(57)【要約】【課題】汎用性が高く、使い易いコネクタを提供すること。【解決手段】コネクタ１は、短冊状の光導波路２０が挿入される第１の挿入部３１と、可撓性を有する線状の電気配線７０４が挿入される第２の挿入部３２とを有するコネクタハウジング２と、コネクタハウジング２に搭載されており、電気配線７０４と電気的に接続される端子５０１を有し、光導波路２０に向かって光を発するかまたは光導波２０を通過した光を受光する光素子５０とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路が挿入される第１の挿入部と、電気配線が挿入される第２の挿入部とを有するコネクタハウジングと、
前記コネクタハウジングに搭載されており、前記電気配線と電気的に接続される端子を有し、前記光導波路に向かって光を発するかまたは前記光導波路を通過した光を受光する光素子とを備えることを特徴とするコネクタ。
【請求項２】
前記コネクタハウジングは、互いに反対方向に臨む一対の面を有するブロック体で構成され、
前記一対の面のうちの一方の面に前記第１の挿入部が開口して形成され、他方の面に前記第２の挿入部が開口して形成されている請求項１に記載のコネクタ。
【請求項３】
前記コネクタハウジングには、前記一対の面と異なる部分に凹部が形成され、該凹部内に前記光素子が搭載される請求項２に記載のコネクタ。
【請求項４】
前記端子は、突出形成されており、
前記凹部の底部には、前記端子が挿入され、前記第２の挿入部に連通する連通孔が形成されている請求項３に記載のコネクタ。
【請求項５】
前記第１の挿入部の深さは、前記第２の挿入部の深さよりも深い請求項１ないし４のいずれかに記載のコネクタ。
【請求項６】
前記コネクタハウジングは、前記光素子を覆う蓋体を有する請求項１ないし５のいずれかに記載のコネクタ。
【請求項７】
前記第１の挿入部に挿入された光導波路をさらに備える請求項１ないし６のいずれかに記載のコネクタ。
【請求項８】
前記第１の挿入部には、前記光導波路の全体が挿入される請求項７に記載のコネクタ。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載のコネクタと、
前記第２の挿入部に挿入された電気配線とを備えることを特徴とするコネクタ付き電気基板。
【請求項１０】
前記電気配線は、前記光素子の前記端子と電気的に接続されるランド部と、それ以外の部分であるリード部とに分けることができ、前記ランド部の幅をｗ１、前記リード部の幅をｗ２としたとき、５０＜（ｗ２／ｗ１）×１００＜２００を満足する請求項９に記載のコネクタ付き電気基板。
【請求項１１】
前記電気配線は、複数本用意されており、該複数本のうちから適宜選択して前記第２の挿入部に挿入される請求項９または１０に記載のコネクタ付き電気基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コネクタおよびコネクタ付き電気基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光周波搬送波を使用してデータを移送する光通信がますます重要になっている。このような光通信において、信号伝搬光を、一地点から他地点に導くための手段として、光導波路がある。
【０００３】
この光導波路は、例えば、一対のクラッド層の間に設けられたコア層を有して構成される。コア層は、線状のコア部とクラッド部とを有し、これらが交互に配列されている。なお、コア部はコア層内に概して複数存在するが、１本の場合もある。コア部は、光周波搬送波の光に対して実質的に透明な材料によって構成され、クラッド層およびクラッド部は、コア部より屈折率が低い材料によって構成されている。
【０００４】
そして、このような光導波路は、例えば、電気回路を有する電気回路基板に積層される場合がある。この場合、光導波路は、その一端側の部分が帯状に突出しており、その突出した部分の端部にコネクタハウジングが装着されて、コネクタとして機能する（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されているコネクタを有するものの場合、電気回路基板から帯状に突出した光導波路がある分、例えばその大きさが大きくなってしまい、使い勝手が悪い。また、設置場所や、接続される相手体によっては、使用不可となり、汎用性に乏しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−９６６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、汎用性が高く、使い易いコネクタおよびコネクタ付き電気基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的は、下記（１）〜（１１）の本発明により達成される。
（１）  光導波路が挿入される第１の挿入部と、電気配線が挿入される第２の挿入部とを有するコネクタハウジングと、
前記コネクタハウジングに搭載されており、前記電気配線と電気的に接続される端子を有し、前記光導波路に向かって光を発するかまたは前記光導波路を通過した光を受光する光素子とを備えることを特徴とするコネクタ。
【０００９】
（２）  前記コネクタハウジングは、互いに反対方向に臨む一対の面を有するブロック体で構成され、
前記一対の面のうちの一方の面に前記第１の挿入部が開口して形成され、他方の面に前記第２の挿入部が開口して形成されている上記（１）に記載のコネクタ。
【００１０】
（３）  前記コネクタハウジングには、前記一対の面と異なる部分に凹部が形成され、該凹部内に前記光素子が搭載される上記（２）に記載のコネクタ。
【００１１】
（４）  前記端子は、突出形成されており、
前記凹部の底部には、前記端子が挿入され、前記第２の挿入部に連通する連通孔が形成されている上記（３）に記載のコネクタ。
【００１２】
（５）  前記第１の挿入部の深さは、前記第２の挿入部の深さよりも深い上記（１）ないし（４）のいずれかに記載のコネクタ。
【００１３】
（６）  前記コネクタハウジングは、前記光素子を覆う蓋体を有する上記（１）ないし（５）のいずれかに記載のコネクタ。
【００１４】
（７）  前記第１の挿入部に挿入された光導波路をさらに備える上記（１）ないし（６）のいずれかに記載のコネクタ。
【００１５】
（８）  前記第１の挿入部には、前記光導波路の全体が挿入される上記（７）に記載のコネクタ。
【００１６】
（９）  上記（１）ないし（８）のいずれかに記載のコネクタと、
前記第２の挿入部に挿入された電気配線とを備えることを特徴とするコネクタ付き電気基板。
【００１７】
（１０）  前記電気配線は、前記光素子の前記端子と電気的に接続されるランド部と、それ以外の部分であるリード部とに分けることができ、前記ランド部の幅をｗ１、前記リード部の幅をｗ２としたとき、５０＜（ｗ２／ｗ１）×１００＜２００を満足する上記（９）に記載のコネクタ付き電気基板。
【００１８】
（１１）  前記電気配線は、複数本用意されており、該複数本のうちから適宜選択して前記第２の挿入部に挿入される上記（９）または（１０）に記載のコネクタ付き電気基板。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、コネクタハウジングに光素子、光導波路、電気配線を集約することができるため、コネクタ、および、そのコネクタを有するコネクタ付き電気基板が使い易いものとなる。また、コネクタハウジングの種類に応じて、当該コネクタハウジングに設置される光素子、光導波路、電気配線を適宜選択することができ、よって、コネクタおよび、そのコネクタを有するコネクタ付き電気基板の汎用性が高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のコネクタを備えるコネクタ付き電気基板の第１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１に示すコネクタ付き電気基板の分解縦断面図である。
【図３】図２中の矢印Ａ方向から見た図である。
【図４】図２中の矢印Ｂ方向から見た図である。
【図５】本発明のコネクタを備えるコネクタ付き電気基板の第２実施形態を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明のコネクタを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明のコネクタを備えるコネクタ付き電気基板の第１実施形態を示す縦断面図、図２は、図１に示すコネクタ付き電気基板の分解縦断面図、図３は、図２中の矢印Ａ方向から見た図、図４は、図２中の矢印Ｂ方向から見た図である。なお、以下では、説明の都合上、図１〜図３中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。また、図１および図２中の左側を「左」、右側を「右」と言う。
【００２２】
図１および図２に示すコネクタ１は、コネクタハウジング（以下単に「ハウジング」と言う）２と、光素子５０と、光導波路２０とを備え、光を電気に変換するかまたは電気を光に変換する光電気変換コネクタである。また、コネクタ１には、その接続される相手体である光ケーブル９０を接続することができる。また、コネクタ１には、電気基板７０が接続される。この接続されたものは、コネクタ付き電気基板１０となる。以下、各部の構成について説明する。
【００２３】
ハウジング２は、ハウジング本体３と蓋体４とで構成されている。このハウジング本体３は、第１の挿入部３１と、第２の挿入部３２と、光素子搭載部３３とを有している。そして、第１の挿入部３１には、光導波路２０が挿入され、第２の挿入部３２には、電気基板７０の電気配線７０３が挿入され、光素子搭載部３３には、光素子５０が搭載される。
【００２４】
光導波路２０は、全体形状が短冊状をなすものである。この光導波路２０は、線状のコア部２１と、コア部２１の周囲を囲むように設けられた筒状のクラッド部２２とを有しており、コア部２１の一端に入射された光をコア部２１とクラッド部２２との界面で全反射させ、他端に伝搬することができる。
【００２５】
光導波路２０の横断面形状は、好ましくは正方形または矩形（長方形）のような四角形とされる。なお、光導波路２０の厚さは、１５〜２００μｍ程度であるのが好ましく、３０〜１００μｍ程度であるのがより好ましい。また、コア部２１の幅および高さは、特に限定されないが、１〜２００μｍ程度であるのが好ましく、５〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、１０〜６０μｍ程度であるのがさらに好ましい。コア部２１の厚さは、５〜１００μｍ程度であるのが好ましく、２５〜８０μｍ程度であるのがより好ましい。一方、クラッド部２２の厚さは、３〜５０μｍ程度であるのが好ましく、５〜３０μｍ程度であるのがより好ましい。
【００２６】
また、コア部２１とクラッド部２２とは、互いに光の屈折率が異なり、その屈折率の差は、０．５％以上であるのが好ましく、０．８％以上であるのがより好ましい。
【００２７】
コア部２１、クラッド部２２の各構成材料は、それぞれ、屈折率に差が生じる材料であれば特に限定されないが、例えば、特開２０１０−０９０３２８号公報に記載されている「コア領域」や「クラッド領域」の構成材料、特開２０１０−１８９４５８号公報に記載されている「コア層（コア部、クラッド部）」、「第１クラッド層」、「第２クラッド層」の構成材料を用いることができる。
【００２８】
また、光導波路２０には、その光路の途中に、ミラー２３が傾斜して（例えば６０度傾斜）形成されている。このミラー２３は、光導波路２０のコア部２１を通過する光路の方向を上方に向けて直角に変換する光路変換、または、光導波路２０の上方から入射された光がコア部２１に向けて反射されるよう光路を直角に変換する光路変換を担う。
【００２９】
このようなミラー２３は、光導波路２０にレーザ加工、研削加工等を施すことにより形成される。なお、ミラー２３の表面（ミラー面）には、必要に応じて反射膜を成膜するようにしてもよい。この反射膜としては、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属膜が好ましく用いられる。
【００３０】
電気基板７０は、電気回路（図示せず）を有するリジッド基板７０１と、リジッド基板７０１上に実装された駆動素子７０２と、リジッド基板７０１の下面に接合された複数本の電気配線７０３と、電気配線７０３を一括して支持するフレキシブル基板７０４とを有している。
【００３１】
リジッド基板７０１は、長尺な板状をなす部材であり、この上面には、導電性を有する金属材料で構成された電気回路が形成されている。この電気回路は、リジッド基板７０１の上面全面に積層された金属箔をエッチングにより所定のパターンに形成したものである。このような電気回路に駆動素子７０２が電気的に接続されおり、光素子５０を駆動することができる。
【００３２】
なお、リジッド基板７０１は、フレキシブル基板１０よりも高い剛性を有するとともに絶縁性を有する材料で構成され、かかる材料としては、例えば、紙、ガラス布、樹脂フィルム等の基材とし、この基材に、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、シアネート樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂等の樹脂材料を含浸させたものが挙げられる。
【００３３】
リジッド基板７０１には、銅等のような導電性を有する材料で構成された、複数本の電気配線７０３が束ねられて配置されている。各電気配線７０３は、それぞれ、その左端部が前記電気回路と電気的に接続されおり、右端部がハウジング２の第２の挿入部３２に挿入可能となっている。なお、電気配線７０３と、電気配線７０３が挿入される第２の挿入部３２とは、いわゆる「ＺＩＦ（Zero Insertion Force socket）コネクタ」として適用なものである。これにより、コネクタ１や、当該コネクタ１を有するコネクタ付き電気基板１０が汎用性を有するものとなる。
【００３４】
また、図４に示すように、各電気配線７０３は、それぞれ、光素子５０の端子５０１と電気的に接続される端子部（ランド部）７０５と、それ以外の部分であるリード部７０６とに分けることができる。そして、端子部７０５の幅ｗ１とリード部７０６の幅ｗ２との比ｗ２／ｗ１は、５０＜（ｗ２／ｗ１）×１００＜２００を満足するのが好ましく、８０＜（ｗ２／ｗ１）×１００＜１１０を満足するのがより好ましく、９５＜（ｗ２／ｗ１）×１００＜１０５を満足するのがさらに好ましい。
【００３５】
また、隣接する電気配線７０３同士のクリアランスは、１〜１５０μｍであるのが好ましく、５〜１００μｍであるのがより好ましく、１０〜８０μｍであるのがさらに好ましい。
【００３６】
このような数値範囲を満足することにより、伝送ロスを最小限に抑えることができるとともに、コネクタ１の小型化が図れる。
【００３７】
フレキシブル基板７０４は、複数本の電気配線７０３の下側から支持する帯状の支持基板である。このフレキシブル基板７０４は、可撓性を有するとともに絶縁性を有する材料で構成され、かかる材料としては、例えば、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂等の各種樹脂材料が挙げられるが、なかでもポリイミド系樹脂を主材料とするものが好ましく用いられる。
【００３８】
光素子５０は、導波路２０と光学的に接続され、光導波路２０に向かって光を発する発光部を有するものか、または、光導波路２０を通過した光を受光する受光部を有するものである。光素子５０は、前者の場合、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）のような発光素子で構成され、後者の場合、フォトダイオード（ＰＤ、ＡＰＤ）のような受光素子で構成される。
【００３９】
また、光素子５０は、ブロック状または板状をなし、その下面に端子５０１が突出形成されている。端子５０１は、例えば半田ボールであり、電気配線７３０と電気的に接続される（図１参照）。この接続により、駆動素子７０２からの電力が光素子５０に供給されて、当該光素子５０が作動する。
【００４０】
前述したように、ハウジング２は、ハウジング本体３と蓋体４とで構成されている。
ハウジング本体３は、ブロック体、すなわち、外形形状が六面体で構成された部材である。そして、図２に示すように、ハウジング本体３の右側側面３４には、第１の挿入部３１が開口して形成され、左側側面３５には、第２の挿入部３２が開口して形成され、上面３６には、光素子搭載部３３が開口して形成されている。
【００４１】
第１の挿入部３１は、光導波路２０の全体が挿入される程度の大きさ、すなわち、光導波路２０の外形形状に対応した短冊状の空間を画成する凹部で構成されている。光導波路２０は、第１の挿入部３１に挿入された際に、ハウジング本体３の外形からは突出するのが規制される。これにより、コネクタ１を光ケーブル９０に接続する以前に、第１の挿入部３１の開口から露出した光導波路２０が、例えば障害物（他のコネクタ）に衝突して、損傷を受けるのを確実に防止することができる。また、突出が規制されている分、小型化が図れ、コネクタ１や、当該コネクタ１を有するコネクタ付き電気基板１０が使い易いものとなる。
【００４２】
なお、光導波路２０は、第１の挿入部３１内では、例えば接着剤によりハウジング本体３に対し固定されている。
【００４３】
第２の挿入部３２は、電気配線７０４のリジッド基板７０１側と反対側の端部が挿入される凹部で構成されている。そして、電気配線７０３は、前述したように複数本用意されており、図４に示すように、複数本のうちから使用する電気配線７０３Ａを適宜選択して第２の挿入部３２に挿入することができる。これにより、コネクタ付き電気基板１０（コネクタ１）の使用用途により、電気配線７０３の配線数を選択することができ、よって、コネクタ付き電気基板１０が汎用性が高いものとなる。なお、使用されない電気配線７０３Ｂは、例えば除去することもできるし、そのまま残すこともできるし、折り曲げてそのまま残すこともできる。
【００４４】
また、第２の挿入部３２は、電気配線７０４が挿入された際に、当該電気配線７０４を着脱自在に固定するよう構成されているのが好ましい。
【００４５】
また、第１の挿入部３１と第２の挿入部３２とは、互いに反対方向に臨んでいるため、電気基板７０から光ケーブル９０までを一直線上に配置することができる（図１参照）。これにより、例えば電気基板７０から光ケーブル９０までのものを平行に並べることができ、よって、設置される装置（例えばルータ・自動車など短・中距離ハーネス・小型ＰＣ、モバイルフォン内部配線）の配線（ケーブリング）が容易となる。
【００４６】
また、第１の挿入部３１の深さは、第２の挿入部３２の深さよりも深くなっている。これにより、これにより、電気接続端子部分での伝送ロスを最小限に抑えることができる。
【００４７】
光素子搭載部３３は、光素子５０の全体が挿入される程度の大きさ、すなわち、光素子５０の外形形状に対応したブロック状または板状の空間を画成する凹部で構成されている。
【００４８】
光素子搭載部３３の底部には、第１の挿入部３１内に連通する第１の連通孔３３１が形成されている。第１の連通孔３３１は、光導波路２０のミラー２３の上方直近に位置し、光の光路として機能する。これにより、例えば光素子５０が受光素子である場合、光が光導波路２０を伝搬してきた後、ミラー２３により上方に反射され、広く発散する前に光素子５０に到達することができる。よって、光通信における光損失を抑制することができ、光通信のＳ／Ｎ比を高めることができる。また、光素子５０が発光素子である場合には、発光した光を発散させてしまう前にミラー２３に到達させることができるので、同様に光通信のＳ／Ｎ比を高めることができる。
【００４９】
また、光素子搭載部３３の底部には、第２の挿入部３２内に連通する第２の連通孔３３２が形成されている。この第２の連通孔３３２には、光素子５０の端子５０１が挿入される。これにより、端子５０１が第２の挿入部３２内に突出することとなる。そして、電気基板７０の電気配線７０３を第２の挿入部３２に挿入するという簡単な操作で、電気配線７０３が光素子５０の端子５０１と接触することができ、よって、これらの電気的な接続が行なわれる。
【００５０】
蓋体４は、光素子搭載部３３に搭載された光素子５０を覆うもの板状の部材である。この蓋体４により、光素子５０を保護することができる。
【００５１】
なお、蓋体４は、ハウジング本体３の上面３６に固定されている。この固定方法としては、特に限定されず、例えば、接着（接着剤や溶媒による接着）による方法、融着（熱融着、高周波融着、超音波融着等）による方法等が挙げられる。
【００５２】
ハウジング本体３および蓋体４の構成材料としては、特に限定されず、例えば、無機充填物が充填された樹脂材料が挙げられ、この樹脂材料としては、例えば、熱硬化性エポキシ樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）が用いられる。また、無機充填物としては、例えば、粒状シリカやガラスフィラー、アルミナ、ホワイトカーボン、ベントナイト等が用いられる。このような樹脂材料を用いることにより、ハウジング本体３や蓋体４を例えば金型を用いて容易に成形することができる。
【００５３】
図１に示すように、光ケーブル９０は、コネクタ１の光導波路２０と光学的に接続されるものである。この光ケーブル９０は、光導波路２０と同様に、コア部２１とクラッド部２２とを有する光導波路２０’と、光導波路２０’の左端部に装着されたコネクタハウジング（以下単に「ハウジング」と言う）９０１と、コネクタハウジング９０１に固定された２本のガイドピン９０２とを有している。
【００５４】
光ケーブル９０とコネクタ１とが接続された接続状態では、光ケーブル９０の光導波路２０’とコネクタ１の光導波路２０との間で光通信を行なうことができる。
【００５５】
ハウジング９０１は、筒体で構成され、その内側で光導波路２０’の左端部を固定することができる。
【００５６】
各ガイドピン９０２は、それぞれ、ハウジング９０１の左端面から突出しており、接続状態で、コネクタ１のハウジング本体３の右側側面３４に形成されたガイド孔３７に挿入される（図３参照）。これにより、光導波路２０、２０’同士の位置決めがなされ、よって、光通信を円滑かつ確実に行なうことができる。なお、各ガイドピン２０３は、それぞれ、例えばステンレス鋼等のような金属材料で構成された円柱状の部材である。
【００５７】
＜第２実施形態＞
図５は、本発明のコネクタを備えるコネクタ付き電気基板の第２実施形態を示す縦断面図である。
【００５８】
以下、この図を参照して本発明のコネクタおよびコネクタ付き電気基板の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、コネクタの構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
【００５９】
図５に示すコネクタ１では、コネクタハウジング２の第２の連通孔３３２に、光素子５０の端子ｈ５０１と、電気基板７０の電気配線７０３と間で、これらを電気的に接続する接続部（内部リード）５が設けられている。これにより、直接接触をさせる場合と比較して、位置合わせが容易になり接続信頼性が高くなる。
【００６０】
以上、本発明のコネクタおよびコネクタ付き電気基板を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、コネクタおよびコネクタ付き電気基板を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１０                    コネクタ付き電気基板
１                      コネクタ
２                      コネクタハウジング（ハウジング）
３                      ハウジング本体
３１                    第１の挿入部
３２                    第２の挿入部
３３                    光素子搭載部
３３１                  第１の連通孔
３３２                  第２の連通孔
３４                    右側側面
３５                    左側側面
３６                    上面
３７                    ガイド孔
４                      蓋体
５                      接続部（内部リード）
２０、２０’            光導波路
２１                    コア部
２２                    クラッド部
２３                    ミラー
５０                    光素子
５０１                  端子
７０                    電気基板
７０１                  リジッド基板
７０２                  駆動素子
７０３、７０３Ａ、７０３Ｂ  電気配線
７０４                  フレキシブル基板
７０５                  端子部（ランド部）
７０６                  リード部
９０                    光ケーブル
９０１                  コネクタハウジング（ハウジング）
９０２                  ガイドピン
ｗ１、ｗ２              幅
【図１】
2012194207.tif 000003
【図２】
2012194207.tif 000004
【図３】
2012194207.tif 000005
【図４】
2012194207.tif 000006
【図５】
2012194207.tif 000007