JP4413885B2 - 光モジュール - Google Patents

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Description

本発明は、光モジュールに関し、より詳しくは、コネクタを介して光ファイバが外部から接続される構造を有する光モジュールに関する。
アクセス系イーサネット(登録商標)などの需要拡大傾向の中で、加入者端末装置やセンター局端末機器などに使用されるトランシーバ等の光モジュールは小型化が求められている。
光モジュールとしては、例えば下記の非特許文献1には、LSI、レーザダイオード等を搭載したモジュール本体に多芯のMT(Mechanically Transferable)コネクタを接続する構造が記載されている。MTコネクタと光モジュールの接続には、脱落を防止するために例えば図10に示すような固定具が用いられている。
その固定具は、モジュール本体101においてMTコネクタ102が接続される端面の上部に取り付けられるヒンジ103と、一端がヒンジ103に回動可能に取り付けられるクリップ104とを有している。クリップ104の他端には、下側に曲げられてMTコネクタ102の端部に系止する断面S字状の系止片104aが形成されている。また、系止片104aの中央には、MTコネクタ102の端面から引き出される光ファイバ105を通すための開口104bが形成されている。
MTコネクタ102は、ヒンジ103を軸にしてクリップ104を上に持ち上げた状態で、モジュール本体101に接続される。そして、クリップ104によりMTコネクタ102を固定する場合には、クリップ104を下方に回動させて系止片104aをMTコネクタ102の端部に系止すると、MTコネクタ102はクリップ104の内向きの付勢力によりモジュール本体101に押圧されて固定される。
2000年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会 B−10−144
ところで、光モジュール及び光コネクタが小型化されるにつれて、クリップ104の一端をモジュール本体101に回動可能に取り付けることが難しくなる。しかも、上記構造のクリップ104では内向きの付勢力を加えるために、必然的に系止片104aがMTコネクタ102の外部に露出することになるので、系止片104aが外部と接触しやすく、外れ易い状態となる。また、クリップ014の付勢力はそれ自体が縮まる方向であり、MTコネクタ102の小型化に伴い、系止片104aがMTコネクタ102をモジュール本体101側に押し付ける力をかけることが困難になる。
本発明の目的は、外れ難いコネクタの固定部を有する光モジュールを提供することにある。
上記の課題を解決するための本発明の第1の態様は、一端に光結合部を有するモジュール本体と、前記モジュール本体の外部にあって前記光結合部に隣接して配置されるコネクタ収納スペースと、前記コネクタ収納スペース内に収納され且つ、所定の間隔をおいて一列または複数列に配置される複数のファイバ貫通孔を備え、該ファイバ貫通孔内に前記光結合部に光結合される光ファイバが挿入されている直方体形状のコネクタと、前記コネクタ収納スペースを介して前記モジュール本体の前記一端に対向する位置の両側部寄りの2か所に配置され、且つ前記コネクタ収納スペースの側方でアームを介して前記モジュール本体に繋げられる2つの第1のコネクタ移動規制部と、前記コネクタの該コネクタ挿入方向と平行な4つの外表面中の3面と密着するように、該コネクタを着脱自在に内部に保持した状態で、前記コネクタ収納スペース内に着脱可能に装着されるコネクタ保持具であって、前記コネクタ収納スペース内に装着したときに、前記2つの第1のコネクタ移動規制部のそれぞれに対向する位置にスペースを設けて対峙する2つの第2のコネクタ移動規制部を備え、前記モジュール本体に接続された前記コネクタを内部に保持した状態で、前記コネクタ収納スペースの外枠を構成する前記アームの内壁に沿って摺動可能に前記コネクタ収納スペース内に装着されるコネクタ保持具と、前記コネクタ保持具が前記コネクタ収納スペース内に摺動可能に装着されたときに、前記第1のコネクタ移動規制部と前記第2のコネクタ移動規制部の間に形成される2つの前記スペースに着脱自在に嵌め込まれて該バネ装着スペースを広げる方向に付勢する2つの板バネ体と、該2つの板バネ体を接続しており、該板バネ体を前記スペースに装着したときに前記コネクタの前記コネクタ保持具で覆われていない面を覆う平板状の橋絡部とを備え、前記スペースに嵌め込まれた前記2つの板バネ体の付勢力により、前記コネクタ保持具を前記モジュール本体方向に押圧摺動させて、前記コネクタ保持具の内部に装着された前記コネクタを前記モジュール本体に押し付けるよう付勢する着脱自在なバネ部材と、を有することを特徴とする光モジュールである。
本発明の第2の態様は、第1の態様の光モジュールにおいて、前記コネクタが、ガイドピンを介して前記モジュール本体に接続されていることを特徴とする。
本発明の第3の態様は、第1の態様または第2の態様の光モジュールにおいて、前記モジュール本体内の前記光結合部は、光ファイバ、光導波路、レンズのいずれかであることを特徴とする。
本発明によれば、コネクタを収納するコネクタ収納スペースをモジュール本体の一端に隣接して配置し、また、コネクタ収納スペースを介してモジュール本体の一端に対向する位置の側部寄りに第1のコネクタ移動規制部を形成する一方、コネクタ収納スペース内で第1のコネクタ移動規制部に対向する第2のコネクタ移動規制部をコネクタ側に形成し、さらに、コネクタ収納スペース内において第1、第2のコネクタ移動規制部が互いに対向するスペース内にバネ体を入れてそのスペースが広がる方向に第1、第2のコネクタ移動規制部を付勢するようになされている。
これにより、第1、第2のコネクタ移動規制部はバネ体によって広がる方向に付勢されるので、コネクタをモジュール本体内に向けて押圧する力が加えられる。この場合、バネ体を外側へ突出させる必要はなく、外部との接触による抜けを生じ難くさせることができる。しかも、バネ体は、第1、第2のコネクタ移動規制部の間を広げる方向への付勢力でありコネクタをモジュール本体に押し付ける力を十分にかけることが可能である。
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
(第1の実施の形態)
図1、図2は、本発明の第1実施形態に係る光モジュールの構造を示す断面図、図3、図4は、本発明の第1実施形態に係る光モジュールにおけるモジュール本体とコネクタの接続を示す斜視図である。
図1(a)、図3(a)に示す光モジュール1は、モジュール本体11と、その第1の端部から突出して形成されたコネクタ収納枠12とを有している。モジュール本体11は、光素子2、LSI3等が取り付けられる基板4と、基板4の下面に取り付けられて外部に電気的に接続するための複数のはんだボール5と、基板4上に取り付けられる中枠6と、中枠6が嵌め込まれる形状を有するパッケージ7とを有している。
モジュール本体11のうち後述するMTコネクタ20が接続される第1の端部には、第1の光ファイバ9が挿入される複数のファイバ貫通孔8aが所定の間隔をおいて一列又は複数列に設けられているフェルール8が形成されている。
第1の光ファイバ9の一端は、MTコネクタ20と光結合する位置に配置され、その反対側の他端は、基板4上の光素子2に光結合される状態で配置されている。
なお、第1の光ファイバ9と光素子2は、レンズ(不図示)を介して光結合してもよいし、互いに突き合わせて光結合してもよい。また、第1の光ファイバ9の代わりに、光導波路、レンズなど、他の光結合部品が取り付けられてもよい。光素子2は、例えば半導体レーザであり、面発光型であってもよいし端面発光型であってもよい。
フェルール8のうちMTコネクタ20が接続される端部の両側寄り領域には、ガイドピン10がその一端を突出させて差し込まれている。
コネクタ収納枠12は、中枠6の第1の端部に隣接するコネクタ収納スペース13の外周を囲む形状を有している。即ち、コネクタ収納枠12は、コネクタ収納スペース13を両側から挟むアーム部12a,12bと、コネクタ収納スペース13のうちモジュール本体11とは反対側の端部において両側のアーム部12a,12bから内向きに突出する第1のコネクタ移動規制部12c,12dとを有しており、2つの第1のコネクタ移動規制部12c,12dの間にはMTコネクタ20をコネクタ収納スペース13に出し入れするためのコネクタ挿通口12eが設けられている。
コネクタ挿通口12eの幅は、図3(b)に示すように、MTコネクタ20の幅よりも広く且つ後述するコネクタ保持具30の胴体の幅とほぼ同一となっている。
MTコネクタ20は、図1(b)、図3(b)に示すように、その内部で所定の間隔をおいて一列又は複数列に配置される複数のファイバ貫通孔20fを有し、ファイバ貫通孔20f内には第2の光ファイバ21が挿入されている。また、第2の光ファイバ21は、MTコネクタ20のうちフェルール8に接続される部分とは反対側の端部から外方に延びている。
また、MTコネクタ20は、フェルール8から突出されたガイドピン10が嵌入されるガイドピン嵌入孔20aを有している。ガイドピン嵌入孔20aは、図3(b)に示すようにMTコネクタ20内部を貫通する形状であってもよいし、コネクタ内部の途中まで入り込む形状であってもよい。
MTコネクタ20とフェルール8を接続する場合には、コネクタ収納枠12のコネクタ挿通口12eを通してMTコネクタ20をコネクタ収納スペース13に入れ、さらにフェルール8から突出したガイドピン10にMTコネクタ20のガイドピン嵌入孔20aを合わせてMTコネクタ20を押し込むと、図1(b)及び図3(c)に示すように、MTコネクタ20内の第2の光ファイバ21の先端がフェルール8内の光ファイバ9の先端に突き合わされた状態となる。
このままでは、僅かな引っ張り力でMTコネクタ20のガイドピン嵌入孔20aがガイドピン10から抜けやすい状態となるため、図2(a)、図4(a)及び図5に示すコネクタ保持具30と、図2(b)及び図4(a)に示すバネ部材40を用いてそれらを固定する。
コネクタ保持具30は、図5に示すように、コネクタ収納スペース13よりも幅が狭い胴体31と、胴体31内に形成されてMTコネクタ20を嵌め込む凹状のコネクタ嵌込部32と、コネクタ嵌込部32の外周を囲む壁33と、MTコネクタ20のうちのフェルール8との接続端を露出させるコネクタ端面露出口34と、コネクタ端面露出口34とは反対側の壁33でMTコネクタ20より幅が狭く且つ第2の光ファイバ21より広く形成された光ファイバ挿通口35と、胴体31から両側方に突出する第2のコネクタ移動規制部36,37を有している。
コネクタ嵌込部32の長さについては、フェルール8にMTコネクタ20を接続し且つMTコネクタ20にコネクタ保持具30を装着した状態で、第2のコネクタ規制部35、36と中枠6の間に隙間が生じる程度である。
コネクタ保持具30は、図2(a)、図4(a)に示すように、MTコネクタ20をフェルール8に接続した状態で、上又は下からMTコネクタ20に装着される。この場合、コネクタ保持具30の両側において、コネクタ保持具30の第2のコネクタ移動規制部35,36とコネクタ収納枠12の第1のコネクタ移動規制部12c,12dの間にはスペースが形成される。
バネ部材40は、図4(a)の上側に示すように、コネクタ収納枠12内のコネクタ保持具30の両側で第1、第2のコネクタ移動規制部12c、12d、35,36の間のスペースに挿入される2つのバネ体41,42と、それらのバネ体41,42同士の端部を繋げる橋絡部43とを有し、それらは燐青銅、ステンレス、ニッケルチタン等からなる弾性板の成型により形成されている。橋絡部43は、MTコネクタ20とモジュール本体11の上面に重なる平板状に形成されている。
バネ体41,42は、コネクタ収納枠12の第1のコネクタ移動規制部12c,12d上に載置される第1端部41a,42aと、コネクタ保持具30の第2のコネクタ移動規制部35,36上に載置される第2端部41b,42bと、第1端部41a,42aと第2端部41b,42bの間で略W字状に形成された付勢部41c,42cとから構成されている。付勢部41c,42cは、応力が加わらない状態で、第1のコネクタ移動規制部12c,12dと第2のコネクタ移動規制部35,36の間に生じるスペースよりも長くなっている。
バネ部材40の2つの付勢部41c,42cをそれぞれ両側の第1、第2のコネクタ移動規制部12c,12d、35,36の間のスペースに差し込むと、図2(b)、図4(b)に示すように、バネ体41,42はその両端に隣接する第1、第2のコネクタ移動規制部12c,12d、35,36から抗力を受けて縮むため、その弾性によって第1、第2のコネクタ移動規制部12c,12d、35,36同士の間隔を広げる方向に第1、第2のコネクタ移動規制部12c,12d、35,36を付勢する。
これにより、コネクタ保持部30にはモジュール本体11への押圧力が生じ、この結果、MTコネクタ20をフェルール8に押し付ける方向に力が加えられ、MTコネクタ20は固定される。
なお、バネ部材40は、橋絡部43によって2つのバネ体41,42を一体化したものであるが、橋絡部43を設けずに、2つのバネ体41,42を別々にしてもよい。
以上のような光モジュール1によれば、コネクタ収納枠12により囲まれたコネクタ収納スペース13内でフェルール8に接続されたMTコネクタ20の両側において、バネ体41,42による外向きの付勢力によりコネクタ保持具30を介してMTコネクタ20をフェルール8に押さえ付けるようにしているので、そのバネ体41,42を外側に露出させる必要はなく、外部との接触によるバネ体41,42の抜けを未然に防止することができる。また、バネ体41,42の取り付けは、MTコネクタ20の両側のスペースに嵌め込むだけなので、その取り付けは容易である。
(第2の実施の形態)
図6は、本発明の第2実施形態に係る光モジュール用のコネクタを示す斜視図、図7、図8は、本発明の第2実施形態に係る光モジュールを示す斜視図である。図6〜図8において、図1〜図5と同一符号は同じ要素を示している。
図6に示すMTコネクタ50は、両側に突出した第2のコネクタ移動規制部52、53を有している。また、MTコネクタ50は、図7(a)に示すようなモジュール本体11に設けられたフェルール8に接続される。なお、MTコネクタ50は、外部形状を除いて、第1実施形態のMTコネクタ20と同じ構造を有し、内部には第2の光ファイバ51が挿入され、さらにガイドピン10が嵌め込まれるガイドピン嵌合孔50aを有している。
図7(a)、(b)に示すように、パッケージ本体11の第1の端部には、第1実施形態と同様に、MTコネクタ50を収納するコネクタ収納スペース13を囲むコネクタ収納枠12が形成されている。コネクタ収納枠12は、両側に間隙をおいてMTコネクタ50の本体を挟むアーム12a,12bと、両アーム12a,12bの先端から互いに内向きに突出する第1のコネクタ移動規制部12c,12dを有している。
また、第1のコネクタ移動規制部12c,12dの相互間には、MTコネクタ50のうちの第2の光ファイバが引き出される側の端部を挟むコネクタ挿通口12eが設けられている。コネクタ挿通口12eは、MTコネクタ50の胴体を挿通しうる幅であって且つMTコネクタ50の第2のコネクタ移動規制部52,53よりも狭い幅を有しており、MTコネクタ50が水平方向で抜けない構造となっている。
コネクタ収納枠12内のコネクタ収納スペース13では、フェルール8から突出したガイドピン10とコネクタ収納枠12の第1のコネクタ移動規制部12c,12dとの間の長さL1 がMTコネクタ50の第2のコネクタ移動規制部52,53の長さL0 よりも長くなっている。
そして、モジュール本体11のフェルール8にMTコネクタ50を接続する場合には、図7(b)に示すように、MTコネクタ50を上又は下からコネクタ収納スペース13及びコネクタ挿通口12eに挿入する。この場合に、フェルール8から突出したガイドピン10に当たらないように注意する。
その後に、MTコネクタ50をフェルール8に向けて移動し、そのガイドピン嵌合孔50aをガイドピン10に合わせてさらに押し込むと、図8(a)に示すようにMTコネクタ50とフェルール8が接続され、MTコネクタ50内の第2の光ファイバ51とフェルール8内の第1の光ファイバ9が互いに突き合わされた状態となる。
これによりMTコネクタ50の両側の第2のコネクタ移動規制部52,53とコネクタ収納枠12の第1のコネクタ移動規制部12c、12dの前後の間にはスペースが形成されるので、第1実施形態と同様に、バネ部材40を用いてそれらのスペースにバネ体41,42を嵌め込む。
これにより、第1、第2のコネクタ移動規制部12c、12d、52,53は、バネ体41,42によって広がる方向に付勢されるので、MTコネクタ50にはフェルール8を押圧する力が加えられる。また、バネ部材40の外側への突出量は、その厚み程度となって外部との接触による抜けは生じ難くなっている。
なお、図7、図8では、MTコネクタ50に直に第2のコネクタ移動規制部52,53が形成されているが、第1実施形態に示したようなMTコネクタ20及びコネクタ保持具30を用いてコネクタ保持具30の側部に第2のコネクタ移動規制部を形成してもよい。
(他の実施の形態)
ところで、上記の実施形態では、バネ体41,42が取り付けられるスペースをMTコネクタ20,50の両側方に確保する構造を採用したが、そのスペースを片側だけに配置する構造であってもよい。また、上記の実施形態では、第1、第2のコネクタ移動規制部の間のスペースを広げる向きの付勢力を板バネであるバネ体41,42によって付与したが、板バネの形状は略W字状以外の形状、例えばU字形状、C字形状としても良いし、さらに、コイルバネその他の弾性体によって付与してもよい。
また、上記の実施形態では、多芯ファイバを用いたものを示したが、本発明の構成はそれに限られるものではなく、単芯ファイバを用いてもよい。また、フェルールの形状も上記のような枠体と一体になった略四角形に限られるものではなく、例えば図9に示すように、第1の光ファイバ61を挿入させた円筒型のフェルール62を枠体6に取り付け、コネクタ63側にも第2の光ファイバ64を挿入した円筒形のフェルール65を取り付け、さらに軸方向に割り66の入ったC字状のスリーブ67にそれらのフェルール61,65を挿入することにより互いを突き合わせて固定するようにしてもよい。
コネクタ側のフェルール62は、図5に示すようなコネクタ保持具のコネクタ嵌込部に取付けられる。そのコネクタ嵌込部の形状は、フェルール62に合わせられることになる。
さらに、コネクタ収納スペース13において、コネクタのうち光ファイバが外部に延びる側の端部とコネクタ収納枠12の第1のコネクタ移動規制部12c,12dの間にバネ体を受ける十分なスペースが確保できる構造を採用できれば、コネクタのうち光ファイバが外部に延びる側の端面を第2のコネクタ移動規制部として機能させてもよい。その場合には、図4(b)、図7(b)のようにコネクタの側方に突出させる形状のコネクタ移動規制部35,36,52,53を設ける必要はなくなる。
ところで、上記の実施形態では、光モジュール本体に光コネクタを接続する構造について説明したが、光コネクタ同士を接続するためのアダプタに上記のような固定構造を採用してもよい。
例えば、図1に示したようなコネクタ収納枠12が取り付けられたモジュール本体1に類似する形状を有し、さらに、上記のフェルール8の替わりに第2の光コネクタを嵌め込む凹部を有する構造のアダプタを作製する。
そして、その凹部に第2の光コネクタを嵌め込むことにより、第2のコネクタとMTコネクタ20との光接続が可能になる。この場合にも、上記した実施形態と同様に、コネクタ収納枠側に設けられる第1のコネクタ移動規制部とMTコネクタ20側に設けられる第2のコネクタ移動規制部との間にバネ体を嵌め込むと、MTコネクタ20には第2の光コネクタに向けた力が加えられることになり、第2のコネクタとMTコネクタ20はアダプタ内で固定される。
図1は、本発明の第1実施形態に係る光モジュールを示す断面図(その1)である。 図2は、本発明の第1実施形態に係る光モジュールを示す断面図(その2)である。 図3は、本発明の第1実施形態に係る光モジュールを示す斜視図(その1)である。 図4は、本発明の第1実施形態に係る光モジュールを示す斜視図(その2)である。 図5は、本発明の第1実施形態に係る光モジュールに使用するコネクタ保持具を示す斜視図である。 図6は、本発明の第2実施形態に係る光モジュール用のコネクタを示す斜視図である。 図7は、本発明の第2実施形態に係る光モジュールを示す斜視図(その1)である。 図8は、本発明の第2実施形態に係る光モジュールを示す斜視図(その2)である。 図9は、本発明の他の実施形態に係る光モジュールの光結合部を示す斜視図である。 図10は、従来技術に係る光モジュールを示す斜視図である。
符号の説明
1:光モジュール
2:光部品
3:LSI
4:基板
5:半田ボール
6:中枠
7:パッケージ
8:フェルール
9:光ファイバ
10:ガイドピン
11:モジュール本体
12:コネクタ収納枠
12a、12b:アーム
12c、12d:第1のコネクタ移動規制部
13:コネクタ収納スペース
20、50:MTコネクタ
21、51:光ファイバ
30:コネクタ保持具
35、36、52、53:第2のコネクタ移動規制部
40:バネ部材
41、42:バネ体
43:橋絡部
61:フェルール
63:コネクタ
66:スリーブ

Claims (3)

  1. 一端に光結合部を有するモジュール本体と、
    前記モジュール本体の外部にあって前記光結合部に隣接して配置されるコネクタ収納スペースと、
    前記コネクタ収納スペース内に収納され且つ、所定の間隔をおいて一列または複数列に配置される複数のファイバ貫通孔を備え、該ファイバ貫通孔内に前記光結合部に光結合される光ファイバが挿入されている直方体形状のコネクタと、
    前記コネクタ収納スペースを介して前記モジュール本体の前記一端に対向する位置の両側部寄りの2か所に配置され、且つ前記コネクタ収納スペースの側方でアームを介して前記モジュール本体に繋げられる2つの第1のコネクタ移動規制部と、
    前記コネクタの該コネクタ挿入方向と平行な4つの外表面中の3面と密着するように、該コネクタを着脱自在に内部に保持した状態で、前記コネクタ収納スペース内に着脱可能に装着されるコネクタ保持具であって、前記コネクタ収納スペース内に装着したときに、前記2つの第1のコネクタ移動規制部のそれぞれに対向する位置にスペースを設けて対峙する2つの第2のコネクタ移動規制部を備え、前記モジュール本体に接続された前記コネクタを内部に保持した状態で、前記コネクタ収納スペースの外枠を構成する前記アームの内壁に沿って摺動可能に前記コネクタ収納スペース内に装着されるコネクタ保持具と、
    前記コネクタ保持具が前記コネクタ収納スペース内に摺動可能に装着されたときに、前記第1のコネクタ移動規制部と前記第2のコネクタ移動規制部の間に形成される2つの前記スペースに着脱自在に嵌め込まれて該スペースを広げる方向に付勢する2つの板バネ体と、該2つの板バネ体を接続しており、該板バネ体を前記スペースに装着したときに前記コネクタの前記コネクタ保持具で覆われていない面を覆う平板状の橋絡部とを備え、前記スペースに嵌め込まれた前記2つの板バネ体の付勢力により、前記コネクタ保持具を前記モジュール本体方向に押圧摺動させて、前記コネクタ保持具の内部に装着された前記コネクタを前記モジュール本体に押し付けるよう付勢する着脱自在なバネ部材と、
    を有することを特徴とする光モジュール。
  2. 前記コネクタは、ガイドピンを介して前記モジュール本体に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の光モジュール。
  3. 前記モジュール本体内の前記光結合部は、光ファイバ、光導波路、レンズのいずれか
    であることを特徴とする請求項1または2に記載の光モジュール。
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