(57)【要約】【課題】一定の位置決め精度を確保でき、かつ、安価に製造可能な光コネクタの位置決め構造を提供する。【解決手段】光コネクタ１とこれに接続される光部品２とを互いに位置決めする手段として、光コネクタ１の接続面１ａ又は光部品２の接続面２ａの一方に嵌合受け溝１１ａ、１１ｂ、他方に前記嵌合受け溝に嵌合する嵌合凸条７ａ、７ｂを形成する。図示例は、光部品２が光素子を搭載した回路基板２であり、光コネクタ１が基板２と平行な内部の光ファイバ光路をミラー１６ａにより基板面２ａ上の光素子に向けて変更する表面実装型の光コネクタである。溝と凸条との嵌合による位置決め構造は、円形のピンとピン穴との嵌合による位置決め構造と比べて、樹脂成形に際して精度を高くすることが容易であり、また、金型についても、高い精度の金型を安価に製造できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の光部品と他方の光部品とを互いに位置決めする手段として、一方の光部品の接続面に少なくとも１箇所の嵌合受け溝、他方の光部品に前記嵌合受け溝に嵌合する少なくとも１箇所の嵌合凸条を形成し、前記嵌合受け溝に前記嵌合凸条が嵌り込むことにより、前記一方の光部品と前記他方の光部品が位置決めされて前記一方の光部品が担う光路と前記他方の光部品が担う光路が接続されることを特徴とする光コネクタの位置決め構造。
【請求項２】
前記光部品の少なくとも一方が光コネクタであることを特徴とする請求項１記載の光コネクタの位置決め構造。
【請求項３】
前記光部品が光素子を搭載した基板であり、前記光コネクタが基板と平行な内部の光ファイバ光路をミラーにより基板上の光素子に向けて変更する表面実装型の光コネクタであることを特徴とする請求項１記載の光コネクタの位置決め構造。
【請求項４】
前記嵌合受け溝と嵌合凸条とからなる線状嵌合部を少なくとも一対有し、その一対の線状嵌合部の方向が互いに異なることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光コネクタの位置決め構造。
【請求項５】
前記一対の線状嵌合部の方向が互いに直交していることを特徴とする請求項４記載の光コネクタの位置決め構造。
【請求項６】
前記一対の線状嵌合部の一方が光コネクタの矩形の接続面の一方の隅角部に、他方が光コネクタの矩形の接続面の他方の隅角部にそれぞれ位置するように設けられていることを特徴とする請求項４記載の光コネクタの位置決め構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光コネクタとこの光コネクタに接続される光部品とを互いに位置決めする手段を構成する光コネクタの位置決め構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば光コネクタどうしの位置決め手段として嵌合ピン位置決め方式がある。この嵌合ピン位置決め方式は、いわゆるＭＴ光コネクタ（JIS C 5981に規定されるＦ１２形多心光ファイバコネクタに概ね相当）に採用されている位置決め方式であるが、光コネクタにおける光ファイバ穴列の穴並び方向の両側にそれぞれピン穴をあけている。そして、両側のピン穴においてそれぞれ嵌合ピンを、対向する光コネクタのピン穴に貫通させて、対向する光コネクタどうしの位置決め（光ファイバどうしの軸合わせ）をする。
【特許文献１】特開２００７−０３３４９１  多心光コネクタ及びその組立方法
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の嵌合ピン位置決め方式の光コネクタにおいて、ピン穴径の公差は極めて小さく、ＳＵＳ製の嵌合ピンの外径に対するクリアランスは極めて小さい。
したがって、製造コストを下げるために金型精度を落としたり、製造工程を変更したりすると、光ファイバ穴列の左右両側の２つのピン穴のピッチの精度が低くなり、嵌合ピンを対向する光コネクタのピン穴に貫通させようとしても、容易に入らないことがある。
あるいは、嵌合ピンを架け渡すことができても光ファイバ穴の位置決め精度が悪い場合がある。
【０００４】
嵌合ピンが相手側光コネクタのピン穴に入らない事態の発生を防止したり、あるいは、光ファイバの位置決め精度を保つために、２つのピン穴についてそれぞれ、穴径及び穴位置の精度を保つ必要があり、その結果、光コネクタの製造コストを低減することができないという問題がある。
【０００５】
上記では光コネクタどうしの光接続の場合について述べたが、例えば基板（光素子と電子素子が混載された光電気複合基板）上の所定位置に精度よく光コネクタを位置決めして取り付ける場合にも、上述と同様のことが言える。すなわち、この場合の光コネクタは、基板と平行に設けた光ファイバ穴に光ファイバを固定し、その光ファイバ光路をミラーにより基板上の光素子に向けて変更する表面実装型光コネクタであり、基板面と垂直に設けた嵌合ピンを基板側のピン穴に嵌合させて位置決めするが、前記と同様な問題がある。
さらにこの場合は、光コネクタ本体の樹脂成形時に金属製の嵌合ピンを光コネクタ本体に埋め込むか、あるいは、光コネクタ本体に形成した穴に嵌合ピンを挿入して組み付ける必要がある。前者のように樹脂成形体（光コネクタ本体）にピンを埋め込むことは、製品精度上、製作コスト上、好ましくない。後者のようにピン挿入、ピン組み付け工程を別にする場合は、製品コストが上昇する。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、接続相手側の光部品に対する位置決め手段として、特に高い成形精度を要求されずに、所望の位置決め精度を確保することが可能であり、かつ、光コネクタの安価な製造を可能にする光コネクタの位置決め構造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】
【０００７】
上記課題を解決する本発明は、光コネクタの位置決め構造であって、光コネクタとこの光コネクタに接続される光部品とを互いに位置決めする手段として、光コネクタの接続面又光部品の接続面の一方に嵌合受け溝、他方に前記嵌合受け溝に嵌合する嵌合凸条を形成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２は、請求項１の光コネクタの位置決め構造において、前記光部品の少なくとも一方が光コネクタであることを特徴とする。
【０００９】
請求項３は、請求項１の光コネクタの位置決め構造において、光部品が光素子を搭載した基板であり、前記光コネクタが基板と平行な内部の光ファイバ光路をミラーにより基板上の光素子に向けて変更する表面実装型の光コネクタであることを特徴とする。
【００１０】
請求億４は、請求項１〜３のいずれかに記載の光コネクタの位置決め構造において、嵌合受け溝と嵌合凸条とからなる線状嵌合部を少なくとも一対有し、その一対の線状嵌合部の方向が互いに異なることを特徴とする。
【００１１】
請求項５は、請求項４の光コネクタの位置決め構造において、一対の線状嵌合部の方向が互いに直交していることを特徴とする。
【００１２】
請求項６は、請求項４の光コネクタの位置決め構造において、一対の線状嵌合部の一方が光コネクタの矩形の接続面の一方の隅角部に、他方が光コネクタの矩形の接続面の他方の隅角部にそれぞれ位置するように設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明において、光コネクタと光部品との位置決めは、光コネクタの接続面及び光部品の接続面の一方の溝（嵌合受け溝）と他方の凸条（嵌合凸条）との嵌合により行われる。例えばＶ溝等の溝と凸条との嵌合による位置決め構造は、円形のピンとピン穴との嵌合による位置決め構造と比べて、精度を高くするためにクリアランスを充分小さくする必要があるという問題がないので、精度を高くすることが容易である。
また、樹脂一体成形をする金型についても、円形穴や円形ピンを形成する金型より、溝あるいは凸条等の直線部で構成された金型の方が高い精度の金型を容易かつ安価に製造することができる。特に、円形のピン穴を形成する金型は、ピン穴用の棒状中子を支持するための構造が複雑で高価になり、かつ、棒状中子の位置を正確に保持することが必要なので精度を出しにくく、また金型の継ぎ目より樹脂漏れやバリが発生しやすいという問題がある。したがって、光コネクタの製造コストを大幅に低下させることが困難でる。
これに対して、本発明のように溝と凸部の嵌合構造であれば、位置決め精度を決定する主要な要素が主に直線だけで構成された金型であるためそれらの欠点は発生しない。
本発明は請求項３のように表面実装型光コネクタに適用する場合に、上記の効果が有効に発揮される。
【００１４】
請求項４のように、嵌合受け溝と嵌合凸条とからなる線状嵌合部を少なくとも一対有しその一対の線状嵌合部の方向が互いに異なるものでは、その一対の線状嵌合部により、平面上の位置決めを完全に行うことができる。
【００１５】
請求項５のように、一対の線状嵌合部を互いに直交させる構成により、平面上の直交二方向の位置決めを行うことが容易になる。
【００１６】
請求項６のように、一対の線状嵌合部の一方を光コネクタの矩形の接続面の一方の角部に、他方を他方の角部にそれぞれ設けることでも、平面上の直交二方向の位置決めを行うことができる。また、この場合は、短い溝又は凸条で位置決めを行うことが可能であり、光コネクタ及び光部品の樹脂成形金型が簡単になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施した光コネクタの位置決め構造について、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は本発明の一実施例の光コネクタの位置決め構造を示すもので、光コネクタ１、及びこの光コネクタ１が実装される回路基板（光部品）２を示す斜視図である。図２は光コネクタ１を図１の下面側から見た平面図、図３は回路基板２を図１の上面から見た平面図である。図４は光コネクタ１を回路基板２に実装した状態の平面図、図５は図４のＡ−Ａ断面図である。
【００１９】
本実施例の回路基板２は、厚い両側部２ｂの間が薄い底部２ａとなっているコ字形断面をなし、その底部２ａが光コネクタ１との接続面でもある基板面２ａとなっている。この回路基板２は、図３、図５にも示すように、その基板面２ａに、光コネクタ１側の光ファイバ１７に対応して整列する複数の光素子（発光素子または受光素子）５を搭載した光モジュールである。整列した複数の光素子５からなる光素子列も同じ符号５で示す。
回路基板２側の接続面である基板面２ａに、互いに直交する２本の嵌合凸条７ａ、７ｂが形成されている。図示例の嵌合凸条７ａ、７ｂはΛ形凸条（ないし逆Ｖ形凸条）である。その一方の嵌合凸条７ａは、光素子列５より外側（図３等で左側（光ファイバ導入側と反対側））で光素子列５と平行に設けられ、他方の嵌合凸条７ｂは光素子列５の並び方向の一端側で前記一方の嵌合凸条７ａと直交して設けられている。
【００２０】
光コネクタ１は、回路基板２の基板面２ａと平行な内部の光ファイバ光路をミラーにより基板上の光素子に向けて変更する、例えばＰＰＳ等の熱可塑性樹脂で成形された表面実装型の光コネクタである。
光コネクタ１の詳細構造について説明する。１５は光コネクタ内部を貫通する、接続面１ａと平行に形成された光ファイバ挿入穴である。光ファイバ挿入穴１５の一端は光コネクタ下端部の切欠き部１ｂに開口し、他端は凹所１６に開口している。
図５で紙面垂直方向に向かって（図２で上下方向に整列して）複数の光ファイバ挿入穴１５が等ピッチで並んでいる。
先端被覆を除去したベアの光ファイバ１７を切欠き部１ｂから挿入して光コネクタの内部に接着固定する。
前記凹所１６は、図５で紙面垂直方向から見て断面が概ね三角形である。
凹所１６に挿入された光ファイバ１７の先端は凹所１６内にて多少突出している。
光ファイバ１７と向かい合う凹所１６の対向辺１６ａは、紙面垂直方向に対して４５°傾いた傾斜面となっており、この部分の光コネクタ樹脂の表面は銀等の金属メッキによりミラー面となっている。
光コネクタ１を回路基板２に位置決めすると、光路変更構造としてのミラー面１６ａにより、光素子５の光軸と前記光ファイバ１７を伝搬する光の光軸とは直交する。
光素子５が受光素子である場合、一本の光ファイバ１７から出射した光はミラー面１６ａで反射して直角に向きを変え、基板面２ａ上の所定位置にある光素子５に入射して光学的に接続（光結合）する。
光素子５が発光素子である場合は逆の光路で光ファイバ１７に入射することにより光結合する。
凹所１６の上は、透明ガラスを用いて光学接着剤にて封止される。
凹所１６に突出する光ファイバの先端は、光学接着剤で封止されて凹所１６内に固定される。
【００２１】
この光コネクタ１の接続面（光入出部のある面）１ａには、互いに直交する２本の嵌合受け溝１１ａ、１１ｂが形成されている。図示例の嵌合受け溝１１ａ、１１ｂはＶ溝である。なお、嵌合受け溝の形状は、Ｖ形の鋭角な先端を水平に切除した逆台形溝としてもよい。また、Ｖ形に限らず、Ｕ字形など、他の断面形状の溝であってもよい。なお、回路基板２側の嵌合凸条は、光コネクタ１の嵌合受け溝の断面形状に対応する断面形状とする。
光コネクタ１側の２本の嵌合受け溝１１ａ、１１ｂと回路基板２側の前記２本の嵌合凸条７ａ、７ｂとは、光コネクタ１を回路基板２に取り付ける際に、互いに嵌合する相互位置関係にある。すなわち、嵌合凸条７ａが嵌合受け溝１１ａに嵌合し、嵌合凸条７ｂが嵌合受け溝１１ｂに嵌合する。
互いに嵌合する嵌合凸条７ａと嵌合受け溝１１ａとによる線状嵌合部をそれぞれ符号１２ａ、嵌合凸条７ｂと嵌合受け溝１１ｂとによる線状嵌合部を符号１２ｂで示す。
この直交する２本の線状嵌合部１２ａ、１２ｂにより、平面上の直交二方向の位置決めが行われ、光コネクタ１と回路基板２との基板面上の互いに位置決めが完全に行われる。この時、基板面２ａの表面に配置された複数の光素子（受光素子又は発光素子）５と、光コネクタ１に取り付けられた複数の光ファイバ１７とが光学的に接続される。
【００２２】
上記の通り、光コネクタ１と回路基板２との相互の位置決めは、光コネクタ１の接続面１ａに形成した溝（嵌合受け溝）１１ａ、１１ｂと、回路基板２の接続面２ａに形成した凸条（嵌合凸条）との嵌合により行われる。溝と凸条との嵌合による位置決め構造は、円形のピンとピン穴との嵌合による位置決め構造と比べて、精度を高くするためにクリアランスを充分小さくする必要があるという問題がないので、精度を高くすることが容易である。
図示例のようなＶ溝（嵌合受け溝）１１ａ、１１ｂとΛ形凸条（嵌合凸条）との嵌合であれば、高い位置決め精度を得ることが特に容易である。
また、樹脂一体成形をする金型についても、円形穴や円形ピンを形成する金型より、溝あるいは凸条を形成する金型の方が高い精度の金型を安価に製造することができる。
特に、円形のピン穴を形成する金型は、ピン穴用の棒状中子を支持するための構造が複雑で高価になり、かつ、棒状中子の位置を正確に保持することが必要なので精度を出しにくく、また金型の継ぎ目より樹脂漏れやバリが発生しやすいという問題がある。これに対して、前述の通り、本発明のように溝と凸部の嵌合構造であれば、それらの欠点は発生しない。
表面実装型光コネクタでは、相手側光部品２との接続面１ａが広いので、溝あるいは凸条を設けるスペースを確保し易く、したがって、本発明は表面実装型の光コネクタに適用して好適である。
なお、上記実施例とは逆に、光コネクタ１側に嵌合凸条を設け、回路基板２側に前記嵌合凸条が嵌合する嵌合受け溝を設けてもよい。
【実施例２】
【００２３】
図６は本発明の他の実施例の光コネクタの位置決め構造を示すもので、光コネクタ１’、及びこの光コネクタ１’が実装される回路基板２’を示す斜視図である。図７は光コネクタ１’を図６の下面側から見た平面図である。
この実施例では、光コネクタ１’の接続面１ａ’の両隅角部に、ハの字形で対称をなす1対の嵌合受け溝１１ａ’、１１ｂ’を形成し、これに対応して、回路基板２’の接続面２ａ’に、ハの字形で対称をなす一対の嵌合凸条７ａ’、７ｂ’を形成している。
互いに嵌合する嵌合凸条７ａ’と嵌合受け溝１１ａ’とによる線状嵌合部を符号１２ａ’、嵌合凸条７ｂ’と嵌合受け溝１１ｂ’とによる線状嵌合部を符号１２ｂ’で示すと、この実施例では、一対の線状嵌合部１２ａ’、１２ｂ’の一方が光コネクタの矩形の接続面の一方の隅角部に、他方が光コネクタの矩形の接続面の他方の隅角部にそれぞれ位置するように設けられている。図１〜図５の実施例と共通する部分には同じ符号を付して説明を省略する。
この実施例のようにハ字形配置の線状嵌合部１２ａ’、１２ｂ’によっても、平面上の直交二方向の位置決めを行うことができる。また、この場合は、短い溝又は凸条で位置決めを行うことが可能であり、光コネクタ及び基板の樹脂成形金型が簡単になる。
なお、光コネクタと回路基板との基板面上の完全な位置決め（直交二方向の位置決め）を可能にするためには、一対の線状嵌合部の方向を互いに直交する方向にしたり、ハ字形配置にしたりする場合に限らず、一対の線状嵌合部の方向が互いに異なればよいので、種々の変形例が可能である。
【実施例３】
【００２４】
図８は本発明のさらに他の実施例の光コネクタの位置決め構造を示すもので、光コネクタ１”、及びこの光コネクタ１”が実装される回路基板２”を示す斜視図である。図９は光コネクタ１”を図８の下面側から見た平面図である。
この実施例では、光コネクタ１”の矩形の接続面１ａ”の両側部に互いに平行な一対の嵌合受け溝１１ａ”、１１ｂ”を形成し、これに対応して、回路基板２”の接続面２ａ”に互いに平行な一対の嵌合凸条７ａ”、７ｂ”を形成している。
互いに嵌合する嵌合凸条７ａ”と嵌合受け溝１１ａ”とによる線状嵌合部をそれぞれ符号１２ａ”、嵌合凸条７ｂ”と嵌合受け溝１１ｂ”とによる線状嵌合部を符号１２ｂ”で示す。図１〜図５の実施例と共通する部分には同じ符号を付して説明を省略する。
この光コネクタの位置決め構造において、線状嵌合部１２ａ”、１２ｂ”により、光コネクタ１”と回路基板２”との光ファイバ並び方向（図９で上下方向）の位置決めを行うことができる。この場合の光ファイバ長手方向（図９で左右方向）の相互の位置決めは、別途設ける。なお、光ファイバ並び方向の位置決めのための線状嵌合部としては、図示のように２本である必要はなく、1本でもよい。
【実施例４】
【００２５】
図１０は光コネクタに接続される光部品が同じく光コネクタである場合、すなわち、光コネクタ同士の光接続に適用した場合の光コネクタの位置決め構造を斜視図で示す。
この場合の２つの光コネクタ２１、２１’は、いわゆるＭＴ光コネクタ（JIS C 5981に規定されるＦ１２形多心光ファイバコネクタに概ね相当）において、その嵌合ピンと嵌合ピン穴とによる位置決め方式に代えて、接続面に形成する嵌合受け溝と嵌合凸条による位置決め方式を採用したものである。
図示例では、一方の光コネクタ２１の接続面２１ａに直角二方向の嵌合受け溝３１ａ、３１ｂを形成し、他方の光コネクタ２１’の接続面２１ａ’に前記嵌合受け溝３１ａ、３１ｂに嵌合する直交二方向の嵌合凸条２７ａ、２７ｂを形成している。
各光コネクタ２１、２１’は、一端側に鍔部２２を有する概ね角形のコネクタ本体２３の同じ一端側に光ファイバテープ心線を挿入する開口部２４を有し、この開口部２４の内側は中空部となっており、光コネクタ２１、２１’の上下面のいずれかには、前記中空部と連絡する接着剤充填用の窓（図示しない）が開口している。前記中空部以外は樹脂充実部となっており、光コネクタ接続方向（光ファイバ挿入方向）に沿った光ファイバ穴２５が前記樹脂充実部内を貫通している。
【００２６】
上記の２つの光コネクタ２１、２１’を光接続する場合、互いの接続面２１ａ、２１ａ’を付き合わせるが、その際、一方の光コネクタ２１’の嵌合凸条２７ａ、２７ｂを他方の光コネクタ２１の嵌合受け溝３１ａ、３１ｂに嵌合させる。これにより、２つの光コネクタ２１、２１’どうしの接続面２１ａ、２１ａ’における直角二方向の位置決めが完全に行われる。
この光コネクタの位置決め構造においても、円形のピンとピン穴との嵌合による位置決め構造と比べて、精度を高くするためにクリアランスを充分小さくする必要があるという問題がないので、精度を高くすることが容易であるという効果やその他の、前述した表面実装型光コネクタに適用した場合と同様な効果が得られる。
【００２７】
なお、この実施例の光コネクタの位置決め構造は、両光コネクタ２１、２１’の接続面２１ａ、２１ａ’自体における位置決めはできるが、両光コネクタ２１、２１’を傾かずに一直線をなすように向き合わせるためには不十分である。
したがって、両光コネクタ２１、２１’間に角度が生じ易いが、コネクタ接続時の両光コネクタ２１、２１’の直線度は、例えば両光コネクタ２１、２１’をクランプするクランプスプリング、あるいは、両光コネクタ２１、２１’の先端部をそれぞれ対向状態で嵌合させる筒状のアダプタ等により、確保することが考えられる。
【００２８】
なお、図１乃至図９の回路基板２は、断面がコの字型の光モジュール（光ブロック）である。光モジュールは平板面状の配線回路基板（図示しない）の形成されている回路パターン上の適宜位置に配置されている。光モジュールの基板面２ａの上には受発光素子は配置され、これら受発光素子の光軸は基板面２ａから垂直方向に向かっている。
なお、本発明で用いられる光ファイバは、例えば１２５μｍ径の石英系光ファイバや、それよりも細径の石英系光ファイバを用いることができる。またＳＭ型やＧＩ型の伝送モードのものを採用することが可能である。
また、位置決め接続状態を機械的に安定させるために、嵌合部とは別途に適宜の位置決め構造を付与するとができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施例の光コネクタの位置決め構造を示すもので、光コネクタ、及びこの光コネクタが実装される回路基板（光部品）を示す斜視図である。
【図２】図１における光コネクタを図１の下面側から見た平面図である。
【図３】図１における回路基板を図１の上面から見た平面図である。
【図４】光コネクタを回路基板に実装した状態の平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】本発明の他の実施例の光コネクタの位置決め構造を示すもので、光コネクタ、及びこの光コネクタが実装される回路基板を示す斜視図である。
【図７】図６における光コネクタを図６の下面側から見た平面図である。
【図８】本発明のさらに他の実施例の光コネクタの位置決め構造を示すもので、光コネクタ、及びこの光コネクタが実装される回路基板を示す斜視図である。
【図９】図８における光コネクタを図８の下面側から見た平面図である。
【図１０】光部品が光コネクタである場合の実施例の光コネクタの位置決め構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１、１’、１”  光コネクタ
１ａ、１ａ’、１ａ”  接続面
２、２’、２”  回路基板（光部品）
２ａ、２ａ’、２ａ”  基板面（接続面）
７ａ、７ｂ、７ａ’、７ｂ’、７ａ”、７ｂ”、  嵌合凸部
１１ａ、１１ｂ、１１ａ’、１１ｂ’、１１ａ”、１１ｂ”  嵌合受け溝
１２ａ、１２ｂ、１２ａ’、１２ｂ’、１２ａ”、１２ｂ”  線状嵌合部
１５  光ファイバ穴
１６  凹所
１６ａ  ミラー
１７  光ファイバ
２１、２１’  光コネクタ
２１ａ、２１ａ’  接続面
２７ａ、２７ｂ    嵌合凸条
３１ａ、３１ｂ    嵌合受け溝
【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】
2009122197.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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