(57)【要約】      （修正有）【課題】小型化が可能な構造の光モジュールを提供する。【解決手段】光モジュール３０２は、ファイバブロック１３の一部を筐体１１から飛び出させた構造とした。光モジュールは、薄板２１を備えることで、筐体１１内へのごみの侵入を防止でき、筐体１１内での光部品１２の実装位置誤差によるファイバブロック１３の位置ずれ、筐体１１の寸法誤差による開口部１０の位置ずれ、あるいは温度変化による変位を許容し、光軸ずれによる結合損失を低減する。【選択図】図３
2019120783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する筐体と、
前記筐体の内部に設置された光部品と、
前記筐体の外部の光ファイバの一端を保持し、前記筐体の前記開口部を介して前記光ファイバの一端を前記光部品の光入出力端に接続するファイバブロックと、
を備える光モジュールであって、
前記ファイバブロックの前記光ファイバ側の一部が前記筐体の外にあることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記筐体の前記開口部と前記ファイバブロックとの隙間を塞ぐマスクをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記マスクは、前記ファイバブロックを通過させる、前記筐体の前記開口部より小さい開口を有する薄板であることを特徴とする請求項２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記マスクは、グリスであることを特徴とする請求項２に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記ファイバブロックが保持する前記光ファイバは、直径が１２５μｍより細い細径ファイバであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光モジュール。
【請求項６】
前記ファイバブロックの、前記光部品の光入出力端との接続面と反対側の端面において、前記光ファイバの動きを制限する補強材をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光モジュール。
【請求項７】
前記補強材は、前記光ファイバを覆い、且つ前記ファイバブロックの前記端面に接着する弾性接着剤であり、前記弾性接着剤の破断時伸びが１００％以上、且つ硬さ（ショアＡ）が８０以下であることを特徴とする請求項６に記載の光モジュール。
【請求項８】
前記補強材は、前記ファイバブロックの前記端面に接着された、前記光ファイバを貫通させるブーツであることを特徴とする請求項６に記載の光モジュール。
【請求項９】
前記補強材は、前記ファイバブロックの前記端面に弾性接着剤で接着された、前記光ファイバを貫通させる熱収縮チューブであることを特徴とする請求項６に記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光通信に使用される光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
光導波路チップ等の光部品と光ファイバとを結合させるために、光部品を筺体の内部に設置し、筐体の外部から導入した光ファイバを筺体の内部で光部品に接続する光モジュールが採用されている（例えば、特許文献１及び２を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−２８６０７５号公報
【特許文献２】特開２００４−３０９９７８号公報
【特許文献３】特開２００９−１３９８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、光ファイバと光部品とを接続する場合、特許文献３に記載されるような光学素子（ファイバブロック）を使用する。  特許文献１や２の光モジュールは、温度変化や衝撃から光部品を保護するためにファイバブロックを含めて筐体内に収めていた。このような構成であると、光部品が小型化してもファイバブロックの存在により光モジュールのサイズを小型化することが困難という課題がある。
【０００５】
そこで、前記課題を解決するために、本発明は、小型化が可能な構造の光モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る光モジュールは、ファイバブロックの一部を筐体から飛び出させた構造とした。
【０００７】
具体的には、本発明に係る光モジュールは、
開口部を有する筐体と、
前記筐体の内部に設置された光部品と、
前記筐体の外部の光ファイバの一端を保持し、前記筐体の前記開口部を介して前記光ファイバの一端を前記光部品の光入出力端に接続するファイバブロックと、
を備える光モジュールであって、
前記ファイバブロックの前記光ファイバ側の一部が前記筐体の外にあることを特徴とする。
【０００８】
本光モジュールは、ファイバブロックの一部を筐体外に出すことで光モジュールのサイズを小さくすることができる。従って、発明は、小型化が可能な構造の光モジュールを提供することができる。
【０００９】
このような構造とした場合、隙間から筐体内に埃などの異物が入らないようにして信頼性を維持する必要がある。そこで、本発明は、前記筐体の前記開口部と前記ファイバブロックとの隙間を塞ぐマスクをさらに備える。一例として、前記マスクは、前記ファイバブロックを通過させる、前記筐体の前記開口部より小さい開口を有する薄板である。他の例として、前記マスクはグリスである。
【００１０】
本モジュールに接続した光ファイバを曲げた時に、ファイバブロックにかかる荷重（曲げモーメント）を低減して、光部品とファイバブロックとの接続部にかかる力を低減する必要がある。そこで、本発明では、前記ファイバブロックが保持する前記光ファイバは、直径が１２５μｍより細い細径ファイバであることを特徴とする。細径ファイバとすることで光ファイバを曲げやすくなり、曲げモーメントを低減することができる。つまり、細径ファイバを採用することで光部品とファイバブロックとの接続部にかかる力を低減することができる。具体的には、細径ファイバを採用すると、光ファイバを半径１０ｍｍで曲げた場合、光部品とファイバブロックとの接続部にかかる力を通常の光ファイバ（直径１２５μｍ）を採用したときより５０％以上低減できる。
【００１１】
また、本モジュールはファイバブロックが筐体外に出ているため、光モジュールを動かしたり、光ファイバが動くことで、光ファイバのファイバブロック根元部分に大きな力がかかり破損してしまう恐れがある。そこで、本発明では、前記ファイバブロックの、前記光部品の光入出力端との接続面と反対側の端面において、前記光ファイバの動きを制限する補強材をさらに備える。例えば、前記補強材は、前記光ファイバを覆い、且つ前記ファイバブロックの前記端面に接着する弾性接着剤（破断時伸びが１００％以上、且つ硬さ（ショアＡ）が８０以下、好ましくは破断時伸びが２００％以上、且つ硬さ（ショアＡ）が６０以下）、前記ファイバブロックの前記端面に接着された、前記光ファイバを貫通させるブーツ、あるいは前記ファイバブロックの前記端面に弾性接着剤で接着された、前記光ファイバを貫通させる熱収縮チューブである。このように、補強材がファイバブロック根元で光ファイバの動きを制限することで光ファイバの破損を防止することができる。また、補強材を具備すると、サイドプル試験（光ファイバの引っ張り試験）で補強材が無い場合に比べて５００％以上耐力が向上する。
【００１２】
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、小型化が可能な構造の光モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来の光モジュールの構造を説明する図（筐体の上面を省いた図）である。
【図２】本発明に係る光モジュールの構造を説明する図（筐体の上面を省いた図）である。
【図３】本発明に係る光モジュールの構造を説明する図である。（ａ）は筐体の上面を省いた上面図、（ｂ）は筐体の側面を省いた側面図、（ｃ）は正面図である。（ｄ）は薄板の他の形態を説明する図である。
【図４】本発明に係る光モジュールの構造を説明する図である。（ａ）は筐体の上面を省いた上面図、（ｂ）は筐体の側面を省いた側面図、（ｃ）は正面図である。
【図５】本発明に係る光モジュールのファイバブロック部分を説明する図である。
【図６】本発明に係る光モジュールのファイバブロック部分を説明する図である。
【図７】本発明に係る光モジュールのファイバブロック部分を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００１６】
（実施形態１）
図２は、本発明に係る光モジュール３０１を説明する図である。光モジュール３０１は、開口部１０を有する筐体１１と、
筐体１１の内部に設置された光部品１２と、
筐体１１の外部の光ファイバ５０の一端を保持し、筐体１１の開口部１０を介して光ファイバ５０の一端を光部品１２の光入出力端１５に接続するファイバブロック１３と、
を備える光モジュールであって、
ファイバブロック１３の光ファイバ５０側の一部が筐体１１の外にあることを特徴とする。
なお、本明細書では光ファイバ５０が３本並列している場合を説明するが、光ファイバ５０の数は３本に限定されない。
【００１７】
図１は、従来の光モジュール３００を説明する図である。光モジュール３００は、光部品１２とファイバブロック１３が筐体１１内にある。光モジュール３００は、特許文献１や２で説明されるように光ファイバ５０が筐体１１に固定されている。光モジュール３００は、ファイバブロック１３が筐体１１内に完全に収納されている構造であるため、筐体１１を小さくすることができなかった。
【００１８】
そこで、光モジュール３０１は、筐体１１に開口部１０を形成し、ファイバブロック１３の一部を開口部１０から飛び出させることで筐体１１を小型化している。筐体１１は、最大で光部品１２に接する程度まで小型化できる。例えば、光部品１２やファイバブロック１３のサイズが同じとすれば、光モジュール３０１は、光モジュール３００と比べて体積比で２割以上小型化することができる。
【００１９】
（実施形態２）
図３は、本発明に係る光モジュール３０２を説明する三面図である。光モジュール３０２は、筐体１１の開口部１０とファイバブロック１３との隙間を塞ぐマスクをさらに備える。具体的には、光モジュール３０２の前記マスクは、ファイバブロック１３を通過させる、筐体１１の開口部１０より小さい開口２２を有する薄板２１である。
【００２０】
筐体１１の開口部１０とファイバブロック１３との隙間からごみが筐体１１内に入り込むと光部品１２の信頼性を確保することが難しくなる。当該隙間をできるだけ小さくするために開口部１０の大きさをファイバブロックの断面（光ファイバ５０の長手方向に垂直な面の外寸）よりやや大きくしておくことも考えられる。しかし、筐体１１内での光部品１２の実装位置誤差によるファイバブロック１３の位置ずれ、筐体１１の寸法誤差による開口部１０の位置ずれ、あるいは温度変化による変位（光ファイバ５０の長手方向に垂直な方向のずれや変位）があるため、当該隙間を小さくしてしまうとファイバブロック１３が開口部１０に接触することがある。ファイバブロック１３と開口部１０とが接触すれば、ファイバブロック１３と光部品１２との接続部に力がかかり光入出力端１５と光ファイバ５０の端部とにずれが生じ、光軸ずれによる結合損失が発生する。このため、開口部１０とファイバブロック１３との隙間を小さくすることには限界がある。
【００２１】
そこで、光モジュール３０２は、開口部１０とファイバブロック１３との隙間を小さくするのではなく、薄板２１を筐体１１の開口部１０に貼り付け、隙間をカバーしている。開口２２の大きさはファイバブロック１３の断面よりやや大きいものである。具体的には、開口２２とファイバブロック１３との隙間は０μｍ以上２００μｍ以下とする。
【００２２】
光モジュール３０２組み立て後に、ファイバブロック１３と接触しないように薄板２１の位置を調整することができる。
また、薄板２１を可逆的な材質とすることで、ファイバブロック１３と薄板２１が接触しても薄板２１が変形し、ファイバブロック１３と光部品１２との接続部への力が低減する。このため、光軸ずれによる結合損失を低減できる。例えば、薄板２１の材質は、ＳＵＳ等の金属、又はポリイミドやエンプラ等のプラスティックである。
【００２３】
また、図３（ｄ）のように薄板２１にスリット２３を入れておくことで、光モジュールを組み立て後に薄板２１を光ファイバ５０に挿入して開口部１０に貼り付けることが容易にできる。
【００２４】
光モジュール３０２は、薄板２１を備えることで、筐体１１内へのごみの侵入を防止でき、筐体１１内での光部品１２の実装位置誤差によるファイバブロック１３の位置ずれ、筐体１１の寸法誤差による開口部１０の位置ずれ、あるいは温度変化による変位を許容し、光軸ずれによる結合損失を低減することができる。
【００２５】
（実施形態３）
実施形態２では筐体１１の開口部１０とファイバブロック１３との隙間を薄板２１でカバーしたが、当該隙間を他の材料でカバーしてもよい。図４は、本発明に係る光モジュール３０３を説明する三面図である。光モジュール３０３の前記マスクはグリス２７である。グリス２７で当該隙間をカバーしている。
【００２６】
グリス２７の増ちょう材は、１００℃以上の耐熱性を有し、固化しない材料、例えば、ちょう度が３５０未満のリチウム系、リチウムコンプレックス系、アルミニウムコンプレックス系、ウレア系、ＰＴＦＥ系が好ましい。また、グリス２７の基油は、離油度０．５％未満のシリコーン、合成炭化水素、フッ素系合成油が好ましい。
なお、弾性体接着剤は熱応力が発生するため、当該隙間をカバーする材料として不適切である。
【００２７】
このようなグリス２７は熱応力を発生しないので、当該隙間をカバーすることで実施形態２で説明したような効果を得ることができる。つまり、光モジュール３０３は、グリス２７を備えることで、筐体１１内へのごみの侵入を防止でき、筐体１１内での光部品１２の実装位置誤差によるファイバブロック１３の位置ずれ、筐体１１の寸法誤差による開口部１０の位置ずれ、あるいは温度変化による変位を許容し、光軸ずれによる結合損失を低減することができる。
【００２８】
（実施形態４）
本発明に係る光モジュールは、特許文献１、２の光モジュールと異なり、光ファイバが筐体に固定されていない。このため、光モジュールの取り扱いや光ファイバの配線（曲げ状態）によってファイバブロックと光部品との接続部に大きな力がかかり、光軸ずれによる結合損失が発生することがある。そこで、本発明に係る光モジュールは次のような対策を施す。
【００２９】
図５は、本発明に係る光モジュール３０４を説明する図である。光モジュール３０４は、ファイバブロック１３が保持する光ファイバ５０が、直径が１２５μｍより細い細径ファイバであることを特徴とする。例えば、光ファイバ５０は、ファイバ径が８０μｍ  被覆を含めた光ファイバ直径が１８０μｍ未満の細径ファイバであることが好ましい。
【００３０】
通常の光ファイバは、ファイバ径が１２５μｍ、被覆を含めた光ファイバ直径が２５０μｍである。細径ファイバは通常の光ファイバより曲がりやすく、曲げモーメントが小さい。つまり、ファイバブロック１３が保持する光ファイバ５０に細径ファイバを使用することで、光ファイバ５０に規定の曲げを与えてもファイバブロック１３と光部品１２との接続部への力を、通常の光ファイバを使用した時より小さくすることができる。すなわち、光ファイバの曲げによる光軸ずれによる結合損失を低減することができる。
【００３１】
従って、光モジュール３０４は、取り扱いや光ファイバ５０の配線によって発生する結合損失を低減することができる。
【００３２】
（実施形態５）
本発明に係る光モジュールは、特許文献１、２の光モジュールと異なり、光ファイバが筐体に固定されていない。このため、光モジュールの取り扱いや光ファイバの配線（曲げ状態）によって光ファイバのファイバブロックの根元に大きな力がかかり、光ファイバが破損することがある。そこで、本発明に係る光モジュールは次のような対策を施す。なお、光ファイバのファイバブロックの根元とは、ファイバブロックが保持していない光ファイバの部分で最もファイバブロックに近い部分を指す。
【００３３】
図６は、本発明に係る光モジュール３０５を説明する図である。光モジュール３０２は、ファイバブロック１３の、光部品１２の光入出力端１５との接続面と反対側の端面において、光ファイバ５０の動きを制限する補強材２９をさらに備える。例えば、補強材２９は、光ファイバ５０を覆い、且つファイバブロック１３の前記端面に接着する弾性接着剤である。この弾性接着剤は、光ファイバを曲げた時に剥離しないように、柔らかい（硬さ）だけでなく伸び（破断時伸び）が重要であり、破断時伸びが１００％以上、且つ硬さ（ショアＡ）が８０以下、好ましくは破断時伸びが２００％以上、且つ硬さ（ショアＡ）が６０以下が求められる。このような弾性接着剤としてＤＯＷ  ＣＯＲＮＩＮＧ（登録商標）  ＳＥ  ９１８６が例示できる。また、補強材２９は、ファイバブロック１３の前記端面に接着された、光ファイバ５０を貫通させるブーツである。また、図７のように、補強材２９は、ファイバブロック１３の前記端面に弾性接着剤で接着された、光ファイバ５０を貫通させる熱収縮チューブであってもよい。熱収縮チューブの材質は、ポリイミドやシリコーンが例示できる。
【００３４】
光モジュール３０５は、ファイバブロック１３の根元において光ファイバ５０を補強材２９で保護しており、光ファイバ５０に規定の曲げを与えてもファイバブロック１３の根元の光ファイバへの力を、補強材が無い場合より小さくすることができる。すなわち、光ファイバの曲げによる光ファイバ破損を低減することができる。従って、補強材２９は光モジュール３０５の取り扱い易さを向上させることができる。
【００３５】
（従来技術との相違点）
特許文献２も、光モジュールのサイズを小さくすることを目的としているが、光ファイバをゴムブーツで保持する構造（ファイバブロックには曲げモーメントがかからない構造）としている。一方、本発明に係る光モジュールは、ファイバブロック１３を保持せず筐体１１から露出させる構成としている。また、特許文献２の光モジュールは、作製時のファイバブロックの位置誤差や、温度変動による筐体の変動は、光軸方向(ファイバ長手方向）については、許容させているが、光軸方向に垂直な方向については考慮されていない。本発明に係る光モジュールは、マスクで隙間をカバーする構成により、光軸に垂直な方向についてもファイバブロック１３の位置誤差を許容させている。本発明に係る光モジュールは、光ファイバ５０の曲げにより、ファイバブロック１３に曲げモーメントがかかることを前提としており、根元補強や細径ファイバの使用を採用しいる。
【符号の説明】
【００３６】
１０：開口部
１１：筐体
１２：光部品
１３：ファイバブロック
１５：光入出力端
２１：薄板
２２：開口
２７：グリス
２９：補強材
３１：ブーツ
３２：ファイバ固定具
５０：光ファイバ
３００〜３０５：光モジュール
【図１】
2019120783.tif 000003
【図２】
2019120783.tif 000004
【図３】
2019120783.tif 000005
【図４】
2019120783.tif 000006
【図５】
2019120783.tif 000007
【図６】
2019120783.tif 000008
【図７】
2019120783.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月13日(2018.12.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
開口部を有する筐体と、
前記筐体の内部に設置された光部品と、
前記筐体の外部の光ファイバの一端を保持し、前記筐体の前記開口部を介して前記光ファイバの一端を前記光部品の光入出力端に物理的に接続するファイバブロックと、
を備える光モジュールであって、
前記開口部と前記ファイバブロックとの間に隙間を有し、
前記ファイバブロックの前記光ファイバ側の一部が前記筐体の外にあることを特徴とする光モジュール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記筐体の前記開口部と前記ファイバブロックとの前記隙間を塞ぐマスクをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。