JPH11142691A

JPH11142691A - 光コネクタとレセプタクルとの接続構造

Info

Publication number: JPH11142691A
Application number: JP30724997A
Authority: JP
Inventors: Masuo Sugiura; 万寿夫杉浦
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1997-11-10
Filing date: 1997-11-10
Publication date: 1999-05-28

Abstract

(57)【要約】【課題】光ファイバの屈曲による曲げ損失を低減す
る。【解決手段】光ファイバ１を挿入したフェルール３を
ハウジング本体１０に収容して形成した光コネクタ２５
と、発光素子４０をレセプタクル本体５１に挿入して形
成したレセプタクル５０とを接続する構造であり、光フ
ァイバ１の端面２と発光素子との間の距離を調節手段３
０で調節し、発光素子からの光の入射角が任意である。
光ファイバ内を伝搬する光の伝搬角が臨界角より小であ
る。調節手段が、ハウジング本体に係止部３１及びレセ
プタクル本体に被係止部３２を有すると共に一方を複数
配置し、両者を係合する。又はフェルールの周壁に複数
のスロットを形成し、スロットに対する係止溝を形成し
た固定部材を有し、固定部材を収容する収容空間をハウ
ジング本体内に設け、フェルールをハウジング本体に係
合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光コネクタとレセ
プタクルとの接続構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】音声や、画像や、データパルスなどの大
量な情報を伝送するための手段として光通信が知られて
いる。光通信は、通常、電気信号を一旦光に変換し、光
を光ファイバ内に伝搬させ、そして光を電気信号に再変
換することによって、大量の情報を伝送する。なお、図
１５に示すように、入射角θは発光素子７０（図１７）
から光ファイバ６３の端面６３′へ入射される光βの角
度であり、最大受光角は入射角θの最大値であり、伝搬
角φは光ファイバ６３内を伝搬する光βがコア６３ａと
クラッド６３ｂとの境界面６３ｃへ入射する光βの角度
であり、そして臨界角は伝搬角φの最大値である。

【０００３】以上を数式で示せば、ｎ₁ ：コア６３ａの
屈折率、ｎ₂：クラッド６３ｂの屈折率とおき、入射角
θの光βがコア６３ａ内で全反射するための条件は、入射角θ≦ｓｉｎ^-1（ｎ₁ ²−ｎ₂ ²）^1/2 最大受光角θ′≒（ｎ₁ ²−ｎ₂ ²）^1/2 臨界角ψ≒θ′／ｎ₁ である。また、一般に、伝搬角φが臨界角ψを越えると
光は光ファイバ内で全反射できない。

【０００４】半導体レーザや発光ダイオードなどの発光
素子７０（図１７）から放射された光βが光ファイバ６
３の端面６３′へ入射される。端面６３′へ入射される
光βが多数の入射角を有することと、光ファイバ６３の
配索経路に曲がりが有ることにより、もし臨界角ψより
大きい伝搬角φの光βが、光ファイバ６３内のコア６３
ａとクラッド６３ｂとの境界面６３ｃに入射すると、境
界面６３ｃで全反射しないから、損失が生じる。即ち、
コア６３ａへ入射する光βの伝搬角φが臨界角ψより小
である光βだけがコア６３ａ内を伝搬することができ
る。

【０００５】従来、図１６のような光コネクタ６０が提
案されている（特開昭６３−３０１００８号公報）。図
１６において、この光コネクタ６０は、光ケーブル６１
をケーブル支持具６２に挿通し、光ケーブル６１を構成
する光ファイバ６３にコイルスプリング６４をそれぞれ
通し、光ファイバ６３の先端部をフェルール６５に挿着
し、コイルスプリング６４を介在させた状態でフェルー
ル６５とケーブル支持具６２とを保持具６６で固定し、
保持具６６をプラグ本体６７に挿着するものである。

【０００６】光コネクタ６０をレセプタクル（図示せ
ず）内へ挿入した場合には、図１６に示すように、レセ
プタクル内の発光素子７０から放射されて光ファイバ６
３の端面６３′へ入射する光βは最大受光角度θ′以下
である。しかしながら、もし屈曲された光ファイバ６３
内を光β′が伝搬する際に、光βの伝搬角φ′が臨界角
ψより大きくなると、光ファイバ６３の曲げ損失が大き
くなる欠点があった。

【０００７】なお、赤外吸収または紫外吸収、不純物に
よる吸収、レイリー（Rayleigh）散乱、及び光ファイバ
の構成の不完全による放射または散乱損失という光ファ
イバ固有の損失、及び光ファイバの屈曲による曲げ損失
αは次式で与えられる。 α＝10・log（Ｐ_i／Ｐ_o）［ｄＢ］ここに、Ｐ_o：敷設された光ケーブルの先端における光の強度Ｐ_i：敷設された光ケーブルの終端における光の強度である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した点
に鑑み、光を入射する光ファイバの端面と光を放射する
光ファイバの端面との間で、光ファイバの屈曲による曲
げ損失を低減する光ファイバとレセプタクルとの接続構
造を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、光ファイバを挿入したフェルールをハウ
ジング本体に収容して光コネクタを形成し、発光素子を
レセプタクル本体に挿入してレセプタクルを形成し、該
光コネクタとレセプタクルとを光学的に接続する構造に
おいて、前記光ファイバの端面と前記発光素子との間の
距離を調節する調節手段により、該発光素子から該端面
へ放射される光の入射角が任意に設定される光コネクタ
とレセプタクルとの接続構造を基本とする（請求項
１）。前記光ファイバ内を伝搬する前記光の伝搬角が臨
界角より小に設定されている光コネクタとレセプタクル
との接続構造（請求項２）を採用する。前記調節手段
が、前記ハウジング本体に係止部を、および前記レセプ
タクル本体に被係止部をそれぞれ有すると共に、該係止
部または被係止部を複数配置し、該係止部と被係止部と
を前記光ファイバの軸方向へ移動自在に係合して成る光
コネクタとレセプタクルとの接続構造を採用する（請求
項３）。前記調節手段が、前記フェルールの周壁に複数
のスロットを形成し、該スロットに対する係止溝を形成
した固定部材を有し、該固定部材を収容する収容空間を
前記ハウジング本体内に設け、該フェルールを軸方向へ
移動自在に該ハウジング本体に係合する光コネクタとレ
セプタクルとの接続構造を採用する（請求項４）。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態の具体例
を図面を参照して説明する。図１〜図５は本発明に係る
光ファイバとレセプタクルとの接続構造の第一実施例を
示すものである。図１において、この接続構造は、光フ
ァイバ１を収容したフェルール３をハウジング本体１０
に挿入して光コネクタ２５を形成し、調節手段３０によ
って光コネクタ２５の位置を調節し、レセプタクル５０
内の発光素子４０と光コネクタ２０とを光学的に接続す
る構造である。

【００１１】調節手段３０は、光コネクタ２５のハウジ
ング本体１０に係止突起３１（請求項２の係止部に対応
する）を設け、係止突起３１に対する係止孔３２（請求
項２の被係止部に対応する）を、レセプタクル５０を構
成するレセプタクル本体５１に形成して成る。フェルー
ル３は、光ファイバ１を収容する大筒部３ｂと、光ファ
イバ１のコア１ａ及びクラッド１ｂを収容する小筒部３
ａとを有する。大筒部３ｂと小筒部６３ａとは各軸を一
致させた状態で連結されている。

【００１２】ハウジング本体１０は、フェルール３の大
筒部３ｂを挿入する収容部１１を穿設すると共に、フェ
ルール３の小筒部３ａを挿入する筒状部１２を収容部１
１に連成し、図２に示すように、相対向する一方の両側
壁１０ａ，１０ａに第一係止突起３１ａ、及び相対向す
る他方の両側壁１０ｂ，１０ｂに第二係止突起３１ｂを
それぞれ設けている。第二係止突起３１ｂは第一係止突
起３１ａよりもレセプタクル５０側に配置されている
（図１）。第一係止突起１０ａ及び第二係止突起１０ｂ
は略同形状に形成され、光ファイバ挿入方向（Ｐ方向）
へテーパ面３１ｃ，３１ｄをそれぞれ有する（図１）。

【００１３】レセプタクル５０は、ハウジング本体１０
を受け入れる収容室５２をレセプタクル本体５１に設
け、図３に示す如くに、レセプタクル本体５１に発光素
子（光モジュール）４０を挿入する素子挿入部５３を形
成し、第一係止突起３１ａ（第二係止突起３１ｂ）に係
合される第一係止孔３２ａ（第二係合孔３２ｂ）をレセ
プタクル本体５１の各側壁５１ａに形成している。収容
室５２と素子挿入部５３とは繋がっている。第一係止孔
３２ａおよび第二係止孔３２ｂはそれぞれ二個ずつ形成
されている。これにより、光ファイバ１の端面２と発光
素子４０との間隔Ｌを調節することができる（図４）。
なお、係止孔３２の個数や、係止孔３２同士の間の間隔
も任意に設定することができる。

【００１４】次に、光コネクタ２５とレセプタクル５０
とを接続する場合を説明する。図１のように、光ファイ
バ１からジャケット１ｃを皮剥いてクラッド１ｂが露出
される。クラッド１ｂを露出した光ファイバ１がフェル
ール３の大筒部３ｂに挿入される。コア１ａ及びクラッ
ド１ｂはフェルール３の小筒部３ａに配置される。ハウ
ジング本体１０の収容室１１に光ファイバ１にフェルー
ル３を挿入することによって、光コネクタ２０が形成さ
れる。

【００１５】図４の如くに、光コネクタ２５がレセプタ
クル本体５１の収容室５２に挿入される。そして、いず
れか一方の第一係止孔３２ａと第一係止突起３１ａとを
係合すると共に、一方の第二係止孔３２ｂと第二係止突
起３１ｂとを係合する。二つの係止孔３２のうちいずれ
かを選択することにより、図５に示すように、光ファイ
バ１の端面２と発光素子４０との間隔Ｌ、つまり発光素
子４０から放射される光γの光ファイバ１の端面２にお
ける最大受光角θ′を調節することができる。

【００１６】従って、コア１ａとクラッド１ｂとの境界
面１ｄへ入射する光γの伝搬角φを臨界角より小さく設
定することができる（図５）。即ち、境界面１ｄへ入射
する光γの角度を小さくすることができるから、屈曲さ
れた光ファイバ１の曲げ損失αを低減することができ
る。

【００１７】図６〜図８は第一実施例の変形例を示すも
のである。なお、第一実施例と同一構成部材には同一名
称を付けて詳細な説明を省略する。図６及び図７に示す
ように、ハウジング本体１０′の形状が直方体状である
ならば、調節手段３０′は、ハウジング本体１０′の相
対向する一方の両側壁１０ｐ，１０ｐに、係止部として
の係止突起３１ｐを設け、レセプタクル本体５１′の収
容室５２′の内壁面５２ｐで四隅にガイド５５を配置す
ると共に、レセプタクル本体５１′に、被係止部として
の第一係止孔３２ｐおよび第二係止孔３２ｑを有してい
る。

【００１８】ハウジング本体５１′の相対向する一方の
両側壁５１ｐには第一係止孔３２ｐが、および相対向す
る他方の両側壁５１ｑには第二係止孔３２ｑがそれぞれ
穿設されている。そして、第二係止孔３２ｑは第一係止
孔３２ｐよりも素子挿入孔５３′側に配置されている。

【００１９】収容室５２′内の四隅にガイド５５を設け
ることにより、光コネクタ２５′を縦状態および横状態
で収容室５２′に収容することができる。図８（ａ）の
ように、光コネクタ２５′が縦状態で収容室５２′に挿
入されると、係止突起３１ｐと第一係止孔３２ｐとが係
合され（図６）、また図８（ｂ）の如くに、光コネクタ
２５′が横状態で収容室５２′に挿入されると、係止部
３１ｐと第二係止孔３２ｑとが係合される（図６）。こ
れにより、収容室５２′内での光コネクタ２５′の位置
が調節される。即ち、光ファイバ１の端面２と発光素子
４０との間の距離Ｌ′が調節される。この場合にも、光
コネクタ２５′は光ファイバ１の軸方向（Ｐ方向と同方
向）へ移動される。

【００２０】図９〜図１４は本発明に係る光コネクタと
レセプタクルとの接続構造の第二実施例を示すものであ
る。なお、第一実施例と同一構成部材には同一名称を付
けて詳細な説明を省略する。図９において、この接続構
造は、光ファイバ１を収容したフェルール５をハウジン
グ本体１５に挿入して光コネクタ２６を形成し、調節手
段３１によって光コネクタ２６の位置を調節し、レセプ
タクル５５内の発光素子４０と光コネクタ２６とを光学
的に接続する構造である。

【００２１】調節手段３１は、フェルール５の大筒部５
ｂに嵌入される固定部材６と、フェルール５を配置する
樋状の本体部１６と、本体部１６に係止されることで固
定部材６を係止する蓋部材１７とから成る。フェルール
５は光ファイバ１を収容する大筒部５ｂと、コア１ａ及
びクラッド１ｂを収容する小筒部５ａとを有し、大筒部
５ｂの周壁にスロット５ｃを形成している。スロット５
ｃはフェルール５の長手方向（Ｐ方向と同方向）と直交
する方向へ配置されてる。なお、スロット５ｃを複数設
けることにより、調節手段の調節機能を一層向上させる
ことが可能である。

【００２２】固定部材６は、矩形状の固定板７に凹状の
係止溝８を形成し、固定板７の片面７ａ（または両面）
の両端部に弾性高分子製の係合突部９を設けている。係
止溝８の開口縁８ａがフェルール５のスロット５ｃに嵌
入されることにより、フェルール５に挿入された光ファ
イバ１が固定される。ハウジング本体１５が樋状の本体
部１６と、本体部１６に係止される蓋部材１７とに分割
されている。本体部１６の相対向する両側壁１６ａ，１
６ａの外面には一対の係合片１６ｂ，１６ｂがそれぞれ
突設されている。

【００２３】蓋部材１７は、図１０に示すように、基板
１８の相対向する両側縁１８ａに係合板１９を垂下連成
し、各係合板１９の外面に一対の位置決め突起２０，２
０、及び一対の係合孔２１，２１をそれぞれ設け、一対
の係合板１９の間に断面逆Ｕ字状の保持部２２，２２を
設けている。係合孔２１は係合片１６ｂ（図９）に対応
する位置に形成されている。

【００２４】一対の係合孔２１，２１の間に一対の位置
決め突起２０，２０が配置されている。保持部２２が基
板１８の長手方向（Ｐ方向と同方向）と平行に配置され
ると共に、保持部２２の中間を切り欠いて収容空間２３
が保持部２２の長手方向と直交する方向へ形成されてい
る。収容空間２３には固定部材６の固定板７が収容され
る。保持部２２で収容空間２３側の先端２２ａが固定部
材６の係合突部９にＰ方向から突き当たる。これによ
り、フェルール５の位置ズレが防止され、そのためフェ
ルール５の先端面５ｄと発光素子４０との間の距離Ｌ″
（図１４）を一定に維持することができる。なお、本体
部１６と蓋部材１７とを係止することができれば、係止
手段は任意である。

【００２５】レセプタクル５５は、図９及び図１１の如
くに、レセプタクル本体５６に発光素子４０を挿入する
素子挿入孔５７、及び光コネクタ２６を収容する収容室
５８をそれぞれ形成し、レセプタクル本体５６の両側壁
５６ａに複数の取付孔５９を有する。素子挿入孔５７と
収容室５８とは繋がっている。取付孔５９は両側壁５６
ａに三個形成され、位置決め突起２０に係止される。各
取付孔５９の間隔は一対の位置決め突起２０の間隔に対
応している。なお、取付孔５９の個数は任意に設定でき
る。また、固定部材１７とレセプタクル５５とを光ファ
イバ１の軸方向（Ｐ方向）へ移動自在に係合することが
できれば、係合手段は任意である。

【００２６】次に、光コネクタ２６とレセプタクル５５
とを接続する場合を説明する。図９に示す如くに、光フ
ァイバ１のクラッド１ｃを皮剥いてクラッド１ｂを露出
した後に、光ファイバ１がフェルール５内に挿入され
る。図１２のように、いずれか一方のスロット５ｃに固
定部材６を押し込むことによって、固定部材６の係止溝
８の開口縁８ａがスロット５ｃ内に嵌入され、光ファイ
バ１が固定部材６によってフェルール５内に確実に係止
される。固定部材６の下端から本体部１６内へフェルー
ル５が挿入され、フェルール５が一対の係合片１６ｂ，
１６ｂの間に配置される。

【００２７】蓋部材１７の保持部２２がフェルール５を
支持し、保持部２２の先端２２ａが固定部材１５の係合
突部９に当接し（図１３）、蓋部材１７の係合孔２１と
本体部１６の係合片１６ｂとが係合する。これにより、
フェルール５がハウジング本体１５に確実に組付けられ
る。

【００２８】蓋部材１７の位置決め突起２０を、レセプ
タクル本体５６のどれか二つの取付孔５９に挿入するこ
とによって、蓋部材１７がレセプタクル５５に取り付け
られる（図９）。これによって、光ファイバ１のコア１
ａの端面２と、レセプラクル本体５６の素子挿入孔５７
に挿入された発光素子４０とが光学的に接続される（図
１４）。

【００２９】レセプタクル本体５６の取付孔５９のうち
二つを選択することによって、フェルール５の先端面５
ｄの位置を任意に設定することができる。それにより、
フェルール５内に挿入された光ファイバ１の端面２と、
素子挿入孔５７に挿入された発光素子４０との間の距離
Ｌ″を調節することができる。即ち、端面２と発光素子
４０との間の距離Ｌ″を変更することにより、発光素子
４０から放射されて端面２へ入射する光γの光ファイバ
１の端面２における最大受光角θ′が所望の角度に設定
される（図５参照）。入射角θを最大受光角θ′より小
さくする設定することによってコア１ａ内を伝搬する光
γの伝搬角を臨界角より小さくすることができる。これ
によって、光ファイバ１を屈曲したことによって発生す
る曲げ損失αが、従来に比較して、低減される。従っ
て、光ファイバ１の敷設経路を自由に選択することがで
きる。

【００３０】

【発明の効果】以上の如くに、請求項１によれば、調節
手段によって光ファイバの端面と、レセプタクル内に挿
入された発光素子との間の距離が調節されるから、発光
素子から光ファイバの端面への放射される光ファイバの
端面における最大受光角が小になるように、該距離が設
定される。これにより、例えば、屈曲した光ファイバの
コア内を光が伝搬する場合、コアとクラッドとの境界面
へ入射する光の伝搬角も小になる。そのため、光が入射
する光ファイバの端面と、光が放射される光ファイバの
端面との間で光ファイバの曲げ損失が低減される。従っ
て、光が、従来よりも効率良く、光ファイバのコア内を
伝搬することができる。

【００３１】また、光ファイバの曲げ損失が低減される
から、光ファイバを屈曲しないように考慮して敷設経路
を設計する必要がなくなる。これにより、設計上の敷設
経路の自由度が従来よりも増す。請求項２によれば、光
ファイバ内を伝搬している光の伝搬角を光ファイバの臨
界角より小に設定できるから、光ファイバ内の光を確実
に伝搬させることができる。

【００３２】請求項３によれば、ハウジング本体の係止
部とレセプタクル本体の被係止部とのうち、いずれか一
方を複数配置し、係止部と被係止部とを光ファイバの軸
方向へ移動し、係止部と被係止部とを相互に係合して成
る調節手段により、光ファイバの端面と発光素子との間
の距離が調節されるから、該距離が容易に変更される。
これにより、発光素子から光ファイバの端面へ入射する
光の入射角を容易に変更することができる。即ち、入射
角を確実に臨界角より小に設定することができる。

【００３３】請求項４によれば、フェルールの周壁に複
数のスロットを形成し、スロットに対する係止溝を固定
部材を設け、固定部材を収容する収容空間をハウジング
本体に有することによって調節手段を形成するから、フ
ェルールを軸方向へ移動自在に係合することができる。
これにより、従来に比較して、フェルールの位置を調節
できる範囲が格段に広がる。従って、光ファイバ内の光
を確実に伝搬させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光コネクタとレセプタクルとの接
続構造の第一実施例を示す分解斜視図である。

【図２】ハウジング本体を示し、（ａ）は正面図であ
り、（ｂ）は（ａ）の矢視Ａ方向からの図であり、
（ｃ）は（ａ）の矢視Ｂ方向からの図である。

【図３】レセプタクル本体を示し、（ａ）は正面図であ
り、（ｂ）は（ａ）の矢視Ｃ方向からの図であり、
（ｃ）は（ａ）の矢視Ｄ方向からの図であり、（ｄ）は
（ｂ）のＥ−Ｅ線の断面図である。

【図４】図１の光コネクタとレセプタクルとの接続構造
を示す断面図である。

【図５】発光素子から放射された光がコアの端面へ入射
している状態を示す説明図である。

【図６】第一実施例の変形例を示す分解斜視図である。

【図７】図６のレセプタクルを示し、（ａ）は正面図で
あり、（ｂ）は（ａ）の矢視Ｅ方向からの図であり、
（ｃ）は（ａ）の矢視Ｆ方向からの図である。

【図８】（ａ）はレセプタクルと縦状態の光コネクタと
の接続状態を示す断面図であり、（ｂ）はレセプタクル
と横状態の光コネクタとの接続状態を示す断面図であ
る。

【図９】本発明に係る光コネクタとレセプタクルとの接
続構造の第二実施例を示す分解斜視図である。

【図１０】図９の蓋部材を示し、（ａ）は正面図であ
り、（ｂ）は（ａ）の矢視Ｇ方向からの図であり、
（ｃ）は（ａ）の矢視Ｈ方向からの図である。

【図１１】図９のレセプタクルの断面図である。

【図１２】フェルールに固定部材を嵌入した状態を示す
斜視図である。

【図１３】図１２の固定部材と蓋部材との関係を示す説
明図である。

【図１４】図９の光コネクタとレセプタクルとの接続構
造を示す断面図である。

【図１５】光ファイバの端面へ入射する光の入射角およ
び伝搬角を説明する図である。

【図１６】従来の光コネクタを示す分解斜視図である。

【図１７】図１６における光コネクタのコアの端面へ発
光素子からの光が入射している状態を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１光ファイバ１ａコア２端面３，５フェルール５ｄ先端面６固定部材１０，１０′，１５ハウジング本体１６本体部１７蓋部材２５，２５′，２６光コネクタ３０，３１調節手段３１係止突起３２係止孔４０発光素子５０，５０′，５５レセプタクル５１，５６レセプタクル本体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ファイバを挿入したフェルールをハウ
ジング本体に収容して光コネクタを形成し、発光素子を
レセプタクル本体に挿入してレセプタクルを形成し、該
光コネクタとレセプタクルとを光学的に接続する構造に
おいて、前記光ファイバの端面と前記発光素子との間の距離を調
節する調節手段により、該発光素子から該端面へ放射さ
れる光の入射角が任意に設定されることを特徴とする光
コネクタとレセプタクルとの接続構造。
【請求項２】前記光ファイバ内を伝搬する前記光の伝
搬角が臨界角より小に設定されていることを特徴とする
請求項１記載の光コネクタとレセプタクルとの接続構
造。
【請求項３】前記調節手段が、前記ハウジング本体に
係止部を、および前記レセプタクル本体に被係止部をそ
れぞれ有すると共に、該係止部または被係止部を複数配
置し、該係止部と被係止部とを前記光ファイバの軸方向
へ移動自在に係合して成ることを特徴とする請求項１及
び２記載の光コネクタとレセプタクルとの接続構造。
【請求項４】前記調節手段が、前記フェルールの周壁
に複数のスロットを形成し、該スロットに対する係止溝
を形成した固定部材を有し、該固定部材を収容する収容
空間を前記ハウジング本体内に設け、該フェルールを軸
方向へ移動自在に該ハウジング本体に係合することを特
徴とする請求項１及び２記載の光コネクタとレセプタク
ルとの接続構造。