JP2003295004A - フェルールによる光送受信モジュール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フェルールに配線パターンを形成することに
より、プリント基板を省ほぼしたフェルールによる光送
受信モジュールを提供する。 【解決手段】 光ファイバ４が埋設されたフェルールを
光結合させて構成する光送受信モジュールであって、各
フェルールの端部から光ファイバ４周面の一部あるいは
全部を露出させたフェルール接合材１、１を形成し、か
つ前記光ファイバ４の端面同士を光フィルタ８またはハ
ーフミラーを介して突き合わせることにより前記光ファ
イバ４を光結合すると共に、前記光ファイバ４の光結合
部の近傍に設けた発光素子１０または受光素子９と外部
機器とを接続するプリント配線１３を、前記フェルール
接合材１、１に形成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電話局から家庭、
家庭から電話局を、メディアコンバータを使用して一本
の光ファイバで結ぶ通信機器、特にコストダウンや特性
劣化防止等を図った光分岐器や光分波器等のフェルール
による光送受信モジュール及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば電話局から一般家庭までの
間に光ファイバを配線して双方向の高速通信を可能にす
る通信システムが普及しつつある。

【０００３】このような通信システムでは、一本の光フ
ァイバにより双方向の通信を可能にするため、波長の異
なる信号を多重化して光ファイバへ送出し、局舎や家庭
内に設置した光送受信モジュールにより各波長毎に電気
信号に変換しており、光送受信モジュールには、光ファ
イバを横断するようにフィルタが設けられていて、この
フィルタにより波長の異なる信号の一方を反射ないし屈
折させ、他方の信号を透過させることにより、波長の異
なる信号を分離している。

【０００４】またこの種の通信システムに使用される光
送受信モジュールは、図２０に示すように光ファイバａ
が埋設されたフェルールｂに、光ファイバａを斜めに横
切るように光フィルタｃを設けると共に、光フィルタｃ
の上方に、発光素子ｄまたは受光素子ｅと、増幅器ｆが
実装されたプリント基板ｇを設置して、プリント基板ｇ
に形成された配線パターンを介して発光素子ｄに信号を
入力したり、受光素子ｅより出力される信号を通信機器
等へ送るように構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし前記従来の光送
受信モジュールのように、プリント基板ｇに予め実装し
た発光素子ｄや受光素子ｅをフェルールｂに設置するよ
うにしたものでは、プリント基板ｇを光ファイバａに沿
って移動させながら、発光素子ｄや受光素子ｅの焦点と
光フィルタｃの中心を位置合わせしなければならず、作
業に手間がかかるため組み立て時の作業能率が悪い等の
問題がある。

【０００６】またフェルールｂとは別にプリント基板ｇ
を必要としたり、プリント基板ｇをフェルールｂに固定
する固定手段を必要とするため、部品点数が多くなって
構造が複雑になると共に、光送受信モジュールが大型か
つ高価になる等の問題もある。

【０００７】本発明はかかる従来の問題を改善するため
になされたもので、フェルールに配線パターンを形成す
ることにより、プリント基板を省略したフェルールによ
る光送受信モジュール及びその製造方法を提供して、部
品点数の削減や、これに伴う小型化及びコストの削減を
図ることを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明の光送受信モジュールは、光ファイバが埋設され
たフェルールを光結合させて構成する光送受信モジュー
ルであって、各フェルールの端部から光ファイバ周面の
一部あるいは全部を露出させたフェルール接合材を形成
し、かつ前記光ファイバの端面同士を光フィルタまたは
ハーフミラーを介して突き合わせることにより前記光フ
ァイバを光結合すると共に、前記光ファイバの光結合部
の近傍に設けた発光素子または受光素子と外部機器とを
接続するプリント配線を、前記フェルール接合材に形成
したものである。

【０００９】前記構成により、プリント基板を光ファイ
バに沿って移動させながら、発光素子や受光素子の焦点
と光フィルタの中心を位置合わせする等の面倒な作業が
不要となるため、組み立て時の作業能率が向上すると共
に、フェルールとは別にプリント基板を設ける必要がな
いため、部品点数の削減と構造の簡素化及びこれに伴う
光送受信モジュールの小型化とコストの低減が図れるよ
うになる。

【００１０】また発光素子または受光素子にベアチップ
を用いると共に、前記ベアチップを前記プリント配線に
直付けしたことにより、フェルール接合材へ発光素子ま
たは受光素子を実装する作業が短時間で能率よく行える
と共に、プリント配線の端部にコネクタに接続する端子
を形成したことにより、発光素子または受光素と外部機
器との接続作業も容易に行えるようになる。

【００１１】さらにフェルール接合材をガイドスリーブ
に挿入して位置決めを行うと共に、前記ガイドスリーブ
を切り欠いて窓部を形成し、前記窓部を前記光ファイバ
の光結合部の上方に位置させたことにより、各光ファイ
バの芯合せが精度よく行える上、発光素子または受光素
子が劣化した場合、窓部より交換等の作業が行えるた
め、メンテナンスも容易になる。

【００１２】また光ファイバから被覆材を除去する第１
工程と、被覆材除去部分にフェルールを嵌め込む第２工
程と、フェルールの端部を切り欠いて段部に形成し、段
部の平坦面から光ファイバ周面の一部を露出させる第３
工程と、前記段部及び平坦面にプリント配線を形成する
第４工程と、前記段部の端面を斜めに切除して傾斜面に
形成することでフェルール接合材を形成する第５工程
と、前記フェルール接合材を位置決めして、光ファイバ
の端面同士を光フィルタを介して突き合わせる第６工程
とからなる製造方法で光送受信モジュールを製造するた
め、製造工程の短縮化と製造コストの削減が可能とな
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態を図面
を参照して詳述する。

【００１４】図１は、光結合すべき一対のフェルール接
合材１、１を示している。これらフェルール接合材１、
１は、光ファイバ４が埋設された図示しない円柱形状の
フェルールにおける一端部の上半部を切り欠いて段部２
に形成したもので、切り欠きに際しては、段部２の平坦
面３から光ファイバ４がやや露出するようにする。

【００１５】それぞれの段部２、２及び光ファイバ４の
端面は傾斜させて傾斜面５、５に形成する。傾斜方向
は、一方を上斜めに、そして他方を下斜めにして、両傾
斜面を突き合わせた際に、両者間に隙間が発生しないよ
うにする。なおこの傾斜面５、５の傾斜角θは、後述の
光フィルタ８の傾斜角に適合させるべく６０°程度が好
ましい。

【００１６】またフェルール接合材１、１外周面には、
後述するガイドスリーブ６の開口部より露出する部分に
平坦面１２が形成されていて、この平坦面１２と段部
２、２及び段部２、２の平坦面３に跨ってプリント配線
１３がエッチング等の手段で形成されている。

【００１７】プリント配線１３は図２に示すように、段
部２の平坦面３に露出する光ファイバ４と平行する複数
の配線パターン１４より形成されていて、段部２の平坦
面３側に位置する配線パターン１４の一端側には、ウエ
ハを切り出すことにより形成したベアチップよりなる受
光素子９または発光素子１０と、増幅器１５がはんだ付
け等の手段で直付けされており、フェルール接合材１、
１の外周面に形成された平坦面１２側に位置する配線パ
ターン１４の他端側には、図示しないコネクタに接続す
るための端子１６が形成されている。

【００１８】一方図３は、フェルール接合材1、1を挿入
させる位置決め用のガイドスリーブ６を示している。こ
のガイドスリーブ６は、フェルール接合材1、1の断面形
状に相応させて断面上向きＣ字状の筒形に形成されてい
る。このガイドスリーブ６には、その中央上部を上向き
コ字状に切り欠いて窓部７を形成するのが好ましい。

【００１９】図４はガイドスリーブ６にフェルール接合
材1、1を挿入した状態を示している。すなわち、ガイド
スリーブ６の一端面から一方のフェルール接合材1を、
またガイドスリーブ６の他端面から他方のフェルール接
合材１を、それぞれ段部２、２を対向させて挿入する。

【００２０】その際、両フェルール接合材1、1の傾斜面
５、５間には光フィルタ８を介在させておき、この状態
で両フェルール接合材1、1を突き合わせることで、光フ
ィルタ８を介して光ファイバ４、４の両端面を接合させ
る。

【００２１】光フィルタ８としては、透過する電磁波の
ある成分を選択吸収して、平面偏光を作り出す特性を有
する偏光フィルタや光量を落す特性を有する減光フィル
タや後述する波長分割フィルタ等が代表的である。

【００２２】両フェルール接合材1、1の突き合せ後、紫
外線溶融性の接着剤で突き合せ面を接着させる。この突
き合せ面はガイドスリーブ６のほぼ中央に位置し、窓部
７は突き合せ面の上方に位置する。

【００２３】なお、ガイドスリーブ６に窓部７を形成す
る場合には、この窓部７に受光素子９を設ける。すなわ
ち、窓部７は受光素子９設置用のもので、このように受
光素子９を設ける場合には、光フィルタ８として波長分
割フィルタを用いる。

【００２４】波長分割フィルタは、光ファイバ内を伝播
する波長の異なる信号のうち特定の信号を反射または回
折して分離する特性を有するため、この分離された光信
号を受光素子９に受光させることで特定の信号を分波
し、光分波器を構成することが可能になる。

【００２５】光フィルタ８として、ハーフミラーを用い
れば、光ファイバ内を伝播する波長の同じ信号のうちほ
ぼ半分の信号を反射または回折して分離する特性を有す
るため、この分離された光信号を受光素子９に受光させ
ることで特定の信号を分岐し、光分岐器を構成すること
が可能になる。

【００２６】なお、フェルール接合材1、1の一方の他端
部には、光ファイバ４に信号を送出可能な発光素子１０
を装着するが、発光素子１０に代えて受光素子９を設け
ることも可能である。

【００２７】図５ないし図８は、フェルール接合材１、
１及びガイドスリーブ６の変形例を示すもので、図１で
は、フェルール接合材１、１は円柱状のフェルールを切
り欠くことで形成されているが、図５及び図６では、四
角柱状のフェルールを切り欠くことでフェルール接合材
２０を形成している。その他の構成は図１と同一である
から説明を省略する。

【００２８】また図３では、ガイドスリーブ６は断面Ｃ
字状に形成されているが、図７では、断面形状を上向き
コ字状にしてガイドスリーブ２１を形成する。その他の
構成は図３と同一であるから説明を省略する。

【００２９】図８は、図５に示すフェルール接合材２０
を図７に示すガイドスリーブ２１に挿入した状態を示す
もので、その他の構成は図３と同一であるから説明を省
略する。

【００３０】図９ないし図１２は、フェルール接合材
１、１及びガイドスリーブ６他の変形例を示すもので、
図１ではフェルール接合材１、１は円柱状のフェルール
を切り欠くことで形成されているが、図９及び図１０で
は、台形状のフェルールを切り欠くことでフェルール接
合材３０を形成している。その他の構成は図１と同一で
あるから説明を省略する。

【００３１】また図３では、ガイドスリーブ６は断面Ｃ
字状に形成されているが、図１１では、断面台形状の筒
形にしてガイドスリーブ３１を形成する。その他の構成
は図２と同一であるから説明を省略する。

【００３２】図１２は、図９に示すフェルール接合材３
０を図１１に示すガイドスリーブ３１に挿入した状態を
示すもので、その他の構成は図３と同一であるから説明
を省略する。

【００３３】前記２つの変形例のように、フェルール接
合材２０、３０とガイドスリーブ２１、３１を四角形状
や台形状にすると、ガイドスリーブ２１、３１に対して
フェルール接合材２０、３０が回動することが防止さ
れ、このため突き合わせ時に傾斜面５、５同士が周方向
にずれることがなく位置決めが確実になり、これによっ
て光フィルタ８をフェルール接合材２０、３０間に介在
させる操作が容易になる。このような観点からすれば、
前記の如く、四角形状や台形状に限ることなく、多角形
状であれば同様の作用効果が得られることになる。

【００３４】図１３は、複数のフェルール接合材を直列
に配列した第２の実施の形態を示すもので、フェルール
の両端部を段部に形成した両面接合用フェルール接合材
1ａを直列に配列して中央部に配置すると共に、フェル
ールの一端部を段部に形成した片面接合用フェルール接
合材１ｂを両面接合用フェルール接合材１ａの両端に配
置して、隣接する接合用フェルール接合材１ａ、１ｂを
ガイドスリーブ６に挿入することで、光フィルタ８を介
して光ファイバ４の端面を突き合わせることで光結合さ
せている。

【００３５】図１４は、フェルールの一端部を切り欠い
て段部に形成した一対の片面接合用フェルール接合材１
ｂ、１ｂを、ガイドスリーブ６に挿入することで、光フ
ィルタ8を介して光ファイバ４端面を突き合わせてユニ
ット４０を形成し、これらユニット４０を直列に配列し
て、隣接するユニット４０の光ファイバ４同士を光結合
させた第３の実施の形態を示している。このようにすれ
ば、４波長、８波長等３波長以上を多重伝送するＷＤＭ
システムにも利用することができる。

【００３６】なお、図１３及び図１４に示す第２、第３
の実施の形態も、フェルール接合材１ｂ、１ｂにプリン
ト配線１３を形成している点は前記第１の実施の形態と
同様である。またフェルール接合材及１ａ，１ｂ及びガ
イドスリーブ６として図１及び図２に示すものを用いた
が、これに限らず図５、図７、図９、図１１に示すもの
を使用してもよい。

【００３７】一方図１５ないし図１９は、図１ないし図
４に示す光送受信モジュールの製造方法を示す第４の実
施の形態で、次にその製造方法を説明する。

【００３８】まず、第１工程では、図１５に示すよう
に、光ファイバ４からその被覆材４ａを剥がし、第２工
程では、図１６に示すように、被覆材４ａを剥がしてム
キ出しになった光ファイバ４部分にフェルール４ｂを嵌
め込む。

【００３９】第３工程では、図１７に示すように、フェ
ルール４ｂの端部に段部２を形成するが、その際使用す
る切断刃としては、ダイヤモンド付きのブレードと呼ば
れるのこぎりを使用する。ブレードには幅広のものと幅
狭のものとがあり、幅広のものは荒削り用に使用し、幅
狭のものは精度をだすための研磨用に使用する。

【００４０】まず、フェルール４ｂの先端上部を、幅広
のブレードで径方向に切り込んだ後、軸方向にそのブレ
ードを移動させて、フェルール端部を切り欠くことによ
り段部２をおおまかに形成する。切り欠きに際しては、
段部の平坦面３から光ファイバ４がやや露出するように
する。

【００４１】その際、多少光ファイバ４のクラッドが削
れることがあってもブレードがコアに届かなければ支障
はない。次いで幅狭のブレードを用いて、段部２を研磨
することにより精度を出す。

【００４２】第４工程では、フェルール４ｂの外周面に
形成した平坦面１２と段部２及び段部２の平坦面３に跨
ってプリント配線１３をエッチング等の手段で形成す
る。

【００４３】第５工程では、図１８に示すように、段部
２の端面を斜め下に切削して傾斜面５に形成した後、そ
の傾斜面５を研磨してフェルール接合材１、１を形成す
る。

【００４４】第６工程では、図１９に示すように、フェ
ルール接合材１、１を位置決め用のガイドスリーブ６に
挿入して、光ファイバ４の端面同士を光フィルタ８を介
して突き合せることにより、光送受信モジュールを製造
するもので、第４工程で予めフェルール４ｂにプリント
配線１３を形成することにより、プリント基板を別に設
ける必要がないため、部品点数や組み立て工数の削減が
図れるようになる。

【００４５】

【発明の効果】本発明は以上詳述したように、フェルー
ルの段部及び平坦面に、光結合部の近傍に設けた発光素
子または受光素子と外部機器とを接続するプリント配線
を形成したことにより、プリント基板を光ファイバに沿
って移動させながら、発光素子や受光素子の焦点と光フ
ィルタの中心を位置合わせする等の面倒な作業が不要と
なるため、組み立て時の作業能率が向上すると共に、フ
ェルールとは別にプリント基板を設ける必要がないた
め、部品点数の削減とこれに伴うコストの低減が図れ
る。

【００４６】また発光素子または受光素子にベアチップ
を用いると共に、前記ベアチップを前記プリント配線に
直付けしたことにより、フェルール接合材へ発光素子ま
たは受光素子を実装する作業が短時間で能率よく行える
上、光送受信モジュールの小型化が図れると共に、プリ
ント配線の端部にコネクタに接続する端子を形成したこ
とにより、発光素子または受光素と外部機器との接続作
業も容易に行えるようになる。

【００４７】さらにフェルール接合材をガイドスリーブ
に挿入して位置決めを行うと共に、前記ガイドスリーブ
を切り欠いて窓部を形成し、前記窓部を前記光ファイバ
の光結合部の上方に位置させたことにより、各光ファイ
バの芯合せが精度よく行える上、発光素子または受光素
子が劣化した場合、窓部より交換等の作業が行えるた
め、メンテナンスも容易になる。

【００４８】さらに光ファイバの被覆材除去部分に嵌め
込んだフェルールの端部を切り欠いて段部を形成し、段
部の端面を斜めに切除して形成したフェルール接合材
を、光ファイバの端面同士を光フィルタまたはハーフミ
ラーを介して突き合わせることで光送受信モジュールを
製造するため、製造工程の短縮化とこれに伴う製造コス
トの削減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態になるフェルールに
よる光送受信モジュールを構成するフェルール接合材の
断面図

【図２】本発明の第１の実施の形態になるフェルールに
よる光送受信モジュールを構成するフェルール接合材の
斜視図

【図３】本発明の第１の実施の形態になるフェルールに
よる光送受信モジュールを構成するガイドスリーブの断
面図

【図４】本発明の第１の実施の形態になるフェルールに
よる光送受信モジュールを構成するフェルール接合材を
ガイドスリーブに挿入した状態を示す断面図

【図５】本発明の第１の実施の形態になるフェルールに
よる光送受信モジュールを構成するフェルール接合材の
変形例を示す断面図

【図６】本発明の第１の実施の形態になるフェルールに
よる光送受信モジュールを構成するフェルール接合材の
変形例を示す斜視図

【図７】本発明の第１の実施の形態になるフェルールに
よる光送受信モジュールを構成するガイドスリーブの変
形例を示す断面図

【図８】変形例になるフェルール接合部材を変形例にな
るガイドスリーブに挿入した状態を示す断面図

【図９】本発明の第１の実施の形態になるフェルールに
よる光送受信モジュールを構成するフェルール接合材の
他の変形例を示す断面図

【図１０】本発明の第１の実施の形態になるフェルール
による光送受信モジュールを構成するフェルール接合材
の他の変形例を示す斜視図

【図１１】本発明の第１の実施の形態になるフェルール
による光送受信モジュールを構成するガイドスリーブの
他の変形例を示す断面図

【図１２】前記他の変形例になるフェルール接合部材を
前記他の変形例になるガイドスリーブに挿入した状態を
示す断面図

【図１３】本発明の第２の実施の形態になるフェルール
による光送受信モジュールを示す断面図

【図１４】本発明の第３実施の形態になるフェルールに
よる光送受信モジュールを示す断面図

【図１５】本発明の第４の実施の形態になるフェルール
による光送受信モジュールの製造方法の第１工程を示す
光ファイバの断面図

【図１６】本発明の第４の実施の形態になるフェルール
による光送受信モジュールの製造方法の第２工程を示す
フェルール嵌合状態の断面図

【図１７】（１）は本発明の第４の実施の形態になるフ
ェルールによる光送受信モジュールの製造方法の第３、
第４工程を示す段部形成状態の断面図で、（２）は
（１）のＡ方向からの矢視図

【図１８】本発明の第４の実施の形態になるフェルール
による光送受信モジュールの製造方法の第５工程を示す
斜面形成状態の断面図

【図１９】本発明の第４の実施の形態になるフェルール
による光送受信モジュールの製造方法により製造された
光送受信モジュールの断面図

【図２０】従来の光送受信モジュールを示す断面図

【符号の説明】

１、２０、３０ フェルール接合材 ２ 段部 ３ 段部の平坦面 ４ 光ファイバ ６、２１、３１ ガイドスリーブ ７ 窓部 ８ 光フィルタ ９ 受光素子 １０ 発光素子 １３ プリント配線

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバが埋設されたフェルールを光
   結合させて構成する光送受信モジュールであって、各フ
   ェルールの端部から光ファイバ周面の一部あるいは全部
   を露出させたフェルール接合材を形成し、かつ前記光フ
   ァイバの端面同士を光フィルタまたはハーフミラーを介
   して突き合わせることにより前記光ファイバを光結合す
   ると共に、前記光ファイバの光結合部の近傍に設けた発
   光素子または受光素子と外部機器とを接続するプリント
   配線を、前記フェルール接合材に形成したことを特徴と
   するフェルールによる光送受信モジュール。
2. 【請求項２】 前記発光素子または受光素子にベアチッ
   プを用いると共に、前記ベアチップを前記プリント配線
   に直付けしてなる請求項１に記載のフェルールによる光
   送受信モジュール。
3. 【請求項３】 前記プリント配線に増幅器を実装してな
   る請求項１または２に記載のフェルールによる光送受信
   モジュール。
4. 【請求項４】 前記プリント配線の端部にコネクタに接
   続する端子を形成してなる請求項１ないし３のいずれか
   に記載のフェルールによる光送受信モジュール。
5. 【請求項５】 前記フェルール接合材をガイドスリーブ
   に挿入して位置決めを行うと共に、前記ガイドスリーブ
   を切り欠いて窓部を形成し、前記窓部を前記光ファイバ
   の光結合部の上方に位置させてなる請求項１ないし４の
   いずれかに記載のフェルールによる光送受信モジュー
   ル。
6. 【請求項６】 光ファイバから被覆材を除去する第１工
   程と、被覆材除去部分にフェルールを嵌め込む第２工程
   と、フェルールの端部を切り欠いて段部に形成し、段部
   の平坦面から光ファイバ周面の一部を露出させる第３工
   程と、前記段部及び平坦面にプリント配線を形成する第
   ４工程と、前記段部の端面を斜めに切除して傾斜面に形
   成することでフェルール接合材を形成する第５工程と、
   前記フェルール接合材を位置決めして、光ファイバの端
   面同士を光フィルタまたはハーフミラーを介して突き合
   わせる第６工程とを有することを特徴とするフェルール
   による光送受信モジュールの製造方法。