JP2011065150A - 一心双方向光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】一心双方向光モジュールにおいて、光学フィルタの傾斜した取付面等をジョイントホルダ（Ｊホルダ）に形成する際に当該Ｊホルダに設けられる溝から、モジュール内部へ異物が進入することを防ぐ。
【解決手段】一心双方向光モジュール１は、Ｊホルダ４の一端部に送信用光デバイス２が取付けられ、他端部に光ファイバ保持部品５が取付けられ、更に側面部に受信用光デバイス３が取付けられ、送信用光デバイス２の送信光を透過させて光ファイバ保持部品５の光ファイバに導光すると共に光ファイバからの受信光を反射させて受信用光デバイス３に導光する光学フィルタ６を備える。Ｊホルダ４の光ファイバ保持部品５の取付部端面と受信用光デバイス３の取付部側面とが連通するように角部から傾斜する光学フィルタ６の取付面４ｂにかけて導光路を形成する溝４ｇが設けられ、更に溝４ｇを塞ぐためのカバー部材８を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、一本の光ファイバで信号光を送受信する一心双方向光モジュールに関する。

近年、光アクセス系を中心に、１本の光ファイバで上りと下りの信号を送受信する一心双方向光モジュールの需要が急速に拡大しつつあり、上記光モジュールとして種々のものが提案されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１に開示の一心双方向光モジュールは、図９（Ａ）の外観図に示すように、送信用光デバイス１０１と受信用光デバイス１０２と光ファイバ保持部品１０３とを、ジョイントホルダ１０４に固定して成るもので、図９（Ｂ）の部分断面図に示すように、ジョイントホルダ１０４に形成された傾斜したフィルタ取付面１０５に光学フィルタ１０６が取付けられている。光学フィルタ１０６は、送信用光デバイス１０１から光ファイバ保持部品１０３のフェルール１０７内の光ファイバへの信号光と、上記光ファイバから受信用光デバイス１０２への信号光と、を波長合分波するものである。
なお、ジョイントホルダ１０４は、ステンレス材料の円筒状の部材をカットソーやエンドミルを用いた切削加工により、傾斜したフィルタ取付面１０５を形成することで作製される。

特開２００４−３５４７５２号公報

しかしながら、図９の一心双方向光モジュール１００では、ジョイントホルダ１０４のフィルタ取付面１０５と、フェルール１０７の光ファイバから受信用光デバイス１０２への導光路（反射光路）を形成する際、図１０に示すように、光ファイバ保持部品固定面１０８と受信用光デバイス固定面１０９とに上記カットソーやエンドミルの切代に相当する溝１１０が設けられてしまう。溝１１０は、前述の図９（Ａ）に示すように、ジョイントホルダ１０４への受信用光デバイス１０２の固定後も受信用光デバイス１０９における隙間１１１として残り、モジュール内部への異物の進入の要因となる恐れがある。図示は省略するが、溝１１０は、光ファイバ保持部品固定面１０８においても同様に隙間として露出する恐れがある。

なお、一心双方向光モジュールとして、図９，１０に示したようなもの（ダイプレクサ型）の他に、図１１に示すような、１つの送信用光デバイス２０１と、２つの受信用光デバイス２０２，２０３と、光ファイバ保持部品２０４とを、ジョイントホルダ２０５に固定して成るトライプレクサ型のものが考えられている。図示は省略するが、このトライプレクサ型の一心双方向光モジュール２００においては、図９のものと同様な光学フィルタが２つ用いられており、図１２（Ａ），（Ｂ）に示すように、これら光学フィルタ用の傾斜した取付面２０６，２０７がジョイントホルダ２０５に形成されている。

そして、これら光学フィルタ用の取付面２０６，２０７と、光ファイバ保持部品７の光ファイバから各受信用光デバイス２０２，２０３への導光路を形成する際に、光ファイバ保持部品固定面２０８と受信用光デバイス固定面２０９，２１０とに前述と同様に溝２１１が設けられてしまう。この溝２１１が各部品の固定後も隙間として残りモジュール内部への異物の進入の要因となるという課題が、トライプレクサ型の光モジュール２００にもある。

本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたものであり、１本の光ファイバで上りと下りの信号を送受信する一心双方向光モジュールであって、信号光を波長合分波する光学フィルタの傾斜した取付面と光ファイバからの導光路をジョイントホルダに形成する際に当該ジョイントホルダに設けられる溝から、光モジュール内部へ異物が進入することを防ぐようにしたものを提供することをその目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一心双方向光モジュールは、ジョイントホルダと、該ジョイントホルダに取り付けられた光ファイバを保持する光ファイバ保持部品と、光ファイバに光結合する第１及び第２の光デバイスと、を有するものであって、第１の光デバイスは第１の波長に係り、第２の光デバイスは第２の波長に係り、第１の光デバイスと光ファイバの光軸は実質一致して第１の光軸をなし、第２の光デバイスの光軸は第１の光軸と実質垂直な第２の光軸を有し、ジョイントホルダが、第１及び第２の波長の光の一方を透過し他方を反射する第１の光学フィルタを搭載すると共に第１の光軸と第２の光軸のそれぞれに対し実質４５°の角度を有する第１の斜面を備え、該斜面の端部はジョイントホルダの表面に露出しており、さらに、第１の斜面の端部を覆うカバー部品を備えることを特徴とする。

また、第１の斜面が、ファイバ保持部品または第１の光デバイスを搭載する面から第２の光デバイスを搭載する面に向けて形成され、カバー部品が、ジョイントホルダの表面に形成された凹部に該表面から突出しないよう嵌め込まれ、ファイバ保持部品または第１の光デバイスに係る第１の光軸に対する調芯、及び、第２の光デバイスに係る第２の光軸に対する調芯の際に、カバー部品が干渉するのを防ぐようにするとよい。上記凹部は、例えば、ジョイントホルダのファイバ保持部品または第１の光デバイスを搭載する面から第２の光デバイスを搭載する面に渡って連続して形成されるものである。

さらに、第３の波長に係る第３の光デバイスと、第１及び第２の波長を透過し第３の波長を反射する第２の光学フィルタと、を備え、第３の光デバイスに係る第３の光軸が、第２の光軸に実質平行で且つ第１の光軸に実質垂直であり、第２の光学フィルタが、ジョイントホルダにおける第３の光軸と第１の光軸の交点に設けられた、第１の光軸及び第３の光軸それぞれと実質４５°の角度を有する第２の斜面に搭載され、該第２の斜面の端部はジョイントホルダの第３の光デバイスを搭載する面に露出しており、カバー部品は第２の斜面の端部も覆うようにしてもよい。

この場合、カバー部品が、ジョイントホルダの第２の光デバイスを搭載する面、ファイバ保持部品または第１の光デバイスを搭載する面、及び第３の光デバイスを搭載する面に渡って形成された凹部に嵌め込まれており、ファイバ保持部品または第１の光デバイスに係る第１の光軸に対する調芯、第２の光デバイスに係る第２の光軸に対する調芯、及び、第３の光デバイスに係る第３の光軸に対する調芯の際に、カバー部品が干渉するのを防ぐようにするとよい。

また、第１の光デバイスが送信用光デバイスであり、第２の光デバイス及び第３の光デバイスの一方が送信用光デバイスであり他方が受信用光デバイスであり、ジョイントホルダが、第２の光学フィルタと光ファイバとの間、または、第１の光学フィルタと第２の光学フィルタとの間に集光レンズを搭載し、該集光レンズから送信用光デバイスそれぞれまでの光学長は実質等しくなるようにするとよい。

本発明によれば、光学フィルタの取付面及び光ファイバからの導光路をジョイントホルダに形成する際に当該ジョイントホルダに設けられる溝をカバー部品で覆うようにしたので、上記溝が露出せず、当該溝を介した光モジュール内部への異物の進入を防ぐことができる。

本発明に係る一心双方向光モジュールについて説明する図である。 図１の一心双方向光モジュールのジョイントホルダについて説明する図である。 本発明に係る他の一心双方向光モジュールについて説明する図である。 図３の一心双方向光モジュールのジョイントホルダについて説明する図である。 本発明に係るさらに別の一心双方向光モジュールについて説明する部分斜視図である。 図５の一心双方向光モジュールの部分断面図である。 本発明に係るさらに別の一心双方向光モジュールについて説明する部分斜視図である。 図７の一心双方向光モジュールの部分断面図である。 従来の一心双方向光モジュールの一例について説明する図である。 図９の一心双方向光モジュールのジョイントホルダについて説明する図である。 従来の一心双方向光モジュールの他の例について説明する図である。 図１１の一心双方向光モジュールのジョイントホルダについて説明する図である。

図１及び図２を用いて、本発明による一心双方向光モジュール（以下、光送受信モジュールという）の一例について説明する。図１（Ａ）は本光送受信モジュールの斜視図、図１（Ｂ）はその部分断面図である。また、図２（Ａ）は図１のジョイントホルダとカバー部品（隙間防止部品）の斜視図であり、図２（Ｂ）はカバー部品が取付けられた状態のジョイントホルダの斜視図である。

本実施形態の光送受信モジュールは、１本の光ファイバで光信号を送受信するダイプレクサ（Diplexer）タイプのものであり、図１（Ａ）の参照符号１で例示するように、送信用光デバイス２、受信用光デバイス３、ジョイントホルダ４、光ファイバ保持部品５等を有する。

第１の光デバイスとしての送信用光デバイス２及び第２の光デバイスとしての受信用光デバイス３は、図１（Ｂ）に示すように、一端に複数のリードピン２ａ，３ａが取付けられ他端に図示しない光学窓が固定された同軸型のパッケージ２ｂ，３ｂを有し、さらに、該パッケージ２ｂ，３ｂ内に半導体発光素子（ＬＤ：Laser Diode）や半導体受光素子（ＰＤ：Photo Diode）等の光電変換素子を有する。

送信用光デバイス２は、パッケージ２ｂ内のＬＤから第１の波長の信号光を出射する。この信号光は、上記光学窓を透過し、ジョイントホルダ４に取付けられた第１の光学フィルタ６を透過し、光ファイバ保持部品５のフェルール５ａ内の光ファイバを介して、外部に伝達される。ＬＤは、リードピン２ａと電気的に接続されており、外部から当該リードピン２ａを介して電気的な送信信号を受ける。

受信用光デバイス３は、フェルール５ａ内の光ファイバから入射され、光学フィルタ６で反射され、ジョイントホルダ４に取付けられたカットフィルタ７と光学窓とを透過した信号光を、パッケージ３ｂ内のＰＤで受光する。ＰＤにより受光され電気信号に変換された信号は、リードピン３ａを介して外部へ送出される。なお、ＰＤが受光する光ファイバを伝播してきた信号光は、送信用光デバイス２から出力された信号光と異なる波長（第２の波長）を有している。
光ファイバ保持部品５は、光ファイバケーブルの端部に取付けられたフェルール５ａを保持するもので、フェルール５ａは、その端面に、信号光伝送用の光ファイバの端面が露出している。

上述のような送信用光デバイス２、受信用光デバイス３、及び光ファイバ保持部品５が取付けられるジョイントホルダ４には、以下の光学フィルタ６及びカットフィルタ７も取付けられる。
第１の光学フィルタ６は、光の波長に基づいて選択的に透過または反射を行う波長選択フィルタであり、送信用光デバイス２から出射された第１の波長の信号光を透過して光ファイバ保持部品５に保持される光ファイバに導光すると共に、フェルール５ａの光ファイバの一端からの送信用光デバイス２からの第１の波長とは異なる第２の波長を有する信号光を反射し受信用光デバイス３に導光する。
また、カットフィルタ７は、特定の波長の光を透過し、他の波長の光を遮断するもので、少なくとも送信用光デバイス２からの第１の波長を有する信号光等が受信用光デバイス３に入射することを防止する。

これらが取付けられるジョイントホルダ４は、例えば、ステンレス材料の円柱状部材を略円筒状に加工して成る。このジョイントホルダ４の中心軸部分には、送信用光デバイスのための光路となる光路孔４ａが形成されており、この光路孔４ａを斜めに横切るように、光学フィルタ６が固定される光学フィルタ固定面（第１の斜面）４ｂが形成されている。また、カットフィルタ７が固定されるカットフィルタ固定孔４ｃも形成されている。

さらに、ジョイントホルダ４は、送信用光デバイス２が軸方向に位置合わせされて固定される固定孔４ｄを一端部に、光ファイバ保持部品５が面方向に位置合わせされて固定される部品固定面（取付部側面）４ｆを他端部に、受信用光デバイス３が面方向に位置合わせされて固定されるデバイス固定面（取付部端面）４ｅを側面部に有する。

固定孔４ｄの内部形状は送信用光デバイス２のパッケージ２ｂに対応したものとなっており、固定孔４ｄ内で送信用光デバイス２を動かして位置合わせした後に、固定孔４ｄの側壁４ｇと送信用光デバイス２のパッケージ２ｂの側面とがＹＡＧ溶接される。

デバイス固定面４ｅは、図２（Ａ）に示すように、後述の凹所４ｈの部分を除いて平坦な面に形成されており、当該平面上で受信用光デバイス３を動かして位置合わせした後に、当該平面と受信用光デバイス３のパッケージ３ｂの端部３ｃとがＹＡＧ溶接される。
部品固定面４ｆは、凹所４ｈの部分を除いて平坦な面に形成されており、当該固定面４ｆ上で光ファイバ保持部品５を動かして位置合わせした後に、当該固定面４ｆと当該保持部品５の下部５ｂとがＹＡＧ溶接される。
なお、これらデバイス固定面４ｅと部品固定面４ｆは連続している。

上述のような位置合わせ、すなわち調芯を行うことにより、光ファイバ保持部品の光軸と送信用光デバイス２の光軸が一致する。本明細書では、この光軸を第１の光軸といい、また、第１の光軸と垂直に位置合わせされた受信用光デバイス３の光軸を第２の光軸という。

このようなジョイントホルダ４には、上記第１の光軸と第２の光軸のそれぞれに対し実質４５°の角度を有する光学フィルタ固定面４ｂと、光ファイバ保持部品５の光ファイバから受信用光デバイス３への導光路とを形成する溝４ｇが設けられている。この溝４ｇは、デバイス固定面４ｅと部品固定面４ｆとが連通するように角部から傾斜する光学フィルタ固定面４ｂにかけて設けられており、デバイス固定面４ｅ及び部品固定面４ｆにその光学フィルタ固定面４ｂの端部が露出している。
光送受信モジュール１では、この溝４ｇの開口部分（あるいは固定面４ｂの端部）を覆うようにコの字型のカバー部品（隙間防止部品）８がジョイントホルダ４に取付けられる。カバー部品８は、例えば、金属板を加工して成るコの字型の部材であり、ジョイントホルダ４へ取付けられたときに光路を遮ることがないよう当該光路に当たる部分に導光孔８ａ，８ｂを有する。

また、ジョイントホルダ４には、図２（Ｂ）に示すように、このカバー部品８を取付けたときにカバー部品８がデバイス固定面４ｅや部品固定面４ｆから突出して受信用光デバイス３や光ファイバ保持部品５の位置合わせ・固定を阻害し光軸に作用することのないように、すなわち、カバー部品８が干渉することがないように、凹所４ｈが設けられている。

以上のように、光送受信モジュール１では、光ファイバ保持部品５の光ファイバから受信用光デバイス３への屈曲された導光路を形成するためにジョイントホルダ４に溝４ｇが設けられており、この溝４ｇを、導光孔８ａ、８ｂを有するカバー部品８で覆って塞ぐようにしたので、上記溝４ｇが隙間となって残ることがなく、当該溝４ｇを介した光モジュール内部への異物の進入を防ぐことができる。

このようなカバー部品８のジョイントホルダ４への固定は、例えば、溶接や樹脂接着材を用いて行うことができる。また、カバー部品８の両脚部間の幅Ｗ（図２（Ａ）参照）を、ジョイントホルダ４のカバー部品８の取付け部分の幅より狭くし、カバー部品８を嵌め込み式で取付けるようにし、カバー部品８の復元力に基づく弾性力により当該部品８をジョイントホルダ４に固定するようにしてもよい。
なお、カバー部品８の光ファイバ保持部品５側の導光孔８ｂには、フェルール５ａが挿入される。導光孔８ｂにフェルール５ａを挿入した状態で、光ファイバ保持部品５の位置合わせは行われるので、導光孔８ｂはフェルール５ａより一回り大きく形成されている。

続いて、図３及び図４を用いて、本発明による光送受信モジュールの他の例について説明する。図３（Ａ）は本光送受信モジュールの斜視図、図３（Ｂ）はその部分断面図である。また、図４（Ａ）は図３のジョイントホルダとカバー部品の斜視図であり、図４（Ｂ）はカバー部品が取付けられた状態のジョイントホルダの斜視図である。

本実施形態の光送受信モジュールは、信号光を送受信するトリプレクサ（Triplexer）タイプの光送受信モジュールであり、１本の光ファイバでデジタル信号光を送受信することに加えて、更に例えばアナログ変調信号（ＣＡＴＶの映像信号等）といった別の信号光を受信できるものである。

本光送受信モジュールは、図３（Ａ）の参照符号１０で例示するように、第１の波長の信号光を送信する送信用光デバイス１１、第２の波長の信号光を受信する第１の受信用光デバイス１２、第３の波長の信号光を受信する第３の光デバイスとしての第２の受信用光デバイス１３、ジョイントホルダ１４、光ファイバ保持部品１５等を有する。例えば、この光送受信モジュール１０が出力する光信号は、第１の波長のデジタル変調信号であり、この光送受信モジュール１０に入力される光信号は、第２の波長のデジタル変調信号及び第３の波長のアナログ変調信号である。

送信用光デバイス１１の基本的な形状及び構成は、図１及び図２の実施形態における送信用光デバイス２のものと同様であり、第１及び第２の受信用光デバイス１２，１３の基本的な形状及び構成もまた前述の実施形態における受信用光デバイス３のものと同様であり、相違点は以下の通りである。

送信用光デバイス１１のパッケージ２ｂ内のＬＤから出射された第１の波長の信号光は、図３（Ｂ）に示すように、パッケージ２ｂの光学窓を透過し、ジョイントホルダ１４に取付けられた後述の第１の光学フィルタ１６及び第２の光学フィルタ１７を透過し、光ファイバ保持部品１５のフェルール５ａ内の光ファイバを介して、外部に伝達される。

第１の受信用光デバイス１２のパッケージ３ｂ内のＰＤは、フェルール５ａ内の光ファイバから入射され、第２の光学フィルタ１７を透過し第１の光学フィルタ１６で反射され、第１のカットフィルタ１８と光学窓（図示せず）とを透過した信号光を受光する。
第２の受信用光デバイス１３のパッケージ３ｂ内のＰＤは、フェルール５ａ内の光ファイバから入射され第２の光学フィルタ１７で反射され第２のカットフィルタ１９と光学窓（図示せず）とを透過した信号光を受光する。なお、第２の受信用光デバイス１３のＰＤとしては、例えば、アナログ受信ＰＩＮフォトダイオードを用いることができる。
光ファイバ保持部品１５の形状及び構成は、図１及び図２の実施形態における光ファイバ保持部品５と同様である。

ジョイントホルダ１４には、上述のような送信用光デバイス１１、第１の受信用光デバイス１２、第２の受信用光デバイス１３及び光ファイバ保持部品１５が取付けられ、また、以下の第１及び第２の光学フィルタ１６，１７並びに第１及び第２のカットフィルタ１８，１９も取付けられる。

第１及び第２の光学フィルタ１６，１７は、光の波長に基づいて選択的に透過または反射を行う波長選択フィルタである。第１及び第２の光学フィルタ１６，１７は、送信用光デバイス２から出射された第１の波長の信号光を透過して、また、光ファイバ保持部品１５に保持される光ファイバに導光する。フェルール５ａの光ファイバの一端からの信号光のうち、第２の光学フィルタ１７を透過した第２の波長の信号光は、第１の光学フィルタ１６により、第１の受信用光デバイス１２に導光される。第２の光学フィルタ１７は、第３の波長の信号光を反射し、第１及び第２の波長の信号光を透過する。この第２の光学フィルタ１７により、フェルール５ａの光ファイバの一端から入力される信号光のうち第３の波長の信号光は、第２の受信用光デバイス１３に導光される。

また、第１及び第２のカットフィルタ１８，１９は、特定の波長の光を透過し、他の波長の光を遮断するものであり、それぞれ、第２及び第３の波長を透過し、第１〜３の波長のうち、上記透過する波長以外の波長の信号光を遮断する。この第１及び第２のカットフィルタ１８，１９により、所望の波長以外の信号光が、第１及び第２の受信用光デバイス１２，１３に入射することを防止できる。

これらが取付けられるジョイントホルダ１４は、例えば、ステンレス材料の円柱状部材を略円筒状に加工して成る。このジョイントホルダ１４の中心軸部分には、送信用光デバイスのための光路となる光路孔１４ａが形成されており、この光路孔１４ａを斜めに横切るように、第１及び第２の光学フィルタ１６，１７がそれぞれ固定される第１及び第２の光学フィルタ固定面１４ｂ，１４ｃが形成されている。また、第１及び第２のカットフィルタ１８，１９が固定されるカットフィルタ固定孔１４ｄ，１４ｅも形成されている。

さらに、ジョイントホルダ１４は、図１及び図２の実施形態の固定孔４ｄと同様な、固定孔１４ｆを一端部に、部品固定面４ｆと同様な部品固定面１４ｇを他端部に有する。また、図１及び図２の実施形態のデバイス固定面４ｅと同様な、第１及び第２のデバイス固定面１４ｈ，１４ｉを両側面部に有する。
なお、第１のデバイス固定面１４ｈと部品固定面４ｇとは連続しており、また、第２の
デバイス固定面１４ｉと部品固定面４ｇとも連続している。

このジョイントホルダ３８に対して位置合わせ、すなわち調芯を行うことにより、図１及び図２の例と同様に、光ファイバ保持部品の光軸と送信用光デバイス１１の光軸が第１の光軸で一致し、第１の受信用光デバイス１２の光軸が第１の光軸と実質垂直な第２の光軸となり、第２の受信用光デバイス１３の光軸が第１の光軸に実質垂直で且つ第２の光軸と実質平行な第３の光軸となる。

このようなジョイントホルダ４には、第１及び第２の溝１４ｊ，１４ｋが設けられている。第１の溝１４ｊは、上記第１の光軸と第２の光軸のそれぞれに対し実質４５°の角度を有する第１の光学フィルタ固定面１４ｂ、光ファイバ保持部品の光ファイバから第１の受信用光デバイス１２への導光路とを形成するものであり、第２の溝１４ｋは、上記第１の光軸と第３の光軸のそれぞれに対し実質４５°の角度を有する第２の光学フィルタ固定面１４ｃと、光ファイバから第１の受信用光デバイス１２への導光路とを形成するものである。また、第１の溝１４ｊは、第１のデバイス固定面１４ｈと部品固定面１４ｇとが連通するように角部から傾斜する第１の光学フィルタ固定面１４ｂにかけて設けられており、第２の溝１４ｋは、第２のデバイス固定面１４ｉと部品固定面１４ｇとが連通するように角部から傾斜する第２の光学フィルタ固定面１４ｃにかけて設けられている。これら第１及び第２の溝１４ｊ，１４ｋは、第１及び第２のデバイス固定面１４ｈ，１４ｉ並びに部品固定面１４ｇに開口している。

光送受信モジュール１０では、これら第１及び第２の溝１４ｊ，１４ｋの開口部分を覆うようにコの字型のカバー部品２０がジョイントホルダ１４に取付けられる。カバー部品２０は、図１及び図２の実施の形態のカバー部品８と同様な部材であり、ジョイントホルダ１４へ取付けられたときに光路を遮ることがないよう当該光路に当たる部分に導光孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃを有する。

また、ジョイントホルダ１４には、図４（Ｂ）に示すように、このカバー部品２０を取付けたときに第１及び第２の受信用光デバイス１２，１３や光ファイバ保持部品１５の位置合わせ・固定が邪魔されることのないように、凹所１４ｍが設けられている。

以上のように、光送受信モジュール１０では、光学フィルタの固定面１４ｂ，１４ｃと、光ファイバ保持部品１５の光ファイバから受信用光デバイス１２，１３への導光路とを形成するためにジョイントホルダ１４に溝１４ｊ，１４ｋが設けられており、これら溝１４ｊ，１４ｋを、導光孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃを有するカバー部品２０で覆って塞ぐようにしたので、上記溝１４ｊ，１４ｋが隙間となって露出することがないので、当該溝１４ｊ、１４ｋを介した光モジュール内部への異物の進入を防ぐことができる。

図５及び図６は、本発明による光送受信モジュールのさらに他の例を説明する図で、図５は光デバイスが取り付けられる前の様子を示す部分斜視図、図６は同部分断面図であり、図６では光ファイバ保持部品の図示を省略している。なお、図１及び図２と同様の部分については同じ参照符号を付すことによりその説明を省略する。

図５及び図６の例は、図１及び図２の光送受信モジュール１と同様に、ジョイントホルダ４’は、光ファイバ保持部品５が面方向に位置合わせされて固定される部品固定面４ｆを一端部に、送信用光デバイスが軸方向に位置合わせされて固定される固定孔４ｄを他端部に、受信用光デバイスが面方向に位置合わせされて固定されるデバイス固定面４ｅを側面部に有する。

本例でも、カットソーを用いて光学フィルタ固定面４ｂとして斜面を加工するため、ジョイントホルダ４’の部品固定面４ｆ及びデバイス固定面４ｅの切代が生じてしまう。この切代は受信用光デバイスをデバイス固定面４ｅに、あるいは光ファイバ保持部品５を部品固定面４ｆに取り付けたとしても隙間として残ってしまう。そこで、この隙間を覆うためにカバー部品８’をジョイントホルダ４’に取り付ける。

カバー部品８’を、受信用光デバイス、光ファイバ保持部品５の光学調芯が阻害されないよう、部品固定面４ｆ及びデバイス固定面４ｅにそれぞれ形成された凹所４ｈ’に埋め込むようにしてジョイントホルダ４’に装着することは図１及び図２の例と同様である。ただし、図１及び図２の例とは異なり、カバー部品８’をＬ字型とし、樹脂（接着剤）で固定するようになっており、そのため、デバイス固定面４と反対側の面には凹所４ｈ’は形成されていない。カバー部品８’は単に隙間を覆い、カットフィルタ７の搭載部等に対してゴミ、埃の進入を阻止するためだけの部品であり、強度特性が求められていない。したがって、樹脂による接着でその目的を達することができ、溶接等の煩雑な工程を経ることを要しない。

なお、本発明について、図３及び図４を用いて、１つの送信用光デバイスと２つの受信用光デバイスとをジョイントホルダに組み付ける例で説明したが、２つの送信用光デバイスと１つの受信用光デバイスとを組み付ける構成としてもよい。この場合、光フィルタと光ファイバとの間に集光レンズを設け、送信系については、後述するように、送信用光デバイス内に搭載されている集光レンズと併せて、収束２レンズ系とするとよい。

この構成について、図７及び図８を用いて説明する。図７は光デバイスが取り付けられる前のジョイントホルダの様子を示す部分斜視図、図８は同部分断面図であり、図６では光ファイバ保持部品の一部の図示を省略している。なお、図３及び図４と同様の部分については同じ参照符号を付すことによりその説明を省略する。

図７及び図８の例では、ジョイントホルダ１４’が、光ファイバ保持部品５が軸方向に位置合わせされて固定される固定孔１４ｆ’を一端部に、第１の光デバイスとしての第１の送信用光デバイスが面方向に位置合わせされて固定される第１のデバイス固定面１４ｇ’を他端部に有する。さらに、第２の光デバイスとしての第２の送信用光デバイス及び第３の光デバイスとしての受信用光デバイスのために、同様な固定面である第２及び第３のデバイス固定面１４ｈ’，１４ｉ’をそれぞれ側面部に有する。

また、ジョイントホルダ１４’内には、光の波長に基づいて選択的に透過または反射を行う波長選択フィルタである第１及び第２の光学フィルタ１６’，１７’と、特定の波長の光のみ透過するカットフィルタ１８’とが設けられ、光ファイバ保持部品１５に保持される光ファイバと第２の光学フィルタ１７’との間に集光レンズ２１’が設けられている。

本例において、各信号光は以下のように導光される。第１の送信用光デバイスから出射された第１の波長の信号光は、第１及び第２の光学フィルタ１６’，１７’を透過して、集光レンズ２１’により集光され、光ファイバ保持部品１５の光ファイバに導光される。また、第２の送信用光デバイスから出射された第２の波長の信号光は第１の光学フィルタ１６’に反射され、第２の光学フィルタ１７’を透過して、集光レンズ２１’により集光され、光ファイバに導光される。また、光ファイバからの第３の波長の信号光は、集光レンズ２１’を透過し、第２の光学フィルタ１７’により反射され、カットフィルタ１８’を透過し、受信用光デバイスに導光される。

この例においても、カットソーを用いて第１及び第２の光学フィルタ固定面１４ｂ’，１４ｃ’を加工するため、ジョイントホルダ１４’の第１〜第３のデバイス固定面１４ｇ’，１４ｈ’，１４ｉ’の切代が生じてしまう。この切代が隙間として残らないようカバー部品２０’がジョイントホルダ４’に取り付けられる。これにより、エンドミルで加工されるカットフィルタ固定孔１４ｄ’に対してのゴミ、埃の進入を阻止することができる。

図７及び図８の例では、光ファイバとこれに隣接する集光レンズ２１’とで第一の収束光学系が構成され、送信用光デバイス内に搭載されている発光素子と同集光レンズとで第二の収束光学系が構成され、さらに、第１の収束光学系の焦点の一方はファイバ端面に同他方は送信用光デバイスの出射端面近傍に設定され、第二の収束光学系の焦点の一方は光発光素子の光出射端面に同他方は送信用光デバイス出射端面近傍であって、第一の収束光学系の他方の焦点と実質同一箇所に設定されている。したがって、二つの送信用光デバイスから集光レンズ２１’までの距離は、方や第１の光学フィルタ１６’を通過して他方はフィルタ１６’にて反射されるという相違はあるものの略等しく設定されている。

複数の送信用光デバイスを一のファイバに対して光結合させる場合において、単一のレンズでこれを行おうとする場合には次の課題が存在する。すなわち、まず、一の送信用光デバイスについて光学調芯を行い、当該送信用光デバイスと光ファイバ保持部品をそれぞれジョイントホルダに組み付ける。この際、光ファイバ保持部品が例えば有意のチルト角をもってジョイントホルダに組み付けられた場合には、この傾いた光ファイバ保持部品に対して別の送信用光デバイスを光学的に結合させるのは容易では無い。光ファイバ保持部品の僅かの角度ズレが、別の送信用光デバイスについての調芯尤度では補正しきれないズレを生じてしまう場合がある。

一方、２レンズ系を用いた場合においても同様の課題が残る。２レンズ系は発光素子と光ファイバ端との間に２つのレンズを介在させ、発光素子からの発散光を第１のレンズで実質的にコリメート光（平行光）に変換し、第２のレンズでこのコリメート光を光ファイバ端に収束させるのが一般的である。２つのレンズ間の光をコリメート光とする故にレンズ間距離を自在に設定できる利点がある。本例のように光ファイバ保持部品と送信用光デバイスとの間に複数の光学フィルタを介在させる場合には、これら光学フィルタを２つのレンズの間に設置することで、光学長の増大に対応することができる。

半面、かかるコリメート２レンズ系では、複数の送信用光デバイスの光軸の整合性について厳密性が要請される。すなわち、レンズの光軸に対して発光素子あるいは光ファイバの光軸が一致していない場合（レンズ光軸上にこれらの光軸が無い場合）、発光素子からの光はチルトして第１レンズに入射し、このチルト特性は第２のレンズにも同様に作用する。すなわち、レンズ光軸に対してチルトしたコリメート光が２つのレンズ間を伝播する。そして、第２レンズを出射する光の焦点はレンズ光軸上からオフセットしてしまい、チルト量によっては光ファイバ保持部品による補償量（物理的移動量）を越えてしまう場合がある。

一方、本例で採用するところの収束２レンズ系では、２つのレンズそれぞれについて収束光学系の形態を採る。発光素子を出射した光は、第１のレンズ（送信用光デバイス内に搭載されている）により収束され、送信用光デバイス端面近傍で収束する。他方、ファイバ端と第２のレンズ（集光レンズ２１’）でも第２の収束光学系を形成し、この第２の収束光学系の他方の焦点は、第１の収束光学系の焦点に略一致する様に設定されている。

これにより、送信用光デバイスをジョイントホルダ１４’に組み付ける際に送信用光デバイスがその光軸（第１レンズの光軸）に対してチルトしたとしても、焦点の移動量は小さい値に収まる。この移動した焦点を光源として第２収束光学系が展開されるが、光源の移動量が小さいため、他方の焦点（ファイバ端）における補償量が小さい値に収まる。すなわち、複数の送信用光／受信用光デバイスを一の光ファイバに対して光学結合する場合であっても、十分な光学調芯尤度を確保することができる。

なお、本例では、受光用光デバイスについても、2レンズ収束光学系の形態を採用しているが採用しなくてもよい。また、受光用光デバイス内において受光素子を当該受光用光デバイスが備える収束レンズの焦点に位置させることも要しない。受光素子の光入射面はファイバコアに比較して大きい径を有することが一般的である（ファイバコアは〜１０μｍ、ＰＤの受光面は３０〜５０μｍ）。したがって、受光面を受光用光デバイス内レンズの焦点に位置させずとも十分な受光量を確保することが可能である。むしろ、敢えて焦点からオフセットさせることで、受光量についてのダイナミックレンジを確保することができる。

また、本発明は、上述の例に限られず、３以上の送信／受信用光デバイスを備える構成にも適用できる。ただし、３以上の送信用光デバイスを備える場合、２つの送信用光デバイスを備える場合と同様に、光ファイバ保持部品の光ファイバと、ジョイントホルダ内の集光レンズとで、収束光学系を形成し、各送信用光デバイスにおいてもそれぞれ収束光学系を形成し、両者の光学系の一方の焦点を実質共有する体系とするとよい。これにより、３以上の送信用光デバイスをジョイントホルダに組み付ける工程においても、十分な光学調芯精度を確保することができる。

１，１０…光送受信モジュール、２，１１…送信用光デバイス、３…受信用光デバイス、４，４’…ジョイントホルダ、４ｇ…溝、４ｈ…凹所、５…光ファイバ保持部品、６…光学フィルタ、８，８’，２０…カバー部品、１２…第１の受信用光デバイス、１３…第２の受信用光デバイス、１４，１４’…ジョイントホルダ、１４ｊ…第１の溝、１４ｋ…第２の溝、１４ｍ…凹所、１５…光ファイバ保持部品、１６，１６’…第１の光学フィルタ、１７，１７’…第２の光学フィルタ。

Claims (7)

1. ジョイントホルダと、該ジョイントホルダに取り付けられた光ファイバを保持する光ファイバ保持部品と、前記光ファイバに光結合する第１及び第２の光デバイスと、を有する一心双方向光モジュールであって、
   前記第１の光デバイスは第１の波長に係り、前記第２の光デバイスは第２の波長に係り、前記第１の光デバイスと前記光ファイバの光軸は実質一致して第１の光軸をなし、前記第２の光デバイスの光軸は前記第１の光軸と実質垂直な第２の光軸を有し、
   前記ジョイントホルダは、前記第１及び第２の波長の光の一方を透過し他方を反射する第１の光学フィルタを搭載すると共に前記第１の光軸と前記第２の光軸のそれぞれに対し実質４５°の角度を有する第１の斜面を備え、該斜面の端部は当該ジョイントホルダの表面に露出しており、
   さらに、前記第１の斜面の端部を覆うカバー部品を備えることを特徴とする一心双方向光モジュール。
2. 前記第１の斜面は、前記ファイバ保持部品または前記第１の光デバイスを搭載する面から前記第２の光デバイスを搭載する面に向けて形成されており、
   前記カバー部品は、前記ジョイントホルダの表面に形成された凹部に該表面から突出しないよう嵌め込まれており、前記ファイバ保持部品または前記第１の光デバイスに係る第１の光軸に対する調芯、及び、前記第２の光デバイスに係る第２の光軸に対する調芯の際に、前記カバー部品が干渉するのを防ぐことを特徴とする請求項１に記載の一心双方向光モジュール。
3. 前記凹部は、前記ジョイントホルダの前記ファイバ保持部品または前記第１の光デバイスを搭載する面から前記第２の光デバイスを搭載する面に渡って連続して形成されていることを特徴とする請求項２に記載の一心双方向光モジュール。
4. さらに、第３の波長に係る第３の光デバイスと、前記第１及び第２の波長を透過し前記第３の波長を反射する第２の光学フィルタと、を備え、
   前記第３の光デバイスに係る第３の光軸は、前記第２の光軸に実質平行で且つ前記第１の光軸に実質垂直であり、
   前記第２の光学フィルタは、前記ジョイントホルダにおける前記第３の光軸と前記第１の光軸の交点に設けられた、前記第１の光軸及び前記第３の光軸それぞれと実質４５°の角度を有する第２の斜面に搭載され、
   該第２の斜面の端部は前記ジョイントホルダの前記第３の光デバイスを搭載する面に露出しており、
   前記カバー部品は前記第２の斜面の端部も覆っていることを特徴とする請求項１に記載の一心双方向光モジュール。
5. 前記カバー部品は、前記ジョイントホルダの前記第２の光デバイスを搭載する面、前記ファイバ保持部品または前記第１の光デバイスを搭載する面、及び前記第３の光デバイスを搭載する面に渡って連続的に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の一心双方向光モジュール。
6. 前記カバー部品は、前記ジョイントホルダの前記第２の光デバイスを搭載する面、前記ファイバ保持部品または前記第１の光デバイスを搭載する面、及び前記第３の光デバイスを搭載する面に渡って形成された凹部に嵌め込まれており、前記ファイバ保持部品または前記第１の光デバイスに係る第１の光軸に対する調芯、前記第２の光デバイスに係る第２の光軸に対する調芯、及び、前記第３の光デバイスに係る第３の光軸に対する調芯の際に、前記カバー部品が干渉するのを防ぐことを特徴とする請求項５に記載の一心双方向光モジュール。
7. 前記第１の光デバイスが送信用光デバイスであり、前記第２の光デバイス及び前記第３の光デバイスの一方が送信用光デバイスであり他方が受信用光デバイスであり、
   前記ジョイントホルダは、前記第２の光学フィルタと前記光ファイバとの間、または、前記第１の光学フィルタと前記第２の光学フィルタとの間に集光レンズを搭載し、該集光レンズから前記送信用光デバイスそれぞれまでの光学長は実質等しいことを特徴とする請求項４〜６のいずれか一に記載の一心双方向光モジュール。

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