(57)【要約】      （修正有）【課題】ウイグル特性を大幅に改善し、しかもスリーブ破壊が生じない光レセプタクルおよび光モジュールを提供すること。【解決手段】光ファイバ２ｂと、該光ファイバ２ｂが内孔内に配されたフェルール２ａと、一端から他端まで延びるスリットを有し、一端側の貫通孔内に前記フェルール２ａの一端部が挿入されたスリーブ１と、を備え、前記スリーブ１は、一端部から他端部に向かって段階的に前記スリーブの厚みが小さくなるように形成されており、かつ前記厚みが３段階以上の大きさで異なっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバと、
該光ファイバが内孔内に配されたフェルールと、
一端から他端まで延びるスリットを有し、一端側の貫通孔内に前記フェルールの一端部が挿入されたスリーブと、を備え、
前記スリーブは、一端部から他端部に向かって段階的に前記スリーブの厚みが小さくなるように形成されており、かつ前記厚みが３段階以上の大きさで異なっていることを特徴とする光レセプタクル。
【請求項２】
前記スリーブは、一端から他端に向かって、最も厚みが大きい第１肉厚部、該第１肉厚部よりも厚みが小さい第２肉厚部、および該第２肉厚部よりも厚みが小さい第３肉厚部とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光レセプタクル。
【請求項３】
前記フェルールの他端部は、前記第２肉厚部の領域における前記貫通孔内に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の光レセプタクル。
【請求項４】
前記フェルールの一端部および前記第１肉厚部が嵌挿された筒状のホルダをさらに備えたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の光レセプタクル。
【請求項５】
前記スリーブは、厚み変化の各段階の間に、前記スリーブの一端部から他端部に向かって厚みが小さくなる連結部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光レセプタクル。
【請求項６】
光ファイバと、
該光ファイバが内孔内に配されたフェルールと、
一端から他端まで延びるスリットを有し、一端側の貫通孔内に前記フェルールの一端部が挿入されたスリーブと、を備え、
前記スリーブは、一端部から他端部に向かって、漸次、前記スリーブの厚みが小さくなることを特徴とする光レセプタクル。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の光レセプタクルと、
前記光ファイバに向けて光を出射する、又は、前記光ファイバを介して光を受けるための光素子と、
前記光レセプタクルに接続され、かつ前記光素子を収容する筐体と、
を備える光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光レセプタクルと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】
光信号を電気信号に変換するための光モジュールは、半導体レーザ（ＬＤ）やフォトダイオード（ＰＤ）等の光素子を筐体内に収納し、光ファイバを通じて光信号を導入又は導出するような構造となっている。
【０００３】
近年、高密度実装の要求から光モジュールの小型化が求められており、光モジュールの一部を成す光レセプタクルの全長も短くすることが求められている。また、光レセプタクルに接続されるコネクタもＳＣコネクタ等からＬＣコネクタ等のより小さなコネクタが使用されてきている。
【０００４】
そこで、図６に示すような光レセプタクルが提案されている。光レセプタクル３０は、フェルール２２ａの貫通孔に光ファイバ２２ｂが挿入固定されたファイバスタブ２２と、ファイバスタブ２２の先端部に接続されるプラグ２１を把持するためのスリーブ２３と、該スリーブ２３の一方の開放端部外周に圧入され、スリーブ２３の自由な変形を拘束する固定部材２４と、からなる光レセプタクル３１が提案された（特許文献１参照）。
【０００５】
このような光レセプタクル３１では、固定部材２３でフェルール２２ａを強固に固定することができるため、フェルール２２ａを短尺なものとすることができた。
【特許文献１】特開平９−１５９３２０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、光レセプタクル３１では、スリーブ２３が固定部材２４に強固に固定されているため、プラグ２１を挿入した際にスリーブ２３が拡径すると、スリーブ２３が固定部材２４で固定されている部位と固定されていない部位との境界部Ａに急激に力が作用し、境界部Ａでスリーブ２３が破損する可能性があった。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、ウイグル特性が良く、かつスリーブの破損が生じにくい光レセプタクルおよび光モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光レセプタクルの第１の側面においては、光ファイバと、該光ファイバが内孔内に配されたフェルールと、一端から他端まで延びるスリットを有し、一端側の貫通孔内に前記フェルールの一端部が挿入されたスリーブと、を備え、前記スリーブは、一端部から他端部に向かって段階的に前記スリーブの厚みが小さくなるように形成されており、かつ前記厚みが３段階以上の大きさで異なっていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明において、前記スリーブは、一端から他端に向かって、最も厚みが大きい第１肉厚部、該第１肉厚部よりも厚みが小さい第２肉厚部、および該第２肉厚部よりも厚みが小さい第３肉厚部とから構成されていることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明において、前記フェルールの他端部は、前記第２肉厚部の領域における前記貫通孔内に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明では、前記フェルールの一端部および前記第１肉厚部が嵌挿された嵌合孔を有する筒状のホルダをさらに備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明において、前記スリーブは、厚み変化の各段階の間に、前記スリーブの一端部から他端部に向かって厚みが小さくなる連結部を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の光レセプタクルの第２の側面においては、光ファイバと、該光ファイバが内孔内に配されたフェルールと、一端から他端まで延びるスリットを有し、一端側の貫通孔内に前記フェルールの一端部が挿入されたスリーブと、を備え、前記スリーブは、一端部から他端部に向かって、漸次、前記スリーブの厚みが小さくなることを特徴とする。
【００１４】
本発明の光モジュールは、前記光レセプタクルと、前記光ファイバに向けて光を出射する、又は、前記光ファイバを介して光を受けるための光素子と、前記光レセプタクルに接続され、かつ前記光素子を収容する筐体とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の第１の側面に係る光レセプタクルでは、スリーブの厚みが、フェルールの挿入された一端部からプラグが挿入される他端部に向かって、３段階以上、段階的に小さくなっているため、スリーブの他端側からプラグが挿入されてスリーブが拡径しても、スリーブの厚みが異なる部分の境界部が複数あるため、該境界部に作用する力を分散することができる。その結果、本発明の第１の側面に係る光レセプタクルでは、該境界部におけるスリーブの破損を低減することができるとともに、フェルールが挿入されたスリーブの一端部側の厚みを大きくしているため、ウイグル特性を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明の第２の側面に係る光レセプタクルでは、スリーブの厚みが、フェルールが挿入されている一端部からプラグが挿入される他端部に向かって、漸次、小さくなっているため、スリーブの他端側からプラグが挿入されても、スリーブが徐々に拡径するので、スリーブに作用する力を効率良く分散することができる。その結果、本発明の第２の側面に係る光レセプタクルでは、スリーブの破損を低減することができるとともに、フェルールが挿入されたスリーブの一端部側の厚みを大きくしているため、ウイグル特性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
【００１８】
図１は本発明の第１の実施形態に係る光レセプタクルを示す断面図である。第１の実施形態に係る光レセプタクルＸ１は、フェルール２ａの内孔内に光ファイバ２ｂが固定されてなるファイバスタブ２と、一端１ａから他端１ｂまで延びるスリット１ｇを有し、一端側の貫通孔内にフェルール２ａの一端部が挿入されたスリーブ１と、ファイバスタブ２およびスリーブ１の一端部を嵌合孔３ａ内に嵌挿固定するとともに、スリーブ１を内包する筒状のホルダと、を備えている。
【００１９】
スリーブ１は、たとえば円筒形状を成し、一端１ａから他端１ｂまで延びるスリット１ｇを有する、いわゆる割スリーブである。スリーブ１は、一端側の貫通孔に挿入されたファイバスタブ２と他端側の貫通孔の開口部から挿入されるプラグ１０との調芯を担うものであり、ファイバスタブ２の光ファイバ２ｂとプラグ１０が有する光ファイバとを精度よく光結合されるための部材である。このスリーブ１の内径は、挿入されるプラグ１０の外径に対して数ミクロン小さい径に形成されており、プラグ１０が挿入されると、スリーブ１内に挿入されるプラグ１０に対して拡径されたあとの復元力による把持力が作用することによって、プラグ１０を保持することができる。
【００２０】
スリーブ１の材質は、たとえば、燐青銅、ベリリウム銅、黄銅、ステンレス等の金属やエポキシ、液晶ポリマー等のプラスチック、セラミックス等を使用することができる。この中でも特に、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、ＺｒＯ2を主成分とし、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＣｅＯ2、Ｄｙ2Ｏ3などの少なくとも一種を安定化剤として含み、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く、このような部分安定化ジルコニアセラミックスは、優れた耐摩耗性を有するとともに、適度に弾性変形することから有利である。
【００２１】
スリーブ１の加工方法としては、たとえばジルコニアセラミックスから形成する場合、予め射出成形、プレス成形、押出成形等の所定の成形法によってスリーブとなる円筒状の成形体を得、その後、その成形体を１３００〜１５００℃で焼成し、所定の寸法に研削加工または研磨加工を施す。なお、成形体に切削加工等によって予め所定の形状を形成しておき、その後焼成を行ってもよい。また、プラスチックス製とした場合は金型を工夫すればいかなる形状でも容易に製造することができる。
【００２２】
そして、スリーブ１は、一端部１ａから他端部１ｂに向かって段階的にスリーブ１の厚みが小さくなるように形成されており、かつ、その厚みが３段階以上の大きさで異なっている。換言すれば、スリーブ１の厚みは、ファイバスタブ２が挿入されている一端側に向かって、段階的（階段状）に大きくなっており、一端側が最も大きく、他端側が最も小さい。また、光レセプタクルＸ１において、スリーブ１は、一端１ａから他端１ｂに向かって、最も厚みが大きい第１肉厚部１ｃ、該第１肉厚部１ｃよりも厚みが小さい第２肉厚部１ｄ、および該第２肉厚部１ｄよりも厚みが小さい第３肉厚部１ｅとから構成されている。
【００２３】
このスリーブ１の厚みは、たとえばＳＣ型光コネクタの場合、第１肉厚部１ｃが０．３０〜０．４０ｍｍ、第２肉厚部１ｄが０．４１〜０．５０ｍｍ、第３肉厚部１ｅが０．５１〜０．６０ｍｍで構成される。また、スリーブ１の長手方向の長さ（全長）は、７〜２０ｍｍで構成される。
【００２４】
このように、本発明では、スリーブ１の厚みが、フェルール２ａの挿入された一端部からプラグ１０が挿入される他端部に向かって、３段階以上、段階的に小さくなっているため、スリーブ１の他端側からプラグ１０が挿入されてスリーブ１が拡径しても、スリーブ１の厚みが異なる部分の境界部Ｂが複数あるため、該境界部Ｂに作用する力を分散することができる。その結果、本発明の光レセプタクルでは、該境界部Ｂにおけるスリーブ１の破損を低減することができるとともに、フェルール２ａが挿入されたスリーブ１の一端部側の厚みを大きくしているため、フェルール２ａを比較的、強く固定することができ、ウイグル特性も向上させることができる。
【００２５】
なお、光レセプタクルＸ１では、スリーブ１の厚みが、第１肉厚部１ｃ、第２肉厚部１ｄ、および第３肉厚部１ｅの３段階で異なっているが、本発明では、このような実施形態に限定されることなく、３段階以上、すなわち、４段階や５段階で厚みが異なるような形態であってもよく、厚みが変化する部位が多く形成されているほうが、境界部Ｂに作用する力の分散効果に優れている。
【００２６】
ファイバスタブ２は、フェルール２ａの内孔内に光ファイバ２ｂが固定されることによって構成されている。このファイバスタブ２の他端面２ｃは、プラグ１０との接続損失を低減させるため、曲率半径５〜３０ｍｍ程度の曲面状に加工してもよい。また、ファイバスタブ２の一端面２ｄはＬＤ（レーザダイオード）等の光素子から出射された光信号が光ファイバ２ｂの端面で反射して光素子に戻る反射光を防止するため、４〜１０°程度の傾斜面に鏡面研磨してもよい。
【００２７】
フェルール２ａは、たとえば円筒形状を成し、内孔内で光ファイバ２ｂを保持する機能を担う。フェルール２ａの材質は、たとえば銅合金、ニッケル合金、ステンレス等の金属やエポキシ、液晶ポリマー等のプラスチック、セラミックス等を使用することができる。この中でも特に、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、ＺｒＯ2を主成分とし、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＣｅＯ2、Ｄｙ2Ｏ3などの少なくとも一種を安定化剤として含み、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く、このような部分安定化ジルコニアセラミックスは、優れた耐摩耗性を有するとともに、適度に弾性変形することから有利である。
【００２８】
光ファイバ２ｂは、石英やプラスチックで構成されており、光を伝播する機能を有し、フェルール２ａの内孔内でエポキシ等の樹脂接着剤で固定されている。光ファイバ２ｂは、プラグ１０の光ファイバから入射される光を一端部で受光し、他端部から出射する。この他端部から出射された光は、たとえば受光素子等に入射される。
【００２９】
光レセプタクルＸ１では、図１に示すように、フェルール２ａの他端部（ファイバスタブ２の他端部）が、第２肉厚部１ｄが形成されている貫通孔内に固定されている。このような構成によれば、フェルール２ａをスリーブ１の第１肉厚部１ｃで強く固定できるとともに、プラグ１０のスリーブ１への挿入長さを極端に長くしなくともよいため、ウイグル特性とプラグの着脱の再現性を向上させることができる。
【００３０】
ホルダ３は、嵌合孔３ａおよび該嵌合孔３ａにつながる収納孔３ｂを有する筒状体を成し、嵌合孔３ａに嵌挿されたスリーブ１およびファイバスタブ２の一端部を保持して固定するとともに、スリーブ１を収納孔内に内包して保護する機能を担う。このホルダ３の形状は、上述した嵌合孔３ａおよび収納孔３ｂを有する筒状体であればよく、その外形は、円筒状、角柱状等、様々な形状とすることができる。ホルダ３の材質としては、たとえばステンレス、銅、鉄、ニッケルなどの溶接が可能な材料が用いられるが、光モジュールの光素子が収納された筐体と溶接されることが多いため、耐腐食性および溶接性の観点から、ステンレスが望ましい。また、ホルダ３のスリーブ１の固定部位の内周面（嵌合孔３ａの内面）の算術平均粗さ（Ｒａ）は、圧入強度を保つという観点から表面粗さは０．１μｍ以上０．３μｍ以下であることが好ましい。なお、光レセプタクルＸ１において、ホルダ３は一つの部材から構成されているが、スリーブ１を保護する部分を別部材として、この別部材をホルダ本体に圧入もしくは接着等で固定するように、スリーブ１およびファイバスタブ２を保持するホルダ部材と、スリーブ１を保護する保護部分とを分けてもよい。このように別部材で構成すれば、ファイバスタブ２の調芯をとる嵌合孔３ａとプラグ１０が挿入される収納孔の開口部とを、それぞれ別個に作成できるため、設計が容易になる。
【００３１】
次に、本発明の第１の実施形態の変形例を図２および図３にもとづいて説明する。
【００３２】
図２は本発明の第１の実施形態に係る光レセプタクルの変形例（以下、光レセプタクルＸ２とする）を示す断面図である。光レセプタクルＸ２は、ファイバスタブ２がホルダ３の嵌合孔３ａに固定され、スリーブ１がホルダ３によって固定されていない点、およびスリーブ１を保護するためのスリーブケース４がホルダ３に圧入固定されている点で光レセプタクルＸ１と相違する。このような形態によれば、スリーブ１がホルダ３に固定されていないため、プラグ１０が挿入されてもスリーブ１の弾性変形を過度に抑制することがないので、プラグ１０とファイバスタブ２の光の接続損失の再現性を維持することができる。
【００３３】
図３は本発明の第１の実施形態に係る光レセプタクルの変形例（以下、光レセプタクルＸ３とする）を示す断面図である。光レセプタクルＸ３は、スリーブ１の厚みが異なる部位、すなわち厚みが変化する各段階の間にスリーブ１の一端部１ａから他端部１ｂに向かって厚みが小さくなる連結部１ｆを有している点で光レセプタクルＸ１と相違する。このような形態によれば、連結部１ｆがテーパ形状となっているため、肉厚が変化する部位（境界部）にかかる力を効率よく分散して緩和することができるので、スリーブ１の破損をより低減することが可能となる。なお、光レセプタクルＸ３では、連結部１ｆとスリーブ１との境界部が角状となっているが、この境界部を曲面状とすれば、力の分散効果をさらに高めることができる。
【００３４】
次に、本発明の第２の実施形態に係る光レセプタクルを図４にもとづいて説明する。なお、第１の実施形態に係る光レセプタクルＸ１と同一の部材に関しては、同一の符号とし、重複説明は割愛する。
【００３５】
本発明の第２の実施形態に係る光レセプタクルＹは、フェルール２ａの内孔内に光ファイバ２ｂが固定されてなるファイバスタブ２と、一端１ａから他端１ｂまで延びるスリット１ｇを有し、一端側の貫通孔内にフェルール２ａの一端部が挿入されたスリーブ１と、ファイバスタブ２およびスリーブ１の一端部を嵌合孔３ａ内に嵌挿固定するとともに、スリーブ１を内包する筒状のホルダ３と、を備えている。
【００３６】
この光レセプタクルＹでは、スリーブ１が一端部から他端部に向かって、漸次、スリーブ１の厚みが小さくなっている。換言すれば、スリーブ１は、スリーブ１が一端部から他端部に向かって厚みが小さくなるテーパ形状を成している。このような構成によれば、スリーブ１の厚みが連続的に変化しているため、厚みが急激に変化しないので、プラグ１０が挿入されても、スリーブが徐々に拡径するので、スリーブに作用する力を効率良く分散することができる。その結果、光レセプタクルＹでは、スリーブの破損を低減することができるとともに、フェルールが挿入されたスリーブの一端部側の厚みを大きくしているため、ウイグル特性を向上させることができる。
【００３７】
光レセプタクルＹのスリーブ１は、たとえば、円筒体の母材の内周面を研磨等で所定の寸法に仕上げた後、外周面をテーパのついた砥石でプランジカット加工することにより外周形状を加工した後、スリット１ｇを加工することにより得られる。もしくは、光レセプタクルＹのスリーブ１は、射出成形またはプレス成形にてテーパ状の外周面を有する円筒体を作製し、その内周面を研磨して、最後にスリット１ｇを加工してもよい。
【００３８】
ここで、光レセプタクルＹの組み立て方法を説明する。まず、フェルール２ａに光ファイバ２ｂを接着固定して、その他端部２ｃを球面研磨加工し、一端部を斜め研磨加工してファイバスタブ２を作製する。次に、ファイバスタブ２の他端部２ｃをスリーブ１の第１肉厚部１ｃ側の貫通孔側から挿入し、第２肉厚部１ｄの領域にファイバスタブ２の他端部２ｃがくるまで圧入する。次に、ファイバスタブ２を内部に挿入したスリーブ１の第一肉厚部１ｃをホルダ３の内周面に圧入して光レセプタクルＶを得ることができる。
【００３９】
次に、本発明の光モジュールの実施形態を図５にもとづいて説明する。なお、本形態では、光レセプタクルＸ１を用いてなる光モジュールについて説明する。光モジュールＺは、光レセプタクルＺと、ファイバスタブ２の光ファイバ２ｂに向けて光を出射するか、又は、光ファイバ２ａを介して光を受けるための光素子１２と、レンズ１３と、光レセプタクルＸ１のホルダ３に接続され筐体１４とを備えている。
【００４０】
光素子１２は、たとえばＶＣＳＥＬ等のＬＤ（レーザダイオード），ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子、またはＰＤ（フォトダイオード）等の受光素子である。レンズ１３は、発光素子からの光を光ファイバの端部に集光する、もしくは光ファイバから出射される光を受光素子の受光部に向けて集光する機能を担うものである。レンズ１３は、たとえば球面レンズ、セルフォックレンズ、ファイバレンズ、非球面レンズ等である。
【００４１】
筐体１４は、光素子１２およびレンズ１３を収容し、保持する機能を担うものである。筐体１４は、ホルダ３と溶接によって接合されるため、ホルダ３と同材質で構成するのが好ましい。
【００４２】
光モジュールＺは、光レセプタクルＸ１を備えているため、スリーブの厚みが変化する部位（境界部）におけるスリーブの破損を低減することができるとともに、フェルールが挿入されたスリーブの一端部側の厚みを大きくしているため、ウイグル特性を向上させることができる。また、光モジュールＺでは、光レセプタクルＹで構成しても、同様の効果を得ることができる。
【００４３】
なお、本発明は上述の実施の形態例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内であれば種々の変更を施すことは何等差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光レセプタクルを示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光レセプタクルの変形例を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る光レセプタクルの変形例を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る光レセプタクルを示す断面図である。
【図５】本発明の光モジュールの一実施形態を示す中央断面図である。
【図６】従来の光レセプタクルを示す断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１：スリーブ
１ａ：一端
１ｂ：他端
１ｃ：第一肉厚部
１ｄ：第二肉厚部
１ｅ：第三肉厚部
１ｆ：連結部
１ｇ：スリット
２：ファイバスタブ
２ａ：フェルール
２ｂ：光ファイバ
２ｃ：他端部
３：ホルダ
４：スリーブケース
１０：プラグ
１２：光素子
１３：レンズ
１４：筐体
１５：光モジュール
Ａ、Ｂ：境界部
【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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