(57)【要約】【課題】自己形成光導波路である光合分波器を有した光通信デバイスの量産性を向上させること。【解決手段】光通信デバイスは、光ファイバーコネクタ１と、光ファイバーコネクタ１が挿入されたキャップハウジング２と、によって構成されている。光ファイバーコネクタ１は、コネクタハウジング１０と、コネクタハウジング１０内部に納められた光ファイバー１１の先端部、および光合分波器１２とを有している。光合分波器１２は、光導波路コア１３、光導波路クラッド１５を有し、これらは光硬化性樹脂の硬化物であり、自己形成光導波路技術により形成される。キャップハウジング２は、光ファイバーコネクタ１が離脱可能に挿入される凹部２２を有している。また、キャップハウジング２の内部には、受発光素子２０、２１とが納められていて、光合分波器１２と光学的に接続される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバーの先端部に、光学フィルタを介して複数に分岐された自己形成光導波路コアを備えた光合分波器が接続され、前記光ファイバー先端部と前記光合分波器とが一体にコネクタハウジングに納められた光ファイバーコネクタと、
前記光ファイバーコネクタが挿入されたキャップハウジングであって、その内部に受発光素子が納められ、それら受発光素子の受発光側が、前記自己形成導波路コアのそれぞれの分岐端に対向するよう配置され、基板に実装される前記受発光素子のリードが外部に露出したキャップハウジングと、
を有することを特徴とする光通信デバイス。
【請求項２】
前記光ファイバーコネクタの前記コネクタハウジング外側であって、前記自己形成導波路コアの分岐端近傍の領域には、前記コネクタハウジングを保護する保護板を有することを特徴とする請求項１に記載の光通信デバイス。
【請求項３】
光ファイバーの先端部に、光学フィルタを介して複数に分岐された自己形成光導波路コアを備えた光合分波器が接続し、光ファイバー先端部と光合分波器とを一体にコネクタハウジングに納めて光ファイバーコネクタを形成するとともに、
前記光ファイバーコネクタが挿入されるキャップハウジングの内部に、受発光側が、前記自己形成導波路コアのそれぞれの分岐端に対向するように受発光素子を配置し、前記受発光素子のリードが外部に露出するように前記キャップハウジングを形成し、
前記キャップハウジングを基板に搭載してリフローによって前記受発光素子を前記基板に実装し、
その後、前記光ファイバーコネクタを前記キャップハウジングに挿入する、
ことを特徴とする光通信デバイスの製造方法。
【請求項４】
光ファイバーの先端部に、光学フィルタを介して複数に分岐された自己形成光導波路コアを備えた光合分波器が接続され、前記光ファイバー先端部と前記光合分波器とが一体にコネクタハウジングに納められていることを特徴とする光ファイバーコネクタ。
【請求項５】
前記コネクタハウジング外側であって、前記自己形成導波路コアの分岐端近傍の領域には、前記コネクタハウジングを保護する保護板を有することを特徴とする請求項４に記載の光ファイバーコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバーに接続される光合分波器、および光合分波器の分岐端に接続される受発光素子とにより構成される光通信デバイスに関する。また、新規な構成の光ファイバーコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光硬化性樹脂を利用して光導波路を形成する自己形成光導波路の技術が、本出願人などによって多数開発されており、光学フィルタによって分岐されて形成された自己形成光導波路からなる光合分波器などの光デバイスが開発されている。
【０００３】
特許文献１、２には、自己形成光導波路からなる光合分波器と、受発光素子とを一体の筐体に納め、光ファイバーコネクタを筐体に挿入して光合分波器に接続する構成の光通信デバイスが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２４２３５４
【特許文献２】特開２０１０−３２５８２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
自己形成導波路の耐熱温度はおよそ１２０℃であり、リフローで受発光素子を基板に実装することができない。そのため、従来基板に受発光素子を実装する際は、受発光素子のリード端子を基板のスルーホールに通して手付けではんだ付けしており、手間や時間がかかるので量産性に劣るという問題があった。
【０００６】
そこで本発明の目的は、量産性に優れた光通信デバイスおよびその製造方法を実現することである。また、他の目的は、量産性に優れた光通信デバイスを構成可能な光ファイバーコネクタを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、光ファイバーの先端部に、光学フィルタを介して複数に分岐された自己形成光導波路コアを備えた光合分波器が接続され、光ファイバー先端部と光合分波器とが一体にコネクタハウジングに納められた光ファイバーコネクタと、光ファイバーコネクタが挿入されたキャップハウジングであって、その内部に受発光素子が納められ、それら受発光素子の受発光側が、自己形成導波路コアのそれぞれの分岐端に対向するよう配置され、基板に実装される受発光素子のリードが外部に露出したキャップハウジングと、を有することを特徴とする光通信デバイスである。
【０００８】
光合分波器は、１ないし複数の光学フィルタと、光学フィルタによって分岐された自己形成光導波路コアとを有する構造であれば任意の構造でよい。自己形成光導波路コアが１つの光学フィルタによって２つに分岐する構造だけでなく、２つ以上の光学フィルタによって３以上に分岐する構造であってもよい。自己形成光導波路コアは、自己形成光導波路の技術を用いて形成された軸状の光導波路コアであり、光硬化性樹脂の硬化物である。損失低減や物理的強度の確保などの点から、自己形成光導波路コアは光導波路クラッドにより覆われていることが好ましい。光導波路クラッドもまた、光硬化性樹脂を用いて形成可能である。光学フィルタは、ハーフミラー、波長選択フィルタ、偏光フィルタなどである。
【０００９】
自己形成光導波路コアの分岐端面には、光ファイバーコネクタの脱着などによってその端面が損傷して光損失が増大してしまうのを防止する保護板が設けられていることが望ましい。保護板は、たとえばガラス材などである。
【００１０】
光合分波器は、分岐した自己形成光導波路コアが平面を成し、その成す面が受発光素子を実装する基板面に対して垂直となるように配置してもよい。受発光素子のリードの位置の自由度が高まり、基板への実装がより容易となる。
【００１１】
また、本発明において受発光素子は、発光素子、受光素子、その双方、のいずれかを示すものである。発光素子は、たとえば半導体レーザーやＬＥＤである。受光素子は、フォトダイオードなどである。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、光ファイバーコネクタのコネクタハウジング外側であって、自己形成導波路コアの分岐端近傍の領域には、コネクタハウジングを保護する保護板を有することを特徴とする光通信デバイスである。
【００１３】
第３の発明は、第１の発明から第２の発明において、光ファイバーの先端部に、光学フィルタを介して複数に分岐された自己形成光導波路コアを備えた光合分波器が接続し、光ファイバー先端部と光合分波器とを一体にコネクタハウジングに納めて光ファイバーコネクタを形成するとともに、光ファイバーコネクタが挿入されるキャップハウジングの内部に、受発光側が、自己形成導波路コアのそれぞれの分岐端に対向するように受発光素子を配置し、受発光素子のリードが外部に露出するようにキャップハウジングを形成し、キャップハウジングを基板に搭載してリフローによって受発光素子を基板に実装し、その後、光ファイバーコネクタをキャップハウジングに挿入する、ことを特徴とする光通信デバイスの製造方法である。
【００１４】
光ファイバーコネクタの形成は、キャップハウジングの形成前や、受発光素子をリフローによって基板に実装した後で行ってもよく、これらの工程に平行して行ってもよい。
【００１５】
第４の発明は、光ファイバーの先端部に、光学フィルタを介して複数に分岐された自己形成光導波路コアを備えた光合分波器が接続され、光ファイバー先端部と光合分波器とが一体にコネクタハウジングに納められていることを特徴とする光ファイバーコネクタである。
【００１６】
第５の発明は、第４の発明において、コネクタハウジング外側であって、自己形成導波路コアの分岐端近傍の領域には、コネクタハウジングを保護する保護板を有することを特徴とする光ファイバーコネクタである。
【発明の効果】
【００１７】
第１の発明の光通信デバイスは、光合分波器は光ファイバーの先端部とともにコネクタハウジングによって一体化されており、受発光素子を備えるキャップハウジングとは分離した構成となっている。そのため、光合分波器を有しないキャップハウジングのみをリフロー炉に通すことで、自己形成光導波路コアからなる光合分波器を高温に晒すことなく、受発光素子を基板に実装することができる。したがって、本発明の光通信デバイスは量産性に優れている。
【００１８】
また、第２の発明のように保護膜を設けることで、光ファイバーコネクタの離脱着時に、自己形成導波路コアの分岐端近傍の領域のコネクタハウジングに損傷が生じるのを防止し、光損失が増大してしまうのを抑制することができる。
【００１９】
また、第３の発明の光通信デバイスの製造方法は、受発光素子をリフローによって基板に実装することができるため、量産性に優れている。
【００２０】
また、第４、５の発明の光ファイバーコネクタは、光ファイバーの先端部と光合分波器とが一体にコネクタハウジングに納められた新規な構成であり、このような光ファイバーコネクタを備えた光通信デバイスは量産性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例１の光通信デバイスの構成について示した図。
【図２】光ファイバーコネクタ１の構成を示した図。
【図３】キャップハウジング２の構成を示した図。
【図４】光ファイバーコネクタ１の上面図、正面図、下面図をそれぞれ示した図。
【図５】光ファイバーコネクタ１の断面図。
【図６】キャップハウジング２の正面図、上面図、下面図、左側面図、右側面図を示した図。
【図７】キャップハウジング２の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の具体的な実施例について図を参照に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２３】
図１は、実施例１の光通信デバイスの構成について示した図である。図１（ａ）は斜め上方から見た図、図１（ｂ）は斜め下方から見た図である。光通信デバイスは、光ファイバーコネクタ１と、光ファイバーコネクタ１が挿入されたキャップハウジング２と、によって構成されている。光ファイバーコネクタ１は、キャップハウジング２から離脱可能であり、図２、図３は、キャップハウジング２から光ファイバーコネクタ１を取り外した状態での、光ファイバーコネクタ１の構成と、キャップハウジング２の構成とをそれぞれ示した図である。図２において、（ａ）は斜め上方から見た図、（ｂ）は下方から見た図、（ｃ）は上方から見た図である。また、図３において、（ａ）は斜め上方から見た図、（ｂ）は斜め下方から見た図、（ｃ）は光ファイバーコネクタ１の挿入側から見た図である。
【００２４】
図４（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、光ファイバーコネクタ１の上面図、正面面図、下面図、を示している。また、図５（ａ）は、図４（ａ）におけるＸ−Ｘでの断面図、図５（ｂ）は、図４（ｂ）におけるＹ−Ｙでの断面図である。図２、４、５に示されているように、光ファイバーコネクタ１は、コネクタハウジング１０と、コネクタハウジング１０内部に納められた光ファイバー１１の先端部、および光合分波器１２とを有している。
【００２５】
光合分波器１２は、光導波路コア１３と、光学フィルタ１４と、光導波路コア１３を覆う光導波路クラッド１５とによって構成されており、光ファイバー１１の先端部に接続する光導波路コア１３が、光学フィルタ１４によって２つの光導波路コア１３Ａ、Ｂに分岐された構造である。光導波路コア１３Ｂは光ファイバー１１の軸の延長上であり、光導波路コア１３Ａは光ファイバー１１の軸に垂直な方向に分岐している。コネクタハウジング１の光ファイバー１１先端部側に凹部１６が設けられ、この凹部１６の内部に光導波路コア１３と光学フィルタ１４が納められている。光学フィルタ１４は、保持具１７によって固定されている。そして、凹部１６を埋めるようにして光導波路クラッド１５が設けられており、これにより光導波路コア１３が光導波路クラッド１５により覆われている。光導波路コア１３、光導波路クラッド１５は、光硬化性樹脂の硬化物であり、既知の自己形成光導波路の技術をもって形成されたものである。この光硬化性樹脂の硬化物の耐熱性はおよそ１２０℃である。また、光学フィルタ１４は、ハーフミラー、波長選択フィルタ、偏光フィルタなどである。
【００２６】
コネクタハウジング１０の外側であって、光導波路コア１３Ａ、Ｂの端面と対向する部分には、ガラス板１８が埋め込まれている。このガラス板１８は、光ファイバーコネクタ１をキャップハウジング２に挿入する際、あるいはキャップハウジング２から離脱する際に、光導波路コア１３Ａ、Ｂの端面近傍のコネクタハウジング外側が損傷して光損失が増大してしまうのを防止している。
【００２７】
図６（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ、キャップハウジング２の正面図、上面図、下面図、左側面図、右側面図を示している。また、図７（ａ）は、図６（ｂ）におけるＸ−Ｘでの断面図、図７（ｂ）は、図６（ａ）におけるＹ−Ｙでの断面図である。図３、６、７に示されているように、キャップハウジング２は、エポキシ樹脂からなる直方体状であり、光ファイバーコネクタ１が離脱可能に挿入される凹部２２を有している。また、キャップハウジング２の内部には、受発光素子２０、２１とが納められている。受発光素子２０、２１は、発光ダイオード、半導体レーザーなどの発光素子、フォトダイオードなどの受光素子、あるいは発光素子と受光素子の双方である。たとえば、受発光素子２０、２１の一方をＬＥＤ、他方をフォトダイオードとすることで、実施例１の光通信デバイスは光トランシーバーとして機能させることができる。受発光素子２０、２１は、ノイズを防止するために金属製のシールド部２３によってパッケージされている。
【００２８】
受発光素子２０、２１は、キャップハウジング２の受発光側を凹部２２の内側に向けて配置されていて、その受発光面は互いに垂直を成している。また、光ファイバーコネクタ１をキャップハウジング２に挿入した状態に置いて、光導波路コア１３Ａの端面と受発光素子２１の受発光側とが対向し、光導波路コア１３Ｂの端面と受発光素子２０の受発光側とが対向するように、受発光素子２０、２１が配置されている。このような配置により、光導波路コア１３Ａと受発光素子２１、光導波路コア１３Ｂと受発光素子２０が光学的に接続される構造となっている。
【００２９】
受発光素子２０、２１の４本のリード２０Ａ、２１Ａは、それぞれキャップハウジング２の外部に突出し、実装される基板面に対して水平となるよう折り曲げられている。
【００３０】
また、コネクタハウジング１の下方側に直線状の凸部１９、キャップハウジング２の下方に直線状の凹部２９が設けられており、この凹部１９と凸部２９が噛み合うように構成されている。これは、キャップハウジング２に誤ったコネクタが挿入されるのを防止するためである。
【００３１】
受発光素子２０、２１を内部に有したキャップハウジング２は、光ファイバーコネクタ１が離脱された状態でリフローに通されて、受発光素子２０、２１が基板に実装され、その後に光ファイバーコネクタ１がキャップハウジング２に挿入されることで、実施例１の光通信デバイスが製造される。
【００３２】
上記のリフローによる基板への実装をより具体的に説明する。まず、配線が形成された基板上の所定位置（受発光素子２０、２１のリード２０Ａ、２１Ａが接続する位置）に、はんだを印刷する。次に、基板上に、印刷したはんだと、受発光素子２０、２１のリード２０Ａ、２１Ａとが重なるようにキャップハウジング２を搭載する。次に、基板上に搭載されたキャップハウジング２をリフローに通し、基板上の配線と受発光素子２０、２１のリード２０Ａ、２１Ａとをはんだ付けする。この際、キャップハウジング２の材料であるエポキシ樹脂、および受発光素子２０、２１には、リフロー温度よりも高い耐熱性を有したものを用いる。以上により、基板上に受発光素子２０、２１が実装される。
【００３３】
実施例１の光通信デバイスでは、光合分波器１２がコネクタハウジング１０に納められて光ファイバーコネクタ１を構成しており、受発光素子２０、２１が納められたキャップハウジング２とは分離した構成となっている。したがって、耐熱性の低い光硬化性樹脂の硬化物である光導波路コア１３、光導波路クラッド１５で構成される光合分波器１２を高温に晒すことなく、受発光素子２０、２１のリードを基板にリフロー実装することができる。そして、受発光素子２０、２１をリフロー実装した後、光ファイバーコネクタ１をキャップハウジング２に挿入することで光通信デバイスを容易に製造することができる。このように、実施例１の光通信デバイスは、リフローで受発光素子２０、２１を基板に実装することができるため、量産性に優れている。
【００３４】
なお、実施例１の光通信デバイスでは、分岐した光導波路コア１３Ａ、Ｂの成す面が実装される基板に対して水平であるが、光導波路コア１３Ａが基板に対して垂直な方向とするようにしてもよい。受発光素子２０、２１のリードを、キャップハウジング２外側のより自由な位置に引き出すことができ、基板に受発光素子２０、２１を実装するのがより容易となる。
【００３５】
また、実施例１の光通信デバイスにおける光合分波器１２は、光学フィルタによって光導波路コアが２分岐された構造であったが、他の任意の構造の光合分波器を用いてよい。たとえば、光学フィルタを２つ用いて光導波路コアを３分岐とした光合分波器であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の光通信デバイスは、車載ＬＡＮなどの光ＬＡＮシステムに用いることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１：光ファイバーコネクタ
２：キャップハウジング
１０：コネクタハウジング
１１：光ファイバー
１２：光合分波器
１３：光導波路コア
１４：光学フィルタ
１５：光導波路クラッド
１６、２２、２９：凹部
１７：保持具
１８：ガラス板
１９：凸部
２０、２１：受発光素子
２０Ａ、２１Ａ：リード
２３：シールド部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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