(57)【要約】【課題】光導波路の結合にずれが生じないレセプタクル型光装置を提供する。【解決手段】  本願発明のレセプタクル型光装置は１００は、発光又は受光する光デバイスを有する光素子モジュール１０１と、光素子モジュール１０１を収納する筐体１０２とを備え、光コネクタの一部が筐体１０２の内部に挿入されて、光コネクタが接続される。筐体１０２には、光素子モジュール１０１の所定の位置を基準にして、光コネクタの一部及び光素子モジュール１０１が揺動可能な内部空間が形成される。さらに、レセプタクル型光装置１００は、光コネクタの一部及び光素子モジュール１０１を、一体的に、所定の位置で揺動可能に支持する支持部材１０３を備える。これにより、レセプタクル型光装置１００は、光コネクタと光素子モジュール１０１とを一体的に揺動させることで、光導波路の結合にずれが生じないようにすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光又は受光する光デバイスを有する光素子モジュールと、該光素子モジュールを収納する筐体と、を備え、光コネクタの一部が該筐体の内部に挿入されて、該光コネクタが接続されるレセプタクル型光装置において、
前記筐体には、前記光素子モジュールの所定の位置を基準にして、前記光コネクタの一部及び該光素子モジュールが揺動可能な内部空間が形成され、
前記光コネクタの一部及び前記光素子モジュールを、一体的に、前記所定の位置で揺動可能に支持する支持部材を備えている、
ことを特徴とするレセプタクル型光装置。
【請求項２】
前記光素子モジュールは、光導波路が形成されているフェルールと、該フェルールから光を受け入れる或いは該フェルールに光を出射する前記光デバイスと、を有し、該フェルールと該光デバイスとが、互いに相対移動不能に、相互に接続されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のレセプタクル型光装置。
【請求項３】
前記所定の位置は、前記光コネクタの挿入方向における前記フェルールの位置である、
ことを特徴とする請求項２に記載のレセプタクル型光装置。
【請求項４】
前記支持部材は、弾性材である、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレセプタクル型光装置。
【請求項５】
前記支持部材は、電磁波を吸収する材料を含む、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレセプタクル型光装置。
【請求項６】
前記支持部材は、熱伝導材を含む、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレセプタクル型光装置。
【請求項７】
前記支持部材は、前記光素子モジュールの外周に配置される、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレセプタクル型光装置。
【請求項８】
前記支持部材は、Ｏリングである、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のレセプタクル型光装置。
【請求項９】
前記支持部材は、導電材を含む、
ことを特徴とする請求項７又は８に記載のレセプタクル型光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システムに適用され、光コネクタが着脱可能なレセプタクル構造を有するレセプタクル型光装置、特に、光接続損失を抑える技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光伝送技術を応用した各種光通信システムが注目されており、ネットワークの光化は急速に広まっている。
光コネクタを着脱可能な状態で嵌合することができるレセプタクル型光装置は、小型かつ汎用性に富み、取り扱いの作業性も良いことから近年ますますその重要性を増してきている。
しかしながら、レセプタクル型光装置は、取り扱いの作業性が良い反面、光ファイバのコードの自重や張力による横荷重によって、発光素子や受光素子等を備える光素子モジュールが有する光導波路と、光コネクタが有する光導波路との結合がずれ易いという問題がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、光素子モジュールが有する光導波路と、光コネクタが有する光導波路との結合にずれが生じにくくするための技術が開示されている。具体的には、結合部を保持するためのスリーブの周囲に弾性部材を配置し、光コネクタを着脱する際等に生じ易いスリーブの変形を抑制し、光導波路の結合のずれを抑止する。
【特許文献１】特開２００５−２１５０８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、スリーブの周囲に弾性部材を配置してスリーブの変形を抑制したとしても、スリーブの変形を完全に抑止することはできず、光導波路の結合にずれが生じ得る。
【０００５】
本発明の目的は、光コネクタの一部を着脱可能な状態で嵌合することができ、光素子モジュールが有する光導波路と、光コネクタが有する光導波路との結合にずれが生じないレセプタクル型光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係るレセプタクル型光装置は、発光又は受光する光デバイスを有する光素子モジュールと、該光素子モジュールを収納する筐体と、を備え、光コネクタの一部が該筐体の内部に挿入されて、該光コネクタが接続されるレセプタクル型光装置において、前記筐体には、前記光素子モジュールの所定の位置を基準にして、前記光コネクタの一部及び該光素子モジュールが揺動可能な内部空間が形成され、前記光コネクタの一部及び前記光素子モジュールを、一体的に、前記所定の位置で揺動可能に支持する支持部材を備えている、ことを特徴とする。
【０００７】
なお、以下に、本発明の具体的な実施の形態について説明するが、そこで挙げた構成は、可能な限りの組み合わせの自由度を有し、その組み合わせのいずれもが発明を構成するものとする。すなわち、以下に説明する実施形態から一部の構成を適宜に削除した形態も、本発明の他の実施形態となり得る。また、以下において具体的に示される構成は、いずれも、機能において同一とされる上位概念のなかの一下位概念に過ぎないものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のレセプタクル型光装置によれば、光コネクタの一部を着脱可能な状態で嵌合することができ、光コネクタと光素子モジュールとを一体的に揺動させることで、光素子モジュールが有する光導波路と、光コネクタが有する光導波路との結合にずれが生じないようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の最良の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るレセプタクル型光装置１００の内部を示すために、ほぼ面対称形をしたレセプタクル型光装置１００の対称面に沿って切断した模式的な断面図である。図１では、この中心軸を一点波線で示し、以下、Ｚ軸と称する。また、このＺ軸に沿って、光コネクタを挿入する側の方向を＋Ｚ方向、その反対方向を−Ｚ方向とする。光コネクタについては、後述する。
【００１０】
レセプタクル型光装置１００は、図１の断面図に示すように、電気信号を光信号に変換する部品と、光信号を電気信号に変換する部品とを有する光素子モジュール１０１、光素子モジュール１０１を収納する筐体１０２、光素子モジュール１０１を筐体１０２の所定の位置で支持する支持部材１０３等を含む。
光素子モジュール１０１を構成する各部品（後述するフェルール１１０やスリーブ１１１等）は、それぞれ、相互に、接着剤等により強固に接着される。このような光素子モジュール１０１は、筐体１０２内の所定の位置に配置される支持部材１０３により、所定の位置で支持される。光素子モジュール１０１は、支持部材１０３を支点として揺動する。
【００１１】
光素子モジュール１０１は、光導波路１１９を形成するフェルール１１０と、フェルール１１０を保持し、光コネクタと接続するための結合部を形成するスリーブ１１１と、スリーブ１１１が＋Ｚ方向に抜けることを防止するスリーブカバー１１２とを含む。また、光素子モジュール１０１は、フェルール１１０やスリーブ１１１等を保持するホルダ１１３と、光学系部品等を収納する鏡筒１１４と、ホルダ１１３と鏡筒１１４を接続するアダプタ１１５とを含む。さらに、光素子モジュール１０１は、鏡筒１１４の内部に、光を放射する発光素子１１６と、光を受光する受光素子１１７と、発光素子１１６からの放射光をフェルール１１０の一端面中心部に集光し、光導波路１１９からの放射光を受光素子１１７の位置に集光するレンズ１１８等を含む。
【００１２】
フェルール１１０は、ジルコニア、アルミナ等のセラミック材料からなり、Ｚ軸を中心とした回転対称形状の円筒に加工され、円筒の内部に光導波路１１９を形成する。光導波路１１９は、例えば、石英ガラス等からなる光ファイバで形成される。光導波路１１９（光ファイバ）は、データ通信のための光（信号）を通す。フェルール１１０の外径は、およそ１．２５ｍｍになるように加工される。また、光導波路１１９（光ファイバ）の外径は、およそ１０μｍである。さらに、フェルール１１０の一端面は球状に研磨処理され、後述する光コネクタが有するフェルール（光コネクタ用フェルール２０１）を確実に密着させる。
【００１３】
スリーブ１１１は、例えば、セラミック材料からなり、Ｚ軸を中心とした回転対称形状の円筒を縦全体にスリット加工した割スリーブである。スリーブ１１１の内径は、フェルール１１０の外径にほぼ等しくなるように設計される。これにより、スリーブ１１１とフェルール１１０とは、強固に密着し、光コネクタの先端部を挿入することができる結合部を形成する。
【００１４】
スリーブカバー１１２は、例えば、ステンレス材料からなり、Ｚ軸を中心とした回転対称形状の円筒に加工された部品である。スリーブカバー１１２は、露出したスリーブ１１１を覆い、スリーブ１１１が＋Ｚ方向に抜けることを防止する。
【００１５】
ホルダ１１３は、例えば、ステンレス材料からなり、Ｚ軸を中心として回転対称状の円筒に加工された部品である。ホルダ１１３の一端面は、凹形状に加工され、凹部分にフェルール１１０、スリーブ１１１、スリーブカバー１１２、とが収められ、これらを保持する。また、光素子モジュール１０１が、Ｚ軸方向においておよそ所定の位置にとどまるように、ホルダ１１３は、筐体１０２側の外周に溝を有する。
【００１６】
鏡筒１１４は、例えば、金属材料からなり、Ｚ軸を中心として回転対称状の円筒に加工された部品である。鏡筒１１４は、内部に空間を有し、発光素子１１６や受光素子１１７等の光学系部品を収納する。また、鏡筒１１４は、＋Ｚ方向の一端面に後述するレンズ１１８を埋めることが可能な開口部を有する。
【００１７】
アダプタ１１５は、例えば、ステンレス材料からなり、ホルダ１１３と鏡筒１１４とをつなぎ合わせる。
【００１８】
発光素子１１６は、例えば、光出射面等を有する発光型のレーザであり、＋Ｚ方向にデータ通信のための光（信号）を出射する。
【００１９】
受光素子１１７は、後述するレンズ１１８を介して入射される入射光を受け、受けた光の強度に応じた電気信号を生成する。
【００２０】
レンズ１１８は、鏡筒１１４の一端面に備えられる開口部に埋め込まれ、鏡筒１１４の内部の空間を気密封止する。レンズ１１８は、石英ガラス材料等からなる。レンズ１１８は、発光素子１１６から放射された光を、フェルール１１０の−Ｚ側端面の中心に集光する。また、レンズ１１８は、フェルール１１０から放射された光を、受光素子１１７の位置に集光する。このとき、所望の位置に集光する方法は、任意である。例えば、Ｚ軸に垂直な面に対して斜めになるようにフェルール１１０の−Ｚ側端面を研磨するようにしてもよいし、反射鏡等を用いてもよい。
【００２１】
上記のような光素子モジュール１０１を構成する各部は、それぞれが、強固に、密着、或いは、接着剤等によって接着される。これにより、光素子モジュール１０１の一部に力が加えられた場合、光素子モジュール１０１は、一体的に変位する。
【００２２】
筐体１０２は、例えば、アルミニウム等の金属材料やポリカーボネイト等の硬質プラスチック材料からなり、光素子モジュール１０１の鏡筒１１４を収納するための第１の内部空間１２０を有する。また、＋Ｚ方向から−Ｚ方向に向かって、光コネクタの一部を挿入するための第２の内部空間１２１を有する。
【００２３】
第１の内部空間１２０は、光素子モジュール１０１がＺ軸に対して数度（例えば２度〜３度）傾いた場合でも、鏡筒１１４が接触しない程度の空間である。これにより、光素子モジュール１０１に力が加わった場合に、光素子モジュール１０１は、鏡筒１１４を筐体１０２に接触させることなく揺動する。
【００２４】
また、筐体１０２には、図１に示すように、後述する支持部材１０３がＺ軸方向に、想定以上に移動しないように、第２の内部空間１２１を形成する内壁１２２からＺ軸に近づく方向に突起した第１の鍔部１２３が設けられる。さらに、筐体１０２には、光素子モジュール１０１が、Ｚ軸方向においておよそ所定の位置にとどまるように、第２の内部空間１２１を形成する内壁１２２からＺ軸方向に突起した第２の鍔部１２４が設けられる。第２の鍔部１２４は、ホルダ１１３が有する溝に収められる。これにより、光素子モジュール１０１は、およそ第２の鍔部１２４の位置からＺ軸方向に移動することができない。
【００２５】
支持部材１０３は、筐体１０２が有する第１の内部空間１２０と第２の内部空間１２１との間に配置され、光素子モジュール１０１を支持する。支持部材１０３には、例えば、Ｏリングが用いられる。また、支持部材１０３は、例えば、シリコンゴム等の弾性を有する材料からなる。支持部材１０３は、Ｚ軸垂直方向において、筐体１０２と光素子モジュール１０１との間で挟まれるように配置される。また、支持部材１０３は、Ｚ軸方向において、上述した筐体１０２が有する第１の鍔部１２３とホルダ１１３との間で挟まれるように配置される。
【００２６】
次に、レセプタクル型光装置１００に光コネクタ２００が接続された場合について、図２の断面図を参照して説明する。
【００２７】
光コネクタ２００の一部は、図２に示すように、レセプタクル型光装置１００の筐体１０２が有する第２の内部空間１２１に挿入される。ここで、光コネクタ２００の一部とは、少なくとも、光導路波を形成する部品（後述する光コネクタ用フェルール２０１）を含む。光コネクタ２００には、例えば、プッシュプル機構を備えるＬＣ型の光コネクタが用いられる。規格に基づくＬＣ型の光コネクタ２００の一部が第２の内部空間１２１に挿入された場合、応力がかかると、光コネクタ２００は、Ｚ軸に対して数度（例えば、およそ２度）傾く。光コネクタ２００と接続する光素子モジュール１０１は、上述したように、揺動可能な構造を有するため、光素子モジュール１０１は、接続された光コネクタ２００に追随して傾く。これにより、光素子モジュール１０１が有する光導波路１１９（光ファイバ）と、光コネクタ２００が有する光コネクタ用光導波路２０５（光ファイバ）との直線的な接続は維持される。光コネクタ２００が有する光コネクタ用光導波路２０５（光ファイバ）については、後述する。
【００２８】
光コネクタ２００は、光コネクタ用光導波路２０５（光ファイバ）を有する光コネクタ用フェルール２０１と、光コネクタ用フェルール２０１を−Ｚ方向に押圧し、フェルール２０１と圧着させるためのバネ２０２、を含む。さらに、光コネクタ２００は、光コネクタ２００の内部を保護する光コネクタカバー２０３と、光コネクタの着脱操作を容易にするためのプッシュプル機構を実現するつまみ２０４、等を含む。ここで、光コネクタカバー２０３及びつまみ２０４は、例えば、ポリカーボネイト等の硬質プラスチック材料からなる。
【００２９】
光コネクタ用フェルール２０１は、ジルコニア、アルミナ等のセラミック材料からなり、Ｚ軸を中心とした回転対称形状の円筒に加工され、円筒の内部に光コネクタ用光導波路２０５を形成する。光コネクタ用光導波路２０５は、例えば、石英ガラス等からなる光ファイバを、円筒の内部に挿入して形成する。光コネクタ用光導波路２０５（光ファイバ）は、データ通信のための光（信号）を通す。光コネクタ用フェルール２０１の外径は、およそ１．２５ｍｍになるように加工される。また、光導波路１１９（光ファイバ）の外径は、およそ１０μｍである。さらに、光コネクタ用フェルール２０１の一端面は球状に研磨処理され、レセプタクル型光装置１００が有するフェルール１１０と確実に密着できる。さらに、光コネクタ用フェルール２０１の外径は、スリーブ１１１の内径とほぼ等しくなるように設計される。これにより、光コネクタ２００をレセプタクル型光装置１００に着脱する際に、光コネクタ用フェルール２０１とスリーブ１１１との間に適度な摩擦が生じる。また、光コネクタ用フェルール２０１の外径は、フェルール１１０の外径とほぼ等しいことから、光コネクタ用フェルール２０１が形成する光コネクタ用光導波路２０５（光ファイバ）と、フェルール１１０が形成する光導波路１１９（光ファイバ）とは、Ｚ軸に垂直な平面上で位置が合う。また、スリーブ１１１の内壁に沿って、光コネクタ用フェルール２０１とフェルール１１０とは、接続されるため、光素子モジュール１０１が有する光導波路１１９（光ファイバ）と、光コネクタ２００が有する光コネクタ用光導波路２０５（光ファイバ）とは直線的に接続される。
【００３０】
バネ２０２は、光コネクタ用フェルール２０１を−Ｚ方向に押圧し、フェルール１１０と確実に密着させるための一般的なバネである。
【００３１】
上記構成からなる光コネクタ２００がバネ２０２に押圧されて接続するレセプタクル型光装置１００において、支持部材１０３は、光素子モジュール１０１をＺ軸方向において１箇所で支持し、弾性を有する。これにより、光素子モジュール１０１は、支持部材１０３の弾性範囲内で、Ｚ軸方向への移動、Ｚ軸に垂直な方向への移動ができ、さらに、支持部材１０３を支点として揺動可能となる。このとき、光コネクタ２００の一部が挿入された光素子モジュール１０１は、光コネクタ２００と一体化して移動及び揺動する。
これは、光コネクタ２００に加えられた力は、光素子モジュール１０１と光コネクタ２００とを一体化して移動及び揺動させる力に変換されることを意味する。これにより、光コネクタ２００に対して力が加えられた場合に、光素子モジュール１０１から光コネクタ用フェルール２０１への抗力は生じない。よって、光コネクタ用フェルール２０１が形成する光コネクタ用光導波路２０５とフェルール１１０が形成する光導波路１１９との位置はずれることがない。すなわち、光素子モジュール１０１が有する光ファイバと、光コネクタ２００が有する光ファイバとの直線的な接続は維持される。これにより、光接続損失は発生しない。また、接続部の光コネクタ用フェルール２０１やスリーブ１１１等の破損も起こらない。
【００３２】
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されず、種々の変形、応用が可能である。
【００３３】
例えば、上記実施形態において、光素子モジュール１０１を支持する支持部材１０３は、Ｏリングとして説明した。Ｏリングである支持部材１０３を＋Ｚ方向から見た場合の断面図を図３（Ａ）に示す。Ｏリングである支持部材１０３は、図３（Ａ）に示すように、光素子モジュール１０１の外周の３６０°に渡って配置され、光素子モジュール１０１を支持する。しかしながら、本発明はこれに限定されず、光コネクタ２００と光素子モジュール１０１が一体となって揺動可能であれば任意のものでよく、その名称、構造に依らない。例えば、支持部材１０３は、図３（Ｂ）の＋Ｚ方向からみた断面図に示すようなＣ型の形状でもよい。また、支持部材１０３は、図３（Ｃ）に示すように、複数（例えば、４個）の球状の物体を、光素子モジュール１０１の外周に配置してもよい。
【００３４】
また、上記実施形態において、支持部材１０３の材料は、シリコンゴムとして説明した。シリコンゴムの有する特徴は、使用温度範囲の−４０℃〜８５℃で弾性特性に変化が少ないことや、物性が安定していることである。本発明の支持部材１０３に用いる材料は、シリコンゴム等の弾性材料に限らず、任意である。例えば、支持部材１０３の材料に、磁性体粉末等の材料を含有させ、支持部材１０３に電波吸収特性を持たせてもよい。これにより、不要な電磁輻射を抑制することができる。また、支持部材１０３の材料に、金属粉末を含有させ、支持部材１０３に伝導性を持たせてもよい。さらに、支持部材１０３の材料に、熱伝導性の高い材料を含有させてもよい。これにより、光素子モジュール１０１で発生した熱を筐体１０２に伝導し、光素子モジュール１０１の温度上昇を抑えることができる。
また、支持部材１０３に用いる材料は、弾性を有さない材料であってもよい。
【００３５】
さらに、上記実施形態において、光素子モジュール１０１は、発光素子１１６、受光素子１１７の両方を含むように説明した。しかしながら、本発明の光素子モジュール１０１は、発光素子１１６のみを含むようにしてもよいし、受光素子１１７のみを含むようにしてもよい。
【００３６】
また、上記実施形態において、光コネクタ２００には、ＬＣ型の光コネクタを用いた。しかしながら、本発明はこれに限定されず、光コネクタ２００は、任意のものでよい。例えば、ＭＵ型の光コネクタやＳＣ型の光コネクタであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態に係るレセプタクル型光装置を対称面に沿って切断した断面図である。
【図２】光コネクタが接続されたレセプタクル型光装置を対称面に沿って切断した断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る支持部材を中心軸に垂直に切断した断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１００    レセプタクル型光装置
１０１    光素子モジュール
１０２    筐体
１０３    支持部材
１１０    フェルール
１１１    スリーブ
１１２    スリーブカバー
１１３    ホルダ
１１４    鏡筒
１１５    アダプタ
１１６    発光素子
１１７    受光素子
１１８    レンズ
１１９    光導波路
１２０    第１の内部空間
１２１    第２の内部空間
１２２    内壁
１２３    第１の鍔部
１２４    第２の鍔部
２００    光コネクタ
２０１    光コネクタ用フェルール
２０２    バネ
２０３    光コネクタカバー
２０４    つまみ
２０５    光コネクタ用光導波路
【図１】
2008015137.tif 000003
【図２】
2008015137.tif 000004
【図３】
2008015137.tif 000005