JP2013171208A - Optical connector, optical connection structure, and method of manufacturing optical connector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光コネクタ、光接続構造、及び光コネクタの製造方法に関する。 The present invention relates to an optical connector, an optical connection structure, and a method for manufacturing an optical connector.
光ファイバ網の急速な発展により、光伝送の大容量化が進む一方で、装置間あるいは機器間の接続といった近距離での光通信も実現され始めている。装置間あるいは機器間で光接続を行なうために光コネクタが使用される。当初は主として単心の光コネクタが使用されていたが、近年では複数の光ファイバを一括して接続する多芯光コネクタも多く使用されている。 With the rapid development of optical fiber networks, the capacity of optical transmission has increased, while optical communication at short distances such as connections between devices or devices has begun to be realized. An optical connector is used for optical connection between devices or between devices. Initially, single-core optical connectors were mainly used, but in recent years, many multi-core optical connectors that connect a plurality of optical fibers at once are also used.
整列した複数の光ファイバ穴の両側にガイドピン孔を持つピン嵌合位置決め方式の樹脂製の多心光コネクタは、JIS C 5981（Ｆ１２形多心光ファイバコネクタ）に規定されている。これは一般にＭＴ光コネクタと呼ばれている。 A pin-fitting positioning type resin multi-fiber optical connector having guide pin holes on both sides of a plurality of aligned optical fiber holes is defined in JIS C 5981 (F12 type multi-fiber optical fiber connector). This is generally called an MT optical connector.
光コネクタに実装される光ファイバは、従来は石英ファイバが用いられてきた。近年では石英ファイバと同等の伝送性能を持つプラスチック光ファイバも開発されている。 Conventionally, quartz fiber has been used as an optical fiber mounted on an optical connector. In recent years, plastic optical fibers having transmission performance equivalent to that of quartz fibers have been developed.
プラスチック光ファイバでは小径の曲げに強く、折れにくいという特徴があるが、取り扱いの面から細径化しにくい。他方、石英光ファイバでは、プラスチック光ファイバに比べて細径化が可能である。しかし、石英でできているため、小径曲げを行うと折れやすくなる。 A plastic optical fiber is resistant to bending of a small diameter and is not easily broken, but it is difficult to reduce the diameter in terms of handling. On the other hand, quartz optical fibers can be made thinner than plastic optical fibers. However, since it is made of quartz, it becomes easier to bend when small-diameter bending is performed.
なお、光ファイバの外径よりも大きな外径を有するレンズを組み合わせ、光ビームの斜め出射により相手側光コネクタの光ファイバに光結合させる機能性光ファイバコネクタが知られている（たとえば、特許文献１参照）。 In addition, a functional optical fiber connector is known in which a lens having an outer diameter larger than the outer diameter of the optical fiber is combined and optically coupled to the optical fiber of the counterpart optical connector by oblique emission of a light beam (for example, patent document) 1).
今後、光配線を装置内へ適用することが考えられる。たとえば、サーバ内で、ボード上にＭＴ光コネクタを用いて光ファイバを配線し、ボード同士の光接続を行う。ボード上に小径曲げを用いて高密度に配線を行うには、プラスチックファイバを用いたほうが望ましい。しかし、接続相手先が細径の石英光ファイバを用いた光コネクタの場合は、異径ファイバとして接続できない場合が予想される。 In the future, it is conceivable to apply optical wiring in the device. For example, in the server, optical fibers are wired on the boards using MT optical connectors, and the boards are optically connected. In order to carry out high density wiring using a small-diameter bend on the board, it is preferable to use a plastic fiber. However, in the case of an optical connector using a quartz optical fiber having a small diameter as the connection partner, it is expected that the connection cannot be made as a different diameter fiber.
そこで、異なる径の光ファイバに対する光結合を可能にする光コネクタとその製造方法、及び異径の光ファイバ同士を接続する光接続構造の提供を課題とする。 Therefore, it is an object to provide an optical connector that enables optical coupling to optical fibers having different diameters, a manufacturing method thereof, and an optical connection structure that connects optical fibers having different diameters.
第１の態様では、光コネクタは、
複数の光ファイバと、
前記光ファイバを保持する保持部材と、
前記複数の光ファイバの各々に対応して設けられる複数のレンズと、
を含み、
前記複数の光ファイバは前記保持部材の光伝搬軸と直交する第１の方向に沿って互い違いに配列され、
前記複数のレンズは前記第１の方向に沿って互い違いに配列され、
前記各レンズの光軸は、対応する前記光ファイバの中心軸に対して前記光伝搬方向と直交する第２の方向にずれている。
In the first aspect, the optical connector comprises:
A plurality of optical fibers;
A holding member for holding the optical fiber;
A plurality of lenses provided corresponding to each of the plurality of optical fibers;
Including
The plurality of optical fibers are arranged alternately along a first direction orthogonal to the light propagation axis of the holding member,
The plurality of lenses are arranged alternately along the first direction;
The optical axis of each lens is shifted in a second direction perpendicular to the light propagation direction with respect to the central axis of the corresponding optical fiber.
第２の態様では、光接続構造を提供する。光接続構造は、
第１の径の光ファイバを有する第１光コネクタと、
前記第１の径と異なる第２の径の光ファイバを有する第２光コネクタと
を含み、
前記第１光コネクタは、光伝搬軸と直交する第１の方向に沿って互い違いに配置される複数の光ファイバと、前記複数の光ファイバに対応して設けられ前記第１の方向に沿って互い違いに配置される複数のレンズを有し、
前記各レンズの光軸は、対応する前記光ファイバの中心軸に対して前記光伝搬軸と直交する第２の方向にずれて配置され、前記対応する光ファイバからの光ビームを、前記第２コネクタの前記第２の径の光ファイバに光結合させる。
In a second aspect, an optical connection structure is provided. The optical connection structure
A first optical connector having an optical fiber of a first diameter;
A second optical connector having an optical fiber of a second diameter different from the first diameter,
The first optical connector includes a plurality of optical fibers arranged alternately along a first direction orthogonal to the light propagation axis, and is provided corresponding to the plurality of optical fibers along the first direction. Having a plurality of lenses arranged alternately,
The optical axis of each lens is arranged to be shifted in a second direction perpendicular to the light propagation axis with respect to the central axis of the corresponding optical fiber, and the light beam from the corresponding optical fiber is changed to the second optical fiber. Optically coupled to the second diameter optical fiber of the connector.
第３の態様では、光コネクタの製造方法を提供する。この方法は、
ファイバ保持部材に、複数の光ファイバを保持するためのファイバ挿入孔と、前記ファイバ挿入孔に連通しかつ前記ファイバ保持部材の一方の側壁に開口を有するファイバガイド溝とを形成し、
前記ファイバ挿入孔は、前記複数の光ファイバの各々を保持する複数のファイバ保持空間が相互に連通するように形成され、
前記複数の光ファイバを前記開口から一括して前記ファイバ挿入孔に挿入し、固定する
工程を含む。
In a third aspect, a method for manufacturing an optical connector is provided. This method
Forming a fiber insertion hole for holding a plurality of optical fibers in the fiber holding member, and a fiber guide groove communicating with the fiber insertion hole and having an opening on one side wall of the fiber holding member;
The fiber insertion hole is formed such that a plurality of fiber holding spaces for holding the plurality of optical fibers communicate with each other.
A step of collectively inserting and fixing the plurality of optical fibers from the opening into the fiber insertion hole;
異なる径の光ファイバ同士を適正に光接続することが可能になる。 It becomes possible to appropriately optically connect optical fibers having different diameters.
（第１実施形態）
図１〜図７を参照して、第１実施形態の光コネクタの構成例を説明する。図１は、第１実施形態の光コネクタの接続構成の原理図である。この例では、光ファイバ１１を有する第１光コネクタ１０と、外径が光ファイバ１１よりも小さい光ファイバ２１を有する第２光コネクタ２０を接続する。光伝搬方向をＺ方向とすると、光ファイバ１１はＸ方向に沿って配列され、かつ配列の水平中心１３に対して互い違い（千鳥状）に配置されている。この配置により狭ピッチ配列が可能になる。しかし、千鳥状の配置によって光ファイバ１１の出射位置がチャネル配列方向（Ｘ方向）と垂直な方向（Ｙ方向）に互い違いにずれてしまう。そこで、出射位置のズレを解消するために、レンズ１２の光軸を光ファイバ１１の中心軸からＹ方向にずらすことによって、レンズ１２からの光を斜めに出射させてずれを補正する。以下で、より詳細に説明する。
(First embodiment)
With reference to FIGS. 1-7, the structural example of the optical connector of 1st Embodiment is demonstrated. FIG. 1 is a principle diagram of the connection configuration of the optical connector of the first embodiment. In this example, a first optical connector 10 having an optical fiber 11 and a second optical connector 20 having an optical fiber 21 having an outer diameter smaller than that of the optical fiber 11 are connected. Assuming that the light propagation direction is the Z direction, the optical fibers 11 are arranged along the X direction and arranged alternately (staggered) with respect to the horizontal center 13 of the arrangement. This arrangement allows a narrow pitch arrangement. However, the emission positions of the optical fibers 11 are staggered in the direction perpendicular to the channel arrangement direction (X direction) (Y direction) due to the staggered arrangement. Therefore, in order to eliminate the deviation of the emission position, the optical axis of the lens 12 is shifted in the Y direction from the central axis of the optical fiber 11 so that the light from the lens 12 is emitted obliquely to correct the deviation. This will be described in more detail below.
第１光コネクタ１０は、複数の光ファイバ１１と、光ファイバ１１を保持するフェルール１６と、光ファイバ１１に対応する数のレンズ１２を配置したレンズアレイ１５を有する。フェルール１６の一方の側壁１６ｓには、光ファイバ１１を実装するためのファイバガイド溝１７が形成されている。第１実施形態では、第１光コネクタ１０の光ファイバ１１は、フェルール１６内部で光伝搬軸（Ｚ軸）と平行に保持されている。これを便宜上、光ファイバの「平行配置」と称する。 The first optical connector 10 includes a plurality of optical fibers 11, a ferrule 16 that holds the optical fibers 11, and a lens array 15 in which a number of lenses 12 corresponding to the optical fibers 11 are arranged. A fiber guide groove 17 for mounting the optical fiber 11 is formed on one side wall 16 s of the ferrule 16. In the first embodiment, the optical fiber 11 of the first optical connector 10 is held in parallel with the light propagation axis (Z axis) inside the ferrule 16. This is referred to as “parallel arrangement” of optical fibers for convenience.
第２光コネクタ２０は、第１光コネクタの光ファイバ１１よりも外径の小さい複数の光ファイバ２１を有する。光ファイバ２１は、レンズ２２のアレイを含むフェルール２５に保持されている。第２光コネクタ２０のレンズ２２は、フェルール２５のＸ方向に沿って横一列に配置されている。第２光コネクタ２０の光ファイバ２１は、レンズ配置と同じ方向に配列されるが、隣接する光ファイバ間で互い違いに配置されている。 The second optical connector 20 includes a plurality of optical fibers 21 having an outer diameter smaller than that of the optical fiber 11 of the first optical connector. The optical fiber 21 is held by a ferrule 25 that includes an array of lenses 22. The lenses 22 of the second optical connector 20 are arranged in a horizontal row along the X direction of the ferrule 25. The optical fibers 21 of the second optical connector 20 are arranged in the same direction as the lens arrangement, but are arranged alternately between adjacent optical fibers.
第１光コネクタ１０と第２光コネクタ２０は、それぞれガイドピン穴１４、２４を有する。たとえば、第１光コネクタ１０の光ファイバ１１を伝送してきた信号を第２光コネクタ２０の光ファイバ２１に光接続する場合、ガイドピン穴１４または２４に挿入されているガイドピン（不図示）が他方のガイドピン穴２４または１４に挿入されて、光コネクタ１０と光コネクタ２０が互いに位置決めされる。 The first optical connector 10 and the second optical connector 20 have guide pin holes 14 and 24, respectively. For example, when a signal transmitted through the optical fiber 11 of the first optical connector 10 is optically connected to the optical fiber 21 of the second optical connector 20, guide pins (not shown) inserted into the guide pin holes 14 or 24 are provided. The optical connector 10 and the optical connector 20 are positioned relative to each other by being inserted into the other guide pin hole 24 or 14.
図２は、図１の光伝搬方向（Ｚ方向）と垂直な断面での構成を示す図である。図２（Ａ）は、第１光コネクタ１０のフェルール１６のＡ断面とＢ断面を示す。第１実施形態では複数の光ファイバ１１−ａ、１１−ｂ、１１−ｃ、…（適宜「光ファイバ１１」と総称する）は、フェルール１６内部で平行に保持されているため、Ａ断面とＢ断面で位置関係は同じである。光ファイバ１１−ａ、１１−ｂ、１１−ｃ、…は、第１光コネクタ１０の水平中心１３に対して互い違いに配置されている。 FIG. 2 is a diagram showing a configuration in a cross section perpendicular to the light propagation direction (Z direction) of FIG. FIG. 2A shows the A cross section and the B cross section of the ferrule 16 of the first optical connector 10. In the first embodiment, the plurality of optical fibers 11-a, 11-b, 11-c,. The positional relationship is the same in the B section. The optical fibers 11-a, 11-b, 11-c,... Are alternately arranged with respect to the horizontal center 13 of the first optical connector 10.
図２（Ｂ）は、第１光コネクタ１０のレンズ面と、第２光コネクタ２０のレンズ面を示す。第１光コネクタ１０では、レンズ１２−ａ、１２−ｂ、１２−ｃ、…（レンズ１２と総称する）が互い違いに配置されている。各レンズ１２の光軸は、対応する光ファイバ１１の中心からＹ方向に第１光コネクタ１０の水平中心１３に近い側にずれて配置されている。 FIG. 2B shows the lens surface of the first optical connector 10 and the lens surface of the second optical connector 20. In the first optical connector 10, lenses 12-a, 12-b, 12-c,... (Collectively referred to as a lens 12) are alternately arranged. The optical axis of each lens 12 is shifted from the center of the corresponding optical fiber 11 in the Y direction to the side closer to the horizontal center 13 of the first optical connector 10.
第２光コネクタ２０のレンズ２２−ａ、２２−ｂ、２２−ｃ、…（レンズ２２と総称する）は、フェルール２５のレンズ面でＸ方向に直線配置されている。第１光コネクタ１０のレンズ１２の光軸を光ファイバ１１の中心からＹ方向にずらすことによって、光ビームを光軸に対して斜め方向に出射させるので、第２光コネクタ２０のレンズ２２列に光結合させることができる。 Lenses 22-a, 22-b, 22-c,... (Collectively referred to as lens 22) of the second optical connector 20 are linearly arranged in the X direction on the lens surface of the ferrule 25. By shifting the optical axis of the lens 12 of the first optical connector 10 in the Y direction from the center of the optical fiber 11, the light beam is emitted in an oblique direction with respect to the optical axis. It can be optically coupled.
図２（Ｃ）は、第２光コネクタ２０のＣ断面を示す。第２光コネクタ２０では、光ファイバ２１−ａ、２１−ｂ、２１−ｃは、レンズ２２の配列方向（Ｘ方向）に沿って配置されるが、隣接光ファイバ間で互い違いになっている。このファイバ配列により、第２光コネクタ２０の各レンズ２２−ａ、２２−ｂ、２２−ｃ、…斜めに入射した光ビームは、対応する光ファイバ２１−ａ、２１−ｂ、２１−ｃ、…に正しく光結合される。 FIG. 2C shows a C cross section of the second optical connector 20. In the second optical connector 20, the optical fibers 21-a, 21-b, 21-c are arranged along the arrangement direction (X direction) of the lenses 22, but are staggered between adjacent optical fibers. With this fiber arrangement, each lens 22-a, 22-b, 22-c,... Of the second optical connector 20 is incident on the corresponding optical fibers 21-a, 21-b, 21-c,. It is photocoupled correctly.
図３は、光ビームの斜め出射による光結合を説明する模式図である。図３（Ａ）は光ファイバ１１−ａから光ファイバ２１−ａへの光ビームの結合を示す。光コネクタ１０の光ファイバ１１−ａを伝搬してきた光ビームは、レンズ１２−ａのレンズ面から出射する。レンズ１２−ａの光軸ＰLは、光ファイバ１１−ａの中心ＰFよりも、光伝搬方向と垂直な方向にファイバ列の水平中心に近づく方向（紙面の下側）にずれて位置する。光ファイバ１１−ａを出射した光ビームは、レンズ１２−ａの光軸ＰLよりも外側に当たり、光軸ＰLに対して斜め方向（紙面の斜め下側）に出射する。この結果、光ビームは、第２コネクタ２０の直線配列されたレンズ２２−ａに入射する。第２コネクタ２０の光ファイバ２１は、レンズ２２の光軸に対して垂直（Ｙ）方向に互い違いにずれて配置されているので、レンズ２２−ａに斜めに入射した光ビームは、対応する光ファイバ２１−ａに正しく導かれる。 FIG. 3 is a schematic diagram for explaining optical coupling by oblique emission of a light beam. FIG. 3A shows coupling of a light beam from the optical fiber 11-a to the optical fiber 21-a. The light beam that has propagated through the optical fiber 11-a of the optical connector 10 is emitted from the lens surface of the lens 12-a. The optical axis P L of the lens 12-a is shifted from the center P F of the optical fiber 11-a in a direction (lower side of the drawing) approaching the horizontal center of the fiber array in a direction perpendicular to the light propagation direction. . The light beam emitted from the optical fiber 11-a hits the outside of the optical axis P L of the lens 12-a, and is emitted obliquely with respect to the optical axis P L (diagonally below the paper surface). As a result, the light beam is incident on the linearly arranged lenses 22-a of the second connector 20. Since the optical fibers 21 of the second connector 20 are alternately shifted in the vertical (Y) direction with respect to the optical axis of the lens 22, the light beam incident on the lens 22-a obliquely corresponds to the corresponding light. It is correctly guided to the fiber 21-a.
図３（Ｂ）は、光ファイバ１１−ａに隣接する光ファイバ１１−ｂの出射光を示す。紙面の奥行き方向には、光ファイバ１１−ｂに隣接する光ファイバ１１−ｃが存在する。光ファイバ１１−ｂを伝搬してきた光ビームは、対応するレンズ１２−ｂのレンズ面から出射する。レンズ１２−ｂの光軸ＰLは、光ファイバ１１−ｂの中心ＰFよりも、光伝搬方向と垂直な方向にファイバ列の水平中心に近づく方向（紙面の上側）にずれて位置する。光ファイバ１１−ｂを出射した光ビームはレンズ１２−ｂの光軸ＰLの外側に当たり、光軸ＰLに対して斜め方向（紙面の斜め上側）に出射する。この結果、光ビームは、第２コネクタ２０の直線配列されたレンズ２２−ｂに入射する。第２コネクタ２０の光ファイバ２１は、レンズ２２の光軸に対して垂直方向に互い違いにずれて配置されているので、レンズ２２−ｂに斜めに入射した光ビームは、対応する光ファイバ２１−ｂに正しく導かれる。 FIG. 3B shows light emitted from the optical fiber 11-b adjacent to the optical fiber 11-a. An optical fiber 11-c adjacent to the optical fiber 11-b exists in the depth direction of the drawing. The light beam that has propagated through the optical fiber 11-b is emitted from the lens surface of the corresponding lens 12-b. The optical axis P L of the lens 12-b is shifted from the center P F of the optical fiber 11-b in a direction (upward in the drawing) approaching the horizontal center of the fiber array in a direction perpendicular to the light propagation direction. The light beam emitted from the optical fiber 11-b hits the outside of the optical axis P L of the lens 12-b, and is emitted obliquely with respect to the optical axis P L (diagonally above the paper surface). As a result, the light beam enters the linearly arranged lenses 22-b of the second connector 20. Since the optical fibers 21 of the second connector 20 are alternately staggered in the vertical direction with respect to the optical axis of the lens 22, the light beam incident on the lens 22-b obliquely enters the corresponding optical fiber 21-. b is correctly guided.
図４は、第１実施形態の第２光コネクタの別の構成例を示す。第１光コネクタ１０は、図１の第１光コネクタ１０と同じ構成である。図１の構成では、第２光コネクタ２０のレンズ２２は直線配列、光ファイバ２１は互い違いの配列となっていた。図４の第２光コネクタ３０は、光ファイバ３１が直線に配列され、レンズ３２が互い違いに配置される。 FIG. 4 shows another configuration example of the second optical connector of the first embodiment. The first optical connector 10 has the same configuration as the first optical connector 10 of FIG. In the configuration of FIG. 1, the lenses 22 of the second optical connector 20 are arranged in a straight line, and the optical fibers 21 are arranged in a staggered arrangement. In the second optical connector 30 of FIG. 4, the optical fibers 31 are arranged in a straight line, and the lenses 32 are alternately arranged.
図５は、図４の光伝搬方向（Ｚ方向）と垂直な断面での構成を示す図である。図５（Ａ）は、第１光コネクタ１０のフェルール１６のＡ断面とＢ断面を示す。Ａ断面とＢ断面の構成は、図２（Ａ）と同様である。すなわち、光ファイバ１１は、フェルール１６内部でＺ方向に平行に保持されるが、隣接する光ファイバ１１同士は、第１光コネクタ１０の水平中心１３に対して互い違いに配置されている。 FIG. 5 is a diagram showing a configuration in a cross section perpendicular to the light propagation direction (Z direction) of FIG. FIG. 5A shows an A cross section and a B cross section of the ferrule 16 of the first optical connector 10. The configurations of the A cross section and the B cross section are the same as those in FIG. That is, the optical fibers 11 are held parallel to the Z direction inside the ferrule 16, but the adjacent optical fibers 11 are alternately arranged with respect to the horizontal center 13 of the first optical connector 10.
図５（Ｂ）は、第１光コネクタ１０のレンズ面と、第２光コネクタ３０のレンズ面を示す。第１光コネクタ１０では、レンズ１２−ａ、１２−ｂ、１２−ｃ、…（レンズ１２と総称する）は互い違いに配置されている。第２光コネクタ３０のレンズ３２−ａ、３２−ｂ、３２−ｃ、…（レンズ３２と総称する）も、第２光コネクタ３０の水平中心３３に対して互い違いに配置されている。コネクタ接続時には、第１コネクタ１０の互い違いのレンズ配列と、第２コネクタ３０の互い違いのレンズ配列が向き合うことになる。 FIG. 5B shows the lens surface of the first optical connector 10 and the lens surface of the second optical connector 30. In the first optical connector 10, the lenses 12-a, 12-b, 12-c,... (Collectively referred to as the lens 12) are arranged alternately. Lenses 32-a, 32-b, 32-c,... (Collectively referred to as lens 32) of the second optical connector 30 are also alternately arranged with respect to the horizontal center 33 of the second optical connector 30. When the connector is connected, the staggered lens array of the first connector 10 and the staggered lens array of the second connector 30 face each other.
図５（Ｃ）は、第２光コネクタ３０のＣ断面を示す。第２光コネクタ３０の光ファイバ３１−ａ、３１−ｂ、３１−ｃは直線に配列されている。この配置により、互い違いに配置された第２光コネクタ２０のレンズ２２に斜めに入射した光ビームは、対応する光ファイバ２１に正しく光結合される。 FIG. 5C shows a C cross section of the second optical connector 30. The optical fibers 31-a, 31-b, 31-c of the second optical connector 30 are arranged in a straight line. With this arrangement, the light beams obliquely incident on the lenses 22 of the second optical connectors 20 arranged alternately are optically coupled to the corresponding optical fibers 21 correctly.
図６は、光ビームの斜め出射による光結合を説明する模式図である。図６（Ａ）は光ファイバ１１−ａから光ファイバ３１−ａへの光ビームの結合を示す。光コネクタ１０の光ファイバ１１−ａを伝搬してきた光ビームは、対応するレンズ１２−ａのレンズ面から出射する。レンズ１２−ａの光軸ＰLは、光ファイバ１１−ａの中心ＰFよりも、光伝搬方向と垂直な方向にファイバ列の水平中心に近づく方向（紙面の下側）にずれて位置する。光ファイバ１１−ａを出射した光ビームは、レンズ１２−ａの光軸ＰLよりも外側に当たり、光軸ＰLに対して斜め方向（紙面の斜め下側）に出射する。この結果、光ビームは、第２コネクタ３０の対応するレンズ３２−ａに入射する。第２コネクタ３０のレンズ３２の光軸は、光ファイバ３１の中心軸に対して垂直方向に互い違いにずれて配置されている。したがってレンズ３２−ａに斜めに入射した光ビームは、対応する光ファイバ３１−ａに正しく導かれる。 FIG. 6 is a schematic diagram for explaining optical coupling by oblique emission of a light beam. FIG. 6A shows coupling of a light beam from the optical fiber 11-a to the optical fiber 31-a. The light beam that has propagated through the optical fiber 11-a of the optical connector 10 is emitted from the lens surface of the corresponding lens 12-a. The optical axis P L of the lens 12-a is shifted from the center P F of the optical fiber 11-a in a direction (lower side of the drawing) approaching the horizontal center of the fiber array in a direction perpendicular to the light propagation direction. . The light beam emitted from the optical fiber 11-a hits the outside of the optical axis P L of the lens 12-a, and is emitted obliquely with respect to the optical axis P L (diagonally below the paper surface). As a result, the light beam is incident on the corresponding lens 32-a of the second connector 30. The optical axes of the lenses 32 of the second connector 30 are alternately shifted in the direction perpendicular to the central axis of the optical fiber 31. Therefore, the light beam incident obliquely on the lens 32-a is correctly guided to the corresponding optical fiber 31-a.
図６（Ｂ）は、光ファイバ１１−ａに隣接する光ファイバ１１−ｂの出射光を示す。紙面の奥行き方向には、光ファイバ１１−ｂに隣接する光ファイバ１１−ｃが存在する。光ファイバ１１−ｂを伝搬してきた光ビームは、対応するレンズ１２−ｂのレンズ面から出射する。レンズ１２−ｂの光軸ＰLは、光ファイバ１１−ｂの中心ＰFよりも、光伝搬方向と垂直な方向にファイバ列の水平中心に近づく方向（紙面の上側）にずれて位置する。光ファイバ１１−ｂを出射した光ビームはレンズ１２−ｂの光軸ＰLの外側に当たり、光軸ＰLに対して斜め方向（紙面の斜め上側）に出射する。光ビームは、第２コネクタ３０の対応するレンズ３２−ｂに入射する。第２コネクタ３０のレンズ３２の光軸は、光ファイバ３１の中心軸に対して垂直方向に互い違いにずれて配置され、レンズ３２−ｂに斜めに入射した光ビームは対応する光ファイバ３１−ｂに正しく導かれる。 FIG. 6B shows light emitted from the optical fiber 11-b adjacent to the optical fiber 11-a. An optical fiber 11-c adjacent to the optical fiber 11-b exists in the depth direction of the drawing. The light beam that has propagated through the optical fiber 11-b is emitted from the lens surface of the corresponding lens 12-b. The optical axis P L of the lens 12-b is shifted from the center P F of the optical fiber 11-b in a direction (upward in the drawing) approaching the horizontal center of the fiber array in a direction perpendicular to the light propagation direction. The light beam emitted from the optical fiber 11-b hits the outside of the optical axis P L of the lens 12-b, and is emitted obliquely with respect to the optical axis P L (diagonally above the paper surface). The light beam is incident on the corresponding lens 32-b of the second connector 30. The optical axes of the lenses 32 of the second connector 30 are staggered in the vertical direction with respect to the central axis of the optical fiber 31, and the light beams obliquely incident on the lenses 32-b are corresponding optical fibers 31-b. To be guided correctly.
図７は、第１実施形態で用いる第１光コネクタ１０の製造工程を示す図である。図７（Ａ）に示すように、第１光コネクタ１０のフェルール１６は、光ファイバ１１を受け取るファイバ挿入孔１８と、光ファイバ１１をファイバ挿入孔１８内に実装するためのファイバガイド溝１７を有する。ファイバガイド溝１７はフェルール１６の一方の側壁１６Ｓに形成されている。ファイバガイド溝１７は、テーパ状の開口部１７ａと、ガイドピン穴１４として機能する中間部１４と、ファイバ挿入孔１８に連絡する連通部１７ｂを含む。連通部１７ｂの幅Ｗは、光ファイバ１１が容易にファイバ挿入孔１８に導入されるように、光ファイバ１１の外径よりも若干広く設定されている。 FIG. 7 is a diagram illustrating a manufacturing process of the first optical connector 10 used in the first embodiment. As shown in FIG. 7A, the ferrule 16 of the first optical connector 10 has a fiber insertion hole 18 for receiving the optical fiber 11 and a fiber guide groove 17 for mounting the optical fiber 11 in the fiber insertion hole 18. Have. The fiber guide groove 17 is formed on one side wall 16 </ b> S of the ferrule 16. The fiber guide groove 17 includes a tapered opening 17 a, an intermediate portion 14 that functions as a guide pin hole 14, and a communication portion 17 b that communicates with the fiber insertion hole 18. The width W of the communication portion 17 b is set slightly larger than the outer diameter of the optical fiber 11 so that the optical fiber 11 can be easily introduced into the fiber insertion hole 18.
ファイバ挿入孔１８は、互い違いに配置された複数のファイバ保持空間１８ａが相互に連通する形状である。ファイバ保持空間１８ａは、ファイバ導入方向（図の矢印の方向）に互い違いに配置され、内部で連通する。このようなフェルール１６は、たとえば射出成形により一体的に作製することができる。複数の光ファイバ１１は、テーパ状の開口部１７ａからフェルール１６内部に導入される。 The fiber insertion holes 18 have a shape in which a plurality of fiber holding spaces 18a that are alternately arranged communicate with each other. The fiber holding spaces 18a are alternately arranged in the fiber introduction direction (the direction of the arrow in the figure) and communicate with each other inside. Such a ferrule 16 can be integrally manufactured by injection molding, for example. The plurality of optical fibers 11 are introduced into the ferrule 16 from the tapered opening 17a.
図７（Ｂ）に示すように、フェルール１６内に導入された光ファイバ１１は、順次ファイバ挿入孔１８の対応するファイバ保持空間１８ａへと案内される。図７（Ｃ）に示すように、すべての光ファイバ１１がファイバ挿入孔１８に収容されると、開口部１７ａから接着剤１９を滴下して光ファイバ１１とフェルール１６を接着、硬化する。ガイドピンを用いて相手方コネクタと接続する場合は、接着剤がファイバガイド溝１７の中間部のガイドピン穴１４まで溢れないように、滴下量を調整する。このような手法により、複数の光ファイバ１１を互い違いに配置された複数のファイバ保持空間１８ａ内へ一括して実装することができる。 As shown in FIG. 7B, the optical fiber 11 introduced into the ferrule 16 is sequentially guided to the corresponding fiber holding space 18 a of the fiber insertion hole 18. As shown in FIG. 7C, when all the optical fibers 11 are accommodated in the fiber insertion holes 18, the adhesive 19 is dropped from the openings 17 a to bond and cure the optical fibers 11 and the ferrule 16. When connecting to the mating connector using a guide pin, the dripping amount is adjusted so that the adhesive does not overflow to the guide pin hole 14 in the middle portion of the fiber guide groove 17. By such a method, the plurality of optical fibers 11 can be collectively mounted in the plurality of fiber holding spaces 18a arranged alternately.
図７（Ｄ）において、光ファイバ１１の配列の中心で直線状に延びるスポット列は、相手側コネクタとの光接続位置Ｐ１である。この構成により、複数のファイバ１１が互い違いに配置された光ファイバの配列ピッチを、小さな径を有する光ファイバの配列ピッチに容易に変換することができる。 In FIG. 7D, the spot row extending linearly at the center of the arrangement of the optical fibers 11 is the optical connection position P1 with the mating connector. With this configuration, the arrangement pitch of the optical fibers in which the plurality of fibers 11 are alternately arranged can be easily converted into the arrangement pitch of the optical fibers having a small diameter.
実施例１の図４の構成に基づいて光コネクタ１０を作製し、原理確認と性能評価を行なった。第１光コネクタ１０に、１２本の光ファイバ１１（コア50um、外径500um）を互い違い（千鳥状）に実装した。第２光コネクタ３０には、１２本の光ファイバ３１（コア50um、外径250um）を250umピッチで直線状に配置した。第１光コネクタ1０のレンズ１２の径はφ500um、第２光コネクタ３０のレンズ３２の径はφ250umとした。 The optical connector 10 was produced based on the structure of Example 1 shown in FIG. 4, and the principle was confirmed and the performance was evaluated. Twelve optical fibers 11 (core 50 um, outer diameter 500 um) were alternately mounted (staggered) on the first optical connector 10. In the second optical connector 30, twelve optical fibers 31 (core 50um, outer diameter 250um) are linearly arranged at a pitch of 250um. The diameter of the lens 12 of the first optical connector 10 is φ500 μm, and the diameter of the lens 32 of the second optical connector 30 is φ250 μm.
光コネクタ１０のフェルール１６の側面１６Ｓに、ファイバ挿入孔１８と連絡するファイバガイド溝１７を形成した。ファイバガイド溝１７の連通部１７ｃの幅Ｗ（図７参照）は、外径φ500umのファイバアレイが一括してファイバ挿入孔１８に実装されるように、ファイバ径よりもやや広い600umとした。 A fiber guide groove 17 communicating with the fiber insertion hole 18 was formed on the side surface 16S of the ferrule 16 of the optical connector 10. The width W (see FIG. 7) of the communication portion 17c of the fiber guide groove 17 is set to 600 μm, which is slightly larger than the fiber diameter, so that the fiber array having an outer diameter of φ500 μm is mounted in the fiber insertion hole 18 at once.
第１光コネクタ１０の光ファイバ１１の中心ＰF（図６参照）は、相手側コネクタとの接続位置Ｐ１（図７（Ｄ））、すなわち第２光コネクタ３０の光ファイバ配列に対して垂直方向に±220umずれている。第１光コネクタ１０のレンズ1２−ａの光軸は、光ファイバ１1−ａの中心に対して垂直方向（Ｙ方向）に-93umの位置ずれをもって配置されている。第１光コネクタ１０のレンズ１２−ｂは、光ファイバ１１−ｂの中心に対して垂直方向（Ｙ方向）に+87umの位置ずれをもって配置されている。 The center P F (see FIG. 6) of the optical fiber 11 of the first optical connector 10 is perpendicular to the connection position P1 (FIG. 7D) with the mating connector, that is, the optical fiber arrangement of the second optical connector 30. Deviation ± 220um in the direction. The optical axis of the lens 12-a of the first optical connector 10 is arranged with a positional shift of −93 μm in the vertical direction (Y direction) with respect to the center of the optical fiber 11-a. The lens 12-b of the first optical connector 10 is arranged with a positional deviation of +87 μm in the vertical direction (Y direction) with respect to the center of the optical fiber 11-b.
第１光コネクタ１０と第２光コネクタ３０の接続損失を測定するにあたり、レンズ間の距離が約700umとなるように間に厚さ700umのスペーサを挟んだ。波長850nmのVCSEL（Vertical Cavity Surface Emitting LASER）ビームをファイバ１１から入射し、第１光コネクタ１０のレンズ１２と、第２光コネクタ３０のレンズ３２を通して光ファイバ３１で受光した光強度を測定したところ、損失は約1.8dBであった。 In measuring the connection loss between the first optical connector 10 and the second optical connector 30, a spacer having a thickness of 700 μm was sandwiched so that the distance between the lenses was about 700 μm. The intensity of light received by the optical fiber 31 through the lens 12 of the first optical connector 10 and the lens 32 of the second optical connector 30 when a VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting LASER) beam having a wavelength of 850 nm is incident from the fiber 11 is measured. The loss was about 1.8dB.
この結果から、狭ピッチ配列で異径の光ファイバ間を光接続する場合でも、少ない損失で光信号を伝送できることがわかる。
（第２実施形態）
図８は、第２実施形態の光コネクタの接続構成の原理図である。第２実施例では、第１光コネクタ５０において、フェルール５６の内部で光ファイバ５１をＺ軸に対して傾斜させて保持する。この構成を、便宜上「傾斜配置」と称する。第２光コネクタ６０は一般的な光コネクタの構成を有し、たとえば、レンズ６２のアレイと光ファイバ６１の双方をＸ方向に一列に配置したものである。
From this result, it can be seen that an optical signal can be transmitted with a small loss even when optical fibers of different diameters are arranged in a narrow pitch arrangement.
(Second Embodiment)
FIG. 8 is a principle diagram of the connection configuration of the optical connector of the second embodiment. In the second embodiment, in the first optical connector 50, the optical fiber 51 is held inside the ferrule 56 while being inclined with respect to the Z axis. This configuration is referred to as “inclined arrangement” for convenience. The second optical connector 60 has a general optical connector configuration. For example, both the array of lenses 62 and the optical fiber 61 are arranged in a line in the X direction.
第１光コネクタ５０は、複数の光ファイバ５１と、光ファイバ５１をＺ軸に対して傾斜させて保持するフェルール５６と、複数のレンズ５２を有するレンズアレイ５５を含む。フェルール５６とレンズアレイ５５に、位置決めのためのガイドピン穴５４を設けてもよい。第２光コネクタ６０は、直線に配列された複数の光ファイバ６１と、光ファイバ６１を保持するフェルール６５と、直線に配列された複数のレンズ６２を含む。 The first optical connector 50 includes a plurality of optical fibers 51, a ferrule 56 that holds the optical fibers 51 while being inclined with respect to the Z axis, and a lens array 55 having a plurality of lenses 52. A guide pin hole 54 for positioning may be provided in the ferrule 56 and the lens array 55. The second optical connector 60 includes a plurality of optical fibers 61 arranged in a straight line, a ferrule 65 that holds the optical fibers 61, and a plurality of lenses 62 arranged in a straight line.
図９は、図８のＺ方向と垂直な断面での構成を示す図である。図９（Ａ）は、第１光コネクタ６０のフェルール５６のＤ断面とＥ断面を示す。光ファイバ５１−ａ、５１−ｂ、５１−ｃ、…（光ファイバ５１と総称する）はフェルール５６内部でＺ軸に対して斜めに保持されているため、Ｄ断面とＥ断面とで光ファイバ５１のＹ方向の位置が異なる。Ｄ断面では光ファイバ５１−ａ、５１−ｃ、…は、光ファイバ５１−ｂ、…とＹ方向に離れて配置されるが、光出射端となるＥ断面では、互いに近接して互い違い（千鳥状）に配置される。 FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration in a cross section perpendicular to the Z direction in FIG. 8. FIG. 9A shows a D section and an E section of the ferrule 56 of the first optical connector 60. Since the optical fibers 51-a, 51-b, 51-c,. The position of 51 in the Y direction is different. In the cross section D, the optical fibers 51-a, 51-c,... Are arranged away from the optical fibers 51-b,. Arranged).
図９（Ｂ）は、第１光コネクタ５０のレンズ面と、第２光コネクタ６０のレンズ面を示す。第１光コネクタ５０では、レンズ５２−ａ、５２−ｂ、５２−ｃ、…（レンズ５２と総称する）が互い違いに配置されている。傾斜配置の場合、各レンズ５２の光軸は、対応する光ファイバ５１の中心よりもＹ方向に、第１光コネクタ５０の水平中心５３から離れる方向にずれている。 FIG. 9B shows the lens surface of the first optical connector 50 and the lens surface of the second optical connector 60. In the first optical connector 50, lenses 52-a, 52-b, 52-c,... (Collectively referred to as lenses 52) are alternately arranged. In the case of the inclined arrangement, the optical axis of each lens 52 is shifted in the Y direction from the center of the corresponding optical fiber 51 and away from the horizontal center 53 of the first optical connector 50.
第２光コネクタ６０のレンズ６２−ａ、６２−ｂ、６２−ｃ、…（レンズ６２と総称する）は、Ｘ方向に直線配置されている。第１光コネクタ５０のレンズ５２の光軸を光ファイバ５１の中心からずらして光ビームを斜め方向に出射させることによって、第２光コネクタ６０の直線配列のレンズ６２に光結合させる。 Lenses 62-a, 62-b, 62-c,... (Collectively referred to as lens 62) of the second optical connector 60 are linearly arranged in the X direction. The optical axis of the lens 52 of the first optical connector 50 is shifted from the center of the optical fiber 51 to emit a light beam in an oblique direction, thereby optically coupling to the linearly arranged lenses 62 of the second optical connector 60.
図９（Ｃ）は、第２光コネクタ６０のＦ断面である。直線のレンズ配列に対応して、複数の光ファイバ６１−ａ、６１−ｂ、６１−ｃ、…がＸ方向に直線配置されている。レンズ６１の光軸と光ファイバ６１の中心軸は揃っている。 FIG. 9C is an F cross section of the second optical connector 60. A plurality of optical fibers 61-a, 61-b, 61-c,... Are linearly arranged in the X direction corresponding to the linear lens arrangement. The optical axis of the lens 61 and the central axis of the optical fiber 61 are aligned.
図１０は、傾斜配置における光ビームの光結合を説明する模式図である。Ｚ軸に対して傾斜して保持される光ファイバ５１−ａから出射する光ビームは、対応するレンズ５２−ａに導かれる。レンズ５２−ａは、光ファイバ５１−ａと同様に、Ｚ軸に対して傾斜して位置する。また、レンズ５２−ａの光軸ＰLは、光ファイバ５１−ａの中心ＰFよりもＹ方向にファイバ列の水平中心から離れる方向（紙面の上側）にずれて位置する。光ファイバ５１−ａを出射した光ビームは、レンズ５２−ａの光軸ＰLを外れてレンズ面に当たり、Ｚ軸に対する光ファイバ５１−ａの傾斜を打ち消す方向に出射する。この結果、光ビームは、第２コネクタ６０のレンズ６２−ａの光軸近傍に入射する。レンズ６２−ａの光軸は光ファイバ６１−ａの中心とそろっているので、光ビームは光ファイバ６１−ａに正しく入射される。 FIG. 10 is a schematic diagram for explaining optical coupling of light beams in an inclined arrangement. The light beam emitted from the optical fiber 51-a that is held inclined with respect to the Z axis is guided to the corresponding lens 52-a. Similarly to the optical fiber 51-a, the lens 52-a is inclined with respect to the Z axis. The optical axis P L of the lens 52-a is positioned shifted in the direction (the plane of the upper side) away from the horizontal center of the fiber column in the Y direction from the center P F of the optical fiber 51-a. The light beam emitted from the optical fiber 51-a will strike the lens surface outside the optical axis P L of the lens 52-a, emitted in a direction to cancel the tilt of the optical fiber 51-a relative to the Z-axis. As a result, the light beam enters the vicinity of the optical axis of the lens 62-a of the second connector 60. Since the optical axis of the lens 62-a is aligned with the center of the optical fiber 61-a, the light beam is correctly incident on the optical fiber 61-a.
ファイバ５１−ｂは、Ｚ軸に対してファイバ５１−ａと逆向きに傾斜する。ファイバ５１−ｂを出射した光は、レンズ５２−ｂに入射する。レンズ５２−ａは、光ファイバ５１−ｂと同様に、Ｚ軸に対して傾斜して位置する。レンズ５２−ｂの光軸ＰLは光ファイバ５１−ｂの中心ＰFよりもＹ方向に、ファイバ列の水平中心から離れる方向（紙面の下側）にずれて位置する。光ファイバ５１−ｂを出射した光ビームはレンズ５２−ｂの光軸ＰLを外れてレンズ面に当たり、Ｚ軸に対する光ファイバ５１−ｂの傾斜を打ち消す方向に出射する。この結果、光ビームは、第２コネクタ６０のレンズ６２−ｂの光軸近傍に入射する。レンズ６２−ｂの光軸は光ファイバ６１−ｂのファイバ中心とそろっているため、光ビームは、光ファイバ６１−ａに正しく入射される。 The fiber 51-b is inclined in the direction opposite to the fiber 51-a with respect to the Z axis. The light emitted from the fiber 51-b is incident on the lens 52-b. Similarly to the optical fiber 51-b, the lens 52-a is inclined with respect to the Z axis. The optical axis P L of the lens 52-b is shifted from the center P F of the optical fiber 51-b in the Y direction and in a direction away from the horizontal center of the fiber array (downward on the paper surface). The light beam emitted from the optical fiber 51-b hits the lens surface outside the optical axis P L of the lens 52-b, is emitted in a direction to cancel the tilt of the optical fiber 51-b with respect to the Z-axis. As a result, the light beam enters the vicinity of the optical axis of the lens 62-b of the second connector 60. Since the optical axis of the lens 62-b is aligned with the fiber center of the optical fiber 61-b, the light beam is correctly incident on the optical fiber 61-a.
このようにして、第１の径を有する光ファイバ５１の配列ピッチを、第２の径を有する光ファイバ６１の配列ピッチに変換して光結合することができる。 In this manner, the arrangement pitch of the optical fibers 51 having the first diameter can be converted into the arrangement pitch of the optical fibers 61 having the second diameter and optically coupled.
第２実施形態の第１光コネクタ５０を作成して、原理確認と性能評価を行なった。光ファイバ５１−ａ及びレンズ５２−ａのＺ軸に対する傾斜を＋２２°、光ファイバ５１−ｂ及びレンズ５２−ｂのＺ軸に対する傾斜を−２２°とした。また、レンズ５２−ａの光軸ＰLの光ファイバ５１−ａの中心ＰFに対するＹ方向の位置ずれ量を77um、レンズ５２−ｂの光軸ＰLの光ファイバ５１−ｂの中心ＰFに対するＹ方向の位置ずれ量を91umとした。第１光コネクタ５０と第２光コネクタ６０の接続損失を測定するにあたり、レンズ５２とレンズ６２の間の距離は約860umとなるように、間に厚さ860umのスペーサを挟んだ。波長850nmのＶＣＳＥＬビームをファイバ５１から入射し、レンズ５２とレンズ６２を通して光ファイバ６２で受光した光強度を測定した。測定の結果、損失は約1.5dBであった。 The first optical connector 50 of the second embodiment was created, and the principle was confirmed and the performance was evaluated. The inclination of the optical fiber 51-a and the lens 52-a with respect to the Z axis was + 22 °, and the inclination of the optical fiber 51-b and the lens 52-b with respect to the Z axis was −22 °. Further, the amount of positional deviation in the Y direction with respect to the center P F of the optical fiber 51-a on the optical axis P L of the lens 52-a is 77 μm, and the center P F of the optical fiber 51-b on the optical axis P L of the lens 52-b. The amount of misalignment in the Y direction relative to was 91 um. In measuring the connection loss between the first optical connector 50 and the second optical connector 60, a spacer having a thickness of 860 μm was sandwiched therebetween so that the distance between the lens 52 and the lens 62 was about 860 μm. A VCSEL beam having a wavelength of 850 nm was incident from the fiber 51, and the light intensity received by the optical fiber 62 through the lens 52 and the lens 62 was measured. As a result of the measurement, the loss was about 1.5 dB.
図１１は、上述したパラメータ値で第２実施形態の光結合をシミュレーションしたＸＺ面内の図である。光ファイバ５１−ａを伝搬する光は、レンズ５２−ａ、６２−ａを介して光ファイバ６１−ａに光結合している。同様に光ファイバ５１−ｂを伝搬する光は、レンズ５２−ｂ、６２−ｂを介して光ファイバ６１−ｂに光結合している。 FIG. 11 is a diagram in the XZ plane in which the optical coupling of the second embodiment is simulated with the parameter values described above. The light propagating through the optical fiber 51-a is optically coupled to the optical fiber 61-a through the lenses 52-a and 62-a. Similarly, light propagating through the optical fiber 51-b is optically coupled to the optical fiber 61-b via the lenses 52-b and 62-b.
図１２Ａ及び図１２Ｂは、上述したパラメータ値で第２実施形態の光結合をシミュレーションしたＹＺ面内の図である。図１２Ａは、光ファイバ５１−ａからレンズ５２−ａ、６２−ａを介して光ファイバ６１−ａに光結合する様子を示している。図１２Ｂは、光ファイバ５１−ｂからレンズ５２−ｂ、６２−ｂを介して光ファイバ６１−ｂに光結合する様子を示している。 12A and 12B are diagrams in the YZ plane in which the optical coupling of the second embodiment is simulated with the parameter values described above. FIG. 12A shows a state in which the optical fiber 51-a is optically coupled to the optical fiber 61-a via the lenses 52-a and 62-a. FIG. 12B shows a state in which the optical fiber 51-b is optically coupled to the optical fiber 61-b through the lenses 52-b and 62-b.
シミュレーション結果から明らかなように、狭いピッチで配列された異なる径の光ファイバ間で、損失を抑制して信頼性の高い光結合を実現することができる。 As is apparent from the simulation results, it is possible to realize highly reliable optical coupling by suppressing loss between optical fibers having different diameters arranged at a narrow pitch.
図１３は、実施形態の光コネクタの適用例を示す図である。図１３の例では、ブレードサーバに光コネクタが適用される。ミッドプレーンボード９０は所定の位置に実装された光コネクタ７０を含む。ミッドプレーンボード９０上の光コネクタ７０は、光伝搬路７５によって相互接続されている。ブレードボード９５は、所定の位置に実装された光コネクタ８０を含む。ミッドプレーンボード９０とブレードボード９５は、図中のサークルＨで示すように、光コネクタ７０と光コネクタ８０を介して、挿抜可能に接続される。 FIG. 13 is a diagram illustrating an application example of the optical connector of the embodiment. In the example of FIG. 13, an optical connector is applied to the blade server. The midplane board 90 includes an optical connector 70 mounted at a predetermined position. The optical connectors 70 on the midplane board 90 are interconnected by an optical propagation path 75. The blade board 95 includes an optical connector 80 mounted at a predetermined position. The midplane board 90 and the blade board 95 are detachably connected via an optical connector 70 and an optical connector 80 as indicated by a circle H in the drawing.
光コネクタ７０は、たとえば第１実施形態の第１光コネクタ１０、あるいは第２実施形態の第１光コネクタ５０である。この場合、光ファイバ１１（または５１）を径の大きいプラスチックファイバで構成することができる。プラスチックファイバは小径曲げが可能なので、ミッドプレーンボード９０上で高密度配線が可能になる。 The optical connector 70 is, for example, the first optical connector 10 of the first embodiment or the first optical connector 50 of the second embodiment. In this case, the optical fiber 11 (or 51) can be composed of a plastic fiber having a large diameter. Since the plastic fiber can be bent with a small diameter, high-density wiring on the midplane board 90 becomes possible.
光コネクタ７０を第１実施形態の光コネクタ１０で実現した場合は、ブレードボード９５上の光コネクタ８０は、図１に示す第２光コネクタ２０の構成を採用してもよいし、図４に示す第２光コネクタ３０の構成を採用してもよい。光コネクタ７０を第２実施形態の光コネクタ５０で実現した場合は、ブレードボード９５上の光コネクタ８０は、図８に示す第２コネクタ６０のような汎用コネクタであってもよい。 When the optical connector 70 is realized by the optical connector 10 of the first embodiment, the optical connector 80 on the blade board 95 may adopt the configuration of the second optical connector 20 shown in FIG. You may employ | adopt the structure of the 2nd optical connector 30 shown. When the optical connector 70 is realized by the optical connector 50 of the second embodiment, the optical connector 80 on the blade board 95 may be a general-purpose connector such as the second connector 60 shown in FIG.
第１実施形態及び第２実施形態の光コネクタを用いることによって、異なる径の光ファイバ同士をピッチ変換機能によって光接続することができる。一方の光ファイバをプラスチックファイバとした場合は、高密度の光配線が可能になる。さらに第１実施形態のフェルール構造を採用する場合は、複数の光ファイバを一括して互い違い（千鳥状）に実装することができる。したがって、狭ピッチ構成が容易に実現できる。第２実施形態の光コネクタ構造を採用する場合は、接続相手先の光コネクタの構成に変更を加える必要がない。いずれの構成でも、光損失を効果的に抑制して信頼性の高い光結合が実現される。 By using the optical connectors of the first embodiment and the second embodiment, optical fibers having different diameters can be optically connected by a pitch conversion function. When one optical fiber is a plastic fiber, high-density optical wiring is possible. Furthermore, when adopting the ferrule structure of the first embodiment, a plurality of optical fibers can be collectively and alternately mounted (staggered). Therefore, a narrow pitch configuration can be easily realized. When the optical connector structure of the second embodiment is adopted, it is not necessary to change the configuration of the optical connector of the connection partner. In any configuration, optical loss is effectively suppressed, and highly reliable optical coupling is realized.
以上の説明に対し、以下の付記を提示する。
（付記１）
複数の光ファイバと、
前記光ファイバを保持する保持部材と、
前記複数の光ファイバの各々に対応して設けられる複数のレンズと、
を含み、
前記複数の光ファイバは前記保持部材の光伝搬軸（Ｚ軸）と直交する第１の方向（Ｘ方向）に沿って互い違いに配列され、
前記複数のレンズは前記第１の方向に沿って互い違いに配列され、
前記各レンズの光軸（ＰL）は、対応する前記光ファイバの中心軸（ＰＦ）に対して前記光伝搬方向と直交する第２の方向にずれていることを特徴とする光コネクタ。
（付記２）
前記複数の光ファイバは、前記保持部材の内部で前記光伝搬軸に対して平行に保持され、
前記各レンズの光軸は、対応する前記光ファイバの中心から、前記互い違いの光ファイバ配列の水平中心に近づく方向にずれて位置することを特徴とする付記１に記載の光コネクタ。
（付記３）
前記保持部材は一方の側面にファイバガイド溝を有し、
前記ファイバガイド溝は、前記保持部材内部のファイバ挿入孔と連通し、
前記ファイバ挿入孔は、前記複数の光ファイバの各々に対応する複数のファイバ保持空間が相互に連通していることを特徴とする付記２に記載の光コネクタ。
（付記４）
前記複数の光ファイバは、前記保持部材の内部で前記光伝搬軸に対して傾斜して保持され、
前記各レンズの光軸は、対応する前記光ファイバの中心から、前記互い違いの光ファイバ配列の水平中心から離れる方向にずれて位置することを特徴とする付記１に記載の光コネクタ。
（付記５）
前記複数のレンズのレンズ面は、前記対応する光ファイバの傾斜と同じ方向に同じ角度で傾斜することを特徴とする付記４に記載の光コネクタ。
（付記６）
第１の径の光ファイバを有する第１光コネクタと、
前記第１の径と異なる第２の径の光ファイバを有する第２光コネクタと
を含み、
前記第１光コネクタは、光伝搬軸と直交する第１の方向に沿って互い違いに配置される複数の光ファイバと、前記複数の光ファイバに対応して設けられ前記第１の方向に沿って互い違いに配置される複数のレンズを有し、
前記各レンズの光軸は、対応する前記光ファイバの中心軸に対して前記光伝搬軸と直交する第２の方向にずれて配置され、前記対応する光ファイバからの光ビームを、前記第２コネクタの前記第２の径の光ファイバに光結合させることを特徴とする光接続構造。
（付記７）
前記第２光コネクタは、
前記第１の方向に沿って直線状に配置される複数のレンズと、
前記第１の方向に沿って互い違いに配置される前記第２の径の複数の光ファイバと
を有することを特徴とする付記６に記載の光接続構造。
（付記８）
前記第２光コネクタは、
前記第１の方向に沿って互い違いに配置される複数のレンズと、
前記第１の方向に沿って直線状に配置される前記第２の径の複数の光ファイバと
を有することを特徴とする付記６に記載の光接続構造。
（付記９）
前記第１の径の光ファイバはプラスチックファイバであり、前記第２の径の光ファイバは石英ファイバである付記６〜８のいずれかに記載の光接続構造。
（付記１０）
ファイバ保持部材に、複数の光ファイバを保持するためのファイバ挿入孔と、前記ファイバ挿入孔に連通しかつ前記ファイバ保持部材の一方の側壁に開口を有するファイバガイド溝とを形成し、
前記ファイバ挿入孔は、前記複数の光ファイバの各々を保持する複数のファイバ保持空間が相互に連通するように形成され、
前記複数の光ファイバを前記開口から一括して前記ファイバ挿入孔に挿入し、固定する、
ことを特徴とする光コネクタの製造方法。
（付記１１）
前記ファイバ挿入孔の形成は、前記複数のファイバ保持空間が互い違いに位置して内部で連通するように形成されることを特徴とする付記１０に記載の光コネクタの製造方法。
（付記１２）
前記ファイバ保持部材に、前記ファイバ保持空間に対応する数のレンズを有するレンズアレイを設ける工程をさらに含み、
前記レンズの光軸は、対応する前記ファイバ保持空間の中心軸から、前記ファイバ保持部材の光伝搬軸に対して垂直な方向にずれて位置するように形成されることを特徴とする付記１０に記載の光コネクタの製造方法。
The following notes are presented for the above explanation.
(Appendix 1)
A plurality of optical fibers;
A holding member for holding the optical fiber;
A plurality of lenses provided corresponding to each of the plurality of optical fibers;
Including
The plurality of optical fibers are alternately arranged along a first direction (X direction) orthogonal to the light propagation axis (Z axis) of the holding member,
The plurality of lenses are arranged alternately along the first direction;
The optical axis of each lens (P L) is an optical connector which is characterized in that displaced in a second direction perpendicular to the light propagation direction with respect to the central axis of the corresponding optical fiber (P F).
(Appendix 2)
The plurality of optical fibers are held in parallel to the light propagation axis inside the holding member,
The optical connector according to appendix 1, wherein the optical axis of each lens is positioned to be shifted from the center of the corresponding optical fiber in a direction approaching the horizontal center of the staggered optical fiber array.
(Appendix 3)
The holding member has a fiber guide groove on one side;
The fiber guide groove communicates with a fiber insertion hole inside the holding member,
The optical connector according to appendix 2, wherein the fiber insertion hole has a plurality of fiber holding spaces corresponding to each of the plurality of optical fibers communicating with each other.
(Appendix 4)
The plurality of optical fibers are held inclined with respect to the light propagation axis inside the holding member,
2. The optical connector according to claim 1, wherein the optical axis of each lens is located in a direction away from the center of the corresponding optical fiber in a direction away from the horizontal center of the staggered optical fiber array.
(Appendix 5)
The optical connector according to appendix 4, wherein the lens surfaces of the plurality of lenses are inclined at the same angle in the same direction as the inclination of the corresponding optical fiber.
(Appendix 6)
A first optical connector having an optical fiber of a first diameter;
A second optical connector having an optical fiber of a second diameter different from the first diameter,
The first optical connector includes a plurality of optical fibers arranged alternately along a first direction orthogonal to the light propagation axis, and is provided corresponding to the plurality of optical fibers along the first direction. Having a plurality of lenses arranged alternately,
The optical axis of each lens is arranged to be shifted in a second direction perpendicular to the light propagation axis with respect to the central axis of the corresponding optical fiber, and the light beam from the corresponding optical fiber is changed to the second optical fiber. An optical connection structure characterized by being optically coupled to the optical fiber having the second diameter of the connector.
(Appendix 7)
The second optical connector is
A plurality of lenses arranged linearly along the first direction;
The optical connection structure according to appendix 6, further comprising: a plurality of optical fibers having the second diameter arranged alternately along the first direction.
(Appendix 8)
The second optical connector is
A plurality of lenses arranged alternately along the first direction;
The optical connection structure according to appendix 6, further comprising: a plurality of optical fibers having the second diameter arranged linearly along the first direction.
(Appendix 9)
The optical connection structure according to any one of appendices 6 to 8, wherein the optical fiber having the first diameter is a plastic fiber, and the optical fiber having the second diameter is a quartz fiber.
(Appendix 10)
Forming a fiber insertion hole for holding a plurality of optical fibers in the fiber holding member, and a fiber guide groove communicating with the fiber insertion hole and having an opening on one side wall of the fiber holding member;
The fiber insertion hole is formed such that a plurality of fiber holding spaces for holding the plurality of optical fibers communicate with each other.
The plurality of optical fibers are collectively inserted into the fiber insertion hole from the opening and fixed,
An optical connector manufacturing method.
(Appendix 11)
11. The method of manufacturing an optical connector according to appendix 10, wherein the fiber insertion holes are formed such that the plurality of fiber holding spaces are alternately positioned and communicate with each other.
(Appendix 12)
Providing the fiber holding member with a lens array having a number of lenses corresponding to the fiber holding space;
Supplementary note 10 characterized in that the optical axis of the lens is formed so as to be shifted from the central axis of the corresponding fiber holding space in a direction perpendicular to the light propagation axis of the fiber holding member. The manufacturing method of the optical connector of description.
光通信ネットワーク、光インタコネクション、光機器内部などで行なわれる光接続に適用することができる。 The present invention can be applied to an optical connection made in an optical communication network, an optical interconnection, an optical device, or the like.
１０、５０、７０ 第１光コネクタ
１１、２１、３１、５１、６１ 光ファイバ
１２、２２、３２、５２、６２ レンズ
１６、２５、３５、５６、６５ フェルール（ファイバ保持部材）
１７ ファイバガイド溝
１８ ファイバ挿入孔
１８ａ ファイバ保持空間
２０、３０、６０、８０ 第２光コネクタ
ＰF ファイバ中心
ＰL レンズ光軸
10, 50, 70 First optical connector 11, 21, 31, 51, 61 Optical fiber 12, 22, 32, 52, 62 Lens 16, 25, 35, 56, 65 Ferrule (fiber holding member)
17 fiber guide grooves 18 fiber insertion hole 18a fiber holding space 20,30,60,80 second optical connector P F fiber center P L lens optical axis
Claims (8)
前記光ファイバを保持する保持部材と、
前記複数の光ファイバの各々に対応して設けられる複数のレンズと、
を含み、
前記複数の光ファイバは前記保持部材の光伝搬軸と直交する第１の方向に沿って互い違いに配列され、
前記複数のレンズは前記第１の方向に沿って互い違いに配列され、
前記各レンズの光軸は、対応する前記光ファイバの中心軸に対して前記光伝搬方向と直交する第２の方向にずれていることを特徴とする光コネクタ。 A plurality of optical fibers;
A holding member for holding the optical fiber;
A plurality of lenses provided corresponding to each of the plurality of optical fibers;
Including
The plurality of optical fibers are arranged alternately along a first direction orthogonal to the light propagation axis of the holding member,
The plurality of lenses are arranged alternately along the first direction;
The optical connector is characterized in that an optical axis of each lens is shifted in a second direction orthogonal to the light propagation direction with respect to a central axis of the corresponding optical fiber.
前記各レンズの光軸は、対応する前記光ファイバの中心から、前記互い違いの光ファイバ配列の水平中心に近づく方向にずれて位置することを特徴とする請求項１に記載の光コネクタ。 The plurality of optical fibers are held in parallel to the light propagation axis inside the holding member,
2. The optical connector according to claim 1, wherein an optical axis of each of the lenses is shifted from a center of the corresponding optical fiber in a direction approaching a horizontal center of the staggered optical fiber array.
前記ファイバガイド溝は、前記保持部材内部のファイバ挿入孔と連通し、
前記ファイバ挿入孔は、前記複数の光ファイバの各々に対応する複数のファイバ保持空間が相互に連通していることを特徴とする請求項２に記載の光コネクタ。 The holding member has a fiber guide groove on one side;
The fiber guide groove communicates with a fiber insertion hole inside the holding member,
The optical connector according to claim 2, wherein the fiber insertion hole has a plurality of fiber holding spaces corresponding to each of the plurality of optical fibers communicating with each other.
前記各レンズの光軸は、対応する前記光ファイバの中心から、前記互い違いの光ファイバ配列の水平中心から離れる方向にずれて位置することを特徴とする請求項１に記載の光コネクタ。 The plurality of optical fibers are held inclined with respect to the light propagation axis inside the holding member,
2. The optical connector according to claim 1, wherein an optical axis of each of the lenses is shifted from a center of the corresponding optical fiber in a direction away from a horizontal center of the staggered optical fiber array.
前記第１の径と異なる第２の径の光ファイバを有する第２光コネクタと
を含み、
前記第１光コネクタは、光伝搬軸と直交する第１の方向に沿って互い違いに配置される複数の光ファイバと、前記複数の光ファイバに対応して設けられ前記第１の方向に沿って互い違いに配置される複数のレンズを有し、
前記各レンズの光軸は、対応する前記光ファイバの中心軸に対して前記光伝搬軸と直交する第２の方向にずれて配置され、前記対応する光ファイバからの光ビームを、前記第２コネクタの前記第２の径の光ファイバに光結合させることを特徴とする光接続構造。 A first optical connector having an optical fiber of a first diameter;
A second optical connector having an optical fiber of a second diameter different from the first diameter,
The first optical connector includes a plurality of optical fibers arranged alternately along a first direction orthogonal to the light propagation axis, and is provided corresponding to the plurality of optical fibers along the first direction. Having a plurality of lenses arranged alternately,
The optical axis of each lens is arranged to be shifted in a second direction perpendicular to the light propagation axis with respect to the central axis of the corresponding optical fiber, and the light beam from the corresponding optical fiber is changed to the second optical fiber. An optical connection structure characterized by being optically coupled to the optical fiber having the second diameter of the connector.
前記第１の方向に沿って直線状に配置される複数のレンズと、
前記第１の方向に沿って互い違いに配置される前記第２の径の複数の光ファイバと
を有することを特徴とする請求項５に記載の光接続構造。 The second optical connector is
A plurality of lenses arranged linearly along the first direction;
The optical connection structure according to claim 5, further comprising: a plurality of optical fibers having the second diameter arranged alternately along the first direction.
前記第１の方向に沿って互い違いに配置される複数のレンズと、
前記第１の方向に沿って直線状に配置される前記第２の径の複数の光ファイバと
を有することを特徴とする請求項５に記載の光接続構造。 The second optical connector is
A plurality of lenses arranged alternately along the first direction;
The optical connection structure according to claim 5, further comprising: a plurality of optical fibers having the second diameter arranged linearly along the first direction.
前記ファイバ挿入孔は、前記複数の光ファイバの各々を保持する複数のファイバ保持空間が相互に連通するように形成され、
前記複数の光ファイバを前記開口から一括して前記ファイバ挿入孔に挿入し、固定する、
ことを特徴とする光コネクタの製造方法。 Forming a fiber insertion hole for holding a plurality of optical fibers in the fiber holding member, and a fiber guide groove communicating with the fiber insertion hole and having an opening on one side wall of the fiber holding member;
The fiber insertion hole is formed such that a plurality of fiber holding spaces for holding the plurality of optical fibers communicate with each other.
The plurality of optical fibers are collectively inserted into the fiber insertion hole from the opening and fixed,
An optical connector manufacturing method.
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