WO2010098395A1 - 光通信モジュール及び光通信コネクタ - Google Patents

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WO2010098395A1
WO2010098395A1 PCT/JP2010/052989 JP2010052989W WO2010098395A1 WO 2010098395 A1 WO2010098395 A1 WO 2010098395A1 JP 2010052989 W JP2010052989 W JP 2010052989W WO 2010098395 A1 WO2010098395 A1 WO 2010098395A1
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optical
communication module
optical communication
path changing
module according
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裕輝 川合
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矢崎総業株式会社
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4292—Coupling light guides with opto-electronic elements the light guide being disconnectable from the opto-electronic element, e.g. mutually self aligning arrangements
    • G—PHYSICS
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    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
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    • G02B6/4214—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device
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    • G02B6/4246—Bidirectionally operating package structures

Definitions

  • the present invention relates to an optical communication module and an optical communication connector.
  • the present invention particularly relates to a single-core bidirectional optical communication module for performing bidirectional optical communication using a single optical fiber, and a single-core bidirectional optical communication connector (optical connector) including the single-core bidirectional optical communication module. ) And related.
  • An optical communication connector having a structure in which a light emitting element and a light receiving element are optically connected to two optical fibers is widely known.
  • a single-core bidirectional optical communication connector having a structure in which a light emitting element and a light receiving element are optically connected to one optical fiber is also widely known (see, for example, Patent Document 1 below).
  • the single-core bidirectional optical communication connector disclosed in the following Patent Document 1 has a substantially Y-shaped optical waveguide and an optical wavelength filter provided on one side of the optical waveguide.
  • the optical wavelength filter a filter that transmits the emission wavelength and blocks the reception wavelength is used.
  • the single-core bidirectional optical communication connector disclosed in the following Patent Document 1 includes an optical connector housing having the same structure as the optical connector housing of the two-core optical communication connector used before this connector.
  • the optical fiber connector housing is configured to have a structure in which the insertion / extraction direction of the optical fiber is orthogonal to the direction in which the light emitting element and the light receiving element are arranged (including an optical connector housing whose structure is basically the same as the conventional one). Configured).
  • Patent Documents 2 and 3 listed below disclose techniques regarding a single-core bidirectional optical communication module including an optical filter that transmits a first optical signal and reflects a second optical signal.
  • a single-core bidirectional optical communication module disclosed in the following Patent Document 2 will be described.
  • This module is arranged so that the optical axis of the light emitting element and the optical axis of the light receiving element are orthogonal (orthogonal arrangement).
  • the optical filter is disposed at a position orthogonal to the two optical axes.
  • the optical filter is disposed at the orthogonal position in the predetermined space by a dedicated component.
  • a single-core bidirectional optical communication module disclosed in the following Patent Document 3 has a structure in which the insertion / extraction direction of the optical fiber is parallel to the arrangement direction of the light emitting element and the light receiving element. (It has a structure in which the optical axes of the light emitting element and the light receiving element are orthogonal to the optical axis of the optical fiber).
  • the single-core bidirectional optical communication module disclosed in Patent Document 3 below is configured to include an optical path changing component (optical member) made of resin. The optical filter is fixed to the optical path changing component with an adhesive.
  • the single-core bidirectional optical communication module disclosed in the following Patent Document 3 has a problem that it cannot be assembled to the optical connector housing having the conventional structure. Further, since the optical filter is bonded and fixed to the optical path changing component, there is a problem that the optical filter is damaged due to the difference in thermal expansion coefficient of the material.
  • the present invention has been made in view of the circumstances described above, and does not significantly change the structure of a conventional optical connector housing, and can be reduced in size, and can be downsized.
  • An object is to provide a bidirectional optical communication connector.
  • 1st Example of this invention is an optical communication module, Comprising: It arrange
  • the optical path changing component and the optical filter are optical communication modules that bend the optical path of the second optical signal twice by 90 °.
  • the optical path changing component is made of resin.
  • the first and second optical elements are arranged in one plane of the circuit, and the optical axis of the optical fiber is perpendicular to the plane.
  • the optical fiber can be assembled to an optical connector housing having a structure in which the insertion / extraction direction of the optical fiber is orthogonal to the arrangement direction of the light emitting element and the light receiving element (this). Will be described in detail in the section of Detailed Description of the Invention).
  • the optical path portion of the optical path changing component can be reduced in size by bending the optical path of the second optical signal by 90 ° twice (folding the optical path) by the optical path changing component.
  • the light emitting element and the light receiving element can be mounted close to the same surface of the circuit board by bending the optical path of the second optical signal twice by 90 °. This makes it possible to reduce the size.
  • the optical filter is disposed between the optical filter mounting portion formed by cutting out the side portion of the optical path changing component and the optical filter mounting portion. And an optical filter fixing component that sandwiches and fixes the position of the optical filter.
  • the optical filter since the optical filter is directly mounted on the optical path changing component, the position adjustment process when mounting the optical filter can be simplified. Further, according to the present embodiment, the side portion of the optical path changing component is notched to form the optical filter mounting portion (from forming the optical filter mounting portion without projecting the optical path changing component), the module size Can be reduced in size. Furthermore, according to this embodiment, since the optical filter is sandwiched between the optical filter mounting portion and the optical filter fixing component, the stress due to the difference in thermal expansion coefficient between the optical filter and the optical path changing component at the time of temperature change is released. It becomes possible to prevent breakage and peeling of the optical filter.
  • a sleeve for guiding the ferrule of the optical fiber terminal is formed integrally with the optical path changing component.
  • the position of the ferrule of the optical fiber terminal can be adjusted by the sleeve of the optical path changing component. Therefore, the optical connector housing to which the single-core bidirectional optical communication module is assembled is provided. The structure can be simplified.
  • a space in which the optical element exists in a state where the optical path changing component and the optical transceiver circuit unit are fixed to the optical path changing component A through hole that communicates with the protective resin is formed, and a protective resin is injected into the space through the through hole.
  • a part for closing the through hole is provided.
  • an optical transceiver is obtained.
  • Various components and bonding wires in the circuit portion are covered with the protective resin without being exposed to the space.
  • the through hole can be closed after the protective resin is injected into the space where the optical element is present by the component that closes the through hole. By blocking the through hole, it is possible to avoid contamination by foreign matter.
  • an optical surface protection component 28 (see Example 6) described later corresponds.
  • 5th Example of this invention is an optical communication connector, Comprising: The optical axis of an optical fiber with respect to the optical communication module concerning said 1st thru
  • the structure of the conventional optical connector housing is not greatly changed, and a single-core bidirectional optical communication connector can be made small.
  • the structure of the optical connector housing to which the single-core bidirectional optical communication module is assembled can be made unnecessary to be greatly changed compared to the structure of the conventional optical connector housing. There is an effect. Further, according to the present invention, there is an effect that the module can be reduced in size.
  • the optical filter since the optical filter is sandwiched between the optical filter mounting portion of the optical path changing component and the optical filter fixing component, it depends on the difference in thermal expansion coefficient between the optical filter and the optical path changing component when the temperature changes. The stress can be released, and as a result, the optical filter can be prevented from being broken or peeled off.
  • the third embodiment of the present invention it is possible to simplify the structure of the optical connector housing to which the single-core bidirectional optical communication module is assembled by integrally forming the sleeve on the optical path changing component. There is an effect. Moreover, according to this invention, there exists an effect that an optical coupling state can be made favorable.
  • the protective resin is injected into the space where the optical element is present through the through hole, thereby protecting various parts and bonding wires in the optical transceiver circuit portion without exposing to the space. It is covered with resin, and as a result, there is an effect that it can be protected. According to the present invention, there is an effect that it is possible to prevent deterioration and dropout of parts due to the influence of humidity and vibration during use, peeling of bonding wires, and the like. In addition, according to the present invention, since the protective resin is injected into the space where the optical element is present in a state where the optical path changing component and the optical transceiver circuit unit are fixed, the protective resin can be stored in the space.
  • the surface of the protective resin that covers the optical element can be made flat. Thereby, there is an effect that an optical design can be easily performed in consideration of the protective resin. Further, by blocking the through hole, there is an effect that foreign matter can be prevented from being mixed through the through hole.
  • the fifth embodiment of the present invention it is possible to provide a single-core bidirectional optical communication connector that does not greatly change the structure of a conventional optical connector housing and can be downsized.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the single-core bidirectional optical communication module when viewed from an angle different from that in FIG. 4. It is a perspective view of an optical path changing component. It is sectional drawing of the optical part which can see the state which mounts the optical filter. It is a module sectional view showing an optical path of transmission ( ⁇ 1) and reception ( ⁇ 2).
  • FIG. 18 is a perspective view showing a state where the assembly of the single-core bidirectional optical communication module is completed from the state of FIG. 17. It is sectional drawing of the state of FIG.
  • the single-core bidirectional optical communication module includes an optical transceiver circuit unit in which a light emitting element and a light receiving element are arranged in parallel, and an optical path changing component has a structure in which the optical axis of the optical fiber is substantially perpendicular to the optical transceiver circuit unit. Formed.
  • the optical path changing component is formed in a structure in which the optical fiber insertion / extraction direction is substantially perpendicular to the optical transceiver circuit section.
  • the single-core bidirectional optical communication connector accommodates the single-core bidirectional optical communication module and the single-core bidirectional optical communication module so that the optical axis of the optical fiber is substantially perpendicular to the optical transceiver circuit unit. And an optical connector housing.
  • FIG. 1 is a diagram showing a single-core bidirectional optical communication module and a single-core bidirectional optical communication connector according to the present invention.
  • 2 is a perspective view of a single-core bidirectional optical communication module
  • FIG. 3 is a perspective view of an optical transceiver circuit section and an optical section
  • FIGS. 4 and 5 are exploded perspective views of the single-core bidirectional optical communication module
  • FIG. 7 is a perspective view of an optical path changing component
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of an optical part in which an optical filter is mounted
  • FIGS. 8 to 10 are module cross-sectional views showing an optical path.
  • reference numeral 1 indicates a single-core bidirectional optical communication module of the present invention.
  • Reference numeral 2 denotes a single-core bidirectional optical communication connector according to the present invention.
  • the one-core bidirectional optical communication connector 2 includes an optical connector housing 3 made of synthetic resin having insulation properties and a shield case (not shown).
  • the single-fiber bidirectional optical communication module 1 is mounted on the optical connector housing 3.
  • the optical connector housing 3 has a connector fitting portion 4 for fitting a mating optical communication connector (optical connector) on the front side.
  • the optical connector housing 3 has a mounting portion 5 for mounting the single-core bidirectional optical communication module 1 on the rear side.
  • the optical connector housing 3 has basically the same structure as a conventional two-core optical connector housing.
  • the single-core bidirectional optical communication module 1 is attached to the optical connector housing 3 from the arrow direction. Hereinafter, the single-core bidirectional optical communication module 1 will be described.
  • the single-core bidirectional optical communication module 1 includes an optical transceiver circuit unit 21 and an optical unit 22.
  • the optical transceiver circuit unit 21 includes a circuit unit main body 23 and a plurality of lead frames 24 extending from the circuit unit main body 23.
  • the optical unit 22 includes an optical path changing component 25, an optical filter 26, an optical filter fixing component 27, and an optical surface protection component 28.
  • the circuit unit body 23 includes a circuit board 29 made of a hard and inflexible insulator base material, a light emitting element 30 and a light receiving element 31, and a drive circuit 32 for driving these optical elements.
  • the light emitting element 30 and the light receiving element 31 are surface-mounted on the same surface of the circuit board 29 in a close state.
  • the received light and the transmitted light enter and exit perpendicularly to the circuit board 29.
  • Element 31 is used in this embodiment.
  • the light receiving element 31 is a Si-PIN photodiode (assumed as an example).
  • the plurality of lead frames 24 are inserted into a circuit board (not shown) on which the single-core bidirectional optical communication connector 2 is mounted and soldered to a predetermined circuit.
  • the arrow P is defined as the vertical direction
  • the arrow Q is defined as the front-rear direction
  • the arrow R is defined as the left-right direction (see FIGS. 4 and 5).
  • the optical path changing component 25 is a molded part made of transparent resin [epoxy, cycloolefin, PMMA, PC, etc.], and includes a component main body 33 and a sleeve 34 integrally formed at the front end of the component main body 33. Yes.
  • the optical path changing component 25 includes an optical part on the transmission side (a part for coupling the transmission light from the light emitting element 30 to the optical fiber) and an optical part on the reception side (a part for coupling the reception light from the optical fiber to the light receiving element 31).
  • the sleeve 34 are integrally formed (the sleeve 34 is preferably integrated, but the optical connector housing 3 may have a separate body, that is, the function of the sleeve 34). ).
  • the component main body 33 is formed so that the rear end thereof is fixed to the circuit unit main body 23 of the optical transceiver circuit unit 21. Specifically, although not particularly limited, a convex portion 35a is formed at the rear end.
  • the circuit unit body 23 has a recess 35b. For example, when the rear end and the circuit unit main body 23 are fitted to each other in a state where the adhesive is applied to the contact surfaces, the fixing is completed.
  • An optical filter mounting portion 36 and a prism 37 are formed on the left and right sides of the component body 33.
  • the optical filter mounting portion 36 and the prism 37 are formed so as to cut out the left and right side portions.
  • the component main body 33 is formed into a substantially Z-shaped shape (formed into a substantially Z-shaped shape by the notch).
  • the optical filter mounting portion 36 is formed so that the optical filter 26 can be mounted at an inclination of 45 °.
  • a cut-through portion 38 is formed (see FIGS. 6 and 7).
  • the cut-out portion 38 is formed so as to cut through the slope of the optical filter mounting portion 36 corresponding to the central portion of the optical filter 26.
  • the optical path changing component 25 has lenses 39 and 40 before and after the cut-through portion 38.
  • the lenses 39 and 40 are each formed in a convex lens shape.
  • the lens 39 is disposed so as to protrude into the sleeve 34, and the lens 40 is disposed so as to protrude from the rear end of the component body 33.
  • the lenses 39 and 40 are arranged and formed in accordance with the positions of the optical fiber 41 (see FIG. 8) and the light receiving element 31.
  • the prism 37 is formed as a part that bends the optical signal by 90 °.
  • the optical signal bent by 90 ° by the prism 37 is further reflected by the optical filter 26 and bent by 90 °.
  • Reference numeral 42 in the prism 37 indicates a 45 ° prism surface.
  • the 45 ° prism surface 42 is a reflecting surface having an inclination of 45 °, and is formed so as to be in contact with the outside air (another example will be described in Example 3).
  • a lens 43 projects from the rear end of the component main body 33 so as to match the position of the prism 37.
  • the lens 43 has a convex lens shape and is disposed and formed so as to face the light emitting element 30.
  • the sleeve 34 is formed as a cylindrical part. As shown in FIG. 8, the sleeve 34 is formed so as to guide the ferrule 44 of the end of the optical fiber 41. When the ferrule 44 is guided by the sleeve 34, the end face of the optical fiber 41 is separated from the lens 39 by a predetermined distance.
  • PCS Polymer Clad Silica
  • core diameter ⁇ 200 ⁇ m, clad diameter ⁇ 230 ⁇ m is used as the optical fiber 41 (assumed as an example).
  • the optical filter 26 transmits the first optical signal and reflects the second optical signal.
  • the optical filter 26 transmits the received light and reflects the transmitted light.
  • a dielectric multilayer filter [base material: BK7] is used as the optical filter 26.
  • the optical filter fixing component 27 sandwiches the optical filter 26 between the optical filter mounting portion 36 of the optical path changing component 25 and fixes the position of the optical filter 26. It is formed to be able to.
  • the optical filter fixing component 27 is inserted into a notch portion on the side of the component main body 33, and is fixed by any one of adhesion, welding, and press fitting (the optical filter 26 is not bonded or welded). Shall not be).
  • a concave portion 45 for sandwiching the optical filter 26 and a cut-through portion 46 are formed.
  • the cut-out portion 46 is formed so as to cut through the slope of the recess 45 corresponding to the central portion of the optical filter 26.
  • the optical surface protection component 28 is provided to protect the 45 ° prism surface 42 of the optical path changing component 25 and prevent contamination.
  • the optical surface protection component 28 is inserted into a notch portion on the side portion of the component main body 33, and is fixed by any one of adhesion, welding, and press-fitting.
  • a cut-through portion 47 is formed in the optical surface protection component 28 .
  • the cut-out portion 47 is formed so as to cut through a portion corresponding to the central portion of the prism 37 through which the optical signal is transmitted / reflected.
  • the cut-out portion 47 is formed in a shape that does not damage the 45 ° prism surface 42.
  • the optical filter 26 when the optical filter 26 is mounted on the optical filter mounting portion 36 of the optical path changing component 25 and then the optical filter 26 is sandwiched between the optical filter mounting portion 36 and the optical filter fixing component 27, It is formed in a state as shown in FIG.
  • the optical filter 26 is fixed by mere pinching that is not bonding or the like.
  • the optical filter 26 when the optical filter 26 is fixed with an adhesive as in the conventional case, there is a possibility that the following problems may occur. That is, the optical filter 26 made of glass (such as BK7) or ceramics having a low thermal expansion coefficient, and the optical filter of the optical path changing component 25 made of transparent resin (epoxy, cycloolefin, PMMA, PC, etc.) having a large thermal expansion coefficient. If the mounting portion 36 is temporarily bonded and fixed, the optical filter 26 may be destroyed or the optical filter 26 may be peeled off from the optical filter mounting portion 36 due to stress caused by a difference in thermal expansion coefficient (differing by about 100 times) when the temperature changes. There is a risk that problems will occur. In the present invention, since the optical filter 26 is fixed without being bonded, the stress at the time of temperature change can be released. In the present invention, it is possible to prevent characteristic deterioration due to peeling of the optical filter 26 and destruction of the optical filter 26.
  • transparent resin epoxy, cycloolefin
  • the optical portion 22 is formed as shown in FIG. Thereafter, when the optical unit 22 is fixed to the circuit unit body 23 of the optical transceiver circuit unit 21, the assembly of the single-core bidirectional optical communication module 1 is completed as shown in FIG.
  • the optical path of the single-core bidirectional optical communication module 1 specifically, the optical path on the transmission side and the optical path on the reception side will be described. Refer to FIGS. 8 and 9 for the optical path on the transmission side, and refer to FIGS. 8 and 10 for the optical path on the reception side.
  • the light emitted from the light emitting element 30, that is, the transmitted light is collimated by the lens 43 disposed immediately above the light emitting element 30, and then enters the prism 37, and is 45 °. Is totally reflected by a 45 ° prism surface 42 having a slope of 5 °, and the optical path is bent 90 ° upward. Thereafter, the transmitted light is reflected by the optical filter 26 disposed at an inclination of 45 °, and further bent by 90 ° and condensed by the lens 39 facing the optical fiber 41.
  • the optical filter 41 is coupled to the optical fiber 41 (the optical filter 26 reflects the transmission light (wavelength ⁇ 1) and transmits the reception light (wavelength ⁇ 2). The return light of the transmission light (wavelength ⁇ 1) reflected at the far end is reflected by the optical filter 26 and does not enter the light receiving element 31. Therefore, the transmission light of the module itself is received. “Crosstalk” can be prevented).
  • the outgoing light from the optical fiber 41 that is, the received light
  • the lens 39 facing the optical fiber 41 passes through the optical filter 26 disposed at an inclination of 45 °. .
  • the light is condensed by the lens 40 disposed immediately above the light receiving element 31 and coupled to the light receiving element 31.
  • the single-core bidirectional optical communication module 1 can be assembled to the connector housing 3. Accordingly, it is possible to eliminate the need for significant changes compared to the conventional optical connector housing structure.
  • the optical path of the transmission light (wavelength ⁇ 1) is bent 90 ° twice (folds the optical path) by the optical path changing component 25, so that the optical path portion of the optical path changing component 25 can be reduced in size.
  • the single-core bidirectional optical communication module 1 and the single-core bidirectional optical communication connector 2 can be reduced in size.
  • the optical path of the transmission light (wavelength ⁇ 1) is bent twice by 90 °, the light emitting element 30 and the light receiving element 31 can be mounted close to the same surface of the circuit board 29. Therefore, the single-core bidirectional optical communication module 1 and the single-core bidirectional optical communication connector 2 can be reduced in size.
  • the optical filter 26 is directly mounted on the optical path changing component 25, the position adjustment process when mounting the optical filter can be simplified as compared with the conventional case.
  • the optical filter mounting portion 36 is formed by cutting out the side portion of the optical path changing component 25, the module size can be reduced. Therefore, the single-core bidirectional optical communication module 1 and the single-core bidirectional optical communication connector 2 can be reduced in size.
  • the optical filter 26 is sandwiched between the optical filter mounting portion 36 and the optical filter fixing component 27, the difference in thermal expansion coefficient between the optical filter 26 and the optical path changing component 25 when the temperature changes. It is possible to release the stress caused by the above, and to prevent the optical filter 26 from being damaged or peeled off.
  • FIG. 11 is a module cross-sectional view showing optical paths for transmission ( ⁇ 1) and reception ( ⁇ 2).
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
  • the arrangement of the light emitting element 30 and the light receiving element 31 is reversed from that of the first embodiment (the positions are switched).
  • the transmission light from the light emitting element 30 is coupled to the optical fiber 41 after passing through the optical filter 26.
  • the received light from the optical fiber 41 is reflected by the optical filter 26 and bent by 90 °, and thereafter further bent by 90 ° by the 45 ° prism surface 42.
  • the optical filter 26 is coupled to the light receiving element 31 (assuming that the optical filter 26 has a characteristic of transmitting the transmission light (wavelength ⁇ 1) and reflecting the reception light (wavelength ⁇ 2)).
  • the second embodiment has the same effect as the first embodiment.
  • FIG. 12 is a perspective view of a single-core bidirectional optical communication module.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
  • the single-core bidirectional optical communication module 51 of the third embodiment is positioned at the 45 ° prism surface 42 without using the optical surface protection component 28 (see FIG. 2) provided in the first embodiment.
  • a mirror 52 is formed.
  • the mirror 52 is formed by “electroless plating” or “deposition of a dielectric multilayer film”.
  • the third embodiment is an example for eliminating the need for the optical surface protection component 28.
  • the optical filter 26 may be mounted and bent by 90 ° by this reflection.
  • FIG. 13 is a perspective view of the single-core bidirectional optical communication module of the present invention.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
  • the single-core bidirectional optical communication module 61 of the fourth embodiment replaces the optical transceiver circuit section 21 (see FIG. 2) provided in the first embodiment with FR-4, FR-5, etc.
  • the optical transceiver circuit unit 63 includes the rigid substrate 62 shown in FIG.
  • FIG. 14 is a perspective view of the single-core bidirectional optical communication module of the present invention.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
  • the single-core bidirectional optical communication module 71 of the fifth embodiment has a flexible-rigid board 72 shown in place of the optical transceiver circuit unit 21 (see FIG. 2) provided in the first embodiment.
  • the optical transceiver circuit unit 73 is included.
  • 15 to 19 are diagrams related to a single-core bidirectional optical communication module as another example.
  • symbol is attached
  • the single-core bidirectional optical communication module 81 of the sixth embodiment is configured to include an optical transceiver circuit unit 63 including a rigid substrate 62 and an optical unit 22 formed by adding a through hole 82. .
  • a light emitting element 30 and a light receiving element 31 are mounted on the rigid substrate 62.
  • the light emitting element 30 and the light receiving element 31 are connected by a bonding wire 83 as shown in FIG.
  • the optical unit 22 includes an optical path changing component 25 having a through hole 82, an optical filter 26 (see FIG. 17), an optical filter fixing component 27, and an optical surface protection component 28.
  • the through-hole 82 in the optical path changing component 25 is formed so as to be a straight hole from the prism 37 to the rear end of the component body 33 as shown in FIG.
  • the through hole 82 is disposed and formed at a position that does not affect the 90 ° bending of the transmission light or the reception light.
  • the through hole 82 is formed so as to communicate with the space 84 where the light emitting element 30 and the light receiving element 31 exist in a state where the optical path changing component 25 and the optical transceiver circuit unit 63 are fixed. Yes.
  • the space 84 is formed by the rear end of the component main body 33 having a frame shape.
  • the through hole 82 is formed in such a size that, for example, a dispenser needle can be inserted into the through hole 82 and liquid protective resin (see the protective resin 85 in FIG. 19 for the cured state) can be injected into the space 84. ing.
  • the optical path changing component 25 is fixed to the optical transceiver circuit unit 63 by a predetermined method such as adhesion. To do.
  • the protective resin is injected through the through hole 82 of the optical path changing component 25 fixed to the optical transceiver circuit portion 63.
  • the protective resin is a transparent and flexible (gel-like) silicone resin.
  • the protective resin is injected into the space 84 to such an extent that the light emitting element 30 and the light receiving element 31 are completely filled, and then cured to become the protective resin 85.
  • the surface of the cured protective resin 85 is a flat surface 86 (the flat surface 86 has an advantage that an optical design with the protective resin 85 can be easily performed).
  • the light emitting element 30 and the light receiving element 31 are covered and protected by a protective resin 85.
  • the optical filter 26 is mounted on the filter mounting portion 36 of the optical path changing component 25 so that the optical filter 26 is sandwiched between the optical filter mounting portion 36 and the optical filter fixing component 27.
  • the optical surface protection component 28 is fixed to the prism 37 of the optical path changing component 25 (at this time, the through hole 82 is covered by the optical surface protection component 28), as shown in FIG. The assembly of the optical communication module 81 is completed.
  • the protective resin 85 since the light emitting element 30, the light receiving element 31, and the like are protected by the protective resin 85, it is possible to prevent deterioration and dropout of parts due to the influence of humidity and vibration during use, peeling of the bonding wire, and the like. There is an effect that can be done.
  • the surface of the protective resin on the optical element is indeterminate due to the surface tension of the resin. Although it is slanted (having a substantially dome-like round shape), there is a sufficient possibility of affecting the optical characteristics, but this is not the case in the present invention.

Abstract

　従来の光コネクタハウジングの構造を大きく変更することがなく、また、小型化をすることが可能な１芯双方向光通信モジュール及び１芯双方向光通信コネクタを提供する。光通信モジュール１は、発光素子及び受光素子を並列配置してなる光トランシーバ回路部２１を備えるとともに、光ファイバの挿抜方向が光トランシーバ回路部２１に対し略垂直となる構造に光路変更部品２５を形成してなる。また、光通信コネクタ２は、１芯双方向光通信モジュール１と、この光トランシーバ回路部２１に対し光ファイバの光軸が略垂直となるよう１芯双方向光通信モジュール１を収容する光コネクタハウジング３とを備えてなる。

Description

光通信モジュール及び光通信コネクタ
　本発明は、光通信モジュール及び光通信コネクタに関する。本発明は、特に、１本の光ファイバで双方向の光通信を行うための１芯双方向光通信モジュールと、この１芯双方向光通信モジュールを備える１芯双方向光通信コネクタ（光コネクタ）とに関する。
　２本の光ファイバに発光素子と受光素子とを光学的に接続してなる構造の光通信コネクタは広く知られている。また、１本の光ファイバに対し発光素子及び受光素子を光学的に接続してなる構造の１芯双方向光通信コネクタも広く知られている（例えば下記特許文献１参照）。
　下記特許文献１に開示された１芯双方向光通信コネクタは、略Ｙ字状の光導波路と、この光導波路の分かれた一方に設けられる光波長フィルタとを有している。光波長フィルタは、発光波長を透過し受光波長を遮断するものが用いられている。
　下記特許文献１に開示された１芯双方向光通信コネクタは、このコネクタの以前に用いられていた２芯用の光通信コネクタの光コネクタハウジングと同様の構造となる光コネクタハウジングを備えて構成されている。すなわち、光ファイバの挿抜方向が発光素子及び受光素子の並び方向に対して直交するような構造の光コネクタハウジングを備えて構成されている（構造が従来と基本的に変わらない光コネクタハウジングを備えて構成されている）。
　下記特許文献２、３には、第一の光信号を透過し第二の光信号を反射する光フィルタを備えてなる１芯双方向光通信モジュールについての技術が開示されている。
　先ず、下記特許文献２に開示された１芯双方向光通信モジュールについて説明すると、このモジュールは、発光素子の光軸と受光素子の光軸とが直交するように配置されている（直交配置）。二つの光軸の直交位置には、上記光フィルタが配置されている。光フィルタは、専用の部品によって所定空間の上記直交位置に配置されている。
　下記特許文献２に開示された１芯双方向光通信モジュールにあっては、発光素子と受光素子とが直交配置されていることから、回路部分（デバイス）を含めたモジュールのサイズが大きくなってしまうという問題点を有している（これにより、大型の１芯双方向光通信コネクタになってしまう）。また、発光素子と受光素子とが直交配置されていることから、上記従来構造の光コネクタハウジングに対して組み付けをすることができないという問題点を有している。この他、光フィルタを所定空間の所定位置に配置していることから、専用の部品を必要とする。さらに、この専用の部品に対する組み付けスペースも確保する必要があり、上記同様にモジュールのサイズが大きくなってしまうという問題点を有している。所定空間の所定位置に光フィルタを配置するためには、高精度な位置調整が必要となる。したがって、製作難度が高くなるという問題点も有している。
　次に、下記特許文献３に開示された１芯双方向光通信モジュールについて説明すると、このモジュールは、光ファイバの挿抜方向が発光素子及び受光素子の並び方向に対して平行となる構造を有している（光ファイバの光軸に対して発光素子及び受光素子の各光軸が直交するような構造を有している）。また、下記特許文献３に開示された１芯双方向光通信モジュールは、樹脂製の光路変更部品（光学部材）を備えて構成されている。光路変更部品には、上記光フィルタが接着剤によって固定されている。
　下記特許文献３に開示された１芯双方向光通信モジュールにあっては、上記従来構造の光コネクタハウジングに対して組み付けをすることができないという問題点を有している。また、光路変更部品に対して光フィルタを接着固定していることから、材料の熱膨張係数の違いによって光フィルタが破損してしまうという問題点を有している。
日本国特開２００４－１３８９６６号公報 日本国特表２００８－５１２６９４号公報 日本国特開２００８－２２５３３９号公報
　本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、従来の光コネクタハウジングの構造を大きく変更することがなく、また、小型化をすることが可能な１芯双方向光通信モジュール及び１芯双方向光通信コネクタを提供することを目的とする。
　本発明の第一の実施例は、光通信モジュールであって、光ファイバと;前記光ファイバの光軸と光軸が略平行となるように配置され、第一の光信号を送信又は受信する第一の光学素子と;前記光ファイバの光軸と光軸が略平行となるように配置され、第二の光信号を送信又は受信する第二の光学素子と;前記光ファイバと前記第二の光学素子の間に設けられた光路変更部品と;前記光ファイバと前記第一の光学素子の間に設けられ、前記第一の光信号を透過し前記第二の信号を反射する光フィルタと;を有し、前記光路変更部品と前記光フィルタは前記第二の光信号の光路を２回９０°曲げる光通信モジュールである。
　好ましくは、前記光路変更部品は樹脂製である。
　好ましくは、前記第一及び第二の光学素子は回路の一平面に配置され、前記光ファイバの光軸は前記平面に垂直である。
　このような特徴を有する本発明の実施例によれば、光ファイバの挿抜方向が発光素子及び受光素子の並び方向に対して直交するような構造の光コネクタハウジングに組み付けることが可能になる（これに関しては発明を実施するための形態の欄で詳細に説明する）。また、本実施例によれば、光路変更部品によって第二の光信号の光路を２回９０°曲げする（光路を折りたたむ）ことにより、光路変更部品の光路部分を小型化することが可能になる。さらに、本実施例によれば、第二の光信号の光路を２回９０°曲げすることにより、発光素子及び受光素子を回路基板の同一面に近接して実装することが可能になる。これにより小型化を図ることが可能になる。
　本発明の第二の実施例は、第一の実施例において、前記光路変更部品の側部を切り欠いて形成された光フィルタ搭載部と、前記光フィルタ搭載部との間に前記光フィルタを挟み込んで該光フィルタの位置を固定する光フィルタ固定部品と、をさらに有する。
　このような特徴を有する本発明の実施例によれば、光路変更部品に直接光フィルタを搭載する構造であることから、光フィルタ搭載時の位置調整工程を簡易化することが可能になる。また、本実施例によれば、光路変更部品の側部を切り欠いて光フィルタ搭載部を形成することから（光路変更部品を突出させずに光フィルタ搭載部を形成することから）、モジュールサイズの小型化を図ることが可能になる。さらに、本実施例によれば、光フィルタ搭載部と光フィルタ固定部品との間に光フィルタを挟み込むことから、温度変化時の光フィルタと光路変更部品との熱膨張係数の違いによる応力を逃がし、光フィルタの破損や剥離を防止することが可能になる。
　本発明の第三の実施例は、第一、第二の実施例において、前記光ファイバ端末のフェルールを案内するスリーブを前記光路変更部品に一体形成する。
　このような特徴を有する本発明によれば、光ファイバ端末のフェルールの位置合わせを光路変更部品のスリーブによって行えるようになることから、１芯双方向光通信モジュールの組み付け先となる光コネクタハウジングの構造を簡素化することが可能になる。
　本発明の第四の実施例は、前記第一から第三の実施例において、前記光路変更部品に、該光路変更部品と前記光トランシーバ回路部とを固定した状態における前記光素子の存在する空間に対して連通するような貫通孔を形成し、該貫通孔を介して前記空間に保護樹脂を注入することを特徴としている。
　好ましくは前記貫通孔を塞ぐ部品を備える。
　このような特徴を有する本実施例によれば、貫通孔に例えばディスペンサニードルを挿入して光素子の存在する空間に保護樹脂を注入し、そして、この注入した保護樹脂を硬化させると、光トランシーバ回路部における各種部品やボンディングワイヤは、保護樹脂によって空間に晒されることなく覆われる。貫通孔を形成し保護樹脂を注入することにより、光トランシーバ回路部における各種部品やボンディングワイヤ等を保護することが可能になる。また、本実施例によれば、前記貫通孔を塞ぐ部品によって、光素子の存在する空間に保護樹脂を注入した後に貫通孔を塞ぐことが可能になる。貫通孔を塞ぐことにより、異物混入を避けることが可能になる。尚、貫通孔を塞ぐ部品の一例としては、後述する光学面保護部品２８（実施例６参照）が相当するものとする。
　本発明の第五の実施例は、光通信コネクタであって、前記第一ないし第四の実施例にかかる光通信モジュールと、該光通信モジュールの光トランシーバ回路部に対し光ファイバの光軸が略垂直となるよう光通信モジュールを収容する光コネクタハウジングと、を備えることを特徴としている。
　このような特徴を有する本発明の実施例によれば、従来の光コネクタハウジングの構造を大きく変更することがなく、また、小型となる１芯双方向光通信コネクタにすることが可能になる。
　本発明の第一の実施例によれば、１芯双方向光通信モジュールの組み付け先となる光コネクタハウジングの構造を、従来の光コネクタハウジングの構造と比べて大きく変更する必要のないものにできるという効果を奏する。また、本発明によれば、モジュールを小型化することができるという効果を奏する。
　本発明の第二の実施例によれば、光路変更部品の構造により、光フィルタ搭載時の位置調整工程を簡易化することや、モジュールサイズの小型化を図ることができるという効果を奏する。また、本発明によれば、光路変更部品の光フィルタ搭載部と光フィルタ固定部品との間に光フィルタを挟み込むことから、温度変化時の光フィルタと光路変更部品との熱膨張係数の違いによる応力を逃がすことができ、結果、光フィルタの破損や剥離を防止することができるという効果を奏する。
　本発明の第三の実施例によれば、光路変更部品にスリーブを一体に形成することにより、１芯双方向光通信モジュールの組み付け先となる光コネクタハウジングの構造を簡素化することができるという効果を奏する。また、本発明によれば、光結合状態を良好にすることができるという効果を奏する。
　本発明の第四の実施例によれば、貫通孔を介して光素子の存在する空間に保護樹脂を注入し、これにより光トランシーバ回路部における各種部品やボンディングワイヤ等を空間に晒すことなく保護樹脂によって覆い、結果、保護することができるという効果を奏する。本発明によれば、湿度の影響や使用時の振動による部品の劣化・脱落、ボンディングワイヤの剥がれ等を防ぐことができるという効果を奏する。この他、本発明によれば、光路変更部品と光トランシーバ回路部とを固定した状態で光素子の存在する空間に保護樹脂を注入することから、保護樹脂を空間内に溜めることができ、結果、光素子を覆う保護樹脂の表面を平面にすることができるという効果を奏する。これにより、保護樹脂を加味した光学設計を容易に行うことができるという効果を奏する。また、貫通孔を塞ぐことにより、貫通孔を介しての異物混入を防止することができるという効果を奏する。
　本発明の第５の実施例によれば、従来の光コネクタハウジングの構造を大きく変更することがなく、また、小型となる１芯双方向光通信コネクタを提供することができるという効果を奏する。
第一の実施例の１芯双方向光通信モジュール及び１芯双方向光通信コネクタを示す斜視図である。 １芯双方向光通信モジュールの斜視図である。 光トランシーバ回路部及び光学部の斜視図である。 １芯双方向光通信モジュールの分解斜視図である。 図４とは異なる角度から見た場合の１芯双方向光通信モジュールの分解斜視図である。 光路変更部品の斜視図である。 光フィルタを搭載した状態が見える光学部の断面図である。 送信（λ１）及び受信（λ２）の光経路を示すモジュール断面図である。 送信（λ１）の光経路を示すモジュール断面図である。 受信（λ２）の光経路を示すモジュール断面図である。 他の実施例となる送信（λ１）及び受信（λ２）の光経路を示すモジュール断面図である。 他の実施例（４５゜プリズム面の位置にミラーを形成）となる１芯双方向光通信モジュールの斜視図である。 他の実施例（リジッド基板の光トランシーバ回路部）となる１芯双方向光通信モジュールの斜視図である。 他の実施例（フレキシブル－リジッド基板の光トランシーバ回路部）となる１芯双方向光通信モジュールの斜視図である。 他の実施例となる１芯双方向光通信モジュールに係る図であり、光路変更部品と光トランシーバ回路部の斜視図である。 図１５の状態から光路変更部品と光トランシーバ回路部とを固定するとともに、保護樹脂を注入した状態を示す斜視図である。 図１６の状態から光フィルタ、光フィルタ固定部品、及び光学面保護部品を固定する直前の状態を示す斜視図である。 図１７の状態から１芯双方向光通信モジュールの組み立てが完了した状態を示す斜視図である。 図１７の状態の断面図である。
　１芯双方向光通信モジュールは、発光素子及び受光素子を並列配置してなる光トランシーバ回路部を備えるとともに、光ファイバの光軸が光トランシーバ回路部に対し略垂直となる構造に光路変更部品を形成してなる。言い換えれば、光ファイバの挿抜方向が光トランシーバ回路部に対し略垂直となる構造に光路変更部品を形成してなる。
　また、１芯双方向光通信コネクタは、上記１芯双方向光通信モジュールと、この光トランシーバ回路部に対し光ファイバの光軸が略垂直となるよう上記１芯双方向光通信モジュールを収容する光コネクタハウジングとを備えてなる。
　以下、図面を参照しながら第１実施例を説明する。図１は本発明の１芯双方向光通信モジュール及び１芯双方向光通信コネクタを示す図である。また、図２は１芯双方向光通信モジュールの斜視図、図３は光トランシーバ回路部及び光学部の斜視図、図４及び図５は１芯双方向光通信モジュールの分解斜視図、図６は光路変更部品の斜視図、図７は光フィルタを搭載した状態が見える光学部の断面図、図８～図１０は光経路を示すモジュール断面図である。
　図１において、引用符号１は本発明の１芯双方向光通信モジュールを示している。また、引用符号２は本発明の１芯双方向光通信コネクタを示している。この１芯双方向光通信コネクタ２は、絶縁性を有する合成樹脂製の光コネクタハウジング３と、図示しないシールドケースとを備えている。光コネクタハウジング３には、１芯双方向光通信モジュール１が装着されるようになっている。
　光コネクタハウジング３は、この前側に相手側光通信コネクタ（光コネクタ）を嵌合させるためのコネクタ嵌合部４を有している。また、光コネクタハウジング３は、この後側に１芯双方向光通信モジュール１を装着するための装着部５を有している。光コネクタハウジング３は、従来の２芯の光コネクタハウジングと基本的に同じ構造で形成されている。
　１芯双方向光通信モジュール１は、光コネクタハウジング３に対し矢印方向から装着されるようになっている。以下、１芯双方向光通信モジュール１について説明する。
　図２ないし図５に示すように、１芯双方向光通信モジュール１は、光トランシーバ回路部２１と光学部２２とを備えて構成されている。光トランシーバ回路部２１は、回路部本体２３と、この回路部本体２３からのびる複数のリードフレーム２４とを備えて構成されている。一方、光学部２２は、光路変更部品２５と、光フィルタ２６と、光フィルタ固定部品２７と、光学面保護部品２８とを備えて構成されている。
　回路部本体２３は、硬く柔軟性のない絶縁体基材からなる回路基板２９と、発光素子３０及び受光素子３１と、これら光素子を駆動する駆動回路３２とを有している。発光素子３０及び受光素子３１は、近接した状態で回路基板２９の同一面に面実装されている。受信光及び送信光は、回路基板２９に対して垂直に入出射するようになっている。送信／受信光は、２波長（λ１／λ２）が用いられるようになっており（通信相手側の光通信モジュールは送信／受信＝λ２／λ１）、これに対応するような発光素子３０及び受光素子３１が本実施例では使用されている。
　本実施例において、発光素子３０は、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ｃａｖｉｔｙ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｌａｓｅｒ）［発光波長λ１＝８５０ｎｍ、λ２＝７８０ｎｍ］が用いられている。また、受光素子３１は、Ｓｉ－ＰＩＮフォトダイオードが用いられている（一例であるものとする）。複数のリードフレーム２４は、１芯双方向光通信コネクタ２の実装先となる図示しない回路基板に差し込まれ、所定の回路に半田付けされるようになっている。
　ここで矢印Ｐを上下方向、矢印Ｑを前後方向、矢印Ｒを左右方向と定義する（図４及び図５参照）。
　光路変更部品２５は、透明樹脂製［エポキシ、シクロオレフィン、ＰＭＭＡ、ＰＣなど］の成形部品であって、部品本体３３と、この部品本体３３の前端に一体成形されるスリーブ３４とを有している。光路変更部品２５は、送信側の光学部分（発光素子３０からの送信光を光ファイバに結合する部分）と、受信側の光学部分（光ファイバからの受信光を受光素子３１に結合する部分）と、スリーブ３４とが一体に形成されたものとなっている（スリーブ３４を一体化することが好ましいが、別体、すなわちスリーブ３４の機能を光コネクタハウジング３に持たせても良いものとする）。
　部品本体３３は、この後端が光トランシーバ回路部２１の回路部本体２３に対し固定されるように形成されている。具体的には（特に限定するものでないが）、後端に凸部３５ａが形成されている。また、回路部本体２３には、凹部３５ｂが形成されている。例えば、接触し合う面に接着剤を塗布した状態で後端と回路部本体２３とを嵌合させると、これらの固定が完了するようになっている。
　部品本体３３の左右両側部には、光フィルタ搭載部３６と、プリズム３７とが形成されている。光フィルタ搭載部３６及びプリズム３７は、上記左右両側部をそれぞれ切り欠くようにして形成されている。部品本体３３は、これを上方から見た場合、略Ｚ字状となる形状に形成されている（上記切り欠きによって略Ｚ字状となる形状に形成されている）。光フィルタ搭載部３６は、光フィルタ２６を４５゜の傾きで搭載することができるように形成されている。このような光フィルタ搭載部３６には、くり貫き部３８が形成されている（図６、図７参照）。くり貫き部３８は、光フィルタ２６の中心部分に対応する光フィルタ搭載部３６の斜面をくり貫くようにして形成されている。
　光路変更部品２５は、くり貫き部３８の前後にレンズ３９、４０を有している。レンズ３９、４０は、それぞれ凸レンズ形状に形成されている。レンズ３９はスリーブ３４内に突出するように、また、レンズ４０は部品本体３３の後端から突出するように配置形成されている。レンズ３９、４０は、本実施例において、光ファイバ４１（図８参照）及び受光素子３１の位置に合わせて配置形成されている。
　プリズム３７は、光信号を９０゜曲げる部分として形成されている。プリズム３７で９０゜曲げられた光信号は、更に光フィルタ２６で反射され９０゜曲げられる。プリズム３７における引用符号４２は、４５゜プリズム面を示している。４５゜プリズム面４２は、４５゜の傾斜となる反射面であって、外気（空気）と接するように形成されている（他の例は実施例３で説明する）。このようなプリズム３７の位置に合わせるように、部品本体３３の後端にはレンズ４３が突出形成されている。レンズ４３は、凸レンズ形状であって、発光素子３０に対向するように配置形成されている。
　スリーブ３４は、筒状となる部分として形成されている。スリーブ３４は、図８に示す如く、光ファイバ４１端末のフェルール４４を案内することができるように形成されている。スリーブ３４によりフェルール４４を案内すると、光ファイバ４１の端面はレンズ３９から所定の距離があくようになっている。本実施例において、光ファイバ４１はＰＣＳ（Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｃｌａｄ　Ｓｉｌｉｃａ）［コア径φ２００μｍ、クラッド径φ２３０μｍ］が用いられている（一例であるものとする）。
　光フィルタ２６は、第一の光信号を透過し第二の光信号を反射するものであって、本実施例では受信光を透過し送信光を反射するようになっている。光フィルタ２６は、誘電体多層膜フィルタ［基材：ＢＫ７］が用いられている。
　図２～図５、及び図７において、光フィルタ固定部品２７は、光路変更部品２５の光フィルタ搭載部３６との間に光フィルタ２６を挟み込んで、この光フィルタ２６の位置を固定することができるように形成されている。光フィルタ固定部品２７は、部品本体３３の側部の切り欠き部分に差し込まれ、そして、接着、溶着、圧入のいずれかにより固定されるようになっている（光フィルタ２６は接着や溶着がなされないものとする）。このような光フィルタ固定部品２７には、光フィルタ２６を挟み込むための凹部４５と、くり貫き部４６とが形成されている。くり貫き部４６は、光フィルタ２６の中心部分に対応する凹部４５の斜面をくり貫くようにして形成されている。
　図２ないし図５において、光学面保護部品２８は、光路変更部品２５の４５゜プリズム面４２の保護と汚れ防止のために備えられている。光学面保護部品２８は、部品本体３３の側部の切り欠き部分に対して差し込まれ、そして、接着、溶着、圧入のいずれかにより固定されるようになっている。光学面保護部品２８には、くり貫き部４７が形成されている。くり貫き部４７は、光信号が透過／反射するプリズム３７の中心部分に対応する部分をくり貫くようにして形成されている。くり貫き部４７は、４５゜プリズム面４２を傷付けないような形状に形成されている。
　上記構成及び構造において、光路変更部品２５の光フィルタ搭載部３６に光フィルタ２６を被せるようにして搭載し、この後に光フィルタ搭載部３６と光フィルタ固定部品２７とにより光フィルタ２６を挟み込むと、図７に示す如くの状態に形成される。光フィルタ２６は、接着等でない単なる挟み込みにより固定される。
　尚、光フィルタ２６を従来同様に接着剤で固定した場合、次のような不具合が生じてしまうという虞がある。すなわち、熱膨張係数が小さいガラス（ＢＫ７など）やセラミックスでできた光フィルタ２６と、熱膨張係数が大きな透明樹脂（エポキシ、シクロオレフィン、ＰＭＭＡ、ＰＣなど）でできた光路変更部品２５の光フィルタ搭載部３６とを、仮に接着固定した場合、温度変化時に熱膨張係数差（約１００倍異なる）による応力で光フィルタ２６が破壊されたり、光フィルタ２６が光フィルタ搭載部３６から剥離したりする不具合が生じてしまうという虞がある。本発明では、光フィルタ２６を接着せずに挟み込むことによって固定をしていることから、温度変化時の応力を逃がすことができる。本発明では、光フィルタ２６の剥離による特性劣化や光フィルタ２６の破壊を防ぐことができる。
　光路変更部品２５の４５゜プリズム面４２を保護するように光学面保護部品２８を光路変更部品２５に固定すると、図３に示す如くの状態に形成され、これにより光学部２２が形成される。この後、光学部２２を光トランシーバ回路部２１の回路部本体２３に固定すると、図２に示す如く１芯双方向光通信モジュール１の組み立てが完了する。
　次に、１芯双方向光通信モジュール１の光経路、具体的には送信側の光経路と、受信側の光経路とについてそれぞれ説明する。送信側の光経路については図８及び図９を参照し、受信側の光経路については図８及び図１０を参照するものとする。
　図８及び図９において、発光素子３０からの出射光、すなわち送信光は、この発光素子３０の直上に配置されたレンズ４３により平行光化された後、プリズム３７に入射し、そして、４５゜の傾斜を有する４５゜プリズム面４２によって全反射され、光路が上方に９０゜曲げられる。この後、送信光は４５゜の傾きで配置された光フィルタ２６により反射され、更に９０゜曲げられて光ファイバ４１に面したレンズ３９により集光される。そして、光ファイバ４１に結合する（光フィルタ２６は、送信光（波長λ１）を反射し、受信光（波長λ２）を透過する特性を持つものとする。尚、光ファイバ４１の端面（近端、遠端）で反射した送信光（波長λ１）の戻り光は、光フィルタ２６によって反射され、受光素子３１には入らないようになっている。従って、モジュール自身の送信光を受信するような「混信（クロストーク）」を防止することができる）。
　図８及び図１０において、光ファイバ４１からの出射光、すなわち受信光は、光ファイバ４１に面したレンズ３９により平行光化された後に、４５゜の傾きで配置された光フィルタ２６を透過する。そして、受光素子３１の直上に配置されたレンズ４０により集光され、受光素子３１に結合する。
　以上、図１ないし図１０を参照しながら説明してきたように、本発明によれば、光ファイバ４１の挿抜方向が発光素子３０及び受光素子３１の並び方向に対して直交するような構造の光コネクタハウジング３に１芯双方向光通信モジュール１を組み付けることができる。従って、従来の光コネクタハウジング構造と比べて大きく変更する必要のないものにすることができる。
　また、本発明によれば、光路変更部品２５によって送信光（波長λ１）の光路を２回９０°曲げする（光路を折りたたむ）ことから、光路変更部品２５の光路部分を小型化することができ、結果、１芯双方向光通信モジュール１や１芯双方向光通信コネクタ２の小型化を図ることができる。
　さらに、本発明によれば、送信光（波長λ１）の光路を２回９０°曲げすることから、発光素子３０及び受光素子３１を回路基板２９の同一面に近接して実装することができる。従って、１芯双方向光通信モジュール１や１芯双方向光通信コネクタ２の小型化を図ることができる。
　さらに、本発明によれば、光路変更部品２５に直接光フィルタ２６を搭載する構造であることから、光フィルタ搭載時の位置調整工程を従来と比べて簡易化することができる。
　さらに、本発明によれば、光路変更部品２５の側部を切り欠いて光フィルタ搭載部３６を形成することから、モジュールサイズの小型化を図ることができる。従って、１芯双方向光通信モジュール１や１芯双方向光通信コネクタ２の小型化を図ることができる。
　さらに、本発明によれば、光フィルタ搭載部３６と光フィルタ固定部品２７との間に光フィルタ２６を挟み込むことから、温度変化時の光フィルタ２６と光路変更部品２５との熱膨張係数の違いによる応力を逃がし、光フィルタ２６の破損や剥離を防止することができる。
　以下、図面を参照しながら第２実施例を説明する。図１１は送信（λ１）及び受信（λ２）の光経路を示すモジュール断面図である。尚、上記第１実施例と同一の構成部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
　図１１において、第２実施例では発光素子３０及び受光素子３１の配置を第１実施例と逆にしている（位置を入れ替えている）。発光素子３０からの送信光は、光フィルタ２６を透過した後に光ファイバ４１に結合する。一方、光ファイバ４１からの受信光は、光フィルタ２６により反射されて９０゜曲げられ、この後に４５゜プリズム面４２によって更に９０゜曲げられる。そして、受光素子３１に結合する（尚、光フィルタ２６は、送信光（波長λ１）を透過し、受信光（波長λ２）を反射する特性を持つものとする）。第２実施例は第１実施例と同様の効果を奏する。
　以下、図面を参照しながら第３実施例を説明する。図１２は１芯双方向光通信モジュールの斜視図である。尚、上記第１実施例と同一の構成部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
　図１２において、第３実施例の１芯双方向光通信モジュール５１は、第１実施例で備えられていた光学面保護部品２８（図２参照）を用いずに４５゜プリズム面４２の位置にミラー５２を形成したものである。ミラー５２は、「無電解メッキ」や「誘電体多層膜の蒸着」によって形成されている。第３実施例は、光学面保護部品２８を不要にするための例であり、この他には光フィルタ２６を搭載して、この反射により９０゜曲げをするようにしても良いものとする。
　以下、図面を参照しながら第４実施例を説明する。図１３は本発明の１芯双方向光通信モジュールの斜視図である。尚、上記第１実施例と同一の構成部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
　図１３において、第４実施例の１芯双方向光通信モジュール６１は、第１実施例で備えられていた光トランシーバ回路部２１（図２参照）に替えて、ＦＲ－４やＦＲ－５などの図示のリジッド基板６２を含む光トランシーバ回路部６３にしたものである。
　以下、図面を参照しながら第５実施例を説明する。図１４は本発明の１芯双方向光通信モジュールの斜視図である。尚、上記第１実施例と同一の構成部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
　図１４において、第５実施例の１芯双方向光通信モジュール７１は、第１実施例で備えられていた光トランシーバ回路部２１（図２参照）に替えて、図示のフレキシブル－リジッド基板７２を含む光トランシーバ回路部７３にしたものである。
　以下、図面を参照しながら第６実施例を説明する。図１５ないし図１９は他の例となる１芯双方向光通信モジュールに係る図である。尚、上記第１実施例及び第４実施例と同一の構成部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
　図１８において、第６実施例の１芯双方向光通信モジュール８１は、リジッド基板６２を含む光トランシーバ回路部６３と、貫通孔８２を付加してなる光学部２２とを備えて構成されている。リジッド基板６２には、発光素子３０及び受光素子３１（図１９参照）が実装されている。発光素子３０及び受光素子３１は、図１９に示すようにボンディングワイヤ８３によって接続されている。
　光学部２２は、貫通孔８２を有する光路変更部品２５と、光フィルタ２６（図１７参照）と、光フィルタ固定部品２７と、光学面保護部品２８とを備えて構成されている。光路変更部品２５における貫通孔８２は、図１５に示すようにプリズム３７から部品本体３３の後端にかけて真っ直ぐな穴となるように貫通形成されている。貫通孔８２は、送信光又は受信光の９０゜曲げに影響を来さない位置に配置形成されている。貫通孔８２は、図１９に示すように、光路変更部品２５と光トランシーバ回路部６３とを固定した状態における発光素子３０及び受光素子３１の存在する空間８４に対して連通するように形成されている。空間８４は、本実施例において、部品本体３３の後端が枠状になることにより形成されている。貫通孔８２は、この貫通孔８２に例えばディスペンサニードルを挿入して空間８４に液状の保護樹脂（硬化させた状態は図１９の保護樹脂８５を参照）を注入することができる大きさに形成されている。
　上記構成及び構造において、１芯双方向光通信モジュール８１の組み立てに関しては、先ず、図１５及び図１６に示すように光路変更部品２５を光トランシーバ回路部６３に接着等の所定の方法で固定をする。次に、図１６に示すように光トランシーバ回路部６３に固定された光路変更部品２５の貫通孔８２を介して保護樹脂を注入する。保護樹脂は、本実施例において、透明且つ柔軟（ゲル状の）なシリコーン樹脂を用いるものとする。保護樹脂は、図１９に示すように発光素子３０及び受光素子３１などが完全に埋まる程度に空間８４に注入され、この後に硬化して保護樹脂８５となる。硬化した保護樹脂８５は、この表面が平面８６になる（平面８６になることにより、保護樹脂８５を加味した光学設計を容易に行うことができるという利点を有する）。発光素子３０及び受光素子３１などは、保護樹脂８５によって覆われ保護される。
　図１７及び図１９において、光路変更部品２５のフィルタ搭載部３６に対し光フィルタ２６を被せるようにして搭載し、この後に光フィルタ搭載部３６と光フィルタ固定部品２７とで光フィルタ２６を挟み込むように固定をすると、また、光路変更部品２５のプリズム３７に光学面保護部品２８を固定すると（この時貫通孔８２は光学面保護部品２８によって覆われる）、図１８に示すように１芯双方向光通信モジュール８１の組み立てが完了する。
　本発明によれば、発光素子３０及び受光素子３１などを保護樹脂８５によって保護していることから、湿度の影響や使用時の振動による部品の劣化・脱落、ボンディングワイヤの剥がれ等を防ぐことができるという効果を奏する。
　尚、保護樹脂８５でこの表面を平面８６にしない場合、例えば高粘度の保護樹脂を用いてポッティングする一般的な方法であれば、樹脂の表面張力によって光素子上の保護樹脂表面が不確定に斜めになり（略ドーム状の丸みのある形状になり）、光学特性に影響を来す可能性が十分にあるが、本発明においてはこのようなことはない。
　この他、本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。
　本出願は２００９年２月２５日出願の日本国特許出願２００９－０４１６５０及び、２００９年８月４日出願の日本国特許出願２００９－１８１１７３に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　１、５１、６１、７１、８１…１芯双方向光通信モジュール
　２…１芯双方向光通信コネクタ
　３…光コネクタハウジング
　４…コネクタ嵌合部
　５…装着部
　２１…光トランシーバ回路部
　２２…光学部
　２３…回路部本体
　２４…リードフレーム
　２５…光路変更部品
　２６…光フィルタ
　２７…光フィルタ固定部品
　２８…光学面保護部品
　２９…回路基板
　３０…発光素子
　３１…受光素子
　３２…駆動回路
　３３…部品本体
　３４…スリーブ
　３５ａ…凸部
　３５ｂ…凹部
　３６…光フィルタ搭載部
　３７…プリズム
　３８、４６、４７…くり貫き部
　３９、４０、４３…レンズ
　４１…光ファイバ
　４２…４５゜プリズム面
　４４…フェルール
　４５…凹部
　５２…ミラー
　６２…リジッド基板
　６３…光トランシーバ回路部
　７２…フレキシブル－リジッド基板
　７３…光トランシーバ回路部
　８２…貫通孔
　８３…ボンディングワイヤ
　８４…空間
　８５…保護樹脂
　８６…平面

Claims (14)

  1. 　光通信モジュールであって、
    　光ファイバと、
    　前記光ファイバの光軸と光軸が略平行となるように配置され、第一の光信号を送信又は受信する第一の光学素子と、
    　前記光ファイバの光軸と光軸が略平行となるように配置され、第二の光信号を送信又は受信する第二の光学素子と、
    　前記光ファイバと前記第二の光学素子の間に設けられた光路変更部品と、
    　前記光ファイバと前記第一の光学素子の間に設けられ、前記第一の光信号を透過し前記第二の信号を反射する光フィルタと、
    を有し、
    　前記光路変更部品と前記光フィルタは前記第二の光信号の光路を２回９０°曲げる光通信モジュール。
  2. 　請求項１記載の光通信モジュールであって、前記光路変更部品は樹脂製である光通信モジュール。
  3. 　請求項１記載の光通信モジュールであって、前記第一及び第二の光学素子は回路の一平面に配置され、前記光ファイバの光軸は前記平面に垂直である光通信モジュール。
  4. 　請求項３記載の光通信モジュールであって、前記回路は光トランシーバ回路である光通信モジュール。
  5. 　請求項４記載の光通信モジュールであって、前記光トランシーバ回路はフレキシブル-リジッド基板を備えた光通信モジュール。
  6. 　請求項１記載の光通信モジュールにおいて、
    　前記光路変更部品の側部を切り欠いて形成された光フィルタ搭載部と、
    　前記光フィルタ搭載部との間に前記光フィルタを挟み込んで該光フィルタの位置を固定する光フィルタ固定部品と、
    　を有する光通信モジュール。
  7. 　請求項１又は請求項６記載の光通信モジュールにおいて、
    　前記光ファイバ端末のフェルールを案内するスリーブを前記光路変更部品に一体形成する光通信モジュール。
  8. 　請求項５または請求項７記載の光通信モジュールにおいて、
    　前記光路変更部品に、該光路変更部品と前記回路とを固定した状態における前記光素子の存在する空間に保護樹脂が充填されている光通信モジュール。
  9. 　請求項８記載の光通信モジュールにおいて、
    　前記保護樹脂は前記空間に連通する貫通孔から注入され、
    　前記貫通孔を塞ぐ部品を備える光通信モジュール。
  10. 　請求項１記載の光通信モジュールにおいて、
    　前記光路変更部品はプリズム面を備え、前記プリズム面が前記第二の光信号の光路を９０°曲げる光通信モジュール。
  11. 　請求項１記載の光通信モジュールにおいて、
    　前記光路変更部品はミラー面を備え、前記ミラー面が前記第二の光信号の光路を９０°曲げる光通信モジュール。
  12. 　請求項１０記載の光通信モジュールにおいて、前記ミラー面は電解メッキである光通信モジュール。
  13. 　請求項１１記載の光通信モジュールにおいて、前記ミラー面は誘電体多層膜である光通信モジュール。
  14. 　光通信コネクタであって、
    　請求項１ないし請求項１３いずれか記載の光通信モジュールと、前記光通信モジュールの回路に対し前記光ファイバの光軸が略垂直となるよう前記光通信モジュールを収容する光コネクタハウジングと、を備える光通信コネクタ。
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