JP6447038B2

JP6447038B2 - 光コネクタ結合システム

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Publication number: JP6447038B2
Application number: JP2014232171A
Authority: JP
Inventors: 肇荒生; 大佐々木; 修島川
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2014-11-14
Filing date: 2014-11-14
Publication date: 2019-01-09
Anticipated expiration: 2034-11-14
Also published as: JP2016095431A; WO2016076272A1

Description

本発明は、光コネクタ結合システムに関する。

特許文献１には、複数の光ファイバを保持する２つのフェルールと、２つのフェルールを対向配置した状態で収容するアダプタとを備えたフェルールアセンブリが開示されている。各フェルールに取付けられたラッチ部材がアダプタと係合することで、各フェルールは互いに位置決めされている。

国際公開第２０１２／１７４２２７号

しかしながら、特許文献１に開示されたフェルールアセンブリでは、各フェルールの側面は、アダプタと係合するラッチ部材と一体形成されたアームと広範囲に亘り接触している。このため、アダプタに外力が加わった場合、外力はラッチ部材を介してアームに伝わり、アームから各フェルールに作用する。この結果、一方のフェルールに保持された光ファイバと他方のフェルールに保持された光ファイバとの間の光結合に悪影響を及ぼす虞がある。

本発明は、上記点に鑑み、信頼性が改善された光コネクタ結合システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様の光コネクタ結合システムは、
第１光ファイバと、
前記第１光ファイバの端部を保持する第１保持部と、
前記第１光ファイバと光学的に結合され、前記第１光ファイバから出射された光ビームを拡大して出射する第１光インターフェース部と、を備える第１フェルールと、
前記第１フェルールを収容する第１ハウジングと、
を備えた第１光コネクタと、
第２光ファイバと、
前記第２光ファイバの端部を保持する第２保持部と、
前記第２光ファイバと光学的に結合され、前記第１光インターフェース部から出射された光ビームを前記第２光ファイバに集光するように構成された第２光インターフェース部と、を備える第２フェルールと、
前記第２フェルールを収容する第２ハウジングと、
を備えた第２光コネクタと、
前記第１光インターフェース部及び前記第２光インターフェース部を互いに離間させるように、前記第１フェルール及び前記第２フェルールのうち一方のフェルールに配置されたスペーサ部と、
前記第１光コネクタ及び前記第２光コネクタが互いに対向するように、前記第１光コネクタ及び前記第２光コネクタを収容し、前記第１ハウジング及び前記第２ハウジングと係合するアダプタと、
を備え、
前記第１フェルールと前記第２フェルールが互いに位置決めされた状態で、前記第１光ファイバは、前記第１光インターフェース部及び前記第２光インターフェース部を介して、前記第２光ファイバに光学的に結合される。

本発明によれば、信頼性が改善された光コネクタ結合システムを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る光コネクタ結合システムを示す分解斜視図である。第１光コネクタを示す分解斜視図である。図２に示された第１フェルール及びその近傍を示す拡大斜視図である。第１レンズアレイを第１フェルールの第１本体部に固定する工程を説明するための斜視図である。図２に示したスペーサ部を示す拡大斜視図である。スペーサ部を第１フェルールに取付ける前の状態を示す斜視図である。第１フェルールと第２フェルールが互いに位置決めされる前の状態を示す第１実施形態に係る光コネクタ結合システムの断面図である。第１フェルールと第２フェルールが互いに位置決めされた後の状態を示す第１実施形態に係る光コネクタ結合システムの断面図である。図８に示した第１光ファイバと第２光ファイバとの間の光結合を説明するための模式図である。第１実施形態に係る光コネクタ結合システムの第１変形例を説明するための第１フェルール及びその近傍を示す斜視図である。図１０に示したスペーサ部及び第１レンズアレイのＹ軸方向に直交する断面図である。第１実施形態に係る光コネクタ結合システムの第２変形例を説明するための第１フェルール及びスペーサ部を示す斜視図である。

［本発明の実施形態の説明］
最初に、本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
（１）第１光ファイバと、
前記第１光ファイバの端部を保持する第１保持部と、
前記第１光ファイバと光学的に結合され、前記第１光ファイバから出射された光ビームを拡大して出射する第１光インターフェース部と、を備える第１フェルールと、
前記第１フェルールを収容する第１ハウジングと、
を備えた第１光コネクタと、
第２光ファイバと、
前記第２光ファイバの端部を保持する第２保持部と、
前記第２光ファイバと光学的に結合され、前記第１光インターフェース部から出射された光ビームを前記第２光ファイバに集光するように構成された第２光インターフェース部と、を備える第２フェルールと、
前記第２フェルールを収容する第２ハウジングと、
を備えた第２光コネクタと、
前記第１光インターフェース部及び前記第２光インターフェース部を互いに離間させるように、前記第１フェルール及び前記第２フェルールのうち一方のフェルールに配置されたスペーサ部と、
前記第１光コネクタ及び前記第２光コネクタが互いに対向するように、前記第１光コネクタ及び前記第２光コネクタを収容し、前記第１ハウジング及び前記第２ハウジングと係合するアダプタと、
を備え、
前記第１フェルールと前記第２フェルールが互いに位置決めされた状態で、前記第１光ファイバは、前記第１光インターフェース部及び前記第２光インターフェース部を介して、前記第２光ファイバに光学的に結合される光コネクタ結合システム。

上記構成によれば、信頼性が改善された光コネクタ結合システムを提供することができる。

（２）前記第１フェルールと前記第２フェルールが互いに位置決めされた状態で、前記第１フェルールは、前記第１ハウジングに対して相対移動可能となるように前記第１ハウジングに収容されていると共に、前記第２フェルールは、前記第２ハウジングに対して相対移動可能となるように前記第２ハウジングに収容されている項目（１）に記載の光コネクタ結合システム。

（３）前記スペーサ部は、前記拡大された光ビームを透過させる透光部と、ベース部とを有し、前記ベース部は、前記一方のフェルールに対して着脱可能である項目（１）又は項目（２）に記載の光コネクタ結合システム。

上記構成によれば、メンテナンスが比較的容易な光コネクタ結合システムを提供することができる。

（４）前記スペーサ部は、第１ガイド部を有し、
前記第１フェルール及び前記第２フェルールのうち他方のフェルールは、第２ガイド部を有し、
前記第１フェルールと前記第２フェルールは、前記第１ガイド部と前記第２ガイド部によって互いに位置決めされ、
前記第１ガイド部は、前記ベース部上に設けられた一対のガイドピンであり、
前記第２ガイド部は、前記他方のフェルールに形成された一対のガイド穴である、項目（３）に記載の光コネクタ結合システム。

上記構成によれば、製造コストを低減できる光コネクタ結合システムを提供することができる。

（５）前記スペーサ部は、前記第１フェルール及び前記第２フェルールのうち何れか一方と係合するように構成された係合ラッチをさらに有する項目（４）に記載の光コネクタ結合システム。

上記構成によれば、取扱いが容易な光コネクタ結合システムを提供することができる。

（６）前記スペーサ部は、前記一方のフェルールと一体的に形成されており、
前記第１光インターフェース部及び前記第２光インターフェース部は、レンズを含む項目（１）又は項目（２）に記載の光コネクタ結合システム。

（７）前記スペーサ部は、前記第１光インタフェース部及び前記第２光インターフェース部のうち一方の光インターフェース部を露出させる開口部と、ベース部とを有し、
前記開口部の開口面積は、前記一方の光インターフェース部側から、他方の光インターフェース部側に向けて徐々に大きくなる項目（６）に記載の光コネクタ結合システム。

上記構成によれば、メンテナンスが比較的容易な光コネクタ結合システムを提供することができる

（８）前記開口部を規定する内壁面は、前記一方の光インターフェース部側がラウンド形状に形成されている項目（７）に記載の光コネクタ結合システム。

（９）前記ベース部は、前記一方の光インターフェース部を挟んで互いに対向する側面を備え、
前記開口部は、前記ベース部の一方の側面から他方の側面まで延びる項目（７）に記載の光コネクタ結合システム。

（１０）前記第１光ファイバ及び前記第２光ファイバは、シングルモード光ファイバであり、
前記第１フェルール及び前記第２フェルールのうち少なくとも一方には、ガイド穴が形成されており、
前記第１フェルールと前記第２フェルールは、マルチモード光ファイバ用のガイドピンが前記ガイド穴に挿入されることで互いに位置決めされる項目（１）から項目（９）のうちいずれか一に記載の光コネクタ結合システム。

［本発明の実施形態の詳細］
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、本実施形態の説明において既に説明された部材と同一の参照番号を有する部材については、説明の便宜上、その説明は省略する。また、本図面に示された各部材の寸法は、説明の便宜上、実際の各部材の寸法とは異なる場合がある。

また、本実施形態の説明では、本実施形態の理解を容易にするために、適宜、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向について言及する。尚、これらの方向は、図１に示された光コネクタ結合システム１に設定された相対的な方向である。従って、図１に示された光コネクタ結合システム１が所定方向に回転した場合には、それに従って、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向のうち少なくとも一つの軸方向が変化することに留意が必要である。

ここで、Ｘ軸方向は、＋Ｘ方向（＋方向をベクトルの向きとする）及び−Ｘ方向を含む方向である。同様に、Ｙ軸方向は、＋Ｙ向及び−Ｙ方向を含む方向であって、Ｚ軸方向は、＋Ｚ方向及び−Ｚ方向を含む方向である。尚、特定の方向（ベクトル）を説明する場合には、適宜、＋Ｘ方向、−Ｙ方向等として明示する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る光コネクタ結合システム１を示す分解斜視図である。図１に示すように、光コネクタ結合システム１は、光ケーブル５０と、光ケーブル１５０と、第１光コネクタ１０と、第２光コネクタ１００と、アダプタ２とを備える。

第１光コネクタ１０は、第１フェルール４０と、第１フェルール４０の端部に取り付けられたスペーサ部６０と、第１フェルール４０を収容する第１ハウジング３０と、第１ハウジング３０の後端に取り付けられたブーツ２０とを備える。第２光コネクタ１００は、第２フェルール１４０と、第２フェルール１４０を収容する第２ハウジング１３０と、第２ハウジング１３０の後端に取り付けられたブーツ１２０とを備える。第２光コネクタ１００は、スペーサ部６０が設けられていない点を除いて、第１光コネクタ１０と同一の構成を有する。尚、第２光コネクタ１００にスペーサ部６０を設けてもよい。

アダプタ２は、第１光コネクタ１０及び第２光コネクタ１００を、互いに対向するように収容する。第１光コネクタ１０及び第２光コネクタ１００がアダプタ２に収容された状態で、第１ハウジング３０と第２ハウジング１３０はアダプタ２に係合される。

図２は、第１光コネクタ１０を示す分解斜視図である。図２に示すように、第１ハウジング３０及びブーツ２０内に、第１フェルール４０と、スペーサ部６０と、バネ７０と、ラッチ９０とが収容されている。

ラッチ９０は、ブーツ２０と接続されており、第１ハウジング３０と係合するように構成されている。バネ７０は、第１フェルール４０に弾性力を＋Ｚ方向に付与するように構成されている。第１ハウジング３０がラッチ９０と係合することで、第１ハウジング３０は、スペーサ部６０、第１フェルール４０及びバネ７０を収容する。

次に、図３及び図４を参照して、第１フェルール４０について説明する。図３は、図２に示された第１フェルール４０及びその近傍を示す拡大斜視図である。図４は、第１レンズアレイ８０を第１本体部４５に固定する工程を説明するための斜視図である。

光ケーブル５０は、Ｘ軸方向に平行に配列された複数の第１光ファイバ５２と、複数の第１光ファイバ５２を一体的に被覆する被覆５３とを備えている。本実施形態では、光ケーブル５０は、Ｙ軸方向において２段に積み重ねられた状態で第１フェルール４０によって保持されている。尚、以下の説明では、説明の便宜上、２段に積み重ねられた光ケーブル５０は、特に区別することなく、単に光ケーブル５０として説明する。

光ケーブル５０の端部では、複数の第１光ファイバ５２は、被覆５３から露出している。第１光ファイバ５２は、光が伝搬するコア層と、コア層を覆うクラッド層から構成される。本実施形態では、第１光ファイバ５２はシングルモード光ファイバであるが、マルチモード光ファイバを適用しても良い。

第１フェルール４０は、第１光ファイバ５２の端部を保持する第1本体部４５と、第１レンズアレイ８０とを備える。第１本体部４５は、窓部４１と、Ｘ軸方向に平行に配列した複数の光ファイバ保持孔４２と、一対の凹部４６と、一対のガイドピン挿入穴４４と、後端部４７とを有する。図３に示された第1本体部４５は、ＭＴ型フェルールであるが、第１本体部４５の形状はこれには限定されない。後端部４７は、略直方体形状に形成されており、光ケーブル５０が挿入される挿入口（図示せず）が光ファイバ保持孔４２と連通するように設けられている。

図４に示すように、各光ファイバ保持孔４２及び一対のガイドピン挿入穴４４は、Ｚ軸方向に延びるように本体部４５に形成されている。被覆５３から露出し単芯分離した各第１光ファイバ５２は、対応する光ファイバ保持孔４２に挿通されることで、第１本体部４５の前面４８に向けてガイドされる。各第１光ファイバ５２は、窓部４１から供給された接着剤によって第１フェルール４０に固定される。このように、各第１光ファイバ５２は、対応する光ファイバ保持孔４２によって保持される。
また、前面４８が例えば研磨処理されることにより、各第１光ファイバ５２の端面が第１フェルール４０の前面４８と面一とされる。

第１レンズアレイ８０は、第１光ファイバ５２から出射された光ビームを拡大して出射する第１光インターフェース部ＩＦ−１と、一対のガイド穴８４とを有する。第１光インターフェース部ＩＦ−１は、Ｘ軸方向に平行に配列した複数のＧＲＩＮ（Ｇｒａｄｉｅｎｔ−Ｉｎｄｅｘ）レンズ８２を有する。また、第１レンズアレイ８０は、前面８８ａと、前面８８ａと反対側に位置する後面８８ｂとを有する。ＧＲＩＮレンズ８２は、Ｚ軸方向において前面８８ａから後面８８ｂまで延びるように第１レンズアレイ８０内に保持されている。前面８８ａと後面８８ｂは、研磨等の平滑化処理がなされている。

第１レンズアレイ８０は、後面８８ｂが第１本体部４５の前面４８と接触するように、第１本体部４５上に配置される。第１レンズアレイ８０が前面４８上に配置された状態では、各ＧＲＩＮレンズ８２は、対応する光ファイバ保持孔４２に収容された第１光ファイバ５２の端面に対して位置決めされている。

ＧＲＩＮレンズ８２は、その中心部分から外周に向かって徐々に屈折率が変化するように構成されている。また、ＧＲＩＮレンズ８２は、第１光ファイバ５２から出射された光ビームを拡大するように構成されている。例えば、ＧＲＩＮレンズ８２は、第１光ファイバ５２から出射された発散光をコリメートし、平行光を＋Ｚ方向に向けて出射するように構成されている。さらに、ＧＲＩＮレンズ８２は、第２光インターフェース部ＩＦ−２から第１光インターフェース部ＩＦ−１のＧＲＩＮレンズ８２に入射した平行光である光ビームを集光し、第１光ファイバ５２に結合させるように構成されている。

次に、図４を参照して、第１レンズアレイ８０を第１本体部４５の前面４８上に配置する工程を説明する。一対の治具ガイドピン１２の各々を、対応するガイドピン挿入穴４４とガイド穴８４に挿入した状態で、第１レンズアレイ８０を前面４８上に仮置きする。この状態で、各ＧＲＩＮレンズ８２は、対応する第１光ファイバ５２の端面と位置決めされている。その後、第１レンズアレイ８０の後面８８ｂと第１本体部４５の前面４８との間に接着剤を供給することで、接着剤を介して第１レンズアレイ８０を第１本体部４５に固定する。最後に、一対の治具ガイドピン１２の各々を、対応するガイドピン挿入穴４４とガイド穴８４から取り出す。

このように、各ＧＲＩＮレンズ８２は、対応する第１光ファイバ５２の端面に対して位置決めされるので、各ＧＲＩＮレンズ８２は、対応する第１光ファイバ５２と光学的に結合される。さらに、各ガイド穴８４は、対応するガイドピン挿入穴４４に対して位置決めされるので、各ガイド穴８４は、対応するガイドピン挿入穴４４と連通する。

第１光ファイバ５２とＧＲＩＮレンズ８２との間の軸ずれは、ＧＲＩＮレンズ８２から出射する光ビーム若しくはＧＲＩＮレンズ８２から第１光ファイバ５２に入射する光ビームの角度ずれを引き起こすので、光学特性への影響が大きい。従って、治具ガイドピン１２としては、シングルモード光ファイバ用のガイドピンが使用されることが好ましい。

シングルモード光ファイバ用のガイドピンは、ガイドピンの軸方向の各位置における外径の所定の設計値に対する誤差が±０．５μｍ以下となるような精度で製造されている。治具ガイドピン１２の直径は、軸方向において外径変動が生じた場合には軸方向の外径の平均値を指す。このように、シングルモード光ファイバ用のガイドピンを用いることで、第１光ファイバ５２の端面とＧＲＩＮレンズ８２との間の位置ずれを±０．５μｍ以内に抑えることができる。このとき、治具ガイドピン１２の直径とガイドピン挿入穴４４及びガイド穴８４の内径との差は、例えば１μｍ以下とすることができる。これにより、第１本体部４５のガイドピン挿入穴４４と第1レンズアレイ８０のガイドピン挿入穴４４の中心位置のずれを例えば１μｍ以下とし、第１本体部４５と第1レンズアレイ８０とを精度良く位置決めできる。また、このように高精度な治具ガイドピン１２であっても、第1フェルール４０を製造した後に、別の第1フェルール４０の製造に再使用できるので、製造コストの低減が可能である。

次に、図５を参照して、スペーサ部６０について説明する。図５は、図２に示したスペーサ部６０を示す拡大斜視図である。図５に示すように、スペーサ部６０は、ベース部６３と、開口部６２（透光部）と、一対の第１ガイドピン６４（第１ガイド部）と、一対の第２ガイドピン６８と、一対の係合ラッチ６５とを備えている。ベース部６３は、前面６３ａと、前面６３ａとは反対側に位置する後面６３ｂとを有する。ベース部６３は、Ｚ軸方向において前面６３ａから後面６３ｂまで延びる開口部６２を規定する。一対の第１ガイドピン６４は、ベース部６３の前面６３ａから＋Ｚ方向に突出する。一対の第２ガイドピン６８は、ベース部６３の後面６３ｂから−Ｚ方向に突出する。

一対の係合ラッチ６５は、第１フェルール４０の凹部４６と係合するように構成されている。各係合ラッチ６５は、−Ｚ方向に延びるアーム６５ｂと、アーム６５ｂの端部に形成された係合片６５ａとを有する。

次に、図６を参照して、スペーサ部６０を第１フェルール４０に取付ける工程について簡単に説明する。図６は、スペーサ部６０を第１フェルール４０に取付ける前の状態を示している。各第２ガイドピン６８が対応するガイド穴８４及びガイド穴８４に連通したガイドピン挿入穴４４（図４参照）に挿入されると共に、ベース部６３の後面６３ｂと第１レンズアレイ８０の前面８８ａが対向した状態で、スペーサ部６０が第１レンズアレイ８０上に配置される。このとき、各係合ラッチ６５の係合片６５ａは、対応する第１フェルール４０の凹部４６に嵌め込まれることで、スペーサ部６０は、第１レンズアレイ８０に取付けられる。

また、スペーサ部６０が第１レンズアレイ８０上に配置された状態で、第１インターフェース部ＩＦ−１は、開口部６２から外部に露出している。このため、開口部６２は、第１インターフェース部ＩＦ−１に入出射する拡大光ビームを透過させる透光部として機能する。透光部は開口部６２に限定されず、第1インターフェース部ＩＦ−１に入出射する光ビームを透過させる機能があれば、他の透明媒質が充填された構成等を採用することができる。

第１ガイドピン６４及び第２ガイドピン６８は、ベース部６３と一体的に形成されていても良いし、別体として形成されてもよい。第１ガイドピン６４と第２ガイドピン６８は、マルチモード光ファイバ用のガイドピンであって、ガイドピンの軸方向の各位置における外径の所定の設計値に対する誤差が±１．０μｍ以下となるような精度で製造されている。マルチモード光ファイバ用のガイドピンを用いる利点については後述する。

スペーサ部６０は、各係合ラッチ６５と対応する凹部４６との係合を解除することで、第１フェルール４０から取り外すことができる。このように、スペーサ部６０は、第１フェルール４０に対して着脱可能となっている。従って、第1光インターフェース部ＩＦ−１の表面を清掃した後、スペーサ部６０を第１フェルール４０に取り付けることで、第１フェルール４０と第２フェルール１４０とを結合させることができる。

次に、図７及び図８を参照して、第１光コネクタ１０の第１フェルール４０と第２光コネクタ１００の第２フェルール１４０が互いに位置決めされる前後の状態について説明する。図７は、光コネクタ結合システム１のＹ軸方向に垂直な断面図であって、第１フェルール４０と第２フェルール１４０が互いに位置決めされる前の状態を示している。図８は、光コネクタ結合システム１のＹ軸方向に垂直な断面図であって、第１フェルール４０と第２フェルール１４０が互いに位置決めされた後の状態を示している。

図７に示された光コネクタ結合システム１では、第１光コネクタ１０及び第２光コネクタ１００は、第１フェルール４０と第２フェルール１４０が互いに対向するように、アダプタ２のキャビティ２３内に収容されている。
第１光コネクタ１０では、スペーサ部６０が第１フェルール４０に取付けられている。第２光コネクタ１００は、スペーサ部６０が設けられていない点を除いて、第１光コネクタ１０と同一の構成を有する。

第２光コネクタ１００は、第２フェルール１４０と、第２ハウジング１３０と、バネ１７０とを備える。第２フェルール１４０は、第２本体部１４５と、第２レンズアレイ１８０とを備える。第２ハウジング１３０は、第２フェルール１４０及びバネ１７０を収容する。

光ケーブル１５０は、Ｘ軸方向に平行に配列された複数の第２光ファイバ１５２と、複数の第２光ファイバ１５２を一体的に被覆する被覆１５３とを有する。第２フェルール１４０は、第２光ファイバ１５２の端部を保持する光ファイバ保持孔（図示せず）を有する第２本体部１４５を備える。第２本体部１４５は、前端に一対のガイドピン挿入穴１４４を有する。第２レンズアレイ１８０は、Ｚ軸方向において第２本体部１４５上に配置されており、第２光ファイバ１５２から出射された光ビームを拡大して出射する第２光インターフェース部ＩＦ−２（図９を参照）と、一対のガイド穴１８４（第２ガイド部）とを有する。第２光インターフェース部ＩＦ−２は、ＧＲＩＮレンズ１８２（図９を参照）を有する。各ガイド穴１８４は、Ｚ軸方向において第２レンズアレイ１８０を貫通し、対応するガイドピン挿入穴１４４に対して位置決めされて連通している。

図７に示す状態から、第１光コネクタ１０を＋Ｚ方向に移動させると共に、第２光コネクタ１００を−Ｚ方向に移動させ、スペーサ部６０の各第１ガイドピン６４（第１ガイド部）を対応する第２フェルール１４０のガイド穴１８４（第２ガイド部）及びガイドピン挿入穴１４４に挿入させる。図８に示すように、第１フェルール４０と第２フェルール１４０は、第１ガイドピン６４とガイド穴１８４によって互いに位置決めされる。さらに、この状態で、第１光ファイバ５２と第２光ファイバ１５２は、第１光インターフェース部ＩＦ−１及び第２光インターフェース部ＩＦ−２を介して、光学的に結合される。

また、図７及び図８に示すように、第１光インターフェース部ＩＦ−１は、＋Ｚ方向において第１ハウジング３０から突出していると共に、第２光インターフェース部ＩＦ−２は、−Ｚ方向において第２ハウジング１３０から突出しているので、スペーサ部６０を介して第１光コネクタ１０と第２光コネクタ１００とを互いに確実に位置決めすることが可能となる。

また、図７に示す状態では、バネ７０が第１フェルール４０に与える弾性力とバネ１７０が第２フェルール１４０に与える弾性力は略等しくなるように設定されている。この状態では、バネ７０が第１フェルール４０を＋Ｚ方向に押圧するが、第１フェルール４０の後端部４７が第１ハウジング３０の内壁面３６に当接しているため、第１フェルール４０とハウジング３０の相対位置が固定されている。同様に、バネ１７０が第２フェルール１４０を−Ｚ方向に押圧するが、第２フェルール１４０の後端部１４７が第２ハウジング１３０の内壁面１３６に当接しているため、第２フェルール１４０と第１ハウジング３０の相対位置が固定されている。

一方、図８に示す状態では、第１光コネクタ１０と第２光コネクタ１００がスペーサ部６０を介して互いに位置決めされる。バネ７０が第１フェルール４０に与える弾性力とバネ１７０が第２フェルール１４０に与える弾性力は略等しくなるように設定されているため、第１フェルール４０は僅かに−Ｚ方向に後退すると共に、第２フェルール１４０は僅かに＋Ｚ方向に後退する。

このとき、Ｚ軸方向において、スペーサ部６０のベース部６３の中心位置は、アダプタ２のキャビティ２３の中心部分の位置と略一致する。このように、第１光コネクタ１０と第２光コネクタ１００は、ベース部６３を中心として左右対称にキャビティ２３内に配置されるので、第１光コネクタ１０と第２光コネクタ１００との結合状態が安定する。

また、図８に示すように、第１ハウジング３０の係合部３４は、アダプタ２の第１係合部２４ａと互いに係合すると共に、第２ハウジング１３０の係合部１３４は、アダプタ２の第２係合部２４ｂと互いに係合する。これにより、第１光コネクタ１０及び第２光コネクタ１００がアダプタ２から脱落しないように保持される。

この状態で、アダプタ２に外力が加わった場合、外力は、アダプタ２から第１ハウジング３０を介して第１光ファイバ５２を保持する第１フェルール４０に伝わると共に、アダプタ２から第２ハウジング１３０を介して第２光ファイバの端部を保持する第２フェルール１４０に伝わる。従って、アダプタ２に加わった外力は、第１ハウジング３０及び第２ハウジング１３０によって緩和することができる。

また、第１フェルール４０が僅かに−Ｚ方向に後退したとき、第１フェルール４０の後端部４７は、ハウジング３０の内壁面３６から僅かに離間する。同様に、第２フェルール１４０は僅かに＋Ｚ方向に後退したとき、第２フェルール１４０の後端部１４７は、第２ハウジング１３０の内壁面１３６から僅かに離間する。

このように、第１フェルール４０と第２フェルール１４０が互いに位置決めされた状態で、第１フェルール４０は、第１ハウジング３０に対して相対移動可能となるように第１ハウジング３０に収容されている。一方、第２フェルール１４０は、第２ハウジング１３０に対して相対移動可能となるように第２ハウジング１３０に収容されている。このように、互いに結合された第１フェルール４０及び第２フェルール１４０は、第１ハウジング３０および第２ハウジング１３０に対して浮動する状態でハウジングに収容されている。

このため、互いに結合された第１光コネクタ１０及び第２光コネクタ１００に外力が加わった場合でも、外力が第１ハウジング３０及び第２ハウジング１３０から第１フェルール４０及び第２フェルール１４０に直接伝わらない。このため、第１光ファイバ５２と第２光ファイバ１５２との間の光結合は、外力による悪影響を受けにくくなる。従って、信頼性が改善された光コネクタ結合システム１を提供することができる。

また、本実施形態に係る光コネクタ結合システム１によれば、第１レンズアレイ８０又は第２レンズアレイ１８０に一対のガイドピンを設ける必要がなく、スペーサ部６０に一対の第１ガイドピン６４を設ければよい。

つまり、スペーサ部６０を第１レンズアレイ８０に取付けることで、第１光コネクタ１０を雄型コネクタとして使用できる。一方、スペーサ部６０を第２レンズアレイ１８０に取付けることで、第２光コネクタ１００を雄型コネクタとして用いることができる。このように、スペーサ部６０が取り付けられた光コネクタを雄型コネクタとして使用できる。これにより、ガイドピンが一体的に形成された雄型コネクタを予め用意する必要がない。従って、製造コストを低減できる光コネクタ結合システム１を提供することができる。

また、本実施形態に係る光コネクタ結合システム１によれば、スペーサ部６０は、第１フェルール４０と係合する係合ラッチ６５を有する。これにより、互いに結合された第１フェルール４０と第２フェルール１４０を取り外すときに、スペーサ部６０が、不意に第１レンズアレイ８０から取り外される状況を防ぐことができる。従って、取扱いが容易な光コネクタ結合システム１を提供することができる。

（第１光ファイバ５２と第２光ファイバ１５２との間の光結合）
次に、図９を参照して、第１光ファイバ５２と第２光ファイバ１５２との間の光結合について以下に説明する。図９は、図８に示した第１光ファイバ５２と第２光ファイバ１５２との間の光結合を説明するための模式図である。

尚、第１フェルール４０に保持される複数の第１光ファイバ５２のうち、受信側光ファイバを第１光ファイバ５２ａと称し、送信側光ファイバを第１光ファイバ５２ｂと称する。同様に、第２フェルール１４０に保持される複数の第２光ファイバ１５２のうち、送信側光ファイバを第２光ファイバ１５２ａと称し、受信側光ファイバを第２光ファイバ１５２ｂと称する。

さらに、第１レンズアレイ８０は、複数のＧＲＩＮレンズ８２を有し、第1光インターフェース部ＩＦ−１を構成する。複数のＧＲＩＮレンズ８２のうち、第１光ファイバ５２ａと光学的に接続されたＧＲＩＮレンズをＧＲＩＮレンズ８２ａと称し、第１光ファイバ５２ｂと光学的に接続されたＧＲＩＮレンズをＧＲＩＮレンズ８２ｂと称する。

同様に、第２レンズアレイ１８０は、複数のＧＲＩＮレンズ１８２を有し、第２光インターフェース部ＩＦ−２を構成する。複数のＧＲＩＮレンズ１８２のうち、第２光ファイバ１５２ａと光学的に接続されたＧＲＩＮレンズをＧＲＩＮレンズ１８２ａと称し、第２光ファイバ１５２ｂと光学的に接続されたＧＲＩＮレンズをＧＲＩＮレンズ１８２ｂと称する。

第１光ファイバ５２ｂと第２光ファイバ１５２ｂとの間の光結合について以下に説明する。第１光ファイバ５２ｂ内を＋Ｚ方向に伝搬し、ＧＲＩＮレンズ８２ｂに入射した光ビームは、ＧＲＩＮレンズ８２ｂによって拡大されて、開口部６２に向けて出射される。ＧＲＩＮレンズ８２ｂは、第１光ファイバ５２ｂからされた発散光をコリメートし、発散光を略平行な光ビームに変換する。

ＧＲＩＮレンズ８２ｂによって拡大された光ビームは、開口部６２内を＋Ｚ方向に伝搬し、ＧＲＩＮレンズ１８２ｂに入射すると、ＧＲＩＮレンズ１８２ｂによって第２光ファイバ１５２ｂの端面に集光され、第２光ファイバ１５２ｂ内を＋Ｚ方向に伝搬する。このように、第１光ファイバ５２ｂと第２光ファイバ１５２ｂは、第1光インターフェース部ＩＦ−１と第２光インターフェース部ＩＦ−２を介して、互いに光学的に結合される。

同様に、第２光ファイバ１５２ａ内を−Ｚ方向に伝搬し、ＧＲＩＮレンズ１８２ａに入射した光ビームは、ＧＲＩＮレンズ１８２ａによって拡大されて、開口部６２に向けて出射される。

ＧＲＩＮレンズ１８２ａによって拡大された光ビームは開口部６２内を−Ｚ方向に伝搬し、ＧＲＩＮレンズ８２ａに入射すると、ＧＲＩＮレンズ８２ａによって第１光ファイバ５２ａの端面に集光され、第１光ファイバ５２ａ内を−Ｚ方向に伝搬する。このように、第２光ファイバ１５２ａと第１光ファイバ５２ａは、第1光インターフェース部ＩＦ−１と第２光インターフェース部ＩＦ−２を介して、互いに光学的に結合される。

本実施形態に係る光コネクタ結合システム１によれば、第１光インターフェース部ＩＦ−１と第２光インターフェース部ＩＦ−２との間では、光ビームは拡大されている。このように、本実施形態の光コネクタ結合システム１によれば、拡大光ビームの態様にて光の授受を行うことにより、光結合方向（Ｚ軸方向）と直交する面内（ＸＹ面内）における第１光コネクタ１０と第２光コネクタ１００との間の軸ずれによって生じる接続損失を抑えることができる。従って、軸ずれによる光学特性の低下が小さい（トレランスが大きい）光結合構造が提供される。また、これにより第１光コネクタ１０と第２光コネクタ１００との間を位置決めするガイドピンに高い加工精度が要求されないので、光学特性の良い光コネクタ結合システム１を低コストにて提供できる。本実施形態の一例では、第１ガイドピン６４及び第２ガイドピン６８の加工精度を、マルチモード光ファイバ同士を光結合するための光コネクタに通常用いられるガイドピンと同様の加工精度にできる。この場合、第１ガイドピン６４の直径と一対のガイド穴１８４の内径との差、及び、第２ガイドピン６８の直径と一対のガイド穴８４の内径との差は、例えば２μｍ以下である。

通常、シングルモード光ファイバ同士は、前述のシングルモード光ファイバ用のガイドピンを用いて光結合される。この場合には、ガイドピンの直径とガイド穴の内径との差は１μｍ以下とされる。一方、本実施形態の光コネクタ結合システム１によれば、第１ガイドピン６４の直径と一対のガイド穴１８４の内径との差、及び、第２ガイドピン６８の直径と一対のガイド穴８４の内径との差が１μｍより大きく２μｍ以下である場合でも、第２光ファイバ１５２ａと第１光ファイバ５２ａとの間の光学特性の低下が小さい。このように、光コネクタ結合システム１の製造コストを低減できる。

（第１変形例）
次に、図１０及び図１１を参照して、第１実施形態に係る光コネクタ結合システム１の第１変形例について説明する。図１０は、第１フェルール４０及びその近傍を示す斜視図である。図１１は、図１０に示したスペーサ部１６０及び第１レンズアレイ８０のＹ軸方向に直交する断面図を示している。

第１変形例に係る光コネクタ結合システムは、スペーサ部１６０が第１レンズアレイ８０と一体形成されている点で、第１実施形態に係る光コネクタ結合システム１と主に異なる。従って、以下の説明では、スペーサ部１６０の構成についてのみ言及する。尚、第１実施形態で説明した部材と同一の参照番号を有する部材は同一の構成を有するので、その説明は省略する。

図１０及び図１１に示すように、スペーサ部１６０は、第１フェルール４０の第１レンズアレイ８０と一体的に形成されている。スペーサ部１６０は、ベース部１６３と、一対のガイドピン１６４（第１ガイド部）とを備えている。ベース部１６３は、第１面１６１ａと、第２面１６１ｂと、第３面１６７ａと、第４面１６７ｂとを有する。前面８８ａは、第１光インターフェース部ＩＦ−１を含む。第２面１６１ｂは、第１面１６１ａよりＺ軸方向において第２光インターフェース部ＩＦ−２側に（＋Ｚ方向に突出して）配置される。図１０に示すように、第３面１６７ａは、Ｚ軸方向において第１面１６１ａと第２面１６１ｂとの間に配置され、第１面１６１ａに連続するように設けられる。第４面１６７ｂは、第３面１６７ａと反対側に位置し、第２面１６１ｂに連続するように設けられる。第３面１６７ａと第４面１６７ｂは、第１光インターフェース部ＩＦ−１を挟んで互いに対向している。

第１変形例に係る光コネクタ結合システムにおいては、スペーサ部１６０の第２面１６１ｂが第２フェルール１４０の端部に当接することによって、第1光インターフェース部ＩＦ−１と第２光インターフェース部ＩＦ−２とが離間した状態で対向する。

スペーサ部１６０は、ＧＲＩＮレンズ８２から出射された拡大された光ビームを透過させるように構成された開口部１６２（透光部）をさらに有する。開口部１６２は、Ｚ軸方向において、第１面１６１ａから第２面１６１ｂに延びるように形成されており、第１光インターフェース部ＩＦ−１を露出させている。さらに、開口部１６２は、Ｙ軸方向において、第３面１６７ａから第４面１６７ｂに延びるように形成されている。このように、開口部１６２はベース部１６３によって規定される。

また、開口部１６２の開口面積は、第１光インターフェース部ＩＦ−１側から、第２光インターフェース部ＩＦ−２側（図示せず）に向けて（＋Ｚ方向に向けて）徐々に大きくなっている。これにより、第１光インターフェース部ＩＦ−１の清掃を容易に行うことができる。

また、開口部１６２を規定する内壁面１６９のうち、第１光インターフェース部ＩＦ−１側の根本部１６９ａは、滑らかな曲線を有するラウンド形状に形成されている。これにより、綿棒やエアーブローにより、第１面１６１ａと内壁面１６９との境界部分に溜まるゴミを容易に除去することができる。

第１変形例に係る光コネクタ結合システムによれば、スペーサ部１６０を第１フェルール４０と一体的に形成することができる。このように、スペーサ部１６０として機能する構成要素を別途用意する必要がないので、製造コストを低減できる光コネクタ結合システムを提供することができる。

さらに、図１０に示すように、開口部１６２は、第３面１６７ａから第４面１６７ｂに延びるように形成されている。これにより、綿棒やエアーブローによって第１光インターフェース部ＩＦ−１に付着したゴミを容易に除去することができる。

このように、メンテナンスが比較的容易な光コネクタ結合システムを提供することができる。また、第１変形例の説明では、スペーサ部１６０を、第１フェルール４０に設けているが、第２フェルール１４０に設けてもよい。また、スペーサ部１６０を第１フェルール４０と第２フェルール１４０の双方に設けても良い。

（第２変形例）
次に、図１２を参照して、第１実施形態に係る光コネクタ結合システム１の第２変形例を説明する。図１２は、第１フェルール４０−２とスペーサ部２６０を示す斜視図である。

第２変形例に係る光コネクタ結合システムは、スペーサ部２６０が、第１フェルール４０−２と一体形成されている点で、第１実施形態及び第１変形例に係る光コネクタ結合システムと相違する。

図１２に示すように、第１フェルール４０−２は、第１光ファイバの端部を保持する第１本体部２４５と、第1光インターフェース部ＩＦ−１とを備える。第1光インターフェース部ＩＦ−１は、複数の凸レンズ２８２を備える。
スペーサ部２６０は、ベース部２６３と、ガイドピン２６４と、ガイド穴２６８とを備える。ガイドピン２６４は、ベース部２６３の第２面２６１ｂから＋Ｚ方向に突出し、ガイド穴２６８は、ベース部２６３の第２面２６１ｂから−Ｚ方向に延びる。

ベース部２６３には、複数の凸レンズ２８２を外部に露出させる開口部２６２が形成されている。開口部２６２は、凸レンズ２８２に入出射する光ビームを透過させる透光部として機能する。

複数の凸レンズ２８２は、Ｘ軸方向に平行に配列している。各凸レンズ２８２は、第１フェルール４０−２によって保持される対応する光ファイバ（図示せず）と光学的に結合されている。さらに、各凸レンズ２８２は、対応する光ファイバから出射された光ビームを拡大して出射する。また、各凸レンズ２８２は、図示しない第２フェルール１４０−２の第２インターフェース部ＩＦ−２から出射された光ビームを対応する光ファイバに集光するように構成されている。

スペーサ部２６０が一体形成された第１フェルール４０−２（スペーサ付き第１フェルールと称する）と、スペーサ付き第１フェルールと同様の構成を有するスペーサ部２６０が一体形成された第２フェルール１４０−２（スペーサ付き第２フェルールと称する）を用意し、一方のガイドピン２６４と他方のガイド穴２６８を互いに結合させる。この状態で、スペーサ付き第１フェルールとスペーサ付き第２フェルールの前面２６０ａを互いに当接させることにより、第１光インターフェース部ＩＦ−１と第２光インターフェース部ＩＦ−２を、間隔をあけて対向させる。このように、第２変形例に係る光コネクタ結合システムにおいては、スペーサ部２６０を介して、第１フェルール４０−２と第２フェルール１４０−２同士が互いに位置決めされて結合される。

以上、本発明の実施形態について説明をしたが、本発明の技術的範囲が本実施形態の説明によって限定的に解釈されるべきではないのは言うまでもない。本実施形態は一例であって、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、様々な実施形態の変更が可能であることが当業者によって理解されるところである。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲に記載された発明の範囲及びその均等の範囲に基づいて定められるべきである。

例えば、第１実施形態では、第１光インターフェース部ＩＦ−１及び第２光インターフェース部ＩＦ−２はＧＲＩＮレンズ含むが、ＧＲＩＮレンズの代わりに、第２変形例で説明した凸レンズ２８２を用いることができる。

１：光コネクタ結合システム
２：アダプタ
１０：第１光コネクタ
１２：治具ガイドピン
２０：ブーツ
２３：キャビティ
２４ａ：係合部
２４ｂ：係合部
３０：第１ハウジング
３４：係合部
３６：内壁面
４０：第１フェルール
４０−２：第１フェルール
４１：窓部
４２：光ファイバ保持孔
４４：ガイドピン挿入穴
４５：第１本体部
４６：凹部
４７：後端部
４８：前面
５０：光ケーブル
５２：第１光ファイバ
５２ａ：第１光ファイバ
５２ｂ：第１光ファイバ
５３：被覆
６０：スペーサ部
６２：開口部（透光部）
６３：ベース部
６３ａ：前面
６３ｂ：後面
６４：第１ガイドピン（第１ガイド部）
６５：係合ラッチ
６５ａ：係合片
６５ｂ：アーム
６８：第２ガイドピン
７０：バネ
８０：第１光インターフェース部
８２：ＧＲＩＮレンズ
８２ａ：ＧＲＩＮレンズ
８２ｂ：ＧＲＩＮレンズ
８４：ガイド穴（第２ガイド部）
８８ａ：前面
８８ｂ：後面
９０：ラッチ
１００：第２光コネクタ
１２０：ブーツ
１３０：第２ハウジング
１３４：係合部
１３６：内壁面
１４０：第２フェルール
１４０−２：第２フェルール
１４４：ガイドピン挿入穴
１４５：第２本体部
１４７：後端部
１５０：光ケーブル
１５２：第２光ファイバ
１５２ａ：第２光ファイバ
１５２ｂ：第２光ファイバ
１５３：被覆
１６０：スペーサ部
１６１ａ：第１面
１６１ｂ：第２面
１６２：開口部（透光部）
１６３：ベース部
１６４：ガイドピン（第１ガイド部）
１６７ａ：第３面
１６７ｂ：第４面
１６９：内壁面
１６９ａ：根本部
１７０：バネ
１８０：第２光インターフェース部
１８２：ＧＲＩＮレンズ
１８２ａ：ＧＲＩＮレンズ
１８２ｂ：ＧＲＩＮレンズ
１８４：ガイド穴（第２ガイド部）
２４５：第１本体部
２６０：スペーサ部
２６１ｂ：第２面
２６２：開口部（透光部）
２６３：ベース部
２６４：ガイドピン
２６８：ガイド穴
２８２：凸レンズ
ＩＦ−１：第１光インターフェース部
ＩＦ−２：第２光インターフェース部

Claims

第１光ファイバと、
前記第１光ファイバの端部を保持する第１保持部と、
前記第１光ファイバと光学的に結合され、前記第１光ファイバから出射された光ビームを拡大して出射する第１光インターフェース部と、を備える第１フェルールと、
前記第１フェルールを収容する第１ハウジングと、
を備えた第１光コネクタと、
第２光ファイバと、
前記第２光ファイバの端部を保持する第２保持部と、
前記第２光ファイバと光学的に結合され、前記第１光インターフェース部から出射された光ビームを前記第２光ファイバに集光するように構成された第２光インターフェース部と、を備える第２フェルールと、
前記第２フェルールを収容する第２ハウジングと、
を備えた第２光コネクタと、
前記第１光インターフェース部及び前記第２光インターフェース部を互いに離間させるように、前記第１フェルール及び前記第２フェルールのうち一方のフェルールに配置されたスペーサ部と、
前記第１光コネクタ及び前記第２光コネクタが互いに対向するように、前記第１光コネクタ及び前記第２光コネクタを収容し、前記第１ハウジング及び前記第２ハウジングと係合するアダプタと、を備え、
前記第１フェルールと前記第２フェルールが互いに位置決めされた状態で、前記第１光ファイバは、前記第１光インターフェース部及び前記第２光インターフェース部を介して、前記第２光ファイバに光学的に結合され、
前記スペーサ部は、前記拡大された光ビームを透過させる透光部と、ベース部と、第１ガイド部と、を有し、
前記ベース部は、前記一方のフェルールに対して着脱可能であって、
前記第１ガイド部は、前記第１フェルールと前記第２フェルールとを位置決めするように構成されている、
光コネクタ結合システム。
前記第１フェルールと前記第２フェルールが互いに位置決めされた状態で、前記第１フェルールは、前記第１ハウジングに対して相対移動可能となるように前記第１ハウジングに収容されていると共に、前記第２フェルールは、前記第２ハウジングに対して相対移動可能となるように前記第２ハウジングに収容されている請求項１に記載の光コネクタ結合システム。
前記第１フェルール及び前記第２フェルールのうち他方のフェルールは、第２ガイド部を有し、
前記第１フェルールと前記第２フェルールは、前記第１ガイド部と前記第２ガイド部によって互いに位置決めされ、
前記第１ガイド部は、前記ベース部上に設けられた一対のガイドピンであり、
前記第２ガイド部は、前記他方のフェルールに形成された一対のガイド穴である、請求項１に記載の光コネクタ結合システム。
前記スペーサ部は、前記第１フェルール及び前記第２フェルールのうち何れか一方と係合するように構成された係合ラッチをさらに有する請求項３に記載の光コネクタ結合システム。
前記第１光ファイバ及び前記第２光ファイバは、シングルモード光ファイバであり、
前記第１フェルール及び前記第２フェルールのうち少なくとも一方には、ガイド穴が形成されており、
前記第１フェルールと前記第２フェルールは、マルチモード光ファイバ用のガイドピンが前記ガイド穴に挿入されることで互いに位置決めされる請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の光コネクタ結合システム。