(57)【要約】      （修正有）【課題】ＥＭＩ特性、ＥＭＳ特性に優れ、光接続特性に優れた光レセプタクル構造を提供する。【解決手段】光レセプタクル用発光素子モジュール、又は受光素子モジュールの先端部のスリーブをセラミック製とし、ホルダ１０３、アダプタ１０４を金属製としている。これにより金属部の構造を小さくでき、電磁波雑音におけるアンテナ効果を抑え、ＥＭＩ、ＥＭＳ特性を向上できる。また光コネクタ内部金属部品と高度な絶縁性を持つセラミックで距離を保つことにより静電気放電においても内部の回路側に伝えないようにすることが可能である。【選択図】図１
2006106680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続される光ファイバへレーザ光を導くスタブフェルールと、
接続される光ファイバの光コネクタフェルールと前記スタブフェルールとを保持するスリーブと、
前記スタブフェルールとスリーブとが固定されるホルダと、
前記ホルダと光モジュールとを接続するアダプタと、
からなる、光レセプタクル構造を有する光素子モジュールにおいて、
前記スリーブを非金属素材で形成されていることを特徴とする光素子モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の光素子モジュールであって、
前記ホルダに固定されて前記スリーブを覆うスリーブカバーを有することを特徴とする光素子モジュール。
【請求項３】
請求項１に記載の光素子モジュールであって、
前記スリーブがセラミック素材で形成されていることを特徴とする光素子モジュール。
【請求項４】
請求項２に記載の光素子モジュールであって、
前記スリーブとスリーブカバーとがセラミック素材で形成されていることを特徴とする光素子モジュール。
【請求項５】
請求項１〜４に記載の光素子モジュールであって、
前記スタブフェルールは、前記ホルダへ圧入固定されていることを特徴とする光素子モジュール。
【請求項６】
請求項１または３に記載の光素子モジュールであって、
前記スリーブは、前記ホルダと接着剤にて固定されていることを特徴とする光素子モジュール。
【請求項７】
請求項２または４に記載の光素子モジュールであって、
前記スリーブおよびスリーブカバーは、前記ホルダと接着剤にて固定されていることを特徴とする光素子モジュール。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の光素子モジュールを有する光送受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光レセプタクル型光送受信機に使用される、発光素子モジュール又は受光素子モジュール等の光素子モジュール、またはそれを搭載した光レセプタクル構造を持つ光送受信機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インターネットの普及等による近年の伝送量の増大に伴い、光送受信機はより身近なものとして使用されるようになってきている。この場合の光送受信機の形態は、ルータ、スイッチなど装置パネルより直接脱着可能かつ光コネクタを光送受信機に直接接続できる光レセプタクル型光送受信機が有効である。これは、その形態が保守性、拡張性に優れているためである。さらにＥＭＣ特性の向上、光コネクタの取り扱い上での光接続特性の向上など汎用製品としての特性がより強く求められる。
【０００３】
図4は従来の光レセプタクル用発光素子モジュールまたは受光素子モジュールの構造を示したものである。スタブフェルール403は、図示しないレセプタクル内で光コネクタ部のばね力で光コネクタフェルールと接触し、レーザ光を光ファイバに導くものであって、そのスタブフェルール403先端部分と光コネクタフェルールがスリーブ402でアライメントされることでシングルモードファイバにおけるコア径約10ミクロンの光接続がなされる。
【０００４】
スタブフェルール403を金属製ホルダ404に圧入し、スリーブ402を取り付け後、金属製スリーブカバー401が最外部より、金属製ホルダ404への圧入作業により固定される。組み立てられた401、402、403及び404を、金属製のアダプタ405を介して発光デバイス又は受光デバイス406とそれぞれ調芯後ＹＡＧ溶接接続する。
【０００５】
ここでスタブフェルール403及びスリーブ402はミクロン精度が要求される光コネクタ接続特性を達成するため、硬質性、加工精度に優れたセラミック製が用いられる場合が多い。
【０００６】
このような従来の光レセプタクル用発光素子モジュールまたは受光素子モジュールの構造では、これを用いた光送受信機において、以下のような不具合が生じる場合が考えられる。
（１）発光素子モジュール又は受光素子モジュールはその内部に高速で動作する発光素子又は受光素子408が搭載され、発光素子は比較的大きな電流（例えば数十ｍＡ）で変調され、受光素子は光電変換された微小の変調電流信号（例えば数十uA）を取り扱う。この発光素子モジュール、受光素子モジュール先端部であるスリーブカバー401が金属である場合、その金属部はそれぞれ放射及び、受信アンテナとなりうる。この影響によりＥＭＩ、ＥＭＳ特性が劣化する。
（２）静電気を帯びた人が光送受信機に接続された光コネクタに触れる際、発光素子モジュール又は受光素子モジュールの先端部スリーブカバー401が金属である場合、人体より放電された静電気は光コネクタ内部の金属製ばね、光フェルール金属製保持部品を伝導後、光コネクタ接続時 近接する発光素子モジュール又は受光素子モジュールの先端部金属製スリーブカバー401に放電し、金属製ホルダ404、金属製アダプタ405を通して発光素子及び受光素子408部を含む内部回路に誤動作を引き起こす原因となる。  
これらの問題点を改善するべく、特許文献１（特開2001-66468号公報）に開示の技術では、スリーブカバー部に樹脂素材を用いた方法がとられている。しかし樹脂素材では金属製の素材に比べて硬質性に劣るため光レセプタクル型光送受信機に光コネクタを接続した状態で光コネクタ部に光ファイバ横引張りに相当する応力が加わる場合、その樹脂製部品自体が応力により変形し、光接続損失が増大する。
【０００７】
これは、近年、専門の技術を有する保守員のみならず、一般のユーザが光ファイバの取り扱いを行うケースが増加しており、従来に比べ光ファイバ取り扱いに対する光接続特性耐力向上の要求が高く好ましくない。
【０００８】
また、スリーブまたはスリーブホルダに樹脂を用いた場合、光コネクタの着脱時、一般に硬質である先端の光コネクタフェルールが 樹脂製スリーブ又はスリーブホルダに接触し、樹脂材削り屑を発生させる場合がある。この削り屑が光結合を行っている光コネクタフェルール及び発光素子モジュール又は受光素子モジュールフェルールスタブ接触面に入り、その接触面での光接続損失の増大や、反射光の増大など光接続特性の劣化を引き起こす。
【０００９】
一方、特許文献２（特開平5-249344号公報）に開示の技術では、レセプタクル本体を高絶縁性の材質で形成することによって静電気放電耐性の向上を図っているが、光コネクタを介した静電気放電に対する問題の解決手段については考慮されておらず、本発明のようなレセプタクル用発光素子モジュール又は受光素子モジュールにおける具体的方法は何ら開示されていない。
【００１０】
【特許文献１】特開2001-66468号公報
【特許文献２】特開平5-249344号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ＥＭＩ、ＥＭＳ特性に優れ及び光コネクタ接続時の光ファイバ横引張り応力下での光接続特性に優れ、より経済的かつ組み立てが容易な光レセプタクル構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
光レセプタクル構造の一部である発光素子モジュール又は受光素子モジュール先端部をセラミック素材で構成する。
【発明の効果】
【００１３】
光レセプタクルのコネクタ接合する先端部にセラミック素材を用いる事により、高度な絶縁性が保たれるため外部からの静電気放電などの電気的雑音耐性が増す。かつ金属部分を低減する事で発光素子モジュール又は受光素子モジュール内部で発生する雑音の放射も最小に抑える事ができる。またセラミック素材は硬質性、精密精度加工に優れており、光コネクタ接続時の光ファイバ横引張り応力下での光接続特性劣化を最小限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１のようにスリーブとスリーブカバーが一体の非金属スリーブ101を、スタブフェルール102とホルダ103とに固定する。上記ホルダを直接又は他の部品を介して、発光モジュール又は受光モジュールと固定する。
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明の第１の実施例を示す図である。なお、特に説明しない限り、各部位の基本的な機能は図４で示した従来技術の場合と同一である。非金属スリーブ101は、接続される光コネクタフェルール及びスタブフェルール102同士を保持するものであって、前記図４におけるスリーブカバー401とスリーブ402とを一体化した構造となっている。スリーブ101は光コネクタフェルール及びスタブフェルール102の中心軸上に位置する光導波路である直径約10ミクロンのコアどうしを外形精度により結合させるものであって、その内径精度にはミクロン精度の加工が要求される。スタブフェルール102とホルダ103は安定に位置精度を出すように圧入固定される。
【００１６】
非金属スリーブ101はホルダ103と接着剤固定する。非金属スリーブ材料には、セラミック材であるジルコニアを使用している。これはスタブフェルールにもよく用いられる部材で、研磨加工によりミクロン単位の精度を出すことが可能である。樹脂材でこの精度の加工を実現することは困難である。また、精度を保ちつつ強度に固定するためにホルダ103をアダプタ104とＹＡＧ溶接により接合し、更に発光モジュール又は、受光モジュール105とＹＡＧ溶接により接合する。
【００１７】
本実施例によれば、スリーブ部101をセラミック製とし、ホルダ、アダプタ部を金属製としている。発光素子モジュール又は受光素子モジュールが光送受信機の筐体に実装された状態ではホルダ103やアダプタ104の金属部分を、金属製筐体内で絶縁性保持材を用い筐体に固定する。
【００１８】
また10Gbit/sなど高速動作の発光素子モジュール又は受光素子モジュールでは高周波特性を実現させるためにホルダ103やアダプタ104が回路グランド電位になる場合が多い。この場合においてもレセプタクル型光送受信機で要求される回路グランド電位と金属製筐体電位を分離することも実施可能である。また、スリーブ101はスリーブとスリーブカバーを一体化したものであり部品点数を削減できコストを抑えることも可能である。
【実施例２】
【００１９】
図２は本発明の第２の実施例を示す図である。図2のようにスタブフェルール203をホルダ204に安定な位置精度を実現するよう圧入固定する。なお、本実施例ではスリーブ202は割りスリーブ、通常の割り構造のない精密スリーブのいずれでも構わない。
【００２０】
本実施例では、スリーブ202を保護するためにスリーブカバー201をホルダに圧入固定する。ホルダ204をアダプタ205とＹＡＧ溶接により接合し、更に、アダプタ205と発光デバイス又は受光デバイス206とをＹＡＧ溶接により接合する。
【００２１】
なお、スリーブ202とスリーブカバー201及び、スタブフェルール203はセラミック製でありホルダ204及び、アダプタ205は金属製である。すなわち、図４に示した構造において、金属製のスリーブカバー401をセラミック製のスリーブカバー201で置き換えたものと類似した構造となっている。
【００２２】
本実施例ではスリーブカバー401にはセラミック材であるジルコニアを使用している。この熱膨張係数は10.4ppm/Kである。さらにもう一方のホルダ204金属部はは熱膨張係数α＝10.4ppm/KのSUS材を使用している。このように圧入を行う部材どうしの熱膨張係数を比較的近いものを選択することにより、低温から高温までの全温度範囲おいての圧入部機械接続強度及びセラミック材であるジルコニア部材の温度ストレスによる破壊を防止することができる。
【００２３】
本実施例によれば、スリーブカバー201をセラミック製とし、ホルダ204、アダプタ205を金属製としている。発光素子モジュール又は受光素子モジュールが光送受信機の筐体に実装された状態ではホルダ204やアダプタ205の金属部分を、金属製筐体内で絶縁性保持材を用い保持する。
【００２４】
10Gbit/sなど高速動作の発光素子モジュール又は受光素子モジュールにおいて高周波特性を実現させるためにホルダ204やアダプタ205が回路グランド電位になる場合が多い。この場合においてもレセプタクル型光送受信機で要求される回路グランド電位と金属製筐体電位を分離することも実施可能である。
【００２５】
また、スリーブカバー201はホルダ204に圧入固定されるが、実施例1のスリーブ101が接着材を用いて接続される場合に比べ、ホルダ204固定部の接続の強度において、また接着材塗布量バラツキにおける固定強度ばらつきに対し有利であると考えられる。
【実施例３】
【００２６】
図３Ａおよび図３Ｂは本発明の第３の実施例を示す図である。ここで、図３は前述の実施例で説明した光レセプタクル用発光素子モジュール又は受光素子モジュールを搭載した光送受信器を示すものであり、また、図３Ｂは、図３Ａの光送受信機に対して光ファイバ側光コネクタが接続された状態における光レセプタクル部構造を示している。実施例1で示したセラミック製スリーブ301の特徴をもつ発光素子モジュール又は受光素子モジュール303は光送受信器筐体304に絶縁性保持材305を用いて固定する。なお、302は発光デバイス又は受光デバイスである。
【００２７】
図３Ｂに示すように、光コネクタ接続時において、光ファイバ側光コネクタ307を光送受信機の光レセプタクル部に挿入し、光コネクタフェルール310は発光素子モジュール又は受光素子モジュール303のスタブフェルール306部分と光コネクタ内部の金属ばね309のばね力により圧着接合される。また光コネクタ307は光コネクタフェルール310を光ファイバに保持するため、金属製光ファイバ保持材308を内部に持つ。ここで、従来のようなスリーブ301に相当するスリーブカバー401が金属製である場合、光コネクタ307内金属製光ファイバ保持材308との距離が近いため高周波の不要雑音が光ファイバ保持材308に電気的に結合  伝播し、さらに金属製バネ309を介して自由空間上に放射される。
【００２８】
また、外部から不要電磁雑音及び静電気が光コネクタ307内  金属製バネ309を介して金属製光ファイバ保持材308に伝搬する場合がある。すなわち、スリーブ301に相当するスリーブカバー401が金属製の場合、内部に上記の不要電磁雑音及び静電気が進入する。このような場合、発光素子モジュール又は受光素子モジュール303だけでなく、それが接続されている内部回路も含めて誤動作を引き起こす原因となる。
【００２９】
これに対して本発明では、スリーブ301が非金属性のセラミックである。発光モジュール又は受光モジュール305と光コネクタ307内部の金属製光ファイバ保持材308との間隔が離れており、不要電磁雑音及び、静電気の伝播を避ける事が可能である。
【００３０】
また、本発明では光コネクタ307と発光素子モジュール又は受光素子モジュール303との接続部はスリーブ301に光コネクタ307の光コネクタフェルール310が約4.0mm程度挿入される構成となっている。従って、従来のようなスリーブ301又はそれに相当するスリーブカバーが樹脂製又は軟質性の材料の場合、光コネクタ307に対して、スタブフェルール306との圧着方向と違う方向に外部応力が生じると、光コネクタフェルール310とスタブフェルール306との接続位置を保持する事は難しい。
【００３１】
これに対して本発明では、非金属の硬質製材料（セラミック製ジルコニア材）を用いる事によって、外部応力に強く形状変形が少なくすることが可能となるため、上記のような光コネクタフェルール310とスタブフェルール306との接続位置のずれを避ける事が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す図である。
【図３Ａ】本発明の第３の実施例を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の第３の実施例を示す図である。
【図４】従来の技術を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０１・・・ジルコニア製スリーブ、１０２・・・スタブフェルール、１０３・・・ホルダ、１０４・・・アダプタ、１０５・・・発光デバイス又は受光デバイス、１０６・・・レンズ、１０７・・・発光素子又は受光素子、１０８・・・ステム、２０１・・・ジルコニア製スリーブカバー、２０２・・・スリーブ、２０３・・・スタブフェルール、２０４・・・ホルダ、２０５・・・アダプタ、２０６・・・発光デバイス又は受光デバイス、２０７・・・レンズ、２０８・・・発光素子又は受光素子、２０９・・・ステム、３０１・・・ジルコニア製光スリーブ、３０２・・・発光デバイス又は受光デバイス、３０３・・・発光モジュール又は受光モジュール、３０４・・・光送受信器筐体３０５・・・絶縁性保持材、３０６・・・スタブフェルール、３０７・・・光コネクタ、３０８・・・光ファイバ保持材、３０９・・・バネ、３１０・・・光コネクタフェルール、４０１・・・金属製スリーブカバー、４０２・・・スリーブ、４０３・・・スタブフェルール、４０４・・・ホルダ、４０５・・・アダプタ、４０６・・・発光デバイス又は受光デバイス、４０７・・・レンズ、４０８・・・発光素子又は受光素子、４０9・・・ステム、
【図１】
2006106680.tif 000003
【図２】
2006106680.tif 000004
【図３Ａ】
2006106680.tif 000005
【図３Ｂ】
2006106680.tif 000006
【図４】
2006106680.tif 000007