(57)【要約】【課題】光コネクタ側の光ファイバと結合効率の高い安定した接続が可能な光レセプタクルを提供する。【解決手段】対向する第１の主面と第２の主面とを有し、第１の主面側に設けられた凹形状の圧入部と、その圧入部の底面から突出した突起部と、その突起部の先端面から第２の主面に貫通し内部に光が伝送される内孔とを含んでなるホルダと、貫通孔を有してなり、圧入部に圧入された筒形状のスリーブと、を備え、突起部の外周面はスリーブの貫通孔の内周面から離れて位置し、かつ突起部の先端面がスリーブの圧入部分から突出している。【選択図】図１
2008033128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する第１の主面と第２の主面とを有し、第１の主面側に設けられた溝形状の圧入部と、該圧入部の底面から突出した突起部と、その突起部の先端面から第２の主面に貫通し、内部に光が伝送される内孔とを含んでなるホルダと、
貫通孔を有してなり、前記圧入部に圧入されたスリーブと、を備え、
前記突起部の外周面は前記スリーブの前記貫通孔の内周面から離れて位置し、かつ前記突起部の先端面が前記スリーブの圧入部分から突出していることを特徴とする光レセプタクル。
【請求項２】
前記ホルダは、前記突起部を含む第１部材と、該第１部材とは異なる第２部材とを有してなることを特徴とする請求項１に記載の光レセプタクル。
【請求項３】
前記第１部材はセラミックスからなり、前記第２部材は金属からなることを特徴とする請求項２に記載の光レセプタクル。
【請求項４】
前記内孔内に、前記第２の主面から前記突起部の先端面に向かって進行する光の反射を防止する反射光防止手段を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光レセプタクル。
【請求項５】
前記内孔内に透光材を充填したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光レセプタクル。
【請求項６】
前記第１部材は、前記内孔を有してなる筒体と前記内孔に挿入された光ファイバからなるファイバスタブであり、
前記第２部材は、前記圧入部と、前記圧入部の底面から前記第２の主面に貫通する挿入孔を有してなり、
前記ファイバスタブは前記挿入孔に挿入され、前記突起部の外周面は前記スリーブの前記貫通孔の内周面から空隙を介して離れて位置する請求項２に記載の光レセプタクル。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の光レセプタクルと、
前記第２の主面側から前記内孔に光を入射する、または、前記内孔を伝送し前記第２の主面側から出射された光を受光する光素子と、
前記光レセプタクルに固定され、前記光素子を収容する筺体と、を備えた光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光レセプタクル及び光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信において、発光素子や受光素子を備えた光モジュールは、光ファイバの端部に設けられた光コネクタが接続される光レセプタクルを有している。この光レセプタクルは、通常、光コネクタのプラグが挿入されるスリーブと、そのスリーブの一端部が勘合されてスリーブを保持するホルダとからなっているが、光ファイバとの間の結合効率を高めるために、様々な工夫がなされている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、スリーブのホルダに勘合される部分に位置する貫通孔の径を他の部分より大きくした精密スリーブ型光レセプタクルが開示されている。このような構成によると、スリーブの一端部がホルダに勘合されて、その一端部に位置する貫通孔の内径が小さくなった場合でも、光コネクタのプラグをスムースに挿入することが可能となる。
【０００４】
また、特許文献２には、ファイバスタブが精密スリーブ内に接着固定された光レセプタクルが開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２８７１９８号公報
【特許文献２】特開２００５−９９７４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された光レセプタクルは、スリーブの貫通孔において一部分の径が大きくなっているので、その径が大きくなっている部分では、挿入された光コネクタのプラグ外周が貫通孔の内周と接触しないため、プラグを安定に保持することができなかった。その結果、この光レセプタクルでは、プラグを精度よく保持することが困難になり、結合効率の高い安定した接続ができないという問題があった。
また、特許文献２に開示された光レセプタクルは、接着材の膨張収縮等によりスタブの軸とスリーブの軸がずれることがあり、光コネクタ側の光ファイバと結合効率の高い安定した接続ができないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、光コネクタ側の光ファイバと結合効率の高い安定した接続が可能な光レセプタク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】
【０００７】
以上の目的を達成するために、本発明に係る光レセプタクルは、対向する第１の主面と第２の主面とを有し、第１の主面側に設けられた溝形状の圧入部と、該圧入部の底面から突出した突起部と、その突起部の先端面から第２の主面に貫通し、内部に光が伝送される内孔とを含んでなるホルダと、貫通孔を有してなり、前記圧入部に圧入されたスリーブと、を備え、前記突起部の外周面は前記スリーブの前記貫通孔の内周面から離れて位置し、かつ前記突起部の先端面が前記スリーブの圧入部分から突出していることを特徴とする。
また、本発明において、前記ホルダは、前記突起部を含む第１部材と、該第１部材とは異なる第２部材とを有してなることを特徴とする。
さらに、本発明において、前記第１部材はセラミックスからなり、前記第２部材は金属からなることを特徴とする。
また、本発明においては、前記内孔内に、前記第２の主面から前記突起部の先端面に向かって進行する光の反射を防止する反射光防止手段を設けたことを特徴とする。
さらに、本発明においては、前記内孔内に透光材を充填したことを特徴とする。
また、本発明において、前記第１部材は、前記内孔を有してなる筒体と前記内孔に挿入された光ファイバからなるファイバスタブであり、前記第２部材は、前記圧入部と、前記圧入部の底面から前記第２の主面に貫通する挿入孔を有してなり、前記ファイバスタブは前記挿入孔に挿入され、前記突起部の外周面は前記スリーブの前記貫通孔の内周面から空隙を介して離れて位置することを特徴とする。
本発明の光モジュールは、本発明の光レセプタクルと、前記第２の主面側から前記内孔に光を入射する、または、前記内孔を伝送し前記第２の主面側から出射された光を受光する光素子と、前記光レセプタクルに固定され、前記光素子を収容する筺体と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように構成された本発明に係る光レセプタクルは、前記突起部の外周面は前記スリーブの前記貫通孔の内周面から離れて位置し、かつ前記突起部の前記先端面が前記スリーブの圧入部分から突出しているので、前記スリーブの一端部が圧入部に圧入された際、光コネクタのプラグが挿入される部分における前記貫通孔の内径は圧入による変化が抑えられて高い内径精度が維持され、かつ突起部の位置及び形状が変化することはない。
したがって、本発明によれば、光コネクタ側の光ファイバと結合効率の高い安定した接続が可能な光レセプタクルを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施の形態の光レセプタクル及び光モジュールについて説明する。
実施の形態１．
本発明に係る実施の形態１の光レセプタクルは、図１に示すように、光を伝送させる内孔２４を有するホルダ２０にスリーブ１０の一端部が固定されることによって構成されており、スリーブ１０の貫通孔１０ａ内にフェルール５１によって固定された光コネクタ側のプラグ５０が挿入されることにより、内孔２４内を伝送する光と光ファイバ５２とが光学的に結合される。
【００１０】
この実施の形態１の光レセプタクルにおいて、ホルダ２０は、対向する第１の主面２１と第２の主面２２とを有する、例えば、円柱形状のホルダであり、例えば、ステンレス、銅、鉄、ニッケルなどの金属からなる。また、実施の形態１のホルダ２０では、その第１の主面２１側に、スリーブ１０の一端部が圧入される溝形状の凹部をリング状に設けることにより、圧入部２３が形成されるとともに、圧入部２３の略中央部に底面２３ｂから突出した突起部２５が形成されている。さらに、ホルダ２０は、その突起部２５の先端面２５ａから第２の主面２２に貫通する内孔２４が設けられている。尚、内孔２４及び圧入部２３の外周は、同軸になるように形成され、好ましくは突起部２５の外周（すなわち、圧入部２３の内周）も、内孔２４及び圧入部２３の外周と同軸になるように形成される。
ここで、特に本実施の形態１のホルダ２０では、突起部２５の外径は、スリーブ１０の貫通孔１０ａの内径より小さく設定され、かつ先端面２５ａが第１の主面２１から突出するように突起部２５が形成される。
【００１１】
また、実施の形態１の光レセプタクルにおいて、スリーブ１０は、光コネクタのプラグ５０の外径とほぼ同じ径の貫通孔１０ａを有する筒体である。すなわち、光コネクタのプラグ５０は、光ファイバ５２とその光ファイバ５２をその中心孔で保持するフェルール５１からなっており、スリーブ１０の貫通孔１０ａの内径は、フェルール５１の外径にほぼ等しくなるように設定される。
【００１２】
そして、実施の形態１では、スリーブ１０が、圧入部２３の底面２３ｂに当接しかつ一端部の外周面が圧入部２３の外周壁２３ａに接するように、圧入部２３に圧入される。尚、実施の形態１では、スリーブ１０が圧入部２３の底面２３ｂに当接するまで圧入されているが、スリーブ１０を十分に固定できれば、スリーブ１０は底面２３ｂと当接させなくてもよい。
【００１３】
スリーブ１０を構成する材料としては、酸化ジルコニウム（ジルコニア）、酸化アルミニウム（アルミナ）、ムライト、窒化ケイ素、炭化ケイ素および窒化アルミニウムなどの単体もしくはこれらを主成分として含むセラミックス、結晶化ガラスなどのガラスセラミックス、燐青銅、ベリリウム銅、黄銅、ステンレスなどの金属、エポキシや液晶ポリマなどのプラスチックスなどが挙げられ、中でも対候性や靭性に優れたジルコニア系セラミックス（ジルコニアを主成分とするセラミックス）が好適である。ジルコニア系セラミックスの中でも、とりわけ、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を主成分とし、Ｙ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＣｅＯ２、Ｄｙ２Ｏ３などからなる群より選択される少なくとも一種を安定化剤として含む部分安定化ジルコニアセラミックス（正方晶の結晶が主体）が、耐摩耗性および弾性変形性の観点からより好ましい材料として挙げられる。
【００１４】
以上のように構成された実施の形態１の光レセプタクルでは、スリーブ１０の一端部が圧入部２３に圧入されることになるが、ホルダ２０において先端面２５ａが第１の主面２１から突出するように突起部２５が形成されているので、光コネクタのプラグ５０をスリーブ１０の圧入された部分まで挿入することなく、プラグ５０の先端を突起部２５の先端面２５ａに当接させることができる。
【００１５】
すなわち、スリーブ１０の一端部は圧入部２３に圧入されるので、その一端部における貫通孔１０ａの内径は、圧入前より小さくなることがある。しかしながら、本実施の形態１の光レセプタクルでは、プラグ５０が挿入される挿入部は、圧入による変形がないので、例えば±１ｕｍ以内の高い内径精度が維持される。
【００１６】
また、実施の形態１の光レセプタクルでは、ホルダ２０において、突起部２５の外径がスリーブ１０の貫通孔１０ａの内径より小さく設定されて、スリーブ１０の一端部が圧入部２３に圧入されたときに、突起部２５の外周と貫通孔１０ａの内周とが離れているので、圧入によって貫通孔１０ａの内径が変化したときでも突起部２５の位置及び形状が変化することはない。
【００１７】
以上説明したように、本発明に係る実施の形態１の光レセプタクルでは、スリーブ１０の一端部が圧入部２３に圧入された際、少なくともプラグ５０が挿入される部分における貫通孔１０ａの内径は圧入による変化が抑えられて高い内径精度が維持され、かつ突起部２５の位置及び形状が変化することはないので、内孔２４と光ファイバ５２間の高い結合効率が安定して得られる。
【００１８】
実施の形態２．
本発明に係る実施の形態２の光レセプタクルは、実施の形態１の光レセプタクルにおいて、ホルダ２０に一体で形成された突起部２５に代えて別体の光導波管（第１部材）によって構成された突起部３５を備え、かつ圧入孔２３においてスリーブ１０が圧入される側に座ぐり部２６を形成した以外は、実施の形態１と同様に構成される（図２）。
尚、実施の形態２の光レセプタクルにおいて、光導波管は、圧入孔２３の底面２３ｂから第２の主面２２に貫通する貫通孔に挿入されて、突起部３５の先端面３５ａが座ぐり部２６の底面２６ｄより突出するような位置で固定される。この光導波管は、圧入孔２３の底面２３ｂから第２の主面２２に貫通する貫通孔に圧入によって固定される。
光導波管は、内孔２４を中心部に備える筒体で構成され、その材質としては、たとえば酸化ジルコニウム（ジルコニア）、酸化アルミニウム（アルミナ）、ムライト、窒化ケイ素、炭化ケイ素および窒化アルミニウムなどの単体もしくはこれらを主成分として含むセラミックス、燐青銅、ベリリウム銅、黄銅、ステンレスなどの金属等で、エポキシや液晶ポリマなどのプラスチックスなどが挙げられる。ここで、光導波管の材質としては、光導波管の先端面３５ａがプラグ５０の先端と当接することを鑑み、先端面３５ａの劣化を抑制するという観点から、耐摩耗性に優れたセラミックスを用いることが好ましい。
一方、光導波管にセラミックスを用いるのであれば、ホルダ２０の光導波管以外の部分を構成する部分（第２部材）は、光導波管が圧入によってホルダ２０に固定されることから、セラミックス部材を効率よく圧入可能な金属を用いることが好ましい。
【００１９】
以上のように構成された実施の形態２の光レセプタクルは、ホルダ２０において先端面３５ａが座ぐり部２６の底面２６ａから突出するように光導波管を設けることにより突起部３５が形成されているので、光コネクタのプラグ５０をスリーブ１０の圧入された部分まで挿入することなく、プラグ５０の先端を突起部３５の先端面３５ａに当接させることができる。
【００２０】
また、実施の形態２の光レセプタクルでは、ホルダ２０において、突起部３５の外径がスリーブ１０の貫通孔１０ａの内径より小さく設定されて、スリーブ１０の一端部が圧入部２３に圧入されたときに、突起部３５の外周と貫通孔１０ａの内周とが離れているので、圧入によって貫通孔１０ａの内径が変化したときでも突起部３５の位置及び形状が変化することはない。
【００２１】
したがって、本発明に係る実施の形態２の光レセプタクルは、内孔２４と光ファイバ５２間の高い結合効率が安定して得られる。さらに、本発明に係る実施の形態２の光レセプタクルは、ホルダ２０が突起部３５を構成する第１部材（光導波管）と、突起部３５以外の部分を他の第２部材で構成されているため、突起部３５を備えたホルダ２０を一体的に作製する煩雑な製造工程を省くことができるため、ホルダ２０の作製が簡易になる。また、実施の形態２では、第１部材に耐磨耗性を有するセラミックスを用いれば、プラグ５０の先端を突起部３５の先端面３５ａに当接させても、突起部３５の先端面３５ａにおける磨耗を抑制し、信頼性を向上させることができる。
【００２２】
実施の形態３．
本発明に係る実施の形態３の光レセプタクルは、実施の形態１の光レセプタクルにおいて、圧入孔２３においてスリーブ１０が圧入される側に座ぐり部２６を形成し、かつ突起部２５の先端部分に内孔２４の径より大きい径の座ぐり部２４ａを形成して、その座ぐり部２４ａにピンホール窓３６ａを備えた反射防止手段３６を設けた以外は、実施の形態１と同様に構成される（図３）。
尚、実施の形態３の光レセプタクルにおいて、突起部２５の先端面２５ａは座ぐり部２６の底面２６ｄより突出するように、突起部２５は形成される。
【００２３】
以上のように構成された実施の形態３の光レセプタクルは、実施の形態１の光レセプタクルと同様の作用効果を有する。
すなわち、ホルダ２０において先端面２５ａが座ぐり部２６の底面２６ａから突出するように光導波管を設けることにより突起部２５が形成されているので、光コネクタのプラグ５０をスリーブ１０の圧入された部分まで挿入することなく、プラグ５０の先端を突起部２５の先端面２５ａに当接させることができる。
【００２４】
また、実施の形態３の光レセプタクルでは、ホルダ２０において、突起部２５の外径がスリーブ１０の貫通孔１０ａの内径より小さく設定されて、スリーブ１０の一端部が圧入部２３に圧入されたときに、突起部２５の外周と貫通孔１０ａの内周が離れているので、圧入によって貫通孔１０ａの内径が変化したときでも突起部２５の位置及び形状が変化することはない。
【００２５】
したがって、本発明に係る実施の形態３の光レセプタクルは、内孔２４と光ファイバ５２間の高い結合効率が安定して得られる。
【００２６】
さらに、本実施の形態３の光レセプタブルは、突起部２５の先端部分にピンホール窓３６ａを備えた反射防止手段３６を設けているので、例えば、第２の主面の後方にレーザダイオードを設け、そのレーザ光を光コネクタの光ファイバ５２に入力させるように使用するような場合、プラグ５０の先端面で反射されたレーザ光が光源であるレーザダイオードに戻るのを防止できる。
反射防止手段３６は、例えば平板状で構成され、ステンレス等の金属、プラスチックス、またはセラミックス等からなり、内孔２４を伝送するレーザ光が通過できる程度の小さい孔からなるピンホール窓３６ａが形成されている。さらに、反射防止手段３６には、突起部３５側の主面に、反射光を低減するための黒色クロムメッキ等からなる反射防止膜を被着させれば、より光の反射防止効果を高めることができる。
【００２７】
実施の形態４．
本発明に係る実施の形態４の光レセプタクルは、実施の形態１の光レセプタクルにおいて、内孔２４内に透光性部材３７を設けた以外は、実施の形態１と同様に構成される（図４）。
ここで、本実施の形態４の光レセプタクルでは、透光性部材として、プラグの光ファイバに近い屈折率のもの、すなわち、石英からなる光ファイバを用いているのであれば、溶融石英などの高純度石英、または石英と同等の屈折率を要したガラス材などを用いることが好ましく、これにより、プラグの光ファイバとの接触部におけるフレネル反射を小さくすることができるので、結合効率をより向上させることができる。
【００２８】
以上のように構成された実施の形態４の光レセプタクルは、実施の形態１の光レセプタクルと同様の作用効果を有し、さらに内孔２４と光ファイバ５２間の結合効率をより高くできる。
【００２９】
実施の形態５．
本発明に係る実施の形態５の光レセプタクルは、実施の形態２の光レセプタクルにおいて、別体の光導波管に代えて光ファイバ４２とフェルール４１とからなるファイバスタブ４０を用いて突起部を構成した以外は、実施の形態２と同様に構成される（図５）。
【００３０】
フェルール４１を構成する材料としては、酸化ジルコニウム（ジルコニア）、酸化アルミニウム（アルミナ）、ムライト、窒化ケイ素、炭化ケイ素および窒化アルミニウムなどの単体もしくはこれらを主成分として含むセラミックス、結晶化ガラスなどのガラスセラミックス、燐青銅、ベリリウム銅、黄銅、ステンレスなどの金属、エポキシや液晶ポリマなどのプラスチックスなどが挙げられ、中でも対候性や靭性に優れたジルコニア系セラミックス（ジルコニアを主成分とするセラミックス）が好適である。ジルコニア系セラミックスの中でも、とりわけ、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を主成分とし、Ｙ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＣｅＯ２、Ｄｙ２Ｏ３などからなる群より選択される少なくとも一種を安定化剤として含む部分安定化ジルコニアセラミックス（正方晶の結晶が主体）が、耐摩耗性および弾性変形性の観点からより好ましい材料として挙げられる。
【００３１】
以上のように構成された実施の形態５の光レセプタクルでは、実施の形態２の光レセプタクルと同等の作用効果を得ることができるとともに、プラグ５０の光ファイバ５２と同材料の光ファイバ４２をファイバスタブ４０にも適用できるため、その光ファイバ５２と光ファイバ４０の接触部における反射を極めて小さくすることができる。またファイバスタブ４０の後端面４０ｂを光ファイバ４０の軸方向に対して５度〜１０度傾斜させた傾斜面とすることにより、ファイバスタブ４０の後端部側に配置されたレーザへの反射戻り光を防ぐことが可能となる。
【００３２】
実施の形態６．
本発明に係る実施の形態６は、実施の形態５の光レセプタクルと光素子モジュール７０とを含んでなる光モジュールである（図６）。
本実施の形態６の光モジュールにおいて、光素子モジュール７０は、発光素子又は受光素子である光素子７３がステム７２の上に実装されてキャップ７１によって封止されてなり、キャップ７１の窓部７５に設けられたレンズ７４を介して光が入出力される。
また、光レセプタクルの第２の主面には、光素子モジュール７０のキャップ部が嵌め込まれるジャック６１がレーザ溶接、抵抗溶接、または接着材等によって取り付けられる。
以上のようにして、光レセプタクルに取り付けられたジャック６１に光素子モジュール７０のキャップ部が挿入され、窓部７５のレンズ７４の焦点がファイバスタブの光ファイバの入出力端上に結ぶように位置を調整して固定する。
【００３３】
以上のように構成された実施の形態６の光モジュールは、光コネクタの光ファイバ５２との間で高い結合効率が安定して得られる本発明に係る実施の形態５の光レセプタクルを用いて構成されているので、光素子モジュール７０と光コネクタの光ファイバ５２間において高い結合効率が安定して得られる。
【００３４】
以上の実施の形態６では、本発明に係る実施の形態５の光レセプタクルを用いて構成したが、本発明はこれに限られるものではなく、本発明に係る他の実施の形態の光レセプタクルを用いて構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る実施の形態１の光レセプタクルの構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係る実施の形態２の光レセプタクルの構成を示す断面図である。
【図３】本発明に係る実施の形態３の光レセプタクルの構成を示す断面図である。
【図４】本発明に係る実施の形態４の光レセプタクルの構成を示す断面図である。
【図５】本発明に係る実施の形態５の光レセプタクルの構成を示す断面図である。
【図６】本発明に係る実施の形態６の光レセプタクルの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  スリーブ、１０ａ  貫通孔、２０  ホルダ、２１  第１の主面、２２  第２の主面、２３  圧入部、２３ａ  外周壁、２３ｂ  底面、２４  内孔、２５、３５  突起部、２５ａ、３５ａ  先端面、２６  座ぐり部、２６ａ  底面、
３６ａ  ピンホール窓、３６  カバー、３７  透光性部材、４０  ファイバスタブ、４１  フェルール、４２  光ファイバ、５０  プラグ、５２  光ファイバ、
７０  光素子モジュール、７１  キャップ、７２  ステム、７３  光素子、７４  レンズ、７５  窓部。
【図１】
2008033128.tif 000003
【図２】
2008033128.tif 000004
【図３】
2008033128.tif 000005
【図４】
2008033128.tif 000006
【図５】
2008033128.tif 000007
【図６】
2008033128.tif 000008