(57)【要約】  ファイバトレー及び光ファイバモジュール並びにこれらを用いた組立体が開示され、光ファイバ（１０）は、ファイバトレー（１２０）に固定され、次に、ファイバトレー（１２０）は、光ファイバモジュールの本体（１１０）に固定される。この本体は、全反射面（１１３）を用いて光を反射してこの光の向きを能動光コンポーネント（１４０）の方へ変える複数のレンズ（１６４、１６５）を定める。本体によって構成されたレンズに光ファイバの端を軸合わせする本体のファイバ支持特徴部（１１２）内に複数本の光ファイバを固定することができるよう、ファイバトレーは本体に固定される。かかる二部品構成型光ファイバモジュールを採用した光‐電気コネクタ、並びに、ファイバトレーを使用して複数本の光ファイバを処理する方法も又、開示される。
2015515027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバモジュールに結合可能なファイバトレーであって、前記ファイバトレーは、
第１の表面、前記第１の表面とは反対側の第２の表面を有し、
前記第１の表面上に設けられた複数個のファイバ支持特徴部を有し、前記複数個のファイバ支持特徴部は、複数本の光ファイバを受け入れるよう構成されており、
前記第１の表面と前記第２の表面との間に設けられた第１の接着剤受け入れ特徴部及び第２の接着剤受け入れ特徴部を有し、
前記第１の表面から且つ前記複数個のファイバ支持特徴部を横切って前記ファイバトレー中に或る深さにわたって延びる接着剤ウェルを有する、ファイバトレー。
【請求項２】
前記接着剤ウェルは、前記第１の表面のところに配置されている、請求項１記載のファイバトレー。
【請求項３】
前記第１の接着剤受け入れ特徴部及び前記第２の接着剤受け入れ特徴部は、第１の縁よりも第２の縁の方の近くに設けられている、請求項１又は２記載のファイバトレー。
【請求項４】
第３の縁のところに設けられた第１の追加の接着剤受け入れ特徴部及び第４の縁のところに設けられた第２の追加の接着剤受け入れ特徴部を更に有する、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のファイバトレー。
【請求項５】
１又は２以上の傾動特徴部を更に有する、請求項１〜４のうちいずれか一に記載のファイバトレー。
【請求項６】
光ファイバモジュールであって、
所定の波長を有する光に対して透過性の本体を有し、前記光ファイバモジュールの本体は、
第１の表面及び前記第１の表面と反対側の第２の表面を有し、
前記第１の表面から延びる全反射（ＴＩＲ）表面を有し、前記ＴＩＲ表面は、前記光ファイバモジュール内を伝搬する光の光信号を全反射によって反射することができ、
前記ＴＩＲ表面の近くに設けられたファイバ端基準面を有し、前記ファイバ端基準面を通って伝搬する光信号は、前記ＴＩＲ表面のところで反射されるようになっており、
前記本体の前記第２の表面上に形成された複数個のレンズ表面を有し、前記本体の前記複数個のレンズ表面、前記ＴＩＲ表面、前記ファイバ端基準面、及び介在部分は、各々が折れ曲がり光軸を有する複数個のレンズを構成し、
ファイバトレー凹部を有し、
ファイバトレーを有し、前記ファイバトレーは、
第１の表面上に設けられた複数個のファイバ支持特徴部を有し、
前記複数個のファイバ支持特徴部は、複数本の光ファイバを受け入れるよう構成され、
前記ファイバトレーは、複数個のファイバ支持特徴部内に設けられた前記複数本の光ファイバのファイバ端が前記本体の前記ファイバ端基準面のところに配置されると共に前記複数個のレンズの前記折れ曲がり光軸と実質的に軸合わせされるよう、前記ファイバトレー凹部内に設けられた状態で前記本体に固定されている、光ファイバモジュール。
【請求項７】
前記ファイバトレーは、
第１の接着剤受け入れ特徴部及び第２の接着剤受け入れ特徴部と、
前記第１の表面から且つ前記複数個のファイバ支持特徴部を横切って前記ファイバトレー中に或る深さにわたって延びる接着剤ウェルとを更に有する、請求項６記載の光ファイバモジュール。
【請求項８】
前記接着剤ウェルは、第１の表面のところに配置されている、請求項７記載の光ファイバモジュール。
【請求項９】
前記第１の接着剤受け入れ特徴部及び前記第２の接着剤受け入れ特徴部は、第１の縁よりも第２の縁の方の近くに設けられている、請求項７又は８記載の光ファイバモジュール。
【請求項１０】
前記ファイバトレーは、第１の追加の接着剤受け入れ特徴部及び第２の追加の接着剤受け入れ特徴部を更に有する、請求項７〜９のうちいずれか一に記載の光ファイバモジュール。
【請求項１１】
前記ファイバトレーは、１つ又は２つ以上の傾動特徴部を有する、請求項６〜１０のうちいずれか一に記載の光ファイバモジュール。
【請求項１２】
前記本体は、前記ファイバ端基準面のところに第１の端及び第２の端を備えた複数個のファイバ支持特徴部を更に有し、
前記ファイバトレーの前記複数個のファイバ支持特徴部は、前記本体の前記複数個のファイバ支持特徴部と実質的に整列している、請求項６〜１１のうちいずれか一に記載の光ファイバモジュール。
【請求項１３】
前記本体は、１又は２以上の位置合わせ基準部を有する、請求項１〜１２のうちいずれか一に記載の光ファイバモジュール。
【請求項１４】
光‐電気コネクタであって、
表面及び前記表面に結合された複数個の能動光コンポーネントを備えた基板を有し、
複数本の光ファイバを有し、各光ファイバは、外側被覆によって包囲されたコアを有し、各光ファイバは、前記コアが光ファイバ端から或る長さについて露出された剥ぎ取り領域を有し、
所定の波長を有する光に対して透過性の本体を備えた光ファイバモジュールを有し、前記本体は、
第１の表面及び前記第１の表面と反対側の第２の表面を有し、
前記第１の表面から延びる全反射（ＴＩＲ）表面を有し、前記ＴＩＲ表面は、前記光ファイバモジュール内を伝搬する光の光信号を全反射によって反射することができ、
前記ＴＩＲ表面の近くに設けられたファイバ端基準面を有し、前記ファイバ端基準面を通って伝搬する光信号は、前記ＴＩＲ表面のところで反射されるようになっており、
前記ファイバ端基準面のところで終端した複数個のファイバ支持特徴部を有し、
前記本体の前記第２の表面上に形成された複数個のレンズ表面を有し、前記本体の前記複数個のレンズ表面、前記ＴＩＲ表面、前記ファイバ端基準面、及び介在部分は、各々が折れ曲がり光軸を有する複数個のレンズを構成し、
ファイバトレー凹部を有し、前記本体は、前記複数個のレンズ表面が前記複数個の能動光コンポーネントと整列するよう前記基板の表面に結合され、
第１の縁及び第１の縁から見て反対側の第２の縁を備えたファイバトレーを有し、
前記複数本の光ファイバは、個々の光ファイバが各々、オフセット長さＬfだけ前記第２の縁を越えて延びるよう前記ファイバトレー内に設けられ、
前記ファイバトレーは、前記複数本の光ファイバの前記剥ぎ取り領域が前記複数個のファイバ支持特徴部内に設けられると共に前記複数本の光ファイバのファイバ端が前記ファイバ端基準面のところに配置され且つ前記複数個のレンズの前記折れ曲がり光軸と実質的に軸合わせされるよう前記ファイバトレー凹部内に設けられた状態で前記本体に固定されている、光‐電気コネクタ。
【請求項１５】
前記ファイバトレーは、
第１の接着剤受け入れ特徴部及び第２の接着剤受け入れ特徴部と、
前記第１の表面から前記ファイバトレー中に或る深さにわたって延びる接着剤ウェルとを更に有し、
前記光‐電気コネクタは、
前記第１及び前記第２の接着剤受け入れ特徴部内に設けられていて、前記第１のファイバトレーを前記ファイバトレー凹部のところで前記本体に固定する接着剤と、
前記接着剤ウェル内に設けられていて、前記設けられた前記複数本の光ファイバを前記ファイバトレーに固定する接着剤とを更に有する、請求項１４記載の光‐電気コネクタ。
【請求項１６】
前記複数個の能動光コンポーネントは、少なくとも１つの光源デバイス及び少なくとも１つの光検出器を含み、
前記少なくとも１つの光源デバイスと整列した前記複数個のレンズ表面のうちのレンズ表面は、前記少なくとも１つの光源デバイスの表面から高さＨSだけオフセットしており、
前記少なくとも１つの光検出器と整列した前記複数個のレンズ表面のうちのレンズ表面は、前記少なくとも１つの光検出器の表面から高さＨDだけオフセットしており、ＨSは、ＨDよりも大きい、請求項１４又は１５記載の光‐電気コネクタ。
【請求項１７】
光ファイバモジュールを製作する方法であって、
外側被覆によって包囲されたコアを有する複数の光ファイバを光トレーの第１の表面に設けられた複数個のファイバ支持特徴部内に配置して前記複数本の光ファイバがオフセット長さだけ前記ファイバトレーの挿入側縁を越えて延びるようにするステップと、
接着剤を前記ファイバトレーの前記第１の表面のところに塗布して前記複数本の光ファイバを前記ファイバトレーに固定するステップと、
前記複数本の光ファイバの各光ファイバの前記外側被覆を剥ぎ取って前記コアを露出させ、それにより各光ファイバの剥ぎ取り領域を形成するステップと、
前記ファイバトレーを光ファイバモジュールの本体内に配置するステップとを含み、前記光ファイバモジュールは、
前記第１の表面から延びる全反射（ＴＩＲ）表面と、
前記ＴＩＲ表面の近くに設けられたファイバ端基準面と、
前記ファイバ端基準面のところで終端した複数個のファイバ支持特徴部とを有し、前記ファイバトレーは、前記複数本の光ファイバの前記剥ぎ取り領域が前記複数個のファイバ支持特徴部内に設けられると共に各光ファイバのファイバ端が前記ファイバ端基準面のところに配置されるよう前記本体に固定される、方法。
【請求項１８】
前記複数本の光ファイバの各光ファイバの前記外側被覆を剥ぎ取るステップは、レーザ剥ぎ取りプロセスによって実施される、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記ファイバトレーを前記本体に固定する接着剤を塗布するステップを更に含む、請求項１７又は１８記載の方法。
【請求項２０】
各光ファイバは、前記ファイバトレーの前記挿入側縁を越えて所望の長さＬfまで劈開させられる、請求項１７〜１９のうちいずれか一に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、光ファイバモジュールに関し、特に、光ファイバモジュール及び全反射方式を採用した本体に結合されているファイバ（なお、「ファイバ」と言えば光ファイバを意味する）トレーを有する光‐電気コネクタに関する。
【０００２】
〔関連出願の説明〕
２０１２年４月２０日に出願された米国特許仮出願第６１／６３６，１５９号及び２０１２年５月２４日に出願された米国特許仮出願第６１／６５１，３０７号の３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９の規定に基づく優先権主張出願であり、これら米国特許仮出願を参照により引用し、これら記載内容全体を本明細書の一部とする。本願は又、２０１３年３月１５日に出願された米国特許出願第１３／８３８，４１７号の３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１２０の規定に基づく優先権主張出願であり、この米国特許出願を参照により引用し、その記載内容全体を本明細書の一部とする。
【背景技術】
【０００３】
大衆消費電子製品（コンシューマエレクトロニクス）用に使用されている短距離データリンクは、ますます高いデータ転送率、特に音声及びデータ記憶用途のために用いられるデータ転送率に近づいている。例示としては、５Ｇｂ／ｓでのＵＳＢ３．０プロトコル、１０Ｇｂ／ｓでのＨＤＭＩ（登録商標）及び２つのチャネルによる１０Ｇｂ／ｓでのThunderbolt（商標）が挙げられる。かかる高いデータ転送率では、伝統的な銅ケーブルは、伝送距離及びケーブル屈曲性が限られている。少なくともこれらの理由により、光ファイバは、電子装置、例えば大衆消費装置に関する次世代用の高いデータ転送率に対応するために銅線の代替手段として普及している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高価で高出力の端面発光型レーザを変調器と共に採用する遠隔又は遠距離通信とは異なり、短距離光ファイバリンクは、安価な低出力直接変調光源、例えば垂直共振器端面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を利用する。大衆消費電子製品等にとって実行可能であるためには、光源からの光を光ファイバ中に一方向に結合し（即ち、伝送し）、別の光ファイバ内を伝搬している光をフォトダイオード上に他方の方向で結合する（即ち、受光する）ために用いられる光ファイバ組立体は、安価である必要がある。この要件に鑑みて、組立体の設計を製造が簡単であるようにする一方で、適当な性能を有するようにする必要がある。したがって、光ファイバの軸合わせ（アライメント）を単純化する光ファイバモジュールの実現に対する要望が実現されないままでいる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態は、ファイバトレー及び全反射（“ＴＩＲ”）表面を備えた本体を有する２部品構成型光ファイバモジュールに関する。複数本の光ファイバを保持したファイバトレーは、本体内に配置された状態で固定される。ファイバトレーから延びる光ファイバの端は、本体のファイバ支持特徴部内に受動的に又は能動的に配置された状態で接着剤、例えば屈折率整合接着剤によりファイバ支持特徴部のところで本体に固定される。ファイバ端は、これらが基準としてのファイバ端基準表面のところに設けられるよう配置されていて、これらファイバ端は、本体により構成された複数個のレンズと光通信関係をなす（即ち、これと光学的に軸合わせされている）ようになっている。ファイバトレーを用いた光ファイバの処理方法も又開示される。
【０００６】
本発明の一観点は、全反射表面を備えた本体に結合可能なファイバトレーである。ファイバトレーは、第１の表面及び第１の表面とは反対側の第２の表面を、複数本の光ファイバを受け入れるよう構成された複数個のファイバ支持特徴部と共に有する。ファイバトレーは、第１の表面と第２の表面との間に設けられた第１の接着剤受け入れ特徴部及び第２の接着剤受け入れ特徴部と、第１の表面から且つ複数個のファイバ支持特徴部を横切ってファイバトレー中に或る深さにわたって延びる接着剤ウェルとを更に有する。
【０００７】
本発明の別の観点は、接着剤ウェルが第１の表面のところに配置されていることを特徴とする上述のファイバトレーである。
【０００８】
本発明の別の観点は、第１の接着剤受け入れ特徴部及び第２の接着剤受け入れ特徴部が第１の縁よりも第２の縁の方の近くに設けられていることを特徴とする上述のファイバトレーである。
【０００９】
本発明の別の観点は、第３の縁のところに設けられた第１の追加の接着剤受け入れ特徴部及び第４の縁のところに設けられた第２の追加の接着剤受け入れ特徴部を更に有することを特徴とする上述のファイバトレーである。
【００１０】
本発明の別の観点は、１つ又は２つ以上の傾動特徴部を更に有することを特徴とする上述のファイバトレーである。一例として、ファイバトレーは、ファイバトレーの第２の表面から延びる１つ又は２つ以上の突起を有するのが良い。
【００１１】
本発明の別の観点は、所定の波長を有する光に対して透過性である本体及びファイバトレーを有する光ファイバモジュールである。光ファイバモジュール本体は、第１の表面と、第２の表面と、第１の表面から延びる全反射（ＴＩＲ）表面とを有し、ＴＩＲ表面は、光ファイバモジュール内を伝搬する光の光信号を全反射によって反射することができ、光ファイバモジュール本体は、ＴＩＲ表面の近くに設けられたファイバ端基準面を更に有し、ファイバ端基準面を通って伝搬する光信号は、ＴＩＲ表面のところで反射されるようになっており、光ファイバモジュール本体は更に、本体の第２の表面上に形成された複数個のレンズ表面を有する。本体の複数個のレンズ表面、ＴＩＲ表面、ファイバ端基準面、及び介在部分は、各々が折れ曲がり光軸（即ち、この光軸は、光信号の向きを変える）を有する複数個のレンズを構成している。光ファイバモジュール本体は、ファイバトレーを受け入れるよう構成されたファイバトレー凹部を更に有する。ファイバトレーは、第１の表面上に設けられた複数個のファイバ支持特徴部を有する。複数個のファイバ支持特徴部は、複数本の光ファイバを受け入れるよう構成されている。ファイバトレーは、複数個のファイバ支持特徴部内に設けられた複数本の光ファイバのファイバ端が本体のファイバ端基準面のところに配置されると共に複数個のレンズの折れ曲がり光軸と実質的に軸合わせされるようファイバトレー凹部内に設けられた状態で本体に固定されている。
【００１２】
本発明の別の観点は、ファイバトレーが第１の接着剤受け入れ特徴部及び第２の接着剤受け入れ特徴部を更に有することを特徴とする上述の光ファイバモジュールである。第１及び第２の接着剤受け入れ特徴部は、ファイバトレーをファイバトレー凹部のところで本体に固定する接着剤を受け入れるよう構成されている。ファイバトレーは、複数個のファイバ支持特徴部内に設けられた複数本の光ファイバをファイバトレーに固定するために第１の表面から且つ複数個のファイバ支持特徴部を横切ってファイバトレー中に或る深さにわたって延びる接着剤ウェルを更に有する。
【００１３】
本発明の別の観点は、接着剤ウェルが第１の表面のところに配置されていることを特徴とする上述の光ファイバモジュールである。
【００１４】
本発明の別の観点は、第１の接着剤受け入れ特徴部及び第２の接着剤受け入れ特徴部が第１の縁よりも第２の縁の方の近くに設けられていることを特徴とする上述の光ファイバモジュールである。
【００１５】
本発明の別の観点は、ファイバトレーが第１の追加の接着剤受け入れ特徴部及び第２の追加の接着剤受け入れ特徴部を有することを特徴とする上述の光ファイバモジュールである。
【００１６】
本発明の別の観点は、ファイバトレーをファイバトレー凹部内で傾動させる傾動特徴部を有する上述の光ファイバモジュールである。１つ又は２つ以上の傾動特徴部は、ファイバトレー、本体又はこれら両方に設けられるのが良い。例えば、ファイバトレーは、第１の縁の近くで第２の表面から延びる１つ又は２つ以上の傾動突起を更に有し、その結果、ファイバトレーは、ファイバトレー凹部のフロアのほうへ傾けられるようになっている。しかしながら、傾動特徴部は、ファイバトレー凹部を傾動させるために本体の凹部に設けられても良い。
【００１７】
本発明の別の観点は、本体が複数このファイバ支持特徴部を更に有することを特徴とする上述の光ファイバモジュールである。本体の複数個のファイバ支持特徴部は、ファイバトレーの複数個のファイバ支持特徴部と全体的に整列している。
【００１８】
本発明の別の観点は、基板、複数本の光ファイバ、本体及びファイバトレーを備えた光ファイバモジュールを有する光‐電気コネクタである。基板は、表面及び表面に結合された複数個の能動光コンポーネントを有する。複数本の光ファイバの各光ファイバは、外側被覆によって包囲されたコアを有し、各光ファイバは、コアが光ファイバ端から或る長さについて露出された剥ぎ取り領域を有する。本体は、所定の波長を有する光に対して透過性であり、本体は、第１の表面と、第１の表面と反対側の第２の表面と、第１の表面から延びる全反射（ＴＩＲ）表面とを有し、ＴＩＲ表面は、光ファイバモジュール内を伝搬する光の光信号を全反射によって反射することができ、本体は、ＴＩＲ表面の近くに設けられたファイバ端基準面を更に有し、ファイバ端基準面を通って伝搬する光信号は、ＴＩＲ表面のところで反射されるようになっている。本体は、ファイバ端基準面のところで終端した複数個のファイバ支持特徴部と、本体の第２の表面上に形成された複数個のレンズ表面とを更に有し、本体の複数個のレンズ表面、ＴＩＲ表面、ファイバ端基準面、及び介在部分は、各々が折れ曲がり光軸を有する複数個のレンズを構成している。本体は、ファイバトレーを受け入れるファイバトレー凹部（即ち、ポケット）を更に有するのが良い。本体は、複数個のレンズ表面が複数個の能動光コンポーネントと整列するよう基板の表面に結合されている。ファイバトレーは、第１の縁及び第１の縁から見て反対側の第２の縁を有する。複数本の光ファイバは、個々の光ファイバが各々、オフセット長さＬfだけ第２の縁を越えて延びるようファイバトレー内に設けられている。ファイバトレーは、複数本の光ファイバの剥ぎ取り領域が複数個のファイバ支持特徴部内に設けられると共に複数本の光ファイバのファイバ端がファイバ端基準面のところに配置され且つ複数個のレンズの折れ曲がり光軸と実質的に軸合わせされるようファイバトレー凹部内に設けられた状態で本体に固定されている。
【００１９】
本発明の別の観点は、ファイバトレーが第１の表面及び第１の表面上に設けられていて第１の縁から第２の縁まで延びる複数個のファイバ支持特徴部を更に有し、複数本の光ファイバが複数個のファイバ支持特徴部内に設けられていることを特徴とする上述の光‐電気コネクタである。ファイバトレーは、第３の縁、第３の縁と反対側の第４の縁、第３の縁のところに設けられた接着剤受け入れ特徴部及び第４の縁のところに設けられた第２の接着剤受け入れ特徴部を更に有する。第１及び第２の接着剤受け入れ特徴部は、ファイバトレー凹部のところで本体に固定するための接着剤を受け入れるよう構成されている。ファイバトレーは、第１の表面から且つ複数個のファイバ支持特徴部を横切ってファイバトレー中に或る深さにわたって延びる接着剤ウェルを更に有する。接着剤ウェルは、複数個のファイバ支持特徴部内に設けられた複数本の光ファイバをファイバトレーに固定するための接着剤を受け入れるよう構成されている。
【００２０】
本発明の別の観点は、複数個の能動光コンポーネントが少なくとも１つの光源デバイス及び少なくとも１つの光検出器を含むことを特徴とする上述の光‐電気コネクタである。少なくとも１つの光源デバイスと整列した複数個のレンズ表面のうちのレンズ表面は、少なくとも１つの光源デバイスの表面から高さＨSだけオフセットし、少なくとも１つの光検出器と整列した複数個のレンズ表面のうちのレンズ表面は、少なくとも１つの光検出器の表面から高さＨDだけオフセットし、ＨSは、ＨDよりも大きい。
【００２１】
本発明の別の観点は、光ファイバを処理する方法であって、この方法は、外側被覆によって包囲されたコアを有する複数の光ファイバを光トレーの第１の表面に設けられた複数個のファイバ支持特徴部内に配置して複数本の光ファイバがオフセット長さだけファイバトレーの挿入側縁を越えて延びるようにするステップと、接着剤をファイバトレーの第１の表面のところに塗布して複数本の光ファイバをファイバトレーに固定するステップとを含むことを特徴とする方法である。この方法は、複数本の光ファイバの各光ファイバの外側被覆を剥ぎ取ってコアを露出させ、それにより各光ファイバの剥ぎ取り領域を形成するステップと、ファイバトレーを光ファイバモジュールの本体内に配置するステップとを更に含む。本体は、第１の表面から延びる全反射（ＴＩＲ）表面と、ＴＩＲ表面の近くに設けられたファイバ端基準面と、ファイバ端基準面のところで終端した複数個のファイバ支持特徴部とを有する。ファイバトレーは、複数本の光ファイバの剥ぎ取り領域が本体の複数個のファイバ支持特徴部内に設けられ、各光ファイバのファイバ端がファイバ端基準面のところに配置されるよう本体中に挿入される。この方法は、接着剤をファイバトレーに塗布してファイバトレー及び複数本の光ファイバを光ファイバモジュールの本体に固定するステップを更に含む。
【００２２】
本発明の別の観点は、複数本の光ファイバの各光ファイバの外側被覆を剥ぎ取るステップがレーザ剥ぎ取りプロセスによって実施されることを特徴とする上述の方法である。
【００２３】
本発明の別の観点は、ファイバトレーを光ファイバモジュールの本体に固定するための接着剤を塗布するステップを更に含むことを特徴とする上述の方法である。
【００２４】
追加の特徴及び追加の利点は、以下の詳細な説明に記載されており、一部は、かかる説明から当業者には容易に明らかであり又は以下の詳細な説明、特許請求の範囲並びに添付の図面を含む本明細書において説明する実施形態を実施することによって認識されよう。
【００２５】
理解されるべきこととして、上述の概要説明と以下の詳細な説明の両方は、本発明の実施形態に関し、そして特許請求の範囲に記載された本発明の性質及び性格を理解するための概観又は構想を提供するようになっている。添付の図面は、本発明についての一層の理解を提供するために含まれており、本明細書に組み込まれてその一部をなしている。図面は、本発明の種々の実施形態を示しており、本明細書における説明と一緒になって、開示する技術的思想の原理及び作用を説明するのに役立つ。特許請求の範囲は、以下の詳細な説明に組み込まれてその一部をなしている。
【００２６】
以下の図に記載されたコンポーネントは、本発明の一般的な原理を強調するために示されており、必ずしも縮尺通りには画かれていない。図面に記載されている実施形態は、性質上説明のため且つ例示であり、特許請求の範囲に記載された本発明を限定するものではない。例示の実施形態の以下の詳細な説明は、以下の図面と関連して読まれると理解でき、図中、同一の構造は、同一の参照符号で示されている。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の１つ又は２つ以上の実施形態による光ファイバモジュールを含む例示の光‐電気コネクタの上から見た斜視図であり、分かりやすくする目的でハウジングの一部分が省かれている状態を示す図である。
【図２】図１に示されている分解状態の光ファイバモジュールの斜視図である。
【図３】図１の光‐電気コネクタの上から見た拡大斜視図であり、光ファイバモジュールのファイバトレーが本体に取り付けられた状態で示す図である。
【図４Ａ】図１〜図３に示されている光ファイバモジュールのファイバトレーの上から見た斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示されたファイバトレーの平面図である。
【図４Ｃ】図４Ａ及び図４Ｂに示されたファイバトレーの背面図である。
【図４Ｄ】図４Ｃに示されているファイバトレーに類似した別のファイバトレーの４Ｄ‐４Ｄ線矢視断面図であり、オプションとしての傾動特徴部を備えている状態を示す図である。
【図５Ａ】図４Ａ〜図４Ｄに示されたファイバトレーの平面図であり、光ファイバが実装されている状態を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示されている実装ファイバトレーの側面図である。
【図６Ａ】図１〜図３に示された光ファイバモジュールの本体の上から見た斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示された本体の平面図である。
【図６Ｃ】図６Ａ及び図６Ｂに示された本体の背面図である。
【図６Ｄ】図６Ｂに示されている本体の６Ｄ‐６Ｄ線矢視断面図である。
【図６Ｅ】図６Ａ〜図６Ｄに示されている本体の底面図である。
【図６Ｆ】図６Ｅに示されている本体の６Ｆ‐６Ｆ線矢視断面図である。
【図７】本発明の１つ又は２つ以上の実施形態としての例示の光ファイバ処理方法を示す流れ図である。
【図８】図１に示された光‐電気コネクタの組立て状態の光ファイバモジュールの平面図である。
【図９Ａ】印刷回路板（“ＰＣＢ”）基板（又はＩＣチップ）及び光源デバイスとしての能動光コンポーネントを示す拡大断面図であり、光源デバイスからの光が折れ曲がり源光路上でこれに沿って光ファイバモジュールの本体を通り、光ファイバ内に位置する焦点まで伝搬している状態を更に示す図である。
【図９Ｂ】光が図９Ａとは逆の方向に光ファイバ中で折れ曲がり検出器光路上でこれに沿って光ファイバからそして光ファイバモジュールの本体を通ってＰＣＢ基板（又はＩＣチップ）により支持された光検出器の形態をした能動光コンポーネントまで伝搬している状態を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の追加の特徴及び追加の利点は、以下の詳細な説明に記載されており、本明細書から当業者に明らかであり又は特許請求の範囲の記載及び添付の図面と一緒に本明細書において説明する開示内容を具体化することによって認識されよう。
【００２９】
直交（デカルト）座標が基準を表すために図のうちの幾つかに示されているが、かかる直交座標は、方向又は方位に関して限定を意図したものではない。
【００３０】
本発明の実施形態は、光ファイバモジュール及び光‐電気コネクタに関し、特に、光ファイバモジュール及び伝送チャネルに用いられる能動光コンポーネント、例えば光源デバイス（レーザ、発光ダイオード等）と受光チャネル上に用いられる光検出器装置（例えば、フォトダイオード）との間における光の光信号を提供するために全反射（“ＴＩＲ”）方式を採用した。光‐電気コネクタに関する。実施形態は又、光ファイバを処理して光ファイバを光ファイバモジュールのレンズと軸合わせする方法に関する。
【００３１】
一般に、図を参照すると、実施形態は、ファイバトレー及びＴＩＲ表面を備えた本体を含む２部品構成型光ファイバモジュールに関する。光ケーブル組立体の光ファイバは、まず最初に、ファイバトレーのファイバ支持特徴部（例えば、溝）中に挿入され、次に、更に処理される（例えば、１つ又は２つ以上の被覆層をレーザ又は機械的に剥ぎ取って光ファイバコア又はクラッドを露出させると共に／或いはファイバの端を劈開させる）。次に、ファイバトレーを光ファイバモジュールの本体内に配置して接着剤によって固定する。ファイバトレーから延びる光ファイバのファイバ端を本体のファイバ支持特徴部（例えば、溝）内に能動的に配置し（例えば、受動的軸合わせ又は能動的軸合わせを利用して）、屈折率整合接着剤によりファイバ支持特徴部のところで本体に固定する。ファイバ端をこれらが基準としてのファイバ端基準面のところに設けられる（即ち、接触し又はほぼ接触する）ように軸合わせされると共に配置され、その結果、これらが本体によって構成された複数個のレンズと軸合わせされるようにする。
【００３２】
ファイバトレーの使用により、光ファイバモジュールの本体中への挿入前における多数本の光ファイバの同時処理が可能であり、それにより製作時間、制作費又はこれらの両方を減少させることができる。さらに、ファイバトレーは、ファイバ端の近くのところでばらばらの光ファイバを固定して本体のファイバ支持特徴部内への光ファイバの剥ぎ取り部分の位置決めが製造にとって迅速且つ容易であるようにする。本体は、規定された場所のところに光ファイバのファイバ端を位置決めするための特徴部を有しているので、本体の公差だけを厳密に制御すれば足り、ファイバトレー寸法の公差をルーズに制御すれば良く、それにより２部品構成型光ファイバモジュールの全体的制作費を減少させることができる。光ファイバモジュール、ファイバトレー、光‐電気コネクタ及び光ファイバの処理方法の種々の実施形態について以下に詳細に説明する。
【００３３】
次に図１を参照すると、能動光ケーブル組立体の例示の光‐電気コネクタ１０が示されている。本発明の実施形態は、任意のコネクタ標準又は形態に限定されることがないということが理解されるべきである。本明細書において説明する実施形態は、光‐電気コネクタ又はケーブル組立体に関すると言える。「光‐電気」という用語は、光‐電気コネクタを説明するために用いられており、というのは、これは、コネクタ内で光‐電気及び電気‐光変換を実施するからである。換言すると、光‐電気コネクタは、コネクタインターフェースのところに設けられていて、コネクタのモジュールに取り付けられた光導波路、例えば光ファイバに沿う伝送を可能にするために電気信号を光信号に変換したり光信号を電気信号に変換したりするための装置に内部能動エレクトロニクスと一緒に接続を行うための電気接点を有する。例示の形式のコネクタとしては、ＵＳＢ３．０、ＨＤＭＩ（登録商標）、Thunderbolt（商標）及びFireWire（登録商標）が挙げられるが、これには限定されない。一般に、能動光ケーブル組立体は、第１の光‐電気コネクタのところの電気装置からの電気信号を１本又は２本以上の光ファイバにより伝送される光信号に変換する。次に、能動光ケーブル組立体の反対側の端のところに設けられた第２の光‐電気コネクタ１０が１本又は２本以上の光ファイバから光信号を受け取り、かかる光信号を電気信号に変換し、そして変換した電気信号を第２の光‐電気コネクタ１０の相手方のインターフェースに電気的に結合された別の電子装置に伝送する。
【００３４】
図１に示されている例示の光‐電気コネクタ１０は、外側ハウジング１０１を有し（外側ハウジングの頂部は、内部コンポーネントを示すために図１には示されていないことに注目されたい）、この外側ハウジングは、電気コネクタ１０２、基板１０３（例えば、ＦＲ‐４のような材料で作られた印刷回路板（“ＰＣＢ”））、種々の電子コンポーネント１０５（例えば、電気信号を受け取り、光源デバイスを駆動し、フォトダイオードデバイスから信号を受け取る等をするコンポーネント）、電気コネクタ１０２を種々の電子コンポーネント１０５によって構成された回路に電気的に結合する導電性要素１０４、光ファイバモジュール１００の下に位置する能動光コンポーネント１４０Ｄ，１４０Ｓ（図１には示されておらず、図９Ａ及び図９Ｂを参照されたい）への光の光信号の授受を可能にする光ファイバモジュール１００、及び光ケーブルの複数本の光ファイバ１０６を保持している。能動光コンポーネントは、光を伝送すると共に／或いは光を受け取ることができる装置を含む。伝送用能動光コンポーネントとして働く光源デバイス１４０Ｓとしては、発光ダイオードやレーザダイオード、例えば垂直共振器表面発光レーザ（“ＶＣＳＥＬ”）が挙げられるが、これらには限定されない。受光能動光コンポーネントとして働く光検出器１４０Ｄとしては、例えばフォトダイオードが挙げられる。種々の電子コンポーネント１０５は、例えば能動光コンポーネント１４０Ｄ，１４０Ｓを駆動することができる集積回路として構成されるのが良い。任意個数の能動光コンポーネント１４０Ｄ，１４０Ｓを通信プロトコルに応じて利用することができる。図示の実施形態では、２つの光源デバイス１４０Ｓ及び２つの光検出器１４０Ｄが用いられ、それにより４つのチャネルが提供されている。
【００３５】
一般に、光ファイバモジュール１００は、本体１１０及び光ファイバ１０６の端部分を保持するファイバトレー１２０を有する。複数の実施形態では、光ファイバモジュール１００は、光ファイバを能動光コンポーネントに光学結合するための部品のキットとして提供できる。図２は、光ファイバモジュール１００を分解状態で示す斜視図であり、図３は、図１に示されている光‐電気コネクタ１０のＰＣＢ基板１０３に結合された組立て状態の光ファイバモジュール１００の斜視図である。ファイバトレー１２０は、本体１１０のファイバトレー凹部１１８内に設けられてこの中に固定されるよう構成され、その結果、オプションとしての張力逃がし又はひずみ取り要素１９０から延びる光ファイバ１０６のファイバ端がファイバ端基準面１１４のところに配置されるようになっている。光ファイバ１０６のファイバ端は、ファイバ端基準面１１４に接触すべきである。しかしながら、ファイバ長さのばらつきに起因して、ファイバ端のうちの幾つかは、ファイバ端基準面１１４にほぼ接触し又はやっと接触していると言える場合があり、所望に応じて屈折率整合材料を用いるのが良い。光ファイバ１０６は、ファイバトレー１２０の頂面に設けられたファイバ支持特徴部１２２によって支持される。以下に詳細に説明するように、光ファイバモジュールの本体１１０は、ファイバ端基準面１１４から延びる本体の中間部分を通過した光信号及び光ファイバモジュール１００の下に位置するＰＣＢ基板１０３上に実装された能動光コンポーネント（図示せず）により放出される光信号を反射するためのＴＩＲ表面１１３として働く凹部１１５の傾斜面を有する。ファイバトレー１２０は、接着剤によってファイバトレー凹部１１８内で本体１１０に固定されているが、他形式の機械的取り付け方式を有しても良い。光ファイバ１０６は、ファイバ端の能動的な位置決め後に屈折率整合接着剤によって本体１１０に固定されるのが良く、その結果、光ファイバは、本体１１０により構成されたレンズと光学的に軸合わせされる（即ち、光通信関係をなす）ようになっている。複数の実施形態では、ファイバ端は、レンズの位置のための代替手段として働くデータム（datum ：基準となる手段）と軸合わせされるのが良い。
【００３６】
本体１１０は、任意適当な手段によって能動光コンポーネントと整列するよう正確に配置されると共にＰＣＢ基板１０３に固定されるのが良い。例えば、ＰＣＢ基板１０３は、本体１１０の軸合わせ特徴部と軸合わせされると共にこの中に嵌まり込むよう構成され又はその逆の関係をなす基準部（fiducial）を有するのが良いが、他の軸合わせ方法の採用が可能である。例えば、本体１１０をＰＣＢ基板１０３上の能動光コンポーネント１４０Ｄ，１４０Ｓに対して正確に位置決めするためにビジョンシステムが用いられても良い。複数の実施形態では、本体１１０は、接着剤、例えばエポキシを用いてＰＣＢ基板１０３上の定位置に固定されるのが良い。
【００３７】
ファイバトレー及び光ファイバ
次に図４Ａ〜図４Ｄを参照して例示のファイバトレー１２０について詳細に説明する。図４Ａは、例示のファイバトレー１２０の上から見た斜視図であり、図４Ｂは、ファイバトレー１２０の平面図であり、図４Ｃは、ファイバトレー１２０の背面図であり、図４Ｄは、図４Ｃのファイバトレーの４Ｄ‐４Ｄ線矢視断面図である。
【００３８】
ファイバトレー１２０は、本体１１０中への挿入前に、そして幾つかの実施形態では光ファイバ１０６の処理前、例えば各光ファイバのコアを露出させるためのレーザ剥ぎ取り前に、複数本の光ファイバ１０６を保持するよう構成されている。ファイバトレー１２０は、任意適当な材料、例えば成形プラスチックで構成可能である。例示の材料としては、エスエービーアイシー・イノベーティブ・プラスチックス（SABIC innovative Plastics）社製のＬＥＸＡＮ９４０Ａ及びソルベイ・スペシャリティ・ポリマーズ（Solvay Specialty Polymers）社製のＵｄｅｌ３７００ＨＣが挙げられるがこれらには限定されない。選択される材料は、これが紫外線（“ＵＶ”）波長を透過してＵＶ硬化接着剤をファイバトレー１２０の下で硬化させることができるよう選択されるのが良い。複数の実施形態では、ファイバトレー１２０の特徴部、例えばこの実施形態では開放溝として構成されたファイバ支持特徴部１２２が例えばワイヤ放電加工（“ＥＤＭ”）により製作されたモールドを用いて射出成形により形成されるのが良い。
【００３９】
図４Ａ〜図４Ｄに示されているファイバトレー１２０は、一般に、第１の表面１２１、第１の表面１２１と反対側の第２の表面１２９、ファイバトレー１２０の後ろ側部分を画定する第１の縁１２５（即ち、挿入側縁）、第１の縁１２５と反対側の第２の縁１２６、第３の縁１２３Ａ、及び第３の縁１２３Ａと反対側の第４の縁１２３Ｂを有している。第２の縁１２６は、オプションとして、本体１１０に係合する面取り部１６２を有するのが良い。
【００４０】
溝として構成された複数個のファイバ支持特徴部１２２は、ファイバトレー１２０の第１の表面１２１上で第１の縁１２５から第２の縁１２６まで延びている。ファイバ支持特徴部１２２は、図５Ａ及び図５Ｂに示されているように、複数本の光ファイバ１０６の非剥ぎ取り部分（即ち、「被覆」部分）を受け入れるよう構成されている。ファイバ支持特徴部１２２は、図４Ａ〜図４Ｃでは、長方形の溝として示されているが、実施形態によってはこれに限定されることはない。例えば、溝は、“Ｖ”字形の溝（即ち、断面で見て文字“Ｖ”の形にされる）として形作られ又は“Ｕ”字形の溝（即ち、断面で見て文字“Ｕ”の形にされる）として形作られるのが良い。
【００４１】
図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、溝として構成された４つのファイバ支持特徴部１２２内に設けられた４本の光ファイバ１０６が示されているが、光ファイバについて任意適当な支持特徴部を用いることができる。例示の光ファイバ１０６は、マルチモード光ファイバ、例えば大径コア付きの高開口数光ファイバ、例えばニューヨーク州コーニング所在のコーニング・インコーポレイテッド（Corning Incorporated）社から入手できるＶＳＤＮ（商標）光ファイバである。例示の光ファイバ１０６は又、国際公開第２０１０／０３６６８４号パンフレット（発明の名称：High numerical aperture multimode optical fiber）に記載されており、この国際公開を参照により引用し、その記載内容を本明細書の一部とする。各光ファイバ１０６は、屈折率ｎCを有する中央コア１０８（「コア」）を有する。コア１０８は、屈折率ｎCLを有するクラッド（図示せず）によって包囲されており、ｎCL＜ｎCである。一例では、光ファイバ１０６の開口数ＮＡF＝０．２９である。また、一例では、コア１０８は、勾配型屈折率の輪郭形状を有し、一例では、これは、放物線の輪郭形状である。一例では、コア１０８は、約８０ミクロンの直径を有する。各光ファイバ１０６のコア１０８及びクラッドは、被覆１０７によって包囲されている。被覆１０７は、例えばアクリレート系の材料であるのが良い。ファイバトレー１２０のファイバ支持特徴部１２２は、光ファイバ１０６の被覆部分１０７を受け入れるよう寸法決めされている。コア１０８は、図５Ｂに示されているように中心軸線１５１を有する。
【００４２】
図５Ａに示されているように、光ファイバ１０６は、これら光ファイバが第２の縁１２６を越えて延びるようファイバ支持特徴部１２２内に設けられている。各光ファイバ１０６は、コア１０８（又はクラッド）を露出させるよう剥ぎ取られ、次に、ファイバ軸線に実質的に垂直に劈開させられ、その結果、各光ファイバ１０６は、長さＬfだけファイバトレー１２０の第２の縁１２６を越えて延びている。一例として、しかしながら本発明を限定するものではなく、光ファイバ１０６からレーザ剥ぎ取りプロセスによって被覆１０７が剥ぎ取られるのが良く、この場合、レーザは、被覆材料を除去するために利用される。一例として、しかしながら本発明を限定するものではなく、レーザ源は、被覆１０７を除去するために用いられるのが良く、例えば、レーザ剥ぎ取りプロセスは、例えば英国アビングドン所在のオプテック・システムズ（OpTek Systems）社により提供されている。他のレーザ剥ぎ取り方法も又利用できる。加うるに、被覆材料を剥ぎ取るために非レーザ型剥ぎ取り方法、例えば化学的剥ぎ取り法、機械的剥ぎ取り法、又はホットガス剥ぎ取り法を用いることができる。例えば、レーザ劈開又は機械的劈開により剥ぎ取られた状態の光ファイバ１０６を劈開させるのが良い。幾つかの実施形態では、光ファイバ１０６は、ファイバトレー１２０内に設けられた後には劈開されない。例示のレーザ劈開システムとしては、英国アビングドン所在のオプテック・システムズ社によって提供されるレーザ劈開システムが挙げられるが、これには限定されない。
【００４３】
各光ファイバ１０６の長さＬCの剥ぎ取り部分は、被覆１０７の端からファイバ端１０９まで測定される。劈開後における長さＬfは、光ファイバのファイバ端１０９が以下に詳細に説明するようにファイバ端基準面１１４に達するようなものであるべきである。長さＬCは、本体１１０（図６Ａ参照）のファイバ支持特徴部１２２の長さ以上であるべきである。複数の実施形態では、光ファイバ１０６からはファイバトレー１２０への固定後に剥ぎ取りプロセスによって被覆１０７が剥ぎ取られるのが良く、その結果、多数本の光ファイバを直線アレイの状態で処理することができるようになる。
【００４４】
図４Ａ〜図４Ｄ及び図５Ａを全体として参照すると、図示のファイバトレー１２０は、第１の表面１２１からファイバトレー１２０のバルク中に深さｄwにわたって延びる接着剤ウェル１２４を更に有する。接着剤ウェル１２４は、光ファイバ１０６をファイバトレー１２０のファイバ支持特徴部１２２内に固定するよう接着剤、例えば硬化性エポキシを受け入れるよう設けられるのが良い。したがって、接着剤ウェル１２４は、接着剤のデポジトリ（貯蔵場所）として構成される。接着剤ウェルに塗布された接着剤は、ファイバ支持特徴部１２２及び光ファイバ１０６の被覆１０７に沿ってウィッキングする（染みこんだ状態で進む）ことができる。例示のＵＶ硬化屈折率整合接着剤としては、ネクストゲン・アドヘッシブズ（Nextgen Adhesives）社製のNextgen UV AB14が挙げられるが、これには限定されない。他のＵＶ硬化屈折率整合接着剤を使用することができる。接着剤ウェル１２４は、ファイバトレー１２０の第１の表面１２１の中央に設けられている状態で示されているが、実施形態によってはこれには限定されない。加うるに、接着剤ウェル１２４は又、他の実施形態では、ファイバトレー１２０の第１の表面１２１に設けられた２つ以上のウェルとして構成されても良い。
【００４５】
ファイバトレー１２０は、ファイバトレー１２０を本体１１０（図６Ａ参照）のファイバトレー凹部１１８に固定する接着剤受け入れ特徴部１２７を更に有するのが良い。接着剤受け入れ特徴部１２７は、図示の実施形態では、ファイバトレーの第３の縁１２３Ａ及び第４の縁１２３Ｂに設けられた切り欠きとして構成されており、かかる接着剤受け入れ特徴部１２７は、接着剤（例えば、ファイバ端１０９を本体１１０の材料に整合させる硬化性屈折率整合エポキシ）を受け入れる入れ物となる。この場合、切り欠きは、弧状であるが、これら切り欠きは、任意他の形状、例えば山形、長方形、正方形等のものであって良い。接着剤受け入れ特徴部１２７により、接着剤は、ファイバトレー１２０の下でウィッキングすることができ、その結果、ファイバトレー１２０を本体１１０のファイバトレー凹部１１８のフロア１３９に結合することができるようになる。理解されるべきこととして、３つ以上の接着剤受け入れ特徴部１２７（即ち、追加の接着剤受け入れ特徴部）が設けられても良く、そして図示の場所以外の場所にこれらを設けることが可能である。変形実施形態では、接着剤受け入れ特徴部は、ファイバトレー１２０の第１の表面１２１から第２の表面１２９まで延びる貫通穴として構成されても良く、それにより接着剤は、本体１１０のファイバトレー１２０とファイバトレー凹部１１８との間で流れることができる。開示する技術的思想を利用した他の実施形態は、接着剤受け入れ開口部の使用をなしで済ますことができる。例えば、接着剤がコンポーネント相互間に設けられても良く、或いは、ファイバトレーと本体との間の機械的取り付け手段、例えば目違い継ぎが用いられても良い。
【００４６】
図４Ｄ（並びに図４Ｃ及び図５Ｂ）を参照すると、光ファイバモジュールは、オプションとして、ファイバトレーを水平面から傾斜させるための傾動特徴部を有するのが良い。例えば、ファイバトレー１２０は、オプションとして、第１の縁１２５の近くで第２の表面１２９から延びていて、ファイバトレー１２０をファイバトレー凹部１１８内に配置したときにファイバトレー１２０を第２の縁１２６及び本体１１０のファイバ支持特徴部１２２とファイバ端基準面１１４との間のインターフェースに向かって傾斜角φだけ下方に傾ける１つ又は２つ以上の傾動突起１６０を有するのが良い（図７参照、以下において内容紹介する）。傾斜角φは、ファイバトレー１２０の第２の縁１２６を越えて延びる光ファイバ１０６が本体１１０のファイバ支持特徴部１１２内に納められるよう促され、従って、能動的な軸合わせに先立って本体１１０のレンズ（以下において説明する）とあらかじめ軸合わせされることが促されるようなものであるべきである。他の実施形態では、ファイバトレー１２０の第２の表面１２９全体（即ち、底面）が本体１１０のファイバトレー凹部１１８のフロア１３９に接触するよう傾動突起が設けられない。他の実施形態では、ファイバトレー上にだけでなく、本体のファイバトレー凹部又はファイバトレーと本体の両方上に傾動特徴部、例えば傾動突起が設けられても良い。
【００４７】
幾つかの実施形態では、ファイバトレー１２０は、例えばファイバトレー凹部１１８中へのファイバトレー１２０の挿入時にファイバトレー１２０の取り扱い（人間又は機械による）及びファイバ支持特徴部１１２中への光ファイバのファイバ端１０９の軸合わせを容易にするオプションとしての取り扱い特徴部１２８を更に有するのが良い。さらに、ファイバトレーは、ファイバトレー凹部と相補する図示の形状以外の他の適当な形状を有しても良い。
【００４８】
光ファイバモジュールの本体
図６Ａ〜図６Ｆを参照すると、図４Ａ〜図５Ｂに示されているファイバトレー１２０を受け入れるよう構成された光ファイバモジュールの例示の本体１１０が示されている。図６Ａは、例示の本体１１０の上から見た斜視図であり、図６Ｂは、本体１１０の平面図であり、図６Ｃは、本体１１０の背面図であり、図６Ｄは、図６Ｂの本体１１０の６Ｄ‐６Ｄ線矢視断面図である。図６Ｅは、本体１１０の底面図であり、図６Ｆは、図６Ｅの６Ｆ‐６Ｆ線矢視断面図である。
【００４９】
一般に、光ファイバモジュールの本体１１０は、光ファイバ１０６のファイバ端１０９から放出された光の光信号の向きを変えてこれを光検出器１４０Ｄ上に合焦させ、光源デバイス１４０Ｓにより放出された光の光信号の向きを変えてこれを光ファイバ１０６中に合焦させるよう構成されている。モジュール１００は、図示の実施形態では、直方体の形をしたＴＩＲ部分１４３及びＴＩＲ部分１４３の前面１４６から延びるファイバトレー挿入側部分１４４を備えた本体１１０を有している。しかしながら、他のより簡単な幾何学的形状により、本体、例えば本明細書において開示する技術的思想を用いた長方形本体を構成しても良い。
【００５０】
本体１１０は、特定の光通信プロトコルに従って所定の波長λ、例えば８００ｎｍ〜１，１００ｎｍの範囲にある赤外線（ＩＲ）波長λを有する光に対して透過性である材料で作られ、なお、この波長範囲は、光データリンクを形成する際に用いられるＶＣＳＥＬの波長範囲である。本明細書で用いられる「透過性」という用語は、光信号がそれほどの損失なく材料を通過することができることを意味している。他の所定の波長λ、例えば可視スペクトルの波長を用いることができる。
【００５１】
例示の実施形態では、光ファイバモジュール１００の本体１１０は、透明な樹脂、例えばジェネラル・エレクトリック・カンパニー（General Electric Company）社によりＵＬＴＥＭ（登録商標）１０１０として市販されているポリエーテルイミド（Polyetherimide：ＰＥＩ）で作られており、このＰＥＩは、上述のＩＲ波長範囲で約ｎ＝１．６４の屈折率を有する。一例では、本体１１０は、一体形であり、例えば、成形、機械加工、又は成形と機械加工の両方の組み合わせによって形成される。一例では、モールドは、鋼で作られ、そして精密微細加工され、従って、以下に説明するレンズ表面１３４，１３５を含む本体の特徴部は、ファイバ端１０９と能動光コンポーネントとの間の微細な光学軸合わせを提供するよう高い精度を備えた状態で形成されるようになっている。
【００５２】
本体１１０は、挿入側部分１４４のところの第１の端１１７、ＴＩＲ部分１４３の前面１４６、前面１４６に実質的に平行であるのが良い第２の端１３２、第１の表面１１９、及び第１の表面１１９に実質的に平行であるのが良い第２の表面１４５を有している。本体１１０のＴＩＲ部分１４３は、２つの側部１３１Ａ，１３１Ｂを更に有している。例示の挿入側部分１４４は、２つのアーム１１６Ａ，１１６Ｂ及びファイバトレー１２０が納められるファイバトレー凹部１１８を構成するフロア１３９を有している。変形実施形態では、本体１１０は、図６Ａ〜図６Ｆに示されているような挿入側部分１４４を備えておらず、本体１１０は、一体の直方体形状として構成される（例えば、前面１４６は、第１の端１１７のところに位置する）。
【００５３】
ファイバトレー凹部１１８は、ＴＩＲ部分１４３内に延び、図示の実施形態では、ファイバトレー凹部１１８のフロア１３９は、ファイバトレー１２０がファイバトレー凹部１１８内に納められたときにファイバトレー１２０の面取り部１６２に係合するよう構成されているのが良い棚状突起１３０のところで終端している。棚状突起１３０は、棚状突起１３０の高さよりも高い高さを有するファイバ支持棚状突起１４７中に合体移行している。ファイバ支持棚状突起１４７は、壁１３６を備えている。変形例として、フロア１３９は、中間棚状突起１３０ではなくファイバ支持棚状突起１４７の正に直ぐそのところで終端しても良い。
【００５４】
ファイバ支持棚状突起１４７は、図示の実施形態では“Ｖ”字形溝として構成されたファイバ支持特徴部１１２を有している。ファイバ支持特徴部１１２は、例えば長方形の溝又は“Ｕ”字形の溝として構成されても良い。変形例として、ファイバ支持特徴部１１２は又、光ファイバ１０６の剥ぎ取り部分を受け入れるよう寸法決めされたボアとして構成されても良い。ファイバ支持特徴部１１２は、長さＬgにわたってＺ方向に延び、かかるファイバ支持特徴部は、所望ならば全体として第１及び第２の側部１３１Ａ，１３１Ｂに平行であるのが良い。幾つかの実施形態では、ファイバ支持特徴部１１２は、ファイバ支持特徴部１１２に対して実質的に直角であり且つ第１の表面１１９に向かって延びるファイバ端基準面１１４のところで終端しており、かかるファイバ支持特徴部は、ファイバ支持棚状突起１４７の反対側の端のところが開いている。他の実施形態では、ファイバ端基準面１１４は、製造目的でファイバ支持特徴部１１２に対して直角である平面に対して僅かに傾けられている（例えば、５°傾けられている）（例えば、モールドが製作プロセス中に開くと、モールドがファイバ端基準面１１４をこするのを阻止するために）。ファイバ支持特徴部１１２は、ファイバトレー１２０がファイバトレー凹部１１８内に納められると、ファイバトレー１２０のファイバ支持特徴部１２２と整列するよう構成されている。さらに、以下に詳細に説明するように、各モジュールファイバ支持特徴部１１２は、光ファイバ１０６のファイバ軸線をレンズの対応のレンズ軸線に正しく整列させるよう各レンズのレンズ軸線と整列する。
【００５５】
第１の表面１１９は、ファイバ端基準面１１４からオフセットした凹部１１５を更に有している。凹部１１５は、以下に説明するＴＩＲ表面１１３を構成する傾斜した前壁１１３及び傾斜した又は変形例として実質的に垂直であるのが良い後壁１４８を有している。傾斜壁１１３は、ファイバ端基準面１１４に向いた状態で角度θ（図９Ａ及び図９Ｂ参照）をなしてファイバ端基準面１１４から遠ざかって傾斜している。一例では、傾斜壁１１３は、Ｙ方向に対して名目上の角度θ＝４５°を有している。
【００５６】
したがって、ファイバ端基準面１１４は、ファイバ支持特徴部１１２によって支持された光ファイバ１０６の長手方向位置（即ち、Ｚ方向位置）を定める、光ファイバ１０６のファイバ端１０９のための機械的停止部としての役目を果たしている。
【００５７】
凹部１１５及び対応の傾斜壁１１３は、傾斜壁１１３が以下に詳細に説明するように光の光信号を反射するための実質的に９０°のＴＩＲミラーとしての役目を果たすことができるようにする空気‐本体インターフェースとなっている。傾斜壁１１３を以下ＴＩＲ表面１１３という。本体１１０の材料は、ＴＩＲ表面１１３のところで名目上９０°の全反射を可能にするほど十分大きな屈折率ｎを有している。簡単に言えば、ＴＩＲ表面１１３は、光信号を本体１１０内で方向転換するために互いに異なる屈折率を有する傾斜壁１１３の材料と空気との間のインターフェースとなっている。
【００５８】
本体１１０は、所望に応じて他の光学的特徴部を更に有するのが良い。一例を挙げると、本体は、図６Ａに破線で示されているように本体１１０の底部のところに１つ又は２つ以上の接着剤スタンドオフ１４１を有するのが良い。接着剤スタンドオフ１４１は、本体１１０とＰＣＢ等との間の表面領域接触を少なくすることができ、しかもかかる接着剤スタンドオフにより、接着剤が流れ出て接着剤からの追加の取り付け高さが一様になることができ、しかもこれを制御することができるようになる。この実施形態は、本体１１０のコーナー部のところに配置された接着剤スタンドオフを示しているが、配置場所、サイズ、及び配置の仕方についての他の適当な構成、例えば、本体１１０の縁に沿って延びる２本の長手方向スタンドオフの採用が可能である。接着剤スタンドオフは、ＰＣＢから本体１１０のレンズまでの一様な間隔及び高さを提供することができ、しかも光学的結合効率を提供するようＰＣＢ上の迅速な、容易な、正確な且つ再現可能な配置を提供することができる。本体１１０について更に別のオプションとしての特徴部、例えば、図６Ｂ及び図６Ｃに破線で示されているファイバトレー凹部１１８内に設けられた隆起ランナ１１８ａの採用が可能である。隆起ランナ１１８ａは、ファイバトレーとファイバトレー凹部１１８との間の信頼性のある高さ公差を維持することができると共に／或いは接着剤のためのスペースを提供することができる。
【００５９】
図６Ｄ〜図６Ｆ（並びに以下に説明する図９Ａ及び図９Ｂ）に最も良く示されているように、モジュール１００の本体１１０は、第２の端１３２に隣接して底面１５２に形成された凹部１３３を備えている。ＰＣＢ基板１０３又は中間ＩＣＥチップに固定された能動光コンポーネントがモジュール１００をＰＣＢ基板１０３に固定したときに凹部１３３内に配置される。図示の実施形態では、凹部１３３は、第１の天井部分１３７及び第１の天井部分１３７から距離ｄC（図６Ｆ）だけオフセットした第２の天井部分１３８を備えている。以下に説明するように、第１の天井部分１３７と第２の天井部分１３８との間のオフセット距離ｄCは、フォトダイオードデバイス１４０Ｄによって受け取った光信号のための光路が光源デバイス１４０Ｓにより放出された光信号の光路とは異なる（即ち、光学的にこれとは異なる仕方で同調される）という事実関係に対応するよう設定されている。
【００６０】
第１の天井部分１３７は、光信号を光検出器１４０Ｄ上に合焦させるよう構成された１つ又は２つ以上のレンズ表面１３４を有し、第２の天井部分１３８は、光源デバイス１４０Ｓから光学信号を受け取ってこの光学信号を光ファイバ１０６中に合焦するよう較正された１つ又は２つ以上のレンズ表面１３５を有している。レンズ表面１３４，１３５は、ＴＩＲ表面１１３及びファイバ端基準面１１４と一緒になって、対応のレンズ１６４（光信号をフォトダイオードデバイス１４０Ｄ上に合焦させるため）及び対応のレンズ１６５（光信号を光ファイバ１０６中に合焦させるため）を構成し、各レンズは、折れ曲がりレンズ軸線１５３を備えている。折れ曲がりレンズ軸線１５３は、レンズ表面１３４，１３５及びファイバ端基準面１１４をこれらに対して実質的に直角をなして通過する。
【００６１】
レンズ表面１３４，１３５及び関連の折れ曲がりレンズ軸線１５３は、Ｚ方向に沿って対応のファイバ支持特徴部１１２と整列し、１つのレンズ表面は、各光ファイバ支持特徴部のためのものであり、かくして、１つのレンズ表面は、光ファイバ支持特徴部内に支持された各光ファイバ１０６のためのものである。
【００６２】
一例では、Ｚ方向に延びる折れ曲がりレンズ軸線１５３の部分は、対応の光ファイバ１０６が対応のモジュールファイバ支持特徴部１１２内に設けられると、光ファイバ中心軸線１５１と一致する。かくして、ファイバ支持特徴部１１２は、光ファイバの中心軸線１５１と折れ曲がりレンズ軸線１５３が実質的に互いに直角に且つ実質的にＴＩＲ表面１１３のところで交差するよう構成されている（図６Ｄ並びに図９Ａ及び図９Ｂに最も良く示されている）。折れ曲がりレンズ軸線１５３は、折れ曲がり光源（「源」）光路ＯＰSの一区分又は折れ曲がり光検出器（「検出器」）光路ＯＰDを定め、各光路の一部分は、以下に説明するように且つ図９Ａ及び図９Ｂに示されているようにモジュール本体１１０内に位置する。
【００６３】
レンズ表面１３４，１３５、ＴＩＲ表面１１３、ファイバ端基準面１１４の対応の部分、及びこれらの間の本体１１０の対応の部分は、折れ曲がり光軸１５３を備えたレンズ１６４，１６５を構成している。レンズ表面１３４，１３５を「前側」レンズ表面とみなすことができ、ファイバ端基準面１１４を「後側」レンズ表面とみなすことができる。本体１１０の対応の部分は、レンズ本体を含む。前側レンズ表面と後側レンズ表面との間の軸方向距離は、レンズの厚さ、即ちレンズ本体の厚さである。注目されるように、特徴部１４９（図６Ｅ）が製作プロセス中モールドのための突き出しピン又は構造体として提供されるのが良い。かかる突き出しピンは、本体１１０を能動光コンポーネント及びＰＣＢ基板１０３と整列させるための位置合わせ基準部としても使用できる。
【００６４】
一例では、レンズ表面１３４は、第１の天井部分１３７上で一体に形成され、レンズ表面１３５は、第２の天井部分１３８上で一体に形成されている（即ち、レンズ表面１３４，１３５は、本体１１０と一体であり、従って、本体１１０の湾曲部分を構成している）。別の例では、レンズ表面１３４，１３５は、第１及び第２の天井部分１３７，１３８に追加される。レンズ表面１３４，１３５は各々、直径又は有効口径ＣＡを有する。一例では、レンズ表面１３４，１３５は各々、２５０ミクロン〜６００ミクロン、より特定の例では、約５００ミクロンの有効口径ＣＡを有するが、他の適当なサイズの採用が可能である。単一点ダイヤモンド回転法“ＳＰＤＴ”を用いると、モールドの高精度コンポーネント、例えばファイバ支持特徴部及びレンズ表面１３４，１３５を形成することができる。しかしながら、ワイヤＥＤＭ又は他のプロセスも又、これらコンポーネントを形成するために使用できる。
【００６５】
ここで注目されるように、レンズ１６４，１６５は同一であるのが良いが、源光路ＯＰS（少なくとも１つの源光路ＯＰS）及び検出器光路ＯＰD（少なくとも１つの検出器光路ＯＰD）は、代表的には、同一ではない。図９Ａ及び図９Ｂを参照すると、これは、光ファイバ端１０９を出た光１５０が代表的には光源デバイス１４０Ｓとは異なる発散度（開口数）を有するからである。したがって、源光路ＯＰS及び検出器光路ＯＰDは、代表的には、互いに逆の光路ではない。図示の実施形態では、第１の天井部分１３７と第２の天井部分１３８は、互いにオフセットしており、従って、源光路ＯＰSと検出器光路ＯＰDの差に対応するようレンズ表面１３４，１３５をオフセットさせている。変形実施形態では、レンズ表面１３４，１３５は、互いにオフセットしていなくても良く、個々のレンズは、源光路ＯＰSと検出器光路ＯＰDの差に対応するよう構成される。
【００６６】
光ファイバの処理及び光ファイバモジュールの本体中へのファイバトレー及び光ファイバの収納
次に図７を参照すると、光ファイバ１０６を処理する例示の方法の流れ図が提供されている。ブロック１７０において、複数本の光ファイバ１０６を図５Ａ及び図５Ｂに示されているようにファイバトレー１２０の第１の表面１２１に設けられたファイバ支持特徴部１２２中に挿入する。光ファイバのファイバ端１０９は、本体１１０のファイバ支持特徴部１１２の長さＬg以上のオフセット長さだけ第２の縁１２６を越えて延びている。一例として、本発明を限定するものではなく、取り付け具又は自動装置を利用すると複数本の光ファイバ１０６をファイバトレー１２０中に正確に位置決めすることができる。ブロック１７１において、第２の縁１２６を越えて延びている光ファイバ１０６の部分の長さＬfを光ファイバ１０６が所望の長さＬfまで劈開されていない実施形態において確認するのが良い（例えば、適当な測定システムによって）。
【００６７】
光ファイバ１０６をファイバトレー１２０内に正しく配置した後、接着剤例えば硬化性エポキシを接着剤ウェル１２４に塗布する。接着剤は、接着剤ウェル１２４全体を通じて流れてファイバ支持特徴部１１２内に流れ込む。かくして、接着剤は、光ファイバ１０６をファイバトレー１２０に固定する（ブロック１７２）。
【００６８】
複数本の光ファイバ１０６をかかる仕方でファイバトレー１２０に固定することにより、多数本の光ファイバ１０６からこれらの被覆層１０７を同時に剥ぎ取ることができる。というのは、これら光ファイバは、ばらばらではないからである（即ち、これら光ファイバは、管理可能であり、しかも既知の望ましい配列状態に維持されているからである）。ブロック１７３において、レーザ剥ぎ取りプロセスにより各光ファイバ１０６の被覆１０７を除去してコア１０８（又はクラッド）を露出させ、それにより本体１１０のファイバ支持特徴部１１２の長さＬg以上の長さＬCを有する剥ぎ取り部分を形成する。加うるに、幾つかの実施形態では、光ファイバ１０６をこれらが長さＬfだけファイバトレー１２０の第２の縁１２６を越えて延びるよう劈開させる（ブロック１７４）。任意の剥ぎ取りシステムを利用してコア１０８を包囲している光ファイバ１０６の被覆１０７及び任意他の層を除去することができる。さらに、任意の劈開方法を用いて光ファイバ１０６を適正な長さに合わせて劈開させることができる。一例として、本発明を限定するものではなく、例示のレーザ剥ぎ取りプロセス及びレーザ劈開プロセスは、英国アビングドン所在のオプテック・システムズ社により提供されている光ファイバレーザ剥ぎ取り・劈開システムの使用を含む。注目されるように、レーザ剥ぎ取りプロセス以外の剥ぎ取りプロセス、例えば化学的剥ぎ取り法、機械的剥ぎ取り法、又はホットガス剥ぎ取り法を用いても被覆１０７を除去することができる。加うるに、幾つかの実施形態では、レーザ剥ぎ取りではなく機械的剥ぎ取り方法を用いて光ファイバ１０６を劈開させても良い。
【００６９】
ブロック１７５において、ファイバトレー１２０を剥ぎ取られた光ファイバ１０６と一緒に、本体１１０のファイバトレー凹部１１８内に配置する。ファイバトレー凹部１１８は、ファイバトレー１２０を受け入れるよう寸法決めされている。図示の実施形態では、ファイバトレー１２０をＺ方向でファイバトレー凹部１１８中に挿入する。一例として、本発明を限定するものではなく、真空マイクロ・マニュピュレータをファイバトレー１２０の取り扱い特徴部１２８に結合してファイバトレー１２０をファイバトレー凹部１１８内に位置決めするのが良い。
【００７０】
ブロック１７６において、各光ファイバ１０６の露出コア１０８の剥ぎ取り部分をこれらのそれぞれのファイバ支持特徴部１２２内に配置し、かかる剥ぎ取り部分は、能動軸合わせプロセスを用いることによってファイバ端基準面１１４に接触する（又はほぼ接触する）。本体１１０の公差を厳しく制御してファイバ支持特徴部１１２とファイバ端基準面１１４のインターフェースが各光ファイバ１０６のファイバ端１０９にとって正確な場所となり、その結果、各コア１０８の中心軸線１５１が本体１１０により提供されている対応のレンズ１６４，１６５の折れ曲がりレンズ軸線１５３と実質的に整列するようにする（図９Ａ及び図９Ｂ参照）。能動軸合わせプロセスは、光ファイバ１０６をそれぞれのモジュールファイバ支持特徴部１１２中に完全に収納するのを助けるために顕微鏡を利用するのが良く、その結果、光ファイバ１０６がファイバ端基準面１１４に対して実質的に直角であり且つファイバ端１０９がファイバ端基準面１１４のところに位置決めされるようにする。ファイバ端１０９は、ファイバ端基準面１１４と実質的に接触状態にあるのが良い。幾つかの実施形態では、Ｘ‐Ｙ‐Ｚ割り出し機（図示せず）を利用してファイバトレー１２０をファイバトレー凹部１１８内に正しく配置するのを助けるのが良く、その結果、ファイバ端１０９が正確な位置に位置するようにする。例えば、Ｘ‐Ｙ‐Ｚ割り出し機は、適正な軸合わせのためにＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向におけるファイバトレー１２０及び／又は本体１１０の小刻みな動きを可能にすることができる。
【００７１】
ブロック１７７において、ファイバ支持特徴部１１２内における光ファイバ１０６のファイバ端１０９の配置場所を確認する。例えば、ファイバ端１０９の配置場所を顕微鏡を用いて視覚的に確認するのが良い。変形例として、ファイバ端１０９の配置場所を能動的に確認するのに光信号を本体１１０により構成されるレンズ１６４，１６５中に送ってかかる光信号を受け取り、そしてかかる光信号の受け取りを確認する手段を取っても良い。
【００７２】
ファイバ端１０９の配置場所をいったん確認すると、ファイバトレー１２０及び光ファイバ１０６の露出コア１０８を図８に示されているように適当な材料の使用により本体１１０に固定する（ブロック１７８）。適当な材料の一例は、屈折率整合接着剤１８０、例えばエポキシである。屈折率整合接着剤は、本体１１０の材料の屈折率及び光ファイバ１０６のコア１０８の屈折率に実質的に合致し、そして、光ファイバ１０６のファイバ端１０９とファイバ端基準面１１４との間に存在する隙間を満たすのが良い。屈折率整合接着剤を接着剤受け入れ特徴部１２７に塗布することによってファイバトレー１２０を本体１１０のファイバトレー凹部１１８の部分に固定するのが良く、この接着剤受け入れ特徴部は、ファイバトレー挿入側部分１４４のアーム１１６Ａ，１１６Ｂの内面と一緒になって、屈折率整合接着剤を受け入れる凹部を構成する。接着剤１８０は、ファイバトレー１２０の下を流れてファイバトレー１２０をファイバトレー凹部１１８のフロア１３９に固定することができる。同様に、光学結合のために、屈折率整合接着剤、例えばエポキシをファイバ支持棚状突起１４７及び対応のファイバ支持特徴部１１２に塗布し、それにより又、ファイバ端１０９をファイバ端基準面１１４に屈折率整合させることによって光ファイバ１０６の露出コア１０８をファイバ支持特徴部１１２に固定するのが良い。
【００７３】
幾つかの実施形態では、ファイバ支持特徴部１１２内へのファイバ端１０９の能動的な位置決めに先立って、ファイバトレー１２０を本体１１０に固定するのが良い。例えば、まず最初に、接着剤１８０を接着剤受け入れ特徴部１２７に塗布し、次にファイバ端１０９の能動軸合わせを行い、次に露出コア１０８を接着剤によりファイバ支持特徴部１１２に固定するのが良い。
【００７４】
本体１１０をＰＣＢ基板１０３に固定してレンズ１６４，１６５を以下に内容紹介して説明する図９Ａ及び図９Ｂに示されているようにこれ又ＰＣＢ基板１０３に固定されている対応の能動光コンポーネント１４０Ｓ，１４０Ｄに整列させる。
【００７５】
光ファイバモジュール及び能動光コンポーネントの作用
次に、図９Ａ及び図９Ｂを参照してファイバトレー１２０及び本体１１０を含む光ファイバモジュール１００並びに能動光コンポーネントの作用について説明する。一般的に言えば、回路板の能動光コンポーネント相互間における光信号の送信／受信を行うために本体１１０を回路板の能動光コンポーネントと適正に整列させるべきである。本体１１０を能動コンポーネントに整列又は位置合わせするために任意適当な能動又は受動方法を用いることができ、本体１１０は、オプションとして、整列又は位置合わせを助けるための１つ又は２つ以上の特徴部を有するのが良い。一例として、本体１１０は、例えば図３に破線で示されていて、本体１１０をＰＣＢ上の位置合わせ特徴部、例えばＰＣＢ上に印刷された目印に整列させるための１つ又は２つ以上の位置合わせ基準部１１１を有するのが良い。例えば、位置合わせ基準部１１１は、本体１１０のそれぞれのレンズをＰＣＢ上のそれぞれの能動コンポーネントに整列させるためにＰＣＢ上の目印周りに位置合わせ／心出しされた貫通開口部であるのが良い。他の実施形態では、位置合わせ基準部は、頂面から引っ込められても良く又は本体１１０の側壁上で開口するよう構成されていても良い。
【００７６】
図９Ａは、ＰＣＢ基板１０３の上に位置した光源デバイス１４０Ｓ（又はＰＣＢ基板１０３の上に位置したＩＣチップ）の形態をした能動光コンポーネントを示している。光源デバイス１４０Ｓは、本体１１０により提供されている少なくとも１つのレンズ１６５のレンズ軸線１５３と実質的に整列したデバイス軸線１５４を有している。図９Ａに示されている構成例では、光源デバイス１４０Ｓは、全体として源光路ＯＰSによりレンズ軸線１５３に沿ってレンズ１６５に向かって移動する発散光１５０を発生させる。発散光１５０は、凸状レンズ表面１３５に入射し、この凸状レンズ表面は、発散光を収束光１５０に変換するのに役立ち、この収束光は次に、源光路ＯＰSに沿って本体１１０内を移動する。収束光１５０は、最終的には、ＴＩＲ表面１１３に入射し、このＴＩＲ表面は、この光を実質的に９０°反射させ、その結果、この光は、今や、光ファイバ１０６に向かう源光路ＯＰSに沿ってファイバ端基準面１１４に向かって移動する。収束光１５０は、ファイバ端基準面１１４を通過して光ファイバ端１０９に入り、ここで、この光は、引き続き光ファイバ１０６内を移動する。屈折率整合材料（例えば、屈折率整合エポキシ）が光ファイバ端１０９とファイバ端基準面１１４との間に設けられている場合、光１５０は、屈折率整合材料（例えば、屈折率整合エポキシ）の薄い部分を通過することができるということに注目されたい。
【００７７】
図９Ａに示されている実施形態に類似した例示の実施形態では、レンズ表面１３５は、実質的に視準された光を形成し、この視準光は、ＴＩＲ表面１１３から実質的に９０°反射し、そして実質的に視準光としてファイバ端基準面１１４を出る。この実施形態は、例えば、光ファイバ１０６が勾配型屈折率コア１０８を有し、光１５０が好ましくは実質的に視準光としてコア１０８中に導入される或る特定の場合に使用されるのが良い。かかる勾配型屈折率光ファイバは、光１５０を光ファイバ端１０９から或る程度の距離を置いたところの焦点に向けることに注目されたい。レンズ表面１３５は、高さＨSだけ光源デバイス１４０Ｓからオフセットしており、その結果、光１５０は、光ファイバ１０６のコア１０８内の或る場所のところの焦点に向けられるようになる。
【００７８】
図９Ｂは、図９Ａと類似しており、この図９Ｂは、ＰＣＢ基板１０３（又はＩＣチップ）が光検出器１４０Ｄ（例えば、フォトダイオード）を作動的に支持する実施例を示している。光検出器１４０Ｄは、本体１１０により提供される少なくとも１つのレンズ１６４のレンズ軸線１５３と実質的に整列したデバイス軸線１５４を有している。図９Ｂに示されている構成例では、案内又は誘導された光（光ケーブル組立体の反対側の端のところで光源デバイスから放出された）は、発散光１５０として光ファイバ端１０９を出る。この発散光１５０は、この発散光が検出器光路ＯＰD上を移動しているときにファイバ端基準面１１４を通過して光ファイバモジュール１００の本体１１０中に入る。屈折率整合材料（例えば、屈折率整合エポキシ）が光ファイバ端１０９とファイバ端基準面１１４との間に設けられている場合、光１５０は、屈折率整合材料（例えば、屈折率整合エポキシ）の薄い部分を通過することができるということに注目されたい。
【００７９】
次に、発散光１５０は、ＴＩＲ表面１１３に入射し、そしてこれから実質的に９０°反射して検出器光路ＯＰD上でレンズ軸線１５３に沿って移動する。発散光１５０は、これが本体１１０の材料中で少なくとも１つのレンズ表面１３４まで移動しているときに発散を続ける。レンズ表面１３４は、発散光１５０をこれが本体１１０を出て光検出器１４０Ｄに向かって移動しているときに収束光１５０に変換するのに役立つ。レンズ表面１３４は、光検出器１４０Ｄから高さＨDだけオフセットしており、その結果、収束光１５０は、一般に、光検出器１４０Ｄ上に下方に合焦されるようになる。次に、光検出器１４０Ｄは、この合焦光１５０を受け取り、そしてこれを電気信号（図示せず）、例えば処理のためにどこか他の場所に向けられる光電流に変換する。
【００８０】
本明細書における実施形態を特定の観点及び特定の特徴に関して説明したが、これら実施形態は、所望の原理及び所望の用途の例示に過ぎないことは理解されるべきである。したがって、例示の実施形態に対して多くの改造を行うことができること及び添付の特許請求の範囲に記載された本発明の精神及び範囲から逸脱することなく他の構成例を案出できることは理解されるべきである。
【図１】
2015515027.tif 000003
【図２】
2015515027.tif 000004
【図３】
2015515027.tif 000005
【図４Ａ】
2015515027.tif 000006
【図４Ｂ】
2015515027.tif 000007
【図４Ｃ】
2015515027.tif 000008
【図４Ｄ】
2015515027.tif 000009
【図５Ａ】
2015515027.tif 000010
【図５Ｂ】
2015515027.tif 000011
【図６Ａ】
2015515027.tif 000012
【図６Ｂ】
2015515027.tif 000013
【図６Ｃ】
2015515027.tif 000014
【図６Ｄ】
2015515027.tif 000015
【図６Ｅ】
2015515027.tif 000016
【図６Ｆ】
2015515027.tif 000017
【図７】
2015515027.tif 000018
【図８】
2015515027.tif 000019
【図９Ａ】
2015515027.tif 000020
【図９Ｂ】
2015515027.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月24日(2014.12.24)
【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】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバモジュールであって、
所定の波長を有する光に対して透過性の本体を有し、前記光ファイバモジュールの本体は、
第１の表面及び前記第１の表面と反対側の第２の表面を有し、
前記第１の表面から延びる全反射（ＴＩＲ）表面を有し、前記ＴＩＲ表面は、前記光ファイバモジュール内を伝搬する光の光信号を全反射によって反射することができ、
前記ＴＩＲ表面の近くに設けられたファイバ端基準面を有し、前記ファイバ端基準面を通って伝搬する光信号は、前記ＴＩＲ表面のところで反射されるようになっており、
前記本体の前記第２の表面上に形成された複数個のレンズ表面を有し、前記本体の前記複数個のレンズ表面、前記ＴＩＲ表面、前記ファイバ端基準面、及び介在部分は、各々が折れ曲がり光軸を有する複数個のレンズを構成し、
ファイバトレー凹部を有し、
ファイバトレーを有し、前記ファイバトレーは、
第１の表面上に設けられた複数個のファイバ支持特徴部を有し、
前記複数個のファイバ支持特徴部は、複数本の光ファイバを受け入れるよう構成され、
前記ファイバトレーは、複数個のファイバ支持特徴部内に設けられた前記複数本の光ファイバのファイバ端が前記本体の前記ファイバ端基準面のところに配置されると共に前記複数個のレンズの前記折れ曲がり光軸と実質的に軸合わせされるよう前記ファイバトレー凹部内に設けられた状態で前記本体に固定されている、光ファイバモジュール。
【請求項２】
前記ファイバトレーは、
第１の接着剤受け入れ特徴部及び第２の接着剤受け入れ特徴部と、
前記第１の表面から且つ前記複数個のファイバ支持特徴部を横切って前記ファイバトレー中に或る深さにわたって延びる接着剤ウェルとを更に有する、請求項１記載の光ファイバモジュール。
【請求項３】
前記ファイバトレーは、第１の追加の接着剤受け入れ特徴部及び第２の追加の接着剤受け入れ特徴部を更に有する、請求項１又は２記載の光ファイバモジュール。
【請求項４】
前記ファイバトレーは、１つ又は２つ以上の傾動特徴部を有する、請求項１〜３のうちいずれか一に記載の光ファイバモジュール。
【請求項５】
前記本体は、前記ファイバ端基準面のところに第１の端及び第２の端を備えた複数個のファイバ支持特徴部を更に有し、
前記ファイバトレーの前記複数個のファイバ支持特徴部は、前記本体の前記複数個のファイバ支持特徴部と実質的に整列している、請求項１〜４のうちいずれか一に記載の光ファイバモジュール。
【請求項６】
光‐電気コネクタであって、
表面及び前記表面に結合された複数個の能動光コンポーネントを備えた基板を有し、
複数本の光ファイバを有し、各光ファイバは、外側被覆によって包囲されたコアを有し、各光ファイバは、前記コアが光ファイバ端から或る長さについて露出された剥ぎ取り領域を有し、
所定の波長を有する光に対して透過性の本体を備えた光ファイバモジュールを有し、前記本体は、
第１の表面及び前記第１の表面と反対側の第２の表面を有し、
前記第１の表面から延びる全反射（ＴＩＲ）表面を有し、前記ＴＩＲ表面は、前記本体内を伝搬する光の光信号を全反射によって反射することができ、
前記ＴＩＲ表面の近くに設けられたファイバ端基準面を有し、前記ファイバ端基準面を通って伝搬する光信号は、前記ＴＩＲ表面のところで反射されるようになっており、
前記ファイバ端基準面のところで終端した複数個のファイバ支持特徴部を有し、
前記本体の前記第２の表面上に形成された複数個のレンズ表面を有し、前記本体の前記複数個のレンズ表面、前記ＴＩＲ表面、前記ファイバ端基準面、及び介在部分は、各々が折れ曲がり光軸を有する複数個のレンズを構成し、
ファイバトレー凹部を有し、前記本体は、前記複数個のレンズ表面が前記複数個の能動光コンポーネントと整列するよう前記基板の表面に結合され、
第１の縁及び第１の縁から見て反対側の第２の縁を備えたファイバトレーを有し、
前記複数本の光ファイバは、個々の光ファイバが各々、オフセット長さＬfだけ前記第２の縁を越えて延びるよう前記ファイバトレー内に設けられ、
前記ファイバトレーは、前記複数本の光ファイバの前記剥ぎ取り領域が前記複数個のファイバ支持特徴部内に設けられると共に前記複数本の光ファイバのファイバ端が前記ファイバ端基準面のところに配置され且つ前記複数個のレンズの前記折れ曲がり光軸と実質的に軸合わせされるよう、前記ファイバトレー凹部内に設けられた状態で前記本体に固定されている、光‐電気コネクタ。
【請求項７】
前記ファイバトレーは、
第１の接着剤受け入れ特徴部及び第２の接着剤受け入れ特徴部と、
前記第１の表面から前記ファイバトレー中に或る深さにわたって延びる接着剤ウェルとを更に有し、
前記光‐電気コネクタは、
前記第１及び前記第２の接着剤受け入れ特徴部内に設けられていて、前記ファイバトレーを前記ファイバトレー凹部のところで前記本体に固定する接着剤と、
前記接着剤ウェル内に設けられていて、前記設けられた前記複数本の光ファイバを前記ファイバトレーに固定する接着剤とを更に有する、請求項６記載の光‐電気コネクタ。
【請求項８】
前記複数個の能動光コンポーネントは、少なくとも１つの光源デバイス及び少なくとも１つの光検出器を含み、
前記少なくとも１つの光源デバイスと整列した前記複数個のレンズ表面のうちのレンズ表面は、前記少なくとも１つの光源デバイスの表面から高さＨSだけオフセットしており、
前記少なくとも１つの光検出器と整列した前記複数個のレンズ表面のうちのレンズ表面は、前記少なくとも１つの光検出器の表面から高さＨDだけオフセットしており、ＨSは、ＨDよりも大きい、請求項６又は７記載の光‐電気コネクタ。
【請求項９】
前記本体は、１つ又は２つ以上の位置合わせ基準部を有する、請求項１〜８のうちいずれか一に記載の光ファイバモジュール。
【請求項１０】
光ファイバモジュールを製作する方法であって、
外側被覆によって包囲されたコアを有する複数の光ファイバをファイバトレーの第１の表面に設けられた複数個のファイバ支持特徴部内に配置して前記複数本の光ファイバがオフセット長さだけ前記ファイバトレーの挿入側縁を越えて延びるようにするステップと、
接着剤を前記ファイバトレーの前記第１の表面のところに塗布して前記複数本の光ファイバを前記ファイバトレーに固定するステップと、
前記複数本の光ファイバの各光ファイバの前記外側被覆を剥ぎ取って前記コアを露出させ、それにより各光ファイバの剥ぎ取り領域を形成するステップと、
前記ファイバトレーを光ファイバモジュールの本体内に配置するステップとを含み、前記光ファイバモジュールは、
第１の表面から延びる全反射（ＴＩＲ）表面と、
前記ＴＩＲ表面の近くに設けられたファイバ端基準面と、
前記ファイバ端基準面のところで終端した複数個のファイバ支持特徴部とを有し、前記ファイバトレーは、前記複数本の光ファイバの前記剥ぎ取り領域が前記複数個のファイバ支持特徴部内に設けられると共に各光ファイバのファイバ端が前記ファイバ端基準面のところに配置されるよう、前記本体に固定される、方法。
【請求項１１】
各光ファイバは、前記ファイバトレーの前記挿入側縁を越えて所望の長さＬfまで劈開させられる、請求項１０記載の方法。
【国際調査報告】
2015515027.tif 000022
2015515027.tif 000023
2015515027.tif 000024