JP6459334B2 - フェルール及び光接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、フェルールに関する。

特許文献１には、光伝送用の光学部品が開示されている。この光学部品では、光ファイバをそれぞれ保持する一対のレンズ付きフェルールを対向させることにより、光ファイバ同士を光学的に接続する。一対のレンズ付きフェルールは、互いに同軸のガイドピン孔をそれぞれ有しており、これらのガイドピン孔にガイドピンが挿入されることにより、互いに位置決めされる。

特開２００８−１５１８４３号公報

光ファイバを保持するフェルールを間隔をあけて対向させると、フェルールと空気との界面において反射戻り光が生じ、光出力側の機器に影響を及ぼしてしまうという問題がある。例えば、特許文献１に記載された光学部品では、フェルールに一体成形されたレンズと空気との界面において反射戻り光が生じてしまう。この光学部品では、光ファイバから出射されるビームの光軸と、レンズの光軸と、フェルール間におけるビームの光軸とが全て一致しているので、レンズ面によって反射された光は、レンズにより集光され、光ファイバに結合してしまう。

本発明は、反射戻り光を低減することができるフェルールを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の一実施形態によるフェルールは、互いに接続可能な一対のフェルールを構成する一方のフェルールであって、第一方向に複数並んで配置されるとともに、第一方向と直交する第二方向において一段もしくは複数段にわたって配置され、光導波路部材を保持することによって、第一方向及び第二方向と直交する第三方向に延びる第一光軸を提供する複数の保持部と、複数の保持部にそれぞれ保持される光導波路部材において入射もしくは出射される光を通過させるとともに、一対のフェルールを構成する他方のフェルールと対向する光入出射面と、複数の保持部のそれぞれと光入出射面との間の光軸上に配置された複数のレンズと、他方のフェルールとの第一方向及び第二方向における相対位置を規定する二つ以上のガイド部とを備え、光入出射面と他方のフェルールとの間の第二光軸が第三方向に対して傾斜しており、二つ以上のガイド部の位置関係が、第三方向に延びる基準軸線周りに１８０°回転対称であり、複数のレンズは、基準軸線と交わり第一方向または第二方向に平行な直線に対して線対称な位置から、第二光軸の傾斜方向とは逆の方向に偏って配置されている。

本発明によるフェルールによれば、反射戻り光を低減することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るフェルールを備える光接続構造の外観を示す斜視図である。 図２は、一方のフェルールを斜め下方から見た斜視図である。 図３は、一対のフェルールにおける光軸を説明するための図であって、ＹＺ平面に沿ったフェルールの側断面を模式的に示している。 図４は、一対のフェルールのそれぞれを前端側から見た正面図である。図４（ａ）は一方のフェルールの前端を示し、図４（ｂ）は他方のフェルールの前端を示す。 図５は、Ｙ方向における複数のレンズ３１のオフセット量、すなわちＹ方向における第一光軸Ｌ１のオフセット量の計算方法を示す図である。 図６は、上記実施形態の第１変形例に係る光接続構造の構成を示す図であって、（ａ）一方のフェルール及び（ｂ）他方のフェルールを前端側から見た正面図である。 図７は、上記実施形態の第２変形例に係る光接続構造の構成を示す図であって、（ａ）一方のフェルール及び（ｂ）他方のフェルールを前端側から見た正面図である。 図８は、上記実施形態の第３変形例に係る光接続構造の構成を示す図であって、（ａ）一方のフェルール及び（ｂ）他方のフェルールを前端側から見た正面図である。 図９は、上記実施形態の第４変形例に係る光接続構造の構成を示す図であって、一対のフェルールにおける光軸を説明するために、ＹＺ平面に沿ったフェルールの側断面を模式的に示している。 図１０は、図９に示された光接続構造を更に改良した構成を示す図である。 図１１は、本発明の第２実施形態に係るフェルールの側断面を概略的に示す図である。 図１２は、本発明の第３実施形態に係る光接続構造の構成を示す図であって、ＸＺ平面に沿った断面の模式図である。 図１３は、一対のフェルールのそれぞれを前端側から見た正面図である。図１３（ａ）は一方のフェルールの前端を示し、図１３（ｂ）は他方のフェルールの前端を上下反転させて示す。 図１４は、第３変形例に係る光接続構造の構成を示す図であって、（ａ）一方のフェルール及び（ｂ）他方のフェルールを前端側から見た正面図である。

［本願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。本発明の一実施形態によるフェルールは、互いに接続可能な一対のフェルールを構成する一方のフェルールであって、第一方向に複数並んで配置されるとともに、第一方向と直交する第二方向において一段もしくは複数段にわたって配置され、光導波路部材を保持することによって、第一方向及び第二方向と直交する第三方向に延びる第一光軸を提供する複数の保持部と、複数の保持部にそれぞれ保持される光導波路部材において入射もしくは出射される光を通過させるとともに、一対のフェルールを構成する他方のフェルールと対向する光入出射面と、複数の保持部のそれぞれと光入出射面との間の光軸上に配置された複数のレンズと、他方のフェルールとの第一方向及び第二方向における相対位置を規定する二つ以上のガイド部とを備え、光入出射面と他方のフェルールとの間の第二光軸が第三方向に対して傾斜しており、二つ以上のガイド部の位置関係が、第三方向に延びる基準軸線周りに１８０°回転対称であり、複数のレンズは、基準軸線と交わり第一方向または第二方向に平行な直線に対して線対称な位置から、第二光軸の傾斜方向とは逆の方向に偏って配置されている。

このフェルールでは、光導波路部材を保持する保持部によって提供される第一光軸（すなわち光導波路部材の光軸）に対し、光入出射面と他方のフェルールとの間の第二光軸が傾斜している。これにより、光入出射面（すなわちフェルールと空気との界面）における反射光が光導波路部材に戻ることを抑制できる。したがって、このフェルールによれば、反射戻り光を低減することができる。また、このフェルールでは、二つ以上のガイド部の位置関係が基準軸線周りに１８０°回転対称であり、且つ、複数のレンズの配置は、基準軸線と交わり第一方向または第二方向に平行な直線に対して線対称な位置から、第二光軸の傾斜方向とは逆の方向に偏っている。これにより、当該フェルールの中心軸線と、同様のガイド部及びレンズ配置を有する他方のフェルールの中心軸線とを互いに一致させ、且つ他方のフェルールを上下反転させた状態で、これらのフェルールを接続することができる。すなわち、上記のフェルールによれば、フェルール間の第二光軸が傾斜していてもフェルール同士を好適に接続することができる。

また、上記のフェルールでは、第二方向における保持部の段数が、第一方向に並ぶ保持部の数よりも少なく、複数のレンズが、基準軸線と交わり第一方向に平行な直線に対して線対称な位置から、第二光軸の傾斜方向とは逆の方向に偏って配置されており、第二光軸が第二方向に傾斜してもよい。これにより、第二光軸を容易に傾斜させることができる。

また、上記のフェルールでは、二以上のガイド部が、第一ガイド部と、他方のフェルールの第一ガイド部と接続可能な第二ガイド部とを含み、第一ガイド部と第二ガイド部との位置関係が、基準軸線周りに１８０°回転対称であってもよい。これにより、一対のフェルールが互いに安定して固定されるので、信頼性の高いコネクタ嵌合構造を提供できる。なお、第一ガイド部は、例えば光入出射面から突出したガイドピンであることができ、第二ガイド部は、例えば光入出射面に形成され、ガイドピンと嵌合するガイド孔であることができる。また、この場合、第一ガイド部と第二ガイド部との位置関係は、基準軸線と交わり第一方向に平行な直線に対して線対称であると尚良い。これにより、同一形状のフェルールの一方を上下反転させて他方と対向配置させることで、フェルール同士を好適に接続することができる。したがって、フェルール形状を共通化し、コネクタ嵌合構造のコストを低減できる。

また、上記のフェルールでは、二以上のガイド部が、基準軸線と交わり第一方向に平行な直線上に配置されてもよい。これにより、一対のフェルールが互いに安定して固定されるので、信頼性の高いコネクタ嵌合構造を提供できる。

また、上記のフェルールでは、第二方向における保持部の段数が、第一方向に並ぶ保持部の数よりも少なく、複数のレンズは、基準軸線と交わり第二方向に平行な直線に対して線対称な位置から、第二光軸の傾斜方向とは逆の方向に偏って配置されており、第二光軸は第一方向に傾斜していてもよい。これにより、第二光軸を容易に傾斜させることができる。また、この場合においても、二以上のガイド部が、基準軸線と交わり第一方向に平行な直線上に配置されてもよい。これにより、一対のフェルールが互いに安定して固定されるので、信頼性の高いコネクタ嵌合構造を提供できる。

また、上記のフェルールでは、二以上のガイド部が、第一ガイド部と、他方のフェルールの第一ガイド部と接続可能な第二ガイド部とを含み、第一ガイド部と第二ガイド部との位置関係が、基準軸線と交わり第二方向に平行な直線に対して線対称であってもよい。これにより、一対のフェルールが互いに安定して固定されるので、信頼性の高いコネクタ嵌合構造を提供できる。

［本願発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係るフェルールの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。なお、理解の容易のため、各図にはＸＹＺ直交座標系が示されている。

図１は、本発明の一実施形態に係るフェルールを備える光接続構造１Ａの外観を示す斜視図である。図１に示されるように、光接続構造１Ａは、互いに接続される一対のフェルール１０を備えている。各フェルール１０は、互いに同一の構成を有する透明な樹脂製の部材である。各フェルール１０は、略直方体状の外観を有しており、接続方向（図中のＺ方向）に並ぶ前端１０ａ及び後端１０ｂを有する。これらのフェルール１０は、互いの前端１０ａ同士を対向させつつ、所定の接続方向（Ｚ方向）に沿って互いに接続される。また、フェルール１０は、挿入部１５を有する。挿入部１５は後端１０ｂに形成されており、挿入部１５には、複数本の光ファイバＦ２（図３を参照）を含む光ファイバ束Ｆ１が挿入されている。一方のフェルール１０に取り付けられた光ファイバは、一方及び他方のフェルール１０を介して、他方のフェルール１０に取り付けられた光ファイバＦ２と光学的に結合される。なお、以下の説明では、一対のフェルール１０のうち一方の構成について主に述べるが、他方のフェルール１０の構成も同様である。

図２は、一方のフェルール１０を斜め下方から見た斜視図である。図２に示されるように、本実施形態のフェルール１０は、平坦な表面である光入出射面２１と、二つ以上のガイド部４０とを前端１０ａに有する。光入出射面２１は、Ｘ方向（第一方向）及びＹ方向（第二方向）に沿って延びており、光ファイバ束Ｆ１を構成する各光ファイバＦ２（図３参照）において入射もしくは出射される光を通過させる。光入出射面２１は、他方のフェルール１０の光入出射面２１と対向する。

光入出射面２１には、（Ｎ×Ｍ）個のレンズ３１が配置されている。なお、Ｎは２以上の整数であり、Ｍは１以上の整数である。言い換えれば、Ｘ方向に並ぶＮ個のレンズ３１からなるレンズ列が、Ｙ方向において一段もしくは複数段にわたって配置されている。本実施形態では、Ｙ方向におけるレンズ３１の段数はＸ方向に並ぶレンズ３１の数よりも少ない。すなわちＮ＞Ｍである。一例として、図２にはＮ＝８、Ｍ＝４の場合が示されている。レンズ３１は、例えばフェルール１０に埋め込まれたＧＲＩＮレンズである。ＧＲＩＮレンズは、中心から外周に向かって屈折率が徐々に低くなるように構成されたＧＩ（Graded Index）ファイバである。

二つ以上のガイド部４０は、他方のフェルール１０とのＸ方向及びＹ方向における相対位置を規定する。本実施形態では、４つのガイド部４０が前端１０ａの四隅それぞれに配置されている。二以上のガイド部４０には、第一ガイド部４１、及び他方のフェルール１０の第一ガイド部４１と接続可能な第二ガイド部４２が含まれる。第一ガイド部４１は、例えば光入出射面２１からＺ方向に突出するガイドピンである。また、第二ガイド部４２は、例えば光入出射面２１に形成され、他方のフェルール１０のガイドピンと嵌合するガイド孔である。なお、第一ガイド部４１及び第二ガイド部４２の配置については後に詳しく述べる。

図３は、一対のフェルール１０における光軸を説明するための図であって、ＹＺ平面に沿ったフェルール１０の側断面を模式的に示している。図３に示されるように、一対のフェルール１０は、一方が他方に対して上下方向に反転した状態で互いに対向する。各フェルール１０は、光ファイバＦ２（光導波路部材）を収容して保持するための複数の保持孔１６（保持部）を有する。なお、光ファイバＦ２は、シングルモードファイバ及びマルチモードファイバのいずれであってもよい。複数の保持孔１６は、図２に示された複数のレンズ３１と同様の配列で形成されている。すなわち、複数の保持孔１６は、Ｘ方向にＮ個並んで配置されるとともに、Ｙ方向において一段もしくは複数段にわたって配置されている。複数の保持孔１６は、光ファイバＦ２を保持することによって、Ｚ方向に延びる第一光軸Ｌ１を提供する。なお、第一光軸Ｌ１は、光ファイバＦ２のコアの光軸と一致する。

複数のレンズ３１は、複数の保持孔１６それぞれと光入出射面２１との間の光軸上に配置されている。本実施形態では、レンズ３１の光軸（中心軸線）と、第一光軸Ｌ１とがＹ方向において僅かにずれている。これにより、光ファイバＦ２において入射若しくは出射される光の光軸がレンズ３１内部の屈折率分布によって僅かに曲がる。さらに、当該光はレンズ３１と空気との間の界面（光入出射面２１）で、さらに曲がる。これにより、一方のフェルール１０の光入出射面２１と、他方のフェルール１０の光入出射面２１との間の第二光軸Ｌ２は、Ｚ方向に対してＹ方向に傾斜することとなる。一方のフェルール１０の光ファイバＦ２から第一光軸Ｌ１に沿って出射された光は、該フェルール１０のレンズ３１によって平行化（コリメート）されたのち第二光軸Ｌ２に沿って進み、他方のフェルール１０のレンズ３１によって集光されて、該フェルール１０の光ファイバＦ２に入射する。

図４は、一対のフェルール１０のそれぞれを前端１０ａ側から見た正面図である。図４（ａ）は一方のフェルール１０の前端１０ａを示し、図４（ｂ）は他方のフェルール１０の前端１０ａを示す。図４に示されるように、フェルール１０において２つ以上のガイド部４０の位置関係は、Ｚ方向に延びる基準軸線Ａ１の周りに１８０°回転対称となっている。例えば、本実施形態のフェルール１０は２つの第一ガイド部４１と２つの第二ガイド部４２とを備えており、１つの第一ガイド部４１と１つの第二ガイド部４２とが基準軸線Ａ１の周りに１８０°回転対称となっており、他の１つの第一ガイド部４１と他の１つの第二ガイド部４２とが基準軸線Ａ１の周りに１８０°回転対称となっている。更に、第一ガイド部４１と第二ガイド部４２との位置関係は、基準軸線Ａ１と交わりＸ方向に平行な直線Ａ２に対して線対称となっている。なお、基準軸線Ａ１は、Ｚ方向に沿ったフェルール１０の中心軸線であり、２つ以上のガイド部４０の間の中心点を通る。

具体的には、１つの第一ガイド部４１及び１つの第二ガイド部４２はＸ方向における前端１０ａの一端寄りに配置され、他の１つの第一ガイド部４１及び他の１つの第二ガイド部４２はＸ方向における前端１０ａの他端寄りに配置されている。そして、２つの第一ガイド部４１はＹ方向における前端１０ａの一端寄りに配置され、２つの第二ガイド部４２はＹ方向における前端１０ａの他端寄りに配置されている。

また、図４に示されるように、複数のレンズ３１は、直線Ａ２に対して線対称な位置から、第二光軸Ｌ２の傾斜方向（一方のフェルール１０ではＹ軸の負の向き、他方のフェルール１０ではＹ軸の正の向き）とは逆の方向に偏って（直線Ａ２に対して非対称に）配置されている。言い換えれば、複数のレンズ３１は、Ｘ方向に平行な直線Ａ３に対して線対称に配置されており、当該直線Ａ３が、ガイド部４０の対称線である直線Ａ２に対してＹ方向に距離Ｈ１だけオフセットされている。これにより、傾斜した第二光軸Ｌ２を介して、一方のフェルール１０の複数のレンズ３１それぞれと、他方のフェルール１０の複数のレンズ３１それぞれとが、好適に光結合される。

図５は、Ｙ方向における複数のレンズ３１のオフセット量、すなわちＹ方向における第一光軸Ｌ１のオフセット量の計算方法を示す図である。図５に示されるように、一対のフェルール１０が対向して接続されたときの、一方のフェルール１０のレンズ３１と他方のフェルール１０のレンズ３１との距離を２ｄ、（光ファイバＦ２とレンズ３１との間で屈折する前の）第一光軸Ｌ１と第二光軸Ｌ２との成す角をθとする。このとき、２つの第一光軸Ｌ１間の中心軸線Ａ４からの第一光軸Ｌ１のオフセット量Ｈ１は、次の数式
ｔａｎθ＝Ｈ１／ｄ
を満たすように設定されるとよい。

以上に説明した本実施形態のフェルール１０によって得られる効果について説明する。本実施形態のフェルール１０では、図３に示されたように、光ファイバＦ２を保持する保持孔１６によって提供される第一光軸Ｌ１（すなわち光ファイバＦ２の光軸）に対し、光入出射面２１と他方のフェルール１０との間の第二光軸Ｌ２が傾斜している。これにより、光入出射面２１（すなわちフェルール１０と空気との界面）において生じる反射光が光ファイバＦ２に戻ることを抑制できる。したがって、このフェルール１０によれば、反射戻り光を低減することができる。

また、図４に示されたように、このフェルール１０では、二つ以上のガイド部４０の位置関係が基準軸線Ａ１周りに１８０°回転対称であり、且つ、複数のレンズ３１の配置は、直線Ａ２に対して線対称な位置から、第二光軸Ｌ２の傾斜方向とは逆の方向に偏っている。すなわち、複数のレンズ３１の配置は、直線Ａ２に対して非対称である。これにより、一方のフェルール１０の中心軸線と、他方のフェルール１０の中心軸線とを互いに一致させ、且つ他方のフェルール１０を上下反転させた状態で、これらのフェルール１０を互いに接続することができる。すなわち、本実施形態のフェルール１０によれば、フェルール１０間の第二光軸Ｌ２が傾斜していても、互いに同一形状のフェルール１０同士を好適に接続することができる。

また、図４に示されたように、二以上のガイド部４０が第一ガイド部４１と第二ガイド部４２とを含み、これらの位置関係が基準軸線Ａ１周りに１８０°回転対称であることが好ましい。これにより、一対のフェルール１０が互いに安定して固定されるので、信頼性の高いコネクタ嵌合構造を提供できる。また、この場合、図４に示されたように、第一ガイド部４１と第二ガイド部４２との位置関係は直線Ａ２に対して線対称であると尚良い。これにより、同一形状のフェルール１０の一方を上下反転させて他方と対向配置させることで、フェルール１０同士を好適に接続することができる。したがって、フェルール１０形状を共通化し、コネクタ嵌合構造のコストを低減できる。

（第１変形例）
図６は、上記実施形態の第１変形例に係る光接続構造の構成を示す図であって、（ａ）一方のフェルール１０Ａ及び（ｂ）他方のフェルール１０Ａを前端１０ａ側から見た正面図である。なお、図６（ｂ）は、フェルール１０Ａを上下反転して示している。本変形例のフェルール１０Ａと上記実施形態のフェルール１０との相違点は、ガイド部の構成である。すなわち、本変形例における２つのガイド部４０の位置関係は、基準軸線Ａ１周りに１８０°回転対称であり、且つ、Ｚ方向から見て直線Ａ２上にそれぞれ配置されている。具体的には、一方のガイド部４０は前端１０ａにおける直線Ａ２の一端寄りに配置され、他方のガイド部４０は前端１０ａにおける直線Ａ２の他端寄りに配置されている。また、本変形例では、２つのガイド部４０は、上記実施形態に示された第一ガイド部４１や第二ガイド部４２ではなく、丸棒状のガイドピンが挿入されるための長孔４３によって全て構成されている。長孔４３の中心軸線は、Ｚ方向に沿っている。なお、ガイドピンは、フェルール１０Ａとは別に用意される。

本変形例のような形態であっても、一対のフェルール１０Ａの各中心軸線を互いに一致させ、且つ他方のフェルール１０Ａを上下反転させた状態で、これらのフェルール１０Ａを接続することができる。すなわち、本変形例のフェルール１０Ａによれば、フェルール１０Ａ間の第二光軸Ｌ２が傾斜していても、互いに同一形状のフェルール１０Ａ同士を好適に接続することができる。また、本変形例のようにＹ方向におけるフェルール１０Ａの中心にガイド部４０が配置されることにより、一対のフェルール１０Ａが互いに安定して固定されるので、信頼性の高いコネクタ嵌合構造を提供できる。

（第２変形例）
図７は、上記実施形態の第２変形例に係る光接続構造の構成を示す図であって、（ａ）一方のフェルール１０Ｂ及び（ｂ）他方のフェルール１０Ｃを前端１０ａ側から見た正面図である。本変形例のフェルール１０Ｂ及び１０Ｃと上記実施形態のフェルール１０との相違点は、ガイド部の構成である。すなわち、本変形例における２つのガイド部４０の位置関係は、基準軸線Ａ１周りに１８０°回転対称であり、且つ、Ｚ方向から見て直線Ａ２上に配置されている。２つのガイド部４０の一方は第一ガイド部４１であり、他方は第二ガイド部４２である。具体的には、第一ガイド部４１は前端１０ａにおける直線Ａ２の一端寄りに配置され、第二ガイド部４２は前端１０ａにおける直線Ａ２の他端寄りに配置されている。

ところで、図７（ｂ）は、フェルール１０Ｃを上下反転させて示している。このように上下反転させることによって、フェルール１０Ｂの複数のレンズ３１とフェルール１０Ｃの複数のレンズ３１とが、傾斜した第二光軸Ｌ２を介して互いに光結合される。そうすると、フェルール１０Ｂの第一ガイド部４１とフェルール１０Ｃの第二ガイド部４２とを互いに嵌合させ、フェルール１０Ｂの第二ガイド部４２とフェルール１０Ｃの第一ガイド部４１とを互いに嵌合させるためには、フェルール１０Ｂとフェルール１０Ｃとで第一ガイド部４１と第二ガイド部４２との位置関係が逆になる。例えば、フェルール１０Ｂ及びフェルール１０Ｃの上下を揃えたとき、フェルール１０Ｂの第一ガイド部４１は複数のレンズ３１の左側に位置し、フェルール１０Ｂの第二ガイド部４２は複数のレンズ３１の右側に位置するものとする。このとき、フェルール１０Ｃの第一ガイド部４１は複数のレンズ３１の右側に位置し、フェルール１０Ｂの第二ガイド部４２は複数のレンズ３１の左側に位置する。したがって、本変形例では、フェルール１０Ｂとフェルール１０Ｃとを互いに同一の形状とすることはできない。しかしながら、本変形例のような形態であっても、Ｙ方向におけるフェルール１０Ｂの中心にガイド部４０が配置されることにより、一対のフェルール１０Ｂ，１０Ｃが互いに安定して固定されるので、信頼性の高いコネクタ嵌合構造を提供できる。また、第１変形例と異なりガイドピンを別途用意する必要がないので、部品点数を削減し、低コスト化が可能となる。

（第３変形例）
図８は、上記実施形態の第３変形例に係る光接続構造の構成を示す図であって、（ａ）一方のフェルール１０Ｄ及び（ｂ）他方のフェルール１０Ｅを前端１０ａ側から見た正面図である。本変形例のフェルール１０Ｄ，１０Ｅと上記第２変形例のフェルール１０Ｂ，１０Ｃとの相違点は、ガイド部の構成である。すなわち、本変形例における２つのガイド部４０の位置関係は、基準軸線Ａ１周りに１８０°回転対称であるが、Ｚ方向から見て直線Ａ２上には配置されていない。具体的には、第一ガイド部４１は前端１０ａにおける対角線の一端寄りに配置され、第二ガイド部４２は前端１０ａにおける該対角線の他端寄りに配置されている。

本変形例においても、フェルール１０Ｅを上下反転させることによって、フェルール１０Ｄの複数のレンズ３１とフェルール１０Ｅの複数のレンズ３１とが、傾斜した第二光軸Ｌ２を介して互いに光結合される。したがって、フェルール１０Ｄの第一ガイド部４１とフェルール１０Ｅの第二ガイド部４２とを互いに嵌合させ、フェルール１０Ｄの第二ガイド部４２とフェルール１０Ｅの第一ガイド部４１とを互いに嵌合させるためには、フェルール１０Ｄとフェルール１０Ｅとで第一ガイド部４１と第二ガイド部４２との位置関係が逆になる。例えば、フェルール１０Ｄ及びフェルール１０Ｅの上下を揃えたとき、フェルール１０Ｄの第一ガイド部４１は光入出射面２１の左下に位置し、フェルール１０Ｄの第二ガイド部４２は光入出射面２１の右上に位置するものとする。このとき、フェルール１０Ｅの第一ガイド部４１は光入出射面２１の右下に位置し、フェルール１０Ｄの第二ガイド部４２は光入出射面２１の左上に位置する。したがって、本変形例では、フェルール１０Ｄとフェルール１０Ｅとを互いに同一の形状とすることはできない。しかしながら、本変形例のような形態であっても、一対のフェルール１０Ｄ，１０Ｅが互いに安定して固定されるので、信頼性の高いコネクタ嵌合構造を提供できる。また、第１変形例と異なりガイドピンを別途用意する必要がないので、部品点数を削減し、低コスト化が可能となる。

（第４変形例）
図９は、上記実施形態の第４変形例に係る光接続構造１Ｂの構成を示す図であって、一対のフェルール１０Ｆにおける光軸を説明するために、ＹＺ平面に沿ったフェルール１０Ｆの側断面を模式的に示している。図９に示されるように、光接続構造１Ｂは、互いに接続される一対のフェルール１０Ｆを備えている。本変形例のフェルール１０Ｆにおいて上記実施形態と相違する点は、第二光軸Ｌ２を傾斜させるための構成である。すなわち、本変形例のフェルール１０Ｆでは、前端１０ａの光入出射面２１が、保持孔１６によって提供される第一光軸Ｌ１に垂直な平面に対してＹ方向に傾斜している。そして、第一光軸Ｌ１とレンズ３１の光軸とが互いに一致している。これにより、レンズ３１の内部において第一光軸Ｌ１が維持され、光入出射面２１における屈折によって、Ｚ方向に対して傾斜した第二光軸Ｌ２が提供される。

なお、フェルール１０Ｆは、例えばフェルール本体の光入出射面２１に形成された孔にレンズ３１を挿入固定し、光入出射面２１と共にレンズ３１の端面を斜めに研磨することによって好適に製造される。

また、本実施形態では、光入出射面２１が傾斜しており、また、レンズ３１の長さは一定であるため、光ファイバＦ２の先端面の位置が光入出射面２１の傾斜に沿って少しずつずれている。すなわち、Ｙ方向におけるフェルール１０Ｆの一端１０ｄ側から数えてｎ段目の光ファイバＦ２の先端面は、（ｎ−１）段目の光ファイバＦ２の先端面よりも間隔Ｚ１だけＺ方向にずれている。

図１０は、図９に示された光接続構造１Ｂを更に改良した構成を示す。図１０に示される光接続構造１Ｃは、互いに接続される一対のフェルール１０Ｇを備えている。本変形例のフェルール１０Ｇでは、レンズ３１と光入出射面２１との間にコアレスファイバ３２が設けられている。コアレスファイバ３２は、レンズ３１において光が平行化された状態を維持する。そして、Ｚ方向におけるコアレスファイバ３２の長さは、光入出射面２１の傾斜に沿って少しずつ長くなっている。すなわち、Ｙ方向におけるフェルール１０Ｇの一端１０ｄ側から数えてｎ段目のコアレスファイバ３２の長さは、（ｎ−１）段目のコアレスファイバ３２の長さよりも長さＺ１だけ長くなっている。これにより、第１実施形態と同様に、各段の光ファイバＦ２の先端面の位置を揃えることができる。

なお、フェルール１０Ｇは、例えばフェルール本体の光入出射面２１に形成された孔にレンズ３１及びコアレスファイバ３２を挿入固定し、光入出射面２１と共にコアレスファイバ３２の端面を斜めに研磨することによって好適に製造される。

本実施形態の光接続構造１Ｂ及び１Ｃによれば、第二光軸Ｌ２がＺ方向に対して傾斜した光接続構造を簡易な構成によって実現することができる。また、図９及び図１０に示されたように光入出射面２１をＹ方向に傾斜させて第二光軸Ｌ２の傾斜を実現する場合、Ｙ方向における保持孔１６の段数（すなわちレンズ３１の段数）Ｍは、Ｘ方向に並ぶ保持孔１６の数（すなわちレンズ３１の数）Ｎよりも少ないことが好ましい。言い換えれば、光入出射面２１は、複数のレンズ３１の配列における短手方向に傾斜しているとよい。これにより、光入出射面２１のＺ方向における位置の差を小さくすることができるので、各段の光ファイバＦ２の先端面の位置やコアレスファイバ３２の長さの差異Ｚ１の合計値を小さくすることができる。その結果、フェルール１０Ｆ、１０Ｇの加工が容易になる。

（第２実施形態）
図１１は、本発明の第２実施形態に係るフェルールの側断面を概略的に示す図である。図１１（ａ）に示されるフェルール１０Ｈは、フェルール本体１７と、Ｚ方向におけるフェルール本体１７の一端に取り付けられたレンズアレイ１８とを備えている。なお、フェルール１０Ｈは第１実施形態もしくは各変形例と同様のガイド部を備えているが、ここでは図示を省略する。

フェルール本体１７は、複数の光ファイバＦ２を保持する複数の保持孔１６を有する。Ｘ方向及びＹ方向における光ファイバＦ２及び保持孔１６の配列は、第１実施形態と同様である。複数の保持孔１６は、フェルール本体１７の前端面１７ａに達しており、複数の光ファイバＦ２の先端面は、前端面１７ａから露出している。

レンズアレイ１８は、フェルール本体１７の前端面１７ａと対向する裏面１８ａと、裏面１８ａとは反対側の光入出射面１８ｂとを有する。光入出射面１８ｂは、Ｘ方向及びＹ方向に沿って延びており、例えば第一光軸Ｌ１に対して直交している。各光ファイバＦ２において入射もしくは出射される光を通過させる。光入出射面１８ｂは、他方のフェルール１０Ｈの光入出射面１８ｂと対向する。

裏面１８ａには、複数のレンズ３３が配置されている。Ｘ方向及びＹ方向におけるレンズ３３の配列は、第１実施形態と同様である。レンズ３３は、例えば裏面１８ａに設けられた凸レンズであり、好ましくはレンズアレイ１８と一体に成形されている。また、レンズアレイ１８に設けられた適宜の位置決め構造によって、複数のレンズ３３それぞれと複数の光ファイバＦ２それぞれとが互いに光学的に接続されている。

但し、各レンズ３３の光軸は、対応する光ファイバＦ２を保持する保持孔１６によって提供される第一光軸Ｌ１に対して、Ｙ方向に僅かにずれている。これにより、光ファイバＦ２において入射若しくは出射される光の光軸がレンズ３３において曲がるので、一方のフェルール１０Ｈのレンズ３３と、他方のフェルール１０のレンズ３３との間の第二光軸Ｌ２は、Ｚ方向に対してＹ方向に傾斜することとなる。一方のフェルール１０Ｈの光ファイバＦ２から第一光軸Ｌ１に沿って出射された光は、該フェルール１０Ｈのレンズ３３によって平行化（コリメート）されたのち第二光軸Ｌ２に沿って進み、双方の光入出射面１８ｂを透過し、他方のフェルール１０Ｈのレンズ３３によって集光されつつ該フェルール１０Ｈの光ファイバＦ２に入射する。

また、図１１（ｂ）に示されるフェルール１０Ｊは、次の点を除き、図１１（ａ）に示されたフェルール１０Ｈと同様の構成を有する。すなわち、フェルール１０Ｊにおいて、複数の保持孔１６それぞれによって提供される第一光軸Ｌ１と、複数のレンズ３３それぞれの光軸とは互いに一致している。したがって、光入出射面１８ｂとレンズ３３との間の光軸は、第一光軸Ｌ１と一致する。また、フェルール１０Ｊにおいては、光入出射面１８ｂが、第一光軸Ｌ１に垂直な平面に対してＹ方向に傾斜している。これにより、光入出射面１８ｂにおいて屈折が生じ、Ｚ方向に対して傾斜した第二光軸Ｌ２が提供される。

以上に説明した本実施形態によるフェルール１０Ｈ及び１０Ｊによれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態では、凸レンズであるレンズ３３が裏面１８ａに設けられている。これにより、凸レンズが光入出射面に設けられる場合と比較して、光入出射面１８ｂを平坦にすることができ、光入出射面１８ｂの清掃が容易になる。特に、フェルール１０Ｈでは光入出射面１８ｂが傾斜していないので、光入出射面１８ｂの清掃が更に容易になる。また、図１１（ｂ）に示されたフェルール１０Ｊによれば、レンズ３３と光ファイバＦ２との光軸が一致するので、図１１（ａ）に示されたフェルール１０Ｈと比較して、レンズ３３の中心部を効率よく使い、レンズ３３を小型化することができる。

（第３実施形態）
図１２は、本発明の第３実施形態に係る光接続構造１Ｄの構成を示す図であって、ＸＺ平面に沿った断面の模式図である。この光接続構造１Ｄは、互いに接続される一対のフェルール１０Ｋを備えている。本実施形態のフェルール１０Ｋにおいて、第一実施形態のフェルール１０（図３参照）と異なる点は、第二光軸Ｌ２の傾斜方向である。すなわち、本実施形態の第二光軸Ｌ２は、Ｚ方向に対してＸ方向に傾斜している。

具体的には、複数のレンズ３１の光軸（中心軸線）と、複数の保持孔１６によって提供される第一光軸Ｌ１とがＸ方向に僅かにずれている。これにより、光ファイバＦ２において入射若しくは出射される光の光軸がレンズ３１内部の屈折率分布によって僅かに曲がる。さらに、当該光はレンズ３１と空気との間の界面（光入出射面２１）で、さらに曲がる。これにより、一方のフェルール１０Ｋの光入出射面２１と、他方のフェルール１０Ｋの光入出射面２１との間の第二光軸Ｌ２は、Ｚ方向に対してＸ方向に傾斜することとなる。

図１３は、一対のフェルール１０Ｋのそれぞれを前端１０ａ側から見た正面図である。図１３（ａ）は一方のフェルール１０Ｋの前端１０ａを示し、図１３（ｂ）は他方のフェルール１０Ｋの前端１０ａを左右反転させて示す。図１３に示されるように、フェルール１０Ｋにおける２つのガイド部４０の位置関係は、Ｚ方向に延びる基準軸線Ａ１の周りに１８０°回転対称となっており、且つ、Ｚ方向から見て直線Ａ２上にそれぞれ配置されている。また、本実施形態のフェルール１０Ｋは１つの第一ガイド部４１と１つの第二ガイド部４２とを備えており、これらが基準軸線Ａ１の周りに１８０°回転対称となっている。具体的には、第一ガイド部４１は前端１０ａにおける直線Ａ２の一端寄りに配置され、第二ガイド部４２は前端１０ａにおける直線Ａ２の他端寄りに配置されている。

また、複数のレンズ３１は、基準軸線Ａ１と交わりＹ方向に平行な直線Ａ５に対して線対称な位置から、第二光軸Ｌ２の傾斜方向（一方のフェルール１０ＫではＸ軸の負の向き、他方のフェルール１０ＫではＸ軸の正の向き）とは逆の方向に偏って（直線Ａ５に対して非対称に）配置されている。言い換えれば、複数のレンズ３１は、Ｙ方向に平行な直線Ａ６に対して線対称に配置されており、当該直線Ａ６が、ガイド部４０の対称線である直線Ａ５に対してＸ方向に距離Ｈ２だけオフセットされている。これにより、傾斜した第二光軸Ｌ２を介して、一方のフェルール１０Ｋの複数のレンズ３１それぞれと、他方のフェルール１０Ｋの複数のレンズ３１それぞれとが、好適に光結合される。

以上に説明した本実施形態によるフェルール１０Ｋによれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、一対のフェルール１０Ｋの各中心軸線を互いに一致させ、且つ他方のフェルール１０Ｋを上下反転させない状態で、これらのフェルール１０Ｋを接続することができる。すなわち、本実施形態のフェルール１０Ｋによれば、フェルール１０Ｋ間の第二光軸Ｌ２が傾斜していても、互いに同一形状のフェルール１０Ｋ同士を好適に接続することができる。また、一対のフェルール１０Ｋが互いに安定して固定されるので、信頼性の高いコネクタ嵌合構造を提供できる。

また、本実施形態によれば、複数のレンズ３１のオフセットによる前端１０ａの不使用領域（デッドスペース）１０ｅを小さくし、前端１０ａにおける面積利用効率を高めることができる。すなわち、第１実施形態では、Ｎ個のレンズ３１が配列された方向に垂直な方向（Ｙ方向）に複数のレンズ３１をオフセットさせるので、不使用領域の面積は、オフセット距離とＮとの積により表される。本実施形態では、Ｎ個より少ないＭ個のレンズ３１が配列された方向に垂直な方向（Ｘ方向）に複数のレンズ３１をオフセットさせるので、オフセット距離とＭとの積により表される不使用領域１０ｅの面積は、第１実施形態よりも小さくなる。

（第５変形例）
図１４は、上記実施形態の第３変形例に係る光接続構造の構成を示す図であって、（ａ）一方のフェルール１０Ｌ及び（ｂ）他方のフェルール１０Ｌを前端１０ａ側から見た正面図である。なお、図１４（ｂ）は、フェルール１０Ｌを左右反転して示している。本変形例のフェルール１０Ｌと上記実施形態のフェルール１０Ｋとの相違点は、ガイド部の構成である。すなわち、本変形例における２つのガイド部４０は、上記実施形態に示された第一ガイド部４１や第二ガイド部４２ではなく、丸棒状のガイドピンが挿入されるための長孔４３によって全て構成されている。長孔４３の中心軸線は、Ｚ方向に沿っている。なお、ガイドピンは、フェルール１０Ｌとは別に用意される。

本変形例のような形態であっても、一対のフェルール１０Ｌの各中心軸線を互いに一致させ、且つ他方のフェルール１０Ｌを左右反転させた状態で、これらのフェルール１０Ｌを接続することができる。すなわち、本変形例のフェルール１０Ｌによれば、フェルール１０Ｌ間の第二光軸Ｌ２が傾斜していても、互いに同一形状のフェルール１０Ｌ同士を好適に接続することができる。また、本変形例のようにＹ方向におけるフェルール１０Ｌの中心にガイド部４０が配置されることにより、一対のフェルール１０Ｌが互いに安定して固定されるので、信頼性の高いコネクタ嵌合構造を提供できる。

以上、本発明に係るフェルールの好適な実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上記各実施形態及び各変形例に限られず、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

１Ａ〜１Ｄ…光接続構造、１０,１０Ａ〜１０Ｌ…フェルール、１０ａ…前端、１０ｂ…後端、１５…挿入部、１６…保持孔、１７…フェルール本体、１８…レンズアレイ、１８ａ…裏面、１８ｂ，２１…光入出射面、３１，３３…レンズ、３２…コアレスファイバ、４０…ガイド部、４１…第一ガイド部、４２…第二ガイド部、Ａ１…基準軸線、Ｆ１…光ファイバ束、Ｆ２…光ファイバ、Ｌ１…第一光軸、Ｌ２…第二光軸。

Claims (4)

1. 互いに接続可能であり且つ互いに同一形状を有する一対のフェルールを構成する一方の前記フェルールであって、
   第一方向に複数並んで配置されるとともに、前記第一方向と直交する第二方向において複数段にわたって配置され、光導波路部材を保持することによって、前記第一方向及び前記第二方向と直交する第三方向に延びる第一光軸を提供する複数の保持部と、
   前記複数の保持部にそれぞれ保持される前記光導波路部材において入射もしくは出射される光を通過させるとともに、前記一対のフェルールを構成する他方の前記フェルールと対向する光入出射面と、
   前記複数の保持部のそれぞれと前記光入出射面との間の光軸上に配置された複数のレンズと、
   前記他方のフェルールとの前記第一方向及び前記第二方向における相対位置を規定する二つ以上のガイド部と、
   を備え、
   前記光入出射面と前記他方のフェルールとの間の第二光軸が前記第三方向及び前記第一方向に対して傾斜しており、
   前記二つ以上のガイド部の位置関係が、前記第三方向に延びる基準軸線周りに１８０°回転対称であり、
   前記複数のレンズは、前記基準軸線と交わり前記第二方向に平行な直線に対して線対称な位置から、前記第二光軸の傾斜方向とは逆の方向に偏って配置されており、
   前記第二方向における前記保持部の段数は、前記第一方向に並ぶ前記保持部の数よりも少ない、フェルール。
2. 前記二つ以上のガイド部は、第一ガイド部と、前記他方のフェルールの前記第一ガイド部と接続可能な第二ガイド部とを含み、
   前記第一ガイド部と前記第二ガイド部との位置関係が、前記基準軸線と交わり前記第二方向に平行な直線に対して線対称である、請求項１に記載のフェルール。
3. 前記二つ以上のガイド部は、前記基準軸線と交わり前記第一方向に平行な直線上に配置されている、請求項１に記載のフェルール。
4. 互いに接続可能な一対のフェルールを備える光接続構造であって、
   前記一対のフェルールそれぞれは、請求項１〜３のいずれか１項に記載のフェルールの構成を備え、互いに同一形状を有する、光接続構造。

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