JPWO2015012183A1 - 光部品組立体、光レセプタクル、および光通信用送受信モジュール - Google Patents

光部品組立体、光レセプタクル、および光通信用送受信モジュール Download PDF

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Abstract

光部品組立体は、導光部材４と、この導光部材４を貫通孔内に保持する筒部材６と、この筒部材６の一端６ａにおいて外周面６ｃより突出し、筒状のシェル８に設けられた軸方向の末端で周方向に折れ曲がる溝８ｃに係合される突起６ｄとを具備する。この突起６ｄにシェル８を固定することによって、シェル８が着脱自在なものとできる。異物除去が容易な光レセプタクルおよび光通信用送受信モジュールを提供することができる。

Description

本発明は、光ファイバ同士の接続部に用いられる光部品組立体、この光部品組立体が用いられた光レセプタクル、およびこれらと発光素子または受光素子とを具備した光通信用送受信モジュールに関するものである。
光ファイバ双方向通信において、光通信用送受信モジュールが用いられている。光通信用送受信モジュールは、ＬＤ（レーザダイオード）等の発光素子またはＰＤ（フォトダイオード）等の受光素子を備える光送受信回路を小型パッケージに収容している。また、光通信用送受信モジュールは、小型パッケージの筐体に取り付けられた光レセプタクル部を備えている。この光レセプタクル部に光ファイバを接続することによって、相手方の光通信用送受信モジュールと通信できるようになっている。
従来の光通信用送受信モジュールの概略断面構造を図７に示す。従来の光通信用送受信モジュール５０は、光レセプタクル３０および光素子ユニット４０から成っている。
光素子ユニット４０は、素子ホルダ４２および素子カバー４３で構成される筐体内に、ＬＤ等の発光素子またはＰＤ等の受光素子等の光素子４１を収容している。光素子ユニット４０は、調芯アダプタ４４を介して光レセプタクル３０のホルダ３７に固定される。
光レセプタクル３０は、ファイバスタブ３４と、スリーブ３５と、スリーブケース３６と、ホルダ３７とを備えている。ファイバスタブ３４は、中心軸位置に光ファイバが挿通されている。ホルダ３７は、内部にファイバスタブ３４を保持し、またスリーブ３５の下部外周面を覆ってスリーブ３５を保持している。スリーブケース３６は、スリーブ３５を覆うようにホルダ３７に固定されている。
そして、この光レセプタクル３０に光コネクタが接続されるとき、光コネクタ内のフェルールがスリーブ３５によってガイドされ、フェルールの先端面とファイバスタブ３４の先端面とが中心軸を一致させて当接されるようになっている。これによって、フェルール中の光ファイバとファイバスタブ３４中の光ファイバとが当接されて、光信号が接続される。
光レセプタクル３０のスリーブケース３６は、樹脂成形品で形成されている。スリーブケース３６には、下方部に周方向に細長く延びるスリット形状の嵌合穴３６ａが形成されている。一方、ホルダ３７には、この嵌合穴３６ａと嵌合させる嵌合ツメ３７ａが設けられている。そして、スリーブケース３６を押し込み、これら嵌合穴３６ａおよび嵌合ツメ３７ａを嵌め合わせることによって、スリーブケース３６がホルダ３７に固定される。
光レセプタクル３０は、スリーブケース３６が樹脂製なので、スリーブケース３６が雑音のアンテナとなってしまうことがない。また、低価格に製造することが可能で、組立ても簡単にできるというものである。
しかしながら、従来の光レセプタクル３０は、異物侵入について十分に対処できず、スリーブケース３６およびスリーブ３５の内側にゴミ等の異物が入ってしまうと、相手方フェルールとファイバスタブ３４との光軸合せが狂って、光接続に支障が生じてしまう場合がある。また、相手方フェルールの光ファイバとファイバスタブ３４の光ファイバとの間に異物が挟まってしまうと、光信号の接続ができない事態も生じる。
ところが、光レセプタクル３０のスリーブケース３６およびホルダ３７は、一度嵌め合わせると、嵌合穴３６ａと嵌合ツメ３７ａとが咬み合ってしまい、極めて外しにくい構造になっている。従来の光レセプタクルは、全般的に、異物清掃に関して何等の考慮もされていなかった。
そこで、圧縮空気を吹き込んで、異物を吹き飛ばしたり、専用のクリーニングキットで異物を除去したりしていたが、異物除去は容易ではなかった。また、清掃によってファイバスタブ３４，光ファイバ，またはスリーブ３５等に瑕を付けてしまうと、光レセプタクルの接続性能を復帰させることが困難になってしまう。
上記問題点に鑑み、本発明は、異物等による接続性能の劣化を復帰させることが容易な光レセプタクル用の光部品組立体および光レセプタクルを提供することを目的とする。
本発明の一実施形態に係る光部品組立体は、導光部材と、この導光部材を貫通孔内に保持する筒部材とを具備する。この筒部材の一端には、外周面より突出し、筒状のシェルに設けられた軸方向から周方向に折れ曲がる溝に係合される突起を具備する。
上記光部品組立体において、前記突起は、前記筒部材の中心軸に関して対称な２箇所以上に配置されているのがよい。
また、上記光部品組立体において、前記突起は、前記筒部材の一端面から突出する突出部の側面に設けられているのがよい。
また、上記光部品組立体において、前記導光部材は、後端面の少なくとも一部が傾斜面とされており、この傾斜面の傾斜方向と前記突起の突出方向とが一定の位置関係を有するのがよい。
また、上記光部品組立体において、前記導光部材の光路上に光アイソレータが配置されているのがよい。
また、上記光部品組立体において、前記突起の突出方向と前記光アイソレータを透過する光の偏波面の方向または遮断される光の偏波面の方向とが一定の位置関係を有するのがよい。
また、上記光部品組立体において、前記導光部材は、フェルールに光ファイバが挿通されたファイバスタブであるのがよい。
本発明の一実施形態に係る光レセプタクルは、上記光部品組立体と、前記導光部材の先端部に配置されたスリーブと、このスリーブの外側面を覆うとともに、後端部に軸方向から周方向に折れ曲がる溝を有し、この溝を前記突起に係合させて固定された筒状のシェルとを具備することを特徴とする。
上記光レセプタクルにおいて、前記スリーブの後端面は、前記突出部の先端面に当接しており、前記スリーブの後端面と前記筒部材の一端面との間に隙間があるのが好ましい。
また、上記光レセプタクルにおいて、前記筒部材の外周面と前記シェルの内周面との間に隙間があるのが好ましい。
また、上記光レセプタクルにおいて、前記溝の周方向の部分は、軸方向の溝と接続される部分から末端側に行くほど前記シェルの後端面から遠くなる傾斜溝とされているのが好ましい。
また、上記光レセプタクルにおいて、前記シェルに識別可能なマーキングが付されているのが好ましい。
また、上記光レセプタクルにおいて、前記マーキングは、前記シェルの外観色と異なる色によるものであるのが好ましい。
また、上記光レセプタクルにおいて、前記マーキングは、前記シェルに施された刻印によるものであるのが好ましい。
また、上記光レセプタクルにおいて、前記マーキングは、前記シェルに着色された色によるものであるのが好ましい。
本発明の一実施形態に係る光通信用送受信モジュールは、上記いずれかの光レセプタクルと、内部に光素子を収容し、前記筒部材に固定された光通信用パッケージとを具備する。
また、本発明の一実施形態に係る光通信用送受信モジュールは、上記いずれかの光部品組立体と、内部に光素子を収容し、前記筒部材に固定された光通信用パッケージとを具備する。
本発明の一実施形態に係る光部品組立体によれば、光部品組立体が、導光部材と、この導光部材を貫通孔内に保持する筒部材と、この筒部材の一端において外周面より突出し、筒状のシェルに設けられた軸方向から周方向に折れ曲がる溝に係合される突起とを具備することから、筒状のシェルの着脱が容易で、導光部材を露出させて異物除去を容易に行なうことができる光部品組立体とすることができる。
上記光部品組立体において、突起が、筒部材の中心軸に関して対称な２箇所以上に配置されている場合には、筒状のシェルの固定が安定な光部品組立体とすることができる。
また、上記光部品組立体において、突起が、筒部材の一端面から突出する突出部の側面に設けられている場合には、突起の加工が容易で、加工精度の高いものとできる。
また、上記光部品組立体において、導光部材の少なくとも一部において、後端面が傾斜面とされており、この傾斜面の傾斜方向と突起の突出方向とが一定の位置関係を有する場合は、突起の突出方向によって傾斜面の傾斜方向を見分けることができる。
また、上記光部品組立体において、前記導光部材の光路上に光アイソレータが配置されている場合は、光部品組立体の光路を一方向の光信号を通す光路とすることができる。
また、上記光部品組立体において、突起の突出方向と光アイソレータを透過する光の偏波面の方向または遮断される光の偏波面の方向とが一定の位置関係を有する場合は、突起の突出方向によって光アイソレータの偏波面の方向を見分けて固定することができ、光部品組立体を組み立て容易なものとできる。
また、上記光部品組立体において、導光部材が、フェルールに光ファイバが挿通されたファイバスタブである場合は、接続特性の良いものとすることができる。
本発明の一実施形態に係る光レセプタクルによれば、上記光部品組立体と、導光部材の先端部に配置されたスリーブと、このスリーブの外側面を覆うとともに、後端部に軸方向から周方向に折れ曲がる溝を有し、この溝を突起に係合させて固定された筒状のシェルとを具備することから、シェルを取り外すことによって、異物除去の容易な光レセプタクルとすることができる。
上記光レセプタクルにおいて、スリーブの後端面が、突出部の先端面に当接しており、スリーブの後端面と筒部材の一端面との間に隙間がある場合は、スリーブの着脱が容易な光レセプタクルとすることができる。
また、上記光レセプタクルにおいて、筒部材の外周面とシェルの内周面との間に隙間がある場合は、光出力変動の少ない光レセプタクルとすることができる。
また、上記光レセプタクルにおいて、溝の周方向の部分が、軸方向の溝と接続される部分から末端側に行くほどシェルの後端面から遠くなる傾斜溝とされている場合は、シェルをしっかり固定できる光レセプタクルとすることができる。
また、上記光レセプタクルにおいて、シェルに識別可能なマーキングが付されている場合は、例えば光レセプタクルを使用目的に応じて判別することができる。
また、上記光レセプタクルにおいて、マーキングが、シェルの外観色と異なる色によるものである場合は、例えば印刷等によって判別可能な光レセプタクルとすることができる。
また、上記光レセプタクルにおいて、マーキングが、シェルに施された刻印によるものである場合は、刻印によって判別可能な光レセプタクルとすることができる。
また、上記光レセプタクルにおいて、マーキングが、シェルに着色された色によるものである場合は、シェルの色によって判別可能な光レセプタクルとすることができる。
本発明の一実施形態に係る光通信用送受信モジュールによれば、上記いずれかの光レセプタクルまたは光部品組立体を具備することから、異物除去の容易な光通信用送受信モジュールとすることができる。
本発明の実施の形態の一例に係る光部品組立体および光レセプタクルの分解斜視図である。 本発明の実施の形態の一例に係る光部品組立体および光レセプタクルの一部分解側面図である。 本発明の光通信用送受信モジュールの実施の形態の一例を示す断面図である。 本発明の光部品組立体の実施の形態の他の例を示す斜視図である。 本発明の光レセプタクルに係る光出力変動を説明するための断面図である。 本発明の光レセプタクルに用いるシェルの実施の形態の他の例を示す斜視図である。 従来の光通信用送受信モジュールの例を示す断面図である。
以下、本発明の実施の形態の各例について、図面を参照しながら説明する。なお、各図においてそれぞれ対応する部位を示す場合は、同じ名称を用いるとともに同じ符号を付している。
図１は、本発明の光レセプタクル１の実施の形態の一例を示した分解斜視図である。図２は、筒部材６，導光部材（ファイバスタブ）４およびスリーブ７が組み立てられ、これにシェル８を組み立てる前の光レセプタクル１を示す側面図である。また、図３は、光レセプタクル１を含む光通信用送受信モジュール３の中心軸を含む断面における断面図である。なお、図３において光通信用パッケージ１１の内部詳細は省略してハッチングを付した。
本実施の一形態において、光レセプタクル１は、導光部材４と筒部材６とが組み合わされた光部品組立体を含んでいる。そして、光レセプタクル１は、この光部品組立体にスリーブ７とシェル８とが組み合わされて成る。
筒部材６は、金属，セラミックスまたは樹脂等を加工して作製される。筒部材６は、中心軸部分に貫通孔が形成された全体的に円筒形状の部材である。筒部材６は、一端６ａ部分に外周面６ｃより外側に突出する突起６ｄを備えている。また、他端６ｂ側に外径を大きくしたフランジ部分が設けられる場合がある。
図１，図２に示す本発明の実施の一形態において、筒部材６の一端６ａの端面には、筒部材６の軸方向に突出する突出部６ｅが設けられている。突出部６ｅの側面は外周面６ｃと連続した面であり、外周面６ｃの一部として形成されている。突起６ｄは、この突出部６ｅの側面から外周面６ｃより外側に突き出すように設けられている。
この他、突起６ｄの形状として、図４に示すように、筒部材６の一端６ａ側の外周面６ｃから突起６ｄを単純に突出させたものでもよい。図１，図２に示す突出部６ｅおよび突起６ｄは、図４における筒部材６の一端６ａ面の突出部６ｅを除く部分を下方に向けて切削したものと同じ形状である。実際の加工は、筒部材６を中心軸で回転させながら、突起６ｄの突出高さと同じ外径の外周を有するフランジ形状に加工する。その後一端６ａ面から突出部６ｅおよび突起６ｄを除く部分を軸方向に切削する。このように加工することによって、筒部材６の突出部６ｅおよび突起６ｄの加工が容易になる。
突起６ｄは、筒部材６の軸に関して対称な２箇所以上の外周面６ｃに設けるのが好ましい。また、複数設ける場合は、外周面６ｃを等分する位置に設けるのが好ましい。例えば、３箇所に設ける場合は、互いに１２０°の角度となる正三角形の頂点位置に設けるのが好ましい。図１，図４は、筒部材６の中心軸に関して２箇所に突起６ｄが配置された例を示す。このように突起６ｄは、少なくとも２箇所に設けるのがよく、シェル８の固定を安定なものにする。また、軸の傾きを生じ難いようにシェル８を固定することができる。
導光部材４は、光を透過する機能を有している。図１，図２，図３においては、ファイバスタブ４を用いた例を示しているが、例えばガラス板，ガラス成形体，その他の透明な結晶体等でもよい。ファイバスタブ４は、円筒形状のフェルールの中心孔の後端４ａから先端４ｂにかけて光ファイバ５が挿通されたものである。以下、導光部材４としてファイバスタブ４を用いる例を示し、導光部材４をファイバスタブ４とも言う。
ファイバスタブ４は、スタブフェルール４ｃ内に光ファイバ５が挿し通された物である。スタブフェルール４ｃは、筒形状を成す金属体または電気的絶縁体であって、中心軸位置に細い貫通孔を有している。この孔にはスタブフェルール４ｃの全長に亘って光ファイバ５が挿通される。そして、ファイバスタブ４の後端面４ａを含む後端部が筒部材６の内孔に圧入もしくは接着などにより固定されて、筒部材６に保持される。
ファイバスタブ４の後端面４ａは、ファイバスタブ４の軸に直交する面に対して少なくとも一部が傾斜した傾斜面とするのが好ましい。この傾斜面とされた後端面４ａの一部とは光ファイバ５の入出射端面が含まれる面である。図３に示されるファイバスタブ４の後端面４ａは、ファイバスタブ４の端面の中央部に突出した部分の端面であり、この後端面４ａが傾斜面とされている。
そして、このファイバスタブ４を筒部材６に固定する際は、後端面４ａの傾斜方向と突起６ｄの突出方向とが一定の位置関係になるように固定するのが好ましい。例えば、図３に示されるファイバスタブ４は、後端面４ａの傾斜方向と突起６ｄの突出方向とが平行になるように固定されている。これによって、突起６ｄの突出方向によって、ファイバスタブ４の傾斜面の傾斜方向を外側から判定することができる。
ファイバスタブ４の後端面４ａには、光アイソレータ９が配置される場合がある。光アイソレータ素子９は、例えば、偏光子９ａと、ファラデー回転子９ｂと、検光子９ｃとを順に貼り合わせたものである。偏光子９ａと検光子９ｃの透過偏波面の角度を４５°となるよう回転調芯し、各々を接着剤により貼り合わせる。そして、ファイバスタブ４の後端面４ａの外周内側に収容される大きさの直方体形状に裁断して作製される。
裁断した光アイソレータ素子９は、ファイバスタブ４の後端面４ａに接着等の方法によって固定される。ファイバスタブ４の後端面４ａに液状の接着剤を滴下すると、接着剤の表面張力で丸く盛り上がるように後端面４ａに濡れ広がる。その上に、光アイソレータ素子９を載置すると、接着剤の表面張力によって、光アイソレータ素子９が後端面４ａの中心位置に移動するので、その位置で光アイソレータ素子９を後端面４ａに押圧して密着させ、接着剤を固化させるとよい。後端面４ａの中心位置には光ファイバ５の端面があり、ファイバスタブ４の光路上に光アイソレータ９が配置されることになる。
なお、光アイソレータ素子９は、ファイバスタブ４の光路上に配置されればよい。例えば、上記例においては後端面４ａに配置したが、ファイバスタブ４の軸方向中央部分に光ファイバ５を横切る溝を設け、この溝内に光アイソレータ素子９を配置してもよい。
また、図３に示すように、光アイソレータ素子９は、入射面および出射面が光軸に垂直な面に対し、後端面４ａの傾斜角度に合わせて所定角度傾いており、側面が光軸に平行な平行六面体とされているものとするのがよい。後端面４ａは光軸に垂直な面に対して傾斜する面とされているので、この場合、後端面４ａは楕円形状となる。そこで、光アイソレータ素子９の光入射面および出射面は長方形状とし、例えば偏波角度に対して所定角度の関係にした長辺を後端面４ａの長径方向になるようにして貼り付けるとよい。
さらに、長辺の方向と突起６ｄとの位置関係が一定となるように光アイソレータ素子９を後端面４ａに貼り付けるとよい。突起６ｄの突出方向によって、光アイソレータ素子９の偏波面の角度を容易に判定することができる。光アイソレータ素子９の周囲にはファラデー回転子９ｂに磁界を加える磁石１０が配置される場合がある。なお、厳密には光アイソレータ素子９に磁石１０を加えたものを光アイソレータ９と称する場合があるが、ここの説明においては、このような厳密な区別をしていない。
このようにして組み合わされた光部品組立体は、光素子を収納した光通信用パッケージ１１に調芯アダプタ１２ａ，１２ｂを介して接合することによって、本発明の光通信用送受信モジュールが完成する。接合時に、光素子と光ファイバ５とが光結合するように位置調整が行なわれる。
または、光部品組立体にさらにスリーブ７およびシェル８を固定して光レセプタクル１にし、その後に光素子を収納した光通信用パッケージ１１に調芯アダプタ１２ａ，１２ｂを介して接合する場合もある。この場合も、光レセプタクル１をＸＹＺ方向に動かせ、光素子と光ファイバ５とが光結合する位置で、調芯アダプタ１２ａ，１２ｂと筒部材６および光通信用パッケージ１１とをＹＡＧ溶接等で接合して固定する。これにより、本発明の光通信用送受信モジュールが完成する。
光レセプタクル１は、光部品組立体に、下記の例のようにスリーブ７およびシェル８を取り付けることによって完成する。
スリーブ７は円筒形状を成し、後端（図１においては下端）部をファイバスタブ４の先端４ｂ（図１においては上端）部に被せて固定する。なお、図示していないが、スリーブ７の先端（図１においては上端）側の筒の内側には、光ファイバが挿通されたプラグフェルールの先端部が挿入され、その先端面がファイバスタブ４の先端面４ｂと突き合わされるようになっている。これによって、ファイバスタブ４内の光ファイバ５とプラグフェルール内の光ファイバとが同芯で突き合わされ、光ファイバ同士が接続される。
スリーブ７は、軸方向にスリットを入れた割スリーブ７を用いるのが好ましい。割スリーブ７は、ファイバスタブ４またはプラグフェルールの外径よりもわずかに小さい内径とされている。この両端からファイバスタブ４またはプラグフェルールを挿入すると、スリットが拡がって割スリーブ７の内径が大きくなるとともに、割スリーブ７の弾性力によってファイバスタブ４およびプラグフェルールが同軸になるように把持される。スリーブ７の弾性力によってスリーブ７をファイバスタブ４およびプラグフェルールの外周面に密着させ、小さなクリアランスでファイバスタブ４およびプラグフェルールを把持するため、ファイバスタブ４およびプラグフェルールに挿通された光ファイバ内を伝播する光を効率良く結合させることが可能になる。
スリーブ７は、その後端面が突出部６ｅの先端面に突き当たる位置まで差し込むのがよい。または図４に示される筒部材６が用いられている場合は、外周部にＣカット面６ｆが形成された筒部材６の先端面６ａに突き当てる位置まで差し込むのがよい。
上述のごとく、スリーブ７はファイバスタブ４に小さなクリアランスで密着させて固定されているので、容易に抜けない状態になる。しかし、突出部６ｅの先端面または筒部材６の先端面に突き当てて固定した後に、スリーブ７を交換する必要が生じた際には、スリーブ７の後端面にできる筒部材６との間の隙間に工具を挿入して、容易かつ安全にスリーブ７を外すことができる。例えば、図２から判るように、スリーブ７の後端面を突出部６ｅの先端面に突き当てるように固定する。すると、スリーブ７の後端面と筒部材６の一端６ａ面との間に隙間ができ、ここに工具を挿入することができる。
また、突出部６ｅの先端面または筒部材６の先端面６ａに突き当てて固定することによって、スリーブ７のファイバスタブ４への挿入長さの管理が容易になる。
スリーブ７の外側には、スリーブ７を保護するとともに、スリーブ７がファイバスタブ４から脱落しないようにするシェル８が被せられる。シェル８は、樹脂または金属を成形したものを用いればよい。樹脂は成形性がよく、安価で絶縁物であることから、本実施形態のシェル８に適したものである。
シェル８は、図２に示すように、後端８ａ側の部分に設けられたシェル８の軸方向の溝８ｃａと、この溝８ｃａの末端からシェル８の周方向に設けられた溝８ｃｂとから成るＬ字状の溝８ｃを有している。この溝８ｃに、筒部材６の突起６ｄを係合させてシェル８を筒部材６に固定できるようにしてある。
すなわち、筒部材６とシェル８とは、いわゆるバヨネットマウント式の固定方法で取り付けられるようにされている。突起６ｄが爪またはラジアルピンとして機能し、溝８ｃがＬ字スロットとして機能する。そして、軸方向に形成された溝８ｃａの端部に突起６ｄを合わせてシェル８をファイバスタブ４およびスリーブ７に被せて軸方向に差し込み、その後、突起６ｄが溝８ｃａの末端位置に達したら、シェル８を回転させて突起６ｄを周方向の溝８ｃｂに沿ってスライドさせ、突起６ｄが溝８ｃｂの終端位置に来るまで回転させる。溝８ｃｂの終端位置では、溝８ｃｂがシェル８の後端方向に僅かに広く形成されており、突起６ｄはそこに落ち込んで留まるように固定される。
溝８ｃｂは、溝８ｃａに接続される部分から終端側に行くほどシェル８の後端８ａから遠くなる方向に僅かに傾斜させて形成されているのがよい。これによって、シェル８を回転させて固定するに従ってシェル８の後端８ａ面が筒部材６に押し付けられて、しっかり固定されるとともに、シェル８に加わる圧縮力に反発する応力がバネ力となって、シェル８を筒部材６に固定することができる。
なお、シェル８の内周面の直径は筒部材６の外周面６ｃの直径よりも０．００１ｍｍ〜０．１ｍｍ大きくしておくのがよい。これによって、筒部材６の外周面６ｃとシェル８の内周面との間に隙間が形成されるようになる。このように適度な隙間を設けることによって、光レセプタクルの光出力変動、いわゆるウィグル特性を向上させることができる。
図５は、光レセプタクル１にプラグフェルール１３を接続した際に生じる光出力変動を説明する断面図である。プラグフェルール１３に下方の横荷重Ｆが加わった場合には、プラグフェルール１３は、シェル８の先端８ｂ開口部を支点に回転するように動き、ファイバスタブ４の先端に対してプラグフェルール１３の先端が上方にずれてしまう。
ところが、光レセプタクル１においては、シェル８が突起６ｄおよび溝８ｃで係止されているだけなので、筒部材６の外周面６ｃとシェル８の内周面との間に隙間があると、シェル８全体が荷重Ｆの方向に移動し、隙間Ｇが形成されるとともに、先端８ｂ開口部による支点が下方に動く。支点が動くことによって、ファイバスタブ４に対するプラグフェルール１３の先端のずれ量が少なくなり、ウィグル特性を向上することができる。
また、シェル８を弾力性を有する樹脂製とするのも、同様にウィグル特性の向上に寄与する。そして、例えば、シェル８の内径と筒部材６の外周面外径との差を０．０３ｍｍとし、プラグフェルール１３のプラグフェルール１３の先端から２７ｍｍの位置に荷重１．１Ｎを加えた場合に、金属ホルダに金属シェルを圧入した光レセプタクルに比して、光出力変動を０．２〜０．３ｄＢに抑えることができることを確認した。
本実施形態の例において、図１および図２に示すように、シェル８の後端８ａ部側には２つのフランジ状の突出部８ｄ，８ｅが形成されている。溝８ｃは、突出部８ｄ，８ｅ部分ではＵ字溝状で底のある形状に形成されているとともに、突出部８ｄ，８ｅの無い部分では、スロット状の孔として形成されている。このように溝８ｃは、シェル８の内面から外面まで貫通するスロット８ｃとして形成してもよく、本実施形態のように、一部を溝、残部をスロットとして形成してもよい。
さらに、シェル８の突出部８ｅには、切り欠き８ｅａが設けられている。この８ｅａを設けることによって、溝８ｃの位置を判り易くすることもできる。また、切り欠き８ｅａを用いて、シェル８を識別するマーキングとして機能させることもできる。
光レセプタクル１または光送受信用モジュール３は、複数個が並列に配置されて用いられる場合がある。例えば、光トランシーバ内にTOSA（Transmitter Optical SubAssembly）およびROSA（Receiver Optical SubAssembly）と呼ばれる２種の光送受信用モジュール３を並べて用いる場合がある。このような場合に、シェル８に識別可能なマーキングを施しておくと、どちらがTOSAの光送受信用モジュール３であり、どちらがROSAの光送受信用モジュール３であるのかの識別を容易に行なえる。また、光トランシーバが複数のチャンネルを有する場合には、シェル８を確認することによってチャンネル識別を容易にすることができる。
シェル８は、プラグフェルールを内蔵した光コネクタが接続される光レセプタクル１の接続部分に近い位置に配置されているので、このようなマーキングを施すには好適である。また、光送受信用モジュール３を組み立ててから最後にシェル８を取り付けることができるので、光トランシーバの組立が終わってから、光送受信用モジュール３の用途に合わせて適当なシェル８を取り付けて識別用途に供することができる。
マーキングは、相互に識別可能であればよく、各種の方法を用いることができる。例えば、図６に示す例のように、マーキング領域８ｆに文字または記号を印刷することによって行なうことができる。文字または記号には異なる色を用いて識別性を向上させてもよい。また、マーキング領域８ｆに文字や記号を刻印してもよい。マーキング領域８ｆに文字または記号を標したシールを貼付してもよい。シールには異なる地色を用いたり、異なる色の文字または記号を組み合わせたりして表示してもよい。
刻印で識別する方法には、切り欠き８ｅａを用いる方法も含まれる。シェル８において切り欠き８ｅａの位置または数を相互に異ならせることによって、切り欠き８ｅａを識別可能なマーキングとすることができる。
さらに、シェル８自体の地色を異ならせることによって識別可能としてもよい。例えば、赤色系の地色を有するシェル８がTOSA、青色系の地色を有するシェル８がROSAのように区別して用いることができる。
なお、図６に示すマーキング領域８ｆの位置は一例であって、マーキング領域８ｆは、シェル８の外側面の最も適当な位置に設ければよい。マーキングを印刷された文字または記号によって行なう方法は、判りやすく多くの情報を示すことができるという利点がある。シェル８を金型成形で製造する場合には、刻印による方法は、金型に予め刻印を設けておけばよいという利点がある。さらに、シェル８の地色を異ならせる方法は、材料の着色を変えれば行なえるという利点がある。
マーキング方法は、上記各種の方法を組み合わせて用いてもよい。なお、シェル８の地色を異ならせる場合も、シェル８が半透明性を失わない程度に着色材料を選択するとよい。シェル８が透明または半透明な材料で作製されている場合には、シェル８の取り付けを容易にできるし、内側のスリーブ７の取り付け状態を確認することもできる。
次に本実施形態の光部品組立体および光レセプタクル１に使用される筒部材６，ファイバスタブ４，スリーブ７，シェル８の材料および製作方法についての例を以下に示す。
ファイバスタブ４の外径は、それに突き合わされる光コネクタのプラグフェルールの外径サイズによって決められる。ＭＵ型、ＬＣ型の光コネクタにおいては、外径１．２５ｍｍ程度、ＳＣ型、ＦＣ型、ＳＴ型の光コネクタにおいては、外径２．５ｍｍ程度、Ｄ４型の光コネクタにおいては、外径２．０ｍｍ程度のプラグフェルールが用いられる。ファイバスタブ４は、基本的にこれらプラグフェルールと同じ外径のものが用いられる。
ファイバスタブ４のフェルールには、金属，エポキシ樹脂，液晶ポリマー樹脂等のプラスチック材、またはアルミナセラミックス，ジルコニアセラミックス等のセラミック材等が用いられる。機械的性能の面から、フェルールはジルコニアセラミックスで形成することが好ましい。具体的には、ＺｒＯ２を主成分とし、Ｙ２Ｏ３，ＣａＯ，ＭｇＯ，ＣｅＯ２，Ｄｙ２Ｏ３等の少なくとも一種を安定化剤として含み、正方晶の結晶を主体とする部分安定化ジルコニアセラミックスを用いたフェルールが好ましい。このような部分安定化ジルコニアセラミックスは、優れた耐摩耗性を有するとともに、適度に弾性変形することから、筒部材６に固定するにも有利である。
ファイバスタブ４のフェルールは、例えばジルコニアセラミックスから形成する場合であれば、予めジルコニアセラミックス原料を、射出成形，プレス成形，または押出成形等の所定の成形法によって円柱状もしくは直方体形状の成形体を得、その後、成形体を１３００℃〜１５００℃で焼成した後、外周面をファイバスタブ４の所定の寸法に切削加工または研磨加工を施すことによって作製する。なお、焼成前の成形体に切削加工等によって予め所定の形状を形成しておき、その後焼成を行なってもよい。
ファイバスタブ４の先端面４ｂは、光コネクタのプラグフェルールとの接続損失を低減させるため、曲率半径５ｍｍ〜３０ｍｍ程度の曲面状に鏡面研磨加工され、後端面４ａは、ＬＤ（レーザダイオード）等の光素子から出射された光が光ファイバ５の端面で反射して光素子に戻ってしまう反射光の発生を防止するため、光ファイバ５とともにファイバスタブ４の軸に垂直な面に対して４°〜１０°程度の傾斜面に研磨される。
スリーブ７は、ジルコニアセラミックス，アルミナセラミックス，銅などの材料から成る。主には耐摩耗性を考慮して、ジルコニアセラミックスなどのセラミック材料が用いられることが多い。その加工方法としては、たとえばジルコニアなどのセラミック材料により形成する場合であれば、上記ファイバスタブ４と同様に、予め射出成形，プレス成形，または押出成形等の所定の成形法によってスリーブ７となる円筒状もしくは円柱状の成形体を得、その後、この成形体を１３００℃〜１５００℃で焼成し、所定の寸法に切削加工または研磨加工を施して作製する。なお、成形体に切削加工等によって予め所定の形状を形成しておき、その後焼成を行なってもよい。
スリーブ７が割スリーブ７である場合は、焼成後に切削加工を行なって軸方向にスリットを入れる。また、スリーブ７の内径の表面粗さは、挿入性を考慮して、算術平均粗さ（Ｒａ）０．２μｍ以下とするのが望ましい。また、ファイバスタブ４の外径とスリーブ７の内径の公差は、接続損失を少なくするため、±１μｍ以下が望ましい。また、スリーブ７の内径寸法は、ファイバスタブ４を確実に保持するために、０．９８Ｎ以上の挿入力になるよう設計することが望ましい。
筒部材６は、ステンレス，銅，鉄，ニッケル，プラスチックス，ジルコニアセラミックス，アルミナセラミックス等の材料から成る。加工性および弾力性の点から、金属材を用いるのが好ましく、ステンレス材がよく用いられる。その加工方法としては、例えば筒部材６の外径よりも太い金属線材を旋盤加工等で切削することによって作製する。
シェル８は、ポリエーテルイミド，ポリサルフォン，ポリファニレンサルファイド等のプラスチック材、ステンレス材，銅，鉄，ニッケル等の金属材から成る。成形性の点から上記ポリエーテルイミド等のプラスチック材を用い、これを射出成形して形成したものが好適である。
光部品組立体は、ファイバスタブ４の先端４ｂに圧力を加えながら、筒部材６の内孔にファイバスタブ４の後端４ａを圧入して固定する。なお、筒部材６の内孔の一端６ａ側には、ファイバスタブ４の外径よりも太くした部分を設け、ファイバスタブ４の圧入長さを調整してある。
さらに光レセプタクル１まで組み立てるには、ファイバスタブ４の先端４ｂにスリーブ７を挿着し、その上からスリーブ７を覆うようにシェル８を上述の通りに差し込んでバヨネットマウント式に固定する。
そして、光部品組立体または光レセプタクル１の筒部材６に、調芯アダプタ１２ａ，１２ｂを接合し、光素子を収納した光通信用パッケージ１１の素子を固定することによって本発明の光通信用送受信モジュール３を作製する。調芯アダプタ１２ａ，１２ｂを接合する前に、光通信用パッケージ１１内の光素子と光ファイバ５とが光結合する位置に光レセプタクル１または光部品組立体をＸＹＺ方向に動かせ、その後、調芯アダプタ１２ａ，１２ｂをＹＡＧ溶接等で接合して固定することにより、本発明の光通信用送受信モジュール３が完成する。
本発明の光部品組立体を含む光レセプタクル１および光通信用送受信モジュール３は、光部品組立体の突起９ｄに着脱または交換が容易なシェル８を固定することができ、また、スリーブ７の着脱または交換も容易である。そして、異物を除去する場合は、シェル８およびスリーブ７を外してファイバスタブ４を露出させ、内側に付着した異物を十分に清掃することができる。よって、接続性能の復帰が容易な光レセプタクル１および光通信用送受信モジュール３を提供することができる。
なお、本発明は上述の実施の形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更は可能である。例えば、上述の実施の形態の一例では、光部品組立体を光レセプタクル１に利用する形態で説明したが、これに限らない。例えば、光通信用送受信モジュール３に接続する光コネクタ側にスリーブ等の機能を有する光レセプタクル型のものに用いることもできる。
また、上記実施の形態の説明において上下左右という用語は、単に図面上の位置関係を説明するために用いたものであり、実際の使用時における位置関係を意味するものではない。
１：光レセプタクル
２：光素子収納部
３：光通信用送受信モジュール
４：導光部材（ファイバスタブ）
４ａ：一端
４ｂ：他端
５：光ファイバ
６：筒部材
６ａ：一端
６ｂ：他端
６ｃ：外周面
６ｄ：突起
６ｅ：突出部
６ｆ：Ｃ面
７：スリーブ
８：シェル
８ａ：後端
８ｂ：先端
８ｃ：溝
８ｄ，８ｅ：突出部
８ｆ：マーキング領域
９：光アイソレータ
９ａ：偏光子
９ｂ：ファラデー回転子
９ｃ：検光子
１０：磁石
１１：光通信用パッケージ
１２ａ，１２ｂ：調芯アダプタ
特開２００１−６６４６８号公報
本発明の一実施形態に係る光レセプタクルは、導光部材と、この導光部材を貫通孔内に保持する筒部材と、この筒部材の一端において外周面より突出し、筒状のシェルに設けられた軸方向から周方向に折れ曲がる溝に係合される突起とを具備し、前記突起は、前記筒部材の一端面から突出する突出部の側面に設けられている光部品組立体と、前記導光部材の先端部に配置されたスリーブと、このスリーブの外側面を覆うとともに、後端部に軸方向から周方向に折れ曲がる溝を有し、この溝を前記突起に係合させて固定された筒状のシェルとを具備する。前記スリーブの後端面は、前記突出部の先端面に当接しており、前記スリーブの後端面と前記筒部材の一端面との間に隙間があることを特徴とする。
上記光レセプタクルにおいて、前記突起は、前記筒部材の中心軸に関して対称な２箇所以上に配置されているのがよい。
また、上記光レセプタクルにおいて、前記導光部材の光路上に光アイソレータが配置さ
れているのがよい。
また、上記レセプタクルにおいて、前記導光部材は、フェルールに光ファイバが挿通されたファイバスタブであるのがよい。
本発明の一実施形態に係る光レセプタクルによれば、光部品組立体が、導光部材と、この導光部材を貫通孔内に保持する筒部材と、この筒部材の一端において外周面より突出し、筒状のシェルに設けられた軸方向から周方向に折れ曲がる溝に係合される突起とを具備し、光レセプタクルが、この光部品組立体と、導光部材の先端部に配置されたスリーブと、このスリーブの外側面を覆うとともに、後端部に軸方向から周方向に折れ曲がる溝を有し、この溝を突起に係合させて固定された筒状のシェルとを具備することから、筒状のシェルの着脱が容易で、シェルを取り外すことによって導光部材を露出させて異物除去を容易に行なうことができる光レセプタクルとすることができる。また、上記光部品組立体において、突起が、筒部材の一端面から突出する突出部の側面に設けられていることにより、光部品組立体を、突起の加工が容易で、加工精度の高いものとできるとともに、上記光レセプタクルにおいて、スリーブの後端面が、突出部の先端面に当接しており、スリーブの後端面と筒部材の一端面との間に隙間があることから、スリーブの着脱が容易な光レセプタクルとすることができる。
［図１］本発明の実施の形態の一例に係る光部品組立体および光レセプタクルの分解斜視図である。
［図２］本発明の実施の形態の一例に係る光部品組立体および光レセプタクルの一部分解側面図である。
［図３］本発明の光通信用送受信モジュールの実施の形態の一例を示す断面図である。
［図４］本発明の光部品組立体の実施の形態の参考例を示す斜視図である。
［図５］本発明の光レセプタクルに係る光出力変動を説明するための断面図である。
［図６］本発明の光レセプタクルに用いるシェルの実施の形態の他の例を示す斜視図である。
［図７］従来の光通信用送受信モジュールの例を示す断面図である。
図１，図２に示す突出部６ｅおよび突起６ｄは、図４における筒部材６の一端６ａ面の突出部６ｅを除く部分を下方に向けて切削したものと同じ形状である。実際の加工は、筒部材６を中心軸で回転させながら、突起６ｄの突出高さと同じ外径の外周を有するフランジ形状に加工する。その後一端６ａ面から突出部６ｅおよび突起６ｄを除く部分を軸方向に切削する。このように加工することによって、筒部材６の突出部６ｅおよび突起６ｄの加工が容易になる。
スリーブ７は、その後端面が突出部６ｅの先端面に突き当たる位置まで差し込む。
上述のごとく、スリーブ７はファイバスタブ４に小さなクリアランスで密着させて固定されているので、容易に抜けない状態になる。しかし、突出部６ｅの先端面に突き当てて固定した後に、スリーブ７を交換する必要が生じた際には、スリーブ７の後端面にできる筒部材６との間の隙間に工具を挿入して、容易かつ安全にスリーブ７を外すことができる。図２から判るように、スリーブ７の後端面を突出部６ｅの先端面に突き当てるように固定する。すると、スリーブ７の後端面と筒部材６の一端６ａ面との間に隙間ができ、ここに工具を挿入することができる。
また、突出部６ｅの先端面に突き当てて固定することによって、スリーブ７のファイバスタブ４への挿入長さの管理が容易になる。
光レセプタクル１または光通信用送受信用モジュール３は、複数個が並列に配置されて用いられる場合がある。例えば、光トランシーバ内にTOSA（Transmitter Optical SubAssembly）およびROSA（Receiver Optical SubAssembly）と呼ばれる２種の光通信用送受信用モジュール３を並べて用いる場合がある。このような場合に、シェル８に識別可能なマーキングを施しておくと、どちらがTOSAの光通信用送受信用モジュール３であり、どちらがROSAの光通信用送受信用モジュール３であるのかの識別を容易に行なえる。また、光トランシーバが複数のチャンネルを有する場合には、シェル８を確認することによってチャンネル識別を容易にすることができる。
シェル８は、プラグフェルールを内蔵した光コネクタが接続される光レセプタクル１の接続部分に近い位置に配置されているので、このようなマーキングを施すには好適である。また、光通信用送受信用モジュール３を組み立ててから最後にシェル８を取り付けることができるので、光トランシーバの組立が終わってから、光通信用送受信用モジュール３の用途に合わせて適当なシェル８を取り付けて識別用途に供することができる。

Claims (17)

  1. 導光部材と、該導光部材を貫通孔内に保持する筒部材と、該筒部材の一端において外周面より突出し、筒状のシェルに設けられた軸方向から周方向に折れ曲がる溝に係合される突起とを具備する光部品組立体。
  2. 前記突起は、前記筒部材の中心軸に関して対称な２箇所以上に配置されていることを特徴とする請求項１記載の光部品組立体。
  3. 前記突起は、前記筒部材の一端面から突出する突出部の側面に設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の光部品組立体。
  4. 前記導光部材は、後端面の少なくとも一部が傾斜面とされており、該傾斜面の傾斜方向と前記突起の突出方向とが一定の位置関係を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の光部品組立体。
  5. 前記導光部材の光路上に光アイソレータが配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の光部品組立体。
  6. 前記突起の突出方向と前記光アイソレータを透過する光の偏波面の方向または遮断される光の偏波面の方向とが一定の位置関係を有することを特徴とする請求項５記載の光部品組立体。
  7. 前記導光部材は、フェルールに光ファイバが挿通されたファイバスタブであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の光部品組立体。
  8. 請求項１乃至７のいずれか１つに記載の光部品組立体と、前記導光部材の先端部に配置されたスリーブと、該スリーブの外側面を覆うとともに、後端部に軸方向から周方向に折れ曲がる溝を有し、該溝を前記突起に係合させて固定された筒状のシェルとを具備することを特徴とする光レセプタクル。
  9. 前記スリーブの後端面は、前記突出部の先端面に当接しており、前記スリーブの後端面と前記筒部材の一端面との間に隙間があることを特徴とする請求項８記載の光レセプタクル。
  10. 前記筒部材の外周面と前記シェルの内周面との間に隙間があることを特徴とする請求項８または９記載の光レセプタクル。
  11. 前記溝の周方向の部分は、軸方向の溝と接続される部分から末端側に行くほど前記シェルの後端面から遠くなる傾斜溝とされていることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１つに記載の光レセプタクル。
  12. 前記シェルに識別可能なマーキングが付されていることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１つに記載の光レセプタクル。
  13. 前記マーキングは、前記シェルの外観色と異なる色によるものであることを特徴とする請求項１２記載の光レセプタクル。
  14. 前記マーキングは、前記シェルに施された刻印によるものであることを特徴とする請求項１２または１３記載の光レセプタクル。
  15. 前記マーキングは、前記シェルに着色された色によるものであることを特徴とする請求項１２乃至請求項１４のいずれか１つに記載の光レセプタクル。
  16. 請求項８乃至１５のいずれか１つに記載の光レセプタクルと、内部に光素子を収容し、前記筒部材に固定された光通信用パッケージとを具備する光通信用送受信モジュール。
  17. 請求項１乃至７のいずれか１つに記載の光部品組立体と、内部に光素子を収容し、前記筒部材に固定された光通信用パッケージとを具備する光通信用送受信モジュール。
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