JP4860997B2 - 光伝送モジュール - Google Patents

Description

本発明は光伝送モジュールに係り、特に、光送信モジュールまたは光受信モジュールを備えたレセプタクル型光伝送モジュールに関する。

レセプタクル型光伝送モジュールは、発光素子または受光素子を格納、封止した同軸キャンパッケージまたはボックス型パッケージと、電子部品を実装した回路基板（発光素子あるいは受光素子の周辺回路や通信制御回路）が１つのケースに格納された構造である。レセプタクル型光伝送モジュールは、更に同軸キャンパッケージまたはボックス型パッケージに対して外部から光伝送用プラグを接続するためのレセプタクル型の光コネクタがケースと一体構造となっている。また、同軸キャンパッケージまたはボックス型パッケージの光送信モジュールまたは光受信モジュールは、ケースに対して固定されている。このようなレセプタクル型光伝送モジュールは、特許文献１ないし３に記載がある。ここで、特許文献１は、特許文献２および３の対応米国特許文献である。

特許文献４および特許文献５には、可動フェルールを備えた光半導体モジュールが記載されている。また、特許文献６ないし９にはフックの構造に特徴のある光コネクタが記載されている。
なお、本明細書において、光送信モジュールおよび光受信モジュールを総称して、光通信モジュールという。

図１は光通信モジュールを格納した光伝送モジュールケースの部分断面図である。図１において、光通信モジュール３００は、光伝送モジュールの外部から光伝送用プラグを接続するためのレセプタクル部５を備えた光伝送モジュールケース１５に格納されている。光通信モジュール３００の内部には、光伝送モジュールの外部から接続される光伝送用プラグのフェルール先端部と光結合するための光結合面７００が備えられている。ＳＣコネクタ用のレセプタクルの場合、光伝送モジュールケース１５は、ＳＣコネクタ保持するためのフック部１５ａをもっている。このフック部１５ａの内側位置を機械的基準面という。また、光伝送用プラグと光通信モジュール３００が接続され、光結合かつ光伝送可能となる光結合面を光学的基準面という。機械的基準面と光学的基準面の距離は７±０.１ｍｍであり、この距離をＥ寸法と呼ぶ。なお、図の簡便のため図１には、光伝送用プラグを記載していないが、真のＥ寸法は光伝送モジュールに光伝送用プラグを挿入したときの、フックの内側位置と光通信モジュールの光結合面の距離である。これは、本明細書において共通である。

図２は光通信モジュールとフック部を格納した光伝送モジュールケースの部分断面図である。図２において、光通信モジュール３００は、光伝送モジュールの外部から光伝送用プラグを接続するためのレセプタクル部５と光伝送用プラグを保持するフック部３０と共に、光伝送モジュールケース１６に格納されている。図２の光伝送モジュールと、図１の光伝送モジュールとの違いは、フック部が光伝送モジュールケースと別体か、一体かであり、寸法関係は同一である。

図３はＬＣコネクタ用の光通信モジュールを格納した光伝送モジュールケースの部分断面図である。図３においてＬＣコネクタ型の光通信モジュール３５０は、光伝送モジュールの外部から光伝送用プラグを接続するためのレセプタクル部７を備えた光伝送モジュールケース１７に格納されている。光通信モジュール３５０の内部には、光伝送モジュールの外部から接続される光伝送用プラグのフェルール先端部と光結合するための光結合面７５０が備えられている。ＬＣコネクタの場合、光伝送用プラグを保持するためのフック機構をもっているが、保持されたフック機構の位置を機械的基準面という。また、光伝送用プラグと光通信モジュール３５０が接続され、光結合かつ光伝送可能となる光結合面を光学的基準面という。機械的基準面と光学的基準面の距離は９.９５±０.０５ｍｍであり、この距離をＢ寸法と呼ぶ。

米国特許６０７１０１６号明細書 特開平１０−２４７７４０号公報 特開平１０−２４７７４２号公報 特開平１０−２４６８３９号公報 特開平１１−３３７７７０号公報 特開２００５−３０９０２８号公報 特開平１０＾１７０７５９号公報 特開平１０−１６０９６６号公報 特開平１０−１７０７６３号公報

上記特許文献１ないし３に記載された光送信モジュールまたは光受信モジュールは、光伝送モジュールのケースに固定されている。また、光伝送モジュールと接続された光伝送用プラグは後方に光ファイバを有する。光伝送モジュールを搭載した装置において、多数の光ファイバを束線するために、光ファイバに張力が加わることがある。この張力により、光伝送用プラグのフェルールに応力が加わり、光の結合を阻害、あるいは光送信モジュールまたは光受信モジュールの破損を引き起こす虞がある。

本発明の目的は、外部からの光ファイバへの張力の影響を低減し、光送信モジュールまたは光受信モジュールの光の結合を維持するレセプタクル型光伝送モジュールを提供することである。

上述した課題は、電気信号を光信号へ変換または光信号を電気信号へ変換する通信モジュール部と、通信モジュールを可動に保持し、通信モジュールと接続する光プラグを位置決めするフック部を有するケースとからなり、通信モジュール部に光プラグを接続したとき、フック部と通信モジュール部の光結合面との光軸方向の距離は、予め定めた範囲にある光伝送モジュールにより達成される。

また、電気信号を光信号へ変換または光信号を電気信号へ変換する通信モジュール部と、通信モジュールを保持するケースとからなり、通信モジュール部に光プラグを接続し、光プラグに応力を加えたとき、通信モジュールは光プラグとの光結合を維持して、移動する光伝送モジュールにより達成される。

さらに、電気信号を光信号へ変換または光信号を電気信号へ変換する通信モジュール部と、通信モジュールを可動に保持するケースとからなり、通信モジュール部に光プラグを接続したとき、通信モジュールは光プラグによって位置決めされる光伝送モジュールにより達成される。

本発明に拠れば、外部からの光ファイバへの張力の影響を低減し、光送信モジュールまたは光受信モジュールの光の結合を維持するレセプタクル型光伝送モジュールを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、実施例を用いて図を参照しながら説明する。なお、同一部分には同じ参照番号を振り、説明は繰り返さない。

図４は光伝送モジュールの構成を説明する斜視図である。図４において、光伝送モジュール１０００は、光送信モジュール１００と、光受信モジュール２００と、それぞれのモジュール１００、２００の制御回路を実装したプリント基板５０と、光伝送モジュール１０００の外部から図示しない光伝送用プラグを接続するためのレセプタクル部５と、光伝送プラグを保持するフック部３０とを上ケース１０と下ケース２０との間に格納することによって構成される。

図５は光軸方向に移動可能な光通信モジュールを格納した光伝送モジュールケースの部分断面図である。図５において、光通信モジュール３００は、光伝送モジュールの外部から光伝送用プラグを接続するためのレセプタクル部５を備えた光伝送モジュールケース１５に格納されている。光通信モジュール３００と光伝送モジュールケース１５はＺ軸に平行に間隙ＤＸおよび光通信モジュール３００の外径直径と伝送モジュールケース１５の内径直径の関係として、ＸＹ面内で“φＡ＜φＲ”および”φＢ＜φＳ“を有する。この結果、光軸方向であるＺ軸の前後方向へ光通信モジュール３００は移動することが出来る。光通信モジュール３００と光伝送モジュールケース１５の間隙が“ＤＸ”の場合、機械的基準面と光通信モジュール３００の光結合面７００との距離は“Ｅ−ＤＸ”になる。

図６は光軸方向に移動可能な光通信モジュールとフック部を格納した光伝送モジュールケースの部分断面図である。図６において、光通信モジュール３００は、光伝送モジュールの外部から光伝送用プラグを接続するためのレセプタクル部５と、光伝送用プラグを保持するフック部３０とを、光伝送モジュールケース１６に格納されている。図６の光伝送モジュールと、図５の光伝送モジュールとの違いは、フック部が光伝送モジュールケースと別体か、一体かであり、寸法関係と可動方向は同一である。

本実施例に拠れば、光伝送用プラグが挿入された状態で、−Ｚ方向にフックが変形するほどの張力が加わったときも、フックのＺ方向変形量がＤＸ以下であれば、光伝送モジュールの光結合を維持することができる。すなわち、−Ｚ方向への外部からの光ファイバへの張力の影響を低減し、光の結合を維持するレセプタクル型光伝送モジュールを得ることができる。

図７はＸ、Ｙ、Ｚ、θxy方向に移動可能な光通信モジュールを格納した光伝送モジュールケースの部分断面図である。図７において、光通信モジュール３００は、光伝送モジュールの外部から光伝送用プラグを接続するためのレセプタクル部５を備えた光伝送モジュールケース１５に格納されている。光通信モジュール３００と光伝送モジュールケース１５は間隙を有する。実施例１に対して、Ｚ軸に平行な間隙ＤＸの値を大きくし、”φＲ−φＡ”と”φＳ−φＢ”の値も大きくする。この結果、光軸方向であるＺ軸に直交するＸ、Ｙ方向、光軸方向であるＺ方向および回転方向であるθxy方向へ光通信モジュール３００は可動することが出来る。これらの通信モジュールの移動方向は、光軸に垂直な面より、前記コネクタ方向である。

図８はＸ、Ｙ、Ｚ、θxy方向に移動可能な光通信モジュールとフック部を格納した光伝送モジュールケースの部分断面図である。図８において、光通信モジュール３００は、光伝送モジュールの外部から光伝送用プラグを接続するためのレセプタクル部５と光伝送用プラグを保持するフック部３０とを、光伝送モジュールケース１６に格納されている。図８の光伝送モジュールと、図７の光伝送モジュールとの違いは、フック部が光伝送モジュールケースと別体か、一体かであり、寸法関係と可動方向は同一である。

図９は光通信モジュールを格納した光伝送モジュールケースに光伝送用プラグが接続された状態を説明する部分断面図である。図９において、Ｚ、Ｘ、Ｙ、θxy方向に移動可能な光通信モジュール３００は、光伝送モジュールの外部から光伝送用プラグを接続するためのレセプタクル部５を備えた光伝送モジュールケース１５に格納されている。光通信モジュール３００と光伝送モジュールケース１５は間隙“ＤＸ”を有しているが、光伝送用プラグ５００が接続され、光伝送可能な状態になると、光通信モジュール３００と光伝送モジュールケース１５との間隙“ＤＸ”は０となる。すなわち“Ｅ−ＤＸ”は７±０.１ｍｍになる。光伝送用プラグ５００またはレセプタクル部５の外形精度が振れた場合も、光伝送用プラグ５００が最後まで挿入される前に光軸Ｚが補正され、光伝送用プラグ５００のフェルール部５０５と光通信モジュール３００の光結合面７００の光軸が一致する。

図１０は光通信モジュールとフック部を格納した光伝送モジュールケースに光伝送用プラグが接続された部分断面図である。図１０において、Ｚ、Ｘ、Ｙ、θxy方向に移動可能な光通信モジュール３００は、光伝送モジュールの外部から光伝送用プラグを接続するためのレセプタクル部５と光伝送用プラグを保持するフック部３０を備えた光伝送モジュールケース１５に格納されている。光通信モジュール３００とフック部３０は間隙“ＤＸ”を有しているが、光伝送用プラグ５００が接続され、光伝送可能な状態になると、光通信モジュール３００と光伝送モジュールケース１５との間隙“ＤＸ”は０となる。すなわち“Ｅ−ＤＸ”は７ｍｍ±０.１ｍｍになる。光伝送用プラグ５００またはレセプタクル部５の外形精度が振れた場合も、光伝送用プラグ５００が最後まで挿入される前に光軸Ｚが補正され、光伝送用プラグ５００のフェルール部５０５と光通信モジュール３００の光結合面７００の光軸が一致する。

本実施例に拠れば、光伝送用プラグが挿入された状態で、フックが変形するほどの張力が加わったときも、フックの変形量が光通信モジュールとケースとが接触する量以下であれば、光伝送モジュールの光結合を維持することができる。すなわち、外部からの光ファイバへの張力の影響を低減し、光の結合を維持するレセプタクル型光伝送モジュールを得ることができる。

図１１はＺ方向に移動可能なＬＣコネクタ型の光通信モジュールを格納した光伝送モジュールケースの部分断面図である。図１１において、光通信モジュール３５０は、光伝送モジュールの外部から光伝送用プラグを接続するためのレセプタクル部７を備えた光伝送モジュールケース１７に格納されている。光通信モジュール３５０と光伝送モジュールケース１７はＺ軸に平行に間隙“ＤＸ”および光通信モジュール３５０の外径直径と伝送モジュールケース１７の内径直径の関係として、ＸＹ面内で“φＪ＜φＭ”および”φＫ＜φＮ“を有する。この結果、光軸方向であるＺ軸の前後方向へ光通信モジュール３５０は移動することが出来る。光通信モジュール３５０と光伝送モジュールケース１７の間隙が“ＤＸ”の場合、上記機械的基準面と光通信モジュール３５０の光結合面７５０との距離は“Ｂ−ＤＸ”になる。

本実施例に拠れば、光伝送用プラグが挿入された状態で、−Ｚ方向にフックが変形するほどの張力が加わったときも、フックのＺ方向変形量がＤＸ以下であれば、光伝送モジュールの光結合を維持することができる。すなわち、−Ｚ方向への外部からの光ファイバへの張力の影響を低減し、光の結合を維持するレセプタクル型光伝送モジュールを得ることができる。

図１２はＸ、Ｙ、Ｚ、θxy方向に移動可能なＬＣコネクタ型の光通信モジュールを格納した光伝送モジュールケースの部分断面図である。図１２において、光通信モジュール３５０は、光伝送モジュールの外部から光伝送用プラグを接続するためのレセプタクル部７を備えた光伝送モジュールケース１７に格納されている。光通信モジュール３５０と光伝送モジュールケース１７は間隙を有する。実施例３に対して、Ｚ軸に平行な間隙ＤＸの値を大きくし、”φＭ−φＪ”と”φＮ−φＫ”の値も大きくする。この結果、光軸方向であるＺ軸に直交するＸ、Ｙ方向、光軸方向であるＺ方向および回転方向であるθxy方向へ光通信モジュール３５０は移動することが出来る。これらの通信モジュールの移動方向は、光軸に垂直な面より、前記コネクタ方向である。

図１３はＬＣコネクタ用の光通信モジュールを格納した光伝送モジュールケースに光伝送用プラグが接続された部分断面図である。図１３において、Ｚ、Ｘ、Ｙ、θxy方向に移動可能な光通信モジュール３５０は、光伝送モジュールの外部から光伝送用プラグを接続するためのレセプタクル部７を備えた光伝送モジュールケース１７に格納されている。光通信モジュール３５０と光伝送モジュールケース１７は間隙“ＤＸ”を有している。しかし、光伝送用プラグ５５０が接続され、光伝送可能な状態になると、光通信モジュール３５０と光伝送モジュールケース１７との間隙“ＤＸ”は０となる。すなわち“Ｂ−ＤＸ”は９.９５±０.０５ｍｍになる。光伝送用プラグ５５０またはレセプタクル部７の外形精度が振れた場合も、光伝送用プラグ５５０が最後まで挿入される前に光軸Ｚが補正され、光伝送用プラグ５５０のフェルール部５０７と光通信モジュール３５０の光結合面７５０の光軸が一致する。

図１４は張力が加わった光伝送プラグと光伝送モジュールの部分断面図である。図１４において、Ｚ、Ｘ、Ｙ、θxy方向に移動可能な光通信モジュール３５０は、光伝送モジュールの外部から光伝送用プラグを接続するためのレセプタクル部７を備えた光伝送モジュールケース１７に格納されている。光通信モジュール３５０と光伝送モジュールケース１７は間隙を有している。光伝送モジュール３５０に接続された光伝送用プラグ５５０に張力が加わると、レセプタクル部７と光伝送用プラグ５５０の間隙の分だけ光伝送用プラグ５５０またはプラグに内蔵されたフェルール５０５が傾く。Ｚ、Ｘ、Ｙ、θxy方向に自由に移動可能な光通信モジュール３５０は光伝送用プラグ５５０に追従し、光結合面７５０が維持され、光伝送のためのパワーが維持される。

本実施例に拠れば、光伝送用プラグが挿入された状態で、フックが変形するほどの張力が加わったときも、フックの変形量が光通信モジュールとケースとが接触する量以下であれば、光伝送モジュールの光結合を維持することができる。すなわち、外部からの光ファイバへの張力の影響を低減し、光の結合を維持するレセプタクル型光伝送モジュールを得ることができる。

光通信モジュールを格納した光伝送モジュールケースの部分断面図である。 光通信モジュールとフック部を格納した光伝送モジュールケースの部分断面図である。 ＬＣコネクタ用の光通信モジュールを格納した光伝送モジュールケースの部分断面図である。 光伝送モジュールの構成を説明する斜視図である。 光軸方向に移動可能な光通信モジュールを格納した光伝送モジュールケースの部分断面図である。 光軸方向に移動可能な光通信モジュールとフック部を格納した光伝送モジュールケースの部分断面図である。 Ｘ、Ｙ、Ｚ、θxy方向に移動可能な光通信モジュールを格納した光伝送モジュールケースの部分断面図である。 Ｘ、Ｙ、Ｚ、θxy方向に移動可能な光通信モジュールとフック部を格納した光伝送モジュールケースの部分断面図である。 光通信モジュールを格納した光伝送モジュールケースに光伝送用プラグが接続された状態を説明する部分断面図である。 光通信モジュールとフック部を格納した光伝送モジュールケースに光伝送用プラグが接続された部分断面図である。 Ｚ方向に移動可能なＬＣコネクタ型の光通信モジュールを格納した光伝送モジュールケースの部分断面図である。 Ｘ、Ｙ、Ｚ、θxy方向に移動可能なＬＣコネクタ型の光通信モジュールを格納した光伝送モジュールケースの部分断面図である。 ＬＣコネクタ用の光通信モジュールを格納した光伝送モジュールケースに光伝送用プラグが接続された部分断面図である。 張力が加わった光伝送プラグと光伝送モジュールの部分断面図である。

符号の説明

５…レセプタクル部、７…レセプタクル部、１０…上ケース、１５…光伝送用モジュールケース、１６…光伝送用モジュールケース、１７…光伝送用モジュールケース、２０…下ケース、３０…フック部、３００…光通信モジュール、３５０…光通信モジュール、５００…光伝送用プラグ、５０５…フェルール部、５０７…フェルール部、７００…光結合面、７５０…光結合面。

Claims (5)

1. 電気信号を光信号へ変換または光信号を電気信号へ変換する通信モジュール部と、該通信モジュール部を保持し、光プラグを位置決めするケースとからなる光伝送モジュールであって、
   前記ケースと前記通信モジュール部との接触部分に光軸方向であるＺ方向、及びＺ方向と直交するＸ−Ｙ方向とに所定の間隙を設けることによって前記通信モジュールを前記ケース内で前記Ｘ−Ｙ方向と前記Ｚ方向と回転方向であるθ _ｘｙ 方向とに可動に保持し、
   前記通信モジュール部にフェルールを有する光プラグを接続したとき、前記ケースと前記通信モジュール部との接触部分に設けたＺ方向の間隙がゼロとなることにより、前記通信モジュール部は、前記フェルールによって位置決めされ、
   前記フェルールにストレスが加わったとき、前記通信モジュール部は、前記ケース中でＸ、Ｙ、Ｚ、θ _ｘｙ 方向に移動して、前記フェルールに追随することを特徴とする光伝送モジュール。
2. 請求項１に記載の光伝送モジュールであって、
   前記光プラグはＳＣコネクタであることを特徴とする光伝送モジュール。
3. 請求項１に記載の光伝送モジュールであって、
   前記光プラグはＬＣコネクタであることを特徴とする光伝送モジュール。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の光伝送モジュールであって、
   前記通信モジュールは光送信モジュールであることと特徴とする光伝送モジュール。
5. 請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の光伝送モジュールであって、
   前記通信モジュールは光受信モジュールであることと特徴とする光伝送モジュール。

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