JP5356944B2

JP5356944B2 - 光ファイバ接続部品及びそれを用いた光モジュール

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Publication number: JP5356944B2
Application number: JP2009178146A
Authority: JP
Inventors: 正嗣小島; 香菜子鈴木; 幹夫大越; 嘉一滑川
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2009-07-30
Filing date: 2009-07-30
Publication date: 2013-12-04
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Description

本発明は、光ファイバを、発光素子や受光素子などが基板上に設けられた光電変換モジュールに機械的、光学的に接続するための光ファイバ接続部品及びそれを用いた光モジュールに関するものである。

近年、コンピュータや液晶ディスプレイなどの機器間などにおいて、大容量の写真や動画などを高速に伝送するために、大容量のデジタル信号を高速に伝送させる技術が普及している。大容量のデジタル信号を高速に伝送すべく、近年では、コンピュータ、液晶ディスプレイ、ビデオカメラ、データレコーダーなどの機器間の伝送路として光ファイバを用いる光インターコネクション方式の開発が進められている。

光インターコネクション方式としては、例えば、光ファイバと信号線（メタル線）とを有する複合ケーブルの端部に、光電変換モジュールを内部に含むコネクタを接続してなる光ケーブルによって機器間を接続する方式が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

このような光ケーブルにおいて、複合ケーブルとコネクタとの接続部分では、複合ケーブル内の光ファイバの端面が、光電変換モジュール内の基板上に設けられた発光素子や受光素子などの光素子に、光ファイバ接続部品を介して接続される（例えば、特許文献２参照）。

従来、光ファイバとしては、例えば、図２４（ａ），（ｂ）に示すように、コア２４０、クラッド２４１の周囲にヤング率１０ＭＰａ以下の低ヤング率層（内側被覆層）２４２、ヤング率１００ＭＰａ以上の高ヤング率層（外側被覆層）２４３を被覆した単心光ファイバ２４４やその単心光ファイバ２４４を一列に（並列に）複数本配列後、ヤング率１００ＭＰａ以上の高ヤング率層（被覆層）２４５にて被覆した複数心光ファイバ（テープ状光ファイバ）２４６が用いられる。

単心光ファイバ２４４、又は、複数心光ファイバ２４６は、端末部をフェルール（光ファイバ接続部品）と接合してコネクタ化され、コネクタの先端を光素子や他の光ファイバと光接続させる光モジュールに用いられる。

従来の光ファイバをコネクタ化する場合、光ファイバをフェルールに挿入する。図２５に示すように、通常のフェルール２５０は、該フェルール２５０の一端側に設けられ、単心光ファイバ２４４の被覆層を含む外径より大きい内径を有する光ファイバ挿入穴２５１と、単心光ファイバ２４４のクラッド２４１の外径程度（クラッド２４１の外径より若干大きい程度）の内径を有し、フェルールの他端部２５２の端面にて光を入出射する光入出射穴２５３とが連通して設けられている。この光ファイバ挿入穴２５１と光入出射穴２５３は同心である。

図２５のフェルール２５０に単心光ファイバ２４４を接合したものを図２６に示す。フェルール２５０内部は、被覆（図２４（ａ）の低ヤング率層２４２と高ヤング率層２４３）を除去したコア２４０とクラッド２４１とからなる光ファイバをフェルール２５０の他端部２５２に設けられた光入出射穴２５３に入れた後、接着材２６０で固定される。その後、フェルール２５０の光入出射端面２６１を研磨する。なお、フェルール２５０の形状としては、図２５等で示したような円形状以外に四角形状の場合もある。

複数心光ファイバ２４６の場合も同様であり、複数心光ファイバ２４６を一括被覆している高ヤング率層２４５を除去し、単心分離後に、単心光ファイバ２４４の本数分の穴開け加工がされているフェルール内部に挿入し、図２６と同様に端末処理を行う。

特開２００６−３１０１９７号公報特開２００７−２５６３７２号公報

しかしながら、被覆を除去した単心光ファイバ２４４を挿入するフェルール２５０の光入出射穴２５３は、その内径が被覆を除去した光ファイバの外径（クラッドの外径）より大きいために図２７に示すようにフェルール２５０の光入出射端面２６１に面した光入出射穴２５３の開口に対して光ファイバの端面の位置が挿入するごとに一定とならず、バラツキが生じてしまうという危惧があった。そのため、高精度に光ファイバ（コア、クラッド）の端面を配置するのには煩雑で手間な作業を要していた。すなわち、製品の再現性が悪いという問題があった。

そこで、本発明の目的は、フェルールの一端面の所定位置に光ファイバの端面を容易、かつ再現性良く配置することができる光ファイバ接続部品及びそれを用いた光モジュールを提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、フェルールと、前記フェルールの一端側から他端側の端面まで貫通するように形成され、前記フェルールの一端側から挿入したテープ状光ファイバを前記フェルールの他端側の端面までガイドするガイド穴と、を備える光ファイバ接続部品であって、前記ガイド穴は、前記フェルールの一端側に形成され、前記テープ状光ファイバを前記フェルールの内部へ挿入させる光ファイバ挿入穴と、前記フェルールの他端側に形成され、前記光ファイバ挿入穴よりも小さい内径を有する、前記フェルールの他端側の端面にて光を入出射させるための断面四角形状の光入出射穴と、前記光ファイバ挿入穴と前記光入出射穴との間に配置され、前記光入出射穴に向かうにつれて、その内径が徐々に小さくなるように形状が変化すると共に、前記光ファイバ挿入穴と前記光入出射穴とを連通させる形状変化穴と、からなり、前記形状変化穴は、前記光入出射穴の中心軸が前記光ファイバ挿入穴の中心軸に対して前記テープ状光ファイバを拘束させる方向にずれて位置するように形状が変化しており、且つその内面の前記テープ状光ファイバの挿入方向に対する傾斜角が周方向で異なっており、前記光ファイバ挿入穴の中心位置は、前記光入出射穴の中心位置から前記テープ状光ファイバの厚さ方向と幅方向とにずれていることを特徴とするテープ状光ファイバ用の光ファイバ接続部品である。

前記光ファイバ挿入穴は、挿入される前記テープ状光ファイバを垂直にガイドする垂直面と、前記垂直面に対向する面であって、前記光入出射穴から前記フェルールの一端側かけて円弧状に形成された円弧面と、を有していてもよい。

前記ガイド穴は、前記テープ状光ファイバの挿入方向に対して垂直な方向の断面が矩形状からなっていてもよい。

前記フェルールは、前記他端側の端面に一体形成されたレンズを有していてもよい。

前記フェルールは、ＵＶ光を透過する材料で形成されていてもよい。

前記フェルールは、前記他端側の端面において基板と接合するための穴又はピンが形成されていてもよい。

前記フェルールは、前記ガイド穴が複数形成されていてもよい。

前記テープ状光ファイバは、前記フェルールの前記他端側に位置する先端の被覆層が除去されていると共にその先端で前記テープ状光ファイバを構成する各光ファイバが分離されており、前記テープ状光ファイバの各コアの位置が１つの前記光入出射穴の隅に一括して拘束されていてもよい。
また、本発明は、前記光ファイバ接続部品と、前記光ファイバ接続部材に形成されたガイド穴に挿入されたテープ状光ファイバと、を備えたことを特徴とするテープ状光ファイバ用の光モジュールである。

本発明によれば、フェルールの一端面の所定位置に光ファイバの端面を容易、かつ再現性良く配置することができる光ファイバ接続部品及びそれを用いた光モジュールを提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る光ファイバ接続部品を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は立体図、（ｅ）は下面図である。図１の光ファイバ接続部品に図２４（ａ）の光ファイバを接合した光モジュールを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は立体図、（ｅ）は下面図、（ｆ）は要部拡大図である。図１の光ファイバ接続部品に図２４（ａ）の光ファイバを接合した光モジュールを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、（ｃ）はＢ部拡大図である。本発明に用いる光ファイバを示す図であり、（ａ）は単心光ファイバの横断面図、（ｂ）は複数心光ファイバの横断面図である。図１の光ファイバ接続部品に図４（ａ）の光ファイバを接合した光モジュールを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は立体図、（ｅ）は下面図、（ｆ）は要部拡大図である。図１の光ファイバ接続部品に図４（ａ）の光ファイバを接合した光モジュールを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、（ｃ）はＢ部拡大図である。図１の光ファイバ接続部品に図４（ａ）の光ファイバを挿入した際に光ファイバがフェルールに拘束される条件を説明する図である。図１のフェルールの底面にレンズを形成した光ファイバ接続部品に光ファイバを接合した光モジュールを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は立体図、（ｅ）は下面図である。図８の光ファイバ接続部品に光ファイバを接合した光モジュールを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図である。本発明の第２の実施の形態に係る光ファイバ接続部品を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は立体図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は側面図、（ｅ）は下面図である。図１０の光ファイバ接続部品に光ファイバを接合した光モジュールを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は立体図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は側面図、（ｅ）は下面図である。図１０の光ファイバ接続部品に光ファイバを接合した光モジュールを示す図であり、（ａ）は下面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）はＡ−Ａ線断面図である。本発明の第３の実施の形態に係る光ファイバ接続部品を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は立体図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は側面図、（ｅ）は下面図である。図１３の光ファイバ接続部品に光ファイバを接合した光モジュールを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は立体図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は側面図、（ｅ）は下面図である。本発明の第４の実施の形態に係る光ファイバ接続部品を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は立体図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は側面図、（ｅ）は下面図である。図１５の光ファイバ接続部品に光ファイバを接合した光モジュールを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は立体図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は側面図、（ｅ）は下面図、（ｆ）はＡ部拡大図である。図１５の光ファイバ接続部品に光ファイバを接合した光モジュールを示す図であり、（ａ）は下面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）はＡ−Ａ線断面図である。図１５の光ファイバ接続部品に光ファイバを接合した光モジュールを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は立体図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は側面図、（ｅ）は下面図、（ｆ）はＡ部拡大図である。本発明の第５の実施の形態に係る光ファイバ接続部品を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は立体図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は側面図、（ｅ）は下面図である。本発明の第５の実施の形態に係る光ファイバ接続部品の変形例を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は立体図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は側面図、（ｅ）は下面図である。図１９の光ファイバ接続部品に光ファイバを接合した光モジュールを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は立体図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は側面図、（ｅ）は下面図である。図１９の光ファイバ接続部品に光ファイバを接合した光モジュールを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は立体図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は側面図、（ｅ）は下面図である。図１９の光ファイバ接続部品に光ファイバを接合した光モジュールを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は立体図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は側面図、（ｅ）は下面図である。従来の光ファイバを示す図であり、（ａ）は単心光ファイバの横断面図、（ｂ）は複数心光ファイバの横断面図である。従来の光ファイバ接続部品を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は立体図である。図２５の光ファイバ接続部品に図２４（ａ）の単心光ファイバを接合した光モジュールを示す図である。図２５の光ファイバ接続部品の問題を説明する図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は立体図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は要部拡大図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光ファイバ接続部品を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は立体図、（ｅ）は下面図である。

図１に示すように、第１の実施の形態に係る光ファイバ接続部品１は、フェルール３と、フェルール３の一端側から他端側の端面（底面）２まで貫通するように形成され、フェルール３の一端側から挿入した光ファイバをフェルール３の他端側の端面２までガイドするガイド穴とを備える光ファイバ接続部品１である。

フェルール３の内部に形成されたガイド穴４は、フェルール３の一端側に設けられて光ファイバをフェルール３の内部へ挿入させる光ファイバ挿入穴６と、フェルール３の他端側に光ファイバ挿入穴６よりも小さい内径を有して設けられ、フェルール３の他端側の端面２にて光を入出射する光入出射穴５と、光ファイバ挿入穴６と光入出射穴５との間に設けられ、その内径が光ファイバ挿入穴６から光入出射穴５にかけて、徐々に小さくなるように形状変化した形状変化穴７と、が連通して形成されてなる。

そして、形状変化穴７は、図１（ｂ）に示すように、光入出射穴５の中心軸が光ファイバ挿入穴６の中心軸に対して光ファイバを拘束させる方向（拘束方向）にずれて位置するように、形状が変化している。つまり、光ファイバ接続部品１においては、光ファイバを挿入する光ファイバ挿入穴６の中心位置８と、光ファイバの光をフェルール３外部へ入出射する光入出射穴５の中心位置９とをずらしたものである。また、形状変化穴７は、光入出射穴５の中心軸が光ファイバ挿入穴６の中心軸に対して垂直方向にずれて位置するように、形状が変化していてもよい。また、形状変化穴７は、図１（ｂ）〜（ｄ）に示すように、その内面の光ファイバの挿入方向に対する傾斜角が周方向で異なるように形成されていることが好ましい。

また、形状変化穴７は、光入出射穴５と光ファイバ挿入穴６とを緩やかに接続するためのものである。この形状変化穴７を設けない場合、光入出射穴５と光ファイバ挿入穴６の大きさが異なるために、ガイド穴４内で段差が生じる。ガイド穴４に段差が生じると、光ファイバをガイド穴４に挿入したときに光ファイバの先端が段差に引っかかって光ファイバを光入出射穴５まで挿入するのが困難になってしまう。つまり、形状変化穴７は、光ファイバをガイド穴４に挿入しやすくするためのものである。

なお、フェルール３の他端側の底面（光入出射端面）２には、例えば、図２５等で示した従来のフェルール、或いは図示しない基板上に設けられた光素子へ接続させるものである。基板との接続の際には、例えば、レンズベースなどの部材を介して接続することが好ましい。

光ファイバ挿入穴６は光ファイバを挿入する一端側（図示上側）に向かって徐々に拡径しており、光ファイバ挿入穴６に光ファイバを挿入しやすいようになっている。

光ファイバ接続部品１に図２４の単心光ファイバ２４４を接合した光モジュール２６における単心光ファイバ２４４の拘束状態を図２，３に示す。

図２，３に示すように、光ファイバ接続部品１に単心光ファイバ２４４を接合する際には、先ず単心光ファイバ２４４の被覆（図２４（ａ）の低ヤング率層２４２と高ヤング率層２４３）を除去してクラッド２４１を露出させる。次いで、ガイド穴４に接着材１０を充填し、その後、接着材１０が充填されたガイド穴４に単心光ファイバ２４４を挿入する。単心光ファイバ２４４の挿入後、ガイド穴４に充填された接着材１０を硬化させる。その後、フェルール３の底面２を研磨して単心光ファイバ２４４のコア２４０とクラッド２４１の端面を底面２と同一面上に露出させる。以上の工程により、単心光ファイバ２４４が光ファイバ接続部品１に接合される。

光ファイバ接続部品１では、光入出射穴５と光ファイバ挿入穴６の中心位置８，９がずれているため、単心光ファイバ２４４はフェルール３内部で曲がった状態で固定される。つまり、光入出射穴５と光ファイバ挿入穴６の接続部（すなわち形状変化穴７）で単心光ファイバ２４４が曲げられ、その曲げ応力にて単心光ファイバ２４４の位置を光入出射穴５のある方向に拘束することができる。

以上より、光ファイバ接続部品１によれば、フェルール３の端面２の所定位置に光ファイバの端面を容易、かつ再現性良く配置することができる。

ただし、被覆を除去した単心光ファイバ２４４を用いる場合、被覆がないので曲げにより単心光ファイバ２４４が断線する可能性が危惧される。なぜなら、被覆を除去する際にガラス面にキズがつき、曲げ応力にてキズが進展し断線してしまうからである。特に、図３（ｃ）に示すように、光入出射穴５の内面と接触する単心光ファイバ２４４のクラッド２４１の接触点１１，１２では、ガラスとフェルール３が接触し曲げ応力が集中する。そのため、破断する可能性がさらに高くなる。

また、通常の光ファイバである単心光ファイバ２４４を光ファイバ接続部品１に接合する場合、単心光ファイバ２４４の１層目の被覆はヤング率が低いため（光ファイバの長手方向に亘って、側圧によるマイクロベンド損失を低減する目的）、２層目の被覆のみを除去することが困難である。

よって、フェルール３の底面２において、光ファイバにおけるガラス部（クラッド部）を露出させることなく、光ファイバを精度よく配列させるため、図４に示すような光ファイバを用いることが好ましい。

本発明では、コア１３と、コア１３の外周に形成されたクラッド１４と、クラッド１４の外周に形成された高ヤング率層１５と、高ヤング率層１５の外周に形成された低ヤング率層１６と、低ヤング率層１６の外周に形成された高ヤング率層１７とからなる単心光ファイバ１８、又は、コア１３と、コア１３の外周に形成されたクラッド１４と、クラッド１４の外周に形成された高ヤング率層１５とからなる光ファイバ１９を一列に複数本配列後、低ヤング率層２０、高ヤング率層２１にて順次被覆した複数心光ファイバ（テープ状光ファイバ）２２を用いる。

高ヤング率層１５は、フェルール３の底面２における研磨性やフェルール３内部での曲げ応力による被覆形状の変形防止を考慮して１００ＭＰａ以上のヤング率を有することが望ましい。

低ヤング率層１６，２０は、低ヤング率層１６，２０の被覆除去性、フェルール３内部で光ファイバへ曲げが発生した際の被覆除去部への応力集中緩和、フェルール３外部においての側圧によるマイクロベンド損失低減を目的に、１０ＭＰａ以下のヤング率を有することが望ましい。

高ヤング率層１７，２１は、光ファイバ構造の形状を保持する目的を有するため、５０ＭＰａ以上のヤング率を有することが望ましい。

また、最外層の被覆層（すなわち高ヤング率層１７又は高ヤング率層２１）、または、これらの被覆層全てが難燃性を有していることがさらに望ましい。

このような構造の光ファイバ（ここでは一例として単心光ファイバ１８）を用いる際は、先端の高ヤング率層１５以外の被覆層を除去した後、光ファイバ接続部品１に挿入することにより、図５に示すように、フェルール３内部で光ファイバのガラス部を露出せずに、フェルール３の底面２において光ファイバの設置位置を拘束することができる。このとき、図６に示すように、１層目の被覆（高ヤング率層１５）により単心光ファイバ１８のガラス部が直接フェルール３と接触することを防止できる。また、２層目の被覆（低ヤング率層１６）、３層目の被覆（高ヤング率層１７）を除去した局所曲げ部２３では、曲げによる応力が集中するが、２層目の被覆が低ヤング率であるため、応力集中を緩和することが可能である。

本発明の光ファイバ接続部品１において、光ファイバがフェルール３内部で拘束される条件は、図７に示すように、Ｌ１＞Ｌ４且つＬ２＞Ｌ３となる。ここで、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は、図７の構造の場合、以下のようになる。

Ｌ１：最外被覆面（高ヤング率層１７）と１層目被覆面（高ヤング率層１５）の最大距離
Ｌ２：最外被覆面（高ヤング率層１７）と１層目被覆面（高ヤング率層１５）の最小距離
Ｌ３：図中Ｘ軸方向上の光ファイバ挿入穴６面と光入出射穴５面の最短距離
Ｌ４：Ｌ３＋光入出射穴５寸法
この条件を満たすことで、光ファイバがフェルール３内部で拘束される。

ここで、図中Ｙ軸方向における光ファイバ挿入穴６と光入出射穴５の間は、上述したように、光ファイバ挿入穴６より単心光ファイバ１８を挿入するとき、２層目の被覆（低ヤング率層１６）と３層目の被覆（高ヤング率層１７）を除去した単心光ファイバ１８を光ファイバ挿入穴６へ挿入しやすくするために緩やかに形状が変化していることが望ましい。

また、第１の実施の形態に係る光ファイバ接続部品１の構造は、図８，９に示すように、ガイド穴４の端面と対向するフェルール３の底面２上に一体形成されたレンズ２４を有する構造においても適用可能である。このとき、フェルール３の材質は、光を透過する材料、例えばウルテム等の材料が好ましい。また、フェルール３と光ファイバ２５（単心光ファイバ１８，２４４や複数心光ファイバ２２，２４６）の固定には、熱硬化性樹脂やＵＶ硬化性樹脂を用いることができる。ＵＶ硬化性樹脂を用いる場合には、フェルール３の材料は、ＵＶ光を透過する材料、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合合成樹脂（ＡＢＳ樹脂）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ樹脂）であることが望ましい。これは、フェルール３がＵＶを透過しないとＵＶ硬化性樹脂を硬化させることができないからである。特に、難燃性の観点からは、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂が好ましい。

以上要するに、第１の実施の形態に係る光ファイバ接続部品１によれば、光ファイバを挿入する光ファイバ挿入穴６の中心位置８と、光ファイバの光をフェルール３外部へ入出射する光入出射穴５の中心位置９とがずれているため、フェルール３内部で光ファイバに強制的に曲げを発生させ、フェルール３の底面２において光入出射穴５の一定位置に光ファイバ端面を拘束して設置することができる。このように、光ファイバ端面を一定位置に拘束して設置することができるので、光入出射穴５の大きさに依存せず、再現性よく光モジュールを製造することができる。そのため、製造歩留を向上でき、製造コストの低減にも貢献することができる。

次に、第２の実施の形態に係る光ファイバ接続部品を説明する。

図１０に示すように、第２の実施の形態に係る光ファイバ接続部品３０は、複数心光ファイバ（テープ状光ファイバ）２２をコネクタ化するためのものである。

第２の実施形態に係る光ファイバ接続部品３０は、第１の実施の形態に係る光ファイバ接続部品１と同様に、フェルール３２と、このフェルール３２の一端側（図示上側）から他端側の端面（底面）３１まで貫通するように形成され、フェルール３２の一端側から挿入したテープ状光ファイバをフェルール３２の他端側の端面３１までガイドするガイド穴３３とを備える。

また、フェルール３２の内部に形成されたガイド穴３３は、フェルール３２の一端側に設けられてテープ状光ファイバをフェルール３２の内部へ挿入させる光ファイバ挿入穴３６と、フェルール３２の他端側に光ファイバ挿入穴３６よりも小さい内径を有して設けられ、フェルール３２の他端側の端面３１にて光を入出射する光入出射穴３４と、光ファイバ挿入穴３６と光入出射穴３４との間に設けられ、その内径が光ファイバ挿入穴３６から光入出射穴３４にかけて、徐々に小さくなるように形状変化した形状変化穴３５と、が連通して形成されてなる。

そして、形状変化穴３５は、図１０（ａ）に示すように、光入出射穴３４の中心軸が光ファイバ挿入穴３６の中心軸に対してテープ状光ファイバを拘束させる方向（拘束方向）にずれて位置するように、形状が変化している。

より具体的には、図示しない基板に対して水平な底面３１を有するフェルール３２と、フェルール３２に形成されテープ状光ファイバ２２を配置させるガイド穴３３とを備え、テープ状光ファイバ２２の端面を基板上のアレイ状光素子へ接続させるものである。

ガイド穴３３は、テープ状光ファイバ２２からの入出射光をアレイ状光素子へ入出射させるべく、テープ状光ファイバ２２の端面を基板と対向するフェルール３２の底面３１においてアレイ状光素子に対向させて保持する断面四角形状の光入出射穴３４と、光入出射穴３４よりも大きく形成されると共に光入出射穴３４の中心位置とずらして形成され、テープ状光ファイバ２２の挿入をガイドする下端の開口部３５が断面四角形状に形成された光ファイバ挿入穴３６と、光ファイバ挿入穴３６から挿入されたテープ状光ファイバ２２を光入出射穴３４に緩やかにガイドする形状変化穴３５とを備える。

すなわち、光ファイバ接続部品３０は、図１の光ファイバ接続部品１と同様に、光ファイバを挿入する光ファイバ挿入穴３６の中心位置３８を、光ファイバの光をフェルール３２外部へ入出射する光入出射穴３４の中心位置３９からテープ状光ファイバ２２の厚さ方向と幅方向にずらしたものである。

また、形状変化穴３５は、光ファイバ接続部品１と同様に、光入出射穴３４の中心軸が光ファイバ挿入穴３６の中心軸に対してガイド穴３３に挿入したテープ状光ファイバを拘束させる方向（拘束方向）にずれて位置するように形状変化されていることが好ましい。また、形状変化穴３５は、図１０（ａ）〜（ｄ）に示すように、その内面の傾斜角がテープ状光ファイバの挿入方向に対して周方向で異なるように形成されていることが好ましい。

光ファイバ接続部品３０に図４（ｂ）のテープ状光ファイバ２２を接合した光モジュール４０を図１１に、その断面構造を図１２に示す。

このように、光ファイバ挿入穴３６と光入出射穴３４の中心をずらすことにより、テープ状光ファイバ２２の先端の低ヤング率層２０、高ヤング率層２１を除去し、これを光ファイバ接続部品３０のガイド穴３３に挿入すると、フェルール３２内部でテープ状光ファイバ２２に曲げが発生し、フェルール３２の底面３１においてテープ状光ファイバ２２の各コア１３の位置を光入出射穴３４の隅に拘束し、高精度にテープ状光ファイバ２２の各コア１３を配列することができる。

ここで、テープ状光ファイバ２２がＸ軸方向、Ｙ軸方向共にフェルール３内部で拘束される条件は、図１２に示すように、Ｌ１Ｘ＞Ｌ４Ｘ、且つＬ２Ｘ＞Ｌ３Ｘ、且つＬ１Ｙ＞Ｌ４Ｙ、且つＬ２Ｙ＞Ｌ３Ｙとなる。

ここで、Ｌ１Ｘ，Ｌ２Ｘ，Ｌ３Ｘ，Ｌ４Ｘ、及びＬ１Ｙ，Ｌ２Ｙ，Ｌ３Ｙ，Ｌ４Ｙは、図１２の構造の場合、以下のようになる。

Ｌ１Ｘ：図１２のＸ軸方向において、最外被覆面（高ヤング率層２１）と１層目被覆面（高ヤング率層１５）の最大距離
Ｌ２Ｘ：図１２のＸ軸方向において、最外被覆面（高ヤング率層２１）と１層目被覆面（高ヤング率層１５）の最小距離
Ｌ３Ｘ：図１２のＸ軸方向において、光ファイバ挿入穴３６面と光入出射穴３４面の最短距離
Ｌ４Ｘ：図１２のＸ軸方向において、Ｌ３Ｘ＋光入出射穴３４寸法
Ｌ１Ｙ：図１２のＹ軸方向において、最外被覆面（高ヤング率層２１）と１層目被覆面（高ヤング率層１５）の最大距離
Ｌ２Ｙ：図１２のＹ軸方向において、最外被覆面（高ヤング率層２１）と１層目被覆面（高ヤング率層１５）の最小距離
Ｌ３Ｙ：図１２のＹ軸方向において、光ファイバ挿入穴３６面と光入出射穴３４面の最短距離
Ｌ４Ｙ：図１２のＹ軸方向において、Ｌ３Ｘ＋光入出射穴３４寸法
この条件を満たすことで、光ファイバがフェルール３２内部で拘束される。

第２の実施の形態に係る光ファイバ接続部品３０によれば、光ファイバ接続部品１と同様に、フェルール３２の底面３１において光入出射穴３４の一定位置に光ファイバ端面を拘束して設置することができる。このように、光ファイバ端面を一定位置に拘束して設置することができるので、光入出射穴３４の大きさに依存せず、再現性よく光モジュールを製造することができる。そのため、光モジュールの製造歩留を向上でき、製造コストの低減にも貢献することができる。

次に、第３の実施の形態に係る光ファイバ接続部品を説明する。

第３の実施の形態に係る光ファイバ接続部品５０は、図１３に示すように、図示しない基板に対して水平な底面５１を有するフェルール５２に４つのガイド穴３３を形成したものであり、４セットのテープ状光ファイバ２２を一括して基板上のアレイ状光素子にそれぞれ接続するものである。

この光ファイバ接続部品５０の各ガイド穴３３にテープ状光ファイバ２２を接合した光モジュール５３を図１４に示す。

図１４に示すように、光ファイバ接続部品５０にテープ状光ファイバ２２を接合することにより、１６本のコア１３の配列は、底面５１の光入出射穴３４の大きさに依存せず、コア１３を拘束する光入出射穴３４の頂点位置５４（図１３参照）のみを精度よく作成することで高精度にコア１３を配列することができる。ここで、底面５１に現れる各単心光ファイバ（コア１３、クラッド１４、高ヤング率層１５）の高ヤング率層１５の外径をコア１３を配列するピッチと同径にすることで、底面５１において、さらに精度よくコア１３を配列することができる。

次に、第４の形態に係る光ファイバ接続部品を説明する。

第４の形態に係る光ファイバ接続部品６０は、図１５に示すように、光ファイバ接続部品３０において、光ファイバ挿入穴３６が、挿入される光ファイバ（テープ状光ファイバ）を垂直にガイドする垂直面６１と、この垂直面６１に対向する面であって、光入出射穴３４からフェルール６２の一端側（図示上側）かけて円弧状に形成された円弧面６３とを有するように形成されたものである。

垂直面６１は、テープ状光ファイバ２２をガイド穴６４に挿入する際のテープ状光ファイバ２２の厚さ方向をガイドする機能を有し、円弧面６３は、テープ状光ファイバ２２をガイド穴６４に挿入した後、テープ状光ファイバ２２を屈曲（例えば、略９０度に屈曲）させて配置させる機能を有するものである。

この光ファイバ接続部品６０のガイド穴６４に、円弧面６３に沿うようにテープ状光ファイバ２２を接合した光モジュール６５を図１６に、その断面構造を図１７に示す。

図１６，１７に示すように、フェルール６２の光入出射方向（底面６６と垂直な方向）と垂直にテープ状光ファイバ２２を取り出す場合においても、フェルール６２の底面６６における各コア１３の設置位置を拘束することができる。

また、光ファイバ接続部品６０では、図１８に示すように、ガイド穴６４に、垂直面６１に沿うようにテープ状光ファイバ２２を接合することで、図１０〜１４の光ファイバ接続部品３０，５０と同様に、フェルール６２の光入出射方向と平行にテープ状光ファイバ２２を取り出すこともできる。

次に、第５の実施の形態に係る光ファイバ接続部品を説明する。

図１９に示すように、第５の実施の形態に係る光ファイバ接続部品７０は、図示しない基板に対して水平な底面７１を有するフェルール７２に４つのガイド穴６４を形成したものであり、４セットのテープ状光ファイバ２２を一括して基板上のアレイ状光素子にそれぞれ接続するものである。

フェルール７２には、アレイ状光素子が実装された基板や同様の光ファイバ接続部品（フェルール）との嵌合（接合及び位置合わせ）を考慮した穴７３や、図２０に示すようなピン７４が形成されているとよい。

光ファイバ接続部品７０へのテープ状光ファイバ２２の接合例を図２１〜２３に示す。

図２１に示すように、テープ状光ファイバ２２×４セット全てを光入出射方向と平行に取り出すようにしてもよいし、図２２に示すように、テープ状光ファイバ２２×４セット全てを光入出射方向と垂直に取り出すようにしてもよいし、図２３に示すように、テープ状光ファイバ２２×２セットを光入出射方向と垂直に、残りの２セットを平行に取り出すようにしてもよい。

本発明は上述の実施の形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

１光ファイバ接続部品
２底面
３フェルール
４ガイド穴
５光入出射穴
６光ファイバ挿入穴
７形状変化穴

Claims

フェルールと、
前記フェルールの一端側から他端側の端面まで貫通するように形成され、前記フェルールの一端側から挿入したテープ状光ファイバを前記フェルールの他端側の端面までガイドするガイド穴と、
を備える光ファイバ接続部品であって、
前記ガイド穴は、
前記フェルールの一端側に形成され、前記テープ状光ファイバを前記フェルールの内部へ挿入させる光ファイバ挿入穴と、
前記フェルールの他端側に形成され、前記光ファイバ挿入穴よりも小さい内径を有する、前記フェルールの他端側の端面にて光を入出射させるための断面四角形状の光入出射穴と、
前記光ファイバ挿入穴と前記光入出射穴との間に配置され、前記光入出射穴に向かうにつれて、その内径が徐々に小さくなるように形状が変化すると共に、前記光ファイバ挿入穴と前記光入出射穴とを連通させる形状変化穴と、
からなり、
前記形状変化穴は、前記光入出射穴の中心軸が前記光ファイバ挿入穴の中心軸に対して前記テープ状光ファイバを拘束させる方向にずれて位置するように形状が変化しており、且つその内面の前記テープ状光ファイバの挿入方向に対する傾斜角が周方向で異なっており、
前記光ファイバ挿入穴の中心位置は、前記光入出射穴の中心位置から前記テープ状光ファイバの厚さ方向と幅方向とにずれていることを特徴とするテープ状光ファイバ用の光ファイバ接続部品。
前記光ファイバ挿入穴は、挿入される前記テープ状光ファイバを垂直にガイドする垂直面と、前記垂直面に対向する面であって、前記光入出射穴から前記フェルールの一端側かけて円弧状に形成された円弧面と、を有する請求項１に記載のテープ状光ファイバ用の光ファイバ接続部品。
前記ガイド穴は、前記テープ状光ファイバの挿入方向に対して垂直な方向の断面が矩形状からなる請求項１記載のテープ状光ファイバ用の光ファイバ接続部品。
前記フェルールは、前記他端側の端面に一体形成されたレンズを有する請求項１〜３のいずれかに記載のテープ状光ファイバ用の光ファイバ接続部品。
前記フェルールは、ＵＶ光を透過する材料で形成される請求項１〜４のいずれかに記載のテープ状光ファイバ用の光ファイバ接続部品。
前記フェルールは、前記他端側の端面において基板と接合するための穴又はピンが形成される請求項１〜４のいずれかに記載のテープ状光ファイバ用の光ファイバ接続部品。
前記フェルールは、前記ガイド穴が複数形成されている請求項１〜６のいずれかに記載のテープ状光ファイバ用の光ファイバ接続部品。
前記テープ状光ファイバは、前記フェルールの前記他端側に位置する先端の被覆層が除去されていると共にその先端で前記テープ状光ファイバを構成する各光ファイバが分離されており、前記テープ状光ファイバの各コアの位置が１つの前記光入出射穴の隅に一括して拘束されている請求項１〜７のいずれかに記載のテープ状光ファイバ用の光ファイバ接続部品。
請求項１〜８のいずれかに記載の光ファイバ接続部品と、前記光ファイバ接続部材に形成されたガイド穴に挿入されたテープ状光ファイバと、を備えたことを特徴とするテープ状光ファイバ用の光モジュール。