レンズ付き光コネクタ
【課題】複雑な調心構造や高精度な加工を不要とすることが可能であり、また、組み付け易く生産性の向上を図ることが可能であり、さらには、レンズ汚れを防止したり損失増加を抑制したりすることが可能なレンズ付き光コネクタを提供する。
【解決手段】レンズ付き光コネクタ２１は、第一レンズ付き光コネクタ２３と、第二レンズ付き光コネクタ２４とを備えて構成されている。第一レンズ付き光コネクタ２３は、レンズ部３７及びモジュール収容部２９を有する第一光コネクタハウジング２５と、光ファイバモジュール２６と、付勢手段２７とを備えて構成されている。一方、第二レンズ付き光コネクタ２４は、レンズ部３７及びモジュール収容部２９を有する第二光コネクタハウジング５６と、光ファイバモジュール２６と、付勢手段２７とを備えて構成されている。
【解決手段】レンズ付き光コネクタ２１は、第一レンズ付き光コネクタ２３と、第二レンズ付き光コネクタ２４とを備えて構成されている。第一レンズ付き光コネクタ２３は、レンズ部３７及びモジュール収容部２９を有する第一光コネクタハウジング２５と、光ファイバモジュール２６と、付勢手段２７とを備えて構成されている。一方、第二レンズ付き光コネクタ２４は、レンズ部３７及びモジュール収容部２９を有する第二光コネクタハウジング５６と、光ファイバモジュール２６と、付勢手段２７とを備えて構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的な結合を行う光コネクタに関し、詳しくはレンズ付きの光コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車内の光通信が普及してきており、近年では通信容量の増大が図られている。このような状況下、近年の自動車内の光通信においても使用される光ファイバは、コア径が小さく伝送帯域が大きいものが検討されている。自動車においての光ファイバ同士の接続に関しては、振動や衝撃による影響から各光ファイバ心線の先端同士を接触させることができないという理由もあって、各光ファイバの端末にフェルールを設けた後に、各フェルール間に一つ又は二つのレンズを介在させて光学的な結合を図る光コネクタ（レンズ付き光コネクタ）が提案されている（例えば下記特許文献１参照）。
【０００３】
図１３において、上記光コネクタを簡単に説明すると、結合すべき一対の光ファイバ１ａ、１ｂの各端末には、フェルール２ａ、２ｂが取り付けられている。そして、これらフェルール２ａ、２ｂの各外周面には、フランジ３ａ、３ｂが嵌合、固定されている。円筒状のレンズホルダ４ａ、４ｂの各一側端の中空部には、レンズ５ａ、５ｂが固定されている。各他端側の中空部には、フェルール２ａ、２ｂの各一端部が挿入されている。
【０００４】
フェルール２ａ、２ｂの対向する端面の中心には、光ファイバ１ａ、１ｂの端面が配置されている。光ファイバ１ａ、１ｂの光軸とレンズ５ａ、５ｂの光軸とが一致するように調整された後には、フランジ３ａ、３ｂの端面とレンズホルダ４ａ、４ｂの端面とが溶接により接合、固定されている。また、レンズ５ａ、５ｂを保持した側の端面同士を突き合わせた状態で、レンズホルダ４ａ、４ｂの各外周面には、この各外周面に共通の円筒スリーブ６が嵌合、固定されている。
【０００５】
上記構成において、光コネクタは、二つのレンズ５ａ、５ｂがフェルール２ａ、２ｂの端面間に配置されている。これにより、軸ズレによる接続損失の低減を図ることができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２７１７５８号公報 （第２頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記従来の光コネクタにおける光ファイバ１ａ、１ｂ同士の接続にあっては、レンズ５ａ、５ｂをレンズホルダ４ａ、４ｂ及び円筒スリーブ６により調心する必要があり、また、フェルール２ａ、２ｂもフランジ３ａ、３ｂ及びレンズホルダ４ａ、４ｂにより調心する必要があることから、複雑な調心構造が必要であるという問題点を有している。また、このような調心構造により、レンズ５ａ、５ｂ、レンズホルダ４ａ、４ｂ、フランジ３ａ、３ｂ、フェルール２ａ、２ｂの全てに高精度な加工を施す必要があるという問題点を有している。
【０００８】
また、上記従来技術にあっては、レンズ５ａ、５ｂ、レンズホルダ４ａ、４ｂ、フランジ３ａ、３ｂが別部品からなることから、これらの組み付けに係る工程が煩雑になってしまうという問題点や、組み付け時にレンズ５ａ、５ｂへの汚れ防止対策をしなければならないという問題点を有している。この他、レンズ５ａ、５ｂをレンズホルダ４ａ、４ｂの所定位置に固定しなければならない等の作業があることから、生産性が悪いという問題点を有している。
【０００９】
さらに、上記従来技術にあっては、フェルール２ａ、２ｂとレンズ５ａ、５ｂとの軸ズレ、角度ズレ、距離変動等による損失増加が懸念されるという問題点を有している。
【００１０】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、複雑な調心構造や高精度な加工を不要とすることが可能であり、また、組み付け易く生産性の向上を図ることが可能であり、さらには、レンズ汚れを防止したり損失増加を抑制したりすることが可能なレンズ付き光コネクタを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の本発明のレンズ付き光コネクタは、フェルール挿入部を有し且つ互いに嵌合し合う嵌合構造部を有する透明な第一光コネクタハウジング及び第二光コネクタハウジングを備えるとともに、各前記フェルール挿入部の先端部分に、コネクタ嵌合時において所定の間隔で対向し合うレンズ部を一体に設けることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の本発明のレンズ付き光コネクタは、請求項１に記載のレンズ付き光コネクタにおいて、出射光が前記レンズ部間で平行化するよう該レンズ部の形状を設定するとともに、前記嵌合構造部にて前記レンズ部の周囲を覆うことを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の本発明のレンズ付き光コネクタは、請求項１又は請求項２に記載のレンズ付き光コネクタにおいて、前記フェルール挿入部に挿入するフェルールの先端と前記フェルール挿入部の最奥部とにより挟み込む屈折率整合部材を備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の本発明のレンズ付き光コネクタは、請求項３に記載のレンズ付き光コネクタにおいて、前記フェルールを前記最奥部に向けて付勢する付勢手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の本発明のレンズ付き光コネクタは、請求項１ないし請求項４いずれか記載のレンズ付き光コネクタにおいて、前記第一光コネクタハウジング及び前記第二光コネクタハウジングに、前記レンズ部同士の軸位置を合わせる軸合わせ機構を設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載された本発明によれば、レンズ付き光コネクタを構成する第一光コネクタハウジングと第二光コネクタハウジングとが共にフェルール挿入部、嵌合構造部、及びレンズ部を一体に有することから、この一体化に伴いレンズ部と光ファイバとの位置ズレ量を最小限に抑えることができるという効果を奏する。また、本発明によれば、レンズ部等の各部分を一体化することから、例えばレンズ部を挿入したり、固定したり、調心したりする必要がなく、結果、組み付け易く生産性の高いレンズ付き光コネクタを提供することができるという効果を奏する。これにより、量産をする際のコスト低減も図ることができるという効果を奏する。さらに、本発明によれば、レンズ部を一体化することから、別部品の場合と比べて、組み付け最中におけるレンズ部の汚れ発生を防止することができるという効果を奏する。
【００１７】
請求項２に記載された本発明によれば、損失の小さいレンズ付き光コネクタ、また、レンズ汚れの起こり難いレンズ付き光コネクタを提供することができるという効果を奏する。
【００１８】
請求項３〜５に記載されたそれぞれの本発明によれば、損失の小さいレンズ付き光コネクタを提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のレンズ付き光コネクタのコネクタ嵌合直前状態を示す断面図である。
【図２】コネクタ嵌合後の状態を示すレンズ付き光コネクタの断面図である。
【図３】第一光コネクタハウジング及び第二光コネクタハウジングに係る図であり、（ａ）は第一光コネクタハウジングの断面図、（ｂ）は第二光コネクタハウジングの断面図である。
【図４】フェルール及び光ファイバに係る図であり、（ａ）は組み付け直前の状態を示す断面図、（ｂ）は組み付け後の状態を示す断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）はコネクタ組み付け工程に係る説明図である。
【図６】レンズ付き光コネクタの変形例（スリーブ及びスリット有り）を示す断面図である。
【図７】レンズ付き光コネクタの変形例（二芯用構造）を示す断面図である。
【図８】レンズ付き光コネクタの変形例（二芯用構造でスリーブ及びスリット有り）を示す断面図である。
【図９】レンズ付き光コネクタの変形例（フェルール挿入部に相当するモジュール収容部の最奥部を変形）を示す断面図である。
【図１０】レンズと光ファイバ間の距離変動による損失変動を示すグラフである。
【図１１】レンズ中心と光ファイバ中心の軸ズレによる損失変動を示すグラフである。
【図１２】（ａ）はレンズ中心同士の軸ズレによる損失変動を示すグラフ、（ｂ）はレンズ中心同士の距離変動による損失変動を示すグラフである。
【図１３】従来例の光コネクタを示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら一実施形態を説明する。図１は本発明のレンズ付き光コネクタのコネクタ嵌合直前状態を示す断面図、図２はコネクタ嵌合後の状態を示すレンズ付き光コネクタの断面図である。また、図３は第一光コネクタハウジング及び第二光コネクタハウジングに係る図、図４はフェルール及び光ファイバに係る図、図５（ａ）〜（ｅ）はコネクタ組み付け工程に係る説明図である。
【００２１】
図１及び図２において、引用符号２１は本発明のレンズ付き光コネクタを示している。レンズ付き光コネクタ２１は、公知の光ファイバ２２同士を光学的に接続するための部品であって、一方の光ファイバ２２の端末に設けられる第一レンズ付き光コネクタ２３と、他方の光ファイバ２２の端末に設けられる第二レンズ付き光コネクタ２４とを備えて構成されている。先ず、第一レンズ付き光コネクタ２３の構成について説明をする。
【００２２】
第一レンズ付き光コネクタ２３は、第一光コネクタハウジング２５と、この第一光コネクタハウジング２５に収容・保持される光ファイバモジュール２６と、光ファイバモジュール２６を付勢するための付勢手段２７とを備えて構成されている。
【００２３】
図１から図３において、第一光コネクタハウジング２５は、透明な樹脂成形品であって、ハウジング本体２８と、モジュール収容部２９と、嵌合構造部３０と、被係止用フランジ３１とを有している。第一光コネクタハウジング２５は、ハウジング本体２８、モジュール収容部２９、嵌合構造部３０、及び被係止用フランジ３１を一体化して一部品となるように形成されている。上記の透明な合成樹脂材料としては、特に限定するものでないが、アクリル樹脂、脂環式オレフィン樹脂、脂環式アクリル樹脂、ポリイミド、エポキシ系樹脂等が挙げられるものとする。
【００２４】
モジュール収容部２９は、光ファイバモジュール２６を収容することができるような穴形状に形成されている。具体的には、段付きの穴形状であって、第一光コネクタハウジング２５の後端を開口して（ハウジング本体２８の後端を開口して）形成される大径案内部３２と、この大径案内部３２に連続して第一光コネクタハウジング２５の前端側に延びる小径案内部３３と、小径案内部３３の前端に連続するテーパ３４と、このテーパ３４に連続するフィルム押し当て部３５とを有している。また、モジュール収容部２９は、小径案内部３３、テーパ３４、及びフィルム押し当て部３５を形成するための周壁部３６を有している。モジュール収容部２９は、特許請求の範囲に記載されたフェルール挿入部に相当する部分として形成されている。モジュール収容部２９は、この中心軸が光軸に一致するように配置形成されている。
【００２５】
大径案内部３２は、後述するフェルール３９のフランジ４５が差し込まれてこれを案内する部分であって、また、付勢手段２７の後述するバネ部材５１が差し込まれる部分であって、フランジ４５やバネ部材５１の外径に対応するような大きさに形成されている。
【００２６】
小径案内部３３は、後述するフェルール３９の先端側が差し込まれてこれを案内する部分であって、フェルール３９の先端側外径に対応するような大きさに形成されている。
【００２７】
フィルム押し当て部３５は、後述する屈折率整合フィルム４０の押し当て部分、且つ収容部分であって、屈折率整合フィルム４０よりも若干大きな状態に形成されている。フィルム押し当て部３５は、屈折率整合フィルム４０が後述するフェルール３９の中心から若干ズレて貼付されていても許容できるような大きさになっている。すなわち、量産に適した構造になっている。フィルム押し当て部３５は、屈折率整合フィルム４０が押し当てられるようになっており、このため光の散乱を小さく抑えることができるような表面粗さに加工されている。フィルム押し当て部３５は、モジュール収容部２９の最奥部に配置形成されている。
【００２８】
フェルール挿入部に相当するモジュール収容部２９の最前端位置には、レンズ部３７が一体に形成されている。レンズ部３７は、本形態において、球面または非球面状に加工された凸レンズであって、光ファイバ２２からの出射光が平行光化し、且つ平行な入射光が光ファイバ２２に向けて集光するような形状に形成されている。このようなレンズ部３７は、フィルム押し当て部３５からレンズ表面までの距離が最適となるように設計されている。レンズ部３７の表面は、光の散乱を小さく抑えることができるような表面粗さに加工されている。
【００２９】
嵌合構造部３０は、周壁部３６及びレンズ部３７の周囲を覆う部分として形成されている（レンズ部３７よりも突出しこれを保護することができるように形成されている）。また、嵌合構造部３０は、第二レンズ付き光コネクタ２４の後述する第二光コネクタハウジング５６における嵌合構造部５８と嵌合し合う部分としても形成されている。嵌合構造部３０は、周壁部３６に対して所定の間隔をあけるように配置形成されている。嵌合構造部３０には、係止突起又は係止凹部のような公知のロック部分が形成されている（図示省略）。
【００３０】
被係止用フランジ３１は、ハウジング本体２８の外周面に形成されている。また、被係止用フランジ３１は、ハウジング本体２８の後端側に配置形成されている。被係止用フランジ３１には、適宜角度のテーパ３８が周設されている。
【００３１】
図１、図２、及び図４において、光ファイバモジュール２６は、光ファイバ２２の端末と、この端末に設けられるフェルール３９とを備えて構成されている。また、本形態の光ファイバモジュール２６は、先端（前端）に設けられる屈折率整合フィルム４０（屈折率整合部材）を備えて構成されている。
【００３２】
図４において、光ファイバ２２は、心線部４１と、この心線部４１を被覆する被覆部４２とを備えて構成されている。光ファイバ２２は、この先端側の被覆部４２が所定の長さで皮剥されている。光ファイバ２２の先端側は、所定の長さで心線部４１が露出するように加工されている。心線部４１の端面は、平坦な面となるように加工されている。心線部４１の端面は、光の散乱を小さく抑えることが可能な表面粗さに加工されている。
【００３３】
心線部４１は、コアと、このコアよりも屈折率の小さいクラッドとにより構成されている。尚、心線部４１は、ガラス光ファイバからなるものの他に、コアが透明なＰＭＭＡから成形され、クラッドが透明なフッ素樹脂から成形されるものであってもよいものとする。
【００３４】
被覆部４２は、合成樹脂製のいわゆるシースであって、心線部４１を保護するために設けられている。被覆部４２は、本形態において、心線部４１の上に設けられる一次被覆４３と、この一次被覆４３の上に設けられる二次被覆４４とを備えて構成されている。ここでは一次被覆４３が所定の長さ分だけ露出するように二次被覆４４が皮剥されている。
【００３５】
フェルール３９は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタラート）を材料としてこの全体が成形されるとともに、一つの部品として形成されている（一例であるものとする。例えば、ＬＣＰ（液晶ポリマー）の成形品や黄銅の切削品等であってもよいものとする）。
【００３６】
フェルール３９は、細長い略筒状となる形状に形成されている。フェルール３９の外周面（側面）における後端側には、フランジ４５が形成されている。フェルール３９の後端４６は、モジュール収容部２９（図１及び図２参照）へのフェルール３９の挿入が完了した後、後述のバネ部材５１と係合し、そしてこのバネ部材５１によりフェルール３９が挿入方向へと押圧されるような部分として形成されている。
【００３７】
フェルール３９の内部には、心線部４１の挿入部分となる心線用貫通孔４７と、一次被覆４３の挿入部分となる被覆用貫通孔４８とが形成されている。また、心線用貫通孔４７と被覆用貫通孔４８との間には、テーパ４９が形成されている。心線用貫通孔４７は、フェルール３９の先端面５０を貫通するように配置形成されている。被覆用貫通孔４８は、フェルール３９の後端４６を開口するように、また、心線用貫通孔４７に連続するテーパ４９まで真っ直ぐ延びるように形成されている。
【００３８】
被覆用貫通孔４８は、一次被覆４３に対し、既知の固定用接着剤を使用して固定する部分、或いは既知の溶着方法による溶着にて固定する部分としても形成されている。テーパ４９は、適宜角度に設定されている。このようなテーパ部４９を形成することにより、心線部４１の心線用貫通孔４７への挿入がし易くなっている。
【００３９】
上記既知の固定用接着剤としては、特に限定するものでないが、例えばエポキシ系接着剤やエポキシ混合系接着剤等の硬化性の固定用接着剤が挙げられるものとする（必要以上に内部に浸入しない粘度を有する）。この他、固定用接着剤として、紫外線照射装置からの紫外線照射により硬化するＵＶ硬化接着剤等も挙げられるものとする。また、上記既知の溶着方法としては、特に限定するものでないが、レーザ溶着、高周波溶着、超音波溶着等の溶着方法が挙げられるものとする。
【００４０】
フェルール３９の先端面５０は、心線部４１の端面が露出するとともに、屈折率整合フィルム４０の貼り付け先として形成されている。
【００４１】
屈折率整合フィルム４０は、柔軟性及び粘着性を有する材料により成形されている。また、屈折率整合フィルム４０の材料は、心線部４１のコア及び第一光コネクタハウジング２５（図１及び図２参照）の材料の屈折率に近い屈折率を有している。屈折率整合フィルム４０は、略円形のフィルム状に成形されており、また、フィルム押し当て部３５（図３参照）に対応する大きさに形成されている。屈折率整合フィルム４０は、これが押し潰されると、押し潰し相手に対して密着するようになっている。
【００４２】
屈折率整合フィルム４０は、上記の如く柔軟性を有することから、上記密着状態が保持されるとともに、光の界面反射の発生を抑えることができるようになっている。また、屈折率整合フィルム４０は、仮に心線部４１の端面やフィルム押し当て部３５（図３参照）に多少の粗さが残った状態の場合であっても、これにより生じる光の散乱を抑えることができるようになっている。
【００４３】
屈折率整合フィルム４０の材料としては、特に限定するものでないが、シリコーン系樹脂あるいはスチレン系樹脂等が挙げられるものとする。尚、本形態における屈折率整合フィルム４０の厚さは、０．１ｍｍ〜１ｍｍとなるように設定されている（一例であるものとする）。
【００４４】
図１及び図２において、付勢手段２７は、バネ部材５１と、バネ押さえ５２とを備えて構成されている。バネ部材５１は、一次被覆４３を挿通可能な螺旋状に巻かれた鋼材（例えば、コイルバネ）により形成されている。また、バネ部材５１は、モジュール収容部２９の大径案内部３２に対し挿入可能な大きさに形成されている。
【００４５】
バネ押さえ５２は、バネ部材５１を押圧する押圧部５３と、この押圧部５３から延出する一対の嵌合爪５４とを備えて構成されている。一対の嵌合爪５４は、第一光コネクタハウジング２５の被係止用フランジ３１に引っ掛かり係止されるように形成されている。
【００４６】
押圧部５３は、略円形の板状に形成されている。また、押圧部５３は、この直径が第一光コネクタハウジング２５の被係止用フランジ３１よりも大きくなるように形成されている。このような押圧部５３の略中央には、一次被覆４３を挿通することが可能な挿通孔５５が形成されている。
【００４７】
尚、バネ押さえ５２は、図示しない連通部を有する形状に形成してもよいものとする。連通部は、挿通孔５５から押圧部５３の外周面に向かって切り欠くようにして形成されている。また、連通部は、一次被覆４３が外部から挿通孔５５に向けて移動可能となるように形成されている。
【００４８】
次に、図１から図３を参照しながら、第二レンズ付き光コネクタ２４の構成等について説明をする。
【００４９】
図１及び図２において、第二レンズ付き光コネクタ２４は、第二光コネクタハウジング５６と、この第二光コネクタハウジング５６に収容・保持される光ファイバモジュール２６と、光ファイバモジュール２６を付勢するための付勢手段２７とを備えて構成されている。
【００５０】
図１から図３において、第二光コネクタハウジング５６は、第一コネクタハウジング２５と同様に透明な樹脂成形品であって、ハウジング本体５７と、モジュール収容部２９と、嵌合構造部５８と、被係止用フランジ３１とを有している。第二光コネクタハウジング５６は、ハウジング本体５７、モジュール収容部２９、嵌合構造部５８、及び被係止用フランジ３１を一体化して一部品となるように形成されている。上記の透明な合成樹脂材料としては、特に限定するものでないが、アクリル樹脂、脂環式オレフィン樹脂、脂環式アクリル樹脂、ポリイミド、エポキシ系樹脂等が挙げられるものとする。第二光コネクタハウジング５６は、第一コネクタハウジング２５と同じ材料が用いられるものとする。
【００５１】
第二光コネクタハウジング５６におけるモジュール収容部２９の最前端位置には、第一コネクタハウジング２５と同様のレンズ部３７が一体に形成されている。
【００５２】
嵌合構造部５８は、第一コネクタハウジング２５の嵌合構造部３０と嵌合し合う部分として形成されている。また、嵌合構造部５８は、レンズ部３７の周囲を覆う部分としても形成されている。嵌合構造部５８は、この底部分にレンズ部３７が突出するような状態に形成されている。また、嵌合構造部５８は、レンズ部３７の周囲に所定の間隔をあけるように配置形成されている。嵌合構造部５８には、係止突起又は係止凹部のような公知のロック部分が形成されている（図示省略）。
【００５３】
続いて、第一レンズ付き光コネクタ２３及び第二レンズ付き光コネクタ２４の組み付けに係り、図５を参照しながら第二レンズ付き光コネクタ２４を代表例に挙げて説明をする。第二レンズ付き光コネクタ２４は、第一工程〜第五工程を順に経て組み付けられるようになっている（第一レンズ付き光コネクタ２３も同じであるものとする）。
【００５４】
図５（ａ）に示す第一工程おいて、光ファイバ２２の心線部４１と一次被覆４３とを所定の長さ分だけ露出させるように皮剥作業を行う。
【００５５】
図５（ｂ）に示す第二工程において、光ファイバ２２の一次被覆４３にバネ部材５１を先通しする（図示してないがバネ押さえ５２も先通しする）作業を行うとともに、心線部４１及び一次被覆４３に跨るようにフェルール３９を挿入・固定する作業を行う。その後、フェルール３９の先端面５０と、ここから露出した心線部４１とを研磨する作業を行う。
【００５６】
図５（ｃ）に示す第三工程において、フェルール３９の先端面５０に屈折率整合フィルム４０を貼り付ける作業を行う。以上により光ファイバモジュール２６の組み付けが完了する。
【００５７】
図５（ｄ）に示す第四工程において、光ファイバモジュール２６を第二光コネクタハウジング５６のモジュール収容部２９に挿入する作業を行う。尚、モジュール収容部２９は、この穴径がフェルール３９の外径に対して大きなクリアランスが生じない大きさに設定されるものとする。例えば、クリアランスをｄ、フェルール３９の挿入長をＬ、所定の光軸に対する角度をθとすると、クリアランスｄと挿入長Ｌは、角度θが０．４°（０．４度）以下に抑えられるように決められている。ここで、ｔａｎθ＝ｄ／Ｌの関係があるものとする。
【００５８】
図５（ｅ）に示す第五工程において、バネ押さえ５２によりバネ部材５１を押圧しつつこのバネ押さえ５２を第一光コネクタハウジング２５の被係止用フランジ３１に引っ掛け係止させる作業を行う。この時、屈折率整合フィルム４０はフェルール３９とモジュール収容部２９の最奥部とにより挟み込まれる（屈折率整合フィルム４０は押し潰される）。以上により、第二レンズ付き光コネクタ２４の組み付けが完了する。
【００５９】
上記構成及び構造において、図１に示す如く第一レンズ付き光コネクタ２３及び第二レンズ付き光コネクタ２４を対向させ、この後に図２に示す如くこれらをコネクタ嵌合させると、光ファイバ２２同士は本発明のレンズ付き光コネクタ２１により光学的に接続される。この時、レンズ部３７同士は、所定の間隔で対向し合うような状態になる。光ファイバ２２からの出射光は、レンズ部３７により平行光化される。また、平行光化されてレンズ部３７に入射した入射光は、レンズ部３７により光ファイバ２２に向けて集光される。
【００６０】
以上、図１から図５を参照しながら説明してきたように、本発明のレンズ付き光コネクタ２１によれば、第一光コネクタハウジング２５と第二光コネクタハウジング５６とが共にモジュール収容部２９（フェルール挿入部に相当）、嵌合構造部３０、５８、及びレンズ部３７を一体に有することから、この一体化に伴いレンズ部３７と光ファイバ２２との位置ズレ量を最小限に抑えることができる。
【００６１】
また、本発明のレンズ付き光コネクタ２１によれば、レンズ部３７等の各部分を一体化することから、例えばレンズ部３７を挿入したり、固定したり、調心したりする必要がなく、結果、組み付け易く生産性の高いレンズ付き光コネクタ２１にすることができる（これにより、量産をする際のコスト低減も図ることができる）。
【００６２】
さらに、本発明のレンズ付き光コネクタ２１によれば、レンズ部３７を一体化することから、従来例のような別部品の場合と比べて、組み付け最中におけるレンズ汚れの発生を防止することができる。
【００６３】
さらにまた、本発明のレンズ付き光コネクタ２１によれば、光ファイバモジュール２６を常に押圧して、温度・湿度の変化、振動や衝撃に起因する光ファイバ２２とレンズ部３７間の距離変動を生じさせないようにしていることから、距離変動による損失増加や、軸ズレ、角度ズレ等による損失増加を抑制することができる。
【００６４】
さらにまた、本発明のレンズ付き光コネクタ２１によれば、フェルール３９とモジュール収容部２９の最奥部とにより屈折率整合フィルム４０を押し潰すようにしていることから、接触、振動等に起因する破損を防止したり、反射損失をなくしたりすることができる。
【００６５】
ここで、レンズ付き光コネクタ２１の変形例について図６から図９を参照しながら説明をする。尚、ここまでの説明と基本的に同じ構成及び構造については同一の符号を付すものとする。
【００６６】
図６において、レンズ付き光コネクタ２１は、一方の光ファイバ２２の端末に設けられる第一レンズ付き光コネクタ２３と、他方の光ファイバ２２の端末に設けられる第二レンズ付き光コネクタ２４とを備えて構成されている。第一レンズ付き光コネクタ２３は、スリット６１を有する第一光コネクタハウジング２５と、この第一光コネクタハウジング２５に収容・保持される光ファイバモジュール２６と、光ファイバモジュール２６を付勢するための付勢手段２７とを備えて構成されている。一方、第二レンズ付き光コネクタ２４は、割スリーブ６２を有する第二光コネクタハウジング５６と、この第二光コネクタハウジング５６に収容・保持される光ファイバモジュール２６と、光ファイバモジュール２６を付勢するための付勢手段２７とを備えて構成されている。
【００６７】
図６におけるレンズ付き光コネクタ２１は、スリット６１と割スリーブ６２とを有する点で相違している。スリット６１は、モジュール収容部２９を囲むような環状の凹部であって、第一レンズ付き光コネクタ２３及び第二レンズ付き光コネクタ２４をコネクタ嵌合させる際の位置ズレを許容する部分（位置ズレを吸収する部分）として形成されている。一方、割スリーブ６２は、第二光コネクタハウジング５６の嵌合構造部５８に挿入される筒状部品であって、レンズ部３７同士の軸ズレ等を抑制して接続損失を低減するために設けられている。
【００６８】
図７において、レンズ付き光コネクタ２１は、一方の側の二本の光ファイバ２２の端末に設けられる第一レンズ付き光コネクタ２３と、他方の側の二本の光ファイバ２２の端末に設けられる第二レンズ付き光コネクタ２４とを備えて構成されている。第一レンズ付き光コネクタ２３は、モジュール収容部２９を二つ有する第一光コネクタハウジング２５と、この第一光コネクタハウジング２５に収容・保持される二つの光ファイバモジュール２６と、二つの光ファイバモジュール２６を付勢するための付勢手段２７とを備えて構成されている。一方、第二レンズ付き光コネクタ２４も同様に、二つのモジュール収容部２９を有する第二光コネクタハウジング５６と、この第二光コネクタハウジング５６に収容・保持される二つの光ファイバモジュール２６と、二つの光ファイバモジュール２６を付勢するための付勢手段２７とを備えて構成されている。図７におけるレンズ付き光コネクタ２１は、二芯用構造になる点で相違している。
【００６９】
図８において、レンズ付き光コネクタ２１は、図７のものに対しスリット６１と割スリーブ６２とを有する点で相違している。図８におけるレンズ付き光コネクタ２１は、コネクタ嵌合をさせる際の位置ズレを許容したり、レンズ部３７同士の軸ズレ等を抑制して接続損失を低減したりすることができる二芯用構造になっている。
【００７０】
図９において、光ファイバモジュール２６は、フェルール３９の先端にテーパ６３を有する点で相違している。この例においては、モジュール収容部２９の奥位置にテーパを形成する必要がなく、モジュール収容部２９の穴形状に係る寸法精度を高めることができる。従って、寸法精度に起因するような損失増大を抑制することができる。
【００７１】
続いて、本発明のレンズ付き光コネクタをコア径２００μｍのＨＰＣＦ光ファイバ用として設計する場合の効果について、図１０から図１３を参照しながら説明をする。
【００７２】
図１０はレンズと光ファイバ間の距離変動による損失変動を示すグラフである。図中のコネクタの軸ズレは、コネクタ内部の光ファイバ中心とレンズ中心の軸ズレを示す。また、図１１はレンズ中心と光ファイバ中心の軸ズレによる損失変動を示すグラフである。さらに、図１２（ａ）はレンズ中心同士の軸ズレによる損失変動を示すグラフ、図１２（ｂ）はレンズ中心同士の距離変動による損失変動を示すグラフである。
【００７３】
レンズ部と光ファイバとの間に距離変動があると、図１０に示す如く光損失が増大する。しかしながら、本発明においては、温度・湿度の変化、振動や衝撃によってもレンズ部と光ファイバとの間に距離変動が生じないよう付勢手段（バネ部材）で光ファイバモジュールを絶えず押圧していることから、レンズ部と光ファイバとの間の距離変動を抑制することができる。従って、車載用途でも低損失接続が可能になり、損失増大を抑えることができる。また、光ファイバモジュールにおけるフェルールとモジュール収容部の最奥部とにより柔軟性のある屈折率整合フィルムを挟み込んでいることから、衝撃や振動により光ファイバ端面と最奥部が接触しないため破損をなくすことができるほか、反射損失をなくすこともできる。
【００７４】
レンズ中心と光ファイバ中心とに軸ズレがある場合、図１１に示す如く光損失が大きく増大する。しかしながら、本発明においては、モジュール収容部の奥位置にテーパを形成していることから、または光ファイバモジュールにおいてもフェルールの先端にテーパを形成していることから、使用部材の寸法精度から生じる損失増大を抑制することができる。例えば、レンズ中心と光ファイバ中心との軸ズレを１５μｍ以下とするような設計をした場合には、図１１の点線で示すような、接続損失を０．８ｄＢに抑えることができる。
【００７５】
対向するコネクタ同士（第一レンズ付き光コネクタ及び第二レンズ付き光コネクタ）において、レンズ部中心同士の軸ズレや距離変動による光損失変化は、図１２に示す如く極めて小さい。従って、コネクタ同士に若干のガタ付きがあっても、損失増大を抑えることができる。
【００７６】
本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。
【符号の説明】
【００７７】
２１…レンズ付き光コネクタ
２２…光ファイバ
２３…第一レンズ付き光コネクタ
２４…第二レンズ付き光コネクタ
２５…第一光コネクタハウジング
２６…光ファイバモジュール
２７…付勢手段
２８…ハウジング本体
２９…モジュール収容部（フェルール挿入部）
３０…嵌合構造部
３１…被係止用フランジ
３２…大径案内部
３３…小径案内部
３４…テーパ
３５…フィルム押し当て部（最奥部）
３６…周壁部
３７…レンズ部
３８…テーパ
３９…フェルール
４０…屈折率整合フィルム（屈折率整合部材）
４１…心線部
４２…被覆部
４３…一次被覆
４４…二次被覆
４５…フランジ
４６…後端
４７…心線用貫通孔
４８…被覆用貫通孔
４９…テーパ
５０…先端面
５１…バネ部材
５２…バネ押さえ
５３…押圧部
５４…嵌合爪
５５…挿通孔
５６…第二光コネクタハウジング
５７…ハウジング本体
５８…嵌合構造部
６１…スリット
６２…割スリーブ（軸合わせ機構）
６３…テーパ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的な結合を行う光コネクタに関し、詳しくはレンズ付きの光コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車内の光通信が普及してきており、近年では通信容量の増大が図られている。このような状況下、近年の自動車内の光通信においても使用される光ファイバは、コア径が小さく伝送帯域が大きいものが検討されている。自動車においての光ファイバ同士の接続に関しては、振動や衝撃による影響から各光ファイバ心線の先端同士を接触させることができないという理由もあって、各光ファイバの端末にフェルールを設けた後に、各フェルール間に一つ又は二つのレンズを介在させて光学的な結合を図る光コネクタ（レンズ付き光コネクタ）が提案されている（例えば下記特許文献１参照）。
【０００３】
図１３において、上記光コネクタを簡単に説明すると、結合すべき一対の光ファイバ１ａ、１ｂの各端末には、フェルール２ａ、２ｂが取り付けられている。そして、これらフェルール２ａ、２ｂの各外周面には、フランジ３ａ、３ｂが嵌合、固定されている。円筒状のレンズホルダ４ａ、４ｂの各一側端の中空部には、レンズ５ａ、５ｂが固定されている。各他端側の中空部には、フェルール２ａ、２ｂの各一端部が挿入されている。
【０００４】
フェルール２ａ、２ｂの対向する端面の中心には、光ファイバ１ａ、１ｂの端面が配置されている。光ファイバ１ａ、１ｂの光軸とレンズ５ａ、５ｂの光軸とが一致するように調整された後には、フランジ３ａ、３ｂの端面とレンズホルダ４ａ、４ｂの端面とが溶接により接合、固定されている。また、レンズ５ａ、５ｂを保持した側の端面同士を突き合わせた状態で、レンズホルダ４ａ、４ｂの各外周面には、この各外周面に共通の円筒スリーブ６が嵌合、固定されている。
【０００５】
上記構成において、光コネクタは、二つのレンズ５ａ、５ｂがフェルール２ａ、２ｂの端面間に配置されている。これにより、軸ズレによる接続損失の低減を図ることができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２７１７５８号公報 （第２頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記従来の光コネクタにおける光ファイバ１ａ、１ｂ同士の接続にあっては、レンズ５ａ、５ｂをレンズホルダ４ａ、４ｂ及び円筒スリーブ６により調心する必要があり、また、フェルール２ａ、２ｂもフランジ３ａ、３ｂ及びレンズホルダ４ａ、４ｂにより調心する必要があることから、複雑な調心構造が必要であるという問題点を有している。また、このような調心構造により、レンズ５ａ、５ｂ、レンズホルダ４ａ、４ｂ、フランジ３ａ、３ｂ、フェルール２ａ、２ｂの全てに高精度な加工を施す必要があるという問題点を有している。
【０００８】
また、上記従来技術にあっては、レンズ５ａ、５ｂ、レンズホルダ４ａ、４ｂ、フランジ３ａ、３ｂが別部品からなることから、これらの組み付けに係る工程が煩雑になってしまうという問題点や、組み付け時にレンズ５ａ、５ｂへの汚れ防止対策をしなければならないという問題点を有している。この他、レンズ５ａ、５ｂをレンズホルダ４ａ、４ｂの所定位置に固定しなければならない等の作業があることから、生産性が悪いという問題点を有している。
【０００９】
さらに、上記従来技術にあっては、フェルール２ａ、２ｂとレンズ５ａ、５ｂとの軸ズレ、角度ズレ、距離変動等による損失増加が懸念されるという問題点を有している。
【００１０】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、複雑な調心構造や高精度な加工を不要とすることが可能であり、また、組み付け易く生産性の向上を図ることが可能であり、さらには、レンズ汚れを防止したり損失増加を抑制したりすることが可能なレンズ付き光コネクタを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の本発明のレンズ付き光コネクタは、フェルール挿入部を有し且つ互いに嵌合し合う嵌合構造部を有する透明な第一光コネクタハウジング及び第二光コネクタハウジングを備えるとともに、各前記フェルール挿入部の先端部分に、コネクタ嵌合時において所定の間隔で対向し合うレンズ部を一体に設けることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の本発明のレンズ付き光コネクタは、請求項１に記載のレンズ付き光コネクタにおいて、出射光が前記レンズ部間で平行化するよう該レンズ部の形状を設定するとともに、前記嵌合構造部にて前記レンズ部の周囲を覆うことを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の本発明のレンズ付き光コネクタは、請求項１又は請求項２に記載のレンズ付き光コネクタにおいて、前記フェルール挿入部に挿入するフェルールの先端と前記フェルール挿入部の最奥部とにより挟み込む屈折率整合部材を備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の本発明のレンズ付き光コネクタは、請求項３に記載のレンズ付き光コネクタにおいて、前記フェルールを前記最奥部に向けて付勢する付勢手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の本発明のレンズ付き光コネクタは、請求項１ないし請求項４いずれか記載のレンズ付き光コネクタにおいて、前記第一光コネクタハウジング及び前記第二光コネクタハウジングに、前記レンズ部同士の軸位置を合わせる軸合わせ機構を設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載された本発明によれば、レンズ付き光コネクタを構成する第一光コネクタハウジングと第二光コネクタハウジングとが共にフェルール挿入部、嵌合構造部、及びレンズ部を一体に有することから、この一体化に伴いレンズ部と光ファイバとの位置ズレ量を最小限に抑えることができるという効果を奏する。また、本発明によれば、レンズ部等の各部分を一体化することから、例えばレンズ部を挿入したり、固定したり、調心したりする必要がなく、結果、組み付け易く生産性の高いレンズ付き光コネクタを提供することができるという効果を奏する。これにより、量産をする際のコスト低減も図ることができるという効果を奏する。さらに、本発明によれば、レンズ部を一体化することから、別部品の場合と比べて、組み付け最中におけるレンズ部の汚れ発生を防止することができるという効果を奏する。
【００１７】
請求項２に記載された本発明によれば、損失の小さいレンズ付き光コネクタ、また、レンズ汚れの起こり難いレンズ付き光コネクタを提供することができるという効果を奏する。
【００１８】
請求項３〜５に記載されたそれぞれの本発明によれば、損失の小さいレンズ付き光コネクタを提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のレンズ付き光コネクタのコネクタ嵌合直前状態を示す断面図である。
【図２】コネクタ嵌合後の状態を示すレンズ付き光コネクタの断面図である。
【図３】第一光コネクタハウジング及び第二光コネクタハウジングに係る図であり、（ａ）は第一光コネクタハウジングの断面図、（ｂ）は第二光コネクタハウジングの断面図である。
【図４】フェルール及び光ファイバに係る図であり、（ａ）は組み付け直前の状態を示す断面図、（ｂ）は組み付け後の状態を示す断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）はコネクタ組み付け工程に係る説明図である。
【図６】レンズ付き光コネクタの変形例（スリーブ及びスリット有り）を示す断面図である。
【図７】レンズ付き光コネクタの変形例（二芯用構造）を示す断面図である。
【図８】レンズ付き光コネクタの変形例（二芯用構造でスリーブ及びスリット有り）を示す断面図である。
【図９】レンズ付き光コネクタの変形例（フェルール挿入部に相当するモジュール収容部の最奥部を変形）を示す断面図である。
【図１０】レンズと光ファイバ間の距離変動による損失変動を示すグラフである。
【図１１】レンズ中心と光ファイバ中心の軸ズレによる損失変動を示すグラフである。
【図１２】（ａ）はレンズ中心同士の軸ズレによる損失変動を示すグラフ、（ｂ）はレンズ中心同士の距離変動による損失変動を示すグラフである。
【図１３】従来例の光コネクタを示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら一実施形態を説明する。図１は本発明のレンズ付き光コネクタのコネクタ嵌合直前状態を示す断面図、図２はコネクタ嵌合後の状態を示すレンズ付き光コネクタの断面図である。また、図３は第一光コネクタハウジング及び第二光コネクタハウジングに係る図、図４はフェルール及び光ファイバに係る図、図５（ａ）〜（ｅ）はコネクタ組み付け工程に係る説明図である。
【００２１】
図１及び図２において、引用符号２１は本発明のレンズ付き光コネクタを示している。レンズ付き光コネクタ２１は、公知の光ファイバ２２同士を光学的に接続するための部品であって、一方の光ファイバ２２の端末に設けられる第一レンズ付き光コネクタ２３と、他方の光ファイバ２２の端末に設けられる第二レンズ付き光コネクタ２４とを備えて構成されている。先ず、第一レンズ付き光コネクタ２３の構成について説明をする。
【００２２】
第一レンズ付き光コネクタ２３は、第一光コネクタハウジング２５と、この第一光コネクタハウジング２５に収容・保持される光ファイバモジュール２６と、光ファイバモジュール２６を付勢するための付勢手段２７とを備えて構成されている。
【００２３】
図１から図３において、第一光コネクタハウジング２５は、透明な樹脂成形品であって、ハウジング本体２８と、モジュール収容部２９と、嵌合構造部３０と、被係止用フランジ３１とを有している。第一光コネクタハウジング２５は、ハウジング本体２８、モジュール収容部２９、嵌合構造部３０、及び被係止用フランジ３１を一体化して一部品となるように形成されている。上記の透明な合成樹脂材料としては、特に限定するものでないが、アクリル樹脂、脂環式オレフィン樹脂、脂環式アクリル樹脂、ポリイミド、エポキシ系樹脂等が挙げられるものとする。
【００２４】
モジュール収容部２９は、光ファイバモジュール２６を収容することができるような穴形状に形成されている。具体的には、段付きの穴形状であって、第一光コネクタハウジング２５の後端を開口して（ハウジング本体２８の後端を開口して）形成される大径案内部３２と、この大径案内部３２に連続して第一光コネクタハウジング２５の前端側に延びる小径案内部３３と、小径案内部３３の前端に連続するテーパ３４と、このテーパ３４に連続するフィルム押し当て部３５とを有している。また、モジュール収容部２９は、小径案内部３３、テーパ３４、及びフィルム押し当て部３５を形成するための周壁部３６を有している。モジュール収容部２９は、特許請求の範囲に記載されたフェルール挿入部に相当する部分として形成されている。モジュール収容部２９は、この中心軸が光軸に一致するように配置形成されている。
【００２５】
大径案内部３２は、後述するフェルール３９のフランジ４５が差し込まれてこれを案内する部分であって、また、付勢手段２７の後述するバネ部材５１が差し込まれる部分であって、フランジ４５やバネ部材５１の外径に対応するような大きさに形成されている。
【００２６】
小径案内部３３は、後述するフェルール３９の先端側が差し込まれてこれを案内する部分であって、フェルール３９の先端側外径に対応するような大きさに形成されている。
【００２７】
フィルム押し当て部３５は、後述する屈折率整合フィルム４０の押し当て部分、且つ収容部分であって、屈折率整合フィルム４０よりも若干大きな状態に形成されている。フィルム押し当て部３５は、屈折率整合フィルム４０が後述するフェルール３９の中心から若干ズレて貼付されていても許容できるような大きさになっている。すなわち、量産に適した構造になっている。フィルム押し当て部３５は、屈折率整合フィルム４０が押し当てられるようになっており、このため光の散乱を小さく抑えることができるような表面粗さに加工されている。フィルム押し当て部３５は、モジュール収容部２９の最奥部に配置形成されている。
【００２８】
フェルール挿入部に相当するモジュール収容部２９の最前端位置には、レンズ部３７が一体に形成されている。レンズ部３７は、本形態において、球面または非球面状に加工された凸レンズであって、光ファイバ２２からの出射光が平行光化し、且つ平行な入射光が光ファイバ２２に向けて集光するような形状に形成されている。このようなレンズ部３７は、フィルム押し当て部３５からレンズ表面までの距離が最適となるように設計されている。レンズ部３７の表面は、光の散乱を小さく抑えることができるような表面粗さに加工されている。
【００２９】
嵌合構造部３０は、周壁部３６及びレンズ部３７の周囲を覆う部分として形成されている（レンズ部３７よりも突出しこれを保護することができるように形成されている）。また、嵌合構造部３０は、第二レンズ付き光コネクタ２４の後述する第二光コネクタハウジング５６における嵌合構造部５８と嵌合し合う部分としても形成されている。嵌合構造部３０は、周壁部３６に対して所定の間隔をあけるように配置形成されている。嵌合構造部３０には、係止突起又は係止凹部のような公知のロック部分が形成されている（図示省略）。
【００３０】
被係止用フランジ３１は、ハウジング本体２８の外周面に形成されている。また、被係止用フランジ３１は、ハウジング本体２８の後端側に配置形成されている。被係止用フランジ３１には、適宜角度のテーパ３８が周設されている。
【００３１】
図１、図２、及び図４において、光ファイバモジュール２６は、光ファイバ２２の端末と、この端末に設けられるフェルール３９とを備えて構成されている。また、本形態の光ファイバモジュール２６は、先端（前端）に設けられる屈折率整合フィルム４０（屈折率整合部材）を備えて構成されている。
【００３２】
図４において、光ファイバ２２は、心線部４１と、この心線部４１を被覆する被覆部４２とを備えて構成されている。光ファイバ２２は、この先端側の被覆部４２が所定の長さで皮剥されている。光ファイバ２２の先端側は、所定の長さで心線部４１が露出するように加工されている。心線部４１の端面は、平坦な面となるように加工されている。心線部４１の端面は、光の散乱を小さく抑えることが可能な表面粗さに加工されている。
【００３３】
心線部４１は、コアと、このコアよりも屈折率の小さいクラッドとにより構成されている。尚、心線部４１は、ガラス光ファイバからなるものの他に、コアが透明なＰＭＭＡから成形され、クラッドが透明なフッ素樹脂から成形されるものであってもよいものとする。
【００３４】
被覆部４２は、合成樹脂製のいわゆるシースであって、心線部４１を保護するために設けられている。被覆部４２は、本形態において、心線部４１の上に設けられる一次被覆４３と、この一次被覆４３の上に設けられる二次被覆４４とを備えて構成されている。ここでは一次被覆４３が所定の長さ分だけ露出するように二次被覆４４が皮剥されている。
【００３５】
フェルール３９は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタラート）を材料としてこの全体が成形されるとともに、一つの部品として形成されている（一例であるものとする。例えば、ＬＣＰ（液晶ポリマー）の成形品や黄銅の切削品等であってもよいものとする）。
【００３６】
フェルール３９は、細長い略筒状となる形状に形成されている。フェルール３９の外周面（側面）における後端側には、フランジ４５が形成されている。フェルール３９の後端４６は、モジュール収容部２９（図１及び図２参照）へのフェルール３９の挿入が完了した後、後述のバネ部材５１と係合し、そしてこのバネ部材５１によりフェルール３９が挿入方向へと押圧されるような部分として形成されている。
【００３７】
フェルール３９の内部には、心線部４１の挿入部分となる心線用貫通孔４７と、一次被覆４３の挿入部分となる被覆用貫通孔４８とが形成されている。また、心線用貫通孔４７と被覆用貫通孔４８との間には、テーパ４９が形成されている。心線用貫通孔４７は、フェルール３９の先端面５０を貫通するように配置形成されている。被覆用貫通孔４８は、フェルール３９の後端４６を開口するように、また、心線用貫通孔４７に連続するテーパ４９まで真っ直ぐ延びるように形成されている。
【００３８】
被覆用貫通孔４８は、一次被覆４３に対し、既知の固定用接着剤を使用して固定する部分、或いは既知の溶着方法による溶着にて固定する部分としても形成されている。テーパ４９は、適宜角度に設定されている。このようなテーパ部４９を形成することにより、心線部４１の心線用貫通孔４７への挿入がし易くなっている。
【００３９】
上記既知の固定用接着剤としては、特に限定するものでないが、例えばエポキシ系接着剤やエポキシ混合系接着剤等の硬化性の固定用接着剤が挙げられるものとする（必要以上に内部に浸入しない粘度を有する）。この他、固定用接着剤として、紫外線照射装置からの紫外線照射により硬化するＵＶ硬化接着剤等も挙げられるものとする。また、上記既知の溶着方法としては、特に限定するものでないが、レーザ溶着、高周波溶着、超音波溶着等の溶着方法が挙げられるものとする。
【００４０】
フェルール３９の先端面５０は、心線部４１の端面が露出するとともに、屈折率整合フィルム４０の貼り付け先として形成されている。
【００４１】
屈折率整合フィルム４０は、柔軟性及び粘着性を有する材料により成形されている。また、屈折率整合フィルム４０の材料は、心線部４１のコア及び第一光コネクタハウジング２５（図１及び図２参照）の材料の屈折率に近い屈折率を有している。屈折率整合フィルム４０は、略円形のフィルム状に成形されており、また、フィルム押し当て部３５（図３参照）に対応する大きさに形成されている。屈折率整合フィルム４０は、これが押し潰されると、押し潰し相手に対して密着するようになっている。
【００４２】
屈折率整合フィルム４０は、上記の如く柔軟性を有することから、上記密着状態が保持されるとともに、光の界面反射の発生を抑えることができるようになっている。また、屈折率整合フィルム４０は、仮に心線部４１の端面やフィルム押し当て部３５（図３参照）に多少の粗さが残った状態の場合であっても、これにより生じる光の散乱を抑えることができるようになっている。
【００４３】
屈折率整合フィルム４０の材料としては、特に限定するものでないが、シリコーン系樹脂あるいはスチレン系樹脂等が挙げられるものとする。尚、本形態における屈折率整合フィルム４０の厚さは、０．１ｍｍ〜１ｍｍとなるように設定されている（一例であるものとする）。
【００４４】
図１及び図２において、付勢手段２７は、バネ部材５１と、バネ押さえ５２とを備えて構成されている。バネ部材５１は、一次被覆４３を挿通可能な螺旋状に巻かれた鋼材（例えば、コイルバネ）により形成されている。また、バネ部材５１は、モジュール収容部２９の大径案内部３２に対し挿入可能な大きさに形成されている。
【００４５】
バネ押さえ５２は、バネ部材５１を押圧する押圧部５３と、この押圧部５３から延出する一対の嵌合爪５４とを備えて構成されている。一対の嵌合爪５４は、第一光コネクタハウジング２５の被係止用フランジ３１に引っ掛かり係止されるように形成されている。
【００４６】
押圧部５３は、略円形の板状に形成されている。また、押圧部５３は、この直径が第一光コネクタハウジング２５の被係止用フランジ３１よりも大きくなるように形成されている。このような押圧部５３の略中央には、一次被覆４３を挿通することが可能な挿通孔５５が形成されている。
【００４７】
尚、バネ押さえ５２は、図示しない連通部を有する形状に形成してもよいものとする。連通部は、挿通孔５５から押圧部５３の外周面に向かって切り欠くようにして形成されている。また、連通部は、一次被覆４３が外部から挿通孔５５に向けて移動可能となるように形成されている。
【００４８】
次に、図１から図３を参照しながら、第二レンズ付き光コネクタ２４の構成等について説明をする。
【００４９】
図１及び図２において、第二レンズ付き光コネクタ２４は、第二光コネクタハウジング５６と、この第二光コネクタハウジング５６に収容・保持される光ファイバモジュール２６と、光ファイバモジュール２６を付勢するための付勢手段２７とを備えて構成されている。
【００５０】
図１から図３において、第二光コネクタハウジング５６は、第一コネクタハウジング２５と同様に透明な樹脂成形品であって、ハウジング本体５７と、モジュール収容部２９と、嵌合構造部５８と、被係止用フランジ３１とを有している。第二光コネクタハウジング５６は、ハウジング本体５７、モジュール収容部２９、嵌合構造部５８、及び被係止用フランジ３１を一体化して一部品となるように形成されている。上記の透明な合成樹脂材料としては、特に限定するものでないが、アクリル樹脂、脂環式オレフィン樹脂、脂環式アクリル樹脂、ポリイミド、エポキシ系樹脂等が挙げられるものとする。第二光コネクタハウジング５６は、第一コネクタハウジング２５と同じ材料が用いられるものとする。
【００５１】
第二光コネクタハウジング５６におけるモジュール収容部２９の最前端位置には、第一コネクタハウジング２５と同様のレンズ部３７が一体に形成されている。
【００５２】
嵌合構造部５８は、第一コネクタハウジング２５の嵌合構造部３０と嵌合し合う部分として形成されている。また、嵌合構造部５８は、レンズ部３７の周囲を覆う部分としても形成されている。嵌合構造部５８は、この底部分にレンズ部３７が突出するような状態に形成されている。また、嵌合構造部５８は、レンズ部３７の周囲に所定の間隔をあけるように配置形成されている。嵌合構造部５８には、係止突起又は係止凹部のような公知のロック部分が形成されている（図示省略）。
【００５３】
続いて、第一レンズ付き光コネクタ２３及び第二レンズ付き光コネクタ２４の組み付けに係り、図５を参照しながら第二レンズ付き光コネクタ２４を代表例に挙げて説明をする。第二レンズ付き光コネクタ２４は、第一工程〜第五工程を順に経て組み付けられるようになっている（第一レンズ付き光コネクタ２３も同じであるものとする）。
【００５４】
図５（ａ）に示す第一工程おいて、光ファイバ２２の心線部４１と一次被覆４３とを所定の長さ分だけ露出させるように皮剥作業を行う。
【００５５】
図５（ｂ）に示す第二工程において、光ファイバ２２の一次被覆４３にバネ部材５１を先通しする（図示してないがバネ押さえ５２も先通しする）作業を行うとともに、心線部４１及び一次被覆４３に跨るようにフェルール３９を挿入・固定する作業を行う。その後、フェルール３９の先端面５０と、ここから露出した心線部４１とを研磨する作業を行う。
【００５６】
図５（ｃ）に示す第三工程において、フェルール３９の先端面５０に屈折率整合フィルム４０を貼り付ける作業を行う。以上により光ファイバモジュール２６の組み付けが完了する。
【００５７】
図５（ｄ）に示す第四工程において、光ファイバモジュール２６を第二光コネクタハウジング５６のモジュール収容部２９に挿入する作業を行う。尚、モジュール収容部２９は、この穴径がフェルール３９の外径に対して大きなクリアランスが生じない大きさに設定されるものとする。例えば、クリアランスをｄ、フェルール３９の挿入長をＬ、所定の光軸に対する角度をθとすると、クリアランスｄと挿入長Ｌは、角度θが０．４°（０．４度）以下に抑えられるように決められている。ここで、ｔａｎθ＝ｄ／Ｌの関係があるものとする。
【００５８】
図５（ｅ）に示す第五工程において、バネ押さえ５２によりバネ部材５１を押圧しつつこのバネ押さえ５２を第一光コネクタハウジング２５の被係止用フランジ３１に引っ掛け係止させる作業を行う。この時、屈折率整合フィルム４０はフェルール３９とモジュール収容部２９の最奥部とにより挟み込まれる（屈折率整合フィルム４０は押し潰される）。以上により、第二レンズ付き光コネクタ２４の組み付けが完了する。
【００５９】
上記構成及び構造において、図１に示す如く第一レンズ付き光コネクタ２３及び第二レンズ付き光コネクタ２４を対向させ、この後に図２に示す如くこれらをコネクタ嵌合させると、光ファイバ２２同士は本発明のレンズ付き光コネクタ２１により光学的に接続される。この時、レンズ部３７同士は、所定の間隔で対向し合うような状態になる。光ファイバ２２からの出射光は、レンズ部３７により平行光化される。また、平行光化されてレンズ部３７に入射した入射光は、レンズ部３７により光ファイバ２２に向けて集光される。
【００６０】
以上、図１から図５を参照しながら説明してきたように、本発明のレンズ付き光コネクタ２１によれば、第一光コネクタハウジング２５と第二光コネクタハウジング５６とが共にモジュール収容部２９（フェルール挿入部に相当）、嵌合構造部３０、５８、及びレンズ部３７を一体に有することから、この一体化に伴いレンズ部３７と光ファイバ２２との位置ズレ量を最小限に抑えることができる。
【００６１】
また、本発明のレンズ付き光コネクタ２１によれば、レンズ部３７等の各部分を一体化することから、例えばレンズ部３７を挿入したり、固定したり、調心したりする必要がなく、結果、組み付け易く生産性の高いレンズ付き光コネクタ２１にすることができる（これにより、量産をする際のコスト低減も図ることができる）。
【００６２】
さらに、本発明のレンズ付き光コネクタ２１によれば、レンズ部３７を一体化することから、従来例のような別部品の場合と比べて、組み付け最中におけるレンズ汚れの発生を防止することができる。
【００６３】
さらにまた、本発明のレンズ付き光コネクタ２１によれば、光ファイバモジュール２６を常に押圧して、温度・湿度の変化、振動や衝撃に起因する光ファイバ２２とレンズ部３７間の距離変動を生じさせないようにしていることから、距離変動による損失増加や、軸ズレ、角度ズレ等による損失増加を抑制することができる。
【００６４】
さらにまた、本発明のレンズ付き光コネクタ２１によれば、フェルール３９とモジュール収容部２９の最奥部とにより屈折率整合フィルム４０を押し潰すようにしていることから、接触、振動等に起因する破損を防止したり、反射損失をなくしたりすることができる。
【００６５】
ここで、レンズ付き光コネクタ２１の変形例について図６から図９を参照しながら説明をする。尚、ここまでの説明と基本的に同じ構成及び構造については同一の符号を付すものとする。
【００６６】
図６において、レンズ付き光コネクタ２１は、一方の光ファイバ２２の端末に設けられる第一レンズ付き光コネクタ２３と、他方の光ファイバ２２の端末に設けられる第二レンズ付き光コネクタ２４とを備えて構成されている。第一レンズ付き光コネクタ２３は、スリット６１を有する第一光コネクタハウジング２５と、この第一光コネクタハウジング２５に収容・保持される光ファイバモジュール２６と、光ファイバモジュール２６を付勢するための付勢手段２７とを備えて構成されている。一方、第二レンズ付き光コネクタ２４は、割スリーブ６２を有する第二光コネクタハウジング５６と、この第二光コネクタハウジング５６に収容・保持される光ファイバモジュール２６と、光ファイバモジュール２６を付勢するための付勢手段２７とを備えて構成されている。
【００６７】
図６におけるレンズ付き光コネクタ２１は、スリット６１と割スリーブ６２とを有する点で相違している。スリット６１は、モジュール収容部２９を囲むような環状の凹部であって、第一レンズ付き光コネクタ２３及び第二レンズ付き光コネクタ２４をコネクタ嵌合させる際の位置ズレを許容する部分（位置ズレを吸収する部分）として形成されている。一方、割スリーブ６２は、第二光コネクタハウジング５６の嵌合構造部５８に挿入される筒状部品であって、レンズ部３７同士の軸ズレ等を抑制して接続損失を低減するために設けられている。
【００６８】
図７において、レンズ付き光コネクタ２１は、一方の側の二本の光ファイバ２２の端末に設けられる第一レンズ付き光コネクタ２３と、他方の側の二本の光ファイバ２２の端末に設けられる第二レンズ付き光コネクタ２４とを備えて構成されている。第一レンズ付き光コネクタ２３は、モジュール収容部２９を二つ有する第一光コネクタハウジング２５と、この第一光コネクタハウジング２５に収容・保持される二つの光ファイバモジュール２６と、二つの光ファイバモジュール２６を付勢するための付勢手段２７とを備えて構成されている。一方、第二レンズ付き光コネクタ２４も同様に、二つのモジュール収容部２９を有する第二光コネクタハウジング５６と、この第二光コネクタハウジング５６に収容・保持される二つの光ファイバモジュール２６と、二つの光ファイバモジュール２６を付勢するための付勢手段２７とを備えて構成されている。図７におけるレンズ付き光コネクタ２１は、二芯用構造になる点で相違している。
【００６９】
図８において、レンズ付き光コネクタ２１は、図７のものに対しスリット６１と割スリーブ６２とを有する点で相違している。図８におけるレンズ付き光コネクタ２１は、コネクタ嵌合をさせる際の位置ズレを許容したり、レンズ部３７同士の軸ズレ等を抑制して接続損失を低減したりすることができる二芯用構造になっている。
【００７０】
図９において、光ファイバモジュール２６は、フェルール３９の先端にテーパ６３を有する点で相違している。この例においては、モジュール収容部２９の奥位置にテーパを形成する必要がなく、モジュール収容部２９の穴形状に係る寸法精度を高めることができる。従って、寸法精度に起因するような損失増大を抑制することができる。
【００７１】
続いて、本発明のレンズ付き光コネクタをコア径２００μｍのＨＰＣＦ光ファイバ用として設計する場合の効果について、図１０から図１３を参照しながら説明をする。
【００７２】
図１０はレンズと光ファイバ間の距離変動による損失変動を示すグラフである。図中のコネクタの軸ズレは、コネクタ内部の光ファイバ中心とレンズ中心の軸ズレを示す。また、図１１はレンズ中心と光ファイバ中心の軸ズレによる損失変動を示すグラフである。さらに、図１２（ａ）はレンズ中心同士の軸ズレによる損失変動を示すグラフ、図１２（ｂ）はレンズ中心同士の距離変動による損失変動を示すグラフである。
【００７３】
レンズ部と光ファイバとの間に距離変動があると、図１０に示す如く光損失が増大する。しかしながら、本発明においては、温度・湿度の変化、振動や衝撃によってもレンズ部と光ファイバとの間に距離変動が生じないよう付勢手段（バネ部材）で光ファイバモジュールを絶えず押圧していることから、レンズ部と光ファイバとの間の距離変動を抑制することができる。従って、車載用途でも低損失接続が可能になり、損失増大を抑えることができる。また、光ファイバモジュールにおけるフェルールとモジュール収容部の最奥部とにより柔軟性のある屈折率整合フィルムを挟み込んでいることから、衝撃や振動により光ファイバ端面と最奥部が接触しないため破損をなくすことができるほか、反射損失をなくすこともできる。
【００７４】
レンズ中心と光ファイバ中心とに軸ズレがある場合、図１１に示す如く光損失が大きく増大する。しかしながら、本発明においては、モジュール収容部の奥位置にテーパを形成していることから、または光ファイバモジュールにおいてもフェルールの先端にテーパを形成していることから、使用部材の寸法精度から生じる損失増大を抑制することができる。例えば、レンズ中心と光ファイバ中心との軸ズレを１５μｍ以下とするような設計をした場合には、図１１の点線で示すような、接続損失を０．８ｄＢに抑えることができる。
【００７５】
対向するコネクタ同士（第一レンズ付き光コネクタ及び第二レンズ付き光コネクタ）において、レンズ部中心同士の軸ズレや距離変動による光損失変化は、図１２に示す如く極めて小さい。従って、コネクタ同士に若干のガタ付きがあっても、損失増大を抑えることができる。
【００７６】
本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。
【符号の説明】
【００７７】
２１…レンズ付き光コネクタ
２２…光ファイバ
２３…第一レンズ付き光コネクタ
２４…第二レンズ付き光コネクタ
２５…第一光コネクタハウジング
２６…光ファイバモジュール
２７…付勢手段
２８…ハウジング本体
２９…モジュール収容部（フェルール挿入部）
３０…嵌合構造部
３１…被係止用フランジ
３２…大径案内部
３３…小径案内部
３４…テーパ
３５…フィルム押し当て部（最奥部）
３６…周壁部
３７…レンズ部
３８…テーパ
３９…フェルール
４０…屈折率整合フィルム（屈折率整合部材）
４１…心線部
４２…被覆部
４３…一次被覆
４４…二次被覆
４５…フランジ
４６…後端
４７…心線用貫通孔
４８…被覆用貫通孔
４９…テーパ
５０…先端面
５１…バネ部材
５２…バネ押さえ
５３…押圧部
５４…嵌合爪
５５…挿通孔
５６…第二光コネクタハウジング
５７…ハウジング本体
５８…嵌合構造部
６１…スリット
６２…割スリーブ（軸合わせ機構）
６３…テーパ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェルール挿入部を有し且つ互いに嵌合し合う嵌合構造部を有する透明な第一光コネクタハウジング及び第二光コネクタハウジングを備えるとともに、各前記フェルール挿入部の先端部分に、コネクタ嵌合時において所定の間隔で対向し合うレンズ部を一体に設ける
ことを特徴とするレンズ付き光コネクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズ付き光コネクタにおいて、
出射光が前記レンズ部間で平行化するよう該レンズ部の形状を設定するとともに、前記嵌合構造部にて前記レンズ部の周囲を覆う
ことを特徴とするレンズ付き光コネクタ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のレンズ付き光コネクタにおいて、
前記フェルール挿入部に挿入するフェルールの先端と前記フェルール挿入部の最奥部とにより挟み込む屈折率整合部材を備える
ことを特徴とするレンズ付き光コネクタ。
【請求項４】
請求項３に記載のレンズ付き光コネクタにおいて、
前記フェルールを前記最奥部に向けて付勢する付勢手段を備える
ことを特徴とするレンズ付き光コネクタ。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４いずれか記載のレンズ付き光コネクタにおいて、
前記第一光コネクタハウジング及び前記第二光コネクタハウジングに、前記レンズ部同士の軸位置を合わせる軸合わせ機構を設ける
ことを特徴とするレンズ付き光コネクタ。
【請求項１】
フェルール挿入部を有し且つ互いに嵌合し合う嵌合構造部を有する透明な第一光コネクタハウジング及び第二光コネクタハウジングを備えるとともに、各前記フェルール挿入部の先端部分に、コネクタ嵌合時において所定の間隔で対向し合うレンズ部を一体に設ける
ことを特徴とするレンズ付き光コネクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズ付き光コネクタにおいて、
出射光が前記レンズ部間で平行化するよう該レンズ部の形状を設定するとともに、前記嵌合構造部にて前記レンズ部の周囲を覆う
ことを特徴とするレンズ付き光コネクタ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のレンズ付き光コネクタにおいて、
前記フェルール挿入部に挿入するフェルールの先端と前記フェルール挿入部の最奥部とにより挟み込む屈折率整合部材を備える
ことを特徴とするレンズ付き光コネクタ。
【請求項４】
請求項３に記載のレンズ付き光コネクタにおいて、
前記フェルールを前記最奥部に向けて付勢する付勢手段を備える
ことを特徴とするレンズ付き光コネクタ。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４いずれか記載のレンズ付き光コネクタにおいて、
前記第一光コネクタハウジング及び前記第二光コネクタハウジングに、前記レンズ部同士の軸位置を合わせる軸合わせ機構を設ける
ことを特徴とするレンズ付き光コネクタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−３２７２６（Ｐ２０１２−３２７２６Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７４１８４（Ｐ２０１０−１７４１８４）
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
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