JP7244911B2 - 光モジュール - Google Patents

Description

本発明は、光モジュールに関する。

特許文献１には、ファイバスタブを有する光レセプタクルが記載されている。前記光レセプタクルに調芯アダプタをＹＡＧ溶接等で接合して固定し、光通信パッケージの素子を固定することにより、光通信用送受信モジュールを作製する。
このような光通信用送受信モジュールにおいて、ファイバスタブの先端にゴミや汚れなどの異物が付着すると、光伝送品質に大きな影響を与える。
特許文献１の光レセプタクルは、シェルを取り外すことができるので、シェルと、そのなかに配置されたスリーブとを取り外すことにより、ファイバスタブの先端を露出させることができ、これにより、ファイバスタブの先端を清掃して異物を除去することができる。
また、このようにファイバスタブの先端を露出させることができない場合は、例えば特許文献２に記載された清掃具を使用して、ファイバスタブの先端を清掃してもよい。

国際公開２０１６／１１７４７０号公報 特開平１０－１９７７５７号公報

特許文献１に記載されたように光モジュールを分解して清掃するにしても、特許文献２に記載されたような清掃具を使用して清掃するにしても、専門の作業員が清掃するにはよいが、光モジュールを使用する一般の消費者が清掃しようとすると、手間がかかり、きれいに清掃できない可能性がある。
また、特許文献１に記載されたスリーブは、前記光レセプタクルに接続される光コネクタのフェルールを前記ファイバスタブと位置合わせするためのものである。前記スリーブの内側に異物が付着すると、前記フェルールを正しく位置合わせできなくなり、挿入損失が大きくなるため、前記スリーブの内側も清掃する必要がある。しかし、前記スリーブを清掃する場合にも、前記ファイバスタブを清掃する場合と同様の課題がある。
本発明は、一般消費者などがファイバスタブなどの導光部材やスリーブなどの整列部材を現場で清掃する必要をなくすことを目的とする。

光モジュールは、光素子を有する本体組立体と、光コネクタが接続されるレセプタクル組立体とを備える。前記レセプタクル組立体は、円柱状の導光部材と、前記光コネクタのフェルールと係合することにより、前記フェルールの中心軸を前記導光部材の中心軸に対して位置合わせする整列部材と、前記本体組立体と係合することにより、前記導光部材の中心軸を前記光素子の光軸に対して位置合わせする係合部と、前記レセプタクル組立体を前記本体組立体に着脱自在に係止する係止部とを有する。
前記係合部は、中心軸が前記導光部材の中心軸と一致している円筒状凸部を有してもよい。前記本体組立体は、中心軸が前記光素子の光軸と一致し、前記円筒状凸部と係合する円筒状凹部を有してもよい。
前記導光部材は、前記円筒状凸部の先端から突出してもよい。前記本体組立体は、更に、前記円筒状凹部の底面から更に凹設され、前記導光部材と係合する係合凹部を有してもよい。
前記係止部は、前記導光部材の中心軸に対して略垂直な平板状のレセプタクル翼部を有してもよい。前記レセプタクル翼部は、前記中心軸を中心とする円弧状に湾曲した係合溝を有してもよい。前記本体組立体は、更に、前記光素子の光軸に対して略垂直な平板状であり、前記レセプタクル翼部に当接する本体翼部を有してもよい。前記本体組立体は、更に、前記本体翼部から前記光軸と略平行な方向へ向けて突出し、前記係合溝と係合して前記レセプタクル翼部が軸方向に移動するのを阻止する係合凸部を有してもよい。
前記本体組立体は、更に、前記中心軸に対して前記係合凸部と略対称に配置された第二の係合凸部を有してもよい。
前記本体翼部は、貫通穴を有してもよい。前記係合凸部は、前記貫通穴を貫通し、前記本体組立体を固定するための止めねじによって構成されていてもよい。

前記光モジュールは、前記レセプタクル組立体を前記本体組立体から容易に取り外すことができるので、前記レセプタクル組立体を交換することにより、そのなかに含まれる前記導光部材や前記整列部材を容易に交換でき、前記導光部材や前記整列部材を現場で清掃する必要がない。また、光コネクタを接続していない光モジュールについては、前記レセプタクル組立体を取り外して保管しておくことにより、前記導光部材や前記整列部材に異物が付着するのを防ぐことができる。
円筒状凹部に円筒状凸部が係合すれば、前記導光部材の中心軸を前記光素子の光軸に容易に一致させることができる。円筒状凸部の先端から突出した導光部材に係合凹部が係合すれば、前記導光部材の中心軸を前記光素子の光軸に更に容易に一致させることができる。
係合溝に係合凸部が係合すれば、前記レセプタクル組立体を容易に着脱自在に係止できる。中心軸に対して対称に係合凸部を設ければ、前記レセプタクル組立体が安定して固定される。
止めねじを係合凸部として利用すれば、製造コストを抑えることができる。

光モジュールの一例を示す斜視図。 本体組立体の一例を示す斜視図。 前記本体組立体を示す断面図。 レセプタクル組立体の一例を反対側から見た斜視図。 前記レセプタクル組立体を示す断面図。 前記本体組立体に前記レセプタクル組立体を装着する様子を示す正面図。 前記光モジュールを示す正面図。 前記光モジュールを示す断面図。 本体組立体の別の例を示す断面図。

図１を参照する。光モジュール１０は、光コネクタが接続され、例えば、前記光コネクタに接続された光ファイバを介して伝送された光を電気信号に変換して出力し、あるいは、電気信号を入力して前記光ファイバを介して伝送される光に変換する装置である。前記光モジュール１０は、基板や筐体などに固定される本体組立体１２と、前記本体組立体１２に着脱可能に装着されたレセプタクル組立体１３とを有する。

図２及び３を参照する。前記本体組立体１２は、円柱状の収容部２１と、前記収容部２１の一端に配置された本体翼部２２（本体係止部）と、前記本体翼部２２から突出した２つの係合凸部２３ａ，２３ｂ（本体係止部）とを有する。
前記収容部２１には、内部に光素子２６が設けられている。前記光素子２６は、例えば、電気信号を光に変換して所定の光軸に沿った方向へ放射する発光素子や、所定の光軸に沿った方向から入射した光を電気信号に変換する受光素子である。前記収容部２１は、例えば前記光軸を中心とする円筒状である。

前記本体翼部２２は、前記光軸に対して垂直な平板状であり、例えば、前記光軸を中心とする円板を、前記光軸からの距離が等しい二枚の平行な平面で切断した形状である。このような形状とすることにより、複数の前記光モジュール１０を比較的狭い間隔で並べて配置することができる。
前記係合凸部２３ａ，２３ｂは、前記光軸に対して対称に配置されている。前記係合凸部２３ａ，２３ｂは、それぞれ、円柱部２３１と、円板部２３２とを有する。前記円柱部２３１は、例えば前記光軸と平行な軸を中心とする円柱状であり、前記本体翼部２２に対して、前記収容部２１とは反対側に突出している。前記円板部２３２は、例えば前記光軸と平行な軸を中心とする円板状であり、前記円柱部２３１の先端に位置し、前記円柱部２３１よりも径が大きい。
なお、係合凸部は、二つに限らず、一つだけであってもよいし、三つ以上であってもよい。

また、前記本体組立体１２は、前記本体翼部２２から凹設された円筒状凹部２４（本体係合部）と、前記円筒状凹部２４の底面から更に凹設された係合凹部２５（本体係合部）とを有する。
前記円筒状凹部２４は、例えば前記光軸を中心とする円筒状である。
前記係合凹部２５は、例えば前記光軸を中心とする円筒状であり、前記円筒状凹部２４よりも径が小さい。
前記光素子２６は、光軸が前記円筒状凹部２４及び前記係合凹部２５の中心軸に一致するよう、あらかじめ精密に位置決めされ前記収容部２１に固定されている。

図４及び５を参照する。前記レセプタクル組立体１３は、光コネクタに接続される接続部３１と、前記接続部３１の一端に配置されたレセプタクル翼部３２（係止部）と、前記レセプタクル翼部３２から突出した円筒状凸部３４（係合部）と、前記円筒状凸部３４から突出した導光部材３６と、前記導光部材３６に嵌合したフランジ部３７と、前記導光部材３６に係合した整列部材３５とを有する。
前記接続部３１は、接続される光コネクタの形状に対応する形状を有し、前記光コネクタと係合して所定の位置に保持する。

前記導光部材３６は、例えば、円柱状のフェルールの中心軸に沿って短い光ファイバが貫通したファイバスタブである。前記光ファイバの端面は、いずれも、光がまっすぐに反射して戻らないよう、斜めに切断されている。前記フェルールの端面は、いずれも、前記光ファイバの端面を斜めに切断するのを容易にするため、光ファイバの切断角度に合わせて斜めに傾斜している。ただし、最先端の部分は、前記係合凹部２５の底面に押圧されたとき、押圧力で変形したり破損したりするのを防ぐため、中心軸に対して垂直である。なお、前記光ファイバの端面は、斜めに切断されていなくてもよく、中心軸に対して垂直に切断されていてもよいし、凸球面状に研磨されていてもよい。
前記導光部材３６は、外径が前記係合凹部２５の内径よりわずかに小さく、前記係合凹部２５と係合することにより、前記中心軸が前記光軸に一致する。また、前記導光部材３６が前記円筒状凸部３４から突出した長さは、前記係合凹部２５の深さとほぼ等しい。
前記整列部材３５は、例えば円筒状であり、内径が前記導光部材３６の外径とほぼ等しく、前記導光部材３６と嵌合して固定されている。また、前記整列部材３５の内径は、前記光モジュールに接続される光コネクタのフェルールの外径ともほぼ等しい。

前記フランジ部３７は、例えば、円環状であり、外径が前記導光部材３６よりも大きい。前記フランジ部３７は、前記導光部材３６の先端から所定の距離の位置に固定されている。
前記円筒状凸部３４は、例えば前記中心軸を中心とする円筒状であり、先端に前記フランジ部３７と係合する凹部を有する。前記凹部に前記フランジ部３７が嵌合することにより、前記導光部材３６は、前記円筒状凸部３４に対して固定される。
前記円筒状凸部３４は、外径が前記円筒状凹部２４の内径よりわずかに小さく、前記円筒状凹部２４に係合する。これにより、前記レセプタクル組立体１３は、前記中心軸が前記光軸に一致した状態を保ちつつ、前記中心軸を中心として回転させることができる。

前記レセプタクル翼部３２は、前記中心軸に対して垂直な平板状であり、例えば、前記本体翼部２２に対応する外形を有する。前記レセプタクル翼部３２の厚さは、前記円柱部２３１の長さ、ずなわち、前記本体翼部２２と前記円板部２３２との間の距離とほぼ等しい。
前記レセプタクル翼部３２は、前記中心軸を中心とする円弧状の係合溝３２１ａ，３２１ｂを有する。前記係合溝３２１ａ，３２１ｂの幅は、前記係合凸部２３ａ，２３ｂの前記円柱部２３１の径とほぼ等しく、前記円板部２３２の径より小さい。前記中心軸を中心として前記レセプタクル組立体１３を回転させることにより、前記係合溝３２１ａ，３２１ｂを前記係合凸部２３ａ，２３ｂに係合させることができ、これにより、前記レセプタクル組立体１３が軸方向に移動しないようにすることができる。

図６～８を参照する。前記レセプタクル組立体１３を前記本体組立体１２に取り付けるには、例えば図６に示すように、中心軸を中心として前記レセプタクル組立体１３が前記本体組立体１２に対して傾いた状態とし、前記導光部材３６及び前記円筒状凸部３４を、前記係合凹部２５及び前記円筒状凹部２４に挿入する。
前記レセプタクル翼部３２が前記本体翼部２２に当接する位置まで挿入したら、前記中心軸を中心として前記レセプタクル組立体１３を回転し、図７及び８に示すように、前記係合溝３２１ａ，３２１ｂを前記係合凸部２３ａ，２３ｂに係合させる。
前記導光部材３６の先端は、前記円筒状凸部３４に対して所定の位置に固定されているので、前記レセプタクル組立体１３を前記本体組立体１２に取り付けると、前記光素子に対して、あらかじめ定められた損失が最も小さくなる位置に配置される。

このようにして組み立てた光モジュール１０に光コネクタを接続すると、光コネクタのフェルールの先端が前記整列部材３５に係合することにより、前記フェルールの中心軸が導光部材３６の中心軸に一致する。
前記光コネクタのフェルールは、軸方向に付勢されているので、前記フェルールの先端が前記導光部材３６に当接して、小さい損失で光結合する。前記導光部材３６と前記光素子２６との間も、小さい損失で光結合されているので、全体として挿入損失が小さくなる。

このような光モジュール１０において、例えば、光コネクタを接続しないまましばらく放置するなどして、前記導光部材３６の前記光コネクタに接続される側の端面や前記整列部材３５の内側に埃が溜まるなど、異物が付着する場合がある。そうすると、伝送損失が大きくなるので、前記導光部材３６の端面や前記整列部材３５の内側に付着した異物を除去する必要がある。

専門の作業員が作業する場合は、専用の清掃具を使用して清掃すればよいので、前記レセプタクル組立体１３を前記本体組立体１２から取り外す必要はない。
しかし、一般の消費者が清掃をすると、必ずしもきれいに清掃できるとは限らず、事態を悪化させる可能性がある。

このため、そのような場合は、まず、前記レセプタクル組立体１３を前記本体組立体１２から取り外す。そのためには、取り付け手順とは逆の手順を実行すればよく、まず、前記中心軸を中心として前記レセプタクル組立体１３を回転して、図６に示す状態とし、その後、前記レセプタクル組立体１３を軸方向に移動させて、前記本体組立体１２から取り外す。

そして、前記導光部材３６や前記整列部材３５を清掃するのではなく、新しいレセプタクル組立体１３を用意して、前記レセプタクル組立体１３全体を交換することにより、そのなかに含まれる前記導光部材３６や前記整列部材３５を新しいものに交換する。
交換した古いレセプタクル組立体１３を、製造者など専門の作業員のいるところへ送付し、専門の作業員が導光部材３６や整列部材３５を清掃することによりリサイクルしてもよい。
また、専門の作業員が作業する場合であっても、現場で清掃するよりも設備が整った場所で清掃するほうが、作業効率が高く、確実に清掃できる。したがって、導光部材３６をその場で清掃するのではなく、一般の消費者が作業する場合と同様、新しいものと交換してもよい。

このように、前記光モジュール１０は、前記導光部材３６や前記整列部材３５を簡単に交換することができるので、前記導光部材３６や前記整列部材３５を現場で清掃する必要がなく、清掃の失敗による挿入損失を抑えることができる。

また、前記導光部材３６や前記整列部材３５に異物が付着する原因のひとつには、上述したように、前記光モジュール１０に光コネクタを接続しないで放置しておくことがある。
そこで、何らかの理由で前記光モジュール１０に光コネクタをしばらく接続しない場合は、前記本体組立体１２から前記レセプタクル組立体１３を取り外し、異物が付着しないよう保管しておいてもよい。そして、光コネクタを前記光モジュール１０に接続する必要が生じたときに、保管しておいた前記レセプタクル組立体１３を取り出して前記本体組立体１２に取り付ける。これにより、前記導光部材３６や前記整列部材３５に異物が付着するのを防ぐことができ、前記導光部材３６や前記整列部材３５を清掃する必要がなくなる。
なお、前記本体組立体１２から前記レセプタクル組立体１３を取り外しておくと、今度は、前記本体組立体１２のなかに埃などの異物が付着する可能性がある。そこで、前記レセプタクル組立体１３の代わりに、ダミーのレセプタクル組立体などの蓋を前記本体組立体１２に取り付けて、前記本体組立体１２のなかに異物が付着するのを防いでもよい。

また、将来光モジュールの必要数が増えた場合に備えて、その時点で必要な数より多くの光モジュールをあらかじめ設置しておく場合には、前記レセプタクル組立体１３を保管しておくのではなく、最初に本体組立体１２だけを設置しておき、必要に応じてレセプタクル組立体１３を購入して、前記本体組立体１２に取り付けてもよい。そうすれば、初期費用を抑えることができる。

図９を参照する。変形例において、前記本体組立体１２は、前記係合凸部２３ａ，２３ｂの代わりに、止めねじ２８ａ，２８ｂを有する。前記止めねじ２８ａ，２８ｂは、基板や筐体などに設けられたねじ穴と螺合することにより、前記本体組立体１２を固定するためのものである。
前記止めねじ２８ａ，２８ｂは、それぞれ、先端に雄ねじが切られた円柱部２８１と、前記円柱部２８１の反対側の先端に設けられた円板部２８２と、前記円柱部２８１の中間に設けられた円板部２８３とを有する。
前記円柱部２８１のうち前記円板部２８２と前記円板部２８３との間の部分は、前記円柱部２３１に対応し、前記円板部２８２は、前記円板部２３２に対応する。前記円板部２８３は、前記円板部２８２と前記本体翼部２２との間の距離を一定に保つために設けられている。
前記本体翼部２２には、前記止めねじ２８ａ，２８ｂが挿通される貫通穴２２１ａ，２２１ｂが設けられている。また、前記貫通穴２２１ａ，２２１ｂの周りには、前記円板部２８３と係合する凹部が設けられている。

このように、止めねじ２８ａ，２８ｂの端部を係合凸部２３ａ，２３ｂとして利用することにより、光モジュール１０の製造コストを抑えることができる。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例である。本発明は、これに限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によって定義される範囲から逸脱することなく様々に修正し、変更し、追加し、又は除去したものを含む。これは、以上の説明から当業者に容易に理解することができる。

１０ 光モジュール、１２ 本体組立体、２１ 収容部、２２ 本体翼部、２２１ａ，２２１ｂ 貫通穴、２３ａ，２３ｂ 係合凸部、２３１，２８１ 円柱部、２３２，２８２，２８３ 円板部、２４ 円筒状凹部、２５ 係合凹部、２６ 光素子、２８ａ，２８ｂ 止めねじ、１３ レセプタクル組立体、３１ 接続部、３２ レセプタクル翼部、３２１ａ，３２１ｂ 係合溝、３４ 円筒状凸部、３５ 整列部材、３６ 導光部材、３７ フランジ部。

Claims (6)

1. 光素子を有する本体組立体と、
   光コネクタが接続されるレセプタクル組立体と
   を備え、
   前記レセプタクル組立体は、
   円柱状の導光部材と、
   前記光コネクタのフェルールと係合することにより、前記フェルールの中心軸を前記導光部材の中心軸に対して位置合わせする整列部材と、
   前記本体組立体と係合することにより、前記導光部材の中心軸を前記光素子の光軸に対して位置合わせする係合部と、
   前記レセプタクル組立体を前記本体組立体に着脱自在に係止する係止部と
   を有し、
   前記係合部は、
   中心軸が前記導光部材の中心軸と一致している円筒状凸部を有し、
   前記導光部材は、前記円筒状凸部の先端から突出し、
   前記本体組立体は、
   中心軸が前記光素子の光軸と一致し、前記円筒状凸部と係合する円筒状凹部と、
   前記円筒状凹部の底面から更に凹設され、前記導光部材と係合する係合凹部と
   を有する、光モジュール。
2. 光素子を有する本体組立体と、
   光コネクタが接続されるレセプタクル組立体と
   を備え、
   前記レセプタクル組立体は、
   円柱状の導光部材と、
   前記光コネクタのフェルールと係合することにより、前記フェルールの中心軸を前記導光部材の中心軸に対して位置合わせする整列部材と、
   前記本体組立体と係合することにより、前記導光部材の中心軸を前記光素子の光軸に対して位置合わせする係合部と、
   前記レセプタクル組立体を前記本体組立体に着脱自在に係止する係止部と
   を有し、
   前記係止部は、
   前記導光部材の中心軸に対して略垂直な平板状のレセプタクル翼部を有し、
   前記レセプタクル翼部は、
   前記中心軸を中心とする円弧状に湾曲した係合溝を有し、
   前記本体組立体は、更に、
   前記光素子の光軸に対して略垂直な平板状であり、前記レセプタクル翼部に当接する本体翼部と、
   前記本体翼部から前記光軸と略平行な方向へ向けて突出し、前記係合溝と係合して前記レセプタクル翼部が軸方向に移動するのを阻止する係合凸部と
   を有する、光モジュール。
3. 前記係合部は、
   中心軸が前記導光部材の中心軸と一致している円筒状凸部を有し、
   前記本体組立体は、
   中心軸が前記光素子の光軸と一致し、前記円筒状凸部と係合する円筒状凹部を有する、請求項２の光モジュール。
4. 前記導光部材は、前記円筒状凸部の先端から突出し、
   前記本体組立体は、更に、
   前記円筒状凹部の底面から更に凹設され、前記導光部材と係合する係合凹部を有する、請求項３の光モジュール。
5. 前記本体組立体は、更に、
   前記中心軸に対して前記係合凸部と略対称に配置された第二の係合凸部を有する、
   請求項２乃至４いずれかの光モジュール。
6. 前記本体翼部は、貫通穴を有し、
   前記係合凸部は、
   前記貫通穴を貫通し、前記本体組立体を固定するための止めねじによって構成されている、
   請求項２乃至５いずれかの光モジュール。

Images