JP2004133299A - 光モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】容易に小型化でき且つ安定した光学特性を得る光モジュールの提供。
【解決手段】光ファイバ１１が挿入保持される光ファイバ挿入孔２３が軸方向に亘って形成された筒状体２４に光ファイバ１１を固着した光接続用フェルール１２と光素子１４とを具備し、光接続用フェルール１２の一端部側に位置決めして光素子２２と光ファイバ１１と光接続するように配置すると共に光接続用フェルール１２の他端部に光接続用スリーブ１５を介して光ファイバを固着した光ファイバフェルールを接続して光素子１４と光接続する保持部材２２を具備する光モジュール１０であり、筒状体２４の光ファイバ挿入孔２３の光素子１４側の一端部に、他の部分のよりも内径が大きな大径部２５を有し、光ファイバ１１の一端部が大径部２５内に突出し、端面が大径部２５内に位置するように設ける。
【選択図】 図１
【解決手段】光ファイバ１１が挿入保持される光ファイバ挿入孔２３が軸方向に亘って形成された筒状体２４に光ファイバ１１を固着した光接続用フェルール１２と光素子１４とを具備し、光接続用フェルール１２の一端部側に位置決めして光素子２２と光ファイバ１１と光接続するように配置すると共に光接続用フェルール１２の他端部に光接続用スリーブ１５を介して光ファイバを固着した光ファイバフェルールを接続して光素子１４と光接続する保持部材２２を具備する光モジュール１０であり、筒状体２４の光ファイバ挿入孔２３の光素子１４側の一端部に、他の部分のよりも内径が大きな大径部２５を有し、光ファイバ１１の一端部が大径部２５内に突出し、端面が大径部２５内に位置するように設ける。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光素子に対して光コネクタプラグ等を光接続するのに用いられる光モジュール、特に、レセプタクル型の光モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば、半導体レーザ（ＬＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子やフォトダイオード（ＰＤ）、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）等の受光素子を有する光半導体モジュール（以下、単に光モジュールという）が知られている。このような光モジュールとしては、例えば、光ファイバを備えた光コネクタプラグ等を外部から接続可能な構造を有するレセプタクル型の光モジュールが挙げられる。
【０００３】
ここで、図４を参照して、レセプタクル型の光モジュールについて説明する。なお、図４は、従来の光モジュールの端面の平面図及びＤ−Ｄ′断面図である。
【０００４】
図示するように、光モジュール１００は、光ファイバ１０１を固着した光接続用フェルール１０２と、ＬＤ等の発光素子１０３を実装した光素子実装パッド１０４と、光接続用フェルール１０２の一端部を圧入保持したハウジング１０５と、ハウジング１０５から突出した光接続用フェルール１０２の他端部を挿入した光接続用スリーブ１０６と、光接続用スリーブ１０６を内部に保持したスリーブホルダ１０７とを具備する。
【０００５】
また、光ファイバ１０１と光素子実装パッド１０４との間には、発光素子１０２から放射された光を光ファイバ１０１の端面に集光する球レンズ等の光学レンズ１０８が配設されている。そして、この光学レンズ１０８は、発光素子を気密封止するキャップ１０９に保持されており、このキャップ１０９は光素子実装パッド１０４に固定されている。
【０００６】
さらに、光素子実装パッド１０４には、キャップ１０９を覆うように連結部材１１０が接合されている。このような連結部材１１０は、ハウジング１０５に固定されて、光素子実装パッド１０４とハウジング１０５とを連結している。
【０００７】
なお、このような光素子実装パッド１０４の連結部材１１０に接合された側とは反対側には、外部機器と接続されるリード端子等の配線１１１が突出して設けられている。
【０００８】
このような光モジュール１００では、光接続用スリーブ１０６の一端部側に光接続用フェルール１０２の他端部が保持されており、この光接続用スリーブ１０６の他端部側に外部から光コネクタプラグ等に保持された光ファイバフェルール（図示なし）が挿入される。そして、光コネクタプラグの光ファイバフェルールと、光モジュール１００内の光接続用フェルール１０２とは光接続用スリーブ１０６内で光接続されるようになっている。
【０００９】
このような構成の光モジュール１００では、発光素子１０３から放射した光が光ファイバ１０１の端面に光学レンズ１０８を介して集光され、光接続用スリーブ１０６の一端部側に挿入された光接続用フェルール１０２を介してその他端部側から挿入した光コネクタプラグの光ファイバに出射されるようになっている。
【００１０】
ここで、上述したレセプタクル型の光モジュール１００は、近年、小型化に対する要望が高まってきており、小型化を図るためには、例えば、光接続用フェルール１０２の全長Ｌ、すなわち、ハウジング１０５に保持された一端部の長さＬ１や、光接続用スリーブ１０６に挿入された他端部の長さＬ２を短くすることが考えられる。
【００１１】
しかしながら、光接続用フェルール１０２の一端部の長さＬ１は、その一端部をハウジング１０５に固定しているため、ハウジング１０５が光接続用フェルール１０２の一端部を保持する力を確保する必要があり短くできない。すなわち、光接続用フェルール１０２の一端部に光接続用スリーブ１０６を介して外部から挿入される光ファイバフェルールの押圧力（荷重）により光接続用フェルール１０２の位置がその軸方向にズレないようにハウジング１０５に保持しておく必要がある。このため、光接続用フェルール１０２の一端部の長さＬ１を短くできない。一方、光接続用フェルール１０２の他端部の長さＬ２は、光接続用スリーブ１０６内で外部からの光コネクタプラグの光ファイバフェルールとを整列させる必要があり短くできない。
【００１２】
そこで、このような光モジュール１００の小型化に対する問題を解決するものとして、光接続用スリーブの光接続用フェルールが挿入された一端側の外周部に把持リングを装着した光モジュールが提案されている（例えば、特許文献１）。
【００１３】
このような光モジュールは、スリーブホルダとハウジングとを一体的に形成したスリーブケースを具備し、このスリーブケース内に光接続用スリーブを保持する構造を有している。
【００１４】
また、光接続用スリーブの一端部側には光接続用フェルールが保持され、この光接続用スリーブが光接続用フェルールを保持した外周部には把持リングが圧入されている。
【００１５】
このような光モジュールでは、スリーブケース内で光接続用スリーブを介して把持リングによりフェルールの一端部側を把持固定する構造としたので、光接続用フェルールをＬ１の長さだけ短くすることができる。これにより、光接続用フェルールを保持する力を確保しつつ光モジュールの小型化を図ることができる。
【００１６】
しかしながら、このような光モジュールでは、光接続用スリーブ内に光接続用フェルールを挿入した後、その光接続用スリーブの外周部に把持リングが更に圧入されるため、光接続用フェルールに対し、光接続用スリーブだけの力が加わる部分と、光接続用スリーブ及び把持リングの力が加わる部分との境界で応力の歪みが生じ、その結果、光接続用フェルールに固着された光ファイバが破断してしまうという問題がある。
【００１７】
そこで、このような問題を解決するものとして、光接続用スリーブの内周面に複数の突条を設けた光モジュールが提案されている（例えば、特許文献２）。
【００１８】
このような光モジュールでは、把持リングを光接続用スリーブに圧入する際の応力が複数の突条からフェルールへ伝わることになる。このため、応力の加わる部分と加わらない部分とがフェルールの円周方向に交互に且つ均一に存在することになり、全体としての応力が軽減される。これにより、フェルールに固着された光ファイバの破断を防止することができる。
【００１９】
【特許文献１】
特開平１０−３３２９８８号公報（第２−３頁、第１図）
【００２０】
【特許文献２】
特開２０００−２４９８７２号公報（第２−３頁、第１図）
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の光モジュールでは、フェルールの全長を短くして全体の小型化を図ることはできるが、光接続用スリーブの一端部側の外周に把持リングを圧入する関係上、その他端部側から挿入されるフェルールを保持する力が両端部で互いに異なっている。このため、光接続の際に、光接続用スリーブ内でフェルール同士を整列させることができないという問題がある。これにより、光接続の際にフェルール同士の軸ズレ等が発生じてしまい、例えば、挿入損失等の光学特性が著しく低下するという問題がある。
【００２２】
なお、光接続用スリーブの内周面に複数の突条を設けた光モジュールでは、フェルールに保持された光ファイバの破断を完全に防止することはできないという問題もある。
【００２３】
本発明は、このような事情に鑑み、比較的容易に小型化でき且つ安定した光学特性を得ることができる光モジュールを提供することを課題とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、光ファイバが挿入保持される光ファイバ挿入孔が軸方向に亘って形成された筒状体に前記光ファイバを固着した光接続用フェルールと、光素子とを具備し、前記光接続用フェルールの一端部側の所定位置に位置決めして前記光素子と前記光ファイバと光接続するように配置すると共に、前記光接続用フェルールの他端部に光接続用スリーブを介して光ファイバを固着した光ファイバフェルールを接続して前記光素子と光接続するようにした保持部材を具備する光モジュールにおいて、前記筒状体の前記光ファイバ挿入孔の前記光素子側の一端部には、他の部分のよりも内径が大きな大径部を有し、前記光ファイバの一端部が前記大径部内に突出し、且つ端面が当該大径部内に位置するように設けられていることを特徴とする光モジュールにある。
【００２５】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記光ファイバの先端面から前記筒状体の先端面までの距離ｘ（ｍｍ）、前記光ファイバの開口数ＮＡとすると、前記大径部の内径ｄ（ｍｍ）は、下記式１を満たすことを特徴とする光モジュールにある。
【００２６】
【数２】
【００２７】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記光接続用フェルールの前記光素子側の一端部が、前記保持部材に設けられた貫通孔に保持されていることを特徴とする光モジュールにある。
【００２８】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記大径部内に突出する前記光ファイバの先端面が軸に垂直な面に対して所定角度傾斜した面であることを特徴とする光モジュールにある。
【００２９】
本発明の第５の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記大径部に突出する前記光ファイバの先端面が軸に垂直な面で形成されていると共に、前記大径部内には、透過性を有する樹脂が充填されていることを特徴とする光モジュールにある。
【００３０】
本発明の第６の態様は、第５の態様において、前記樹脂が、前記光ファイバのコアの屈折率と略同等の屈折率を有することを特徴とする光モジュールにある。
【００３１】
本発明の第７の態様は、第１〜６の何れかの態様において、前記光接続用フェルールの他端部側の端面が、凸球面状であることを特徴とする光モジュールにある。
【００３２】
本発明の第８の態様は、第１〜６の何れかの態様において、前記光機能部は前記光接続用フェルールの一端部を保持するハウジングを有し、当該ハウジングは、前記光接続用フェルールの他端部に前記光接続用スリーブを介して光接続する前記他の光接続用フェルールを保持した光コネクタプラグが外部から接続可能な光コネクタアダプタ形状を有していることを特徴とする光モジュールにある。
【００３３】
かかる本発明の光モジュールでは、筒状体の光ファイバ挿入孔の一端部に他の領域より大きな内径の大径部を設け、光ファイバをその大径部内に突出するように設け、光ファイバの先端面が大径部内に位置するようにしたため、光接続用フェルールの保持部材に保持される保持力を低下させずに、光ファイバの先端面と筒状体の先端面との距離だけ、光接続用フェルールと光素子との距離を短くすることができ、光モジュールの全長の短尺化を図り、比較的容易に小型化することができると共に安定した光学特性を得ることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００３５】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る光モジュールの端面の平面図及びそのＡ−Ａ′断面図であり、図２は、フェルールの端面の平面図及びＢ−Ｂ′断面図である。
【００３６】
図示するように、本実施形態の光モジュール１０は、光ファイバ１１がその長手方向に亘って内部に固着された光接続用フェルール１２と、この光接続用フェルール１２の一端部を保持したハウジング１３と、光接続用フェルール１２の他端部側に光ファイバ１１と光接続するように配置された光素子１４と、光接続用フェルール１２の他端部側を一端側から挿入し且つその他端側から挿入される光ファイバフェルールと光素子１４とを光接続用フェルール１２を介して光接続する光接続用スリーブ１５と、光接続用スリーブ１５を内部に保持するスリーブホルダ１６とを具備する。
【００３７】
ここで、光素子１４としては、例えば、半導体レーザ（ＬＤ），発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子や、フォトダイオード（ＰＤ），アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）等の受光素子等が挙げられ、本実施形態では、半導体レーザを用いた。
【００３８】
また、光接続用フェルール１２の光ファイバ１１と光素子１４との間には、本実施形態では、光素子１４から放射された光を光ファイバ１１の端面に集光する球レンズ等の光学レンズ１７が配設されている。
【００３９】
そして、この光学レンズ１７は、光素子１４を気密封止するキャップ１８に保持されており、このキャップ１８は光素子実装パッド１９に固定されている。なお、このように、キャップ１８によって光素子１４を気密封止することで、外部環境から光素子１４を保護して信頼性を向上している。
【００４０】
また、光素子実装パッド１９には、キャップ１８を覆うように連結部材２０が接合されている。このような連結部材２０は、ハウジング１３に固定されて、光素子実装パッド１９とハウジング１３とを連結している。
【００４１】
なお、このような光素子実装パッド１９の連結部材２０に接合された側とは反対側には、外部機器と接続されるリード端子等の配線２１が突出して設けられている。
【００４２】
そして、本実施形態では、ハウジング１３、光素子実装パッド１９及び連結部材２０により保持部材２２が構成される。この保持部材２２には、光接続用フェルール１２の一端部側の所定位置に光素子１４を位置決めして光ファイバ１１と光接続するように配置すると共に光接続用フェルール１２の他端部側に光接続用スリーブ１５を介して光ファイバを固着した光ファイバフェルールを接続して光素子１４と光接続させるようにした。
【００４３】
このような保持部材２２は、光ファイバ１１の端面と光学レンズ１７との間隔、及び光素子１４と光学レンズ１７との間隔が所定量、すなわち、光素子１４から放射した光が光学レンズ１７を介して光ファイバ１１の端面に効率よく集光する所定位置に光素子１４と光学レンズ１７とを位置決め保持している。
【００４４】
なお、ハウジング１３は、例えば、金属、プラスチック等により形成されており、光接続用フェルール１２の光ファイバ１１と光素子１４との光接続が最適になるように位置調整した状態でＹＡＧ溶接や接着等により連結部材２０に位置決め固定される。
【００４５】
また、このようなハウジング１３に保持された光接続用フェルール１２は、軸方向に亘って光ファイバ１１が挿入保持される光ファイバ挿入孔２３の設けられた筒状体２４に、光ファイバ１１を固着して形成されている。
【００４６】
この筒状体２４の光ファイバ挿入孔２３の光学レンズ１７側の一端部には、他の部分よりも内径が大きな大径部２５が設けられており、光ファイバ１１の一端部が大径部２５内に突出し、且つ先端面１１ａが大径部２５内に位置するように設けられている。
【００４７】
そして大径部２５に突出する光ファイバ１１の先端面１１ａは光ファイバ１１の軸に直交する垂直面に対して所定角度傾斜した傾斜面で形成されている。このように光ファイバ１１の先端面１１ａを傾斜面で形成することによって、光学レンズ１７からの光が光ファイバ１１の先端面１１ａに集光された際に反射減衰量を低減させることができる。
【００４８】
ここで、大径部２５の内径は、光ファイバ１１の先端面１１ａに集光される光が筒状体２４の先端面で遮断されないような大きさで形成する必要があり、光ファイバ１１の先端面１１ａから筒状体２４の先端面までの距離ｘ（ｍｍ）、光ファイバ１１の開口数ＮＡとすると、大径部２５の内径ｄは、下記式１を満たす条件で形成する必要がある。
【００４９】
【数３】
【００５０】
なお、大径部２５の内径ｄ（ｍｍ）は、筒状体２４の外径よりも小さく、且つ上記式１を満たす最小値が好ましい。これは、例えば筒状体２４の大径部２５に対応する領域がハウジング１３に圧入または接着または溶着等により固定される場合、大径部２５の形成された領域が破壊されないように、大径部２５の形成された領域に所定の剛性が必要なためである。
【００５１】
また、光ファイバ１１の先端面１１ａから筒状体２４の先端面までの距離ｘ（ｍｍ）は、この距離ｘ（ｍｍ）だけ、筒状体２４の先端面１１ａと光学レンズ１７との距離とを縮めることができるため、距離ｘ（ｍｍ）をできるだけ大きくするのが望ましい。すなわち、光ファイバ１１の先端面１１ａから筒状体２４の先端面までの距離ｘ（ｍｍ）をできるだけ大きくし、それに伴う大径部２５の内径ｄ（ｍｍ）が剛性を保つ程度の大きさとするのが好ましい。
【００５２】
ここで、例えば、光ファイバ１１の開口数ＮＡを０．１とし、上記式１によって決定される距離ｘ（ｍｍ）と、大径部２５の内径ｄ（ｍｍ）の最小値との一例を下記表１に示す。
【００５３】
【表１】
【００５４】
表１に示すように、大径部２５の内径ｄ（ｍｍ）が大きければ、その分、筒状体２４の先端面と大径部２５内に突出する光ファイバ１１の先端面１１ａとの距離ｘ（ｍｍ）を大きくすることができるが、上述のように、筒状体２４の大径部２５に対応する領域の外径、剛性等により大径部２５の内径ｄ（ｍｍ）の最大値も適宜決定される。
【００５５】
なお、このような筒状体２４は、外径が１．２５ｍｍ又は２．５ｍｍの例えば、ジルコニア等のセラミックス、ガラス、金属、プラスチックなどが挙げられ、本実施形態では、ジルコニアを用いた。
【００５６】
このような光接続用フェルール１２は、大径部２５の設けられた一端部が、ハウジング１３を貫通して設けられた貫通孔２６内に圧入または接着または溶着等により保持されている。
【００５７】
この光接続用フェルール１２とハウジング１３とは、詳しくは後述する光接続用スリーブ１５内に、光ファイバフェルールが挿入され、光ファイバフェルールの先端面が所定の圧力で光接続用フェルール１２の端面に押圧された際に、その圧力（例えば、９．８Ｎ）によって光接続用フェルール１２がハウジング１３に対して移動しないように保持できていればよい。
【００５８】
このような貫通孔２６の内径は、光接続用フェルール１２の貫通孔２６に圧入または接着または溶着等される距離Ｌ１によっても規定される。
【００５９】
このように光ファイバ１１の先端面１１ａと筒状体２４の先端面との距離ｘ（ｍｍ）の分だけ、筒状体２４の先端面と光学レンズ１７との距離を短くすることができ、光モジュール１０の短尺化及び小型化を図ることができる。
【００６０】
すなわち、光ファイバ１１の先端面１１ａと筒状体２４との距離をできるだけ長くすることで、光モジュール１０の短尺化及び小型化を図ることができる。
【００６１】
なお、筒状体２４の全長は、詳しくは後述する光接続用スリーブ１５に挿入保持される距離Ｌ２によっても決定される。
【００６２】
このような光接続用フェルール１２を構成する筒状体２４は、例えば、研削等により形成してもよく、また、成形により形成してもよい。
【００６３】
さらに、光接続用フェルール１２の大径部２５が設けられた一端部とは反対側の端面は、凸球面に研磨されている。これにより、詳しくは後述するが、光接続用スリーブ１５内で外部から挿入される光ファイバフェルールとの間で光ファイバ１１同士を効率よく光接続することができる。
【００６４】
また、ハウジング１３には、光接続用フェルール１２が保持された貫通孔２６に連通して、貫通孔２６の内径よりも大きな内径を有するホルダ挿入孔２７が設けられている。
【００６５】
そして、ハウジング１３のホルダ挿入孔２７内に突出した光接続用フェルール１２の大径部２５とは反対側の端部側は、光接続用スリーブ１５の一端側に挿入されている。
【００６６】
光接続用スリーブ１５は、円筒形状を有し、その軸方向に亘って貫通したフェルール挿入孔２８と、側面に軸方向に亘って貫通した一条のスリット２９とを有する。また、フェルール挿入孔２８は、光接続用フェルール１２の外径より若干小さな内径で形成されている。
【００６７】
そして、光接続用スリーブ１５内では、フェルール挿入孔２８の一端側に光接続用フェルール１２の大径部２５とは反対側の端部が挿入されており、他端側から光コネクタプラグに保持された光ファイバフェルールを挿入してフェルール端面同士を当接させ、光ファイバ１１同士を光接続するようになっている。
【００６８】
このとき、光接続用スリーブ１５は、光接続用フェルール１２及び光ファイバフェルールの挿入により、スリット２９が広がる方向に弾性変形するため、光接続用フェルール１２及び光ファイバフェルールをフェルール挿入孔２８の内周面に密着させることができる。
【００６９】
これにより、光接続用フェルール１２と光ファイバフェルールとをフェルール挿入孔２８の内周面に沿って整列させることができ、光ファイバ１１同士を軸ズレ等なく確実に光接続させることができる。したがって、本実施形態の光モジュール１０によれば、光接続時に挿入損失等の光学特性が低下する虞はない。すなわち、安定した光学特性を得ることができる。
【００７０】
なお、このような光接続用スリーブ１５を形成する材料としては、例えば、ジルコニア、リン青銅、ステンレス及びプラスチック等が挙げられ、本実施形態では、ジルコニアを用いた。
【００７１】
また、光接続用スリーブ１５は、フェルール挿入孔２８内の一端側に光接続用フェルール１２に嵌合した状態でスリーブホルダ１６内に収納されている。
【００７２】
スリーブホルダ１６は、円筒形状を有し、その軸方向に貫通して光接続用スリーブ１５が挿入されるスリーブ挿入孔２８が設けられている。
【００７３】
このスリーブ挿入孔２８の一端側は、光接続用スリーブ１５の外径より若干大きい内径を有する大径部３０となっており、その他端側の開口縁部は、外部から挿入される光ファイバフェルールの外径より大きく且つ光接続用スリーブ１５の外径より小さい内径を有する小径部３１となっている。
【００７４】
なお、本実施形態では、スリーブ挿入孔２８の大径部３０を光接続用スリーブ１５の外径寸法より大きい内径に形成することで、スリーブホルダ１６内に収納された光接続用スリーブ１５に光接続用フェルール１２及び光ファイバフェルールを挿入した際に光接続用スリーブ１５が弾性変形するのに必要な隙間を確保している。
【００７５】
また、このようなスリーブホルダ１６は、光接続用スリーブ１５を内部に保持した状態でハウジング１３の貫通孔２６に連通して設けられたホルダ挿入孔２７に嵌合することにより固定されている。これにより、スリーブホルダ１６の内部、すなわち、ハウジング１３とスリーブ挿入孔２８とで画成された空間内に光接続用スリーブ１５が保持されている。なお、光接続用スリーブ１５に光ファイバフェルールを挿入して引き抜く際に、光接続用スリーブ１５の一端面が、スリーブ挿入孔２８内の大径部３０と小径部３１との内径差により形成された段差部３２に当接して、光接続用スリーブ１５の移動が規制されるようになっている。
【００７６】
また、本実施形態では、このようなスリーブホルダ１６が固定されたハウジング１３等の外周部、すなわち、光モジュール１０の保持部材２２の外周部には、光モジュール１０と光ファイバが固着された光ファイバフェルールを有する光コネクタプラグ（図示なし）とを接続させる光コネクタアダプタ４０を設けるようにした。
【００７７】
光コネクタアダプタ４０は、軸方向に貫通した接続孔４１と、この接続孔４１内で弾性変形する一対の爪部４２とが設けられている。そして、光コネクタアダプタ４０と光モジュール１０とは、圧入又は接着剤等により接合されている。
【００７８】
すなわち、このような光コネクタアダプタ４０の接続孔４１の一端側は、光モジュール１０の外周に固定され、その他端側は光コネクタプラグが着脱可能となっている。そして、光コネクタプラグは、その外周面に光コネクタアダプタ４０内に設けられた弾性変形する一対の爪部４２が係合することで取り付けられる。
【００７９】
このように光モジュールは、光接続用フェルール１２を構成する筒状体２４の一端部に大径部２５を設け、大径部２５内に光ファイバ１１の先端面が配置されるようにしたため、筒状体２４の先端面と光学レンズ１７との距離を光ファイバ１１の先端面と筒状体２４の先端面との距離だけ縮めることができ、光モジュールの短尺化及び小型化を図ることができる。また、ハウジング１３に保持される光接続用フェルール１２の距離Ｌ１を短くすることなく、且つ光接続用スリーブ１５に保持される距離Ｌ２を短くすることなく小型化を図ることができるため、安定した光学特性を得ることができる。
【００８０】
（実施形態２）
図３は、実施形態２に係る光接続用フェルールの平面図及びそのＣ−Ｃ′断面図である。
【００８１】
図示するように、本実施形態の光接続用フェルール１２Ａは、上述した実施形態１と同様の筒状体２４と、筒状体２４の光ファイバ挿入孔２３に固着された光ファイバ１１Ａとを具備する。
【００８２】
光ファイバ１１Ａの大径部２５内に突出する先端面１１ｂは、軸に垂直な面で形成されており、大径部２５内には、光ファイバ１１のコアの屈折率と略同等の屈折率を有する透過性を有する樹脂部材５０が設けられている。
【００８３】
この樹脂部材５０としては、例えば、光ファイバ１１Ａのコアの屈折率が１．４７とすると、屈折率が１．４７のエポキシ系樹脂又はアクリル系樹脂を用いることができる。
【００８４】
このように大径部２５内に樹脂材料５０を充填することで、光ファイバ１１Ａに集光される光の反射減衰量を低減させることができるため、光ファイバ１１Ａの先端面１１ｂを軸に垂直な面で形成することができる。
【００８５】
また、大径部２５内に形成された樹脂材料５０によって、光ファイバ１１Ａの大径部２５内に突出した端部が固定されるため、光学レンズ１７から光ファイバ１１Ａの先端面１１ｂに効率よく集光させることができる。
【００８６】
なお、このような大径部２５に充填される樹脂部材５０は、光ファイバ挿入孔２３に光ファイバ１１Ａを固定する際に用いられる接着剤として用いてもよく、これにより大径部２５に樹脂部材５０を充填する作業を簡略化することもできる。
【００８７】
このような光接続用フェルール１２Ａを構成する筒状体２４の大径部２５の内径及び光ファイバ１１Ａの先端面１１ｂと筒状体２４の先端面との距離等は、上述した実施形態１と同様である。
【００８８】
また、この光接続用フェルール１２Ａを用いた光モジュールの他の構成も上述した実施形態１と同様なため、重複する説明は省略する。
【００８９】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態１及び２について説明したが、光モジュールの基本的構成は上述したものに限定されるものではない。
【００９０】
例えば、上述した実施形態１及び２では、保持部材２２に光素子１４、光学レンズ１７等を所定位置に位置決めして配設したが、これに限定されず、光ファイバと光素子との間に光学レンズを配置せず、そのまま光ファイバと光素子とを光接続するようにしてもよい。なお、上述した実施形態では、光素子として発光素子を例示したが、発光素子の代わりに受光素子を用いてもよい。この場合には、光ファイバから出射した光を受光素子により受光するような光接続となる。
【００９１】
さらに、上述した実施形態１及び２では、光モジュール１０のハウジング１３の外周部に光コネクタアダプタ４０を固定して、外部から光ファイバフェルールを保持した光コネクタプラグを着脱可能とする構造としたが、これに限定されず、光コネクタアダプタ４０を固定せず、スリーブホルダ１６内に保持された光接続用スリーブ１５に外部から光ファイバフェルールを直接挿入するようにしてもよい。
【００９２】
なお、上述した実施形態１及び２では、ハウジング１３に貫通孔２６に連通するホルダ嵌合孔２７を設け、このホルダ嵌合孔２７内にスリーブホルダ１６を固定するような構造の光モジュール１０を例示したが、これに限定されず、ハウジングにホルダ嵌合孔を設けずに、スリーブホルダを貫通孔の開口周縁部に直接固定する構造の光モジュールとしてもよい。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光モジュールでは、光接続用フェルールを構成する筒状体の光ファイバ挿入孔の一端部に他の部分より大径となる大径部を設け、大径部内に光ファイバの先端面が配置されるようにしたため、光ファイバの先端面と筒状体の先端面との距離の分、筒状体と光素子との距離を短くすることができ、光接続用フェルールの全長の短尺化を図り、比較的容易に全体を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る光モジュールの端面の平面図及びそのＡ−Ａ′断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る光接続用フェルールの端面の平面図及びそのＢ−Ｂ′断面図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る光接続用フェルールの端面の平面図及びそのＣ−Ｃ′断面図である。
【図４】従来技術に係る光受信モジュールの端面の平面図及びそのＤ−Ｄ′断面図である。
【符号の説明】
１０ 光モジュール
１１、１１Ａ 光ファイバ
１１ａ、１１ｂ 先端面
１２、１２Ａ 光接続用フェルール
１３ ハウジング
１４ 光素子
１５ 光接続用スリーブ
１６ スリーブホルダ
１７ 光学レンズ
１８ キャップ
１９ 光素子実装パッド
２０ 連結部材
２１ 配線
２２ 保持部材
２４ 筒状体
２５ 大径部
５０ 樹脂部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、光素子に対して光コネクタプラグ等を光接続するのに用いられる光モジュール、特に、レセプタクル型の光モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば、半導体レーザ（ＬＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子やフォトダイオード（ＰＤ）、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）等の受光素子を有する光半導体モジュール（以下、単に光モジュールという）が知られている。このような光モジュールとしては、例えば、光ファイバを備えた光コネクタプラグ等を外部から接続可能な構造を有するレセプタクル型の光モジュールが挙げられる。
【０００３】
ここで、図４を参照して、レセプタクル型の光モジュールについて説明する。なお、図４は、従来の光モジュールの端面の平面図及びＤ−Ｄ′断面図である。
【０００４】
図示するように、光モジュール１００は、光ファイバ１０１を固着した光接続用フェルール１０２と、ＬＤ等の発光素子１０３を実装した光素子実装パッド１０４と、光接続用フェルール１０２の一端部を圧入保持したハウジング１０５と、ハウジング１０５から突出した光接続用フェルール１０２の他端部を挿入した光接続用スリーブ１０６と、光接続用スリーブ１０６を内部に保持したスリーブホルダ１０７とを具備する。
【０００５】
また、光ファイバ１０１と光素子実装パッド１０４との間には、発光素子１０２から放射された光を光ファイバ１０１の端面に集光する球レンズ等の光学レンズ１０８が配設されている。そして、この光学レンズ１０８は、発光素子を気密封止するキャップ１０９に保持されており、このキャップ１０９は光素子実装パッド１０４に固定されている。
【０００６】
さらに、光素子実装パッド１０４には、キャップ１０９を覆うように連結部材１１０が接合されている。このような連結部材１１０は、ハウジング１０５に固定されて、光素子実装パッド１０４とハウジング１０５とを連結している。
【０００７】
なお、このような光素子実装パッド１０４の連結部材１１０に接合された側とは反対側には、外部機器と接続されるリード端子等の配線１１１が突出して設けられている。
【０００８】
このような光モジュール１００では、光接続用スリーブ１０６の一端部側に光接続用フェルール１０２の他端部が保持されており、この光接続用スリーブ１０６の他端部側に外部から光コネクタプラグ等に保持された光ファイバフェルール（図示なし）が挿入される。そして、光コネクタプラグの光ファイバフェルールと、光モジュール１００内の光接続用フェルール１０２とは光接続用スリーブ１０６内で光接続されるようになっている。
【０００９】
このような構成の光モジュール１００では、発光素子１０３から放射した光が光ファイバ１０１の端面に光学レンズ１０８を介して集光され、光接続用スリーブ１０６の一端部側に挿入された光接続用フェルール１０２を介してその他端部側から挿入した光コネクタプラグの光ファイバに出射されるようになっている。
【００１０】
ここで、上述したレセプタクル型の光モジュール１００は、近年、小型化に対する要望が高まってきており、小型化を図るためには、例えば、光接続用フェルール１０２の全長Ｌ、すなわち、ハウジング１０５に保持された一端部の長さＬ１や、光接続用スリーブ１０６に挿入された他端部の長さＬ２を短くすることが考えられる。
【００１１】
しかしながら、光接続用フェルール１０２の一端部の長さＬ１は、その一端部をハウジング１０５に固定しているため、ハウジング１０５が光接続用フェルール１０２の一端部を保持する力を確保する必要があり短くできない。すなわち、光接続用フェルール１０２の一端部に光接続用スリーブ１０６を介して外部から挿入される光ファイバフェルールの押圧力（荷重）により光接続用フェルール１０２の位置がその軸方向にズレないようにハウジング１０５に保持しておく必要がある。このため、光接続用フェルール１０２の一端部の長さＬ１を短くできない。一方、光接続用フェルール１０２の他端部の長さＬ２は、光接続用スリーブ１０６内で外部からの光コネクタプラグの光ファイバフェルールとを整列させる必要があり短くできない。
【００１２】
そこで、このような光モジュール１００の小型化に対する問題を解決するものとして、光接続用スリーブの光接続用フェルールが挿入された一端側の外周部に把持リングを装着した光モジュールが提案されている（例えば、特許文献１）。
【００１３】
このような光モジュールは、スリーブホルダとハウジングとを一体的に形成したスリーブケースを具備し、このスリーブケース内に光接続用スリーブを保持する構造を有している。
【００１４】
また、光接続用スリーブの一端部側には光接続用フェルールが保持され、この光接続用スリーブが光接続用フェルールを保持した外周部には把持リングが圧入されている。
【００１５】
このような光モジュールでは、スリーブケース内で光接続用スリーブを介して把持リングによりフェルールの一端部側を把持固定する構造としたので、光接続用フェルールをＬ１の長さだけ短くすることができる。これにより、光接続用フェルールを保持する力を確保しつつ光モジュールの小型化を図ることができる。
【００１６】
しかしながら、このような光モジュールでは、光接続用スリーブ内に光接続用フェルールを挿入した後、その光接続用スリーブの外周部に把持リングが更に圧入されるため、光接続用フェルールに対し、光接続用スリーブだけの力が加わる部分と、光接続用スリーブ及び把持リングの力が加わる部分との境界で応力の歪みが生じ、その結果、光接続用フェルールに固着された光ファイバが破断してしまうという問題がある。
【００１７】
そこで、このような問題を解決するものとして、光接続用スリーブの内周面に複数の突条を設けた光モジュールが提案されている（例えば、特許文献２）。
【００１８】
このような光モジュールでは、把持リングを光接続用スリーブに圧入する際の応力が複数の突条からフェルールへ伝わることになる。このため、応力の加わる部分と加わらない部分とがフェルールの円周方向に交互に且つ均一に存在することになり、全体としての応力が軽減される。これにより、フェルールに固着された光ファイバの破断を防止することができる。
【００１９】
【特許文献１】
特開平１０−３３２９８８号公報（第２−３頁、第１図）
【００２０】
【特許文献２】
特開２０００−２４９８７２号公報（第２−３頁、第１図）
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の光モジュールでは、フェルールの全長を短くして全体の小型化を図ることはできるが、光接続用スリーブの一端部側の外周に把持リングを圧入する関係上、その他端部側から挿入されるフェルールを保持する力が両端部で互いに異なっている。このため、光接続の際に、光接続用スリーブ内でフェルール同士を整列させることができないという問題がある。これにより、光接続の際にフェルール同士の軸ズレ等が発生じてしまい、例えば、挿入損失等の光学特性が著しく低下するという問題がある。
【００２２】
なお、光接続用スリーブの内周面に複数の突条を設けた光モジュールでは、フェルールに保持された光ファイバの破断を完全に防止することはできないという問題もある。
【００２３】
本発明は、このような事情に鑑み、比較的容易に小型化でき且つ安定した光学特性を得ることができる光モジュールを提供することを課題とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、光ファイバが挿入保持される光ファイバ挿入孔が軸方向に亘って形成された筒状体に前記光ファイバを固着した光接続用フェルールと、光素子とを具備し、前記光接続用フェルールの一端部側の所定位置に位置決めして前記光素子と前記光ファイバと光接続するように配置すると共に、前記光接続用フェルールの他端部に光接続用スリーブを介して光ファイバを固着した光ファイバフェルールを接続して前記光素子と光接続するようにした保持部材を具備する光モジュールにおいて、前記筒状体の前記光ファイバ挿入孔の前記光素子側の一端部には、他の部分のよりも内径が大きな大径部を有し、前記光ファイバの一端部が前記大径部内に突出し、且つ端面が当該大径部内に位置するように設けられていることを特徴とする光モジュールにある。
【００２５】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記光ファイバの先端面から前記筒状体の先端面までの距離ｘ（ｍｍ）、前記光ファイバの開口数ＮＡとすると、前記大径部の内径ｄ（ｍｍ）は、下記式１を満たすことを特徴とする光モジュールにある。
【００２６】
【数２】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記光接続用フェルールの前記光素子側の一端部が、前記保持部材に設けられた貫通孔に保持されていることを特徴とする光モジュールにある。
【００２８】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記大径部内に突出する前記光ファイバの先端面が軸に垂直な面に対して所定角度傾斜した面であることを特徴とする光モジュールにある。
【００２９】
本発明の第５の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記大径部に突出する前記光ファイバの先端面が軸に垂直な面で形成されていると共に、前記大径部内には、透過性を有する樹脂が充填されていることを特徴とする光モジュールにある。
【００３０】
本発明の第６の態様は、第５の態様において、前記樹脂が、前記光ファイバのコアの屈折率と略同等の屈折率を有することを特徴とする光モジュールにある。
【００３１】
本発明の第７の態様は、第１〜６の何れかの態様において、前記光接続用フェルールの他端部側の端面が、凸球面状であることを特徴とする光モジュールにある。
【００３２】
本発明の第８の態様は、第１〜６の何れかの態様において、前記光機能部は前記光接続用フェルールの一端部を保持するハウジングを有し、当該ハウジングは、前記光接続用フェルールの他端部に前記光接続用スリーブを介して光接続する前記他の光接続用フェルールを保持した光コネクタプラグが外部から接続可能な光コネクタアダプタ形状を有していることを特徴とする光モジュールにある。
【００３３】
かかる本発明の光モジュールでは、筒状体の光ファイバ挿入孔の一端部に他の領域より大きな内径の大径部を設け、光ファイバをその大径部内に突出するように設け、光ファイバの先端面が大径部内に位置するようにしたため、光接続用フェルールの保持部材に保持される保持力を低下させずに、光ファイバの先端面と筒状体の先端面との距離だけ、光接続用フェルールと光素子との距離を短くすることができ、光モジュールの全長の短尺化を図り、比較的容易に小型化することができると共に安定した光学特性を得ることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００３５】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る光モジュールの端面の平面図及びそのＡ−Ａ′断面図であり、図２は、フェルールの端面の平面図及びＢ−Ｂ′断面図である。
【００３６】
図示するように、本実施形態の光モジュール１０は、光ファイバ１１がその長手方向に亘って内部に固着された光接続用フェルール１２と、この光接続用フェルール１２の一端部を保持したハウジング１３と、光接続用フェルール１２の他端部側に光ファイバ１１と光接続するように配置された光素子１４と、光接続用フェルール１２の他端部側を一端側から挿入し且つその他端側から挿入される光ファイバフェルールと光素子１４とを光接続用フェルール１２を介して光接続する光接続用スリーブ１５と、光接続用スリーブ１５を内部に保持するスリーブホルダ１６とを具備する。
【００３７】
ここで、光素子１４としては、例えば、半導体レーザ（ＬＤ），発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子や、フォトダイオード（ＰＤ），アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）等の受光素子等が挙げられ、本実施形態では、半導体レーザを用いた。
【００３８】
また、光接続用フェルール１２の光ファイバ１１と光素子１４との間には、本実施形態では、光素子１４から放射された光を光ファイバ１１の端面に集光する球レンズ等の光学レンズ１７が配設されている。
【００３９】
そして、この光学レンズ１７は、光素子１４を気密封止するキャップ１８に保持されており、このキャップ１８は光素子実装パッド１９に固定されている。なお、このように、キャップ１８によって光素子１４を気密封止することで、外部環境から光素子１４を保護して信頼性を向上している。
【００４０】
また、光素子実装パッド１９には、キャップ１８を覆うように連結部材２０が接合されている。このような連結部材２０は、ハウジング１３に固定されて、光素子実装パッド１９とハウジング１３とを連結している。
【００４１】
なお、このような光素子実装パッド１９の連結部材２０に接合された側とは反対側には、外部機器と接続されるリード端子等の配線２１が突出して設けられている。
【００４２】
そして、本実施形態では、ハウジング１３、光素子実装パッド１９及び連結部材２０により保持部材２２が構成される。この保持部材２２には、光接続用フェルール１２の一端部側の所定位置に光素子１４を位置決めして光ファイバ１１と光接続するように配置すると共に光接続用フェルール１２の他端部側に光接続用スリーブ１５を介して光ファイバを固着した光ファイバフェルールを接続して光素子１４と光接続させるようにした。
【００４３】
このような保持部材２２は、光ファイバ１１の端面と光学レンズ１７との間隔、及び光素子１４と光学レンズ１７との間隔が所定量、すなわち、光素子１４から放射した光が光学レンズ１７を介して光ファイバ１１の端面に効率よく集光する所定位置に光素子１４と光学レンズ１７とを位置決め保持している。
【００４４】
なお、ハウジング１３は、例えば、金属、プラスチック等により形成されており、光接続用フェルール１２の光ファイバ１１と光素子１４との光接続が最適になるように位置調整した状態でＹＡＧ溶接や接着等により連結部材２０に位置決め固定される。
【００４５】
また、このようなハウジング１３に保持された光接続用フェルール１２は、軸方向に亘って光ファイバ１１が挿入保持される光ファイバ挿入孔２３の設けられた筒状体２４に、光ファイバ１１を固着して形成されている。
【００４６】
この筒状体２４の光ファイバ挿入孔２３の光学レンズ１７側の一端部には、他の部分よりも内径が大きな大径部２５が設けられており、光ファイバ１１の一端部が大径部２５内に突出し、且つ先端面１１ａが大径部２５内に位置するように設けられている。
【００４７】
そして大径部２５に突出する光ファイバ１１の先端面１１ａは光ファイバ１１の軸に直交する垂直面に対して所定角度傾斜した傾斜面で形成されている。このように光ファイバ１１の先端面１１ａを傾斜面で形成することによって、光学レンズ１７からの光が光ファイバ１１の先端面１１ａに集光された際に反射減衰量を低減させることができる。
【００４８】
ここで、大径部２５の内径は、光ファイバ１１の先端面１１ａに集光される光が筒状体２４の先端面で遮断されないような大きさで形成する必要があり、光ファイバ１１の先端面１１ａから筒状体２４の先端面までの距離ｘ（ｍｍ）、光ファイバ１１の開口数ＮＡとすると、大径部２５の内径ｄは、下記式１を満たす条件で形成する必要がある。
【００４９】
【数３】
なお、大径部２５の内径ｄ（ｍｍ）は、筒状体２４の外径よりも小さく、且つ上記式１を満たす最小値が好ましい。これは、例えば筒状体２４の大径部２５に対応する領域がハウジング１３に圧入または接着または溶着等により固定される場合、大径部２５の形成された領域が破壊されないように、大径部２５の形成された領域に所定の剛性が必要なためである。
【００５１】
また、光ファイバ１１の先端面１１ａから筒状体２４の先端面までの距離ｘ（ｍｍ）は、この距離ｘ（ｍｍ）だけ、筒状体２４の先端面１１ａと光学レンズ１７との距離とを縮めることができるため、距離ｘ（ｍｍ）をできるだけ大きくするのが望ましい。すなわち、光ファイバ１１の先端面１１ａから筒状体２４の先端面までの距離ｘ（ｍｍ）をできるだけ大きくし、それに伴う大径部２５の内径ｄ（ｍｍ）が剛性を保つ程度の大きさとするのが好ましい。
【００５２】
ここで、例えば、光ファイバ１１の開口数ＮＡを０．１とし、上記式１によって決定される距離ｘ（ｍｍ）と、大径部２５の内径ｄ（ｍｍ）の最小値との一例を下記表１に示す。
【００５３】
【表１】
表１に示すように、大径部２５の内径ｄ（ｍｍ）が大きければ、その分、筒状体２４の先端面と大径部２５内に突出する光ファイバ１１の先端面１１ａとの距離ｘ（ｍｍ）を大きくすることができるが、上述のように、筒状体２４の大径部２５に対応する領域の外径、剛性等により大径部２５の内径ｄ（ｍｍ）の最大値も適宜決定される。
【００５５】
なお、このような筒状体２４は、外径が１．２５ｍｍ又は２．５ｍｍの例えば、ジルコニア等のセラミックス、ガラス、金属、プラスチックなどが挙げられ、本実施形態では、ジルコニアを用いた。
【００５６】
このような光接続用フェルール１２は、大径部２５の設けられた一端部が、ハウジング１３を貫通して設けられた貫通孔２６内に圧入または接着または溶着等により保持されている。
【００５７】
この光接続用フェルール１２とハウジング１３とは、詳しくは後述する光接続用スリーブ１５内に、光ファイバフェルールが挿入され、光ファイバフェルールの先端面が所定の圧力で光接続用フェルール１２の端面に押圧された際に、その圧力（例えば、９．８Ｎ）によって光接続用フェルール１２がハウジング１３に対して移動しないように保持できていればよい。
【００５８】
このような貫通孔２６の内径は、光接続用フェルール１２の貫通孔２６に圧入または接着または溶着等される距離Ｌ１によっても規定される。
【００５９】
このように光ファイバ１１の先端面１１ａと筒状体２４の先端面との距離ｘ（ｍｍ）の分だけ、筒状体２４の先端面と光学レンズ１７との距離を短くすることができ、光モジュール１０の短尺化及び小型化を図ることができる。
【００６０】
すなわち、光ファイバ１１の先端面１１ａと筒状体２４との距離をできるだけ長くすることで、光モジュール１０の短尺化及び小型化を図ることができる。
【００６１】
なお、筒状体２４の全長は、詳しくは後述する光接続用スリーブ１５に挿入保持される距離Ｌ２によっても決定される。
【００６２】
このような光接続用フェルール１２を構成する筒状体２４は、例えば、研削等により形成してもよく、また、成形により形成してもよい。
【００６３】
さらに、光接続用フェルール１２の大径部２５が設けられた一端部とは反対側の端面は、凸球面に研磨されている。これにより、詳しくは後述するが、光接続用スリーブ１５内で外部から挿入される光ファイバフェルールとの間で光ファイバ１１同士を効率よく光接続することができる。
【００６４】
また、ハウジング１３には、光接続用フェルール１２が保持された貫通孔２６に連通して、貫通孔２６の内径よりも大きな内径を有するホルダ挿入孔２７が設けられている。
【００６５】
そして、ハウジング１３のホルダ挿入孔２７内に突出した光接続用フェルール１２の大径部２５とは反対側の端部側は、光接続用スリーブ１５の一端側に挿入されている。
【００６６】
光接続用スリーブ１５は、円筒形状を有し、その軸方向に亘って貫通したフェルール挿入孔２８と、側面に軸方向に亘って貫通した一条のスリット２９とを有する。また、フェルール挿入孔２８は、光接続用フェルール１２の外径より若干小さな内径で形成されている。
【００６７】
そして、光接続用スリーブ１５内では、フェルール挿入孔２８の一端側に光接続用フェルール１２の大径部２５とは反対側の端部が挿入されており、他端側から光コネクタプラグに保持された光ファイバフェルールを挿入してフェルール端面同士を当接させ、光ファイバ１１同士を光接続するようになっている。
【００６８】
このとき、光接続用スリーブ１５は、光接続用フェルール１２及び光ファイバフェルールの挿入により、スリット２９が広がる方向に弾性変形するため、光接続用フェルール１２及び光ファイバフェルールをフェルール挿入孔２８の内周面に密着させることができる。
【００６９】
これにより、光接続用フェルール１２と光ファイバフェルールとをフェルール挿入孔２８の内周面に沿って整列させることができ、光ファイバ１１同士を軸ズレ等なく確実に光接続させることができる。したがって、本実施形態の光モジュール１０によれば、光接続時に挿入損失等の光学特性が低下する虞はない。すなわち、安定した光学特性を得ることができる。
【００７０】
なお、このような光接続用スリーブ１５を形成する材料としては、例えば、ジルコニア、リン青銅、ステンレス及びプラスチック等が挙げられ、本実施形態では、ジルコニアを用いた。
【００７１】
また、光接続用スリーブ１５は、フェルール挿入孔２８内の一端側に光接続用フェルール１２に嵌合した状態でスリーブホルダ１６内に収納されている。
【００７２】
スリーブホルダ１６は、円筒形状を有し、その軸方向に貫通して光接続用スリーブ１５が挿入されるスリーブ挿入孔２８が設けられている。
【００７３】
このスリーブ挿入孔２８の一端側は、光接続用スリーブ１５の外径より若干大きい内径を有する大径部３０となっており、その他端側の開口縁部は、外部から挿入される光ファイバフェルールの外径より大きく且つ光接続用スリーブ１５の外径より小さい内径を有する小径部３１となっている。
【００７４】
なお、本実施形態では、スリーブ挿入孔２８の大径部３０を光接続用スリーブ１５の外径寸法より大きい内径に形成することで、スリーブホルダ１６内に収納された光接続用スリーブ１５に光接続用フェルール１２及び光ファイバフェルールを挿入した際に光接続用スリーブ１５が弾性変形するのに必要な隙間を確保している。
【００７５】
また、このようなスリーブホルダ１６は、光接続用スリーブ１５を内部に保持した状態でハウジング１３の貫通孔２６に連通して設けられたホルダ挿入孔２７に嵌合することにより固定されている。これにより、スリーブホルダ１６の内部、すなわち、ハウジング１３とスリーブ挿入孔２８とで画成された空間内に光接続用スリーブ１５が保持されている。なお、光接続用スリーブ１５に光ファイバフェルールを挿入して引き抜く際に、光接続用スリーブ１５の一端面が、スリーブ挿入孔２８内の大径部３０と小径部３１との内径差により形成された段差部３２に当接して、光接続用スリーブ１５の移動が規制されるようになっている。
【００７６】
また、本実施形態では、このようなスリーブホルダ１６が固定されたハウジング１３等の外周部、すなわち、光モジュール１０の保持部材２２の外周部には、光モジュール１０と光ファイバが固着された光ファイバフェルールを有する光コネクタプラグ（図示なし）とを接続させる光コネクタアダプタ４０を設けるようにした。
【００７７】
光コネクタアダプタ４０は、軸方向に貫通した接続孔４１と、この接続孔４１内で弾性変形する一対の爪部４２とが設けられている。そして、光コネクタアダプタ４０と光モジュール１０とは、圧入又は接着剤等により接合されている。
【００７８】
すなわち、このような光コネクタアダプタ４０の接続孔４１の一端側は、光モジュール１０の外周に固定され、その他端側は光コネクタプラグが着脱可能となっている。そして、光コネクタプラグは、その外周面に光コネクタアダプタ４０内に設けられた弾性変形する一対の爪部４２が係合することで取り付けられる。
【００７９】
このように光モジュールは、光接続用フェルール１２を構成する筒状体２４の一端部に大径部２５を設け、大径部２５内に光ファイバ１１の先端面が配置されるようにしたため、筒状体２４の先端面と光学レンズ１７との距離を光ファイバ１１の先端面と筒状体２４の先端面との距離だけ縮めることができ、光モジュールの短尺化及び小型化を図ることができる。また、ハウジング１３に保持される光接続用フェルール１２の距離Ｌ１を短くすることなく、且つ光接続用スリーブ１５に保持される距離Ｌ２を短くすることなく小型化を図ることができるため、安定した光学特性を得ることができる。
【００８０】
（実施形態２）
図３は、実施形態２に係る光接続用フェルールの平面図及びそのＣ−Ｃ′断面図である。
【００８１】
図示するように、本実施形態の光接続用フェルール１２Ａは、上述した実施形態１と同様の筒状体２４と、筒状体２４の光ファイバ挿入孔２３に固着された光ファイバ１１Ａとを具備する。
【００８２】
光ファイバ１１Ａの大径部２５内に突出する先端面１１ｂは、軸に垂直な面で形成されており、大径部２５内には、光ファイバ１１のコアの屈折率と略同等の屈折率を有する透過性を有する樹脂部材５０が設けられている。
【００８３】
この樹脂部材５０としては、例えば、光ファイバ１１Ａのコアの屈折率が１．４７とすると、屈折率が１．４７のエポキシ系樹脂又はアクリル系樹脂を用いることができる。
【００８４】
このように大径部２５内に樹脂材料５０を充填することで、光ファイバ１１Ａに集光される光の反射減衰量を低減させることができるため、光ファイバ１１Ａの先端面１１ｂを軸に垂直な面で形成することができる。
【００８５】
また、大径部２５内に形成された樹脂材料５０によって、光ファイバ１１Ａの大径部２５内に突出した端部が固定されるため、光学レンズ１７から光ファイバ１１Ａの先端面１１ｂに効率よく集光させることができる。
【００８６】
なお、このような大径部２５に充填される樹脂部材５０は、光ファイバ挿入孔２３に光ファイバ１１Ａを固定する際に用いられる接着剤として用いてもよく、これにより大径部２５に樹脂部材５０を充填する作業を簡略化することもできる。
【００８７】
このような光接続用フェルール１２Ａを構成する筒状体２４の大径部２５の内径及び光ファイバ１１Ａの先端面１１ｂと筒状体２４の先端面との距離等は、上述した実施形態１と同様である。
【００８８】
また、この光接続用フェルール１２Ａを用いた光モジュールの他の構成も上述した実施形態１と同様なため、重複する説明は省略する。
【００８９】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態１及び２について説明したが、光モジュールの基本的構成は上述したものに限定されるものではない。
【００９０】
例えば、上述した実施形態１及び２では、保持部材２２に光素子１４、光学レンズ１７等を所定位置に位置決めして配設したが、これに限定されず、光ファイバと光素子との間に光学レンズを配置せず、そのまま光ファイバと光素子とを光接続するようにしてもよい。なお、上述した実施形態では、光素子として発光素子を例示したが、発光素子の代わりに受光素子を用いてもよい。この場合には、光ファイバから出射した光を受光素子により受光するような光接続となる。
【００９１】
さらに、上述した実施形態１及び２では、光モジュール１０のハウジング１３の外周部に光コネクタアダプタ４０を固定して、外部から光ファイバフェルールを保持した光コネクタプラグを着脱可能とする構造としたが、これに限定されず、光コネクタアダプタ４０を固定せず、スリーブホルダ１６内に保持された光接続用スリーブ１５に外部から光ファイバフェルールを直接挿入するようにしてもよい。
【００９２】
なお、上述した実施形態１及び２では、ハウジング１３に貫通孔２６に連通するホルダ嵌合孔２７を設け、このホルダ嵌合孔２７内にスリーブホルダ１６を固定するような構造の光モジュール１０を例示したが、これに限定されず、ハウジングにホルダ嵌合孔を設けずに、スリーブホルダを貫通孔の開口周縁部に直接固定する構造の光モジュールとしてもよい。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光モジュールでは、光接続用フェルールを構成する筒状体の光ファイバ挿入孔の一端部に他の部分より大径となる大径部を設け、大径部内に光ファイバの先端面が配置されるようにしたため、光ファイバの先端面と筒状体の先端面との距離の分、筒状体と光素子との距離を短くすることができ、光接続用フェルールの全長の短尺化を図り、比較的容易に全体を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る光モジュールの端面の平面図及びそのＡ−Ａ′断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る光接続用フェルールの端面の平面図及びそのＢ−Ｂ′断面図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る光接続用フェルールの端面の平面図及びそのＣ−Ｃ′断面図である。
【図４】従来技術に係る光受信モジュールの端面の平面図及びそのＤ−Ｄ′断面図である。
【符号の説明】
１０ 光モジュール
１１、１１Ａ 光ファイバ
１１ａ、１１ｂ 先端面
１２、１２Ａ 光接続用フェルール
１３ ハウジング
１４ 光素子
１５ 光接続用スリーブ
１６ スリーブホルダ
１７ 光学レンズ
１８ キャップ
１９ 光素子実装パッド
２０ 連結部材
２１ 配線
２２ 保持部材
２４ 筒状体
２５ 大径部
５０ 樹脂部材
Claims (8)
- 光ファイバが挿入保持される光ファイバ挿入孔が軸方向に亘って形成された筒状体に前記光ファイバを固着した光接続用フェルールと、光素子とを具備し、前記光接続用フェルールの一端部側の所定位置に位置決めして前記光素子と前記光ファイバと光接続するように配置すると共に、前記光接続用フェルールの他端部に光接続用スリーブを介して光ファイバを固着した光ファイバフェルールを接続して前記光素子と光接続するようにした保持部材を具備する光モジュールにおいて、
前記筒状体の前記光ファイバ挿入孔の前記光素子側の一端部には、他の部分のよりも内径が大きな大径部を有し、前記光ファイバの一端部が前記大径部内に突出し、且つ端面が当該大径部内に位置するように設けられていることを特徴とする光モジュール。 - 請求項１において、前記光ファイバの先端面から前記筒状体の先端面までの距離ｘ（ｍｍ）、前記光ファイバの開口数ＮＡとすると、前記大径部の内径ｄ（ｍｍ）は、下記式１を満たすことを特徴とする光モジュール。
- 請求項１又は２において、前記光接続用フェルールの前記光素子側の一端部が、前記保持部材に設けられた貫通孔に保持されていることを特徴とする光モジュール。
- 請求項１〜３の何れかにおいて、前記大径部内に突出する前記光ファイバの先端面が軸に垂直な面に対して所定角度傾斜した面であることを特徴とする光モジュール。
- 請求項１〜３の何れかにおいて、前記大径部に突出する前記光ファイバの先端面が軸に垂直な面で形成されていると共に、前記大径部内には、透過性を有する樹脂が充填されていることを特徴とする光モジュール。
- 請求項５において、前記樹脂が、前記光ファイバのコアの屈折率と略同等の屈折率を有することを特徴とする光モジュール。
- 請求項１〜６の何れかにおいて、前記光接続用フェルールの他端部側の端面が、凸球面状であることを特徴とする光モジュール。
- 請求項１〜６の何れかにおいて、前記光機能部は前記光接続用フェルールの一端部を保持するハウジングを有し、当該ハウジングは、前記光接続用フェルールの他端部に前記光接続用スリーブを介して光接続する前記他の光接続用フェルールを保持した光コネクタプラグが外部から接続可能な光コネクタアダプタ形状を有していることを特徴とする光モジュール。
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-
2002
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