特許 6979381 光コネクタモジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6979381

(24)【登録日】2021年11月17日

(45)【発行日】2021年12月15日

(54)【発明の名称】光コネクタモジュール

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/32 20060101AFI20211202BHJP

   G02B 6/30 20060101ALI20211202BHJP

   G02B 6/36 20060101ALI20211202BHJP

【ＦＩ】

   G02B6/32

   G02B6/30

   G02B6/36 301

【請求項の数】4

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2018-56718(P2018-56718)

(22)【出願日】2018年3月23日

(62)【分割の表示】特願2018-500348(P2018-500348)の分割

【原出願日】2017年6月16日

(65)【公開番号】特開2019-3169(P2019-3169A)

(43)【公開日】2019年1月10日

【審査請求日】2020年6月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100188307

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 昌宏

(74)【代理人】

【識別番号】100202326

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 大佑

(72)【発明者】

【氏名】角田 勝健

(72)【発明者】

【氏名】中水流 和美

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 貴大

【審査官】 井部 紗代子

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１７／０７２９９３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１６−０５７５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−０８８７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０５４６７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１９１１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−００９０８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５３−１００２６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１６４２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３５００３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０５９４７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４５２３８４３（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０２００２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ６／１２ − ６／２４

Ｇ０２Ｂ ６／２５５− ６／２７

Ｇ０２Ｂ ６／３０ − ６／３４

Ｇ０２Ｂ ６／３６ − ６／４３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基体に積層されるコア及びクラッドを有する光伝送路と、
基部と、前記光伝送路の端面及び前記基体の端面と対向する前記基部の内面を第１側面まで切欠いた切欠部と、前記切欠部に形成されている前記第１側面と、前記基部において前記第１側面と反対側に設けられた第２側面と、を有し、前記光伝送路と光学的に結合する光コネクタと、
前記光伝送路の端面及び前記基体の端面と前記第１側面との間に介在する屈折率調整剤と、
を備え、
前記第１側面には、前記コアと対向する位置に凹形状として曲率し、凹レンズとして形成される第１レンズ部が設けられ、
前記第２側面には、前記第１レンズ部と対向する位置に凸形状として曲率し、凸レンズとして形成される第２レンズ部が設けられ、
前記屈折率調整剤は、前記切欠部及び前記第１側面における前記凹レンズの前記凹形状内に充填され、
前記基部の前記内面において最も前記基体側に位置する面は、前記基体の端面と離間し、かつ前記屈折率調整剤と接着する、
光コネクタモジュール。

【請求項2】

前記屈折率調整剤は、前記光コネクタと前記光伝送路とを固定する、
請求項１に記載の光コネクタモジュール。

【請求項3】

前記光伝送路の端面は、前記光コネクタ側に突出する曲面である、
請求項１又は２に記載の光コネクタモジュール。

【請求項4】

前記コアの前記端面は、前記クラッドの端面よりも前記光コネクタ側に突出する曲面である、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光コネクタモジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光伝送路及び光コネクタを光結合する光コネクタモジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、光伝送路同士を光結合するための光接続用コネクタが知られている。例えば、特許文献１には、光ファイバと光導波路との結合損失を抑制するために、レンズ部材を設けることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６−００９０８１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

異なる光伝送路同士を光結合する際には、結合損失をできる限り低減させることが望ましい。しかしながら、例えば特許文献１に記載されているような光接続用コネクタでは、レンズ部材において、光伝送路との対向面と反対側の外面にレンズが形成されており、より長い距離で光の回折効果が生じる。これにより、結合損失が増大する恐れがあった。

【0005】

また、光伝送路及び光接続用コネクタを含むモジュール全体を小型化するために、光接続用コネクタをできる限り小型化することが望ましい。しかしながら、例えば特許文献１に記載されているような光接続用コネクタでは、所望のビーム状態へと光学調整を行うレンズと光伝送路との間の距離が長い。したがって、このような配置が小型化の妨げとなっていた。

【0006】

このような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、結合損失を低減しつつ、小型化に寄与できる光コネクタモジュールを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、第１の観点に係る光コネクタモジュールは、
基体に積層されるコア及びクラッドを有する光伝送路と、
基部と、前記基部の内面を切欠いた切欠部と、前記切欠部に形成され、前記光伝送路の端面及び前記基体の端面と対向する第１側面と、を有し、前記光伝送路と光学的に結合する光コネクタと、
前記光伝送路の端面及び前記基体の端面と前記第１側面との間に介在し、屈折率を調整する屈折率調整剤と、
を備え、
前記第１側面には、前記コアと対向する位置に曲率し、凹レンズとして形成される第１レンズ部が設けられ、
前記屈折率調整剤は、前記切欠部及び前記第１側面における前記凹レンズ内に充填され、
前記基部の前記内面は、前記基体の端面と離間する。

【0008】

第２の観点に係る光コネクタモジュールでは、
光の伝搬方向において、前記光コネクタは、前記第１側面と反対側に第２側面を有しており、
前記第２側面には、曲率し、凸レンズとして形成される第２レンズ部が設けられてもよい。

【0012】

第３の観点に係る光コネクタモジュールでは、
前記屈折率調整剤は、前記光コネクタと前記光伝送路とを固定してもよい。

【0013】

第４の観点に係る光コネクタモジュールでは、
前記光伝送路の端面は、前記光コネクタ側に突出する曲面であってもよい。

【0014】

第５の観点に係る光コネクタモジュールでは、
前記コアの前記端面は、前記クラッドの端面よりも前記光コネクタ側に突出する曲面であってもよい。

【発明の効果】

【0015】

本発明の一実施形態に係る光コネクタモジュールによれば、結合損失を低減しつつ、小型化に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】第１実施形態に係る光コネクタモジュールを示す斜視図である。

【図2】図１の光伝送路単体を拡大して示した斜視図である。

【図3】図１の光コネクタ単体を示す斜視図である。

【図4】図１の光コネクタモジュールを分解して示した分解斜視図である。

【図5】図１のV-V矢線に沿う断面図である。

【図6】図５のVI部に対応する拡大図である。

【図7】図６のVII部に対応する拡大図である。

【図8】変形例に係る光伝送路の端面の様子を示した、図７に対応する拡大図である。

【図9】第２実施形態に係る光コネクタモジュールを示す斜視図である。

【図10】図９の光コネクタ単体を示す斜視図である。

【図11】図９の光コネクタモジュールを分解して示した分解斜視図である。

【図12】図９のXII-XII矢線に沿う断面図である。

【図13】図１２のXIII部に対応する拡大図である。

【図14】図１３のXIV部に対応する拡大図である。

【図15】変形例に係る光伝送路の端面の様子を示した、図１４に対応する拡大図である。

【図16】第３実施形態に係る光コネクタモジュールを示す斜視図である。

【図17】図１６のXVII-XVII矢線に沿う断面の一部を拡大した拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以降、添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態について詳細に説明する。以下の説明中の前後、左右及び上下の方向は、図中の矢印の方向を基準とする。

【0018】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る光コネクタモジュール１を示す斜視図である。光コネクタモジュール１は、光伝送路１０と、光伝送路１０と光学的に結合する光コネクタ２０と、光伝送路１０と光コネクタ２０との間の空隙Ｓの屈折率を調整する屈折率調整剤３０とを有する。第１実施形態では、光伝送路１０は、基板上に形成される光導波路であるものとして説明する。

【0019】

図２は、図１の光伝送路１０単体を拡大して示した斜視図である。

【0020】

光伝送路１０は、図２に示すとおり、例えば、リジッド式のプリント配線基板によって構成される基体４０の上面に形成される。特に、光伝送路１０は、基体４０の上面に形成された凹部から上方に突出するように配置される。光伝送路１０は、光コネクタ２０と光結合するために、前端面が基体４０の前端面と一致するように形成される。すなわち、光伝送路１０の前端面は、基体４０の前端面に沿って略平面状に形成される。光伝送路１０の導波モードは、シングルモード及びマルチモードのいずれであってもよい。以下では、光伝送路１０は、基体４０の上面に形成されるものとして説明するが、これに限定されない。例えば、光伝送路１０は、基体４０の内部に埋め込まれてもよい。この場合、光伝送路１０の前端面は、基体４０の前端面と一致し、後述するコア１２の端面が基体４０から露出するように形成されてもよい。

【0021】

光伝送路１０は、基体４０の上面に積層するように形成されたクラッド１１と、左右方向に所定の間隔で互いに離間する複数のコア１２とを有する。クラッド１１及びコア１２は、例えば、石英系のガラスにより形成される。コア１２の屈折率は、クラッド１１の屈折率よりも高い。以下では、光伝送路１０は、例えば、埋め込み型の光導波路であるものとして説明するが、これに限定されず、スラブ型又は半埋め込み型などの適宜な方式の光導波路であってよい。

【0022】

図３は、図１の光コネクタ２０単体を示す斜視図である。

【0023】

一例として、光コネクタ２０は、光伝送路１０のコア１２の屈折率と略同一の屈折率を有する材料によって構成される。光コネクタ２０は、略Ｌ字状である。光コネクタ２０は、前後方向に延伸する第１基部２１を有する。第１基部２１は、下面２１ａの略中央部から内側に向けて一段凹んだ凹部２１ｂを有する。光コネクタ２０は、第１基部２１の前方に突出し、第１基部２１と連続するように形成される第２基部２２を有する。第２基部２２は、第１基部２１から下方に張り出すように形成される。光コネクタ２０は、第２基部２２の前面から後面まで貫通する一対の貫通孔２２ａを有する。貫通孔２２ａは、第２基部２２の左右両端に一対形成される。

【0024】

光コネクタ２０は、第２基部２２の内面の一部を構成する第１側面Ａ１に設けられた第１レンズ部２３を有する。第１レンズ部２３は、複数の曲率するレンズ２３ａにより構成される。第１レンズ部２３を構成するレンズ２３ａの数は、光伝送路１０のコア１２の数以上である。

【0025】

光コネクタ２０は、光の伝搬方向において第１側面Ａ１と反対側の第２側面Ａ２に設けられた第２レンズ部２４を有する。第２レンズ部２４は、複数の曲率するレンズ２４ａにより構成される。第２レンズ部２４を構成するレンズ２４ａの数は、光伝送路１０のコア１２の数以上である。

【0026】

光コネクタ２０は、第２基部２２の内面を第１側面Ａ１まで切欠いた切欠部２５を有する。すなわち、切欠部２５は、凹形状として形成される。光コネクタ２０は、切欠部２５を構成する上下左右の４つの側面と、第１側面Ａ１と、切欠部２５の直下に位置する第２基部２２の外面とによって構成される接着部２６を有する。

【0027】

屈折率調整剤３０は、光伝送路１０のコア１２の屈折率と略同一の屈折率を有する材料によって構成される。屈折率調整剤３０は、接着剤としての役割を果たしてもよい。

【0028】

図４は、図１の光コネクタモジュール１を分解して示した分解斜視図である。図５は、図１のV-V矢線に沿う断面図である。図６は、図５のVI部に対応する拡大図である。

【0029】

図４に示すとおり、光コネクタ２０は、光伝送路１０の上方から基体４０上に取り付けられる。すなわち、光コネクタ２０は、第１基部２１の下面２１ａが基体４０の上面と当接して、光伝送路１０の一部を覆った状態で配置される。第２基部２２は、基体４０の前端部から前方に突出し、第１基部２１から下方に張り出すように配置される。すなわち、第２基部２２は、その下面が光伝送路１０の上下位置よりもさらに下方に位置するように突出する。

【0030】

このとき、光伝送路１０及び基体４０と光コネクタ２０の接着部２６との間には、空隙Ｓが形成される（図５参照）。屈折率調整剤３０は、空隙Ｓを満たすように下方から充填される。すなわち、屈折率調整剤３０は、コア１２と第１側面Ａ１との間の空隙Ｓの屈折率を調整する。このとき、光コネクタ２０の接着部２６と屈折率調整剤３０とが接着する。同様に、光伝送路１０及び基体４０の前端面と屈折率調整剤３０とが接着する。特に、屈折率調整剤３０は、第１レンズ部２３及びコア１２の端面と密着する。これにより、光伝送路１０と光コネクタ２０とは、屈折率調整剤３０によって固定される。

【0031】

屈折率調整剤３０は、空隙Ｓのみを満たす構成に限定されず、例えば光コネクタ２０の下面２１ａと基体４０の上面との間に充填されてもよい。同様に、屈折率調整剤３０は、光伝送路１０を覆う光コネクタ２０の凹部２１ｂを満たすように充填されてもよい。基体４０及び光伝送路１０の少なくとも一方と光コネクタ２０とは、このような方法で、屈折率調整剤３０によって固定されてもよい。

【0032】

基体４０への取り付けの際に、光コネクタ２０は、適宜な方法により位置決めされてもよい。例えば、光コネクタ２０は、凹部２１ｂの前後方向に沿った内側面の少なくとも一方が基体４０から突出した光伝送路１０の左右方向の端面と当接することで位置決めされてもよい。例えば、光コネクタ２０は、基体４０上に形成されたスタッドピンに対応する形状の凹部を有してもよい。このとき、光コネクタ２０は、当該スタッドピンに凹部を係合させることで位置決めされてもよい。例えば、光コネクタ２０は、基体４０上に形成された凹部に対応する形状の凸部を有してもよい。このとき、光コネクタ２０は、当該凹部に凸部を嵌合させることで位置決めされてもよい。

【0033】

以上により、光コネクタモジュール１の組み立てが完了する。

【0034】

図６に示すとおり、光コネクタモジュール１が完成した状態で、第１側面Ａ１は、コア１２の前端面と対向する。特に、第１レンズ部２３は、コア１２の前端面と対向する。屈折率調整剤３０は、第１レンズ部２３とコア１２の前端面との間に介在する。一例として、第１レンズ部２３を構成するレンズ２３ａは、第１側面Ａ１において凹形状として形成される。すなわち、レンズ２３ａは、凹レンズとして形成される。特に、レンズ２３ａは、光の伝搬方向、すなわち前後方向に沿った図６のような平面視において、略半円形状に形成されてもよい。レンズ２３ａの上下方向の半幅ｒ_１は、光伝送路１０のコア１２の半径よりも大きくてもよい。レンズ２３ａにおいて、上下方向の全幅２ｒ_１に対する伝搬方向に沿った幅ｄの比率が、１／２以下であってもよい。すなわち、ｄ≦（２ｒ_１）／２＝ｒ_１である。

【0035】

一方で、第２レンズ部２４は、光コネクタ２０の第２基部２２を介して第１レンズ部２３と対向する。一例として、第２レンズ部２４を構成するレンズ２４ａは、第２側面Ａ２において凸形状として形成される。すなわち、レンズ２４ａは、凸レンズとして形成される。特に、レンズ２４ａは、光の伝搬方向、すなわち前後方向に沿った図６のような平面視において、略半円形状に形成されてもよい。レンズ２４ａの上下方向の半幅ｒ_２は、光伝送路１０のコア１２の半径よりも大きくてもよい。

【0036】

図６を用いて、一例として、光伝送路１０の前端面から光が出射する場合の光の伝搬の様子について説明する。すなわち、光伝送路１０は、発光素子からの光を伝送するものとして説明する。これに限定されず、光伝送路１０は、受光素子へと光を伝送してもよい。この場合、光の伝搬方向を真逆にした状態で以下の説明が適用され得るものと理解されたい。

【0037】

屈折率調整剤３０がコア１２の屈折率と略同一の屈折率を有する材料によって構成される場合、屈折率調整剤３０とコア１２との境界面に入射した光のフレネル反射は、屈折率の整合によって抑制される。したがって、当該境界面に入射した光は、高い透過率で屈折率調整剤３０の内部へと出射する。出射した光は、屈折率調整剤３０の内部で回折効果によって拡がりながらレンズ２３ａへと入射する。光コネクタ２０が屈折率調整剤３０の屈折率と略同一の屈折率を有する材料によって構成される場合、光コネクタ２０と屈折率調整剤３０との境界面に入射した光のフレネル反射は、屈折率の整合によって抑制される。したがって、当該境界面に入射した光は、高い透過率で光コネクタ２０、特に第２基部２２の内部へと出射する。レンズ２３ａが凹レンズとして形成される場合、第２基部２２の内部へと出射した光は、さらに拡がりながらレンズ２４ａへと入射する。レンズ２４ａが凸レンズとして形成される場合、外部と光コネクタ２０との境界面に入射した光は、レンズ２４ａによってコリメートされる。このように、光コネクタモジュール１は、光伝送路１０から出射した光をコリメートした状態で外部へと伝搬させる。

【0038】

図７は、図６のVII部に対応する拡大図である。図７は、図１の光伝送路１０の端面の様子を示す。図８は、変形例に係る光伝送路１０の端面の様子を示した、図７に対応する拡大図である。

【0039】

図７に示すとおり、光伝送路１０の前端面は、基体４０の前端面と一致する。すなわち、クラッド１１及びコア１２の前端面が、基体４０の前端面に沿って、同一平面上に形成される。しかしながらこれに限定されず、図８に示すとおり、光伝送路１０の端面、特にコア１２の端面は、光コネクタ２０側に突出する曲面であってもよい。特に、コア１２の端面は、クラッド１１の端面よりも光コネクタ２０側に突出する曲面であってもよい。

【0040】

以上のような第１実施形態に係る光コネクタモジュール１は、結合損失を低減しつつ、小型化に寄与できる。すなわち、光コネクタモジュール１は、第１側面Ａ１においてコア１２と対向する位置に第１レンズ部２３が設けられることで、光の回折効果が生じる距離を短くして結合損失を低減できる。光コネクタモジュール１は、第１レンズ部２３と光伝送路１０との間の距離が短く、全体の小型化に寄与できる。特に、光コネクタモジュール１は、光の伝搬方向に沿った幅を低減できる。

【0041】

光コネクタモジュール１は、屈折率調整剤３０を介在させることで、結合損失を低減できる。すなわち、光コネクタモジュール１は、回折効果による損失、外部からの異物による光の散乱又は吸収に伴う損失及びフレネル反射による損失を低減できる。

【0042】

具体的には、光コネクタモジュール１は、コア１２の屈折率と略同一の屈折率を有する屈折率調整剤３０が光路中に配置されることで、空気中の場合と比較して回折効果による光の拡がりを抑制できる。これにより、光コネクタモジュール１は、回折効果によって第１レンズ部２３と結合しない光の割合を低減できる。

【0043】

また、屈折率調整剤３０は、異物の混入を防止する役割も果たす。すなわち、光コネクタモジュール１は、空隙Ｓが屈折率調整剤３０によって充填されることで、外部からの異物の混入を防止できる。これにより、光コネクタモジュール１は、外部からの異物による光の散乱又は吸収に伴う損失を防止して、結合損失を低減できる。

【0044】

さらに、光コネクタモジュール１は、屈折率調整剤３０の屈折率がコア１２の屈折率と略同一であるので、互いの境界面におけるフレネル反射を抑制できる。すなわち、光コネクタモジュール１は、高い透過率で光をコア１２から出射させ、結合効率を向上できる。

【0045】

光コネクタモジュール１は、曲率する第２レンズ部２４を有することで、第１レンズ部２３と組み合わせた２つのレンズ部による光学調整を可能とする。すなわち、光コネクタモジュール１は、２つのレンズ部によって光学調整の自由度を向上できる。これにより、光コネクタモジュール１は、所望のビーム状態を有する出射光を容易に提供できる。

【0046】

光コネクタモジュール１は、第１レンズ部２３が凹レンズとして形成されることで、コア１２から出射された光を強制的に拡げることができる。特に、光コネクタモジュール１は、第１側面Ａ１においてコア１２と対向する位置に凹レンズが設けられることで、屈折率調整剤３０によって拡がりが抑制された光を出射後の早い段階で強制的に拡げることができる。

【0047】

光コネクタモジュール１は、第２レンズ部２４が凸レンズとして形成されることで、凹レンズの第１レンズ部２３によって拡げられた光をコリメート光に変換できる。特に、光コネクタモジュール１は、第１レンズ部２３及び第２レンズ部２４による凹レンズ及び凸レンズの組合せによって、大口径のコリメート光を提供できる。これにより、光コネクタモジュール１は、より小さなスポットに効率良く集光可能なコリメート光を提供できる。すなわち、光コネクタモジュール１は、特性の良いコリメート光を出射できる。また、光コネクタモジュール１は、大口径のコリメート光によって光結合の許容範囲を広げることができる。換言すると、光コネクタモジュール１は、光結合の対象となる他のモジュールとの間で光軸がずれていたとしても、所定の許容範囲において光結合を可能とする。

【0048】

光コネクタモジュール１は、屈折率調整剤３０が第１レンズ部２３及びコア１２の端面と密着することで、回折効果による光の拡がりをより効果的に抑制できる。これにより、光コネクタモジュール１は、回折効果によって第１レンズ部２３と結合しない光の割合をさらに低減できる。また、光コネクタモジュール１は、当該構成によって光の伝搬方向に沿った空隙Ｓの幅を低減できる。これにより、光コネクタモジュール１は、全体の小型化、特に光の伝搬方向に沿った幅の低減に寄与できる。

【0049】

光コネクタモジュール１は、屈折率調整剤３０によって光伝送路１０と光コネクタ２０とが固定されることで、使用、経年劣化などによる光軸ずれを抑制できる。したがって、光コネクタモジュール１は、最初の位置決めによって互いの相対位置が定められた状態で、長期にわたって略同一の光学特性を維持できる。このように、光コネクタモジュール１は、製品としての品質を向上できる。

【0050】

光コネクタモジュール１は、光伝送路１０の端面を光コネクタ２０側に突出する曲面として維持することで、生産性の向上に寄与する。すなわち、光コネクタモジュール１は、光伝送路１０の端面を研磨する必要がなく、生産工程の一部を省略できる。これにより、光コネクタモジュール１は、生産コストの削減にも寄与する。この場合、平面度が小さい平面である場合と比較して、光伝送路１０の端面ではフレネル反射が増大する傾向にある。しかしながら、光コネクタモジュール１は、光伝送路１０の端面を屈折率調整剤３０と当接させることで、フレネル反射を抑制できる。光コネクタモジュール１は、光伝送路１０の端面が光コネクタ２０側に突出する曲面であることで、当該端面においてもレンズ効果を発揮できる。

【0051】

光コネクタモジュール１は、コア１２の端面がクラッド１１の端面よりも光コネクタ２０側に突出する曲面であることで、上記の関連する効果をより顕著に奏する。

【0052】

光コネクタモジュール１は、第１レンズ部２３の半幅ｒ_１がコア１２の半径よりも大きいことで、コア１２の端面から出射して拡がった光を第１レンズ部２３によって漏れなく受けることができる。これにより、光コネクタモジュール１は、回折による結合損失を抑制できる。光コネクタモジュール１は、第２レンズ部２４も同様の構成とすることで、回折による結合損失をさらに抑制できる。

【0053】

光コネクタモジュール１は、屈折率調整剤３０と共に光コネクタ２０もコア１２の屈折率と略同一の屈折率を有する材料によって構成されることで、フレネル反射を抑制して、結合損失を低減できる。

【0054】

（第２実施形態）
図９は、第２実施形態に係る光コネクタモジュール１を示す斜視図である。第２実施形態に係る光コネクタモジュール１は、光伝送路１０が光ファイバ１３により構成される点で第１実施形態と異なる。以下では、第２実施形態に係る光コネクタモジュール１において、第１実施形態と共通する構成部については同一の符号を付す。共通する構成部及びその機能の説明については省略し、第１実施形態と異なる点について主に説明する。

【0055】

光伝送路１０は、図９に示すとおり、複数の光ファイバ１３により構成される。各光ファイバ１３は、クラッド１１及びコア１２（図１４参照）、並びに必要に応じて被膜を有している。クラッド１１は、ガラスにより構成されてもよいし、樹脂によって構成されてもよい。同様に、コア１２は、ガラスにより構成されてもよいし、樹脂によって構成されてもよい。各光ファイバ１３の導波モードは、シングルモード及びマルチモードのいずれであってもよい。各光ファイバ１３は、汎用のシングルモードファイバ、分散シフトシングルモードファイバ、ステップインデックスマルチモード光ファイバなど、任意の種類の光ファイバであってよい。複数の光ファイバ１３は、シースによって覆われるように束ねられてもよいし、束ねられていなくてもよい。複数の光ファイバ１３は、例えば、光コネクタ２０の内部において、左右方向に一列に配列されている。

【0056】

図１０は、図９の光コネクタ２０単体を示す斜視図である。

【0057】

光コネクタ２０は、光伝送路１０のコア１２の屈折率と略同一の屈折率を有する材料によって構成されてもよい。光コネクタ２０は、基部５１と、基部５１と前方に連続するように形成される開口構成部５２と、を有する。

【0058】

開口構成部５２には、光伝送路１０を挿通するための開口部５３が形成される。光コネクタ２０は、複数の光ファイバ１３を保持するための保持部５４を基部５１内に有する。光コネクタ２０は、保持部５４内において、複数のガイド溝５５を有する。複数のガイド溝５５は、光伝送路１０を構成する複数の光ファイバ１３をそれぞれ保持するための溝である。ガイド溝５５の数は、光伝送路１０を構成する光ファイバ１３の本数以上である。

【0059】

光コネクタ２０は、複数のガイド溝５５の後方にそれぞれ連続する複数の貫通孔５６を有する。光コネクタ２０は、ガイドピン６０を保持する保持孔５７を備える。保持孔５７は、基部５１及び開口構成部５２の左右両端を貫通するように、光コネクタ２０の左右両端に一対形成される。

【0060】

光コネクタ２０は、基部５１の上面を切欠いた切欠部２５を有する。すなわち、切欠部２５は、略凹形状として形成される。光コネクタ２０は、切欠部２５の内面の一部を構成する第１側面Ａ１に設けられた第１レンズ部２３を有する。光コネクタ２０は、光の伝搬方向において第１側面Ａ１と反対側の第２側面Ａ２に設けられた第２レンズ部２４を有する。

【0061】

図１１は、図９の光コネクタモジュール１を分解して示した分解斜視図である。図１２は、図９のXII-XII矢線に沿う断面図である。図１３は、図１２のXIII部に対応する拡大図である。

【0062】

図１１に示すとおり、光伝送路１０は、光コネクタ２０に前方から挿入される。光伝送路１０は、光伝送路１０のクラッド１１及びコア１２の端部が貫通孔５６より後方に露出した状態で光コネクタ２０により保持される。屈折率調整剤３０は、切欠部２５を満たすように上方から充填される。左右一対のガイドピン６０が、光伝送路１０を保持した光コネクタ２０の保持孔５７に挿入される。

【0063】

以上により、光コネクタモジュール１の組み立てが完了する。

【0064】

図１２及び図１３に示すとおり、光コネクタモジュール１が完成した状態で、第１レンズ部２３、第２レンズ部２４及び屈折率調整剤３０は、第１実施形態と同様に構成される。光伝送路１０の後端面から光が出射する場合の光の伝搬の様子についても同様である。第２レンズ部２４から光が入射する場合の光の伝搬の様子についても同様であり、光の伝搬方向を真逆にした状態で第１実施形態における説明が適用され得るものと理解されたい。

【0065】

図１４は、図１３のXIV部に対応する拡大図である。図１４は、図９の光伝送路１０の端面の様子を示す。図１５は、変形例に係る光伝送路１０の端面の様子を示した、図１４に対応する拡大図である。

【0066】

図１４に示すとおり、光伝送路１０の端面は、光コネクタ２０側、特に第１側面Ａ１側に突出する曲面である。一例として、光伝送路１０の端面は、クラッド１１及びコア１２の端面が同一曲面となるように構成される。しかしながらこれに限定されず、図１５に示すとおり、光伝送路１０の端面、特にコア１２の端面は、クラッド１１の端面よりも第１側面Ａ１側に突出する曲面であってもよい。

【0067】

以上のような第２実施形態に係る光コネクタモジュール１は、第１実施形態と同様の効果を奏する。

【0068】

（第３実施形態）
図１６は、第３実施形態に係る光コネクタモジュール１を示す斜視図である。図１７は、図１６のXVII-XVII矢線に沿う断面の一部を拡大した拡大断面図である。第３実施形態に係る光コネクタモジュール１は、第１実施形態に係る光学系と第２実施形態に係る光学系とを組み合わせたものである。以下では、第３実施形態に係る光コネクタモジュール１において、第１実施形態及び第２実施形態と共通する構成部については同一の符号を付す。共通する構成部及びその機能の説明については省略し、第１実施形態及び第２実施形態と異なる点について主に説明する。

【0069】

図１６に示すとおり、第３実施形態に係る光コネクタモジュール１は、第１実施形態に係る光コネクタ２０ａと第２実施形態に係る光コネクタ２０ｂとを接続して、第１実施形態に係る光伝送路１０ａと第２実施形態に係る光伝送路１０ｂとを光結合する。

【0070】

より具体的には、光コネクタ２０ａと光コネクタ２０ｂとを上下左右方向の位置が略一致するように、前後方向に並べる。この状態で、一対のガイドピン６０が、貫通孔２２ａに挿入される。これにより、光コネクタ２０ａと光コネクタ２０ｂとが接続する。このとき、貫通孔２２ａによって、光コネクタ２０ａに対する光コネクタ２０ｂの位置が決定される。これにより、図１７に示すとおり、光伝送路１０ａの端面及び光伝送路１０ｂの端面が略同一の光軸上に配置され、光伝送路１０ａを構成する光導波路と、光伝送路１０ｂを構成する対応する複数の光ファイバ１３とが、それぞれ光結合する。

【0071】

例えば、光伝送路１０ａから出射した光は、屈折率調整剤３０ａ、第１レンズ部２３１及び第２レンズ部２４１を通過して、コリメート光として出射する。コリメート光は、第２レンズ部２４２、第１レンズ部２３２及び屈折率調整剤３０ｂを通過して、光ファイバ１３へと入射する。光の伝搬方向が真逆の場合であっても同様の説明が適用されるものとする。

【0072】

以上のような第３実施形態に係る光コネクタモジュール１は、第１実施形態及び第２実施形態と同様の効果を奏する。第３実施形態に係る光コネクタモジュール１は、大口径のコリメート光によって、効率良い集光可能性かつ広範な光結合の許容範囲を実現した状態で、異なる２つの光伝送路１０ａ、１０ｂを光結合できる。

【0073】

本発明は、その精神又はその本質的な特徴から離れることなく、上述した実施形態以外の他の所定の形態で実現できることは当業者にとって明白である。したがって、先の記述は例示的なものであり、これに限定されるものではない。発明の範囲は、先の記述によってではなく、付加した請求項によって定義される。あらゆる変更のうちその均等の範囲内にあるいくつかの変更は、その中に包含されるものとする。

【0074】

例えば、上記では、屈折率調整剤３０は、空隙Ｓ全体に充填されるものとして説明したが、これに限定されない。屈折率調整剤３０は、第１側面Ａ１とコア１２の端面との間に介在し、かつ、所望の光学特性が得られるのであれば、空隙Ｓの一部にのみ配置されてもよい。

【0075】

上記では、第１レンズ部２３及び第２レンズ部２４の形状は、平面視において略半円形であるものとして説明したが、これに限定されない。第１レンズ部２３及び第２レンズ部２４の形状は、球面であってもよいし、非球面であってもよい。

【0076】

第１レンズ部２３は、ｄ≦（２ｒ_１）／２＝ｒ_１の条件を満たす構成に限定されない。所望の光学特性が得られるのであれば、第１レンズ部２３において、全幅２ｒ_１に対する幅ｄの比率が、１／２よりも大きくてもよい。

【0077】

第１レンズ部２３は、凹レンズであるものとして説明したがこれに限定されない。所望の光学特性が得られるのであれば、第１レンズ部２３は、凸レンズなどの任意のタイプのレンズであってもよい。

【0078】

所望の光学特性が得られるのであれば、光コネクタ２０は、第２レンズ部２４を有さなくてもよい。また、第２レンズ部２４は、凸レンズであることに限定されず、凹レンズなどの任意のタイプのレンズであってもよい。

【0079】

光導波路又は光ファイバ１３によって構成される光伝送路１０の端面は、平面であってもよいし、曲面であってもよい。当該端面は、曲面により形成される場合、凹面であってもよいし、凸面であってもよい。特に、光伝送路１０のクラッド１１及びコア１２の端面の形状及び位置は、図７、８、１４及び１５に示したものに限定されない。所望の光学特性が得られるのであれば、光伝送路１０のクラッド１１及びコア１２の端面は、任意の形状で任意の位置に配置されてもよい。例えば、コア１２と第１レンズ部２３とが離間しており、その間に屈折率調整剤３０が充填されているのであれば、クラッド１１は、光コネクタ２０、特に第１側面Ａ１と当接してもよい。

【符号の説明】

【0080】

１ 光コネクタモジュール
１０、１０ａ、１０ｂ 光伝送路
１１ クラッド
１２ コア
１３ 光ファイバ
２０、２０ａ、２０ｂ 光コネクタ
２１ 第１基部
２１ａ 下面
２１ｂ 凹部
２２ 第２基部
２２ａ 貫通孔
２３、２３１、２３２ 第１レンズ部
２３ａ レンズ
２４、２４１、２４２ 第２レンズ部
２４ａ レンズ
２５ 切欠部
２６ 接着部
３０、３０ａ、３０ｂ 屈折率調整剤
４０ 基体
５１ 基部
５２ 開口構成部
５３ 開口部
５４ 保持部
５５ ガイド溝
５６ 貫通孔
５７ 保持孔
６０ ガイドピン
Ａ１ 第１側面
Ａ２ 第２側面
Ｓ 空隙

【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14】

【図15】

【図16】

【図17】