JP3719999B2

JP3719999B2 - 光通信モジュール

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Publication number: JP3719999B2
Application number: JP2002100517A
Authority: JP
Inventors: 雄一田上
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-04-02
Filing date: 2002-04-02
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2022-04-02
Also published as: JP2003295001A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信モジュールに係り、特に内部の受光素子または発光素子を外部から差し込まれる光通信ファイバに光結合させる構造に関するもので、例えば光受信モジュール、光送信モジュール、光送受信複合モジュールなどに使用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光通信モジュールは大容量、高速化が急速に進むとともに、送受信が一体となった複合モジュール化および小型化が進み、送信側、受信側の各ユニットの小型化、共通化が必須となっている。
【０００３】
一方、信頼性、経済性においても市場の要求は厳しく、高信頼性、低価格の製品が求められている。これは、現在のインターネットにみられる様な高度情報網の普及によるものであり、通信の高速、大容量化のサービスをより低価格で供給することが求められていることによる。さらに、これらの通信網は、故障などで不通になると大規模な社会的影響を与えることになるので、高い信頼性も求められている。
【０００４】
光通信における重要なキーデバイスである光通信モジュールには、光信号を電気信号に変換する光受信モジュールや電気信号を光信号に変換する光送信モジュールのほか、近年は、送信部と受信部をともに持つトランシーバモジュールの様に複合化、小型化された複合モジュールが開発されている。
【０００５】
このような光通信モジュールは、光結合の構造に着目して大きく分類すると、（１）光信号を導くための光ファイバが予め固定（実装）されているピグテイルタイプのものと、（２）光ファイバが予め固定されないで、使用時にコネクタ付き光ファイバを差し込んで使用するレセプタクルタイプがある。
【０００６】
（１）ピグテイルタイプの光通信モジュールについて。
【０００７】
ピグテイルタイプの光送信モジュールの構造は、レーザダイオードＬＤから発振されるレーザ光を光ファイバのコア部に予め高い精度で集光するように光学的結合している。
【０００８】
ピグテイルタイプの光受信モジュールの構造は、光ファイバからの光信号を受光素子であるフォトダイオードＰＤの受光部に高い精度で集光するように固定されている。
【０００９】
このようにピグテイルタイプのモジュールは、予め高い精度で光学結合が行われており、さらに、スポット溶接やレーザ溶接等により強固に固定されるので、高い信頼性を保証できるという長所がある。
【００１０】
しかし、ピグテイルタイプの光通信モジュールは、前記したように光ファイバが予め固定されているので、モジュールの自動実装が難しいという問題がある。また、高品質の光ファイバは、石英ファイバの外側を樹脂でコーティングしているので熱に弱く、他の部品とともにリフロー炉を使用したリフロー実装を行うことは難しく、手作業での実装が必要である。
【００１１】
一方、現在の光通信は、１０Ｇｂｐｓの市場が立ち上がり、２．５Ｇｂｐｓ向けの光通信モジュールは、特性については従来の特性を維持しつつシステム価格の低減に対する厳しい要求がある。
【００１２】
したがって、２．５Ｇｂｐｓ向けの光通信モジュールのように、高速性を維持しつつシステム価格の低減に対して厳しく要求されている状況においては、前記したようにピグテイルタイプの光通信モジュールはコスト削減の妨げになる。
【００１３】
（２）レセプタクルタイプの光通信モジュールについて。
【００１４】
レセプタクルタイプの光通信は、一般に熱に弱い樹脂コーティングの光ファイバが予め固定されていないファイバレスモジュールであり、前記したピグテイルタイプの光通信モジュールのような問題がないので自動実装やリフロー実装への対応が可能である。
【００１５】
しかし、レセプタクルタイプの光通信モジュールは、使用時にコネクタ付き光ファイバを差し込んで使用する際、光学結合精度が機械精度に依存するので、結合ロスが多く、高い光学結合精度（受光感度）が十分得られず、良好な光学結合特性が得られないという問題がある。
【００１６】
上記したようなピグテイルタイプの光通信モジュールとレセプタクルタイプの光通信モジュールでは、それぞれの特徴を活かして使い分けがなされているのが現状である。即ち、光学的に高い精度を持つピグテイルタイプの光通信モジュールは、高感度が要求される部分や高速伝送の部分に用いられており、レセプタクルタイプの光通信モジュールは、近距離での伝送や低速での送受信に用いられている。
【００１７】
次に、２．５Ｇｂｐｓ向けのレセプタクルタイプの光受信モジュールの従来例を参照しながら前記の問題点について詳細に説明する。
【００１８】
図８（ａ）は、従来のレセプタクルタイプの光受信モジュールの構造を概略的に示す部分切断上面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）中のフェルールガイド部の構造を拡大して概略的に示す断面図である。
【００１９】
図９は、図８（ａ）に示した光受信モジュールにコネクタ付き光ファイバを光結合させた状態を概略的に示す構成説明図である。
【００２０】
図８（ａ）、（ｂ）に示すレセプタクルコネクタは、外周面に固定用ネジ溝が形成された筒状のコネクタ固定用ネジ部５'が一端側に設けられている。このコネクタ固定用ネジ部５'の内側に円筒状の割スリーブ保持部２が固定されており、この割スリーブ保持部２の内側には、割スリーブ３およびその長さ方向の位置を規制するための円筒状の脱落防止用止め金具４が組み込まれている。
【００２１】
７はボールレンズ、８ａは受光素子、８ｂは受光素子８ａが固定されるとともに受光素子へバイアス印加および電気信号取り出しの各配線がなされているキャリア、９は電気回路が形成された基板、１０は電気信号の増幅用ＴＩＡ（トランスインピーダンスアンプ）、１１はパッケージ本体、１２はバイアス印加あるいはグランド用の入出力ピン、１３は入出力ピンをパッケージ本体から絶縁するガラス封止部である。
【００２２】
一方、光信号を導入するためのコネクタ付き光ファイバは、図９中に示すように、光ファイバ１４ａ、光ファイバ先端に取り付けられたフェルール１４ｂ、コネクタ本体１４ｃ、フェルール押し出し・勘合維持用のバネ１４ｄ、内周面に固定用ネジ溝が形成された固定用ネジ部１４ｅ、コネクタフード１４ｆを有する。そして、フェルール付き光ファイバのフェルール端面で研磨処理がなされている部分１４ｇが固定用ネジ部１４ｅの中心部に位置する。
【００２３】
上記レセプタクルコネクタの使用時には、図９に示すように、コネクタ固定用ネジ部５'にコネクタ付き光ファイバの固定用ネジ部１４ｅが嵌合されると、フェルール１４ｂが割スリーブ３に差し込まれ、フェルール１４ｂが割スリーブ３によりガイドされてフェルール端面部１４ｇがレセプタクルコネクタのボールレンズ７に対向する位置まで前進し、光結合が可能な状態になる。
【００２４】
この状態において、コネクタ付き光ファイバにより伝送されてきてフェルール先端部１４ｇから射出された光信号は、ボールレンズ７を通り受光素子８ａに集光される。受光素子８ａで光信号から変換された電気信号はＴＩＡ１０に入力されて増幅され、基板９の電気回路を通り出力される。
【００２５】
図９に示す光学結合の位置精度は、光受信モジュールの組立時に、標準のフェルール付き光ファイバを使用してそのフェルール部を挿入し、実際に光入力を行いながら受光素子への集光が所望の特性になるように調整された後に固定されている。
【００２６】
しかし、上記調整用の光ファイバと実際のシステムで使用される光ファイバとは完全には同一ではない。したがって、実際の使用時には、光ファイバの機械的な位置ズレが生じ、調整時に固定した光学結合にズレが生じ、調整時に得られた特性が得られないことがある。
【００２７】
つまり、フェルール先端部１４ｇから射出される光の方向を決めているのは、割スリーブ３と割スリーブ保持部２とによってである。しかし、割スリーブ３は、フェルール１４ｂを導くために割スリーブ保持部２の内側である程度の遊びが必要であることから、厳密な寸法精度で作成することはできない。もし、光軸を厳密に設定するために割スリーブ３と割スリーブ保持部２の加工精度を上げると、嵌合できない場合や、フェルール１４ｂが破損するなどの問題が発生するおそれがある。即ち、割スリーブ３による空間への光学的結合は、そのガイド方法に問題があり、不安定である。
【００２８】
これを防ぐために、調整時の光結合として、最大結合感度を狙うのではなく、ある程度のマージンを持たせるように調整（デフォーカス調整）し、多少の機械精度ばらつきがあっても極端に特性が低下しないように、光の絞り込みを甘くして固定するのが一般的である。
【００２９】
このようなデフォーカス調整を実施することにより、光結合効率は最大ではないが、多少の寸法ばらつきがあるコネクタに対してもある程度の特性が得られる光受信モジュールが実現される。
【００３０】
上記したように、レセプタクルタイプの光受信モジュールは、システム等への実装が容易であり、リフロー実装への対応が可能などの長所がある反面、ピグテイルタイプの光受信モジュールよりも光結合特性、信頼性の点で不利であり、前記長所を十分に活用できないのが現状であった。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように従来のレセプタクルタイプの光通信モジュールは、ピグテイルタイプの光通信モジュールよりも光結合の特性、信頼性の点で不利であり、長所を十分に活用できないという問題があった。
【００３２】
本発明は上記の問題点を解決すべくなされたもので、システム等への自動実装が容易で、リフロー実装への対応が可能であり、且つ、ピグテイルタイプの長所である高い光結合特性、高い信頼性を有する光通信モジュールを提供することを目的とする。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
本発明の光通信モジュールは、受光素子または発光素子および光学レンズを内蔵したレセプタクルタイプのモジュールパッケージ部と、前記モジュールパッケージ部に固定され、前記受光素子または発光素子に光結合可能な光通信ファイバを中心部に有する中継用のフェルール付き光ファイバが割スリーブの一端側から内部に差し込まれた構造を内蔵し、使用時には前記割スリーブの他端側に光信号導入用または光信号導出用のコネクタ付き光ファイバの先端に取り付けられたフェルールが差し込まれるフェルールガイド部とを具備し、前記フェルールガイド部は、前記モジュールパッケージ部に固定された円筒状のホルダと、前記ホルダの内側に固定され、その内側に長さ方向の移動が可能な状態で前記割スリーブが組み込まれた円筒状の割スリーブ保持部と、前記割スリーブ保持部の内側で前記割スリーブよりも前記モジュールパッケージ部に近い方に組み込まれて固定され、前記割スリーブの長さ方向の位置を規制する円筒状の脱落防止用止め具とを有し、前記中継用のフェルール付き光ファイバは、前記割スリーブの内部の中間付近から前記脱落防止用止め具の内部を貫通し、かつ、前記モジュールパッケージ部の光学レンズに対向する状態で設けられることを特徴とする。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００３５】
＜第１の実施形態＞
図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る光受信モジュールの構造を概略的に示す部分切断上面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）中のフェルールガイド部の構造を拡大して概略的に示す断面図である。
【００３６】
図２（ａ）および（ｂ）は、図１（ｂ）中の中継用のフェルール付き光ファイバを取り出して拡大して概略的に示す縦断面図および横断面図である。
【００３７】
図３は、図１（ａ）、（ｂ）および図２（ａ）、（ｂ）に示した光受信モジュールにコネクタ付き光ファイバを光結合させた状態を概略的に示す構成説明図である。
【００３８】
図１（ａ）、（ｂ）に示す例えば２．５Ｇｂｐｓ用の光受信モジュールは、モジュールパッケージ部Ａにフェルールガイド部Ｂが固定されている。
【００３９】
フェルールガイド部Ｂでは、鍔付きの円筒状のホルダ６の鍔部がモジュールパッケージ部に固定されており、外周面に固定用ネジ溝が形成されている筒状のコネクタ固定用ネジ部５がホルダ６の円筒部の外側に嵌合された状態で、ホルダ６にコネクタ固定用ネジ部５が固定されている。
【００４０】
上記ホルダ６の内側に円筒状の割スリーブ保持部２が固定されており、この割スリーブ保持部２の内側には、割スリーブ３およびその長さ方向の位置を規制するための円筒状の脱落防止用止め金具４が組み込まれている。
【００４１】
さらに、本実施形態では、図２（ａ）、（ｂ）に示すような中継用のフェルール付き光ファイバ１が、割スリーブ３の内部の中間付近（ほぼ中央位置）から脱落防止用止め金具４の内部を貫通し、かつ、後述するモジュールパッケージ部Ａの光学レンズ（例えばボールレンズ）７に対向する状態で配設されており、脱落防止用止め金具４により固定されている。
【００４２】
この中継用のフェルール付き光ファイバ１は、光ファイバ（例えば石英ファイバ）１ｃをセラミック製のスリーブ１ｂに通し、さらに外側を円筒状の金属のパイプ（金属フェルール）１ａで囲んだ構造を有し、これらは接着樹脂等で固定されている。
【００４３】
そして、中継用のフェルール付き光ファイバ１の端面部１ｄおよび１ｅは、光学結合上必要な研磨処理が施され、低損失、低反射の光学特性を有している。
【００４４】
モジュールパッケージ部Ａの内部構造は、図８（ａ）を参照して前述した従来例と同じであり、ボールレンズ７、受光素子８ａ、受光素子８ａが固定されてバイアス印加および電気信号取り出しの各配線がなされているキャリア８ｂ、電気回路が形成された基板９、電気信号増幅用のＴＩＡ（トランスインピーダンスアンプ）１０、パッケージ本体１１、バイアス印加あるいはグランド用の入出力ピン１２、入出力ピンをパッケージ本体から絶縁するガラス封止部１３などを有する。
【００４５】
一方、光信号を導入するためのコネクタ付き光ファイバは、図９を参照して前述した従来例と同じであり、光ファイバ１４ａ、光ファイバ先端に取り付けられたフェルール１４ｂ、コネクタ本体１４ｃ、フェルール押し出し・勘合維持用のバネ１４ｄ、内周面に固定用ネジ溝が形成された固定用ネジ部１４ｅ、コネクタフード１４ｆを有する。そして、フェルール付き光ファイバのフェルール端面で研磨処理がなされている部分１４ｇが固定用ネジ部１４ｅの中心部に位置する。
【００４６】
上記光受信モジュールの使用時には、図３に示すように、コネクタ固定用ネジ部５にコネクタ付き光ファイバの固定用ネジ部１４ｅが嵌合されると、フェルール１４ｂが割スリーブ３に差し込まれ、フェルール１４ｂが割スリーブ３によりガイドされて中継用のフェルール付き光ファイバ１の端面部に至近距離で対向する位置まで前進し、光結合が可能な状態になる。
【００４７】
この状態において、コネクタ付き光ファイバにより伝送されてきてフェルール先端部１４ｇから射出された光信号は、中継用のフェルール付き光ファイバ１を経てボールレンズ７を通り受光素子８ａに集光される。受光素子８ａで光信号から変換された電気信号はＴＩＡに入力されて増幅され、基板の電気回路を通り出力される。
【００４８】
上記した実施形態によれば、図３に示すように光結合が可能な状態において、割スリーブ３の一端側から中継用のフェルール付き光ファイバ１が差し込まれ、割スリーブ３の他端側からコネクタ付き光ファイバのフェルール１４ｂが差し込まれているので、割スリーブ３は安定な状態になっており、フェルール端面部１４ｇは中継用のフェルール付き光ファイバ１の端面部１ｃに対して機械的ズレが極めて少ない位置精度で対向し、高い精度の光学結合を維持することが可能である。
【００４９】
この場合、中継用のフェルール付き光ファイバ１からモジュールパッケージ部Ａに至る構造は、従来のピグテイルタイプのモジュールのピグテイル部と同等であり、コネクタ付き光ファイバのフェルール１４ｂの位置を高精度に調整して固定することが可能である。
【００５０】
また、中継用のフェルール付き光ファイバ１からコネクタ付き光ファイバのフェルール１４ｂに至る構造は、ピグテイルタイプのモジュールにおける終端の光コネクタ同士の勘合構造と同等であり、光学結合の損失はピグテイルタイプのモジュールと同じレベルを維持している。
【００５１】
上記したようにレセプタクルタイプのモジュール構造の光学結合部分にピグテイルタイプのモジュール構造を用いることで、高い結合感度、高い信頼性の光学系を有しながら、一般に熱に弱い樹脂コーティングの光ファイバが直接には固定されていない構造であり、前記したピグテイルタイプの光通信モジュールのような問題がなく、自動実装やリフロー実装への対応が可能である。
【００５２】
なお、高速通信では受光素子の受光部が小さいことから、従来はレセプタクルタイプのモジュールの使用は不可能とされてきた分野へのレセプタクルタイプのモジュールの導入が可能となり、より低価格な光通信システムを提供することが可能となる。
【００５３】
図４（ａ）乃至（ｈ）は、図１（ａ）、（ｂ）および図２（ａ）、（ｂ）に示した光受信モジュールの組立工程の一例を示す断面図である。
【００５４】
まず、図４（ａ）に示すように、中継用のフェルール付き光ファイバ１に止め金具４を固定して図４（ｂ）に示す部品を組み上げる。
【００５５】
一方、図４（ｃ）に示すように、割スリーブ保持部２に割スリーブ３を入れて図４（ｄ）に示す部品を組み上げる。この場合、割スリーブ３は固定せずにフリーの状態にしておく。
【００５６】
次に、図４（ｂ）に示した部品を図４（ｄ）に示した部品に入れて止め金具４を割スリーブ保持部２と固定し、図４（ｅ）に示すように割スリーブ保持部２の中で割スリーブ３を長さ方向に移動可能な状態で封入した部品を組み上げる。
【００５７】
なお、割スリーブ３は、中継用のフェルール付き光ファイバ１よりも直径が小さくなるようにしてあるので、図４（ｅ）に示した部品の右側からフェルール付き光ファイバ１の外周に沿って挿入される光信号導入用のコネクタ付き光ファイバのフェルール（図３中１４ｂ）のファイバコア部を中継用のフェルール付き光ファイバ１のファイバコア部１ｃと的確に一致させて対向させることが可能になる。
【００５８】
次に、図４（ｆ）に示すように、受光素子等の実装が終了したモジュールパッケージ部Ａのパッケージ本体１１に対してホルダ６を介して図４（ｅ）に示した部品を光学的に結合させる。この光学結合は、ピグテイルタイプのモジュールと同様に、中継用のフェルール付き光ファイバ１を通して光信号を導入しながら、最適な状態になる（高い結合効率が得られる）ようにホルダ６を移動させながら光軸に対して垂直な面の中で調整可能であり、且つ、光軸方向にも調整が可能である。そして、上記した最適の状態において、パッケージ本体１１に対してホルダ６をレーザ溶接等で固定することにより、高い信頼性の光学結合構造を固定することが可能である。
【００５９】
次に、図４（ｇ）に示すように、ホルダ６の円筒部の外側に筒状のコネクタ固定用のネジ部５の内側を嵌合し、この状態をレーザ溶接等で固定し、図４（ｈ）に示すような構造を有するモジュールを組み上げる。
【００６０】
なお、上記実施形態では、光受信モジュールとコネクタ付き光ファイバとの機械的結合構造の一例として、コネクタ固定用のネジ部５にコネクタ付き光ファイバのコネクタ固定用のネジ部１４ｅを螺合させたが、現在、光コネクタの構造の種類も多岐にわたっており、ワンタッチで固定が可能なタイプや、抜き差し自在なタイプがある。そして、大部分の光コネクタは、割スリーブによるガイドが採用されており、上記実施形態以外の光コネクタでも割スリーブを使用している構造であれば、本発明を応用して実施することが可能である。
【００６１】
以下、発明を応用した光コネクタの構造の他の例を説明する。
【００６２】
＜第２の実施形態＞
図５（ａ）および（ｂ）は、一般にＳＣタイプに代表される角状のワンアクションタイプの光コネクタに発明を応用した場合の構造およびコネクタ付き光ファイバとの機械的結合状態の構造を概略的に示す部分断面図である。
【００６３】
図５（ａ）、（ｂ）に示す構造は、図１乃至図３を参照して前述した構造と比べて、光受信モジュールのコネクタ固定用のガイド部５ａの先端部近傍の内側にコネクタロック用のフック５ｂが設けられている点と、コネクタ付き光ファイバの嵌合部１４ｅ´の構造が主に異なり、その他はほぼ同じであるので図１乃至図３中と同じ符号を付している。
【００６４】
コネクタ付き光ファイバの嵌合部１４ｅ´は、コネクタ本体１４ｃに固定されているガイド部１４ｈの外面にロック用突起部ａが設けられており、それに隣接して傾斜付きロック解除部ｂが設けられている。
【００６５】
図５（ａ）に示す状態から、光受信モジュールのガイド部５ａにコネクタ付き光ファイバのコネクタ部を挿入すると、そのロック用突起部ａにフック５ｂが引っ掛かった状態になってロックされる。
【００６６】
この時、コネクタ付き光ファイバのフェルール先端部１４ｇは中継用のフェルール付き光ファイバ１の端面部に押し当てられた状態でフェルール押し出し・勘合維持用のバネ１４ｄが圧縮され、その反発力によってフェルール先端部１４ｇが中継用のフェルール付き光ファイバ１の端面部にしっかりと押し当てられる。
【００６７】
一方、図５（ｂ）に示す状態からロック状態を解除する時は、コネクタ付き光ファイバのコネクタ部を図面上で右側に引くことにより、傾斜付きロック解除部ｂが光受信モジュールのフック５ｂを図面上で上側に押し上げ、フック５ｂがロック用突起部ａに引っ掛からない状態になるので、光受信モジュールのガイド部５ａからコネクタ付き光ファイバのコネクタ部を引き抜くことが可能になる。
【００６８】
＜第３の実施形態＞
図６（ａ）および（ｂ）は、一般にＳＴタイプに代表される円筒状のダブルアクションタイプの光コネクタに発明を応用した場合の構造およびコネクタ付き光ファイバとの機械的結合状態の構造を概略的に示す部分断面図である。
【００６９】
図６（ａ）、（ｂ）に示す構造は、図１乃至図３を参照して前述した構造と比べて、光受信モジュールの円筒形ガイド部５ｃと、コネクタ付き光ファイバの円筒形嵌合部１４ｅ´が主に異なり、その他はほぼ同じであるので図１乃至図３中と同じ符号を付している。
【００７０】
上記光受信モジュールの円筒形ガイド部５ｃの先端部近傍の外面にはコネクタロック用の突起５ｄが設けられており、コネクタ付き光ファイバの嵌合部１４ｅ´の側壁に軸心に沿ってＪ字形の溝部１４ｊが設けられている。
【００７１】
図６（ａ）に示す状態から、光受信モジュールの円筒形ガイド部５ｃにコネクタ付き光ファイバの嵌合部１４ｅ´を嵌合させるように挿入する時には、ガイド部５ｃの突起５ｄが嵌合部１４ｅ´のＪ字形の溝部１４ｊにより導かれ、Ｊ字形の先端部壁面付近に引っ掛かった状態になってロックされる。
【００７２】
この時、コネクタ付き光ファイバのフェルール先端部１４ｇは中継用のフェルール付き光ファイバ１の端面部に押し当てられた状態でフェルール押し出し・勘合維持用のバネ１４ｄが圧縮され、その反発力によってフェルール先端部１４ｇが中継用のフェルール付き光ファイバ１の端面部にしっかりと押し当てられる。このフェルール押し出し・勘合維持用のバネ１４ｄの反発力によって、嵌合部１４ｅ´のＪ字形の溝部１４ｊの先端部壁面もコネクタロック用突起５ｄに押し当てられるので、両者のロック状態は容易にははずれない。
【００７３】
一方、図６（ｂ）に示す状態からロック状態を解除する時は、嵌合部１４ｅ´を図面上で左側（挿入方向側）に少し押しながら図面上で下側へ少し回すことにより、突起５ｄがＪ字形の溝部１４ｊに引っ掛からない状態になるので、光受信モジュールのガイド部５ｃからコネクタ付き光ファイバの嵌合部１４ｅ´を引き抜くことが可能になる。
【００７４】
＜第４の実施形態＞
図７（ａ）および（ｂ）は、一般にＬＣタイプと称される角形コネクタ形状のダブルアクションタイプの光コネクタに発明を応用した場合の構造およびコネクタ付き光ファイバとの機械的結合状態の構造を概略的に示す部分断面図である。
【００７５】
図７（ａ）、（ｂ）に示す構造は、図１乃至図３を参照して前述した構造と比べて、光受信モジュールのコネクタ固定用のガイド部５ｅと、コネクタ付き光ファイバのコネクタ固定用の嵌合部１４ｅ´が主に異なり、その他はほぼ同じであるので図１乃至図３中と同じ符号を付している。
【００７６】
上記光受信モジュールのガイド部５ｅの先端部の内面にはコネクタロック用の窪み部５ｆが設けられており、コネクタ付き光ファイバの嵌合部１４ｅ´の外側に板バネ構造を有する板状レバー１４ｋが設けられ、この板状レバー１４ｋにコネクタロック用の突起部１４ｍが設けられている。
【００７７】
図７（ａ）に示す状態から、光受信モジュールのガイド部５ｅにコネクタ付き光ファイバの嵌合部１４ｅ´を挿入する時には、板状レバー１４ｋの突起部１４ｍがガイド部５ｅの窪み部５ｆに引っ掛かり、板バネ機構によりロックされる。
【００７８】
この時、コネクタ付き光ファイバのフェルール先端部１４ｇは中継用のフェルール付き光ファイバ１の端面部に押し当てられた状態でフェルール押し出し・勘合維持用のバネ１４ｄが圧縮され、その反発力によってフェルール先端部１４ｇが中継用のフェルール付き光ファイバ１の端面部にしっかりと押し当てられる。
【００７９】
一方、図７（ｂ）に示す状態からロック状態を解除する時は、板状レバー１４ｋを図面上で下側へ押し下げながらコネクタ付き光ファイバの嵌合部１４ｅ´を図面上で右側に引き抜くことにより、コネクタロック用の突起部１４ｍがガイド部５ｅの窪み部５ｆから外れるので、光受信モジュールのガイド部５ｅからコネクタ付き光ファイバの嵌合部１４ｅ´を引き抜くことが可能になる。
【００８０】
また、上記各実施形態は、光通信用の光受信モジュールを示したが、光通信用の光送信モジュールの場合も発光素子と光学結合する中継用のフェルール付き光ファイバを上記実施形態と同様に設けることにより、高い光学結合、高い信頼性を実現することができる。
【００８１】
上記光送信モジュールの一例としては、発光素子およびボールレンズを内蔵したレセプタクルタイプのモジュールパッケージ部と、前記モジュールパッケージ部に固定され、前記発光素子に光結合可能な光通信ファイバを中心部に有する中継用のフェルール付き光ファイバが割スリーブの一端側から内部に差し込まれた構造を内蔵し、使用時には前記割スリーブの他端側に光信号導出用のコネクタ付き光ファイバの先端に取り付けられたフェルールが差し込まれるフェルールガイド部とを具備するように構成することが可能である。
【００８２】
このような構成により、前記発光素子から発生した光信号が前記ボールレンズを通って集光され、前記中継用のフェルール付き光ファイバを経て前記光信号導出用のコネクタ付き光ファイバの先端に入射することが可能である。
【００８３】
【発明の効果】
上述したように本発明の光通信モジュールによれば、レセプタクルタイプのモジュール構造と同様にシステム等への自動実装が容易であり、リフロー実装への対応が可能でありながら、ピグテイルタイプのモジュール構造の長所である高い光結合感度、高い信頼性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光受信モジュールの構造を概略的に示す部分切断上面図およびフェルールガイド部の構造を拡大して概略的に示す断面図。
【図２】図１中の中継用のフェルール付き光ファイバを取り出して拡大して概略的に示す縦断面図および横断面図。
【図３】図１および図２に示した光受信モジュールにコネクタ付き光ファイバを光結合させた状態を概略的に示す構成説明図。
【図４】図１および図２に示した光受信モジュールの組立工程の一例を示す断面図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る光受信モジュールにコネクタ付き光ファイバを光結合させる前後の状態を概略的に示す構成説明図。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る光受信モジュールにコネクタ付き光ファイバを光結合させる前後の状態を概略的に示す構成説明図。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る光受信モジュールにコネクタ付き光ファイバを光結合させる前後の状態を概略的に示す構成説明図。
【図８】従来のレセプタクルタイプの光受信モジュールの構造を概略的に示す部分切断上面図およびフェルールガイド部の構造を拡大して概略的に示す断面図である。
【図９】図８に示した光受信モジュールにコネクタ付き光ファイバを光結合させた状態を概略的に示す構成説明図。
【符号の説明】
Ａ…モジュールパッケージ部、
Ｂ…フェルールガイド部、
１…中継用のフェルール付き光ファイバ、
１ａ…円筒状の金属のパイプ（金属フェルール）、
１ｂ…セラミック製のスリーブ、
１ｃ…光ファイバ（例えば石英ファイバ）、
１ｄ、１ｅ…中継用のフェルール付き光ファイバ１の端面部、
２…円筒状の割スリーブ保持部、
３…割スリーブ、
４…円筒状の脱落防止用止め金具、
５…筒状のコネクタ固定用ネジ部、
６…鍔付きの円筒状のホルダ、
７…ボールレンズ、
８ａ…受光素子、
８ｂ…キャリア、
９…基板、
１０…ＴＩＡ（トランスインピーダンスアンプ）、
１１…パッケージ本体、
１２…入出力ピン、
１３…ガラス封止部、
１４ａ…光ファイバ、
１４ｂ…フェルール、
１４ｃ…コネクタ本体、
１４ｄ…フェルール押し出し・勘合維持用のバネ、
１４ｅ…固定用ネジ部、
１４ｆ…コネクタフード、
１４ｇ…フェルール端面（研磨処理部分）。

Claims

受光素子または発光素子および光学レンズを内蔵したレセプタクルタイプのモジュールパッケージ部と、
前記モジュールパッケージ部に固定され、前記受光素子または発光素子に光結合可能な光通信ファイバを中心部に有する中継用のフェルール付き光ファイバが割スリーブの一端側から内部に差し込まれた構造を内蔵し、使用時には前記割スリーブの他端側に光信号導入用または光信号導出用のコネクタ付き光ファイバの先端に取り付けられたフェルールが差し込まれるフェルールガイド部とを具備し、
前記フェルールガイド部は、
前記モジュールパッケージ部に固定された円筒状のホルダと、
前記ホルダの内側に固定され、その内側に長さ方向の移動が可能な状態で前記割スリーブが組み込まれた円筒状の割スリーブ保持部と、
前記割スリーブ保持部の内側で前記割スリーブよりも前記モジュールパッケージ部に近い方に組み込まれて固定され、前記割スリーブの長さ方向の位置を規制する円筒状の脱落防止用止め具とを有し、
前記中継用のフェルール付き光ファイバは、前記割スリーブの内部の中間付近から前記脱落防止用止め具の内部を貫通し、かつ、前記モジュールパッケージ部の光学レンズに対向する状態で設けられることを特徴とする光通信モジュール。
前記フェルールガイド部はさらに、
前記ホルダの円筒部の外側に嵌合された状態で前記ホルダに固定され、外周面に固定用ネジ溝が形成されている筒状のコネクタ固定用ネジ部を具備することを特徴とする請求項１記載の光通信モジュール。
前記光通信モジュールの使用時には、
前記コネクタ固定用ネジ部にコネクタ付き光ファイバの固定用ネジ部が嵌合され、前記コネクタ付き光ファイバの先端に取り付けられたフェルールが前記割スリーブの他端側に差し込まれ、前記フェルールが前記割スリーブによりガイドされて前記中継用のフェルール付き光ファイバの端面部に至近距離で対向する位置まで前進し、光結合が可能な状態になることを特徴とする請求項２記載の光通信モジュール。
前記中継用のフェルール付き光ファイバは、
光ファイバを通したセラミック製のスリーブと、
前記スリーブの外側を囲む円筒状の金属のパイプ
とを有し、これらが固定されており、長さ方向の両端面部は研磨処理が施されいることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光通信モジュール。