(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多チャンネルの光学的なモジュールであって、差込コネクタ、この差込コネクタの受容及び係止のための接続ポート（１）、並びにこの接続ポート（１）に所属して互いに並べて配置された電気光学的な複数の変換器（２６，２８）を備えており、
差込コネクタが差込コネクタケーシング（１０）、この差込コネクタケーシング内に配置された円柱形の差込ピン（１８）を有しており、差込ピン（１８）がこの差込ピンの縦軸線（Ａ）を含む中央の１つの縦平面（２４）内に複数の光導波体（４３，４４）を配列しており、
変換器から延びる光学的な通路（３１，３２）がそれぞれ、接続ポート（１）への差込コネクタの差込方向に対して垂直な差込ピンの端面で差込ピン内の前記各光導波体と光学的に結合されており、
接続ポート（１）が、差込ピン（１８）のための受容スリーブ（４）及び、差込コネクタケーシング（１０）に成形された係止成形部材（８，９）と相互に係止する係止機構（２）を有しており、
接続ポート（１）と差込ピン（１８）との相互の位置合わせのために、受容スリーブ（４）が整合手段（１４，１５）を備えており、この整合手段が差込ピン（１８）に設けられた対応する整合手段（２０，２１）と相互に係止しており、
各変換器（２６，２８）からの光学的な通路（３１，３２）が、共通の１つの結合部材（３０，６５，８７）内を、互いに各変換器に向かって広がるように延びていることを特徴とする多チャンネルの光学的なモジュール。
【請求項２】
整合手段（１４，１５）が、差込ピンの縦軸線（Ａ）の方向に延びる縦隆起部であり、縦隆起部が受容スリーブの内面に形成されている請求項１記載のモジュール。
【請求項３】
整合手段（１４，１５）がセンタリングピンであり、センタリングピンが受容スリーブの縦軸線（Ａ）の両側に配置されている請求項１記載のモジュール。
【請求項４】
差込コネクタの２つ若しくは４つの光導波体（４３，４４）が差込ピン（１８）の端面で終わっている請求項１から３のいずれか１項記載のモジュール。
【請求項５】
変換器（５８，５９）が差込コネクタの縦軸線に対して垂直に結合部材（６５）へ向けて放出するレーザー送信器であり、レーザー送信器の放出波長が８５０ｎｍ若しくは１３００ｎｍである請求項１から４のいずれか１項記載のモジュール。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項記載のモジュールを２つ備えたモジュール装置において、一方のモジュール（５０）が送信器として形成された変換器（５８）を装備しており、他方のモジュール（５２）が受信器として形成された変換器（５９）を装備していることを特徴とするモジュール装置。
【請求項７】
両方のモジュール（５０，５２）が共通の１つのケーシング（５４）内に収容されており、ケーシングの底面が２６ｍｍ×４０ｍｍを越えていない請求項６記載のモジュール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は電気光学式のデーター伝送装置の分野に関する。電気光学式のデーター伝送のために一般的に、電気光学式のモジュールとも呼ばれる送信ユニット及び／又は受信ユニットを使用して、該送信ユニット及び／又は受信ユニットが電気的な信号を光学的な信号に、及び／又は光学的な信号を電気的な信号に変換する。本来の信号変換のために電気光学式の変換器を用いてあり、該変換器が例えばレーザーダイオード（送信器）若しくはフォトダイオード（受信器）として構成されていて、変換面を有しており、変換面が光学的に活性可能な区域とも呼ばれる。
【０００２】
光導波体によるデーター伝送のために、モジュールが光導波体・差込コネクタとの機械的な結合のため及び位置合わせのための機械的な結合装置を備えており、結合装置は以下において接続ポート(Anschluss-Port)若しくはソケット(Steckbucht)とも呼ばれる。光導波体なる概念は、本発明の枠内では光学波の伝送若しくは搬送のために適したすべての構成要素、例えばガラス繊維若しくはプラスチック繊維を意味する。
【０００３】
SIEMENS-FIRMENZEITSCHRIFT(ジーメンス・会社刊行物)「 FDDI LOU-COST TRANSCEIVER」(RefNr A 23001-G40-P 042-X-7600)１９９３年から、個別の１つの受信チャンネル及び個別の１つの送信チャンネルを有する電気光学式のモジュールが公知である。公知のモジュールは各チャンネルにとってそれぞれ個別の１つの接続ポートを備えている。各接続ポートはそれぞれ、光導波体・差込ピンの受容のための位置決めスリーブ及び係止部材としての係止アームを有しており、係止アームが差込コネクタ・ケーシングのアンダーカット部と協働するようになっている。これによって、各接続ポート内に差し込まれた差込コネクタの機械的な固定が保証される。差込ピンは規格化されたピン(Ferrulen)として形成されていて、中央の縦孔内に唯一の光導波体を受容するようになっており、光導波体は差込ピン・端面で終わっている。中央の光導波体案内は差込ピンの周方向の位置合わせ若しくは固定を必要としない。
【０００４】
受容スリーブ及び機械的な係止機構は、幾何学形状及びそれぞれの差込コネクタにとって重要な寸法に関連して日本工業規格JIS-C-5973-1990に対応して形成されている。該規格において特に、差込ピンの長さ及び直径、コネクタケーシング寸法及び、接続ポートの機械的な係止機構と協働する成形部材の位置及び形状が規定されている。このような標準・差込コネクタは一般にＳＣ・差込コネクタ(SC-Steckverbinder)と呼ばれる。このようなＳＣ・差込コネクタの接続のために形成された接続ポートは、ＳＣ・接続ポート若しくはＳＣ・ソケット（ＳＣ・レセプタクル[SC-Receptacle]）と呼ばれる。
【０００５】
公知のトランシーバーで明らかなように、各伝送チャンネルにとって分離された１つのＳＣ・接続ポートが設けられており、ＳＣ・接続ポートを用いて電気光学式の変換器が光学的な通路を光導波体端面内に光線を放出し（送信器）、若しくは該端面から走出する光線を受け取る（受信器）。
【０００６】
伝送すべきデーター量の増大に伴って、２つの箇所間での並列的なデーター伝送若しくは少なくとも１つの箇所での並列的な受信或いは送信の要求が増大する。このような要求を満たすために、従来原理的には単チャンネル式の複数のモジュールが使用されている。
【０００７】
増大するモジュール数に伴って増大する所要スペースに関連して、別の解決手段も望まれている。この場合、使用者にとって包装過程、検査過程及び、有利には同じ装置との組立過程中のモジュールの取り扱いが可能でありたい。別の可能性が特別なプラグ構造の開発である。公知の多チャンネル光学式のモジュールにおいては、複数の電気光学式の変換器が１つの接続ポートに対応して配置されている。接続ポートが、複数の光導波体を含むプラグ(Stecker)の受容及び係止のために用いられている。変換器は互いに並んで位置していて、ウエーブガイド（光学的な通路）が、接続ポートへのプラグの差込方向に対して垂直なプラグ端面でプラグ内の光導波体と光学的に結合されるようになっている。接続ポートはプラグのための受容部及びプラグと機械的に協働する係止機構を有している。接続ポートとプラグとを相互に位置合わせするために、受容部が整合手段としても形成されており、整合手段がプラグの対応する成形部分と相互に係止している。この場合、接続ポートとプラグとの相互の位置合わせが受容部内でのプラグの形状係合(Formschluss)によって行われる。従って、プラグが接続ポートの受容部に差し込まれるだけであるものの、わずかな接続損失が避けられず、製造に際して基準値からのずれ（誤差）が小さく保たれねばならない。プラグはウエーブガイドの入射面若しくは出射面との接触の際に後退できない。特に頻繁な差込過程に際して光導波体端部の端面が高い損傷にさらされる（ヨーロッパ特許出願公開第０６１８４６８Ａ１号公報）。
【０００８】
本発明の課題は、モジュールを改善して、該モジュールが著しく減少された所要スペースしか必要とせず、著しく高いモジュール機構／チャンネル数を有していて、所望の形式で取り扱い可能でありかつ、接続すべき光導波体と容易に光学的に結合可能であるようにすることである。
【０００９】
本発明の前記課題は、請求項１に記載の構成によって解決される。本発明の構成において、接続ポートがそれ自体公知の形式で次のように形成されており、即ち、複数の光導波体を含む１つの差込ピンが接続ポート内に受容され、この場合、新規な形式でプラグと接続ポートとの間のセンタリングが従来単極のプラグのためにのみ用いられた円筒形の構造によって保証されており、光学的な通路と接続すべき光導波体との規定された位置合わせのために、互いに係合する円筒形の構成部材と円柱形の構成部分とが、対応する整合手段を備えており、この場合、変換器からの光学的な通路が共通の１つの構成部材（結合部材）内を延びており、該構成部材が通路を変換器側で拡開している。整合手段(Ausrichthilfe)なる概念は、当業者に差込コネクタの相対する構成部材間の相互の位置合わせの目的で知られたすべての構成要素を意味している。適した整合手段としては、特に長尺の部材、例えば円柱ピン(Zylinderstift)、若しくは横断面多角形のピン若しくはロッド若しくはボルトを挙げることができ、該部材が受容スリーブの縦軸線の両側に配置されており、若しくは整合手段は縦方向隆起部（縦軸線の方向に延びる隆起部）であってよく、縦方向隆起部が受容スリーブの内面に形成されている。
【００１０】
本発明に基づくモジュールの極めて有利な構成では、唯一の接続ポートを用いて複数の光導波体端部の接続が可能である。特に有利には、接続ポートのＳＣ・差込コネクタに対応した構成に基づき、光導波体が従来通常の形式でモジュール若しくはモジュール内にある光学式の変換器に接続され得る。
【００１１】
特に有利には接続ポートの、ＳＣ・差込コネクタに対応した構成に基づき光導波体が従来の形式でモジュール若しくはモジュール内に含まれた光学的な変換器に接続できる。
【００１２】
本発明のモジュールは、従来の発展方向と異なって従来の基本構造を維持して小型化の方向を取るものであり、ＳＣ・接続原理を利用して新規な接続配置及び接続構造に向くものである。本発明に基づくモジュールにおいては唯一の接続ポートを介して複数の光導波体端部が接続され、これによってケーシング構成寸法を変えない状態でモジュール機能を二倍若しくは四倍にすることが可能である。従って構成寸法を少なくともファクタ２だけ小さくでき、即ち、いわゆる「Small Form Factor／SFF-Module(小型／SFF・モジュール）」の実施のために必要なケーシング底面が少なくとも半分にされ、若しくはパッケージ密度若しくはチャンネル数が相応に増大される。
【００１３】
本発明の有利な構成では、変換器間の間隔が光導波体端部間の横方向の間隔よりも大きく大きくされている。このことは特に、差込コネクタが２つ若しくは４つの光導波体を端部で接続する場合に有利である。
【００１４】
本発明の構造的に有利な実施態様では、変換器が垂直に放出する送信器(vertikal emittierender Lasersender)である。これによって、それぞれ複数の変換器を保持するプレート片を縦置きすることが可能であり、この場合、変換器が光学的に活性可能な区域で互いに相対して位置している。有利には、レーザー送信器の放出波長が８５０ｎｍ若しくは１３００ｎｍである。
【００１５】
本発明に基づくモジュールは２つ若しくは複数のモジュールを備えたモジュール装置内に有利に用いられる。２つのモジュールを使用する場合に有利には、例えば冒頭に述べたトランシーバーの従来のモジュールケーシングの大きさが維持され、この場合、互いに並列に各接続ポートに導かれる光導波体端部の数に相応して二倍若しくは四倍のチャンネル容量が達成される。この場合に有利には、一方のモジュールが送信器として形成された変換器を装備しており、他方のモジュールが受信器として形成された変換器を装備している。モジュール装置は有利には両方のモジュールを共通の１つのケーシング内に有しており、ケーシングの底面が２６ｍｍ×４０ｍｍ、有利には２５．４０ｍｍ×３９．１２ｍｍを下回っていない。
【００１６】
次に本発明を図示の実施例に基づく説明する。図面を見易くするために、図１乃至図３には、差込コネクタが接続ポート内に完全に差し込まれる直前の状態で示してある。
【００１７】
図１及び図２には、接続ポート１を備える多チャンネル光学式のモジュールが示してあり、該接続ポートは側方の寸法に関連して（特に機械的な係止機構２及び受容スリーブ４に関連して）、日本工業規格ＪＩＳ−Ｃ−５９７３−１９９０に基づくＳＣ・差込コネクタの受容のためにＳＣ・ソケット（ＳＣ・レセプタクル）として形成されている。工業規格ＪＩＳ−Ｃ−５９７３−１９９０は参考例として挙げられる。機械的な係止機構２は２つの係止アーム５，６を有しており、係止アームの係止突起５ａ，６ａが、差込コネクタを接続ポート１内に完全に差し込んだ場合に、差込コネクタケーシング１０の対応するアンダーカット８，９内に係合する。モジュールはさらにケーシング１１及び複数の電気的な接続接点１２を有しており、接続接点は例えば２列にそれぞれ５つの接点若しくは別の形式（例えば１×９若しくは２×１０）で配置されていてよい。
【００１８】
図３に示してあるように、受容スリーブ４が内側に、例えば縦軸線Ａの方向に延びる縦隆起部１４，１５を備えており、該縦隆起部は受容スリーブ４の縦軸線Ａに対して半径方向に向いている。縦隆起部１４，１５は整合手段として用いられて、差込ピン１８の周囲に相対して形成された縦溝２０，２１若しくはくぼみと協働するようになっている（図２及び図３）。
【００１９】
図３から明らかなように、整合手段１４，１５，２０，２１の作用によって、差込ピン・縦軸線Ａを含む中央の縦平面２４が、差込ピン１８を受容スリーブ４内に差し込むと直ちに、モジュールに対して規定された位置に位置合わせ（位置決め）させられる。整合手段として、受容スリーブ４内に組み込まれたウエブのほかに、さらに多くの別の構成も考えられ：例えば受容スリーブが１つの平面２４内で受容スリーブの縦軸線の両側に配置されたセンタリングピン(Zentrierstift)を有していてよく、センタリングピンが差込ピン１８の適当な溝若しくは孔と協働する。
【００２０】
モジュールケーシング１１内に電気光学的な複数の変換器２６，２８を配置してある。変換器は、８５０ｎｍ若しくは１３００ｎｍの波長の光を放つレーザーダイオードであってよい。図２の実施例では例として２つの変換器だけが示してある。変換器２６，２８、若しくは変換器の光学的に機能可能な区域が結合部材３０を介して、差し込まれた差込ピン１８の端面と合致する横断面に導かれており、これによって光学的な通路３１，３２が変換器２６，２８と、一緒に平面２４内に配置された２つの光導波体４３，４４の端部との間を延びている。同様に適した別の結合部材がドイツ国において１９９７年９月２４日付けで特許出願１９７４２８９５．９号明細書に記載してある。平面２４内には例えば４つの光導波体が配置されていてよく、差込ピン１８の端面４５で終わっている。これによってモジュールは分離された複数の経路を備えており、経路が共通の１つのＳＣ・差込コネクタ内に配置された個別の光導波体端部に光学的に結合可能である。
【００２１】
図４に、開いて図示した共通の１つのケーシング５４内に本発明に基づく２つのモジュール５０，５２を収容して成るモジュール装置が示してある。ケーシングの底面はａ＝３９．１２ｍｍ及びｂ＝２５．４０ｍｍの寸法を有していて、従って冒頭にのべったモジュールのモジュール寸法に相応している。図４には見易くするために、モジュール装置の後で述べる重要な部分のみが概略的に拡大して示してある。
【００２２】
モジュール５０は２つの基板５５，５６を有しており、基板にレーザーアレイ５８，５９のための制御回路がそれぞれ配置されている。レーザーアレイ５８，５９は表面放出形のレーザー（いわゆる垂直放出形のレーザー／VCSEL）として形成されている。光線が光学的なレーン若しくは通路６０乃至６３を通って進み部分的に共通の１つの連結部材６５によって鏡面で転向される。図面から明らかなように、連結部材６５は変換器側で通路を開いており、その結果、基板５５，５６間に大きなスペース及び間隔が生ぜしめられている。光学的な通路６０乃至６３が共通な１つの電気光学的な結合面７０で個別のレーザーの活性可能な区域を形成しており、該結合面には差込ピン１８′内を延びる４つの光導波体端部の端面も位置している。
【００２３】
差込ピン１８′は端面でストッパ面に当接している。図４の上側の部分に部分的に破断して示してあるように、差込ピン１８′に沿ってセンタリングピン７２，７３の形の整合手段が延びている。センタリングピンは差込ピン１８′の図１乃至図３に示す切欠き若しくは縦溝と協働して、光導波体端部７１が含まれる平面２４を光学的な通路６０乃至６３の平面に一致させるようになっている。図面を見易くするためにモジュール５０，５２の係止機構は図４には示してない。
【００２４】
図４の下側の部分には、既に原理的に述べた別の構成要素が概略的に示してある。通路８０乃至８３の矢印によって明らかなように、モジュール５２の電気光学的な変換器は複数（例えば２つ）の感光区域を備えた受信アレイ８４，８５として形成されている。光線若しくは光学的な通路８０，８２は前に述べた形式で共通の１つの結合部材８７を経て延びている。図４のモジュール装置は、別個の１つの受信経路及び別個の１つの送信経路を備えた通常のトランシーバーケーシングに相応する構成寸法でそれぞれ４つの送信経路及び４つの受信経路を有している。モジュール装置への接続は有利には、いわゆるＳＣ・ＤＣ(Dual Conecter)・差込コネクタ若しくはＳＣ・ＱＣ(Quadruple Connector)・コネクタを用いて行われてよく、この場合、各コネクタは寸法及び係止機構に関連していわゆるＳＣ・規格に対応していて、それぞれ共通の１つの平面内を延びる光導波体を密閉している。
【００２５】
本発明に基づくモジュールの構成原理で実施可能な特に有利な組み合わせは、表に例として示してあるものの、もちろんほかの構成も本発明の枠を逸脱することなく実施可能である。
【００２６】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【図１】結合対としての相対する差込コネクタを備えたモジュールの斜視図。
【図２】図１のモジュールの拡大斜視図。
【図３】図２のモジュールと差込コネクタ・端面との間の領域の拡大斜視図。
【図４】モジュール装置の平面図。
【符号の説明】
１  接続ポート、    ２  係止機構、    ４  受容スリーブ、    ５，６  係止アーム、    ８，９  アンダーカット、    １０  差込コネクタケーシング、    １１  モジュールケーシング、    １２  接続接点、    １４，１５  縦隆起部、    １８  差込ピン、    ２０，２１、レーザーダイオード、    ２６，２８  変換器、    ３０  結合部材、    ５０，５２  モジュール、    ５５，５６  基板、    ５８，５９  レーザーアレイ、    ６０乃至６３  通路、    ６５  結合部材、    ７０  結合面、    ８０乃至８３  通路、    ８４，８５  受信アレイ、    ８７  結合部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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