JP2004333535A

JP2004333535A - 光素子モジュール及びその光素子モジュールを内蔵したレセプタクル

Info

Publication number: JP2004333535A
Application number: JP2003124972A
Authority: JP
Inventors: Keiji Mine; 啓治峯; Tetsuo Sano; 哲生佐野
Original assignee: Hosiden Corp
Current assignee: Hosiden Corp
Priority date: 2003-04-30
Filing date: 2003-04-30
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【課題】受承筒に挿入された光プラグのフェルールと光素子モジュールとの間に介在されていたスリーブを不要としてレセプタクルの部品点数を削減できるようにし、かつ良好な光の結合効率が得られるようにした光素子モジュールを提供する。
【解決手段】一端側が端子をなすリードフレーム３１〜３４と、リードフレーム３２の他端部に搭載された光素子（ＬＥＤ２１）と、そのリードフレーム３２に搭載された回路部品（ＩＣ２２、コンデンサ２３）と、光素子、回路部品及びリードフレーム３１〜３４を覆って成形されてなる透明樹脂製のボディ４１とよりなり、ボディ４１はフェルールが挿入されるレセプタクルハウジングの受承筒に挿入位置される突部４３を有し、その突部４３内に光素子が位置され、かつその突部４３の先端面にレンズ４４が一体形成されているものとする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は光ファイバ（光ファイバケーブル）を使用し、例えば積載機器間の信号伝送を光信号によって行うようにした自動車、あるいはホームネットワーク等に用いられる光コネクタに関し、特に光ファイバを保持した光プラグと嵌合接続されるレセプタクルに内蔵される光素子モジュールの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１５はこの種の光コネクタ（車載用光コネクタ）を構成する光プラグとレセプタクルの従来構造の概略を示したものである。
光プラグ１１はハウジング１２と端末にフェルール１３が装着された光ファイバ１４とよりなり、フェルール１３はハウジング１２の凹部１２ａ内に位置され、その先端面には光ファイバ１４の端面が露出されている。図１５中、１４′は光ファイバ（光ファイバ心線）１４が被覆・保護されている光ファイバケーブルを示す。
【０００３】
レセプタクル１５はハウジング１６とスリーブ１７と光素子モジュール１８とカバー１９とよりなり、ハウジング１６はその前面に光プラグ１１が挿入される開口１６ａを有しており、開口１６ａ内には後壁部１６ｂから突出する受承筒１６ｃが形成されている。
ハウジング１６の後壁部１６ｂには受承筒１６ｃと中心が一致されて受承筒１６ｃと連通する貫通孔１６ｄが形成されており、この貫通孔１６ｄ内にスリーブ１７が収容配置されている。
スリーブ１７は光導波路をなすもので、コア１７ａとクラッド１７ｂとよりなり、コア１７ａはその径が一端から他端に向けて次第に小径化されており、一端側大径部にはレンズ１７ｃが一体形成されている。
【０００４】
光素子モジュール１８は透明樹脂製のボディ１８ａからリードフレーム１８ｂが突出された構造とされ、図示していないがボディ１８ａ内には光素子とその光素子を駆動制御するためのＩＣ等の回路部品が埋設されており、またレンズ１８ｃがボディ１８ａに一体形成されている。
光素子はこの光素子モジュール１８が受光素子モジュールをなす場合にはＰＤ（フォトダイオード）等とされ、一方発光素子モジュールをなす場合にはＬＥＤ（発光ダイオード）等とされる。なお、図１５では光素子モジュール１８は受光素子モジュールとされており、受信光を集光すべく、スリーブ１７は図に示したような向きに配置されている。
【０００５】
光素子モジュール１８はカバー１９によって保持されてハウジング１６の後壁部１６ｂに対接配置され、そのレンズ１８ｃの光軸がスリーブ１７の光軸と一致される。
光プラグ１１とレセプタクル１５の接続は、光プラグ１１をレセプタクル１５に嵌合させることにより行われ、これによりフェルール１３が受承筒１６ｃに挿入されてその光ファイバ１４の端面がスリーブ１７と近接対向され、図１５では光ファイバ１４から出射した受信光がスリーブ１７のコア１７ａを伝搬して光素子モジュール１８に入射するものとなる。
【０００６】
なお、図１５では示されていないが、一般に光プラグは送信用と受信用の２本の光ファイバを有し、レセプタクルも送信用と受信用の２つの光素子モジュール（発光素子モジュールと受光素子モジュール）を具備するものとなっており、よってレセプタクルのハウジングには受承筒が２つ形成され、かつスリーブが２つ配置され、それらスリーブをそれぞれ介して光の送受信が行われるものとなっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２３０２５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来のレセプタクル１５は光導波路として機能するスリーブ１７を具備するものとなっており、このスリーブ１７が光素子モジュール１８と受承筒１６ｃに挿入されたフェルール１３との間に介在される構成となっている。
しかしながら、このような構成では例えば光ファイバ１４から出射した光がスリーブ１７の一端に入射し、さらにスリーブ１７の他端から出射した光が光素子モジュール１８のレンズ１８ｃに入射する構造となるため、光の損失がレンズ１８ｃ・スリーブ１７間及びスリーブ１７・光ファイバ１４間の２箇所で発生し、全体として光の損失が大きくなってしまい、光の結合効率（結合特性）が低下する傾向となっていた。
【０００９】
また、スリーブ１７を用いる分、部品点数が多くなり、かつ組み立てに工数がかかるものとなっていた。
この発明の目的はこれら問題に鑑み、スリーブを不要とすることができ、その点でレセプタクルの部品点数を削減でき、かつ良好な光の結合効率を得られるようにした光素子モジュールを提供することにあり、さらにその光素子モジュールを内蔵したレセプタクルを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、端末にフェルールが装着された光ファイバを有する光プラグが接続されるレセプタクルに内蔵される光素子モジュールは、一端側が端子をなす複数のリードフレームと、それらリードフレームのうちの一つの他端部に搭載された光素子と、その光素子が搭載されたリードフレームに搭載された光素子駆動制御用の回路部品と、光素子、回路部品及び複数のリードフレームを覆って成形されてなる透明樹脂製のボディとよりなり、ボディはフェルールが挿入されるレセプタクルハウジングの受承筒に挿入位置される突部を有し、その突部内に光素子が位置され、かつその突部の先端面にレンズが一体形成されているものとされる。
【００１１】
請求項２の発明では請求項１の発明において、光素子が搭載されたリードフレームは上記他端部の端面に椀状をなす反射板が一体形成されており、その反射板の中央に光素子がレンズと対向して搭載されているものとされる。
請求項３の発明では請求項１の発明において、光素子が搭載されたリードフレームは上記他端部の板面がレンズと対向するように折り曲げられており、その板面に光素子が搭載されているものとされる。
【００１２】
請求項４の発明では請求項１の発明において、光素子の光軸をレンズに向ける反射板が、光素子が搭載されたリードフレームから曲げ起こされて形成されているものとされる。
請求項５の発明では請求項１の発明において、光素子の光軸をレンズに向ける反射面が上記突部の側面によって形成されているものとされる。
【００１３】
請求項６の発明によれば、端末にフェルールが装着された光ファイバを有する光プラグが接続されるレセプタクルに内蔵される光素子モジュールは、一端側が端子をなす複数のリードフレームと、それらリードフレームのうちの一つの他端部に搭載された光素子と、その光素子が搭載されたリードフレームに搭載された光素子駆動制御用の回路部品と、その回路部品及び複数のリードフレームを覆って成形されてなるボディ基体と、そのボディ基体に突設され、先端面にレンズが一体形成されて、フェルールが挿入されるレセプタクルハウジングの受承筒に挿入位置される透明樹脂製の突部とよりなり、光素子は上記突部内に埋設され、その光軸をレンズに向ける反射面が上記突部とボディ基体との界面によって構成されているものとされる。
【００１４】
請求項７の発明では請求項６の発明において、上記反射面が球面状とされる。
請求項８の発明では請求項６又は７の発明において、上記反射面に金属膜が形成されているものとされる。
請求項９の発明によれば、端末にフェルールが装着された光ファイバを有する光プラグが接続されるレセプタクルに内蔵される光素子モジュールは、一端側が端子をなす複数のリードフレームと、それらリードフレームのうちの一つの他端側が直角に曲げ起こされて延長され、その先端部に搭載された光素子と、その光素子が搭載されたリードフレームの上記一端側の辺に搭載された光素子駆動制御用の回路部品と、光素子、回路部品及び複数のリードフレームを覆って成形されてなる透明樹脂製のボディとよりなり、ボディはフェルールが挿入されるレセプタクルハウジングの受承筒に挿入位置される突部を有し、その突部内に光素子が位置され、かつその突部の先端面にレンズが一体形成されており、光素子が搭載されたリードフレームは上記先端部の端面に椀状をなす反射板が一体形成され、その反射板の中央に光素子がレンズと対向して搭載されているものとされる。
【００１５】
請求項１０の発明によれば、端末にフェルールが装着された光ファイバを有する光プラグが接続されるレセプタクルに内蔵される光モジュールは、基部とその基部から突出した突部とを有し、それらは透明樹脂製とされて突部の先端面にレンズが一体形成され、そのレンズと対向して光素子が突部内に埋設され、その光素子搭載用及び接続用の一対のフレームの外端が基部に露出されているサブモジュールと、一端側が端子をなす複数のリードフレームの他端側にケースが一体成形され、そのケース内底面に露出されたリードフレームに光素子駆動制御用の回路部品が搭載されているパッケージと、フェルールが挿入される受承筒と、その受承筒の基端まわりに設けられた板部と、その板部から受承筒と反対方向に突出された一対の脚部とを有する構造とされたシールドケースとよりなり、受承筒にその基端側から上記突部が挿入され、上記基部にケースが対向され、上記外端にリードフレームの接続端が対接され、上記一対の脚部に設けられた爪を折り曲げることによって、パッケージとサブモジュールとシールドケースとが一体化されているものとされる。
【００１６】
請求項１１の発明によれば、端末にフェルールが装着された光ファイバを有する光プラグが接続されるレセプタクルは、請求項１乃至９記載のいずれかの光素子モジュールと、光プラグが挿入される開口を有し、その開口内にフェルールが挿入される受承筒を有するハウジングと、光素子モジュールをハウジングに固定するカバーとよりなり、光素子モジュールは上記突部が受承筒に挿入位置されているものとされる。
【００１７】
請求項１２の発明によれば、端末にフェルールが装着された光ファイバを有する光プラグが接続されるレセプタクルは、請求項１０記載の光素子モジュールと、光プラグが挿入される開口を有するハウジングと、光素子モジュールをハウジングに固定するカバーとよりなり、光素子モジュールはその受承筒が上記開口内に位置するように配置される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照して実施例により説明する。
図１（２）はこの発明による光素子モジュールの一実施例の外観を示したものであり、図１（１）はそのモールド前（成形前）の状態を示したものである。
この例では光素子モジュールは光素子としてＬＥＤ（発光ダイオード）２１を有し、またＬＥＤ２１を駆動制御するための回路部品としてＩＣ２２とコンデンサ２３とを備えたものとなっている。
ＬＥＤ２１は一端側が所定のピッチで配列されて端子をなす４本のリードフレーム３１〜３４のうちの一つの他端部に搭載されており、さらにそのＬＥＤ２１が搭載されたリードフレーム３２にＩＣ２２とコンデンサ２３とが搭載されている。
【００１９】
リードフレーム３２のＬＥＤ２１が搭載される他端部にはその端面に椀状をなす反射板３２ａが一体形成されており、リードフレーム３２の板面と垂直方向に、つまりリードフレーム３２の延伸方向に向って開いた反射板３２ａの内面中央にＬＥＤ２１が搭載されている。ＬＥＤ２１は面発光型とされ、その上面が発光面２１ａとされる。
ＩＣ２２及びコンデンサ２３はリードフレーム３２の中間部に設けられた幅広部３２ｂ，３２ｃの板面にそれぞれ搭載されている。なお、反射板３２ａの脇に位置するＬ字状の短かいリードフレーム３５はワイヤボンディングの中継用に使用される。
【００２０】
リードフレーム３２へのＬＥＤ２１，ＩＣ２２、コンデンサ２３の搭載及び接続は例えば以下のような手順で行われる。
▲１▼ リードフレーム３１〜３５の板面を水平とし、リードフレーム３２にＩＣ２２及びコンデンサ２３を導電性ペーストで接着して搭載する。
▲２▼ ＩＣ２２及びコンデンサ２３のランドと対応するリードフレーム（３１，３３，３４）とをワイヤボンディングで接続する。この際、ＩＣ２２のランドとリードフレーム３５もワイヤボンディングで接続される。
▲３▼ リードフレーム３１〜３５を垂直に立て、その状態で上端に位置する反射板３２ａ上にＬＥＤ２１を導電性ペーストで接着して搭載する。
▲４▼ ＬＥＤ２１のランドとリードフレーム３５とをワイヤボンディングで接続する。これにより、ＬＥＤ２１，ＩＣ２２及びコンデンサ２３の実装が完了する。なお、図１（１）ではランド及びボンディングワイヤの図示は省略している。
【００２１】
上記のように実装された構成に対し、ＬＥＤ２１，ＩＣ２２、コンデンサ２３及びリードフレーム３１〜３５を覆ってボディ４１が透明樹脂によって成形され、図１（２）に示したような光素子モジュールが完成する。成形樹脂には透明なエポキシ樹脂等が用いられる。
ボディ４１はその直方体状をなす基体４２の、端子をなすリードフレーム３１〜３４が突出している面と反対面に円柱状の突部４３を有する形状とされ、この突部４３の先端面にはレンズ４４が一体形成されている。ＬＥＤ２１は突部４３内に位置されており、その発光面２１ａがレンズ４４と対向されている。
【００２２】
上述した構成では光素子としてＬＥＤ２１が搭載され、光素子モジュールは発光素子モジュールをなすものとなっているが、ＬＥＤ２１に替え、例えばＰＤ（フォトダイオード）を搭載することにより、受光素子モジュールが構成される。また、発光素子モジュールとして、ＬＥＤ２１ではなく、ＬＤ（レーザダイオード）を搭載することもできる。
なお、端子を構成する４本のリードフレーム３１〜３４はリードフレーム３２がＧＮＤ端子をなし、他のリードフレーム３１，３３，３４は例えば発光素子モジュールの場合、電源端子、入力端子及びコントロール端子として使用され、受光素子モジュールの場合には電源端子、出力端子及びモードアウト端子として使用される。
【００２３】
図２は上記のようにして構成された発光素子モジュール５１と受光素子モジュール５２が内蔵されてなるレセプタクル６１の外観及び各部に分解した状態をそれぞれ２方向から見て示したものであり、図３はそのレセプタクル６１の断面構造を示したものである。
レセプタクル６１はハウジング６２とカバー６３と発光素子モジュール５１と受光素子モジュール５２とよりなり、ハウジング６２はその前面に相手方光プラグが挿入される開口６４を有し、その開口６４内に光プラグの光ファイバ端末に装着されたフェルールが挿入される受承筒６５を図３に示したように２つ有するものとなっている。
【００２４】
受承筒６５はハウジング６２の後壁部６６から突出されており、後壁部６６にはこれら受承筒６５に対応し、受承筒６５と連通する２つの収容孔６７が貫通形成されている。
発光素子モジュール５１及び受光素子モジュール５２は図１（２）に示した状態に対し、リードフレーム３１〜３４がそのボディ４１からの突出部で直角に折り曲げられている。なお、図３Ｂ中、２４はＰＤ（フォトダイオード）を示す。
レセプタクル６１の組み立ては発光素子モジュール５１及び受光素子モジュール５２をハウジング６２の後方から収容孔６７にそれぞれ挿入した後、カバー６３をハウジング６２の後壁部６６を覆うように被せることによって行われ、これにより発光素子モジュール５１と受光素子モジュール５２は図３に示したようにカバー６３によって収容孔６７から抜け止め固定され、レセプタクル６１に内蔵される。
【００２５】
レセプタクル６１に内蔵された発光素子モジュール５１及び受光素子モジュール５２は、その円柱状をなす突部４３が受承筒６５の基端側にそれぞれ嵌合挿入されて位置されており、突部４３の先端面は受承筒６５の内周面に突出形成されている段部６５ａに突き当てられて受承筒６５の軸方向に、つまり光軸方向に位置決めされている。
上記のような構成とされたレセプタクル６１に対し、光プラグが嵌合され、フェルールが受承筒６５に挿入されると、その光ファイバの端面は突部４３に形成されているレンズ４４と近接対向し、よって光ファイバから出射した受信光は直接受光素子モジュール５２に入射し、また発光素子モジュール５１から出射された送信光は直接光ファイバに入射するものとなる。
【００２６】
従って、この例によれば従来、光素子モジュールとフェルール（光ファイバ）との間に介在されていたスリーブは不要となり、その分レセプタクルの部品点数を削減することができる。
また、スリーブを用いる場合と異なり、光の入出射による損失はレンズ４４・光ファイバ間の１箇所のみになるため、従来に比し、光の結合効率の向上を図ることができる。
なお、光素子（ＬＥＤ２１，ＰＤ２４）は突部４３内に埋設されてレンズ４４の直下に近接して位置されるため、光素子モジュール内での光の損失も抑えることができ、またこの例のように椀状の反射板３２ａを具備することにより、集光性能をより向上させることができる。
【００２７】
図４は図１に示した光素子モジュールに対し、部品実装及びワイヤボンディングを簡易に行えるようにした構成を示したものであり、この例ではＬＥＤ２１が搭載されるリードフレーム３２の他端部は、その板面がレンズ４４と対向するように折り曲げられており、その折り曲げられた板面にＬＥＤ２１が搭載されている。以下、この図４に示した光素子モジュールの作製手順について説明する。
【００２８】
▲１▼ リードフレーム３１〜３５の板面を水平とし、リードフレーム３２に図４（１）に示したように、ＬＥＤ２１，ＩＣ２２及びコンデンサ２３を導電性ペーストで接着して搭載する。
▲２▼ ＬＥＤ２１，ＩＣ２２及びコンデンサ２３のランドとリードフレーム（３１，３３〜３５）とをワイヤボンディングで接続する。なお、ランド及びボンディングワイヤの図示は省略している。
▲３▼ ＬＥＤ２１の発光面２１ａが次に成形されるレンズ４４と対向する方向を向くように、リードフレーム３２を折り曲げる。この際、ＬＥＤ２１とワイヤボンディングされているリードフレーム３５を図４（２）に示したように同様に折り曲げる。
▲４▼ 図１（２）と同様の形状を有するボディ４１を透明樹脂によって成形する。ＬＥＤ２１は先端面にレンズ４４を有する突部４３内に位置され、図４（３）に示した光素子モジュールが完成する。
【００２９】
このように、この図４に示した光素子モジュールではリードフレーム３１〜３５を水平にした状態で部品実装及びワイヤボンディングを全て完了することができ、つまり部品実装及びワイヤボンディングを共に１回の段取りで行うことができるため、その点で２回の段取りを必要とする図１の光素子モジュールと比べ、段取りの手間を省くことができ、その分簡易に組み立てることができる。
【００３０】
図４ではリードフレーム３２の板面に搭載したＬＥＤ２１の発光面２１ａがレンズ４４と対向するように、リードフレーム３２を折り曲げる構造としたが、次に図５を参照して発光面２１ａがレンズ４４に向くようにリードフレーム３２を折り曲げる代りに、ＬＥＤ２１から出射した光の光軸をレンズ４４に向ける反射板を設けた例について説明する。
この例ではリードフレーム３２の他端部には図５（１）に示したように方形板状をなす反射板３２ｄが支持部３２ｅを介して一体形成され、この反射板３２ｄを曲げ起こすことにより、ＬＥＤ２１の光軸の向きを直角に曲げてレンズ４４に向くようにされる。この図５に示した光素子モジュールは以下のような手順で作製される。
【００３１】
▲１▼ リードフレーム３１〜３５の板面を水平とし、リードフレーム３２に図５（１）に示したように、ＬＥＤ２１，ＩＣ２２及びコンデンサ２３を導電性ペーストで接着して搭載する。
▲２▼ ＬＥＤ２１，ＩＣ２２及びコンデンサ２３のランドとリードフレーム（３１，３３〜３５）とをワイヤボンディングで接続する。なお、ランド及びボンディングワイヤの図示は省略している。
▲３▼ 図５（２）及び（２′）に示したように、支持部３２ｅを曲げ、さらに反射板３２ｄの基端側を曲げて、反射板３２ｄをＬＥＤ２１の発光面２１ａと対向させ、かつその板面（反射面）がＬＥＤ２１からの出射光の光軸と４５°の角度をなすようにする。
▲４▼ ボディ４１を透明樹脂によって成形する。ＬＥＤ２１及び反射板３２ｄは先端面にレンズ４４を有する突部４３内に位置され、図５（３）に示した光素子モジュールが完成する。
【００３２】
この図５に示した構成によれば、ＬＥＤ２１から出射された光は反射板３２ｄによって反射されてレンズ４４に到達するものとなる。
図６はＬＥＤ２１の光軸を上記のようにレンズ４４に向ける反射板３２ｄをリードフレーム３２に一体形成し、曲げ起こして構成するのではなく、透明樹脂よりなるボディ４１のＬＥＤ２１が位置する突部４３の側面（外周面）によって反射面を構成した例を示したものである。
ＬＥＤ２１，ＩＣ２２及びコンデンサ２３は図６（１）に示したように、図５（１）と同様、リードフレーム３２の板面に搭載され、所要のワイヤボンディングが施される。
【００３３】
ボディ４１はこの例では図６（２）に示したような形状を有するものとされ、基体４２から突出する突部４３の、ＬＥＤ２１の発光面２１ａと対向する側面はＬＥＤ２１からの出射光の光軸と４５°の角度をなす傾斜面とされ、この傾斜面によって反射面４５が構成される。
つまり、この例では透明樹脂よりなるボディ４１と大気との界面によって反射面４５が形成されたものとなっており、ＬＥＤ２１から出射された光はこの反射面４５で反射されてレンズ４４に到達するものとなる。ボディ４１を構成する透明樹脂の屈折率は大気（屈折率＝１．０）より大とされる。なお、反射面４５に反射膜をなす金属膜を蒸着形成するようにしてもよい。
【００３４】
以上、基体４２と突部４３とレンズ４４を有し、それらが透明樹脂により一体成形されてなるボディ４１を有する光素子モジュールの各種構成について説明したが、次にボディ４１の基体４２とレンズ４４を備えた突部４３とを屈折率の異なる樹脂（透明樹脂）で成形し、それらの界面によってＬＥＤ２１の光軸をレンズ４４に向ける反射面を構成した例について説明する。
【００３５】
図７はこのような構成を有する光素子モジュールの一例を示したものであり、この例ではＬＥＤ２１はリードフレーム３２の他端部に円筒面（半円筒面）をなすようにへこまされて形成された反射板３２ｆ内にその発光面２１ａがリードフレーム３２の板面と平行とされて搭載されており、このＬＥＤ２１から出射した光の光軸を直角に曲げてレンズ４４に向ける反射面が２つの樹脂の界面によって構成されている。
【００３６】
以下、この光素子モジュールの作製手順について説明する。
▲１▼ リードフレーム３１〜３５の板面を水平とし、リードフレーム３２に図７（１）に示したように、ＬＥＤ２１，ＩＣ２２及びコンデンサ２３を導電性ペーストで接着して搭載する。
▲２▼ ＬＥＤ２１，ＩＣ２２及びコンデンサ２３のランドとリードフレーム（３１，３３〜３５）とをワイヤボンディングで接続する。なお、ランド及びボンディングワイヤの図示は省略している。
▲３▼ 図７（２）及び（２′）に示したように先端面にレンズ４４が一体形成され、基端面にその基端面からプリズム状に突出して反射面４６が一体形成されている突部４３をＬＥＤ２１及びリードフレーム３５の先端を覆い、高屈折率の透明樹脂によって成形する。なお、反射面４６はＬＥＤ２１の発光面２１ａと対向するように形成される。
▲４▼ ＩＣ２２、コンデンサ２３及びリードフレーム３１〜３５を覆ってボディ４１の基体４２を低屈折率の樹脂（透明樹脂）によって成形する。基体４２は突部４３と対接して成形され、つまりこの例ではボディ４１は屈折率の異なる２つの樹脂で二色成形されたものとなり、図７（３）に示した光素子モジュールが完成する。
【００３７】
この図７に示した構成によれば、基体４２に突設された突部４３内に埋設されているＬＥＤ２１から出射された光は反射面４６によって反射されてレンズ４４に到達するものとなる。
上述した例では屈折率の異なる２つの樹脂の界面によって構成される反射面４６は平面とされているが、図８Ａに示したように反射面４６を球面状をなすように形成すれば、ＬＥＤ２１から出射した光をレンズ４４に集光させることができ、光の結合効率を向上させることができる。
なお、平面をなすものであっても球面をなすものであっても、２つの樹脂の界面によって反射面４６を構成し、屈折率の差異によって起こる反射を利用する構造では、入射角度により光が反射されず、反射面４６を透過する状況が生じ、その点で反射効率（反射性能）の低下を招く。
【００３８】
図８Ｂはこれを改善すべく、光の透過が生じないようにしたものであり、この例では反射面４６は球面状をなすものとされ、その表面に金属膜４７が蒸着によって形成された構造となっている。
このように反射面４６に反射膜をなす金属膜４７を形成すれば、光の透過は阻止され、よって良好な反射性能が得られ、ＬＥＤ２１とレンズ４４との光の結合特性を大幅に向上させることができる。
【００３９】
図９は図１乃至３に示したようにレセプタクル６１への組み込みにおいて、リードフレーム３１〜３４がボディ４１からの突出部で直角に折り曲げられ、つまりボディ４１の基体４２に対して突部４３の突出方向とリードフレーム３１〜３４の突出延伸方向とが直角をなすようにされる光素子モジュールにおいて、予めリードフレーム３２をＬ字状をなすように折り曲げておくことにより、他のリードフレーム３１，３３，３４の折り曲げを不要とし、かつ突部４３の突出方向とリードフレーム３１〜３４の突出延伸方向とが直角をなすように構成できるようにした光素子モジュールの要部構造を示したものである。
【００４０】
この例ではＬＥＤ２１が搭載されるリードフレーム３２は端子をなす一端側と反対の他端側が直角に曲げ起こされて延長された形状とされ、その先端にＬＥＤ２１が搭載される。
リードフレーム３２のＬＥＤ２１が搭載される先端には図１に示したリードフレーム３２と同様、椀状をなす反射板３２ａが一体形成されており、ＬＥＤ２１は反射板３２ａの内面中央に発光面２１ａが上面とされて搭載されている。
リードフレーム３２と共に一端側が端子をなすリードフレーム３１，３３，３４は図９には示されていないが、リードフレーム３２の端子をなす一端側の辺に沿って配列されている。
【００４１】
ＩＣ２２及びコンデンサ２３は図９に示したようにリードフレーム３２の一端側の辺に折り曲げ部に近接して搭載されている。
ボディ４１はＬＥＤ２１，ＩＣ２２、コンデンサ２３及びリードフレーム３１〜３４を覆って透明樹脂により成形され、基体４２より突出する突部４３内にＬＥＤ２１は位置され、突部４３の先端面にはレンズ４４がＬＥＤ２１の発光面２１ａと対向するよう、一体形成されている。
【００４２】
この図９に示した構成によれば、ＬＥＤ２１の搭載面とＩＣ２２及びコンデンサ２３の搭載面とは高さに差があるものの、共に水平面とすることができ、よって部品実装及びワイヤボンディングを共に１回の段取りで行うことができる。
また、図１乃至３に示した光素子モジュールのように、ボディ４１の成形後、４本のリードフレーム３１〜３４を折り曲げるといった作業は不要となり、リードフレーム３２のみ予め折り曲げておけばよいものとなる。
【００４３】
図１０はこれまでに説明した光素子モジュールの構造と異なり、ＬＥＤ２１の埋設部とＩＣ２２、コンデンサ２３の実装部とを別体とし、つまりそれらをサブモジュール７１とパッケージ（樹脂パッケージ）７２とし、さらにシールドケース７３を設けて、それらサブモジュール７１、パッケージ７２及びシールドケース７３を組み立て一体化することにより、光素子モジュールが構成されるようにした例を示したものであり、外観及び各部に分解した状態をそれぞれ２方向から見て示している。
【００４４】
図１１及び１２はパッケージ７２及びサブモジュール７１の詳細を示したものであり、まず図１１を参照してパッケージ７２の構成について説明する。
パッケージ７２は一端側が端子をなすリードフレーム３１〜３４の他端側に方形箱状をなすケース７４が一体成形された構造を有し、ケース７４の内部底面７４ａにはそれらリードフレーム３１〜３４が露出され、幅広とされたリードフレーム３２の露出部にはＩＣ２２及びコンデンサ２３が導電性ペーストで接着されて搭載されている。
【００４５】
ケース７４のリードフレーム３１〜３４が突出している側と反対側の側壁７４ｂにはリードフレーム３２の接続端３２ｇが位置されており、さらに中継用のリードフレーム３６の接続端３６ｇが接続端３２ｇと対をなして位置されている。
ＩＣ２２及びコンデンサ２３のランドとリードフレーム（３１，３３，３４，３６）とはワイヤボンディングで接続され、その後、ポッティングを行うことによりＩＣ２１、コンデンサ２２及びボンディングワイヤが樹脂封止されている。なお、ボンディングワイヤ及び封止樹脂の図示は省略している。
【００４６】
次に、サブモジュール７１の構成を図１２を参照して説明する。
サブモジュール７１は直方体状をなす基部７５とその基部７５から突出した円柱状突部７６とを有し、これらは透明樹脂により一体成形され、さらに突部７６の先端面にはレンズ７７が一体成形されて形成されている。
このサブモジュール７１内には図１２（１）に示したような一対のフレーム３７，３８とＬＥＤ２１とが埋設されており、フレーム３７，３８は略Ｌ字状をなすように折り曲げられている。フレーム３７の先端には図１と同様の椀状をなす反射板３７ａが一体形成されており、その反射板３７ａの内面中央にＬＥＤ２１が発光面２１ａが上面とされて搭載されている。
【００４７】
このサブモジュール７１は反射板３７ａ上にＬＥＤ２１を導電性ペーストで接着して搭載し、ＬＥＤ２１のランド（図示せず）とフレーム３８とをワイヤボンディング（図示せず）で接続した後、基部７５及びレンズ７７を備えた突部７６を成形することによって作製され、ＬＥＤ２１は突部７６内に位置されてレンズ７７と対向される。
一対のフレーム３７，３８は基端側が外部に露出されており、この例では図１０Ｄに示したように基部７５の突部７６の突出面と反対面に露出されている。なお、これらフレーム３７，３８の外端３７ｂ，３８ｂはパッケージ７２の一対の接続端３２ｇ，３６ｇと対向するように位置されている。
【００４８】
次に、シールドケース７３の構成を図１０を参照して説明する。
シールドケース７３は金属製とされて、光プラグの光ファイバ端末に装着されたフェルールが挿入される受承筒８１と、その受承筒８１の基端まわりに設けられた方形状の板部８２と、その板部８２の対向２辺から受承筒８１と反対方向に突出された一対の脚部８３とを有する構造とされ、一対の脚部８３の先端にはそれぞれ一対の爪８４が設けられている。なお、図１０Ｂ，Ｄでは爪８４が折り曲げられた（かしめられた）状態を示している。
【００４９】
サブモジュール７１とパッケージ７２とシールドケース７３の組み立ては、シールドケース７３の一対の脚部８３間にサブモジュール７１及びパッケージ７２を順次、挿入位置させて、一対の脚部８３の先端に設けられている爪８４を内側に折り曲げることによって行われ、これによりサブモジュール７１とパッケージ７２とシールドケース７３とが互いに固定一体化されてなる光素子モジュールが完成する。
【００５０】
この状態で、サブモジュール７１の突部７６はシールドケース７３の受承筒８１に、その基端側から挿入されており、またサブモジュール７１の基部７５とパッケージ７２のケース７４とが対向されて、基部７５に露出されているフレーム３７，３８の外端３７ｂ，３８ｂと、ケース７４の側壁７４ｂに位置されているリードフレーム３２，３６の接続端３２ｇ，３６ｇとが互いに対接され、接続導通されている。
【００５１】
このように、この図１０に示した光素子モジュールは、それ自身、受承筒８１を具備するものとなっており、その受承筒８１内にレンズ７７及びＬＥＤ２１を備えた突部７６が挿入位置決めされている。
なお、この例では金属製のシールドケース７３によってＩＣ２２等がシールドされる構造となっているため、電磁ノイズの影響を受けにくいものとなる。
また、この例ではパッケージ７２とサブモジュール７１とが重ねられ、ＩＣ２２の真上にＬＥＤ２１が位置されて、それらが立体構造をなすものとされており、その点で図１あるいは図４等に示した光素子モジュールに比し、特に光軸方向の大きさを小さくすることができるものとなっている。
【００５２】
さらに、このようにＬＥＤ２１が埋設されたサブモジュール７１とＩＣ２２等が実装されたパッケージ７２とが別体とされているため、例えば廃棄する場合にＬＥＤ部分とＩＣ部分とを別々に廃棄でき、あるいはリサイクルすることができ、よって効率的で環境にもやさしいといった利点がある。
図１３はこの図１０に示したような構造を有する発光素子モジュール９１と、ＬＥＤ２１に替え、ＰＤ２４が搭載された受光素子モジュール９２が内蔵されてなるレセプタクル１０１の外観及び各部に分解した状態をそれぞれ２方向から見て示したものであり、図１４はレセプタクル１０１の断面構造を示したものである。
【００５３】
レセプタクル１０１はハウジング１０２とカバー１０３と発光素子モジュール９１と受光素子モジュール９２とよりなり、ハウジング１０２はその前面に相手方光プラグが挿入される開口１０４を有しており、その開口１０４の底壁部１０５には２つの貫通孔１０６が形成されている。なお、ハウジング１０２の底壁部１０５の後方側には発光素子モジュール９１、受光素子モジュール９２及びカバー１０３を収納する収納空間１０７が設けられている。
カバー１０３は図１３Ｂに示したように、その内面に発光素子モジュール９１及び受光素子モジュール９２のシールドケース７３の脚部８３部分を位置決め収納する２つの収納室１０８を有するものとされる。
【００５４】
レセプタクル１０１の組み立ては発光素子モジュール９１及び受光素子モジュール９２をハウジング１０２の後方から収納空間１０７に挿入し、それらのシールドケース７３の受承筒８１を貫通孔１０６を通して開口１０４内に位置させた後、カバー１０３を収納空間１０７内に嵌め込むことによって行われ、これにより発光素子モジュール９１と受光素子モジュール９２はカバー１０３の内面に設けられている収納室１０８によって位置決めされ、かつカバー１０３の後壁１０９によって抜け止め固定されてレセプタクル１０１に内蔵される。
なお、図１４に示したように受承筒８１の内周面には段部８１ａが突出形成されており、サブモジュール７１の突部７６の先端面はこの段部８１ａに突き当てられて受承筒８１の軸方向に位置決めされている。
【００５５】
上記のような構成とされたレセプタクル１０１に対し、光プラグが嵌合されると、そのフェルールは開口１０４内に位置する受承筒８１に挿入され、その光ファイバの端面が突部７６に形成されているレンズ７７と近接対向される。従って、この例においても光ファイバから出射した受信光は直接受光素子モジュール９２に入射し、また発光素子モジュール９１から出射された送信光は直接光ファイバに入射するものとなる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によるレセプタクル内蔵光素子モジュールによれば、受承筒に挿入位置される透明樹脂よりなる突部を有し、その突部内に光素子が埋設され、かつその突部の先端面にレンズが一体形成されているため、受承筒に挿入されてくる光プラグの光ファイバ端末に装着されたフェルールとの間に従来、光導波路として介在されていたスリーブを不要とすることができ、よってその分レセプタクルの部品点数を削減することができる。
また、スリーブがない分、光の入出射による損失を小さくでき、その点で良好な光の結合効率が得られるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項２の発明による光素子モジュールの実施例を示す図。
【図２】請求項１１の発明によるレセプタクルの実施例を示す図。
【図３】図２に示したレセプタクルの断面図。
【図４】請求項３の発明による光素子モジュールの実施例を示す図。
【図５】請求項４の発明による光素子モジュールの実施例を示す図。
【図６】請求項５の発明による光素子モジュールの実施例を示す図。
【図７】請求項６の発明による光素子モジュールの実施例を示す図。
【図８】Ａは請求項７の発明による光素子モジュールの実施例の要部構成を示す図、Ｂは請求項８の発明による光素子モジュールの実施例の要部構成を示す図。
【図９】請求項９の発明による光素子モジュールの実施例の要部構成を示す断面図。
【図１０】請求項１０の発明による光素子モジュールの実施例を示す図。
【図１１】図１０におけるパッケージの詳細を示す図。
【図１２】図１０におけるサブモジュールの詳細を示す図。
【図１３】請求項１２の発明によるレセプタクルの実施例を示す図。
【図１４】図１３に示したレセプタクルの断面図。
【図１５】光プラグとレセプタクルの従来構造の概略を示す図。

Claims

端末にフェルールが装着された光ファイバを有する光プラグが接続されるレセプタクルに内蔵される光素子モジュールであって、
一端側が端子をなす複数のリードフレームと、
それらリードフレームのうちの一つの他端部に搭載された光素子と、
その光素子が搭載されたリードフレームに搭載された光素子駆動制御用の回路部品と、
上記光素子、回路部品及び複数のリードフレームを覆って成形されてなる透明樹脂製のボディとよりなり、
上記ボディは上記フェルールが挿入されるレセプタクルハウジングの受承筒に挿入位置される突部を有し、その突部内に上記光素子が位置され、かつその突部の先端面にレンズが一体形成されていることを特徴とする光素子モジュール。
請求項１記載の光素子モジュールにおいて、
上記光素子が搭載されたリードフレームは上記他端部の端面に椀状をなす反射板が一体形成されており、その反射板の中央に上記光素子が上記レンズと対向して搭載されていることを特徴とする光素子モジュール。
請求項１記載の光素子モジュールにおいて、
上記光素子が搭載されたリードフレームは上記他端部の板面が上記レンズと対向するように折り曲げられており、その板面に上記光素子が搭載されていることを特徴とする光素子モジュール。
請求項１記載の光素子モジュールにおいて、
上記光素子の光軸を上記レンズに向ける反射板が、上記光素子が搭載されたリードフレームから曲げ起こされて形成されていることを特徴とする光素子モジュール。
請求項１記載の光素子モジュールにおいて、
上記光素子の光軸を上記レンズに向ける反射面が上記突部の側面によって形成されていることを特徴とする光素子モジュール。
端末にフェルールが装着された光ファイバを有する光プラグが接続されるレセプタクルに内蔵される光素子モジュールであって、
一端側が端子をなす複数のリードフレームと、
それらリードフレームのうちの一つの他端部に搭載された光素子と、
その光素子が搭載されたリードフレームに搭載された光素子駆動制御用の回路部品と、
その回路部品及び上記複数のリードフレームを覆って成形されてなるボディ基体と、
そのボディ基体に突設され、先端面にレンズが一体形成されて、上記フェルールが挿入されるレセプタクルハウジングの受承筒に挿入位置される透明樹脂製の突部とよりなり、
上記光素子は上記突部内に埋設され、その光軸を上記レンズに向ける反射面が上記突部とボディ基体との界面によって構成されていることを特徴とする光素子モジュール。
請求項６記載の光素子モジュールにおいて、
上記反射面が球面状とされていることを特徴とする光素子モジュール。
請求項６又は７記載の光素子モジュールにおいて、
上記反射面に金属膜が形成されていることを特徴とする光素子モジュール。
端末にフェルールが装着された光ファイバを有する光プラグが接続されるレセプタクルに内蔵される光素子モジュールであって、
一端側が端子をなす複数のリードフレームと、
それらリードフレームのうちの一つの他端側が直角に曲げ起こされて延長され、その先端部に搭載された光素子と、
その光素子が搭載されたリードフレームの上記一端側の辺に搭載された光素子駆動制御用の回路部品と、
上記光素子、回路部品及び複数のリードフレームを覆って成形されてなる透明樹脂製のボディとよりなり、
上記ボディは上記フェルールが挿入されるレセプタクルハウジングの受承筒に挿入位置される突部を有し、その突部内に上記光素子が位置され、かつその突部の先端面にレンズが一体形成されており、
上記光素子が搭載されたリードフレームは上記先端部の端面に椀状をなす反射板が一体形成され、その反射板の中央に上記光素子が上記レンズと対向して搭載されていることを特徴とする光素子モジュール。
端末にフェルールが装着された光ファイバを有する光プラグが接続されるレセプタクルに内蔵される光モジュールであって、
基部とその基部から突出した突部とを有し、それらは透明樹脂製とされて突部の先端面にレンズが一体形成され、そのレンズと対向して光素子が突部内に埋設され、その光素子搭載用及び接続用の一対のフレームの外端が基部に露出されているサブモジュールと、
一端側が端子をなす複数のリードフレームの他端側にケースが一体成形され、そのケース内底面に露出されたリードフレームに上記光素子駆動制御用の回路部品が搭載されているパッケージと、
上記フェルールが挿入される受承筒と、その受承筒の基端まわりに設けられた板部と、その板部から受承筒と反対方向に突出された一対の脚部とを有する構造とされたシールドケースとよりなり、
上記受承筒に、その基端側から上記突部が挿入され、上記基部に上記ケースが対向され、上記外端に上記リードフレームの接続端が対接され、上記一対の脚部に設けられた爪を折り曲げることによって、上記パッケージとサブモジュールとシールドケースとが一体化されてなることを特徴とする光素子モジュール。
端末にフェルールが装着された光ファイバを有する光プラグが接続されるレセプタクルであって、
請求項１乃至９記載のいずれかの光素子モジュールと、
上記光プラグが挿入される開口を有し、その開口内に上記フェルールが挿入される受承筒を有するハウジングと、
上記光素子モジュールを上記ハウジングに固定するカバーとよりなり、
上記光素子モジュールは上記突部が上記受承筒に挿入位置されていることを特徴とするレセプタクル。
端末にフェルールが装着された光ファイバを有する光プラグが接続されるレセプタクルであって、
請求項１０記載の光素子モジュールと、
上記光プラグが挿入される開口を有するハウジングと、
上記光素子モジュールを上記ハウジングに固定するカバーとよりなり、
上記光素子モジュールは上記受承筒が上記開口内に位置するように配置されていることを特徴とするレセプタクル。