JP2001141964A - 光部品 - Google Patents

光部品

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JP2001141964A
JP2001141964A JP2000315365A JP2000315365A JP2001141964A JP 2001141964 A JP2001141964 A JP 2001141964A JP 2000315365 A JP2000315365 A JP 2000315365A JP 2000315365 A JP2000315365 A JP 2000315365A JP 2001141964 A JP2001141964 A JP 2001141964A
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Alan Edward Plotts
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Abstract

(57)【要約】 【課題】整合するための部品の点数を最少にしながら、
光信号ラインのアレーに対して精確な整合を与える光電
子部品用の光インタフェースの提供。 【解決手段】嵌合面３２に沿って形成された一体の光ア
レーインタフェースを有する光部品２０を開示する。光
インタフェースは、前壁から延びる光コネクタ部３６
と、光インタフェースに隣接して前壁から延びる複数の
導入面３８，４０を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光デバイスに関
し、特に光アレーインタフェースを有する光デバイスに
関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ、光検出器等の光部品及び光電子
部品の継続した小型化に伴い、より小さな基板上に高密
度の光部品及び光電子部品を創造する能力が現れてい
る。現在この技術は、送信器、受信器、及び光ファイバ
信号を送信及び受信する光源及び検出装置を有するトラ
ンシーバ等のより小さな光電子部品を創造することに利
用されている。送信器、受信器及びトランシーバは、送
信及び受信される光信号に対応する電気信号を通過させ
る電気インタフェースを有するのが典型である。密度が
大きくなると、光インタフェースにおいて単一送信ファ
イバ及び単一受信ファイバを整合させる代わりに、光イ
ンタフェースにおいて複数のファイバを整合させる必要
があるという問題が、光相互接続及び光整合に生ずる。
【０００３】米国特許第５，１２５，８４９号明細書に
は、光電子装置の光インタフェースを形成する１対の光
コネクタが開示されている。これら光コネクタの各々は
単一ファイバを受容するようになっている。ガイドピン
を受容して相手コネクタを位置決めし、整合させ、又は
方向付けする、開口を有する本体を具備するコネクタガ
イドが設けられている。この設計形状の問題点は、開口
を有する本体が光電子部品とは別体であるため、実装構
造上又は回路基板上の位置により光コネクタを粗くしか
整合できないことである。光インタフェースは、単一フ
ァイバを各々有する比較的大きな２個の光コネクタのみ
を含むので、粗い整合は信頼性の高い光相互接続が達成
するのに十分である。しかし、この設計形状は、比較的
小さいアレー状の光インタフェースには好適でない。と
いうのは、提供される粗い整合は、アレー内の信頼性の
高い光相互接続を達成するには十分に精確ではない。
【０００４】米国特許第５，０９１，９９１号明細書に
は、整合構造を有する光ファイバコネクタが開示されて
いる。この特許明細書には、上述の米国特許第５，１２
５，８４９号明細書の光コネクタに類似した１対の光コ
ネクタを有する送信器及び／又は受信器装置が開示され
ている。トランシーバアダプタは、プラグを受容し、送
信器及び／又は受信器装置に対してプラグを整合するた
めに設けられている。図１に示されるように、アダプタ
は、シュラウド、整合アダプタ、ピン及びヨークを含む
多数の部品を含む。このアダプタは、光インタフェース
において比較的大きな１対の単一ファイバコネクタに粗
く整合を与える点でまたも同じ問題がある。また、精確
な整合を達成するために、多数の部品を有することは望
ましくない。
【０００５】米国特許第５，１４０，６６３号明細書に
は、光トランシーバ用の整合装置が開示されている。ま
た、この装置は、光コネクタ用のプラグ停止部を有する
係止（ラッチ）梁機構を具備する。米国特許第５，０９
１，９９１号明細書と同様に、この特許明細書は、アダ
プタ、シュラウド、ピン、及び整合を達成しプラグをト
ランシーバ装置に固定するラッチ機構を有する多部品整
合装置を開示する。この設計形状は、比較的小さいアレ
ー光インタフェースに用いられると、上述と同様の問題
が生ずるであろう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、整
合するための部品の点数を最少にしながら、光信号ライ
ンのアレーに対して精確な整合を与える光電子部品用の
光インタフェースを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記及び他の目的は、光
コネクタ部が光部品内に一体成形されると共に、単一フ
ェルール内に配置された複数のライトガイドを有するよ
うになっている光アレーインタフェースを有する光部品
を提供することにより達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態を説明する。図１は、光電子部品及び相手の
光アレーコネクタの斜視図である。図２は、図１の光電
子部品の正面図である。図３は、図１の光プラグ組立体
の正面図である。図４は、図１の嵌合した状態のプラグ
及び光電子部品組立体を平面方向から見た断面図であ
る。
【０００９】最初に、図１を参照して本発明の相互接続
システム１０を総括的に説明する。光部品２０は、基板
１８に実装され、基板１８への接続部と、嵌合面３２に
沿った光コネクタ部３６とを有する。光コネクタ部３６
は、複数の光信号を光部品２０に接続するのに適してい
る。相手コネクタ組立体６０は、結合ハウジング６３に
実装された光コネクタ６２を特徴とする。
【００１０】図１ないし図３を参照して、各主要部品を
より詳細に説明する。最初に図１及び図２を参照する
と、光部品２０は、光デバイス又は光電子デバイスのい
かなる組合せを含んでもよい。例えば、光部品２０は、
光源及び光検出器を含むトランシーバ、光源のみを含む
送信器、又は光検出器のみを含む受信器のいずれでもよ
い。光部品２０は、複数の光受動デバイス又は他の能動
デバイスを含んでもよい。デバイスは、光電子デバイス
でもよいし、純粋な光デバイスであってもよい。ハウジ
ング２２は、光部品２０を形成するデバイスを含み、上
壁３０及び基板実装面２４を連結する１対の両側壁２８
を具備する。嵌合面３２は、上壁３０、側壁２８及び基
板実装面２４内に配置される。光コネクタ部３６は、ハ
ウジング２２の中から嵌合面３２に向って延びる。光コ
ネクタ部３６は、ファイバ等の複数のライトガイド４７
を実装する第１フェルール４６を特徴とする。ライトガ
イド４７は、ハウジング２２内で光デバイスまで延びて
光デバイスに結合する。光デバイスは、フェルール４６
の位置に実装されてもよいし、後に詳述する相手コネク
タ組立体６０と直接嵌合可能となるように配置されても
よい。第１フェルール４６は、光コネクタ部３６内に配
置され、嵌合面３２に向って付勢される。１つの整合ピ
ン４２は、第１フェルール４６の中から嵌合面３２に向
って延びる。整合ピン４２を設けることは任意であり、
整合開口又は他の適当な精確整合構造と置換することが
できることは、当業者に理解されよう。整合ピン４２
は、ライトガイド４７に対して精確に配置される。
【００１１】ラッチ肩４４は光コネクタ部３６の主要面
に形成される。光コネクタ部３６は前壁４３から延び
る。狭い部分４５は光コネクタ部３６の半分の周囲に延
びるが、他方、広い部分４１は他の半分の周囲に延び
る。導入構造は、側壁２８、上壁３０及び基板実装面２
４の内面に沿って設けられる。１対の垂直導入面３８
は、各側壁２８の内面に沿って設けられる。水平導入面
４０は、上壁３０及び基板実装面２４の両方の内面に沿
って配置される。これらの導入面３８，４０は、嵌合面
３２から内方へ前壁４３に向って延びる。各導入面３
８，４０は、嵌合面３２から前壁４３に向って内方にテ
ーパ状になっている。設置することは任意である棚２６
は、基板１８上に光部品２０を適切に位置決めするため
に、基板実装面２４に沿って設けられている。棚２６は
除去可能であるので、光部品２０は、後に詳述する図１
１の別の実施形態に示された基板１８の縁の範囲内で、
基板１８の中央又はいずれかの場所に実装可能である。
光部品２０が基板１８の縁の範囲内に実装される応用例
では、相手コネクタ組立体６０と嵌合するために、光信
号を基板の縁まで伝えるのに光ケーブル組立体を使用す
ることができる。相手コネクタ組立体６０は、ケーブル
組立体の一部であって、基板の縁の範囲内に実装された
光部品２０に直接接続されてもよい。
【００１２】図１及び図３を参照して、相手コネクタ組
立体６０をより詳細に説明する。相手コネクタ組立体６
０は、国際出願公開ＷＯ９８／００７４１号に開示され
たような公知の光コネクタを使用することができる。上
記国際公開はこのようなコネクタの嵌合順序を説明して
いるので、参照されたい。光コネクタ６２は結合ハウジ
ング６３内に配置される。結合ハウジング６３は、親基
板等の基板８０に任意に実装可能である。結合ハウジン
グ６３は、図４に示されるように基板に固定されてもよ
いし、また図１に示された開口内で浮動するように基板
の開口に実装されてもよい。図１に示された開口に実装
される場合は、ハウジング６３を基板８０に固定するた
めにクリップ８２が使用される。基板開口は、嵌合方向
に対して直角な方向にある程度浮動できるように、ハウ
ジング６３の外寸法より大きい。クリップ８２は、ハウ
ジング６３と係合状態で延びる複数のバーブ（逆刺）８
４を有し、嵌合方向に付加的に浮動できるように基板表
面から若干の距離だけ離れて配置されてもよい。基板の
開口内で所望の浮動量を得る方法がいくつかあること
は、当業者に理解されよう。また、結合ハウジング６３
は、垂直導入部６６及び水平導入部６９を有する整合突
起６４を特徴とする。これら整合突起６４は嵌合面６５
を超えて延びる。垂直導入部６６は、整合突起６４から
所定角度で互いに向って延びる。水平導入部６９は、整
合突起６４の先端縁の対向する両面に沿って、且つ垂直
導入部６６の対向する両面に沿って設けられる。
【００１３】光コネクタは、複数のライトガイド６７を
収容する第２フェルール６８を含む。１対の整合開口７
０は、ライトガイド６７に対して精確に配置される。整
合開口７０を形成することは任意であり、整合開口７０
は整合ピン又は他の適当な精確整合構造と置換可能であ
ることは、当業者に理解されよう。第２フェルール６８
は、光コネクタ６２内を移動可能であり、コネクタの嵌
合面７２に向って付勢されている。光コネクタ６２は、
狭い部分７６が輪郭の半分の周囲に延びるが広い部分７
８が他の半分の周囲に延びる相補的な外輪郭を有する。
光コネクタ６２は、結合ハウジング６３から取外し可能
である。ラッチ７４は、光コネクタ６２からコネクタの
嵌合面７２に向って延びる。
【００１４】図４は、嵌合状態の光部品２０及び相手コ
ネクタ組立体６０の断面図である。この図から、結合ハ
ウジング６３の整合突起６４が、側壁２８及び光コネク
タ部３６の間に位置することが理解できる。結合ハウジ
ング６３の嵌合面６５は、前壁４３に当接する。また、
ラッチ７４はラッチ肩４４と係合し、光コネクタ６２
は、光コネクタ部３６にラッチされた状態を維持しなが
ら、結合ハウジング６３とラッチ解除になるように後方
に付勢される。
【００１５】図５は、１対の光コネクタ部３６を有する
別の光組立体１２０を示す。光コネクタ部３６は、複数
のライトガイド４７をそれぞれ保持することができる。
適切な結合ハウジング１６３は、それぞれ光コネクタ６
２を受容する１対のキャビティ１６４を含む。本実施形
態は、多数の光コネクタ部３６が単一光部品１２０に一
体的に形成されることを示すことを理解されたい。本実
施形態では２個のコネクタ部３６が示されているが、３
個以上のコネクタ部３６を用いることによって、より多
数の相互接続が得られることが、当業者に理解されよ
う。また、コネクタ部３６は図１に示されたような導入
構造３８，４０が無い状態で示されたが、これらの構造
は本実施形態でも任意に使用可能であることが当業者に
理解されよう。
【００１６】図６は、基板１８に実装された図５の実施
形態と同様な光部品１２０を有する更に別の実施形態を
示す。結合ハウジング２６３は、電気コネクタ部２００
と結合されて電気及び光混合相互接続を創り上げる。１
対の整合ポスト２６４が、結合ハウジング２６３及び電
気コネクタ部２００の間に設けられる。相手ハウジング
２５０は、電気コネクタ部２００と嵌合するためのピン
領域２５２と、結合ハウジング２６３に結合するための
光結合部とを具備する。１対の整合溝２５３が、光結合
部２５４及び電気コネクタ部２００の間に配置される。
光結合部２５４は、１対の光コネクタ６２を受容する輪
郭をなす。
【００１７】図７は、図６に示されたような混合相互接
続システムを組み立てる際に有用なモジュラ結合ハウジ
ング３６３を示す。この結合ハウジング３６３は、別の
結合ハウジング又は電気コネクタ部等の別のモジュラ部
の突起を受容するためのスロット３６５を具備する。整
合ポスト３６４は、図６の整合ポスト２６４と同様の機
能をなすように設けられる。
【００１８】図８、図９及び図１０は、図１の光部品２
０用の電気インタフェースを示す。最初に図８を参照す
ると、ランドグリッド配置が示されている。複数のパッ
ド即ちランド１０５は、基板実装面２４に沿って配置さ
れ、光部品２０の内側のデバイスに接続されている。イ
ンタポーザ１１０は、光部品２０及び基板１８の間に位
置する。基板１８は、その上のトレースに接続された同
数のランド１０６を有する。インタポーザ１１０は、対
向する主面に沿って延びランド１０５，１０６と整合さ
れた一連のばねコンタクト１１１を有する。従って、ば
ねコンタクト１１０は、ランド１０５及びランド１０６
間を電気的に接続する。適当なクランプ装置が、インタ
ポーザ１１０及び基板１８上の光部品を固定するために
使用される。
【００１９】図９は、光部品２０の基板実装面２４から
延びる複数のピン２０５を示す。ピン２０５は、光部品
２０の内側のデバイスに同様に接続される。スルーホー
ル２０６は、ピン２０５を受容するために基板１８に沿
って形成される。スルーホール２０６は基板１８上のト
レースに電気的に接続され、光部品は、スルーホール２
０６内にピン２０５を半田付けすることによって基板１
８に固定できる。
【００２０】図１０は、ボールグリッドアレー配置を示
す。本実施形態において、光部品２０は、基板実装面２
４に沿って配置された一連の半田ボール４００を有す
る。半田ボール４００は、光部品２０の内側のデバイス
に同様に接続される。パッド１０６は、基板１８に沿っ
て配置され、半田ボール４００を受容する。光部品２０
は、パッド１０６上の半田ボールをリフロー半田付けす
ることにより基板１８に固定され、光部品２０と、パッ
ド１０６に接続された基板１８に沿ったトレースとの間
を電気的に接続する。現在公知の、又はまだ開発中の他
の電気インタフェースも、基板実装面２４に沿って使用
するのに適合可能であることが理解されよう。
【００２１】図１１は、相互接続システム１１０の別の
実施形態を示す。本実施形態は、光部品１２１が基板１
８の縁の範囲内に実装されている点で異なる。基板１８
の縁の範囲内に光部品１２１を実装することは、相手コ
ネクタ組立体６０に接続するために、光信号を基板１８
の縁まで伝える付加的なケーブル組立体１３０を必要と
する。相手コネクタ組立体６０は、親基板等の基板８０
に任意に実装される。また、光部品１２１は、光部品２
０のコネクタ受容通路とは反対側の複数のコネクタ受容
通路１２２を特徴としている。ケーブル組立体１３０
は、光ケーブルの反対側の端で実装される１対の光コネ
クタからなる。一方の光コネクタ６２は光部品１２１と
嵌合し、他方の光コネクタ６２は基板１８の縁に沿って
実装された結合ハウジング１２５と嵌合する。結合ハウ
ジング１２５は、光部品２０と相手コネクタ組立体６０
との嵌合と同様に、相手コネクタ組立体６０と嵌合する
形状である。
【００２２】図１の相互接続システム１０の嵌合順序を
詳細に説明する。最初に基板１８は、典型的には親基板
又はバックプレーン組立体である基板８０より一般的に
は小さい部品であることが、理解されよう。従って、光
部品２０は、より大きなバックプレーン組立体内の分離
可能な副組立体となるように意図されている。任意のガ
イドレール（図示せず）を、基板１８の縁と係合する基
板８０に沿って設け、２個の部品２０，６０を予め整合
させてもよい。嵌合の際、整合突起６４及び導入面３
８，４０間に初期係合が起こる。水平導入部６９は、垂
直導入面３８又は水平導入面４０のいずれかと最初に係
合する。これらの導入面は全て傾斜しているので、部品
を互いに向けて更に付勢することにより、結合ハウジン
グ６３に基板８０の開口を移動又は浮動させる。このコ
ネクタ浮動により、光相互結合形成の前に２個の部品が
整合することができる。
【００２３】次に、垂直導入部６６が水平導入部４０と
係合する。光部品が相手コネクタ組立体６０に向って更
に付勢されると、整合ピン４２が整合開口７０と整合し
て整合開口７０内に入る。最後に、ラッチ７４がラッチ
肩４４と係合し、光コネクタ２０を相手コネクタ組立体
６０に固定する。これにより、光部品２０及び相手コネ
クタ６０間の光相互接続が形成される。次に、光コネク
タ６２は、光コネクタ部３６にラッチされ嵌合工程が完
了した状態を維持しながら、結合ハウジング６３とのラ
ッチが解除される。図１に示されたコネクタ浮動構造が
好ましいが、相手コネクタ組立体６０は、図４に示され
るように基板８０に固く実装されてもよいことに留意す
べきである。この実装の場合、整合を達成するために、
基板８０又は基板１８のいずれかが相手に対して移動す
ることが必要になる。
【００２４】本発明の利点は、光部品２０が基板の縁に
沿って任意に実装されても、光部品内で複数の光相互接
続が得られることである。通常は基板１８の中央に位置
する光デバイスを基板の縁に配置される他のコネクタハ
ウジングに接続するのに、別の短い光ケーブル組立体を
要しない。従って、製造コスト及び部品点数を減らすこ
とができる。
【００２５】本発明の更なる利点は、嵌合の際に、光コ
ネクタ６２が、光コネクタ部３６とラッチされた状態を
維持しながら、結合ハウジング６３とのラッチを解除さ
れることである。このことは、軸方向の大きな浮動量を
可能にするので、光デバイス２０は、他の精確さが低い
電気部品と同一の基板１８上に共存することができる。
これにより、光部品２０及び相手コネクタ組立体６０の
間の光結合を維持しながら、基板１８を移動可能にす
る。
【００２６】結合ハウジング６３は、開口内を浮動でき
るように基板開口に任意に実装可能であるので、基板８
０が基板１８と盲嵌合可能(blind matable)であること
が付加的な利点であろう。というのは、嵌合の間、整合
突起６４が結合ハウジング６３をコネクタ部３６と適正
に整合するよう導くように作用するからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】光電子部品及び相手の光アレーコネクタの斜視
図である。
【図２】図１の光電子部品の正面図である。
【図３】図１の光プラグ組立体の正面図である。
【図４】図１の嵌合した状態のプラグ及び光電子部品組
立体を平面方向から見た断面図である。
【図５】光電子組立体及び相手光アレーコネクタ組立体
の別の実施形態の斜視図である。
【図６】光及び電気混合コネクタ組立体を有する光電子
部品の別の実施形態の斜視図である。
【図７】モジュラ光電子部品嵌合部の斜視図である。
【図８】光電子部品用の第１電気インタフェースを示す
斜視図である。
【図９】光電子部品用の第２電気インタフェースを示す
斜視図である。
【図１０】光電子部品用の第３電気インタフェースを示
す斜視図である。
【図１１】相互接続システムの別の実施形態を示す斜視
図である。
【符号の説明】
２０，１２０ 光部品 ２２ ハウジング ３２ 嵌合面 ３６ 光コネクタ部（光インタフェース） ３８ 垂直導入面 ４０ 水平導入面 ４２ 整合ピン（整合構造） ４４ ラッチ肩 ４６ フェルール ４７ ライトガイド ６２ 相手光コネクタ ６４ 整合ピン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エドマンド ジョセフ ヘイリー アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 17019 ディルズバーグ サウスマウンテ ンロード 1488 (72)発明者 アラン エドワード プロッツ アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 17112 ハリスバーグ キーストーンドラ イブ 2705

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】１個以上の光デバイスを有する光部品であ
    って、 前記光デバイスを含み第１端及び第２端を有するハウジ
    ングと、 前記第１端で前記ハウジングと一体化された光相互接続
    部であって、フェルールアレーを有する相手光コネクタ
    と嵌合可能な複数の光インタフェースを具備する光相互
    接続部とからなることを特徴とする光部品。
  2. 【請求項２】前記光相互接続部は、複数のライトガイド
    を有し且つ前記光インタフェースを有する嵌合面を画定
    する単一フェルールを具備することを特徴とする請求項
    １記載の光部品。
  3. 【請求項３】前記ハウジングの前記第１端且つ前記光相
    互接続部に隣接して少なくとも１個の導入面を更に具備
    し、 前記導入面は、相手コネクタ上の対応する少なくとも１
    個の導入面と協働して前記相手コネクタを前記光相互接
    続部に整合することを特徴とする請求項１又は請求項２
    記載の光部品。
  4. 【請求項４】前記導入面は、水平導入面、垂直導入面、
    又はこれら導入面の組合せであることを特徴とする請求
    項３記載の光部品。
  5. 【請求項５】前記光相互接続部は、光コネクタ部を具備
    することを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちい
    ずれか１項記載の光部品。
  6. 【請求項６】前記光コネクタ部に沿って配置されたラッ
    チ肩を更に具備することを特徴とする請求項５記載の光
    部品。
  7. 【請求項７】前記フェルールは、前記第１端に向って付
    勢されていることを特徴とする請求項２ないし請求項６
    のうちいずれか１項記載の光部品。
  8. 【請求項８】前記フェルールは、少なくとも１個の整合
    構造を具備することを特徴とする請求項２ないし請求項
    ７のうちいずれか１項記載の光部品。
  9. 【請求項９】前記整合構造は、相手コネクタの整合ピン
    を受容する整合孔を具備することを特徴とする請求項８
    記載の光部品。
  10. 【請求項１０】前記フェルールは、前記光相互接続部内
    に浮動可能に実装されていることを特徴とする請求項１
    ないし請求項９のうちいずれか１項記載の光部品。
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