JP2004109503A

JP2004109503A - 光伝送モジュール

Info

Publication number: JP2004109503A
Application number: JP2002272193A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Yamada; 山田秀則; Junji Okada; 岡田純二; Takehiro Niitsu; 新津岳洋; Tsutomu Hamada; 浜田勉; Hiroshi Oikawa; 及川博
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2002-09-18
Filing date: 2002-09-18
Publication date: 2004-04-08

Abstract

【課題】導光路３ａ，３ｂ，３ｃの固定部材１に対する位置決め精度の向上を図り、通常の切削研磨や射出成形を採用することによりコストダウンを図り、結合損失を低減することにより高性能化を図ることができる光伝送モジュールを提供すること。
【解決手段】固定部材１の配置孔１ａ，１ｂ，１ｃに導光路３ａ，３ｂ，３ｃを配置し、導光路３ａ，３ｂ，３ｃの端部、角部に発生するバリ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄを凹部２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄで収容して逃げる。凹部２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに代えて貫通孔１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，あるいはその他の空孔であっても良い。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光伝送モジュールに関し、特に、精度の高い組み立ての位置決めが可能であり、高性能化及びコストダウンを図る光伝送モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明に関連する先行技術文献情報として次のものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１４７３５１号公報
【０００４】
図５は、特許文献１に記載されている電子回路装置を示す。この電子回路装置は複数の電子回路基板２００（２０１〜２０８）と、光バス回路基板１００にそれぞれの電子回路基板２００（２０１〜２０８）を接続するための複数の電気コネクタ３０１（１つのみ図示）と、電気コネクタ３０１からの電気信号を光信号に変換する電気・光変換回路４００と、光信号を伝送する光信号伝達装置５００と、伝送された光信号を電気信号に変換して電気コネクタ３０１に出力する光・電気変換回路６００が備えられている。ここで、複数の電気コネクタ３０１及び電気・光変換回路４００、光・電気変換回路６００及び複数の電気コネクタ３０１は、図示しない電気配線で接続されている。
【０００５】
電気・光変換回路４００は、例えば、複数のレーザダイオード４１１〜４１８より成るレーザダイオードアレイ４１０と、レーザダイオード駆動回路４２０とにより構成される。一方、光・電気変換回路６００は、複数のフォトダイオード６１１〜６１８より成るフォトダイオードアレイ６１０と、フォトダイオード駆動回路６２０と、フォトダイオードの受光信号をロジック信号として変換できるレベルまで増幅する増幅回路６３０で構成される。また、光信号伝達装置５００は、直方体形状の透光性媒体で構成され、透光性媒体の光入射側端面に透過型光拡散層が配置されているが、図示上省略してある。
【０００６】
次に、図５の電子回路装置の作用を説明する。各電子回路基板２０１〜２０８からの電気信号は、電気コネクタ３０１を介して、レーザダイオード駆動回路４２０に入力し、レーザダイオード駆動回路４２０は、電気信号を入力した電子回路基板２００の１つに対応するレーザダイオード４１１〜４１８の１つを制御して発光させることにより、電気信号を光信号に変換して、光信号伝達装置５００に入射する。
【０００７】
光信号伝達装置５００で入射した光信号は、光・電気変換回路６００内のフォトダイオード６１１〜６１８で受光される。光信号を受光したフォトダイオード６１１〜６１８は、電気信号をフォトダイオード駆動回路６２０に入力し、フォトダイオード駆動回路６２０からの電気信号は増幅回路６３０で増幅されて、電気コネクタ３０１を介して、電子回路基板２０１〜２０８に伝送される。
【０００８】
このようにして複数の電子回路基板２０１〜２０８の間で光信号伝達装置５００を有した光バス回路基板１００を介して信号の送受信が行われる。
ここで、図５の電子回路装置では、光信号伝達装置５００の入出射部にレーザダイオードアレイ４１０の複数のレーザダイオード４１１〜４１８とフォトダイオードアレイ６１０の複数のフォトダイオード６１１〜６１８を正確に光学的に結合されるように位置決めしなければならない。
【０００９】
しかし、位置決めの精度は受発光素子及び光伝送媒体がサイズ的に比較的大きい場合はあまり問題にならないが、信号速度の高速化に伴って受発光素子及び光伝送媒体が小さくなると、より高い位置決め精度が要求されるようになる。
そこで、本出願人は光伝送装置を特願２００２−１１７５３号において提案している。この光伝送装置に係る特許出願は未だ公開されていないので、「従来の技術」を構成するものではないが、以下説明する。
【００１０】
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は特願２００２−１１７５３号の光伝送装置を示す。図６（ａ）において、光信号を伝送する導光路３１の一端に形成された傾斜面を有する光信号の入出射部３３ａと、導光路の他端の各段差部に形成された傾斜面を有する光信号の入出射部３３ｂ、３３ｃ、３３ｄと、導光路３１の一端に設けられた位置決め部３２とを備える。位置決め部３２は、導光路３１の底面に対して垂直面を有する。また、　入出射部３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄは傾斜面として４５度面を有しており、導光路３１の底面に対して垂直な方向から光信号を入射し、または出射し、または入射および出射することができる機能を有している。
【００１１】
図６（ｂ）、（ｃ）において、導光路３１を保持する保持部３７と、導光路３１の位置決め部３２を受け止める位置決め基準部３５とを備える固定部材４０を示す。保持部３７は位置決め基準部３５と一体的に形成されている。また、光伝送装置は、保持部３７上の導光路３１の入出射部３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄに対応する位置にそれぞれ光ファイバ３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄを備える。
【００１２】
光伝送装置における導光路３１の位置決めは次のようにして行われる。まず、保持部３７上に導光路３１を載せる。その後、位置決め基準部３５に位置決め部３２を合わせ、両垂直面が密着するように微調整する。また、幅方向の位置決めは、導光路３１を別の位置決め基準部３５ａの間に挿入することにより自動的に行われる。この位置決め基準部３５ａは、位置決め基準部３５と一体的に構成されているが、別々に構成してもよい。
【００１３】
導光路３１の保持部３７への固定方法については図示を省略しているが、位置決め基準部３５、３５ａを用いて位置決めした後に導光路３１は保持部３７に固定される。固定方法は特に手段を選ばず、上下の挟み込みによる固定、接着や粘着による固定、または、ばねなどによる押し付けによる固定などを用いることができる。
【００１４】
このようにして保持部３７に固定された導光路３１は、例えば、光ファイバ３６ａから垂直な方向に入射された光信号を入出射部３３ａの４５度面を介して水平な方向に伝搬し、対向する各入出射部３３ｂ、３３ｃ、３３ｄの４５度面を介して垂直方向に伝搬することで光ファイバ３６ｂ、３６ｃ、３６ｄに結合させることができる。入出射部３３ａ〜３３ｄの４５度面では全反射により効率よく光信号の方向を変えることができるが、より広がった光を効率よく利用するために４５度面にミラーを形成しても良い。ここで導光路３１の入出射部３３ａに水平方向に光信号を広く拡散できる光拡散手段を設けることで、複数の光ファイバ３６ｂ〜３６ｄに光信号をほぼ均一に分岐させることが可能となる。
【００１５】
以上の光伝送装置において、導光路３１、及び位置決め基準部３５、３５ａ及び保持部３７を有する固定部材４０は、プラスチック材料によって切削研磨や射出成形により形成される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特願２００２−１１７５３号によって提案された光伝送装置は、切削研磨や射出成形によって導光路を形成する時に発生するバリの問題を検討していない。導光路にバリが発生すると、固定部材との間にあたり、ぶつかり等の干渉が発生するため、導光路の固定部材に対する位置決め精度が低下し、その結果、光信号の結合損失が生ずる恐れがある。
【００１７】
従って、本発明の目的は、導光路の固定部材に対する位置決め精度の向上を図った光伝送モジュールを提供することである。
【００１８】
本発明の他の目的は、通常の切削研磨や射出成形を採用することによりコストダウンを図ることができる光伝送モジュールを提供することにある。
【００１９】
本発明の他の目的は、結合損失を低減することにより高性能化を図ることができる光伝送モジュールを提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を実現するため、光信号を伝送する透光性材料の導光路と、前記導光路を所定の位置に固定する固定部材を有する光伝送モジュールにおいて、前記固定部材は、前記導光路のバリ等の異常突起が形成される可能性のある位置に対応して、前記異常突起とのあたり、ぶつかり等の干渉を回避する逃げ構造を有することを特徴とする光伝送モジュールを提供する。
【００２１】
本発明は、上記の目的を実現するため、前記逃げ構造が、前記異常突起を収容する凹部、貫通孔等の空孔であることを特徴とする光伝送モジュールを提供する。
【００２２】
本発明は、上記の目的を実現するため、前記逃げ構造が、前記導光路の前記光信号の主伝搬方向に向かって形成される前記異常突起を収容する構成を有することを特徴とする光伝送モジュールを提供する。
【００２３】
本発明は、上記の目的を実現するため、前記逃げ構造が、前記導光路の端部、角部等の前記異常突起が形成される可能性の高い位置に対応して、前記固定部材に設けられていることを特徴とする光伝送モジュールを提供する。
【００２４】
本発明は、上記の目的を実現するため、前記導光路は、前記光信号の主伝搬方向に沿って幅を減少させる複数の段差部を有し、前記段差部を前記光信号の入出射部とすることを特徴とする光伝送モジュールを提供する。
【００２５】
本発明は、上記の目的を実現するため、前記導光路の前記入出射部は、前記光信号を伝送する光ファイバと光結合された構成を有することを特徴とする光伝送モジュールを提供する。
【００２６】
本発明では、主として導光路形成時に生じるバリを問題にしているが、バリ以外の異常突起に対しても応用することができる。バリとは、主として成形型の組合せの境界部に発生するものであるが、切削、研磨等の機械加工であっても、発生する。
【００２７】
射出成形によって導光路を形成するとき、導光路の光信号の主伝搬方向の面は成形型の大きな面によって形成され、主伝搬方向に対して垂直な面あるいは４５°の傾斜面は、成形型の大きな面に合わさる面を有した成形型によって形成される。その結果、導光路の光信号の主伝搬方向の面に成形型の境界面が存在するため、主伝搬方向に向いたバリが発生する。従って、本発明では、光信号の主伝搬方向に向いたバリを回避する逃げ構造を有した固定部材を実施の形態として説明するが、本発明はこれに限定するものではない。
【００２８】
【実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態の光伝送モジュールを示す。この光伝送モジュールは、プラスチックの射出成形で形成された固定部材１と、アクリル等の透明樹脂から射出成形によって形成される導光路３ａ，３ｂ，３ｃによって構成される。固定部材１はバリの逃げ構造として使用される凹部２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを有する。導光路３ａ，３ｂ，３ｃは固定部材１に所定の寸法精度で形成された配置孔１ａ，１ｂ，１ｃに配置されている。導光路３ａ，３ｂ，３ｃは同一の形状を有し、光信号の入出射部５ａ，６ａ，７ａ，８ａ（導光路３ａに対して）、５ｂ，６ｂ，７ｂ，８ｂ（導光路３ｂに対して）、５ｃ，６ｃ，７ｃ，８ｃ（導光路３ｃに対して）を有し、また、位置決め用の垂直部１０ａ，１０ｂ，１０ｃを有する。導光路３ａの形状は、入出射部５ａが位置する広幅部に続いて入出射部６ａ，７ａにおいて階段状に幅が狭くなって行き、入出射部８ａが位置する狭幅部で終端している。導光路３ｂ，３ｃも同一の形状を有する。
【００２９】
図２（ａ），（ｂ），（ｃ）は図１のＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ断面を示す。
【００３０】
図２（ａ）において、固定部材１の配置孔１ａに導光路３ａが位置しており、入出射部５ａ，８ａ（図１）に対応する位置に４５°の傾斜面１５ａ，１８ａが形成されている。導光路３ａの両端では、光信号の主伝搬方向Ａの方向に伸びたバリ９ａ，９ｂが凹部２ａ，２ｄに収容されている。
【００３１】
図２（ｂ）において、固定部材１の配置孔１ａに導光路３ａが位置しており、一端に形成された垂直部１０ａが配置孔１ａの位置決め基準壁に密接しており、入出射部７ａ（図１）に対応する位置に４５°の傾斜面１７ａが形成されている。導光路３ａの他端では、光信号の主伝搬方向Ｂの方向に伸びたバリ９ｃが凹部２ｃに収容されている。
【００３２】
図２（ｃ）において、固定部材１の配置孔１ａに導光路３ａが位置しており、一端に形成された垂直部１０ａが配置孔１ａの位置決め基準壁に密接しており、入出射部６ａ（図１）に対応する位置に４５℃の傾斜面１６ａが形成されている。導光路３ａの他端では、光信号の主伝搬方向Ｃの方向に伸びたバリ９ｄが凹部２ｂに収容されている。
【００３３】
図１に戻ると、導光路３ｂ、３ｃも導光路３ａと同一の形状を有しており、一端に位置決め用の垂直部１０ｂ、１０ｃを有する。
【００３４】
以上の構成において、導光路３ａの入出射部５ａから光信号を入射すると、傾斜面１５ａで反射されて主伝搬方向Ａ、Ｂ、Ｃの方向に光信号が伝送され、傾斜面１６ａ、１７ａ、１８ａで反射されて入出射部６ａ、７ａ、８ａから光信号を出射することができる。光信号の入射は入出射部５ａに限定されず、入出射部６ａ、７ａ、８ａの１つ以上の入出射部であっても良い。２つ以上の入出射部から光信号を入射するときは、波長の異なった光信号が入射される。また、光信号は単一波長のものであっても良いし、波長多重信号であっても良い。
【００３５】
以上の実施の形態において、導光路３ａ、３ｂ、３ｃの角部に対応する固定部材１の位置に凹部２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが形成されているため、バリ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄがあってもあてつけ時に干渉して不具合になることはない。凹部２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの形状は図示されたものに限定されないのは当然である。また、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示した光伝送装置の中でこの実施の形態に利用できる技術があれば、それを利用しても良い。
【００３６】
図３は本発明の第２の実施の形態の光伝送モジュールを示す。図１と同一の部分には同一の引用数字及び符号を使用したので、重複する説明は省略するが、凹部が貫通孔１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄによって置換されており、入出射部に光ファイバ１１ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａ（導光路３ａに対して）、光ファイバ１１ｂ、１３ｂ、１４ｂ、１５ｂ（導光路３ｂに対して）、光ファイバ１１ｃ、１３ｃ、１４ｃ、１５ｃ（導光路３ｃに対して）が配置されていることで相違している。
【００３７】
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図３のＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ断面を示す。ここでも、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び図３と同一の部分には同一の引用数字及び符号を使用したので、重複する説明は省略する。
【００３８】
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、光ファイバ１１ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａが光信号の入出射部に位置しており、導光路３ａの光信号の主伝搬方向Ａ、Ｂ、Ｃの方向に伸びたバリ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄが貫通孔１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに収容されている。
【００３９】
以上の構成において、光ファイバ１１ａから光信号が出射されると導光路３ａに入射し、４５℃の傾斜面１５ａで光信号が反射されて主伝搬方向Ａ、Ｂ、Ｃの方向に伝送され、４５℃の傾斜面１６ａ、１７ａ、１８ａで反射されて導光路３ａから光ファイバ１３ａ、１４ａ、１５ａに入射される。導光路３ｂ、３ｃにおいても同様の光伝送が行われる。また、光ファイバ１１ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａの中で入力用光ファイバ、及び出力用光ファイバの設定は任意に行うことができる。
【００４０】
以上の実施の形態においても、導光路３ａ、３ｂ、３ｃの角部に対応する固定部材１の位置に貫通孔１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが形成されているので、導光路３に形成時のバリがあってもあてつけ時に干渉することはなく、その結果、高い位置精度で導光路３ａ、３ｂ、３ｃを固定部材１に固定することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明は以下の効果を奏することができる。
（１）固定部材に固定される導光路のバリ等の異常突起が形成される可能性のある位置に対応して、前記異常突起とのあたり、ぶつかり等の干渉を回避するための逃げ構造を固定部材に形成したため、異常突起と固定部材の干渉を防ぐことができ、その結果、高い位置精度で導光路を固定部材に固定することができる。このため、光信号の入出射部における結合損失を低減することができ、高性能な光伝送モジュールを提供することができる。また、導光路を通常の射出成形、切削研磨によって形成できるので、コストダウンを図ることができる。
（２）前記逃げ構造を凹部、貫通孔等の空孔で形成したため、構成の複雑化を抑え、また、コストアップを抑えることができる。
（３）前記逃げ構造を導光路の光信号の主伝搬方向に向かって形成される異常突起を収容する構成にしたため、異常突起と固定部材の干渉を的確に防止することができる。
（４）前記逃げ構造を導光路の端部、角部等の異常突起が形成される可能性の高い位置に対応して、固定部材に設けたため、異常突起と固定部材の干渉を的確に防止することができる。
（５）導光路に幅が減少する複数の段差部を設け、この段差部を光信号の入出射部としたため、入出力数の多い光伝送モジュールの構成を複雑にしないで低コストで形成することができる。
（６）導光路に幅が減少する複数の段差部を設け、この段差部に光信号を入出射する光ファイバを配置したため、入出力数の多い光カプラ方式の光伝送モジュールの構成を複雑化しないで低コストで形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の光伝送モジュールを示す平面図。
【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は図１のＣ−Ｃ断面図。
【図３】本発明の第２の実施の形態の光伝送モジュールを示す平面図。
【図４】（ａ）は図３のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図３のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は図３のＣ−Ｃ断面図。
【図５】従来の電子回路装置を示す説明図。
【図６】（ａ）は特願２００２−１１７５３号によって提案した光伝送装置の導光路を示す斜視図。（ｂ）は特願２００２−１１７５３号によって提案した光伝送装置を示す側面図。（ｃ）は（ｂ）の光伝送装置を示す平面図。
【符号の説明】
１　　　固定部材
１ａ，１ｂ，１ｃ　　　　　　配置孔
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ　　　凹部
３ａ，３ｂ，３ｃ，　　　　　導光路
５ａ，６ａ，７ａ，８ａ　　　入出射部
５ｂ，６ｂ，７ｂ，８ｂ　　　入出射部
５ｃ，６ｃ，７ｃ，８ｃ　　　入出射部
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ　　　垂直部
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ　　　光ファイバ
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ　　　光ファイバ
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ　　　光ファイバ
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ　　　光ファイバ
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ　　　貫通孔

Claims

光信号を伝送する透光性材料の導光路と、
前記導光路を所定の位置に固定する固定部材を有する光伝送モジュールにおいて、
前記固定部材は、前記導光路のバリ等の異常突起が形成される可能性のある位置に対応して、前記異常突起とのあたり、ぶつかり等の干渉を回避する逃げ構造を有することを特徴とする光伝送モジュール。
前記逃げ構造が、前記異常突起を収容する凹部、貫通孔等の空孔であることを特徴とする請求項１記載の光伝送モジュール。
前記逃げ構造が、前記導光路の前記光信号の主伝搬方向に向かって形成される前記異常突起を収容する構成を有することを特徴とする請求項１記載の光伝送モジュール。
前記逃げ構造が、前記導光路の端部、角部等の前記異常突起が形成される可能性の高い位置に対応して、前記固定部材に設けられていることを特徴とする請求項１記載の光伝送モジュール。
前記導光路は、前記光信号の主伝搬方向に沿って幅を減少させる複数の段差部を有し、前記段差部を前記光信号の入出射部とすることを特徴とする請求項１記載の光伝送モジュール。
前記導光路の前記入出射部は、前記光信号を伝送する光ファイバと光結合された構成を有することを特徴とする請求項５記載の光伝送モジュール。