JP2963324B2 - 光通信用受発信モジュール - Google Patents
光通信用受発信モジュールInfo
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- JP2963324B2 JP2963324B2 JP5338073A JP33807393A JP2963324B2 JP 2963324 B2 JP2963324 B2 JP 2963324B2 JP 5338073 A JP5338073 A JP 5338073A JP 33807393 A JP33807393 A JP 33807393A JP 2963324 B2 JP2963324 B2 JP 2963324B2
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- light
- rod lens
- emitting element
- ferrule
- light emitting
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光通信用受発信モジュー
ルに関する。さらに詳しくは、ロッドレンズとフェルー
ルとの結合を改善し、信号光のカップリング効率を向上
させた受発信モジュールに関する。
ルに関する。さらに詳しくは、ロッドレンズとフェルー
ルとの結合を改善し、信号光のカップリング効率を向上
させた受発信モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ファイバーを用いた光通信が急
速に普及し、電話やファクシミリなどのパーソナルユー
スやテレビ情報などのマスメディアにも利用されつつあ
る。また、企業においても各工場、各部署などに端末器
を配置し、それらを光ファイバーで接続し、リアルタイ
ムで情報交換を可能した光ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅ
ａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムが普及しつつある。この
ばあい各家庭などに設置される端末器の発光素子および
受光素子と光ファイバとを結合するファイバカプラなど
からなる受発信モジュールが大きな結合度で安価になる
ことが、さらなる普及のための課題となっている。
速に普及し、電話やファクシミリなどのパーソナルユー
スやテレビ情報などのマスメディアにも利用されつつあ
る。また、企業においても各工場、各部署などに端末器
を配置し、それらを光ファイバーで接続し、リアルタイ
ムで情報交換を可能した光ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅ
ａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムが普及しつつある。この
ばあい各家庭などに設置される端末器の発光素子および
受光素子と光ファイバとを結合するファイバカプラなど
からなる受発信モジュールが大きな結合度で安価になる
ことが、さらなる普及のための課題となっている。
【０００３】光結合回路としては図９に示されるような
ピッグテイルタイプと呼ばれる方式や、図10に示される
ようなレンズとジルコニアのフェルールをフィジカルコ
ンタクトさせる方式が考えられている。
ピッグテイルタイプと呼ばれる方式や、図10に示される
ようなレンズとジルコニアのフェルールをフィジカルコ
ンタクトさせる方式が考えられている。
【０００４】図９に示されるピッグテイルタイプの受発
信モジュールは発光素子21および受光素子22と結合用光
ファイバ23の先端とが、それぞれハーフミラー24を介し
て結合するように、筐体25に取りつけられている。この
筐体25に取りつけられる結合用光ファイバ23は折曲げに
よる断線を防止するため、ループ26を形成し、アダプタ
27を介して外部の伝送用の光ファイバラインと結合され
ている。
信モジュールは発光素子21および受光素子22と結合用光
ファイバ23の先端とが、それぞれハーフミラー24を介し
て結合するように、筐体25に取りつけられている。この
筐体25に取りつけられる結合用光ファイバ23は折曲げに
よる断線を防止するため、ループ26を形成し、アダプタ
27を介して外部の伝送用の光ファイバラインと結合され
ている。
【０００５】また、図10に示されるレンズとフェルール
をフィジカルコンタクトさせる方式の受発信モジュール
は、発光素子21と受光素子22とがそれぞれハーフミラー
24を介してレンズ28と光学的に結合するように、これら
が筐体25に取りつけられており、レンズ28の先端にさら
にジルコニア製フェルール29がフィジカルコンタクトさ
れ、フェルール29内に外部からの光ファイバ30の先端が
挿入されることにより結合するものである。このレンズ
28とジルコニア製フェルール29の突き当て面はそれぞれ
凸球面状に研磨されてフィジカルコンタクトがえられて
いる。
をフィジカルコンタクトさせる方式の受発信モジュール
は、発光素子21と受光素子22とがそれぞれハーフミラー
24を介してレンズ28と光学的に結合するように、これら
が筐体25に取りつけられており、レンズ28の先端にさら
にジルコニア製フェルール29がフィジカルコンタクトさ
れ、フェルール29内に外部からの光ファイバ30の先端が
挿入されることにより結合するものである。このレンズ
28とジルコニア製フェルール29の突き当て面はそれぞれ
凸球面状に研磨されてフィジカルコンタクトがえられて
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述のピッグテイルタ
イプは、アダプタ27と筐体25間の結合用光ファイバ23を
Ｓ字状に曲げると折れ易いため、結合用光ファイバ23は
ループ26状にして前記筐体25とアダプタ27間を結合する
必要があり、ループスペースが必要となりモジュールが
大型化するという問題がある。
イプは、アダプタ27と筐体25間の結合用光ファイバ23を
Ｓ字状に曲げると折れ易いため、結合用光ファイバ23は
ループ26状にして前記筐体25とアダプタ27間を結合する
必要があり、ループスペースが必要となりモジュールが
大型化するという問題がある。
【０００７】さらに、結合用光ファイバ、アダプタなど
の部品点数が多くなり、コストアップになるという問題
がある。
の部品点数が多くなり、コストアップになるという問題
がある。
【０００８】また、レンズとジルコニア製フェルールを
フィジカルコンタクトさせるものは小型化ができ、部品
点数が少なくてすむが、市販のフェルールは研磨面の曲
率半径Ｒの中心が偏心している。研磨面の偏心が50μｍ
程度あると、レンズと光ファイバのコアとのあいだに隙
間ができ、光ファイバ端面で信号光が反射し、カップリ
ング効率が落ちると共に、この反射光が戻り光となり半
導体レーザにノイズが発生するという問題がある。
フィジカルコンタクトさせるものは小型化ができ、部品
点数が少なくてすむが、市販のフェルールは研磨面の曲
率半径Ｒの中心が偏心している。研磨面の偏心が50μｍ
程度あると、レンズと光ファイバのコアとのあいだに隙
間ができ、光ファイバ端面で信号光が反射し、カップリ
ング効率が落ちると共に、この反射光が戻り光となり半
導体レーザにノイズが発生するという問題がある。
【０００９】また、周囲温度の変化によって、レンズお
よびフェルールの膨脹または収縮によりこの隙間も変化
するため、受発信モジュールの温度特性も低下するとい
う問題もある。
よびフェルールの膨脹または収縮によりこの隙間も変化
するため、受発信モジュールの温度特性も低下するとい
う問題もある。
【００１０】本発明はこのような問題を解消し、フェル
ールの凸状研磨面のＲ中心が少々偏心していても効率よ
くカップリングされる光通信用受発信モジュールを提供
することを目的とする。
ールの凸状研磨面のＲ中心が少々偏心していても効率よ
くカップリングされる光通信用受発信モジュールを提供
することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の光通信用受発信
モジュールは、少なくとも、発光素子と、受光素子と、
ロッドレンズとを具備し、該発光素子の光を前記ロッド
レンズの先端に集光させ、該ロッドレンズの先端面に光
ファイバのフェルールをフィジカルコンタクトさせるこ
とににより発光素子および受光素子と光ファイバとを結
合させる光通信用受発信モジュールであって、前記ロッ
ドレンズはハウジングにカバー電極を介してバネ部材で
支持された支持体により保持され、かつ、該ロッドレン
ズの外径は前記フェルールの外径と実質的に同じ径に形
成され、該ロッドレンズの外周に滑合されたスリーブの
他端側に前記光ファイバのフェルールの先端が滑合され
るように前記ハウジングに開口部が設けるられているも
のである。
モジュールは、少なくとも、発光素子と、受光素子と、
ロッドレンズとを具備し、該発光素子の光を前記ロッド
レンズの先端に集光させ、該ロッドレンズの先端面に光
ファイバのフェルールをフィジカルコンタクトさせるこ
とににより発光素子および受光素子と光ファイバとを結
合させる光通信用受発信モジュールであって、前記ロッ
ドレンズはハウジングにカバー電極を介してバネ部材で
支持された支持体により保持され、かつ、該ロッドレン
ズの外径は前記フェルールの外径と実質的に同じ径に形
成され、該ロッドレンズの外周に滑合されたスリーブの
他端側に前記光ファイバのフェルールの先端が滑合され
るように前記ハウジングに開口部が設けるられているも
のである。
【００１２】前記発光素子および受光素子は前記支持体
により保持され、該発光素子および受光素子と前記ロッ
ドレンズとの関係は常に一定に保たれていることが好ま
しい。
により保持され、該発光素子および受光素子と前記ロッ
ドレンズとの関係は常に一定に保たれていることが好ま
しい。
【００１３】また、前記受光素子はその表面の一部が反
射面とされ、前記発光素子からの発光ビームを反射させ
て前記ロッドレンズの先端面に集光させると共に、その
表面の他の部分により前記光ファイバからの受信光を受
光するものであることが好ましい。
射面とされ、前記発光素子からの発光ビームを反射させ
て前記ロッドレンズの先端面に集光させると共に、その
表面の他の部分により前記光ファイバからの受信光を受
光するものであることが好ましい。
【００１４】前記ロッドレンズは屈折率が1.49以下のガ
ラス材で形成されていることが好ましい。
ラス材で形成されていることが好ましい。
【００１５】前記スリーブはリン青銅からなるバネスリ
ーブであることが好ましい。
ーブであることが好ましい。
【００１６】前記発光素子および受光素子の電極端子が
前記カバー電極を介してハウジング側に導出されている
ものであることが好ましい。
前記カバー電極を介してハウジング側に導出されている
ものであることが好ましい。
【００１７】前記受光素子の載置されたパッケージと支
持体は気密溶接され、かつ、ロッドレンズと支持体は気
密封止されてなることが好ましい。また、前記ロッドレ
ンズが前記発光素子からの光を集光するものであること
が好ましい。
持体は気密溶接され、かつ、ロッドレンズと支持体は気
密封止されてなることが好ましい。また、前記ロッドレ
ンズが前記発光素子からの光を集光するものであること
が好ましい。
【００１８】
【作用】本発明によれば、ロッドレンズはハウジングに
カバー電極を介してバネ部材で支持された支持体により
保持され、かつ、ロッドレンズの外周に滑合されたスリ
ーブを介して光ファイバと結合されているため、フェル
ールのフィジカルコンタクト面のＲに偏心があっても両
側からの押圧力によりロッドレンズおよびフェルールの
中心軸はスリーブにより維持され、またバネ部材による
ロッドレンズの自由度によりロッドレンズとフェルール
中心軸でのフィジカルコンタクトがえられる。その結
果、コンタクト面での反射ロスが小さく、半導体レーザ
にノイズを発生させないと共に、室温の温度変化に対し
ても安定したカップリング特性がえられる。
カバー電極を介してバネ部材で支持された支持体により
保持され、かつ、ロッドレンズの外周に滑合されたスリ
ーブを介して光ファイバと結合されているため、フェル
ールのフィジカルコンタクト面のＲに偏心があっても両
側からの押圧力によりロッドレンズおよびフェルールの
中心軸はスリーブにより維持され、またバネ部材による
ロッドレンズの自由度によりロッドレンズとフェルール
中心軸でのフィジカルコンタクトがえられる。その結
果、コンタクト面での反射ロスが小さく、半導体レーザ
にノイズを発生させないと共に、室温の温度変化に対し
ても安定したカップリング特性がえられる。
【００１９】
【実施例】つぎに、図面を参照しながら本発明の実施例
を説明する。図１は本発明の受発信モジュールの一実施
例の断面説明図である。
を説明する。図１は本発明の受発信モジュールの一実施
例の断面説明図である。
【００２０】図１において、パッケージ１にたとえばレ
ーザチップからなる発光素子２とたとえばホトダイオー
ドからなる受光素子３が載置され、受光素子３は支持体
４に設けられた貫通孔内に保持されている非球面レンズ
５とロッドレンズ６を経て受信信号光を受光するととも
に、発光素子２の光を受光素子３の表面で反射し、前記
支持体４に形成された貫通孔内へ発信信号光を導いてい
る。前記貫通孔内には非球面レンズ５とロッドレンズ６
が保持されており、この２つのレンズで発光素子２から
の発信信号光をロッドレンズ６の光ファイバ接続側先端
面に集光している。
ーザチップからなる発光素子２とたとえばホトダイオー
ドからなる受光素子３が載置され、受光素子３は支持体
４に設けられた貫通孔内に保持されている非球面レンズ
５とロッドレンズ６を経て受信信号光を受光するととも
に、発光素子２の光を受光素子３の表面で反射し、前記
支持体４に形成された貫通孔内へ発信信号光を導いてい
る。前記貫通孔内には非球面レンズ５とロッドレンズ６
が保持されており、この２つのレンズで発光素子２から
の発信信号光をロッドレンズ６の光ファイバ接続側先端
面に集光している。
【００２１】発光素子２を駆動するための駆動信号を入
力するための電極端子11および受光素子３による受光信
号を出力する電極端子12はそれぞれカバー電極９を経由
してハウジング10側に引き出されている。各素子の電極
端子はリード線15により一旦カバー電極９の基部９ａに
接続され、カバー電極９の中を通してハウジング10側に
引き出すことにより、支持体４はスリーブ７の軸に直角
方向の自由度を与えられ、かつロッドレンズをフェルー
ルに押し当てることができる。
力するための電極端子11および受光素子３による受光信
号を出力する電極端子12はそれぞれカバー電極９を経由
してハウジング10側に引き出されている。各素子の電極
端子はリード線15により一旦カバー電極９の基部９ａに
接続され、カバー電極９の中を通してハウジング10側に
引き出すことにより、支持体４はスリーブ７の軸に直角
方向の自由度を与えられ、かつロッドレンズをフェルー
ルに押し当てることができる。
【００２２】本実施例では発光素子２から水平方向にビ
ームが発せられ、そのビームは表面が水平方向に対して
約30°に傾けて配置された受光素子３の表面で反射さ
れ、非球面レンズ５により集光され、ロッドレンズ６の
光ファイバ13側先端面に集光するようにパッケージ１、
非球面レンズ５、ロッドレンズ６が支持体４に固定され
ている。これらが一体に固定されていることにより、後
述するように、光ファイバのコアと簡単にフィジカルコ
ンタクトをうることができる。
ームが発せられ、そのビームは表面が水平方向に対して
約30°に傾けて配置された受光素子３の表面で反射さ
れ、非球面レンズ５により集光され、ロッドレンズ６の
光ファイバ13側先端面に集光するようにパッケージ１、
非球面レンズ５、ロッドレンズ６が支持体４に固定され
ている。これらが一体に固定されていることにより、後
述するように、光ファイバのコアと簡単にフィジカルコ
ンタクトをうることができる。
【００２３】発光素子２から発せられたビームがロッド
レンズ６の先端で集光する関係を図２に示す。本実施例
のように、発光素子２から発した発信信号光を受光素子
３の表面で半分程度反射させる方法を用いると、モジュ
ールの小型化を達成できると共に、光学系を軸状にし、
容易にフィジカルコンタクトさせることができる。さら
に受光素子３が受発信光の光軸上にあるため、ハーフミ
ラーなどの他の光学系を用いる必要がなく素子の簡素化
を図ることができる。このばあい受光素子３の反射面と
する表面はＡｕまたはＡｌなどの金属膜からなる反射膜
が設けられ、その反射膜に多数の小孔が設けられて反射
膜の下側の反射防止膜が露出され、表面積の50％程度は
反射膜が設けられる構造とすることが好ましい。光通信
では受発信信号光は通常パルスを用い時分割で行なうた
め、このような構造にすることにより、発信と受信は受
光素子上で交互に行われるため、受光素子２により発信
信号光の強さをモニタすることもでき、モニタ用受光素
子を兼用できてさらに素子の簡素化を図ることができ
る。なお受光素子２は発光ビームのモニタ用受光素子を
受信信号光の受光素子部分と隣接した異なる場所に設け
ることもできる。
レンズ６の先端で集光する関係を図２に示す。本実施例
のように、発光素子２から発した発信信号光を受光素子
３の表面で半分程度反射させる方法を用いると、モジュ
ールの小型化を達成できると共に、光学系を軸状にし、
容易にフィジカルコンタクトさせることができる。さら
に受光素子３が受発信光の光軸上にあるため、ハーフミ
ラーなどの他の光学系を用いる必要がなく素子の簡素化
を図ることができる。このばあい受光素子３の反射面と
する表面はＡｕまたはＡｌなどの金属膜からなる反射膜
が設けられ、その反射膜に多数の小孔が設けられて反射
膜の下側の反射防止膜が露出され、表面積の50％程度は
反射膜が設けられる構造とすることが好ましい。光通信
では受発信信号光は通常パルスを用い時分割で行なうた
め、このような構造にすることにより、発信と受信は受
光素子上で交互に行われるため、受光素子２により発信
信号光の強さをモニタすることもでき、モニタ用受光素
子を兼用できてさらに素子の簡素化を図ることができ
る。なお受光素子２は発光ビームのモニタ用受光素子を
受信信号光の受光素子部分と隣接した異なる場所に設け
ることもできる。
【００２４】ロッドレンズ６は、その外径が光ファイバ
13のフェルール８の外径と実質的に同じ寸法（たとえば
2.5mm ）に形成され、発光素子２からのビームと同軸に
なるように一端側で支持体４に固定されている。ここに
実質的に同じ寸法とは、割り７ａの入ったスリーブ７の
内径にロッドレンズ６およびフェルール８が共に滑合す
る程度をいう。ロッドレンズ６の光ファイバ13との接続
側端面は曲率半径が約20mmの凸球面状に研磨され、同じ
く凸球面状に研磨された光ファイバ13のフェルール８先
端面とフィジカルコンタクトするように形成されてい
る。ロッドレンズ６の外周には、たとえば図３に示すよ
うな割り７ａの入ったリン青銅製のスリーブ７が滑合さ
れ、ロッドレンズ６と光ファイバ13の先端のフェルール
８の中心軸が一致するように作用する。
13のフェルール８の外径と実質的に同じ寸法（たとえば
2.5mm ）に形成され、発光素子２からのビームと同軸に
なるように一端側で支持体４に固定されている。ここに
実質的に同じ寸法とは、割り７ａの入ったスリーブ７の
内径にロッドレンズ６およびフェルール８が共に滑合す
る程度をいう。ロッドレンズ６の光ファイバ13との接続
側端面は曲率半径が約20mmの凸球面状に研磨され、同じ
く凸球面状に研磨された光ファイバ13のフェルール８先
端面とフィジカルコンタクトするように形成されてい
る。ロッドレンズ６の外周には、たとえば図３に示すよ
うな割り７ａの入ったリン青銅製のスリーブ７が滑合さ
れ、ロッドレンズ６と光ファイバ13の先端のフェルール
８の中心軸が一致するように作用する。
【００２５】スリーブ７は図３に示すように、たとえば
肉厚が0.25mm程度で長さが12mm程度で、割り７ａが入っ
たもので、フリーな状態でたとえば内径が2.485mm にな
るように形成され、ロッドレンズ６およびフェルール８
の外径は共に同じ 2.5mmに形成されているため、両端か
らロッドレンズ６と光ファイバ13の先端が挿入されると
同心を保持して接続される。ロッドレンズ６およびフェ
ルール８の先端はそれぞれ前述のように曲率半径が20mm
程度の凸状球面に研磨されているが、球面の中心は40〜
50μｍ程度のずれが発生しやすい。すなわち、フェルー
ルはジルコニアなどからなり、大量生産されて市販され
るもので、フェルールとコアの同心度は1.4 μｍ以下で
正確に形成されるが、先端の球面研磨は機械加工される
ため、球面の偏心が起り易い。本発明の受発信モジュー
ルによれば、フェルールの球面の偏心があっても、中心
軸でロッドレンズとフェルールのフィジカルコンタクト
が良好なカップリング特性がえられる。図４〜５を参照
しながらその作用を説明する。
肉厚が0.25mm程度で長さが12mm程度で、割り７ａが入っ
たもので、フリーな状態でたとえば内径が2.485mm にな
るように形成され、ロッドレンズ６およびフェルール８
の外径は共に同じ 2.5mmに形成されているため、両端か
らロッドレンズ６と光ファイバ13の先端が挿入されると
同心を保持して接続される。ロッドレンズ６およびフェ
ルール８の先端はそれぞれ前述のように曲率半径が20mm
程度の凸状球面に研磨されているが、球面の中心は40〜
50μｍ程度のずれが発生しやすい。すなわち、フェルー
ルはジルコニアなどからなり、大量生産されて市販され
るもので、フェルールとコアの同心度は1.4 μｍ以下で
正確に形成されるが、先端の球面研磨は機械加工される
ため、球面の偏心が起り易い。本発明の受発信モジュー
ルによれば、フェルールの球面の偏心があっても、中心
軸でロッドレンズとフェルールのフィジカルコンタクト
が良好なカップリング特性がえられる。図４〜５を参照
しながらその作用を説明する。
【００２６】図４（ａ）、（ｂ）に示されるように、フ
ェルール８とロッドレンズ６の研磨面の中心が中心軸Ｃ
に対してそれぞれ逆方向にずれているばあい（図４
（ａ）参照）は、ほぼ中心軸上でフィジカルコンタクト
がえられ、また研磨面の中心がフェルールの中心軸と一
致しているばあい（図４（ｂ）参照）は中心軸上でフィ
ジカルコンタクトがえられ、カップリング特性は良好に
なる。しかし、図５（ａ）に示されるように、研磨面の
中心の偏心方向がフェルール８とロッドレンズ６とで同
方向のばあいは、光が透過するロッドレンズ６とフェル
ール８の中心軸上でそれぞれｈ1 とｈ2 の間隙が生じ
る。しかし本発明によればロッドレンズ６はバネ部材14
で支持されると共に、スプリング性のあるスリーブ７に
ロッドレンズ６とフェルールが滑合されて両側から約１
kgf の力で押しつけられているため、図５（ｂ）に示す
ように、スリーブ７がやや押し広げられる形でロッドレ
ンズ６とフェルール８のそれぞれの中心軸がフィジカル
コンタクトする。光ファイバと受発光素子とのカップリ
ング特性は向上し、室温が変動しても中心軸上でのギャ
ップは変わらず温度特性も向上する。
ェルール８とロッドレンズ６の研磨面の中心が中心軸Ｃ
に対してそれぞれ逆方向にずれているばあい（図４
（ａ）参照）は、ほぼ中心軸上でフィジカルコンタクト
がえられ、また研磨面の中心がフェルールの中心軸と一
致しているばあい（図４（ｂ）参照）は中心軸上でフィ
ジカルコンタクトがえられ、カップリング特性は良好に
なる。しかし、図５（ａ）に示されるように、研磨面の
中心の偏心方向がフェルール８とロッドレンズ６とで同
方向のばあいは、光が透過するロッドレンズ６とフェル
ール８の中心軸上でそれぞれｈ1 とｈ2 の間隙が生じ
る。しかし本発明によればロッドレンズ６はバネ部材14
で支持されると共に、スプリング性のあるスリーブ７に
ロッドレンズ６とフェルールが滑合されて両側から約１
kgf の力で押しつけられているため、図５（ｂ）に示す
ように、スリーブ７がやや押し広げられる形でロッドレ
ンズ６とフェルール８のそれぞれの中心軸がフィジカル
コンタクトする。光ファイバと受発光素子とのカップリ
ング特性は向上し、室温が変動しても中心軸上でのギャ
ップは変わらず温度特性も向上する。
【００２７】つぎに具体的実施例によりさらに詳細に説
明する。図６に凸状球面の半径Ｒ、偏心Ｌ、隙間ｈ、偏
心の角度θの関係を示す。ロッドレンズ６およびフェル
ール８の外径が共に2.5 mmであって、ロッドレンズ６の
研磨面の偏心Ｌ1 が50μｍ、フェルール８の偏心Ｌ2 が
40μｍ（偏心Ｌは図６参照）、研磨面の曲率半径Ｒがそ
れぞれ20mm、スリーブ７は長さ14mmのリン青銅製で、フ
リーの状態での内径が2.485 mm、板厚0.25mmのものを用
い、フェルールの押圧力が１kgf のばあい、コンタクト
面とロッドレンズ６の中心軸との隙間をｈ1 、コンタク
ト面とフェルール８の中心軸との隙間をｈ2 （図５
（ａ）参照）とすると、コンタクト面とロッドレンズ６
の中心軸との隙間ｈ1 は ｈ1 ＝Ｒ−Ｒｃｏｓ（ｓｉｎ-1（Ｌ1 ／Ｒ）） ＝20−20ｃｏｓ（ｓｉｎ-1（0.05／20）） ＝0.0000625 mm＝0.0625μｍ となり、コンタクト面とフェルール８の中心軸との隙間
ｈ2 は、 ｈ2 ＝Ｒ−Ｒｃｏｓ（ｓｉｎ-1（Ｌ2 ／Ｒ）） ＝20−20ｃｏｓ（ｓｉｎ-1（0.04／20）） ＝0.00004 mm＝0.04μｍ となる。
明する。図６に凸状球面の半径Ｒ、偏心Ｌ、隙間ｈ、偏
心の角度θの関係を示す。ロッドレンズ６およびフェル
ール８の外径が共に2.5 mmであって、ロッドレンズ６の
研磨面の偏心Ｌ1 が50μｍ、フェルール８の偏心Ｌ2 が
40μｍ（偏心Ｌは図６参照）、研磨面の曲率半径Ｒがそ
れぞれ20mm、スリーブ７は長さ14mmのリン青銅製で、フ
リーの状態での内径が2.485 mm、板厚0.25mmのものを用
い、フェルールの押圧力が１kgf のばあい、コンタクト
面とロッドレンズ６の中心軸との隙間をｈ1 、コンタク
ト面とフェルール８の中心軸との隙間をｈ2 （図５
（ａ）参照）とすると、コンタクト面とロッドレンズ６
の中心軸との隙間ｈ1 は ｈ1 ＝Ｒ−Ｒｃｏｓ（ｓｉｎ-1（Ｌ1 ／Ｒ）） ＝20−20ｃｏｓ（ｓｉｎ-1（0.05／20）） ＝0.0000625 mm＝0.0625μｍ となり、コンタクト面とフェルール８の中心軸との隙間
ｈ2 は、 ｈ2 ＝Ｒ−Ｒｃｏｓ（ｓｉｎ-1（Ｌ2 ／Ｒ）） ＝20−20ｃｏｓ（ｓｉｎ-1（0.04／20）） ＝0.00004 mm＝0.04μｍ となる。
【００２８】したがって、ロッドレンズ６とフェルール
８との中心軸間の隙間をｈとすると、 ｈ＝ｈ1 ＋ｈ2 ＝0.1025μｍ この隙間ｈを０にするにはロッドレンズの傾きをθ1 、
フェルールの傾きをθ2 とすると、 θ1 ＝ｓｉｎ-1（0.05／20）＝0.14° θ2 ＝ｓｉｎ-1（0.04／20）＝0.11° となり、それぞれ、0.14°または0.11°傾けば、隙間ｈ
を無くすることができる。
８との中心軸間の隙間をｈとすると、 ｈ＝ｈ1 ＋ｈ2 ＝0.1025μｍ この隙間ｈを０にするにはロッドレンズの傾きをθ1 、
フェルールの傾きをθ2 とすると、 θ1 ＝ｓｉｎ-1（0.05／20）＝0.14° θ2 ＝ｓｉｎ-1（0.04／20）＝0.11° となり、それぞれ、0.14°または0.11°傾けば、隙間ｈ
を無くすることができる。
【００２９】本実施例ではスリーブ７がリン青銅でスプ
リング性があるため、ロッドレンズ６およびフェルール
８に１kgf 程度の押圧力を加えることによりロッドレン
ズ６およびフェルール８が傾くとともにスリーブの径が
広がり、ロッドレンズ６とフェルール８内の光ファイバ
ーのコアが接触することになり、隙間ｈがほとんど無い
フィジカルコンタクトがえられ、ロッドレンズ端面の反
射が３％から0.01％に減少した。上記の例のばあい、ス
リーブの長さが14mmなので、ロッドレンズが0.14°傾け
ばスリーブの内径は17μｍ広がることになる。
リング性があるため、ロッドレンズ６およびフェルール
８に１kgf 程度の押圧力を加えることによりロッドレン
ズ６およびフェルール８が傾くとともにスリーブの径が
広がり、ロッドレンズ６とフェルール８内の光ファイバ
ーのコアが接触することになり、隙間ｈがほとんど無い
フィジカルコンタクトがえられ、ロッドレンズ端面の反
射が３％から0.01％に減少した。上記の例のばあい、ス
リーブの長さが14mmなので、ロッドレンズが0.14°傾け
ばスリーブの内径は17μｍ広がることになる。
【００３０】なお、ロッドレンズには、光ファイバーコ
アの屈折率が1.472 であるため、屈折率が1.49以下のガ
ラス材を用いることが好ましい。屈折率が1.472 より小
さいガラスはえられず、屈折率が大きくなると反射が大
きくなるからである。このようなガラスとしては、たと
えばＳＣＨＯＴＴ社（ドイツ国）商品名ＢＫ１０（屈折
率ｎ＝1.485 ）を使用することができる。
アの屈折率が1.472 であるため、屈折率が1.49以下のガ
ラス材を用いることが好ましい。屈折率が1.472 より小
さいガラスはえられず、屈折率が大きくなると反射が大
きくなるからである。このようなガラスとしては、たと
えばＳＣＨＯＴＴ社（ドイツ国）商品名ＢＫ１０（屈折
率ｎ＝1.485 ）を使用することができる。
【００３１】さらに、パッケージ１と支持体を図７に示
すように溶接部17を抵抗溶接によりもしくは図８に示す
ように溶接部16を連続のＹＡＧ溶接により形成し、ロッ
ドレンズ６と支持体４をシール部４ａで気密封止（ハー
メチックシール）しておくことにより、支持体内部は完
全気密状態となるため、非球面レンズ５、発光素子２、
受光素子３の環境信頼性を高めることができる。
すように溶接部17を抵抗溶接によりもしくは図８に示す
ように溶接部16を連続のＹＡＧ溶接により形成し、ロッ
ドレンズ６と支持体４をシール部４ａで気密封止（ハー
メチックシール）しておくことにより、支持体内部は完
全気密状態となるため、非球面レンズ５、発光素子２、
受光素子３の環境信頼性を高めることができる。
【００３２】なお、溶接は気密溶接が可能なものであれ
ば抵抗溶接、ＹＡＧ溶接に限定されることはない。
ば抵抗溶接、ＹＡＧ溶接に限定されることはない。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、バネ部材で支えられた
支持体によりロッドレンズが保持され、スプリング性を
有するスリーブによりロッドレンズと光ファイバのフェ
ルールを保持しているため、ロッドレンズおよびフェル
ールの接触面それぞれに形成される球状研磨面の偏心が
あっても両側から押しつけられる力により、ロッドレン
ズと光ファイバのコアとがフィジカルコンタクトする。
そのため、カップリング効率の優れた光通信用受発信モ
ジュールがえられる。
支持体によりロッドレンズが保持され、スプリング性を
有するスリーブによりロッドレンズと光ファイバのフェ
ルールを保持しているため、ロッドレンズおよびフェル
ールの接触面それぞれに形成される球状研磨面の偏心が
あっても両側から押しつけられる力により、ロッドレン
ズと光ファイバのコアとがフィジカルコンタクトする。
そのため、カップリング効率の優れた光通信用受発信モ
ジュールがえられる。
【００３４】また、コア部分でフィジカルコンタクトが
えられるため、周囲温度が変化してもカップリング特性
は変動せず、温度特性の優れた光通信用受発信モジュー
ルがえられる。
えられるため、周囲温度が変化してもカップリング特性
は変動せず、温度特性の優れた光通信用受発信モジュー
ルがえられる。
【００３５】さらに、受光素子の表面の一部を反射面と
して発光素子の光を反射させると共に光ファイバからの
受発光を受光することにより、部品点数を減らすことが
できる。また発光素子、受光素子、非球面レンズ、ロッ
ドレンズを支持体に固定し、発光素子からの光を一定点
に集光させておくことにより、光ファイバとこれら全体
とを心出しするだけでよく、光ファイバを押しつけるだ
けで高いカップリング効率がえられる。
して発光素子の光を反射させると共に光ファイバからの
受発光を受光することにより、部品点数を減らすことが
できる。また発光素子、受光素子、非球面レンズ、ロッ
ドレンズを支持体に固定し、発光素子からの光を一定点
に集光させておくことにより、光ファイバとこれら全体
とを心出しするだけでよく、光ファイバを押しつけるだ
けで高いカップリング効率がえられる。
【図１】本発明の光通信用受発信モジュールの断面説明
図である。
図である。
【図２】発光素子の光がロッドレンズ先端面に集光する
様子を説明する図である。
様子を説明する図である。
【図３】スリーブの一例の説明図である。
【図４】ロッドレンズとフェルールの接触面の説明図
で、（ａ）はロッドレンズとフェルールの球面の偏心が
中心軸に対して異なる方向に偏心した例で、（ｂ）は球
面の偏心が共になく、中心軸と一致したばあいの図であ
る。
で、（ａ）はロッドレンズとフェルールの球面の偏心が
中心軸に対して異なる方向に偏心した例で、（ｂ）は球
面の偏心が共になく、中心軸と一致したばあいの図であ
る。
【図５】スリーブ内でのロッドレンズとフェルールのフ
ィジカルコンタクト状態をを示す説明図であり、（ａ）
はロッドレンズとフェルールの球面の偏心が中心軸に対
して同方向に偏心した例、（ｂ）はロッドレンズとフェ
ルールに押圧力が加わったときのフィジカルコンタクト
状態がえられる様子を示す図である。
ィジカルコンタクト状態をを示す説明図であり、（ａ）
はロッドレンズとフェルールの球面の偏心が中心軸に対
して同方向に偏心した例、（ｂ）はロッドレンズとフェ
ルールに押圧力が加わったときのフィジカルコンタクト
状態がえられる様子を示す図である。
【図６】凸状球面の偏心と隙間の関係を示す説明図であ
る。
る。
【図７】本発明の光通信用受発信モジュールのパッケー
ジと支持体との接続状態を示す断面説明図である。
ジと支持体との接続状態を示す断面説明図である。
【図８】本発明の光通信用受発信モジュールのパッケー
ジと支持体との接続状態を示す断面説明図である。
ジと支持体との接続状態を示す断面説明図である。
【図９】従来の受発信モジュールの一例でピグティルタ
イプを示す説明図である。
イプを示す説明図である。
【図１０】従来の受発信モジュールの一例でレンズとフ
ェルールがフィジカルコンタクトする例を示す説明図で
ある。
ェルールがフィジカルコンタクトする例を示す説明図で
ある。
１ パッケージ ２ 発光素子 ３ 受光素子 ４ 支持体 ６ ロッドレンズ ７ スリーブ ８ フェルール ９ カバー電極 10 ハウジング 13 光ファイバ 14 バネ部材 16 溶接部 17 溶接部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 直史 京都市右京区西院溝崎町21番地 ローム 株式会社内 (72)発明者 岡田 賢治 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−281441（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−33113（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 6/42 H01L 33/00 H01L 31/0232
Claims (8)
- 【請求項１】 少なくとも、発光素子と、受光素子と、
ロッドレンズとを具備し、該発光素子の光を前記ロッド
レンズの先端に集光させ、該ロッドレンズの先端面に光
ファイバのフェルールをフィジカルコンタクトさせるこ
とにより発光素子および受光素子と光ファイバとを結合
させる光通信用受発信モジュールであって、 前記ロッドレンズはハウジングにカバー電極を介してバ
ネ部材で支持された支持体により保持され、かつ、該ロ
ッドレンズの外径は前記フェルールの外径と実質的に同
じ径に形成され、該ロッドレンズの外周に滑合されたス
リーブの他端側に前記光ファイバのフェルールの先端が
滑合されるように前記ハウジングに開口部が設けられて
なる光通信用受発信モジュール。 - 【請求項２】 前記発光素子および受光素子は前記支持
体により保持され、該発光素子および受光素子と前記ロ
ッドレンズとの関係は常に一定に保たれてなる請求項１
記載の受発信モジュール。 - 【請求項３】 前記受光素子はその表面の一部が反射面
とされ、前記発光素子からの発光ビームを反射させて前
記ロッドレンズの先端面に集光させると共に、その表面
の他の部分により前記光ファイバからの受信光を受光し
てなる請求項１または２記載の受発信モジュール。 - 【請求項４】 前記ロッドレンズは屈折率が1.49以下の
ガラス材で形成されてなる請求項１記載の受発信モジュ
ール。 - 【請求項５】 前記スリーブはリン青銅からなるバネス
リーブである請求項１記載の受発信モジュール。 - 【請求項６】 前記発光素子および受光素子の電極端子
がカバー電極を介して前記ハウジング側に導出されてな
る請求項１記載の受発信モジュール。 - 【請求項７】 前記発光素子および受光素子の載置され
たパッケージと支持体は気密溶接され、かつ、ロッドレ
ンズと支持体は気密封止されてなる請求項１記載の受発
信モジュール。 - 【請求項８】 前記ロッドレンズが前記発光素子からの
光を集光するものである請求項１記載の受発信モジュー
ル。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5338073A JP2963324B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 光通信用受発信モジュール |
| GB9425992A GB2285320B (en) | 1993-12-27 | 1994-12-22 | Transceiver module for optical communication |
| US08/363,278 US5528407A (en) | 1993-12-27 | 1994-12-22 | Transceiver module for optical communication |
| GB9708554A GB2310507B (en) | 1993-12-27 | 1994-12-22 | Transceiver module for optical communication |
| DE4446328A DE4446328C2 (de) | 1993-12-27 | 1994-12-23 | Sende-/Empfangsmodul zur optischen Kommunikation |
| CA002139032A CA2139032C (en) | 1993-12-27 | 1994-12-23 | Transceiver module for optical communication |
| DE4447700A DE4447700C2 (de) | 1993-12-27 | 1994-12-23 | Sende-/Empfangsmodul zur optischen Kommunikation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5338073A JP2963324B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 光通信用受発信モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07198999A JPH07198999A (ja) | 1995-08-01 |
| JP2963324B2 true JP2963324B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=18314657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5338073A Expired - Fee Related JP2963324B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-28 | 光通信用受発信モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2963324B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1010373A (ja) * | 1996-06-21 | 1998-01-16 | Toshiba Corp | レセプタクル型光送受信装置およびその製造方法 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP5338073A patent/JP2963324B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07198999A (ja) | 1995-08-01 |
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Legal Events
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