JP5157393B2 - 光モジュール及び光モジュール付きケーブルユニット - Google Patents

Description

本発明は、例えばパソコンから表示装置にディジタル信号等を送信するのに用いる光モジュール及び光モジュール付きケーブルユニットに関する。

従来の光モジュール付きケーブルユニットの一例として、図９に示すように、プラグ１０１に、光ファイバを接続させるためのフェルール１０２を一体に備えるとともに、抗張力繊維１０３を固定するケーブルクランプ１０４、ケーブルホルダ１０５及びガスケット１０６とを備え、牽引用キャップの結合機構１０７を備える光モジュール付きケーブルユニット１００が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２５２７２号公報

ところが、上記特許文献１に開示された光モジュール付きケーブルユニット１００では、光ファイバを受発光素子に光接続するのに、光ファイバの１本ずつを受発光素子に接続していたため、作業性が良好ではなく、大型化する虞があった。

そこで本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、多心一括接続を可能にして光ファイバの光接続を簡略化することで、作業性の飛躍的な向上を図ることができるとともに、小型化を図ることができる光モジュール及び光モジュール付きケーブルユニットを提供することを目的としている。

前記課題を解決することのできる本発明に係る光モジュールは、機器と接続可能な電気コネクタと、電気信号と光信号とを変換し発光または受光する光素子を備えた光素子ユニットと、光ファイバを挿入し前記光素子と光接続可能に保持する光接続部と、前記光ファイバを備えた光ケーブルの端部を導入する光ケーブル導入部と、を備えた光モジュールであって、前記光接続部は、複数の前記光ファイバを収納する光ファイバ挿入孔を有する光フェルールからなり、該光フェルールの端面が前記光素子ユニットに光接続されるとともに、該光素子ユニットが前記電気コネクタに電気接続されていることを特徴としている。

このように構成された光モジュールによれば、光ファイバを挿入し光素子と光接続可能に保持する光接続部が、複数の光ファイバを収納する光ファイバ挿入孔を有する光フェルールであり、光フェルールの端面が光素子ユニットに光接続されるとともに、光素子ユニットが電気コネクタに電気接続される。これにより、光ファイバを光素子に１本ずつ光接続する必要がなく、多心一括接続を可能にして光ファイバの光接続を簡略化することで、作業性の飛躍的な向上を図ることができるとともに、小型化を図ることができる。

また、本発明に係る光モジュールは、前記光ケーブル導入部と前記光フェルールとの間に、前記光ファイバの余長を束状にして収納する余長吸収部を有していることが好ましい。

このように構成された光モジュールによれば、光ファイバを光フェルールに光接続する際に、光フェルールと光ファイバの光導波路との間に十分なクリアランスが必要であるが、光ケーブル導入部と光フェルールとの間の余長吸収部で光ファイバの余長を束状にして収納することで、光ファイバと光フェルールとの間に十分なクリアランスを確保することができる。

また、本発明に係る光モジュールは、前記光ケーブル導入部と前記光フェルールとの間に段差を有していることが好ましい。

このように構成された光モジュールによれば、光ケーブル導入部と光フェルールとの間に段差を設けることで、光ファイバと光フェルールとの間に十分なクリアランスを確保することができる。

また、本発明に係る光モジュールは、前記光素子ユニットと前記光フェルールを搭載する子基板を備えていることが好ましい。

このように構成された光モジュールによれば、光フェルールが光素子ユニットとともに子基板に搭載されることで、これらをアッセンブリとして単一部品で取り扱うことができる。これにより、組立工程を簡略化することができるとともに、部品管理に必要な工数を削減して生産性の向上を図ることができる。

また、前記課題を解決することのできる本発明に係る光モジュール付きケーブルユニットは、光ケーブルの両端に、上記記載の光モジュールを装着したことを特徴としている。

このように構成された光モジュール付きケーブルユニットによれば、光ファイバを光素子に１本ずつ光接続する必要がなく、多心一括接続を可能にして光ファイバの光接続を簡略化して作業性の飛躍的な向上を図ることができる。また、小型化を図れる光モジュールを光ケーブルに装着することで、例えばパソコンから表示装置にディジタル信号等を送信するための光モジュール付きケーブルユニットを低コストで得ることができる。

本発明に係る光モジュール及び光モジュール付きケーブルユニットによれば、多心一括接続を可能にして光ファイバの光接続を簡略化することで作業性の飛躍的な向上を図ることができるとともに、小型化を図ることができる光モジュール及び光モジュール付きケーブルユニットを提供できる。

以下、図を参照して本発明の複数の好適な実施形態を説明する。

（第１実施形態）
図１及び図２は本発明に係る光モジュール及び光モジュール付きケーブルユニットの第１実施形態を示すもので、図１は本発明の第１実施形態に係る光モジュール付きケーブルユニットの内部構造を説明する水平断面図、図２は図１の光モジュール付きケーブルユニットの縦断面図である。

図１に示すように、光モジュール付きケーブルユニット１は、コネクタハウジング２、外部給電ケーブル３及び光ケーブル４を備えており、コネクタハウジング２に光モジュール２０が収納されている。光モジュール付きケーブルユニット１は、光ケーブル４は、一端部に端末部１０が加締リング１１によって加締保持されており、他端部に同一の内部構造を有するもう一つのコネクタハウジング２を備えている。

コネクタハウジング２は、例えば上下に２分割される樹脂製であって、中央部に配置された親基板固定部５の前部に電気コネクタ取付部６が形成されており、親基板固定部５の後部に外部給電ケーブル取付部７と光ケーブル取付部８とが形成されている。また、コネクタハウジング２は、両側部に不図示のねじを挿通させるための一対のねじ挿通孔９が形成されている。

また、光モジュール２０は、電気コネクタ２１、親基板２２、複数の光素子２４を有する光素子ユニット２３及び光フェルール（光接続部）２５を備えている。

電気コネクタ２１は、不図示の複数の端子キャビティ内に同じく複数の導出用端子２６を収納しており、コネクタハウジング２の電気コネクタ取付部６に固定されている。電気コネクタ２１は、光モジュール付きケーブルユニット１が適用されるパソコンや表示装置等の機器に接続される。

親基板２２は、ＬＳＩ、ＩＣ、レギュレータ等の複数の電気素子２７が、表面及び裏面に実装されている。また、親基板２２は、電気コネクタ２１の複数の導出用端子２６に電気的に接続される複数の導出用端子２８と、外部給電ケーブル３から電気素子２７へ電源供給し且つ光素子２４からの電気信号を伝送するための導入用端子２９とを有している。

また、親基板２２は、コネクタハウジング２の光ケーブル取付部８に固定された光ケーブル４の端末部１１の周りに、光ケーブル導入部として機能する矩形に切除された切欠部３０を有している。そして、親基板２２は、コネクタハウジング２の親基板固定部５に固定される。

光素子ユニット２３は、基板導通台３１上に組み付けられており、長波長面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）やＰＤアレイの比較的安価な受発光素子である複数の光素子２４を有している。複数の光素子２４は、出力側が電気コネクタ２１の導出用端子２６にそれぞれ電気的に接続される。なお、複数の光素子２４は、電気コネクタ２１の導出用端子２６に代えて、電気コネクタ２１内の独立した不図示の端子にそれぞれ接続されても良い。

光フェルール２５は、光素子ユニット２３と同様に基板導通台３１上の光ケーブル４側に組み付けられており、光ケーブル４の端末部１０から延出された複数の光ファイバ１２を親基板２２の切欠部３０から導入して複数の光素子２４に光学的に接続する。これにより、光素子２４は、光ファイバ１２から伝送されてきた光信号を電気信号に変換して、複数の導入用端子２９に電気信号を送給し、導入用端子２９に電気的に接続されている電気素子２７によって電気信号を増幅等して導出用端子２８に伝送される。

図２に示すように、光フェルール２５は、複数の光ファイバ１２が挿通される光ファイバ挿入孔３２を有し、これら光ファイバ挿入孔３２が、光素子２４に対して光ファイバ１２の光導波方向に配置されている。

また、光フェルール２５が搭載されている基板導通台３１は、親基板２２の切欠部３０に対して高さ寸法Ｌ１だけ嵩上げされている。これにより、光ケーブル４を親基板２２に装着させる際に、光ケーブル４を保持している不図示の治具が、親基板２２の切欠部３０内に挿入されることで、光ファイバ１２に撓みが生じ、その撓みによって光フェルール２５と光ファイバ１２との間に十分なクリアランスが確保される。

このような光モジュール付きケーブルユニット１は、一端側のコネクタハウジング２がパソコン側に接続されることで、電気コネクタ２１がパソコン内に電気的に接続され、他端側のもう一つのコネクタハウジング２がモニタ等の表示装置側に接続される。これにより、電気コネクタ２１が表示装置内に電気的に接続される。そして、パソコン側から与えられた光信号が光ファイバ１２内を通り、光フェルール２５を介して光素子２４に与えられ、光素子２４が光信号を電気信号に変換し、電気コネクタ２１を介して表示装置内に電気信号を伝送する。

以上説明したように、第１実施形態の光モジュール２０によれば、光ファイバ１２を挿入し光素子２４と光接続可能に保持する光接続部が、複数の光ファイバ１２を収納する光ファイバ挿入孔３２を有する光フェルール２５である。この光フェルール２５の端面が光素子ユニット２３に光接続されるとともに、光素子ユニット２３が電気コネクタ２１に電気接続される。これにより、光ファイバ１２を光素子２４に１本ずつ光接続する必要がなくなり、多心一括接続を可能にして光ファイバ１２の光接続を簡略化することで作業性の飛躍的な向上を図ることができるとともに、小型化を図ることができる。

また、第１実施形態の光モジュール付きケーブルユニット１によれば、光ファイバ１２を光素子２４に１本ずつ光接続する必要がなくなって、多心一括接続を可能として光ファイバ１２の光接続を簡略化して作業性の飛躍的な向上を図れる。また、小型化を図れる光モジュール２０を光ケーブル４に装着することで、パソコンから表示装置にディジタル信号等を送信するための光モジュール付きケーブルユニット１を低コストで得ることができる。

また、第１実施形態の光モジュール２０によれば、光フェルール２５が搭載されている基板導通台３１が、親基板２２の切欠部３０に対して高さ寸法Ｌ１だけ嵩上げされているため、光ケーブル４が光フェルール２５に導入される際に、光ファイバ１２に撓みが生じ、その撓みによって光フェルール２５と光ファイバ１２との間に十分なクリアランスを確保することができる。

(第２実施形態)
次に、図３及び図４を参照して本発明に係る第２実施形態について説明する。図３は本発明の第２実施形態に係る光モジュール付きケーブルユニットの内部構造を説明する水平断面図、図４は図３の光モジュール付きケーブルユニットの縦断面図である。なお、以下の各実施形態において、上述した第１実施形態と重複する構成要素や機能的に同様な構成要素については、図中に同一符号あるいは相当符号を付することによって説明を簡略化あるいは省略する。

図３及び図４に示すように、第２実施形態に係る光モジュール付きケーブルユニット４０は、光モジュール４１を構成する光フェルール２５及び光素子ユニット２３が親基板２２上に組み付けられている。また、光ケーブル４の端末部１０と光フェルール２５との間に、光ファイバ１２の余長部１３を束状にして収納する余長吸収部４２を備えている。

端末部１０から延出された光ファイバ１２は、親基板２２上で光導波特性に支障ない程度に巻回されてから光フェルール２５に導入されている。巻回された光ファイバ１２は、親基板２２上の複数の結束部４３で結束支持されている。また、光フェルール２５は、親基板２２の端部に配置されており、光フェルール２５の後方側の親基板２２が除去されている。これにより、ファイバ実装作業時に光ファイバ１２を挿入し易い構成になっている。

第２実施形態の光モジュール４１及び光モジュール付きケーブルユニット４０によれば、光ケーブル４の端末部１０と光フェルール２５との間の余長吸収部４２で光ファイバ１２の余長を束状にして収納することで、光ファイバ１２と光フェルール２５との間に、十分なクリアランスを確保することができる。また、光フェルール２５の後方側の親基板２２が除去されているので、光ファイバ１２を挿入し易く、ファイバ実装作業の向上を図ることができる。

(第３実施形態)
次に、図５及び図６を参照して本発明に係る第３実施形態について説明する。図５は本発明の第３実施形態に係る光モジュール付きケーブルユニットの内部構造を説明する水平断面図、図６は図５の光モジュール付きケーブルユニットの縦断面図である。

図５及び図６に示すように、第３実施形態に係る光モジュール付きケーブルユニット５０は、光モジュール５１及び光素子ユニット２３が親基板２２とは別体で親基板２２よりも十分に小さい子基板５２上に組付けられている。また、この子基板５２が、親基板２２の中央部に実装されている電気素子２７の両側部に配置された一対の放熱板５３に掛け渡されて組み付けられている。

光フェルール２５は、放熱板５３上の子基板５２に組み付けられているため、親基板２２の切欠部３０に対して高さ寸法Ｌ２だけ嵩上げされている。そのため、端末部１０から延出された光ファイバ１２は、段差をもって光フェルール２５に導入される。

第３実施形態の光モジュール５１及び光モジュール付きケーブルユニット５０によれば、光ケーブル４の端末部１０と光フェルール２５との間に段差を設けることで、光ファイバ１２と光フェルール２５との間に十分なクリアランスを確保することができる。

また、第３実施形態の光モジュール５１及び光モジュール付きケーブルユニット５０によれば、光フェルール２５が光素子ユニット２３とともに子基板５２に搭載されることで、これらを単一部品として取り扱うことができるので、組立工程を簡略化することができるとともに、部品管理に必要な工数を削減して生産性の向上を図ることができる。

(第４実施形態)
次に、図７及び図８を参照して本発明に係る第４実施形態について説明する。図７は本発明の第４実施形態に係る光モジュール付きケーブルユニットの内部構造を説明する水平断面図、図８は図７の光モジュール付きケーブルユニットの縦断面図である。

図７及び図８に示すように、第４実施形態に係る光モジュール付きケーブルユニット６０は、光モジュール６１及び光素子ユニット２３が親基板２２とは別体で親基板２２よりも十分に小さい子基板６２上に組付けられている。また、この子基板６２にフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）用コネクタ端子６３が設けられている。

子基板６２は、例えば銅製のシート部材６４を介して親基板２２上に組み付けられているため、親基板２２の切欠部３０に対して高さ寸法Ｌ３だけ嵩上げされている。そのため、端末部１０から延出された光ファイバ１２は、段差をもって光フェルール２５に導入される。このＦＰＣ用コネクタ端子６３には、電気信号伝送用としてＦＰＣ６５用のコネクタ６６が接続されている。

第４実施形態の光モジュール６１及び光モジュール付きケーブルユニット６０によれば、光ケーブル４の端末部１０と光フェルール２５との間に段差を設けることで、光ファイバ１２と光フェルール２５との間に十分なクリアランスを確保することができる。

また、第４実施形態の光モジュール６１及び光モジュール付きケーブルユニット６０によれば、光フェルール２５が光素子ユニット２３とともに子基板６２に搭載されることで、これらを単一部品として取り扱うことができる。これにより、組立工程を簡略化することができるとともに、部品管理に必要な工数を削減して生産性の向上を図ることができる。

また、第４実施形態の光モジュール６１及び光モジュール付きケーブルユニット６０によれば、信号伝送用としてＦＰＣ６５を適用することで、高さ寸法を飛躍的に低くして、さらなるコンパクト化を図ることができる。

なお、本発明に係る光モジュール及び光モジュール付きケーブルユニットは、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜に変形や改良等が可能である。例えば、光ファイバの本数は、何ら限定されることはなく、任意の複数本が適用されるのが好ましい。

本発明の第１実施形態に係る光モジュール付きケーブルユニットの内部構造を説明する水平断面図である。 図１の光モジュール付きケーブルユニットの縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係る光モジュール付きケーブルユニットの内部構造を説明する水平断面図である。 図３の光モジュール付きケーブルユニットの縦断面図である。 本発明の第３実施形態に係る光モジュール付きケーブルユニットの内部構造を説明する水平断面図である。 図５の光モジュール付きケーブルユニットの縦断面図である。 本発明の第４実施形態に係る光モジュール付きケーブルユニットの内部構造を説明する水平断面図である。 図７の光モジュール付きケーブルユニットの縦断面図である。 従来の光モジュール付きケーブルユニットの断面図である。

符号の説明

１，４０，５０，６０ 光モジュール付きケーブルユニット
４ 光ケーブル
１２ 光ファイバ
２０，４１，５１，６１ 光モジュール
２１ 電気コネクタ
２３ 光素子ユニット
２４ 光素子
２５ 光フェルール（光接続部）
３０ 切欠部（光ケーブル導入部）
３２ 光ケーブル導入部
３３ 光ファイバ挿入孔
４２ 余長吸収部
５２，６２ 子基板

Claims (2)

1. 機器と接続可能な電気コネクタと、
   電気信号と光信号とを変換し発光または受光する光素子を備えた光素子ユニットと、
   光ファイバを前記光素子と光接続可能に保持する光接続部と、
   前記光ファイバを備えた光ケーブルの端部が導入される光ケーブル導入部と、
   を備えた光モジュールであって、
   前記光接続部は、複数の前記光ファイバを収納する光ファイバ挿入孔を有する光フェルールからなり、該光フェルールの端面が前記光素子ユニットに光接続されるとともに、該光素子ユニットが前記電気コネクタに電気接続され、
   さらに、
   前記光素子ユニットと前記光フェルールが搭載される子基板と、
   前記光ケーブル導入部に対して所定の高さ寸法だけ嵩上げされている嵩上部と、を有し、
   前記子基板は、前記嵩上部上に搭載され、
   前記光ケーブルの端部から延出された光ファイバは、前記子基板上に搭載された光フェルールに導入され、
   前記子基板は、前記嵩上部が設けられた親基板と電気接続されるコネクタ端子を有することを特徴とする光モジュール。
2. 光ケーブルの両端に、請求項１に記載の光モジュールを装着したことを特徴とする光モジュール付きケーブルユニット。

Images