JP2012013805A - フェルール及び光ファイバ付きフェルール - Google Patents

Abstract

【課題】成形が容易であり、出射方向のばらつきを低減可能なフェルールを提供する。
【解決手段】光ファイバ２の先端に取り付けて光ファイバ２と他の光学部品とを光接続するフェルール１であって、光ファイバ２の中間部を位置決めする位置決め手段７と、位置決め手段７により位置決めされた光ファイバ２の先端部が突出可能な第１の内壁６ｂと、それと対向する第２の内壁６ａを少なくとも有する凹所６とを備え、第１の内壁６ｂと第２の内壁６ａの間の距離Ｌが、光ファイバ２の外径Ｄの４倍以下であり、光ファイバ２を、第１の内壁６ｂから突出させるとともに第２の内壁６ａにほぼ突き当てた状態で凹所６に接着剤４を充填硬化させて固定可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板またはモジュール上の光素子や他のコネクタに取り付けられた光ファイバなどの光学部品を光ファイバと光接続するために光ファイバの先端に取り付けるフェルール及び光ファイバ付きフェルールに関する。

近年、基板上に発光素子（半導体レーザ等）や受光素子（フォトダイオード等）などの光素子を搭載し、この基板に沿って配線された光ファイバの先端部に組み立てた光コネクタを、前記光素子に光接続されるように固定する方式が広く用いられてきている。
光ファイバを光素子あるいは他の光ファイバと光接続するときには、軸方向のずれにより接続損失が増大するので、光ファイバの軸を位置決めする必要がある。

例えば特許文献１には、光ファイバを挿通する光ファイバ挿通孔と、この光ファイバ挿通孔が開口した先端配置空間とを形成し、光ファイバの先端部を先端配置空間に配置し、先端配置空間に接着剤を充填して光ファイバを固定した光路変更部材が記載されている。

特開２００９−１０４０９６号公報

光ファイバの中間部のみを位置決めして、光ファイバの先端部を先端配置空間に配置して接着固定する場合、接着剤が硬化時に収縮することにより、先端配置空間内で光ファイバが側方から力を受け、光ファイバ先端部の位置が移動し、出射方向がばらついていた。また、これを避けるために、光ファイバの先端部を位置決めする位置決め手段をフェルールにさらに形成したとしても、この先端部の位置決め手段と、中間部を位置決めする位置決め手段との相対的な位置関係を高精度で合わせる必要があり、フェルールの成形が困難であった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、成形が容易であり、出射方向のばらつきを低減可能なフェルールを提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、光ファイバの先端に取り付けて前記光ファイバと他の光学部品とを光接続するフェルールであって、前記光ファイバの中間部を位置決めする位置決め手段と、前記位置決め手段により位置決めされた前記光ファイバの先端部が突出可能な第１の内壁と、それと対向する第２の内壁を少なくとも有する凹所とを備え、前記第１の内壁と前記第２の内壁の間の距離が、前記光ファイバの外径の４倍以下であり、前記光ファイバを、前記第１の内壁から突出させるとともに前記第２の内壁にほぼ突き当てた状態で前記凹所に接着剤を充填硬化させて固定可能なフェルールを提供する。

フェルールが使用波長に対して透明な樹脂であることも可能である。
前記凹所は、前記第１の内壁と前記第２の内壁の間の距離より広く開口した接着剤投入口を有することも可能である。
前記接着剤投入口は、前記第１の内壁側または前記第２の内壁側のうちの少なくとも一方に傾斜面を有することも可能である。
前記フェルールには、前記位置決め手段により位置決めされた前記光ファイバの先端と前記他の光学部品の間の光路を変換する反射部を有することも可能である。

また、本発明は、上記のフェルールに前記光ファイバを固定した光ファイバ付きフェルールを提供する。
また、本発明は、上記のフェルールを備える光コネクタを提供する。

本発明によれば、接着剤の硬化時の収縮による光ファイバの位置ずれを抑制し、光ファイバの出射方向のばらつきを低減することができる。また、光ファイバの先端部を位置決めする第２の位置決め手段を形成する必要がなく、フェルールの成形が容易である。

図１（ａ）は、本発明の光ファイバ付きフェルールの一例を示す平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。 図２（ａ）は、比較例の光ファイバ付きフェルールの一例を示す平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 図３は、接着剤の硬化時の収縮による光ファイバの位置ずれの説明図である。 図４は、本発明のフェルールの一例を示す平面図である。 図５（ａ）は、図４のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 図６は、図４に示すフェルールにより光ファイバと基板上の光素子とを光接続する様子の一例を示す断面図である。 図７（ａ）は、接着剤投入口が傾斜面されたフェルールの一例を示す平面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。 図８（ａ）は、凸レンズを有するフェルールの一例を示す平面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。 図９（ａ）は、凹反射面を有するフェルールの一例を示す平面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。 図１０（ａ）は、光ファイバ穴の一例を示す断面図であり、図１０（ｂ）は、Ｖ溝の一例を示す断面図であり、図１０（ｃ）は、Ｕ溝の一例を示す断面図である。 図１１は、Ｖ溝を有する本体と押さえ蓋を備えるフェルールの一例を示す断面図である。 図１２（ａ）は、実施例のフェルールによる光接続の状態の一例を示す断面図であり、図１２（ｂ）は、比較例のフェルールによる光接続の状態の一例を示す断面図である。 図１３は、実施例によるビーム角αの標準偏差の測定結果の一例を示すグラフである。

以下、好適な実施の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
図１に示すように、本形態例のフェルール１は、光ファイバ２の先端に取り付けて光ファイバ２と他の光学部品とを光接続するフェルールであって、光ファイバ２の中間部を位置決めする位置決め手段７と、位置決め手段により位置決めされた光ファイバ２の先端部が突出可能な第１の内壁６ｂと、それと対向する第２の内壁６ａを少なくとも有する凹所６とを備え、光ファイバ２を、第１の内壁６ｂから突出させるとともに第２の内壁６ａにほぼ突き当てた状態で凹所６に接着剤４を充填硬化させて固定可能である。
このフェルールは、光コネクタ用フェルールとして利用可能である。光コネクタは、フェルールを備えるとともに、このフェルールを、他の光学部品または他の光学部品が搭載された基板やモジュール等と機械的に結合するための構成（例えば、ハウジング、ラッチ、ネジ、バネ、アーム、嵌合ピンなど）を備えることができる。

光ファイバ２は、例えば、光ファイバ心線や多心光ファイバテープ心線の先端に口出しされた単心の光ファイバ心線、光ファイバ素線、または裸光ファイバである。図１（ｂ）に示す例では、光ファイバ２は周囲に被覆３が設けられ、位置決め手段７内に配置される光ファイバ２の中間部及び凹所６内に配置される光ファイバ２の先端部では、被覆３が除去（口出し）されている。光ファイバ２の先端面２ａは、長手方向に対して垂直に形成することが好ましい。
光ファイバの種類は特に限定されるものではなく、石英系光ファイバ、プラスチック光ファイバ、マルチモード光ファイバ、シングルモード光ファイバ等のいずれでも良い。

光ファイバ２の中間部を位置決めする位置決め手段としては、図１０（ａ）に示す光ファイバ穴２２ａ、図１０（ｂ）に示すＶ溝２２ｂ、図１０（ｃ）に示すＵ溝２２ｃ等が挙げられる。なお、図１０（ａ）〜（ｃ）の各図は、位置決め手段及び光ファイバ１２の長手方向に垂直な断面を示す。

フェルール１は、１本の光ファイバが取り付けられる単心用にも、２本以上の光ファイバが取り付けられる多心用にも構成することが可能である。位置決め手段７は、凹所６に光ファイバ２を突出できるように、第１の内壁６ｂで開口している。位置決め手段７に光ファイバ２を挿入するとき、位置決め手段７の内部に滞留していた空気等の気体は、凹所６へ排出される。これにより、光ファイバ穴２２ａの内径と光ファイバ２の外径との差が小さい場合でも、円滑に光ファイバ２を挿入することが可能である。

本形態例の場合、フェルール１は、透明材料により一体で成形されたフェルール本体５からなる。フェルール本体５を構成する材料としては、例えばポリカーボネート、変性ポリオレフィン、エポキシ系樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）などの透明な樹脂が挙げられる。
フェルール本体５は、例えば射出成形等の樹脂成形法によって製造することができる。フェルール本体５の形状は、特に限定されるものではないが、例えば偏平な直方体状（cuboid）、あるいはこれに類似した形状とすることができる。

凹所６内に配置した光ファイバ２が他の光学部品と光結合するためには、第２の内壁６ａは、少なくとも光ファイバ２の先端面２ａが対向する近傍部において、使用波長に対して透明であればよい。この場合、フェルール本体５の他の部分は、不透明材料で構成されても構わない。なお、本発明において光接続に用いる光は、可視光線に限らず、紫外線や赤外線などの場合もあり、接続損失が実用上支障ない程度に小さければ良い。
フェルール本体５の構成材料の屈折率は、特に限定されるものではなく、光ファイバ２の屈折率より高い、低い、同程度のいずれでも良い。

凹所６は、上方が開口した接着剤投入口６ｄを有する。接着剤４を接着剤投入口６ｄから凹所６内に充填して硬化させると、光ファイバ２が接着剤４によって凹所６に固定される。接着剤４は、位置決め手段７内に浸透させてもよい。これにより、位置決め手段７内でも光ファイバ２の中間部をフェルール１と固定することができる。
接着剤４は光透過性であることが好ましく、特に、屈折率が光ファイバ２のコアと等しいことが好ましい。接着剤４は、被着体であるフェルール１や光ファイバ２の材質に応じて接着力に優れるものが好ましい。具体例としては、熱硬化型のエポキシ系接着剤、アクリル系接着剤などが挙げられる。

光ファイバ２の先端面２ａと凹所６の第２の内壁６ａとの間に隙間がないように、接着剤の充填硬化に先立って、光ファイバ２の先端面２ａを第２の内壁６ａに押圧した状態で突き当てる（当接させる）ことが好ましい。光ファイバ２の先端面２ａと第２の内壁６ａとの間に圧力が加わっていると、凹所６内で第１の内壁６ｂから突出させた光ファイバ２の先端部がより安定に保持されるので好ましい。このとき光ファイバ２は、凹所６の底部６ｃに接触する必要がない。光ファイバ２の先端面２ａと第２の内壁６ａとの間に隙間がある場合には、この隙間に充填された接着剤４は屈折率整合剤としての機能を発揮するため、光損失を抑えることができる。
光ファイバ２の接着固定後は、硬化した接着剤によって移動が妨げられるため、光ファイバ２の先端面２ａが第２の内壁６ａに突き当たっている場合に限らず、先端面２ａが第２の内壁６ａに近接し、隙間がある状態で接着固定されても構わない。要は、接着剤４の充填から硬化までの間、第１の内壁６ｂから凹所６に突出した光ファイバ２の先端の向きを維持できれば良い。

そのため、本形態例では、第１の内壁６ｂと第２の内壁６ａの間の距離Ｌが、光ファイバ２の外径Ｄの４倍以下である。つまり、Ｌ／Ｄの値が４以下である（Ｌ／Ｄ≦４）。

図２に示すように、フェルール１Ａの凹所６Ａにおいて第１の内壁６ｂと第２の内壁６ａの間の距離Ｌが光ファイバ２の外径Ｄに比べて過度に大きい場合、図３に示すように、接着剤４が硬化するときに収縮４ａが起こり、光ファイバ２の先端面２ａの位置が移動して、位置決め手段７により位置決めされた光ファイバ２の中心軸Ｃからずれることがある。この場合、光ファイバ２の先端部からの光の出射方向（あるいは光ファイバ２の先端部への光の入射方向）にばらつきが生じ、光ファイバ２を他の光学部品と光接続するときの位置合わせが容易でなくなる。特に、フェルールが他の光学部品の搭載された基板やモジュール等に対して連結するための手段（図示せず）を備える場合には、光ファイバ２の出射または入射の方向がずれても、フェルール全体の向きを変えて調整することは困難である。

図３に示すように、接着剤４の収縮４ａは、光ファイバ２の長手方向（左右方向）に沿った凹所６Ａの中央部では大きく、該長手方向に対向する両側の内壁６ａ，６ｂ付近では小さい。これは、接着剤４と内壁６ａ，６ｂとの相互作用により、収縮４ａの影響が抑制されるためと考えられる。しかしながら、Ｌ／Ｄが大きい場合には、中央部の収縮４ａに引きずられて第２の内壁６ａ付近でも接着剤４の移動が起こり、さらに光ファイバ２が位置決め手段７から片持ち梁として突出する長さが大きいことから、光ファイバ２の先端部が接着剤４の移動に抗しきれずに曲がりを生じ、光ファイバ２先端部の方向がばらつくと考えられる。

これに対して、図１に示すように、Ｌ／Ｄが４以下である場合は、位置決め手段７からの突出長さが小さいため、接着剤４の収縮による光ファイバ２先端部の移動が光ファイバ２自身の剛性によって無視できるレベルに抑制され、光ファイバ２先端部の方向のばらつきをなくすことができる。
なお、Ｌ／Ｄの下限は特に限定されるものではなく、第１の内壁６ｂと第２の内壁６ａの間の距離Ｌが、接着剤４を凹所６に投入可能な程度に確保されれば良い。例えば、光ファイバ２の外径Ｄが０．１２５ｍｍの場合、Ｌは約０．０６ｍｍ以上、Ｌ／Ｄは０．５以上が好ましい。

接着剤４の収縮が大きいと、光ファイバ２先端部の移動量が大きくなるため、光ファイバ２先端部の向きのばらつきも大きくなる傾向がある。このため、収縮率の小さい接着剤４を用いることが好ましい。例えば、収縮率５〜１０％の接着剤よりは、収縮率３〜５％の接着剤のほうが好ましい。なお、接着剤の収縮率は、フェルール１の凹所６に投入した深さが硬化前にはＺであり、硬化後の深さがＺ−ΔＺとなった場合には、以下の式で求めることができる。

（接着剤の収縮率）＝（収縮量ΔＺ）／（硬化前の充填深さＺ）×１００（％）

本形態例のフェルール１は、各光ファイバ２の出射（または入射）方向のばらつきが小さくなるため、１個のフェルール１に複数本の光ファイバ２を接着固定する多心用のフェルールの場合には、特に好適である。
多心用フェルールの場合、フェルールに接着固定される複数本の光ファイバのうち１本でも、接続損失の許容範囲を超えるものを含むと、光ファイバ付きフェルール全体が不良品となる。このため、すべての光ファイバの接続損失が許容範囲を下回る光ファイバ付きフェルールをより確実に作製するためには、フェルールに接着固定する際、光ファイバの先端部の向きのばらつきを小さくする本発明の効果がより顕著となる。

本形態例のフェルール１は、構造を単純化できるので、小型化にも有利である。例えば、特に限定されるものではないが、フェルール寸法を縦横それぞれ７ｍｍ、あるいはそれ以下に抑えることができる。

図４〜６に、光電変換モジュール１６に搭載された光素子１７との光接続に用いられる光コネクタに好適なフェルール１１の一例を示す。
図４に示すフェルール１１は、光ファイバ１２の中間部を位置決めする位置決め手段２２と、位置決め手段２２により位置決めされた光ファイバ１２の先端部が突出可能な第１の内壁２１ｂと、それと対向する第２の内壁６ａを少なくとも有する凹所２１とを備えるフェルール本体２０からなる。

図５に示すように、フェルール本体２０は、下面２０ａが光電変換モジュール１６と対向する接合面とされ、その反対側である上面２０ｂには凹所２１が開口している。光ファイバ１２を、第１の内壁２１ｂから突出させるとともに第２の内壁２１ａにほぼ突き当てた状態で凹所２１に接着剤１４を充填硬化させて固定することが可能である。

本形態例の場合、複数本の光ファイバ１２が１つの被覆１３により一括に被覆されてテープ形光ファイバ心線（ファイバリボン）を構成している。このテープ形光ファイバ心線は、図４に示すように、ブーツ１５と共にフェルール１１に挿入することもできる。フェルール本体２０の後端面２０ｄには、ブーツ収容穴２３が開口されており、光ファイバ１２が位置決め手段２２に挿入されるとき、ブーツ１５はブーツ収容穴２３に収容される。

ブーツ１５は、断面が略矩形の筒状であり、光ファイバを挿入するための貫通穴１５ａを有する。ブーツ収容穴２３の開口断面積は、位置決め手段２２の開口断面積より大きく、ブーツ収容穴２３の幅方向及び厚さ方向の寸法は、それぞれブーツ１５の対応する方向の寸法と同程度である。ブーツ１５は、その弾性力によってブーツ収容穴２３に係合する。固定を確実にするため、ブーツ１５を接着剤（図示せず）によってブーツ収容穴２３に固定しても良い。

複数本の光ファイバ１２がフェルール１１に取り付けられる場合、凹所２１は、各光ファイバ１２の位置決め手段２２が凹所２１とつながるように、複数本の光ファイバ１２の配列方向（図４の上下方向）において、少なくとも各光ファイバ１２が配列される範囲全体に形成されている。この場合、１つの凹所２１に接着剤１４を投入するだけで、すべての光ファイバ１２を接着固定することができる。
凹所２１は、上述したフェルール１の凹所６と同様に、内壁２１ａ，２１ｂと、底部２１ｃと、接着剤投入口２１ｄを有する。凹所２１及び接着剤１４の構成や、凹所２１における光ファイバ１２の接着固定の態様等は、上述したフェルール１の凹所６及び接着剤４と同様の構成や態様等を採用することができるので、重複する説明は省略する。

図６に示すように、光電変換モジュール１６は、光素子１７を搭載あるいは内蔵したモジュールである。光素子１７としては、半導体レーザ（例えばレーザダイオード：ＬＤ）等の発光素子、あるいは、フォトダイオード（ＰＤ）等の受光素子が挙げられる。光電変換モジュール１６は、回路基板（図示せず）上に設置され、回路基板上の駆動回路からの制御信号に基づいて、発光素子を駆動する機能や、受光素子から出力される電気信号を回路基板上の処理回路に伝達する機能を有することができる。

光電変換モジュール１６は、光ファイバ１２が固定されたフェルール１１（光ファイバ付きフェルール１０）を保持するホルダ手段（図示せず）を備える。ホルダ手段の構成は、特に限定されるものではなく、バネによって支持されたアーム、ラッチ、ピン嵌合、磁石などが挙げられる。光ファイバ付きフェルール１０が光電変換モジュール１６上に保持されると、フェルール本体２０の下面２０ａが光素子１７に対向する。このとき、位置決め手段２２により位置決めされた光ファイバ１２は、回路基板等に対して略平行に配置される。位置決め手段２２は、フェルール本体２０の下面２０ａに対して平行でもよく、傾斜してもよい。

フェルール本体２０の前面２０ｃは、凹所２１に配置された光ファイバ１２の先端面１２ａが向かう光路１２ｂの延長線上に位置する面である。この前面２０ｃには、光ファイバ１２の先端と光素子１７との間で光路１２ｂ，１７ａを変換する反射部２４を有する。反射部２４は、フェルール本体２０と外部媒質（空気等）との屈折率差に基づいて、フェルール本体２０内を伝播する光を内面で反射する。また、前面２０ｃに金属層や樹脂層等を設けて反射率を向上させることもできる。反射部２４における反射率は高いほど好ましい。

反射部２４は、例えば位置決め手段２２により位置決めされる光ファイバ１２の長手方向及びこれに直交する方向に対して傾斜した傾斜面でもよい。反射部２４の傾斜角は特に限定されるものではないが、図６に示すように、光ファイバ１２の光路１２ｂと光素子１７の光路１７ａが略直交する場合には、傾斜角を約４５°とすることもできる。

図６に示す形態例では、フェルール本体２０の前面２０ｃは、反射部２４の傾斜角に一致するよう下面２０ａから上面２０ｂに向かって凹所２１に近づくように形成された傾斜面である。複数本の光ファイバ１２がフェルール１１に取り付けられる場合、各光ファイバ１２に対応する反射部２４が前面２０ｃにおいて一つの平面として形成されると、金型の製造コスト等の製造上の観点からは有利である。本形態例の場合、反射部２４となる前面２０ｃは、複数本の光ファイバ１２の配列方向（図４の上下方向）において、少なくとも各光ファイバ１２が配列される範囲全体にわたって同一平面となっている。

反射部２４は、光素子１７が発光素子である場合には、下面２０ａに入射する光を光ファイバ１２の先端面１２ａに向けて反射する。光素子１７が受光素子である場合には、光ファイバ１２の先端面１２ａから出射する光を、下面２０ａを通して光素子１７に向けて反射する。光素子１７が発光部及び受光部の両方を有する複合素子である場合には、光素子１７から光ファイバ１２の先端への方向と、光ファイバ１２の先端から光素子１７への方向との双方向で光接続を行うことができる。

図７に示す光ファイバ付きフェルール１０Ａは、凹所２１の内壁２１ａ，２１ｂと上面２０ｂとの間の角に、上面２０ｂに向かって接着剤投入口２１ｄの開口寸法を拡大する傾斜面２５ａ，２５ｂを有する。これにより、第１の内壁２１ｂと第２の内壁２１ａの間の距離Ｌが小さい場合でも、凹所２１の上方で接着剤投入口２１ｄの開口面積を拡大することができるので、凹所２１の上方から接着剤１４を滴状に投入するとき、接着剤投入口２１ｄを通して凹所２１内に入り込みやすくなる。本形態例の場合、光ファイバ１２の長手方向（図７（ａ）の左右方向）に沿った開口寸法を増大させたが、光ファイバ１２の配列する本数が少数である場合（光ファイバが１本、すなわち単心用の場合でもよい。）には、光ファイバ１２の長手方向に直交する方向（図７（ａ）の上下方向）に沿った開口寸法を増大させても、接着剤１４の投入を容易にする効果が得られる。

傾斜面２５ａ，２５ｂは、第１の内壁２１ｂ側または第２の内壁２１ａ側のうちの少なくとも一方に設けることができ、図示のように両方の内壁２１ａ，２１ｂ側に設けてもよい。傾斜面２５ａ，２５ｂの傾斜角は、図示例では約４５°であるが、特に限定されるものではなく、例えば３０〜６０°とすることができる。第２の内壁２１ａ側に設ける傾斜面２５ａは、反射部２４を有する前面２０ｃに掛からないようにすると、傾斜面２５ａと前面２０ｃとの間に平坦な上面２０ｂの一部が形成されるので、成形上、有利である。

接着剤投入口２１ｄの開口寸法を、第１の内壁２１ｂと第２の内壁２１ａの間の距離Ｌより広くする構成としては、傾斜面２５ａ，２５ｂのほか、内壁２１ａ，２１ｂ全体を湾曲または傾斜させ、上面に向かって凹所２１の寸法をテーパ状に徐々に増大させる構成が挙げられる。上述したＬ／Ｄ≦４の要件を満たす限り、位置決め手段２２より上方の光ファイバ１２の存在しない高さにおいて、凹所２１が光ファイバ１２の外径Ｄの４倍より大きく開口していても構わない。

図８に示す光ファイバ付きフェルール１０Ｂは、フェルール本体２０の下面２０ａに集光レンズを有する。集光レンズ２６は、例えば凸レンズである。この集光レンズ２６は反射部２４と光素子１７との間に介在し、反射部２４から光素子１７に向かって、またはその反対に（すなわち、光素子１７から反射部２４に向かって）、光を集束し、接続損失を抑制することができる。集光レンズ２６は、フェルール本体２０の外面を凸状に形成することにより、フェルール本体２０と一体的に形成することもできる。また、フェルール本体２０とは別体に形成されたレンズをフェルール本体２０に固定してもよい。

集光レンズ２６が下面２０ａから下方に突出する突出量を抑制するため、フェルール本体２０の下面２０ａから凹部２６ａをくぼませ、この凹部２６ａ内に集光レンズ２６を形成することもできる。凹部２６ａの深さを集光レンズ２６の突出寸法より大きくすると、集光レンズ２６がフェルール本体２０の下面２０ａより内側（図８（ｂ）の上方）に収容され、好ましい。

図８（ａ）に示すように、フェルール本体２０に複数本の光ファイバ１２が固定される場合、集光レンズ２６は、光ファイバ１２毎に設けられ、複数の集光レンズ２６が光ファイバ１２の配列方向に配列する。凹部２６ａは、集光レンズ２６毎に設けてもよいし、図８（ａ）に例示するように、１つの凹部２６ａ内に複数の集光レンズ２６を形成してもよい。凹部２６ａは、下面２０ａに矩形状に開口した溝部であってもよい。

図９に示す光ファイバ付きフェルール１０Ｃは、フェルール本体２０の前面２０ｃに、曲面からなる反射部２７を有する。反射部２７は、例えば凹反射面であり、球面でも非球面でもよい。この反射部２７は光ファイバ１２の先端と光素子１７との間に介在し、光ファイバ１２の先端及び光素子１７に対して凹面鏡として機能する。
これにより、光ファイバ１２と光素子１７との間で光を集束し、接続損失を抑制することができる。つまり、光素子１７が発光素子である場合には、光素子１７から反射部２７に向かって発散した光を光ファイバ１２の先端に向かって集束させることができる。また、光素子１７が受光素子である場合には、光ファイバ１２の先端から反射部２７に向かって発散した光を光素子１７に向かって集束させることができる。
反射部２７の焦点の位置は、光ファイバ１２の先端面１２ａ上、光素子１７の発光面上または受光面上にあってもよく、あるいは若干のずれがあっていてもよい。

反射部２７は、フェルール本体２０と外部媒質（空気等）との屈折率差に基づいて、フェルール本体２０内を伝播する光を内面で反射する。また、前面２０ｃに金属層や樹脂層等を設けて反射率を向上させることもできる。反射部２７における反射率は高いほど好ましい。反射部２７は、内面反射する光から見て凹状に形成されればよいため、フェルール本体２０の前面２０ｃを外側から見て凸状に形成することにより、フェルール本体２０と一体的に形成することもできる。また、フェルール本体２０とは別体に形成された凹面鏡をフェルール本体２０に固定してもよい。
図９（ａ）に示すように、フェルール本体２０に複数本の光ファイバ１２が固定される場合、反射部２７は、光ファイバ１２毎に設けられ、複数の反射部２７が光ファイバ１２の配列方向に配列する。

位置決め手段２２は、図１０（ａ）に示すように、光ファイバ１２の周囲を全周にわたって取り囲む光ファイバ穴２２ａであってもよい。一体成形品において光ファイバ穴２２ａのような細径の貫通穴を形成する場合には、フェルール本体２０の成形時にピン状の型を光ファイバ穴の位置に配置して材料の流入を防ぐことで、フェルール本体２０の成形と同時に光ファイバ穴を形成することが可能である。この手法は、ドリル等を用いた後加工に比べて高精度の光ファイバ穴２２ａを容易に形成できるので、特に複数の光ファイバ穴２２ａを有する多心用のフェルール１１に好適である。

位置決め手段２２としては、図１０（ｂ）に示すＶ溝２２ｂ、図１０（ｃ）に示すＵ溝２２ｃ等を採用することも可能である。
この場合、図１１に示すように、Ｖ溝２２ｂやＵ溝等の光ファイバ収容溝を有するフェルール本体２８に対して、板状部材からなる押さえ蓋２９を被せ、フェルール本体２８と押さえ蓋２９との間に光ファイバ１２を接着固定してもよい。

以上、本発明を好適な実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
図６〜９においては、フェルール本体２０の反射部２４，２７を、フェルール本体２０の外面である前面２０ｃに形成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、反射部をフェルール本体の内部に形成することもできる。例えば、フェルール本体２０の前面２０ｃと凹所２１との間の位置において、フェルール本体の上面２０ｂから断面Ｖ字状などに形成した凹部を反射面とすることもできる。また、反射ミラーとなる金属等の薄片をフェルール本体に埋め込んで反射部を構成することも可能である。

以下、実施例をもって本発明を具体的に説明する。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。

この実施例では、光ファイバとして、外径が０．１２５ｍｍの石英系光ファイバを有する、多心（１２心）のテープ形光ファイバ心線を用いた。また、フェルールは、図１２に示すように、凹所２１に光ファイバ１２の先端部を接着剤１４で固定し、フェルール本体２０の前面に平坦面として形成された反射部２４における反射によって光路１２ｂ，１７ａの向きを９０°変換して、光ファイバ１２と光素子１７とを光接続する構造のフェルール本体２０を有するものを用いた。フェルールの位置決め手段２２は、内径が０．１２７ｍｍの光ファイバ穴とした。

各サンプルにおける凹所２１における第１の内壁２１ｂと第２の内壁２１ａの間の距離Ｌは、表に示すように、Ｌ／Ｄが０．５、１、２、３、４、５及び６となる７種類で設計し、これら７種類のサンプルをそれぞれ約３０個作製した。１つのフェルールに１２個の光ファイバ穴を形成し、１２本の光ファイバを位置決め及び固定できるようにした。

光ファイバごとに、図１２（ｂ）に示すように、下面２０ａに直交する方向である基準方向に対するビーム角αを測定した。ここで、上記基準方向は、光素子１７と光接続したときの光素子１７の光軸方向に相当し、ビーム角αは、光素子１７の光軸方向に対するビーム角に相当する。この例では、ビーム角αは、光ファイバ１２から出射された光が反射部２４で反射して出射するときの角度を、上記基準方向からのずれ角として測定したものである。接着剤１４の収縮１４ａ等によって光ファイバ１２の先端部が移動すると、光路１２ｂが正規の方向からずれて、ビーム角αが大きくなる。

Ｌ／Ｄ＝０．５、Ｌ／Ｄ＝１、Ｌ／Ｄ＝２、Ｌ／Ｄ＝３、Ｌ／Ｄ＝４、Ｌ／Ｄ＝５、及びＬ／Ｄ＝６の７種類のそれぞれについて、フェルールの個数にして約３０個、光ファイバの本数にして約３６０本のビーム角αを測定した。それぞれのＬ／Ｄについて、１２本（１２心）ある光ファイバ毎のビーム角αの標準偏差を算出し、これらを平均したものをそれぞれのＬ／Ｄについてのビーム角αの標準偏差とした。その結果を表１に示す。また、表１の結果をグラフに表した結果を図１３に示す。

表１及び図１３に示すように、Ｌ／Ｄ≦４となるように凹所２１の内壁２１ａ，２１ｂ間の距離Ｌを設計すると、ビーム角αの標準偏差が小さく、Ｌ／Ｄが５以上の場合には、ビーム角αの標準偏差が格段に大きくなる結果となった。このことから、Ｌ／Ｄ≦４とすることによって、接続損失の小さいフェルールを、より高い歩留まりで作製可能になることが分かる。

１，１Ａ，１１…フェルール、２，１２…光ファイバ、２ａ，１２ａ…光ファイバの先端面、４，１４…接着剤、６，６Ａ，２１…凹所、６ａ，２１ａ…第２の内壁、６ｂ…第１の内壁、６ｄ，２１ｄ…接着剤投入口、７，２２…位置決め手段、１７…光素子、２２ａ…光ファイバ穴、２５ａ，２５ｂ…傾斜面、Ｌ…第１の内壁と第２の内壁の間の距離、Ｄ…光ファイバの外径。

Claims (7)

1. 光ファイバの先端に取り付けて前記光ファイバと他の光学部品とを光接続するフェルールであって、
   前記光ファイバの中間部を位置決めする位置決め手段と、
   前記位置決め手段により位置決めされた前記光ファイバの先端部が突出可能な第１の内壁と、それと対向する第２の内壁を少なくとも有する凹所と
   を備え、
   前記第１の内壁と前記第２の内壁の間の距離が、前記光ファイバの外径の４倍以下であり、
   前記光ファイバを、前記第１の内壁から突出させるとともに前記第２の内壁にほぼ突き当てた状態で前記凹所に接着剤を充填硬化させて固定可能な
   フェルール。
2. 使用波長に対して透明な樹脂である請求項１に記載のフェルール。
3. 前記凹所は、前記第１の内壁と前記第２の内壁の間の距離より広く開口した接着剤投入口を有する請求項１に記載のフェルール。
4. 前記接着剤投入口は、前記第１の内壁側または前記第２の内壁側のうちの少なくとも一方に傾斜面を有する請求項３に記載のフェルール。
5. 前記フェルールには、前記位置決め手段により位置決めされた前記光ファイバの先端と前記他の光学部品の間の光路を変換する反射部を有する請求項１に記載のフェルール。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のフェルールに前記光ファイバを固定した光ファイバ付きフェルール。
7. 請求項１〜５のいずれかに記載のフェルールを備える光コネクタ。