WO2019077683A1 - フェルール - Google Patents

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WO2019077683A1
WO2019077683A1 PCT/JP2017/037565 JP2017037565W WO2019077683A1 WO 2019077683 A1 WO2019077683 A1 WO 2019077683A1 JP 2017037565 W JP2017037565 W JP 2017037565W WO 2019077683 A1 WO2019077683 A1 WO 2019077683A1
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WO
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ferrule
lens
optical
light
optical signal
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Application number
PCT/JP2017/037565
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
西村　顕人
Original Assignee
株式会社フジクラ
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社フジクラ filed Critical 株式会社フジクラ
Priority to PCT/JP2017/037565 priority Critical patent/WO2019077683A1/ja
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a ferrule.
  • Patent Document 1 describes an optical module provided with a support member (optical path converter 40) for supporting an optical fiber.
  • the support member of the optical module has a reflection portion (reflection portion 42), and the light signal transmitted by the optical fiber is reflected by the reflection portion.
  • Patent Document 1 describes that the outside of the reflective portion is covered with a plate-like member (the hook plate 64) in order to prevent the entry of dust into the reflective portion.
  • Patent Document 2 describes an optical path changing member in which a concave portion forming a reflective surface is closed by a lid.
  • Patent Document 3 describes that a lens array is provided on an end face of an optical component (fiber holder 23) for holding an optical fiber.
  • Patent Document 3 describes that optical fibers are optically connected to each other by connecting the optical components with the end faces provided with the lens array facing each other (see FIG. 21).
  • Patent No. 5314119 gazette Patent No. 4903120 gazette JP 2008-151843 A
  • the light module may be used in a liquid immersion state by immersing the light module in a liquid spill containing a liquid such as a coolant.
  • a liquid such as a coolant.
  • the optical modules described in Patent Documents 1 and 2 are used in the liquid immersion state, there is a possibility that the liquid may penetrate the reflective surface even if the reflective surface is covered. In this case, since the external environment of the reflecting surface changes from air to liquid, the critical angle of light changes due to the change of the refractive index outside the reflecting surface, and as a result, the optical signal may not be properly reflected on the reflecting surface It occurs.
  • Some embodiments of the present invention aim to transmit optical signals normally even if the external environment changes.
  • Some embodiments of the present invention are a ferrule for holding an end of an optical fiber, formed on the outer surface of a body portion for transmitting an optical signal of the optical fiber, and a fiber hole for inserting the optical fiber. And a reflective surface for reflecting the optical signal, wherein a reflective protective portion having a smaller refractive index than the refractive index of the main body portion covers the outer side of the reflective surface. Also, some embodiments of the present invention are a ferrule for holding an end of an optical fiber, wherein the ferrule is formed in a fiber hole for inserting the optical fiber, and a body portion that transmits an optical signal of the optical fiber.
  • a lens unit for refracting the optical signal and the lens protection unit covers the curved surface of the lens unit, and parallel light of the optical signal perpendicular to the outer surface is incident or emitted on the outer surface of the lens protection unit. It is a ferrule characterized by doing.
  • the optical signal can be transmitted normally even if the external environment changes.
  • FIG. 1A and FIG. 1B are explanatory diagrams of a first reference example.
  • FIG. 1C is an explanatory view of the present embodiment.
  • 2A and 2B are explanatory diagrams of the second reference example.
  • FIG. 2C is an explanatory view of the present embodiment.
  • FIG. 3A is a perspective view of the optical connector 5 of the first embodiment.
  • FIG. 3B is a cross-sectional explanatory view of the optical connector 5 provided with the ferrule 10 of the first embodiment.
  • FIG. 3C is a cross-sectional explanatory view of the ferrule 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 4A is a cross-sectional explanatory view of a ferrule with an optical fiber of a first modified example.
  • FIG. 4B is a cross-sectional explanatory view of the ferrule 10 of the first modified example.
  • FIG. 5A is a cross-sectional explanatory view of a ferrule 10 of a second modified example.
  • FIG. 5B is an explanatory sectional view of a ferrule 10 of a third modified example.
  • FIG. 6A is a perspective view of a ferrule with an optical fiber according to a second embodiment.
  • FIG. 6B is an explanatory sectional view of the ferrule with an optical fiber of the second embodiment.
  • FIG. 6C is a cross-sectional explanatory view of the ferrule 10 of the second embodiment.
  • a concave portion for forming the reflective surface be provided, and the reflective protection portion be formed of a resin filled in the concave portion. This facilitates the formation of the reflective protection portion.
  • an optical signal surface for receiving or emitting the optical signal is provided, and parallel light of the optical signal is incident or emitted perpendicularly to the optical signal surface.
  • the light signal does not have to be refracted on the light signal surface, so that the light signal can be transmitted normally even if the external environment changes.
  • the light signal surface is formed by the outer surface of the transparent resin filled in the recess of the main body portion, the bottom surface of the recess is inclined with respect to the light signal surface, and the main body portion in the recess is It is desirable that the light signal be refracted at the interface between the transparent resin and the transparent resin. Thus, even if the external environment changes, the optical signal can be normally refracted on the inclined surface.
  • the angle between the incident light and the reflected light of the light signal at the reflection surface is an obtuse angle.
  • the fiber hole and the light signal surface be disposed such that the direction of the fiber hole is an obtuse angle with respect to the direction of the light signal entering and exiting the light signal surface.
  • a lens unit for refracting the optical signal is formed in the main body unit, a lens protection unit is formed to cover the curved surface of the lens unit, and the optical signal surface is formed by the outer surface of the lens protection unit. Is desirable. Thus, even if the external environment changes, the light signal can be normally refracted by the lens unit.
  • a recess is formed on the light signal surface, and the lens protection unit is formed of a transparent resin filled in the recess. This facilitates the formation of the lens protection portion.
  • a ferrule comprising: a lens protection portion covering a curved surface of the lens portion; and parallel light of the optical signal perpendicular to the outer surface being incident or emitted on an outer surface of the lens protection portion. According to such a ferrule, the optical signal can be transmitted normally even if the external environment changes.
  • the lens portion be formed on a bottom surface of a recess formed on an end face of the ferrule, and the lens protection portion be formed of a transparent resin filled in the recess. This facilitates the formation of the lens protection portion.
  • FIG. 1A and FIG. 1B are explanatory diagrams of a first reference example.
  • the light emitted from the end face of the optical fiber 1 propagates inside the main body 31 (a member that constitutes a ferrule: a member that transmits an optical signal), and is reflected by the reflection surface 13.
  • the reflective surface 13 reflects (totally reflects) an optical signal at the interface between the main body 31 and the outside. Since the incident angle of light to the reflective surface 13 is larger than the critical angle determined by the refractive index n 0 of the outside air and the refractive index n 1 of the main body 31, the light is totally reflected by the reflective surface 13.
  • FIG. 1C is an explanatory view of the present embodiment.
  • the liquid for example, cooling liquid
  • FIGS. 2A and 2B are explanatory diagrams of the second reference example.
  • An optical signal emitted from the end face of the optical fiber 1 propagates as diffused light through the inside of the main body 31 (a member constituting the ferrule: a member transmitting the optical signal), and is refracted by the lens portion 16 and emitted as parallel light Ru.
  • the lens unit 16 is configured by the outer surface of the main body unit 31. That is, the lens unit 16 refracts the optical signal at the interface between the main unit 31 and the outside.
  • the refractive index of the outer side of the lens portion 16 changes, and the focal length of the lens portion 16 changes.
  • the light emitted from the lens unit 16 is diffused without being collimated.
  • the parallel light is incident on the lens part 16 and converges on the end face of the optical fiber 1 In this case (even when the light travels in the opposite direction), the problem of deterioration of the light signal occurs due to the change of the refractive index outside the lens unit 16.
  • FIG. 2C is an explanatory view of the present embodiment.
  • parallel light perpendicular to the boundary surface is incident or emitted at the boundary surface between the lens protection unit 33 and the outside.
  • the refractive index on the outside of the lens protection unit 33 changes, refraction of light does not occur at the boundary surface (the boundary surface between the lens protection unit 33 and the outside), so the main unit 31 and the lens protection unit 33 Even if it is immersed in a liquid (for example, a coolant), the deterioration of the light signal can be suppressed.
  • a liquid for example, a coolant
  • FIG. 3A is a perspective view of the optical connector 5 of the first embodiment.
  • FIG. 3B is a cross-sectional explanatory view of the optical connector 5 provided with the ferrule 10 of the first embodiment.
  • FIG. 3C is a cross-sectional explanatory view of the ferrule 10 according to the first embodiment.
  • 3A and 3B also show a ferrule with an optical fiber.
  • the optical connector 5 of the present embodiment has a ferrule 10 and a receptacle 6.
  • the optical connector 5 of this embodiment is for connecting the optical fiber 1 to the substrate 3 accommodated in the housing of an optical module (not shown) of, for example, QSFP type or CXP type.
  • the optical connector 5 may be used in applications other than the optical module.
  • the ferrule 10 of the first embodiment is a member for holding the end of the optical fiber 1.
  • the ferrule 10 is a resin molded body made of a transparent resin (main portion 31) capable of transmitting the optical signal of the optical fiber 1.
  • the main body portion 31 of the ferrule 10 is not limited to the resin as long as it is a material capable of transmitting an optical signal, and may be made of, for example, optical glass.
  • a recess 12 (a recess 12 for forming the reflection surface 13) is formed, and the recess 12 has a smaller refractive index than the refractive index of the main portion 31 of the ferrule 10.
  • Resin optical resin: reflective protective portion 32
  • the ferrule 10 has a fiber hole 11, a reflective surface 13 and an optical signal surface 14.
  • the fiber hole 11 is a hole for inserting the end of the optical fiber 1.
  • the optical fiber 1 in particular, the end face of the optical fiber 1
  • the fiber hole 11 is formed parallel to the optical axis of the optical fiber 1.
  • the ferrule 10 has four fiber holes 11 here. However, the number of fiber holes 11 formed in the ferrule 10 may be one or plural other than four.
  • the four fiber holes 11 are arranged side by side in the width direction of the ferrule 10 (the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 3B).
  • a reflective surface 13 is disposed on the front side of the fiber hole 11.
  • the reflective surface 13 is a surface that reflects an optical signal.
  • the reflective surface 13 is formed by the outer surface (boundary surface) of the main body 31.
  • the ferrule 10 having the reflection surface 13 the optical path of the optical signal in the ferrule 10 can be converted (changed). That is, the ferrule 10 of the present embodiment is also an optical path conversion member.
  • a recess 12 is formed on the upper surface of the ferrule 10 (see FIG. 3A), and the inclined surface on the side of the fiber hole 11 in the recess 12 is a reflecting surface 13.
  • the reflecting surface 13 is formed parallel to the width direction of the ferrule 10 (the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 3B, the direction in which the plurality of fiber holes 11 are arranged).
  • the light signal surface 14 is a surface on which the light signal is incident or emitted.
  • the light signal surface 14 is formed on the outer surface of the main body 31 that constitutes the ferrule 10.
  • the optical signal surface 14 is an input / output surface of an optical signal with the receptacle 6 side (substrate 3 side).
  • the light signal surface 14 is a surface perpendicular to the light signal entering and exiting the light signal surface 14.
  • the light signal entering and exiting from the light signal surface 14 is collimated light (collimated light).
  • the optical signal When an optical signal is emitted from the end face of the optical fiber 1, the optical signal passes through the main body 31 (transparent resin) constituting the ferrule 10, and the lens formed on the reflective surface 13 (specifically, the reflective surface 13) The light is reflected by the surface 13A) and emitted from the light signal surface 14 toward the light element 3A (light receiving element).
  • the optical signal When an optical signal is incident on the optical signal surface 14 from the optical element 3A (light emitting element), the optical signal passes through the main portion 31 (transparent resin) constituting the ferrule 10 and is reflected by the reflective surface 13 And enters the end face of the optical fiber 1.
  • a lens surface 13A (light collecting surface: concave mirror) is formed on the reflection surface 13 of the present embodiment.
  • the lens surface 13A can reflect diffused light incident from the end face of the optical fiber 1 as parallel light, and converge (condenses) parallel light incident from the receptacle 6 side to the end face of the optical fiber 1 It can be reflected. That is, the lens surface 13A formed on the reflection surface 13 is formed to function as a collimator lens.
  • the lens surface 13A By forming the lens surface 13A on the reflective surface 13, an optical signal with an enlarged diameter can be input and output, and the influence of dust and the like in the optical path can be reduced.
  • the reflecting surface 13 may be flat without forming the lens surface 13A on the reflecting surface 13.
  • the outer side of the reflective surface 13 is covered with a reflective protective portion 32 having a smaller refractive index than the refractive index of the main portion 31 of the ferrule 10.
  • the member which comprises the reflective protection part 32 needs to be smaller than the refractive index of the main-body part 31, and the optical member (optical resin) of the refractive index near air (refractive index about 1.00) is used.
  • the optical member optical resin
  • the refractive index near air refractive index about 1.00
  • a member for example, perfluorovinylether (refractive index about 1.24), polyhexafluoropropylene (refractive index about 1.29), fluorocarbon resin polytetrafluoroethylene (refractive index 1.29 to 1.35)
  • Low refractive index materials such as can be used.
  • the side wall 12A is provided on the outer side in the width direction of the recess 12, and the recess 12 is filled with a resin (reflection protecting portion 32).
  • a resin reflection protecting portion 32
  • the receptacle 6 is a member for fixing the ferrule 10 to the substrate 3.
  • the receptacle 6 is fixed to the substrate 3 in a state of being positioned with respect to the optical element 3A (a light emitting element or a light receiving element) of the substrate 3.
  • a lens array 8 is provided in the receptacle 6, and an optical signal enters and exits between the optical element 3 A and the optical signal surface 14 of the ferrule 10 through the lens array 8.
  • the lens array 8 has a condensing lens (collimate lens), and can emit diffused light incident from the optical element 3A (light emitting element) as parallel light to the light signal surface 14 of the ferrule 10, and The parallel light incident from the light signal surface 14 of 10 can be converged (condensed) on the optical element 3A (light receiving element).
  • a condensing lens colllimate lens
  • the receptacle 6 is formed in the receptacle 6, and the optical element 3 A of the substrate 3 is disposed in the internal space of the receptacle 7.
  • a transparent resin is filled in the gap between the housing portion 7 and the optical element 3A, and the element protection portion 35 is formed.
  • the element protection unit 35 of the receptacle 6 is made of a resin that can transmit an optical signal.
  • the side of the element protection portion 35 (the side of the optical element 3A and the housing portion 7) is formed in a convex shape, and the side of the ferrule 10 is formed in a flat surface.
  • the element protecting portion 35 is filled on the convex side (the side of the optical element 3A and the housing portion 7) of the lens array 8, so even if the optical connector 5 is immersed in the coolant, the optical element 3A and the lens Since the refractive index of the optical path between the arrays 8 does not change, degradation of the optical signal can be suppressed. Further, since the outer side (ferrule 10 side) of the lens array 8 is a plane perpendicular to the light signal entering and exiting, no refraction of light occurs at the boundary surface, so the optical connector 5 temporarily becomes a liquid (for example, a coolant). Even if it is immersed, the deterioration of the optical signal can be suppressed.
  • the gap between the ferrule 10 and the receptacle 6 (specifically, between the optical signal surface 14 of the ferrule 10 and the lens array 8 of the receptacle 6) is small, the light signal input / output surface is relative to the light path Since the optical signal is hardly deteriorated even if the coolant penetrates into the gap because the vertical direction is vertical, the coolant is allowed to penetrate into the gap.
  • a member capable of transmitting an optical signal for example, an adhesive, a refractive index matching agent, an optical sheet, etc.
  • the coolant penetrates between the ferrule 10 and the receptacle 6. You may suppress what you do.
  • the ferrule 10 and the optical connector 5 of the first embodiment described above can be used, for example, in an optical module such as a QSFP type or a CXP type.
  • the optical module using the ferrule 10 and the optical connector 5 of this embodiment is particularly effective when mounted on a cage of a main substrate (not shown) immersed in a cooling crucible (when the optical module is used in a liquid immersion state) It is.
  • FIG. 4A is a cross-sectional explanatory view of a ferrule with an optical fiber of a first modified example.
  • FIG. 4B is a cross-sectional explanatory view of the ferrule 10 of the first modified example.
  • the light signal is reflected substantially at right angles on the reflective surface 13 (see FIG. 3B). That is, in the first embodiment, the incident angle (and the reflection angle) of light with respect to the reflecting surface 13 is about 45 degrees, and the reflection protection covering the refractive index of the main body 31 constituting the reflecting surface 13 and the outside of the reflecting surface 13
  • the critical angle (incident angle when light is totally reflected) determined from the refractive index of the part 32 needs to be smaller than 45 degrees.
  • the refractive index of the reflective protection portion 32 covering the outer side of the reflective surface 13 is usually larger than the refractive index of air (about 1.00), in the configuration of the first embodiment, the choice of materials becomes narrow.
  • the angle between the incident light and the reflected light on the reflecting surface 13 is obtuse (the angle is larger than 90 degrees and smaller than 180 degrees).
  • the ferrule 10 has the fiber hole 11 and the reflective surface 13, and the outer side of the reflective surface 13 is smaller than the refractive index of the main body 31 (transparent resin) constituting the reflective surface 13. It is covered with a reflective protection portion 32 of refractive index. Thereby, even if the ferrule 10 is immersed in the coolant, the refractive index on the outer side of the reflective surface 13 does not change, so that the deterioration of the optical signal reflected by the reflective surface 13 can be suppressed (see FIG. 1C).
  • the ferrule 10 of the first modification has a recess 21 on the surface (lower surface) opposite to the receptacle 6.
  • the recess 21 is a portion that is recessed from the surface facing the receptacle 6.
  • the recess 21 is formed in the light signal surface 14.
  • the recess 21 is filled with a transparent resin (refractive protection portion 34) having a refractive index different from that of the main body portion 31 (transparent resin) constituting the ferrule 10.
  • the light signal surface 14 is configured by the outer surface of the refractive protection portion 34 filled in the recess 21.
  • the light signal surface 14 of the first modified example is also a surface perpendicular to the light signal entering and exiting the light signal surface 14.
  • the bottom surface 22 of the recess 21 (the upper surface of the recess 21 in FIG. 4A) is inclined with respect to the light signal surface 14. That is, the interface between the main body 31 of the ferrule 10 and the refractive protection portion 34 filled in the recess 21 is inclined with respect to the light signal surface 14. Thereby, the optical signal incident from the optical signal surface 14 is refracted at the bottom surface 22 of the recess 21 (the interface between the main body 31 and the refractive protection portion 34), and the refracted optical signal is incident on the reflective surface 13 . Alternatively, the light signal reflected by the reflection surface 13 is refracted at the bottom surface 22 of the recess 21 (the interface between the main body 31 and the refractive protection portion 34) and is emitted perpendicularly from the light signal surface 14.
  • the bottom surface 22 (the interface between the main body 31 and the refraction protection portion 34) in the recess 21 is covered with the refraction protection portion 34. Therefore, even if the ferrule 10 is immersed in the coolant, the refractive index on the outer side of the bottom surface 22 does not change, so that the optical signal can be normally refracted by the bottom surface 22 which is the inclined surface.
  • the angle between the incident light and the reflected light at the reflecting surface 13 is Even if the angle is obtuse (more than 90 degrees and less than 180 degrees), the direction of the fiber hole 11 (direction of the optical axis of the optical fiber 1) is orthogonal to the direction of the optical signal incident on the optical signal surface 14 It becomes feasible to arrange.
  • FIG. 5A is a cross-sectional explanatory view of a ferrule 10 of a second modified example.
  • a reflective protection portion 32 is coated on the outside of the reflective surface 13 (specifically, the lens surface 13A of the reflective surface 13).
  • the outer side of the reflective surface 13 is covered with the reflective protective portion 32 having a smaller refractive index than the refractive index of the main body 31 (transparent resin) constituting the reflective surface 13.
  • the method of covering the outside of the reflective surface 13 with the reflective protection portion 32 is not limited to the method of filling the concave portion 12 with resin, and other methods may be used.
  • FIG. 5B is an explanatory sectional view of a ferrule 10 of a third modified example.
  • the reflective surface 13 is flat.
  • the lens surface 13A may not be formed on the reflective surface 13.
  • the recess 15 is formed in the light signal surface 14, and the lens portion 16 is formed in the bottom surface of the recess 15 (the upper surface of the recess 15 in FIG. 5B).
  • the lens portion 16 is made of transparent resin that constitutes the main body portion 31, and is formed on the outer surface of the main body portion 31.
  • the concave portion 15 is filled with a transparent resin (lens protective portion 33) capable of transmitting an optical signal.
  • the optical signal surface 14 is constituted by the outer surface of the lens protection portion 33, and parallel light perpendicular to the outer surface of the lens protection portion 33 (the interface between the lens protection portion 33 and the outside) is incident or emitted.
  • FIG. 5C is a cross-sectional explanatory view of a ferrule 10 of a fourth modified example.
  • the direction of the fiber hole 11 (direction of the optical axis of the optical fiber 1) is not orthogonal but an obtuse angle with respect to the direction of the optical signal entering and exiting at the optical signal surface. Therefore, even if the light signal is not refracted as in the first modified example shown in FIG. 4A, the angle between the incident light and the reflected light on the reflection surface 13 is obtuse (the angle is larger than 90 degrees and smaller than 180 degrees) You are allowed to Thereby, in the configuration of the fourth modified example, the choice of materials can be increased as in the first modified example.
  • FIG. 6A is a perspective view of a ferrule with an optical fiber according to a second embodiment.
  • FIG. 6B is an explanatory sectional view of the ferrule with an optical fiber of the second embodiment.
  • FIG. 6C is a cross-sectional explanatory view of the ferrule 10 of the second embodiment.
  • each direction is defined as shown in FIG. 6A. That is, the direction of the fiber hole 11 of the ferrule 10 (direction of the optical axis of the optical fiber 1) is referred to as “front-to-back direction”, the side of the end face of the optical fiber 1 is referred to as “front”, and the opposite side (the optical fiber 1 Side) as “after”.
  • the direction in which the plurality of fiber holes 11 are arranged is referred to as "left-right direction”.
  • the thing of the left-right direction may be called “the width direction.”
  • the thickness direction of the ferrule 10 is referred to as "vertical direction”.
  • the ferrule 10 of the present embodiment is also a member for holding the end of the optical fiber 1.
  • the ferrule 10 is a resin molded body made of a transparent resin (main portion 31) capable of transmitting the optical signal of the optical fiber 1.
  • the main body portion 31 of the ferrule 10 is not limited to the resin as long as it is a material capable of transmitting an optical signal, and may be made of, for example, optical glass.
  • a recess 15 is formed in the ferrule 10 of the second embodiment, and the recess 15 is made of a transparent resin (lens protection portion 33) having a refractive index different from the refractive index of the main portion 31 of the ferrule 10. It is filled.
  • the ferrule 10 has a fiber hole 11, a recess 15, a lens portion 16 and an optical signal surface 17.
  • the fiber hole 11 is a hole for inserting the end of the optical fiber 1.
  • the optical fiber 1 in particular, the end face of the optical fiber 1
  • the fiber hole 11 is formed parallel to the optical axis of the optical fiber 1.
  • the ferrule 10 has four fiber holes 11 here. However, the number of fiber holes 11 formed in the ferrule 10 may be one or plural other than four.
  • the four fiber holes 11 are arranged side by side in the width direction of the ferrule 10 (the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 6B).
  • the number of rows of the fiber holes 11 aligned in the width direction is one here, but may be two or more.
  • Lens portions 16 are disposed opposite to each other on the front side of each of the fiber holes 11 (or the end face of the optical fiber 1).
  • the recess 15 is a portion recessed from the front end surface 10A of the ferrule 10.
  • the lens portion 16 is provided on the bottom surface of the recess 15 (the rear surface of the recess 15 in FIG. 6A).
  • the optical signal surface 17 is positioned rearward of the front end surface 10 ⁇ / b> A of the ferrule 10. Thereby, even if the front end surfaces 10A of the ferrule 10 are butted, the light signal surface 17 does not contact.
  • the lens unit 16 is a part that refracts an optical signal.
  • the lens unit 16 is a condensing lens that condenses the light signal.
  • the lens unit 16 can refract diffused light from the end face of the optical fiber 1 into parallel light, and refract parallel light incident on the lens part 16 to converge (condensed) on the end face of the optical fiber 1 It can be done. That is, the lens unit 16 functions as a collimator lens.
  • an optical signal with an enlarged diameter can be input and output, and the influence of dust and the like in the optical path can be reduced.
  • the curved surface (the outer surface) of the lens unit 16 configured by the main body unit 31 is covered with the lens protection unit 33 having a refractive index different from the refractive index of the main body unit 31 configuring the ferrule 10. Therefore, the outer surface of the lens unit 16 is a boundary between the main unit 31 and the lens protection unit 33, and the light signal is refracted at the boundary between the main unit 31 and the lens protection unit 33. For this reason, even if the ferrule 10 is immersed in a liquid (for example, a coolant), the refractive index on the outside of the lens portion 16 does not change, so parallel light is transmitted to the lens protection portion 33.
  • a liquid for example, a coolant
  • the light signal surface 17 is a surface on which the light signal is incident or emitted.
  • the light signal surface 17 is configured by the outer surface of the lens protection unit 33.
  • the outer surface of the lens protection unit 33 a boundary surface between the lens protection unit 33 and the outside
  • parallel light of the light signal perpendicular to the light signal surface 17 enters and exits. For this reason, even if the ferrule 10 is immersed in the coolant and the refractive index of the outer side of the transparent resin (the lens protection portion 33) filled in the recess 15 changes, the interface (the lens protection portion 33 and the outside) Since refraction of light does not occur at the interface, degradation of the optical signal can be suppressed (see FIG. 2C).
  • the optical signal When an optical signal is emitted from the end face of the optical fiber 1 shown in FIG. 6B, the optical signal passes through the main body 31 (transparent resin) constituting the ferrule 10 as diffused light, and is refracted by the lens 16
  • the diffused light becomes parallel light, passes through the lens protection unit 33 as parallel light, and is emitted from the light signal surface 17 to the ferrule 10 on the other side.
  • the parallel light is transmitted as parallel light through the lens protection unit 33, and the parallel light is refracted by the lens unit 16 and converges on the end face of the optical fiber 1. It will be.
  • the outer edge of the recess 15 is surrounded by the front end face 10A of the ferrule 10, and the recess 15 is filled with a transparent resin (lens protection portion 33).
  • the resin is prevented from leaking by surrounding the outer edge of the concave portion 15, and the concave portion 15 can be filled with the transparent resin (lens protection portion 33). It is easy to cover with the lens protection unit 33.
  • the curved surface of the lens portion 16 configured by the main body portion 31 has a convex shape, and the refractive index of the lens protection portion 33 is smaller than the refractive index of the main body portion 31.
  • the curved surface of the lens unit 16 may be concave, and the refractive index of the lens protection unit 33 may be larger than the refractive index of the main unit 31.
  • optical fiber 1 optical fiber, 3 substrates, 3A optical element, 5 optical connectors, 6 receptacles, 7 housing parts, 8 lens array, 10 ferrule, 10A front end face, 11 fiber holes, 12 recess, 12A side wall, 13 reflective surface, 13A lens surface, 14 light signal surface, 15 concave parts, 16 lens parts, 17 light signal surfaces, 21 recess, 22 bottom (inclined surface), 31 body part, 32 reflection protection part, 33 lens protection unit (transparent resin), 34 refraction protection unit (transparent resin), 35 element protection part (transparent resin)

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Abstract

【課題】外部環境が変化しても光信号を正常に伝送すること。 【解決手段】本開示のフェルールは、光ファイバの端部を保持するフェルールであって、前記光ファイバを挿入するためのファイバ穴と、前記光ファイバの光信号を透過する本体部の外面に形成され、前記光信号を反射する反射面とを備える。前記本体部の屈折率よりも小さい屈折率の反射保護部が、前記反射面の外側を覆っている。

Description

フェルール
　本発明は、フェルールに関する。
　特許文献１には、光ファイバを支持する支持部材（光路変換器４０）を備えた光モジュールが記載されている。この光モジュールの支持部材は反射部（反射部４２）を有しており、光ファイバの伝送する光信号を反射部で反射している。特許文献１には、反射部へのゴミの侵入を防ぐため、反射部の外側を板状部材（引っ掛け板６４）で覆うことが記載されている。同様に、特許文献２には、反射面を形成する凹部を蓋体で塞いだ光路変更部材が記載されている。
　また、特許文献３には、光ファイバを保持する光学部品（ファイバホルダー２３）の端面にレンズアレイを設けることが記載されている。特許文献３では、レンズアレイの設けられた端面を対向させて光学部品同士を接続することによって、光ファイバ同士を光学的に接続することが記載されている（図２１参照）。
特許第５３１４１１９号公報 特許第４９０３１２０号公報 特開２００８－１５１８４３号公報
　冷却液などの液体を溜めた液侵漕に光モジュールを浸けて、光モジュールを液浸状態で使用する可能性がある。しかし、特許文献１、２に記載の光モジュールを液浸状態で使用した場合、反射面が覆われていても、液体が反射面に浸透するおそれがある。この場合、反射面の外部環境が空気から液体に代わるため、反射面の外部の屈折率の変化によって光の臨界角が変化し、この結果、反射面において光信号が正常に反射されなくなるおそれが生じる。同様に、特許文献３記載の光学部品を液浸状態で用いた場合においても、レンズアレイの外部環境が空気から液体に代わるため、レンズアレイにおいて光信号が正常に屈折されなくなるおそれが生じる。
　なお、この問題は、液浸状態での使用形態に限られるものではなく、例えば高湿下での使用時に反射部やレンズなどの光学系に液体が付着した場合にも同様に起こり得る問題である。
　本発明の幾つかの実施形態は、外部環境が変化しても光信号を正常に伝送することを目的とする。
　本発明の幾つかの実施形態は、光ファイバの端部を保持するフェルールであって、前記光ファイバを挿入するためのファイバ穴と、前記光ファイバの光信号を透過する本体部の外面に形成され、前記光信号を反射する反射面とを備え、前記本体部の屈折率よりも小さい屈折率の反射保護部が、前記反射面の外側を覆っていることを特徴とするフェルールである。
　また、本発明の幾つかの実施形態は、光ファイバの端部を保持するフェルールであって、前記光ファイバを挿入するためのファイバ穴と、前記光ファイバの光信号を透過する本体部に形成され、前記光信号を屈折させるレンズ部とを備え、レンズ保護部が前記レンズ部の曲面を覆うとともに、前記レンズ保護部の外面において、前記外面に垂直な前記光信号の平行光が入射又は出射することを特徴とするフェルールである。
　本発明の他の特徴については、後述する明細書及び図面の記載により明らかにする。
　本発明の幾つかの実施形態によれば、外部環境が変化しても光信号を正常に伝送することができる。
図１Ａ及び図１Ｂは、第１参考例の説明図である。図１Ｃは、本実施形態の説明図である。 図２Ａ及び図２Ｂは、第２参考例の説明図である。図２Ｃは、本実施形態の説明図である。 図３Ａは、第１実施形態の光コネクタ５の斜視図である。図３Ｂは、第１実施形態のフェルール１０を備えた光コネクタ５の断面説明図である。図３Ｃは、第１実施形態のフェルール１０の断面説明図である。 図４Ａは、第１変形例の光ファイバ付きフェルールの断面説明図である。図４Ｂは、第１変形例のフェルール１０の断面説明図である。 図５Ａは、第２変形例のフェルール１０の断面説明図である。図５Ｂは、第３変形例のフェルール１０の断面説明図である。 図６Ａは、第２実施形態の光ファイバ付きフェルールの斜視図である。図６Ｂは、第２実施形態の光ファイバ付きフェルールの断面説明図である。図６Ｃは、第２実施形態のフェルール１０の断面説明図である。
　後述する明細書及び図面の記載から、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
　光ファイバの端部を保持するフェルールであって、前記光ファイバを挿入するためのファイバ穴と、前記光ファイバの光信号を透過する本体部の外面に形成され、前記光信号を反射する反射面とを備え、前記本体部の屈折率よりも小さい屈折率の反射保護部が、前記反射面の外側を覆っていることを特徴とするフェルールが明らかとなる。このようなフェルールによれば、外部環境が変化しても光信号を正常に伝送することができる。
　前記反射面を形成するための凹部を有し、前記凹部に充填された樹脂によって、前記反射保護部が形成されていることが望ましい。これにより、反射保護部の形成が容易になる。
　前記光信号の入射又は出射する光信号面を有し、前記光信号の平行光が前記光信号面に垂直に入射又は出射することが望ましい。これにより、光信号面で光信号が屈折しないで済むため、外部環境が変化しても光信号を正常に伝送することができる。
　前記本体部の凹所に充填された透明樹脂の外面によって前記光信号面が形成されており、前記凹所の底面が前記光信号面に対して傾斜しており、前記凹所における前記本体部と前記透明樹脂との境界面において前記光信号を屈折させることが望ましい。これにより、外部環境が変化しても傾斜面で光信号を正常に屈折させることができる。
　前記反射面における前記光信号の入射光と反射光との角度が鈍角であることが望ましい。これにより、本体部や反射保護部の材料の選択肢を増やすことができる。
　前記光信号面に入出射する光信号の方向に対して前記ファイバ穴の方向が鈍角になるように、前記ファイバ穴及び前記光信号面が配置されていることが望ましい。これにより、本体部や反射保護部の材料の選択肢を増やすことができる。
　前記光信号を屈折させるレンズ部が前記本体部に形成されており、前記レンズ部の曲面を覆うようにレンズ保護部が形成されており、前記レンズ保護部の外面によって前記光信号面が形成されていることが望ましい。これにより、外部環境が変化してもレンズ部で光信号を正常に屈折させることができる。
　前記光信号面に凹部が形成されており、前記凹部に充填された透明樹脂によって、前記レンズ保護部が形成されていることが望ましい。これにより、レンズ保護部の形成が容易になる。
　前記反射面にレンズ面が形成されていることが望ましい。これにより、光信号の信号損失を抑制できる。
　光ファイバの端部を保持するフェルールであって、前記光ファイバを挿入するためのファイバ穴と、前記光ファイバの光信号を透過する本体部に形成され、前記光信号を屈折させるレンズ部とを備え、レンズ保護部が前記レンズ部の曲面を覆うとともに、前記レンズ保護部の外面において、前記外面に垂直な前記光信号の平行光が入射又は出射することを特徴とするフェルールが明らかとなる。このようなフェルールによれば、外部環境が変化しても光信号を正常に伝送することができる。
　前記フェルールの端面に形成された凹部の底面に前記レンズ部が形成されており、前記凹部に充填された透明樹脂によって、前記レンズ保護部が形成されていることが望ましい。これにより、レンズ保護部の形成が容易になる。
　＝＝＝本実施形態の概要＝＝＝
　図１Ａ及び図１Ｂは、第１参考例の説明図である。光ファイバ１の端面から出射した光は、本体部３１（フェルールを構成する部材：光信号を透過させる部材）の内部を伝搬し、反射面１３で反射する。反射面１３は、本体部３１と外部との境界面において光信号を反射（全反射）させている。反射面１３への光の入射角が、外気の屈折率ｎ０と本体部３１の屈折率ｎ１とから定まる臨界角よりも大きいため、光が反射面１３で全反射している。
　図１Ｂに示すように、本体部３１が液体（例えば冷却液）に浸けられると、反射面１３の外側の屈折率が変化し、反射面１３における光の臨界角が変化する。この結果、図１Ｂに示すように、反射面１３に入射した光の一部が、反射面１３で屈折して外部（液体）に進み、反射面１３で反射した光信号が劣化してしまう。なお、ここでは、光ファイバ１の端面から出射した光が反射面１３で反射する場合について説明しているが、反射面１３で反射して光が光ファイバ１の端面に入射する場合においても（光の進路が逆の場合においても）、反射面１３の外側の屈折率の変化に伴う光信号の劣化の問題は起こる。
　図１Ｃは、本実施形態の説明図である。本実施形態では、本体部３１部材の反射面１３の外側に所定の屈折率（＝ｎ２）の反射保護部３２を配置させている。これにより、本体部３１及び反射保護部３２が液体（例えば冷却液）に浸けられても、反射面１３の外側の屈折率は変化しないため、反射面１３で反射する光信号の劣化を抑制できる。
　図２Ａ及び図２Ｂは、第２参考例の説明図である。光ファイバ１の端面から出射した光信号は、本体部３１（フェルールを構成する部材：光信号を透過させる部材）の内部を拡散光として伝搬し、レンズ部１６で屈折して平行光として出射される。レンズ部１６は、本体部３１の外面で構成されている。つまり、レンズ部１６は、本体部３１と外部との境界面において光信号を屈折させている。
　図２Ｂに示すように、本体部３１が液体（例えば冷却液）に浸けられると、レンズ部１６の外側の屈折率が変化し、レンズ部１６の焦点距離が変化する。この結果、図２Ｂに示すように、レンズ部１６から出射した光が平行光にならずに拡散してしまう。なお、ここでは、光ファイバ１の端面からの拡散光がレンズ部１６から平行光として出射される場合について説明しているが、平行光がレンズ部１６に入射して光ファイバ１の端面へ収束する場合においても（光の進路が逆の場合においても）、レンズ部１６の外側の屈折率の変化に伴う光信号の劣化の問題は起こる。
　図２Ｃは、本実施形態の説明図である。本実施形態では、本体部３１のレンズ部１６の外側に所定の屈折率（＝ｎ３）のレンズ保護部３３を配置させている。このため、本体部３１及びレンズ保護部３３が液体（例えば冷却液）に浸けられても、レンズ部１６の外側の屈折率は変化しない。また、本実施形態では、レンズ保護部３３と外部との境界面において、境界面に垂直な平行光が入射又は出射している。このため、レンズ保護部３３の外側の屈折率が変化しても、境界面（レンズ保護部３３と外部との境界面）で光の屈折は生じないため、本体部３１及びレンズ保護部３３が液体（例えば冷却液）に浸けられても、光信号の劣化を抑制できる。
　＝＝＝第１実施形態＝＝＝
　図３Ａは、第１実施形態の光コネクタ５の斜視図である。図３Ｂは、第１実施形態のフェルール１０を備えた光コネクタ５の断面説明図である。図３Ｃは、第１実施形態のフェルール１０の断面説明図である。なお、図３Ａ及び図３Ｂには、光ファイバ付きフェルールも示されている。
　本実施形態の光コネクタ５は、フェルール１０と、レセプタクル６とを有する。本実施形態の光コネクタ５は、例えばＱＳＦＰタイプやＣＸＰタイプなどの光モジュール（不図示）のハウジングに収容された基板３に対して光ファイバ１を接続するためのものである。但し、光コネクタ５が光モジュールとは別の用途で用いられても良い。
　第１実施形態のフェルール１０は、光ファイバ１の端部を保持する部材である。フェルール１０は、光ファイバ１の光信号を透過可能な透明樹脂（本体部３１）で構成された樹脂成形体である。但し、フェルール１０の本体部３１は、光信号を透過可能な材料であれば樹脂に限られるものではなく、例えば光学ガラスなどで構成されても良い。本実施形態のフェルール１０には、凹部１２（反射面１３を構成するための凹部１２）が形成されており、この凹部１２には、フェルール１０を構成する本体部３１の屈折率よりも小さい屈折率の樹脂（光学樹脂：反射保護部３２）が充填されている。フェルール１０は、ファイバ穴１１と、反射面１３と、光信号面１４とを有する。
　ファイバ穴１１は、光ファイバ１の端部を挿入するための穴である。ファイバ穴１１に光ファイバ１の端部が挿入されることによって、光ファイバ１（特に光ファイバ１の端面）が位置決めされている。ファイバ穴１１は、光ファイバ１の光軸に平行に形成される。フェルール１０は、ここでは４本のファイバ穴１１を有している。但し、フェルール１０に形成されるファイバ穴１１の数は、１つでも良いし、４以外の複数でも良い。４本のファイバ穴１１は、フェルール１０の幅方向（図３Ｂの紙面垂直方向）に並んで配置されている。ファイバ穴１１の前側には、反射面１３が配置されている。
　反射面１３は、光信号を反射する面である。反射面１３は、本体部３１の外面（境界面）によって形成されている。フェルール１０が反射面１３を有することにより、フェルール１０内の光信号の光路を変換（変更）できる。つまり、本実施形態のフェルール１０は、光路変換部材でもある。フェルール１０の上面に凹部１２が形成されており（図３Ａ参照）、この凹部１２におけるファイバ穴１１の側の傾斜面が反射面１３になる。反射面１３は、フェルール１０の幅方向（図３Ｂの紙面垂直方向、複数のファイバ穴１１の並ぶ方向）に平行に形成されている。
　光信号面１４は、光信号が入射又は出射する面である。ここでは、光信号面１４は、フェルール１０を構成する本体部３１の外面で構成されている。光信号面１４は、レセプタクル６側（基板３側）との間での光信号の入出射面となる。光信号面１４は、光信号面１４で入出射する光信号に対して垂直な面である。光信号面１４から入出射する光信号は、平行光（コリメート光）となっている。光信号面１４から入出力する光信号を平行光（コリメート光）とすることによって、光信号面１４から入出力する光信号の径が拡大されているため、光路中のゴミなどの影響を軽減させることができ、信号損失を抑制できる。
　光ファイバ１の端面から光信号が出射した場合には、光信号は、フェルール１０を構成する本体部３１（透明樹脂）を透過して、反射面１３（詳しくは反射面１３に形成されたレンズ面１３Ａ）で反射して、光信号面１４から光素子３Ａ（受光素子）に向かって出射することになる。また、光素子３Ａ（発光素子）から光信号面１４に光信号が入射した場合には、光信号は、フェルール１０を構成する本体部３１（透明樹脂）を透過して、反射面１３で反射して、光ファイバ１の端面に入射することになる。
　本実施形態の反射面１３には、レンズ面１３Ａ（集光面：凹面ミラー）が形成されている。このレンズ面１３Ａは、光ファイバ１の端面から入射した拡散光を平行光として反射することができるとともに、レセプタクル６側から入射した平行光を光ファイバ１の端面へ収束（集光）させるように反射することができる。すなわち、反射面１３に形成されたレンズ面１３Ａは、コリメートレンズとして機能するように形成されている。反射面１３にレンズ面１３Ａが形成されることによって、径の拡大された光信号を入出射することができ、光路中のゴミなどの影響を軽減させることができる。但し、反射面１３にレンズ面１３Ａが形成されずに、反射面１３が平面であっても良い。
　本実施形態では、反射面１３の外側が、フェルール１０を構成する本体部３１の屈折率よりも小さい屈折率の反射保護部３２で覆われている。これにより、仮にフェルール１０が冷却液に浸けられても、反射面１３の外側の屈折率は変化しないため、反射面１３で反射する光信号の劣化を抑制できる（図１Ｃ参照）。
　なお、反射保護部３２を構成する部材は、本体部３１の屈折率よりも小さい必要があり、空気（屈折率約１．００）に近い屈折率の光学部材（光学樹脂）が用いられることが望ましい。このような部材としては、例えば、ペルフルオロビニルエーテル（屈折率約１．２４）、ポリヘキサフルオロプロピレン（屈折率約１．２９）、フッ素樹脂ポリテトラフルオロエチレン（屈折率１．２９～１．３５）等の低屈折率材料を用いることができる。
　本実施形態では、図３Ａに示すように、凹部１２の幅方向の外側に側壁部１２Ａが設けられており、凹部１２に樹脂（反射保護部３２）が充填されている。このように、側壁部１２Ａによって樹脂の漏洩が防止されており、凹部１２に樹脂を充填することができるため、反射面１３の外側を反射保護部３２で覆うことが容易である。
　レセプタクル６は、基板３に対してフェルール１０を固定する部材である。レセプタクル６は、基板３の光素子３Ａ（発光素子又は受光素子）に対して位置決めされた状態で基板３に固定されている。レセプタクル６にはレンズアレイ８が設けられており、このレンズアレイ８を介して光素子３Ａとフェルール１０の光信号面１４との間で光信号が入出射する。レンズアレイ８は、集光レンズ（コリメートレンズ）を有しており、光素子３Ａ（発光素子）から入射した拡散光を平行光としてフェルール１０の光信号面１４に出射することができるとともに、フェルール１０の光信号面１４から入射した平行光を光素子３Ａ（受光素子）へ収束（集光）させることができる。
　レセプタクル６には収容部７が形成されており、収容部７の内部空間に基板３の光素子３Ａが配置されている。本実施形態では、収容部７と光素子３Ａとの間の隙間には透明樹脂が充填されており、素子保護部３５が形成されている。レセプタクル６の素子保護部３５は、光信号を透過可能な樹脂で構成されている。レンズアレイ８は、素子保護部３５の側（光素子３Ａや収容部７の側）が凸形状に構成されており、フェルール１０の側は平面に構成されている。レンズアレイ８の凸形状の側（光素子３Ａや収容部７の側）には素子保護部３５が充填されているため、仮に光コネクタ５が冷却液に浸けられても、光素子３Ａとレンズアレイ８の間における光路の屈折率は変化しないので、光信号の劣化を抑制できる。また、レンズアレイ８の外側（フェルール１０側）は、入出射する光信号に垂直な平面であるため、境界面で光の屈折は生じないので、仮に光コネクタ５が液体（例えば冷却液）に浸けられても、光信号の劣化を抑制できる。
　フェルール１０とレセプタクル６との間（詳しくは、フェルール１０の光信号面１４とレセプタクル６のレンズアレイ８との間）の隙間は僅かであるため、また、光信号の入出射面が光路に対して垂直であるため、この隙間に冷却液が浸透しても光信号は劣化し難いので、この隙間に冷却液が浸透することは許容されている。但し、光信号を透過可能な部材（例えば接着剤、屈折率整合剤、光学シートなど）をフェルール１０とレセプタクル６との間に挟み込むことによって、フェルール１０とレセプタクル６との間に冷却液が浸透することを抑制しても良い。
　上記の第１実施形態のフェルール１０や光コネクタ５は、例えばＱＳＦＰタイプやＣＸＰタイプなどの光モジュールに用いることができる。本実施形態のフェルール１０や光コネクタ５を用いた光モジュールは、冷却漕に浸けられたメイン基板（不図示）のケージに装着させる場合（光モジュールを液浸状態で使用する場合）に特に有効である。
　＜第１変形例＞
　図４Ａは、第１変形例の光ファイバ付きフェルールの断面説明図である。図４Ｂは、第１変形例のフェルール１０の断面説明図である。
　前述の第１実施形態では、反射面１３において光信号がほぼ直角に反射されている（図３Ｂ参照）。つまり、第１実施形態では、反射面１３に対する光の入射角（及び反射角）は約４５度であり、反射面１３を構成する本体部３１の屈折率と反射面１３の外側を覆う反射保護部３２の屈折率とから定まる臨界角（光が全反射する際の入射角）は、４５度よりも小さい必要がある。但し、反射面１３の外側を覆う反射保護部３２の屈折率は、空気の屈折率（約１．００）よりも通常大きいため、第１実施形態の構成では、材料の選択肢が狭くなる。これに対し、第１変形例では、反射面１３における入射光と反射光との角度が鈍角（９０度よりも大きく、１８０度より小さい角）になっている。これにより、第１変形例の構成では、材料の選択肢を増やすことができる。
　第１変形例においても、フェルール１０は、ファイバ穴１１と、反射面１３とを有し、反射面１３の外側は、反射面１３を構成する本体部３１（透明樹脂）の屈折率よりも小さい屈折率の反射保護部３２で覆われている。これにより、仮にフェルール１０が冷却液に浸けられても、反射面１３の外側の屈折率は変化しないため、反射面１３で反射する光信号の劣化を抑制できる（図１Ｃ参照）。
　第１変形例のフェルール１０は、レセプタクル６と対向する面（下面）に凹所２１を有する。凹所２１は、レセプタクル６と対向する面から凹んだ部位である。第１変形例では、光信号面１４に凹所２１が形成されている。凹所２１には、フェルール１０を構成する本体部３１（透明樹脂）の屈折率とは異なる屈折率の透明樹脂（屈折保護部３４）が充填されている。このため、第１変形例では、光信号面１４は、凹所２１に充填された屈折保護部３４の外面で構成されている。なお、第１変形例の光信号面１４も、光信号面１４で入出射する光信号に対して垂直な面である。
　凹所２１の底面２２（図４Ａにおける凹所２１の上面）は、光信号面１４に対して傾斜している。つまり、フェルール１０を構成する本体部３１と、凹所２１に充填された屈折保護部３４との境界面は、光信号面１４に対して傾斜している。これにより、光信号面１４から入射した光信号は、凹所２１の底面２２（本体部３１と屈折保護部３４との境界面）において屈折し、この屈折した光信号が反射面１３に入射する。若しくは、反射面１３で反射した光信号が、凹所２１の底面２２（本体部３１と屈折保護部３４との境界面）において屈折し、光信号面１４から垂直に出射する。
　第１変形例では、凹所２１における底面２２（本体部３１と屈折保護部３４との境界面）が屈折保護部３４で覆われている。このため、仮にフェルール１０が冷却液に浸けられても、底面２２の外側の屈折率は変化しないため、傾斜面である底面２２で光信号を正常に屈折させることができる。
　また、第１変形例では、凹所２１の底面２２（本体部３１と屈折保護部３４との境界面）において光信号を屈折させることによって、反射面１３における入射光と反射光との角度が鈍角（９０度よりも大きく、１８０度より小さい角）であっても、ファイバ穴１１の方向（光ファイバ１の光軸方向）と、光信号面１４で入出射する光信号の方向とを直交配置させることが実現可能となる。
　＜別の変形例＞
　図５Ａは、第２変形例のフェルール１０の断面説明図である。第２変形例では、反射面１３（詳しくは反射面１３のレンズ面１３Ａ）の外側に、反射保護部３２がコーティングされている。このため、第２変形例においても、反射面１３の外側は、反射面１３を構成する本体部３１（透明樹脂）の屈折率よりも小さい屈折率の反射保護部３２で覆われている。これにより、仮にフェルール１０が冷却液に浸けられても、反射面１３の外側の屈折率は変化しないため、反射面１３で反射する光信号の劣化を抑制できる。このように、反射面１３の外側を反射保護部３２で覆う方法は、凹部１２に樹脂を充填する方法に限られるものではなく、他の方法でも良い。
　図５Ｂは、第３変形例のフェルール１０の断面説明図である。第３変形例では、反射面１３が平面になっている。このように、反射面１３にレンズ面１３Ａが形成されていなくても良い。
　また、第３変形例では、光信号面１４に凹部１５が形成されており、凹部１５の底面（図５Ｂにおける凹部１５の上面）にレンズ部１６が形成されている。レンズ部１６は、本体部３１を構成する透明樹脂によって構成されており、本体部３１の外面に形成されている。凹部１５には、光信号の透過可能な透明樹脂（レンズ保護部３３）が充填されている。このレンズ保護部３３の外面によって光信号面１４が構成されており、レンズ保護部３３の外面（レンズ保護部３３と外部との境界面）に垂直な平行光が入射又は出射する。このため、仮にフェルール１０が冷却液に浸けられて、凹部１５に充填された透明樹脂（レンズ保護部３３）の外側の屈折率が変化しても、境界面（レンズ保護部３３と外部との境界面）で光の屈折は生じないため、光信号の劣化を抑制できる（図２Ｃ参照）。
　図５Ｃは、第４変形例のフェルール１０の断面説明図である。第４変形例では、ファイバ穴１１の方向（光ファイバ１の光軸方向）が、光信号面１４で入出射する光信号の方向に対して、直交するのではなく、鈍角になっている。このため、図４Ａに示す第１変形例のように光信号を屈折させなくても、反射面１３における入射光と反射光との角度を鈍角（９０度よりも大きく、１８０度より小さい角）にすることを許容させている。これにより、第４変形例の構成では、第１変形例と同様に、材料の選択肢を増やすことができる。
　＝＝＝第２実施形態＝＝＝
　図６Ａは、第２実施形態の光ファイバ付きフェルールの斜視図である。図６Ｂは、第２実施形態の光ファイバ付きフェルールの断面説明図である。図６Ｃは、第２実施形態のフェルール１０の断面説明図である。
　以下の説明では、図６Ａに示すように各方向を定義する。すなわち、フェルール１０のファイバ穴１１の方向（光ファイバ１の光軸方向）を「前後方向」とし、光ファイバ１の端面の側を「前」とし、逆側（フェルール１０から延び出る光ファイバ１の側）を「後」とする。複数のファイバ穴１１の並ぶ方向を「左右方向」とする。なお、左右方向のことを「幅方向」と呼ぶこともある。また、フェルール１０の厚さ方向を「上下方向」とする。
　本実施形態のフェルール１０も、光ファイバ１の端部を保持する部材である。フェルール１０は、光ファイバ１の光信号を透過可能な透明樹脂（本体部３１）で構成された樹脂成形体である。但し、フェルール１０の本体部３１は、光信号を透過可能な材料であれば樹脂に限られるものではなく、例えば光学ガラスなどで構成されても良い。第２実施形態のフェルール１０には、凹部１５が形成されており、この凹部１５には、フェルール１０を構成する本体部３１の屈折率とは異なる屈折率の透明樹脂（レンズ保護部３３）が充填されている。フェルール１０は、ファイバ穴１１と、凹部１５と、レンズ部１６と、光信号面１７とを有する。
　ファイバ穴１１は、光ファイバ１の端部を挿入するための穴である。ファイバ穴１１に光ファイバ１の端部が挿入されることによって、光ファイバ１（特に光ファイバ１の端面）が位置決めされている。ファイバ穴１１は、光ファイバ１の光軸に平行に形成される。フェルール１０は、ここでは４本のファイバ穴１１を有している。但し、フェルール１０に形成されるファイバ穴１１の数は、１つでも良いし、４以外の複数でも良い。４本のファイバ穴１１は、フェルール１０の幅方向（図６Ｂの紙面垂直方向）に並んで配置されている。幅方向に並ぶ複数のファイバ穴１１の列は、ここでは１列であるが、２列以上でも良い。それぞれのファイバ穴１１（又は光ファイバ１の端面）の前側には、レンズ部１６が対向して配置されている。
　凹部１５は、フェルール１０の前側端面１０Ａから凹んだ部位である。凹部１５の底面（図６Ａにおける凹部１５の後面）にレンズ部１６が設けられている。凹部１５が形成されることによって、光信号面１７がフェルール１０の前側端面１０Ａよりも後側に位置する。これにより、フェルール１０の前側端面１０Ａ同士を突き合わせても、光信号面１７が接触しない。
　レンズ部１６は、光信号を屈折させる部位である。ここでは、レンズ部１６は、光信号を集光させる集光レンズである。レンズ部１６は、光ファイバ１の端面からの拡散光を屈折させて平行光にすることができるとともに、レンズ部１６に入射した平行光を屈折させて光ファイバ１の端面へ収束（集光）させることができる。すなわち、レンズ部１６は、コリメートレンズとして機能する。レンズ部１６が形成されることによって、径の拡大された光信号を入出射することができ、光路中のゴミなどの影響を軽減させることができる。
　本実施形態では、本体部３１で構成されたレンズ部１６の曲面（外面）は、フェルール１０を構成する本体部３１の屈折率とは異なる屈折率のレンズ保護部３３で覆われている。このため、レンズ部１６の外面は、本体部３１とレンズ保護部３３との境界面となっており、本体部３１とレンズ保護部３３との境界面において光信号が屈折する。このため、フェルール１０が液体（例えば冷却液）に浸けられても、レンズ部１６の外側の屈折率は変化しないので、レンズ保護部３３には平行光が透過することになる。
　光信号面１７は、光信号が入射又は出射する面である。本実施形態では、光信号面１７は、レンズ保護部３３の外面で構成されている。光信号面１７（レンズ保護部３３の外面：レンズ保護部３３と外部との境界面）において、光信号面１７に垂直な光信号の平行光が入出射する。このため、仮にフェルール１０が冷却液に浸けられて、凹部１５に充填された透明樹脂（レンズ保護部３３）の外側の屈折率が変化しても、境界面（レンズ保護部３３と外部との境界面）で光の屈折は生じないため、光信号の劣化を抑制できる（図２Ｃ参照）。
　図６Ｂに示す光ファイバ１の端面から光信号が出射した場合には、光信号は、フェルール１０を構成する本体部３１（透明樹脂）を拡散光として透過して、レンズ部１６で屈折して拡散光が平行光となり、レンズ保護部３３を平行光として透過して、光信号面１７から相手側のフェルール１０に出射することになる。また、図６Ｂに示す光信号面１７から平行光が入射した場合には、レンズ保護部３３を平行光として透過して、平行光がレンズ部１６で屈折して光ファイバ１の端面へ収束することになる。
　本実施形態では、凹部１５の外縁がフェルール１０の前側端面１０Ａで囲まれており、凹部１５に透明樹脂（レンズ保護部３３）が充填されている。このように、凹部１５の外縁が囲まれることによって樹脂の漏洩が防止されており、凹部１５に透明樹脂（レンズ保護部３３）を充填することができるため、レンズ部１６の曲面（外面）をレンズ保護部３３で覆うことが容易である。
　本実施形態では、本体部３１で構成されたレンズ部１６の曲面は凸形状であり、レンズ保護部３３の屈折率は、本体部３１の屈折率よりも小さい。但し、レンズ部１６の曲面を凹形状とし、レンズ保護部３３の屈折率を本体部３１の屈折率よりも大きくしても良い。
　＝＝＝その他＝＝＝
　上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更・改良され得ると共に、本発明には、その等価物が含まれることは言うまでもない。
１　光ファイバ、３　基板、３Ａ　光素子、
５　光コネクタ、６　レセプタクル、
７　収容部、８　レンズアレイ、
１０　フェルール、１０Ａ　前側端面、１１　ファイバ穴、
１２　凹部、１２Ａ　側壁部、
１３　反射面、１３Ａ　レンズ面、１４　光信号面、
１５　凹部、１６　レンズ部、１７　光信号面、
２１　凹所、２２　底面（傾斜面）、
３１　本体部、３２　反射保護部、
３３　レンズ保護部（透明樹脂）、３４　屈折保護部（透明樹脂）、
３５　素子保護部（透明樹脂）

Claims (11)

  1. 　光ファイバの端部を保持するフェルールであって、
    　前記光ファイバを挿入するためのファイバ穴と、
    　前記光ファイバの光信号を透過する本体部の外面に形成され、前記光信号を反射する反射面と
    を備え、
    　前記本体部の屈折率よりも小さい屈折率の反射保護部が、前記反射面の外側を覆っていることを特徴とするフェルール。
  2. 　請求項１に記載のフェルールであって、
    　前記反射面を形成するための凹部を有し、
    　前記凹部に充填された樹脂によって、前記反射保護部が形成されていることを特徴とするフェルール。
  3. 　請求項１又は２に記載のフェルールであって、
    　前記光信号の入射又は出射する光信号面を有し、
    　前記光信号の平行光が前記光信号面に垂直に入射又は出射することを特徴とするフェルール。
  4. 　請求項３に記載のフェルールであって、
    　前記本体部の凹所に充填された透明樹脂の外面によって前記光信号面が形成されており、
    　前記凹所の底面が前記光信号面に対して傾斜しており、
    　前記凹所における前記本体部と前記透明樹脂との境界面において前記光信号を屈折させることを特徴とするフェルール。
  5. 　請求項４に記載のフェルールであって、
    　前記反射面における前記光信号の入射光と反射光との角度が鈍角であることを特徴とするフェルール。
  6. 　請求項３に記載のフェルールであって、
    　前記光信号面に入出射する光信号の方向に対して前記ファイバ穴の方向が鈍角になるように、前記ファイバ穴及び前記光信号面が配置されていることを特徴とするフェルール。
  7. 　請求項３～６のいずれかに記載のフェルールであって、
    　前記光信号を屈折させるレンズ部が前記本体部に形成されており、
    　前記レンズ部の曲面を覆うようにレンズ保護部が形成されており、
    　前記レンズ保護部の外面によって前記光信号面が形成されていることを特徴とするフェルール。
  8. 　請求項７に記載のフェルールであって、
    　前記光信号面に凹部が形成されており、
    　前記凹部に充填された透明樹脂によって、前記レンズ保護部が形成されていることを特徴とするフェルール。
  9. 　請求項１～８のいずれかに記載のフェルールであって、
    　前記反射面にレンズ面が形成されていることを特徴とするフェルール。
  10. 　光ファイバの端部を保持するフェルールであって、
    　前記光ファイバを挿入するためのファイバ穴と、
    　前記光ファイバの光信号を透過する本体部に形成され、前記光信号を屈折させるレンズ部と
    を備え、
    　レンズ保護部が前記レンズ部の曲面を覆うとともに、
    　前記レンズ保護部の外面において、前記外面に垂直な前記光信号の平行光が入射又は出射することを特徴とするフェルール。
  11. 　請求項１０に記載のフェルールであって、
    　前記フェルールの端面に形成された凹部の底面に前記レンズ部が形成されており、
    　前記凹部に充填された透明樹脂によって、前記レンズ保護部が形成されていることを特徴とするフェルール。
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