JP2004126015A - 光電変換モジュール及びそれを用いる光レセプタクル - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の削減や伝送損失の低減を図った光電変換モジュール及びそれを用いる光レセプタクルを提供する。
【解決手段】光電変換モジュールは、光ファイバを介して伝送される光信号を電気信号に変換する受光側の光電変換ブロック２１ａを備える。光電変換ブロック２１ａは、略直方体状の本体部２３ａと、本体部２３ａの前面に突設された円柱状の柱状部２３ｂとが一体に形成されたモジュール本体２３を有し、柱状部２３ｂの前面に受光ダイオードを実装するとともに、本体部２３ａの背面に設けた凹所２３ｄの底面に、受光ダイオードの出力信号が入力される周辺回路を集積化した周辺回路ＩＣ２４ａなどの回路部品を実装してある。そして、本体部２３ａ及び柱状部２３ｂの表面や、本体部２３ａを前後方向に貫通するスルーホール２３ｅの内周面に金属めっき層を形成することで、受光ダイオードと周辺回路ＩＣ２４ａとの間を電気的に接続する配線パターン２６を形成してある。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバのような光伝送媒体を備えた光プラグと、この光プラグに接続される光レセプタクルとで構成される光コネクタの光レセプタクルに用いられ、光プラグの備える光伝送媒体を介して伝送される光信号と電気信号との光電変換を行う光電変換モジュール及びそれを用いる光レセプタクルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車などの車内でカーナビゲーションなどのマルチメディア情報を伝送するためにデータ伝送の高速化が望まれており、高速のデータ伝送を実現するために光通信を用いた通信規格（ＭＯＳＴ規格）が提案されている。
【０００３】
図１７〜図２０はＭＯＳＴ規格で用いられる光コネクタを示しており、この光コネクタは、例えばＣＤ、ＤＶＤ、ＧＰＳ、自動車電話などの車内の機器に設けられた光レセプタクル５０と、一対のプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）７１を保持する光プラグ７０とで構成され、光レセプタクル５０に光プラグ７０を接続することで、機器と光ファイバ７１との間を接続するために用いられる。
【０００４】
光レセプタクル５０は、機器に内蔵された回路基板に実装され、光ファイバ７１を介して伝送される光信号と電気信号との間の光電変換を行う光電変換モジュール６０を備える。光電変換モジュール６０は、受光ダイオードを具備し光ファイバ７１を介して伝送される光信号を電気信号に変換する受光側の光電変換ブロック６０ａ、発光ダイオードを具備し回路基板からの電気信号を光信号に変換して光ファイバに投光する投光側の光電変換ブロック６０ｂ、光電変換ブロック６０ａ，６０ｂを収納する金属製のシールドケース６５などから構成される（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
光電変換ブロック６０ａ，６０ｂは略同じ構造を有しており、図２０（ａ）（ｂ）に示すように、受光ダイオード又は発光ダイオードよりなる光素子６１と、光素子６１の周辺回路（例えば受光ダイオードの出力を増幅するなどして回路基板に出力する回路、或いは、回路基板からの入力に応じて発光ダイオードに駆動信号を出力する回路など）を集積化した周辺回路ＩＣ６２とをリードフレーム６３に実装し、光素子６１及び周辺回路ＩＣ６２の実装部位を透光性樹脂でモールドして扁平な直方体状の樹脂モールド部６４を形成してある。
【０００６】
また、シールドケース６５は板金を打ち抜き且つ曲げ加工を施すことによって、矩形板状の中央片６５ａと、中央片６５ａの上側縁から後方に突出する上片６５ｂと、中央片６５ａの左右両側縁から後方に向かって延出された側片６５ｃ，６５ｃとで構成され、中央片６５ａに設けた一対の窓孔６５ｄに光素子６１を臨ませるようにして、光電変換ブロック６０ａ，６０ｂを中央片６５ａの裏面に対向配置し、両側片６５ｃ，６５ｃの先端部を内側に折り曲げて光電変換ブロック６０ａ，６０ｂの背面側を覆うことで、光電変換ブロック６０ａ，６０ｂの周囲をシールドするようになっている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−１３３６７号公報（第４頁−第６頁、及び、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した光電変換モジュール６０に用いる光電変換ブロック６１ａ，６１ｂでは、周辺回路ＩＣ６２が比較的大きな実装面積を必要とするので、樹脂モールド部６４の寸法が大きくなるが、光プラグ７０と嵌合するレセプタクル本体５１の形状、寸法はＭＯＳＴ規格で規定されているため、光ファイバ７１の先端面を光素子６１に近接させるようにしてレセプタクル本体５１の内部に光電変換モジュール６０を配置することができず、その結果光電変換モジュール６０をレセプタクル本体５１の外側に配置したために光ファイバ７１の端面と光素子６１との間の距離が長くなっていた。
【０００９】
そこで、従来の光電変換モジュール６０では、各光電変換ブロック６０ａ，６０ｂの備える光素子６１の受光面或いは発光面にそれぞれ一方の端部を近接させるようにして一対の光ファイバ６６を設け、一対の光ファイバ６６をレセプタクル本体５１の内部に収納される樹脂製の内ケース５２に保持させていた。内ケース５２の前端部には中空円筒状の２つの筒部５２ａが突設されており、各筒部５２ａの基部側に光ファイバ６６の他方の端部を収納させるとともに、先端側に光プラグ７０の備える光ファイバ７１の先端を挿入させることで、光ファイバ６６の端面と光ファイバ７１の端面とを近接して対向させていた。
【００１０】
このように、従来の光電変換モジュール６０では、リードフレーム６３に実装された光素子６１に一方の端面が近接配置される光ファイバ６６を別途設けて、この光ファイバ６６と光プラグ７０の備える光ファイバ７１とを近接して対向させていたため、部品点数が増加し、且つ、伝送損失が増大するという問題があった。
【００１１】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、部品点数の削減や伝送損失の低減を図った光電変換モジュール及びそれを用いる光レセプタクルを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明では、光ファイバのような光伝送媒体を備えた光プラグが接続される光レセプタクルに用いられ、光伝送媒体を介して伝送される光信号と電気信号との間の光電変換を行う光電変換モジュールにおいて、略直方体状の本体部及び当該本体部の一面に突設された柱状部を一体に形成した立体成型回路部品からなるモジュール本体と、発光素子又は受光素子の少なくとも何れか一方からなり、上記光伝送媒体の先端面に対向して近接配置されるように上記柱状部の先端面に実装される光素子と、光素子の周辺回路が集積化されて上記本体部に実装される周辺回路ＩＣと、上記光素子と上記周辺回路ＩＣとの間を電気的に接続する導電部とを備えて成ることを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、表面にシールド層が形成されて内部にモジュール本体を収容するハウジングを備え、このハウジングを、背面が開口した略箱状であって柱状部を前方に向けた状態で本体部を収容するハウジング本体部と、ハウジング本体部の前面にハウジング本体部と一体に形成されて、ハウジング本体部との連結部側に上記柱状部を収容するとともに先端側に上記光素子と対向するようにして光プラグの光伝送媒体を収容するハウジング筒部とで構成したことを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明では、請求項２の発明において、上記ハウジング筒部の内面に、筒内に挿入された光伝送媒体の先端と当接することでその先端位置を規制するストッパーを設けたことを特徴とする。
【００１５】
請求項４の発明では、請求項１の発明において、光素子と光伝送媒体との間の光路にレンズを配置したことを特徴とする。
【００１６】
請求項５の発明では、請求項４の発明において、上記光素子は柱状部の先端面に設けた凹部の底に実装されており、凹部の側壁に光を所望の方向に反射して光の散乱を防止する反射面を形成したことを特徴とする。
【００１７】
請求項６の発明では、光ファイバのような光伝送媒体を備えた光プラグが接続される光レセプタクルであって、請求項２記載の光電変換モジュールと、光電変換モジュールを内部に収容するとともに光プラグのプラグ本体が嵌合するレセプタクル本体とを具備し、レセプタクル本体は、前面が開口した略箱状であって、開口部に連通して内部にプラグ本体を収容するプラグ収容空間を有しており、ハウジング筒部をプラグ収納空間に突出させるとともに、プラグ本体とレセプタクル本体とを嵌合させた状態で光プラグの光伝送媒体がハウジング筒部の筒内に収容されるようにして光電変換モジュールをレセプタクル本体に保持させたことを特徴とする。
【００１８】
請求項７の発明では、請求項６の発明において、レセプタクル本体の背面には、ハウジング本体部の背面と対向する部位にハウジング本体を背面側からレセプタクル本体の内部に挿入するための開口孔が形成してあり、この開口孔を塞ぐようにしてレセプタクル本体に取り付けられ、光電変換モジュールをレセプタクル本体の内部に固定する略板状のシールド部材を設けたことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態を図１〜図１６に基づいて説明する。尚、以下の説明では、便宜上、図１１の矢印ａ方向を前方向、矢印ｂ方向を後方向、矢印ｃ方向を右方向、矢印ｄを左方向、矢印ｅ方向を上方向、矢印ｆ方向を下方向として説明を行う。
【００２０】
図１１は本実施形態の光電変換モジュール２０を用いる光レセプタクル１０を示している。この光レセプタクル１０は例えばＣＤ、ＤＶＤ、ＧＰＳ、自動車電話などの車内の機器に設けられ、一対のプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）３１を保持する光プラグ３０を接続することで、機器と光ファイバ３１との間を接続するために用いられる。尚、光レセプタクル１０のレセプタクル本体１１と光プラグ３０との嵌合部分の形状、寸法はＭＯＳＴ規格によって規格化されている。
【００２１】
図１１は光レセプタクル１０の分解斜視図を、図１２は光レセプタクル１０の後側から見た外観斜視図を夫々示しており、光レセプタクル１０は、樹脂成型品からなるレセプタクル本体１１と、光電変換モジュール２０と、金属製のシールド部材１２とで構成される。
【００２２】
光電変換モジュール２０は、機器に内蔵された回路基板に実装され、光プラグ３０が保持する光ファイバ３１を介して伝送される光信号と電気信号との光電変換を行うものであり、その構造を図１〜図１０に基づいて説明する。
【００２３】
光電変換モジュール２０は、例えば受光ダイオードＰＤのような受光素子を有し光信号を電気信号に変換する受光側の光電変換ブロック２１ａと、例えば発光ダイオードＬＤのような発光素子を有し電気信号を光信号に変換する投光側の光電変換ブロック２１ｂと、受光側及び投光側の光電変換ブロック２１ａ，２１ｂを収納するハウジング２２とで構成される。
【００２４】
受光側及び投光側の光電変換ブロック２１ａ，２１ｂは、共に略同じ形状に形成された立体成型回路部品（ＭＩＤ）からなり、略直方体状の本体部２３ａと、本体部２３ａの前面に突設された円柱状の柱状部２３ｂとが一体に形成されたモジュール本体２３を備え、柱状部２３ｂの前面に設けた凹部２３ｃの底には発光ダイオードＬＤ又は受光ダイオードＰＤからなる光素子を実装してある（図８及び図９参照）。凹部２３ｃに実装された受光ダイオードＰＤ又は発光ダイオードＬＤは透光性を有する封止樹脂２８で封止されており、封止樹脂２８によって受光ダイオードＰＤ及び発光ダイオードＬＤとそのワイヤ接合部などが保護されている。また、透光性の封止樹脂２８は、凸レンズ２８ａを構成するような形状に樹脂成型されており、受光側の光電変換ブロック２１ａでは凸レンズ２８ａによって光ファイバ３１からの光が受光ダイオードＰＤの受光面に集光され、投光側の光電変換ブロック２１ｂでは凸レンズ２８ａによって発光ダイオードＬＤの発光が略平行光となって光ファイバ３１に入射するようになっている。また更に、凹部２３ｃの側壁は断面円弧状に形成され、その表面に金属めっき層を形成することで反射面２３ｈを形成してあり、受光側の光電変換ブロック２１ａでは光ファイバ３１から入射した光を反射面２３ｈで反射して受光ダイオードＰＤに入射させ、投光側の光電変換ブロック２１ｂでは発光ダイオードＬＤの発光を反射面２３ｈで反射して光ファイバ３１に入射させることで、光の散乱を防止して、結合損失の低減を図っている。
【００２５】
図１６（ａ）は、発光ダイオードＬＤの光出力を一定として、光ファイバ３１の先端面までの距離（ギャップ）を変化させた場合に光ファイバ３１に入射した光の光出力をシミュレーションにより求めた結果を示し、図中のイは凸レンズ２８ａ及び反射面２３ｈを設けた場合のシミュレーション結果を、図中のロは凸レンズ２８ａ及び反射面２３ｈが無く、発光ダイオードＬＤのみの場合のシミュレーション結果をそれぞれ示している。この図から明らかなように、ギャップが１ｍｍの時に、発光ダイオードＬＤのみの場合の結合効率を１とすると、凸レンズ２８ａ及び反射面２３ｈを設けた場合の結合効率は約１．８倍に向上し、またギャップが１ｍｍから１．３ｍｍに変化したときの結合効率の低下は、発光ダイオードＬＤのみの場合が約６０％に低下しているのに対して（光出力が１→０．６に）、凸レンズ２８ａ及び反射面２３ｈを設けた場合は約８％の低下に留まっており（１．８→１．６５へ）、凸レンズ２８ａ及び反射面２３ｈを設けることで結合効率を向上させると共に、ギャップの増加による結合効率の悪化を抑制できた。なお、図１６（ｂ）は光ファイバ３１の先端面と受光ダイオードＰＤ又は発光ダイオードＬＤとの間のギャップと結合損失との関係を示しており、図中の実線はシミュレーション結果、■は実測データであり、シミュレーションの結果は実測データと良く一致している。
【００２６】
また、本体部２３ａの背面には回路部品を実装するための凹所２３ｄが形成されており、受光側の光電変換ブロック２１ａでは凹所２３ｄの底面に、受光ダイオードＰＤの出力信号が入力される周辺回路を集積化した周辺回路ＩＣ２４ａとチップコンデンサ２５などの回路部品が実装され、投光側の光電変換ブロック２１ｂでは凹所２３ｄの底面に、発光ダイオードＬＤに駆動信号を出力する周辺回路を集積化した周辺回路ＩＣ２４ｂやチップコンデンサ２５などの回路部品が実装されている。本体部２３ａ及び柱状部２３ｂの表面や、本体部２３ａを前後方向に貫通するスルーホール２３ｅの内周面に金属めっき層を形成することで、受光ダイオードＰＤと周辺回路ＩＣ２４ａとの間、或いは、発光ダイオードＬＤと周辺回路ＩＣ２４ｂとの間をそれぞれ電気的に接続する配線パターン２６が形成される。そして、本体部２３ａの背面に設けた凹所２３ｄは封止樹脂２９ａで封止されており、封止樹脂２９ａによって周辺回路ＩＣ２４ａ，２４ｂやチップコンデンサ２５などの回路部品やボンディングワイヤが保護されるようになっている。
【００２７】
このように、本実施形態では比較的広い実装面積を必要とする周辺回路ＩＣ２４ａ，２４ｂやチップコンデンサ２５などの回路部品を、広い面積を有する本体部２３ａに実装するとともに、受光ダイオードＰＤ又は発光ダイオードＬＤからなる光素子を本体部２３ａに比べて面積の狭い柱状部２３ｂの先端面に実装しているので、ＭＯＳＴ規格により形状、寸法が決められているレセプタクル本体１１の内部に、光プラグ３０の保持する光ファイバ３１の先端面に光素子が対向して近接配置されるように、モジュール本体２３を収納することができ、従来の光電変換モジュールのように光プラグ３０の保持する光ファイバ３１と光素子との間を接続する別途の光ファイバを設ける必要がなく、別途の光ファイバを無くすことで、部品点数の削減や伝送損失（結合損失）の低減を図ることができる。
【００２８】
尚、本実施形態では本体部２３ａ及び柱状部２３ｂの表面と、本体部２３ａを前後方向に貫通するスルーホール２３ｅの内周面とに金属めっき層よりなる配線パターン２６を形成して、受光ダイオードＰＤと周辺回路ＩＣ２４ａとの間、或いは、発光ダイオードＬＤと周辺回路ＩＣ２４ｂとの間をそれぞれ電気的に接続しているが、図１５に示すように本体部２３ａ及び柱状部２３ｂの表面に金属めっき層よりなる配線パターン２６を形成し、この配線パターン２６を介して受光ダイオードＰＤと周辺回路ＩＣ２４ａとの間、或いは、発光ダイオードＬＤと周辺回路ＩＣ２４ｂとの間をそれぞれ電気的に接続するようにしても良い。
【００２９】
また、本体部２３ａの背面の下部には、４本の端子ピン２７ａ〜２７ｄがそれぞれ圧入固定される４個の穴２３ｆが一列に形成されている。端子ピン２７ａ〜２７ｄはそれぞれ断面Ｌ形に形成され、一方の片を穴２３ｆ内に圧入することで本体部２３ａに固定されるようになっている。図３に示すようにそれぞれの穴２３ｆの端面には金属めっき層からなる配線パターン２６’が形成されており、端子ピン２７ａ〜２７ｄを穴２３ｆ内に圧入すると、端子ピン２７ａ〜２７ｄが配線パターン２６’に電気的に接続されるのである。尚、端子ピン２７ａ〜２７ｄを本体部２３ａの穴２３ｆに圧入固定すると、各端子ピン２７ａ〜２７ｄの他方の片が前後方向において２列に配列され、端子ピン２７ａ，２７ｃが前側、端子ピン２７ｂ，２７ｄが後側というように互い違いに配列されるようになっている。
【００３０】
一方、ハウジング２２は樹脂成型品からなり、背面が開口した略箱形であって、内部が仕切り壁２２ｃによって左右２つの収納室２２ｄ，２２ｅに区切られたハウジング本体部２２ａと、ハウジング本体部２２ａの前面に左右に並べて突設され、それぞれ左右の収納室２２ｄ，２２ｅに連通する円柱状のハウジング筒部２２ｂ，２２ｂとで構成され、ハウジング２２の表面には金属のめっき層からなるシールド層２２ｆが形成されている。
【００３１】
ハウジング筒部２２ｂの内部には、ハウジング本体部２２ａとの連結部位側に光電変換ブロック２１ａ，２１ｂの柱状部２３ｂが挿入されるとともに、先端側（ハウジング本体部２２ａと反対側）に光プラグ３０の光ファイバ３１が挿入されるようになっている。そして、ハウジング筒部２２ｂの内周面には柱状部２３ｂの前面よりも先端側の部位に、内方に突出するストッパー２２ｈが突設されており（図４及び図８参照）、このストッパー２２ｈに光ファイバ３１の先端が当接することでその先端位置が規制され、先端位置のばらつきが抑制される。したがって、光ファイバ３１の先端と受光ダイオードＰＤ又は発光ダイオードＬＤとが干渉するのを防止するとともに、光ファイバ３１の先端と受光ダイオードＰＤ又は発光ダイオードＬＤとの間の距離（ギャップ）の変動幅を、ストッパー２２ｈが無い場合（約１．５ｍｍ）に比べて半分以下（約０．７ｍｍ）に抑制して、ギャップのばらつきによる伝送損失のばらつきを抑制することができる。
【００３２】
この光電変換モジュール２０を組み立てる際は、図６及び図７に示すように、光電変換ブロック２１ａ，２１ｂのモジュール本体２３に設けた穴２３ｆに端子ピン２７ａ〜２７ｄを圧入固定し、端子ピン２７ａ〜２７ｄが圧入固定された光電変換ブロック２１ａ，２１ｂを、柱状部２３ｂを前向きにして、ハウジング２２の背面側から各収納室２２ｄ，２２ｅにそれぞれ挿入すると、各光電変換ブロック２１ａ，２１ｂの柱状部２３ｂをハウジング筒部２２ｂに納めた状態で、本体部２３ａがハウジング本体部２２ａ内に収納される。そして、図８に示すように、光電変換ブロック２１ａ，２１ｂをハウジング２２に納めた状態で、ハウジング２２の内部を封止樹脂２９ｂで封止すると、光電変換ブロック２１ａ，２１ｂがハウジング２２の内部に固定されるのである。尚、ハウジング本体部２２ａの前面には、ハウジング筒部２２ｂの上下の部位に嵌合孔２２ｇ，２２ｇがそれぞれ貫設されており、光電変換ブロック２１ａ，２１ｂをハウジング２２内に収納すると、光電変換ブロック２１ａ，２１ｂの本体部２３ａに設けた嵌合突起２３ｇが嵌合孔２２ｇと嵌合して、光電変換ブロック２１ａ，２１ｂが位置決めされるようになっている。
【００３３】
次に光電変換モジュール２０を収納するレセプタクル本体１１の構造を図１１〜図１４に基づいて説明する。レセプタクル本体１１は合成樹脂成型品からなり、前面が開口した略箱状であって、開口部１１ａに連通して光プラグ３０のプラグ本体を収容するプラグ収容空間１１ｂが設けられている。また、レセプタクル本体１１の背面からは、光電変換モジュール２０のハウジング本体部２２ａを収納する角筒部１１ｃが後方に突出している。レセプタクル本体１１背面の角筒部１１ｃで囲まれた部位には、ハウジング筒部２２ｂをそれぞれ挿通させる一対の挿通孔１１ｄが貫設されており、挿通孔１１ｄを通してハウジング筒部２２ｂをプラグ収容空間１１ｂに突出させるようになっている。また、レセプタクル本体１１の上面には、開口部１１ａの近傍に係止孔１１ｅが形成されている。
【００３４】
また、角筒部１１ｃの背面側の開口は、板金に抜き加工及び曲げ加工を施すことで形成されたシールド部材１２によって閉塞される。シールド部材１２は、略矩形板状の蓋板１２ａと、蓋板１２ａの左右両側縁から前方に向かって突出する係止片１２ｂ，１２ｂとを備え、右側の係止片１２ｂと蓋板１２ａの下側縁からは３本のアース端子１２ｃが突出している。また、蓋板１２ａには、先端部がハウジング本体部２２ａの後端の上部及び左右両側部にそれぞれ弾接する３つの弾接片１２ｄが切り起こしによって形成されている。
【００３５】
ここで、光レセプタクル１０の組立手順を図１２〜図１４に基づいて説明する。光電変換モジュール２０のハウジング２２を、ハウジング筒部２２ｂを前方に向けた状態で、レセプタクル本体１１の角筒部１１ｃ内に挿入すると、ハウジング筒部２２ｂが挿通孔１１ｄを通してプラグ収容空間１１ｂ内に突出した状態で、角筒部１１ｃ内に収納される。この時、光電変換ブロック２１ａ，２１ｂに圧入固定された計８本の端子ピン２７ａ〜２７ｄの内、前方に位置する４本の端子ピン２７ａ，２７ｃは角筒部１１ｃの下片の後縁に形成された溝部１１ｆ内にそれぞれ挿入される。次に、シールド部材１２の係止片１２ｂ，１２ｂを前方に向けた状態で、シールド部材１２の中央片１２ａの下側縁左端に設けた突起１２ｆと右端のアース端子１２ｃとを、角筒部１１ｃの下片の左右両側部に設けた挿通孔１１ｇ，１１ｇに挿通した後（図１４（ｄ）（ｅ）参照）、シールド部材１２の蓋板１２ａを前方に倒すと、係止片１２ｂの先端に設けた爪１２ｅが角筒部１１ｃの係止孔１１ｈと係止して、シールド部材１２がレセプタクル本体１１に固定され、光電変換モジュール２０が角筒部１１ｃ内に保持される。この時、シールド部材１２の弾接片１２ｄがハウジング本体部２２ａに弾接しているので、シールド部材１２のアース端子１２ｃを回路基板のアースパターンに半田付けすることによって、ハウジング２２の表面に形成したシールド層２２ｆとシールド部材１２とをアースすると共に、シールド層が設けられていない側（ハウジング本体部２２ａの背面の開口孔側）をシールド部材１２で塞ぐことによってモジュール本体２３の周囲をシールドでき、耐ノイズ性能が向上する。また、光電変換ブロック２１ａ，２１ｂを収納するハウジング２２の表面にシールド層２２ｆを形成するとともに、光電変換モジュール２０をレセプタクル本体１１に固定する部材でシールドを兼用しているので、シールド部材を別途設ける必要がなく、部品点数の削減や小型化が図れる。
【００３６】
次に、光レセプタクル１０に接続される光プラグ３０の構造を説明する。光プラグ３０のプラグ本体３２は樹脂成型品からなり、レセプタクル本体１１に嵌合可能な形状に形成されており、プラグ本体３２には一対の光ファイバ３１が左右方向に並べて保持されている。プラグ本体３２の上面には、断面Ｌ形であって、光レセプタクル１０側の側縁に短片が一体に連結されるとともに、長片が光レセプタクル１０と反対側に向かって突出する弾性係止片３３が形成されており、弾性係止片３３にはレセプタクル本体１１の係止孔１１ｅと係止する係止爪３３ａが突設されている。
【００３７】
而して、光プラグ３０のプラグ本体３２を、光レセプタクル１０のレセプタクル本体１１のプラグ収容空間１１ｂ内に挿入すると、光プラグ３０に保持された一対の光ファイバ３１が光電変換モジュール２０のハウジング筒部２２ｂ内に挿入されて、光電変換ブロック２１ａ，２１ｂの柱状部２３ｂの先端面に対向し、光ファイバ３１の先端面と受光ダイオードＰＤ又は発光ダイオードＬＤが近接して対向する。また、光プラグ３０の挿入時には弾性係止片３３が光レセプタクル１０の開口縁によって下向きに撓められ、弾性係止片３３に設けた係止爪３３ａと係止孔１１ｅとが係止することによって、光プラグ３０と光レセプタクル１０との抜け止めが行われる。ここで、係止時には弾性係止片３３の弾性と、係止爪３３ａに設けた傾斜面３３ｂを利用して簡単に係止ができるようになっている。また、光プラグ３０を抜く際には弾性係止片３３に設けた操作突起３３ｃを押圧して、係止爪３３ａと係止孔１１ｅとの係止状態を解除することで、光プラグ３０を容易に抜くことができる。
【００３８】
上述のように本実施形態では、比較的広い実装面積を必要とする周辺回路ＩＣ２４ａ，２４ｂなどの回路部品を略直方体状の本体部２３ａに配置すると共に、光プラグ３０の備える光ファイバ３１の端面に受光ダイオードＰＤ又は発光ダイオードＬＤからなる光素子が近接して配置されるように光素子を柱状部２３ｂの先端面に配置しているので、光プラグ３０の光ファイバ３１と光素子との間を接続する別途の光ファイバを無くすことができ、部品点数の削減や伝送損失の低減が図れる。
【００３９】
また本実施形態は、光電変換ブロック２１ａ，２１ｂの本体部２３ａに、ハウジング２２の嵌合孔２２ｇと嵌合する嵌合突起２３ｇを設けた例を示しているが、ハウジング筒部２２ｂの内径と光電変換モジュール２０の柱状部２３ｂの外径との隙間、及び、ハウジング２２の収納室２２ｄ，２２ｅと光電変換モジュール２０の本体部２３ａとの隙間によって光電変換モジュール２０をハウジング２２に位置決めするようにすれば、嵌合突起２３ｇを無くしても良く、この場合は嵌合孔２２ｇを塞ぐことにで、ハウジング２２のシールド効果がさらに向上する。
【００４０】
【発明の効果】
上述のように、請求項１の発明は、光ファイバのような光伝送媒体を備えた光プラグが接続される光レセプタクルに用いられ、光伝送媒体を介して伝送される光信号と電気信号との間の光電変換を行う光電変換モジュールにおいて、略直方体状の本体部及び当該本体部の一面に突設された柱状部を一体に形成した立体成型回路部品からなるモジュール本体と、発光素子又は受光素子の少なくとも何れか一方からなり、上記光伝送媒体の先端面に対向して近接配置されるように上記柱状部の先端面に実装される光素子と、光素子の周辺回路が集積化されて上記本体部に実装される周辺回路ＩＣと、上記光素子と上記周辺回路ＩＣとの間を電気的に接続する導電部とを備えて成ることを特徴とする。従来は、周辺回路ＩＣ及び光素子を基板に実装していたが、光電変換モジュールを収納する光レセプタクルの形状、寸法の制約から、光プラグの光伝送媒体の端面が基板上の光素子に近接するように基板を配置することができず、光伝送媒体の端面と光素子との間の距離が長くなっていた。そのため、基板上の光素子に端面が近接するように光ファイバを別途設け、この光ファイバと光プラグの光伝送媒体とを接続していたため、部品点数が増加したり、伝送損失が増大するという問題があった。それに対して、本願発明は、比較的広い実装面積を必要とする周辺回路ＩＣを略直方体状の本体部に配置すると共に、光プラグの光伝送媒体の端面に光素子が近接して配置されるように光素子を柱状部の先端面に配置しているので、光プラグの光伝送媒体と光素子との間を接続する別途の光ファイバを無くすことができ、部品点数の削減や伝送損失の低減が図れるという効果がある。
【００４１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、表面にシールド層が形成されて内部にモジュール本体を収容するハウジングを備え、このハウジングを、背面が開口した略箱状であって柱状部を前方に向けた状態で本体部を収容するハウジング本体部と、ハウジング本体部の前面にハウジング本体部と一体に形成されて、ハウジング本体部との連結部側に上記柱状部を収容するとともに先端側に上記光素子と対向するようにして光プラグの光伝送媒体を収容するハウジング筒部とで構成したことを特徴とし、ハウジング筒部の筒内に柱状部を収容するようにして、ハウジング本体部の内部に本体部を収容するハウジングの表面にシールド層を形成しているので、耐ノイズ性を高めることができ、且つ、シールド部材を別途設ける場合に比べて部品点数を少なくして、小型化が図れるという効果がある。
【００４２】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、上記ハウジング筒部の内面に、筒内に挿入された光伝送媒体の先端と当接することでその先端位置を規制するストッパーを設けたことを特徴とし、ハウジング筒部の筒内に挿入された光伝送媒体の先端位置がストッパーによって位置規制されるので、光伝送媒体が光素子、或いは光素子の前面に配置されたレンズと干渉するのを防止でき、且つ光伝送媒体の先端と光素子との間のギャップがばらつくのを抑制できるという効果がある。
【００４３】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、光素子と光伝送媒体との間の光路にレンズを配置したことを特徴とし、レンズによって光素子と光伝送媒体との光結合効率を高めることができ、光素子と光伝送媒体との間のギャップがばらついた場合でも、ギャップのばらつきによる伝送損失のばらつきを抑制できるという効果がある。
【００４４】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、上記光素子は柱状部の先端面に設けた凹部の底に実装されており、凹部の側壁に光を所望の方向に反射して光の散乱を防止する反射面を形成したことを特徴とし、凹部の側壁に設けた反射面で光を所望の方向に反射して、光の散乱を防止しているので、光素子と光伝送媒体との間の伝送損失を低減できるという効果がある。
【００４５】
請求項６の発明は、光ファイバのような光伝送媒体を備えた光プラグが接続される光レセプタクルであって、請求項２記載の光電変換モジュールと、光電変換モジュールを内部に収容するとともに光プラグのプラグ本体が嵌合するレセプタクル本体とを具備し、レセプタクル本体は、前面が開口した略箱状であって、開口部に連通して内部にプラグ本体を収容するプラグ収容空間を有しており、ハウジング筒部をプラグ収納空間に突出させるとともに、プラグ本体とレセプタクル本体とを嵌合させた状態で光プラグの光伝送媒体がハウジング筒部の筒内に収容されるようにして光電変換モジュールをレセプタクル本体に保持させたことを特徴する。従来の光レセプタクルに用いる光電変換モジュールでは、周辺回路ＩＣ及び光素子を基板に実装していたが、光電変換モジュールを収納する光レセプタクルの形状、寸法の制約から、光プラグの光伝送媒体の端面が基板上の光素子に近接するように基板を配置することができず、光伝送媒体の端面と光素子との間の距離が長くなっていた。そのため、基板上の光素子に端面が近接するように光ファイバを別途設け、この光ファイバと光プラグの光伝送媒体とを接続していたため、部品点数が増加したり、伝送損失が増大するという問題があった。それに対して、本願発明は、比較的広い実装面積を必要とする周辺回路ＩＣを略直方体状の本体部に配置すると共に、光プラグの光伝送媒体の端面に光素子が近接して配置されるように光素子を柱状部の先端面に配置しているので、光プラグの光伝送媒体と光素子との間を接続する別途の光ファイバを無くすことができ、部品点数の削減や伝送損失の低減を図った光レセプタクルを実現できる。さらに、ハウジング筒部の筒内に柱状部を収容するようにして、ハウジング本体部の内部に本体部を収容するハウジングの表面にシールド層を形成しているので、耐ノイズ性を高めることができ、且つ、シールド部材を別途設ける場合に比べて部品点数を少なくして、光レセプタクルの小型化が図れるという効果がある。
【００４６】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、レセプタクル本体の背面には、ハウジング本体部の背面と対向する部位にハウジング本体を背面側からレセプタクル本体の内部に挿入するための開口孔が形成してあり、この開口孔を塞ぐようにしてレセプタクル本体に取り付けられ、光電変換モジュールをレセプタクル本体の内部に固定する略板状のシールド部材を設けたことを特徴とし、ハウジング本体部の背面の開口孔をシールド部材で塞いでいるので、モジュール本体の周りをシールドでき、耐ノイズ性能が向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の光電変換モジュールに用いる光電変換ブロックを後側から見た一部破断せる斜視図である。
【図２】同上の外観斜視図である。
【図３】同上の背面図である。
【図４】同上の一部破断せる斜視図である。
【図５】同上のハウジングを外した状態の斜視図である。
【図６】同上の前方から見た分解斜視図である。
【図７】同上の後方から見た分解斜視図である。
【図８】同上の側断面図である。
【図９】同上の要部断面図である。
【図１０】同上の一部省略せる下面図である。
【図１１】同上を用いる光レセプタクルと光プラグの分解斜視図である。
【図１２】同上を用いる光レセプタクルの後方から見た斜視図である。
【図１３】同上を用いる光レセプタクルに光プラグを接続した状態の一部破断せる側面図である。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）は同上を用いる光レセプタクルの組立手順を説明する斜視図、（ｄ）はシールド部材の要部拡大斜視図、（ｅ）はシールド部材の突起をレセプタクル本体の挿通孔に挿通した状態の要部拡大斜視図である。
【図１５】同上に用いる光電変換ブロックの斜視図である。
【図１６】（ａ）は同上のギャップと結合損失の関係を示す図、（ｂ）は同上のギャップと結合効率の関係を示す図である。
【図１７】従来の光レセプタクルと光プラグの分解斜視図である。
【図１８】同上の光レセプタクルの一部省略せる分解斜視図である。
【図１９】同上の光レセプタクルの一部省略せる断面図である。
【図２０】（ａ）（ｂ）は同上の要部の断面図である。
【符号の説明】
２１ａ　光電変換ブロック
２３　　モジュール本体
２３ａ　本体部
２３ｂ　柱状部
２３ｄ　凹所
２３ｅ　スルーホール
２４ａ　周辺回路ＩＣ
２６　　配線パターン

Claims (7)

1. 光ファイバのような光伝送媒体を備えた光プラグが接続される光レセプタクルに用いられ、光伝送媒体を介して伝送される光信号と電気信号との間の光電変換を行う光電変換モジュールにおいて、
   略直方体状の本体部及び当該本体部の一面に突設された柱状部を一体に形成した立体成型回路部品からなるモジュール本体と、発光素子又は受光素子の少なくとも何れか一方からなり、上記光伝送媒体の先端面に対向して近接配置されるように上記柱状部の先端面に実装される光素子と、光素子の周辺回路が集積化されて上記本体部に実装される周辺回路ＩＣと、上記光素子と上記周辺回路ＩＣとの間を電気的に接続する導電部とを備えて成ることを特徴とする光電変換モジュール。
2. 表面にシールド層が形成されて内部にモジュール本体を収容するハウジングを備え、このハウジングを、背面が開口した略箱状であって柱状部を前方に向けた状態で本体部を収容するハウジング本体部と、ハウジング本体部の前面にハウジング本体部と一体に形成されて、ハウジング本体部との連結部側に上記柱状部を収容するとともに先端側に上記光素子と対向するようにして光プラグの光伝送媒体を収容するハウジング筒部とで構成したことを特徴とする請求項１記載の光電変換モジュール。
3. 上記ハウジング筒部の内面に、筒内に挿入された光伝送媒体の先端と当接することでその先端位置を規制するストッパーを設けたことを特徴とする請求項２記載の光電変換モジュール。
4. 光素子と光伝送媒体との間の光路にレンズを配置したことを特徴とする請求項１記載の光電変換モジュール。
5. 上記光素子は柱状部の先端面に設けた凹部の底に実装されており、凹部の側壁に光を所望の方向に反射して光の散乱を防止する反射面を形成したことを特徴とする請求項４記載の光電変換モジュール。
6. 光ファイバのような光伝送媒体を備えた光プラグが接続される光レセプタクルであって、請求項２記載の光電変換モジュールと、光電変換モジュールを内部に収容するとともに光プラグのプラグ本体が嵌合するレセプタクル本体とを具備し、レセプタクル本体は、前面が開口した略箱状であって、開口部に連通して内部にプラグ本体を収容するプラグ収容空間を有しており、ハウジング筒部をプラグ収納空間に突出させるとともに、プラグ本体とレセプタクル本体とを嵌合させた状態で光プラグの光伝送媒体がハウジング筒部の筒内に収容されるようにして光電変換モジュールをレセプタクル本体に保持させたことを特徴とする光レセプタクル。
7. レセプタクル本体の背面には、ハウジング本体部の背面と対向する部位にハウジング本体を背面側からレセプタクル本体の内部に挿入するための開口孔が形成してあり、この開口孔を塞ぐようにしてレセプタクル本体に取り付けられ、光電変換モジュールをレセプタクル本体の内部に固定する略板状のシールド部材を設けたことを特徴とする請求項６記載の光レセプタクル。

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