JP2007199369A

JP2007199369A - 光コネクタ

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Publication number: JP2007199369A
Application number: JP2006017656A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Shimomura; 勉下村; Naoya Matsuo; 直哉松尾
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2007-08-09

Abstract

【課題】光コネクタにおいて、光電変換素子の破損を防止すると共に、光信号の接続損失を低減させる。
【解決手段】光コネクタにおいて、ハウジング１０のスリーブ部１０ｂは、一方の孔からモジュール９の円柱状部９ｂが挿入されると共に、他方の孔からフェルール５１が挿入される。円柱状部９ｂは空隙９ｃを有する。ＬＥＤ２は、光ファイバ５２の先端と対向して近接するように、空隙９ｃ内であって、円柱状部９ｂの立体成形回路基板６の先端に配置される。ＬＥＤ２は空隙９ｃ内に配置されるので、円柱状部９ｂがフェルール５１と当接して押圧される場合に、ＬＥＤ２に応力が加わらず、ＬＥＤ２の破損を防止できる。さらに、円柱状部９ｂはレンズブロック５を有し、レンズブロック５は、ＬＥＤ２と光ファイバ５２との間にレンズ５ａを成形するように形成されるので、この光学的接続箇所において、ＬＥＤ２から出射される光信号の接続損失を抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバ等の光伝送媒体を介して伝送される光信号と電気信号との間の光電変換を行ない、信号の授受を行なう光コネクタに関する。

近年、情報通信分野において、高速なデータ通信を可能とする光通信技術が広く採用されている。光通信において、光ファイバは光信号を伝送し、光電変換素子は光信号と電気信号との間の光電変換を行なう。光電変換素子には、電気信号を光信号に変換する発光ダイオード（ＬＥＤ：ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）等の発光素子と、光信号を電気信号に変換するフォトダイオード（ＰＤ：ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）の受光素子とが含まれる。

光ファイバは、光電変換素子を備える光コネクタと光学的に接続される場合、接続箇所において光プラグに収納される。光プラグは、中心に貫通孔を有する円筒状のフェルールを有しており、光ファイバは当該貫通孔に配設される。光学的接続時にフェルールは光コネクタに挿入される。フェルールの光ファイバの先端は、光コネクタの光電変換素子と近接するように配置され、光電変換素子と光信号の授受を行なう。このように、フェルールの先端と光電変換素子とは近接するように配置されるため、フェルール挿入時に、光電変換素子がフェルールにより押圧されて破損する場合があった。

そこで、光電変換素子及び光電変換素子を保護するための保護用窓ガラスの破損を防止する光コネクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。この光コネクタについて図５を参照して説明する。光コネクタは、一対の光プラグ１００と、光プラグ１００が挿入される光レセプタクル２００とからなる。光プラグ１００は、貫通孔に光ファイバ１０１が配設されるフェルール１０２を有する。フェルール１０２は段部１０３と突出部１０４を有する。光レセプタクル２００は、素子ケース２０１に収納された光電変換素子２０２を保護するための保護用窓ガラス２０３と、保護用窓ガラス２０３の破損を防止するための当り板２０４を有する。フェルール１０２が光レセプタクル２００に挿入されるとき、フェルール１０２の突出部１０４は当り板２０４の中心孔に挿入され、段部１０３は当り板２０４に当接して、それ以上の挿入が阻止される。このようにして、当り板２０４の後段に配置される保護用窓ガラス２０３の破損が防止されると共に、光電変換素子の破損が防止される。

また、光電変換素子の破損を防止できる光モジュールが知られている（例えば、特許文献２参照）。この光モジュールについて図６を参照して説明する。光モジュール３００は、プラットフォーム３１０と、光学的部分３２１を有してプラットフォーム３１０に搭載された光電変換素子３２０と、光学的部分３２１に対して位置決めされて取り付けられた光ファイバ３３０を有する。光電変換素子３２０は、外部との電気的な接続を図るためのバンプ３２２と、光ファイバ３３０の端面を光学的部分３２１と非接触の位置で止めるダミーバンプ３２３を有する。このような構成のため、光ファイバ３３０の端面が光学的部分３２１と接触することが防止され、光電変換素子３２０の破損が防止される。
実開６１−１３８１３号公報特開２００１−５９９２４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、光電変換素子の破損を防止することができたが、光電変換素子と光ファイバとの間であって光学的に接続される箇所に、光信号を集光するための集光部材が配設されていなかったので、光信号の接続損失の抑制が困難であった。また、特許文献２に記載の技術では、光電変換素子の破損を防止することができたが、光電変換素子と光ファイバとの間に集光部材が設けられていなかったので、光信号の接続損失を低減させることは難しいものとなっていた。また、光ファイバがダミーバンプと当接して固定されるため、光ファイバが破損する場合があった。

本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、光電変換素子の破損を防止すると共に、光信号の接続損失を低減させることができる光コネクタを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、光伝送媒体を有する光プラグのフェルールが挿入されると共に、前記光伝送媒体を介して伝送される光信号と電気信号との間の光電変換を行ない、信号の授受を行なう光コネクタにおいて、光電変換のための光電変換素子と、前記光電変換素子の周辺回路を構成する周辺回路素子と、前記光電変換素子と前記光伝送媒体との間にレンズを成形するように透明樹脂により形成されたレンズブロックと、前記光電変換素子を実装すると共に、前記周辺回路素子を集積化して実装する立体成形回路基板により一体に形成されるモジュールと、前記モジュールを収納するハウジングと、を備え、前記モジュールは、前記立体成形回路基板及び前記周辺回路素子を備える本体部と、前記立体成形回路基板、前記光電変換素子及び前記レンズブロックを備えると共に、前記本体部に突設される円柱状部とを有し、前記ハウジングは、前記本体部を収納する本体収納部と、前記円柱状部を収納するスリーブ部とを有し、前記スリーブ部は、一方の孔から前記円柱状部が挿入されると共に、他方の孔から前記フェルールが挿入され、前記円柱状部は空隙を有し、前記光電変換素子は、発光素子と受光素子のうち少なくともいずれか一方から成ると共に、前記光伝送媒体の先端と対向して近接するように、前記空隙内であって前記円柱状部の立体成形回路基板の先端に配置されるものである。

請求項２の発明は、光伝送媒体を有する光プラグのフェルールが挿入されると共に、前記光伝送媒体を介して伝送される光信号と電気信号との間の光電変換を行ない、信号の授受を行なう光コネクタにおいて、光電変換のための光電変換素子と、前記光電変換素子の周辺回路を構成する周辺回路素子と、前記光電変換素子と前記光伝送媒体との間にレンズを成形するように透明樹脂により形成されたレンズブロックと、前記光電変換素子を実装すると共に、前記周辺回路素子を集積化して実装する立体成形回路基板により一体に形成されるモジュールと、前記モジュールを収納するハウジングと、前記ハウジング内に設けられる、前記フェルールの光軸方向の位置を決めるための円筒状の固定用スリーブと、を備え、前記モジュールは、前記立体成形回路基板及び前記周辺回路素子を備える本体部と、前記立体成形回路基板、前記光電変換素子及び前記レンズブロックを備えると共に、前記本体部に突設される円柱状部とを有し、前記ハウジングは、前記本体部を収納する本体収納部と、前記円柱状部を収納するスリーブ部とを有し、前記スリーブ部は、一方の孔から前記円柱状部が挿入されると共に、他方の孔から前記フェルールが挿入され、前記固定用スリーブは、前記スリーブ部の内側に配設されると共に、前記スリーブ部の孔に挿入されるフェルールに当接して、前記フェルールを光軸方向に固定し、前記光電変換素子は、発光素子と受光素子のうち少なくともいずれか一方から成ると共に、前記光伝送媒体の先端と対向して近接するように、前記円柱状部の立体成形回路基板の先端に配置されるものである。

請求項１の発明によれば、モジュールの円柱状部は空隙を有し、光電変換素子はこの空隙内に配置されるので、円柱状部がフェルールと当接して押圧される場合に、光電変換素子に応力が加わらない。このため、光電変換素子の破損を防止できる。さらに、円柱状部はレンズブロックを有し、レンズブロックは光電変換素子と光ファイバとの間にレンズを成形するように形成されるので、これらの間で授受される光信号の接続損失を抑制することができる。

請求項２の発明によれば、光コネクタはハウジングのスリーブ部の内側に円筒状の固定用スリーブを有し、この固定用スリーブは、スリーブ部の一方の孔に挿入されるフェルールと当接してこのフェルールを光軸方向に固定するので、スリーブ部の他方の孔に挿入されるモジュールの円柱状部は、フェルールにより押圧されない。このため、フェルール挿入時に、円柱状部の光電変換素子は応力を受けず、光電変換素子の破損を防止できる。さらに、円柱状部はレンズブロックを有し、レンズブロックは光電変換素子と光ファイバとの間にレンズを成形するように形成されるので、これらの間で授受される光信号の接続損失を抑制することができる。

本発明の第１の実施形態に係る光コネクタについて図１（ａ）（ｂ）を参照して説明する。図１（ａ）（ｂ）は、光コネクタのうち、発光素子を有する送信用光コネクタの構造と、この送信用光コネクタと光プラグとが光学的に接続される様子を示す。送信用光コネクタ１Ａは光プラグ５０と光学的に接続されるとき、光ファイバ５２を有するフェルール５１が挿入される。なお、光コネクタは、受光素子を有する受信用光コネクタであってもよい。

まず、図１（ａ）を参照して送信用光コネクタの構造を説明する。送信用光コネクタ１Ａは、電気信号を光信号に光電変換すると共に、光ファイバ（光伝送媒体）５２に光信号を送信するために発光するＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）２から成る発光素子（光電変換素子）と、ＬＥＤ２の周辺回路を構成すると共に、ＬＥＤ２に出力する電気信号を処理する信号処理用ＩＣ３（周辺回路素子）と、当該周辺回路を構成するノイズカット用コンデンサ４（周辺回路素子）と、を有する。さらに、送信用光コネクタ１Ａは、ＬＥＤ２と光ファイバの間にレンズ５ａを成形するように透明樹脂により形成されたレンズブロック５と、ＬＥＤ２を実装すると共に、信号処理用ＩＣ３及びノイズカット用コンデンサ４を集積化して実装する立体成形回路基板６と、ＬＥＤ２を保護するための保護用ガラス板７と、フェルール５１の光軸直角方向の位置を決めるための位置決め用スリーブ８と、上記部品を収納するハウジング１０と、を有する。立体成形回路基板６に実装された信号処理用ＩＣ３及びノイズカット用コンデンサ４は、封止樹脂３１により封止される。立体成形回路基板６は、電極３３を介して外部の電気回路（不図示）と電気的に接続される。電極３３は送信用光コネクタ１Ａに複数設けられており、その用途は、例えば、電源供給、信号入力、接地、抵抗を決定する電気回路への接続である。なお、位置決め用スリーブ８は、送信用光コネクタ１Ａに設けられる方が望ましいが、設けられなくても構わない。

上記のＬＥＤ２、信号処理用ＩＣ３、ノイズカット用コンデンサ４、レンズブロック５、立体成形回路基板６及び保護用ガラス板７は、モジュール９を一体形成する。モジュール９は、信号処理用ＩＣ３及びノイズカット用コンデンサ４等を含む周辺回路と立体成形回路基板６とを備える本体部９ａと、ＬＥＤ２、レンズブロック５、立体成形回路基板６及び保護用ガラス板８を備えると共に、本体部９ａに突設される円柱状部９ｂと有する。モジュール９は上記のような部品により一体に形成されるので、１つのハウジングを用いてこれらの部品を収納することができ、部品点数を削減し、コストの抑制を図ることができる。

ハウジング１０はモジュール９を収納し、モジュール９の本体部９ａを収納する本体収納部１０ａと、円柱状部９ｂを収納するスリーブ部１０ｂを有する。ハウジング１０は樹脂により形成され、電磁シールド機能を有する。スリーブ部１０ｂは、一方の孔から円柱状部９ｂが挿入されると共に、他方の孔にフェルール５１が挿入される。

立体成形回路基板６は、立体的な射出成形品の表面に電気回路が形成された回路部品（ＭＩＤ：ＭｏｌｄｅｄＩｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔＤｅｖｉｃｅ）である。この電気回路の導電膜は、メッキ、スパッタ成膜、その他の膜形成方法により形成される。

位置決め用スリーブ８は、スリーブ部１０ｂの内側に配設される。その形状は円筒状であり、その真円度は高い。その材料は、セラミックや表面平滑度の高い金属である。位置決め用スリーブ８は、一方の孔に円柱状部９ｂが挿入されると共に、他方の孔にフェルール５１が挿入されて、このフェルール５１の光軸直角方向の位置を決める。なお、光軸直角方向とは、フェルール内の光ファイバにおいて光信号が伝搬する方向に対して略直角な方向のことをいう。

モジュール９の円柱状部９ｂは、ＬＥＤ２、レンズブロック５、立体成形回路基板６及び保護用ガラス板７で構成されると共に、位置決め用スリーブ８の一方の孔に挿入され、他方の孔に挿入されるフェルール５１と対向するように固定される。レンズブロック５はＬＥＤ２、立体成形回路基板６及び保護用ガラス板７を覆うと共に、ＬＥＤ２と光ファイバ５２の間にレンズ５ａを成形するように透明樹脂により形成される。保護用ガラス板７は、レンズブロック５と立体成形回路基板６との間に設けられる。円柱状部９ｂは空隙９ｃを有し、空隙９ｃは、立体成形回路基板６と保護用ガラス板７により囲まれて設けられる。ＬＥＤ２は、フェルール５１の光ファイバ５２の先端と対向して近接するように、空隙９ｃ内であって円柱状部９ｂの立体成形回路基板６の先端に配置される。

モジュール９はハウジング１０内に固定される。その方法は次の通りである。モジュール９の円柱状部９ｂは位置決め用スリーブ８の一方の孔に挿入される。当該挿入により、モジュール９は光軸方向及び光軸直角方向に固定される。さらに、モジュール９の本体部９ａが、ハウジング１０の突部１０ｃに突き当てられることにより、モジュール９は光軸方向に固定される。モジュール９の位置が固定された後、モジュール９は封止樹脂３２により封止され、封止状態でハウジング１０に収納される。

次に、図１（ｂ）を参照して、図１（ａ）に示した送信用光コネクタ１Ａと光プラグ５０が光学的に接続される様子を説明する。送信用光コネクタ１Ａは、光学的接続時に、光プラグ５０のフェルール５１が挿入される。送信用光コネクタ１Ａは、光プラグ５０のフェルール５１が挿入された後、電気信号を光電変換して得られる光信号を光ファイバ５２に出射し、信号を送信する。

送信用光コネクタ１Ａに光学的に接続される光プラグ５０は、フェルール５１を有する。フェルール５１に貫通孔が設けられており、当該貫通孔に光ファイバ５２が配設される。フェルール５１は、送信用光コネクタ１Ａと光学的に接続される場合、送信用光コネクタ１Ａの位置決め用スリーブ８の一方の孔に挿入される。位置決め用スリーブ８は、フェルール５１を光軸直角方向に固定する。

モジュール９の円柱状部９ｂは、位置決め用スリーブ８の他方の孔に挿入されて固定されている。円柱状部９ｂにおいて、ＬＥＤ２が実装される立体成形回路基板６はレンズブロック５で覆われている。

位置決め用スリーブ８に挿入されたフェルール５１は、位置決め用スリーブ８内でレンズブロック５と突き合わされる。レンズブロック５は、この突き合わせの際にフェルール５１を光軸方向及び光軸直角方向に固定すると共に、フェルール５１をレンズ５ａに接触させないための形状を有する。フェルール５１とレンズブロック５とが付き合わされるとき、レンズブロック５に、すなわちモジュール９の円柱状部９ｂに応力が加わる。モジュール９の円柱状部９ｂは空隙９ｃを有し、ＬＥＤ２は空隙９ｃ内に配置されるので、円柱状部９ｂがフェルール５１と当接して押圧される場合に、ＬＥＤ２に応力が加わらない。このため、ＬＥＤ２の破損を防止できる。

上記のような送信用光コネクタ１Ａにおいて、光プラグ５０が光学的に接続された後の動作を以下に説明する。送信用光コネクタ１Ａは、光学的接続後、外部の電気回路（不図示）からの電気信号を電極３３を介して受け取り、この電気信号を信号処理用ＩＣ３で処理する。ＬＥＤ２は、処理された電気信号を光電変換し、光信号を出射する。また、送信用光コネクタ１Ａは、ＬＥＤ２から出射される光信号をレンズ５ａで集光し、光プラグ５０の光ファイバ５２に向けて送出する。このように、ＬＥＤ２と光ファイバ５２との間に設けられるレンズ５ａは、ＬＥＤ２から出射した光信号を集光するので、ＬＥＤ２と光ファイバ５２とが光学的に接続される箇所において、光信号の接続損失を抑制することができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る光コネクタについて、図２（ａ）（ｂ）乃至図４（ａ）（ｂ）を参照して説明する。これらの図において、第１の実施形態に係る光コネクタの部材と同一の部材には同符号を付している。本実施形態の光コネクタは、第１の実施形態の光コネクタと比較して、フェルールを光軸方向に固定するための固定用スリーブを有する点で異なる。図２（ａ）（ｂ）は、光コネクタのうち、それぞれ、送信用光コネクタと受光用光コネクタの構造を示す。

まず、図２（ａ）を参照して送信用光コネクタについて説明する。送信用光コネクタ１Ａは、電気信号を光信号に光電変換すると共に、不図示の光ファイバ（光伝送媒体）に光信号を送信するために発光するＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）２から成る発光素子（光電変換素子）と、ＬＥＤ２の周辺回路を構成すると共に、ＬＥＤ２に出力する電気信号を処理する信号処理用ＩＣ３（周辺回路素子）と、当該周辺回路を構成するノイズカット用コンデンサ４（周辺回路素子）と、を有する。さらに、送信用光コネクタ１Ａは、ＬＥＤ２と光ファイバの間にレンズ５ａを成形するように透明樹脂により形成されたレンズブロック５と、ＬＥＤ２を実装すると共に、信号処理用ＩＣ３及びノイズカット用コンデンサ４を集積化して実装する立体成形回路基板６と、フェルールの光軸直角方向の位置を決めるための位置決め用スリーブ８と、不図示のフェルールの光軸方向の位置を決めるための円筒状の固定用スリーブ１１と、上記部品を収納するハウジング１０と、を有する。立体成形回路基板６に実装された信号処理用ＩＣ３及びノイズカット用コンデンサ４は、封止樹脂３１により封止される。立体成形回路基板６は、電極３３を介して外部の電気回路（不図示）と電気的に接続される。電極３３は送信用光コネクタ１Ａに複数設けられており、その用途は、例えば、電源供給、信号入力、接地、抵抗を決定する電気回路への接続である。なお、位置決め用スリーブ８は、送信用光コネクタ１Ａに設けられる方が望ましいが、設けられなくても構わない。

上記のＬＥＤ２、信号処理用ＩＣ３、ノイズカット用コンデンサ４、レンズブロック５及び立体成形回路基板６は、モジュール９を一体形成する。モジュール９は、信号処理用ＩＣ３及びノイズカット用コンデンサ４等を含む周辺回路と立体成形回路基板６とを備える本体部９ａと、ＬＥＤ２、レンズブロック５及び立体成形回路基板６を備えると共に、本体部９ａに突設される円柱状部９ｂと有する。モジュール９は上記のような部品により一体に形成されるので、１つのハウジングを用いてこれらの部品を収納することができ、部品点数を削減し、コストの抑制を図ることができる。

ハウジング１０はモジュール９を収納し、モジュール９の本体部９ａを収納する本体収納部１０ａと、円柱状部９ｂを収納するスリーブ部１０ｂを有する。ハウジング１０は樹脂により形成され、電磁シールド機能を有する。スリーブ部１０ｂは、一方の孔から円柱状部９ｂが挿入されると共に、他方の孔にフェルールが挿入される。

位置決め用スリーブ８は、スリーブ部１０ｂの内側に配設される。その形状は円筒状であり、その真円度は高い。その材料は、セラミックや表面平滑度の高い金属である。位置決め用スリーブ８は、一方の孔に円柱状部９ｂが挿入されると共に、他方の孔にフェルールが挿入されて、このフェルールの光軸直角方向の位置を決める。なお、光軸直角方向とは、フェルール内の光ファイバにおいて光信号が伝搬する方向に対して略直角な方向のことをいう。

固定用スリーブ１１は、ハウジング１０のスリーブ部１０ｂの内側であって、位置決め用スリーブ８の内側に配設される。その形状は円筒状であり、その真円度は高い。その材料は、例えばセラミックや表面平滑度の高い金属である。固定用スリーブ１１は、一方の孔に円柱状部９ｂが挿入される。固定用スリーブ１１の長さは、円柱状部９ｂのうち当該スリーブに挿入される部分の長さより長い。このため、円柱状部９ｂの先端、すなわちレンズ５ａが固定用スリーブ１１の外に位置することはない。フェルールが挿入される方向の固定用スリーブ１１の端部１１ａは、フェルールの先端付近と当接する。端部１１ａの側断面の形状は、例えば段状である。

ここで、フェルールと固定用スリーブ１１との当接について詳細に説明する。フェルールの先端には、ハウジング１０のスリーブ部１０ｂ及び位置決め用スリーブ８への挿入が容易になるように、面取り加工が施された面取り部が設けられる。この面取り部の面取り角は、例えば略４５°である。このフェルールがハウジング１０のスリーブ部１０ｂ及び位置決め用スリーブ８に挿入されたとき、フェルールの面取り部は、固定用スリーブ１１の端部１１ａであって、内径側の角部と当接する。

モジュール９の円柱状部９ｂは、ＬＥＤ２、レンズブロック５及び立体成形回路基板６で構成されると共に、位置決め用スリーブ８の一方の孔に挿入され、他方の孔に挿入されるフェルールと対向するように固定される。レンズブロック５はＬＥＤ２及び立体成形回路基板６を覆うと共に、ＬＥＤ２と光ファイバの間にレンズ５ａを成形するように透明樹脂により形成される。ＬＥＤ２は、フェルールの光ファイバの先端と対向して近接するように、円柱状部９ｂの立体成形回路基板６の先端に配置される。

モジュール９はハウジング１０内に固定される。その方法は次の通りである。モジュール９の円柱状部９ｂは固定用スリーブ１１の一方の孔に挿入される。当該挿入により、モジュール９は光軸方向及び光軸直角方向に固定される。さらに、モジュール９の本体部９ａが、ハウジング１０の突部１０ｃに突き当てられることにより、モジュール９は光軸方向に固定される。モジュール９の位置が固定された後、モジュール９は封止樹脂３２により封止され、封止状態でハウジング１０に収納される。

次に、図２（ｂ）を参照して受信用光コネクタについて説明する。受信用光コネクタ１Ｂは、不図示の光ファイバ（光伝送媒体）からの光信号を受信すると共に、この光信号を電気信号に光電変換するためのＰＤ（ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）１２から成る受光素子（光電変換素子）と、ＰＤ１２の周辺回路を構成すると共に、ＰＤ１２からの電気信号を処理する信号処理用ＩＣ１３（周辺回路素子）と、当該周辺回路を構成するノイズカット用コンデンサ１４（周辺回路素子）と、を有する。さらに、受信用光コネクタ１Ｂは、ＰＤ１２と光ファイバの間にレンズ１５ａを成形するように透明樹脂により形成されたレンズブロック１５と、ＰＤ１２を実装すると共に、信号処理用ＩＣ１３及びノイズカット用コンデンサ１４を集積化して実装する立体成形回路基板１６と、フェルールの光軸直角方向の位置を決めるための位置決め用スリーブ１８と、不図示のフェルールの光軸方向の位置を決めるための円筒状の固定用スリーブ２１と、上記部品を収納するハウジング２０と、を有する。立体成形回路基板１６に実装された信号処理用ＩＣ１３及びノイズカット用コンデンサ１４は、封止樹脂４１により封止される。立体成形回路基板１６は、電極４３を介して外部の電気回路（不図示）と電気的に接続される。電極４３は受信用光コネクタ１Ｂに複数設けられており、その用途は、例えば、電源供給、信号入力、接地、抵抗を決定する電気回路への接続である。なお、位置決め用スリーブ１８は、受信用光コネクタ１Ｂに設けられる方が望ましいが、設けられなくても構わない。

上記のＰＤ１２、信号処理用ＩＣ１３、ノイズカット用コンデンサ１４、レンズブロック１５及び立体成形回路基板１６は、モジュール１９を一体形成する。モジュール１９は、信号処理用ＩＣ１３及びノイズカット用コンデンサ１４等を含む周辺回路と立体成形回路基板１６とを備える本体部１９ａと、ＰＤ１２、レンズブロック１５及び立体成形回路基板１６を備えると共に、本体部１９ａに突設される円柱状部１９ｂと有する。モジュール１９は上記のような部品により一体に形成されるので、１つのハウジングを用いてこれらの部品を収納することができ、部品点数を削減し、コストの抑制を図ることができる。

ハウジング２０はモジュール１９を収納し、モジュール１９の本体部１９ａを収納する本体収納部２０ａと、円柱状部１９ｂを収納するスリーブ部２０ｂを有する。ハウジング２０は樹脂により形成され、電磁シールド機能を有する。スリーブ部２０ｂは、一方の孔から円柱状部１９ｂが挿入されると共に、他方の孔にフェルールが挿入される。

立体成形回路基板１６は、立体的な射出成形品の表面に電気回路が形成された回路部品（ＭＩＤ：ＭｏｌｄｅｄＩｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔＤｅｖｉｃｅ）である。この電気回路の導電膜は、メッキ、スパッタ成膜、その他の膜形成方法により形成される。

位置決め用スリーブ１８は、スリーブ部２０ｂの内側に配設される。その形状は円筒状であり、その真円度は高い。その材料は、セラミックや表面平滑度の高い金属である。位置決め用スリーブ１８は、一方の孔に円柱状部１９ｂが挿入されると共に、他方の孔にフェルールが挿入されて、このフェルールの光軸直角方向の位置を決める。なお、光軸直角方向とは、フェルール内の光ファイバにおいて光信号が伝搬する方向に対して略直角な方向のことをいう。

固定用スリーブ２１は、ハウジング２０のスリーブ部２０ｂの内側であって、位置決め用スリーブ１８の内側に配設される。その形状は円筒状であり、その真円度は高い。その材料は、例えばセラミックや表面平滑度の高い金属である。固定用スリーブ２１は、一方の孔に円柱状部１９ｂが挿入される。固定用スリーブ２１の長さは、円柱状部１９ｂのうち当該スリーブに挿入される部分の長さより長い。このため、円柱状部１９ｂの先端、すなわちレンズ１５ａが固定用スリーブ２１の外に位置することはない。フェルールが挿入される方向の固定用スリーブ２１の端部２１ａは、フェルールの先端付近と当接する。端部２１ａの側断面の形状は、例えば段状である。

ここで、フェルールと固定用スリーブ２１との当接について詳細に説明する。フェルールの先端には、ハウジング２０のスリーブ部２０ｂ及び位置決め用スリーブ１８への挿入が容易になるように、面取り加工が施された面取り部が設けられる。この面取り部の面取り角は、例えば略４５°である。このフェルールがハウジング２０のスリーブ部２０ｂ及び位置決め用スリーブ１８に挿入されたとき、フェルールの面取り部は、固定用スリーブ２１の端部２１ａであって、内径側の角部と当接する。

モジュール１９の円柱状部１９ｂは、ＰＤ１２、レンズブロック１５及び立体成形回路基板１６で構成されると共に、位置決め用スリーブ１８の一方の孔に挿入され、他方の孔に挿入されるフェルールと対向するように固定される。レンズブロック１５はＰＤ１２及び立体成形回路基板１６を覆うと共に、ＰＤ１２と光ファイバの間にレンズ１５ａを成形するように透明樹脂により形成される。ＰＤ１２は、フェルールの光ファイバの先端と対向して近接するように、空隙１９ｃ内であって円柱状部１９ｂの立体成形回路基板１６の先端に配置される。

モジュール１９はハウジング２０内に固定される。その方法は次の通りである。モジュール１９の円柱状部１９ｂは固定用スリーブ２１の一方の孔に挿入される。当該挿入により、モジュール１９は光軸方向及び光軸直角方向に固定される。さらに、モジュール１９の本体部１９ａが、ハウジング２０の突部２０ｃに突き当てられることにより、モジュール１９は光軸方向に固定される。モジュール１９の位置が固定された後、モジュール１９は封止樹脂４２により封止され、封止状態でハウジング２０に収納される。

図３は、上記のような送信用光コネクタ１Ａ及び受信用光コネクタ１Ｂの両コネクタを併せ持つ光コネクタ４５の背面を示す。送信用光コネクタ１Ａ及び受信用光コネクタ１Ｂは左右に配置され、1つのハウジング６０に収納される。電極３３及び電極４３を外部の電気回路（不図示）と接続することにより、この電気回路と信号の授受を行なう。

光コネクタ４５は、送信用光コネクタ１Ａ及び受信用光コネクタ１Ｂの両コネクタを有するので、光信号を送受信することができる。また、１つのハウジング６０が、送信用光コネクタ１Ａのモジュール９と受信用光コネクタ１Ｂのモジュール１９を収納するので、部品点数を削減し、コストの低減を図ることができる。

次に、図４（ａ）（ｂ）を参照して、例えば、図２（ａ）に示した送信用光コネクタ１Ａと光プラグが光学的に接続される様子を説明する。送信用光コネクタ１Ａは、光学的接続時に、光プラグ５０のフェルール５１が挿入される。送信用光コネクタ１Ａは、光プラグ５０のフェルール５１が挿入された後、電気信号を光電変換して得られる光信号を光ファイバ５２に出射し、信号を送信する。なお、光コネクタは、受光素子を有する受信用光コネクタ１Ｂであってもよい。

モジュール９の円柱状部９ｂは、位置決め用スリーブ８の他方の孔であって、固定用スリーブ１１の孔に挿入されて固定されている。円柱状部９ｂにおいて、ＬＥＤ２が実装される立体成形回路基板６はレンズブロック５で覆われている。

位置決め用スリーブ８に挿入されたフェルール５１の面取り部は、固定用スリーブ１１の端部１１ａと当接し、光軸方向に固定される。固定用スリーブ１１の長さは、円柱状部９ｂのうち当該スリーブに挿入される部分の長さより長いので、レンズ５ａが固定用スリーブ１１の外に位置することはない。このため、モジュール９の円柱状部９ｂは、フェルール５１により押圧されない。従って、フェルール挿入時に、円柱状部９ｂのＬＥＤ２は応力を受けず、ＬＥＤ２の破損を防止できる。なお、光軸方向とは、フェルール５１内の光ファイバ５２において光信号が伝搬する方向のことをいう。

上記のような送信用光コネクタ１Ａ及び受信用光コネクタ１Ｂにおいて、光プラグ５０が光学的に接続された後の動作を以下に説明する。送信用光コネクタ１Ａは、光学的接続後、外部の電気回路（不図示）からの電気信号を電極３３を介して受け取り、この電気信号を信号処理用ＩＣ３で処理する。ＬＥＤ２は、処理された電気信号を光電変換し、光信号を出射する。また、送信用光コネクタ１Ａは、ＬＥＤ２から出射される光信号をレンズ５ａで集光し、光プラグ５０の光ファイバ５２に向けて送出する。

また、受信用光コネクタ１Ｂは、接続後、光プラグ５０の光ファイバ５２からの光信号をレンズ５ａで集光し、ＰＤ１２で受光する。ＰＤ１２はこの光信号を電気信号に光電変換し、電気信号を出力する。また、受信用光コネクタ１Ｂは、この電気信号を信号処理用ＩＣ１３で処理し、処理した電気信号を電極４３を介して外部の電気回路（不図示）に送出する。このように、ＬＥＤ２又はＰＤ１２と光ファイバ５２との間に設けられるレンズ５ａ、１５ａは、これらの間で授受される光信号を集光するので、ＬＥＤ２又はＰＤ１２と光ファイバ５２とが光学的に接続される箇所において、光信号の接続損失を抑制することができる。

本発明は、上記のような実施形態の構成に限定されるものでなく、使用目的に応じ、様々な変形が可能である。例えば、送信用光コネクタ１Ａ及び受信用光コネクタ１Ｂを併せ持つ光コネクタにおいて、フェルール挿入方向に対する送信用光コネクタ１Ａと受信用光コネクタ１Ｂの左右の配置が、図２に示される配置と反対であっても構わない。また、モジュール９、１９の円柱状部９ｂ、１９ｂは、レンズブロック５、１５のみで構成されていても、又はレンズブロック５、１５及び光電変換素子で構成されていても構わない。また、固定用スリーブ１１、２１の端部１１ａ、２１ａの形状はテーパー状であってもよい。

（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る送信用光コネクタに光プラグのフェルールが挿入される前の側断面図、（ｂ）は上記送信用光コネクタに上記フェルールが挿入された後の側断面図。（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る送信用光コネクタの側断面図及びそのＡ−Ａ’線断面図、（ｂ）は本発明の第２の実施形態に係る受信用光コネクタの側断面図及びそのＢ−Ｂ’線断面図。上記送信用光コネクタ及び上記受信用光コネクタを併せ持つ光コネクタの背面を示す図。（ａ）は上記送信用光コネクタに光プラグのフェルールが挿入される前の側断面図、（ｂ）は上記送信用光コネクタに上記フェルールが挿入された後の側断面図。従来の光プラグと光レセプタクルの側断面図。従来の光モジュールの側断面図。

符号の説明

１Ａ送信用光コネクタ
１Ｂ受信用光コネクタ
２ＬＥＤ（発光素子）
３、１３信号処理用ＩＣ（周辺回路素子）
４、１４ノイズカット用コンデンサ（周辺回路素子）
５、１５レンズブロック
６、１６立体成形回路基板
７、１７保護用ガラス板
８、１８位置決め用スリーブ
９、１９モジュール
９ａ、１９ａ本体部
９ｂ、１９ｂ円柱状部
９ｃ、１９ｃ空隙
１０、２０ハウジング
１０ａ、２０ａ本体収納部
１０ｂ、２０ｂスリーブ部
１１、２１固定用スリーブ
１１ａ、２１ａ端部
１２ＰＤ（受光素子）

Claims

光伝送媒体を有する光プラグのフェルールが挿入されると共に、前記光伝送媒体を介して伝送される光信号と電気信号との間の光電変換を行ない、信号の授受を行なう光コネクタにおいて、
光電変換のための光電変換素子と、前記光電変換素子の周辺回路を構成する周辺回路素子と、前記光電変換素子と前記光伝送媒体との間にレンズを成形するように透明樹脂により形成されたレンズブロックと、前記光電変換素子を実装すると共に、前記周辺回路素子を集積化して実装する立体成形回路基板により一体に形成されるモジュールと、
前記モジュールを収納するハウジングと、を備え、
前記モジュールは、前記立体成形回路基板及び前記周辺回路素子を備える本体部と、前記立体成形回路基板、前記光電変換素子及び前記レンズブロックを備えると共に、前記本体部に突設される円柱状部とを有し、
前記ハウジングは、前記本体部を収納する本体収納部と、前記円柱状部を収納するスリーブ部とを有し、
前記スリーブ部は、一方の孔から前記円柱状部が挿入されると共に、他方の孔から前記フェルールが挿入され、
前記円柱状部は空隙を有し、
前記光電変換素子は、発光素子と受光素子のうち少なくともいずれか一方から成ると共に、前記光伝送媒体の先端と対向して近接するように、前記空隙内であって前記円柱状部の立体成形回路基板の先端に配置されることを特徴とする光コネクタ。
光伝送媒体を有する光プラグのフェルールが挿入されると共に、前記光伝送媒体を介して伝送される光信号と電気信号との間の光電変換を行ない、信号の授受を行なう光コネクタにおいて、
光電変換のための光電変換素子と、前記光電変換素子の周辺回路を構成する周辺回路素子と、前記光電変換素子と前記光伝送媒体との間にレンズを成形するように透明樹脂により形成されたレンズブロックと、前記光電変換素子を実装すると共に、前記周辺回路素子を集積化して実装する立体成形回路基板により一体に形成されるモジュールと、
前記モジュールを収納するハウジングと、
前記ハウジング内に設けられる、前記フェルールの光軸方向の位置を決めるための円筒状の固定用スリーブと、を備え、
前記モジュールは、前記立体成形回路基板及び前記周辺回路素子を備える本体部と、前記立体成形回路基板、前記光電変換素子及び前記レンズブロックを備えると共に、前記本体部に突設される円柱状部とを有し、
前記ハウジングは、前記本体部を収納する本体収納部と、前記円柱状部を収納するスリーブ部とを有し、
前記スリーブ部は、一方の孔から前記円柱状部が挿入されると共に、他方の孔から前記フェルールが挿入され、
前記固定用スリーブは、前記スリーブ部の内側に配設されると共に、前記スリーブ部の孔に挿入されるフェルールに当接して、前記フェルールを光軸方向に固定し、
前記光電変換素子は、発光素子と受光素子のうち少なくともいずれか一方から成ると共に、前記光伝送媒体の先端と対向して近接するように、前記円柱状部の立体成形回路基板の先端に配置されることを特徴とする光コネクタ。