JP7420083B2 - 光コネクタ - Google Patents
光コネクタ Download PDFInfo
- Publication number
- JP7420083B2 JP7420083B2 JP2020566120A JP2020566120A JP7420083B2 JP 7420083 B2 JP7420083 B2 JP 7420083B2 JP 2020566120 A JP2020566120 A JP 2020566120A JP 2020566120 A JP2020566120 A JP 2020566120A JP 7420083 B2 JP7420083 B2 JP 7420083B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- light
- optical path
- optical connector
- present technology
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 851
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 109
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 99
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 96
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 66
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 40
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 40
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 30
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 21
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 218
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 42
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 36
- 239000000463 material Substances 0.000 description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 description 30
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 28
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 20
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 20
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 14
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 14
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 12
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 12
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 12
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 9
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 8
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 8
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 7
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 7
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 5
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 229920001477 hydrophilic polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 2
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003848 UV Light-Curing Methods 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 229910001491 alkali aluminosilicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000003631 expected effect Effects 0.000 description 1
- 230000008570 general process Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 238000000016 photochemical curing Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
- G02B6/3807—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
- G02B6/381—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs of the ferrule type, e.g. fibre ends embedded in ferrules, connecting a pair of fibres
- G02B6/3826—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs of the ferrule type, e.g. fibre ends embedded in ferrules, connecting a pair of fibres characterised by form or shape
- G02B6/383—Hermaphroditic connectors, i.e. two identical plugs mating with one another, each plug having both male and female diametrically opposed engaging parts
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/34—Optical coupling means utilising prism or grating
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
- G02B6/3807—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
- G02B6/381—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs of the ferrule type, e.g. fibre ends embedded in ferrules, connecting a pair of fibres
- G02B6/3825—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs of the ferrule type, e.g. fibre ends embedded in ferrules, connecting a pair of fibres with an intermediate part, e.g. adapter, receptacle, linking two plugs
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4214—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
- G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
- G02B6/0016—Grooves, prisms, gratings, scattering particles or rough surfaces
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
- G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
- G02B6/002—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/32—Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
- G02B6/3807—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
- G02B6/381—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs of the ferrule type, e.g. fibre ends embedded in ferrules, connecting a pair of fibres
- G02B6/3826—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs of the ferrule type, e.g. fibre ends embedded in ferrules, connecting a pair of fibres characterised by form or shape
- G02B6/3829—Bent or angled connectors
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
- G02B6/3807—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
- G02B6/3873—Connectors using guide surfaces for aligning ferrule ends, e.g. tubes, sleeves, V-grooves, rods, pins, balls
- G02B6/3874—Connectors using guide surfaces for aligning ferrule ends, e.g. tubes, sleeves, V-grooves, rods, pins, balls using tubes, sleeves to align ferrules
- G02B6/3878—Connectors using guide surfaces for aligning ferrule ends, e.g. tubes, sleeves, V-grooves, rods, pins, balls using tubes, sleeves to align ferrules comprising a plurality of ferrules, branching and break-out means
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4292—Coupling light guides with opto-electronic elements the light guide being disconnectable from the opto-electronic element, e.g. mutually self aligning arrangements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
Description
そこで、本技術では、外的衝撃の影響が少ない、コリメート結合方式の光コネクタを提供することを主目的とする。
前記第一光路変換部は、他方の光コネクタと結合したときに存在する第二光路変換部の方向に、光を照射するように構成されていてもよい。
前記第一光路変換部と前記第二光路変換部は、Z字状の光路を形成するように構成されていてもよい。
前記光コネクタは、ハウジングを備え、当該ハウジング内に、前記第一光路変換部を支持する支持部、及び遮光部を有していてもよい。
前記第一光路変換部が、透明部材から構成される光路変換ブロックであり、
当該光路変換ブロックに、光伝搬の反対方向に光を照射するための、反射面及び出射面を有していてもよい。
前記第一光路変換部は、この出射端側かつ短手方向に、出射面より突出する突起部を有していてもよい。
前記第一光路変換部は、支持部内部に設けられ、当該支持部の内部に、光伝搬の反対方向に反射させる反射面を少なくとも1つ以上有していてもよい。
前記支持部は、光ファイバ又は当該光ファイバと接続されたコリメートレンズを支持するように構成されていてもよい。
前記第一光路変換部の出射端側の短手方向に、外部と仕切る間仕切部がさらに設けられていてもよい。
前記第一光路変換部は、その出射端側に保護部をさらに有していてもよい。
前記光コネクタは、前記第一光路変換部を複数有し、これら第一光路変換部は、光伝搬を軸に対称形となるように配置されていてもよい。
前記第一光路変換部の出射面には、前記反射面からの光路と直交しないように角度が設けられていてもよい。
前記光軸公差調整機構は、反射面を複数有する光路延長機構であり、当該光路延長機構は、前記第一光路変換部の出射面に光が到達する前に配置されるものであってもよい。
以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。なお、説明は以下の順序で行う。なお、図面については、同一又は同等の要素又は部材には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
1.本技術に係る光コネクタ1
1(1) 本技術に係る光コネクタの概要
1(2) 本技術に係る光コネクタ1
1(3) 本技術の第一実施形態に係る光コネクタ1
1(3)-2 第一の実施形態の光コネクタの製法例
1(4) 本技術の第二の実施形態に係る光コネクタ1
1(4)-2 第二の実施形態の光コネクタの製法例
1(5) 本技術の第三の実施形態に係る光コネクタ1
1(6) 本技術の第四の実施形態に係る光コネクタ1
1(7) 本技術の第五の実施形態に係る光コネクタ1
1(8) 本技術の第六の実施形態に係る光コネクタ1
1(9) 本技術の第七の実施形態に係る光コネクタ1
1(10) 本技術の第八の実施形態に係る光コネクタ1
現在、一般的に使われている光コネクタは、光ファイバ同士を光コネクタ内で突き合わせる、いわゆるフィジカルコンタクト(PC:Physical Contact)方式が採用されている
。しかし、光ファイバの伝送容量が大きくなるにつれ、コア径は細径化する傾向になる。このため、PC方式ではコネクタ同士を嵌合するときの公差が厳しくなり、機構的な限界が生じてきている。また、一般的に光コネクタは、出射部が外部に露出する構成を採用しているため、異物の付着や外的衝撃による傷も生じやすい。異物対策として、例えば、挿抜時に開閉する機械的なシャッタを設ける方法が検討されているが、このような方法を採用すると、機構が複雑になるため挿抜耐久性が懸念されていた。
しかし、特許文献1を含め、従来のコリメート結合方式を採用した光コネクタにおいても、PC方式と同様に依然、出射部は外側に露出しているため、異物が堆積しやすく、外的衝撃によって出射面に傷などが付きやすい。このため、経年による結合効率の悪化や使用環境や作業方法が限定されるなど、長期的な信頼性の面や扱いやすさの観点で懸念が残る。
そこで、本発明者は、鋭意検討した結果、コリメート結合方式の光コネクタにおいて、光伝搬の反対方向に光を照射するように構成されている光路変換部を備え、当該光路変換部は少なくとも1つ以上の反射面を有する、光コネクタを見出し、これによって外的衝撃の影響が少ない光コネクタを提供することができた。
なお、図1は、本技術の光コネクタをX方向に沿って断面したときの概念図である。
また、本技術において、光コネクタの内側は、光伝搬側(図1中では左側)又は光コネクタのハウジング内壁側である。本技術において、光コネクタの外側は、結合する前の他方の光コネクタがある側(図1中では右側)又は光コネクタのハウジング内壁側の反対側である。
さらに、本技術の光コネクタには、予めハウジング内壁に遮光部を設けることも可能である。この遮光部を利用することによって、光コネクタ同士の非結合時における出射光は遮光部にあたり減衰しながら伝搬するため、光コネクタの外側に光が漏れることはほとんどない。
また、図3では、光伝搬は、上側の光コネクタから送信され、下側の光コネクタに受信されている。しかし、光伝搬の進み方は順逆いずれでもよく特に限定されず、光伝搬が下側の光コネクタから送信され、上側の光コネクタに受信されてもよい。光伝搬の進み方が逆になる場合、下側の光コネクタの入射面は出射面となり、上側の光コネクタの出射面は入射面となり、また上側の光コネクタが他方の光コネクタとなる。このように、本技術の光コネクタは、送光側又は受光側のいずれでも用いることができ、適宜、送光側又は受光側に切り替えて用いることができる。
また、本明細書の図で説明している光コネクタの配置や向きは一例であり、本技術の光コネクタを、上下や左右の反転、右や左への90°回転、180°回転等といった回転や反転させることに関して特に限定されない。
また、本技術の光コネクタは、レンズ(例えば、コリメートレンズ)と光路変換ブロックを一体化した構造であってもよい。このとき、反射面が曲面であってもよく、光ファイバの接続面が曲面であってもよい。
本技術の光コネクタは、外敵衝撃の影響が少なくなる等の観点から、光路変換部に、保護部をさらに設けてもよく、当該保護部として、例えば、樹脂で反射面の外側をコートすることや板状の部材を接着すること等が挙げられる。
本技術の光コネクタは、複数の光路変換部を上下対称に配置した構造を採用してもよく、これにより差込口をリバーシブルにすることができる。
本技術の光コネクタは、光路変換部で生じる戻り光を軽減するような構成を採用することができる。戻り光を軽減する構成として、例えば、光路変換部の出射面が光軸に対して垂直にならない構造、出射面へのARコーティング等が挙げられる。
本技術の光コネクタは、光ファイバの光軸公差の範囲を大きくするような構成を採用することができる。このような光軸公差を調整する機構として、例えば、曲率を持ったレンズ付き光ファイバ、コア端面に漏斗状を接続した構造等が挙げられる。また、光軸公差を調整する機構として、例えば、送光側の光路を折り返す構造、受光側の光束を細くして伝搬する構造等が挙げられる。これらを採用することにより、光ファイバの光軸公差の範囲を大きくしつつ、光コネクタを小型化できる。
(1)本技術はコリメート結合方式を採用することで、嵌合するときのズレの公差を大きくでき、また、異物の影響を小さくできる。
(2)本技術は、Z字状の光路を形成するような結合を採用することで、以下のような利点を有することができる。
外的衝撃による出射面の傷を保護でき、異物の影響を小さくできる。そして、高い伝送品質を長期にわたって維持できる。
また、クリーニング頻度を下げることができ(クリーニングフリー)、作業方法や場所を選ぶことがなくなり、作業性・汎用性が増すことになる。
また、消費電力を抑えることができる。
また、レーザハザード対策で目を保護することができ、これにより出力を一定にして、伝送品質を維持できる。
また、メカレスでもよいので、長期的な信頼性が高い。
また、一般的なプロセスでも製造可能なので、実用的な構造で低コストである。
また、パッシブアライメントで実装でき、これによりプロセスに関してコスト削減ができる。
また、光ファイバの光軸公差の範囲を大きくできるので、幅広い光軸公差の構造を作ることができる。
また、戻り光の軽減することも可能なので、出力の安定化およびノイズの減少することができる。
また、アイソレータなどの他の光学部品を使う必要が無くなる。
本技術の光コネクタは、上述した構造を適宜採用することによって、コリメート結合方式のメリットを活かしながら、外的衝撃の影響を受けにくい。
さらに、本技術であれば、光コネクタ同士の非結合時のレーザハザード対策もでき、挿抜するときの耐久性向上、衝撃や異物の影響の低減等も可能であり、これら全てを両立させることも可能である。さらに、本技術は、実用的な構造の小型の光コネクタを提供することも可能である。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
本技術に係る光コネクタ1について、図1を参照して以下により詳細に説明する。図1は、光コネクタ1を上方からみたときに中央付近をX軸方向に沿った断面図である。
本技術の光コネクタ1は、光伝搬方向4からくる光を、光伝搬の反対方向に照射するように構成されている、光路変換部5を備える。前記光路変換部5は、光伝搬の反対方向に光を照射できるような構造、機構や形状等を有している。
光路変換部の形状の一例として、図2、図5、図6や図10等のような断面形状が挙げられるが、本技術はこれに限定されない。
本技術の好適な光路変換部は、光伝搬側部分と出射端側部分から構成されている。
前記光伝搬側部分は、光ファイバからの光を伝搬させる部であり、当該形状は略四角形状や略長方形状を有することが好適である。さらに、当該光伝搬側部分は、光伝搬光路を形成するために、略四角形状、略台形状、略三角形状等を組み合わせてもよい。
前記出射端側部分は、反射部、出射部、及び突起部等を含むように構成されることが好適であり、これらの形状は特に限定されない。
反射部は、光伝搬の光を反射させる部であり、当該形状は、略台形形状が好ましい。当該反射部の形状は、その上面の一部が右斜め下方向に傾斜し、その傾斜部分が出射面へ反射させる反射領域になることが好適である。
出射部は、反射された光を出射させる部であり、当該形状は、略三角形状が好ましい。当該出射部の形状は、その下面が右斜め下方向に傾斜し、この傾斜面が出射領域になることが好適である。
突起部は、出射面を保護する等のための部であり、当該形状は、略四角形状が好ましい。当該突起部の形状は、出射面の端部からさらに下方向に突出するような形状であることが好適である。
出射端側にある反射面は、光伝搬の反対方向に出射できるように傾斜しているような構成であることが好適であり、反射面から光が照射されることで光路6を形成することができる。
出射端側にある出射面は、出射端側の反射面で反射された光を照射できるような構成であることが好適である。このとき、出射面は、反射面で照射された光を照射できる位置に配置されることが好適である。出射端側にある出射面は、光伝搬の反対方向に光を出射できるように傾斜しているような構成であることが好適である。この出射面から照射された光は、光伝搬の反対方向に照射することができる。また、戻り光軽減の観点から、出射面は、光軸に対して垂直にならない構造やARコーティングを施すことが好適である。
図2~図5を参照して、以下、本技術の第一の実施形態についてより詳細に説明するが、本技術はこれに限定されるものではない。上述の<1(1)>及び<1(2)>の構成と重複する構成の説明は適宜省略する。
前記光コネクタ1は、光ファイバ16、コリメート光形成機構、及び第一光路変換部5等のような、光を伝搬できるように構成されている光路形成部を備えることが好適である。当該光路形成部は、光ファイバ16、コリメートレンズ17、第一光路変換部5の順に配置することができる。当該光路形成部は、支持部14や遮光部15によってハウジング内に固定され、支持されていてもよい。
ここで、送光側の光コネクタの光路変換部を、第一光路変換部といい、他方の受光側の光コネクタの光路変換部を、第二光路変換部という。また、送光側の光コネクタは、第一光コネクタいともいい、受光側の光コネクタは、第二光コネクタともいう。
また、本技術において、便宜上、光路変換部や光コネクタ等に、第一や第二、一方や他方等の文言を付す場合もあるが、本技術の光コネクタは、送光側もしくは受光側、又はその両方として使用することが可能である。このため、第一や第二等の文言によって、本技術の光コネクタが、送光側のみや受光側のみ等に限定的に解釈されることはない。
前記第一光路変換部5は、他方の光コネクタと結合したときに存在する第二光路変換部の方向に、光を照射するように構成されていることが好適である。
前記第一光路変換部5は、1つ以上の反射面10を有する。この単数又は複数の反射面10は、光伝搬方向4からの光を反射させて又は反射させながら、光伝搬方向の反対に照射させることができるように配置されている(例えば図2や図5参照)。
反射面10の形成方法として、一例として、第一光路変換部の出射端側において、この出射端側の外側の表面上に反射ミラーを貼り付けてもよいし、この出射端側の外側の表面上に金属膜を蒸着させてもよい。外部に反射ミラーや金属膜を設け、これを用いて光を反射させることができる。また、反射面10は、平面でもよく曲面でもよい。
また、反射面10の形成方法として、一例として、第一光路変換部の出射端側において、この出射端側にプリズムや反射ミラーを配置させてもよい。内部に反射プリズムや反射ミラーを設け、プリズムの臨界角や反射ミラーを用いて光を反射させることができる。
出射面11から照射された光は、光伝搬の反対方向に照射できる。また、出射面11に光を照射する反射面10の傾斜は、光伝搬の反対方向に出射できるように傾斜していることが好適である。また、送光側の出射面11の傾斜は、他方の光コネクタと結合したときに受光側の入射面の傾斜と平行状態になることが好適である。
第一光路変換部は、透明部材から構成される、光学ブロック等の光路変換ブロックが好適である。当該光路変換ブロックとして、成型や切削等により作製が可能であり、使用材料は使用波長に対して減衰率の小さいものが望ましい。
前記第一光路変換部5は、プリズムを用いることが好適であり、これにより光路を効率よく形成させることができる。なお、第二光路変換部5も、第一光路変換部5と同じ又は類似の構造や材料等を用いればよい。
さらに、出射端側の反射面10及び出射面11の下の略垂直方向に、外的衝撃を低減するための突起部12が形成されていることが好ましい(例えば、図2参照)。突起部12は、反射面10がある第一光路変換部の外側部分より略垂直方向に形成されていることが好適である。第一光路変換部の外側部分には、反射面10に沿った傾斜面が設けられていてもよい。また、突起部12は、出射端側かつ短手方向(Z軸方向)に、出射面11から突出するように形成されていることが好適である。また、突起部12は、出射面11よりも下の略垂直方向に形成されていることが好適であり、出射面11の傾斜面の最下端よりも突出する形状であることがより好適である。また、突起部12は、外側方向(X軸方向)に厚みを有することが好適である。出射面11よりも、より外側に突起部12が配置される構成にすることで、出射面11を直接外部に晒すことがなくなるので、出射面11に対する傷や異物等の付着をより防止することができる。
本技術の第一の実施形態の光コネクタ1は、ハウジング13を備えることが好適である。当該ハウジング13内に第一光路変換部5が格納される。第一光路変換部5は、当該ハウジング13内の一端に格納されることが好適である。
前記光コネクタ1は、前記ハウジング13内に、前記第一光路変換部5を支持する支持部14、及び遮光部15を有することが好適である。前記第一光路変換部5は、当該支持部14及び遮光部15との間に配置されていることが好適であり、さらにこれらの間で固定されていることがより好適である。
前記光コネクタ1は、前記ハウジング13内に、光ファイバ16等の光路形成部材を備えることが好適である。さらに、光ファイバからの光をコリメートにするためのコリメートレンズ17等の光路形成部材を備えてもよい。
前記ハウジング(例えば箱型や筒型)13に、他方の光コネクタが差し込むことが可能な開口部が設けられていることが好適である。前記ハウジング13には、光ファイバと接続可能な開口部が設けられていることが好適である。そして、前記ハウジング13は、光コネクタ同士が結合し、両者のハウジングが嵌合したときに、嵌合状態のハウジングに外側から光が侵入しないような形状にすることが好適である。本技術は、光コネクタ同士の点数2つを結合させればよく、光コネクタ同士の間に結合アダプタを別に用いなくともよく、点数を少なくできることも利点である。
遮光部15は、ハウジング13内に設けることが好適であり、ハウジング内壁に形成することが好適である。また、遮光部15は、第一光路変換部、コリメートレンズや光ファイバ等の光路形成部を支持できるような形状であることが好適である。形状として、例えば、箱型や筒型等が挙げられ、他方の光コネクタの光路変換部が挿入できる開口部が設けられていることが好適である。より具体的には、例えば、U字状やL字状等が挙げられる。
また、遮光部15に粘着性を付加させることで、この粘着部分にて、異物等をダストトラップすることができるものを採用してもよい。粘着性を持たせるものとして、例えば、フィルムや樹脂等が挙げられる。
粘着性物質として、特に限定されないが、例えば、接着剤として機能する親水性のポリマー等が挙げられる。当該親水性のポリマーとして、例えば、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリアミド、ビニルピロリドンホモポリマー等が挙げられる。
前記光路形成部に、さらに光ファイバ16を設けることが好ましく、光ファイバ16は、光路形成に使用できる他の光学部品の一例である。他の光学部品としては、例えば、光導波路、発光ダイオード、半導体レーザ、レンズ、プリズム等の各種光学要素が挙げられる。
一般的に、光ファイバからの光をコリメートレンズ(コリメート光形成機構)を用いることで、光ファイバからの光を拡散させ平行な光束状態にすることができる。入射側でコリメートレンズを用いることで、平行な光束が収束させた光を光ファイバに送ることができる。このようなコリメート結合方式は、嵌合ズレの公差が大きくともよいや異物の影響が少ないという利点を有する。一方でコリメート光は平行状態のレーザ光であるため、レーザハザード対策も必要となるが、本技術であればレーザハザード対策も可能である。
図3に、本技術の第一の実施形態の光コネクタ1及び他方の光コネクタ1同士を結合したときの光コネクタを示す。
他方の光コネクタ1における、第二光路変換部5、ハウジング13、遮光部15、光路形成部(光ファイバ16、コリメートレンズ17等)等は、上述した光コネクタ1の各構成と同様である。
図3及び4では他方の光コネクタ1が支持部14を備えていないが、支持部14は必要に応じて適宜光コネクタに備えてもよい。また、遮光部15が、第二光路変換部5を支持するように構成されていてもよい。
また、光コネクタのハウジング13内部の高さ(Z軸)が、他方の光コネクタのハウジング13の内部の高さ(Z軸)よりも大きいように構成されていることが好適であり、結合時の光コネクタ1,1をより小型化できる。
本技術の第一の実施形態における一例を説明するが、本技術はこれに限定されない。本技術の構造は図2で示したように、光ファイバ16、コリメートレンズ17、光路変換ブロック5、支持部(ハウジング)13、遮光部15が最小構成となる。光ファイバの代わりに、矩形の光導波路を用いても構わないし、図5のように45度ミラーと受発光素子18を組み合わせても問題はない。コリメートレンズもそれに限定されるわけでなく、集光・発散する曲率を持った一般的なレンズでも構わない。光路変換ブロックで用いる光学ブロック5は成形や切削等で作製が可能であり、使用材料は使用波長に対して減衰率の小さいものが望ましい。反射面はアルミ等の金属膜を蒸着したものでよく、多層膜ミラーなどでも構わない。また、全反射条件を満たしていれば、反射面10のミラーを省略することもできる。光路変換ブロック5の出射端側には、庇のような突起部12を設けると、出射面11が影になり外的衝撃や異物の影響を小さくすることができる。突起部12は、光コネクタサイズに応じて突出させることが望ましい。遮光部15の遮光材は、フィルムタイプや樹脂など、内壁に密着する材料であれば材質は問わない。さらに、遮光材に粘着性を付加すれば、異物を吸着するダストトラップの役割を持たせることができるので、コネクタ内での異物の循環を防ぎ、異物の影響を小さくすることができる。なお、本形状は芯数には限定されない。
さらに、本技術であれば、光コネクタ同士の非結合時のレーザハザード対策もでき、挿抜するときの耐久性向上、衝撃や異物の影響の低減等も可能であり、これら全てを両立させることも可能である。さらに、本技術は、実用的な構造の小型の光コネクタを提供することも可能である。本技術の光コネクタは、従来の光コネクタよりも光軸公差の範囲をより広げることができる。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
また、後述する第一の実施形態の変形例でも上述の第一の実施形態と同様の効果を得ることができる。
図5に、本技術の第一の実施形態の変形例の一例を示す。変形例の光コネクタ1は、第一光路変換部5を格納可能なハウジング13、第一光路変換部5を支持する支持部14、遮光部15を備えることが好適である。変形例の光コネクタ1の第一光路変換部に使用される反射面の数は特に限定されない。上述した光コネクタの構成と重複する構成の説明は適宜省略する。
図5は、光路形成部の光ファイバ16に代えて、受発光素子を設置した場合である。変形例の光コネクタ1は、受発光素子18からの光を受発光素子からの光を出射端側に反射させるための反射面10bを有する光路部及び反射面10aを有する第一光路変換部5を少なくとも有する光路形成部を備えることが好適である。
なお、本技術の光コネクタ1は、第一の実施形態を含め全般的に、各部品を所定の配置に配置し、組み合わせることで容易に製造することができる。
例えば、ハウジング13は、モールド形成により、例えば、パーツA及びBを作製することができる。このとき、パーツAはY軸方向の壁が開放された形状で、パーツBはY軸方向の壁の形状で成形することができる。そして、Y軸方向の壁が開放されたパーツAの上に、光ファイバ等の各部品を所定位置に配置し、接着剤やネジ等で固定した後、前記パーツAの端部に前記パーツBを接着剤等で固定することで、光コネクタ1を製造することができる。本技術の第一の実施形態の光コネクタ1の部品は、特許文献1の部品と比較しても、各部品の形状を複雑にすることなく、部品点数も少なくて済む等のことから、本技術の光コネクタ1の製造は、作業工数の低減、作業難易度の低減やコスト低減の観点で優れている。
図2~図9を参照して、以下、本技術の第二の実施形態についてより詳細に説明するが、本技術はこれに限定されるものではない。上述した<1(1)>~<1(3)>の構成と重複する構成の説明は適宜省略する。
また、支持部14や支持部21は、上述した第一光路変換部と同じ光学素子材料を用いた透明部材(好適には透明樹脂材料等)でもよい。
本技術の第二の実施形態の各支持部は、いずれの場合も、一般的な成型手法で得ることが可能であるので、低コストで量産性にも優れている。
本技術の第二の実施形態の光コネクタの製造方法及び製造工程の一例を示すがこれに限定されるものではない。
図7に示すように、本技術の第二の実施形態の支持部14は、ハウジング13に固定しかつ反射面10を有する支持部14a、出射面11を有する支持部14b、光ファイバ16やコリメートレンズ17を固定し支持する光ファイバ支持部21から構成されている。これら支持部は、合成樹脂等をモールド成型や射出成型等にて製造することができる。
支持部14aの出射端側の内部に傾斜面を設けており、その傾斜面にミラー板を貼り付ける又は金属蒸着させて反射面10を設ける。支持部14bの出射端側には透明部材から構成される出射面11が形成され、出射面11にARコーティングを施してもよい。支持部14bの出射端側かつ短手方向に、反射面より突出する突起部がある。
光ファイバ支持部21は、光ファイバ16やコリメートレンズの丸みがフィットするV溝を有する。
また、第二の実施形態の変形例の場合、コリメートレンズを用いない例であるが、コリメートレンズの代わりにミラー面を曲率させてコリメート光を形成できるように曲率させた反射面10を支持部14aの出射端側の内側に形成する。当該変形例は、第二の実施形態の光コネクタの製造と実質的に同じ組み立て工程にて組み立てることができる。
図6~8のように支持部14aと反射面10が一体となったV溝を有する構造とすると、光ファイバ16、レンズ17、ミラーが同一支持材を基準にパッシブアライメントで固定することができるので、各素子の位置合わせプロセスを簡略化することができる。出射面11は別体をはめ込むか接着することで、出射面11を封止できる。または、図9のように反射面10のミラー面を曲面、若しくは出射面11の透明材を曲面にすれば、コリメートレンズを省略できるので、すべての支持部を一体成型で位置精度よく作製できる。材料は支持部も出射部と同じ透明部材(PC材など)でも良い。いずれの場合も一般的な成形手法で可能なので、低コストで量産性にも優れている。
さらに、本技術であれば、光コネクタ同士の非結合時のレーザハザード対策もでき、挿抜するときの耐久性向上、衝撃や異物の影響の低減等も可能であり、これら全てを両立させることも可能である。さらに、本技術は、実用的な構造の小型の光コネクタを提供することも可能である。本技術の光コネクタは、従来の光コネクタよりも光軸公差の範囲をより広げることができる。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
図10を参照して、以下、本技術の第三の実施形態についてより詳細に説明するが、本技術はこれに限定されるものではない。上述した<1(1)>~<1(4)>の構成と重複する構成の説明は適宜省略する。
また、コリメート光形成機構は、第一光路変換部の端部(例えば、出射面や伝搬面等)又は内部に設けることができる。
また、第三の実施形態における、光路上にコリメート光形成機構を用いる第一光路変換部は、適宜、他の実施形態の光コネクタ1においても、コリメートレンズ17を除き、光路変換部を置き換えることで、使用することができる。
このように第三の実施形態におけるコリメート光形成機構を用いることで、コリメートレンズの点数を減らすことができ、部品点数や、より小型化を行うことができる。
また、第二の実施形態の第一光路変換部の支持部と一体成型される場合には、上述のように、反射面、出射面を曲率を設けてもよい。または、光路上(例えば、伝搬面や出射面等)に材質や曲率を調整した偏光フィルタ(グリーンレンズ)やコリメート光形成レンズを設けてもよい。
また、光路変換部が光学ブロックの場合、コリメート光形成のために伝搬面や出射面を調製することが挙げられる。このほか、複数の光学ブロックを組み合わせて光学変換部を形成する場合、この光学変換部のなかにコリメート光形成レンズや偏光レンズを配置してもよい。
図10に示すように、光学ブロックのいずれかの端面に曲率を設けることで、コリメートレンズを省略してもよい。図10Aは入射面側、図10Bは反射面、図10Cは出射面に曲率を設けている。いずれも、曲面によってレンズと同様の効果を生じさせている。部品点数をカットでき、低コスト化につながる。
さらに、本技術であれば、光コネクタ同士の非結合時のレーザハザード対策もでき、挿抜するときの耐久性向上、衝撃や異物の影響の低減等も可能であり、これら全てを両立させることも可能である。さらに、本技術は、実用的な構造の小型の光コネクタを提供することも可能である。本技術の光コネクタは、従来の光コネクタよりも光軸公差の範囲をより広げることができる。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
図11及び12を参照して、以下、本技術の第四の実施形態についてより詳細に説明するが、本技術はこれに限定されるものではない。上述した<1(1)>~<1(5)>の構成と重複する構成の説明は適宜省略する。
また、第四の実施形態で用いられる間仕切部30を、他の実施形態の光コネクタに用いてもよい。
出射面側の下方向のデッドスペースに、図11に示す押ボタンのような、主にばね(付勢部)32と成形部材(間仕切)31で構成される単純な間仕切部の機構30を設けて、この間仕切部の機構30は異物の進入をより防ぐ構造にしてもよい。光コネクタの非結合時は、この平板状の成形部材31は、バネの力で出射面側まで押し上げられる。図12に示すように、光コネクタの結合時は、この平板状の成形部材31は、他方の光コネクタ等の外装や光学ブロック等の内部部品で押下げて使うことができる。単純な機構のため、故障しにくく、仮にバネが壊れたとしてもコネクタ機能に影響を及ぼさない。
さらに、本技術であれば、光コネクタ同士の非結合時のレーザハザード対策もでき、挿抜するときの耐久性向上、衝撃や異物の影響の低減等も可能であり、これら全てを両立させることも可能である。さらに、本技術は、実用的な構造の小型の光コネクタを提供することも可能である。本技術の光コネクタは、従来の光コネクタよりも光軸公差の範囲をより広げることができる。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
図13を参照して、以下、本技術の第五の実施形態についてより詳細に説明するが、本技術はこれに限定されるものではない。上述した<1(1)>~<1(6)>の構成と重複する構成の説明は適宜省略する。
また、第五の実施形態で用いられる保護部40を、他の実施形態の光コネクタに用いてもよい。
光学ブロック5の反射面10の外側に保護部40を設けることで、外的衝撃から反射面10を保護し、伝送品質を維持できる。保護方法は、図13のように反射面10に直接UV硬化樹脂等を塗布し硬化させてもよいし、プラスチック等の合成樹脂や金属板を接着しても構わない。
さらに、本技術であれば、光コネクタ同士の非結合時のレーザハザード対策もでき、挿抜するときの耐久性向上、衝撃や異物の影響の低減等も可能であり、これら全てを両立させることも可能である。さらに、本技術は、実用的な構造の小型の光コネクタを提供することも可能である。本技術の光コネクタは、従来の光コネクタよりも光軸公差の範囲をより広げることができる。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
図14及び15を参照して、以下、本技術の第六の実施形態についてより詳細に説明するが、本技術はこれに限定されるものではない。上述した<1(1)>~<1(7)>の構成と重複する構成の説明は適宜省略する。
本技術の第六の実施形態の光コネクタ1は、前記第一光路変換部5を複数有し、これら第一光路変換部は、光伝搬を軸に対称形となるように配置されていることが好適である。
図15のように、光伝搬方向を軸に対称形とすることで、リバーシブル構造とすることができる。挿抜時に方向を確認する必要がなくなるため、誤挿入による光コネクタの破損を防ぎ、作業性の向上が期待できる。
本技術の第一光路変換部等の構造を、図14及び15のように伝搬方向を軸に対称形とすることで、リバーシブル構造とすることができる。挿抜時に方向を確認する必要がないため、誤挿入による破損を防ぎ、作業性の向上が期待できる。
さらに、本技術であれば、光コネクタ同士の非結合時のレーザハザード対策もでき、挿抜するときの耐久性向上、衝撃や異物の影響の低減等も可能であり、これら全てを両立させることも可能である。さらに、本技術は、実用的な構造の小型の光コネクタを提供することも可能である。本技術の光コネクタは、従来の光コネクタよりも光軸公差の範囲をより広げることができる。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
図16を参照して、以下、本技術の第七の実施形態についてより詳細に説明するが、本技術はこれに限定されるものではない。上述した<1(1)>~<1(8)>の構成と重複する構成の説明は適宜省略する。
第七の実施形態の光コネクタ1に用いる第一光路変換部5の一例を図16に示すが、これに限定されない。本技術の第七の実施形態の光コネクタ1は、出射面11には、前記反射面10からの光路と直交しないように角度が設けられている第一光路変換部5を有するものである。これにより、戻り光が軽減できる。また、出力を安定させることができ、ノイズを減少させることができる。アイソレータ等の他の光学部品を使用する必要がなくなるという利点がある。
図16のように出射面11に角度を付けることで、フレネル反射による、戻り光の影響を簡単に小さくすることができる。角度は光ファイバ端面から出射面までの距離で決定するが、基本的に本技術の構造は光ファイバのコア径に対して十分に長いため、数度(1~5°)程度の角度で十分防ぐことができる。この時、出射光もわずかに屈折するが本技術の構造では影響は無い。ARコートするよりも安価で膜はがれも無い。
さらに、本技術であれば、光コネクタ同士の非結合時のレーザハザード対策もでき、挿抜するときの耐久性向上、衝撃や異物の影響の低減等も可能であり、これら全てを両立させることも可能である。さらに、本技術は、実用的な構造の小型の光コネクタを提供することも可能である。本技術の光コネクタは、従来の光コネクタよりも光軸公差の範囲をより広げることができる。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
図17~20を参照して、以下、本技術の第八の実施形態についてより詳細に説明するが、本技術はこれに限定されるものではない。上述した<1(1)>~<1(9)>の構成と重複する構成の説明は適宜省略する。
第八の実施形態の光コネクタは、光ファイバにおける光軸公差調整機構をさらに有する。当該光軸公差調整機構により、光ファイバにおける光軸の公差を調整することができ、これにより公差の範囲を大きくすることができる。さらに、当該光軸公差調整機構には、例えば、複数の反射面を利用することで光路を延長させる光路延長機構がある。当該光路延長機構は、前記第一光路変換部の出射面に光が到達する前に配置されるものであることが好適である。
コリメート結合方式の光学系において、送光位置と受光側のスポット位置の関係は、図17のような1枚の厚肉レンズとして考えられるため、送光位置ズレ(h1)と受光側のスポット位置のズレ量(h2)は、レンズの公式の横倍率の関係と同じになり、送光位置ズレ(h1)と受光側のスポット位置のズレ量(h2)の比が、送光側レンズ主面から出射位置の距離(S1)と、受光側レンズ主面からスポット位置の距離(S2)の比と等しくなる。公差を大きくするには、送光位置ズレ(h1)と受光側のスポット位置のズレ量(h2)の比を小さくすればよいので、前述の関係から送光側レンズ主面から出射位置の距離(S1)を長くするか、受光側レンズ主面からスポット位置の距離(S2)を短くすることことが考えられる。具体的には、送光側のコリメートレンズを長くするか、受光側のコリメートレンズを短くする。
従来の光ファイバとコリメートレンズを使ったコリメート結合方式の構造と、送光側のみを曲率を持ったレンズ付きファイバを使って配光特性を狭くすることで意図的に送光側のコリメートレンズの長さを3倍ぐらいにした構造とを、比較している。後者のレンズ付きファイバは、送光側の光ファイバの軸ズレに対する結合効率の減少率が小さくなっていることがわかる。しかし、この形状を本構造に当てはめると、光ファイバの軸ズレ公差は大きくなるが、トレードオフとしてコネクタサイズが大きくなってしまう。
そこで、本発明者は、さらに本技術の構造のデッドスペースを使うことを思い付くと共に、さらに光路を折り曲げてコネクタサイズを小さくできる構造に到達し、この構造の概念を、本技術の第八の実施形態における例1として、図20に示す。
図20に示すように、コリメートレンズの一部をくぼませて折り返すことで、光コネクタのサイズを大きくせずに、送光側光ファイバの位置ズレ公差を大きくすることができる。くぼみ面はミラーを用いるか、全反射条件を満たす場合はミラーを省略してもよい。
すなわち、本技術は、本技術の光コネクタにおいて、光ファイバにおける光軸公差調整機構をさらに有することが好適である。
前記光軸公差調整機構は、送光側の光ファイバとコリメートレンズの光軸公差の範囲が大きくなるように構成されている。
また、前記光軸公差調整機構は、光ファイバからの出射光の配光を狭めるように構成されている。また、図18に示すように、前記光ファイバ16の先端に、光拡散レンズ51(例えば湾曲型拡散レンズ51aや漏斗型拡散レンズ51b等)を配置することが好適である。
また、前記光軸公差調整機構は、送光側のコリメートレンズの長さを長くする、又は受光側のコリメートレンズの長さを短くするように構成されている。
前記光路延長機構60は、複数の反射面(例えば、図20の延長用反射面61,62,63)を有し、これら反射面は光伝搬方向4からの光路を複数回折り曲げて、光路を延長するように構成されていることが好適である。
前記光路延長機構60は、光ファイバ16からの光を複数の反射面で反射させて、前記第一光路変換部5に出射させるように構成されている。
前記光路延長機構60は、前記ハウジング13内の空間に配置されることが好適である。光コネクタ1,1結合のときにハウジング13内に空間(デッドスペース)が存在するので、このデッドスペースに前記光路延長機構60を配置することがより好適である。
前記光路延長機構60は、延長用反射面61及び延長用反射面63を有するV字状反射部64を設けることが好ましい。このV字状反射部64は、入射光を反射させて延長用反射面62に照射させる延長用反射面61と、延長用反射面62から照射される光を第一光路変換部に照射する延長用反射面63を設けることが好ましい。さらに、前記光路延長機構60は、V字状反射部64からの照射光を反射させ、反射させた光をV字状反射部64に照射する反射部62を有することが好適である。
光路延長機構60の出射面66は、コリメート光形成機構を備えることが好適であり、これにより第一光路変換部5にコリメート光を伝搬させることができる。
そして、本技術の第八の実施形態における光路延長機構により、光コネクタの外装の長さを長くすることなく、光軸公差の範囲をより広げることができる。
さらに、本技術であれば、光コネクタ同士の非結合時のレーザハザード対策もでき、挿抜するときの耐久性向上、衝撃や異物の影響の低減等も可能であり、これら全てを両立させることも可能である。さらに、本技術は、実用的な構造の小型の光コネクタを提供することも可能である。本技術の光コネクタは、従来の光コネクタよりも光軸公差の範囲をより広げることができる。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
本技術の光コネクタは、光ケーブル等の光伝達機構に使用することができ、光伝達を行う電子機器に接続し使用することができる。電子機器には、光コネクタの接続部として光コネクタジャックが配設され、これに本技術の光コネクタを接続することができる。また、電子機器の光コネクタジャックでも、本技術と同様の機構を採用してもよい。また、本技術では光ファイバで説明しているが、光ファイバに代えて、光導波路等の他の光伝達媒体を本技術の効果が奏する場合には、用いてもよい。
本技術は、光コネクタを使用する様々な電子機器へ応用することができる。光コネクタを使用する電子機器を備えるものとして、例えば、インターネット機構、光通信、自動車、電気自動車等が挙げられるが、これに限定するものではない。
〔1〕
光伝搬の反対方向に光を照射するように構成されている、1つ以上の反射面を有する第一光路変換部を備える、
光コネクタ。
〔2〕
前記第一光路変換部は、他方の光コネクタと結合したときに存在する第二光路変換部の方向に、光を照射するように構成されている、前記〔1〕記載の光コネクタ。
〔3〕
前記第一光路変換部と前記第二光路変換部は、Z字状の光路を形成するように構成されている、前記〔2〕記載の光コネクタ。
〔4〕
前記光コネクタは、ハウジングを備え、
当該ハウジング内に、前記第一光路変換部を支持する支持部、及び遮光部を有する、前記〔1〕~〔3〕のいずれか記載の光コネクタ。
〔5〕
前記第一光路変換部が、透明部材から構成される光路変換ブロックであり、
当該光路変換ブロックに、光伝搬の反対方向に光を照射するための、反射面及び出射面を有する、前記〔1〕~〔4〕のいずれか記載の光コネクタ。
〔6〕
前記第一光路変換部は、この出射端側かつ短手方向に、出射面より突出する突起部を有する、前記〔1〕~〔5〕のいずれか記載の光コネクタ。
〔7〕
前記第一光路変換部は、支持部内部に設けられ、
当該支持部の内部に、光伝搬の反対方向に反射させる反射面を少なくとも1つ以上有する、前記〔1〕~〔6〕のいずれか記載の光コネクタ。
〔8〕
前記支持部は、光ファイバ又は当該光ファイバと接続されたコリメートレンズを支持するように構成される、前記〔7〕記載の光コネクタ。
〔9〕
前記第一光路変換部は、光路上にコリメート光形成機構を備える、前記〔1〕~〔8〕のいずれか記載の光コネクタ。
〔10〕
前記第一光路変換部の出射端側の短手方向に、外部と仕切る間仕切部がさらに設けられる、前記〔1〕~〔9〕のいずれか記載の光コネクタ。
〔11〕
前記第一光路変換部は、その出射端側に保護部をさらに有する、前記〔1〕~〔10〕のいずれか記載の光コネクタ。
〔12〕
前記光コネクタは、前記第一光路変換部を複数有し、
これら第一光路変換部は、光伝搬を軸に対称形となるように配置されている、前記〔1〕~〔11〕のいずれか記載の光コネクタ。
〔13〕
前記第一光路変換部の出射面には、前記反射面からの光路と直交しないように角度が設けられている、前記〔1〕~〔12〕のいずれか記載の光コネクタ。
〔14〕
前記光コネクタは、光軸公差調整機構をさらに有する、前記〔1〕~〔13〕のいずれか記載の光コネクタ。
〔15〕
前記光軸公差調整機構は、反射面を複数有する光路延長機構であり、
当該光路延長機構は、前記第一光路変換部の出射面に光が到達する前に配置されるものである、前記〔14〕記載の光コネクタ。
4 光伝搬方向
5 光路変換部(第一光路変換部、第二光路変換部)
6 光路
7 戻り光
9a 出射位置、9b スポット位置
10、10a、10b 反射面
11 出射面(入射面)
12 突起部
13 ハウジング
14 支持部
15 遮光部
16、16a、16b 光ファイバ
17 コリメートレンズ
18 受光素子
19 伝搬面
21 光ファイバ支持部
30 間仕切部
31 間仕切
32 付勢部
40 保護部
51 光拡散レンズ
60 光路延長機構
61,62,63 延長用反射面
64 V字状反射部
65 入射面
66 出射面
67 延長用支持部
M:マイクロチップ
Claims (14)
- 送光側光コネクタと受光側光コネクタを有し、
前記送光側光コネクタは、光伝搬の反対方向に光を照射するように構成されている、1つ以上の反射面を有する第一光路変換部と、
送光側の光路を折り返す構造を有する送光側光軸公差調整機構とを備え、
前記受光側光コネクタは、受光側の光束を細くして伝搬する構造を有する受光側光軸公差調整機構を備える、光結合コネクタ。 - 前記第一光路変換部は、前記受光側光コネクタと結合したときに存在する第二光路変換部の方向に、光を照射するように構成されている、請求項1記載の光結合コネクタ。
- 前記第一光路変換部と前記第二光路変換部は、Z字状の光路を形成するように構成されている、請求項2記載の光結合コネクタ。
- 前記送光側光コネクタは、ハウジングを備え、
当該ハウジング内に、前記第一光路変換部を支持する支持部、及び遮光部を有する、請求項1記載の光結合コネクタ。 - 前記第一光路変換部が、透明部材から構成される光路変換ブロックであり、
当該光路変換ブロックに、光伝搬の反対方向に光を照射するための、反射面及び出射面を有する、請求項1記載の光結合コネクタ。 - 前記第一光路変換部は、この出射端側かつ短手方向に、出射面より突出する突起部を有する、請求項1記載の光結合コネクタ。
- 前記第一光路変換部は、支持部の内部に設けられ、
当該支持部の内部に、光伝搬の反対方向に反射させる反射面を少なくとも1つ以上有する、請求項1記載の光結合コネクタ。 - 前記支持部は、光ファイバ又は当該光ファイバと接続されたコリメートレンズを支持するように構成される、請求項7記載の光結合コネクタ。
- 前記第一光路変換部は、光路上にコリメート光形成機構を備える、請求項1記載の光結合コネクタ。
- 前記第一光路変換部の出射端側の短手方向に、外部と仕切る間仕切部がさらに設けられる、請求項1記載の光結合コネクタ。
- 前記第一光路変換部は、その出射端側に保護部をさらに有する、請求項1記載の光結合コネクタ。
- 前記送光側光コネクタは、前記第一光路変換部を複数有し、
これら第一光路変換部は、光伝搬を軸に対称形となるように配置されている、請求項1記載の光結合コネクタ。 - 前記第一光路変換部の出射面には、前記反射面からの光路と直交しないように角度が設けられている、請求項1記載の光結合コネクタ。
- 前記送光側光軸公差調整機構は、反射面を複数有する光路延長機構であり、
当該光路延長機構は、前記第一光路変換部の出射面に光が到達する前に配置されるものである、請求項13記載の光結合コネクタ。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019006986 | 2019-01-18 | ||
JP2019006986 | 2019-01-18 | ||
PCT/JP2019/044095 WO2020148979A1 (ja) | 2019-01-18 | 2019-11-11 | 光コネクタ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2020148979A1 JPWO2020148979A1 (ja) | 2021-11-25 |
JP7420083B2 true JP7420083B2 (ja) | 2024-01-23 |
Family
ID=71613109
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020566120A Active JP7420083B2 (ja) | 2019-01-18 | 2019-11-11 | 光コネクタ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220066103A1 (ja) |
JP (1) | JP7420083B2 (ja) |
WO (1) | WO2020148979A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20230077939A1 (en) * | 2021-09-15 | 2023-03-16 | Changhua Liu | Photonic integrated circuit to glass substrate alignment through dual cylindrical lens |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030068117A1 (en) | 2001-08-31 | 2003-04-10 | Syms Richard R.A. | Compact, tolerant large-scale mirror-rotation optical cross-connect switch |
JP2011053302A (ja) | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Hitachi Cable Ltd | レンズ付き光路変換光ブロック及びそれを用いた光トランシーバ並びに光アクティブケーブル |
JP2013088616A (ja) | 2011-10-18 | 2013-05-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光軸調整装置及び光軸調整方法 |
US20130121635A1 (en) | 2011-11-10 | 2013-05-16 | Oracle International Corporation | Direct interlayer optical coupler |
US20130156366A1 (en) | 2011-12-20 | 2013-06-20 | Oracle International Corporation | Efficient inter-chip optical coupling |
JP2015530628A (ja) | 2012-10-05 | 2015-10-15 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 光コネクタ |
JP2016126073A (ja) | 2014-12-26 | 2016-07-11 | 住友電気工業株式会社 | 光コネクタフェルール |
US20170108430A1 (en) | 2014-04-16 | 2017-04-20 | Koninklijke Philips N.V. | Optical fiber calibration connector |
US20180128992A1 (en) | 2016-08-17 | 2018-05-10 | Nanoprecision Products, Inc. | Optical fiber connector ferrule assembly having single reflective surface for beam expansion and expanded beam connector incorporating same |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5745620A (en) * | 1995-12-08 | 1998-04-28 | Lucent Technologies, Inc. | Optical coupling |
US6004043A (en) * | 1997-12-19 | 1999-12-21 | The Whitaker Corporation | Shuttered connector receptacle |
US11133870B2 (en) * | 2013-08-13 | 2021-09-28 | Commscope, Inc. Of North Carolina | Fiber optic connectors and connectorized fiber optic cables that include integrated photonic optical mode field converters and related methods |
CN105849607B (zh) * | 2013-12-19 | 2019-10-15 | 3M创新有限公司 | 多模光学连接器 |
WO2016145310A1 (en) * | 2015-03-12 | 2016-09-15 | Samtec, Inc. | Optical module including silicon photonics chip and coupler chip |
-
2019
- 2019-11-11 US US17/419,394 patent/US20220066103A1/en active Pending
- 2019-11-11 WO PCT/JP2019/044095 patent/WO2020148979A1/ja active Application Filing
- 2019-11-11 JP JP2020566120A patent/JP7420083B2/ja active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030068117A1 (en) | 2001-08-31 | 2003-04-10 | Syms Richard R.A. | Compact, tolerant large-scale mirror-rotation optical cross-connect switch |
JP2011053302A (ja) | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Hitachi Cable Ltd | レンズ付き光路変換光ブロック及びそれを用いた光トランシーバ並びに光アクティブケーブル |
JP2013088616A (ja) | 2011-10-18 | 2013-05-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光軸調整装置及び光軸調整方法 |
US20130121635A1 (en) | 2011-11-10 | 2013-05-16 | Oracle International Corporation | Direct interlayer optical coupler |
US20130156366A1 (en) | 2011-12-20 | 2013-06-20 | Oracle International Corporation | Efficient inter-chip optical coupling |
JP2015530628A (ja) | 2012-10-05 | 2015-10-15 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 光コネクタ |
US20170108430A1 (en) | 2014-04-16 | 2017-04-20 | Koninklijke Philips N.V. | Optical fiber calibration connector |
JP2016126073A (ja) | 2014-12-26 | 2016-07-11 | 住友電気工業株式会社 | 光コネクタフェルール |
US20180128992A1 (en) | 2016-08-17 | 2018-05-10 | Nanoprecision Products, Inc. | Optical fiber connector ferrule assembly having single reflective surface for beam expansion and expanded beam connector incorporating same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2020148979A1 (ja) | 2021-11-25 |
US20220066103A1 (en) | 2022-03-03 |
WO2020148979A1 (ja) | 2020-07-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8936403B2 (en) | Unitary fiber optic ferrule and adapter therefor | |
EP2518550A1 (en) | Lens array and optical module provided therewith | |
US6760517B2 (en) | Optical coupling device for two-way optical communications | |
US7565043B2 (en) | Optical module | |
JP2011211152A (ja) | レンズアレイおよびこれを備えた光モジュール | |
EP3423879B1 (en) | Optical coupling assembly | |
US6910810B2 (en) | Optical part for two-way optical communication | |
JP7420083B2 (ja) | 光コネクタ | |
US8449204B2 (en) | Optical module | |
US7206140B2 (en) | Lens, lens array and optical receiver | |
US20140334776A1 (en) | Optical component including interference filter | |
CN112639563B (zh) | 光模块 | |
US20090016683A1 (en) | Angled fiber ferrule having off-axis fiber through-hole and method of coupling an optical fiber at an off-axis angle | |
US20050053334A1 (en) | Photodetector/optical fiber apparatus with enhanced optical coupling efficiency and method for forming the same | |
US7016559B2 (en) | Optical transmitter-receiver and optical fiber | |
WO2017154541A1 (ja) | 光レセプタクルおよび光モジュール | |
JP7441698B2 (ja) | 光レセプタクルおよび光モジュール | |
JP2004226430A (ja) | 光学素子及び当該光学素子を用いた光学装置 | |
US20050220410A1 (en) | Low reflectance optical coupling | |
WO2016031603A1 (ja) | 光レセプタクルおよび光モジュール | |
US20210181439A1 (en) | Optical receptacle, optical module, and optical transmitter | |
CN214474082U (zh) | 一种波分复用器件 | |
US11921332B2 (en) | Optical receptacle and optical module | |
US20020064343A1 (en) | Optical coupling device with anisotropic light-guiding member | |
CN113281855A (zh) | 光插座及光模块 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220916 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230711 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230731 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231031 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231107 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231212 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231225 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7420083 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |