(57)【要約】【課題】回路基板上での占有面積を可及的に小さくできる光接続装置を提供すること。【解決手段】ハウジング部３２に、光ファイバ１５の導入方向Ｐに沿って所定間隔開けて光素子２０，２５を収容保持する素子収容凹部３４，３６が形成される。光ファイバ１５の導入方向Ｐ奥側の素子収容凹部３４は、導入方向Ｐ手前側の素子収容凹部３６よりも、上方位置で光素子２５を収容保持する。一方側のファイバ保持孔部４４は、ハウジング部３２の一側面から導入方向Ｐ手前側の光素子収容孔部３６の上方を通って導入方向Ｐ奥側の素子収容凹部３４に達するように形成され、他方側のファイバ保持孔部４６は上記一側面から導入方向Ｐ手前側の素子収容凹部３６に達するように形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板に実装された２つの光素子に対して、前記回路基板の面方向に沿って導入される一対の光ファイバを光学的に接続するための光接続装置であって、
前記回路基板の一主面に面するように配設される基板向面を有するハウジング部に、前記各光素子を、前記光ファイバの導入方向に沿って所定間隔あけた位置で保持する２つの素子収容凹部が形成されると共に、前記各光ファイバを前記導入方向に沿って前記各素子収容凹部内の光素子にそれぞれ光学的に接続可能に保持する２つのファイバ保持孔部が並列形成され、
前記各素子収容凹部のうち前記各ファイバ保持孔部に対する前記各光ファイバの導入方向奥側のものが、前記導入方向手前側のものよりも、前記基板向面から離れた位置で前記光素子を収容保持可能に形成されると共に、
前記各ファイバ保持孔部が、前記基板向面に対して略直交する方向に沿って並べて形成され、一方側の前記ファイバ保持孔部が、前記導入方向手前側の前記素子収容凹部の外方であって前記基板向面の反対側を通って前記導入方向奥側の前記素子収容凹部に達するように形成されている、光接続装置。
【請求項２】
請求項１記載の光接続装置であって、
前記導入方向手前側の素子収容凹部が前記光素子として発光素子を収容保持可能に形成され、
前記導入方向奥側の素子収容凹部が前記光素子として受光素子を収容保持可能に形成されている、光接続装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の光接続装置であって、
前記ハウジングは、不透明材料により形成されている、光接続装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光接続装置であって、
前記ハウジングは、導電性材料により形成されている、光接続装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回路基板に実装された光素子と光ファイバとを光学的に結合するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路基板に実装された光素子と光ファイバの端面を対向させた状態でそれらを保持する構成を持つ光接続装置がある。
【０００３】
ここで、回路基板に発光素子と受光素子とが実装されている場合には、発光素子と受光素子とを幅方向に並べて配設し、並列配置された一対の光ファイバを発光素子と受光素子とに接続可能な態様で保持する構成が想定される。
【０００４】
なお、シリコン基板上に形成された発光素子と受光素子とを、光ファイバに結合する技術としては、特許文献１に開示のものがある。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２５８６６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、発光素子及び受光素子は、電気信号を光信号に変換したり或はその逆の変換を行う際に、電磁ノイズを発するので、両者間でクロストークが発生する恐れがある。このような素子間でのクロストークを抑制するためには、発光素子と受光素子とを一定間隔離して配設する必要がある。
【０００７】
また、一般的に、発光素子や受光素子自体は、ポリカーボネート等の透明樹脂パッケージで覆われている。このため、発光素子から出射する光信号の一部が該発光素子の透明樹脂パッケージ内で乱反射、散乱されて、受光素子側に入射してしまう恐れがある。これを防止するために、発光素子と受光素子とを一定間隔離して配設し、これらの間に、不透明な樹脂或は金属等の遮蔽部材を設ける必要がある。
【０００８】
また、光素子の形状や、リードのレイアウトによっては、リード等が干渉し合って、幅方向に並べられた発光素子と受光素子とを近接させる制約となる。
【０００９】
そして、上記のように、発光素子と受光素子とを幅方向に所定間隔離して配設すると、これら各素子に接続される一対の光ファイバ同士をも所定間隔離して配設、保持する必要があり、回路基板上での光ファイバ自体或はその保持部分の占有面積が大きくなる。
【００１０】
そこで、本発明は、回路基板上での占有面積を可及的に小さくできる光接続装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、この発明は、回路基板に実装された２つの光素子に対して、前記回路基板の面方向に沿って導入される一対の光ファイバを光学的に接続するための光接続装置であって、前記回路基板の一主面に面するように配設される基板向面を有するハウジング部に、前記各光素子を、前記光ファイバの導入方向に沿って所定間隔あけた位置で保持する２つの素子収容凹部が形成されると共に、前記各光ファイバを前記導入方向に沿って前記各素子収容凹部内の光素子にそれぞれ光学的に接続可能に保持する２つのファイバ保持孔部が並列形成され、前記各素子収容凹部のうち前記各ファイバ保持孔部に対する前記各光ファイバの導入方向奥側のものが、前記導入方向手前側のものよりも、前記基板向面から離れた位置で前記光素子を収容保持可能に形成されると共に、前記各ファイバ保持孔部が、前記基板向面に対して略直交する方向に沿って並べて形成され、一方側の前記ファイバ保持孔部が、前記導入方向手前側の前記素子収容凹部の外方であって前記基板向面の反対側を通って前記導入方向奥側の前記素子収容凹部に達するように形成されているものである。
【００１２】
この場合、前記導入方向手前側の素子収容凹部が前記光素子として発光素子を収容保持可能に形成され、前記導入方向奥側の素子収容凹部が前記光素子として受光素子を収容保持可能に形成されていてもよい。
【００１３】
また、前記ハウジングは、不透明材料により形成されていてもよい。
【００１４】
さらに、前記ハウジングは、導電性材料により形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の光接続装置によると、各素子収容凹部のうち各光ファイバの導入方向奥側のものが、前記導入方向手前側のものよりも、前記基板向面から離れた位置で光素子を収容保持可能に形成されると共に、各ファイバ保持孔部が、基板向面に対して略直交する方向に沿って並べて形成され、一方側のファイバ保持孔部が、前記導入方向手前側の光素子収容凹部の外方であって基板向面の反対側を通って前記導入方向奥側の素子収容凹部に達するように形成されているため、回路基板に略平行な面における一対の光ファイバの占有面積及びその保持部分の占有面積を可及的に小さくすることができる。
【００１６】
また、前記導入方向手前側の素子収容凹部が発光素子を収容保持可能に形成され、前記導入方向奥側の素子収容凹部が受光素子を収容保持可能に形成されているため、発光素子の後方に受光素子が配設されることになり、発光素子による発光が受光素子に達しにくく光学的なクロストークを防止できる。
【００１７】
さらに、ハウジングが、不透明材料により形成されていると、光素子間で光学的なクロストークを防止できる。
【００１８】
また、ハウジングが、導電性材料により形成されていると、そのハウジング自体によって、内部の光素子に対する電磁ノイズ対策を施すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の実施形態に係る光接続装置について説明する。
【００２０】
図１は光接続装置を示す正面図であり、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図であり、図２（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００２１】
この光接続装置３０は、所定の配線パターンが形成された回路基板としてのプリント配線基板１０上に実装される２つの光素子２０，２５のそれぞれに、別々の光ファイバ１５を光学的に接続するためのものである。
【００２２】
ここで、光素子２０，２５は、発光ダイオード等の発光素子又はフォトダイオード等の受光素子である。ここでは、光素子２０，２５のうちの一方側が発光素子２０であり、他方側が受光素子２５である。また、各光素子２０，２５は、素子本体部２１，２６に複数本のリード２２，２７が垂設されてなる。そして、各リード２２，２７をプリント配線基板１０の配線パターンに半田付することで、各光素子２０，２５がプリント配線基板１０上に実装固定される。また、各光素子２０，２５は、その素子本体部２１，２６の一側面に発光部２１ａ又は受光部３６ａを有しており、プリント配線基板１０の実装面に沿って光を発し、或は、該実装面に沿って進む光を受光する構成とされている。
【００２３】
また、一対の光ファイバ１５は、ファイバ芯線１６の外周囲に被覆部１７が形成され、その端部で所定長に亘って被覆部１７が剥離されて、所定長のファイバ芯線１６が露出した構成とされている。この各光ファイバ１５は、プリント配線基板１０の面方向に沿った所定の導入方向Ｐ（図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）に光接続装置３０に導入され、保持される。
【００２４】
光接続装置３０は、ハウジング部３２に、２つの素子収容凹部３４，３６が形成されると共に、２つのファイバ保持孔部４４，４６が形成されてなる。
【００２５】
ハウジング部３２は、不透明樹脂（好ましくは、不透明な導電性樹脂）や金属等の不透明材により形成されており、ここでは略直方体状の外観形状を有している。このハウジング部３２の一主面は、プリント配線基板１０の一主面に面するように配設される基板向面３２ａとされている。ここでは、ハウジング部３２の底面が、プリント配線基板１０の一主面（上面）に接触するように配設される基板向面３２ａとされている。
【００２６】
なお、光素子２０，２５への電磁ノイズの侵入、或は、光素子２０，２５からの電磁ノイズの漏洩を防止するために、上記ハウジング部３２は、ダイカスト法等による金属成型品や導電性樹脂による成型品で形成される等、導電性材料により形成されていることが好ましい。
【００２７】
特に、本実施形態では、光素子２５が、プリント配線基板１０の上方へ所定距離離れた位置に配設される構成上、該光素子２５のリード２７が比較的長寸となって存在することになり、該リード２７に対する電磁ノイズの侵入・漏洩が問題となり易い。そこで、ハウジング部３２、特に、リード２７を覆うことになる部分を、導電性部材で形成することで、そのようなリード２７に対する電磁ノイズ対策を施すことができる。
【００２８】
上記２つの素子収容凹部３４，３６は、各光素子２０，２５を、上記光ファイバ１５の導入方向Ｐに沿って所定間隔あけた位置で保持するように形成されている。また、各素子収容凹部３４，３６のうち、上記導入方向Ｐ奥側の素子収容凹部３４が、当該導入方向Ｐ手前の素子収容凹部３６よりも、基板向面３２ａから離れた位置で、光素子２０を収容保持するように構成されている。
【００２９】
より具体的には、上記導入方向Ｐに沿って所定間隔有して２つの素子収容凹部３４，３６が形成されている。各素子収容凹部３４，３６は、基板向面３２ａ側に開口している。各素子収容凹部３４，３６のうち、上記導入方向Ｐの奥側の素子収容凹部３４には、受光素子２５がその受光部２６ａを当該導入方向Ｐとは反対側に向けた姿勢で、収容保持可能に形成されている。また、導入方向Ｐの手前側の素子収容凹部３６には、発光素子２０がその発光部２１ａを導入方向Ｐとは反対側に向けた姿勢で、収容保持可能に形成されている。これにより、発光素子２０及び受光素子２５が、別々の素子収容凹部３４，３６内に隔壁を隔てて、かつ、上記導入方向Ｐに沿って受光素子２５の前方に発光素子２０を配設した位置関係で、収容保持されることになる。
【００３０】
また、各素子収容凹部３４，３６のうち、導入方向Ｐの奥側の素子収容凹部３４の凹み深さ寸法は、導入方向Ｐ手前側の素子収容凹部３６の凹み深さ寸法よりも、大きくなるように形成されている。
【００３１】
そして、受光素子２５を、導入方向Ｐ奥側の素子収容凹部３４内にその奥迄押込んで収容保持させると共に、発光素子２０を導入方向Ｐ手前側の素子収容凹部３６内にその奥迄押込んで収容保持させることで、導入方向Ｐ奥側の受光素子２５が、導入方向Ｐ手前側の発光素子２０よりも、基板向面３２ａから離れた位置に収容保持されることになる。
【００３２】
また、ファイバ保持孔部４４，４６は、光ファイバ１５を上記導入方向Ｐに沿って各素子収容凹部３４内の発光素子２０又は受光素子２５に光学的に結合可能に保持するように構成されている。
【００３３】
より具体的には、各ファイバ保持孔部４４，４６は、各光ファイバ１５を挿入保持可能な孔形状に形成されている。ここでは、各ファイバ保持孔部４４，４６は、光ファイバ１５の被覆部１７の外形寸法と略同じ内径寸法を持つ直線孔状に形成されている。そして、各光ファイバ１５の先端部に露出するファイバ芯線１６に、スリーブ部材１８を外嵌めした状態で、上記導入方向Ｐに沿って当該ファイバ芯線１６を各ファイバ保持孔部４４，４６に挿入することで、各光ファイバ１５の端部が各ファイバ保持孔部４４，４６に挿入保持される。
【００３４】
なお、スリーブ部材１８は、管状に形成された部材であり、その外形寸法はファイバ保持孔部４４，４６の内径寸法と略同一に形成されると共に、その孔内径寸法はファイバ芯線１６の外形寸法と略同一に形成されている。そして、ファイバ芯線１６を、ファイバ保持孔部４４，４６の中心軸上に、即ち、発光素子２０の発光部２１ａの発光軸又は受光素子２５の受光部２６ａの受光軸上に保持する機能を有している。
【００３５】
また、スリーブ部材１８の孔の一端部は、その外方に向けて順次拡開するテーパ状案内部１８ａに形成されている。そして、ファイバ芯線１６をスリーブ部材１８の孔内に挿入する際に、該ファイバ芯線１６がテーパ状案内部１８ａにより孔内に案内されるようになっている。
【００３６】
また、これら２つのファイバ保持孔部４４，４６は、基板向面３２ａに対して略直交する方向に沿って所定間隔有して並列形成されている。
【００３７】
すなわち、一方側のファイバ保持孔部４４は、ハウジング部３２のうち上記導入方向Ｐに対向する一側面３２ｂから、導入方向Ｐ手前側の素子収容凹部３６の外方であって基板向面３２ａの反対側（上方）を通って導入方向Ｐ奥側の素子収容凹部３４に達する直線孔形状に形成されている。
【００３８】
また、他方側のファイバ保持孔部４６は、上記一方側のファイバ保持孔部４４よりも基板向面３２ａ側（下方）の位置で、ハウジング部３２の上記一側面３２ｂから、導入方向Ｐ手前側の素子収容凹部３６内に達する直線孔形状に形成されている。
【００３９】
また、これら各ファイバ保持孔部４４，４６は、各素子収容凹部３４，３６側で、その内部の受光素子２５の受光部２６ａ又は発光素子２０の発光部２１ａに対向する位置に開口するように形成されている。
【００４０】
そして、一対の光ファイバ１５を、導入方向Ｐから各ファイバ保持孔部４４，４６内に挿入することで、各光ファイバ１５が受光素子２５又は発光素子２０に光学的に結合された状態で、各ファイバ保持孔部４４，４６に収容保持されることになる。
【００４１】
このように構成された光接続装置３０を用いて、プリント配線基板１０上に実装される２つの光素子２０，２５のそれぞれに、光ファイバ１５を光学的に接続する手順について説明する。
【００４２】
まず、各素子収容凹部３４，３６内に、発光素子２０及び受光素子２５をそれぞれ挿入して収容保持させる（発光素子２０及び受光素子２５の収容工程）。
【００４３】
そして、一対の光ファイバ１５の先端部に露出するファイバ芯線１６にそれぞれスリーブ部材１８を外嵌めする。この後、各光ファイバ１５の端部を、各ファイバ保持孔部４４，４６に挿入して収容保持させる（光ファイバ１５の収容工程）。
【００４４】
なお、各スリーブ部材１８を予め各ファイバ保持孔部４４内に挿入しておいた状態で、各光ファイバ１５の端部を各ファイバ保持孔部４４，４６内に挿入するようにしてもよい。また、例えば、被覆部１７とファイバ保持孔部４４，４６とを接着剤等で接着するようにしてもよい。
【００４５】
さらに、各素子収容凹部３４，３６の基板向面３２ａ側開口から突出するリード２２，２７を、プリント配線基板１０のスルーホールに挿入して、配線パターンに半田付する（発光素子２０及び受光素子２５の半田付実装工程）。
【００４６】
このようにして、プリント配線基板１０上に実装された２つの光素子２０，２５のそれぞれに、光ファイバ１５が光学的に接続される。
【００４７】
なお、発光素子２０及び受光素子２５の収容工程と、光ファイバの収容工程と、各発光素子２０及び受光素子２５の半田付実装工程とは、どの順番で実施してもよい。
【００４８】
以上のように構成された光接続装置３０によると、各光ファイバ１５の導入方向Ｐ奥側の素子収容凹部３４が、該導入方向Ｐ手前側の素子収容凹部３６よりも、基板向面３２ａから離れた上方の位置で受光素子２５を収容保持可能に形成されると共に、各ファイバ保持孔部４４，４６が、基板向面３２ａに対して略直交する方向に沿って並べて形成され、一方側のファイバ保持孔部４４が、素子収容凹部３６の上方を通って導入方向Ｐ奥側の素子収容凹部３４に達するように形成されているため、一対の光ファイバ１５が基板向面３２ａに対して略直交する方向に、即ち、上下に並べて保持される。このため、プリント配線基板１０上における一対の光ファイバ１５及びその保持部分の占有面積は、光ファイバ１５の１本分の占有面積と同等となり、プリント配線基板１０上における一対の光ファイバ１５の占有面積及びそれを保持する構成部分（ファイバ保持孔部４４，４６部分）の占有面積を可及的に小さくすることができる。
【００４９】
また、このように発光素子２０及び受光素子２５を導入方向Ｐに沿って並べて収容保持して光接続装置３０の幅方向のコンパクト化を図っているため、例えば、各発光素子２０及び受光素子２５の両側部に、ヒートシンク等を取付ける構成を実現し易いという利点もある。
【００５０】
なお、本実施形態では、導入方向Ｐの手前側に発光素子２０を収容保持し、導入方向Ｐ奥側に受光素子２５を収容保持しているが、これらを入替えた位置で保持してもよい。
【００５１】
もっとも、本実施形態のように、導入方向Ｐの手前側に発光素子２０を収容保持し、導入方向Ｐ奥側に受光素子２５を収容保持すると、発光素子２０の後方に受光素子２５が配設されることになり、発光素子２０からの光が受光素子２５に達しにくく、光学的なクロストークを防止できる。
【００５２】
また、ハウジング部３２が不透明材料により形成されると共に、発光素子２０及び受光素子２５が当該ハウジング部３２に形成された別々の素子収容凹部３４，３６内に収容保持されているため、この点からしても、発光素子２０からの光が受光素子２５に達しにくく、光学的なクロストークを防止できるという効果を得ることができる。
【００５３】
なお、本実施形態において、発光素子２０及び受光素子２５は、リード２２，２７を介してプリント配線基板１０に半田付実装される構成とされているが、必ずしもその必要はない。例えば、プリント配線基板１０に近い位置で収容保持される光素子（ここでは発光素子２０）について表面実装タイプのものを用いてもよい。
【００５４】
また、電気的なクローストークに関して、ハウジング部３２を導電性樹脂や金属で形成することで、発光素子２０と受光素子２５間でのシールドが図られる。さらに、より完全に電気的なクロストークを防止するためには、プリント配線基板１０として多層基板を用いることが好ましい。例えば、４層等の複数層基板を用い、送信用の回路を形成した配線層と、受信用の回路を形成した配線層との間に、全面が導電層（シールド層）となるような配線層を介在させる構成とすれば、送信用の回路から発光素子２０に至る部分と、受光素子２５から受信用の回路に至る部分が、より完全にシールドされる。これにより、より完全に電気的なクロストークを防止できる。
【００５５】
ところで、このような光接続装置３０は、次のような光素子１２０を光ファイバ１５に接続するのにより適している。
【００５６】
すなわち、図３に示すように、発光素子或は受光素子等の光素子１２０として、発光又は受光を行う素子本体部分１２１に、発光用の駆動回路或は電気信号の増幅回路等の周辺回路部１２２を一体化して、単一のパッケージ１２３内に組込んだ構成のものがある。このような光素子１２０では、通常、素子本体部分１２１を上方に、周辺回路部１２２を基板接続側のリード１２４に近い下方に配設した形態で、一体化される。
【００５７】
この場合、素子本体部分１２１を上方に組込む形態上、素子本体部分１２１の発光部（又は受光部）１２１ａから素子本体部分１２１の上端部までの距離ａは、そこから素子本体部分１２１の側面までの距離ｂよりも小さくなる傾向にある。
【００５８】
このような光素子１２０の場合には、上記ファイバ保持孔部４４，４６の間隔を、距離ａを超える大きさとすればよいことになる。このため、光接続装置３０を正面視からみてもコンパクト化することができることになる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】光接続装置を示す正面図である。
【図２】図２（ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図であり、図２（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】光素子の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  プリント配線基板
１５  光ファイバ
２０  発光素子
２５  受光素子
３０  光接続装置
３２  ハウジング部
３２ａ  基板向面
３４，３６  素子収容凹部
４４，４６  ファイバ保持孔部
Ｐ  光ファイバの導入方向
【図１】
2005331732.tif 000003
【図２】
2005331732.tif 000004
【図３】
2005331732.tif 000005