JP6506138B2 - Optical module and receptacle for optical module - Google Patents
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Description
本発明は、光モジュール及び光モジュール用レセプタクルに関する。 The present invention relates to an optical module and a receptacle for the optical module.
回路基板に実装された光電変換素子と光ファイバとを光接続する際に、アクティブ調心(アクティブアライメント)による位置合わせが行われることがある。アクティブ調心では、例えば、光電変換素子を発光させた状態で光ファイバに最も強く光が入射するように、光電変換素子と光ファイバとを相対的に移動させて、両者の位置合わせが行われる。このようなアクティブ調心は、工程時間がかかるため、生産性が低く、コストのかかる方法となる。 When optically connecting a photoelectric conversion element mounted on a circuit board and an optical fiber, alignment by active alignment (active alignment) may be performed. In the active alignment, for example, the photoelectric conversion element and the optical fiber are moved relative to each other so that light is most strongly incident on the optical fiber in a state where the photoelectric conversion element emits light, and alignment of both is performed. . Such active alignment takes a long process time, resulting in low productivity and high cost.
アクティブ調心に対し、パッシブに位置合わせを行う方法がある。例えば、特許文献1には、回路基板上のコネクタホルダの位置決めピンに光コネクタの位置決め穴を嵌合させることによって、光コネクタ側の光ファイバの光軸をパッシブに位置合わせする方法が記載されている。
There is a method of performing passive alignment for active alignment. For example,
特許文献1では、光コネクタが多心の光ファイバテープの端部を保持しており、光コネクタの2つの位置決め穴(位置決め部)は、複数の光信号の光軸を挟むように配置されている。このような配置では、複数の光信号の光軸と2つの位置決め部とが一列に並ぶことになるため、光コネクタやコネクタホルダが幅広になってしまう。回路基板上のレイアウトに制約がある場合には、光コネクタやコネクタホルダを幅広にできないことがあり、複数の光信号の光軸と2つの位置決め部とを一列に配置できないことがある。
In
後述するように、複数の光信号の光軸の並び方向に対して位置決め部をずらして配置した場合には、温度変化に応じて位置決め部と光信号との光軸との距離が変化するという新たな問題が生じることになる。この結果、環境温度が変化すると、回路基板側の光軸と光コネクタ側の光軸とがずれてしまい、光損失が増大するおそれがある。 As described later, in the case where the positioning unit is disposed offset with respect to the alignment direction of the optical axes of the plurality of optical signals, the distance between the positioning unit and the optical axis of the optical signal changes according to the temperature change. There will be new problems. As a result, when the environmental temperature changes, the optical axis on the circuit board side and the optical axis on the optical connector side may be shifted, and the optical loss may increase.
本発明は、複数の光信号の光軸の並び方向に対して位置決め部をずらして配置しつつ、温度変化による光損失を抑制することを目的とする。 An object of the present invention is to suppress an optical loss due to a temperature change while arranging a positioning portion in a staggered manner with respect to the alignment direction of the optical axes of a plurality of optical signals.
上記目的を達成するための主たる発明は、複数の光信号の入出力端が並ぶ基板と、レセプタクル側位置決め部を有し、前記基板に固定されたレセプタクルと、前記レセプタクル側位置決め部と嵌合するコネクタ側位置決め部を有し、複数の光ファイバの端部を保持する光コネクタとを備え、前記光コネクタの前記レセプタクルの側の面には、複数の光信号の入出力部が第1方向に並ぶとともに、前記コネクタ側位置決め部が前記入出力部に対して前記第1方向と交差する第2方向にずれて配置されており、前記レセプタクルは、基板に固定される本体部と、前記本体部から前記第2方向に突出する突出部とを有し、前記レセプタクル側位置決め部は、前記突出部に配置されるとともに、前記レセプタクル側位置決め部の前記第2方向の位置は、前記入出力端よりも前記突出部の端部側に位置していることを特徴とする光モジュールである。 The main invention for achieving the above object is to fit a receptacle having a substrate on which a plurality of optical signal input / output ends are lined up, a receptacle side positioning part, fixed to the substrate, and the receptacle side positioning part An optical connector having a connector-side positioning portion and holding an end of a plurality of optical fibers, and a surface of the optical connector on the side of the receptacle has a plurality of optical signal input / output portions in a first direction The connector-side positioning portion is arranged in a line in the second direction crossing the first direction with respect to the input / output portion, and the receptacle is a body portion fixed to a substrate, and the body portion And a projecting portion which protrudes in the second direction, the receptacle side positioning portion is disposed on the projecting portion, and the position of the receptacle side positioning portion in the second direction is It is an optical module, characterized in that positioned on the end side of the projecting portion than said input and output ends.
本発明の他の特徴については、後述する明細書及び図面の記載により明らかにする。 Other features of the present invention will become apparent from the description of the specification and the drawings described below.
本発明に係る光モジュールによれば、複数の光信号の光軸の並び方向に対して位置決め部をずらして配置しつつ、温度変化による光損失を抑制することができる。 According to the optical module according to the present invention, it is possible to suppress the light loss due to the temperature change while disposing the positioning portion in a shifted manner in the alignment direction of the optical axes of the plurality of optical signals.
後述する明細書及び図面の記載から、少なくとも以下の事項が明らかとなる。 At least the following matters will be clear from the description of the specification and drawings to be described later.
複数の光信号の入出力端が並ぶ基板と、レセプタクル側位置決め部を有し、前記基板に固定されたレセプタクルと、前記レセプタクル側位置決め部と嵌合するコネクタ側位置決め部を有し、複数の光ファイバの端部を保持する光コネクタとを備え、前記光コネクタの前記レセプタクルの側の面には、複数の光信号の入出力部が第1方向に並ぶとともに、前記コネクタ側位置決め部が前記入出力部に対して前記第1方向と交差する第2方向にずれて配置されており、前記レセプタクルは、基板に固定される本体部と、前記本体部から前記第2方向に突出する突出部とを有し、前記レセプタクル側位置決め部は、前記突出部に配置されるとともに、前記レセプタクル側位置決め部の前記第2方向の位置は、前記入出力端よりも前記突出部の端部側に位置していることを特徴とする光モジュールが明らかとなる。このような光モジュールによれば、複数の光信号の光軸の並び方向に対して位置決め部をずらして配置しつつ、温度変化による光損失を抑制することができる。 It has a substrate on which the input and output ends of a plurality of optical signals are lined up, a receptacle side positioning part, a receptacle fixed to the substrate, and a connector side positioning part to be fitted with the receptacle side positioning part And an optical connector for holding an end of the fiber, wherein a plurality of optical signal input / output units are arranged in a first direction on the surface of the optical connector on the receptacle side, and the connector side positioning unit is inserted The receptacle is disposed offset in a second direction intersecting the first direction with respect to the output part, and the receptacle includes a main body fixed to a substrate, and a projection projecting from the main body in the second direction And the receptacle side positioning portion is disposed on the projecting portion, and the position of the receptacle side positioning portion in the second direction is an end side of the projecting portion with respect to the input / output end. It becomes clear that the light module, characterized in that position. According to such an optical module, it is possible to suppress an optical loss due to a temperature change while disposing the positioning portion in a staggered manner in the arrangement direction of the optical axes of the plurality of optical signals.
前記レセプタクルの線膨張係数は、前記光コネクタの線膨張係数よりも小さい値であり、
前記基板に固定された前記本体部の固定部の端から前記レセプタクル側位置決め部までの前記第2方向の間隔は、前記入出力部から前記コネクタ側位置決め部までの前記第2方向の間隔よりも長いことが望ましい。これにより、温度変化による光損失を抑制することができる。
The linear expansion coefficient of the receptacle is a value smaller than the linear expansion coefficient of the optical connector,
The spacing in the second direction from the end of the fixing portion of the main body portion fixed to the substrate to the receptacle-side positioning portion is greater than the spacing in the second direction from the input / output portion to the connector-side positioning portion Long is desirable. Thereby, the light loss due to the temperature change can be suppressed.
前記突出部には、前記光コネクタの装着時に前記基板に接触可能な接触部が形成されていることが望ましい。これにより、光コネクタの装着時に突出部が力を受けても、突出部の変形を抑制できる。 It is preferable that a contact portion capable of coming into contact with the substrate when the optical connector is attached is formed in the protrusion. As a result, even if the protrusion is subjected to a force when the optical connector is attached, deformation of the protrusion can be suppressed.
前記レセプタクルの線膨張係数は、前記光コネクタの線膨張係数よりも大きい値であり、
前記本体部が前記基板に固定された固定部の端から前記レセプタクル側位置決め部までの前記第2方向の間隔は、前記入出力部から前記コネクタ側位置決め部までの前記第2方向の間隔よりも短いことが望ましい。これにより、温度変化による光損失を抑制することができる。
The linear expansion coefficient of the receptacle is a value larger than the linear expansion coefficient of the optical connector,
The spacing in the second direction from the end of the fixing portion where the main body portion is fixed to the substrate to the receptacle side positioning portion is greater than the spacing in the second direction from the input / output portion to the connector side positioning portion Short is desirable. Thereby, the light loss due to the temperature change can be suppressed.
前記本体部は、前記入出力端となる光電変換素子を収容する収容部を有することが望ましい。これにより、光信号の入出力端をレセプタクルの固定端よりも本体側に位置させることができる。 It is desirable that the main body portion has a housing portion for housing a photoelectric conversion element to be the input / output terminal. Thus, the input / output end of the optical signal can be positioned closer to the main body than the fixed end of the receptacle.
複数の光信号の入出力端が第1方向に並ぶ基板に固定され、基板に対して光コネクタを位置決めする光モジュール用レセプタクルであって、基板に固定される本体部と、前記第1方向と交差する第2方向に突出する突出部とを備え、前記光コネクタのコネクタ側位置決め部と嵌合するレセプタクル側位置決め部が、前記突出部に配置されるとともに、前記レセプタクル側位置決め部の前記第2方向の位置は、前記入出力端よりも前記突出部の端部側に位置していることを特徴とする光モジュール用レセプタクルが明らかとなる。このような光モジュール用レセプタクルによれば、温度変化による光損失を抑制することができる。 A receptacle for an optical module, wherein an input / output end of a plurality of optical signals is fixed to a substrate aligned in a first direction, and the optical connector is positioned with respect to the substrate. A receptacle-side positioning portion that includes a projecting portion that protrudes in a second intersecting direction and that is fitted to the connector-side positioning portion of the optical connector is disposed in the projecting portion, and the second of the receptacle-side positioning portions The optical module receptacle is characterized in that the directional position is located closer to the end of the protrusion than the input / output end. According to such an optical module receptacle, light loss due to temperature change can be suppressed.
===第1実施形態===
図1Aは、第1実施形態の光コネクタ20の斜視図である。図2は、第1実施形態の光モジュール100の断面図である。
=== First Embodiment ===
FIG. 1A is a perspective view of the
以下の説明では、各方向を次のように定義する。光コネクタ20とレセプタクル10との間における光信号の入出射方向(光路方向)を「上下方向」とし、レセプタクル10に対して光コネクタ20の側を「上」とし、逆側を「下」とする。また、光ファイバテープ5を構成する複数の光ファイバ5A(図1A参照)の並ぶ方向を「左右方向」とする。また、上下方向及び左右方向に垂直な方向を「前後方向」とし、光コネクタ20から光ファイバ5Aの延び出る側を「後」とし、逆側を「前」とする。なお、左右方向のことを「第1方向」と呼び、前後方向のことを「第2方向」と呼ぶこともある。また、第2方向(前後方向)において、レセプタクル10の本体部12から突出した突出部13の端部の側のことを「先端側」と呼び、逆側を「本体側」と呼ぶこともある。
In the following description, each direction is defined as follows. The input / output direction (optical path direction) of the optical signal between the
光モジュール100は、図2に示すように、回路基板1と、レセプタクル10と、光コネクタ20とを有する。光モジュール100は、光信号の送信及び受信の少なくとも一方を行う装置である。光モジュール100は、光信号の送信を行う光トランスミッタモジュール(送信装置)でも良いし、光信号の受信を行う光レシーバモジュール(受信装置)でも良いし、光信号の送信及び受信の両方を行う光トランシーバモジュール(送受信装置)でも良い。
The
回路基板1は、複数の光信号の入出力端が設けられた基板である。ここでは、回路基板1の上面に光電変換素子3が実装されており、光電変換素子3の上面の発光部又は受光部が、光信号の入出力端になっている。但し、回路基板1に導光路を形成し、導光路の端部が光信号の入出力端になっていても良い。入出力端における光信号の光軸は、回路基板1に垂直な方向(上下方向)である。また、複数の入出力端の並ぶ方向は、左右方向(図2の紙面に垂直な方向:第1方向)である。回路基板1の上面には、光電変換素子3を駆動する駆動素子等の他の素子(図2では不図示)も実装されている。回路基板1の上面にはレセプタクル10が予め固定されており、レセプタクル付き回路基板が構成されている。なお、回路基板1は例えばガラス基板であり、回路基板1の線膨張係数α0は、樹脂製のレセプタクル10や光コネクタ20の線膨張係数と比べて十分小さい(例えば約10分の1程度)。
The
レセプタクル10は、回路基板1(ここでは主に回路基板1の光電変換素子3)に対して光コネクタ20を位置合わせする部材である。レセプタクル10は、位置決め穴11(レセプタクル側位置決め部)を有し、回路基板1の上面に固定されている。レセプタクル10の位置決め穴11に光コネクタ20の位置決めピン21が嵌合することによって、光コネクタ20が回路基板1に対して位置合わせされることになる。レセプタクル10の上面は、光コネクタ20を装着する装着面であり、光コネクタ20の下面と対向する。レセプタクル10の上面に光コネクタ20を固定保持するホルダを設けることによって、レセプタクル10がコネクタホルダを構成しても良い。
The
レセプタクル10は2つの位置決め穴11を有しており、2つの位置決め穴11は左右方向(図2の紙面に垂直な方向)に並んで配置されている。位置決め穴11は、上下方向(光信号の入出射方向)に平行な穴である。ここでは位置決め穴11が貫通穴であるが、非貫通穴でも良い。
The
レセプタクル10は、光信号を透過可能な透明樹脂によって形成されており、光電変換素子3と光コネクタ20との間で入出力される光信号は、レセプタクル10を透過する。但し、レセプタクル10に貫通穴14(後述する第2実施形態の図3参照)を形成し、この貫通穴14に光信号を通過させても良く、この場合にはレセプタクル10を不透明な材料で形成可能である。なお、本実施形態のレセプタクル10は、例えばガラス含有ポリカーボネート製であり、レセプタクル10の線膨張係数α1は例えば1.5〜3.0×10^(−5)である。
The
本実施形態では、レセプタクル10は、本体部12と突出部13とを有する。本体部12は、回路基板1に固定される部位である。本体部12は、固定部121において回路基板1の上面に固定(ここでは接着固定)されている。突出部13は、基板の上面に沿って本体部12から突出した部位である。ここでは、突出部13は、本体部12から後側(第2方向)に突出している。突出部13は、回路基板1に固定されずに、片持ち梁状に形成されており、前側(本体側)の端部が本体部12に支持されている。突出部13の下面には、回路基板1側に突出した接触部13Aが形成されているが、この接触部13Aは、回路基板1には固定されていない。この突出部13については後述する。
In the present embodiment, the
光コネクタ20は、光信号の伝送する光ファイバ5Aの端部を保持する部材である。本実施形態の光コネクタ20は、例えばポリエーテルイミド製であり、光コネクタ20の線膨張係数α2は例えば5.0×10^(−5)である。
The
光コネクタ20は、位置決めピン21(コネクタ側位置決め部)を有する。光コネクタ20は2つの位置決めピン21を有しており、2つの位置決めピン21は左右方向に並んで配置されている(図1A参照)。位置決めピン21は、光コネクタ20の下面から突出している。位置決めピン21は、上下方向に(光信号の入出射方向)に平行なピンである。
The
光コネクタ20は、図2に示すように、複数の光ファイバ穴22と、光ファイバ挿入口23と、光信号面24と、反射面25とを有する。
As shown in FIG. 2, the
光ファイバ穴22は、光ファイバ5Aの端部を挿入するための穴である。光ファイバ穴22には、光ファイバ心線から被覆を除去した裸ファイバが挿入されており、光ファイバ5Aの端部が接着剤によって光コネクタ20に固定されている。複数の光ファイバ穴22が左右方向(図2の紙面に垂直な方向)に並んで形成されている。
光ファイバ挿入口23は、複数の光ファイバ5A(光ファイバテープ5)を挿入する挿入口である。
The
The optical
光信号面24は、複数の光信号が入射又は出射する面であり、光コネクタ20の下面に形成されている(図1Aも参照)。光コネクタ20がレセプタクル10に装着されると、光信号面24は、レセプタクル10を挟んで光電変換素子3(回路基板1の入出力端)と対応する。光信号面24には複数のレンズ24Aが形成されており、各レンズ24Aは、それぞれの光信号の光軸上に配置されている。図1Aに示すように、複数の光信号の入出力部であるレンズ24Aは、左右方向に並んで配置されている。また、光信号の入出力部であるレンズ24Aの光軸は、光信号面24において入出射する光信号の光軸となる。なお、光信号の入出力部が、レンズ状ではなく平面状に形成されていても良い。
The
反射面25は、光信号を反射する面である。光コネクタ20の上面に凹部が形成されており、凹部の傾斜面によって反射面25が形成されている。反射面25は、平面でも良いし、それぞれの光信号の光軸上にレンズ面が形成されても良い。光ファイバ5Aの端面から光信号が出射する場合には、光信号は、反射面25で反射して、光信号面24から下側(レセプタクル10の側)に向かって出射することになる。また、光信号面24から光信号が入射する場合には、光信号は、反射面25で反射して、光ファイバ5Aの端面に入射することになる。光コネクタ20は、反射面25を有することにより、光路変換部として機能する。
The
図1Bは、比較例の光コネクタ20の斜視図である。比較例の光コネクタ20の下面には、複数のレンズ24Aが左右方向に並ぶとともに、2つの位置決めピン21が複数のレンズ24Aを挟むように配置されている。比較例のように位置決めピン21と複数のレンズ24Aとを一列に配置すると、2つの位置決めピン21の間隔が広くなってしまい、光コネクタ20が幅広になってしまう(左右方向の寸法が長くなってしまう)。また、比較例では、レセプタクル10の2つの位置決め穴11(レセプタクル側位置決め部)の左右方向の間隔も広くする必要があり、レセプタクル10も幅広になってしまう。但し、回路基板1上のレイアウトに制約がある場合、幅広なレセプタクル10を回路基板1に固定することが許容されないことがある。
これに対し、本実施形態では、図1Aに示すように、複数のレンズ24A(光信号の入出力部)が左右方向(第1方向)に並ぶとともに、位置決めピン21(コネクタ側位置決め部)がレンズ24A(光信号の入出力部)に対して前後方向(第2方向)にずれて配置されている。これにより、本実施形態では、比較例と比べて2つの位置決めピン21の間隔を狭めることが可能になり、光コネクタ20の幅を狭めることが可能である。また、本実施形態では、レセプタクル10の2つの位置決め穴11(レセプタクル側位置決め部)の左右方向の間隔も狭めることが可能になる。
FIG. 1B is a perspective view of the
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 1A, the plurality of
本実施形態では、2つの位置決めピン21の左右方向(第1方向)の間隔は、左右方向に並ぶ複数のレンズ24Aの長さよりも短い。より詳しくは、2つの位置決めピン21の内寸(2つの位置決めピン21の間隔が最も狭くなるピン内側同士の間隔)は、左右方向(第1方向)に並ぶ複数のレンズ24Aの長さよりも短い。但し、このように複数のレンズ24A(複数の入出力部)の左右方向の長さよりも2つの位置決めピン21の間隔を狭めるためには、位置決めピン21は、レンズ24Aに対して前後方向にずらして配置する必要がある。
In the present embodiment, the distance between the two
位置決めピン21がレンズ24Aに対して前後方向にずれて配置された場合には、温度変化が生じたときに、位置決めピン21とレンズ24Aとの前後方向の間隔が変化するという新たな問題が生じる。すなわち、図2に示すように、光コネクタ20の線膨張係数をα2とし、位置決めピン21とレンズ24Aとの前後方向の間隔をL2としたとき、温度変化ΔTが生じると、位置決めピン21とレンズ24Aとの前後方向の間隔L2の変化量Δ2は、次に示す通りである。
Δ2 = α2×L2×ΔT
In the case where the
Δ2 = α2 × L2 × ΔT
仮に変化量Δ2の分だけ回路基板1側の光軸と光コネクタ20側の光軸とがずれてしまうと、光損失が増大してしまう。そこで、本実施形態では、レセプタクル10の突出部13に位置決め穴11を配置し、位置決め穴11の位置を光電変換素子3(光信号の入出力端)よりも先端側(突出部13の端部側)に配置することによって、温度変化時に突出部13の長さも変化することを利用して、光コネクタ20の変化量Δ2の影響を軽減させている。以下、この点について説明する。
If the optical axis on the
まず、説明の簡略化のため、回路基板1の線膨張係数α0が無視できる程度に十分小さい場合について説明する(α0=0)。
図2に示すように、第1実施形態では、レセプタクル10の線膨張係数α1は、光コネクタ20の線膨張係数α2よりも小さい値である(α1>α2)。レセプタクル10の固定端121A(本体部12の固定部121の先端側の端)から位置決め穴11までの前後方向の間隔をL1とした場合、温度変化ΔTが生じると、光電変換素子3(入出力端)と位置決め穴11との前後方向の間隔の変化量Δ1は、次に示す通りである(但し、回路基板1の線膨張係数α0はゼロである)。
Δ1 = α1×L1×ΔT
First, in order to simplify the description, the case where the linear expansion coefficient α0 of the
As shown in FIG. 2, in the first embodiment, the linear expansion coefficient α1 of the
Δ1 = α1 × L1 × ΔT
そして、Δ1=Δ2が成立すれば、温度変化時の光コネクタ20側の変化量Δ2の影響を相殺でき、回路基板1側の光軸と光コネクタ20側の光軸とのずれを解消できることになる。Δ1=Δ2が成立するためには、間隔L1は、次式の通りになる。
L1 = (α2/α1)×L2
Then, if Δ1 = Δ2 is satisfied, the influence of the change amount Δ2 on the
L1 = (α2 / α1) × L2
第1実施形態では、レセプタクル10の線膨張係数α1が光コネクタ20の線膨張係数α2よりも小さい値であるため(α1<α2)、α2/α1は1よりも大きい値になる。このため、図2に示す通り、レセプタクル10の固定端121Aから位置決め穴11までの前後方向の間隔L1は、レンズ24Aから位置決めピン21までの前後方向の間隔L2よりも長くなる。
In the first embodiment, since the linear expansion coefficient α1 of the
なお、Δ1=Δ2が完全に成立しなくても、温度変化時の光コネクタ20側の変化量Δ2の影響を抑制できれば良い。すなわち、変化量Δ2と変化量Δ1との差の絶対値が変化量Δ2よりも小さければ、温度変化時の光コネクタ20側の変化量Δ2の影響を抑制できることになる。言い換えると、0<Δ1<2×Δ2が成立すれば、温度変化時の光コネクタ20側の変化量Δ2の影響を抑制できることになる。0<Δ1<2×Δ2が成立するためには、間隔L1は、次式の通りになる。
0 < L1 < 2×(α2/α1)×L2
Even if Δ1 = Δ2 is not completely established, the influence of the change amount Δ2 on the
0 <L1 <2 × (α2 / α1) × L2
つまり、間隔L1は、ゼロより大きいことが望ましく、(α2/α1)×L2の2倍より小さいことが望ましい。間隔L1が上式の条件を満たす場合、温度変化時の光コネクタ20側の変化量Δ2の影響を抑制でき、回路基板1側の光軸と光コネクタ20側の光軸とのずれを抑制できる。
That is, the distance L1 is desirably greater than zero and desirably less than twice of (α2 / α1) × L2. When the interval L1 satisfies the condition of the above equation, the influence of the change amount Δ2 on the side of the
次に、回路基板1の線膨張係数α0を考慮する場合についても検討する。回路基板1の線膨張係数α0を考慮する場合、温度変化ΔTが生じると、レセプタクル10の固定端121A(本体部12の固定部121の先端側の端)から光電変換素子3(光信号の入出力端)までの距離L0の変化量Δ0はα0×L0×ΔTに相当する。このため、温度変化ΔTが生じたときの光電変換素子3(入出力端)と位置決め穴11との前後方向の間隔の変化量Δ1は、次に示す通りである。
Δ1 = α1×L1×ΔT − α0×L0×ΔT
Next, the case of considering the linear expansion coefficient α0 of the
Δ1 = α1 × L1 × ΔT − α0 × L0 × ΔT
このため、温度変化時の光コネクタ20側の変化量Δ2の影響を相殺させる条件であるΔ1=Δ2が成立するためには、間隔L1は、次式の通りになる。
L1 = (α2/α1)×L2 + (α0/α1)×L0
Therefore, in order to satisfy the condition of Δ1 = Δ2 which is a condition for canceling out the influence of the change amount Δ2 on the
L1 = (α2 / α1) × L2 + (α0 / α1) × L0
なお、図2に示す通り、L1=L2+L0であるため、間隔L1は、次式のようにも書き換え可能である。
L1 = {(α2−α0)/(α1−α0)}×L2
Since L1 = L2 + L0, as shown in FIG. 2, the interval L1 can be rewritten as in the following equation.
L1 = {(α2-α0) / (α1-α0)} × L2
なお、温度変化時の光コネクタ20側の変化量Δ2の影響を抑制させるためには、前述と同様に、0<Δ1<2×Δ2が成立すれば良い。
In addition, in order to suppress the influence of the change amount Δ2 on the
以上の第1実施形態によれば、レセプタクル10の位置決め穴11(レセプタクル側位置決め部)は、固定部121から突出した突出部13に配置されるとともに、位置決め穴11の前後方向(第2方向)の位置は、光電変換素子3(入出力端)よりも先端側(突出部13の端部側)に位置している。レセプタクル10の位置決め穴11が光電変換素子3よりも先端側に位置しているため、嵌合時の光コネクタ20の位置決めピン21は、レンズ24A(入出力部)よりも先端側に位置することになる。これにより、温度変化時に光コネクタ20のレンズ24Aと位置決めピン21との間隔L2が変化しても、突出部13の長さも温度変化することを利用して、回路基板1側の光軸と光コネクタ20側の光軸とのずれを抑制できる。
According to the above-described first embodiment, the positioning hole 11 (receptacle side positioning portion) of the
また、第1実施形態のように、レセプタクル10の線膨張係数α1が光コネクタ20の線膨張係数α2よりも小さい値の場合には(α1<α2)、レセプタクル10の固定端121A(本体部12の固定部121の先端側の端:突出部13の根元部)から位置決め穴11までの前後方向の間隔L1は、レンズ24Aから位置決めピン21までの前後方向の間隔L2よりも長いことが望ましい。これにより、温度変化時にも回路基板1側の光軸と光コネクタ20側の光軸とのずれを抑制できる。
Further, as in the first embodiment, when the linear expansion coefficient α1 of the
また、第1実施形態では、図2に示すように、突出部13の先端側の下面に、回路基板1側に突出した接触部13Aが形成されている。これにより、光コネクタ20の装着時に片持ち梁状の突出部13が力を受けても、接触部13Aが回路基板1の上面と接触することによって、突出部13の変形を抑制できる。特に、第1実施形態のように、間隔L1が間隔L2よりも長くなる場合には、突出部13の下面に接触部13Aを形成することは有利になる。接触部13Aは、突出部13の先端に形成されても良く、位置決め穴11の近傍に形成されても良く、位置決め穴11と光電変換素子3との間に形成されても良い。
Further, in the first embodiment, as shown in FIG. 2, the
===第2実施形態===
図3は、第2実施形態の光モジュール100の断面図である。第2実施形態では、レセプタクル10の線膨張係数α1が、光コネクタ20の線膨張係数α2よりも大きい値である(これに対し、第1実施形態では、α1<α2である)。
=== Second Embodiment ===
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
第2実施形態においても、回路基板1の複数の光信号の入出力端の並ぶ方向は、左右方向(第1方向)であり、複数のレンズ24A(光信号の入出力部)は、左右方向(図3の紙面に垂直な方向:第1方向)に並んでいる。そして、位置決めピン21(コネクタ側位置決め部)は、レンズ24A(光信号の入出力部)に対して前後方向(第2方向)にずれて配置されている。これにより、第2実施形態においても、第1実施形態と同様に、光コネクタ20やレセプタクル10の幅を狭めることが可能になる。
Also in the second embodiment, the direction in which the input and output ends of the plurality of optical signals of the
また、第2実施形態においても、温度変化が生じたときに、位置決めピン21とレンズ24Aとの前後方向の間隔が変化するという問題が生じる。図2に示すように、光コネクタ20の線膨張係数をα2とし、位置決めピン21とレンズ24Aとの前後方向の間隔をL2としたとき、温度変化ΔTが生じると、位置決めピン21とレンズ24Aとの前後方向の間隔L2の変化量Δ2は、第1実施形態と同様に、Δ2=α2×L2×ΔTとなる。
Also in the second embodiment, when a temperature change occurs, there arises a problem that the distance between the
そこで、第2実施形態においても、レセプタクル10の突出部13に位置決め穴11を配置し、位置決め穴11の位置を光電変換素子3(光信号の入出力端)よりも先端側(突出部13の端部側)に配置することによって、温度変化時に突出部13の長さも変化することを利用して、光コネクタ20の変化量Δ2の影響を軽減させている。
Therefore, also in the second embodiment, the
第2実施形態においても、レセプタクル10の固定端121A(本体部12の固定部121の先端側の端)から位置決め穴11までの前後方向の間隔L1とした場合、温度変化ΔTが生じると、光電変換素子3(入出力端)と位置決め穴11との前後方向の間隔の変化量Δ1は、第1実施形態と同様に、Δ1=α1×L1×ΔTとなる(但し、α0=0とした場合)。そして、Δ1=Δ2が成立すれば、温度変化時の光コネクタ20側の変化量Δ2の影響を相殺でき、回路基板1側の光軸と光コネクタ20側の光軸とのずれを解消できることになる。Δ1=Δ2が成立するためには、間隔L1は、第1実施形態と同様に、L1=(α2/α1)×L2となる。
Also in the second embodiment, when the space L1 in the front-rear direction from the
第2実施形態では、レセプタクル10の線膨張係数α1が光コネクタ20の線膨張係数α2よりも大きい値であるため(α1>α2)、α2/α1は1よりも小さい値になる。このため、図3に示す通り、レセプタクル10の固定端121Aから位置決め穴11までの前後方向の間隔L1は、レンズ24Aから位置決めピン21までの前後方向の間隔L2よりも短くなる。
In the second embodiment, since the linear expansion coefficient α1 of the
このように、第2実施形態では、間隔L1が間隔L2よりも短いため、光電変換素子3(光信号の入出力端)がレセプタクル10の固定端121Aよりも本体側(図中の前側)に位置することになる。このため、図3に示すように、レセプタクル10の本体部12に収容部122を形成し、収容部122に光電変換素子3を収容することが望ましい。そして、収容部122の前後の固定部121において本体部12を回路基板1に固定することが望ましい。
Thus, in the second embodiment, since the distance L1 is shorter than the distance L2, the photoelectric conversion element 3 (input / output end of optical signal) is closer to the main body side (front side in the figure) than the
なお、Δ1=Δ2が完全に成立しなくても、温度変化時の光コネクタ20側の変化量Δ2の影響を抑制できれば良い。すなわち、変化量Δ2と変化量Δ1との差の絶対値が変化量Δ2よりも小さければ、温度変化時の光コネクタ20側の変化量Δ2の影響を抑制できることになる。言い換えると、0<Δ1<2×Δ2が成立すれば、温度変化時の光コネクタ20側の変化量Δ2の影響を抑制できることになる。0<Δ1<2×Δ2が成立するためには、間隔L1は、第1実施形態と同様に、0<L1<2×(α2/α1)×L2の範囲内であれば良い。つまり、間隔L1は、ゼロより大きいことが望ましく、(α2/α1)×L2の2倍より小さいことが望ましい。
Even if Δ1 = Δ2 is not completely established, the influence of the change amount Δ2 on the
以上の第2実施形態によれば、レセプタクル10の位置決め穴11(レセプタクル側位置決め部)は、固定部121から突出した突出部13に配置されるとともに、位置決め穴11の前後方向(第2方向)の位置は、光電変換素子3(入出力端)よりも先端側(突出部13の端部側)に位置している。レセプタクル10の位置決め穴11が光電変換素子3よりも先端側に位置しているため、嵌合時の光コネクタ20の位置決めピン21は、レンズ24A(入出力部)よりも先端側に位置することになる。これにより、温度変化時に光コネクタ20のレンズ24Aと位置決めピン21との間隔L2が変化しても、突出部13の長さも温度変化することを利用して、回路基板1側の光軸と光コネクタ20側の光軸とのずれを抑制できる。
According to the second embodiment described above, the positioning hole 11 (receptacle side positioning portion) of the
また、第2実施形態のように、レセプタクル10の線膨張係数α1が光コネクタ20の線膨張係数α2よりも大きい値の場合には(α1>α2)、レセプタクル10の固定端121A(本体部12の固定部121の先端側の端)から位置決め穴11までの前後方向の間隔L1は、レンズ24Aから位置決めピン21までの前後方向の間隔L2よりも短いことが望ましい。これにより、温度変化時にも回路基板1側の光軸と光コネクタ20側の光軸とのずれを抑制できる。
When the linear expansion coefficient α1 of the
第2実施形態のレセプタクル10は、光信号を通過させるための貫通穴14を有している。これにより、第2実施形態のレセプタクル10は、不透明な材料で形成可能である。
The
===第3実施形態===
図4は、第3実施形態の光コネクタ20’の斜視図である。第3実施形態の光コネクタ20’では、上端側から光ファイバ5Aが延び出ている(これに対し、前述の実施形態では、光ファイバ5Aは光コネクタ20の後側から延び出ている)。また、第3実施形態の光コネクタ20’は、コネクタ側位置決め部として位置決め穴21’を有している(これに対し、前述の実施形態では、コネクタ側位置決め部が位置決めピン21である)。第3実施形態の光コネクタ20’は、前述の反射面25を備えておらず、光路変換部としての機能は無い。
=== Third Embodiment ===
FIG. 4 is a perspective view of the optical connector 20 'of the third embodiment. In the optical connector 20 'of the third embodiment, the
第3実施形態においても、回路基板1の複数の光信号の入出力端の並ぶ方向は、左右方向(第1方向)であり、複数のレンズ24A(光信号の入出力部)は、左右方向(図4の紙面に垂直な方向:第1方向)に並んでいる。そして、位置決め穴21’(コネクタ側位置決め部)は、レンズ24A(光信号の入出力部)に対して前後方向(第2方向)にずれて配置されている。このため、第3実施形態においても、温度変化が生じたときに、位置決め穴21’とレンズ24Aとの前後方向の間隔が変化するという問題が生じることになる。
そこで、第3実施形態においても、第1実施形態又は第2実施形態のレセプタクル10に光コネクタ20’を装着することが望ましい。
Also in the third embodiment, the direction in which the input and output ends of the plurality of optical signals of the
Therefore, also in the third embodiment, it is desirable to attach the optical connector 20 'to the
===その他の実施形態===
上述の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更・改良され得ると共に、本発明には、その等価物が含まれることは言うまでもない。
=== Other Embodiments ===
The embodiments described above are to facilitate the understanding of the present invention, and are not to be interpreted as limiting the present invention. It goes without saying that the present invention can be modified and improved without departing from the gist thereof, and that the present invention includes equivalents thereof.
1 回路基板、3 光電変換素子(入出力端)、
5 光ファイバテープ、5A 光ファイバ、
10 レセプタクル、11 位置決め穴、
12 本体部、
121 固定部、121A 固定端、122 収容部、
13 突出部、13A 接触部、14 貫通穴、
20 光コネクタ、21 位置決めピン、
22 光ファイバ穴、23 光ファイバ挿入口、
24 光信号面、24A レンズ(入出力部)、
25 反射面、100 光モジュール
1 circuit board, 3 photoelectric conversion element (input and output end),
5 optical fiber tape, 5A optical fiber,
10 receptacles, 11 positioning holes,
12 main unit,
121 fixed part, 121 A fixed end, 122 accommodating part,
13 protrusions, 13A contacts, 14 through holes,
20 optical connectors, 21 positioning pins,
22 fiber optic holes, 23 fiber optic inserts,
24 light signal surface, 24A lens (input and output section),
25 reflective surfaces, 100 light modules
Claims (6)
レセプタクル側位置決め部を有し、前記基板に固定されたレセプタクルと、
前記レセプタクル側位置決め部と嵌合するコネクタ側位置決め部を有し、複数の光ファイバの端部を保持する光コネクタと
を備え、
前記光コネクタの前記レセプタクルの側の面には、複数の光信号の入出力部が第1方向に並ぶとともに、前記コネクタ側位置決め部が前記入出力部に対して前記第1方向と交差する第2方向にずれて配置されており、
前記レセプタクルは、基板に固定される本体部と、前記本体部から前記第2方向に突出する突出部とを有し、
前記レセプタクル側位置決め部は、前記突出部に配置されるとともに、
前記レセプタクル側位置決め部の前記第2方向の位置は、前記入出力端よりも前記突出部の端部側に位置している
ことを特徴とする光モジュール。 A substrate on which a plurality of optical signal input / output terminals are arranged;
A receptacle having a receptacle side positioning part, and fixed to the substrate;
An optical connector having a connector-side positioning portion fitted with the receptacle-side positioning portion, and holding an end of a plurality of optical fibers;
In the surface on the receptacle side of the optical connector, a plurality of optical signal input / output units are arranged in a first direction, and the connector side positioning unit intersects the first direction with respect to the input / output unit. They are arranged in two directions,
The receptacle has a main body portion fixed to a substrate, and a protruding portion protruding from the main body portion in the second direction.
The receptacle side positioning portion is disposed on the projecting portion,
The position of the said receptacle direction positioning part of the said 2nd direction is located in the edge part side of the said protrusion part rather than the said input-output end, The optical module characterized by the above-mentioned.
前記レセプタクルの線膨張係数は、前記光コネクタの線膨張係数よりも小さい値であり、
前記基板に固定された前記本体部の固定部の端から前記レセプタクル側位置決め部までの前記第2方向の間隔は、前記入出力部から前記コネクタ側位置決め部までの前記第2方向の間隔よりも長い
ことを特徴とする光モジュール。 The optical module according to claim 1, wherein
The linear expansion coefficient of the receptacle is a value smaller than the linear expansion coefficient of the optical connector,
The spacing in the second direction from the end of the fixing portion of the main body portion fixed to the substrate to the receptacle-side positioning portion is greater than the spacing in the second direction from the input / output portion to the connector-side positioning portion A light module characterized by long.
前記突出部には、前記光コネクタの装着時に前記基板に接触可能な接触部が形成されている
ことを特徴とする光モジュール。 The optical module according to claim 2, wherein
An optical module characterized in that a contact portion capable of coming into contact with the substrate when the optical connector is mounted is formed in the projecting portion.
前記レセプタクルの線膨張係数は、前記光コネクタの線膨張係数よりも大きい値であり、
前記本体部が前記基板に固定された固定部の端から前記レセプタクル側位置決め部までの前記第2方向の間隔は、前記入出力部から前記コネクタ側位置決め部までの前記第2方向の間隔よりも短い
ことを特徴とする光モジュール。 The optical module according to claim 1, wherein
The linear expansion coefficient of the receptacle is a value larger than the linear expansion coefficient of the optical connector,
The spacing in the second direction from the end of the fixing portion where the main body portion is fixed to the substrate to the receptacle side positioning portion is greater than the spacing in the second direction from the input / output portion to the connector side positioning portion A light module characterized by its shortness.
前記本体部は、前記入出力端となる光電変換素子を収容する収容部を有する
ことを特徴とする光モジュール。 The optical module according to claim 4, wherein
The said main-body part has an accommodating part which accommodates the photoelectric conversion element used as the said input-output end, The optical module characterized by the above-mentioned.
基板に固定される本体部と、
前記第1方向と交差する第2方向に突出する突出部と
を備え、
前記光コネクタのコネクタ側位置決め部と嵌合するレセプタクル側位置決め部が、前記突出部に配置されるとともに、
前記レセプタクル側位置決め部の前記第2方向の位置は、前記入出力端よりも前記突出部の端部側に位置している
ことを特徴とする光モジュール用レセプタクル。 An optical module receptacle for fixing an optical connector with respect to a substrate, wherein an input / output end of a plurality of optical signals is fixed to the substrate arranged in the first direction,
A body portion fixed to the substrate;
And a protruding portion protruding in a second direction intersecting the first direction,
A receptacle-side positioning portion to be fitted to the connector-side positioning portion of the optical connector is disposed on the projecting portion,
The receptacle for an optical module, wherein the position in the second direction of the receptacle-side positioning portion is positioned closer to the end of the projecting portion than the input / output end.
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