TWI404985B - Optical coupling components for optical communication connectors - Google Patents

Description

光通訊連接器用光學結合構件

本發明是關於光通訊連接器用光學結合構件，特別是關於針對將發光元件或受光元件與光纖之間予以光學性結合的光學結合構件，提高光功率的傳送效率並且伴隨此，減低串擾之光通訊連接器用光學結合構件。

參照圖11說明將訊號傳送側及接收側的光學合成構件一體化之以往例。

在圖11，1為顯示圓筒狀插座全體之符號。10為顯示此插座1的側壁、11為底壁。在插座1，於其內側，訊號傳送側收容筒111及接收側收容筒112與側壁10平行地，由底壁11一體地立設。在底壁11的外側，於對應於訊號傳送側收容筒111及接收側收容筒112之位置，形成橫斷面呈圓形之凹部113。

4為顯示密封蓋全體之符號。密封蓋4係藉由隔壁40分割成上下，構成用來收容元件座5的下側收容部41，及用來收容插座1之上側收容部42。在隔壁40，於其中央部，形成有供後述的套筒模組7的下端進入之開口401。在元件座5，適宜地收容著發光元件61及受光元件62。

7為顯示雙向光通訊連接器用的套筒模組全體之符號。套筒模組係指將發光元件61及受光元件62與後述的訊號傳送光纖31及訊號接收光纖32之間予以光學性結合之構件。即，在此以往例，作為雙向光通訊連接器用的光學結合構件，使用「套筒模組」。此套筒模組7係為用來進行對於插座1之模組7本身的組裝、訊號傳送側光學功能部81及訊號接收側光學功能部82之定位、及這些光學功能部之保護的模組。在此，73為用來進行訊號傳送側光學功能部81的定位及保護之訊號傳送側套筒。74為用來進行訊號接收側光學功能部82的定位及保護之訊號接收側套筒。75為用來將訊號傳送側套筒73與訊號接收側套筒74予以相互地連結結合之圓板狀鍔部。76及77為突出形成於鍔部75的下側之圓柱狀光元件卡合部。這些套筒73、74、鍔部75、光元件卡合部76、77係以具透光性的合成樹脂為原材料加以一體地成形製造的。

訊號傳送光纖31係由上側經由訊號傳送側光纖套接管21嵌合固定於訊號傳送側收容筒111，而訊號接收光纖32也同樣地，由上側經由訊號接收側光纖套接管22嵌合固定於訊號接收側收容筒112。

套筒模組7係處於下述狀態：由底壁11的外側將訊號傳送側套筒73嵌合定位於訊號傳送側收容筒111，並且將訊號接收側套筒74同樣地由底壁11的外側嵌合定位於訊號接收側收容筒112，鍔部75被收容於橫斷面呈圓形之凹部113。

在此，組入有套筒模組7、訊號傳送光纖31及訊號接收光纖32之插座1係被收容於上側收容部42，光元件卡合部76及77經由隔壁40的開口401進入到收容元件座5之下側收容部41，形成與發光元件61及受光元件62相對向之狀態。

在此，由發光元件61所發射之傳送光訊號係對訊號傳送側光學功能部81由其下端射入。傳送光訊號係經由準直器透鏡(Collimator lens)射入到訊號傳送側光學功能部81的下端後傳播，而由上端射出後，經由收束透鏡，收束射入到訊號傳送光纖31的芯端面。傳送光訊號係經由訊號傳送光纖31送出到外部。然後，相反地，經由訊號接收光纖32由外部進來的接收光訊號係經由訊號接收側光學功能部82、套筒模組7，射入到受光元件62後被接收。

在以上的套筒模組7，由發光元件61所放射的傳送光訊號係射入到訊號傳送側光學功能部81，經由訊號傳送光纖31送出至外部，但一方面，容易進入到藉由與光學功能部相同的光學材料所構成之鍔部75，由此部位洩漏至外部，導致光的傳送損失之問題產生。關於經由訊號接收光纖32由外部進入而射入到訊號接收側光學功能部82之接收光訊號，也會產生相同之洩漏問題。

又，在以上的套筒模組7，由於訊號傳送側套筒73與訊號接收側套筒74係經由鍔部75所連結，故由發光元件61所放射的傳送光訊號係經由光元件卡合部76、鍔部75射入到訊號傳送側光學功能部81，而經由訊號傳送光纖31送出至外部，但一方面，傳送光訊號會洩漏到鍔部75，在鍔部75之與外氣之間的上下界面形成反射，如圖所示，亦會產生經由串擾路徑洩漏到局部的受光元件62之串擾問題。

為了解決上述問題，亦有使用與構成光學功能部之材料不同的材料，來在光學功能部形成護面部，或接著固定用的零件來使用複數個構件之例子，但這些粒子在該部分會造成製造成本變高(參照專利文獻1、2)。

在此，參照圖12說明將訊號傳送側及訊號接收側獨立構成之光學結合構件之以往例(參照專利文獻3)。圖12(a)係光學結合構件之正面圖、圖12(b)係沿著圖12(a)的b－b’線之斷面圖。圖11的以往例係使用套筒模組7，作為將發光元件61及受光元件62與訊號傳送光纖31及訊號接收光纖32之間予以光學性結合之構件。此套筒模組7係將訊號傳送側的光學結合構件與訊號接收側的光學結合構件連結一體化。相對於此，圖12之以往例，係不將訊號傳送側的光學結合構件與訊號接收側的光學結合構件連結一體化，而獨立地構成光學結合構件，個別地使用作為訊號傳送側的光學結合構件，或訊號接收側的光學結合構件者。在圖12，73為套筒，80為光學功能部，光學功能部80係對於套筒73，經由圓板狀鍔部75一體結合著。

在圖12的以往例，也與圖11的以往例同樣地，雖由發光元件所放射的傳送光訊號會射入到光學功能部，經由訊號傳送光纖送出至外部，但亦容易進入到鍔部75，會有由此部位洩漏至外部，導致光的傳送損失之問題產生。關於由外部進入而射入到訊號接收側光學功能部80之接收光訊號，也會產生相同之洩漏問題。

〔專利文獻1〕日本特開2000－304980號公報〔專利文獻2〕日本特開2001－133665號公報〔專利文獻3〕日本特開2000－111765號公報

在此，本發明係提供一種光通訊連接器用光學結合構件，其係採用作為將發光元件61與發光元件61之間、或受光元件62與外環狀密封突起63之間予以光學性結合之光學結合構件，不使用如上所述的套筒模組7，而是對於圓柱狀訊號傳送側光學功能部81或圓柱狀訊號接收側光學功能部82，將由與光學功能部的構成材料相同之材料所形成的連結部90一體地成形接合，在此情況，連結部90是以對於圓柱狀光學功能部的側面，在圓柱斷面的半周以內加以接合，藉此提高光功率之傳送效率，並且伴隨此，減低串擾者。

請求項1：一種光通訊連接器用光學結合構件，係具有圓柱狀光學功能部80、套筒73及一體地成形於這兩者且由與這兩者的構成材料相同之材料所形成的連結部90，將光元件與光纖之間予以光學性結合之光通訊連接器用光學結合構件，其特徵為：將複數個連結部90相互地分離，對於圓柱狀光學功能部80以合計圓柱斷面的半周以內予以接合而形成。

在此，請求項2：一種光通訊連接器用光學結合構件，係具有一對圓柱狀訊號傳送側光學功能部81及圓柱狀訊號接收側光學功能部82、與一體地成形於這兩者且由與這兩者的構成材料相同之材料所形成的連結部，將光元件與光纖之間予以光學性結合之光通訊連接器用光學結合構件，其特徵為：連結部90對於圓柱狀光學功能部81、82的側面，以圓柱斷面的半周以內，經由連結部端部91、91’予以接合者。

而請求項3：係如請求項2之光通訊連接器用光學結合構件，其中連結部端部91、91’的上下方向之寬度係較連結部90的上下方向之寬度更小。

又，請求項4：係如請求項2或3之光通訊連接器用光學結合構件，其中在連結部90的中央部形成缺口93，缺口93之頂點係形成較連結2條光學功能部的下側之直線水平更深者。

又，請求項5：係如請求項2或3之光通訊連接器用光學結合構件，其中在連結部90的中央部，由上側及下側雙方形成斷面呈字形之缺口93’，對於插座嵌合固定，而將連結部端部及2條光學功能部作成自由狀態者。

本發明之光通訊連接器用光學結合構件，係藉由結部90對於圓柱狀光學功能部80以合計圓柱斷面的半周以內予以接合，來削減連結部對於光學功能部之連結接合區域。藉此，可抑制經由連結部所洩漏之光量，提昇光的傳送效率。這是在訊號傳送側與訊號接收側為一體之光通訊連接器用光學結合構件的情況，由訊號傳送側光學功能部對於連結部之傳送光的進入量變少之故，亦有助於減少串擾。

參照圖1的實施例，說明用以實施發明的最佳形態。圖1(b)係連結部及光學功能部之正面圖、圖1(a)係由上方觀看圖1(b)之圖、圖1(d)係由側方觀看圖1(b)之圖、圖1(c)係圖1(b)之斜視圖。

在圖1，9為顯示雙方向光通訊連接器用光學結合構件全體之符號。此光學結合構件9係由圓柱狀訊號傳送側光學功能部81、圓柱狀訊號接收側光學功能部82、及將這兩光學功能部予以機械性光學性結合之連結部90所構成的。傳送光訊號係射入到訊號傳送側光學功能部81的一方之端部後將其傳播，而由另一方的端部射出，經由訊號傳送光纖送出至外部。而由外部經由訊號接收光纖進來的接收光訊號係經由訊號接收側光學功能部82，射入到受光元件而予以接收。

連結部90係由一體地形成於其左右側部的連結部端部91、91’、將連結部90全體對於後述的插座予以壓入固定之固定部92、92’、及在連結部90大幅地切除形成之剖面呈V字形的缺口93所構成的。

在此，連結部端部91、91’的上下方向之寬度係設計成較連結部90本身的上下方向的寬度更小，且較圓柱狀訊號傳送側光學功能部81之直徑及訊號接收側光學功能部82之直徑更小。其結果，連結部90在圓柱狀光學功能部的側面，以圓柱斷面的半周以內，經由連結部端部91、91’加以連結。缺口93之由連結部90的上端所觀看之深度係形成較連結訊號傳送側光學功能部81及訊號接收側光學功能部82之最下端部的水平更深。

如以上所述，藉由連結部90對於圓柱狀光學功能部81、82的側面，以合計圓柱斷面的半周以內接合，比起在全周加以接合之情況，可消減連結部對於光學功能部之連結接合區域，藉此可抑制經由連結部所洩漏的光量，而提昇光的傳送效率。又，藉由將缺口93之由連結部90的上端所觀看之深度，形成較連結訊號傳送側光學功能部81及訊號接收側光學功能部82之最下端部的水平更深，使得由訊號傳送側光學功能部81洩漏至連結部90之光，會因到訊號接收側光學功能部82之洩漏路徑被延伸，故會在一邊擴散於連結部90一邊傳播之中衰減，而減少串擾。

參照圖2，說明圖1的實施例之變形例。此變形例係相當於：將在實施例1之缺口93作成斷面呈字形缺口93’，並且不具有將連結部90全體對於插座予以壓入固定之固定部92、92’的結構者。斷面呈字形之缺口93’，其由連結部90的上端所觀看之深度也形成較較連結訊號傳送側光學功能部81及訊號接收側光學功能部82之最下端部的水平更深。在此變形例，於連結部90的全長，上下方方向之尺寸為小的情況時，由於連結部90進行光導引作用，故即使由圓柱狀訊號傳送側光學功能部81所進入之傳送光訊號微小，也會有可對圓柱狀訊號接收側光學功能部82有效率地傳播，形成相當量的串擾之可能性。但，因斷面呈字形的缺口93’，其由連結部90的上端所觀看之深度也形成較較連結訊號傳送側光學功能部81及訊號接收側光學功能部82之最下端部的水平更深，由訊號傳送側光學功能部81洩漏至連結部90的光，會因到訊號接收側光學功能部82之洩漏路徑被延伸，故會在一邊擴散於連結部90一邊傳播之中衰減，而減少串擾。

在此，參照圖3說明其他實施例。比起圓柱狀訊號傳送側光學功能部81、訊號接收側光學功能部82與連結部端部91、91’之間的接合面積，增大連結部90的上下方向之尺寸，以增大其斷面積，能使進入到連結部90之傳送光在此部分被擴散，故進入到訊號接收側光學功能部82的光量可減低相當於該量，而可減低串擾。

參照圖4，說明圖3的實施例之變形例，此變形例之結構係比起圓柱狀訊號傳送側光學功能部81、訊號接收側光學功能部82與連結部端部91、91’之間的接合面積，增大連結部90的上下方向之尺寸，以增大其斷面積。

參照圖5，說明圖3的實施例之其他變形例。此變形例係針對由一對圓柱狀訊號傳送側光學功能部81及訊號接收側光學功能部82、與由一體地形成於這些光學功能部且與光學功能部的構成材料相同之材料所形成的連結部90所構成之雙方向光通訊連接器用光學結合構件9，連結部90對於圓柱狀光學功能部81、82的側面，僅以圓柱斷面的半周以內，經由連結部端部91、91’予以接合之變形例。此變形例也因具備對於圓柱狀光學功能部81、82的側面，以合計圓柱斷面的半周以內接合，比起在全周加以接合之情況，可消減連結部對於光學功能部之連結接合區域的結構，所以可達到抑制經由連結部所洩漏的光量，而提昇光的傳送效率之效果。

參照圖6說明其他的實施例。此實施例也與實施例1同樣地，光學結合構件9係由圓柱狀訊號傳送側光學功能部81、圓柱狀訊號接收側光學功能部82、及將這兩光學功能部予以機械性光學性結合之連結部90所構成的。傳送光訊號係射入到訊號傳送側光學功能部81的一方之端部後將其傳播，而由另一方的端部射出，經由訊號傳送光纖送出至外部。而由外部經由訊號接收光纖進來的接收光訊號係經由訊號接收側光學功能部82，射入到受光元件而予以接收。此實施例之連結部90係在其中央部，由上側及下側雙方形成斷面呈字形的缺口93’，經由此缺口對於插座嵌合固定，而將連結部端部及2個光學功能部作成自由狀態之實施例。此實施例也可抑制經由連結部所洩漏的光量，而提昇光的傳送效率，並且由訊號傳送側光學功能部81洩漏至連結部90之光，會因到訊號接收側光學功能部82之洩漏路徑被延伸，故會在一邊擴散於連結部90一邊傳播之中衰減，而減少串擾。

參照圖7說明圖6實施例之變形例。此變形例係相當於在連結部90的中央部形成剖面呈4角形之開口930，來代替在實施例1之缺口93者。連結部90係藉由相同材料來將圓柱狀訊號傳送側光學功能部81及圓柱狀訊號接收側光學功能部82一體成形，經由形成於連結部中央部之剖面呈4角形之開口930固定於插座。

參照圖8，其為將光學結合構件9組裝至插座1’之說明圖。光學結合構件9與光學功能部81、82之間的連結部端部之斷面積係為根據所使用的成形用合成樹脂材料所決定之熔融合成樹脂遍佈在模具內所必要之最小面積。

且，在樹脂流動產生不良之情況時，進行逐漸切削連結部端部之配件，擴大斷面積，以獲得正常之樹脂流動之流動對策，但亦可藉由預先將與插座之嵌合固定位置作為連結部中央部，在連結部端部與插座1’之間設置間隙，使得不需變更插座1’之形狀，即可將對策後之光學結合構件9予以嵌合固定，而能容易且廉價地獲得流動對策。

參照圖9，說明第4實施例。這是在一體地形成於圓柱狀訊號傳送側光學功能部81及圓柱狀訊號接收側光學功能部82且由與光學功能部的構成材料相同之材料所形成的連結部90，殘留光學功能部的圓柱狀斷面之一部分，附加形成連結部90之光通訊連接器用光學結合構件。

參照圖10，說明獨立地構成光學結合構件之實施例。圖10(a)為光學結合構件之正面圖、圖10(b)為顯示沿著圖10(a)的b－b’線之斷面圖。

此實施例係部將訊號傳送側光學結合構件與訊號接收側光學結合構件連結一體化，而獨立地構成光學結合構件，個別地使用作為訊號傳送側光學結合構件，或訊號接收側光學結合構件者。在圖10，73為套筒、80為光學功能部、90為連結部，這3者係藉由相同的光學材料一體成形所構成的。光學功能部80係對於套筒73，藉由連結部90加以連結結合。在此情況，連結部90係相互分離，對於圓柱狀光學功能部80的側面，以合計圓柱斷面的半周以內加以接合。

在圖12之以往例，會引起由發光元件所發射的傳送光訊號係射入到光學功能部80，而經由訊號傳送光纖送出至外部，但容易進入到藉由與光學功能部相同的光學材料所構成之存在於全周的鍔部75，由此鍔部洩漏至外部，導致光的傳送損失之問題，但在圖10的實施例，由於對應鍔部75之連結部90係對於圓柱狀光學功能部80的側面，以合計圓柱斷面的半周以內予以接合，故由光學功能部80進入到連結部90之光量係可減低，而減少洩漏。

73．．．套筒

80．．．光學功能部

81．．．訊號傳送側光學功能部

82．．．訊號接收側光學功能部

9．．．光學結合構件

90．．．連結部

91、91’．．．連結部端部

92、92’．．．固定部

93．．．缺口

圖1(a)~(d)係說明實施例的圖。

圖2(a)~(d)係說明圖1的實施例之變形例的圖。

圖3係說明其他實施例的圖。

圖4(a)~(d)係說明圖3的實施例之圖。

圖5係說明圖3的其他實施例之圖。

圖6(a)~(d)係說明其他實施例之圖。

圖7(a)~(d)係說明圖6的變形例之圖。

圖8(a)、(b)係說明將光學結合構件組裝至插座之圖。

圖9(a)、(b)係說明第4實施例之圖。

圖10(a)、(b)係說明獨立地構成的光學結合構件的實施例之圖。

圖11係說明將訊號傳送側及訊號接收側的光學結合構件予以一體化的以往例之圖。

圖12(a)、(b)係說明獨立地構成的光學結合構件之以往例的圖。

9．．．光學結合構件

81．．．訊號傳送側光學功能部

82．．．訊號接收側光學功能部

90．．．連結部

91、91’．．．連結部端部

92、92’．．．固定部

93．．．缺口

Claims (5)

1. 一種光通訊連接器用光學結合構件，係具有圓柱狀光學功能部、套筒及一體地成形於這兩者且由與這兩者的構成材料相同之材料所形成的連結部，將光元件與光纖之間予以光學性結合之光通訊連接器用光學結合構件，其特徵為：將複數個連結部相互地分離，對於圓柱狀光學功能部的側面以合計圓柱斷面的半周以內予以接合而形成。
2. 一種光通訊連接器用光學結合構件，係具有：一對圓柱狀傳送側光學功能部及圓柱狀接收側光學功能部、以及與這些光學功能部一體成型且由與光學功能部的構成材料相同的材料所構成的連結部，將光元件與光纖之間予以光學性結合之光通訊連接器用光學結合構件，其特徵為：連結部對於圓柱狀光學功能部的側面，以圓柱斷面的半周以內，經由連結部端部予以接合者。
3. 如申請專利範圍第2項之光通訊連接器用光學結合構件，其中連結部端部的上下方向之寬度係較連結部的上下方向之寬度更小。
4. 如申請專利範圍第2或3項之光通訊連接器用光學結合構件，其中在連結部的中央部形成缺口，缺口之頂點 係形成較連結2條光學功能部的下側之直線水平更深者。
5. 如申請專利範圍第2或3項之光通訊連接器用光學結合構件，其中在連結部的中央部，由上側及下側雙方形成斷面呈字形之缺口，對於插座嵌合固定，而將連結部端部及2條光學功能部作成自由狀態者。