CN104898211A

CN104898211A - 光链路装置

Info

Publication number: CN104898211A
Application number: CN201510088709.6A
Authority: CN
Inventors: 伊藤真树; 田上雄一; 藤冈幸星
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2014-03-04
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2015-09-09
Also published as: JP2015180914A; US20150253524A1

Abstract

根据一个实施方式，光链路装置具有光链路模块和第2树脂成型体。光链路模块具有光单元部以及供所述光单元部插嵌的第1树脂成型体，该光单元部包含引线和设置在所述引线上的光元件。第2树脂成型体具有贯通孔，在该贯通孔中嵌入所述光链路模块。在所述第1树脂成型体的外侧面设置有第1凸部。在所述第2树脂成型体的内侧面设置有与所述第1凸部交叉地接触的第2凸部。

Description

光链路装置

本申请以2014年3月4日提交的日本专利申请2014-041793和2014年9月5日提交的日本专利申请2014-181121为基础并请求其优先权，这些申请的全部内容通过引用包含于此。

技术领域

本发明的实施方式涉及光链路装置。

背景技术

光链路装置包含光发送模块或光接收模块。光发送模块和光接收模块通过带连接器的光纤等连接。

例如，在光纤的前端部设置有套圈(ferrule)的情况下，光发送模块和光接收模块采用插座型时，通过光连接器进行的嵌合变得容易。

这种情况下，套圈的中心轴和插座型壳体的中心轴需要高精度地轴对位。因此，例如将光链路模块的壳体采用成型品的情况下，需要高精度成型模具。

另一方面，光链路装置在工作机械的控制设备、计算机数据链路等中广泛应用。在这些用途中，要求光链路装置能够与相对于安装基板以各种角度交叉的光纤连接。

发明内容

本实施方式提供一种能够相对于安装基板变更光轴的方向的光链路装置。

实施方式的光链路装置具有光链路模块和第2树脂成型体。光链路模块具有：包含引线和设置在所述引线上的光元件的光单元部、以及供所述光单元部插嵌的第1树脂成型体。第2树脂成型体具有贯通孔，在所述贯通孔中嵌入所述光链路模块。在所述第1树脂成型体的外侧面设置有第1凸部。在所述第2树脂成型体的内侧面设置有与所述第1凸部交叉地接触的第2凸部。

本实施方式能够提供一种能够相对于安装基板变更光轴的方向的光链路装置。

附图说明

图1(a)是第1实施方式的光链路装置的压入前的示意立体图，图1(b)是压入后的示意立体图。

图2(a)是光单元部的示意立体图，图2(b)是插嵌了光单元部的第1树脂成型体的示意截面图。

图3是第2实施方式的光链路装置的示意截面图。

图4(a)是第3实施方式的光链路装置的光链路模块的示意立体图，图4(b)是第3实施方式的光链路装置的适配器的示意立体图，图4(c)是光链路装置的示意截面图。

图5(a)是第4实施方式的光链路装置的适配器的示意立体图，图5(b)是其示意平面图，图5(c)是示意正面图，图5(d)是示意侧面图。

图6(a)是使第4实施方式的光链路装置的光轴成为水平的示意立体图，图6(b)是使光轴成为垂直的示意立体图，图6(c)是使光轴成为45度的示意立体图。

图7(a)是表示连接端子的上部的示意立体图，图7(b)是表示光链路模块的引线端子的前端部的示意立体图，图7(c)是连接端子的示意立体图。

图8(a)是第5实施方式的光链路装置的示意立体图，图8(b)是其适配器的示意立体图。

图9是光链路的结构图。

图10是光链路模块的第1变形例的示意截面图。

图11(a)是光纤固定状态的板簧部的示意平面图，图11(b)是光纤固定状态的板簧部的示意立体图，图11(c)是光纤的非固定状态的板簧部的示意平面图，图11(d)是光纤的非固定状态的板簧部的示意立体图。

图12(a)是光纤被固定的状态下的光链路模块的示意平面图，图12(b)是沿着A-A线的示意截面图。

图13是光链路模块的第2变形例的示意截面图。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的实施方式。

第1实施方式的光链路装置具有光链路模块50和适配器10。

光链路模块50具有光单元部56和第1树脂成型体52，光单元部56插嵌在第1树脂成型体52的内部。光单元部56包括：引线57、光元件、以及透明树脂层(未图示)，光元件粘接在引线57上且具有光轴56a。光链路模块50例如可以设为光发送器或光接收器等。

适配器10具有：框状的第2树脂成型体20，设置有供光链路模块50压入的贯通孔22；以及加强端子40，一个端部埋入到第2树脂成型体20中，并且另一个端部从第2树脂成型体20的底面20b突出。

作为第1及第2树脂成型体52、20，例如可以使用PBT(PolybutyleneTerephthalate：聚对苯二甲酸丁二醇酯)树脂或PC(Polycarbonate：聚碳酸酯)树脂等。PBT树脂及PC树脂是热塑性树脂，加热到玻璃转变点温度以上时变软而容易成形。另外，设为导电性树脂时，能够提高树脂成型体的屏蔽效果。

如图1(a)所示，例如在第2树脂成型体20的一个内侧面设置有沿着压入方向延伸的第2凸部22m(在本图中，在垂直方向上设有2个)。此外，在与一个内侧面对置的另一个内侧面也同样地设置有沿着压入方向延伸的第2凸部22m。在第1树脂成型体52的一个外侧面设置有与压入方向交叉地延伸的第1凸部52n(在本图中，在水平方向上设有3个)。此外，在与一个外侧面对置的另一个外侧面也同样地设置有与压入方向交叉地延伸的第1凸部52n(未图示)。另外，第1凸部52n的数量和第2凸部22m的数量不限于此。

因此，在光链路模块50被压入到适配器20的状态下，第1凸部52n的延伸设置方向和第2凸部22m的延伸设置方向交叉，并且第1凸部52n和第2凸部22m彼此接触。由此，光链路模块50和适配器20彼此牢固地固定，所以不会产生晃动，因此光链路模块50的光轴56a不会相对于适配器20变动而能够固定在一个方向上，能够提供光轴固定的光链路装置。适配器10的底面20b与安装基板的表面平行地配设时，光轴56a与安装基板正交。

这样，在第1实施方式中，将在用于水平类型的光链路模块50的侧面设置了第1凸部52的光链路装置装配到适配器20，从而能够提供垂直类型的光链路装置。仅通过适配器的拆装，就能够相对于基板将光轴的方向变更为水平方向或垂直方向。而且，通过适配器内侧面的凸部和光链路模块的外侧面的凸部的接触，彼此牢固地固定，所以不会产生光轴的偏移。另外，本发明不限于此，光轴56a和安装基板也可以倾斜地交叉。

图2(a)是光单元部的示意立体图，图2(b)是插嵌了光单元部、且引线弯折状态的第1树脂成型体的示意截面图。

另外，图2(b)是沿着图1(a)的A-A线的示意截面图。可以在光元件56b的上方的透明树脂层56f的表面设置凸透镜56g等。光单元部56插嵌到第1树脂成型体52的内部。引线57可以包括输出信号用端子57a、电源端子57b、接地端子57c等。在图2(b)中，引线57沿着光轴56a弯折。

在光发送器的情况下，光元件56b可以采用LED、LD、VCSEL(VerticalCavity Surface Emitting Laser)等发光元件。此外，在光接收器的情况下，光元件可以采用光电二极管、受光IC等受光元件。

图3是第2实施方式的光链路装置的示意截面图。

在本实施方式中，光链路模块50采用插座型。即，第1树脂成型体50具有套圈引导部52h，对光纤的前端部的套圈进行引导，与光元件56b光耦合。

除了第1凸部52n和第2凸部22m的咬合构造之外，如图3所示，在适配器10的贯通孔22的内侧面还设置有爪状凸部20p。另一方面，在光链路模块50的第1树脂成型体52的外侧面设置有凹部52a。通过爪状凸部20p和凹部52a嵌合，光链路模块50被锁止在适配器10上。另外，光单元部56的引线57的一个端部，向适配器10的第2树脂成型体20的底面、即适配器10的底面20b侧，例如与光轴56a大致平行地弯折并与安装基板上的布线部连接。

第3实施方式的光链路装置的适配器10具有设置在其内侧面的台阶部20s的凸部20c、以及设置在光链路模块50的外侧面的凸曲面52b。

凸部20c与凸曲面52b抵接而前端产生压溃等变形，并且将光链路模块50向上方抬起。因此，爪状凸部20p被可靠地锁止到凹部52a。

第4实施方式的光链路装置的适配器10具有第2树脂成型体21和加强端子40。

在第2树脂成型体21中，具有夹着光链路模块50而设置的一对侧部21a、以及底部21b。一对侧部21a具有在其之间未设置底部21b的部分，此外，底部21b的至少一部分具有未设置一对侧部21a的部分。如图5(b)(c)所示，在俯视或侧视的情况下，成为大致コ字形状。在一对侧部21a的内侧面设置有切口部23。在切口部23中压入光链路模块50。切口部23在俯视时1个侧部开口。

加强端子40具有一个端部和另一个端部。一个端部例如埋入到第2树脂成型体20中。加强端子40的另一个端部安装于安装基板等。设置有切口部23的适配器10通过加强端子40安装于安装基板。

此外，适配器10可以还具有连接端子42。在连接端子42中，中央部42a埋入到第2树脂成型体21中，第1端部42c从底面21c突出，第2端部42b向与第1端部42c相反的一侧突出。在第2树脂成型体21的切口部23的内侧面23a，设置有相对于底面21c具有多个角度的压入凹部23c、23d、23e。另外，在第2端部42b设置有前端槽部42d。

在图6(a)中，沿着切口部23的内侧面23a的垂直方向(相对于底面21c的角度α＝90度)的凹部23c，将在光链路模块50的第1树脂成型体52的侧面设置的凸部52a插入。其结果，凸部52a和凹部23c嵌合，光链路模块50的光轴56a成为水平方向。

在图6(b)中，沿着切口部23的内侧面23a的水平方向(相对于底面20b的角度α＝0)的凹部23e，将在光链路模块50的第1树脂成型体52的外侧面设置的凸部52a插入。其结果，凸部52a和凹部23e嵌合，光链路模块50的光轴56a成为垂直方向。

在图6(c)中，沿着切口部23的内侧面23a的45度方向(角度α＝45度)的凹部23d，将在光链路模块50的第1树脂成型体52的外侧面设置的凸部52a插入。其结果，凸部52a和凹部23d嵌合，光链路模块50的光轴56a成为45度方向。另外，也可以是，适配器10具有凸部而光链路模块50具有凹部。

将适配器10的底面21c与安装基板的表面平行地配设时，安装基板和光轴56a的交叉角度可以设为0度、45度、90度的角度。此外，由于将光单元部56的引线57插入连接端子42，所以不需要通过焊锡材料等连接到安装基板的布线部。

如图7(c)所示，在连接端子42设置前端槽部42d并插嵌光链路模块50的引线57。此外，在光链路模块50的引线57的前端部设置图7(b)所示的贯通孔57t，并且在前端槽部42d的两侧面设置凸部42e时，引线57从两侧被按压，所以被可靠地连接。

图8(a)是第5实施方式的光链路装置的示意立体图，图8(b)是该适配器的示意立体图。

如图8(b)所示，可以在切口部23的内侧面23a以连接端子42的凸部42e为轴而呈放射状地设置凹部23f。通过设置具有0度以上且90度以下的倾斜的凹部23f，能够精度更高地调整光链路模块50的光轴56a和安装基板的表面的角度。

此外，第1树脂成型体52的凸部52n可以设为1个。第2树脂成型体20的凹部23c、23d、23e可以包含角度不同的多个区域。此外，通过将切口部23的宽度WN扩大并以连接端子42的凸部42e为轴使光链路模块50旋转，凸部52n能够与凹部23c、23d、23e的不同区域嵌合。

图9是光链路的结构图。

在安装基板90上安装加强端子40的另一个端部。此外，安装基板90中可以具有对光单元部进行驱动的电源部等。

相对于安装基板90的表面，能够将光链路模块50的光轴56a的角度调整为0度以上且90度以下。

根据光系统中要求的传送距离或调制速度，从石英或塑料等中选择光纤60的材质。传送距离为1000m以下的短距离的情况下，可以使用塑料光纤(POF：Plastic Optical Fiber)或塑料包层石英光纤(PCF：Plastic CladdingSilica Fiber)。此外，在短距离传送的情况下，发光元件由InAlGaP或AlGaAs等构成，其发光波长可以设为500～900nm等。

在插座型的情况下，为了将套圈60a插入到套圈引导部54a，对成型体要求高的尺寸精度。因此，需要具有至少3个方向以上的拔出方向的高精度成型模具。如果准备相对于安装基板90使第1树脂成型体52的套圈引导部52h的中心轴对应于平行方向、正交方向、倾斜方向等的专用成型模具，则费用增大。根据本实施方式，能够通用地使用光链路模块所需的高精度成型模具，能够降低光链路装置的价格。

光链路模块50和适配器10不是形成光耦合的嵌合，所以树脂成型体的模具不需要高的精度，能够降低费用。另外，光链路模块50也可以不是插座型，而是插销型。

图10是光链路模块的第1变形例的示意截面图。

第1变形例的光链路模块50是带简易锁止功能的无连接器式模块。本图表示将光纤60固定之前的状态。光链路模块50还具有光纤引导部76，该光纤引导部76具有：板簧部72，在内部区域设置有能够供光纤60插入的开口部；支撑体部70，设置有收纳板簧部72的凹部70a和能够支撑光纤60的贯通孔70m；以及套筒部70s，与光单元部56对置。

支撑体部70可以设为树脂、陶瓷、金属等。支撑体部70可以设为圆筒状。此外，将套筒部70s设为金属时，能够容易地使光纤60的中心轴与光单元部56的光轴56a一致。

此外，在第1树脂成型体80的内侧面设置有引导槽部80b、锁止凹部80d、板簧加压部80e。可以在光纤引导部76的支撑体部70的外边缘设置能够沿着引导槽部80b移动的引导凸部70c、以及锁止凸部70b。

板簧部72还具有设置在其内部区域72a的外侧的外部区域72b。内部区域72a能够沿着与光纤60的插入方向73交叉的方向伸缩。此外，外部区域72b能够沿着插入方向73伸缩。即，相对于板簧部72向板簧部72的外部区域72b的表面方向加压时，内部区域72a的弯曲构造部分成为另一个板簧，以缩短的方式起作用。在本图中，板簧部72被进行3处弯曲加工，并且相对于其中心轴72d成为对称形状，但是本发明不限于该形状。

板簧部72的开口部72c的压缩前的直径D2设定为光纤60能够通过。光纤60的包含被覆部在内的直径为2mm的情况下，板簧部72的开口部72c的压缩前的直径D2例如可以设为2.1mm。

图12(a)是将光纤固定的状态下的光链路模块的示意平面图，图12(b)是沿着A-A线的示意截面图。

光纤引导部76沿着引导槽部80b移动而锁止凸部70b和锁止凹部80d嵌合后，板簧加压部80e对板簧部72的外部区域72b的表面加压，使内部区域72a的宽度缩小(将内径设为D1)，将光纤60的侧面紧固。设锁止凸部70b具有弹性。

此外，光链路模块还可以设置从第1树脂成型体80的外侧面到达锁止凹部80d内的锁止解除杆84。通过使锁止解除杆84抵接并按压锁止凸部70b，并且将光纤引导部76拉出，从而，板簧部72的外部区域72b的加压状态释放，内部区域72a的宽度复原，能够将光纤60取下。

此外，可以还在第1树脂成型体80的内侧面设置具有曲线部的锁止凸部引导槽部80a。通过沿着曲线部对锁止凸部70b进行引导，能够一边使光纤引导部76旋转一边移动。第1变形例构造简单，但是能够保持高的光耦合效率。此外，不仅单方向光模块，也可以设为双方向光模块。锁止凸部引导槽部80a可以设为在第1树脂成型体80的内侧面设置的台阶或凸部侧面等。

一般来说，在向光纤附加连接器的加工中，需要端面的研磨、圆筒状的套圈安装、连接器锁止机构安装等。因此，需要高度的加工技术和专用工具，而且花费加工时间。此外，还需要进行套圈和光纤的光轴调整工序。

与此相对，在第1变形例中，通过将光纤60插入到套筒部70s，容易进行光轴对位，通过板簧部72容易进行向光链路模块50的拆装。即，不需要连接器加工装置及专用工具，并且也不需要连接器加工时间及光轴对位时间。因此，量产性提高，也容易降低价格。

图13是光链路模块的第2变形例的示意截面图。

第2变形例的光链路模块50是带简易锁止功能的无连接器式模块。在第1树脂成型体80的内侧面设置的引导槽部80b可以具有曲线部，其一端开口。设置于支撑体部70c的引导凸部70c能够沿着该曲线部移动。因此，能够将光纤60以任意的角度插入。这种情况下，也可以不通过设置于支撑体部70的锁止凸部70b来对支撑体部70进行引导。

第1～第5实施方式的光链路装置能够相对于适配器10的底面20b、21c调整光轴56a的方向。因此，能够实现相对于安装基板成为0度以上且90度以下的角度的光轴56a的光链路装置。

这样的光链路装置能够广泛应用于数据链路、工作机械控制、工艺控制器、PC网络等。在这些用途中，使用大量光纤将大量光链路装置之间连接。根据本实施方式的光链路模块，能够相对于安装基板将光纤沿各种方向铺设。

以上说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式只是作为例子提示，不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式来实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围和主旨内，也包含在权利要求所记载的发明及其均等范围内。

Claims

1.一种光链路装置，具备：

光链路模块，具有光单元部和供所述光单元部插嵌的第1树脂成型体，该光单元部包含引线和设置在所述引线上的光元件；以及

第2树脂成型体，具有贯通孔，在所述贯通孔中嵌入所述光链路模块，

在所述第1树脂成型体的外侧面设置有第1凸部，

在所述第2树脂成型体的内侧面设置有与所述第1凸部交叉地接触的第2凸部。

2.如权利要求1所述的光链路装置，

所述第1凸部及所述第2凸部的至少一方设有多个。

3.如权利要求1所述的光链路装置，

所述第1凸部相对于所述光链路模块的光轴垂直地延伸设置，所述第2凸部相对于所述光链路模块的光轴水平地延伸设置。

4.如权利要求1所述的光链路装置，

所述光轴与所述第2树脂成型体的所述底面正交。

5.一种光链路装置，具备：

适配器，具有第2树脂成型体，该第2树脂成型体具有底部和以夹着所述光链路模块的方式设置的一对侧部，

所述第2树脂成型体的所述一对侧部的彼此对置的内侧面、以及所述第1树脂成型体的外侧面中的任意一方具有凸部，任意另一方具有与所述凸部嵌合的凹部。

6.如权利要求5所述的光链路装置，

所述凹部为切口截面形状。

7.如权利要求5所述的光链路装置，

所述适配器还具有连接端子，在该连接端子中，中央部埋入到所述第2树脂成型体中，第1端部从所述底面突出，第2端部向与所述第1端部相反的一侧突出，

所述光单元部的所述引线的端部被夹持于在所述连接端子的所述第2端部设置的槽部之间。

8.如权利要求5所述的光链路装置，

在所述第2树脂成型体的所述内侧面设置的所述凹部或所述凸部相对于所述底部的底面的角度为0度以上且90度以下。

9.如权利要求8所述的光链路装置，

在所述第2树脂成型体的所述内侧面设置的所述凹部或所述凸部包含所述角度不同的区域，

通过扩大所述一对侧部的宽度并以所述槽部为中心使所述光链路模块旋转，所述第1树脂成型体和所述第2树脂成型体能够嵌合。

10.如权利要求1所述的光链路装置，

所述光链路模块为插座型。

11.如权利要求10所述的光链路装置，

所述光链路模块还具有光纤引导部，该光纤引导部具有：板簧部，在内部区域设置有开口部；支撑体部，设置有贯通孔和收纳所述板簧部的凹部；以及套筒部，能够变更相对于所述光单元的朝向。

12.如权利要求11所述的光链路装置，

所述板簧部还具有与所述内部区域相邻的外部区域，

所述内部区域能够在相对于所述开口部交叉的方向上伸缩，

所述外部区域能够沿着所述开口部的设置方向伸缩。

13.如权利要求12所述的光链路装置，

在所述第1树脂成型体的内侧面设置有引导槽部、锁止凹部及板簧加压部，

在所述光纤引导部的所述支撑部的外边缘设置有锁止凸部及能够沿着所述引导槽部移动的引导凸部，

所述光纤引导部沿着所述引导槽部移动而所述锁止凸部和所述锁止凹部嵌合时，所述板簧加压部对所述板簧的所述外部区域的表面加压，压缩所述内部区域的宽度。

14.如权利要求13所述的光链路装置，

所述光链路模块还具有从所述第1树脂成型体的外侧面到达所述锁止凹部内的锁止解除杆，

通过使所述锁止解除杆抵接并按压所述锁止凸部，并且将所述光纤引导部从所述第1树脂成型体拉出，从而，将所述板簧的所述外部区域的压缩变形释放，扩大所述内部区域的所述宽度。

15.如权利要求13或14所述的光链路装置，

在所述第1树脂成型体的所述内侧面还设置有具有曲线部的锁止凸部引导槽部，

通过沿着所述曲线部引导所述锁止凸部，使所述光纤引导部旋转并移动。