JP2005235815A - 光電変換プラグおよび光電変換モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は光伝送システムに用いられる光電変換プラグおよび光電変換モジュールに関し、従来手間の掛かっていた軸合せが容易に行え、生産性を向上させることを目的とする。
【解決手段】光電変換モジュールを形成する光電変換プラグ４として、光学レンズ部６、鏡筒７、光ファイバ２を挿入支持する保持部１３とを光学樹脂により一体成形するとともに、この樹脂成形体８の内部に光電変換素子１をモールドした構造としたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は光伝送システムに使用される光電変換プラグおよび光電変換モジュールに関するものである。

一つのシステムにおいて形成された情報を他のシステムに伝送するといったいわゆる光伝送システムは低雑音、広帯域等優れた特徴を有することから、通信、ＣＡＴＶは勿論、自動車、オーディオその他の民生機器の配線に広く使用されるようになってきている。

そして、このような光伝送システムにおいては図２に示されるような電気信号を光信号に変換させ、その光信号を光ファイバに集光させるデバイスが必要となる。

従来、このようなデバイスは、大きく分けて電気信号を光信号に変換する光電変換素子１と、その光信号を伝送する光ファイバ２を支持する保持部３とから構成され、それらが個別に形成されたものを組み合わせる構成となっていた。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特公昭６２−４４８３２号公報

しかしながら、このようなデバイス構成とした場合、光電変換素子１と光ファイバ２との光軸を合わせるには光ファイバ２が挿入支持される保持部３の挿入軸と、この保持部に組み合わされる光電変換素子１の発光軸を合わせなければならず非常に緻密な作業を要するものとなっていた。

そこで、本発明はこのような問題を解決し光軸合せが容易なデバイスとなる光電変換プラグおよび光電変換モジュールを提供することを目的とする。

この目的を達成するために本発明は、特に、光電変換プラグとして、光学レンズ部、鏡筒、光ファイバを挿入支持する保持部とを光学樹脂により一体成形するとともに、この樹脂成形体の内部に光電変換素子をモールドした構造としたものである。

本発明による光電変換プラグおよび光電変換モジュールは、従来手間の掛かっていた光電変換素子、光学レンズ部および光ファイバの光軸合せを容易に行えるのである。

以下、本発明の一実施形態について図を用いて説明する。なお上述した背景技術と同様の構成については同じ符号を付して説明する。

図１は本発明の一実施の形態による光電変換モジュールを示したものであり、半導体などで形成された電気信号を光電変換素子１により光信号に変換し光ファイバ２に伝送するためのもので、その主構成は、光ファイバ２を挿入固定する光電変換プラグ４と、この光電変換プラグ４を挿入接続するソケット５とで構成されている。

そして、光電変換プラグ４は電気信号を光信号に変換する光電変換素子１と、この光電変換素子１から発せられた光信号を光ファイバ２の先端に集光させるための光学レンズ部６と、光ファイバ２と光学レンズ部６を一体化する鏡筒７で構成され、筒状の鏡筒７の一端側に内周径が異なるよう段差が設けられこの段差により光ファイバ２の挿入量を規定する構成となっている。

また、光電変換プラグ４は光学樹脂を用いた射出成形により形成され、この射出成形の際、光学レンズ部６と鏡筒７を形成する樹脂成形体８の内部に光電変換素子１を合せてモールド成形している。これにより光学レンズ部６や鏡筒７の形状が金型により高精度に転写されるとともに、光電変換素子１についてもその取り付け位置や方向が金型によって高精度に規定されるのでそれらの素子間の光軸合せが不要となることから、従来非常に手間の掛かっていた光軸合せの作業が生産工程から排除できることで生産性を格段に向上することが出来るのである。

さらに、この光電変換プラグ４は、樹脂成形体８の内部に設けられた光電変換素子１から導出されるリードフレーム９の一端が外部接続用の端子９ａとして樹脂成形体８の側面に引き出されているとともに、この外部接続用の端子９ａ部分以外にも別途樹脂成形体８の表面に露出する部分９ｂが設けられており、リードフレーム９における樹脂成形体８からの露出部分を増すことにより光電変換素子１から発せられる熱がリードフレーム９の接続端子９ａ部分と露出部分９ｂの両端から放出されるようになり放熱効果が高められている。

なお、樹脂成形体８の側面においてリードフレーム９の外部接続用の端子９ａ部分と露出部分９ｂを対向する側面に設けることで、リードフレーム９を一直線状に形成できることからリードフレーム９に実装される光電変換素子１のモールド成形における位置ズレを抑制できるのである。

次にソケット５は、光電変換素子１に入力する電気信号を処理する信号処理回路素子１０と光電変換プラグ４を着脱可能に接続するハウジング１１と、このハウジング１１と信号処理回路素子１０とを一体化する基板１２とにより構成されたものであり、特にハウジング１１は、光電変換プラグ４の樹脂成形体８が嵌まり込む挿入口１１ａと、光電変換プラグ４の外部接続用のリードフレーム９ａが当接する端子がインサート成形された構成となっている。なお、基板１２は電子機器などで一般的に使用されている樹脂配線基板やセラミック多層配線基板を用いている。

そして、光電変換モジュールを上述したような光電変換プラグ４とソケット５で構成することで、耐熱性の低い樹脂成形体８がソケット５から独立して取り扱えるようになり、光電変換モジュールをマザー基板（特に図示せず）に実装する際、ソケット５のみをマザー基板にリフロー実装し、追って光電変換プラグ４を挿入できるようになり、実質的に光電変換モジュールを面実装可能なデバイスとして扱えるのである。

なお、信号処理回路素子１０は基板１２上に直接接続する形態のほかにソケット５の外周部などに接続するといった基板１２に対して間接的に接続することも可能である。

また、この光電変換モジュールにおいては光電変換素子１として面発光式のものを用いているのであるが、通常このような面発光式のものを用いる場合、光電変換素子１が基板１２に直接実装されるため、その発光方向が基板１２に対して垂直方向に出力されるので、その光路を調節するため光路上に反射鏡などを別途設けなければならず、より光軸調整が困難なものとなるのであるが、本実施形態のように光軸調整が必要となる光電変換素子１、光学レンズ部６および光ファイバ２の保持部１３が光電変換プラグ４に集約されていることで、反射鏡のような部品を別途設けることなく、挿入口１１ａの方向を調節でき、光ファイバ２の接続方向を自在に設定することが出来るのである。

なお、光軸調整を要しない信号処理回路素子１０をソケット５側に配置したことで、光電変換プラグ４の大型化が抑制でき、角度調整などにおける低背化が可能となっている。

さらに、この光電変換モジュールにおいては、光電変換プラグ４の側面に係止用突起１４を設け、ソケット５の挿入口１１ａの壁面に係止用突起１４が係合する係合部１５を設けるとともに、挿入口１１ａ内に光電変換プラグ４を押圧固定する押圧部材１６を設けた構造としている。この構造により光電変換プラグ４をソケット５に挿入した際のガタツキを抑制し、光電変換素子１から導出されたリードフレーム９とソケット５側の端子との接続安定性が増すため、その接続部分における電気信号の伝送ロスが低減でき、光電変換モジュールの電気特性を安定させることが出来るとともに、樹脂成形体８の成形に用いられる金型の加工が容易になるのである。

なお、押圧部材１６としてソケット５側に設けられた接続端子１７を光電変換素子１側に湾曲するよう挿入口１１ａ内に突出させることでその湾曲に伴う接続端子１７の弾性を利用でき別途押圧部材１６を設けることなく光電変換モジュールの特性を安定させることが出来るのである。

また、押圧部材１６による光電変換プラグ４の押圧方向を光電変換プラグ４の挿入方向に対して直交する向きに設定することで、挿入口１１ａ内における押圧部材１６が設けられた壁面と対向する壁面に光電変換プラグ４が押さえ付けられるようになり、より光電変換プラグ４とソケット５との一体性を増すことが出来るのである。

なお、ソケット５に光電変換プラグ４の表面に露出したリードフレーム９ｂと接続する銅などの熱伝導性の高い放熱手段１８を設けることでより光電変換素子１の放熱効率を高めることができるのである。

本発明による光電変換プラグおよび光電変換モジュールは、生産性を向上できるという効果を有し、光伝送システムにおいて有用である。

本発明の一実施形態における光電変換モジュールを示す断面図 従来の光電変換モジュールを示す断面図

符号の説明

１ 光電変換素子
２ 光ファイバ
４ 光電変換プラグ
５ ソケット
６ 光学レンズ部
７ 鏡筒
８ 樹脂成形体
９、９ａ、９ｂ リードフレーム
１０ 信号処理回路素子
１１ａ 挿入口
１２ 基板
１３ 保持部
１４ 係止用突起
１６ 押圧部材

Claims (10)

1. 光電変換素子と、前記光電変換素子から出力された光信号を光ファイバに集光する光学レンズ部と、この光学レンズ部の外周に設けられた鏡筒と、この鏡筒の端部に設けられ前記光ファイバを挿入支持する保持部とを備え、前記光学レンズ部と前記鏡筒と前記保持部を光学樹脂により一体成形するとともに、この樹脂成形体の内部に前記光電変換素子をモールドしたことを特徴とする光電変換プラグ。
2. 光電変換素子は樹脂成形体の外部に引き出された外部接続用のリードフレームを有し、前記リードフレームにおける外部接続部分以外に別途リードフレームの端部を前記樹脂成形体の外表面に露出させたことを特徴とする請求項１に記載の光電変換プラグ。
3. リードフレームにおける外部接続部分以外に樹脂成形体の表面に露出した端部は、樹脂成形体における前記外部接続部分の引き出された側面と対向する側面に配置することを特徴とした請求項２に記載の光電変換プラグ。
4. 光電変換素子はレンズ部と対向する面に発光部を有することを特徴とする請求項１に記載の光電変換プラグ。
5. 光学レンズ部と鏡筒と光ファイバを挿入支持する保持部とを光学樹脂により一体成形し、この樹脂成形体の内部に光電変換素子をモールドした光電変換プラグと、この光電変換プラグを取り付ける基板と、この基板に直接的あるいは間接的に取り付けられた信号処理回路を備えたことを特徴とする光電変換モジュール。
6. 基板に光電変換プラグを取り付けるにあたり、前記基板上に前記光電変換プラグを着脱可能に挿入固定するためのソケットを設けたことを特徴とする請求項５に記載の光電変換モジュール。
7. 光電変換プラグの側面に係止用突起を設けるとともに、ソケットにおける前記光電変換プラグを挿入する挿入口の内に前記光電変換プラグを押圧固定する押圧部材を設けたことを特徴とする請求項６に記載の光電変換モジュール。
8. 押圧部材は光電変換プラグの表面に引き出されたリードフレームと当接する接続端子を用いて形成したことを特徴とする請求項７に記載の光電変換モジュール。
9. 押圧部材による押圧方向を光電変換プラグの挿入方向に対して直交する向きに設定したことを特徴とする請求項７に記載の光電変換モジュール。
10. ソケットに光電変換プラグから露出したリードフレームの露出部分と当接する放熱手段を設けたことを特徴とする請求項６に記載の光電変換モジュール。

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