(57)【要約】【課題】光ファイバの光軸方向を精度よく光素子に向けることが可能な光コネクタを得る。【解決手段】光コネクタ１は、光ファイバ３の先端部に取り付けられ、回路基板６上の光トランシーバ４の光素子５に対面して設置されて、光ファイバ３と光素子３との間を光接続する光コネクタである。光コネクタ１のコネクタ本体２は、光ファイバ保持用中空部８、光ファイバ穴９、光軸変更用凹所１１を持つ。光軸変更用凹所１１には、光ファイバ３の光軸方向を光素子５に向ける光軸変更用反射面１０が形成されている。光ファイバ３の光軸と光軸変更用反射面１０との相互位置関係が高精度に固定されるので、光ファイバ３の光軸方向を光素子５側に向ける光軸変更を精度よく実現することができる。これにより、光ファイバ３と光素子５との間の光接続の損失を低減することができる。【選択図】      図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバの先端部に取り付けられ、回路基板上に直接または間接的に実装した光入出端に対面して設置されて、前記光ファイバと光入出端との間を光接続する光コネクタであって、
前記光入出端に対面して設置されるブロック状のコネクタ本体を有し、このコネクタ本体は、回路基板面と概ね平行に導かれる光ファイバの主として被覆部を保持するための光ファイバ保持用中空部、および、光ファイバの先端近傍を挿通固定する光ファイバ穴、および、この光ファイバ穴の出口前方に形成されて光ファイバの光軸方向を前記光入出端に向ける光軸変更用反射面を持つ光軸変更用凹所を有することを特徴とする光コネクタ。
【請求項２】
前記光ファイバ保持用中空部は、回路基板面と平行な向きに開口する光ファイバ挿入用開口部と、回路基板面と直交する向きに開口する接着剤充填用開口部とが連通する中空部であることを特徴とする請求項１記載の光コネクタ。
【請求項３】
前記光軸変更用凹所に透明な接着剤を充填するとともに、透明なガラス板を被せ固定したことを特徴とする請求項１記載の光コネクタ。
【請求項４】
前記光ファイバが光ファイバテープであり、光ファイバテープの各単心の光ファイバに対応して複数の光ファイバ穴を設け、かつ、各光ファイバ穴に導かれる光ファイバを位置決めする位置決め溝を設けたことを特徴とする請求項１記載の光コネクタ。
【請求項５】
前記コネクタ本体の光軸変更用凹所のコネクタ幅方向両側にそれぞれ、回路基板側にあけた位置決め用ピン穴に嵌合する位置決めピンを設けたことを特徴とする請求項１記載の光コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明に属する技術分野】
この発明は、光ファイバの先端部に取り付けられ、回路基板上に直接または間接的に実装した光入出端に対面して設置されて、前記光ファイバと光入出端との間を光接続する光コネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光線路に接続される電子機器において、内部の回路基板に、光線路を構成する光ファイバとの間で光信号を送受信する光トランシーバを構成する場合、一般にモジュール化した光トランシーバが用いられるが、この種の光トランシーバの構造は、トランシーバケース内部のトランシーバ基板上に、光ファイバとの間の光入出端となる光素子（発光素子および受光素子を含めて言う）を、その光軸方向が回路基板と平行になるように実装（すなわち、回路基板と平行な光ファイバの光軸方向に光素子を配置）するのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これに対して、光素子を表面実装してモジュール化した光トランシーバが注目されている。この場合、回路基板と平行に導かれる光ファイバの光軸方向に対して、光素子の光軸方向が回路基板と垂直であるから、光ファイバの光軸方向を光素子側に向けることが必要になる。
そのために、光軸変更が可能な光コネクタを光ファイバの先端に組み立て、この光コネクタを回路基板の光トランシーバの上に設置することが考えられるが、その場合、光ファイバの光軸方向を精度よく光素子に向けることが必要である。また、光コネクタと配線パターン等との干渉回避が必要であり、また小型化が求められる。しかし、それらの要求に十分に応える適切な構造の光コネクタはほとんどない状況にある。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、光線路を構成する光ファイバと回路基板上に直接または間接的に実装された光素子との間の光接続を可能にする光コネクタとして、光ファイバの光軸方向を精度よく光素子に向けることが可能であり、また、小形化が容易であり、また配線パターン等との干渉回避も容易な光コネクタを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明は、光ファイバの先端部に取り付けられ、回路基板上に直接または間接的に実装した光入出端に対面して設置されて、前記光ファイバと光入出端との間を光接続する光コネクタであって、
前記光入出端に対面して設置されるブロック状のコネクタ本体を有し、このコネクタ本体は、回路基板面と概ね平行に導かれる光ファイバの主として被覆部を保持するための光ファイバ保持用中空部、および、光ファイバの先端近傍を挿通固定する光ファイバ穴、および、この光ファイバ穴の出口前方に形成されて光ファイバの光軸方向を前記光入出端に向ける光軸変更用反射面を持つ光軸変更用凹所を有することを特徴とする。
【０００６】
請求項２は、請求項１の光コネクタにおいて、光ファイバ保持用中空部が、回路基板面と平行な向きに開口する光ファイバ挿入用開口部と、回路基板面と直交する向きに開口する接着剤充填用開口部とが連通する中空部であることを特徴とする。
【０００７】
請求項３は、請求項１の光コネクタにおいて、光軸変更用凹所に透明な接着剤を充填するとともに、透明なガラス板を被せ固定したことを特徴とする。
【０００８】
請求項４は、請求項１の光コネクタにおいて、光ファイバが光ファイバテープであり、光ファイバテープの各単心の光ファイバに対応して複数の光ファイバ穴を設け、かつ、各光ファイバ穴に導かれる光ファイバを位置決めする位置決め溝を設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項５は、請求項１の光コネクタにおいて、コネクタ本体の光軸変更用凹所のコネクタ幅方向両側にそれぞれ、回路基板側にあけた位置決め用ピン穴に嵌合する位置決めピンを設けたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態の光コネクタのコネクタ本体２の裏返して見た斜視図、図２は同平面図、図３は図２のＡ−Ａ断面図、図４は図３のＢ−Ｂ断面図、図５は図３のＣ−Ｃ断面図、図６は図２においてコネクタ本体２に光ファイバテープ心線を挿入した状態の図、図７は上記のコネクタ本体２を用いて構成した光コネクタ１の使用状態で示した断面図、図８は図７の要部拡大図である。
実施形態の光コネクタ１は、図７、図８に示すように、光線路を構成する光ファイバ３と、光信号を送受信する光トランシーバ４の光素子５とを光接続するためのものであり、前記光トランシーバ４は、光線路に接続される電子機器の内部の回路基板６に実装されている。なお、光素子５とは、発光素子または受光素子の両者を含めていう。前記発光素子としていわゆる面発光型レーザダイオード（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ）等の発光素子を用いることができ、受光素子としてフォトダイオード等の受光素子を用いることができる。光トランシーバ４は例えば、光素子５がマウント４Ａ上に形成されたチップ状又はアレイ状の小片である。なお、光トランシーバにおいて、発光素子または受光素子は、光信号が出射し又は入射する光入出端である。
【００１１】
前記光コネクタ１は、前記光素子５に対面して設置される薄形で直方体ブロック状をなす例えばエポキシ樹脂製等のコネクタ本体２が主たる構造であり、このコネクタ本体２の図１〜図５における上面が光トランシーバ４に対面する装着面２ａとなり、図７、図８のように、光コネクタ１は裏返して光トランシーバ４に装着される。このコネクタ本体２は、光トランシーバ４とはぼ同じか、若干小さい程度のサイズであり、トランシーバ本体４から外側に大きく張り出すことが無く、スペースを占めない。
このコネクタ本体２は、回路基板面６ａと平行に導かれる光ファイバ３の主として被覆部を保持するための光ファイバ保持用中空部８、および、光ファイバ３の先端近傍を挿通固定する光ファイバ穴９、および、この光ファイバ穴９の出口前方に形成されて光ファイバ３の光軸方向を前記光素子５に向ける光軸変更用反射面１０を持つ光軸変更用凹所１１を有している。
光軸変更用反射面１０は、光ファイバ３の光軸方向（正確には裸ファイバの先端面の光軸の延長線方向）に対して４５°傾斜しており、光コネクタ１をトランシーバ本体４上に設置したときに、トランシーバ本体４上の光素子５の上方に位置して光素子５の発光面又は受光面と対面し、光ファイバ３の先端からの出射光を９０度屈曲させて光素子５に照射したり、光素子５からの出射光を９０度屈曲させて光ファイバ３に入射させる。光軸変更用反射面１０は、光軸変更用凹所１１の傾斜壁面に金属蒸着等により形成することができるが、成膜済みのチップを傾斜壁面に組み込む構成とすることもでき、その他、反射面を形成する手段は任意である。
なお、光軸変更用反射面１０の傾斜角度は光ファイバ３の光軸方向に対して４５°の傾斜角が適切であるが、必ずしも４５°に限定されない。要するに、光ファイバ３から出射した光が光素子５に入るような反射、またはその逆の経路の反射が可能な角度であればよい。
【００１２】
実施形態の光コネクタ１は光ファイバテープ心線用のものであり、上記の光ファイバ３は光ファイバテープ心線３’を構成する単心光ファイバで、例えば外径０．２５ｍｍのＵＶ線である。なお、図６〜図８において、３ａは裸ファイバである。コネクタ本体２は、光ファイバテープ心線３’の各単心の光ファイバ３に対応して複数の光ファイバ穴９を持ち、また、各光ファイバ穴９に導かれる光ファイバ３を精密に位置決めするための複数の位置決め溝１２を設けている。
位置決め溝１２は、Ｖ溝が好適であるが、これに限らず、例えば丸溝（断面半円状の溝）やＵ溝等であっても良い。
【００１３】
前記光ファイバ保持用中空部８は、コネクタ本体２の光トランシーバ４に対する装着面２ａと平行（回路基板面６ａと平行）な向きに開口する光ファイバ挿入用開口部８ａと、回路基板面６ａと直交する向きに開口（図示例は装着面２ａ側に開口）する接着剤充填用開口部８ｂとが連通する中空部である。
コネクタ本体２の光軸変更用凹所１１の左右両側にそれぞれ、位置決めピン１３を嵌入させる位置決め用ピン穴１４をあけている。図示の位置決め用ピン穴１４の開口端部分には、位置決めピン１３を挿入し易いように、ザグリを施している。また、ザグリに代えて、テーパ面あるいはアール面によるガイドとしてもよい。また、光トランシーバ４側にも、位置決めピン１３を嵌入させる位置決め用ピン穴４ａをあけている。位置決めピン１３は、コネクタ本体２側の位置決め用ピン穴１４および光トランシーバ４側の位置決め用ピン穴４ａに嵌合して、コネクタ本体２の光トランシーバ４上の光素子５に対する正確な位置決めを行なう機能を持つ。
【００１４】
上記のコネクタ本体２に光ファイバ３を取り付ける場合、光ファイバテープ心線３’を構成する各単心の光ファイバ（例えばＵＶ素線）３を露出させ、さらに、この光ファイバ３の被覆を除去して裸ファイバ３ａを露出させる。次いで、光ファイバテープ心線３’を、光ファイバ挿入用開口部８ａから挿入し、光ファイバ３を位置決め溝１２に入れて各光ファイバ３を精密に位置決めしつつ裸ファイバ３ａを光ファイバ穴９に挿入する。裸ファイバ３ａは光ファイバ穴９の出口から僅かに突出させる。この場合、位置決め溝１２が窓（接着剤充填用開口部８ｂ）から見えるので、光ファイバ３の先端近傍が位置決め溝１２に乗っかるのが分かり、各光ファイバ３がそれぞれ目的とする各位置決め溝１２にガイドされていることが目視で確認できる。次いで、光ファイバ保持用中空部８に接着剤１６を充填して光ファイバ３を光ファイバテープ心線３’部分とともに固定する。さらに、光軸変更用凹所１１に透明な接着剤１７を充填し、その上から透明な例えば樹脂のガラス板１８を被せ固定する。なお、ガラス板１８を配置する部分は、光軸変更用凹所１１を囲むように浅いガラス板配置用凹所１５を設けており、ガラス板１８は、コネクタ本体２の装着面２ａから突出せず、また、光素子５に直接当接しない。
透明な接着剤１７およびガラス板１８は、光損失等の悪影響の生じない光学特性のものを用いるが、特定の波長の光に対して透明な光学特性を有する接着剤あるいはガラスを用いることができる。接着剤１７やガラス板１８により、塵埃の進入等による光軸変更用反射面１０の汚れを防止できる。以上により、光ファイバ３の先端に光コネクタ１が組み立てられる。
【００１５】
図７、図８は上記の光コネクタ１の使用状態を示すもので、コネクタ本体２の図１〜図５における上面が光トランシーバ４に対面する装着面２ａであり、図７、図８のように、光コネクタ１を裏返して、位置決めピン１３を位置決め用ピン穴１４に嵌入させると、光コネクタ１の光トランシーバ４に対する位置決めが行なわれ、これにより光軸変更用反射面１０の位置が光トランシーバ４の光素子５に対して正しく位置決めされ、光ファイバ３の光軸方向（正確には裸ファイバ３ａの先端面の光軸方向）が光トランシーバ４の光素子５の方向に正しく変更される。これにより、光ファイバ３の先端面から出射した光が光軸変更用反射面１０で反射して光トランシーバ４の受光素子（光素子５）に正しく入射し、あるいは、発光素子（光素子５）を出射した光が光軸変更用反射面１０で反射して光ファイバ３の端面に正しく入射する。
このように、本発明の光コネクタ１は、光ファイバ穴９と光軸変更用反射面１０とがブロック状の一体部品（コネクタ本体２）上に設けられており、光ファイバ３の光軸と光軸変更用反射面１０との相互位置関係が高精度に固定されているので、光ファイバ３と光素子５との間の光接続の損失を低減することができる。
また、本発明の光コネクタ１は、いわば、光ファイバ間の光接続を行う光コネクタフェルールに光軸変更用反射面を一体に設けた如き構成であって、容易に小形化を実現でき、また、回路基板６の配線パターン等との干渉回避も容易である。
【００１６】
本発明において、光ファイバ保持用中空部は、実施形態のような光ファイバ保持用中空部８に限らず、例えば、コネクタ本体２の装着面２ａと反対側に開口する中空部であってもよいし、また、回路基板面６ａと直交する向きの開口部を持たない中空部であってもよいし、単なる凹所状の中空部であってもよい。要するに、光ファイバ３の被覆部を保持できるものであればよい。
【００１７】
また、本発明において光コネクタに取り付ける光ファイバとしては、実施形態のように光ファイバテープ心線３’である場合に限定されず、単に複数本の単心の光ファイバ３を取り付ける場合にも適用でき、また、単心の光ファイバ３を１本だけ取り付ける場合にも適用できる。光ファイバ３自体の構成についても、ＵＶ線である場合に限らず、各種構成が採用可能である。
【００１８】
また、上述の実施形態のように位置決めピンを、光トランシーバ４にあけた位置決め用ピン穴に嵌入させただけでは、十分な固定が得られない場合は、回路基板６にも位置決め用ピン穴をあけて、位置決めピンを光トランシーバ４および回路基板６の両方の位置決め用ピン穴に嵌入させる固定手段、あるいは、例えばステンレス板を折り曲げて形成したコネクタホルダを別に回路基板側に取り付けて、このコネクタホルダで光コネクタ１を抱え込むように保持する固定手段、その他の固定手段を採用することができる。
【００１９】
また、実施形態では、回路基板６にモジュール化した光トランシーバ４を実装した場合であるが、回路基板６上に光トランシーバ機能を実現するための光素子および各種デバイス、部品を設けた場合にも適用できる。この場合には、回路基板６上に直接設けて、回路基板６上の光素子に対面させる。
【００２０】
また、回路基板上に直接または間接的に設ける光入出端としては、光素子に限定されず、例えば、光ファイバの端部を回路基板６に引き込んで固定したもの等、各種構成を採用可能である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明光コネクタによれば、光ファイバ穴９と光軸変更用反射面１０とをがブロック状の一体部品（コネクタ本体２）上に設けられており、光ファイバ３の光軸と光軸変更用反射面１０との相互位置関係が高精度に固定されるので、光ファイバ３の光軸方向を光素子５側に向ける光軸変更を精度よく実現することができる。これにより、光ファイバ３と光素子５との間の光接続の損失を低減することができる。また、光ファイバ穴９と光軸変更用反射面１０とがブロック状の一体部品上に設けられているので、容易に小形化を実現でき、また、回路基板６の配線パターン等との干渉回避も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の光コネクタにおけるコネクタ本体の斜視図（ただし裏返して見た図）である。
【図２】図１のコネクタ本体の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図３において位置決めピン穴に位置決めピンを嵌入させ状態のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図３において位置決めピン穴に位置決めピンを嵌入させ状態のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】図２においてコネクタ本体に光ファイバテープ心線を挿入した状態の図である。
【図７】上記のコネクタ本体を用いて構成した本発明の一実施形態の光コネクタの使用状態で示した断面図である（図３を上下反転した状態となる）。
【図８】図７の要部の拡大図である。
【符号の説明】
１  光コネクタ
２  コネクタ本体
２ａ  （光トランシーバ４に対する）装着面
３’  光ファイバテープ心線
３  光ファイバ
３ａ  裸ファイバ
４  光トランシーバ
４Ａ  マウント
４ａ  位置決め用ピン穴
５  光素子（発光素子または受光素子）
６  回路基板
６ａ  回路基板面
８  光ファイバ保持用中空部
８ａ  光ファイバ挿入用開口部
８ｂ  接着剤充填用開口部
９  光ファイバ穴
１０  光軸変更用反射面
１１  光軸変更用凹所
１２  位置決め溝
１３  位置決めピン
１４  位置決め用ピン穴
１６  接着剤
１７  （透明な）接着剤
１８  ガラス板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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