(57)【要約】【課題】フェルールの外周に凹状の溝を設けることなく光モジュールとの接触面積を大きくして固定強度を向上させることができるフェルールを具えた光モジュール提供する。【解決手段】光ファイバ２を有するフェルール３と、フェルール３が配置される光ファイバコネクタ４と、光通信に用いられるＬＤ５及びＰＤ６を具える。このフェルール３は、光ファイバコネクタ４のプラグ等級で規定されるフェルール径よりも大きい大径部７を外周に有する。光モジュール１は、フェルール３の外周に大径部７を具えることで、組み立ての際や別のフェルールとの結合の際にフェルール３の位置がその軸方向にずれることがない。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に光ファイバが挿入され、光ファイバコネクタに配置される光ファイバ付フェルールであって、
フェルールの外周に前記光ファイバコネクタのプラグ等級で規定されるフェルール径よりも大きい大径部を有することを特徴とする光ファイバ付フェルール。
【請求項２】
大径部は、フェルールに一体成形されていることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ付フェルール。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光ファイバ付フェルールと、
前記フェルールが配置される光ファイバコネクタと、
光ファイバを介して光通信に用いられる発光素子及び受光素子の少なくとも一つを具えることを特徴とする光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバを内蔵する光ファイバ付フェルール及びこのフェルールを用いた光モジュールに関するものである。特に、光モジュールに対する固定強度に優れる光ファイバ付フェルール、及びこのフェルールを用いた光モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光通信に用いられる光モジュールとして、例えば、図３に示すものが知られている。図３は、従来の光モジュールにおいてキャップを開放した状態を示す斜視図である。
【０００３】
この光モジュールは、パッケージ５０Ａとキャップ５０Ｂとからなる樹脂製のモジュール本体５０内に、光ファイバ５１が中心に挿入された円筒状のフェルール５２と、光ファイバ５１を介して光通信に用いられる光素子５３と具えるものである。モジュール本体５０の一端側は、フェルール５２の一部が配置されるコネクタ部５４であり、パッケージ５０Ａ、キャップ５０Ｂのそれぞれにフェルール５２の外周に適合する半円筒状溝５５、５６が設けられている。また、パッケージ５０Ａ内の平面部分には、Ｓｉ基板５７が配置される。Ｓｉ基板５７には、フェルール５２の一端から突出した光ファイバ５１の位置決め用Ｖ溝５８が設けられ、このＶ溝５８に配置される光ファイバ５１の軸方向にある規定位置に半導体レーザ（ＬＤ）やフォトダイオード（ＰＤ）などの光素子５３が搭載される。なお、パッケージ５０Ａは、通常、リードフレーム５９と一体に射出成形され、内部にリードフレーム５９の平面部分が現れている。
【０００４】
図３に示すようにフェルール５２はパッケージ５０Ａの半円筒状溝５５に、光ファイバ５１はＶ溝５８に配置され、光ファイバ５１の端面が光素子５３近傍の規定位置に配列されるように固定される。この状態でキャップ５０Ｂを図３の状態から裏返してパッケージ５０Ａに押し付けて接着することで光モジュールが組み立てられる。
【０００５】
図４は、光モジュールの光ファイバコネクタ近傍の断面図である。フェルール５２の外周には、全周に及ぶ複数の固定溝５２Ａが設けられ、キャップ５０Ｂの半円筒状溝には、長手方向に突条６０が設けられている。そのため、キャップ５０Ｂをパッケージ５０Ａに押し付けると、図４に示すように突条６０がつぶれて変形し、フェルール５２の固定溝５２Ａに食い込むことでフェルール５２が固定され、その軸方向への移動が規制される。
【０００６】
更に、上記と別の光モジュールとして、例えば、特許文献１に記載されるものがある。この光モジュールは、光ファイバを収納したフェルールを基板上に設けた溝に整列して固定し、光素子とフェルール端を樹脂によって封止し、全体を樹脂によってモールド成形したものである。この文献も、上記図３に示す光モジュールと同様にフェルールに溝を設けると共に、フェルールを固定する押え板に嵌合用の凸部を設けることで、フェルールを強固に固定する。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−９８１８８号公報（００３５、図１１参照）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の技術では、フェルールの外周に設ける溝による接触面積の増大には限界があり、固定強度の更なる向上を望みにくい。
フェルールの固定強度を上げるためには、コネクタ部の半円弧状溝に設けられた突条との接触面積や押え板との接触面積を大きくする必要がある。そこで、図４に示す技術では、フェルールの外周に設ける固定溝の深さをより大きくすることで、突条との接触面積を大きくすることが考えられる。また、特許文献１に示す技術では、フェルールに設ける溝を深くすると共に、押え板に設ける嵌合用の凸部の高さを高くすることで、押え板との接触面積を大きくすることが考えられる。しかし、フェルールの物理的強度の維持を考慮すると、フェルールに設ける溝の深さを大きくすることには制限があるため、フェルールに設ける溝による接触面積の増大には限界があった。特に、最近の直径１．２５ｍｍφのフェルールでは、上記溝の深さに関する制約が厳しい。
【０００９】
また、固定強度を向上するには、光モジュールのキャップや押え板の成形精度が高くなるため、製造コストが増大する傾向にある。
【００１０】
そこで、本発明の主目的は、フェルールの外周に凹状の溝を設けたり、表面を粗くすることなく光モジュールとの接触面積を大きくして固定強度を向上させることができるフェルールを提供することにある。
【００１１】
また、本発明の別の目的は、固定強度に優れるフェルールを具え、耐湿性にも優れる光モジュールを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、フェルールの外周に特定の突部を設けることで上記の目的を達成する。
即ち、本発明は、内部に光ファイバが挿入され、光ファイバコネクタに配置される光ファイバ付フェルールであって、フェルールの外周に光ファイバコネクタのプラグ等級で規定されるフェルール径よりも大きい大径部を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明フェルールは、その外周に光ファイバコネクタのプラグ等級により規定される径よりも大きい径を有する大径部を突部として有することで、光モジュールの固定部材との接触面積を大きくすることができ、固定強度を向上させる。また、上記接触面積を大きくすることで、光モジュールの固定部材に配置された本発明フェルールは、固定部材との界面の距離を長くすることができるため、この界面に沿って光モジュール内部に水分が浸入しにくい。従って、本発明フェルールを光モジュールに用いると、耐湿性をも向上させることが可能である。以下、本発明をより詳しく説明する。
【００１４】
光モジュールに設けられるコネクタ部、いわゆる光ファイバコネクタは、通常ＪＩＳに規定されるＦ０４形単心光ファイバコネクタ（通称ＳＣコネクタ）、Ｆ１４形コネクタ（通称ＭＵコネクタ）、Ｆ０１形単心光ファイバコネクタ（通称ＦＣコネクタ）などが用いられる。そして、これら光ファイバコネクタは、プラグ、アダプタ、レセプタクル毎にそれぞれ構造、形状、特性などがＪＩＳに規定されている。例えば、Ｆ０４形単心光ファイバコネクタでは、フェルール径を２．４９９ｍｍ±誤差、Ｆ１４形光ファイバコネクタでは、フェルール径を１．２４９ｍｍ±誤差と規定している。本発明において光ファイバコネクタのプラグ等級で規定されるフェルール径とは、上記ＪＩＳに規定される光ファイバコネクタに対応して規定されるフェルール径とする。従って、本発明において大径部の最大部分の直径は、Ｆ０４形単心光ファイバコネクタに配置する場合、２．４９９ｍｍ超、より具体的には、２．７０〜３．００ｍｍ、Ｆ１４形光ファイバコネクタに配置する場合、１．２４９ｍｍ超、より具体的には、１．４５〜１．７５ｍｍ、Ｆ０１形単心光ファイバコネクタに配置する場合、２．４９９ｍｍ超、より具体的には、２．７０〜３．００ｍｍが挙げられる。
【００１５】
本発明フェルールの外周に設ける大径部は、フェルールの外周の全周に亘って、例えばリング状に設けることが好ましい。また、大径部は、少なくとも一つあればよいが、複数設けてもよい。複数設ける場合、各大径部の大きさを同一としてもよいし、異なるものとしてもよい。そして、このような大径部は、フェルールと一体成形されていることが好ましい。大径部の形成材料は、ジルコニアなどが挙げられる。本発明では、このようにフェルールの外周に凹状の溝を設けていないので、フェルールの物理的強度を十分維持することができる。
【００１６】
本発明フェルールにおいて一端は、挿入された光ファイバが導き出され、他端は、挿入された光ファイバと共に曲率形状に成形されていることが好ましい。
【００１７】
一方、本発明光モジュールは、上述のフェルールと、このフェルールが配置される光ファイバコネクタと、フェルールに具える光ファイバを介して光通信に用いられる発光素子及び受光素子の少なくとも一方を具えることを特徴とする。なお、光ファイバコネクタは、上記フェルールと同様の形状のフェルールを同一軸上で一定の圧力を加えて対向接続する際の結合部となる。
【００１８】
上記構成を具える本発明光モジュールは、フェルールの外周に大径部を有しているので、モジュール本体とフェルールとの固定強度に優れ、光モジュールの組み立ての際に位置決めしたフェルールがその軸方向に移動することがほとんどない。また、製品として使用するときで別のフェルールを接続する際、フェルールの軸方向に一定の圧力が加えられるが、このときでも、フェルールがその軸方向にずれることがない。更に、大径部を有するフェルールを用いることで固定部材との界面の距離を長くできるので、この界面に沿って光モジュール内部に水分が浸入しにくく、耐湿性をも向上させることができる。
【００１９】
本発明において光モジュール本体は、樹脂製のパッケージとキャップとからなるものでもよいし、樹脂モールドにより形成してもよい。前者の場合、フェルールの一部が配置される光ファイバコネクタには、パッケージとキャップの少なくとも一方にフェルールの外周及び大径部に適合した嵌合溝を形成して、この溝に嵌め込むようにフェルールを配置してもよい。また、パッケージ側の光ファイバコネクタにフェルールを配置した後、樹脂ポッティングしてフェルールを樹脂によりモジュール本体のパッケージ側に固定してもよい。このとき、フェルールは、樹脂によりパッケージに強固に固定されて位置がずれることがないため、上記のような嵌合溝をキャップに設けなくてもよい。即ち、樹脂ポッティングする場合、キャップ側の光ファイバコネクタにおいてフェルールとの接触側は、樹脂ポッティングされたフェルールを覆いかつパッケージと接合できる形状であればよく、高い成形精度のものでなくても十分にフェルールを固定することができる。
【００２０】
後者の場合、即ち、光モジュール本体を樹脂モールドとする場合、大径部を設けることで、フェルールとモールド樹脂との接触面積を容易に増大させることができ、固定強度を向上することができる。また、フェルールとモールド樹脂との界面の距離を長くとることができるので、この界面に沿って光モジュール内部に浸水しにくく、耐湿性も向上する。更に、光モジュール本体を樹脂モールドとする場合は、従来の光モジュールのようにキャップの成形精度が求められることがない。なお、上記大径部は、フェルールの軸方向断面が曲面形状、例えば、円弧状とすると、モールド樹脂が大径部付近に行き渡りやすくより好ましい。
【００２１】
本発明光モジュールにおいて、発光素子は光通信に最適な半導体レーザ（ＬＤ）、受光素子は受光ダイオード（ＰＤ）が好ましい。また、光モジュールが受信用の場合、発光素子や発光素子のドライバＩＣを具えることが望ましい。送信用の場合、受光素子の信号や受光素子の信号を増幅する増幅器を具えることが望ましい。送受信用の場合、少なくとも一組の発光素子とドライバＩＣ、少なくとも一組の受光素子と増幅器を具えることが望ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
（実施例１）
図１は、本体がパッケージとキャップからなる本発明光モジュールであって、（Ａ）はキャップを外した状態を模式的に示す概略構成図、（Ｂ）はキャップを接合した状態でのフェルール部分の断面図である。本発明光モジュール１は、光ファイバ２を有するフェルール３と、フェルール３の一部が配置される光ファイバコネクタ４と、光通信に用いられるＬＤ５及びＰＤ６を具える。そして、このフェルール３は、光ファイバコネクタ４のプラグ等級により規定されるフェルール径ｒよりも大きい直径Ｒ１、Ｒ２を有する大径部７を外周に具える。
【００２３】
本例において大径部７は、フェルール３の外周に二つ設けている（大径部７ａ、７ｂ）。従って、フェルール３は、大径部７と光ファイバコネクタ４により規定されるフェルール径ｒの部分とが交互に設けられるため、モジュール本体との接触面積をより増やすことができ、固定強度の増大が見込まれる。また、これら大径部７ａ、７ｂは、それぞれ異なる径Ｒ１、Ｒ２とし、フェルール３の外周の全周に亘って設けており、フェルール３本体と一体に成形されている。このようなフェルール３を配置するパッケージ８においてフェルール３が配置される部分には、図１（Ｂ）に示すようにフェルール３の外周及び大径部７ａ、７ｂに適合する嵌合溝８ａ、８ｂを設けている。また、本例では、フェルール３を上記嵌合溝８ａ、８ｂに配置した後、図１（Ｂ）に示すように樹脂ポッティング９を施し、フェルール３をパッケージ８に固定している。そして、キャップ１０においてフェルール３と対向する側は、この樹脂ポッティング９と接しない程度の空間を設けた形状とした。また、大径部７は、ジルコニアにて形成した。
【００２４】
フェルール３の内部には、光ファイバ２が挿入され、フェルール３の一端（図１では左端）から導出されている。フェルール３の他端（同右端）は、挿入された光ファイバ２と共に曲率形状に成形されている。パッケージ８は、リードフレーム（図示せず）と一体に射出成形し、内部にリードフレームの平面部分が現れている。このパッケージ８の平面部分には、Ｓｉ基板１１が配置されている。Ｓｉ基板１１には、光ファイバ２の位置決め用Ｖ溝１２が設けてあり、Ｖ溝１２に配置される光ファイバ２の軸方向にある規定位置にＬＤ５やＰＤ６が搭載されている。ＬＤ５及びＰＤ６は、透明樹脂１３で固定している。光ファイバコネクタ４には、別の光ファイバコードの端部などにある光ファイバコネクタと接合させるの嵌合部４ａを設けている。
【００２５】
本発明光モジュールは、フェルールの外周に大径部を具えることで、フェルールの物理的強度を損なうことなく、フェルールとモジュール本体との接触面積を増加させて、フェルールがモジュール本体に強固に固定される。従って、光モジュールの組み立ての際や別のフェルールとの結合の際にフェルールの位置がその軸方向にずれることがない。また、フェルールが樹脂ポッティング９によりパッケージ８に対して優れた強度で固定されているため、キャップのフェルールと対向する側の形状が、特にフェルールに適合させて精密に成形されていなくてもフェルールの位置がずれることがない。
【００２６】
（実施例２）
上記実施例１は、光モジュール本体がパッケージとキャップに分離されているものを示したが、本例では、光モジュール本体が樹脂モールドにより一体に成形されているものを説明する。図２は、本発明光モジュールであって、本体のみ上半分を取り除いた状態を模式的に示す概略構成図である。図１と同一符号は同一部分を示す。本例に示す光モジュール２０の基本的構成は上記実施例１と同様である。即ち、光ファイバ２を有するフェルール３と、フェルール３の一部が配置される光ファイバコネクタ４と、光通信に用いられるＬＤ５及びＰＤ６を具える。フェルール３は、光ファイバコネクタ４のプラグ等級により規定されるフェルール径ｒよりも大きい直径Ｒ１、Ｒ２を有する大径部７ａ、７ｂを外周に具える。
【００２７】
本例に示す光モジュールは、フェルールの外周に大径部を有することで、フェルールの物理的強度を損なうことなく、フェルールとモールド樹脂との接触面積の増大を容易に図ることができ、光モジュール本体に対するフェルールの固定強度を向上する。また、フェルールが強固に固定されていることで、別のフェルールとの結合の際にフェルールの位置がずれることがない。更に、フェルールとモールド樹脂との界面の距離を長くなることから、光モジュール内部に浸水しにくく、耐湿性も向上する。加えて、光モジュール本体を樹脂モールドとする場合は、従来の光モジュールのようにキャップの成形精度が求められることがない。なお、本例において大径部は、フェルールの軸方向断面を矩形状に設けているが、断面を円弧状となるように設けると、大径部付近にモールド樹脂を行き渡り易くして、成形精度を向上することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明光ファイバ付フェルールによれば、フェルールの外周に大径部を具えることで、光モジュール本体との接触面積を大きくすることができるため、固定強度を向上させるという優れた効果を奏し得る。また、この大径部は、フェルールの外周から突出したものであるため、外周に凹状の溝を設ける従来の技術のようにフェルールのように物理的強度を損なうこともない。
【００２９】
上記大径部を有するフェルールを用いた本発明光モジュールは、光モジュール本体とフェルールとの固定強度に優れるため、光モジュールの組み立ての際や製品化後に別のフェルールを接続する際に、フェルールがその軸方向にずれることがない。また、本発明光モジュールは、大径部を有するフェルールを用いることで固定部材との界面の距離を長くできるので、この界面に沿って光モジュール内部に水分を浸入しにくく、耐湿性も向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本体がパッケージとキャップからなる本発明光モジュールであって、（Ａ）はキャップを外した状態を模式的に示す概略構成図、（Ｂ）はキャップを接合した状態でのフェルール部分の断面図である。
【図２】本発明光モジュールであって、本体のみ上半分を取り除いた状態を模式的に示す概略構成図である。
【図３】従来の光モジュールにおいてキャップを開放した状態を示す斜視図である。
【図４】従来の光モジュールの光ファイバコネクタ近傍の断面図である。
【符号の説明】
１、２０  光モジュール  ２  光ファイバ  ３  フェルール
４  光ファイバコネクタ  ４ａ  嵌合部  ５  ＬＤ  ６  ＰＤ  ７、７ａ、７ｂ  大径部
８  パッケージ  ８ａ、８ｂ  嵌合溝  ９  樹脂ポッティング  １０  キャップ
１１  Ｓｉ基板  １２  位置決め用Ｖ溝  １３  透明樹脂
５０  光モジュール本体  ５０Ａ  パッケージ  ５０Ｂ  キャップ  ５１  光ファイバ
５２  フェルール  ５２Ａ  固定溝  ５３  光素子  ５４  コネクタ部
５５、５６  円筒形状溝  ５７  Ｓｉ基板  ５８  位置決め用Ｖ溝  ５９  リードフレーム
６０  突条
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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