(57)【要約】【課題】頻繁な着脱を伴う用途であっても、低損失な接続を可能とする光コネクタを提供すること。【解決手段】ガイド穴３１及びファイバ穴３２の相対的位置関係が精密に加工・作製されているメタルプレート３０が、端面研磨されても影響されない位置に埋め込まれた光コネクタフェルール６０の端面６２の前面に、メタルプレート３０と同一形状のメタルプレート３０ａを設置し、メタルプレート３０並びにメタルプレート３０ａのガイド穴３１及びファイバ穴３２にそれぞれ、ガイドピン５及び接着固定する光ファイバ１を設置し、位置合わせした後に光ファイバ１を接着固定することで、ガイド穴と光ファイバ端面の相対位置関係が設計通りである光コネクタを実現する。【選択図】図１０
2014157216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガイド穴及びファイバ穴を有する光コネクタフェルールを備えた光コネクタであって、
ガイド穴及びファイバ穴の相対的位置関係が精密に加工・作製されているメタルプレートが、光コネクタフェルールの内部にその端面から端面研磨されても影響されない位置に埋め込まれ、
光コネクタフェルールへの光ファイバの接着固定が、光コネクタフェルールの端面の前面に、前記光コネクタフェルール内のメタルプレートと同一形状の第２のメタルプレートを設置し、当該光コネクタフェルール内のメタルプレート並びに第２のメタルプレートのガイド穴及びファイバ穴にそれぞれ、ガイドピン及び接着固定する光ファイバを設置し、位置合わせした状態で行われた
ことを特徴とする光コネクタ。
【請求項２】
光コネクタフェルールの端面が８°の角度で斜め端面研磨される場合、メタルプレートの埋込位置は光コネクタフェルールの端面から0.35ｍｍ以上内側である
ことを特徴とする請求項１に記載の光コネクタ。
【請求項３】
ガイドピンの外径0.6985ｍｍに対しメタルプレートのガイド穴の内径は0.6990＋0.0002/−0ｍｍであり、光ファイバの外径0.125ｍｍに対しメタルプレートのファイバ穴の内径は0.1252±0.0001ｍｍである
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光コネクタ。
【請求項４】
ガイド穴及びファイバ穴を有する光コネクタフェルールを備えた光コネクタの作製方法であって、
ガイド穴及びファイバ穴の相対的位置関係が精密に加工・作製されているメタルプレートを、光コネクタフェルールを作製するための金型の内部に、作製後の光コネクタフェルールがその端面から端面研磨されても影響されない位置に配置する第１の工程と、
メタルプレートのガイド穴及びファイバ穴にそれぞれ、ガイド穴用及びファイバ穴用のコアピンを挿入し、樹脂成型により光コネクタフェルールを作製する第２の工程と、
作成した光コネクタフェルールの端面の前面に、前記光コネクタフェルール内のメタルプレートと同一形状の第２のメタルプレートを設置する第３の工程と、
光コネクタフェルール内のメタルプレート並びに第２のメタルプレートのガイド穴及びファイバ穴にそれぞれ、ガイドピン及び接着固定する光ファイバを設置し、位置合わせした上で光コネクタフェルールに光ファイバを接着固定する第４の工程とを含む
ことを特徴とする光コネクタの作製方法。
【請求項５】
光コネクタフェルールの端面を８°の角度で斜め端面研磨する場合、メタルプレートの埋込位置を光コネクタフェルールの端面から0.35ｍｍ以上内側とする
ことを特徴とする請求項４に記載の光コネクタの作製方法。
【請求項６】
前記光コネクタフェルール内のメタルプレートと第２のメタルプレートとの間隔を、その間で光ファイバがたわまない長さとする
ことを特徴とする請求項４または５に記載の光コネクタの作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバを相互に接続するための光コネクタ、特にガイドピンを介して結合される光コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光ファイバ単心線や多心の光ファイバテープ心線を相互に接続するための光コネクタとして、ＭＴ光コネクタやＭＰＯコネクタが知られている。かかる光コネクタは、ガイドピンをそれぞれの光コネクタフェルールのガイド穴（ガイドピン穴）に挿入して、相互の位置決めをしながら光ファイバの端面を突き合わせることにより光結合を実現するものであり、簡易で取り扱いも容易であることから広く導入されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のかかる光コネクタにおいては、金型を用いたプラスチック材料による光コネクタフェルールの作製において、その金型精度の限界やプラスチック材料の収縮により、ガイド穴とファイバ穴との相対位置関係が設計通りとならず、ずれを生じることがある。さらに、その光コネクタに取付ける光ファイバの偏心量や、ガイド穴の内径とガイドピンの外径、並びにファイバ穴の内径と光ファイバの外径のクリアランスにより、設計された光ファイバのコア位置から実際に作製された光コネクタフェルールの端面の光ファイバのコア位置にずれが発生し、それらのずれが光コネクタ結合時の大きな接続損失につながっていた。特に、反射を抑制した斜め端面を有する光コネクタでは、光コネクタフェルールの端面を斜め研磨することで、ガイド穴とファイバ穴との相対位置のずれが大きくなり、低接続損失の斜め端面光コネクタを実現することの課題となっていた。
【０００４】
前述した課題を解決する方法の一つとして、光コネクタフェルールの端面に穴加工板（メタルプレート）をインサートした構造の光コネクタが提案された（非特許文献１参照）。この光コネクタは、従来の金型によるプラスチック成型によって作成されたフェルールに比べ、穴加工されたメタルプレートの精度が高いので高精度な光コネクタ、すなわち低接続損失を実現することが可能である。
【０００５】
しかしながら、メタルプレートがフェルールの端面に設置されているため、従来のプラスチックフェルールの端面を弾性変形させ、光ファイバの端面同士をフィジカルコンタクト（密着接続）させることが困難であった。非特許文献２においても、本光コネクタについて、フィジカルコンタクト（密着）接続ではなく、フェルールの端面間に屈折率整合剤を使用しての結果が記載されている。そのため、本光コネクタは、頻繁な着脱を伴う用途に適さない（端面のクリーニングなどの工程が発生する構成であるため）という問題があった。
【０００６】
そこで本発明は、かかる問題を解決する設計位置からのずれ量0.5μｍ以下の高精度な光コネクタ、すなわち0.2ｄＢ以下の低損失な接続が可能で、かつ頻繁な着脱を可能とするフィジカルコンタクト型の光コネクタを提供することを目的とする。特に、本発明は、斜め端面フィジカルコンタクト型の光コネクタの低接続損失化に有効である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するために、本発明の光コネクタは、
ガイド穴及びファイバ穴を有する光コネクタフェルールを備えた光コネクタであって、
ガイド穴及びファイバ穴の相対的位置関係が精密に加工・作製されているメタルプレートが、光コネクタフェルールの内部にその端面から端面研磨されても影響されない位置に埋め込まれ、
光コネクタフェルールへの光ファイバの接着固定が、光コネクタフェルールの端面の前面に、前記光コネクタフェルール内のメタルプレートと同一形状の第２のメタルプレートを設置し、当該光コネクタフェルール内のメタルプレート並びに第２のメタルプレートのガイド穴及びファイバ穴にそれぞれ、ガイドピン及び接着固定する光ファイバを設置し、位置合わせした状態で行われた
ことを特徴とする。
【０００８】
また、このような目的を達成するために、本発明の光コネクタの作製方法は、
ガイド穴及びファイバ穴を有する光コネクタフェルールを備えた光コネクタの作製方法であって、
ガイド穴及びファイバ穴の相対的位置関係が精密に加工・作製されているメタルプレートを、光コネクタフェルールを作製するための金型の内部に、作製後の光コネクタフェルールがその端面から端面研磨されても影響されない位置に配置する第１の工程と、
メタルプレートのガイド穴及びファイバ穴にそれぞれ、ガイド穴用及びファイバ穴用のコアピンを挿入し、樹脂成型により光コネクタフェルールを作製する第２の工程と、
作成した光コネクタフェルールの端面の前面に、前記光コネクタフェルール内のメタルプレートと同一形状の第２のメタルプレートを設置する第３の工程と、
光コネクタフェルール内のメタルプレート並びに第２のメタルプレートのガイド穴及びファイバ穴にそれぞれ、ガイドピン及び接着固定する光ファイバを設置し、位置合わせした上で光コネクタフェルールに光ファイバを接着固定する第４の工程とを含む
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、上記構造の光コネクタ同士をガイドピンを介して結合すると、ガイドピン穴と光ファイバの相対位置のずれが小さいため、低接続損失特性の実現、かつ頻繁な着脱を可能とするフィジカルコンタクト型の光コネクタを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来のＭＴ光コネクタの概要を示す構成図である。
【図２】従来のＭＰＯコネクタの概要を示す構成図である。
【図３】従来のＭＴ光コネクタフェルール及びＭＰＯコネクタプラグの作製工程を示すフローチャートである。
【図４】従来のＭＴ光コネクタフェルールを作製する金型の説明図である。
【図５】従来のＭＴ光コネクタフェルールで発生する光ファイバ端面の設計位置と実際に作製された位置とのずれを示す説明図である。
【図６】従来の斜め端面ＭＴ光コネクタフェルールでの研磨によるガイド穴と光ファイバとの相対位置関係のずれを示す説明図である。
【図７】本発明の光コネクタにおけるメタルプレートを示す正面図である。
【図８】本発明の光コネクタにおけるフェルールを作製する金型の説明図である。
【図９】本発明の光コネクタにおけるメタルプレートを埋めこんだ光コネクタフェルール及びこれに取付ける光ファイバを示す平面図である。
【図１０】本発明の光コネクタにおける光コネクタフェルールとメタルプレートを用いた光ファイバの取付方法を示す断面図である。
【図１１】２枚のメタルプレートに光ファイバ及びガイドピンを取付けた状態の斜視図である。
【図１２】２枚のメタルプレートに光ファイバ及びガイドピンを取付けた状態の平面図である。
【図１３】２枚のメタルプレート間の光ファイバとガイドピンとの位置関係を示す説明図である。
【図１４】メタルプレートが埋め込まれ、光ファイバが接着固定され、かつ斜め端面研磨された本発明の光コネクタを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明にかかる光コネクタの実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１及び図２に本発明が適用される光コネクタの一例として、従来のＭＴ光コネクタ及びＭＰＯコネクタの概要をそれぞれ示す。
【００１３】
ＭＴ光コネクタは、図１に示すように、その光コネクタフェルール２に複数の光ファイバ１からなる光ファイバ群が横方向に等間隔でかつ並列となるように埋め込まれており、この光ファイバ群の配列方向の両側には、光ファイバ群の中心軸線と平行でかつそこから等しい距離だけ離間した位置に貫通形成された２つのガイド穴４が設けられている。接続しようとする２つの光コネクタフェルール２は、各々のガイド穴４にガイドピン５が挿入された状態で突き合わされ、このガイドピン５を介して、対面するフェルール２に配列している光ファイバ群の端面３が位置合わされて光結合される。フェルール２の端面には、フレネル反射を抑制するために屈折率整合材が塗布され、結合後はクランプスプリング６で固定される。
【００１４】
ＭＰＯコネクタは、上記ＭＴ光コネクタを応用した光コネクタであり、その結合をプッシュプル方式の容易な着脱操作性を実現した光コネクタである。ＭＰＯコネクタは、図２に示すように、２個のプラグ７と１個のアダプタ８から構成されている。プラグ７内には端面が斜めに研磨、通常８°の角度で研磨されたＭＴ光コネクタフェルール９が組み込まれている。プラグ７同士はアダプタ８を介してプッシュプル操作で締結と切り離しができる。このＭＰＯコネクタもＭＴ光コネクタと同様に、ガイドピン５とフェルール９に配列されている光ファイバの端面との位置関係で接続損失が決まる。
【００１５】
上記のＭＴ光コネクタフェルールおよびＭＰＯコネクタプラグの作製は、図３に示すような工程で作製される。
【００１６】
まず、ＭＴ光コネクタフェルールを作製するための金型を作成する（s101）。図４に、プラスチックフェルール（ＭＴ光コネクタフェルール）作製のための金型１０，１１を示す。ガイド穴を形成するコアピン１４とファイバ穴を形成するコアピン１５が、Ｖ溝１２によって整列・位置合わせされた状態で金型１０，１１のフェルール形成用キャビティ１３内に収納され、樹脂投入口１６からプラスチック樹脂を流し込み、熱硬化することで、ガイド穴及びファイバ穴を備えたＭＴ光コネクタフェルールが作製される（s102）。次に、光ファイバを前記ＭＴ光コネクタフェルールに挿入し、接着・固定し（s103）、その後、端面についた接着剤を除去するために端面研磨する（s104）ことでＭＴ光コネクタフェルールが完成する（s105）。
【００１７】
ＭＰＯコネクタプラグを作製する場合は、前記ＭＴ光コネクタフェルールの端面を８°の角度で斜め端面研磨を実施する（s106）。このことにより、光コネクタの端面からの反射光が光ファイバの外に漏れるため、反射が抑制された光コネクタを実現することができる。その後、斜め端面の光コネクタフェルールをＭＰＯハウジングに組立てる（s107）ことにより、ＭＰＯコネクタプラグを作製することができる（s108）。
【００１８】
しかしながら、上記のＭＴ光コネクタおよびＭＰＯコネクタにおいては、金型による光コネクタフェルールの作製やフェルールへの光ファイバ取付けにおいて、ガイド穴と光ファイバ端面との相対位置関係が設計よりずれることがある。
【００１９】
図５に、ＭＴ光コネクタフェルールの端面を示す。ＭＴ光コネクタフェルールは、複数個の光ファイバ端面３が２個のガイド穴４の中心を結ぶ線上に、等間隔で配列するように設計されているが、実際に作製された光コネクタ端面では、ガイド穴と実際のファイバ端面との相対位置に設計位置からずれが発生する。
【００２０】
例えば、図５中の一番左端の光ファイバに関しては、設計された光ファイバ端面位置１７−１に対し、実際に作製された光ファイバ端面は位置１８−１となっている。このため、ファイバ配列に垂直な方向に設計位置からずれ量１９が発生している。また、一番右端の光ファイバに関しては、設計された光ファイバ端面位置１７−２に対し、実際に作製された光ファイバ端面は位置１８−２となっている。このため、配列方向に設計位置からずれ量２０が発生している。この原因は、フェルール作製の際の金型精度の限界やプラスチック材料の収縮などが挙げられる。
【００２１】
さらに、その光コネクタに取付ける光ファイバの偏心量やガイド穴内径とガイドピン外径とのクリアランス、ファイバ穴内径と光ファイバ外径とのクリアランスにより、光ファイバのコア位置にもずれが発生し、それらが光コネクタ結合時の大きな接続損失につながる。
【００２２】
さらに、図６に示すように、光コネクタフェルールの端面２１のガイド穴とファイバ穴の相対位置が設計位置通りでも、コネクタ内部のガイド穴の中心軸２３とファイバ穴の中心軸２４とがずれている場合、光コネクタフェルールの端面２１を斜め研磨（２２）するためにある特定の長さ２６だけ光コネクタフェルールを研磨すると、ガイド穴とファイバ穴との相対位置のずれ２７が発生し、低接続損失の斜め端面光コネクタを実現することが難しくなる。そのため、斜め端面研磨しても、高精度な光コネクタ、すなわち低接続損失を実現する光コネクタ及びその作製方法を実現する技術が求められていた。
【００２３】
本発明の実施の形態を図７〜図１４に示す。
【００２４】
本発明では、図７に示すようなガイド穴３１とファイバ穴３２の相対的位置関係が精密に加工・作製されているメタルプレート３０を用いる。このメタルプレート３０は、例えば炭化タングステンなどを材料にしたもので、ワイヤ放電加工を用いて作製する。当該メタルプレート３０は、金型成型で作製されるプラスチックフェルールの精度よりも高精度に作製することができる。その精度は、例えば、0.2μｍの精度で作製することができる。これにより当該メタルプレート３０のガイド穴３１とファイバ穴３２は、ガイドピンの外径0.6985ｍｍと光ファイバの外径0.125ｍｍよりも若干大きい値になるように、精度良く作製することが可能になる。たとえば、ガイド穴の内径は0.6990＋0.0002/−0ｍｍ、ファイバ穴の内径は0.1252±0.0001ｍｍであるような値を採用することができる。
【００２５】
図８に示すように、前記のメタルプレート３０とプラスチックフェルールを作製するための金型４０，４１とを用い、樹脂投入口４４からプラスチック樹脂を流し込み、熱硬化することで、メタルプレート内蔵の光コネクタフェルールを作製する。通常の図４に示す金型との違いは、ファイバ穴とガイド穴用のコアピンの位置決めがそれぞれ、金型下部４０のＶ溝ではなく、内蔵するメタルプレート３０を用いて行われる点にある。ただし、ガイド穴用及びファイバ穴用のコアピンは、金型下部４０の穴４２及び穴４３に通される。また、メタルプレート３０を光コネクタフェルールに内蔵するために、ガイド穴用のコアピン５１は、外径の異なる階段状の構造を採用している。この構造により、作製される光コネクタフェルールの端面からある一定値の位置にメタルプレート３０が内蔵される。
【００２６】
図９に示すように、作製された光コネクタフェルール６０は、上記のメタルプレート３０を、斜め端面研磨されても影響されない位置６１に埋め込むように成型される。さらに、図１０に示すように、当該光コネクタフェルール６０に光ファイバ１を取付ける際に、当該光コネクタフェルール６０の端面６２の前面に、前記メタルプレート３０と同一形状のメタルプレート３０ａを設置し、光コネクタフェルール６０内のメタルプレート３０並びにメタルプレート３０ａのガイド穴３１及びファイバ穴３２にそれぞれ、ガイドピン５及び取付ける光ファイバ１を設置する。その際、前記光コネクタフェルール６０内のメタルプレート３０とフェルール端面６２の前面のメタルプレート３０ａとの間隔は、その間で光ファイバ１がたわまない長さであることが重要である。
【００２７】
ここで、図１０中の２枚のメタルプレート３０，３０ａとガイドピン５及び光ファイバ１との位置関係について説明する。図１１と図１２に、２枚のメタルプレート３０，３０ａに光ファイバ１及びガイドピン５を取り付けた斜視図と平面図を示す。
【００２８】
２枚のメタルプレート３０，３０ａ間の２本のガイドピン５の中心位置及び光ファイバ１の中心位置は、図１３に示すように、ガイドピン５の中心を結ぶ線上に光ファイバ１の中心が位置される。このガイドピン５と光ファイバ１の相対位置が、２枚のメタルプレート３０，３０ａの間であれば、どこでも同じになる。
【００２９】
以上のことから、図１０中の光コネクタフェルール内のメタルプレート３０と光コネクタフェルール６０の端面６２の前面のメタルプレート３０ａ間の２本のガイドピン５及び光ファイバ１の相対位置関係は一定に保持されており、その後、接着剤を光コネクタフェルール内部に塗布し、当該フェルールと光ファイバを固定する。
【００３０】
この時、メタルプレート３０，３０ａ間のガイド穴と光ファイバとの相対位置関係が一定であるため、この後、端面研磨しても、ガイド穴と光ファイバの相対位置関係は変化しないので、低接続損失の性能を実現することができる。
【００３１】
図１４に、メタルプレート３０が埋め込まれ、光ファイバ１が接着固定（６３）され、かつ斜め端面研磨（６４）された本発明の光コネクタを示す。当該光コネクタにおける光コネクタフェルール６０の斜め端面６４は、通常の斜め端面コネクタフェルールと同様にプラスチックから作製されているため、接続する際、後方からの押圧力で弾性変形し、光ファイバの端面同士を密着接続するフィジカルコンタクト接続が可能になる。
【００３２】
前記メタルプレート３０の光コネクタフェルール６０内部での位置は、斜め端面研磨することを考慮して、端面からある特定の長さ６１以上の位置に取付けることが重要である。たとえば、８°の角度で斜め端面研磨する場合は、光コネクタフェルール６０の端面６２から0.35ｍｍ以上の位置にメタルプレート３０を取付ける必要がある。
【００３３】
本実施の形態（特に図面）では、取り扱う光ファイバの心数として２心、４心のものを用いて説明したが、もっと多くの光ファイバの心数にも本発明は適用可能である。例えば、ガイド穴の間に、横一列に１２心の光ファイバ群を配列させた光コネクタや、当該１２心の横一列の光ファイバ群を多段に配列させた２４心、６０心の光コネクタも本発明の方法で作製することが可能である。
【符号の説明】
【００３４】
３０：メタルプレート、３１：ガイド穴３１、３２：ファイバ穴、４０：金型下部、４１：金型上部、６０：光コネクタフェルール、６２：光コネクタフェルールの端面、
６４：光コネクタフェルールの斜め端面。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００３５】
【非特許文献１】T. Sabano, A. Nishimura, T. Tanaka, D. Childers, and D. Schoellner, "Development of reference MT ferrule using inserted-molded metal plate," Proc. Of OFC/NFOEC2008, JThA107.
【図１】
2014157216.tif 000003
【図２】
2014157216.tif 000004
【図３】
2014157216.tif 000005
【図４】
2014157216.tif 000006
【図５】
2014157216.tif 000007
【図６】
2014157216.tif 000008
【図７】
2014157216.tif 000009
【図８】
2014157216.tif 000010
【図９】
2014157216.tif 000011
【図１０】
2014157216.tif 000012
【図１１】
2014157216.tif 000013
【図１２】
2014157216.tif 000014
【図１３】
2014157216.tif 000015
【図１４】
2014157216.tif 000016