JPH07218777A

JPH07218777A - 光通信用モジュール

Info

Publication number: JPH07218777A
Application number: JP6024774A
Authority: JP
Inventors: Ken Okochi; 研大河内; Kimihiro Kikuchi; 公博菊地
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1994-01-26
Filing date: 1994-01-26
Publication date: 1995-08-18
Also published as: DE19502264A1; DE19502264C2; US5533159A

Abstract

(57)【要約】【目的】光通信用モジュールにフェルールが装着され
たときに、光ファイバ端面での光の反射を防止し、また
光ファイバ端面の位置決め精度を高くする。【構成】反射防止処理が施された透明フィルム２５の
外周部がストッパ部材１４の溝１４ｄ内に保持され、フ
ィルム外周部が弾性スリーブ２３の内周面に圧接されて
いる。フェルール４が弾性スリーブ２３に装着される
と、光ファイバ先端面５ａとフェルール先端面４ａとに
透明フィルム２５が確実に密着する。光ファイバ先端面
５ａと透明フィルム２５との間に空気層が形成されず、
レーザ光Ｂが光ファイバ先端面５ａに反射されることが
ない。フェルール先端面４ａは透明フィルム２５を挟ん
で位置決め面１４ｂに密着してフェルール４の位置決め
がなされ、この位置決め状態で、レーザ光Ｂの結像点ｆ
が光ファイバ先端面５ａに一致する。よって光ファイバ
５への光の入力精度を常に高くできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバに光信号を
与え、または光ファイバ内を伝搬する光信号を受光検出
する光通信用モジュールに係り、特に光ファイバ先端面
での光の反射を防止し且つ光ファイバ先端面を集光レン
ズの結像点に高精度に位置決めできるようにした光通信
用モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信用モジュールでは、光ファイバと
発光または受光素子とを高精度に結合することが必要で
ある。図８は、従来の光通信用モジュールに光ファイバ
フェルールが装着された状態を示す部分断面図であり、
特開平２−５０１１０号公報の第３頁左上欄の〈実施例
２〉の欄および第３図に示されているものと同種のもの
を示している。符号１は光通信用モジュールのハウジン
グ（レセプタクル）である。ハウジング１の下部には保
持部材２が螺着されている。保持部材２の上面内周には
凹部２ａが形成され、この凹部２ａとハウジング１と間
に、透明板３の外周部が挟持されている。透明板３は、
石英ガラスなどの光ファイバのコアと同等の屈折率を有
する材料により形成されたものであり、その厚さ寸法は
０．５ｍｍ程度で、また透明板３の図示下側の面には反
射防止膜が形成されている。

【０００３】透明板３は自由状態にて平板形状に形成さ
れたものである。ハウジング１にフェルール４が装着さ
れた状態で、フェルール４はばね力Ｆにより透明板３に
押し付けられる。このばね力Ｆにより透明板３は図８に
示すように凹形状に弾性変形し、これによりフェルール
４に保持された光ファイバ５の先端面５ａとその周囲の
フェルール先端面が透明板３に弾性的に確実に密着でき
るようになっている。光通信用モジュールには半導体レ
ーザによる発光素子と、レーザ光を集束させる集光レン
ズが設けられている。集光レンズにて集束されたレーザ
光Ｂが光ファイバ５の先端面５ａに結像し、光ファイバ
５内に光信号が入力される。この従来例では、透明板３
の図示下面に形成された反射防止膜により、レーザ光Ｂ
から半導体レーザへ反射戻り光が発生するのを防止して
いる。また光ファイバ５の先端面と透明板３とが密着
し、両者間に空間が形成されないため、光ファイバ５の
先端面でのレーザ光Ｂの反射も防止できるものとなって
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、ハウ
ジング１にフェルール４が挿入されたときに、このフェ
ルール４の先端面に押されて、透明板３が図８にて破線
で示す状態に弾性変形する。したがって光ファイバ５の
先端面５ａの軸方向の位置はフェルール４の押圧力すな
わち前記ばね力のばらつきによって変わり、前記先端面
５ａの位置が定まらないことになる。上記光ファイバ５
の先端面５ａの位置は、ばね力Ｆが強ければ図示下方へ
移動し、ばね力Ｆが弱ければ図示上方へ移動する。よっ
てレーザ光Ｂの結像点ｆと光ファイバ５の先端面５ａと
の位置を一致させることが困難であり、またこの位置ず
れ量は、ばね力のばらつきに応じて変動してしまう。ま
た、透明板３は、板厚寸法が０．５ｍｍ程度の厚いもの
であるため、ばね力Ｆにて変形したときに撓みによる板
厚の変動が生じ、これによっても光ファイバ５の先端面
５ａの位置にずれが生じる。

【０００５】これらの原因により、フェルール４がハウ
ジング１に装着されたときに、光ファイバ５の先端面５
ａとレーザ光Ｂの結像点ｆとの位置ずれが生じ、光ファ
イバ５への光信号の入力精度が低下することになる。ま
た、透明板３が厚いものであるため、凹部２ａを有する
保持部材２を新たな部品として設け、この保持部材２を
ハウジング１にねじ止めするなどの構造が必要になり、
光通信用モジュールを構成する部品数が多くなり、また
構造も複雑になる。

【０００６】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、光ファイバ端面での光の反射防止を簡単な構造に
て実現でき、また光ファイバ端面と集光レンズとの相対
位置を高精度に設定できる光通信用モジュールを提供す
ることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、光ファイバを
保持するフェルールが装着されるスリーブと、装着され
るフェルールの中心線の延長上に配置された集光レンズ
と、発光または受光素子とを有する光通信用モジュール
において、前記スリーブの内部には、反射防止処理が施
され且つ光ファイバの先端面およびその周囲のフェルー
ル先端面に密着するように撓む透明フィルムが設けら
れ、光ファイバの先端面が前記集光レンズの結像点とほ
ぼ一致する位置にて、前記透明フィルムを挟んでフェル
ール先端面が密着するストッパ部材が設けられているこ
とを特徴とするものである。

【０００８】また、上記において、ストッパ部材の外周
面には溝が形成されており、透明フィルムの外周部が撓
んだ状態で前記溝内に保持されているものである。

【０００９】上記透明フィルムの外周部には、切欠きに
より分離されて放射方向に延びる複数の板片が形成さ
れ、この板片が溝内に保持されているものとすることが
好ましい。

【００１０】さらに、前記手段において、スリーブに
は、軸方向に沿って延びる割り部が形成されており、こ
の割り部と対称となる部分が、ストッパ部材の外周面に
溶接固定されているものである。

【００１１】

【作用】上記手段では、スリーブにフェルールが装着さ
れたときに、光ファイバの先端面およびその周囲のフェ
ルール先端面に対し、反射防止処理が施された透明フィ
ルムが撓んで密着するため、光ファイバの先端面と透明
フィルムとの間に空気層が形成されることがない。よっ
て発光素子からの光を、光ファイバの先端面で反射する
ことなく入射させることができ、あるいは光ファイバ内
を伝搬した光がファイバ先端面で反射されて光ファイバ
内に戻ることなく、受光素子に受光される。また、フェ
ルールの先端面が、これに密着された透明フィルムと共
にストッパ部材に密着当接して位置決めされ、この状態
で光ファイバの先端面が集光レンズの結像点にほぼ一致
するため、光ファイバへの光の入***度または光ファイ
バからの光の出力精度を高めることができ、また入***
度や出力精度のばらつきが生じなくなる。

【００１２】また、透明フィルムは、その外周部を撓ま
せてストッパ部材の外周の溝に保持させることにより取
り付けられるようになっているため、透明フィルムの取
付構造も簡単である。

【００１３】上記において、透明フィルムの外周部に切
欠きにて分離された板片を設け、この板片部分を撓ませ
て前記溝に保持させることにより、光ファイバに密着す
る部分の透明フィルムに歪みや内部応力が生じにくくな
る。

【００１４】さらに、スリーブに軸方向の割り部を設け
ることにより、フェルールがスリーブにより確実に弾性
保持されることになるが、スリーブは割り部の対称位置
部分がストッパ部材に溶接固定されているため、フェル
ールの外径寸法にばらつきがあった場合であっても、フ
ェルールの中心位置とストッパ部材の中心位置との芯ず
れを最小限にできる。またスリーブをストッパ部材に溶
接固定することにより、フェルールの装着または離脱動
作のときに、スリーブが軸方向に動くことがない。その
ためスリーブ内に装着された透明フィルムの脱落を防止
できる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。図１は本発明の一実施例として光通信用の発光モジ
ュールを示す断面図、図２は発光モジュールにフェルー
ルが装着された状態を示す部分断面図、図３は発光モジ
ュールの構成部品の一部を示す分解斜視図、図４は透明
フィルムの平面図、図５は取付けられたときの透明フィ
ルムの変形状態を示す斜視図である。図１に示す発光モ
ジュール１０にはハウジング（レセプタクル）１１が設
けられている。ハウジング１１の先端には、フェルール
を保持するアダプタが螺着される雄ねじ部１１ａが形成
されている。ハウジング１１の中央部外周には取付板１
２が固定され、後端外周には円筒状のカバー１３が固定
されている。ハウジング１１の後端面にはストッパ部材
１４が溶接などの手段により固定される。図３にも示す
ように、ストッパ部材１４の中心には光通路１４ａが形
成されている。ストッパ部材１４の先端は、リング状の
位置決め面１４ｂであり、その外周はテーパ面１４ｃと
なっている。テーパ面１４ｃの外周には段差を有して保
持溝１４ｄが形成されている。さらにこの保持溝１４ｄ
の基部は、やや直径が大きくなったスリーブ装着周面１
４ｅとなっている。ストッパ部材１４の最も基部にはフ
ランジ１４ｆが形成されている。フランジ１４ｆの上面
は、前記ハウジング１１の後端面への固着面１４ｇとな
っており、下面はレンズ保持体１５の固着面１４ｈとな
っている。

【００１６】図１に示すように、レンズ保持体１５の基
端の内周面１５ａに、レンズホルダ１７が嵌着され、こ
のレンズホルダ１７に集光レンズ１６が保持されてい
る。レンズホルダ１７と集光レンズ１６は予め一体に形
成されているものであり、レンズホルダ１７が前記レン
ズ保持体１５に溶着固定される。レンズ保持体１５の基
端の外周面１５ｂにはＬＤホルダ１９が嵌着され、この
ＬＤホルダ１９の基端に発光素子として半導体レーザ２
１が取り付けられる。前記ＬＤホルダ１９とレンズ保持
体１５は、半導体レーザ２１の発光点２１ａから集光レ
ンズ１６を経た光の結像点ｆが、ストッパ部材の位置決
め面１４ｂにて位置決めされた光ファイバ５の先端面５
ａに一致またはほぼ一致するように調整され、この調整
の後にＬＤホルダ１９とレンズ保持体１５とストッパ部
材１４が溶接固定される。

【００１７】一方、ストッパ部材１４の前記スリーブ装
着周面１４ｅには、弾性スリーブ２３が取り付けられ
る。この弾性スリーブ２３は、リン青銅板などの弾性に
富む材料により円筒状に形成されたものであり、その内
径寸法は、装着されるフェルール４の外径寸法よりもや
や小さめに形成されている。図３に示すように、弾性ス
リーブ２３には軸方向に沿って延びる割り部２３ａが設
けられている。弾性スリーブ２３の図示下端では、前記
割り部２３ａと１８０度対称位置が溶接部２３ｂとな
り、この溶接部２３ｂの一ヶ所のみが、ストッパ部材１
４のスリーブ装着周面１４ｅへの溶接固定点となる。図
１と図７（弾性スリーブ２３の断面図）では、この溶接
固定点を符号２４で示している。弾性スリーブ２３の基
端内部には、透明フィルム２５が装着される。この透明
フィルム２５の一方の面すなわち集光レンズ１６に向く
側の面に反射防止膜が形成されている。透明フィルム２
５は厚さ寸法が数１０μｍまたは百数１０μｍ程度であ
り、比較的自由に撓むことのできるものとなっている。
透明フィルム２５は光ファイバ５のコアと同等またはほ
ぼ同等の屈折率を有するものであり、例えばポリカーボ
ネートやエポキシなどの合成樹脂フィルム、あるいは石
英ガラスをフィルム状に加工したものなどである。

【００１８】図３に示す実施例に使用されている透明フ
ィルム２５は、図４に示すように、外周部に複数の切欠
き２５ａ，２５ａ，…にて分離された板片２５ｂ，２５
ｂ，…が放射状に一体に形成されている。図４では、透
明フィルム２５の平面形状の寸法をストッパ部材１４の
各部の寸法と対比させて示している。透明フィルム２５
の最大径寸法Ｄ１は、ストッパ部材１４のスリーブ装着
周面１４ｅの外径寸法（すなわち弾性スリーブ２３の内
径寸法）よりも大きくなっている。切欠き２５ａが形成
されていない部分の直径Ｄ２は、ストッパ部材１４の位
置決め面１４ｂの外径寸法よりも大きく、切欠き２５ａ
の内端がテーパ面１４ｃ上に位置するようになってい
る。この直径Ｄ２は、透明フィルム２５の材質や厚さ寸
法すなわち柔軟性と弾性に応じて任意に設定できるもの
であるが、直径Ｄ２は光ファイバ５の直径よりもある程
度大きくしておくことが必要である。

【００１９】透明フィルム２５は成形後の自由状態では
平坦（平面状態）であるが、発光モジュール１０に装着
するときには、図５に示すように、外周部を図示下向き
に弾性的に湾曲変形させ透明フィルム２５をドーム状に
する。そして湾曲変形した部分を、ストッパ部材１４の
保持溝１４ｄ内に装着する。透明フィルム２５の弾性に
より外周部は開き変形しようとして、この外周部が弾性
スリーブ２３の内周面に弾圧され、これにより透明フィ
ルム２５の外れ止めとなる。図４に示す寸法の透明フィ
ルム２５では、主に板片２５ｂの部分が前記保持溝１４
ｄ内に保持されるが、切欠き２５ａを浅い寸法に形成し
た場合には、直径Ｄ２よりも内側の一部と板片２５ｂと
が湾曲して保持溝１４ｄ内に保持される構造になる。

【００２０】透明フィルム２５の外周部は、保持溝１４
ｄ内にて弾性的に弾性スリーブ２３の内周面に圧接され
ているため、透明フィルム２５をストッパ部材１４や弾
性スリーブ２３に固定する手段を設けなくても、透明フ
ィルム２５がストッパ部材１４の表面から脱落すること
はない。また弾性スリーブ２３はストッパ部材１４に対
し溶接固定点２４にて固定されているため、フェルール
４の弾性スリーブ２３内への装着および離脱の際に、弾
性スリーブ２３はストッパ部材１４に対して動くことが
ない。したがってフェルール４の装着および離脱のとき
に、透明フィルム２５がストッパ部材１４の表面から動
かされることがなく、このことからも、透明フィルム２
５を接着などの手段により固定することは不要である。
ただし透明フィルム２５の外周部、例えば板片２５ｂの
先端部を、ストッパ部材１４の保持溝１４ｄの内部また
は弾性スリーブ２３の内周面に軽く接着してもよい。ま
た透明フィルム２５が熱溶融性樹脂により形成されてい
る場合には、板片２５ｂの先端を、ストッパ部材１４ま
たは弾性スリーブ２３に熱溶着させて固定してもよい。

【００２１】図２に示すように、フェルール４は弾性ス
リーブ２３内に装着され、フェルール４は弾性スリーブ
２３に弾性的に保持される。フェルール４を保持するプ
ラグに設けられた締め付け部材がハウジング１１の雄ね
じ部１１ａに螺着され、このねじ込み力がプラグ側のば
ねを介してフェルール４に与えられ、フェルール４はＦ
１方向に押し付けられる。このとき、可撓性の透明フィ
ルム２５は光ファイバ５の先端面５ａおよびその周囲の
フェルール４の先端面４ａに密着するように撓む。また
フェルール４の先端面４ａの表面に密着している透明フ
ィルム２５が、ストッパ部材１４の位置決め面１４ｂに
当たる。すなわちフェルール４の先端面４ａは、透明フ
ィルム２５を挟んだ状態で位置決め面１４ｂに必ず密着
して当たり、これによりフェルール４が位置決めされ
る。図２に示すようにフェルール４の先端面４ａがわず
かに球面状に加工されている場合には、フェルール４の
先端面４ａが位置決め面１４ｂの内周部分に密着して当
たることになる。

【００２２】前述のように、位置決め面１４ｂにてフェ
ルール４が位置決めされたときに、集光レンズ１６によ
り集光されたレーザ光Ｂの結像点ｆが光ファイバ５の先
端面５ａに一致するように、調整されて組立てられてい
る。したがって、半導体レーザ２１の発光点２１ａから
発せられたレーザ光Ｂは集光レンズ１６により集束され
て、光ファイバ５の先端面５ａに完全に一致してあるい
はほぼ一致して結像されることになる。透明フィルム２
５の集光レンズ１６側の面には反射防止膜が形成されて
いるため、透明フィルム２５から半導体レーザ２１への
反射戻り光が生じるのが防止できる。また互いに同等の
屈折率の透明フィルム２５と光ファイバ５のコアは、透
明フィルム２５の可撓性（柔軟性）により、互いに確実
に密着し、両者間に空気層が形成されないため、光ファ
イバ５の先端面５ａから半導体レーザ２１への反射戻り
光も生じない。また、上記実施例では、装着されたフェ
ルール４の軸芯合わせ機能が、従来のものよりも優れて
いる。

【００２３】図７にも示すように、弾性スリーブ２３
は、割り部２３ａが形成されている部分と１８０度対称
位置にある１箇所だけの溶接固定点２４によって、スト
ッパ部材１４のスリーブ装着周面１４ｅに溶接固定され
ている。よって弾性スリーブ２３の内径寸法よりもやや
大きい外径寸法のフェルール４が装着された場合に、弾
性スリーブ２３は、割り部２３ａおよび溶接固定点２４
を結ぶ線Ｌ−Ｌを境として符号δで示す方向へ均等に開
き変形する。そのため、例えば個々のフェルール４によ
ってその外径寸法が相違している場合においても、フェ
ルール４の中心軸Ｏは、前記線Ｌ−Ｌ上にてＸ方向へず
れるのみであり、中心軸Ｏが＋Ｙまたは−Ｙ方向へ位置
ずれしない。フェルール４の寸法に相違があっても、そ
の中心軸Ｏが一方向（Ｘ方向）にのみずれるだけである
ためフェルール４の位置決め精度が非常に高くなる。ま
た弾性スリーブ２３の変形は、線Ｌ−Ｌを挟む両方向に
対して均等な量δだけ開き変形するため、フェルール４
の中心軸ＯのＸ方向へのずれ量もわずかなものとなる。

【００２４】なお、上記実施例では、透明フィルム２５
として図４に示すように、外周部に切欠き２５ａが設け
られているものとして説明したが、切欠き２５ａを有し
ない円板形状の平坦な透明フィルム２５を使用し、図６
に示すように、この透明フィルム２５の外周部をおわん
状に弾性変形させて、この外周部をストッパ部材１４に
形成された保持溝１４ｄ内に装着してもよい。また、図
１などの実施例では発光モジュールについて説明した
が、受光モジュールについても同様に実施することが可
能である。受光モジュールでは半導体レーザ２１の代わ
りに、各種受光素子を有する光検出器が使用される。受
光モジュールでは、光ファイバ５の先端面５ａから出た
光が集光レンズにより受光素子に集光させられる。この
場合に光ファイバ５の先端面５ａと外部空気との屈折率
の相違により光が先端面５ａにて反射されて光ファイバ
内に戻る問題がある。本発明では光ファイバに確実に密
着する透明フィルムが設けられているため、上記の光フ
ァイバ内への反射戻り光の発生を防止でき、光ファイバ
から出た光が受光素子により高精度に検出されるように
なる。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、本発明では、光ファイバ
に確実に密着する透明フィルムを設けることにより、光
ファイバ端面での光の反射を防止できるようになる。ま
たフェルールの先端面が透明フィルムを介してストッパ
部材に密着して位置決めされ、このとき光ファイバの先
端面が集光レンズの結像点にほぼ一致するため、常に高
精度な光通信を実現できる。

【００２６】また、透明フィルムは、その外周部を撓ま
せてストッパ部材の外周の溝に保持させることにより取
り付けることができ、透明フィルムの取付構造が簡単で
ある。

【００２７】また、透明フィルムの外周部に切欠きにて
分離された板片を設け、この板片部分を撓ませて前記溝
に保持させることにより、光ファイバに密着する部分の
透明フィルムに歪みや内部応力が生じにくくなる。

【００２８】さらに、スリーブの割り部の対称位置部分
を、ストッパ部材に溶接固定することにより、フェルー
ルの中心位置とストッパ部材の中心位置との芯ずれを最
小限にでき、フェルールの軸芯合わせ精度を高くでき
る。またスリーブをストッパ部材に溶接固定することに
より、フェルールの装着または離脱動作のときにスリー
ブが動くのを防止でき、スリーブ内に装着された透明フ
ィルムの脱落を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例として、光通信用の発光モジ
ュールを示す断面図、

【図２】発光モジュールにフェルールが装着された状態
を示す部分断面図、

【図３】発光モジュールを構成する一部の部品を示す分
解斜視図、

【図４】透明フィルムの平面図、

【図５】装着された状態の透明フィルムの変形状態を示
す斜視図、

【図６】他の実施例による透明フィルムが装着される場
合の変形状態を示す斜視図、

【図７】フェルールが装着されたときのスリーブの変形
状態を示す断面図、

【図８】従来の光通信用モジュールの問題点を示す部分
断面図、

【符号の説明】

４フェルール４ａフェルールの先端面５光ファイバ５ａ光ファイバの先端面１０発光モジュール１１ハウジング１４ストッパ部材１４ｂ位置決め面１４ｄ溝１４ｅスリーブ装着周面１５レンズ保持体１６集光レンズ２１半導体レーザ２１ａ発光点２３弾性スリーブ２３ａ割り部２４溶接固定点２５透明フィルム２５ａ切欠き２５ｂ板片ｆ結像点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ファイバを保持するフェルールが装着
されるスリーブと、装着されるフェルールの中心線の延
長上に配置された集光レンズと、発光または受光素子と
を有する光通信用モジュールにおいて、前記スリーブの
内部には、反射防止処理が施され且つ光ファイバの先端
面およびその周囲のフェルール先端面に密着するように
撓む透明フィルムが設けられ、光ファイバの先端面が前
記集光レンズの結像点とほぼ一致する位置にて、前記透
明フィルムを挟んでフェルール先端面が密着するストッ
パ部材が設けられていることを特徴とする光通信用モジ
ュール。
【請求項２】ストッパ部材の外周面には溝が形成され
ており、透明フィルムの外周部が撓んだ状態で前記溝内
に保持されている請求項１記載の光通信用モジュール。
【請求項３】透明フィルムの外周部には、切欠きによ
り分離されて放射方向に延びる複数の板片が形成され、
この板片が溝内に保持されている請求項２記載の光通信
用モジュール。
【請求項４】スリーブには、軸方向に沿って延びる割
り部が形成されており、この割り部と対称となる部分
が、ストッパ部材の外周面に溶接固定されている請求項
１記載の光通信用モジュール。