JPH07209557A - 光送受信モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 発光素子アレイ又は受光素子アレイと、２本
のガイドピンにより位置決め結合される光コネクタ部が
一体化された光モジュール２組を内蔵するハウジングＡ
と、光コネクタ部に嵌合可能なバネ押し機能付きプッシ
ュ−オンコネクタ２組を着脱可能に内蔵したハウジング
Ｂと、ハウジングＡ、Ｂの結合前は係止爪によりハウジ
ングＡ、Ｂとが一体化し、ハウジングＡ、Ｂとの嵌合に
より係止爪がはずれてフリーとなるハウジングＣによっ
て構成される、光送受信モジュール。 【効果】一体化された光素子アレイ２組を一括して外部
コネクタとフローテイング接続できる効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光通信に用いるため
の、並列光伝送における光モジュールと外部とのインタ
ーフェイスに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような光素子アレイと外部と
の光結合では、光素子アレイと光ファイバアレイによっ
て結合された光コードと、光コードの先端に取り付けら
れた光コネクタを介し、外部機器につながる光コネクタ
と結合されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような接続形態で
は、基板から外部に配線された先が接続点になるため
に、配線が乱雑になり易く、非接続時にも片側のコネク
タはたれさがっていると言う状態であった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者はこのような課
題を解決するために、これらの一体化された光素子アレ
イ複数組を一括して外部コネクタとフローテイング接続
させることにより、本発明を完成するに至った。さら
に、本発明では、例えば２組の光素子アレイ内一方を受
光素子（ＰＤ）アレイ、他方を発光（ＬＤ）素子とする
とシステム上有効である。

【０００５】すなわち、本発明は： 発光素子アレイ又は受光素子アレイと、２本のガイ
ドピンにより位置決め結合される光コネクタレセプタク
ル部が一体化されてなる光モジュールを内蔵する一方の
ハウジングＡと、前記光コネクタレセプタクル部に嵌合
可能なバネ押し機能付きプッシュ−オンコネクタを着脱
可能に内蔵したハウジングＢと、更にハウジングＡ、ハ
ウジングＢの結合前は係止爪によりハウジングＢを係止
するハウジングＣがあり、ハウジングＢとハウジングＡ
との嵌合により係止爪がはずれて両者からフリーとなる
ハウジングＣによって構成されている、光送受信モジュ
ールを提供する。また、

【０００６】 上記複数組のプッシュ−オンコネクタ
は連結されており、ハウジングＢに対して一括して抜き
差しできるようにした点にも特徴を有する。また、 ２組の内蔵される光モジュールの一方は発光素子ア
レイであり、もう一方は受光素子アレイである点にも特
徴を有する。また、

【０００７】 複数組の内蔵される光モジュールはハ
ウジングＡに内蔵されて基板上に固定され、ハウジング
Ｂは光モジュールとは別に同一基板上に固定される点に
も特徴を有する。また、 ハウジングＡは上下に割れる構造を有し、内部に光
モジュールを組み込み位置決め後、上下に合わせる点に
も特徴を有する。また、

【０００８】 光モジュール函体部は位置合わせ用の
凹部又は凸部があり、これらの凹又は凸部をハウジング
Ａの部位の位置に嵌合させることにより、光モジュール
とハウジングＡとの相対的位置合わせをする点にも特徴
を有する。また、 複数組の光モジュールで函体の凹凸部の形状を異な
ったものとしている点にも特徴を有する。また、 記載の光コネクタレセプタクル部の光伝送路が光
導波路で形成されている点にも特徴を有する。 記載のハウジングＡの上部に放熱フィンを有した
カバープレートを有している点にも特徴を有する。

【０００９】以下、図面に基づいて詳細に説明する。 （Ｉ）並列伝送光モジュールのハウジング機構につい
て：図１は、光素子アレイ２組を一括して外部コネクタ
とフローティング接続させる並列伝送光モジュールの構
成図を示す。

【００１０】図１において、発光素子アレイ又は受光素
子アレイからなる光素子３と、光ファイバアレイ１１
（図３に図示）を内臓する光コネクタレセプタクル部２
が一体化されてなる光モジュール２組を内蔵する一方の
ハウジングＡ４と、前記光コネクタレセプタクル部２に
嵌合可能なバネ押し機能付きプッシュ−オン機構２組７
を着脱可能に内蔵したハウジングＢ５と、更にハウジン
グＡ、ハウジングＢの結合前は係止テーパ部９と嵌合す
る係止爪８によりハウジングＡとハウジングＢとが一体
化しており、ハウジングＢとハウジングＡとの嵌合によ
り係止爪８がはずれて両者からフリーとなるハウジング
Ｃ６によって構成されている並列伝送光モジュールを提
供する。

【００１１】図２は、ハウジングＣに対するハウジング
Ｂのロック解除を説明する模式図である。図２−（イ）
はハウジングＡ、Ｂが結合前の状態を説明する、図２−
（ロ）はハウジングＢが係止テーパ部９を乗り越えた状
態を説明する、図２−（ハ）はハウジングＡ、Ｂが結合
した状態を説明する模式図である。

【００１２】図２において、ハウジングＡ４とハウジン
グＢ５とが結合前では係止爪８が係止テーパ部９と噛み
合っている（図２−（イ））が、その後係止テーパ部９
を係止爪８が乗り越え（図２−（ロ））、ハウジングＡ
４とハウジングＢ５とが結合すると、係止爪８はフロー
テイング量＝約２ｍｍで浮いている状態にある（図２−
（ハ））。

【００１３】図１において、２組のプッシュ−オン機構
７に対して光ファイバコード２３が接続した多心光コネ
クタ２’が連結されており、かつ多心光コネクタ２’は
プッシュ−オン機構７を介してハウジングＢ５に対して
一括して抜き差しできる機構に構成されている。

【００１４】また、２組の内蔵される光モジュールの光
素子３の１つはＬＤアレイであり、他はＰＤアレイであ
ることが好ましい。また、各々の光モジュールは独立し
てプリント基板１に固定され、ハウジングＢ５は光モジ
ュールとは別にバックボード１０上に固定されることが
良い。

【００１５】ハウジングＡ４は上下に割れる構造を有
し、内部に光モジュールを組み込み後、上下に合体させ
る構造を有する。また、光モジュール函体部は位置合わ
せ用の凹部又は凸部があり、これらの凹又は凸部をハウ
ジングＡ４の部位の位置に嵌合させることにより、光モ
ジュールとハウジングＡ４との相対的位置合わせを高精
度に作業組立性良く実現できる。

【００１６】さらに、２組又は複数組の光モジュールで
函体の凹凸部の形状を異なったものとしてもよい。そう
することにより、更に多数組のモジュールと、誤りなく
インサート取り付けできる。より詳細には、ハウジング
Ａは基台とカバープレートで形成されることが良い。そ
して、基台には光モジュール先端の光ファイバアレイ部
を位置決めする凸部を設け、そこにＬＤ用、ＰＤ用のア
レイ部の凹部を噛み合わせ、上方よりインサート組立て
後に、カバープレートを取り付ける構成が望ましい。カ
バープレートはメタルで形成し、放熱性を向上させるた
めにフィンを取り付け、内部放熱体との伝導部を形成さ
せておくと良い。

【００１７】ハウジングＣにはハウジングＢを内蔵する
構成が良く、係止爪８が外れることにより、軸方向に０
〜２ｍｍ、好ましくは２ｍｍ以上のストロークを持たせ
ることができる。これにより、プリント基板の位置があ
る程度、例えば±１ｍｍ前後しても、バックボード１０
に加圧力が作用することなく光モジュールと多心光コネ
クタ２’との緊密な結合が実現できる。

【００１８】該光コネクタとしては、多心でありかつプ
ッシュ−プルタイプが好ましい。その内部にはガイドピ
ン結合式フェルールをバネ加圧しており、外周のイジュ
クターにより結合解除を行う。

【００１９】（ＩＩ）並列伝送モジュール：本発明のハ
ウジング機構は、基本的に広く並列伝送モジュールに適
用できるが、詳しくは光ファイバアレイの片端がモジュ
ール光学系（光素子）と接合し、他端が光コネクタと結
合する構造に適用できる。図３は、本発明のハウジング
機構を構成する並列伝送モジュールの基本的構造を示す
模式図である。

【００２０】図３において、光ファイバアレイ自体は、
モジュール端部にありモジュール内部の光素子と結合す
るモジュール内部結合端面と、外部の光コネクタと結合
する外部コネクタ結合端面とを有し、外部コネクタ結合
端面にガイドピン２２を有し、モジュール内結合端面側
の上下プレート１５、１６からなる位置決め部材とその
外周に金属フランジ（図示されない）が設けられてい
る。

【００２１】しかも、光ファイバ１２は両端面で下プレ
ート１６と上プレート１５により位置決めされ、光ファ
イバ１２、上下プレート１５、１６、金属フランジがハ
ンダや低融点ガラス等のハーメチックシール部材で一体
化固定され、かつガイドピン２２とガイドピン溝１４を
有している。この場合にガイドピン２２は光ファイバア
レイ１１側の光ファイバ位置決め部材か或いは光コネク
タ２’側の適宜側にガイドピン溝１４を設け、この溝に
固定すれば良い。

【００２２】さらに光ファイバ１２はファイバ溝１３に
位置付けされている構造を呈している。特に、光ファイ
バアレイはハーメチックシール部材で完全に密封され、
かつ両端面が研磨されていることが重要である。

【００２３】ハーメチックシール部材としては、光ファ
イバガラスの接合に適するハンダや低融点ガラスや通常
のＰｂ−Ｓｎ系合金に、Ｚｎ、Ｓｂ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｓ
ｉ、Ｃｕ等の添加材を加えたものが挙げられる。これら
の部材が光ファイバアレイ内部の部品の気密封止の観点
から、また光ファイバアレイとモジュール内の各種光素
子などとの信頼性管理上重要である。

【００２４】光ファイバアレイを封止するには、ハンダ
浴により光ファイバアレイの先端側等からハーメチック
シール部材を注入するのが良く、その場合には超音波振
動を与えながら行うのが良く、この時に金属フランジに
窓部（図示されない）又は光ファイバ露出部を設けてお
くと、その地点で光ファイバの上下プレートのクランプ
を確実にできる。

【００２５】このような窓部又は光ファイバ露出部を設
けておく効果として、隙間が広がるのでハンダ上昇のス
トップになり、光ファイバの位置制御になる。さらに、
下プレート１６に壁部（図示されない）を設けることが
望ましい。該壁部、下プレート１６とはＳｉとガラス又
はＳｉ−Ｓｉの固相接合で形成されていることが良い。
また、この固相接合は陽極接合によることが良いし、か
つこの固相接合がＳｉとＳｉのダイレクトボンドによる
ことが良い。

【００２６】下プレート１６のシリコンの表面に酸化膜
を設けることが上プレート１５やハンダとの接着上好ま
しい。光ファイバ１２にはハンダが付き易くするため
に、メタルコートやカーボンコートを施して信頼性を向
上させることが好ましい。光ファイバ１２、上下プレー
ト１５、１６、金属フランジとはほぼ同一平面に研磨さ
れていることが良い。端面研磨時に上プレート１５のヤ
ング率が小さいと研磨がし易い。

【００２７】また、光ファイバ１２、上下プレート１
５、１６が金属フランジ部より突き出ている構造が研磨
性が良い。図４は、外周に金属フランジを設けた光ファ
イバアレイを有する受発光モジュールを説明する模式図
である。

【００２８】図４において、２２はガイドピン、１１は
光ファイバアレイ、１７は位置決め部、１８はＩＣ部、
１９は端子、２０はアレイレンズ、２１はＬＤ又はＰＤ
アレイである。図４に示されるように、金属フランジ
（図示されない）は光コネクタレセプタクル部２に内蔵
された光ファイバアレイの外周に設けられており、該光
ファイバアレイの先端にガイドピン２２が固定され、こ
のガイドピン２２により光コネクタ２’などと接続し、
後端に上記アレイレンズ２０を介してＬＤ又はＰＤアレ
イ２０、ＩＣ部１８が接続され、端子１９で他の光機器
などと接続される構成となっている。

【００２９】また、光ファイバアレイ１１に金属フラン
ジ等を取り付け、モジュール端に固定することにより、
図１に示されるように光コネクタレセプタクル部２にな
る。更に、光ファイバアレイとＬＤ又はＰＤアレイ、レ
ンズアレイや光導波路等の光素子との接合は、接着剤で
調心固定しても或いはハンダやＹＡＧレーザによる光モ
ジュールのケースに接合しても又はガイドピンによって
も構わない。

【００３０】また、光ファイバアレイの端面は平面研磨
に限らず、斜め研磨により斜め角度結合（例えば５〜１
０°）を可能とし、また無反射コートも可能である。本
発明において、光ファイバアレイとして、光ファイバを
上下プレートで位置決め固定した構成により説明した
が、光ファイバを用いずに、例えば石英基板上に形成し
た光導波路を光ファイバアレイの代わりに光コネクタレ
セプタクル部に用いても構わない。必要に応じてガイド
ピン溝加工を光導波路に形成すれば良い。

【００３１】光導波路にすることにより、ハーメチック
シール等が容易になるし、素子と光コネクタのピッチ変
換が必要になった時も容易に対応できる。更には、合分
岐、合分波の機能もこのレセプタクル部に設けることも
可能となる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、これらは本発明の範囲を制限しない。本発明の一
例として、１２ｃｈのＬＤアレイと１２ｃｈのＰＤアレ
イとをそれぞれ１セットづつ、１組のモジュールに実装
して、１２心の単一モード光コネクタ２組とのプッシュ
−プル結合をバックボードを介して実現した構成を説明
する。

【００３３】まず、ハウジングＡをポリフェニレンサル
ファイド（ＰＰＳ）プラスチックで成形する。カバープ
レートはメタルで作成し、放熱性を向上させるために、
フィンを有している。また、内部のモジュールの熱を伝
導し易くするために、カバープレートとモジュール間を
熱伝導体がコンタクトしている。これらはカバープレー
トを付けることにより容易にコンタクトするようになっ
ている。

【００３４】ハウジングＡは基台とカバープレートで形
成され、基台には光モジュール先端の光ファイバアレイ
部を位置決めする凸部があり、そこにそれぞれＬＤ用、
ＰＤ用のアレイ部の凹部を噛み合わせることにより、上
方よりインサートして組立てた後、カバープレートを取
り付けた。

【００３５】ハウジングＣはハウジングＢを内蔵してお
り、ロックが外れることにより、軸方向に２ｍｍストロ
ークを有する。これにより、プリント基板の位置が±１
ｍｍ前後しても、バックボードに加圧力が作用すること
なく光モジュールと多心光コネクタの結合が実現でき
る。ハウジングＢ、ＣともＰＰＳプラスチックで形成し
た。

【００３６】多心光コネクタのプッシュ−プルタイプ
は、内部で１２心のガイドピン結合式フェルールをバネ
加圧しており、外周のイジュクターにより結合解除を行
う。１２心の多心光コネクタのピッチは１６ｍｍで形成
した。また、ハウジングＡのプリント基板上からの高さ
は実装を考慮して９．０ｍｍ以下に抑えた。

【００３７】本構成により着脱を５００回実施したが、
損失変動は０．４ｄＢ以内であり、実用上全く問題ない
ことが確認できた。また、本構成により、バックボード
に対して光送受信モジュール及び多心光コネクタを独立
して結合できるようになり、作業性が著しく向上した。
また、送受一体となり、取り付けスペース低減、現地取
り扱い性も向上した。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明の並列伝送光モジ
ュールのハウジング機構は、一体化された光素子アレイ
複数組を一括して外部コネクタとフローテイング接続さ
せることができ、接続作業が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光素子アレイ２組を一括して外部コネクタとフ
ローティング接続させる並列伝送光モジュールを説明す
る模式図である。

【図２】ハウジングＣに対するハウジングＢのロック解
除を説明する模式図である。図２−（イ）はハウジング
Ａ、Ｂが結合前の状態を説明する、図２−（ロ）はハウ
ジングＢが係止テーパ部９を乗り越えた状態を説明す
る、図２−（ハ）はハウジングＡ、Ｂが結合した状態を
説明する模式図である。

【図３】本発明のハウジング機構を構成する並列伝送モ
ジュールの基本的構造を示す模式図である。

【図４】外周に金属フランジを設けた光ファイバアレイ
を有する受発光モジュールを説明する模式図である。

【符号の説明】

１ プリント基板 ２ 光コネクタレセプタクル部 ２’多心光コネクタ ３ 光素子 ４ ハウジングＡ ５ ハウジングＢ ６ ハウジングＣ ７ プッシュ−オン機構 ８ 係止爪 ８’爪 ９ 係止テーパ部 １０ バックボード １１ 光ファイバアレイ １２ 光ファイバ １３ ファイバ溝 １４ ガイドピン溝 １５ 上プレート １６ 下プレート １７ 位置決め部 １８ ＩＣ部 １９ 端子 ２０ アレイレンズ ２１ ＬＤ又はＰＤアレイ ２２ ガイドピン ２３ 光ファイバコード

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光素子アレイ又は受光素子アレイと、
   ２本のガイドピンにより位置決め結合される光コネクタ
   レセプタクル部が一体化されてなる光モジュールを内蔵
   する一方のハウジングＡと、前記光コネクタレセプタク
   ル部に嵌合可能なバネ押し機能付きプッシュ−オンコネ
   クタを着脱可能に内蔵したハウジングＢと、更にハウジ
   ングＡ、ハウジングＢの結合前は係止爪によりハウジン
   グＢを係止するハウジングＣがあり、ハウジングＢとハ
   ウジングＡとの嵌合により係止爪がはずれて両者からフ
   リーとなるハウジングＣによって構成されていることを
   特徴とする、光送受信モジュール。
2. 【請求項２】 上記複数組のプッシュ−オンコネクタは
   連結されており、ハウジングＢに対して一括して抜き差
   しできるようにしたことを特徴とする、請求項１記載の
   光送受信モジュール。
3. 【請求項３】 ２組の内蔵される光モジュールの一方は
   発光素子アレイであり、もう一方は受光素子アレイであ
   ることを特徴とする、請求項１記載の光送受信モジュー
   ル。
4. 【請求項４】 複数組の内蔵される光モジュールはハウ
   ジングＡに内蔵されて基板上に固定され、ハウジングＢ
   は光モジュールとは別に同一基板上に固定されることを
   特徴とする、請求項１記載の光送受信モジュール。
5. 【請求項５】 ハウジングＡは上下に割れる構造を有
   し、内部に光モジュールを組み込み位置決め後、上下に
   合わせることを特徴とする、請求項１記載の光送受信モ
   ジュール。
6. 【請求項６】 光モジュール函体部は位置合わせ用の凹
   部又は凸部があり、これらの凹又は凸部をハウジングＡ
   の部位の位置に嵌合させることにより、光モジュールと
   ハウジングＡとの相対的位置合わせをすることを特徴と
   する、請求項４又は５記載の光送受信モジュール。
7. 【請求項７】 複数組の光モジュールで函体の凹凸部の
   形状を異なったものとしていることを特徴とする、請求
   項６記載の光送受信モジュール。
8. 【請求項８】 請求項１記載の光コネクタレセプタクル
   部の光伝送路が光導波路で形成されていることを特徴と
   する、請求項１記載の光送受信モジュール。
9. 【請求項９】 請求項１記載のハウジングＡの上部に放
   熱フィンを有したカバープレートを有していることを特
   徴とする、請求項１記載の光送受信モジュール。