(57)【要約】  【課題】  光レセプタクルにおける接続損失を低減する。  【解決手段】  光レセプタクル１０は、貫通孔を有するフェルール１と、先端部側にフェルール１の後端部が挿入固定されて空洞部２０を構成するとともに、後端部側から空洞部２０にプラグフェルール４が挿入される筒状のスリーブ２と、スリーブ２を、スリーブ２の外周面との間に空洞部よりも容積の大きい中空部２２を有して囲むように保持するケース３とを備えており、スリーブ２が内周面および外周面に開口して空洞部２０と中空部２２とを通じさせるスリット２１を有しているとともに、中空部２２に露出しているスリーブ２の外周面およびケース３の内周面の少なくとも一方に金属粉７を付着させている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を有するフェルールと、
先端部側に前記フェルールの後端部が挿入固定されて空洞部を構成するとともに、後端部側から前記空洞部にプラグフェルールが挿入される筒状のスリーブと、
該スリーブを、該スリーブの外周面との間に前記空洞部よりも容積の大きい中空部を有して囲むように保持するケースとを備えており、
前記スリーブが内周面および外周面に開口して前記空洞部と前記中空部とを通じさせるスリットを有しているとともに、
前記中空部に露出している前記スリーブの外周面および前記ケースの内周面の少なくとも一方に金属粉を付着させていることを特徴とする光レセプタクル。
【請求項２】
前記スリーブの外周面および前記ケースの内周面のうち前記金属粉を付着させている部分が、前記空洞部よりも前記スリーブの先端部側に位置している、請求項１に記載の光レセプタクル。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光レセプタクルと、該光レセプタクルの先端部側に設けられた光素子とを備えた光モジュール。
【請求項４】
請求項１または２に記載の光レセプタクルと、該光レセプタクルの前記フェルールの先端部から引き出された光ファイバと、該光ファイバの先端部が挿入固定された光素子側フェルールと、該光素子側フェルールの先端部側に設けられた光素子とを備えた光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光レセプタクルおよびこれを用いた光モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ同士を光学的に接続するための部品として光レセプタクルが知られている。光レセプタクルとしては、例えば、特許文献１に記載の光レセプタクルが挙げられる。
【０００３】
特許文献１に記載の光レセプタクルは、中空筒状でプラグフェルール挿入用内孔を有する割スリーブと、割スリーブの一端に挿入された内蔵フェルールと、割スリーブを保持するハウジングとを備えている。特許文献１に記載の光レセプタクルでは、割スリーブの他端にプラグフェルールを挿入したときに、割スリーブによって内蔵フェルールとプラグフェルールとが保持されることから、プラグフェルールと内蔵フェルールとの間で光学的な接続が行なわれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−４１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の光レセプタクルでは、プラグフェルールの抜き差しを行なう際に、プラグフェルールまたは内蔵フェルールの表面に水滴が付着することがあった。この水滴によって、プラグフェルールと内蔵フェルールとの間における接続損失が増大してしまう可能性があった。水滴が付着する場合の一例としては、例えば、割スリーブに挿入固定されているプラグフェルールを抜き出す場合が挙げられる。具体的には、プラグフェルールを割スリーブから抜き出す場合に割スリーブの内部の圧力が急激に低下する。このとき、いわゆる断熱変化に準ずる変化が起こることによって、割スリーブの内部の圧力の低下に伴い、割スリーブの内部の温度が低下する。この温度の低下に伴って割スリーブの内部の飽和蒸気圧が低下する。その結果、飽和した水蒸気が水滴となって割スリーブの内部に発生することによって水滴が付着してしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態に係る光レセプタクルは、貫通孔を有するフェルールと、先端部側にフェルールの後端部が挿入固定されて空洞部を構成するとともに、後端部側から空洞部にプラグフェルールが挿入される筒状のスリーブと、このスリーブの外周面との間に空洞部よりも容積の大きい中空部を有して囲むようにスリーブを保持するケースとを備えている。さらに、光レセプタクルは、スリーブが内周面および外周面に開口して空洞部と中空部とを通じさせるスリットを有しているとともに、中空部に露出しているスリーブの外周面およびケースの内周面の少なくとも一方に金属粉を付着させている。
【０００７】
本発明の一実施形態に係る光モジュールは、光レセプタクルと、この光レセプタクルの先端部側に設けられた光素子とを備えている。
【発明の効果】
【０００８】
上記の実施形態に係る光レセプタクルは、中空部に露出しているスリーブの外周面およびケースの内周面の少なくとも一方に金属粉を付着させていることから、中空部および空洞部の飽和蒸気圧が低下した際に、金属粉を核として水滴が生じやすくなる。このように
、空洞部と通じている中空部に位置する金属粉に対応して水滴が生じやすくなるので、空洞部において水滴が生じる可能性を低減することができる。その結果、プラグフェルールまたはフェルールの表面に水滴が付着する可能性を低減できることから、プラグフェルールとフェルールとの間における接続損失の増大を抑制することができる。
【０００９】
上記の実施形態に係る光モジュールによれば、プラグフェルールとフェルールとの間における接続損失の増大が抑制された光レセプタクルを備えていることから、光素子から出射された光または光素子へ入射する光を良好に伝達することができる光モジュールとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態の光レセプタクルおよびこれを用いた光モジュールを示す断面図である。
【図２】図１に示す光レセプタクルおよびこれを用いた光モジュールをＡ−Ａ’線で切って後端部側から見た断面図である。
【図３】図１に示す光レセプタクルおよびこれを用いた光モジュールにプラグフェルールを挿入固定したときの断面図である。
【図４】一変形例に係る光レセプタクルおよびこれを用いた光モジュールを示す断面図である。
【図５】一変形例に係る光レセプタクルにおけるスリーブを示す斜視図である。
【図６】一変形例に係る光レセプタクルおよびこれを用いた光モジュールにおける中空部の近傍を拡大した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態に係る光レセプタクル１０および光モジュール１００について図面を参照して説明する。
【００１２】
＜光モジュールの構成＞
図１〜３に示すように、本発明の一実施形態の光モジュール１００は、光レセプタクル１０と、光レセプタクル１０の先端部分に設けられた光素子５とを備えている。光モジュール１００は、電気信号を光信号へ変換する機能または光信号を電気信号に変換する機能を有している。光モジュール１００は、例えば、通信回路等において用いることができる。
【００１３】
＜光レセプタクルの構成＞
本発明の一実施形態の光レセプタクル１０は、フェルール１と、フェルール１の後端部が挿入固定される筒状のスリーブ２と、このスリーブ２の外周面との間に中空部２２を有して囲むようにスリーブ２を保持するケース３と、中空部２２に露出しているスリーブ２の外周面およびケース３の内周面に付着された金属粉７とによって構成される。
【００１４】
フェルール１は、先端部から後端部に貫通する貫通孔を有する円柱状の部材である。フェルール１の貫通孔にはフェルール１の全長にわたって光ファイバ９が挿入されている。フェルール１は光ファイバ９を保持するために設けられている。
【００１５】
フェルール１は、先端部の端面がフェルール１における光の伝送方向に垂直な方向に対して傾斜する傾斜面に形成されている。これにより、光レセプタクル１０の先端部側からフェルールにおける光の伝送方向に光を入射した際に、この光が入射してきた方向に反射する可能性を低減することができる。したがって、例えば、光レセプタクル１０の先端部側に配置された光素子５から光レセプタクル１０に光が入射した際に、光素子５に向かってこの光が反射することで、光素子５に悪影響を及ぼしてしまう可能性を低減できる。な
お、傾斜面の傾斜する角度としては、フェルール１の軸方向に垂直な方向に対して４〜１０度程度に設定することができる。さらに、光の反射を低減させることを目的として、傾斜面と光素子との間に光アイソレータを設置してもよい。
【００１６】
フェルール１は、先端部および後端部に面取りが施されている。これにより、フェルール１をスリーブ２に挿入した際に、フェルール１が損傷してしまう可能性を低減することができる。
【００１７】
フェルール１は、例えばアルミナセラミックスまたはジルコニアセラミックスのようなセラミック材料を用いることができる。特に、ジルコニアセラミックスで形成することが好ましい。具体的には、正方晶の結晶を主体とする部分安定化ジルコニアセラミックスを用いることが好ましい。このような部分安定化ジルコニアセラミックスを用いることで、フェルール１の耐摩耗性、耐湿性、耐温性および耐薬品性を向上させることができる。
【００１８】
スリーブ２は、スリット２１を有する円筒状の部材である。スリーブ２の先端部側にはフェルール１の後端部が挿入固定されている。スリーブ２は、フェルール１が挿入固定されることにより後端部側に空洞部２０が構成されている。空洞部２０には、後端部側からプラグフェルール４が挿入される。スリーブ２は、先端部から後端部にかけて形成され、スリーブ２の内周面および外周面に開口するスリット２１を有している。スリーブ２は、このようなスリット２１を有していることから、プラグフェルール４を挿入固定する際に内径を拡げることができる。これにより、プラグフェルール４の挿入を容易に行なうことができる。
【００１９】
ここでいう空洞部２０とは、図１に示すようにスリーブ２の内周面に囲まれた領域のうち、フェルール１が挿入されていない領域を意味している。そして、スリット２１が設けられた領域においては、スリーブ２の内周面を周方向に延長してなる仮想面を内周面とみなして考える。
【００２０】
スリーブ２は、フェルール１と同様に、例えばアルミナセラミックスまたはジルコニアセラミックスのようなセラミック材料を用いることができる。特に、上述の部分安定化ジルコニアセラミックスを用いることで、スリーブ２の耐摩耗性、耐湿性、耐温性および耐薬品性を向上させることができる。また、ヤング率が比較的小さいことから、フェルール１またはプラグフェルール４が挿入された際に、適度に弾性変形することによってこれらを保持することができる。
【００２１】
図３に示すように、プラグフェルール４は、先端部から後端部に貫通する貫通孔を有する円柱状の部材である。プラグフェルール４の貫通孔にはプラグフェルール４の全長にわたって光ファイバ９が挿入されている。フェルール１の後端面とプラグフェルール４の先端面とが付き合わされることによって、フェルール１とプラグフェルール４との光ファイバ９同士が接続される。
【００２２】
プラグフェルール４は、フェルール１およびスリーブ２と同様に、例えばアルミナセラミックスまたはジルコニアセラミックスのようなセラミック材料を用いることができる。特に、上述の部分安定化ジルコニアセラミックスを用いることで、プラグフェルール４の耐摩耗性、耐湿性、耐温性および耐薬品性を向上させることができる。
【００２３】
ケース３は、フェルール１を保持するホルダ３１と、ホルダ３１を保持するとともにスリーブ２を囲んでいるスリーブケース３２とによって構成されている。ケース３はフェルール１を介してスリーブ２を保持している。
【００２４】
ホルダ３１は、円筒状の部材である。ホルダ３１は、フェルール１およびスリーブ２を保持するために用いられる。ホルダ３１の後端部側には、フェルール１の先端部が挿入固定されている。ホルダ３１は、スリーブ２の先端部と接するように設けられている。これにより、プラグフェルール４を挿入する際のスリーブ２の軸方向の位置ずれを低減することができる。ホルダ３１は、例えば、ステンレス等の金属材料を用いることができる。ホルダ３１は、スリーブケース３２に挿入したときにスリーブケース３２を傷付けないために、後端部に面取りが施されている。
【００２５】
スリーブケース３２は、スリーブ２を外部から保護するために設けられている。スリーブケース３２は、スリーブ２と離間して設けられている。これにより、スリーブ２にプラグフェルール４が挿入されたときにスリーブ２の外径を拡げやすくすることができる。スリーブケース３２は、ホルダ３１が挿入固定される円筒状の第１領域３２１と、この第１領域３２１よりも後端部側に設けられており、第１領域３２１よりも内径が小さい略円筒状の第２領域３２２とを有している。
【００２６】
第１領域３２１は、先端部側にホルダ３１の後端部が挿入固定されており、後端部側では間に隙間が存在するようにしてスリーブ２を囲んでいる。第２領域３２２は、第１領域３２１よりも内径が小さい円筒状の円筒部３２２１と、円筒部３２２１の先端部を外周方向に延設した延設部３２２２とを有している。第２領域３２２は、円筒部３２２１が間に隙間が存在するようにしてスリーブ２を囲んでいる。第１領域３２１と第２領域３２２とは、それぞれ第１領域３２１の後端部と第２領域３２２の延設部３２２２とで繋がっている。なお、第１領域３２１は第２領域３２２よりも厚みが薄く形成されている。このように、第１領域３２１は、弾性変形しやすくなっていることから、ホルダ３１を挿入しやすくなっている。また、第２領域３２２の延設部３２２２の外径は、第１領域３２１の外径よりも大きく形成されている。これにより、第１領域３２１と第２領域３２２との境界部分の強度を向上させることができる。その結果、スリーブケース３２にホルダ３１を挿入固定した際の保持力を強化することができる。
【００２７】
光レセプタクル１０は、ケース３の内周面とスリーブ２の外周面との間に中空部２２を有している。ここでいうスリーブ２の外周面とは、スリット２１が設けられた領域においては、スリーブ２の外周面を周方向に延長してなる仮想面を外周面とみなして考えているものである。中空部２２はスリーブ２のスリット２１を介して空洞部２０と通じており、中空部２２の容積は空洞部２０の容積よりも大きく形成されている。
【００２８】
中空部２２に露出しているスリーブ２の外周面およびケース３の内周面の少なくとも一方には、金属粉７が付着されている。これにより、中空部２２および空洞部２０の飽和蒸気圧が低下した際に、金属粉７を核として水滴を生じさせることができる。これにより、空洞部２０ではなく中空部２２において水滴を生じさせることができるので、空洞部２０において水滴が生じる可能性を低減することができる。その結果、プラグフェルール４またはフェルール１の表面に水滴が付着する可能性を低減することができることから、プラグフェルール４とフェルール１との間における接続損失を低減することができる。
【００２９】
また、中空部２２の容積が空洞部２０の容積よりも大きいことによって、プラグフェルール４を抜き差しした際に、空洞部２０に空気の流れが生じたとしても、中空部２２に生じる空気の流れを小さく抑えることができる。これにより、金属粉７がスリーブ２の外周面およびケース３の内周面から離れてしまう可能性を低減することができる。
【００３０】
図１に示すように、スリーブ２の外周面およびケース３の内周面のうち金属粉７を付着させている部分が、空洞部２０よりもスリーブ２の先端部側に位置していることが好ましい。このように、空洞部２０から離れた領域に金属粉７を付着させることによって、金属
粉７がスリーブ２の外周面およびケース３の内周面から離れてしまったとしてもプラグフェルール４に付着してしまう可能性を低減することができる。
【００３１】
さらに、図１に示すように、スリーブ２の外周面およびケース３の内周面のうち、中空部２２における第２領域３２２に囲まれた部分よりも第１領域３２１に囲まれた部分に露出している部分に金属粉７を付着させることが好ましい。このように、内径が大きい第１領域３２１の方が、内径が小さい第２領域３２２よりも空気の流れが緩やかであることから、空洞部２０にプラグフェルール４を抜き差しした際に空気の流れが生じることによって、金属粉７がスリーブ２の外周面およびケース３の内周面から離れてしまう可能性を低減することができる。
【００３２】
金属粉７としては、例えばステンレスまたはりん青銅の金属材料を用いることができる。特にステンレスが好ましい。ステンレスを用いることで金属粉７の耐湿性を向上させることができる。金属粉７の粒径としては例えば３〜１００μｍ程度に設定することができる。なお、金属粉７の形状としては、特に球形状に限られるものではなく、光レセプタクルと比較して十分に小さい金属であれば、これを金属粉７とみなすことができる。
【００３３】
金属粉７の付着方法としては、例えば以下の方法を用いることができる。まず、金属粉７を用意する。金属粉７としては一般に市販されている金属粉７を用いることができる。また、金属粉７の粒径が、所望の粒径よりも大きい場合には、各種ミリング法によって粉砕することによって粒径を小さくしてもよい。次に、金属粉７を揮発性の有機溶媒中に分散させる。揮発性の有機溶媒としては例えばメタノールまたはエタノール等を用いることができる。そして、金属粉７をこの有機溶媒ごと塗布し、これを乾燥させることによって金属粉７の付着を行なうことができる。なお、金属粉７の付着をより確実に行なうために、金属粉７および有機溶媒を塗布する面にあらかじめ接着剤を塗布しておいてもよい。
【００３４】
また、金属粉７のその他の付着方法としては、以下の方法を用いることができる。まず、円柱状の金属材料を用意する。これに切削加工を施すことでスリーブケース３２を作製する。ここで、スリーブケース３２の表面には削りかすとして多量の金属粉７が残っている。次に、スリーブケース３２の表面を洗浄する。このとき、洗浄の時間を短く設定することによって、スリーブケース３２の表面に金属粉７の一部を残留させることができる。残留した金属粉７は、先の洗浄の工程においても洗い落ちなかった金属粉７であることから、スリーブケース３２に一定以上の強さで付着していると考えられる。なお、このように付着している金属粉７は、スリーブケースとの間に静電気が働いているものと想定される。このため、中空部２２に空気の流れが生じたとしても、金属粉７が剥離してしまう可能性は低いと考えられる。
【００３５】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。例えば、本実施形態においては、フェルール１、スリーブ２およびプラグフェルール４はセラミック材料によって構成されているが、金属材料またはプラスチック材料であってもよい。金属材料としては、ステンレスまたはりん青銅等を用いることができる。プラスチック材料としては、エポキシまたは液晶ポリマー等を用いることができる。また、本実施形態においては、スリーブ２の形状は円筒状であるが、楕円筒状であってもよい。この場合は、スリーブ２の内周面および外周面は、スリット２１が設けられた領域においては、スリーブ２の内周面および外周面を楕円形状の一部になるように延長してなる仮想面をそれぞれ内周面および外周面とみなして考えているものである。
【００３６】
ここで、光レセプタクル１０の寸法の一例を示すと、フェルール１の外径は１．２５ｍｍ、スリーブ２の内径は１．２５ｍｍ、スリーブ２の外径は１．６０ｍｍ、ホルダ３１の
外径は２．１ｍｍ、スリーブケース３２の第１領域３２１の内径は２．１ｍｍ、スリーブケース３２の第２領域３２２の内径は１．９ｍｍとして作製することができる。
【００３７】
＜光素子の構成＞
光素子５は、光素子用ケース６によって光レセプタクル１０の先端部に設けられている。光素子用ケース６は、ホルダ３１に取り付けられている。
【００３８】
光素子５としては、発光素子または受光素子を用いることができる。発光素子としては、例えば半導体レーザーダイオードを用いることができる。受光素子としては、例えばフォトダイオードを用いることができる。光素子用ケース６としては、例えばレンズ部材６１を備えた筒状の部材を用いることができる。光素子用ケース６としては、例えばステンレス等の金属材料を用いることができる。
【００３９】
＜変形例１＞
光モジュール１００の変形例１について説明する。なお、本例の各構成において、上述の光モジュール１００と同様の構成および機能を有する部材については、同じ参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４０】
上述した実施形態に係る光モジュール１００は、光レセプタクル１０の先端部分に光素子５を設けた構成としたが、これに限られない。例えば、図４に示すように、光レセプタクル１０のフェルール１の先端部から引き出された光ファイバ９と、この光ファイバ９の先端部が挿入固定された光素子側フェルール１１とをさらに備え、この光素子側フェルール１１の先端部に光素子５を設けた構成であってもよい。
【００４１】
本変形例１では、フェルール１と光素子側フェルール１１との間に光ファイバ９が設けられている。これにより、光レセプタクル１０と光素子５とを異なる場所に配置することができる。したがって、光レセプタクル１０の設計の自由度を大きくすることができる。そのため、光レセプタクル１０のケース３を大きくすることが可能になるため、中空部２２をより大きく形成することができる。その結果、プラグフェルール４を抜き差しした際に空洞部２０に空気の流れが生じたとしても、中空部２２に生じる空気の流れをより小さく抑えることができる。これにより、金属粉７がスリーブ２の外周面およびケース３の内周面から離れてしまう可能性をより低減することができる。
【００４２】
＜変形例２＞
光モジュール１００の変形例２について説明する。なお、本例の各構成において、上述の光モジュール１００と同様の構成および機能を有する部材については、同じ参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４３】
上述した実施形態に係る光モジュール１００は、光レセプタクル１０のスリーブ２のスリット２１がスリーブ２の先端部から後端部にかけて形成された構成としたが、これに限られない。例えば図５に示すように、スリット２１が孔形状であってもよい。このように、スリーブ２を孔形状にすることによって、スリット２１がスリーブ２の先端部から後端部にかけて形成されている場合と異なり、スリット２１を複数設けたとしてもスリーブ２の形状を筒状のままにしておくことができる。これにより、スリット２１を複数設けることが可能になるため、空洞部２０と中空部２２との空気の流れをよりスムーズにすることができる。
【００４４】
＜変形例３＞
光モジュール１００の変形例３について説明する。なお、本例の各構成において、上述の光モジュール１００と同様の構成および機能を有する部材については、同じ参照符号を
付し、その詳細な説明を省略する。
【００４５】
図６に示すように、本変形例３ではスリーブケース３２の内周面に複数の突出部８が形成されている。突出部８は、スリーブケース３２の内周面から中空部２２に向かって突出している。このように、複数の突出部８が形成されていることにより、突出部８の間に金属粉７を保持することができる。これにより、金属粉７の付着をより強固に行なうことができる。突出部８の大きさとしては、例えば突出する長さを１００〜５００μｍ程度に設定することができる。
【００４６】
突出部８の形成には以下の方法を用いることができる。まず、金属材料を用いてスリーブケース３２を作製する。次に、スリーブケース３２の内周面にポンチ等の工具を擦り付ける。このように金属材料の表面を荒くすることによって突出部８を形成することができる。なお、金属粉７の付着を行なってから突出部８の形成を行なってもよいし、また、突出部８の形成を行なってから金属粉７の付着を行なってもよい。
【００４７】
また、突出部８のその他の形成方法としては、以下の方法を用いることができる。通常、ホルダ３１は、スリーブケース３２を挿入する際にホルダ３１の端部とスリーブケース３２の内周面とが接触することによってスリーブケース３２を傷付けることがないように、面取りが施されている。この面取りの大きさを小さく設定することにより、ホルダ３１の端部とスリーブケース３２とを意図的に接触させてもよい。これにより、ホルダ３１をスリーブケース３２に挿入する際にスリーブケース３２の内周面が削られることによって突出部８を形成することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１：フェルール
１１：光素子側フェルール
２：スリーブ
２０：空洞部
２１：スリット
２２：中空部
３：ケース
３１：ホルダ
３２：スリーブケース
３２１：第１領域
３２２：第２領域
３２２１：円筒部
３２２２：延設部
４：プラグフェルール
５：光素子
６：光素子用ケース
６１：レンズ部材
７：金属粉
８：突出部
９：光ファイバ
１０：光レセプタクル
１００：光モジュール
【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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