JP3960073B2 - 光リンク装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は光リンク装置に関する。詳しくは、光コネクターが接続されることにより光ファイバーを介してデーター通信を行う光リンク装置についての技術分野に関する。
【0002】
【従来の技術】
光コネクターが接続されることにより光ファイバーを介してデーター通信を行う光リンク装置がある。
【0003】
以下に、従来の光リンク装置の一例を示す(図6参照)。
【0004】
光リンク装置aはハウジングbと該ハウジングbに結合されたレセプタクルcとを有している。
【0005】
ハウジングbは一方に開口された箱状を為し、内部が配置空間dとして形成されている。
【0006】
レセプタクルcは一方に開口された箱状を為し、底面部eと該底面部eの外周縁から立設された側面部fとを有している。底面部eには、側面部fと同じ方向へ突出された筒状のスリーブホルダー部gが設けられている。レセプタクルcは底面部eの外周部がハウジングbの開口縁に取り付けられ、レセプタクルcによってハウジングbの配置空間dが閉塞されている。
【0007】
レセプタクルcのスリーブホルダー部gの内部には円筒状のスリーブhが嵌合されている。スリーブhは加工精度の高い材料、例えば、セラミック材料や金属材料によって形成されている。
【0008】
レセプタクルcの底面部eには、ハウジングbの配置空間dに配置されるストッパーiが取り付けられている。ストッパーiは軸方向に短い円筒状に形成され、中心孔が光透過孔jとして形成されている。レセプタクルcのスリーブホルダー部gの内部に取り付けられたスリーブhの中心軸と、光透過孔jの中心軸とは一致されている。
【0009】
ストッパーiには略円筒状に形成された保持リングkが取り付けられ、該保持リングkにはレンズホルダーlが内嵌状に取り付けられている。
【0010】
レンズホルダーlは金属材料によって形成され、円筒部mと該円筒部mの一方の開口を閉塞する閉塞部nとから成り、該閉塞部nの中心部に光通過孔oが形成されている。レンズホルダーlは、円筒部mが保持リングkに取り付けられている。
【0011】
レンズホルダーlの内部には金属材料によって形成された封止キャップpが配置されている。
【0012】
光通信用パッケージqは、ステムと称される素子配置部材rと、該素子配置部材rに一端部が取り付けられたリードs、sと、光電変換素子(受光素子又は発光素子)tとによって構成され、光電変換素子tの各接続端子がリードに接続されている。
【0013】
封止キャップpが素子配置部材rに取り付けられることにより光電変換素子tが気密封止され、封止キャップpを覆った状態でレンズホルダーlの一端が素子配置部材rに取り付けられる。光電変換素子tが封止キャップpによって気密封止されることにより、周囲の温度変化等による結露の発生等を防止することができ光電変換素子tの動作の信頼性が向上する。
【0014】
封止キャップpと素子配置部材rとの結合及びレンズホルダーlと素子配置部材rとの結合は、何れも窒素雰囲気中での抵抗溶接によって行われる。
【0015】
レンズホルダーlと封止キャップpとの間には球状を為す集光レンズuが配置され、該集光レンズuはレンズホルダーlの光通過孔oに対応して位置されている。
【0016】
光通信用パッケージqのリードs、sは、光電変換素子tの各接続端子を外部機器、例えば、パーソナルコンピューターの接続部に接続するために、一部がハウジングbの外方に突出されている。
【0017】
光リンク装置aに接続される光コネクターvは、コネクター部wに光ファイバーxが支持されて成る。光ファイバーxは、その先端部がフェルールyに覆われている。コネクター部wとフェルールyとの間には、付勢バネzが縮設されている。
【0018】
光コネクターvは、コネクター部wがレセプタクルcに嵌合されて結合され、このときフェルールyがスリーブhに内嵌状に挿入される。スリーブhに挿入されたフェルールyは、その先端面がストッパーiに突き当てられ、付勢バネzによってフェルールyがストッパーiに押し付けられる。フェルールyがストッパーiに突き当てられた状態において、光ファイバーxの先端がストッパーiの光透過孔jの一方の開口に対応して位置される。
【0019】
光リンク装置aにあっては、良好な光学結合を得るために光電変換素子tと集光レンズuと光ファイバーxとの間の位置合わせ作業、即ち、調芯作業を行うことが必要とされる。この調芯作業は、例えば、保持リングkを光軸に垂直な面内でストッパーiに対して移動させて調整すると共にレンズホルダーlを保持リングkに対して光軸方向へ移動させて調整することにより行う。保持リングkのストッパーiへの固定及びレンズホルダーlの保持リングkに対する固定は、調芯作業が完了した状態で瞬時に強固な固定を行うために、例えば、YAG(Yttrium Aluminum Garnet)レーザー溶接等により行われる。
【0020】
光リンク装置aに光コネクターvが結合された状態において、光ファイバーxに光信号が伝送されると、伝送された光信号がストッパーiの光透過孔jからレンズホルダーlの光通過孔oを介して集光レンズuに入射されて光電変換素子(受光素子)tにおいて受光される。光電変換素子tにおいて受光された光信号は光電変換されて電気信号としてリードs、sから外部機器に入力され外部機器へのデーターの送信が行われる。
【0021】
一方、光通信用パッケージqの光電変換素子tが発光素子である場合には、外部機器から電気信号がリードs、sを介して光電変換素子tに入力され、該光電変換素子tにおいて光電変換されて光信号が光電変換素子tから集光レンズuに向けて出射される。集光レンズuに入射された光信号は、レンズホルダーlの光通過孔oからストッパーiの光透過孔jを介して光ファイバーxに入力されて外部機器からのデーターの送信が行われる。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】
従来の光リンク装置aにあっては、光電変換素子tや集光レンズuの特性にバラツキが生じたり実装位置の誤差が生じたとしても、光電変換素子tや集光レンズuの特性や実装位置に合わせて組立を行うことができるようにするために、光リンク装置aの各部の組立段階においてバラツキや誤差が解消されるように、上記したような保持リングkやレンズホルダーlの位置を調整して調芯作業を行っている。
【0023】
ところが、光リンク装置aにあっては、このような調芯作業を行っているため、部品点数が多いと共に調芯作業及びその後の各部の固定作業の工数が多くなってしまうという問題がある。
【0024】
また、光電変換素子(発光素子)tを実際に発光させて各部の位置調整を行う所謂アクティブアライメントによる調整を行うため、調整時間も長くなり量産性の向上を図ることができないという問題もある。
【0025】
そこで、本発明光リンク装置は、部品点数の削減を図ると共に組立作業における作業性の向上等を図ることを課題とする。
【0026】
【課題を解決するための手段】
本発明光リンク装置は、上記した課題を解決するために、光ファイバーがコネクター部に支持されて形成された光コネクターを接続する光リンク装置であって、上記コネクター部が結合され、取付凹部を有し、2つのハーフから成るハウジングと、上記ハウジングに保持されると共にコネクター部のハウジングへの結合時に光ファイバーの先端部を覆ったフェルールが挿入されるスリーブと、上記スリーブに挿入されたフェルールの先端が突き当てられて光ファイバーを位置決めするストッパー部、光電変換素子が配置される素子配置部、入射された光を光電変換素子又は光ファイバーに導くところの突状の球面を有する集光レンズ部及び上記取付凹部に挿入される被取付部が一体に形成されると共にハウジングの内部に配置される一体成形部材と、上記一体成形部材の素子配置部が取り付けられる取付部と、光電変換素子の接続端子を外部機器に接続するリードとを有する光通信用パッケージと、を備えたものである。
【0027】
従って、本発明光リンク装置にあっては、集光レンズ部とストッパー部との間の位置調整を必要としない。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明光リンク装置の実施の形態を添付図面に従って説明する。
【0029】
光リンク装置1はハウジング2を有し、該ハウジング2は基部3と取付突部4、4と周壁部5とから成る(図1乃至図2参照)。ハウジング2は、分割された2つのハーフが結合されて成る。
【0030】
基部3は厚肉の筒状に形成されている。
【0031】
取付突部4、4はそれぞれ基部3の軸方向における略中央部の内面から互いに近付く方向へ突出されており、互いに対向する位置にそれぞれ取付凹部4a、4aが形成されている。ハウジング2の内部における取付突部4、4間の空間は、第1の配置空間2aとして形成されている。
【0032】
周壁部5は薄肉の筒状に形成され、基部3の軸方向における一方の面の外周縁から突出されている。周壁部5の先端部には、周方向に離間して内方へ突出された係合突部5a、5aが設けられている。
【0033】
ハウジング2の内部における周壁部5によって囲まれた空間は、結合用凹部6として形成されている。
【0034】
ハウジング2の内部の空間のうち、第1の配置空間2aと結合用凹部6との間の空間はスリーブ保持空間2bとして形成されている。
【0035】
ハウジング2の軸方向における他端側には第2の配置空間2cが形成され、該第2の配置空間2cは第1の配置空間2a及び外部に連通されている。
【0036】
ハウジング2の内部のスリーブ保持空間2bには、円筒状のスリーブ7が嵌合されている。スリーブ7は加工精度の高い材料、例えば、セラミック材料や金属材料によって形成されている。スリーブ7は、一部がスリーブ保持空間2bから結合用凹部6に突出した状態とされている。
【0037】
光通信用パッケージ8は、所定の回路パターンが形成されたステム9と、該ステム9から突出された取付部10と、ステム9に配置されたリード11、11とを有している(図1乃至図3参照)。光通信用パッケージ8は、ステム9が第2の配置空間2cを閉塞するようにしてハウジング2に取り付けられ、取付部10が第2の配置空間2cに配置されている。
【0038】
リード11、11は、外部機器、例えば、パーソナルコンピューターの接続部に接続される。
【0039】
光通信用パッケージ8の取付部10には一体成形部材12が取り付けられている(図1乃至図3参照)。一体成形部材12は集光レンズ部13とストッパー部14と素子配置部15と被取付部16、16とが透明な樹脂材料によって一体に形成されて成る(図4及び図5参照)。
【0040】
集光レンズ部13は、一方の面が平面13aに形成され、その反対側の面の中央部が、例えば、突状の球面13bに形成されている。
【0041】
ストッパー部14は角筒状に形成され、集光レンズ部13の上記反対側の面の周縁部から突出され、先端面がストッパー面14aとして形成されている。
【0042】
素子配置部15は集光レンズ部13の平面13aの一側縁からストッパー部14と反対方向へ突出され、矩形の板状に形成されている。素子配置部15の平面13aと交わる面には、その幅方向に離間して位置決めマーク15a、15aが設けられている。
【0043】
被取付部16、16は集光レンズ部13の両側面からそれぞれ外方へ突出されて設けられている。
【0044】
一体成形部材12は素子配置部15の先端部が光通信用パッケージ8の取付部10に取り付けられた状態において、被取付部16、16がそれぞれハウジング2の取付凹部4a、4aに挿入されて取り付けられている。
【0045】
一体成形部材12の素子配置部15には、発光素子又は受光素子である光電変換素子17、例えば、LOP(Laser On Pin Fhoto diode)が配置されている。光電変換素子17は、ワイヤー17aを介して光通信用パッケージ8のリード11に接続されている。
【0046】
光電変換素子17は位置決めマーク15a、15aを基準位置として素子配置部15に配置されている。このように一体成形部材12の素子配置部15に位置決めマーク15a、15aが設けられているため、光電変換素子17の素子配置部15への位置決めを極めて容易かつ正確に行うことができる。
【0047】
位置決めマーク15a、15aを基準として光電変換素子17を位置決めして素子配置部15に配置することにより、光電変換素子17から出射された光が集光レンズ部13によって集光されてストッパー面14aを含む平面で集光される(図1乃至図3参照)。
【0048】
一体成形部材12が上記のようにハウジング2の内部に配置された状態において、ストッパー部14の先端部が第1の配置空間2aからスリーブ保持空間2bに突出されている。
【0049】
光リンク装置1に接続される光コネクター18は、コネクター部19に光ファイバー20が支持されて成る(図1乃至図3参照)。
【0050】
コネクター部19の一端部には周方向に離間して係合切欠19a、19aが形成されている。コネクター部19には一方に開口された支持凹部21が形成され、該支持凹部21は大径の挿入部21aと小径の支持部21bとから成る。
【0051】
光ファイバー20は、その先端部がフェルール22に覆われている。フェルール22は、その一部が支持凹部21の支持部21bに摺動自在に支持され、先端部が支持凹部21から突出されている。従って、光ファイバー20はフェルール22を介してコネクター部19に支持されている。
【0052】
支持凹部21の支持部21bには付勢バネ23が縮設されており、該付勢バネ23によってフェルール22がコネクター部19から突出する方向へ付勢されている。
【0053】
光コネクター18は、コネクター部19がハウジング2の結合用凹部6に挿入され、係合突部5a、5aがコネクター部19の係合切欠19a、19aにそれぞれ係合されて光リンク装置1に結合される。このときフェルール22がスリーブ7に挿入され、挿入されたフェルール22は、その先端面が一体成形部材12のストッパー部14のストッパー面14aに突き当てられ、付勢バネ23によってフェルール22の先端面がストッパー面14aに押し付けられる。
【0054】
以上のようにして光コネクター18が光リンク装置1に結合された状態において、外部機器から電気信号がリード11、11を介して光電変換素子(発光素子)17に入力されると、該光電変換素子17において電気信号が光電変換されて光信号が光電変換素子17から出射され、出射された光が一体成形部材12の集光レンズ部13を介して光ファイバー20に入射されて外部機器からのデーターの送信が行われる。
【0055】
一方、光電変換素子17が受光素子である場合には、光ファイバー20に光信号が伝送されると、伝送された光信号が一体成形部材12の集光レンズ部13を介して光電変換素子17に入射される。光電変換素子17に入射された光信号は光電変換されて電気信号としてリード11、11から外部機器に入力され外部機器へのデーターの送信が行われる。
【0056】
以上に記載した通り、光リンク装置1にあっては、集光レンズ部13とストッパー部14と素子配置部15とが一体成形部材12として一体に形成されているため、部品点数の削減を図ることができると共に光電変換素子17と集光レンズ部13と光ファイバー20との間の位置合わせ、即ち、調芯作業及びその後の各部の固定作業の工数を大幅に減じることができる。
【0057】
また、集光レンズ部13と光ファイバー20の先端が突き当てられて光ファイバー20を位置決めするストッパー部14とが一体に形成されているため、光電変換素子(発光素子)17を実際に発光させて所謂アクティブアライメントによる各部の位置調整を行う必要がなく、所謂パッシブアライメントによる調整を行うことができるため、調整時間が短縮化され光リンク装置1の量産性の向上を図ることができる。
【0058】
上記した実施の形態において示した各部の形状及び構造は、何れも本発明の実施に際しての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって、本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【0059】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、本発明光リンク装置は、光ファイバーがコネクター部に支持されて形成された光コネクターを接続する光リンク装置であって、上記コネクター部が結合され、取付凹部を有し、2つのハーフから成るハウジングと、上記ハウジングに保持されると共にコネクター部のハウジングへの結合時に光ファイバーの先端部を覆ったフェルールが挿入されるスリーブと、上記スリーブに挿入されたフェルールの先端が突き当てられて光ファイバーを位置決めするストッパー部、光電変換素子が配置される素子配置部、入射された光を光電変換素子又は光ファイバーに導くところの突状の球面を有する集光レンズ部及び上記取付凹部に挿入される被取付部が一体に形成されると共にハウジングの内部に配置される一体成形部材と、上記一体成形部材の素子配置部が取り付けられる取付部と、光電変換素子の接続端子を外部機器に接続するリードとを有する光通信用パッケージと、を備えたことを特徴とする。
【0060】
従って、部品点数の削減を図ることができると共に光電変換素子と集光レンズ部と光ファイバーとの間の位置合わせ、即ち、調芯作業及びその後の各部の固定作業の工数を大幅に減じることができる。
【0061】
また、集光レンズ部と、フェルールの先端が突き当てられて光ファイバーを位置決めするストッパー部と、素子配置部と、被取付部が一体に形成されているため、光電変換素子(発光素子)を実際に発光させて所謂アクティブアライメントによる各部の位置調整を行う必要がなく、所謂パッシブアライメントによる調整を行うことができるため、調整時間が短縮化され光リンク装置の量産性の向上を図ることができる。
【0062】
請求項2に記載した発明にあっては、上記一体成形部材の素子配置部に、該素子配置部に対する光電変換素子の位置決め用の位置決めマークを設けたので、光電変換素子の素子配置部への位置決めを極めて容易かつ正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図2乃至図5と共に本発明の実施の形態を示すものであり、本図は光コネクターが結合される前の状態を一部を断面にして示す光リンク装置の拡大平面図である。
【図2】光コネクターが結合された状態を一部を断面にして示す光リンク装置の拡大平面図である。
【図3】要部の拡大側面図である。
【図4】一体成形部材の拡大斜視図である。
【図5】一体成形部材の拡大縦断面図である。
【図6】従来の光リンク装置の一例を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
1…光リンク装置、2…ハウジング、7…スリーブ、8…光通信用パッケージ、10…取付部、11…リード、12…一体成形部材、13…集光レンズ部、14…ストッパー部、15…素子配置部、15a…位置決めマーク、17…光電変換素子、18…光コネクター、19…コネクター部、20…光ファイバー

Claims (2)

  1. 光ファイバーがコネクター部に支持されて形成された光コネクターを接続する光リンク装置であって、
    上記コネクター部が結合され、取付凹部を有し、2つのハーフから成るハウジングと、
    上記ハウジングに保持されると共にコネクター部のハウジングへの結合時に光ファイバーの先端部を覆ったフェルールが挿入されるスリーブと、
    上記スリーブに挿入されたフェルールの先端が突き当てられて光ファイバーを位置決めするストッパー部、光電変換素子が配置される素子配置部、入射された光を光電変換素子又は光ファイバーに導くところの突状の球面を有する集光レンズ部及び上記取付凹部に挿入される被取付部が一体に形成されると共にハウジングの内部に配置される一体成形部材と、
    上記一体成形部材の素子配置部が取り付けられる取付部と、光電変換素子の接続端子を外部機器に接続するリードとを有する光通信用パッケージと、
    を備えた
    ことを特徴とする光リンク装置。
  2. 上記一体成形部材の素子配置部に、該素子配置部に対する光電変換素子の位置決め用の位置決めマークを設けた
    ことを特徴とする請求項1に記載の光リンク装置。
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