(57)【要約】【課題】  透明弾性材料より成る導光部材をパイプに挿入することにより、光ファイバのコアと他の光ファイバのコア或いは光学部品の端面との間の接続端面に介在して接続損失の原因となる空気層を積極的に排除して、光ファイバ同士の接続或いは光ファイバと他の光学部品との間の接続を実施するに際して、接続損失を大きく低減する光ファイバ接続部品およびこれを使用した光ファイバ接続器を提供する。【解決手段】  透明弾性材料より成る導光部材３０と、内径を導光部材３０の外径に等しく設計すると共に長さを導光部材３０の長さより極く僅かに長く設計したパイプ３１とを有し、導光部材３０の先端部端面を凸曲面３０１或いは凹曲面３０２に形成し、導光部材３０をパイプ３１に挿入した光ファイバ接続部品およびこれを使用した光ファイバ接続器。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明弾性材料より成る導光部材と、内径を導光部材の外径に等しく設計すると共に長さを導光部材の長さより極く僅かに長く設計したパイプとを有し、導光部材の先端部端面を凸曲面或いは凹曲面に形成し、導光部材をパイプに挿入したことを特徴とする光ファイバ接続部品。
【請求項２】
請求項１に記載される光ファイバ接続部品において、
導光部材の中心部に長さ方向の貫通孔を設けたことを特徴とする光ファイバ接続部品。
【請求項３】
筒状の接続器筐体を具備し、接続器筐体はその両端に対向して光ファイバプラグ嵌合固定部或いは光学部品収容部が形成され、接続器筐体の両端中間部には中心孔が軸方向に形成され、中心孔に光ファイバ接続部品を嵌合固定した光ファイバ接続器において、
光ファイバ接続器は、透明弾性材料より成る導光部材と、内径を導光部材の外径に等しく設計すると共に長さを導光部材の長さより極く僅かに長く設計したパイプとを有し、導光部材の先端部端面を凸曲面或いは凹曲面に形成し、導光部材をパイプに挿入したものより成ることを特徴とする光ファイバ接続器。
【請求項４】
請求項３に記載される光ファイバ接続器において、
導光部材の中心部に長さ方向の貫通孔を設けたことを特徴とする光ファイバ接続器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光ファイバ接続部品およびこれを使用した光ファイバ接続器に関し、特に、光ファイバ同士或いは光ファイバと他の光学部品とを接続するに使用される光ファイバの屈折率に近似する屈折率の透明弾性材料より成る導光部材を有する光ファイバ接続部品およびこれを使用した光ファイバ接続器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを使用する光伝送路の伝送効率は、光伝送路における光ファイバの接続部におけるコア（都合により、クラッドを含めてコア、と称す）同士の接続損失、或は光ファイバと他の光学部品との間の接続部における接続損失に大きく影響される。これら接続部における接続損失は、主として、光軸の軸ずれ、軸の傾斜その他の光ファイバの位置決めの不正確さ、光ファイバのコア端面の傾斜、端面の粗さ、端面のうねりその他の光ファイバのコア端面自体の構成、光ファイバコア端面間に生起する間隙、に起因して発生する。
接続部における以上の接続損失の原因を除去するに、従来、光ファイバ同士或いは光ファイバと他の光学部品とを接続する光ファイバ接続部品について種々の研究開発がなされている。これら光ファイバ接続部品には、以下の通りの構造を採用し、特性が付与されている。
【０００３】
光ファイバ接続部品は、光ファイバのコアの屈折率に近似する屈折率を有する透明弾性材料より成る導光部材を使用している。そして、この光ファイバ接続部品は、導光部材の原材料としては透明シリコンゴムを採用している。また、この原材料の屈折率は、光ファイバ同士を接続する場合は光ファイバの屈折率に近似するものとしている（特許文献１  参照）。
更に、光ファイバ接続部品の導光部材の外径は光ファイバのコア径とほぼ同一とされる（特許文献３  参照）。
【０００４】
光ファイバ同士の接続或いは光ファイバと他の光学部品との間の接続を実施するに際して、これら光ファイバおよび光学部品のコア同士の接続端面間に接続損失の原因となる空気層を介在させない工夫をして接続損失を低減することもなされている（特許文献１、２、３  参照）。
【特許文献１】特開平５−３４５３２
【特許文献２】特開２０００−１６２４６３
【特許文献３】特開２００１−３２４６４１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光ファイバ同士の接続或いは光ファイバと他の光学部品との間の接続を実施するに際して、特に、これらの接続端面間に接続損失の原因となる空気層が介在しない工夫を施した光ファイバ接続部品は、上述した通り、特許文献１、２、３に記載されている。
従来例を図６を参照して具体的に説明する。先ず、特許文献１に記載される光ファイバ接続部品を図６（ａ）を参照して説明するに、光ファイバ接続部品の構成要素として、光ファイバの屈折率に近似する屈折率を有する透明弾性材料より成る接続部材３を有し、光ファイバ同士或いは光ファイバと他の光学部品とを接続する。１および１’は光ファイバのコアであり、２、２’はコアを被覆するクラッドを示す。この接続部材３は光ファイバのコア１、１’の先端部間に介在して両者を光学的に接続している。光ファイバのコア１、１’の先端部と接続部材３の三者は凸型コネクタ４、４’および凹型コネクタ５により機械的に結合され、光学的結合部を構成している。
【０００６】
特許文献２に記載される光ファイバ接続部品を図６（ｂ）を参照して説明するに、第１の光ファイバ１と第２の光ファイバ３は、第１の光ファイバ１のコア１ａの先端部２と第２の光ファイバ３のコア３ａの先端部４が一方の光ファイバと他方の光ファイバ或いは光モジュールとを接続する光ファイバ接続部品を構成している。第１の光ファイバ１のコア１ａの先端部２と第２の光ファイバ３のコア３ａの先端部４とを係合することにより、両者は光学的に接続する。
特許文献３に記載される光ファイバ接続部品を図６（ｃ）を参照して説明するに、この光ファイバ接続部品は、光ファイバ１５のコアより大きな柔軟な光透過体１１と、光ファイバ１５のスリーブ或いはフェルール１６と同じ大きさの支持体１２とにより構成されている。
【０００７】
ここで、特許文献１および特許文献３に記載される光ファイバの接続部材は、透明弾性の接続部材３或いは柔軟な光透過体１１を有している。一方の光ファイバと他方の光ファイバ或いは光モジュールは、コアの先端部を対向してこれら透明弾性な接続部材或いは柔軟な光透過体に係合することにより、機械的、光学的に接続する。この場合、透明弾性な接続部材或いは柔軟な光透過体の端面および光ファイバ或いは光モジュールのコアの端面は、何れも、水平面に形成されているに過ぎないので、両端面間において単なる機械的な係合がなされたところで、両端面に精密な平面研磨加工を施しても両端面間に充分に一様な機械的接続が確保される保証はない。透明弾性な接続部材或いは柔軟な光透過体の端面および光ファイバのコアの端面或いは光モジュールの端面との間には必然的に接続損失の原因となる空気が介在するに到る。
【０００８】
この発明は、透明弾性材料より成る導光部材と、内径を導光部材の外径に等しく設計すると共に長さを導光部材の長さより極く僅かに長く設計したパイプとを有し、導光部材をパイプに挿入することにより、光ファイバのコアと他の光ファイバのコア或いは光学部品の端面との間の接続端面に介在して接続損失の原因となる空気層を積極的に排除することができる光ファイバ接続部品およびこれを使用した光ファイバ接続器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１：透明弾性材料より成る導光部材３０と、内径を導光部材３０の外径に等しく設計すると共に長さを導光部材３０の長さより極く僅かに長く設計したパイプ３１とを有し、導光部材３０の先端部端面を凸曲面３０１或いは凹曲面３０２に形成し、導光部材３０をパイプ３１に挿入した光ファイバ接続部品を構成した。
請求項２：請求項１に記載される光ファイバ接続部品において、導光部材３０の中心部に長さ方向の貫通孔３０４を設けた光ファイバ接続部品を構成した。
請求項３：筒状の接続器筐体５１を具備し、接続器筐体５１はその両端に対向して光ファイバプラグ嵌合固定部５２或いは光学部品収容部５３が形成され、接続器筐体５１の両端中間部には中心孔５５が軸方向に形成され、中心孔５５に光ファイバ接続部品３を嵌合固定した光ファイバ接続器において、光ファイバ接続器は、透明弾性材料より成る導光部材３０と、内径を導光部材３０の外径に等しく設計すると共に長さを導光部材３０の長さより極く僅かに長く設計したパイプ３１とを有し、導光部材３０の先端部端面を凸曲面３０１或いは凹曲面３０２に形成し、導光部材３０をパイプ３１に挿入したものより成る光ファイバ接続器を構成した。
【００１０】
請求項４：請求項３に記載される光ファイバ接続器において、導光部材３０の中心部に長さ方向の貫通孔３０４を設けた光ファイバ接続器を構成した。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に依れば、透明弾性材料より成る導光部材と、内径を導光部材の外径に等しく設計すると共に長さを導光部材の長さより極く僅かに長く設計したパイプとを有し、導光部材をパイプに挿入することにより、光ファイバのコアと他の光ファイバのコア或いは光学部品の端面との間の接続端面に介在して接続損失の原因となる空気層を積極的に排除して、光ファイバ同士の接続或いは光ファイバと他の光学部品との間の接続を実施するに際して、接続損失を大きく低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
発明を実施するための最良の形態を図１、２の実施例を参照して説明する。
図１（ａ）を参照するに、光ファイバのコア１１の先端部が平坦面１１１である場合、この光ファイバのコア１１の平坦面１１１に対向する光ファイバ接続部品３の透明弾性材料より成る導光部材３０の先端部を緩やかな凸曲面３０１とすれば、両者の突き合わせを実施した場合に導光部材３０の先端部の凸曲面３０１は弾性変形する。その結果、導光部材３０の先端部の緩やかな凸曲面３０１は、光ファイバのコア１１の先端部の平坦面１１１により強圧された状態のこれに倣った平坦面に変形する。この状態においては、導光部材３０の平坦化された先端部の凸曲面３０１と光ファイバのコア１１の先端部の平坦面１１１の間には、本来存在した空気は排除されて存在し得ない。
【００１３】
図１（ｂ）を参照するに、光ファイバのコア１１の先端部が凸曲面１１２である場合、この光ファイバのコアの凸曲面１１２に対向する光ファイバ接続部品３の透明弾性材料より成る導光部材３０の先端部を緩やかな凹曲面３０２とすれば、両者の突き合わせを実施した場合に導光部材３０の先端部の凹曲面３０２は弾性変形する。
この弾性変形の行程は図２（ａ）に示される通りに進行する。光ファイバ同士の接続或いは光ファイバと他の光学部品との間の接続を実行することにより、図２（ａ）（イ）の状態の光ファイバのコア１１と導光部材３０とは衝合して図２（ａ）（ロ）の状態をとり、最終的に図２（ａ）（ハ）の状態に到達する。図２（ａ）（ハ）の状態は、光ファイバ同士の接続或いは光ファイバと他の光学部品との間の接続が完結した時の状態であり、光ファイバのコア１１の先端部の凸曲面１１２が導光部材３０の凹曲面３０２を強圧して導光部材３０の凹曲面３０２の形状を緩やかな凹曲面から光ファイバのコア１１の凸曲面１１２に倣ったより急峻な凹曲面に変形する。この状態においては、導光部材３０の先端部の凹曲面３０２と光ファイバのコア１１の先端部の凸曲面１１１の間には、本来存在した空気は排除されて存在し得ない。
【００１４】
図１（ｃ）を参照するに、受発光素子１２がその表面をレンズ面１２１とする場合、光ファイバ接続部品３の導光部材３０の先端部の端面３０３を、受発光素子１２のレンズ面１２１と比較して緩やかな共役のレンズ面に構成することにより、両レンズ面の突き合わせを実施した場合に光ファイバ接続部品３の導光部材３０の端面３０３のレンズ面は弾性変形する。これにより、光ファイバ接続部品３の導光部材３０の端面３０３のレンズ面は、受発光素子１２のレンズ面１２１により空気を圧し出しながら圧縮せしめられてより急峻なレンズ面３０３に変形し、そのレンズ面３０３と受発光素子１２のレンズ面１２１との間は両者間に空気層が介在しない曲面接続構造が実現する。
【００１５】
図２（ｂ）（イ）を参照するに、これは光ファイバ接続部品３の導光部材３０の中心部に長さ方向の貫通孔３０４を設けた実施例である。これにより、図２（ｂ）（ロ）に示される光ファイバのコア１１の先端部の先端面１１１とこれに対向する光ファイバ接続部品３の導光部材３０の先端部の端面３０１の突き合わせを実施した場合に、両先端部の端面間に存在する空気はこの貫通孔３０４を介して容易に抜けることができる。
図３（ａ）を参照するに、光ファイバ接続部品３の導光部材３０は、透明弾性材料により構成されているところから、光ファイバのコア１１と光ファイバ接続部品３の導光部材３０とを突き合わせ接続するに際して、突き合わせ部において図３（ａ）（イ）の状態から図３（ａ）（ロ）の状態に半径方向に変形膨出３０５する傾向を有する。そこで、図３（ｂ）を参照するに、内径を導光部材３０の外径に等しく設計すると共に長さを導光部材３０の長さより極く僅かに長く設計し、変形膨出する分量を内部に収容するパイプ３１を採用する。そして、導光部材３０をパイプ３１に挿入する。
【００１６】
図３（ｂ）（ロ）を参照するに、導光部材３０をパイプ３１に挿入した状態で、光ファイバのコア１１と光ファイバ接続部品３の導光部材３０とを突き合わせると、パイプ３１が存在しない場合は導光部材３０は突き合わせ部において図３（ａ）（ロ）の状態に半径方向に変形膨出するものであるところ、この変形膨出はパイプ３１により制限されて図３（ｂ）（ロ）に示される如くその内部に強く圧し込み収容されるに到る。このパイプ３１は、後で説明される接続器筐体５に一体に取り付ける。パイプ３１は金属材料或いは合成樹脂を原材料として構成することができる。但し、パイプ３１を透明合成樹脂を原材料として構成する場合、その屈折率は光ファイバ接続部品３の屈折率より小さいこととする。
【００１７】
図４は上述した光ファイバ接続部品３を使用した光ファイバ接続器５の実施例を説明する図であり、光ファイバ１０同士を接続するところを示している。
図４において、４は光ファイバプラグを示し、その内部に形成されるフェルール４１に光ファイバ１０を挿入係止して構成される。５は筒状の光ファイバ接続器を示し、５１は接続器筐体である。接続器筐体５１は、その両端に対向して光ファイバプラグ嵌合固定部５２が形成されている。接続器筐体５１の両端中間部には、光ファイバ接続部品３が嵌合固定される中心孔５５が軸方向に形成されて、光ファイバ接続部品３はそのパイプ３１をこの中心孔５５に嵌合することにより接続器筐体５に一体に取り付けられる。
【００１８】
図４（ｂ）を参照するに、接続器筐体５１の両端中間部に軸方向に形成される中心孔５５に光ファイバ接続部品３を嵌合固定した状態で、両光ファイバプラグ嵌合固定部５２に光ファイバプラグ４を嵌合固定すると、光ファイバ１０のコア１１の先端部はそれぞれ光ファイバ接続部品３の導光部材３０の先端部に係合する。これにより、先に図示説明した通り、導光部材３０の先端部の緩やかな凸曲面３０１或いは凹曲面３０２は、光ファイバのコア１１の先端部の平坦面１１１或いは凸曲面１１２により強圧されてこれに倣った平坦面或いは凹曲面に変形する。この状態においては、導光部材３０の先端部端面と光ファイバのコア１１の先端部端面の間には、本来存在した空気は排除されて存在し得ない。
【００１９】
図５も上述した光ファイバ接続部品を使用した光ファイバ接続器の実施例を説明する図であり、光ファイバと受発光素子の如き光学部品１０’とを接続するところを示している。
図５の場合、接続器筐体５１は、その一方の端に光ファイバプラグ嵌合固定部５２が形成されると共に、これに対向して他方の端に光学部品収容部５３が形成されている。接続器筐体５１の両端中間部には、図４の場合と同様に、光ファイバ接続部品３が嵌合固定される中心孔５５が軸方向に形成されており、光ファイバ接続部品３はそのパイプ３１をこの中心孔５５に嵌合することにより接続器筐体５に一体に取り付けられる。
【００２０】
図５（ｂ）を参照するに、接続器筐体５１の両端中間部に軸方向に形成される中心孔５５に光ファイバ接続部品３を嵌合固定した状態で光ファイバプラグ嵌合固定部５２に光ファイバプラグ４を嵌合固定すると共に、光学部品収容部５３に光学部品１０’を収容して光学部品保持部材５４を取り付け固定すると、光ファイバ１０のコア１１の先端部および光学部品１０’の先端部はそれぞれ光ファイバ接続部品３の導光部材３０の先端部に係合する。これにより、導光部材３０の先端部端面と、光ファイバのコア１１の先端部或いは光学部品１０’の先端部の端面の間には、本来存在した空気は排除されて存在し得ない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例の構成部材を説明する図。
【図２】実施例の組み立て、動作を説明する図。
【図３】実施例の他の組み立て、動作を説明する図。
【図４】光ファイバ接続器の実施例を説明する図。
【図５】光ファイバ接続器の他の実施例を説明する図。
【図６】従来例を説明する図。
【符号の説明】
【００２２】
１０  光ファイバ                        １０’光学部品
１１  光ファイバのコア                １１１  平坦面
１１２  凸曲面                            １２  受発光素子
１２１  レンズ面                            ３  光ファイバ接続部品
３０  導光部材                        ３０１  凸曲面
３０２  凹曲面                          ３０３  端面
３０４  貫通孔                          ３０５  変形膨出
４  光ファイバプラグ                  ４１  フェルール
５  光ファイバ接続器                  ５１  接続器筐体
５２  光ファイバプラグ嵌合固定部        ５３  光学部品収容部
５４  光学部品保持部材                  ５５  中心孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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