光レセプタクル及びそれを用いた光モジュール
【課題】光結合効率が良好な光レセプタクル及びそれを用いた光モジュールを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る光レセプタクルは、一端から他端に貫通し、一端側からフェルールが挿入されるための貫通孔を有するスリーブケースと、スリーブケースの貫通孔内に収納され、径方向に弾性を有し、フェルールを保持可能な内孔を有する割スリーブと、スリーブケースの貫通孔の他端側に配置されるスペーサと、を備え、スリーブケースの貫通孔は、割スリーブよりも貫通孔の一端側に段差部を有し、割スリーブの軸方向における両端部が段差部とスペーサによって挟持されている。
【解決手段】本発明に係る光レセプタクルは、一端から他端に貫通し、一端側からフェルールが挿入されるための貫通孔を有するスリーブケースと、スリーブケースの貫通孔内に収納され、径方向に弾性を有し、フェルールを保持可能な内孔を有する割スリーブと、スリーブケースの貫通孔の他端側に配置されるスペーサと、を備え、スリーブケースの貫通孔は、割スリーブよりも貫通孔の一端側に段差部を有し、割スリーブの軸方向における両端部が段差部とスペーサによって挟持されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光レセプタクル及びそれを用いた光モジュールに関し、特に、割スリーブを有する光レセプタクル及びそれを用いた光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光レセプタクルは、光出力および光結合効率などの信頼性を向上させることが要求されている。
【０００３】
従来の光レセプタクルの模式断面図を図９に示す。
従来の光レセプタクルとしては、例えば、スリーブケース５１０の内部に、径方向に弾性伸縮しやすいフェルール挿入用内孔を有する弾性スリーブ５２０と、円柱状の内蔵フェルール５３０とを備え、弾性スリーブ５２０の内孔の基端部に内蔵フェルール５３０が挿入されることにより、弾性スリーブ５２０の位置を固定する構造が開示されている（例えば、特許文献１参照）。内蔵フェルール５３０の中心軸には光ファイバ５４０が装着されている。弾性スリーブ５２０の先端側からプラグフェルール５７０が挿入され、弾性スリーブ５２０内において、プラグフェルール５７０側の光ファイバ５８０と、内蔵フェルール５３０側の光ファイバ５４０とが接触して光学的に接続される。
また、プラグに対して光レセプタクルの径方向に荷重が加わった場合の割スリーブの変形を小さくするために、割スリーブとケースとを接着部材で接着することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３３２９８８号公報
【特許文献２】特開２００８−８３４３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような光レセプタクル５００は、内蔵フェルールの外径のばらつきに起因して、弾性スリーブの内径の広がり具合にばらつきが生じ、挿入されるプラグフェルール５７０側の光ファイバ５８０と内蔵フェルール５３０側の光ファイバ５４０との間で軸ずれを起こす場合がある。内蔵フェルール５３０の外径を高精度に加工しようとすると、コストが高くなりがちである。また、弾性スリーブ５２０を内蔵フェルール５３０との嵌め合わせで固定している場合、プラグフェルールを抜き差しする際に弾性スリーブ５２０が軸方向に動いてしまい、弾性スリーブ５２０の位置ずれが生じるという問題がある。
また、接着剤を用いて割スリーブを固定する場合、光源からの光により接着剤の変質が生じてしまうという問題がある。
そこで、本発明は、光結合効率が良好な光レセプタクル及びそれを用いた光モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る光レセプタクルは、一端から他端に貫通し、前記一端側からフェルールが挿入されるための貫通孔を有するスリーブケースと、前記スリーブケースの貫通孔内に収納され、径方向に弾性を有し、フェルールを保持可能な内孔を有する割スリーブと、前記スリーブケースの貫通孔の他端側に配置されるスペーサと、を備え、前記スリーブケースの貫通孔は、前記割スリーブよりも前記貫通孔の一端側に該割スリーブを係止する段差部を有し、前記割スリーブの軸方向における両端部が前記段差部と前記スペーサによって挟持されている。これにより、光結合効率が良好な光レセプタクルとすることができる。
【０００７】
また、前記スペーサは、前記割スリーブを前記段差部に押圧した状態で、前記スリーブケースに固定されていることが好ましい。これにより、光結合効率を高めることができる。
【０００８】
また、前記スペーサは、前記スリーブケースの貫通孔の内面に対向する側面を有し、該スペーサの側面が前記スリーブケースに固定されていることが好ましい。これにより、これにより、光結合効率を高めることができる。
【０００９】
また、前記スリーブケースの貫通孔は、前記段差部から前記フェルールが挿入される側の径が、前記段差部から前記スペーサが配置される側の径よりも小さいことが好ましい。これにより、光結合効率を高めることができる。
【００１０】
また、前記スペーサは、前記スリーブケースの貫通孔に連通し、前記スリーブケースの貫通孔と中心軸が略同一の貫通孔を備えることが好ましい。これにより、光結合効率を高めることができる。
【００１１】
また、本発明に係る光モジュールは、前記光レセプタクルを用いることが好ましい。これにより、光結合効率が良好な光モジュールとすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光結合効率が良好な光レセプタクル及びそれを用いた光モジュールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以下「実施形態」という）について詳細に説明する。ただし、本発明は、この実施形態に限定されない。
【００１４】
＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態に係る光レセプタクルを模式的に示す断面図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る光レセプタクルにフェルールが挿入されている状態を模式的に示す断面図である。図３（ａ）は、本発明の光レセプタクルにおける割スリーブを軸方向から見た概略平面図である。図３（ｂ）は、本発明の光レセプタクルにおける割スリーブの概略斜視図である。
【００１５】
本実施形態に係る光レセプタクル１００は、一端から他端に貫通し、一端側からフェルールが挿入されるための貫通孔１１５を有するスリーブケース１１０と、スリーブケース１１０の貫通孔１１５内に収納され、径方向に弾性を有し、フェルールを保持可能な内孔１２５を有する割スリーブ１２０と、スリーブケース１１０の貫通孔１１５の他端側に配置されるスペーサ１３０と、を備える。
スリーブケース１１０の貫通孔１１５に挿入されるフェルール１７０は、例えば、中央に内孔を備え、その内孔に光ファイバ１８０が固定されているものが挙げられる。
スリーブケース１１０は、互いに対向する第１の端面１１１及び第２の端面１１２を有し、略円筒形状をなしている。スリーブケース１１０の貫通孔１１５は、第１の端面１１１から第２の端面１１２まで貫通している。第１の端面１１１とは、貫通孔１１５の一端側の開口部を有し、フェルール１７０が挿入される側の端面を指し、第２の端面１１２とは、貫通孔１１５の他端側の開口部を有し、スペーサ１３０が配置される側の端面を指す。
割スリーブ１２０は、略円筒形状をなしており、内孔１２５の軸方向に延びるスリットが形成され、径方向に弾性を有している。割スリーブ１２０は、スリーブケース１１０の貫通孔１１５内において、割スリーブ１２０の内孔１２５の中心軸がスリーブケース１１０の貫通孔１１５の中心軸と略平行になるように配置されている。割スリーブ１２０の内孔１２５の径は、スリーブケース１１０に挿入されるフェルール１７０の外径よりもわずかに小さく形成されている。フェルール１７０が割スリーブ１２０の内孔１２５に挿入されると、スリットの幅が広がり、割スリーブ１２０の内径が拡大される。内径が拡大された割スリーブ１２０は、元の形状に戻ろうとする力によって、フェルール１７０を強固に固定する。これにより、スリーブケース１１０の貫通孔１１５内に挿入されたフェルール１７０が抜けにくい構造となっている。
スリーブケース１１０の貫通孔１１５は、内部で径が変わる段差部１１８を有している。この段差部１１８からフェルールが挿入される側を第１貫通孔１１６とし、段差部１１８からスペーサ１３０が配置される側を第２貫通孔１１７とする。第１貫通孔１１６の径は、第２貫通孔１１７の径よりも小さく形成されている。第１貫通孔１１６の径は、スリーブケース１１０に挿入されるフェルールの外径よりもわずかに大きい。これにより、貫通孔１１５に挿入されたフェルールの径方向のがたつきを抑えることができる。割スリーブ１２０は、第２貫通孔１１７内に収納される。第２貫通孔１１７の径は、フェルールが内孔１２５に挿入された時の割スリーブ１２０の外径よりも大きい。また、第１貫通孔１１６の径は、割スリーブ１２０の外径よりも小さい。これにより、割スリーブ１２０が段差部１１８により係止され、割スリーブ１２０が第１貫通孔１１６側へ抜けない構造となっている。
スペーサ１３０は、スリーブケース１１０の第２の端面１１２側に配置され、スリーブケース１１０から離れる側に開口するカップ状をなしている。本実施形態において、第２貫通孔１１７の軸方向の長さＬ２は、割スリーブ１２０の軸方向の長さよりも長い。スペーサ１３０は、少なくとも一部がスリーブケース１１０の第２貫通孔１１７内に挿入され、第２貫通孔１１７内に収納された割スリーブ１２０に接触している。そして、スペーサ１３０は、割スリーブ１２０に接触した状態において、スリーブケース１１０の貫通孔１１５の内面にレーザ溶接等で固定されている。割スリーブ１２０の軸方向における両端部は、スリーブケース１１０の貫通孔１１５内の段差部１１８とスペーサ１３０によって挟持されている。スペーサ１３０は、割スリーブ１２０を段差部１１８に押圧した状態で、スリーブケース１１０の貫通孔１１５の内面に固定されていることが好ましい。
スペーサ１３０は、少なくとも一部がスリーブケース１１０の第２貫通孔１１７内に挿入可能な形状であればよい。本実施の形態においては、スペーサ１３０は、割スリーブ１２０に接触する面を有する略円盤形状のスペーサの支持部１３１と、スペーサの支持部１３１から略垂直方向に延びる略円筒形状のスペーサの側部１３２とを有する。スペーサの支持部１３１の径は、スリーブケースの第２貫通孔１１７の径よりもわずかに小さい。スペーサ１３０は、スペーサの支持部１３１が割スリーブ１２０に接触し、スペーサの側部１３２がスリーブケース１１０に固定される。スペーサの支持部１３１は、スリーブケースの貫通孔１１５に連通する貫通孔１３５を備えている。スペーサの貫通孔１３５は、後述する光源からの光が通過する穴である。スペーサの貫通孔１３５の径は、フェルールの外径よりも小さく、フェルールをスリーブケース１１０に挿入する際の挿入方向のストッパとしての機能も有する。
【００１６】
本実施形態に係る光レセプタクル１００において、スリーブケース１１０の貫通孔１１５が割スリーブ１２０よりも貫通孔１１５の一端側に割スリーブを係止する段差部１１８を有し、割スリーブ１２０の軸方向における両端部が段差部１１８とスペーサ１３０によって挟持されていることにより、フェルールを割スリーブ１２０の内孔１２５に挿入する際に割スリーブ１２０が軸方向にがたつくことを抑制することができる。これにより、光結合効率を高めることができる。また、少ない部品点数で精度よくフェルールを固定することができる。また、スペーサ１３０が、割スリーブ１２０を段差部１１８に押圧した状態で、スリーブケース１１０に固定されることにより、割スリーブ１２０の位置ずれを抑制することができる。
【００１７】
以下、本発明の光レセプタクルを構成する個々の部材について説明する。
【００１８】
（割スリーブ）
割スリーブ１２０は、スリーブケース１１０の貫通孔１１５内に配置され、スリーブケース１１０の貫通孔１１５内に挿入されるフェルールを保持する部材である。
【００１９】
割スリーブ１２０の形状は、フェルールを保持可能な形状であれば特に限定されるものではない。例えば、筒型（円柱又は角柱等）又はその変形形状等、種々の形状が挙げられる。本実施形態においては、割スリーブ１２０は、略円筒形状をなしている。
【００２０】
割スリーブ１２０の材質としては、例えば、酸化ジルコニウム（ジルコニア）、酸化アルミニウム（アルミナ）等のセラミック、リン青銅等の金属、プラスチック等が挙げられる。なかでも、表面の変質が起こりにくいジルコニアが好ましい。
【００２１】
（スリーブケース）
スリーブケース１１０は、一端から他端に通じる貫通孔１１５を有し、貫通孔１１５の一端側からフェルールが挿入される。スリーブケース１１０の貫通孔１１５内には、割スリーブ１２０が収納される。
【００２２】
スリーブケース１１０の形状は略円筒形状のものを例示しているが、これに限定されるものではなく、他の形態を採ることもできる。
スリーブケース１１０の貫通孔１１５は、フェルールが挿入される側に位置する第１貫通孔１１６と、第１貫通孔１１６に連通してスペーサ１３０が配置される側に位置し、第１貫通孔１１６よりも径が大きい第２貫通孔１１７と、を有しており、第１貫通孔１１６と第２貫通孔１１７の間は、内径差による段差部１１８となっている。割スリーブ１２０は、第２貫通孔１１７内に配置される。第２貫通孔１１７の径は、割スリーブ１２０の伸縮の妨げにならないようにするため、フェルールが内孔１２５に挿入された時の割スリーブ１２０の外径よりも大きい。第１貫通孔１１６の径は、貫通孔１１５に挿入されたフェルールの径方向のがたつきを抑えるために、スリーブケース１１０に挿入されるフェルールの外径よりもわずかに大きい程度であることが好ましい。
第１貫通孔１１６は、軸方向に十分な長さを有することにより、フェルールが割スリーブ１２０の軸方向に対して傾きを持って挿入されることを防止することができる。第１貫通孔１１６の軸方向の長さＬ１は、フェルールの半径よりも長いことが好ましい。
図４は、スリーブケース１１０の第１貫通孔１１６の近傍を拡大した概略断面図である。通常、フェルールの先端及びスリーブケース１１０の貫通孔１１５の開口部は、フェルールを挿入しやすくするために、角部が面取りされている。そのため、第１貫通孔１１６の軸方向の長さＬ１は、フェルールの径（直径）よりも長くするとさらに好ましい。
【００２３】
軸方向から見た貫通孔１１５の形状としては、円形が好ましいが、円形に近似した形状であってもよい。第１貫通孔１１６及び第２貫通孔１１７の中心軸は略同一となることが好ましい。これにより、光を効率よく導光させることができる。
【００２４】
スリーブケース１１０の材質としては、銅、鉄、ニッケル、ステンレスなどの金属、酸化アルミニウム（アルミナ）、酸化ジルコニウム（ジルコニア）などのセラミックス、などが挙げられる。スリーブケース１１０及びスペーサ１３０は、例えばレーザ溶接によって接合される。従って、レーザ溶接の溶接性を良好にするステンレスが望ましい。また、スペーサ１３０との接合を考慮し、スペーサ１３０の材質と熱膨張係数が近いものが好ましい。
【００２５】
（スペーサ）
スペーサ１３０は、スリーブケース１１０の第２の端面１１２側に配置され、スリーブケースの貫通孔内の段差部１１８とともに、割スリーブ１２０の軸方向における両端部を挟持する役割を果たす。また、スペーサ１３０は、フェルールをスリーブケース１１０に挿入する際の挿入方向のストッパとして機能する。また、スペーサ１３０は、光源からの光をスリーブケース１１０に挿入される光ファイバに効率よく入射させるために、光源と光ファイバとの距離を調整する役割を持たせることができる。
【００２６】
スペーサ１３０は、略円盤形状の支持部と、支持部に連接する略円筒形状の側部とを有する。スペーサの支持部１３１には、スリーブケースの貫通孔１１５に連通する貫通孔１３５が設けられている。光源からの光は、このスペーサの貫通孔１３５を通過してスリーブの貫通孔内に入射する。スペーサの貫通孔１３５は、スリーブケースの貫通孔１１５と中心軸が略同一であることが好ましい。スペーサ１３０とスリーブケース１１０は、スペーサの支持部１３１が割スリーブ１２０をスリーブケース１１０の段差部１１８に押圧した状態で固定されていることが好ましい。スペーサ１３０は、スペーサの側部１３２がスリーブケースの貫通孔１１５の内面に固定される。
【００２７】
本実施の形態において、スペーサ１３０は、有底のカップ状をなしているが、円柱形状、多角柱形状又はその変形形状等、種々の形状が挙げられる。また、スペーサ１３０は、複数の部材で構成されていてもよい。
【００２８】
（割スリーブのフェルール保持力）
本発明において、割スリーブ１２０で保持されたフェルールを抜き取る際に必要となる力を、割スリーブ１２０のフェルール保持力と称する。スリーブケースの貫通孔内の段差部１１８とスペーサ１３０によって割スリーブ１２０の軸方向における両端部を挟持する力は、割スリーブ１２０のフェルール保持力を十分に維持できる程度に調節することが好ましい。割スリーブ１２０の軸方向における両端部を挟持する力が大きすぎると、割スリーブ１２０が径方向において元の形状に戻ろうとする作用を妨げ、割スリーブ１２０のフェルール保持力が低下してしまう。割スリーブ１２０のフェルール保持力は２．０〜５．９Ｎとなるように調節されることが好ましい。
【００２９】
以下に、光レセプタクルの組み立て方法の一例について説明する。図５は、光レセプタクルの組み立て方法を示す図である。
割スリーブ１２０に組み立て用のダミーのフェルール１９０を挿入し、割スリーブ１２０及びスリーブケース１１０が同心となるように位置を調整する。同心精度を確認しつつ、スペーサの支持部１３１を割スリーブ１２０の端面に接触させた状態で、スペーサの側部１３２の側面とスリーブケースの貫通孔１１５の内面との界面Ｗを、レーザ溶接によって固定する。その後、ダミーのフェルール１９０を抜き取る。
以上の方法によれば、フェルールを挿入した状態において、割スリーブ１２０及びスリーブケース１１０が同心となるように固定することができるため、光結合効率が高い光レセプタクルを得ることが可能となる。
また、レーザ溶接によってスペーサとスリーブケース１１０の界面を溶接する場合、スペーサとスリーブケース１１０が溶融して固まる時に、収縮する力（応力）が発生する。この応力を利用して、割スリーブ１２０を押圧した状態とすることができる。
【００３０】
（光モジュール）
図６は、本発明の第１実施形態に係る光レセプタクルを用いた光モジュールを模式的に示す断面図である。
本実施形態に係る光モジュールは、光源１５０と、光レセプタクル１００とから主として構成されている。この光モジュールは、本発明に係る光レセプタクル１００を備えることから、光源１５０と光レセプタクル１００に挿入される光ファイバとの光結合効率が良好となる。
【００３１】
（光源）
光源１５０は、光レセプタクル１００の第２の端面１１２側にスペーサ１３０を介して配置される。光源１５０は、発光素子１５１を備え、発光素子１５１から射出される光を光レセプタクル１００に挿入されたフェルールへ導出するように構成されている。発光素子１５１の光軸は、光レセプタクル１００が具備するスリーブケース１１０の貫通孔１１５の中心軸と略同一となるように配置されることが好ましい。発光素子１５１は、発光ダイオード、レーザダイオードなど種々のものが利用できる。なかでも、レーザダイオードであることが好ましい。これにより、極めて高い光結合効率を有する光モジュールを得ることができる。
光源１５０は、発光素子１５１を載置する台座１５２と、発光素子１５１を覆うように台座１５２に固定されるカップ状のキャップ１５３と、をさらに備える。発光素子１５１を覆うキャップ１５３は、発光素子１５１の光軸上に貫通孔を有している。キャップ１５３の貫通孔には、レンズ１６０が取り付けられている。キャップ１５３は、スペーサの側部１３２に接合され、発光素子１５１からの光がレンズ１６０を介してスリーブケースの貫通孔１１５内に入射する構造となっている。
（レンズ）
レンズ１６０は、発光素子１５１と光レセプタクル１００との間に設けることができる。発光素子１５１と光レセプタクル１００との間にレンズ１６０を備え、レンズ１６０を介して発光素子１５１から射出された光を１７０の光ファイバ１８０へ導出することができることにより、発光素子１５１から射出する光を集光させ、効率よく光ファイバに導出することができる。レンズ１６０は、発光素子１５１から射出された光が、フェルール１７０の光ファイバ１８０の入射部に集光される限り、どのような形状でもよく、発光素子１５１と光ファイバ１８０の入射部との間に、複数枚並べて配置してもよい。レンズ１６０は、無機ガラス、樹脂等により形成することができ、なかでも、無機ガラスが好ましい。
【００３２】
以下に、本発明の光モジュールにおけるレンズの配置の変形例を示す。図７は、本発明の光モジュールにおけるレンズの配置の変形例を示す概略断面図である。
レンズ１６０は、発光素子１５１を覆うキャップ１５３とは別に設けられていてもよい。例えば、発光素子１５１を覆うキャップ１５３の貫通孔はガラス１５４によって封止され、このキャップ１５３とは別に、鏡筒１６１に取り付けたレンズ１６０をホルダ１６２で保持する構成とすることができる。ホルダ１６２は、キャップ１５３を覆うように台座１５２に固定される。また、ホルダ１６２は、スペーサの側部１３２にも固定される。このようにすることで、発光素子から生じる熱をレンズへ伝わりにくくすることができる。従って、信頼性の高い発光装置を得ることができる。
【００３３】
＜第２実施形態＞
図８は、第２実施形態に係る光レセプタクルを模式的に示す模式的な断面図である。
本実施形態に係る光レセプタクルは、前述した第１実施形態の光レセプタクルと比べて、スリーブケースとスペーサの構成が異なる。
【００３４】
本実施形態に係る光レセプタクル２００は、一端から他端に貫通し、一端側からフェルールが挿入されるための貫通孔２１５を有するスリーブケース２１０と、スリーブケース２１０の貫通孔２１５内に収納され、径方向に弾性を有し、フェルールを保持可能な内孔１２５を有する割スリーブ１２０と、スリーブケース２１０の貫通孔２１５の他端側に配置されるスペーサ２３０と、を備える。
割スリーブ１２０は、互いに対向する端面を有する略円筒形状をなしており、内孔１２５の軸方向に延びるスリットが形成されている。割スリーブ１２０の内孔１２５の径は、スリーブケース２１０に挿入されるフェルールの外径よりもわずかに小さく形成されている。スリーブケース２１０は、略円筒形状をなしている。スリーブケース２１０の貫通孔２１５は、フェルールが挿入される側に位置する第１貫通孔２１６と、第１貫通孔２１６に連通してスペーサ２３０が配置される側に位置し、第１貫通孔２１６よりも径が大きい第２貫通孔２１７と、を有し、第１貫通孔２１６と第２貫通孔２１７の間は、内径差による段差部２１８となっている。割スリーブ１２０は、第２貫通孔２１７内に収納される。第２貫通孔２１７の径は、フェルールが内孔１２５に挿入された時の割スリーブ１２０の外径よりも大きい。また、第１貫通孔２１６の径は、割スリーブ１２０の外径よりも小さい。第２貫通孔２１７の軸方向の長さＬ２は、割スリーブ１２０の軸方向の長さよりも短い。
スペーサ２３０は、貫通孔２３５を備える略円盤形状のスペーサの支持部２３１と、スペーサの支持部２３１から繋がる略円筒形状のスペーサの側部２３２とを有する。スペーサの支持部２３１とスペーサの側部２３２は、スリーブケース２１０から離れる側に開口するカップ状をなしている。本実施の形態において、スペーサの支持部２３１は、スリーブケース２１０の外径よりも大きい。さらに、スペーサ２３０は、スペーサの支持部２３１から繋がり、スリーブケース２１０よりも径が大きい略円筒形状の第２の側部を有している。スペーサの支持部２３１とスペーサの第２の側部２３３は、スリーブケース２１０側に開口するカップ状をなしている。スリーブケース２１０の第２の端面２１２側の少なくとも一部がスペーサの第２の側部２３３の内孔に挿入されており、スリーブケース２１０から突出した割スリーブ１２０がスペーサの支持部２３１に接触している。スペーサ２３０は、スペーサ側部の内孔がスリーブケース２１０に固定されている。スペーサ２３０は、スペーサの支持部２３１が割スリーブ１２０を段差部２１８に押圧した状態で、スリーブケース２１０に固定されていることが好ましい。
【００３５】
本実施形態に係る光レセプタクル２００においては、割スリーブ１２０の軸方向における両端部がスリーブケース２１０の貫通孔２１５内の段差部２１８とスペーサ２３０によって挟持されていることにより、フェルールを割スリーブ１２０の内孔１２５に挿入する際に割スリーブ１２０が軸方向にがたつくことを抑制することができる。これにより、光結合効率を高めることができる。また、少ない部品点数で精度よくフェルールを固定することができる。また、スペーサ２３０が、割スリーブ１２０を段差部２１８に押圧した状態で、スリーブケース２１０に固定されることにより、割スリーブ１２０の位置ずれを抑制することができる。
【実施例】
【００３６】
以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに
限定されないことは言うまでもない。
【００３７】
（実施例１）
図１は、実施例１に係る光レセプタクルを示す概略断面図である。
実施例１に係る光レセプタクルは、一端から他端に貫通し、一端側からフェルールが挿入されるための貫通孔を有するスリーブケース１１０と、スリーブケース１１０の貫通孔１１５内に収納され、径方向に弾性を有し、フェルールを保持可能な内孔１２５を有する割スリーブ１２０と、スリーブケース１１０の貫通孔１１５の他端側に配置されるスペーサ１３０と、を備える光レセプタクルである。
光レセプタクルに挿入するフェルール１７０は、先端の直径が２．４９９ｍｍであって、中心に１１４（μｍ：コア径）／１２５（μｍ：クラッド径）の光ファイバ１８０が内蔵されているものとする。
割スリーブ１２０は、略円筒形状であり、内孔１２５の軸方向に延びるスリットを形成している。割スリーブ１２０は、ジルコニアを主成分とするものを使用する。割スリーブ１２０の内孔１２５の径は、スリーブケース１１０に挿入されるフェルールの外径よりもわずかに小さい。割スリーブ１２０は、伸縮のない時の内径を２．４９ｍｍとする。また、割スリーブ１２０は、伸縮のない時の外径を３．２ｍｍとする。
スリーブケース１１０は、貫通孔１１５を備える略円筒形状である。スリーブケース１１０の貫通孔１１５は、フェルール１７０が挿入される側に位置する第１貫通孔１１６と、第１貫通孔１１６に連通してスペーサ１３０が配置される側に位置し、第１貫通孔１１６よりも径が大きい第２貫通孔１１７と、を有する。第１貫通孔１１６と第２貫通孔１１７の間は、内径差による段差部１１８となっている。スリーブケース１１０の第１貫通孔１１６の径は、割スリーブ１２０の外径よりも小さい。スリーブケース１１０の第１貫通孔１１６の径は、２．５０１ｍｍとする。スリーブケース１１０の第２貫通孔１１７の径は、フェルールが内孔１２５に挿入された時の割スリーブ１２０の外径よりも大きい。スリーブケース１１０の第２貫通孔１１７の径は、３．２２ｍｍとする。割スリーブ１２０は、第２貫通孔１１７内に収納される。第２貫通孔１１７の軸方向の長さＬ２は、割スリーブ１２０の軸方向の長さよりも長い。スリーブケース１１０としては、ステンレスを用いる。
スペーサ１３０は、スリーブケース１１０から離れる側に開口するカップ状である。スペーサ１３０としては、ステンレスを用いる。スペーサ１３０は、少なくとも一部がスリーブケース１１０の第２貫通孔１１７内に挿入され、第２貫通孔１１７内に配置された割スリーブ１２０に接触した状態で、スリーブケース１１０の貫通孔内に固定されている。
割スリーブ１２０の軸方向における両端部は、スリーブケース１１０の貫通孔１１５内の段差部１１８とスペーサ１３０によって挟持されている。
【００３８】
以上のように作成された光レセプタクルは、フェルールを割スリーブ１２０の内孔１２５に挿入する際に割スリーブ１２０が軸方向にがたつくことを抑制することができる。これにより、光結合効率を高めることができる。また、少ない部品点数で精度よくフェルールを固定することができる。
【００３９】
（実施例２）
図６は、実施例２に係る光モジュールを示す概略断面図である。
実施例２に係る光モジュールは、光源１５０と、光レセプタクルとから主として構成されている。光レセプタクルは、前述した実施例１と実質的に同様の構造を有する。
実施例２に係る光レセプタクルは、一端から他端に貫通し、一端側からフェルールが挿入されるための貫通孔を有するスリーブケース１１０と、スリーブケース１１０の貫通孔１１５内に収納され、径方向に弾性を有し、フェルールを保持可能な内孔１２５を有する割スリーブ１２０と、スリーブケース１１０の貫通孔１１５の他端側に配置されるスペーサ１３０と、を備える光レセプタクルである。
割スリーブ１２０は、略円筒形状であり、内孔１２５の軸方向に延びるスリットを形成している。割スリーブ１２０は、ジルコニアを主成分とするものを使用する。割スリーブ１２０の内孔１２５の径は、スリーブケース１１０に挿入されるフェルール１７０の外径よりもわずかに小さい。
スリーブケース１１０は、貫通孔１１５を備える略円筒形状である。スリーブケース１１０の貫通孔１１５は、フェルール１７０が挿入される側に位置する第１貫通孔１１６と、第１貫通孔１１６に連通してスペーサ１３０が配置される側に位置し、第１貫通孔１１６よりも径が大きい第２貫通孔１１７と、を有する。第１貫通孔１１６と第２貫通孔１１７の間は、内径差による段差部１１８となっている。スリーブケース１１０の第１貫通孔１１６の径は、割スリーブ１２０の外径よりも小さい。スリーブケース１１０の第２貫通孔１１７の径は、フェルール１７０が内孔１２５に挿入された時の割スリーブ１２０の外径よりも大きい。割スリーブ１２０は、第２貫通孔１１７内に収納される。第２貫通孔１１７の軸方向の長さＬ２は、割スリーブ１２０の軸方向の長さよりも長い。スリーブケース１１０としては、ステンレスを用いる。
スペーサ１３０は、スリーブケース１１０から離れる側に開口するカップ状である。スペーサ１３０としては、ステンレスを用いる。スペーサ１３０は、少なくとも一部がスリーブケース１１０の第２貫通孔１１７内に挿入され、第２貫通孔１１７内に配置された割スリーブ１２０に接触した状態で、スリーブケース１１０の第２貫通孔１１７内に固定されている。
割スリーブ１２０の軸方向における両端部は、スリーブケース１１０の貫通孔１１５内の段差部１１８とスペーサ１３０によって挟持されている。
光源１５０は、光レセプタクル１００の第２の端面１１２側にスペーサ１３０を介して配置される。光源１５０は、発光素子１５１を備え、発光素子１５１から射出される光を光レセプタクル１００に挿入されたフェルール１７０へ導出するように構成されている。発光素子１５１は、レーザダイオードを使用する。
光源１５０は、発光素子１５１を載置する台座１５２と、発光素子１５１を覆い、貫通孔を有するキャップ１５３と、をさらに備える。キャップ１５３の貫通孔には、レンズ１６０が取り付けられている。キャップ１５３は、スペーサの側部１３２に接合され、発光素子１５１からの光がレンズ１６０を介してスリーブケース１１０の貫通孔１１５内に入射する構造となっている。
【００４０】
以上により、光源１５０と光レセプタクルに挿入される光ファイバ１８０との光結合効率が良好な光モジュールを提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の光レセプタクル及びそれを用いた光モジュールは、光ファイバを光源に光学的に接続する等の用途に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光レセプタクルを模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る光レセプタクルにフェルールが挿入されている状態を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の光レセプタクルにおける割スリーブの一例を模式的に示す図である。
【図４】本発明の光レセプタクルの一部を拡大した概略断面図である。
【図５】本発明に係る光レセプタクルの製造方法を示す概略図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る光レセプタクルを用いた光モジュールを模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の光モジュールの変形例を示す概略断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る光レセプタクルを模式的に示す断面図である。
【図９】従来の発光装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１００、２００ 光レセプタクル
３００、４００ 光モジュール
１１０ スリーブケース
１１１ 第１の端部
１１２ 第２の端面
１１５ 貫通孔
１１６ 第１貫通孔
１１７ 第２貫通孔
１１８ 段差部
１２０ 割スリーブ
１２５ 内孔
１３０ スペーサ
１３１ スペーサの支持部
１３２ スペーサの側部
１３３ スペーサの第２の側部
１３５ スペーサの貫通孔
１５０ 光源
１５１ 発光素子
１５２ 台座
１５３ キャップ
１６０ レンズ
１６１ 鏡筒
１６２ ホルダ
１７０ フェルール
１８０ 光ファイバ
１９０ ダミーのフェルール
５００ 光レセプタクル
５１０ スリーブケース
５２０ 弾性スリーブ
５３０ 内蔵フェルール
５４０ 光ファイバ
５７０ プラグフェルール
５８０ 光ファイバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光レセプタクル及びそれを用いた光モジュールに関し、特に、割スリーブを有する光レセプタクル及びそれを用いた光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光レセプタクルは、光出力および光結合効率などの信頼性を向上させることが要求されている。
【０００３】
従来の光レセプタクルの模式断面図を図９に示す。
従来の光レセプタクルとしては、例えば、スリーブケース５１０の内部に、径方向に弾性伸縮しやすいフェルール挿入用内孔を有する弾性スリーブ５２０と、円柱状の内蔵フェルール５３０とを備え、弾性スリーブ５２０の内孔の基端部に内蔵フェルール５３０が挿入されることにより、弾性スリーブ５２０の位置を固定する構造が開示されている（例えば、特許文献１参照）。内蔵フェルール５３０の中心軸には光ファイバ５４０が装着されている。弾性スリーブ５２０の先端側からプラグフェルール５７０が挿入され、弾性スリーブ５２０内において、プラグフェルール５７０側の光ファイバ５８０と、内蔵フェルール５３０側の光ファイバ５４０とが接触して光学的に接続される。
また、プラグに対して光レセプタクルの径方向に荷重が加わった場合の割スリーブの変形を小さくするために、割スリーブとケースとを接着部材で接着することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３３２９８８号公報
【特許文献２】特開２００８−８３４３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような光レセプタクル５００は、内蔵フェルールの外径のばらつきに起因して、弾性スリーブの内径の広がり具合にばらつきが生じ、挿入されるプラグフェルール５７０側の光ファイバ５８０と内蔵フェルール５３０側の光ファイバ５４０との間で軸ずれを起こす場合がある。内蔵フェルール５３０の外径を高精度に加工しようとすると、コストが高くなりがちである。また、弾性スリーブ５２０を内蔵フェルール５３０との嵌め合わせで固定している場合、プラグフェルールを抜き差しする際に弾性スリーブ５２０が軸方向に動いてしまい、弾性スリーブ５２０の位置ずれが生じるという問題がある。
また、接着剤を用いて割スリーブを固定する場合、光源からの光により接着剤の変質が生じてしまうという問題がある。
そこで、本発明は、光結合効率が良好な光レセプタクル及びそれを用いた光モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る光レセプタクルは、一端から他端に貫通し、前記一端側からフェルールが挿入されるための貫通孔を有するスリーブケースと、前記スリーブケースの貫通孔内に収納され、径方向に弾性を有し、フェルールを保持可能な内孔を有する割スリーブと、前記スリーブケースの貫通孔の他端側に配置されるスペーサと、を備え、前記スリーブケースの貫通孔は、前記割スリーブよりも前記貫通孔の一端側に該割スリーブを係止する段差部を有し、前記割スリーブの軸方向における両端部が前記段差部と前記スペーサによって挟持されている。これにより、光結合効率が良好な光レセプタクルとすることができる。
【０００７】
また、前記スペーサは、前記割スリーブを前記段差部に押圧した状態で、前記スリーブケースに固定されていることが好ましい。これにより、光結合効率を高めることができる。
【０００８】
また、前記スペーサは、前記スリーブケースの貫通孔の内面に対向する側面を有し、該スペーサの側面が前記スリーブケースに固定されていることが好ましい。これにより、これにより、光結合効率を高めることができる。
【０００９】
また、前記スリーブケースの貫通孔は、前記段差部から前記フェルールが挿入される側の径が、前記段差部から前記スペーサが配置される側の径よりも小さいことが好ましい。これにより、光結合効率を高めることができる。
【００１０】
また、前記スペーサは、前記スリーブケースの貫通孔に連通し、前記スリーブケースの貫通孔と中心軸が略同一の貫通孔を備えることが好ましい。これにより、光結合効率を高めることができる。
【００１１】
また、本発明に係る光モジュールは、前記光レセプタクルを用いることが好ましい。これにより、光結合効率が良好な光モジュールとすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光結合効率が良好な光レセプタクル及びそれを用いた光モジュールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以下「実施形態」という）について詳細に説明する。ただし、本発明は、この実施形態に限定されない。
【００１４】
＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態に係る光レセプタクルを模式的に示す断面図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る光レセプタクルにフェルールが挿入されている状態を模式的に示す断面図である。図３（ａ）は、本発明の光レセプタクルにおける割スリーブを軸方向から見た概略平面図である。図３（ｂ）は、本発明の光レセプタクルにおける割スリーブの概略斜視図である。
【００１５】
本実施形態に係る光レセプタクル１００は、一端から他端に貫通し、一端側からフェルールが挿入されるための貫通孔１１５を有するスリーブケース１１０と、スリーブケース１１０の貫通孔１１５内に収納され、径方向に弾性を有し、フェルールを保持可能な内孔１２５を有する割スリーブ１２０と、スリーブケース１１０の貫通孔１１５の他端側に配置されるスペーサ１３０と、を備える。
スリーブケース１１０の貫通孔１１５に挿入されるフェルール１７０は、例えば、中央に内孔を備え、その内孔に光ファイバ１８０が固定されているものが挙げられる。
スリーブケース１１０は、互いに対向する第１の端面１１１及び第２の端面１１２を有し、略円筒形状をなしている。スリーブケース１１０の貫通孔１１５は、第１の端面１１１から第２の端面１１２まで貫通している。第１の端面１１１とは、貫通孔１１５の一端側の開口部を有し、フェルール１７０が挿入される側の端面を指し、第２の端面１１２とは、貫通孔１１５の他端側の開口部を有し、スペーサ１３０が配置される側の端面を指す。
割スリーブ１２０は、略円筒形状をなしており、内孔１２５の軸方向に延びるスリットが形成され、径方向に弾性を有している。割スリーブ１２０は、スリーブケース１１０の貫通孔１１５内において、割スリーブ１２０の内孔１２５の中心軸がスリーブケース１１０の貫通孔１１５の中心軸と略平行になるように配置されている。割スリーブ１２０の内孔１２５の径は、スリーブケース１１０に挿入されるフェルール１７０の外径よりもわずかに小さく形成されている。フェルール１７０が割スリーブ１２０の内孔１２５に挿入されると、スリットの幅が広がり、割スリーブ１２０の内径が拡大される。内径が拡大された割スリーブ１２０は、元の形状に戻ろうとする力によって、フェルール１７０を強固に固定する。これにより、スリーブケース１１０の貫通孔１１５内に挿入されたフェルール１７０が抜けにくい構造となっている。
スリーブケース１１０の貫通孔１１５は、内部で径が変わる段差部１１８を有している。この段差部１１８からフェルールが挿入される側を第１貫通孔１１６とし、段差部１１８からスペーサ１３０が配置される側を第２貫通孔１１７とする。第１貫通孔１１６の径は、第２貫通孔１１７の径よりも小さく形成されている。第１貫通孔１１６の径は、スリーブケース１１０に挿入されるフェルールの外径よりもわずかに大きい。これにより、貫通孔１１５に挿入されたフェルールの径方向のがたつきを抑えることができる。割スリーブ１２０は、第２貫通孔１１７内に収納される。第２貫通孔１１７の径は、フェルールが内孔１２５に挿入された時の割スリーブ１２０の外径よりも大きい。また、第１貫通孔１１６の径は、割スリーブ１２０の外径よりも小さい。これにより、割スリーブ１２０が段差部１１８により係止され、割スリーブ１２０が第１貫通孔１１６側へ抜けない構造となっている。
スペーサ１３０は、スリーブケース１１０の第２の端面１１２側に配置され、スリーブケース１１０から離れる側に開口するカップ状をなしている。本実施形態において、第２貫通孔１１７の軸方向の長さＬ２は、割スリーブ１２０の軸方向の長さよりも長い。スペーサ１３０は、少なくとも一部がスリーブケース１１０の第２貫通孔１１７内に挿入され、第２貫通孔１１７内に収納された割スリーブ１２０に接触している。そして、スペーサ１３０は、割スリーブ１２０に接触した状態において、スリーブケース１１０の貫通孔１１５の内面にレーザ溶接等で固定されている。割スリーブ１２０の軸方向における両端部は、スリーブケース１１０の貫通孔１１５内の段差部１１８とスペーサ１３０によって挟持されている。スペーサ１３０は、割スリーブ１２０を段差部１１８に押圧した状態で、スリーブケース１１０の貫通孔１１５の内面に固定されていることが好ましい。
スペーサ１３０は、少なくとも一部がスリーブケース１１０の第２貫通孔１１７内に挿入可能な形状であればよい。本実施の形態においては、スペーサ１３０は、割スリーブ１２０に接触する面を有する略円盤形状のスペーサの支持部１３１と、スペーサの支持部１３１から略垂直方向に延びる略円筒形状のスペーサの側部１３２とを有する。スペーサの支持部１３１の径は、スリーブケースの第２貫通孔１１７の径よりもわずかに小さい。スペーサ１３０は、スペーサの支持部１３１が割スリーブ１２０に接触し、スペーサの側部１３２がスリーブケース１１０に固定される。スペーサの支持部１３１は、スリーブケースの貫通孔１１５に連通する貫通孔１３５を備えている。スペーサの貫通孔１３５は、後述する光源からの光が通過する穴である。スペーサの貫通孔１３５の径は、フェルールの外径よりも小さく、フェルールをスリーブケース１１０に挿入する際の挿入方向のストッパとしての機能も有する。
【００１６】
本実施形態に係る光レセプタクル１００において、スリーブケース１１０の貫通孔１１５が割スリーブ１２０よりも貫通孔１１５の一端側に割スリーブを係止する段差部１１８を有し、割スリーブ１２０の軸方向における両端部が段差部１１８とスペーサ１３０によって挟持されていることにより、フェルールを割スリーブ１２０の内孔１２５に挿入する際に割スリーブ１２０が軸方向にがたつくことを抑制することができる。これにより、光結合効率を高めることができる。また、少ない部品点数で精度よくフェルールを固定することができる。また、スペーサ１３０が、割スリーブ１２０を段差部１１８に押圧した状態で、スリーブケース１１０に固定されることにより、割スリーブ１２０の位置ずれを抑制することができる。
【００１７】
以下、本発明の光レセプタクルを構成する個々の部材について説明する。
【００１８】
（割スリーブ）
割スリーブ１２０は、スリーブケース１１０の貫通孔１１５内に配置され、スリーブケース１１０の貫通孔１１５内に挿入されるフェルールを保持する部材である。
【００１９】
割スリーブ１２０の形状は、フェルールを保持可能な形状であれば特に限定されるものではない。例えば、筒型（円柱又は角柱等）又はその変形形状等、種々の形状が挙げられる。本実施形態においては、割スリーブ１２０は、略円筒形状をなしている。
【００２０】
割スリーブ１２０の材質としては、例えば、酸化ジルコニウム（ジルコニア）、酸化アルミニウム（アルミナ）等のセラミック、リン青銅等の金属、プラスチック等が挙げられる。なかでも、表面の変質が起こりにくいジルコニアが好ましい。
【００２１】
（スリーブケース）
スリーブケース１１０は、一端から他端に通じる貫通孔１１５を有し、貫通孔１１５の一端側からフェルールが挿入される。スリーブケース１１０の貫通孔１１５内には、割スリーブ１２０が収納される。
【００２２】
スリーブケース１１０の形状は略円筒形状のものを例示しているが、これに限定されるものではなく、他の形態を採ることもできる。
スリーブケース１１０の貫通孔１１５は、フェルールが挿入される側に位置する第１貫通孔１１６と、第１貫通孔１１６に連通してスペーサ１３０が配置される側に位置し、第１貫通孔１１６よりも径が大きい第２貫通孔１１７と、を有しており、第１貫通孔１１６と第２貫通孔１１７の間は、内径差による段差部１１８となっている。割スリーブ１２０は、第２貫通孔１１７内に配置される。第２貫通孔１１７の径は、割スリーブ１２０の伸縮の妨げにならないようにするため、フェルールが内孔１２５に挿入された時の割スリーブ１２０の外径よりも大きい。第１貫通孔１１６の径は、貫通孔１１５に挿入されたフェルールの径方向のがたつきを抑えるために、スリーブケース１１０に挿入されるフェルールの外径よりもわずかに大きい程度であることが好ましい。
第１貫通孔１１６は、軸方向に十分な長さを有することにより、フェルールが割スリーブ１２０の軸方向に対して傾きを持って挿入されることを防止することができる。第１貫通孔１１６の軸方向の長さＬ１は、フェルールの半径よりも長いことが好ましい。
図４は、スリーブケース１１０の第１貫通孔１１６の近傍を拡大した概略断面図である。通常、フェルールの先端及びスリーブケース１１０の貫通孔１１５の開口部は、フェルールを挿入しやすくするために、角部が面取りされている。そのため、第１貫通孔１１６の軸方向の長さＬ１は、フェルールの径（直径）よりも長くするとさらに好ましい。
【００２３】
軸方向から見た貫通孔１１５の形状としては、円形が好ましいが、円形に近似した形状であってもよい。第１貫通孔１１６及び第２貫通孔１１７の中心軸は略同一となることが好ましい。これにより、光を効率よく導光させることができる。
【００２４】
スリーブケース１１０の材質としては、銅、鉄、ニッケル、ステンレスなどの金属、酸化アルミニウム（アルミナ）、酸化ジルコニウム（ジルコニア）などのセラミックス、などが挙げられる。スリーブケース１１０及びスペーサ１３０は、例えばレーザ溶接によって接合される。従って、レーザ溶接の溶接性を良好にするステンレスが望ましい。また、スペーサ１３０との接合を考慮し、スペーサ１３０の材質と熱膨張係数が近いものが好ましい。
【００２５】
（スペーサ）
スペーサ１３０は、スリーブケース１１０の第２の端面１１２側に配置され、スリーブケースの貫通孔内の段差部１１８とともに、割スリーブ１２０の軸方向における両端部を挟持する役割を果たす。また、スペーサ１３０は、フェルールをスリーブケース１１０に挿入する際の挿入方向のストッパとして機能する。また、スペーサ１３０は、光源からの光をスリーブケース１１０に挿入される光ファイバに効率よく入射させるために、光源と光ファイバとの距離を調整する役割を持たせることができる。
【００２６】
スペーサ１３０は、略円盤形状の支持部と、支持部に連接する略円筒形状の側部とを有する。スペーサの支持部１３１には、スリーブケースの貫通孔１１５に連通する貫通孔１３５が設けられている。光源からの光は、このスペーサの貫通孔１３５を通過してスリーブの貫通孔内に入射する。スペーサの貫通孔１３５は、スリーブケースの貫通孔１１５と中心軸が略同一であることが好ましい。スペーサ１３０とスリーブケース１１０は、スペーサの支持部１３１が割スリーブ１２０をスリーブケース１１０の段差部１１８に押圧した状態で固定されていることが好ましい。スペーサ１３０は、スペーサの側部１３２がスリーブケースの貫通孔１１５の内面に固定される。
【００２７】
本実施の形態において、スペーサ１３０は、有底のカップ状をなしているが、円柱形状、多角柱形状又はその変形形状等、種々の形状が挙げられる。また、スペーサ１３０は、複数の部材で構成されていてもよい。
【００２８】
（割スリーブのフェルール保持力）
本発明において、割スリーブ１２０で保持されたフェルールを抜き取る際に必要となる力を、割スリーブ１２０のフェルール保持力と称する。スリーブケースの貫通孔内の段差部１１８とスペーサ１３０によって割スリーブ１２０の軸方向における両端部を挟持する力は、割スリーブ１２０のフェルール保持力を十分に維持できる程度に調節することが好ましい。割スリーブ１２０の軸方向における両端部を挟持する力が大きすぎると、割スリーブ１２０が径方向において元の形状に戻ろうとする作用を妨げ、割スリーブ１２０のフェルール保持力が低下してしまう。割スリーブ１２０のフェルール保持力は２．０〜５．９Ｎとなるように調節されることが好ましい。
【００２９】
以下に、光レセプタクルの組み立て方法の一例について説明する。図５は、光レセプタクルの組み立て方法を示す図である。
割スリーブ１２０に組み立て用のダミーのフェルール１９０を挿入し、割スリーブ１２０及びスリーブケース１１０が同心となるように位置を調整する。同心精度を確認しつつ、スペーサの支持部１３１を割スリーブ１２０の端面に接触させた状態で、スペーサの側部１３２の側面とスリーブケースの貫通孔１１５の内面との界面Ｗを、レーザ溶接によって固定する。その後、ダミーのフェルール１９０を抜き取る。
以上の方法によれば、フェルールを挿入した状態において、割スリーブ１２０及びスリーブケース１１０が同心となるように固定することができるため、光結合効率が高い光レセプタクルを得ることが可能となる。
また、レーザ溶接によってスペーサとスリーブケース１１０の界面を溶接する場合、スペーサとスリーブケース１１０が溶融して固まる時に、収縮する力（応力）が発生する。この応力を利用して、割スリーブ１２０を押圧した状態とすることができる。
【００３０】
（光モジュール）
図６は、本発明の第１実施形態に係る光レセプタクルを用いた光モジュールを模式的に示す断面図である。
本実施形態に係る光モジュールは、光源１５０と、光レセプタクル１００とから主として構成されている。この光モジュールは、本発明に係る光レセプタクル１００を備えることから、光源１５０と光レセプタクル１００に挿入される光ファイバとの光結合効率が良好となる。
【００３１】
（光源）
光源１５０は、光レセプタクル１００の第２の端面１１２側にスペーサ１３０を介して配置される。光源１５０は、発光素子１５１を備え、発光素子１５１から射出される光を光レセプタクル１００に挿入されたフェルールへ導出するように構成されている。発光素子１５１の光軸は、光レセプタクル１００が具備するスリーブケース１１０の貫通孔１１５の中心軸と略同一となるように配置されることが好ましい。発光素子１５１は、発光ダイオード、レーザダイオードなど種々のものが利用できる。なかでも、レーザダイオードであることが好ましい。これにより、極めて高い光結合効率を有する光モジュールを得ることができる。
光源１５０は、発光素子１５１を載置する台座１５２と、発光素子１５１を覆うように台座１５２に固定されるカップ状のキャップ１５３と、をさらに備える。発光素子１５１を覆うキャップ１５３は、発光素子１５１の光軸上に貫通孔を有している。キャップ１５３の貫通孔には、レンズ１６０が取り付けられている。キャップ１５３は、スペーサの側部１３２に接合され、発光素子１５１からの光がレンズ１６０を介してスリーブケースの貫通孔１１５内に入射する構造となっている。
（レンズ）
レンズ１６０は、発光素子１５１と光レセプタクル１００との間に設けることができる。発光素子１５１と光レセプタクル１００との間にレンズ１６０を備え、レンズ１６０を介して発光素子１５１から射出された光を１７０の光ファイバ１８０へ導出することができることにより、発光素子１５１から射出する光を集光させ、効率よく光ファイバに導出することができる。レンズ１６０は、発光素子１５１から射出された光が、フェルール１７０の光ファイバ１８０の入射部に集光される限り、どのような形状でもよく、発光素子１５１と光ファイバ１８０の入射部との間に、複数枚並べて配置してもよい。レンズ１６０は、無機ガラス、樹脂等により形成することができ、なかでも、無機ガラスが好ましい。
【００３２】
以下に、本発明の光モジュールにおけるレンズの配置の変形例を示す。図７は、本発明の光モジュールにおけるレンズの配置の変形例を示す概略断面図である。
レンズ１６０は、発光素子１５１を覆うキャップ１５３とは別に設けられていてもよい。例えば、発光素子１５１を覆うキャップ１５３の貫通孔はガラス１５４によって封止され、このキャップ１５３とは別に、鏡筒１６１に取り付けたレンズ１６０をホルダ１６２で保持する構成とすることができる。ホルダ１６２は、キャップ１５３を覆うように台座１５２に固定される。また、ホルダ１６２は、スペーサの側部１３２にも固定される。このようにすることで、発光素子から生じる熱をレンズへ伝わりにくくすることができる。従って、信頼性の高い発光装置を得ることができる。
【００３３】
＜第２実施形態＞
図８は、第２実施形態に係る光レセプタクルを模式的に示す模式的な断面図である。
本実施形態に係る光レセプタクルは、前述した第１実施形態の光レセプタクルと比べて、スリーブケースとスペーサの構成が異なる。
【００３４】
本実施形態に係る光レセプタクル２００は、一端から他端に貫通し、一端側からフェルールが挿入されるための貫通孔２１５を有するスリーブケース２１０と、スリーブケース２１０の貫通孔２１５内に収納され、径方向に弾性を有し、フェルールを保持可能な内孔１２５を有する割スリーブ１２０と、スリーブケース２１０の貫通孔２１５の他端側に配置されるスペーサ２３０と、を備える。
割スリーブ１２０は、互いに対向する端面を有する略円筒形状をなしており、内孔１２５の軸方向に延びるスリットが形成されている。割スリーブ１２０の内孔１２５の径は、スリーブケース２１０に挿入されるフェルールの外径よりもわずかに小さく形成されている。スリーブケース２１０は、略円筒形状をなしている。スリーブケース２１０の貫通孔２１５は、フェルールが挿入される側に位置する第１貫通孔２１６と、第１貫通孔２１６に連通してスペーサ２３０が配置される側に位置し、第１貫通孔２１６よりも径が大きい第２貫通孔２１７と、を有し、第１貫通孔２１６と第２貫通孔２１７の間は、内径差による段差部２１８となっている。割スリーブ１２０は、第２貫通孔２１７内に収納される。第２貫通孔２１７の径は、フェルールが内孔１２５に挿入された時の割スリーブ１２０の外径よりも大きい。また、第１貫通孔２１６の径は、割スリーブ１２０の外径よりも小さい。第２貫通孔２１７の軸方向の長さＬ２は、割スリーブ１２０の軸方向の長さよりも短い。
スペーサ２３０は、貫通孔２３５を備える略円盤形状のスペーサの支持部２３１と、スペーサの支持部２３１から繋がる略円筒形状のスペーサの側部２３２とを有する。スペーサの支持部２３１とスペーサの側部２３２は、スリーブケース２１０から離れる側に開口するカップ状をなしている。本実施の形態において、スペーサの支持部２３１は、スリーブケース２１０の外径よりも大きい。さらに、スペーサ２３０は、スペーサの支持部２３１から繋がり、スリーブケース２１０よりも径が大きい略円筒形状の第２の側部を有している。スペーサの支持部２３１とスペーサの第２の側部２３３は、スリーブケース２１０側に開口するカップ状をなしている。スリーブケース２１０の第２の端面２１２側の少なくとも一部がスペーサの第２の側部２３３の内孔に挿入されており、スリーブケース２１０から突出した割スリーブ１２０がスペーサの支持部２３１に接触している。スペーサ２３０は、スペーサ側部の内孔がスリーブケース２１０に固定されている。スペーサ２３０は、スペーサの支持部２３１が割スリーブ１２０を段差部２１８に押圧した状態で、スリーブケース２１０に固定されていることが好ましい。
【００３５】
本実施形態に係る光レセプタクル２００においては、割スリーブ１２０の軸方向における両端部がスリーブケース２１０の貫通孔２１５内の段差部２１８とスペーサ２３０によって挟持されていることにより、フェルールを割スリーブ１２０の内孔１２５に挿入する際に割スリーブ１２０が軸方向にがたつくことを抑制することができる。これにより、光結合効率を高めることができる。また、少ない部品点数で精度よくフェルールを固定することができる。また、スペーサ２３０が、割スリーブ１２０を段差部２１８に押圧した状態で、スリーブケース２１０に固定されることにより、割スリーブ１２０の位置ずれを抑制することができる。
【実施例】
【００３６】
以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに
限定されないことは言うまでもない。
【００３７】
（実施例１）
図１は、実施例１に係る光レセプタクルを示す概略断面図である。
実施例１に係る光レセプタクルは、一端から他端に貫通し、一端側からフェルールが挿入されるための貫通孔を有するスリーブケース１１０と、スリーブケース１１０の貫通孔１１５内に収納され、径方向に弾性を有し、フェルールを保持可能な内孔１２５を有する割スリーブ１２０と、スリーブケース１１０の貫通孔１１５の他端側に配置されるスペーサ１３０と、を備える光レセプタクルである。
光レセプタクルに挿入するフェルール１７０は、先端の直径が２．４９９ｍｍであって、中心に１１４（μｍ：コア径）／１２５（μｍ：クラッド径）の光ファイバ１８０が内蔵されているものとする。
割スリーブ１２０は、略円筒形状であり、内孔１２５の軸方向に延びるスリットを形成している。割スリーブ１２０は、ジルコニアを主成分とするものを使用する。割スリーブ１２０の内孔１２５の径は、スリーブケース１１０に挿入されるフェルールの外径よりもわずかに小さい。割スリーブ１２０は、伸縮のない時の内径を２．４９ｍｍとする。また、割スリーブ１２０は、伸縮のない時の外径を３．２ｍｍとする。
スリーブケース１１０は、貫通孔１１５を備える略円筒形状である。スリーブケース１１０の貫通孔１１５は、フェルール１７０が挿入される側に位置する第１貫通孔１１６と、第１貫通孔１１６に連通してスペーサ１３０が配置される側に位置し、第１貫通孔１１６よりも径が大きい第２貫通孔１１７と、を有する。第１貫通孔１１６と第２貫通孔１１７の間は、内径差による段差部１１８となっている。スリーブケース１１０の第１貫通孔１１６の径は、割スリーブ１２０の外径よりも小さい。スリーブケース１１０の第１貫通孔１１６の径は、２．５０１ｍｍとする。スリーブケース１１０の第２貫通孔１１７の径は、フェルールが内孔１２５に挿入された時の割スリーブ１２０の外径よりも大きい。スリーブケース１１０の第２貫通孔１１７の径は、３．２２ｍｍとする。割スリーブ１２０は、第２貫通孔１１７内に収納される。第２貫通孔１１７の軸方向の長さＬ２は、割スリーブ１２０の軸方向の長さよりも長い。スリーブケース１１０としては、ステンレスを用いる。
スペーサ１３０は、スリーブケース１１０から離れる側に開口するカップ状である。スペーサ１３０としては、ステンレスを用いる。スペーサ１３０は、少なくとも一部がスリーブケース１１０の第２貫通孔１１７内に挿入され、第２貫通孔１１７内に配置された割スリーブ１２０に接触した状態で、スリーブケース１１０の貫通孔内に固定されている。
割スリーブ１２０の軸方向における両端部は、スリーブケース１１０の貫通孔１１５内の段差部１１８とスペーサ１３０によって挟持されている。
【００３８】
以上のように作成された光レセプタクルは、フェルールを割スリーブ１２０の内孔１２５に挿入する際に割スリーブ１２０が軸方向にがたつくことを抑制することができる。これにより、光結合効率を高めることができる。また、少ない部品点数で精度よくフェルールを固定することができる。
【００３９】
（実施例２）
図６は、実施例２に係る光モジュールを示す概略断面図である。
実施例２に係る光モジュールは、光源１５０と、光レセプタクルとから主として構成されている。光レセプタクルは、前述した実施例１と実質的に同様の構造を有する。
実施例２に係る光レセプタクルは、一端から他端に貫通し、一端側からフェルールが挿入されるための貫通孔を有するスリーブケース１１０と、スリーブケース１１０の貫通孔１１５内に収納され、径方向に弾性を有し、フェルールを保持可能な内孔１２５を有する割スリーブ１２０と、スリーブケース１１０の貫通孔１１５の他端側に配置されるスペーサ１３０と、を備える光レセプタクルである。
割スリーブ１２０は、略円筒形状であり、内孔１２５の軸方向に延びるスリットを形成している。割スリーブ１２０は、ジルコニアを主成分とするものを使用する。割スリーブ１２０の内孔１２５の径は、スリーブケース１１０に挿入されるフェルール１７０の外径よりもわずかに小さい。
スリーブケース１１０は、貫通孔１１５を備える略円筒形状である。スリーブケース１１０の貫通孔１１５は、フェルール１７０が挿入される側に位置する第１貫通孔１１６と、第１貫通孔１１６に連通してスペーサ１３０が配置される側に位置し、第１貫通孔１１６よりも径が大きい第２貫通孔１１７と、を有する。第１貫通孔１１６と第２貫通孔１１７の間は、内径差による段差部１１８となっている。スリーブケース１１０の第１貫通孔１１６の径は、割スリーブ１２０の外径よりも小さい。スリーブケース１１０の第２貫通孔１１７の径は、フェルール１７０が内孔１２５に挿入された時の割スリーブ１２０の外径よりも大きい。割スリーブ１２０は、第２貫通孔１１７内に収納される。第２貫通孔１１７の軸方向の長さＬ２は、割スリーブ１２０の軸方向の長さよりも長い。スリーブケース１１０としては、ステンレスを用いる。
スペーサ１３０は、スリーブケース１１０から離れる側に開口するカップ状である。スペーサ１３０としては、ステンレスを用いる。スペーサ１３０は、少なくとも一部がスリーブケース１１０の第２貫通孔１１７内に挿入され、第２貫通孔１１７内に配置された割スリーブ１２０に接触した状態で、スリーブケース１１０の第２貫通孔１１７内に固定されている。
割スリーブ１２０の軸方向における両端部は、スリーブケース１１０の貫通孔１１５内の段差部１１８とスペーサ１３０によって挟持されている。
光源１５０は、光レセプタクル１００の第２の端面１１２側にスペーサ１３０を介して配置される。光源１５０は、発光素子１５１を備え、発光素子１５１から射出される光を光レセプタクル１００に挿入されたフェルール１７０へ導出するように構成されている。発光素子１５１は、レーザダイオードを使用する。
光源１５０は、発光素子１５１を載置する台座１５２と、発光素子１５１を覆い、貫通孔を有するキャップ１５３と、をさらに備える。キャップ１５３の貫通孔には、レンズ１６０が取り付けられている。キャップ１５３は、スペーサの側部１３２に接合され、発光素子１５１からの光がレンズ１６０を介してスリーブケース１１０の貫通孔１１５内に入射する構造となっている。
【００４０】
以上により、光源１５０と光レセプタクルに挿入される光ファイバ１８０との光結合効率が良好な光モジュールを提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の光レセプタクル及びそれを用いた光モジュールは、光ファイバを光源に光学的に接続する等の用途に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光レセプタクルを模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る光レセプタクルにフェルールが挿入されている状態を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の光レセプタクルにおける割スリーブの一例を模式的に示す図である。
【図４】本発明の光レセプタクルの一部を拡大した概略断面図である。
【図５】本発明に係る光レセプタクルの製造方法を示す概略図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る光レセプタクルを用いた光モジュールを模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の光モジュールの変形例を示す概略断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る光レセプタクルを模式的に示す断面図である。
【図９】従来の発光装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１００、２００ 光レセプタクル
３００、４００ 光モジュール
１１０ スリーブケース
１１１ 第１の端部
１１２ 第２の端面
１１５ 貫通孔
１１６ 第１貫通孔
１１７ 第２貫通孔
１１８ 段差部
１２０ 割スリーブ
１２５ 内孔
１３０ スペーサ
１３１ スペーサの支持部
１３２ スペーサの側部
１３３ スペーサの第２の側部
１３５ スペーサの貫通孔
１５０ 光源
１５１ 発光素子
１５２ 台座
１５３ キャップ
１６０ レンズ
１６１ 鏡筒
１６２ ホルダ
１７０ フェルール
１８０ 光ファイバ
１９０ ダミーのフェルール
５００ 光レセプタクル
５１０ スリーブケース
５２０ 弾性スリーブ
５３０ 内蔵フェルール
５４０ 光ファイバ
５７０ プラグフェルール
５８０ 光ファイバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端から他端に貫通し、前記一端側からフェルールが挿入されるための貫通孔を有するスリーブケースと、
前記スリーブケースの貫通孔内に収納され、径方向に弾性を有し、フェルールを保持可能な内孔を有する割スリーブと、
前記スリーブケースの貫通孔の他端側に配置されるスペーサと、を備え、
前記スリーブケースの貫通孔は、前記割スリーブよりも前記貫通孔の一端側に該割スリーブを係止する段差部を有し、
前記割スリーブの軸方向における両端部が前記段差部と前記スペーサによって挟持されていることを特徴とする光レセプタクル。
【請求項２】
前記スペーサは、前記割スリーブを前記段差部に押圧した状態で、前記スリーブケースに固定されていることを特徴とする請求項１に記載の光レセプタクル。
【請求項３】
前記スペーサは、前記スリーブケースの貫通孔の内面と対向する側面を有し、該スペーサの側面が前記スリーブケースに固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光レセプタクル。
【請求項４】
前記スリーブケースの貫通孔は、前記段差部から前記フェルールが挿入される側の径が、前記段差部から前記スペーサが配置される側の径よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光レセプタクル。
【請求項５】
前記スペーサは、前記スリーブケースの貫通孔に連通し、前記スリーブケースの貫通孔と中心軸が略同一の貫通孔を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光レセプタクル。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光レセプタクルを用いることを特徴とする光モジュール。
【請求項１】
一端から他端に貫通し、前記一端側からフェルールが挿入されるための貫通孔を有するスリーブケースと、
前記スリーブケースの貫通孔内に収納され、径方向に弾性を有し、フェルールを保持可能な内孔を有する割スリーブと、
前記スリーブケースの貫通孔の他端側に配置されるスペーサと、を備え、
前記スリーブケースの貫通孔は、前記割スリーブよりも前記貫通孔の一端側に該割スリーブを係止する段差部を有し、
前記割スリーブの軸方向における両端部が前記段差部と前記スペーサによって挟持されていることを特徴とする光レセプタクル。
【請求項２】
前記スペーサは、前記割スリーブを前記段差部に押圧した状態で、前記スリーブケースに固定されていることを特徴とする請求項１に記載の光レセプタクル。
【請求項３】
前記スペーサは、前記スリーブケースの貫通孔の内面と対向する側面を有し、該スペーサの側面が前記スリーブケースに固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光レセプタクル。
【請求項４】
前記スリーブケースの貫通孔は、前記段差部から前記フェルールが挿入される側の径が、前記段差部から前記スペーサが配置される側の径よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光レセプタクル。
【請求項５】
前記スペーサは、前記スリーブケースの貫通孔に連通し、前記スリーブケースの貫通孔と中心軸が略同一の貫通孔を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光レセプタクル。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光レセプタクルを用いることを特徴とする光モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−８５９３６（Ｐ２０１０−８５９３６Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５７９０７（Ｐ２００８−２５７９０７）
【出願日】平成２０年１０月３日（２００８．１０．３）
【出願人】（０００２２６０５７）日亜化学工業株式会社 (993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月３日（２００８．１０．３）
【出願人】（０００２２６０５７）日亜化学工業株式会社 (993)
【Ｆターム（参考）】
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