光ファイバをファイバ保持部へ挿入した際、光ファイバの前端面を確実に当接面で止めることができ、光ファイバの挿入方向への位置精度をより向上させることができる。

上記光結合部材において、前記陥没部の外面周縁部は、矩形状で形成されていることが好ましい。この構成によれば、簡単且つ適切に、陥没部の光ファイバとの当接面を、光ファイバの挿入方向に対して直交する方向に延ばすことができる。

本発明の光コネクタは、上記に記載の光結合部材を備えたことを特徴とする。本発明によれば、保持部材内部での光ファイバの位置精度を向上させることができ、光軸精度を向上させることができる。したがって、デバイスとの間での光通信の信頼性が高い光コネクタとすることができる。

本発明によれば、光ファイバを、保持部材の内部に安定して位置決めすることができる。

図１Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る光結合部材の平面図であり、図１Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係る光結合部材の側面図であり、図１Ｃは、図１Ａに示すＡ−Ａ線における断面図である。 図１Ｃの部分拡大断面図である。 図３Ａは、本発明の第２の実施の形態に係る光結合部材の平面図であり、図３Ｂは、本発明の第２の実施の形態に係る光結合部材の側面図であり、図３Ｃは、図３Ａに示すＢ−Ｂ線における断面図である。 図４Ａは、本発明の第３の実施の形態に係る光結合部材の平面図であり、図４Ｂは、本発明の第３の実施の形態に係る光結合部材の側面図であり、図４Ｃは、図４Ａに示すＣ−Ｃ線における断面図である。 陥没部を形成する際に使用される工具の一例である。 陥没部を形成する際に使用される工具の一例である。 工具を用いてホルダに陥没部を形成する一工程を示す説明図であり、特に、図１Ａに示すＥ−Ｅ線におけるホルダの断面位置に陥没部を形成する様子を示す。 本実施の形態における光結合部材を備えた光コネクタを模式的に示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る光結合部材１０の平面図であり、図１Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係る光結合部材１０の側面図であり、図１Ｃは、図１Ａに示すＡ−Ａ線における断面図である。また、図２は、図１Ｃの部分拡大断面図である。

図１の各図や図２に示すように、光結合部材１０は、概して円筒形状を有する保持部材としてのホルダ１１と、このホルダ１１の前端側に保持されるボールレンズ１２と、ホルダ１１の後端側から挿入して支持された光ファイバ１３と、を有して構成される。ボールレンズ１２は、図１Ｃ及び、図２に示される。

図中に記載したＹ１−Ｙ２方向は、ホルダ１１の延出方向を示す。Ｘ方向は、Ｙ１−Ｙ２方向に対して直交する方向であり、特に図１Ａ示す平面図における一方向を指す。またＺ方向は、Ｙ１−Ｙ２方向及び、Ｘ方向に対して直交する方向であり、特に図１Ｃや図２の断面図における一方向を指す。

また、以下、明細書中では、「前方」、「前端」、「後方」、「後端」との用語を使用する。「前方」、「前端」とは、ホルダ１１のＹ１方向を指し、具体的には、ボールレンズ１２を収容する側を指す。また、「後方」、「後端」とは、「前方」、「後端」の反対側である、ホルダ１１のＹ２方向を指す。

以下、光結合部材１０を構成する各部材について説明する。

＜ホルダ＞
ホルダ１１は、例えば、金属材料で形成される。特に、防錆性の点、加工性の点、及び、表面粗さの観点から、ホルダ１１は、ステンレス鋼や、ニッケル（合金含む）で形成されることが好ましい。

ホルダ１１は、図１Ａ、図１Ｂ等に示すように、Ｙ１−Ｙ２方向に沿って延出する略円筒状である。よって、ホルダ１１は、Ｙ１−Ｙ２方向に向けて貫通した穴を有する所定肉厚を備えた金属管である。以下、「内面」と称する場合は、穴（貫通孔）の周囲の壁面を指す。

図１Ｃ及び、図２に示すように、ホルダ１１の前方（Ｙ１側）には、中空状の収容部１４が、前端側に開口部１４ｂを有して形成されている。図１の各図及び、図２に示すように、収容部１４の前端外周面１４ｃは、収容部１４の開口部１４ｂの方向に向けて徐々に肉厚が薄くなるように傾斜して形成されている。この前端外周面１４ｃは、光結合部材１０を、光コネクタを構成するケースに組み込む際のガイド面として機能させることができる。

収容部１４の内面（内径面）１４ａは、ボールレンズ１２全体をその内側に収容可能な寸法で形成されており、ボールレンズ１２が圧入可能に構成されている。

図１Ｃ及び、図２に示すように、収容部１４の後方（Ｙ２側）には、中空状のファイバ保持部１５が形成されている。ファイバ保持部１５の内面（内径面）１５ａは、光ファイバ１３の外径寸法よりも僅かに大径の貫通孔を構成し、この貫通孔は、ファイバ保持部１５の後端側の挿入孔１５ｂにまで連通している。

図１Ａ及び、図１Ｂに示すように、ホルダ１１には、その外周面から工具により押圧加工を施すことで複数の陥没部１６が設けられている。これらの陥没部１６は、収容部１４とファイバ保持部１５との間であって、ホルダ１１の外周面の周方向に等間隔を空けて形成されている。「周方向」とは、ホルダ１１の中心軸を中心とする外周上に沿った位置を指す。詳細について後述するように、陥没部１６は、少なくとも、光ファイバ１３の挿入方向（Ｙ１−Ｙ２方向）における位置決め用に利用される。

＜ボールレンズ＞
ボールレンズ１２は、例えば、ガラス材料で形成され、球形状を有する。ボールレンズ１２は、収容部１４内に圧入されて収容される。収容部１４内に収容されたボールレンズ１２は、ファイバ保持部１５内に保持された光ファイバ１３の前端面１３ｃに臨むように配置される。なお、ボールレンズ１２は、プラスチックレンズでもよい。

収容部１４と、ファイバ保持部１５との間に形成された陥没部１６により、収容部１４に収容されたボールレンズ１２と、ファイバ保持部１５に保持された光ファイバ１３とは、ホルダ１１内で接触することなく、Ｙ１−Ｙ２方向に所定の間隔を空けて対向している。

ボールレンズ１２は、光ファイバ１３から入射される光を平行状態に調整するコリメートレンズで構成することができる。

＜光ファイバ＞
光ファイバ１３は、例えば、その中心を貫通して設けられるコア１３ａと、このコア１３ａを被覆するクラッド１３ｂと、を有して構成される。なお、光ファイバ１３は、更に、クラッド１３ｂを被覆して補強する補強層を有することが好ましい。ただし、補強層は、図示していない。光ファイバ１３のボールレンズ１２に対向する前端面１３ｃにおいては、コア１３ａ及び、クラッド１３ｂ（補強層を有する場合は、補強層を含む）が、同一平面上に配置されている。すなわち、ボールレンズ１２に対向する前端面１３ｃにおいて、コア１３ａ及び、クラッド１３ｂ（補強層を有する場合は、補強層を含む）が揃って配置されている。

光ファイバ１３は、ホルダ１１の後端に位置する挿入孔１５ｂからファイバ保持部１５内に挿入され、その前端面１３ｃがボールレンズ１２の近傍でその球面に対向するように配置した状態で固定されている。図１Ｃ及び、図２に示すように、光ファイバ１３とファイバ保持部１５の内面１５ａとの間には、微小な隙間が設けられているが、この隙間は、例えば、接着剤により埋められている。したがって、光ファイバ１３は、ファイバ保持部１５の内面１５ａに接着固定されている。なお、ホルダ１１の一部を変形させることで、光ファイバ１３を固定するようにしてもよい。

本実施の形態に係る光結合部材１０において、光ファイバ１３は、例えば、グレーデッドインデックス（ＧＩ）型光ファイバで構成され、ファイバ軸に垂直な断面で屈折率が連続的に変化するように構成されている。また、コア１３ａ及び、クラッド１３ｂは、例えば、Ｃ−Ｈ結合のＨをＦに置換した全フッ素置換光学樹脂で構成されている。このように、光ファイバ１３を全フッ素置換光学樹脂で構成すると共に、ＧＩ型光ファイバで構成することにより、高速かつ大容量通信を実現することができる。

＜陥没部＞
収容部１４とファイバ保持部１５との間に形成された陥没部１６について、説明する。図１Ａ及び、図１Ｂに示すように、ホルダ１１の外周面には、陥没した陥没部１６が複数個形成されている。陥没部１６は、工具を用いて、ホルダ１１の外周面に対してホルダ１１の内径中心方向に向けて押圧加工を施すことにより設けられる。なお、工具の具体例については後述する。

これにより、陥没部１６は、ホルダ１１の内径側（収容部１４の内面１４ａ側及び、ファイバ保持部１５の内面１５ａ側）に突出し、その突出した部分の面を陥没部１６の内面１６ａとする（図２参照）。

図２に示すように、収容部１４の内面１４ａ及び、ファイバ保持部１５の内面１５ａと連続する陥没部１６の内面１６ａは、凸面１６ａ_１と傾斜面１６ａ_２、１６ａ_３とを有して構成される。

図２に示すように、陥没部１６の内面１６ａには、光ファイバ１３と当接する側に、光ファイバ１３の前端面１３ｃと平行な面に対して所定角度θ_１で傾斜する傾斜面１６ａ_２が形成されている。この傾斜面１６ａ_２は、光ファイバ１３の前端面１３ｃと当接する当接面である。また、陥没部１６の内面１６ａには、ボールレンズ１２と対向する側にも、傾斜した傾斜面１６ａ_３が形成されている。

また、ホルダ１１においては、このような陥没部１６がホルダ１１の同一周上に、等間隔にて複数（本実施の形態においては、３つ。そのうちの２つが図２に見えている）設けられている。このように、同一周上に複数の陥没部１６を等間隔にて設けることにより、より高精度な位置決めを行うことが可能になる。ここで、陥没部１６の数を限定するものではないが、陥没部１６は、２つから５つ程度とし、より好ましくは、３つから５つ程度とすることが、より高精度な位置決めを行うことができ好適である。

図１Ａ及び、図１Ｂに示すように、陥没部１６の外面周縁部１６ｂは、矩形状で形成されている。ここで、「外面周縁部」とは、ホルダ１１の外周面に位置する陥没部１６の輪郭である。図１Ａ及び、図１Ｂに示すように、外面周縁部１６ｂは、前方縁部１６ｂ_１、後方縁部１６ｂ_２及び、前方縁部１６ｂ_１と後方縁部１６ｂ_２とを繋ぐ一対の側縁部１６ｂ_３を有して構成される。図１Ａ及び、図１Ｂに示すように、前方縁部１６ｂ_１及び、後方縁部１６ｂ_２は、Ｙ１−Ｙ２方向に対して直交する方向（図１ＡではＸ方向、図１ＢではＺ方向）に延出して形成される。また、側縁部１６ｂ_３は、Ｙ１−Ｙ２方向に延出して形成されている。前方縁部１６ｂ_１と側縁部１６ｂ_３との間の角部及び、後方縁部１６ｂ_２と側縁部１６ｂ_３との間の角部は、Ｒ形状であってもよい。「矩形状」には、角部がＲ形状とされたものも含まれる。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、前方縁部１６ｂ_１と後方縁部１６ｂ_２の長さ寸法は、側縁部１６ｂ_３よりも短いが、前方縁部１６ｂ_１と後方縁部１６ｂ_２の長さ寸法が、側縁部１６ｂ_３よりも長くてもよい。

外面周縁部１６ｂが矩形状で形成される陥没部１６は、例えば、図５に示す形状の工具２０を用いて形成することができる。図５Ａは、工具２０の先端部分を示す部分斜視図であり、図５Ｂは、図５Ａに示すＤ―Ｄ線における部分断面図である。

図５Ａ及び、図５Ｂに示すように、工具２０は、図示上下方向にて対向する一対の平坦面２０ａと、矩形状の先端面２０ｂと、先端面２０ｂと各平坦面２０ａとを繋ぐ傾斜面２０ｃ、２０ｄと、一対の平坦面２０ａ間を繋ぐ側面部２０ｅと、を有して構成される。工具２０は、ホルダ１１よりも硬度が高い金属で形成されることが好ましい。

図７は、工具２０を用いてホルダ１１に陥没部１６を形成する一工程を示す説明図であり、特に、図１Ａに示すＥ―Ｅ線におけるホルダ１１の断面位置に陥没部１６を形成する様子を示す。

図７に示すように、図５に示す工具２０を３つ用意し、各工具２０を、ホルダ１１の外周面の周方向に等間隔で配置する。そして、各工具２０にて、ホルダ１１の外周面から内径中心方向に向けて同時に押圧加工を施す。これにより、ホルダ１１の外周面に等間隔で、外面周縁部１６ｂが矩形状の３つの陥没部１６を形成することができる。

このとき、ホルダ１１の外周面は、図５Ａ及び、図５Ｂに示す工具２０の先端面２０ｂ及び、傾斜面２０ｃ、２０ｄにて、内径中心方向に向けて押圧されることで、図２に示すように、ホルダ１１の内径側にて突出し、光ファイバ１３の前端面１３ｃに当接する傾斜面１６ａ_２及び、ボールレンズ１２に対向する傾斜面１６ａ_３を有する陥没部１６を、簡単且つ適切に、形成することができる。

そして、図７に示すように、光ファイバ１３が当接する当接面としての各傾斜面１６ａ_２は、光ファイバ１３の挿入方向であるＹ１−Ｙ２方向に対して直交する方向に延びて形成される。ここで、「Ｙ１−Ｙ２方向に対して直交する方向」とは、図７に示すＸ−Ｚ平面内での方向を指す。図７に示す形態では、３つの陥没部１６のうち、１つの陥没部１６の内面に形成された傾斜面１６ａ_２は、Ｘ方向に延出して形成されており、残り２つの陥没部１６の内面に形成された傾斜面１６ａ_２は、Ｚ方向からＸ方向に夫々、所定角度だけ傾いて形成されている。

なお、図７では、光ファイバ１３と当接する傾斜面１６ａ_２について説明したが、ボールレンズ１２と対向する傾斜面１６ａ_３についても、傾斜面１６ａ_２と同様に、光ファイバ１３の挿入方向であるＹ１−Ｙ２方向に対して直交する方向に延びて形成される。

本実施の形態では、光ファイバ１３を挿入孔１５ｂからファイバ保持部１５内へ挿入し、光ファイバ１３の前端面１３ｃを、陥没部１６の内面１６ａに形成された傾斜面１６ａ_２に当接させる。このとき、傾斜面１６ａ_２は、光ファイバ１３の挿入方向であるＹ１−Ｙ２方向に対して直交する方向に延びて形成されている。このため、光ファイバ１３の前端面１３ｃは、傾斜面１６ａ_２に点接触ではなく、少なくとも線接触させることができる。よって、陥没部が、ホルダ１１の内径側に略円形のドット状で突出する構成に比べて、光ファイバ１３の前端面１３ｃとの接触面積を大きくすることができる。

以上により、本実施の形態によれば、光ファイバ１３が当接する当接面としての傾斜面１６ａ_２と、光ファイバ１３の前端面１３ｃとの接触面積を大きくすることができる。したがって、光ファイバ１３を、ホルダ１１の内部に挿入した際、光ファイバ１３の前端面１３ｃを、挿入方向（Ｙ１−Ｙ２）に対して直交する方向に延びる複数の陥没部１６の傾斜面１６ａ_２（当接面）に広い接触面積にて確実に当接させることができる。以上により、光ファイバ１３を、ホルダ１１の内部に、安定して位置決めすることができる。

また、陥没部１６をホルダ１１の周方向に沿って複数設けることで、光ファイバ１３をホルダ１１の内部において、複数個所で位置決めすることができる。このとき、各陥没部１６を、ホルダ１１の周方向に沿って位置精度よく形成することが必要である。しかしながら、陥没部を、ホルダ１１の内径側に略円形のドット状にて突出させる従来の構成では、陥没部を形成する際に用いる各ピン（工具）が、ホルダの外周面に対して位置ずれを起こすことがある。

これに対し、図５に示す略直方体状の工具２０は、断面円形状の先細のピンに比べて、ホルダ１１に陥没部１６を形成する際に、移動ばらつきをより小さく規制することができる。加えて、略直方体状の工具２０にて、曲面状のホルダ１１の外周面を押圧するので、断面円形状の先細のピンを用いる場合に比べて、押圧の際、ホルダ１１の外周面上での滑りを防止することができる。これにより、本実施の形態では、各陥没部１６を、ホルダ１１の外周面の周方向に沿って位置精度よく形成することができる。以上により、光ファイバ１３を、ホルダ１１の内部に、より安定して位置決めすることができる。

なお、図２に示すように、光ファイバ１３が傾斜面１６ａ_２に当接する部分は、クラッド１３ｂの部分である。このため、陥没部１６が、光ファイバ１３の前端面１３ｃからボールレンズ１２への光の進行を妨げるものではなく、光ファイバ１３からボールレンズ１２への光の伝搬効率を高い状態に維持できる。

また、光ファイバ１３の前端面１３ｃと当接する陥没部１６の内面１６ａは、傾斜した傾斜面１６ａ_２であるため、光ファイバ１３の前端面１３ｃは、傾斜面１６ａ_２に当接しながらセンタリングされる。よって、ファイバ保持部１５内に保持された光ファイバ１３の中心軸Ｏ_１（コア１３ａの中心）上に、収容部１４に収容されたボールレンズ１２の中心を精度よく位置させることができる。これにより、ボールレンズ１２と、光ファイバ１３との光軸ずれを適切に防止することができ、光利用効率を効果的に高めることができる。ここで、「光利用効率」とは、光源（図示しない）から出射された光量に対して、光結合部材１０から出射される光量の割合を指す。

傾斜面１６ａ_２の所定角度θ_１を特に限定するものでないが、所定角度θ_１が大きくなるほど、すなわち傾斜が緩やかになるほど、光ファイバ１３の挿入方向（Ｙ１−Ｙ２）への位置精度が低下しやすくなる。すなわち、光ファイバ１３は軟質な材質であるため、傾斜面１６ａ_２があまり緩やかな傾斜面であると、傾斜面１６ａ_２が、光ファイバ１３の挿入のストッパとして適切に機能せず、光ファイバ１３の挿入方向（Ｙ１−Ｙ２）の位置にばらつきが生じやすくなる。所定角度θ_１は、具体的には、２０°以下で形成される。これにより、光ファイバ１３を構成するコア１３ａ及び、クラッド１３ｂ（及び、補強層があれば補強層）のＹ１−Ｙ２方向に対する位置精度を、高精度に保つことができる。

また、ボールレンズ１２と対向する傾斜面１６ａ_３の所定角度θ_２についても特に限定するものではないが、所定角度θ_２は、例えば、４５°以下に設定される。本実施の形態では、傾斜面１６ａ_２、１６ａ_３の所定角度θ_１、θ_２を、ボールレンズ１２と光ファイバ１３の傾斜面１６ａ_２、１６ａ_３と対向する側の形状に応じて、夫々異なる大きさで調整しても、同じ大きさになるように調整してもどちらでもよい。傾斜面１６ａ_２、１６ａ_３の傾斜角を夫々異なる大きさに調整するには、それに応じて、図５に示す工具２０の傾斜面２０ｃ、２０ｄの傾斜角を変えればよい。

ボールレンズ１２は、陥没部１６の傾斜面１６ａ_３に当接しても、当接していなくてもどちらでもよい。図２に示す実施の形態では、ボールレンズ１２が、陥没部１６の傾斜面１６ａ_３に接していない。陥没部１６の傾斜面１６ａ_３は、ボールレンズ１２がこれ以上、後退することのできない規制面であり、ボールレンズ１２のＹ１−Ｙ２方向に対する位置決め部として用いられなくてもよい。図２に示す実施の形態では、ボールレンズ１２は、陥没部１６の傾斜面１６ａ_３に対し間隔を空けているが、これにより、ボールレンズ１２が傾斜面１６ａ_３のエッジにより損傷を受けることはない。また、ボールレンズ１２が傾斜面１６ａ_３に当接した場合において、ボールレンズ１２が損傷を受けにくいように、所定角度θ_２の許容範囲は、所定角度θ_１に比べて大きくなっている。所定角度θ_２を大きくすれば、ボールレンズ１２は傾斜面１６ａ_３と面接触でき、損傷を受けにくくなる。

本実施の形態では、ボールレンズ１２と光ファイバ１３との間のＹ１−Ｙ２方向の間隔は、例えば、５０〜２００μｍ程度である。

＜別の実施の形態＞
図３及び、図４を用いて、別の実施の形態における光結合部材について説明する。なお、各図において、ボールレンズ１２、光ファイバ１３及び、陥没部を除くホルダ１１の構成は、図１、図２で説明した通りなので、図１、図２の説明部分を参照されたい。

図３Ａは、本発明の第２の実施の形態に係る光結合部材１０の平面図であり、図３Ｂは、本発明の第２の実施の形態に係る光結合部材１０の側面図であり、図３Ｃは、図３Ａに示すＢ−Ｂ線における断面図である。

図３Ａ及び、図３Ｂに示すように、ホルダ１１の外周面には、外面周縁部１７ｂが矩形状の陥没部１７が形成されている。陥没部１７は、ホルダ１１の外周面の周方向に沿って等間隔で複数形成されている。図３では、ホルダ１１の外周面の周方向に沿って陥没部１７が３つ形成されている。

図３Ｃに示すように、陥没部１７の内面のうち、光ファイバ１３の前端面１３ｃとの当接面は、垂直面１７ａ_２で形成されている。よって、図３Ｃに示すように、光ファイバ１３の前端面１３ｃは、垂直面１７ａ_２に面接触する。このため、陥没部１７の当接面（垂直面１７ａ_２）と、光ファイバ１３の前端面１３ｃとの接触面積をより広くできる。よって、光ファイバ１３をファイバ保持部１５へ挿入した際、光ファイバ１３の前端面１３ｃを確実に当接面（垂直面１７ａ_２）で止めることができ、光ファイバ１３の挿入方向（Ｙ１−Ｙ２）への位置精度をより向上させることができる。

図４Ａは、本発明の第３の実施の形態に係る光結合部材１０の平面図であり、図４Ｂは、本発明の第３の実施の形態に係る光結合部材１０の側面図であり、図４Ｃは、図４Ａに示すＣ―Ｃ線における断面図である。

図４Ａ及び、図４Ｂに示すように、ホルダ１１の外周面には、外面周縁部１８ｂが矩形状の陥没部１８が形成されている。陥没部１８は、ホルダ１１の外周面の周方向に沿って等間隔で複数形成されている。図４では、ホルダ１１の外周面の周方向に沿って陥没部１８が３つ形成されている。

図４Ｃに示すように、陥没部１８の内面構造は、図３Ｃに示す陥没部１７の内面構造とは、逆であり、すなわち、図４Ｃに示すように、陥没部１８の垂直面１８ａ_３は、ボールレンズ１２と対向する側に形成されている。また、図４Ｃに示すように、光ファイバ１３の前端面１３ｃとの当接面は、図２と同様に、傾斜面１８ａ_２で形成されている。よって、図４Ｃでは、光ファイバ１３の前端面１３ｃは、傾斜面１８ａ_２に当接し、光ファイバ１３の前端面１３ｃを、ホルダ１１内部にて適切にセンタリングさせることができる。

図３及び図４に示す陥没部１７、１８は、図６に示す工具２１を用いて形成することができる。図６Ａは、工具２１の先端部分を示す部分斜視図であり、図６Ｂは、図６Ａに示すＦ―Ｆ線における部分断面図である。

図６に示すように、工具２１は、図５の工具２０と異なって、傾斜面２１ｃが一つだけ設けられ、傾斜面２１ｃと対向する面は、平坦面２１ａで形成されている。図６に示す工具２１の形状は、図５に示す工具２０を二分した形状に類似している。図６に示す工具２１を３つ用い、各工具２１にて、ホルダ１１の外周面から内径中心方向に向けて同時に押圧加工を施す。このとき、工具２１の傾斜面２１ｃを、ホルダ１１のＹ１側（前端側）に向け、工具２１の平坦面２１ａを、ホルダ１１のＹ２側（後端側）に向けて押圧することで、図３に示す形状の陥没部１７を形成することができる。或いは、工具２１の傾斜面２１ｃを、ホルダ１１のＹ２側（後端側）に向け、工具２１の平坦面２１ａを、ホルダ１１に対しＹ１側（前端側）に向けて押圧することで、図４に示す形状の陥没部１８を形成することができる。

また、陥没部の内面において、光ファイバ１３の前端面１３ｃと当接する当接面、及び、ボールレンズ１２と対向する対向面の双方が、垂直面であってもよい。

＜光コネクタ＞
続いて、本実施の形態の光結合部材１０を用いた光コネクタ１００について説明する。図８は、本実施の形態における光結合部材１０を備えた光コネクタ１００を模式的に示す断面図である。なお、図８では、図２に示す光結合部材１０を代表的に用いた。

図８に示すように、本発明に係る光結合部材１０が接続される光コネクタ１００は、半導体レーザチップ１０１をケース１０２のマウント台１０３上に配置するとともに、この半導体レーザチップ１０１の光軸上に光学レンズ１０４を配置してなる半導体レーザユニット１０５を備えている。また、光コネクタ１００は、開口部１０６がケース１０２の側面１０２ａに取り付けられ、挿入口１０７から挿入された光結合部材１０のホルダ１１を保持するアダプタ１０８を備えている。

半導体レーザユニット１０５において、半導体レーザチップ１０１から出射されるレーザ光は、光学レンズ１０４により平行光とされ、開口部１０６に導かれる。そして、この光学レンズ１０４からの平行光は、光結合部材１０のボールレンズ１２により集光され、光ファイバ１３に入射する。そして、このように入射した光が、光ファイバ１３内を伝搬する。

本実施の形態に係る光コネクタ１００においては、アダプタ１０８の所定位置まで光結合部材１０が挿入されると、光学レンズ１０４とボールレンズ１２との位置合わせが行われ、半導体レーザチップ１０１からのレーザ光が適切に光ファイバ１３に入射できるように設計されている。

本実施の形態の光コネクタ１００によれば、ホルダ１１内部での光ファイバ１３の位置精度を向上させることができ、光軸精度を向上させることができる。したがって、デバイスとの間での光通信の信頼性が高い光コネクタ１００とすることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記実施の形態においては、光結合部材１０が備えるレンズがボールレンズ１２で構成される場合について説明している。しかしながら、光結合部材１０に適用されるレンズについては、ボールレンズ１２に限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、デバイスとの間で適切に伝搬される光を結合可能であることを前提として、凸レンズや凹レンズ等の任意のレンズを適用することができる。

また、ボールレンズ１２全体が、図２に示すように、収容部１４の開口部１４ｂから後退した位置にあってもよいし、図３、図４で示すように、ボールレンズ１２の前端部が収容部１４の開口部１４ｂと一致していてもよい。これにより、ボールレンズ１２を適切に保護することができる。ただし、ボールレンズ１２全体を、収容部１４の開口部１４ｂから後退させることで、ボールレンズ１２を、より適切に保護することができる。また、ボールレンズ１２の前端部を、収容部１４の開口部１４ｂと一致させると、ボールレンズ１２の保護効果とともに、ボールレンズ１２の前端部付近を多少拭き取ることが可能であり、ボールレンズ１２に付着した塵埃を除去することができる。

また、ボールレンズ１２の一部を、収容部１４から突出させた状態で保持してもよい。これにより、突出したボールレンズ１２の表面に付着した塵埃や汚れを拭き取る等して簡単に除去することが可能である。

また、ホルダ１１の形状に関しても筒状であり、前方側に収容部１４を形成し、収容部１４の後方側にファイバ保持部１５を設け、収容部１４とファイバ保持部１５との間に陥没部を形成できる構成であれば、特にホルダ１１の内面形状や外周形状を限定するものではない。

また、光コネクタの構成としては、上記の構成に限定されるものではない。例えば、光結合部材１０を構成する収容部１４の外周面、或いは、光結合部材１０を収納するケースに磁石を配置し、磁石の吸着力を用いて、相手側デバイスとの間で位置合わせを行う構成とすることもできる。

なお、本実施の形態における光コネクタは、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格に対応した電気コネクタ、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）規格（ＨＤＭＩは登録商標）に対応した電気コネクタ、サンダーボルト（登録商標）（Thunderbolt）規格に対応した電気コネクタ、イーサネット(Ethernet)規格（イーサネット及びEthernetは登録商標）に対応した電気コネクタ等に用いることができる。また、給電部を一体化したコネクタとしても用いることが可能である。

１０ 光結合部材
１１ ホルダ
１２ ボールレンズ
１３ 光ファイバ
１３ａ コア
１３ｂ クラッド
１３ｃ 前端面
１４ 収容部
１４ａ （収容部の）内面
１４ｂ 開口部
１５ ファイバ保持部
１５ａ （ファイバ保持部の）内面
１６、１７、１８ 陥没部
１６ａ （陥没部の）内面
１６ａ_２、１６ａ_３ （陥没部の）傾斜面
１６ｂ、１７ｂ、１８ｂ 外面周縁部
１７ａ_２、１８ａ_３ 垂直面
２０、２１ 工具
２０ｃ、２０ｄ、２１ｃ （工具の）傾斜面
１００ 光コネクタ
１０１ 半導体レーザチップ
１０２ ケース
１０３ マウント台
１０４ 光学レンズ
１０５ 半導体レーザユニット
１０６ 開口部
１０７ 挿入口
１０８ アダプタ

Claims (5)

1. 筒状の保持部材と、前記保持部材の前方に形成された収容部に収容されるレンズと、前記保持部材の前記収容部の後方に形成されたファイバ保持部に挿入されて保持される光ファイバと、を有し、
   前記保持部材の外周面には、周方向に間隔を空けて複数の陥没部が、前記収容部と前記ファイバ保持部との間に設けられており、
   前記保持部材の内径側に突出する前記陥没部の内面には、前記光ファイバの前端面が当接する当接面が設けられており、
   前記当接面は、前記光ファイバの挿入方向に対して直交する方向に延びて形成されていることを特徴とする光結合部材。
2. 前記当接面は、前記光ファイバの前端面に対して傾斜した傾斜面で形成されていることを特徴する請求項１に記載の光結合部材。
3. 前記当接面は、前記光ファイバの前端面と平行な垂直面で形成されていることを特徴する請求項１に記載の光結合部材。
4. 前記陥没部の外面周縁部は、矩形状で形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の光結合部材。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の光結合部材を備えたことを特徴とする光コネクタ。
   
   

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