(57)【要約】      （修正有）【課題】安価な軸ずれ防止機能が付いたマルチコアファイバ接続機器を提供する。【解決手段】基本的に、マルチコアファイバ２を収容するフェルール３の側面を複数方向から加圧することで、マルチコアファイバの方位軸ずれ（中心軸の回転ずれ）を抑制する。具体的には、フェルール外周に平坦面を設け、加圧部を用いてこの平坦面を加圧することで、マルチコアファイバ２の方位軸ずれを抑制する。さらに、加圧部として、一体型の加圧バネを用いることで、従来のシングルコアファイバ用接続器に追加工するのみで加圧バネを実装する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチコアファイバを保持するフェルールと、前記フェルールを収容するプラグフレームとをそなえた光ファイバ接続器であって、
前記フェルールと前記プラグフレーム間に、加圧部が設けられており、
前記フェルールは、一端部の外周に複数の平坦面を有し、
前記加圧部は、前記各平坦面を加圧し、前記マルチコアファイバの軸方位のずれを抑制する手段として機能する。
ことを特徴とするマルチコアファイバ用接続器。
【請求項２】
請求項１において、
前記加圧部は、前記複数の平坦面と同数の加圧バネが一体化された板バネ構造により構成されている
ことを特徴とするマルチコアファイバ用接続器。
【請求項３】
請求項２において、
前記フェルールは、
マルチコアファイバを保持するフェルール本体と、
前記フェルールと共通の軸上に位置するフェルールフランジとを有し、
前記フェルールフランジの外周面に前記複数の平坦面が形成されている
ことを特徴とするマルチコアファイバ用接続器。
【請求項４】
請求項３において、
前記板バネ構造は、
前記フェルールの本体と前記フェルールフランジとの間に挟持される金属性の円筒状の基部と、
該基部の一端から半径方向外側に延び前記フランジ部の外周に形成され前記複数の加圧部となる軸方向に分岐して伸びた板状部とを有し、
前記板バネ構造は、前記プラグフレームの内周面で押されて、前記板状部が前記フェルールフランジの平坦面に押し付けられるように構成されている
ことを特徴とするマルチコアファイバ用接続器。
【請求項５】
請求項４において、
前記板バネ構造は、前記プラグフレームに圧入するための圧入保持用突起を有する
ことを特徴とするマルチコアファイバ用接続器。
【請求項６】
請求項４において、
前記フェルールフランジは、外側にコイルバネが設置される径小部と、外側に加圧部が設置される径大部とを有し、
前記フェルールフランジの径大部の外周面に前記複数の平坦面が設けられ、
前記フェルールフランジの径大部の内側には、前記フェルールの本体の一端部分が挿入・固定され、
前記板バネ構造の先端の前記板状部分が前記プラグフレームの内周面で押されて、前記フェルールフランジの平坦面に均等な力で押し付けられるように構成されている
ことを特徴とするマルチコアファイバ用接続器。
【請求項７】
マルチコアファイバを保持するフェルールと、前記フェルールを収容するプラグフレームから構成される光ファイバ接続器であって、
前記フェルールと前記プラグフレーム間に、加圧部が設けられており、
前記フェルールの一端部の外周に複数の平坦面を有し、
前記加圧部は、前記各平坦面を加圧し、前記マルチコアファイバの軸方位のずれを抑制する手段として機能し、
前記フェルールの他端部が割スリーブに挿入されるように構成されている
ことを特徴とするマルチコアファイバ用接続器。
【請求項８】
マルチコアファイバを保持するフェルールと、前記フェルールを収容するプラグフレームから構成される光ファイバ接続器であって、
前記マルチコアファイバは、コア部とクラッド部とを有し、
前記フェルールと前記プラグフレーム間に、加圧部が設けられており、
前記フェルールの一端部の外周に複数の平坦面を有し、
前記加圧部は、前記各平坦面を加圧し、前記マルチコアファイバの軸方位のずれを抑制する手段として機能し、
一対の前記マルチコアファイバ接続器に収容されている前記マルチコアファイバの各コア部が、前記フェルールの他端部において、マイクロレンズアレイにより光学的に接続されている
ことを特徴とする光ファイバ接続器。
【請求項９】
筐体の内部に光モジュールが搭載された伝送装置であって、
光ファイバの配線収容のためのパッチパネル面上に、光ファイバアダプタを有し、
マルチコアファイバの束線と前記光ファイバアダプタとの間に、請求項１乃至８のいずれかに記載の前記マルチコアファイバ接続器を挿入する
ことを特徴とする光伝送装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記光ファイバの配線収容のためのインターフェースパネル面上に、光モジュール搭載光ファイバアダプタを備えており、
前記マルチコアファイバの束線と前記光モジュール搭載光ファイバアダプタとの間に、前記マルチコアファイバ接続器を挿入する
ことを特徴とする光伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの一種であるマルチコアファイバ用接続器、並びにそれを用いた伝送装置に係り、特に、マルチコアファイバを保持するフェルールと、フェルールを収容するプラグフレームとを含む光ファイバ接続器に関する。
【背景技術】
【０００２】
公衆網通信光伝送システムの伝送媒体として、単一コアからなるシングルモードファイバ(Single-core single mode fiber: SC-SMF))が使用されている。例えば、波長の異なる複数の半導体レーザから出力される光信号を合波し、それらの信号をSC-SMFに伝搬させること（波長多重方式）で、通信容量の拡大が可能となった。しかし、近年のブロードバンドインターネットの多様化やスマートフォンの普及をはじめ、企業を中心とするクラウドサービスの導入を背景に、社会全体の情報伝送量の爆発的な増大に伴い、SC-SMFを用いた光伝送方式に限界が見え始めてきている。 
SC-SMFを伝搬する光信号のエネルギーが数ワット以上になると、ファイバの材料である石英コアの温度が上昇し溶融する、いわゆるファイバヒューズによって、ファイバの断線が生じる。また、非線形現象ならびに理論的伝送可能な通信帯域（シャノン限界）に基づく伝送限界は１００テラビット毎秒（テラビット：１０の１２乗ビット）であり、２０２０年頃には、この限界に達すると予想されている（非特許文献１）。
【０００３】
そこで、上記の伝送限界を打破する解決策として、マルチコアファイバ(Multicore fiber: MCF)の適用が検討されている（非特許文献２）。マルチコアファイバとは、光伝送網に使用されている従来の光ファイバと異なり、クラッド内に二つ以上のコアを有する光ファイバのことである。
マルチコアファイバには、マルチコアシングルモードファイバ(Multicore single-mode fiber: MC-SMF)と、マルチコアマルチモードファイバ(Multicore multi-mode fiber: MC-MMF)とがある。MCFを適用することで、伝送する光信号を複数のコアに分配でき、コア一本あたりに閉じ込められる光エネルギー密度を低減できる。従って、ファイバヒューズによるファイバ断線を防止できる。また、一本のコアを伝搬する伝送信号量をシャノン限界より低い範囲で使うことで、通信の品質・信頼性を確保することができる。
【０００４】
このように、MCFを伝送路として用いた光通信網を構築する場合、マルチコアファイバ同士を接続するための接続器、いわゆるコネクタが必要となる。
【０００５】
特許文献１には、マルチコアファイバ用の雌フェルールが開示されている。また、特許文献２には、フェルールを有するマルチコアファイバ用ファンアウト部品が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−７０６７５号公報
【特許文献２】特開２０１２−２０８２３６号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】盛岡ら：“将来の革新的光トランスポートネットワーク技術”，ＮＴＴ技術ジャーナル（２０１１．３）ｐ．３２
【非特許文献２】阿部ら：“１２コアマルチコアファイバ用ＰｈｙｓｉｃａｌＣｏｎｔａｃｔ型ファンアウト部品”，２０１３年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会Ｂ−１３−２９（２０１３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
マルチコアファイバは、例えば特許文献１の図１に記載のように、ファイバ中心以外にも複数のコアを有する。このため、マルチコアファイバの軸方位がずれると、各コアの軸ずれが生じ、接続損失が大きくなる。また、二つのファイバの接続部を着脱した場合、着脱する度に方位軸のずれが異なるため、接続損失が変化する。従って、軸方位ずれの小さなマルチコアファイバ接続器が望まれる。
【０００９】
すなわち、マルチコアファイバ接続器は、従来のシングルコアファイバの接続器に比べて、方位軸ずれを抑制する新たな機能を有する必要がある。非特許文献１、２、及び、特許文献１には、方位軸ずれの抑制に関する記載はない。一方、特許文献２の発明は、マルチコアファイバ同士を接続するコネクタとは異なり、マルチコアファイバの接続デバイスの一つであるファンアウトデバイスに関するものであり、従って、方位軸ずれを抑制する機能は不要である。
【００１０】
マルチコアファイバ接続機器に方位軸ずれを抑制するための新たな機能を追加することは、高価格になると考えられる。  
そこで、本発明の目的は、安価な軸ずれ防止機能が付いたマルチコアファイバ接続機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のマルチコアファイバ用接続器は、マルチコアファイバを保持するフェルールと、前記フェルールを収容するプラグフレームとをそなえた光ファイバ接続器であって、前記フェルールと前記プラグフレーム間に、加圧部が設けられており、前記フェルールは、一端部の外周に複数の平坦面を有し、前記加圧部は、前記各平坦面を加圧し、前記マルチコアファイバの軸方位のずれを抑制する手段として機能することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の光ファイバ接続器は、マルチコアファイバを収容するフェルールの外周の平坦面を複数方向から加圧することで、マルチコアファイバの方位軸ずれ（中心軸の回転ずれ）を抑制できる。すなわち、フェルールの外周に複数の平坦面を設け、加圧部を用いてこの平坦面を加圧することで、マルチコアファイバの方位軸ずれを防止できる。さらに、加圧部として、一体型の加圧バネを用いることで、従来のシングルコアファイバ用接続器に、追加工するのみで加圧バネを実装でき、安価なマルチコアファイバ用光ファイバ接続器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１に係る、マルチコアファイバ用接続器の断面図。
【図２】図１のＡ−Ｂ断面を示す概念図。
【図３】実施例１のフェルールを保持するための板バネ構造の正面図及び側面図。
【図４】実施例１のマルチコアファイバ用接続器を用いて、二つのマルチコアファイバを接続する１つの方法の概念図。
【図５】本発明の実施例２に係る、実施例１のマルチコアファイバ用接続器とレンズアレイを用いて、二つのマルチコアファイバを接続する他の方法の概念図。
【図６】本発明の実施例３に係る、マルチコアファイバ接続器を用いた光伝送装置の概念図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、基本的に、マルチコアファイバを収容するフェルールの側面を複数方向から加圧することで、マルチコアファイバの方位軸ずれ（中心軸の回転ずれ）を抑制する。具体的には、フェルールの一端部の外周に平坦面を設け、加圧部を用いてフェルールの平坦面を加圧することで、マルチコアファイバの方位軸ずれを抑制できる。さらに、加圧部として、一体型の加圧バネを用いることで、従来のシングルコアファイバ用接続器に、追加工するのみで加圧バネを実装できる。  
以下に、図面を用いて、本発明の実施形態を詳細に述べる。
【実施例１】
【００１５】
本発明の実施例１に係るマルチコアファイバ用接続器は、マルチコアファイバを保持するフェルールと、このフェルールを収容するプラグフレームから構成される光ファイバ接続器であって、フェルールは、一端部の外周に複数の平坦面を有し、プラグフレームは、平坦面を加圧するための加圧部を有し、フェルールの他端部は割スリーブに挿入される。実施例１のマルチコアファイバ用接続器について、図１、図２、図３、図４を用いて説明する。
【００１６】
図１に、実施例１に係るマルチコアファイバ用接続器の断面構造を示す。図２は、図１のＡ−Ｂ断面の略図である。図３は、フェルールを保持するための板バネ構造の側面図（ａ）と正面図（ｂ）である。
【００１７】
図１に示されるように、本発明のマルチコアファイバ用接続器１は、基本的に、マルチコアファイバ２を保持するフェルール３と、このフェルール３を収容するプラグフレーム４と、フェルール３と共通の軸上に位置するフェルールフランジ５と、板バネ構造７から構成される。図１の例では、フランジ５は、フェルール３と別体であるが、両者が一体であってもよい。換言すると、本発明のフェルール３は、マルチコアファイバ２を保持するフェルール本体と、このフェルール本体の一端部分１２に形成されたフェルールフランジ５とを備えている。
【００１８】
マルチコアファイバ２は、一つのファイバ内に二つ以上のコアを有する光ファイバである。マルチコアファイバ２は、必ずしも一般的な中心にコアを有する三角格子状にコアが配置されたものでなくても良い。例えば、正方格子状にコアが配置されたものでもよい。フェルール３の本体は、マルチコアファイバ２の一部をその内部に収容するための収容体である。通常、フェルールはマルチコアファイバ２の一端部分１２に設けられており、他の光ファイバと光学的に接続するために用いられる。
【００１９】
フェルール３の本体は一つの部材から構成されたものでも、二つ以上の部分から構成されたものあってもよい。図１に示す例では、略円柱形状のフェルール本体の一端部分１２に、コイルバネ６で押しつけられるようにしてフェルールフランジ５が設けられている。フェルールフランジ５は、外側にコイルバネ６が設置される径小部と、外側に加圧部が設置される径大部とからなっている。すなわち、フェルールフランジ５の径大部の外周面に複数の平坦面を設け、その平坦面を加圧部（例えば板バネ構造７）により均等に加圧する構造となっている。これにより、加圧部はマルチコアファイバの軸方位のずれを抑制する手段として機能する。
【００２０】
本発明のマルチコアファイバ用接続器におけるフェルールは、図２に示したように、縦断面が矩形のフェルールフランジ５の外周の４つの側面に平坦面８を有する。この平坦面はおよそ平坦であればよい。
【００２１】
本実施例では、フェルール３の本体の一端部分１２をフェルールフランジ５の径大部内に挿入し、接着剤などで固定する。フェルールフランジ５は、９０度回転対称な位置に四つの平坦面８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）を有する。そして、プラグフレーム４内には、軸方向に伸びその先端部分が上記各平坦面８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄを均等な力Ｐで加圧するための板状部すなわち加圧部９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）がある。図２の加圧部に記載している矢印は力Ｐの加圧方向を示している。
【００２２】
図３に、加圧部の一例として、板バネ構造型の加圧部９の構造図（正面図＝（ａ））と、側面図＝（ｂ））を示す。板バネ構造７は、フェルール３の本体とフェルールフランジ５の径大部との間に挟持される金属性の円筒状の基部と、この基部の一端から分岐して半径方向外側に延びフランジ部の外周に４箇所形成される加圧部（板バネ）９、及び圧入保持用突起部１０とが一体化された構造となっている。加圧部９は、プラグフレーム４の内周面で押されて、その先端部分がフェルールフランジ５の平坦面８に押し付けられるように構成されている。
【００２３】
この板バネ構造７を用いることにより、既存のプラグフレーム４内に容易に、加圧部９ａ、ｂ、ｃ、ｄを作製することが可能となる。
【００２４】
圧入保持用突起部１０は、フェルールフランジ５の角部の内周の溝に係合して、板バネ構造７がプラグフレーム４に対して位置ずれしないようにするために設けられている。
【００２５】
フェルールフランジ５の径大部の縦断面を他の多角形（５角形や６角形）とし、各辺に平坦面を形成しても良い。あるいは、径大部を円形の縦断面とし、その外周部に複数の平坦面を形成しても良い。
【００２６】
このように、マルチコアファイバを収容するフェルールの外周面を複数方向から均等に加圧することで、マルチコアファイバの方位軸ずれ（中心軸の回転ずれ）を抑制できる。すなわち、フェルールの外周に複数の平坦面を設け、加圧部を用いてこの平坦面を均等に加圧することで、マルチコアファイバの方位軸ずれを防止できる。さらに、加圧部として、一体型の板バネを用いることで、従来のシングルコアファイバ用接続器に、追加工するのみで加圧バネを実装でき、安価なマルチコアファイバ用光ファイバ接続器を提供することができる。
【００２７】
図４は、本発明のマルチコアファイバ接続器を用いて、二つのマルチコアファイバを接続するための概念図である。
【００２８】
本発明のマルチコアファイバ接続器１の好ましいものは、フェルール３の他端部分１１が、割スリーブ１３に挿入される。そして、割スリーブ１３の反対側から別のマルチコアファイバ接続器１の他端部分１１が挿入されることで、二つのマルチコアファイバ１、１を接続することができる。割スリーブ１３は、二つのマルチコアファイバ接続器のフェルール３、３を密着させるように収容することで、二つのマルチコアファイバに含まれる各コアを光学的に接続させ、その接続状態を維持するための光学部品である。
【００２９】
割スリーブ１３の内部は、例えば、フェルール３の他端部分１１の外周に対応した形状を有する。このため、割スリーブ１３は二つのフェルール３を安定に保持することができる。割スリーブ１３の二つの端部のそれぞれにマルチコアファイバ接続器が挿入され、それぞれのマルチコアファイバ接続器に収容されているマルチコアファイバ同士が密着する。このようにして、マルチコアファイバに含まれる各コアが光学的に接続される。
【００３０】
本実施例によれば、安価なマルチコアファイバ用光ファイバ接続器を提供することができる。
【実施例２】
【００３１】
本発明の実施例２に係るマルチコアファイバ用接続器は、マルチコアファイバを保持するフェルールと、前記フェルールを収容するプラグフレームから構成される光ファイバ接続器であって、前記マルチコアファイバは、コア部とクラッド部とを有し、一対の前記マルチコアファイバ接続器に収容されているマルチコアファイバの各コア部が、前記フェルールの他端部において、マイクロレンズアレイにより光学的に接続されている。
【００３２】
図４で示した１つの接続方法は、フェルールの端部を突き合わせる、いわゆるフィジカルコンタクトと言われる方法である。この方法では、接続損失を低減するために、フェルール端部（即ちマルチコアファイバ端面）の高精度な研磨が必要不可である。この研磨精度は、コア数が増大するにつれて（特にコア数は８以上の場合）、劣化すると言われている（非特許文献２）。
【００３３】
そこで、本実施例では、他の接続方法として、二つのフェルール３、３間にマイクロレンズアレイ１５を挿入する。この実施例２のマルチコアファイバ用接続器について、図５を用いて説明する。図５に、実施例２の概念図を示す。２００はマルチコアファイバのコア部、３００はマルチコアファイバのクラッド部である。なお、左右の一対のフェルール３は、別な部材（図示略）により、相対的な位置関係が固定される。マイクロレンズアレイにより一対の接続することで、フィジカルコンタクトの場合と比較して、同等な接続損失を得るために要求される研磨精度が緩和される。マイクロレンズアレイ１５の例として、ナノインプリント技術を用いた屈折率整合レンズ型マイクロレンズアレイがある。
【００３４】
本実施例によれば、より安価なマルチコアファイバ用光ファイバ接続器を提供することができる。
【実施例３】
【００３５】
本発明の実施例３に係る光伝送装置について、図６を用いて説明する。この光伝送装置は、光ファイバの配線収容のためのパッチパネル１６及びインターフェースパネル１９の面上に、実施例１若しくは２のマルチコアファイバ接続器１を挿入するための光ファイバアダプタ１７、２０を有する。即ち、マルチコアファイバの束線１８と光ファイバアダプタ１７との間、マルチコアファイバの束線１８と光モジュール搭載光ファイバアダプタ２０との間に、実施例１若しくは２のマルチコアファイバ接続器１使用されている。なお、伝送装置筐体２１の内部には、光モジュールが搭載されている。
【００３６】
通常、外部の光通信網から引き回されてきた光ファイバの長さを調整し、余長部分の吸収を行い光ファイバの配線整理をするため、パッチパネル部分が存在する。シングルコアファイバを用いた場合、近年の伝送容量の増大に伴い、光ファイバの本数ならびにパッチパネル面上の光ファイバアダプタ１７、２０の個数が増加し、パッチパネル等の面積の増大が問題になっている。
【００３７】
そこで、図６に示す通り、マルチコアファイバの束線１８、マルチコアファイバ接続器１とマルチコアファイバ接続器用光ファイバアダプタ１７、２０を用いることで、パッチパネル１６やインターフェースパネル２０の面積の増大の問題を解決することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  マルチコアファイバ用接続器
２  マルチコアファイバ
３  フェルール
４  プラグフレーム
５  フェルールフランジ
６  コイルバネ
７  板バネ構造
８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）  平坦面
９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）  加圧部
１０  圧入保持用突起部
１１  フェルールの他端部分
１２  フェルールの一端部分
１３  割スリーブ
１５  マイクロレンズアレイ
１６  パッチパネル
１７  光ファイバアダプタ
１８  マルチコアファイバの束線
１９  インターフェースパネル
２０  光モジュール搭載光ファイバアダプタ
２１  伝送装置筐体
２００  コア部
３００  クラッド部。
【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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