(57)【要約】【課題】受発光素子同士のノイズ影響を減少させ、且つ組付け性の良好な光コネクタを提供する。【解決手段】光コネクタ１１において、光電変換素子及び駆動回路体を収容して基板回路への接続用のリードフレーム５５が導出される複数のトランシーバー１３と、トランシーバー１３を保持するホルダー１５と、ホルダー１５に挿入されるフェルール１７と、ホルダー１５に係合してホルダー１５とでフェルール１７を挟持固定する基板実装ハウジング１９と、フェルール１７における相手コネクタ３３との接続端面９７に一端側を配置して固定されると共にフェルール１７から他端側が導出される複数の光ファイバ２１と、光ファイバ２１の他端側に固定されてトランシーバー１３と対面配置される複数のインナーフェルール２３と、を設けた。【選択図】図３
2012220732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子及び駆動回路体を収容して基板回路への接続用のリードフレームが導出される複数のトランシーバーと、
前記トランシーバーを保持するホルダーと、
前記ホルダーに挿入されるフェルールと、
前記ホルダーに係合して該ホルダーとで前記フェルールを挟持固定する基板実装ハウジングと、
前記フェルールにおける相手コネクタとの接続端面に一端側を配置して固定されると共に前記フェルールから他端側が導出される複数の光ファイバと、
前記光ファイバの他端側に固定されて前記トランシーバーと対面配置される複数のインナーフェルールと、
を備えたことを特徴とする光コネクタ。
【請求項２】
前記トランシーバーには前記光電変換素子の光路中心を軸線とするスリーブが設けられ、前記スリーブには前記インナーフェルールが同軸に挿入され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】
前記ホルダーには前記フェルールの結合方向と反対側のフェルール後部を包囲するコ字状の保持枠が形成され、前記基板実装ハウジングには前記ホルダーの係止部に係止する係止爪と、前記フェルールの結合方向のフェルール前部を貫通させる挿通穴が形成され、前記フェルールには前記挿通穴の穴縁部と前記保持枠とに挟持される段状張出部が形成されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光コネクタ。
【請求項４】
二つの前記トランシーバーが隣接して配置され、それぞれの前記トランシーバーにおける前記スリーブが、相互に接近する方向にトランシーバー本体に対し偏心して配設されることを特徴とする請求項２または請求項３記載の光コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
光伝送を行う光電変換モジュールとしては、例えば特許文献１や特許文献２等に記載されているように、発光素子で発生させた光信号を光ファイバにより伝送したり、光ファイバを伝搬してきた光信号を受光素子で受光したりするものが知られている。
図７に示すように、この光電変換モジュール５０１は、リードインサート成型のフェルール５０３を有する。フェルール５０３は、光ファイバ５０５を挿入する光ファイバ挿通孔５０７を持ち、端面に直接受発光素子５０９を位置決めして実装した後、光ファイバ５０５を挿入することで光電変換モジュール５０１が完成する。受発光素子５０９には、例えば、ＶＣＳＥＬ(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)、ＰＤ(photodiode)等が用いられる。
【０００３】
受発光素子５０９は、フリップチップ実装によってフェルール５０３に固定される。フェルール５０３には、パターン形成した電極５１１、ワイヤーボンディング用パッド面５１３が設けられる。受発光素子５０９を装備したフェルール５０３に光ファイバ５０５を挿入することで構成された光電変換モジュール５０１は、例えば放熱板を兼ねた実装基板５１５に実装される。実装された光電変換モジュール５０１は、実装基板５１５上の光素子駆動ドライバ５１７とボンディングワイヤ５１９で接続される。この光電変換モジュール５０１によれば、基板実装されたフェルール５０３に光ファイバ５０５を直接挿入接続できるので、小型化、低コスト化が期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９７９３００号公報
【特許文献２】特開２００５−１１５２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の光電変換モジュール５０１は、フェルール５０３に形成される光ファイバ挿通孔５０７に対し、受発光素子５０９を位置決めしなければならない。画像処理装置を備えた部品実装装置を用いても受発光素子５０９の高精度な実装は難しい。また、フェルール５０３に受発光素子５０９を結合する構造では、受発光素子５０９がフェルール５０３に形成したワイヤーボンディング用パッド面５１３を経由して光素子駆動ドライバ５１７に接続される。このため、ボンディングワイヤ５１９が長くなり、このボンディングワイヤ５１９がノイズを受けやすくなった。さらに、上記のフェルール５０３では、小型化の要請から近接した複数の光ファイバ挿通孔５０７に対応して個々の受発光素子５０９が並んで配設されている。このため、受発光素子同士の距離が短くなり、物理的な干渉や、受発光素子同士間でのノイズの干渉（電気クロストーク）が懸念された。
【０００６】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、受発光素子同士のノイズ影響を減少させ、且つ組付け性の良好な光電変換機能を備えた光コネクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１）  光電変換素子及び駆動回路体を収容して基板回路への接続用のリードフレームが導出される複数のトランシーバーと、前記トランシーバーを保持するホルダーと、前記ホルダーに挿入されるフェルールと、前記ホルダーに係合して該ホルダーとで前記フェルールを挟持固定する基板実装ハウジングと、前記フェルールにおける相手コネクタとの接続端面に一端側を配置して固定されると共に前記フェルールから他端側が導出される複数の光ファイバと、前記光ファイバの他端側に固定されて前記トランシーバーと対面配置される複数のインナーフェルールと、を備えたことを特徴とする光コネクタ。
【０００８】
上記（１）の構成の光コネクタによれば、フェルールからの光ファイバとトランシーバーとの連結は、インナーフェルールのプッシュプル操作で簡単に行えるようになる。受発光素子が個別にパッケージされ、且つトランシーバー間の物理的距離も確保できるので、受発光素子同士間ノイズが低減する。言い換えれば、本構成では、フェルールに光電変換素子を直付けしないので、フェルールにおける光ファイバ挿通孔のピッチが狭くても、トランシーバー間の物理的距離が確保でき、ノイズの影響を少なくできる。受発光素子がトランシーバーの内部で駆動回路体と接続されるので、物理的距離が短くなり、接続ライン（従来のボンディングワイヤ等）が短縮されてノイズの影響が大幅に軽減される。トランシーバーに対面配置されるインナーフェルールが、光ファイバによってフェルールに接続されているので、配索の自由度が高まる。
【０００９】
（２）  上記（１）の構成の光コネクタであって、前記トランシーバーには前記光電変換素子の光路中心を軸線とするスリーブが設けられ、前記スリーブには前記インナーフェルールが同軸に挿入されること。
【００１０】
上記（２）の構成の光コネクタによれば、トランシーバーに設けられたスリーブにインナーフェルールを挿入することで、フェルールからの光ファイバと、トランシーバーの受発光素子とを簡単に、且つ高精度に位置合わせできる。
【００１１】
（３）  上記（１）または（２）の構成の光コネクタであって、前記ホルダーには前記フェルールの結合方向と反対側のフェルール後部を包囲するコ字状の保持枠が形成され、前記基板実装ハウジングには前記ホルダーの係止部に係止する係止爪と、前記フェルールの結合方向のフェルール前部を貫通させる挿通穴が形成され、前記フェルールには前記挿通穴の穴縁部と前記保持枠とに挟持される段状張出部が形成されること。
【００１２】
上記（３）の構成の光コネクタによれば、フェルール後部をホルダーの保持枠に挿入し、挿通穴にフェルール前部を貫通させて基板実装ハウジングをホルダーに係合すると、係合と同時にフェルールをホルダーと基板実装ハウジングとで挟持固定できる。
【００１３】
（４）  （２）または（３）の構成の光コネクタであって、二つの前記トランシーバーが隣接して配置され、それぞれの前記トランシーバーにおける前記スリーブが、相互に接近する方向にトランシーバー本体に対し偏心して配設されること。
【００１４】
上記（４）の構成の光コネクタによれば、スリーブを相互に近接する方向に移動させた距離分、ホルダーのスリーブ隣接方向の幅を短縮することができる。これにより、ホルダーの肥大化を防止したコンパクト化が可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る光コネクタによれば、受発光素子同士のノイズ影響を減少させ、且つ良好な組付け性を実現できる。
【００１６】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る光コネクタを相手コネクタと共に表した斜視図である。
【図２】図１に示した光コネクタの分解斜視図である。
【図３】図１に示した光コネクタの上方を切り欠いた斜視図である。
【図４】図３に示した光コネクタの平面図である。
【図５】図４の要部拡大図である。
【図６】相手コネクタが結合した光コネクタの上方を切り欠いた斜視図である。
【図７】（ａ）は受発光素子をフェルールに直付けした従来の光電変換モジュールの側面図、（ｂ）は従来のフェルールの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る光コネクタ１１を相手コネクタ３３と共に表した斜視図、図２は図１に示した光コネクタ１１の分解斜視図である。
本実施形態に係る光コネクタ１１は、ＦＯＴ（Fiber Optic Transceiver；以下、トランシーバーと称す）１３と、ホルダー１５と、mini-ＭＴフェルール（mini-Mechanically Transferableフェルール；以下、フェルールと称す）１７と、基板実装ハウジング１９と、光ファイバ２１と、インナーフェルール２３と、シールドケース２５と、によって大別構成されている。
【００１９】
これらフェルール１７と、インナーフェルール２３と、光ファイバ２１と、トランシーバー１３とは、所謂ピッグテール２７を構成する。光コネクタ１１に含まれるピッグテール２７となる構成部分は、光モジュールと呼ばれることもある。
【００２０】
光コネクタ１１は、２次元平坦プリント回路基板（Print Circuit Board;以下、実装基板と称す）２９に固定される。実装基板２９に固定された光コネクタ１１の基板実装ハウジング１９は、フード部３１に相手コネクタ３３が結合される。光コネクタ１１は、実装基板２９の例えばカードエッジに配置されることで、実装基板２９を出入りする接続が実装基板２９の縁から行えるようになる。光コネクタ１１は、相手コネクタ３３に結合されることで、光ファイバケーブル３５の芯線である相手側光ファイバ３７（図３参照）の先端を光ファイバ２１に突き合わせた状態に接続する。
【００２１】
図３は図１の上方を切り欠いた斜視図、図４は図３に示した光コネクタ１１の平面図、図５は図４の要部拡大図である。
トランシーバー１３は、送信用トランシーバー３９と、受信用トランシーバー４１と、からなる。送信用トランシーバー３９に収容される光電変換素子４３は発光素子４５となり、受信用トランシーバー４１に収容される光電変換素子４３は受光素子４７となる（図５参照）。それぞれのトランシーバー１３は、光電変換素子４３の近傍に駆動回路体４９（ＩＣ）を配置している。光電変換素子４３と駆動回路体４９とは、トランシーバー本体５１に収容される基板片５３によって接続される。基板片５３には、駆動回路体４９と導通する複数のリードフレーム５５が設けられ、リードフレーム５５はトランシーバー本体５１から外方へ導出される。導出されたリードフレーム５５は、実装基板２９の不図示の接続用の穴に差し込まれて半田付けされ、所望の基板回路へと接続される。
【００２２】
トランシーバー１３には、光電変換素子４３の光路中心５７を軸線５９とするスリーブ６１が形成される。本実施形態では、トランシーバー本体５１と別体に形成されたスリーブ６１がトランシーバー本体５１に装着される。
スリーブ６１は、透明樹脂材からなり、筒部６３の底にレンズ部６５を有している。この筒部６３には、インナーフェルール２３が同軸に挿入される。レンズ部６５は、受信用トランシーバー４１の受光素子４７、送信用トランシーバー３９の発光素子４５の正面にそれぞれ配置される。
これにより、トランシーバー１３に設けられるスリーブ６１に、インナーフェルール２３を挿入することで、フェルール１７からの光ファイバ２１と、トランシーバー１３の光電変換素子４３とを簡単に、且つ高精度に位置合わせできるように構成されている。
【００２３】
本実施形態の光コネクタ１１では、二つのトランシーバー１３が隣接して配置される。それぞれのトランシーバー１３は、スリーブ６１が、図５に示すように相互に接近する方向に、トランシーバー本体５１に対し偏心して配設されている。スリーブ６１を相互に近接する方向に移動させた距離分、ホルダー１５のスリーブ隣接方向の幅を短縮することができる。これにより、ホルダー１５、シールドケース２５の肥大化を防止したコンパクト化が可能となっている。
【００２４】
ホルダー１５は、図２に示す一対のスリーブ装着穴６７を有した装着壁部６９と、装着壁部６９の下部両側から突出する一対の平行な接続桟部７１と、接続桟部７１の先端同士を連結する連結桟部７３と、を有する。このホルダー１５は、装着壁部６９のスリーブ装着穴６７にスリーブ６１の筒部６３を嵌着することで、トランシーバー１３を保持する。
【００２５】
ホルダー１５には、連結桟部７３の内側に保持枠７５が形成されている。保持枠７５はコ字状に形成され、フェルール１７の結合方向と反対側のフェルール後部７７を包囲するように係合する。保持枠７５はフェルール後部７７の下方端に接することで、フェルール１７から導出される光ファイバ２１には干渉しないようになされる。連結桟部７３の左右には、柱状の一対の係止部７９が設けられている。
【００２６】
図４に示すように、基板実装ハウジング１９には、フード部３１の反対側に、一対の平行な係止爪８１が突出して設けられている。一対の係止爪８１は、ホルダー１５の一対の係止部７９の間に挿入される。係止部７９の間に挿入された係止爪８１は、係止部７９の内側から外側に向けて弾性的に係止される。即ち、基板実装ハウジング１９は、係止爪８１を係止部７９に係止してホルダー１５に固定される。基板実装ハウジング１９に形成された挿通穴８５には、ホルダー１５に固定された状態で、保持枠７５にフェルール後部７７を挿入したフェルール１７のフェルール前部８３が貫通さされる。
【００２７】
フェルール１７には、挿通穴８５の穴縁部８７と保持枠７５とに挟持される段状張出部８９が形成される。光コネクタ１１は、フェルール後部７７をホルダー１５の保持枠７５に挿入し、挿通穴８５にフェルール前部８３を貫通させて基板実装ハウジング１９をホルダー１５に係合する。これにより、光コネクタ１１は、係合と同時にフェルール１７をホルダー１５と基板実装ハウジング１９とで挟持固定できるように構成されている。
【００２８】
フェルール１７は、光ファイバ２１を整列するための光ファイバ挿通孔９１を有し、この光ファイバ挿通孔９１に光ファイバ２１を固定する（図２参照）。光ファイバ挿通孔９１には、先端の被覆を除去し、クリーブした光ファイバ２１が接着固定される。フェルール１７は、相手コネクタ３３がフード部３１に結合されることで、フェルール１７と、相手フェルール９３との端面を突き合わせ、この端面に露出した相互の光ファイバ２１と相手側光ファイバ３７とを接続する（図６参照）。なお、突き合わせ状態としたフェルール１７または相手フェルール９３の少なくとも一方には、これらの接続を確実に維持するために、各後方から先端に向う方向に押圧付勢する付勢スプリング９５が取り付けられる。
【００２９】
光ファイバ２１は、フェルール１７における相手コネクタ３３との接続端面９７に一端側を配置して固定され、フェルール１７から他端側が導出される。光ファイバ２１は、何等限定されるものではなく、その用途などに応じて適宜選択すればよい。例えば、光ファイバ２１の種類としては、シングルモードファイバ、マルチモードファイバ等、材料としては、石英、プラスチック等の材料からなる光ファイバ２１を用いることができる。フェルール１７から導出されたそれぞれの光ファイバ２１の他端側には、インナーフェルール２３が接続されている。インナーフェルール２３は、それぞれが所定のトランシーバー１３と対面配置される。
【００３０】
本実施形態の光コネクタ１１では、インナーフェルール２３が、トランシーバー１３の上記したスリーブ６１に挿入されることで、対面配置がなされる。インナーフェルール２３には、図５に示すようにテーパー状光ファイバ挿通孔９９が形成され、テーパー状光ファイバ挿通孔９９には、先端の被覆を除去し、クリーブした光ファイバ２１が接着固定される。インナーフェルール２３は、単体に形成されても、或いは精密な金属パイプに高精度なジルコニアキャピラリを圧入したものであってもよい。
【００３１】
トランシーバー１３及びインナーフェルール２３を装着したホルダー１５と、このホルダー１５とによってフェルール１７を挟持固定した基板実装ハウジング１９とは、シールドケース２５によって覆われる。シールドケース２５は、実装基板２９に固定され、少なくともトランシーバー１３を覆っている。本実施形態では、基板実装ハウジング１９、ホルダー１５、インナーフェルール２３及びトランシーバー１３の全体が、シールドケース２５によって覆われる構成となる。シールドケース２５は、実装基板２９の不図示のグランドに接続される。
【００３２】
これにより、受信用トランシーバー４１及び送信用トランシーバー３９からの電磁波は、シールドケース２５を通って減衰される。また、外側からの電磁波もシールドケース２５を通って減衰され、シールドケース２５内がシールド保護された状態となる。また、本実施形態では、発光素子４５と受光素子４７とが別体のトランシーバー１３に設けられているので、相互が離間され、従来構造に比べ、電磁波の減衰作用が大きく得られる。
【００３３】
次に、上記構成を有する光コネクタ１１の作用を説明する。
図６は相手コネクタ３３が結合した光コネクタ１１の上方を切り欠いた斜視図である。
本実施形態に係る光コネクタ１１では、光電変換素子４３を収容したトランシーバー１３が、ホルダー１５に装着される。このトランシーバー１３の光電変換素子４３に光接続される光ファイバ２１は、別体のフェルール１７に一端側が固定されて導出される。
【００３４】
フェルール１７から導出された光ファイバ２１の他端側には、インナーフェルール２３が固定される。つまり、光ファイバ２１は、一端側がフェルール１７に固定され、他端側がインナーフェルール２３に固定されている。
フェルール１７は、インナーフェルール２３をトランシーバー１３に対面配置した状態で、ホルダー１５に挿入される。フェルール１７を挿入したホルダー１５に基板実装ハウジング１９が係合すると、フェルール１７は、ホルダー１５と基板実装ハウジング１９とによって挟持固定される。これにより、基板実装ハウジング１９、フェルール１７、インナーフェルール２３、ホルダー１５及びトランシーバー１３が、一体に組み立てられる。
【００３５】
このように組み立てられた光コネクタ１１は、相手コネクタ３３がフード部３１に挿入されて結合される。コネクタ結合状態では、光ファイバケーブル３５の芯線である相手側光ファイバ３７の先端と光ファイバ２１の先端とが突き合わされた状態に接続される。これにより、例えば自動車用ＬＡＮ等における光ファイバ相互が接続される。
【００３６】
このような構造により、フェルール１７からの光ファイバ２１とトランシーバー１３との連結は、インナーフェルール２３のプッシュプル操作で簡単に行えるようになる。受発光素子４５，４７が個別にパッケージされ、且つトランシーバー１３間の物理的距離も確保できるので、受発光素子４５，４７同士間ノイズが低減する。言い換えれば、本構成では、フェルール１７に光電変換素子４３を直付けしないので、フェルール１７における光ファイバ挿通孔９１のピッチが狭くても、トランシーバー１３間の物理的距離が確保でき、ノイズの影響を少なくできる。
【００３７】
また、受発光素子４５，４７がトランシーバー１３の内部で駆動回路体４９（図５参照）と接続されるので、物理的距離が短くなり、接続ライン（図７に示した従来のボンディングワイヤ５１９）が短縮されてノイズの影響が大幅に軽減される。さらに、トランシーバー１３に対面配置されるインナーフェルール２３が、光ファイバ２１によってフェルール１７に接続されているので、配索の自由度が高まる。
【００３８】
したがって、本実施形態に係る光コネクタ１１によれば、受発光素子４５，４７同士のノイズ影響を減少させ、且つ良好な組付け性を実現できる。
尚、本発明の光コネクタに係るトランシーバー、ホルダー、フェルール、基板実装ハウジング、光ファイバ及びインナーフェルール等の構成は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の主旨に基づいて種々の形態を採りうることは云うまでもない。
【符号の説明】
【００３９】
１１…光コネクタ
１３…トランシーバー
１５…ホルダー
１７…フェルール
１９…基板実装ハウジング
２１…光ファイバ
２３…インナーフェルール
２５…シールドケース
３３…相手コネクタ
４３…光電変換素子
４９…駆動回路体
５１…トランシーバー本体
５５…リードフレーム
５７…光路中心
５９…軸線
６１…スリーブ
７５…保持枠
７７…フェルール後部
７９…係止部
８１…係止爪
８３…フェルール前部
８５…挿通穴
８７…穴縁部
８９…段状張出部
９７…接続端面
【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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