(57)【要約】【課題】低背化を図ることができる光電気変換装置、およびそれを用いた接続装置並びに信号伝送装置を提供する。【解決手段】光素子４は、電気コンタクト部３に接続されており、光導波部材６と電気コンタクト部３との間で光電変換を行う。光結合部材５は、マウント基板２の一面に設けられ、光素子４と光導波部材６とを光学的に結合する。電気コンタクト部３は、マウント基板２の一端部に設けられており、相手側コネクタ９に対して、マウント基板２の厚み方向に直交する差込方向に差し込まれることにより、相手側コネクタ９と接続される。マウント基板２は、第１領域２１０と、第１領域２１０に比べて曲げ剛性の高い第２領域２２０とを含んでいる。マウント基板２の第２領域２２０には光結合部材５が配置され、マウント基板２の第１領域２１０には電気コンタクト部３が配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マウント基板と、
前記マウント基板の一端部に設けられた電気コンタクト部と、
前記電気コンタクト部に電気的に接続されており、光導波部材と前記電気コンタクト部との間で光電変換を行う光素子と、
前記マウント基板の一面に設けられ、前記光素子と前記光導波部材とを光学的に結合する光結合部材とを備え、
前記電気コンタクト部は、相手側コネクタに対して、前記マウント基板の厚み方向に直交する差込方向に差し込まれることにより、前記相手側コネクタと電気的に接続され且つ機械的に結合されるように構成されており、
前記マウント基板は、第１領域と、当該第１領域に比べて曲げ剛性の高い第２領域とを含んでおり、前記第２領域に前記光結合部材が配置され、前記第１領域に前記電気コンタクト部が配置されている
ことを特徴とする光電気変換装置。
【請求項２】
前記マウント基板は、第１基板と、当該第１基板の一部に重なり合った状態で前記第１基板に結合された第２基板とを有しており、
前記第１基板のうち前記第２基板からはみ出した部位は前記第１領域を構成する
ことを特徴とする請求項１に記載の光電気変換装置。
【請求項３】
前記第１基板はフレキシブルプリント基板である
ことを特徴とする請求項２に記載の光電気変換装置。
【請求項４】
前記マウント基板のうち前記電気コンタクト部が設けられている部位には、前記第１基板の厚み方向の一面に配置される補強部材が設けられている
ことを特徴とする請求項２または３に記載の光電気変換装置。
【請求項５】
前記電気コンタクト部は、導電性材料を用いて形成され前記相手側コネクタと電気的に接続される接触子を有しており、
前記接触子は、前記マウント基板の厚み方向における前記補強部材とは反対側の面に形成されている
ことを特徴とする請求項４に記載の光電気変換装置。
【請求項６】
前記電気コンタクト部は、導電性材料を用いて形成され前記相手側コネクタと電気的に接続される接触子を有しており、
前記接触子は、前記マウント基板の厚み方向における両面に形成されている
ことを特徴とする請求項４に記載の光電気変換装置。
【請求項７】
前記電気コンタクト部は、導電性材料を用いて形成され前記相手側コネクタと電気的に接続される接触子を有しており、
前記接触子は、前記マウント基板の厚み方向における前記補強部材側の面に形成されている
ことを特徴とする請求項４に記載の光電気変換装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の光電気変換装置と、
前記電気コンタクト部と電気的に接続され且つ機械的に結合される前記相手側コネクタとを備え、
前記相手側コネクタは、前記マウント基板の厚み方向の両側から前記電気コンタクト部を挟み込むことにより、前記電気コンタクト部と電気的な接続および機械的な結合を行うように構成されている
ことを特徴とする接続装置。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の光電気変換装置を用いた第１コネクタと、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の光電気変換装置を用いた第２コネクタと、
前記第１コネクタの前記光素子と前記第２コネクタの前記光素子とを光学的に結合する光ケーブルとを備える
ことを特徴とする信号伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に光電気変換装置、およびそれを用いた接続装置並びに信号伝送装置に関し、より詳細には光電変換を行う光素子をマウント基板に備えた光電気変換装置、およびそれを用いた接続装置並びに信号伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光電気変換装置として、電気信号を光信号に変換する発光素子、または光信号を電気信号に変換する受光素子を光素子として備えた装置が提供されている（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
この光電気変換装置は、リジッドなマウント基板の下面に、電気コンタクト部（電気コネクタ）が設けられ、マウント基板の上面には、光素子を実装した光結合部材（サブマウント基板）が設けられている。光結合部材は、光素子と光導波部材（内部導波路、外部導波路）とを光学的に結合している。そのため、光素子は、光導波部材と電気コンタクト部との間で光電変換が可能である。
【０００４】
このように構成される光電気変換装置は、マウント基板の下面に設けられた電気コンタクト部を、配線基板に設けられた相手側コネクタ（電気コネクタ）に対して上方から嵌合させることにより、配線基板に装着される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２６０２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記光電気変換装置は、相手側コネクタに対しマウント基板の厚み方向に嵌合する電気コンタクト部が、マウント基板の厚み方向の一面（下面）に設けられているから、マウント基板の厚み方向における光電気変換装置の寸法（高さ寸法）を小さくすることが難しい。
【０００７】
本発明は上記事由に鑑みて為されており、低背化を図ることができる光電気変換装置、およびそれを用いた接続装置並びに信号伝送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光電気変換装置は、マウント基板と、前記マウント基板の一端部に設けられた電気コンタクト部と、前記電気コンタクト部に電気的に接続されており、光導波部材と前記電気コンタクト部との間で光電変換を行う光素子と、前記マウント基板の一面に設けられ、前記光素子と前記光導波部材とを光学的に結合する光結合部材とを備え、前記電気コンタクト部は、相手側コネクタに対して、前記マウント基板の厚み方向に直交する差込方向に差し込まれることにより、前記相手側コネクタと電気的に接続され且つ機械的に結合されるように構成されており、前記マウント基板は、第１領域と、当該第１領域に比べて曲げ剛性の高い第２領域とを含んでおり、前記第２領域に前記光結合部材が配置され、前記第１領域に前記電気コンタクト部が配置されていることを特徴とする。
【０００９】
この光電気変換装置において、前記マウント基板は、第１基板と、当該第１基板の一部に重なり合った状態で前記第１基板に結合された第２基板とを有しており、前記第１基板のうち前記第２基板からはみ出した部位は前記第１領域を構成することが望ましい。
【００１０】
この光電気変換装置において、前記第１基板はフレキシブルプリント基板であることがより望ましい。
【００１１】
この光電気変換装置において、前記マウント基板のうち前記電気コンタクト部が設けられている部位には、前記第１基板の厚み方向の一面に配置される補強部材が設けられていることがより望ましい。
【００１２】
この光電気変換装置において、前記電気コンタクト部は、導電性材料を用いて形成され前記相手側コネクタと電気的に接続される接触子を有しており、前記接触子は、前記マウント基板の厚み方向における前記補強部材とは反対側の面に形成されていることがより望ましい。
【００１３】
あるいは、この光電気変換装置において、前記電気コンタクト部は、導電性材料を用いて形成され前記相手側コネクタと電気的に接続される接触子を有しており、前記接触子は、前記マウント基板の厚み方向における両面に形成されていることが望ましい。
【００１４】
あるいは、この光電気変換装置において、前記電気コンタクト部は、導電性材料を用いて形成され前記相手側コネクタと電気的に接続される接触子を有しており、前記接触子は、前記マウント基板の厚み方向における前記補強部材側の面に形成されていることが望ましい。
【００１５】
本発明の接続装置は、上記の光電気変換装置と、前記電気コンタクト部と電気的に接続され且つ機械的に結合される前記相手側コネクタとを備え、前記相手側コネクタは、前記マウント基板の厚み方向の両側から前記電気コンタクト部を挟み込むことにより、前記電気コンタクト部と電気的な接続および機械的な結合を行うように構成されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の信号伝送装置は、上記の光電気変換装置を用いた第１コネクタと、上記の光電気変換装置を用いた第２コネクタと、前記第１コネクタの前記光素子と前記第２コネクタの前記光素子とを光学的に結合する光ケーブルとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、マウント基板の一端部に設けられた電気コンタクト部が、相手側コネクタに対して、マウント基板の厚み方向に直交する差込方向に差し込まれることにより、相手側コネクタと電気的に接続され且つ機械的に結合されるように構成されている。したがって、本発明によれば、相手側コネクタに対してマウント基板の厚み方向に嵌合する電気コンタクト部が、マウント基板の厚み方向の一面に設けられた構成に比べて、光電気変換装置の低背化を図ることができる、という利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態１に係る光電気変換装置の断面図である。
【図２】実施形態１に係る光電気変換装置を用いた信号伝送装置の側面図である。
【図３】図３Ａは実施形態１に係る光電気変換装置の側面図、図３Ｂは実施形態１に係る光電気変換装置の平面図、図３Ｃは実施形態１に係る光電気変換装置の底面図である。
【図４】図４Ａは実施形態１に係る光電気変換装置の要部の断面図、図４Ｂは実施形態１に係る光電気変換装置の要部の斜視図、図４Ｃは実施形態１に係る光電気変換装置の光結合部材の斜視図である。
【図５】図５Ａは実施形態１に係る接続装置の相手側コネクタの非ロック状態の断面図、図５Ｂは実施形態１に係る接続装置の相手側コネクタのロック状態の断面図である。
【図６】図６Ａは実施形態１の第１の変形例の要部の断面図、図６Ｂは実施形態１の第２の変形例の要部の断面図である。
【図７】実施形態１に係る光電気変換装置の他の構成の断面図である。
【図８】実施形態１に係る光電気変換装置のさらに他の構成の断面図である。
【図９】実施形態２の第１の構成例の断面図である。
【図１０】実施形態２の第２の構成例の要部の断面図である。
【図１１】実施形態２の第３の構成例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（実施形態１）
本実施形態の光電気変換装置１は、図１に示すように、マウント基板２と、電気コンタクト部３と、光素子４と、光結合部材５とを備えている。
【００２０】
電気コンタクト部３は、マウント基板２の一端部に設けられている。光素子４は、電気コンタクト部３に電気的に接続されており、光導波部材６と電気コンタクト部３との間で光電変換を行う。光結合部材５は、マウント基板２の一面に設けられ、光素子４と光導波部材６とを光学的に結合する。
【００２１】
ここで、電気コンタクト部３は、相手側コネクタ９に対して、マウント基板２の厚み方向に直交する差込方向に差し込まれることにより、相手側コネクタ９と電気的に接続され且つ機械的に結合されるように構成されている。
【００２２】
マウント基板２は、第１領域２１０と、第１領域２１０に比べて曲げ剛性の高い第２領域２２０とを含んでいる。マウント基板２の第２領域２２０には光結合部材５が配置され、マウント基板２の第１領域２１０には電気コンタクト部３が配置されている。
【００２３】
なお、光素子４は、電気信号を光信号に変換（光電変換）する発光素子と、光信号を電気信号に変換（光電変換）する受光素子とのいずれであってもよい。また、ここでいう「直交」とは、厳密に９０度で交差している状態だけでなく、略直交しているとみなせる状態も含み、「差込方向」は、マウント基板２の厚み方向に垂直な平面に対して若干傾いていてもよい。
【００２４】
この構成によれば、マウント基板２の一端部に設けられた電気コンタクト部３が、相手側コネクタ９に対して、マウント基板２の厚み方向に直交する差込方向に差し込まれることにより、相手側コネクタ９と電気的に接続且つ機械的に結合される。そのため、マウント基板２の厚み方向における光電気変換装置１の寸法（高さ寸法）を、従来の光電気変換装置に比べて小さく抑えることができ、光電気変換装置１の低背化を図ることができる、という利点がある。
【００２５】
また、詳しくは後述するが、マウント基板２は、第２領域２２０に光結合部材５が配置され、相対的に曲げ剛性の低い第１領域２１０に電気コンタクト部３が配置されているので、電気コンタクト部３が抜き差しされる際に光結合部材５に応力が作用しにくくなる。そのため、この光電気変換装置１によれば、光素子４と光導波部材６との間に位置ずれが生じ難く、光結合損失（ロス）を低減できる。
【００２６】
＜信号伝送装置の構成＞
本実施形態では、図２に示すように、第１コネクタ１０１と第２コネクタ１０２との間で信号の伝送を行う信号伝送装置１００に光電気変換装置１が用いられる場合を例として説明する。信号伝送装置１００は、光電気変換装置１を用いた第１コネクタ１０１と、光電気変換装置１を用いた第２コネクタ１０２と、光ケーブル１０３とを備えている。光ケーブル１０３は、たとえば光ファイバに被覆（図示せず）を被せたケーブル（光ファイバケーブル）であって、第１コネクタ１０１の光素子４と第２コネクタ１０２の光素子４とを光学的に結合する。なお、ここでは光ケーブル１０３は光導波部材６を兼ねることとするが、光ケーブル１０３と光導波部材６とは別体として設けられ、光学的に結合されていてもよい。
【００２７】
ここでは、第１コネクタ１０１は、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER）等の半導体レーザや発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）などの発光素子を、光素子４として備えている。一方、第２コネクタ１０２は、フォトダイオードなどの受光素子を、光素子４として備えている。すなわち、信号伝送装置１００は、第１コネクタ１０１で電気信号を光信号に変換し、光ケーブル１０３を介して光信号を第２コネクタ１０２に伝送して、第２コネクタ１０２で光信号を電気信号に変換する。これにより、信号伝送装置１００は、第１コネクタ１０１の電気コンタクト部３に電気信号として入力された信号を、光信号を利用して第２コネクタ１０２に伝送し、第２コネクタ１０２の電気コンタクト部３から電気信号として出力することができる。
【００２８】
そして、信号伝送装置１００は、第１コネクタ１０１および第２コネクタ１０２のそれぞれに本実施形態の光電気変換装置１を用いることにより、第１コネクタ１０１および第２コネクタ１０２の低背化を図ることができる、という利点がある。
【００２９】
なお、第１コネクタ１０１と第２コネクタ１０２とのいずれを信号の送信元とするかは任意であって、たとえば第１コネクタ１０１に受光素子、第２コネクタ１０２に発光素子がそれぞれ光素子４として設けられていてもよい。また、第１コネクタ１０１と第２コネクタ１０２との各々に、発光素子および受光素子の両方が光素子４として設けられていてもよく、この場合、信号伝送装置１００は、第１コネクタ１０１と第２コネクタ１０２との間で双方向に信号の伝送が可能になる。さらに、第１コネクタ１０１と第２コネクタ１０２との各々に発光素子または受光素子が複数個ずつ設けられていてもよく、この場合、信号伝送装置１００は、多チャンネルの信号の伝送が可能になる。
【００３０】
＜光電気変換装置の構成＞
以下、本実施形態の光電気変換装置１について詳しく説明する。以下に説明する光電気変換装置１は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、下記実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００３１】
以下では、信号伝送装置１００に第１コネクタ１０１として用いられる光電気変換装置１に着目して、光電気変換装置１の具体的な構成を説明するが、とくに断りがない限り、第２コネクタ１０２として用いられる光電気変換装置１についても同一の構成である。
【００３２】
本実施形態に係る光電気変換装置１は、図１に示すように、マウント基板２、電気コンタクト部３、光素子４、および光結合部材５に加えて、補強部材７および信号処理回路８を備えている。なお、ここでは光導波部材６は光電気変換装置１の構成要件に含まれることとして説明する。ただし、光導波部材６は光電気変換装置１の構成要件に含まれていなくてもよく、この場合、光電気変換装置１は、光導波部材６に接続（光学的に結合）した状態で使用されることになる。
【００３３】
本実施形態においては、図３Ａ〜図３Ｃに示すように、マウント基板２は平面視で一方向に長い長方形状に形成されており、電気コンタクト部３はマウント基板２の長手方向の一端部に設けられている。
【００３４】
以下、説明のためにマウント基板２の厚み方向を上下方向と定義し、マウント基板２から見て光結合部材５側を上方とし定義する。さらに、マウント基板２の長手方向を前後方向と定義し、電気コンタクト部３側を前方と定義する。つまり、以下では図３Ａの上下を上下、左右を前後として説明する。また、上下方向および前後方向の両方に直交する方向（図３Ａの紙面に直交する方向）を、左右方向と定義する。ただし、これらの方向は光電気変換装置１の使用形態を限定する趣旨ではない。
【００３５】
マウント基板２は、第１基板２１と、第１基板２１の一部に重なり合った状態で第１基板２１に結合された第２基板２２とを有している。つまり、第１基板２１と第２基板２２とは、少なくとも第１基板２１が第２基板２２からはみ出すようにして、互いに厚み方向（上下方向）に重なり合った状態で結合され一体化されている。
【００３６】
ここで、第１基板２１のうち第２基板２２からはみ出した部位は、第１領域２１０を構成する。第１基板２１のうち第２基板２２と重なり合った部位は、第２領域２２０を構成する。言い換えれば、マウント基板２のうち、第１基板２１と第２基板２２とが重なり合った部分が第２領域２２０となり、第１基板２１のみの部分が第１領域２１０となる。このように、マウント基板２は第１領域２１０と第２領域２２０との２つの領域に分けることができる。
【００３７】
本実施形態においては、第１基板２１は、左右方向の寸法が第２基板２２と同一で、前後方向の寸法が第２基板２２よりも大きく設定されている。そして、第１基板２１と第２基板２２とでは後端縁（図３Ａでは右端縁）の位置が揃えられている。そのため、第１基板２１は第２基板２２から前方（図３Ａでは左方）にのみ、はみ出しており、このはみ出した部位が第１領域２１０を構成する。
【００３８】
上述したように、マウント基板２の曲げ剛性は第１領域２１０に比べて第２領域２２０で高くなるように構成されている。つまり、マウント基板２の曲げ剛性は部位によって異なっており、マウント基板２は第１領域２１０に比べて第２領域２２０で厚み方向に曲がりにくく構成されている。言い換えれば、マウント基板２の曲げ剛性は第２領域２２０に比べて第１領域２１０で低く、マウント基板２は第２領域２２０に比べて第１領域２１０で厚み方向に曲がりやすく構成されている。さらに言い換えれば、マウント基板２は、第１領域２１０と第２領域２２０とで弾性係数（ヤング率）が異なっており、第１領域２１０に比べて第２領域２２０で弾性係数（ヤング率）が大きくなる。
【００３９】
一例として、第１基板２１は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuits）である。第２基板２２は、ガラスエポキシ基板やシリコン基板などのリジッド基板である。このように弾性係数の異なる２枚の基板（第１基板２１、第２基板２２）を重ね合わせることにより、マウント基板２は、第１基板２１のみの部位（第１領域２１０）と、その他の部位との曲げ剛性が異なることになる。
【００４０】
補強部材７は、マウント基板２のうち電気コンタクト部３が設けられている部位（ここでは前端部）に設けられ、第１基板２１の厚み方向の一面に配置されて第１基板２１の曲げ剛性を高めている。本実施形態では、図３Ｃに示すように、補強部材７は、第１基板２１の下面、つまり光結合部材５が設けられた上面とは反対側の面に配置されており、第１基板２１のうち電気コンタクト部３に相当する略全範囲に設けられている。この補強部材７は、一例としてポリイミドやエポキシやガラスエポキシなどの樹脂材料を用いて板状あるいはシート状に形成され、第１基板２１に貼り付けられる。補強部材７は、この例に限らず第１基板２１に樹脂材料をコーティング（塗布）することにより形成されてもよい。
【００４１】
これにより、フレキシブルプリント基板からなる第１基板２１は、補強部材７が設けられていない部位に比べると、補強部材７が設けられた部位の曲げ剛性が高くなる。ただし、第１基板２１のうち補強部材７が設けられた部位の曲げ剛性であっても、第２基板２２の曲げ剛性よりは低く設定されている。したがって、マウント基板２の曲げ剛性は、第２領域２２０で最も高く、第１領域２１０のうち補強部材７が設けられた部位、第１領域２１０のうち補強部材７が設けられていない部位、の順で低くなる。なお、補強部材７は、第２基板２２より弾性係数（ヤング率）の小さな材料に限らず、第２基板２２より弾性係数（ヤング率）の大きな材料で構成されていてもよい。
【００４２】
電気コンタクト部３は、第１基板２１のうち第２基板２２からはみ出した部位、つまりマウント基板２のうち第１領域２１０に設けられている。言い換えれば、電気コンタクト部３は、マウント基板２のうち、比較的曲げ剛性の低い前端部（図３Ｂでは左端部）に設けられている。
【００４３】
電気コンタクト部３は、導電性材料を用いて形成され相手側コネクタ９と電気的に接続される接触子３１を有している。接触子３１は、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、マウント基板２の厚み方向における補強部材７とは反対側の面に形成されている。本実施形態においては、補強部材７はマウント基板２の下面に設けられているので、接触子３１は、補強部材７の裏面となるマウント基板２の上面に形成されている。接触子３１は、第１基板２１に形成された短冊状の導体パターンであって、図３Ｂに示すように所定の本数（ここでは８本）だけ形成される。
【００４４】
このように構成された電気コンタクト部３は、相手側コネクタ９（図１参照）に対して、マウント基板２の厚み方向（上下方向）に直交する差込方向（前後方向）に挿抜可能に差し込まれる。具体的には、相手側コネクタ９の一面（図１では電気コンタクト部３との対向面）には開口が形成されており、電気コンタクト部３は、この開口から相手側コネクタ９に差し込まれる。電気コンタクト部３は、相手側コネクタ９に差し込まれた状態で、接触子３１に相手側コネクタ９のコンタクト９１（図５Ｂ参照）が接触し、相手側コネクタ９と電気的に接続され且つ機械的に結合される。
【００４５】
光結合部材５は、マウント基板２の一面に実装されている。ここでは、図３Ｂに示すように、光結合部材５は、マウント基板（第１基板２１）２の上面において、中央部よりも後方寄りの位置に配置されている。これにより、光結合部材５は、第１基板２１のうち第２基板２２と重なる部位、つまりマウント基板２のうちの第２領域２２０に設けられている。言い換えれば、光結合部材５は、マウント基板２のうち、比較的曲げ剛性の高い部位に設けられている。
【００４６】
光結合部材５は、光素子４と光導波部材６とを光学的に結合する機能を持つ構造であればよく、図３Ｂでは一例として、光素子４が実装されたサブマウント基板にて光結合部材５が構成されている。ただし、光結合部材５は、図３Ｂの構成に限らず適宜の構成を採用可能である。
【００４７】
光導波部材６は、たとえば光ファイバなどであって、光素子４としての発光素子から出力される光、あるいは光素子４としての受光素子に入力される光を導波する。光結合部材５は、光導波部材６の先端部を保持し、光素子４と光導波部材６との相対的な位置関係を固定することにより、光素子４と光導波部材６とを光学的に結合する。光結合部材５の具体的な構成については後述する。
【００４８】
信号処理回路８は、パッケージ化された集積回路（ＩＣ：Integrated Circuit）であって、マウント基板２の一面に実装されている。ここでは、図３Ｂに示すように、信号処理回路８は、第１基板２１の上面、つまり光結合部材５と同一面に配置されている。信号処理回路８は、マウント基板２のうちの第２領域２２０に位置するように、第１基板２１の上面における中央部付近に配置されている。言い換えれば、信号処理回路８は、マウント基板２の上面であって電気コンタクト部３と光結合部材５との間に配置されている。
【００４９】
本実施形態では、光素子４が信号処理回路８を介して電気コンタクト部３に電気的に接続されるように、信号処理回路８には電気コンタクト部３および光素子４がそれぞれ電気的に接続されている。信号処理回路８は、第１コネクタ１０１（図２参照）においては、少なくとも電気コンタクト部３から入力される電気信号に従って、光素子４としての発光素子を駆動する（発光させる）機能を有している。第２コネクタ１０２（図２参照）においては、信号処理回路８は、少なくとも光素子４としての受光素子から受光した光に応じて出力される電気信号について、増幅等の信号処理を行い電気コンタクト部３に出力する機能を有している。
【００５０】
信号処理回路８は、図３Ａに示すように、第１基板２１の上面に形成された導体パターン８３に対してボンディングワイヤ８１によって接続され、且つ光結合部材５の上面に形成された導体パターン８４に対してボンディングワイヤ８２によって接続されている。ただし、この構成に限らず、信号処理回路８はマウント基板２にフリップチップ実装されていてもよい。
【００５１】
第１基板２１の導体パターン８３には接触子３１が接続されており、これにより、信号処理回路８は電気コンタクト部３の接触子３１と電気的に接続される。光結合部材５の導体パターン８４には光素子４が接続されており、これにより、信号処理回路８は光素子４と電気的に接続される。なお、図３Ｂでは導体パターン８３，８４の図示を省略している。また、図３Ｂ以外の図面では、複数本あるボンディングワイヤ８１の図示も適宜省略している。
【００５２】
次に、光結合部材５の具体的な構成について、図４Ａ〜図４Ｃを参照して説明する。
【００５３】
光結合部材５は、たとえばシリコン基板または樹脂成形基板であって、図４Ａおよび図４Ｂに示すように上面に光素子４が実装されている。光素子４は、発光面（第２コネクタ１０２では受光面）を下方（光結合部材５側）に向け、バンプ４１を介して光結合部材５にフリップチップ実装されている。図４Ａ〜図４Ｃでは、光結合部材５の上面に形成された導体パターン８４（図３Ａ参照）の図示を省略している。
【００５４】
光結合部材５の上面には図４Ｃに示すように前後方向に長い断面Ｖ字状の溝５２が形成されている。溝５２は、光結合部材５に後方から導入した光導波部材６が収まるように、光結合部材５の上面において後端縁から光素子４の実装位置にかけて形成されている。光結合部材５の上面には、左右方向における溝５２の両側に跨るようにしてたとえばガラス製の押さえ部材５１が取り付けられ、この押さえ部材５１によって光導波部材６の先端部が固定される。
【００５５】
なお、光導波部材６は、光結合部材５に外部から導入される外部導波路（光ファイバなど）と、予め溝５２内に設けられている内部導波路とに分かれていてもよい。この場合、外部導波路の先端面が内部導波路の端面に光学的に結合されることで、溝５２内において内部導波路の分だけ外部導波路が延長されることになる。
【００５６】
ここで、溝５２の内側面のうち光導波部材６の先端面と対向する部位（溝５２の前端面）は、光素子４から出た光を光導波部材６の先端面に向けて反射するように、光結合部材５の上面に対して４５度の角度で傾斜したミラー５３を構成する。ミラー５３は、たとえば金属メッキにより形成されている。ただし、光結合部材５がシリコン基板である場合には、表面を鏡面加工することでミラー５３が形成されていてもよい。第２コネクタ１０２においては、ミラー５３は光導波部材６の先端面から出た光を光素子４の受光面に向けて反射することになる。
【００５７】
なお、図４Ａ〜図４Ｃ以外の図面においては押さえ部材５１や溝５２などの図示を省略し、光結合部材５を簡略化して図示している。
【００５８】
＜効果＞
以上説明した光電気変換装置１によれば、マウント基板２の一端部に設けられた電気コンタクト部３が、相手側コネクタ９に、マウント基板２の厚み方向に直交する差込方向に差し込まれることにより、相手側コネクタ９と電気的に接続且つ機械的に結合される。そのため、本実施形態によれば、相手側コネクタに対してマウント基板の厚み方向に嵌合する電気コンタクト部がマウント基板の厚み方向の一面に設けられた従来構成に比べ、マウント基板２の厚み方向における光電気変換装置１の寸法（高さ寸法）を小さくできる。結果的に、本実施形態の構成によれば、従来の光電気変換装置に比べて高さ寸法を小さく抑えることができ、光電気変換装置１の低背化を図ることができる、という利点がある。
【００５９】
さらに、本実施形態に係る光電気変換装置１の効果を説明するために、たとえば特許文献２（特開２０１１−４０７６４号公報）に記載の発明を比較例として説明する。
【００６０】
比較例の光電気変換装置（光モジュール）は、相手側コネクタ（ソケット）に差し込まれる電気コンタクト部（接続端子）をマウント基板（パッケージ）の一端部に備えている。マウント基板の内部には光結合部材（基板）が設けられ、光結合部材の側面はマウント基板に対向するように構成されている。光結合部材は、光素子および光導波部材（光導波体）を保持し、光素子と光導波部材とを光学的に結合する。
【００６１】
比較例に係る光電気変換装置は、マウント基板の一端部に設けられた電気コンタクト部が、相手側コネクタに対して、マウント基板の厚み方向に直交する差込方向に差し込まれる点においては、本実施形態と同様である。
【００６２】
しかしながら、比較例の構成では、相手側コネクタに対して電気コンタクト部が抜き差しされる際（とくに差し込まれる際）、マウント基板の全体に応力が作用するため、光結合部材にも応力が作用して、光素子と光導波部材との間の位置ずれが生じる可能性がある。したがって、比較例の光電気変換装置では、相手側コネクタに対して電気コンタクト部が抜き差しされる際に作用する応力に起因して、光素子と光導波部材との間の光学的な結合度が低下し、光結合損失（ロス）を生じる可能性がある。
【００６３】
これに対して、本実施形態の光電気変換装置１は、マウント基板２が、第１領域２１０と、第１領域２１０に比べて曲げ剛性の高い第２領域２２０とを含んでいる。マウント基板２の第２領域２２０には光結合部材５が配置され、マウント基板２の第１領域２１０には電気コンタクト部３が配置されている。つまり、マウント基板２は、第２領域２２０に光結合部材５が配置され、相対的に曲げ剛性の低い第１領域２１０に電気コンタクト部３が配置されている。
【００６４】
要するに、本実施形態の光電気変換装置１では、相手側コネクタ９に対して電気コンタクト部３が抜き差しされる際、電気コンタクト部３に作用する応力は、マウント基板２のうち電気コンタクト部３と光結合部材５との間に介在する第１領域２１０にて吸収される。そのため、マウント基板２のうち第２領域２２０に配置された光結合部材５に作用する応力は低減され、光素子４と光導波部材６との間に位置ずれが生じ難くなる。したがって、本実施形態の光電気変換装置１では、上述した比較例に比べて、光素子４と光導波部材６との間の光学的な結合度は低下し難く、光結合損失（ロス）を低減できる、という利点がある。
【００６５】
しかも、比較例においては、マウント基板と光結合部材の側面とが対向するように、マウント基板の高さ寸法（厚み寸法）が大きく設定されており、低背化が困難である。これに対して、本実施形態に係る光電気変換装置１によれば、マウント基板には光結合部材の側面と対向する部位は存在しないため、比較例よりも低背化を図ることができる。
【００６６】
また、マウント基板２は、本実施形態のように、第１基板２１と、第１基板２１の一部に重なり合った状態で第１基板２１に結合された第２基板２２とを有することが好ましい。この場合、第１基板２１のうち第２基板２２からはみ出した部位は第１領域２１０を構成する。この構成によれば、マウント基板２は、第１基板２１と第２基板２２との２枚の基板を貼り合わせただけの簡単な構成で、曲げ剛性の異なる第１領域２１０と第２領域２２０とを設定することができる。ただし、この構成は必須の構成ではなく、この構成を採用するか否かは任意であって、マウント基板２は第１基板２１、第２基板２２に分かれていなくてもよい。
【００６７】
さらにこの場合、本実施形態のように、第１基板２１はフレキシブルプリント基板であることが好ましい。この構成によれば、光電気変換装置１は、第１基板２１の曲げ剛性を十分に低く設定することができ、相手側コネクタ９に対して電気コンタクト部３が抜き差しされる際、電気コンタクト部３に作用する応力を、第１領域２１０にて十分に吸収することができる。ただし、この構成は必須の構成ではなく、この構成を採用するか否かは任意である。
【００６８】
また、本実施形態のように、マウント基板２のうち電気コンタクト部３が設けられている部位には、第１基板２１の厚み方向の一面に配置される補強部材７が設けられていることが好ましい。この構成によれば、光電気変換装置１は、電気コンタクト部３の厚み寸法を補強部材７の分だけ大きくでき、電気コンタクト部３が相手側コネクタ９に差し込まれた状態で、相手側コネクタ９のコンタクト９１に適切なストロークを与えることができる。これにより、光電気変換装置１は、電気コンタクト部３と相手側コネクタ９との間に所望の接圧を確保でき、所望の接触抵抗で相手側コネクタ９と電気的に接続可能である。なお、光電気変換装置１は、必要に応じて、第１基板２１の曲げ剛性を補強部材７にて高めることもできる。これにより、光電気変換装置１は、第１基板２１自体の曲げ剛性を低く設定しながらも、相手側コネクタ９に差し込まれる電気コンタクト部３については、補強部材７で補強することで必要最低限の曲げ剛性を確保することができる。
【００６９】
この場合、本実施形態のように電気コンタクト部３は、導電性材料を用いて形成され相手側コネクタ９と電気的に接続される接触子３１を有しており、接触子３１は、マウント基板２の厚み方向における補強部材７とは反対側の面に形成されていることが好ましい。この構成によれば、電気コンタクト部３の接触子３１として、第１基板２１の表面に形成された導体パターンをそのまま利用することができる。
【００７０】
＜接続装置の構成＞
本実施形態の光電気変換装置１は、相手側コネクタ９と共に接続装置１０（図１参照）を構成する。光電気変換装置１は、上述したように電気コンタクト部３が相手側コネクタ９に差し込まれることにより、相手側コネクタ９と電気的に接続され且つ機械的に結合される。
【００７１】
すなわち、接続装置１０は、光電気変換装置１と、電気コンタクト部３と電気的に接続され且つ機械的に結合される相手側コネクタ９とを備えている。相手側コネクタ９は、マウント基板２の厚み方向の両側から電気コンタクト部３を挟み込むことにより、電気コンタクト部３と電気的な接続および機械的な結合を行うように構成されている。この構成によれば、接続装置１０は、相手側コネクタ９および電気コンタクト部３を電気的に接続する機構と、相手側コネクタ９および電気コンタクト部３を機械的に結合する機構とを別々に備える必要がないので、構造を簡略化できる。
【００７２】
相手側コネクタ９は、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、プラグ（雄コネクタ）としての電気コンタクト部３を差し込み可能な構成のソケット（雌コネクタ）であって、たとえば図示しない配線基板に実装される。光電気変換装置１は、電気コンタクト部３を相手側コネクタ９に対して挿抜可能に差し込まれ、相手側コネクタ９に差し込まれた状態では、相手側コネクタ９と電気的且つ機械的に接続される。これにより、光電気変換装置１と配線基板とは電気的に接続されることになる。
【００７３】
具体的に説明すると、相手側コネクタ９は、図５Ａに示すように導電性材料を用いて形成されたコンタクト９１と、絶縁材料を用いて形成されコンタクト９１を保持するハウジング９２とを有している。ハウジング９２は、後方から電気コンタクト部３を挿入可能となるように背面（図５Ａでは右端面）が開口されている。コンタクト９１は、ハウジング９２に挿入された電気コンタクト部３を上下方向の両側から挟み込むような形状であって、電気コンタクト部３との接触部位（接点）が電気コンタクト部３の接触子３１に接触することで光電気変換装置１と電気的に接続される。
【００７４】
本実施形態では、相手側コネクタ９は、ハウジング９２に対して回転可能に保持されたレバー９３を有している。レバー９３は、図５Ａに示す状態から矢印の向き（反時計回り）に回転することにより、図５Ｂに示すようにコンタクト９１の一部を押し上げるように構成されている。これにより、図５Ｂに示す状態ではコンタクト９１の後端部における上下方向の間隔が狭くなり、コンタクト９１が電気コンタクト部３を挟み込む力は大きくなって、相手側コネクタ９は電気コンタクト部３をロック（抜け止め）する。つまり、相手側コネクタ９は、たとえばレバー９３のように、電気コンタクト部３を挟み込む力の大きさを変化させるロック機構を有することにより、ロック機構の操作によって電気コンタクト部３をロックする状態と、ロックを解除する状態とを切替可能である。
【００７５】
このようなロック機構を持つ相手側コネクタ９を用いることにより、相手側コネクタ９に対して電気コンタクト部３が抜き差しされる際に電気コンタクト部３にかかる応力は、比較的小さくなる。すなわち、ロック機構のない相手側コネクタ９であれば、電気コンタクト部３と機械的に結合するために電気コンタクト部３を挟み込む力は必然的に大きくなり、電気コンタクト部３が抜き差しされる際に電気コンタクト部３にかかる応力は比較的大きくなる。これに対して、ロック機構を持つ相手側コネクタ９であれば、相手側コネクタ９に対して電気コンタクト部３が抜き差しされる際には電気コンタクト部３を挟み込む力を小さくすることで、電気コンタクト部３にかかる応力は比較的小さくなる。
【００７６】
したがって、本実施形態の光電気変換装置１と共に接続装置１０を構成する相手側コネクタ９は、ロック機構を有することが好ましい。ただし、ロック機構は必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
【００７７】
＜変形例＞
図６Ａは、本実施形態の第１の変形例の要部を示している。第１の変形例では、電気コンタクト部３の接触子は、マウント基板２の厚み方向（上下方向）における両面に形成されている。ここでは、マウント基板２の補強部材７とは反対側の面（上面）には接触子３１が形成され、マウント基板２の補強部材７側の面（下面）には接触子３２が形成されており、両接触子３１，３２間はスルーホールめっき３３で電気的に接続されている。この構成によれば、光電気変換装置１は、電気コンタクト部３の両面で相手側コネクタ９と接触する両面接触の構造になる。つまり、光電気変換装置１は、マウント基板２の厚み方向の両側において、電気コンタクト部３と相手側コネクタ９との電気的な接続を確保できるので、片面でのみ接続される場合に比べて接続信頼性が向上する。
【００７８】
光電気変換装置１は、このような両面接触の構造を採用することで、以下のような効果を奏することが期待できる。たとえば、マウント基板２の上面側の接触子３１が信号線、マウント基板２の下面側の接触子３２がグランド（ＧＮＤ）層であれば、光電気変換装置１は、電気コンタクト部３がマイクロストリップ構造となることで高周波特性の改善が期待できる。さらに、マウント基板２の上面側において、接触子３１の一部がグランド線で且つ２チャンネル分の一対（差動ペア）の信号線の間にグランド線が配置されるような構成であれば、光電気変換装置１は、クロストークの低減が期待できる。
【００７９】
図６Ｂは、本実施形態の第２の変形例の要部を示している。第２の変形例では、電気コンタクト部３の接触子は、マウント基板２の厚み方向（上下方向）における補強部材７側の面に形成されている。ここでは、マウント基板２の補強部材７側の面（下面）に接触子３２が形成されており、導体パターン８３と接触子３２との間はスルーホールめっき３３で電気的に接続されている。この構成によれば、光電気変換装置１は、マウント基板２の補強部材７側の面において、電気コンタクト部３と相手側コネクタ９との電気的な接続を行うので、補強部材７側にのみ接点（コンタクト）を持つ相手側コネクタ９に対応できる。
【００８０】
ところで、本実施形態の光電気変換装置１は、上述した構成に限らず適宜の変更が可能であって、たとえば図７に示すように補強部材７（図１参照）が省略されていてもよい。この構成によれば、光電気変換装置１は、補強部材の分だけ電気コンタクト部３の薄型化を図ることができる。また、この構成では、第１基板２１に直接形成された導体パターンによって第１基板２１の両面に接触子を設けることができ、その結果、光電気変換装置１は、図６Ａの例と同様に両面接触の構造になる。
【００８１】
また、光電気変換装置１は、図８に示すように第２基板２２が第１基板２１の上面に設けられていてもよい。図８の構成では、光結合部材５および信号処理回路８は第２基板２２に実装されている。なお、図８の構成に補強部材７（図１参照）が付加されていてもよい。
【００８２】
さらにまた、光電気変換装置１は、補強部材７が第１基板２１の上面、つまり光結合部材５と同一面に配置されていてもよい。信号処理回路８は複数の部品に分かれていてもよく、信号処理回路８は省略されていてもよい。
【００８３】
（実施形態２）
本実施形態に係る光電気変換装置１は、図９〜図１１に示すように光結合部材の構成が実施形態１の光電気変換装置１と相違する。光結合部材以外の構成は実施形態１と同様であるので、以下、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。
【００８４】
本実施形態では、光結合部材の構成が異なる第１〜第３の構成例を例示する。
【００８５】
図９は第１の構成例を示している。第１の構成例において、光結合部材５１０は直方体状のシリコンまたは樹脂の成形品である。光結合部材５１０には、前後方向（図９の左右方向）に貫通する貫通孔５１１が形成されている。貫通孔５１１は、断面円形状であって、前後方向の中間部よりも前方側を小径部５１２、後方側を大径部５１３とするように、中間部よりも後方側の内径が大きく形成されている。
【００８６】
光素子４は、光結合部材５１０の前面において貫通孔５１１に対応する位置に実装されている。光素子４は、発光面（第２コネクタ１０２では受光面）を後方（光結合部材５１０側）に向け、バンプ４１を介して光結合部材５１０にフリップチップ実装されている。なお、導体パターン８４は、光結合部材５１０の前面から第１基板２１の上面にかけて形成されており、光素子４は、導体パターン８４およびボンディングワイヤ８２を介して信号処理回路８に電気的に接続される
このように構成される光結合部材５１０は、貫通孔５１１に後方から光導波部材６を導入し、光導波部材６を大径部５１３内で保持する。この状態で、光ファイバからなる光導波部材６は、コア６１の先端面が小径部５１２を通して光素子４の発光面（第２コネクタ１０２では受光面）と対向する。したがって、光素子４と光導波部材６とは、光結合部材５１０によって光学的に結合されることになる。
【００８７】
図１０は第２の構成例を示している。第２の構成例において、光結合部材５２０は透光性樹脂にて形成されている。第２の構成例では、光素子４は、発光面（第２コネクタ１０２では受光面）を上方に向け、マウント基板（第１基板２１）２に直接実装（ワイヤボンディング実装）されている。光結合部材５２０は、光導波部材６を保持する保持ブロック５２１と、光素子４の上方に配置されるレンズブロック５２２とを有している。
【００８８】
保持ブロック５２１には、前後方向（図１０の左右方向）に貫通する断面円形状の貫通孔５２３が形成されている。光結合部材５２０は、貫通孔５２３に後方から光導波部材６を導入し、光導波部材６を貫通孔５２３内で保持する。
【００８９】
レンズブロック５２２は、光素子４からの光を平行光に変換する第１レンズ５２４と、ミラー５２５と、ミラー５２５で反射された光を光導波部材６に集光する第２レンズ５２６とを有している。ミラー５２５は、第１レンズ５２４からの光（平行光）を第２レンズ５２６に向けて反射するように、マウント基板２の上面に対して４５度の角度で傾斜している。ミラー５２５は、たとえば金属メッキにより形成されている。あるいは、透光性樹脂からなるレンズブロック５２２の屈折率が空気の屈折率より大きいことによりレンズブロック５２２と空気との界面では全反射が生じるので、ミラー５２５は、この全反射を利用して光を反射する構成であってもよい。つまり、ミラー５２５はレンズブロック５２２における空気との界面そのものであってもよい。
【００９０】
このように構成される光結合部材５２０は、光素子４の発光面からの光を第１レンズ５２４で平行光に変換（コリメート）し、この平行光をミラー５２５で反射して第２レンズ５２６によって光導波部材６のコア６１の先端面に集光する。なお、第２コネクタ１０２においては、光結合部材５２０は、第２レンズ５２６によって光導波部材６からの光を平行光に変換（コリメート）し、この平行光をミラー５２５で反射して第１レンズ５２４によって光素子４の受光面に集光する。したがって、光素子４と光導波部材６とは、光結合部材５２０によって光学的に結合されることになる。
【００９１】
図１１は第３の構成例を示している。第３の構成例において、光結合部材５３０はシリコンまたは樹脂の成形品であって、光導波部材６を保持する保持ブロック５３１と、光素子４が実装される実装ブロック５３２とを有している
図１１の例では、保持ブロック５３１は光素子４ごと実装ブロック５３２を覆うように形成されている。保持ブロック５３１の後壁には、前後方向（図１１の左右方向）に貫通する断面円形状の貫通孔５３３が形成されている。光結合部材５３０は、貫通孔５３３に後方から光導波部材６を導入し、光導波部材６を貫通孔５３３内で保持する。
【００９２】
実装ブロック５３２は、保持ブロック５３１の内側において、マウント基板（第１基板２１）２の上面に搭載されている。光素子４は、発光面（第２コネクタ１０２では受光面）を後方（貫通孔５３３側）に向け、実装ブロック５３２の背面のうち貫通孔５３３と対向する位置に実装されている。光素子４は、実装ブロック５３２の背面に形成された導体パターン８４に対して、ボンディングワイヤ８５によって電気的に接続されている。なお、導体パターン８４は、実装ブロック５３２の背面から第１基板２１の上面にかけて形成されており、光素子４は、導体パターン８４およびボンディングワイヤ８２，８５を介して信号処理回路８に電気的に接続される。
【００９３】
このように構成される光結合部材５３０は、貫通孔５３３に後方から導入される光導波部材６を保持ブロック５３１で保持する。この状態で、光導波部材６の先端面は光素子４の発光面（第２コネクタ１０２では受光面）と対向する。したがって、光素子４と光導波部材６とは、光結合部材５３０によって光学的に結合されることになる。
【００９４】
以上説明したように、光電気変換装置１は、種々の構成の光結合部材を適宜採用することが可能である。このような構成であっても、光電気変換装置１は、従来の光電気変換装置に比べて高さ寸法を小さく抑えることができ、光電気変換装置１の低背化を図ることができる、という利点がある。
【００９５】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００９６】
なお、上述した各構成（変形例や構成例を含む）は、適宜組み合わせて採用することが可能である。
【符号の説明】
【００９７】
１  光電気変換装置
２  マウント基板
２１  第１基板
２２  第２基板
２１０  第１領域
２２０  第２領域
３  電気コンタクト部
３１，３２  接触子
４  光素子
５，５１０，５２０，５３０  光結合部材
６  光導波部材
７  補強部材
９  相手側コネクタ
１０  接続装置
１００  信号伝送装置
１０１  第１コネクタ
１０２  第２コネクタ
１０３  光ケーブル
【図１】
2016020936.tif 000003
【図２】
2016020936.tif 000004
【図３】
2016020936.tif 000005
【図４】
2016020936.tif 000006
【図５】
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【図６】
2016020936.tif 000008
【図７】
2016020936.tif 000009
【図８】
2016020936.tif 000010
【図９】
2016020936.tif 000011
【図１０】
2016020936.tif 000012
【図１１】
2016020936.tif 000013