JP2005062842A - 光伝送デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】 光伝送路と光素子との相対位置を正確に決定し、それらの光結合効率を安定させた光伝送デバイスを提供する。
【解決手段】 電気信号を光信号に変換して光ファイバ１４へ発信する発光素子１０２と、発光素子１０２を搭載し、この発光素子１０２の搭載位置を基準として決定された位置に貫通孔１５０を有するリードフレーム１０１と、貫通孔１５０に嵌められてリードフレーム１０１の位置を相対的に固定する突起部１６０、および、光ファイバ１４の端部が嵌め込まれ光ファイバ１４の位置を相対的に固定するスリーブ１１２を有し、発光素子１０２と光ファイバ１４とを光学的に連結するレセプタクル１０８とを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ファイバを介して光伝送を行う光伝送デバイスに関する。

オーディオビジュアル機器やＦＡ機器などの近接した機器間に使用される光伝送デバイスは、６６０ｎｍ帯の赤色ＬＥＤを搭載しており、数Ｍｂｐｓから１００Ｍｂｐｓの伝送速度に使用されていた。このような光伝送デバイスとしては、６６０ｎｍ帯の波長に適した２００〜９８０μｍ径のプラスチックファイバが使用されてきた。

近年、デジタル機器の発達に伴い、これらの機器間の高速伝送が要求されてきている。よって、ＬＥＤよりも高速に駆動可能なレーザダイオードが用いられる。しかし、特に、面発光型のレーザダイオードは８５０ｎｍ〜１５５０ｎｍ帯のレーザ光を発振するため、コアが２００〜９８０μｍ径のプラスチックファイバを用いると伝送ロスが大きくなる。そこで、伝送ロスを低減させるために、近年、例えば、コアが５０μｍ径の光ファイバが用いられるようになった。

図１８は、従来の光伝送デバイス１０の光ファイバ１４に沿った概略の断面図である（例えば、特許文献１参照。）。光伝送デバイス１０は、リードフレーム１に搭載された発光素子２と発光素子２を駆動させる周辺回路ＩＣ３を備えている。リードフレーム１、発光素子２および周辺回路ＩＣ３は金ワイヤ４で電気的に接続されている。発光素子２、周辺回路ＩＣ３および金ワイヤ４は樹脂５により封止されている。発光素子２の発光面の前方にはレンズ６が形成されている。このように、リードフレーム１、発光素子２、周辺回路ＩＣ３、金ワイヤ４、樹脂５およびレンズ６は、発光ユニット７を構成する。

レセプタクル８は、発光ユニット７を挿入するための挿入口１１と、光信号を伝送する光ファイバ１４の端部を挿入するスリーブ１２を有する。光ファイバ１４はその中心にコア、それを取り巻くクラッドから構成されるが、図面では区別してない。発光ユニット７は、レセプタクル８の挿入口１１から挿入され、接着剤９で固着される。光伝送コネクタ２０は、光ファイバ１４、接続コネクタ１５およびフェルール１６から成る。フェルール１６の中心部分には光ファイバ１４が取り付けられ、フェルール１６の先端部分は光ファイバ１４の端面と同一面になるように構成されている。なお、光伝送コネクタ２０とレセプタクル８との境界は太線にて示す。

フェルール１６がスリーブ１２に挿入されることによって、光ファイバ１４の中心軸がスリーブ１２の中心軸に位置付けられる。発光素子２から放射された光は、レンズ６で集光されてスリーブ１２を介して光ファイバ１４に入射する。

光信号がレンズ６から光ファイバ１４に入射するとき、発光素子２と光ファイバ１４との結合効率は、レンズ６と光ファイバ１４との位置精度によって決定される。即ち、発光素子２と光ファイバ１４との結合効率は、レンズ６の中心軸が光ファイバ１４の中心軸と一致するほど良い。

しかしながら、挿入口１１の大きさは、発光ユニット７を挿入するために、発光ユニット７の寸法に対して幾分大きく形成されていた。従って、発光ユニット７は、レセプタクル８内の規定の位置から前後、上下、左右にずれ、あるいは、レセプタクル８に対して傾斜する場合がある。このような場合、発光ユニット７を接着剤９によってレセプタクル８に対して固定する時にレンズ６および光ファイバ１４のそれぞれの中心軸を一致させることは困難であった。換言すると、従来の光伝送デバイス１０は、光ファイバ１４と発光素子２との相対位置を正確に決定することは困難であった。

光ファイバ１４の径が２００μｍ以上である場合には、レンズ６および光ファイバ１４のそれぞれの中心軸が多少ずれていても、光ファイバ１４と発光素子２との光結合効率に与える影響は少なかった。しかし、光ファイバ１４の径が５０μｍ程度である場合には、レンズ６および光ファイバ１４のそれぞれの中心軸のずれは、光ファイバ１４と発光素子２との光結合効率に大きな影響を与える。今後、光ファイバ１４の径がさらに小さくなった場合、レンズ６および光ファイバ１４のそれぞれの中心軸のずれは、光ファイバ１４と発光素子２との光結合効率に与える影響は益々大きくなる。

また、レンズ６および光ファイバ１４のそれぞれの中心軸は、複数の光伝送デバイス１０の間で一定しない。これは、光ファイバ１４と発光素子２との結合効率が光伝送デバイス１０ごとにばらつくことを意味する。
特開２００２−３４４０２４号公報（第５頁、図５）

本発明は、光伝送路と光素子との相対位置を正確に決定することができ、それにより、それらの光結合効率を向上させ、かつ、安定させた光伝送デバイスを提供する。

上記目的を達成するために、本発明の一態様の光伝送デバイスは、電気信号を光信号に変換して光伝送路へ発信し、または、光伝送路から受信した光信号を電気信号へ変換する光素子と、前記光素子を搭載し、前記光素子の搭載位置を基準として決定された位置に孔または切欠を有する実装基板と、前記孔または切欠に嵌められて前記実装基板の位置を相対的に固定する突起部、および、前記光伝送路の端部が嵌め込まれ前記光伝送路の位置を相対的に固定する光伝送路嵌合部を有し、前記光素子と前記光伝送路とを光学的に連結する連結部とを備えていることを特徴とする。

本発明によれば、光伝送路と光素子との相対位置を正確に決定することができ、それにより、光伝送路と光素子との光結合効率を安定させることが可能な光伝送デバイスを提供できる。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。以下に示す図では、同一の構成要素には同一の符号を付している。また、光ファイバはその中心にコア、それを取り巻くクラッドから構成されるが、以下に示す図面では区別してない。

本発明の実施例１に係る光伝送デバイスについて、図１および図２を参照しながら説明する。図１は、光伝送デバイス１００の光伝送路である光ファイバ１４に沿った概略の断面図である。なお、この断面図には、断面に現れない構成要素も追加して描かれている。光伝送デバイス１００は、発光ユニット１０７および連結部であるレセプタクル１０８を備えている。

発光ユニット１０７は、実装基板であるリードフレーム１０１、光素子である発光素子１０２、周辺回路ＩＣ１０３、金ワイヤ１０４、封止樹脂１０５およびレンズ１０６を含む。リードフレーム１０１は金属から成り、発光素子１０２および周辺回路ＩＣ１０３を搭載している。発光素子１０２をリードフレーム１０１へ搭載するときに自動マウンタ等を用いれば、発光素子１０２はリードフレーム１０１の所定の位置に精度よく固着され得る。リードフレーム１０１、発光素子１０２および周辺回路ＩＣ１０３は、金ワイヤ１０４によって電気的に接続されている。発光素子１０２は、周辺回路ＩＣ１０３によって駆動され、周辺回路ＩＣ１０３から供給された電気信号を光信号へ変換する。例えば、面発光レーザダイオードである発光素子１０２は、その光信号を図１の矢印の方向へ放射する。

発光素子１０２、周辺回路ＩＣ１０３および金ワイヤ１０４は、封止樹脂１０５によって封止されている。この封止工程は、例えば、トラスファモールドにより行われ、それによって、レンズ６の正確な位置付けが容易になる。レンズ６は、発光素子１０２からの光信号を効率良く取り出すために、樹脂１０５に設けられている。

図２は、リードフレーム１０１に、発光素子１０２および周辺回路ＩＣ１０３が搭載された発光ユニット１０７の概略の正面図である。図２に示すように、リードフレーム１０１には、さらに、発光素子１０２の搭載位置に対して相対的に決定された位置に、リードフレーム１０１をその厚さ方向に貫通する孔である貫通孔１５０が例えば３個設けられている。貫通孔１５０は、発光素子１０２を通るＡ−Ａ線に対して左右対称に配置されている。封止樹脂１０５の外辺およびレンズ１０６の外辺は破線で示されている。図１は、図２に示すＡ−Ａ線に沿った光伝送デバイス１００の断面を示す。

図１を再度参照して光学的な連結部となるレセプタクル１０８を説明する。レセプタクル１０８は、光ファイバ１４の端部を挿入する光伝送路挿入部であるスリーブ１１２および接続コネクタ１５を受容する受容部１１３を備えている。レセプタクル１０８は、代表的には、樹脂から成る。スリーブ１１２は、光ファイバ１４の端部を挿入することによってレセプタクル１０８に対する光ファイバ１４の端部の位置を相対的に固定している。接続コネクタ１５が受容部１１３に受容されることによって、スリーブ１１２内へ挿入される光ファイバ１４の長さが決定される。

レセプタクル１０８は、貫通孔１５０と適合するように突起部１６０をさらに備えている。貫通孔１５０および突起部１６０は同数設けられており、例えば両方とも３個である。また、貫通孔１５０の径と突起部１６０の突出方向から見た断面の径とはほぼ同一である。従って、突起部１６０は、貫通孔１５０に差し込まれることによって、両者はほとんど接触して、レセプタクル１０８に対する発光素子１０２の位置を相対的に固定する。このように、レセプタクル１０８は、光ファイバ１４の端部および発光素子１０２のそれぞれの位置を相対的に決定することによって、発光素子１０２と光ファイバ１４とを光学的に連結する。

突起部１６０の根元にある接続部１６５の近傍の径は貫通孔１５０の径よりも大きい。これにより、リードフレーム１０１が接続部１６５に当接することによって、発光素子１０２とレセプタクル１０８との距離が決定される。

突起部１６０が貫通孔１５０に差し込まれた後に接着剤１０９を突起部１６０および貫通孔１５０に供給することによって、レセプタクル１０８に対する発光素子１０２の位置や距離が決定される。このように、光ファイバ１４に対する発光素子１０２またはレンズ１０６の位置は相対的に決定される。光伝送コネクタ２０は、図１８に示すものと同様であるので説明を省略する。

貫通孔１５０の形状は、図２に示すように円形である。突起部１６０の断面形状も貫通孔１５０の形状と同様に円形である。しかし、本実施例によれば、貫通孔１５０および突起部１６０が複数設けられているので、レセプタクル１０８に対する光ファイバ１４の端部および発光素子１０２のそれぞれの位置は機械的に決定される。従って、光ファイバ１４、発光素子１０２およびレンズ１０６のそれぞれがスリーブ１１２に対して所定の位置に固定され得る。その結果、光伝送デバイス１００と光伝送コネクタ２０との光結合効率は安定する。即ち、光伝送デバイス１００ごとのその光結合効率のばらつきは従来よりも小さくなる。

また、発光ユニット１０７およびレセプタクル１０８のそれぞれに対して突起部１６０および貫通孔１５０を正確な位置に設け、尚且つ、突起部１６０および貫通孔１５０のそれぞれの径の大きさをほぼ一致させることによって、光ファイバ１４と発光素子１０２との結合効率が従来よりも向上する。

本実施例においては、光伝送デバイス１００製造の容易性を考慮して、リードフレーム１０１に貫通孔１５０が設けられ、レセプタクル１０８に突起部１６０が設けられている。しかし、リードフレーム１０１に突起部を設け、レセプタクル１０８に貫通孔を設けてもよい。

本発明の実施例２に係る光伝送デバイスについて、図３を参照しながら説明する。図３は、光伝送デバイス２００の光伝送路である光ファイバ１４に沿った概略の断面図である。なお、この断面図には、断面に現れない構成要素も追加して描かれている。本実施例は、発光ユニット２０７にはレンズが無く、レセプタクル２０８にレンズ２０６が設けられている点で実施例１と異なる。本実施例のその他の構成要素は実施例１と同様でよい。

本実施例によれば、発光素子１０２からの光信号を集光するレンズ２０６がレセプタクル２０８と一体形成されている。レンズ２０６は透光性でなければならない。よって、レンズ２０６およびレセプタクル２０８が一体形成される場合には、レセプタクル２０８全体も透光性である。レンズ２０６は、その中心軸とスリーブ１１２の中心軸が一致するように、スリーブ１１２の一端に設けられている。

図３において、レセプタクル２０８と樹脂１０５との間に間隙がある。しかし、レセプタクル２０８と樹脂１０５との間に間隙は無くてもよい。即ち、レセプタクル２０８と樹脂１０５とは密着させてもよい。

レンズ２０６がレセプタクル２０８に設けられることによって、レセプタクル２０８に対する発光ユニット２０７の位置に依存することなく、レンズ２０６の中心軸はスリーブ１１２のそれと一致する。これにより、レンズ２０６の中心軸は、光ファイバ１４のそれと同一ライン上に位置付けることが可能である。その結果、光伝送デバイス２００と光伝送コネクタ２０との光結合効率は、従来よりも向上しかつ安定する。さらに、実施例１と同様の効果を有する。

発光ユニット２０７の正面図は、概略、図２に示す図と同様であるので省略する。但し、封止樹脂１０５上にレンズが形成されないので、本実施例では、図２において破線で示されたレンズ１０６は無い。

本発明の実施例３に係る光伝送デバイスについて、図４および図５を参照しながら説明する。図４は、光伝送デバイス３００の光伝送路である光ファイバ１４に沿った概略の断面図である。なお、この断面図には、断面に現れない構成要素も追加して描かれている。本実施例による発光ユニット３０７において、発光素子１０２および周辺回路ＩＣ１０３は、ともに樹脂封止されていない。樹脂２０５は、発光素子１０２および周辺回路ＩＣ１０３を取り囲むようにリードフレーム１０１上に設けられている。本実施例は、このような点で実施例２と異なる。本実施例のその他の構成要素は実施例２と同様でよい。

発光ユニット３０７がレセプタクル２０８へ取り付けられると、発光素子１０２および周辺回路ＩＣ１０３は、リードフレーム１０１、レセプタクル２０８および樹脂２０５によって囲まれた中空の空間内に密閉される。

本実施例によれば、樹脂２０５が発光素子１０２に直接接触しないため、樹脂の応力による発光素子１０２の劣化がない。また、樹脂による反射および屈折が生じないので、樹脂による発光素子１０２の光線軸への影響を排除することができる。さらに、本実施例は、実施例２と同様の効果を得ることができる。

図５は、リードフレーム１０１に対する樹脂２０５の位置を示す発光ユニット３０７の概略の正面図である。樹脂２０５は破線で示されている。樹脂２０５は、発光素子１０２および周辺回路ＩＣ１０３を取り囲むようにリードフレーム１０１上に設けられている。図４は、図５に示すＢ−Ｂ線に沿った光伝送デバイス３００の断面を示す。

本発明の実施例４に係る光伝送デバイスについて、図６を参照しながら説明する。図６は、光伝送デバイス４００の光伝送路である光ファイバ１４に沿った概略の断面図である。なお、この断面図には、断面に現れない構成要素も追加して描かれている。本実施例による発光ユニット４０７において、発光素子１０２および周辺回路ＩＣ１０３は、ともにセラミック基板４０１に搭載されており、樹脂封止されていない。本実施例は、このような点で実施例２と異なる。本実施例のその他の構成要素は実施例２と同様でよい。

セラミック基板４０１には、非貫通の孔４５０が設けられている。突起部１６０が孔４５０に嵌合することによって、発光素子１０２とレセプタクル２０８との位置が相対的に決定する。

セラミック基板４０１は、通常、リードフレームよりも厚いので、セラミック基板４０１に孔４５０を非貫通孔として設けることができる。孔４５０が非貫通孔であることによって、レセプタクル２０８に対して発光ユニット４０７を接着固定または嵌め込み固定することができる。セラミック基板４０１が接続部１６５に当接することによって、発光素子１０２とレセプタクル１０８との距離が決定される。なお、セラミック基板４０１は、単層構造または多層構造のいずれでもよく、発光素子１０２等が搭載された面の配線と、反対側の面に接続されたリード４１１とは、例えば、ビアホール配線（図示略）等により接続されている。

本実施例によれば、発光素子１０２および周辺回路ＩＣ１０３は、セラミック基板４０１およびレセプタクル２０８によって囲まれた中空の空間内に密閉される。よって、本実施例は、実施例３と同様の効果を有する。

本実施例のセラミック基板４０１には、非貫通の孔４５０が設けられているが、セラミック基板４０１に貫通孔（図示略）が設けられても本実施例の効果は失われない。

本発明の実施例５に係る光伝送デバイスについて、図７および図８を参照しながら説明する。図７は、光伝送デバイス５００の光伝送路である光ファイバ１４に沿った概略の断面図である。なお、この断面図には、断面に現れない構成要素も追加して描かれている。本実施例において、リードフレーム５０１に設けられた貫通孔５５０は、１つであり、かつ、三角形以上の多角形の形状を有する。また、レセプタクル５０８に設けられた突起５６０は、貫通孔５５０と同様に１つであり、かつ、その突出方向に対して垂直な断面において三角形以上の多角形を成す。本実施例は、このような点で実施例１と異なる。本実施例のその他の構成要素は実施例１と同様でよい。

図８は、リードフレーム５０１を有する発光ユニット５０７の概略の正面図である。本実施例によれば、貫通孔５５０は、リードフレーム５０１に１つだけ設けられており、例えば六角形の形状を有する。これに合わせ、突起５６０（図示略）は、レセプタクル５０８に１つだけ設けられており、六角形の形状を有する。貫通孔５５０および突起５６０は、ほぼ同一の大きさおよび形状の六角形に成形されている。それによって、貫通孔５５０は突起５６０を受容することができる。図７は、図８に示すＣ−Ｃ線に沿った光伝送デバイス５００の断面を示す。

本実施例によれば、貫通孔５５０および突起５６０が１つずつしか設けられていないが、貫通孔５５０および突起５６０が多角形に成形されているので、レセプタクル５０８に対する発光ユニット５０７の位置が決定される。さらに、本実施例は、実施例１と同様の効果を有する。

本実施例において、貫通孔５５０および突起５６０は多角形であるが、これらを楕円形にしても本実施例と同様の効果を得ることができる。

本発明の実施例６に係る光伝送デバイスについて、図９を参照しながら説明する。図９は、光伝送デバイス６００の光伝送路である光ファイバ１４に沿った概略の断面図である。なお、この断面図には、断面に現れない構成要素も追加して描かれている。本実施例において、リードフレーム６０１およびレセプタクル６０８ははんだに対して親和性の金属から成る。また、発光ユニット６０７およびレセプタクル６０８ははんだ６０９によって固着されている。本実施例は、このような点で実施例１と異なる。本実施例の他の構成要素は、実施例１と同様である。本実施例は、実施例１と同様の効果を有する。尚、リードフレーム６０１を有する発光ユニット６０７の正面図は、図１と同様であるので省略する。

本発明の実施例７に係る光伝送デバイスについて、図１０を参照しながら説明する。図１０は、光伝送デバイス７００の光伝送路である光ファイバ１４に沿った概略の断面図である。なお、この断面図には、断面に現れない構成要素も追加して描かれている。本実施例は、発光ユニット１０７がレセプタクル７０８へねじ止めされている点で実施例１と異なる。レセプタクル７０８の突起部７６０は、その側面にねじ溝を有する。突起部７６０の断面形状はリードフレーム１０１の貫通孔１５０の形状とほぼ同一である。従って、突起部７６０は、実施例１と同様に貫通孔１５０へ受容される。

突起部７６０が貫通孔１５０に受容された後に、ナット７７０が突起部７６０へ取り付けられる。リードフレーム１０１が突起部７６０の接続部１６５に当接することによって、発光素子１０２とレセプタクル７０８との距離が決定される。これにより、本実施例では、接着剤またははんだを用いることなく、発光ユニット１０７をレセプタクル７０８へ固定することができる。本実施例は、実施例１と同様の効果を有する。

本発明の実施例８に係る光伝送デバイスについて、図１１および図１２を参照しながら説明する。図１１は、光伝送デバイス８００の光伝送路である光ファイバ１４に沿った概略の断面図である。なお、この断面図には、断面に現れない構成要素も追加して描かれている。本実施例は、発光素子１０２と光ファイバ１４とを光学的に連結する連結部としてレセプタクル８０８の他にスリーブ部品８２１をさらに備えている点で実施例１から実施例７と異なる。これに伴い、接続コネクタ１５およびフェルール１６の構造等が少し変更されているが、上述の実施例と同様な符号および名称を付して説明する。発光ユニット８０７は、図１に示す発光ユニット１０７とリードフレーム８０１において異なるが、他の構成要素に関しては同様でよい。

図１２（ａ）、（ｂ）は、リードフレーム８０１、発光素子１０２および周辺回路ＩＣ１０３が搭載された発光ユニット８０７の概略の正面図である。図１２には、レンズ１０６、封止樹脂１０５およびスリーブ部品８２１のそれぞれの外周の位置が、それぞれ同じ参照番号で示す破線によって図示されている。図１２（ａ）では、リードフレーム８０１は、発光素子１０２を中心とした円周上に円弧形の貫通孔８５０を有する。貫通孔８５０は、リードフレーム８０１に３つ設けられており、それらは互いに１２０度乃至１２０度に近い間隔だけ離れて、Ｄ−Ｄを結ぶ線に対して対称に配置されている。一方、図１２（ｂ）では、リードフレーム８０１は、図１２（ａ）に示した貫通孔８５０に代えて、発光素子１０２を中心とした円周上に円弧に沿った切欠８７０を有する場合である。図１１は、図１２（ａ）に示すＤ−Ｄ線に沿った光伝送デバイス８００の断面を示す。

図１１を再度参照し、スリーブ部品８２１は、透光性のある樹脂から成る。光ファイバ１４の端部がスリーブ部品８２１に挿入されることによって、スリーブ部品８２１に対する光ファイバ１４の端部の位置は相対的に固定されている。スリーブ部品８２１は、図１２（ａ）に示す貫通孔８５０と適合するように突起部８６０を備えている。即ち、突起部８６０は、その突出方向から見たときに円弧形の断面を有する。貫通孔８５０および突起部８６０は同数設けられており、両方とも複数である。突起部８６０が貫通孔８５０に差し込まれた後、突起部８６０および貫通孔８５０が接着剤１０９によって固着される。これにより、スリーブ部品８２１に対する発光素子１０２の位置が相対的に固定される。

発光素子１０２は３つの貫通孔８５０の乗る円の中心にある。光ファイバ１４はスリーブ部品８２１の端部、すなわち、発光ユニット８０７に接する部分の外周円の中心にある。従って、両中心を合わせるように突起部８６０が貫通孔８５０に差し込まれることによって、発光素子１０２と光ファイバ１４との中心がほぼ一致する。これにより、発光素子１０２と光ファイバ１４とが光学的に連結される。レセプタクル８０８は、スリーブ部品８２１、接続コネクタ１５および発光ユニット８０７のそれぞれの外周に取り付けられ、これらの相対位置を安定させる。本実施例は、さらに、実施例１と同様の効果を有する。

なお、本実施例においては、図１２（ｂ）に示したように、発光素子１０２を中心とした円周上に円弧形の切欠８７０を配置した場合、上述した図１２（ａ）の貫通孔８５０で得られた効果と同様な効果を得ることが可能である。

本発明の実施例９に係る光伝送デバイスについて、図１３を参照しながら説明する。図１３は、光伝送デバイス９００の光伝送路である光ファイバ１４に沿った概略の断面図である。なお、この断面図には、断面に現れない構成要素も追加して描かれている。本実施例では、発光ユニット８０７が熱カシメ８３２によってスリーブ部品８２１へ固定されている。また、レセプタクル８０８は熱カシメ８３３によってスリーブ部品８２１へ固定されている。本実施例は、これらの点で実施例８と異なる。本実施例の他の構成要素は実施例８と同様でよい。

発光ユニット８０７の貫通孔８５０に突起部８６０を挿入した後、突起部８６０の先端が熱処理される。それによって、熱カシメ８３２が突起部８６０の先端に形成される。これにより、スリーブ部品８２１に対する発光素子１０２の位置が相対的に固定される。

また、レセプタクル８０８がスリーブ部品８２１の外側に取り付けられた後に、レセプタクル８０８の外面からスリーブ部品８２１へ向かって圧力を印加しつつ加熱することによって、熱カシメ８３３が形成される。熱カシメ８３３によって、レセプタクル８０８がスリーブ部品８２１に固着される。

本実施例によれば、接着剤、はんだおよびナットが不要である。さらに、本実施例は、実施例８と同様の効果を有する。なお、実施例８と同様に、貫通孔８５０に代えて切欠（図示略）としても、本実施例と同様の効果を得ることができる。

本発明の実施例１０に係る光伝送デバイスについて、図１４を参照しながら説明する。図１４は、光伝送デバイス１０００の光伝送路である光ファイバ１４に沿った概略の断面図である。なお、この断面図には、断面に現れない構成要素も追加して描かれている。本実施例では、発光ユニット８０７が曲げおよび熱カシメ９３２によってスリーブ部品８２１へ固定されている。本実施例は、これらの点で実施例９と異なる。本実施例の他の構成要素は実施例９と同様でよい。

発光ユニット８０７の貫通孔８５０に突起部８６０を挿入した後、突起部８６０の先端が、３個同時に、加熱、且つ発光素子１０２の方向に向けた力を加えた処理がなされる。それによって、発光素子１０２の方向に曲げられた熱カシメ９３２が突起部８６０の先端に形成される。これにより、スリーブ部品８２１に対する発光素子１０２の位置が相対的に固定される。

本実施例によれば、実施例９と同様の効果を有する。その上、３個同時に共通の中心である発光素子１０２の方向に向けた力を加えられるので、スリーブ部品８２１に対する発光ユニット８０７の位置ずれを小さく抑えることができ、発光素子１０２と光ファイバ１４の光結合を安定化することが可能となる。なお、実施例８と同様に、貫通孔８５０に代えて切欠（図示略）としても、本実施例と同様の効果を得ることができる。

本発明の実施例１１に係る光伝送デバイスについて、図１５を参照しながら説明する。図１５は、光伝送デバイス１１００の光伝送路である光ファイバ１４に沿った概略の断面図である。なお、この断面図には、断面に現れない構成要素も追加して描かれている。本実施例による発光ユニット１００７において、発光素子１０２および周辺回路ＩＣ１０３は、ともにセラミック基板１００１に搭載されている。本実施例は、これらの点で実施例１０と異なる。本実施例の他の構成要素は実施例１０と同様でよい。なお、同じセラミック基板を使用した実施例４の発光ユニットとは、レンズ１０６を設けた封止樹脂１０５により封止されている点が異なる。

発光ユニット１００７の貫通孔１０５０に突起部８６０を挿入した後、突起部８６０の先端が、３個同時に、加熱、且つ発光素子１０２の方向に向けた力を加えた処理がなされる。それによって、発光素子１０２の方向に曲げられた熱カシメ１０３２が突起部８６０の先端に形成される。これにより、スリーブ部品８２１に対する発光素子１０２の位置が相対的に固定される。なお、セラミック基板１００１は、実施例４と同様に、単層構造または多層構造のいずれでもよく、発光素子１０２等が搭載された面の配線と、反対側の面に接続されたリード１０１１とは、例えば、ビアホール配線（図示略）等により接続されている。

本実施例によれば、実施例１０と同様の効果を有する。なお、実施例８と同様に、貫通孔１０５０に代えて切欠（図示略）としても、本実施例と同様の効果を得ることができる。

本発明の実施例１２に係る光伝送デバイスについて、図１６および図１７を参照しながら説明する。図１６は、光伝送デバイス１２００の光伝送路である光ファイバ１４に沿った概略の断面図である。なお、この断面図には、断面に現れない構成要素も追加して描かれている。本実施例による発光ユニット１１０７において、発光素子１０２および周辺回路ＩＣ１０３は、ともにステム１１０１に搭載されて、レンズ１１０６を設けたキャップ１１０５により封止されている。本実施例は、これらの点で実施例１１と異なる。本実施例の他の構成要素は実施例１１と同様でよい。

発光ユニット１１０７は、実装基板であるステム１１０１、発光素子１０２、周辺回路ＩＣ１０３、金ワイヤ１０４、キャップ１１０５およびレンズ１１０６を含む。ステム１１０１は金属から成り、発光素子１０２および周辺回路ＩＣ１０３を搭載している。発光素子１０２をステム１１０１へ搭載するときに自動マウンタ等を用いれば、発光素子１０２はステム１１０１の所定の位置に精度よく固着され得る。ステム１１０１は、ステム１１０１面に垂直方向に伸び、ステム１１０１と電気的に接続されたリード１１１１、および、例えば、ガラス１１１０で絶縁されたリード１１１１が接続されている。リード１１１１は発光素子１０２および周辺回路ＩＣ１０３と、金ワイヤ１０４によって電気的に接続されている。

図１７は、ステム１１０１に、発光素子１０２および周辺回路ＩＣ１０３が搭載された発光ユニット１１０７の概略の正面図である。リード１１１１および金ワイヤ１０４等は省略されている。図１７に示すように、円形の外形を有するステム１１０１には、円の中心に発光素子１０２を配置して、同心の円周上に例えば３個の同形の切欠１１７０が設けられている。この切欠１１７０は、円周の一部を形成する面を有し、１２０度ずつ離れて等間隔にある。発光素子１０２の垂直上方にレンズ１１０６の中心が来るように配置された金属製のキャップ１１０５は、ステム１１０１に固着され、発光素子１０２およびレンズ１１０６等を気密封止する。図１６は、図１７に示すＥ−Ｅ線に沿った光伝送デバイス１２００の断面を示す。

図１６を再度参照して、発光ユニット１１０７の切欠１１７０に突起部８６０を嵌めた後、突起部８６０の先端が、３個同時に、加熱、かつ発光素子１０２の方向に向けた力を加えた処理がなされる。それによって、発光素子１０２の方向に曲げられた熱カシメ１１３２が突起部８６０の先端に形成される。これにより、スリーブ部品８２１に対する発光素子１０２の位置が相対的に固定される。

本実施例によれば、実施例１１と同様の効果を有する。その上、気密封止に優れた構造の発光ユニット１１０７の発光素子１０２と光ファイバ１４の光結合を安定化することが可能となり、より厳しい使用環境に耐える光伝送デバイスを提供することが可能となる。なお、切欠１１７０に代えて貫通孔（図示略）としても、本実施例と同様の効果を得ることができる。

以上、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することができる。

例えば、実施例５から実施例７において、レセプタクル５０８、６０８および７０８に代えて図３に示すレセプタクル２０８を用いてもよい。この場合、レンズ１０６は発光ユニット１０７の封止樹脂１０５に設ける必要がない。これによって、実施例２と同様の効果が実施例５から実施例７のそれぞれの効果に追加される。

また、実施例８乃至実施例１２において、レンズ１０６および１１０６は、図３に示す形態に類似するように、スリーブ部品８２１に設けてもよい。これにより、実施例２と同様の効果が実施例８乃至実施例１２のそれぞれの効果に追加される。

また、レンズは発光ユニット及びスリーブ部品に設けた２群系としてもよく、発光素子１０２と光ファイバ１４との距離やレンズの材質等から、最も適する光結合効率が得られる選択が可能である。

また、実施例９乃至実施例１２において、同心円上に配置された３個の貫通孔８５０、１０５０あるいは切欠８７０、１１７０に嵌められた突起部８６０を、同時に、中心に向かう方向に力を与えつつ、熱カシメを行うことによって、発光素子１０２と光ファイバ１４の位置精度を確保できる例を示した。この例に限らず、中心を挟んで対向する位置に貫通孔あるいは切欠を配置して、これらに嵌められた突起部を同時に、中心に向かう方向に力を与えつつ、熱カシメを行うことによって、同様な効果を得ることが可能である。この場合、貫通孔あるいは切欠は偶数個、例えば、対向する２個を結ぶ線が互いに９０度で交わる場合は４個配置される。

上記の実施例では、発光素子１０２が用いられているが、発光素子に代えて受光素子（図示略）を用いてもよい。即ち、本実施例は、光送信デバイスとして構成してもよく、あるいは、光受信デバイス（図示略）として構成してもよい。この場合、受光素子は、光ファイバ１４から光信号を受信し、この光信号を電気信号へ変換するように構成される。これに伴って、周辺回路ＩＣは、受信用に交換することは言うまでもない。

また、上記実施例のレセプタクルまたはスリーブ部品は、非導電性の樹脂を用いているが、導電性であってもよい。例えば、透光性である必要がない場合、レセプタクルまたはスリーブ部品は、金属製であってもよく、金属フィラーを混入した樹脂によって形成されていてもよい。特に、本実施例が光受信デバイスとして構成される場合には、この光受信デバイスは、レセプタクルまたはスリーブ部品が導電性であることによって、電磁ノイズを低減させることができる。

本発明は、以下の付記に記載されているような構成が考えられる。
（付記１） 電気信号を光信号に変換して光伝送路へ発信し、または、光伝送路から受信した光信号を電気信号へ変換する光素子と、前記光素子を搭載し、前記光素子の搭載位置を基準として決定された位置に孔または切欠を有する実装基板と、前記孔または切欠に嵌められて前記実装基板の位置を相対的に固定する突起部、および、前記光伝送路の端部が嵌め込まれ前記光伝送路の位置を相対的に固定する光伝送路嵌合部を有し、前記光素子と前記光伝送路とを光学的に連結する連結部と、を備えた光伝送デバイス。

（付記２） 前記実装基板は前記孔または切欠を複数有する付記１に記載の光伝送デバイス。

（付記３） 前記孔または切欠のうち少なくとも１つの孔または切欠の形状は三角形以上の多角形または多角形の一部であり、並びに、前記多角形の孔または切欠に嵌められる前記突起部を突出方向から見たときの前記突起部の断面形状も三角形以上の多角形または多角形の一部である付記１に記載の光伝送デバイス。

（付記４） 前記孔または切欠のうち少なくとも１つの孔または切欠の形状は楕円形または楕円形の一部であり、並びに、この楕円形の孔または切欠に嵌められる前記突起部を突出方向から見たときの前記突起部の断面形状も楕円形または楕円形の一部である付記１に記載の光伝送デバイス。

（付記５） 前記孔または切欠は、前記光素子を中心とした円周上に円弧形を成すように前記実装基板に設けられており、前記突起部は、前記光伝送路を中心とした円周上に円弧形を成すように前記連結部に設けられている付記１に記載の光伝送デバイス。

（付記６） 前記連結部は、前記光伝送路が前記光伝送路嵌合部に嵌め込まれたときに、前記光伝送路の端面の前方に位置するように設けられた透光性のレンズをさらに含む付記１に記載の光伝送デバイス。

（付記７） 前記連結部は、透光性の樹脂から成る付記１に記載の光伝送デバイス。

（付記８） 前記連結部は、導電性の材料から成る付記１に記載の光伝送デバイス。

（付記９） 前記光素子と前記連結部との間は中空になっている付記１に記載の光伝送デバイス。

（付記１０） 前記実装基板は、セラミックから成る付記１に記載の光伝送デバイス。

（付記１１） 前記実装基板は、金属から成る付記１に記載の光伝送デバイス。

（付記１２） 前記実装基板および前記連結部は、ともにはんだに対して親和性の金属である付記１に記載の光伝送デバイス。

（付記１３） 前記連結部は、前記実装基板に対してねじ止めされている付記１に記載の光伝送デバイス。

（付記１４） 前記突起部は、前記実装基板に対して接着剤で固着されている付記１に記載の光伝送デバイス。

（付記１５） 前記突起部は、その先端が概ね前記発光素子方向を向いているカシメ部を有する付記１に記載の光伝送デバイス。

本発明の実施例１に係る光伝送デバイスの光ファイバに沿った概略の断面図。 本発明の実施例１に係る光伝送デバイスの発光ユニットの概略の正面図。 本発明の実施例２に係る光伝送デバイスの光ファイバに沿った概略の断面図。 本発明の実施例３に係る光伝送デバイスの光ファイバに沿った概略の断面図。 本発明の実施例３に係る光伝送デバイスの発光ユニットの概略の正面図。 本発明の実施例４に係る光伝送デバイスの光ファイバに沿った概略の断面図。 本発明の実施例５に係る光伝送デバイスの光ファイバに沿った概略の断面図。 本発明の実施例５に係る光伝送デバイスの発光ユニットの概略の正面図。 本発明の実施例６に係る光伝送デバイスの光ファイバに沿った概略の断面図。 本発明の実施例７に係る光伝送デバイスの光ファイバに沿った概略の断面図。 本発明の実施例８に係る光伝送デバイスの光ファイバに沿った概略の断面図。 本発明の実施例８に係る光伝送デバイスの発光ユニットの概略の正面図。 本発明の実施例９に係る光伝送デバイスの光ファイバに沿った概略の断面図。 本発明の実施例１０に係る光伝送デバイスの光ファイバに沿った概略の断面図。 本発明の実施例１１に係る光伝送デバイスの光ファイバに沿った概略の断面図。 本発明の実施例１２に係る光伝送デバイスの光ファイバに沿った概略の断面図。 本発明の実施例１２に係る光伝送デバイスの発光ユニットの概略の正面図。 従来の光伝送デバイスの光ファイバに沿った概略の断面図。

符号の説明

１、１０１、５０１、６０１、８０１ リードフレーム
２、１０２ 発光素子
３、１０３ 周辺回路ＩＣ
４、１０４ 金ワイヤ
５、２０５ 樹脂
６、１０６、２０６、１１０６ レンズ
７、１０７、２０７、３０７、４０７、５０７、６０７、８０７、９０７、１００７、１１０７ 発光ユニット
８、１０８、２０８、５０８、６０８、７０８、８０８ レセプタクル
９、１０９ 接着剤
１０、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００ 光伝送デバイス
１１ 挿入孔
１２、１１２ スリーブ
１４ 光ファイバ
１５ 接続コネクタ
１６ フェルール
２０ 光伝送コネクタ
１０５ 封止樹脂
１１３ 受容部
１５０、５５０、８５０、１０５０ 貫通孔
１６０、５６０、７６０、８６０ 突起部
１６５ 接続部
４０１、１００１ セラミック基板
４１１、１０１１、１１１１ リード
４５０ 孔
６０９ はんだ
７７０ ナット
８７０、１１７０ 切欠
８２１ スリーブ部品
８３２、８３３、９３２、１０３２、１１３２ 熱カシメ
１１０１ ステム
１１０５ キャップ
１１１０ ガラス

Claims (5)

1. 電気信号を光信号に変換して光伝送路へ発信し、または、光伝送路から受信した光信号を電気信号へ変換する光素子と、
   前記光素子を搭載し、前記光素子の搭載位置を基準として決定された位置に孔または切欠を有する実装基板と、
   前記孔または切欠に嵌められて前記実装基板の位置を相対的に固定する突起部、および、前記光伝送路の端部が嵌め込まれ前記光伝送路の位置を相対的に固定する光伝送路嵌合部を有し、前記光素子と前記光伝送路とを光学的に連結する連結部と、
   を備えていることを特徴とする光伝送デバイス。
2. 複数の前記孔または切欠は、前記光素子を通る線あるいは前記光素子上の点に関してほぼ対称の位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光伝送デバイス。
3. 前記孔または切欠は、前記実装基板の前記光素子を中心とした円周上に設けられており、前記突起部は、前記連結部の前記光伝送路を中心とした円周上に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光伝送デバイス。
4. 前記突起部のうち前記連結部に接続する接続部は前記孔または切欠の面積よりも大きな面積を有し、前記実装基板のうち前記孔または切欠の周辺部が前記接続部に当接することによって前記光素子と前記光伝送路との距離を決定することを特徴とする請求項１に記載の光伝送デバイス。
5. 前記実装基板の位置を相対的に固定するために、前記突起部はその先端にカシメ部を有することを特徴とする請求項１に記載の光伝送デバイス。

Images