| 【発明の名称】 |
光モジュール |
| 【発明者】 |
【氏名】高谷 雅昭
【氏名】長沢 真二
|
| 【要約】 |
【課題】光コネクタプラグに対して接続／切り離し自在な光電変換部をもつ光モジュールを実現する。
【解決手段】光コネクタプラグ３０に対して接続／切り離しが自在なアダプタ部１０Ａに、光電変換素子１１とその光電変換素子１１に光結合された光導波路１２を有する光電変換部１０Ｂを内蔵させ、光コネクタプラグ３０に対して前記アダプタ部１０Ａを結合することにより光電変換部１０Ｂの前面１３ｃが前記光コネクタプラグ３０のフェルール面に当接し、かつガイドピン１５により光コネクタプラグ３０の光ファイバ心線と光電変換部１０Ｂの光導波路との光軸合わせが行われるようにした。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】光コネクタプラグに対して接続／切り離しが自在なアダプタ部と、発光素子や受光素子等の光電変換素子、該光電変換素子に光学的に結合された光導波路、該光導波路の前記光電変換素子と反対側の端面が露出する前面に形成したガイドピン孔を有し、全体が前記アダプタ部に一体化された光電変換部とを具備し、前記光コネクタプラグに対して前記アダプタ部を結合することにより前記光電変換部の前面が前記光コネクタプラグのフェルール面に当接し、かつ前記ガイドピン孔に挿入したガイドピンにより前記光コネクタプラグの光ファイバ心線と前記光電変換部の光導波路との光軸合わせが行われるようにしたことを特徴とする光モジュール。
【請求項２】発光素子や受光素子等の光電変換素子、該光電変換素子に光学的に結合された光導波路、該光導波路の前記光電変換素子と反対側の端面が露出する前面に形成したガイドピン孔を有する光電変換部と、該光電変換部を内蔵するコネクタハウジング部とを具備し、光コネクタプラグに対してアダプタを介して前記コネクタハウジング部を結合することにより前記光電変換部の前面が前記光コネクタプラグのフェルール面に当接し、かつ前記ガイドピン孔に挿入したガイドピンにより前記光コネクタプラグの光ファイバ心線と前記光電変換部の光導波路との光軸合わせが行われるようにしたことを特徴とする光モジュール。
【請求項３】前記光電変換部が、前記光電変換素子と前記光導波路を有し上面に溝が形成され前面に前記光導波路の端面が露出するた台部と、該台部の少なくとも上面と側面を囲む形状でなり前記台部がはまり込む凹部の天井面に前記溝に対応する溝が形成され且つ前面に前記ガイドピン孔が形成された蓋部と、前記台部に前記蓋部を被せることにより合致させた前記両溝内に挿入されるアライメントピンとを具備し、前記アライメントピンにより前記台部と前記蓋部の相互の位置関係を決め、且つ前記台部と前記蓋部を一体化させたことを特徴とする請求項１又は２に記載の光モジュール。
【請求項４】前記光導波路に、光分岐部、光アイソレータ、又は光フィルタを組み込んで成ることを特徴とする請求項１乃至３に記載の光モジュール。
【請求項５】前記光コネクタプラグのフェルール面と当接する前記光電変換部の前面が斜めにカットされた形状でなり、かつ該斜めの前面と同じ方向に斜めにカットされた前記光導波路の先端部が前記斜めの前面から突出していることを特徴とする請求項１乃至４に記載の光モジュール。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光素子や受光素子等の光電変換素子とその光電変換素子に光学的に結合される光導波路とを具備する光モジュールに係り、特に光ファイバを接続した光コネクタプラグに対して簡単な操作で接続／切り離しできるようにした光モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムの構築には、ＬＤ（レーザダイオード）やＰＤ（フォトダイオード）等の発光素子や受光素子、つまり光電変換素子と共に、その信号を伝達する光ファイバ等の光伝送媒体が必要である。これまでに様々な研究開発がこの光電変換素子と光伝送媒体について行われてきたが、最近では、この光電変換素子と光伝送媒体の接続技術について注目が集まっている。
【０００３】これまで光ファイバ同士を接続する手段としては、図７に示すようなＭＴコネクタが実用化されている。このＭＴコネクタは、各々光ファイバ１０１，１０２が接続されたフェルール１０３，１０４の前端面に形成されたガイドピン孔（図７では一方のフェルール１０４のガイドピン孔１０４ａのみを表示した。）にガイドピン１０５を挿入することにより両光ファイバ１０１，１０２の光ファイバ心線（図７では一方の光ファイバ１０２の心線１０２ａのみを表示した。）の光軸を精度高く合わせてから、クランクスプリング１０６によって両フェルール１０３，１０４の結合状態を保持するものである。１０７、１０８は光ファイバ１０１，１０２の引出部をカバーするゴムブーツ、１０９は樹脂充填孔である。
【０００４】このＭＴコネクタでは、両フェルール１０３，１０４において、光ファイバ１０１，１０２の相互間を簡単に接続／切り離しできる。
【０００５】一方、光電変換素子と光ファイバの接続には、主として機械を用いてアクティブに光ファイバと光電変換素子の光軸を合わせ、両者を固定してしまうという技術を用いていた。
【０００６】あるいは、図８に示すように、光電変換部２０１と光コネクタ部２０２の間を光ファイバ２０３で接続した光モジュールが提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、光電変換素子と光ファイバを固定接続する手法では、それらの光軸を合わせるための機械が特別に必要となるため、コスト的に高くなり、また簡単に両者を切り離しできないという欠点があった。
【０００８】また、図８に示した光モジュールは、コネクタ部２０２において他の光コネクタとの接続／切り離しを考慮したものであるが、光ファイバ２０３の取り扱いが煩雑であり、また光コネクタ２０２が大きくなるという問題があった。
【０００９】本発明は以上のような点に鑑みてなされたもので、その目的は、光コネクタプラグに対し直接的に接続／切り離しできるようにして、前記した問題を解決した光モジュールを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するための第１の発明は、光コネクタプラグに対して接続／切り離しが自在なアダプタ部と、発光素子や受光素子等の光電変換素子、該光電変換素子に光学的に結合された光導波路、該光導波路の前記光電変換素子と反対側の端面が露出する前面に形成したガイドピン孔を有し、全体が前記アダプタ部に一体化された光電変換部とを具備し、前記光コネクタプラグに対して前記アダプタ部を結合することにより前記光電変換部の前面が前記光コネクタプラグのフェルール面に当接し、かつ前記ガイドピン孔に挿入したガイドピンにより前記光コネクタプラグの光ファイバ心線と前記光電変換部の光導波路との光軸合わせが行われるように構成した。
【００１１】第２の発明は、発光素子や受光素子等の光電変換素子、該光電変換素子に光学的に結合された光導波路、該光導波路の前記光電変換素子と反対側の端面が露出する前面に形成したガイドピン孔を有する光電変換部と、該光電変換部を内蔵するコネクタハウジング部とを具備し、光コネクタプラグに対してアダプタを介して前記コネクタハウジング部を結合することにより前記光電変換部の前面が前記光コネクタプラグのフェルール面に当接し、かつ前記ガイドピン孔に挿入したガイドピンにより前記光コネクタプラグの光ファイバ心線と前記光電変換部の光導波路との光軸合わせが行われるように構成した。
【００１２】第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記光電変換部が、前記光電変換素子と前記光導波路を有し上面に溝が形成され前面に前記光導波路の端面が露出するた台部と、該台部の少なくとも上面と側面を囲む形状でなり前記台部がはまり込む凹部の天井面に前記溝に対応する溝が形成され且つ前面に前記ガイドピン孔が形成された蓋部と、前記台部に前記蓋部を被せることにより合致させた前記両溝内に挿入されるアライメントピンとを具備し、前記アライメントピンにより前記台部と前記蓋部の相互の位置関係を決め、且つ前記台部と前記蓋部を一体化させて構成した。
【００１３】第４の発明は、第１乃至第３の発明において、前記光導波路に、光分岐部、光アイソレータ、又は光フィルタを組み込んで構成した。
【００１４】第５の発明は、第１乃至４の発明において、前記光コネクタプラグのフェルール面と当接する前記光電変換部の前面が斜めにカットされた形状でなり、かつ該斜めの前面と同じ方向に斜めにカットされた前記光導波路の先端部が前記斜めの前面から突出しているよう構成した。
【００１５】
【発明の実施の形態】［第１の実施形態］図１は本発明の第１の実施形態の光モジュール１０を示す図であり、光ファイバ（図示せず）が接続される光コネクタプラグ３０に対し自在に接続／切り離しできるようにしたものである。この光モジュール１０は、光コネクタプラグ３０に自在に接続／切り離しできるアダプタ部１０Ａと、このアダプタ部１０Ａに内蔵された光電変換部１０Ｂからなる。そして、光電変換部１０Ｂは、図２に示すような構造になっている。
【００１６】図２(a)において、１１は発光素子や受光素子等の光電変換素子、１２はその光電変換素子１１に光結合している光導波路である。この光導波路１２は光ファイバ或いはその光ファイバと同様にコア部とクラッド部を有するよう写真蝕刻法と堆積法等により形成した構造の光導波路である。図２(b)の分解図に示すように、光電変換素子１１は台部１３の光素子載置部１３ａにセットされ、光導波路１２は台部１３の光導波路部１３ｂに埋め込まれて、前面（フェルール面）１３ｃにその先端が面一で露出している。また、この台部１３の上面には２本のＶ溝１３ｄが形成されている。
【００１７】１４は蓋部（ＭＴコネクタ部材）であり、台部１３の上面、両側面および背面を覆う蓋形状であり、その前面両側にはガイドピン１５を挿入するためのガイドピン孔１４ａが形成され、台部１３がはめ込まれる天井部分にはその台部１３のＶ溝１３ｄに対応する２本のＶ溝が１４ｂが形成されている。
【００１８】さて、この光電変換部１０Ｂの組み立ては、台部１３のＶ溝１３ｄと蓋部１４のＶ溝１４ｂを合致させ、そこにアライメントピン１６をはめ込んで、台部１３と蓋部１４の相互間の位置決めを行う。これにより、ガイドピン孔１４ａと光導波路１２の端面が予め決めた位置関係で正確に決定されるので、この状態で台部１３と蓋部１４を接着剤で固定する。そして、この光電変換部１０Ｂをアダプタ部１０Ａ内に内蔵すると、図１に示すようになる。
【００１９】したがって、光コネクタプラグ３０と接続するときは、その光コネクタプラグ３０のフェルールのガイドピン孔（図示せず）と光電変換部１０Ｂのガイドピン孔１４ａとをガイドピン１５で連結することによりその光コネクタプラグ３０の光ファイバ心線と光電変換部１０Ｂの光導波路１２との光軸合わせが行われる。この接続状態は、アダプタ部１０Ａにおける光コネクタプラグ３０との間の係合によって保持される。切り離しはその係合を解除することにより行われる。
【００２０】なお、光電変換部１０Ｂには、光電変換素子１１に対する電源供給や電気信号伝送用の配線（メタルケーブル等）が設けられるが、ここでは省略している。
【００２１】以上のように、この第１の実施形態の光モジュール１０は、アダプタ部１０Ａに光電変換部１０Ｂを一体的に組み込んで構成しているので、光コネクタプラグ３０に接続されている光ファイバに対して着脱自在となり、しかも光ファイバ同士を接続するＭＴコネクタと同程度にコンパクトに形成することができる。
【００２２】［第２の実施形態］図３は本発明の第２の実施形態の光モジュール２０を示す図であり、光ファイバが接続される光コネクタプラグ３０に対しアダプタ４０を介して自在に接続／切り離しできるようにしたものである。この光モジュール２０は、光コネクタプラグ３０に自在に接続／切り離しできるフェルール部としての光電変換部２０Ａ、その光電変換部２０Ａが内蔵されるコネクタハウジング部２０Ｂから成り、光電変換部２０Ａにはメタルケーブル５１が接続されている。そして、光電変換部２０Ａは、図４に示すような構造になっている。
【００２３】図４(a)において、２１は発光素子や受光素子等の光電変換素子、２２はその光電変換素子２１に光結合している光導波路である。この光導波路２２は光ファイバ或いはその光ファイバと同様にコア部とクラッド部を有するよう写真蝕刻法と堆積法等により形成した構造の光導波路である。図４(b)の分解図に示すように、光電変換素子２１は台部２３の光素子載置部２３ａにセットされ、光導波路２２は台部２３の光導波路部２３ｂに埋め込まれて、前面（フェルール面）２３ｃにその先端が面一で露出している。また、この台部２３の上面には２本のＶ溝２３ｄが形成されている。
【００２４】２４は蓋部（ＭＴコネクタ部材）であり、台部２３の上面、両側面および背面を覆う蓋形状であり、その前面両側にはガイドピン２５を挿入するためのガイドピン孔２４ａが形成され、台部２３がはめ込まれる天井部分にはその台部２３のＶ溝２３ｄに対応する２本のＶ溝が２４ｂが形成されている。
【００２５】さて、この光電変換部２０Ｂの組み立ては、台部２３のＶ溝２３ｄと蓋部２４のＶ溝２４ｂを合致させ、そこにアライメントピン２６をはめ込んで、台部２３と蓋部２４の相互間の位置決めを行う。これにより、ガイドピン孔２４ａと光導波路２２の端面が予め決めた位置関係で正確に決定されるので、この状態で台部２３と蓋部２４を接着剤で固定する。そして、この光電変換部２０Ｂをコネクタハウジング部２０Ｂに組み込むと、図３に示すようになる。
【００２６】よって、光コネクタプラグ３０と接続するときは、アダプタ４０を介在させてその光コネクタプラグ３０のフェルールのガイドピン孔（図示せず）と光電変換部２０Ａのガイドピン孔２４ａとをガイドピン２５で連結することによりその光コネクタプラグ３０の光ファイバ心線と光電変換部２０Ａの光導波路２２との光軸合わせが行われる。この接続状態は、アダプタ４０が光コネクタプラグ３０とコネクタハウジング部２０Ｂの両者に係合することによって保持される。切り離しはその係合を解除することにより行われる。
【００２７】なお、この光電変換部２０Ａでは、メタルケーブル５１によって光電変換素子２１に対する電源供給や電気信号伝送が行われる。
【００２８】この実施形態の光モジュール２０においては、従来のＭＴコネクタの一方の光コネクタプラグに相当する部分に対し、光電変換素子を有する光電変換部２０Ａを一体的に組み込んで構成しているので、光コネクタプラグ３０に接続されている光ファイバに対して着脱自在となり、しかも光ファイバ同士を接続するＭＴコネクタと同程度にコンパクトに形成することができる。
【００２９】［第３の実施形態］図５は前記した第１の実施形態の光モジュール１０において、光導波路１２を一方が２分岐した光導波路１７に置換し、その分岐枝の一方を発光素子１１ａに光結合し、他方を受光素子１１ｂに光結合して、光電変換部１０Ｂ’を構成したものである。この光導波路１７の他端は前面（フェルール面）１３ｃに面一で露出している。
【００３０】この実施形態では、前面１３ｃに臨む光導波路１７ａに双方向に光信号が伝送されることになり、これと光結合される光コネクタプラグ３０の光ファイバにも双方向信号が伝送することになる。
【００３１】このように光分岐部を組み込んだ光導波路は、図３，図４に示した第２の実施形態の光モジュール２０の光電変換部１０Ａの光導波路２２にも同様に適用できる。
【００３２】［第４の実施形態］図６は前記した第１の実施形態の光モジュール１０において、台部１３の前面（フェルール面）１３ｃおよび蓋部１４の前面が、若干の角度で下方を向くような斜面の前面１３ｃ’および斜面の前面１４ｃをもつように変形し、かつ光導波路１２の先端１２ａを若干の距離Ｄ（約１μｍ程度）だけ突出させて同様な斜面にカット研磨し、光電変換部１０Ｂ”としたものである。
【００３３】このように形成すると、フレネル反射を抑制することができると共に、光コネクタプラグ３０の光ファイバ心線との接合が物理接続状態となり、屈折率整合剤を用いることなく光接続ができる。なお、このような斜めの前面１３ｃ’を用いる場合は、光コネクタプラグ３０についてもそのフェルール面が対応するよう斜めにカットしておく。
【００３４】［その他の実施形態］第１、第２の実施形態において、光電変換素子１１、２１に光結合する２本の光導波路１２、２２は、その形状や相互間隔を変更することにより反射光を制御したり、前面（フェルール面）の光導波路ピッチを変更することができる。前面の光導波路ピッチの変更により、標準的なピッチ0.25μｍの光ファイバを接続した光コネクタプラグ以外の光コネクタプラグにも対応させることができる。また、その光導波路１２、２２に光アイソレータを組み込んで反射戻りを防止したり、光フィルタを挿入して任意の波長の光信号を選択するようにもできる。さらに、第１、第２の実施形態は光導波路が２本であるが、これは任意の本数に設定できる。さらに、以上説明した実施形態は、光コネクタプラグ３０としてＭＰＯコネクタを対象としたが、他のＭＴフェルールを用いたコネクタ（ＭＴ−ＲＪコネクタ等）を対象とすることもできる。
【００３５】
【発明の効果】以上から第１の発明によれば、光コネクタプラグと接続／切り離しが自在でコンパクトな光モジュールを実現できる。また、第２の発明によれば、第１の発明の効果に加えて、光モジュールが光コネクタの形状をしているので、コネクタハウジングを適宜設定することで任意の光コネクタに結合できる。さらに第３の発明によれば、第１、第２の発明の効果に加えて、光導波路の前端面とガイドピン孔との位置決め精度が高くなる。さらに第４の発明によれば、第１乃至第３の発明の効果に加えて、各種の反射、透過、信号送信形態等に対応できる。さらに、第５の発明によれば、第１、第２の発明の効果に加えて、屈折率整合剤なしに光電変換素子と光ファイバとの接続／切り離しができる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４２２６
【氏名又は名称】日本電信電話株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１１年７月２日（１９９９．７．２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８３１９４
【弁理士】
【氏名又は名称】長尾 常明
|
| 【公開番号】 |
特開２００１−１３３６１（Ｐ２００１−１３３６１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１月１９日（２００１．１．１９） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１８８５３７ |
|