JP2006065060A - Optical fiber transmission device - Google Patents
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本発明は、各種機器内における配線等に使用する光ファイバ伝送機に関するものであり、特に、光ファイバの取付スペースを縮小すると共に取り付けを容易にするものに関する。 The present invention relates to an optical fiber transmitter used for wiring or the like in various devices, and more particularly to an apparatus for reducing the mounting space of an optical fiber and facilitating the mounting.
一般に、機器内における接続は、フレキシブル回路基板等を用いて接続することが行われているが、ノイズの影響を防ぎ、通信を高速化することが必要な場合、例えば、画像信号の送受等の場合、光ファイバを用いて接続することが行われている。通常、機器内配線に使用する光ファイバは、図5に示すような構造からなる電気・光変換を行う光ファイバ伝送機(FOT:Fiber Optical Transceiver)に取り付けることで回路との接続がなされていた。 In general, connection in equipment is performed using a flexible circuit board or the like, but when it is necessary to prevent the influence of noise and increase the speed of communication, for example, transmission / reception of image signals, etc. In this case, connection is performed using an optical fiber. Usually, the optical fiber used for the wiring in the equipment is connected to the circuit by being attached to an optical fiber transmitter (FOT: Fiber Optical Transceiver) having a structure as shown in FIG. .
この光ファイバ伝送機2は、図12及び図13に示すように、発光素子又は受光素子からなる素子4をハウジング6内に収めたものであり、回路基板8のスルーホール電極等に素子4のリード端子10を挿入固着することで回路基板8上に取り付けられている。尚、素子4の発光又は受光方向は、光ファイバ12を回路基板8の表面に平行に引き出して配線スペースを最小限に抑えるため、回路基板8の表面に平行となるように設定されている。この光ファイバ伝送機2のハウジング6には、光ファイバ12を取り付ける円筒形状の光ファイバ取付部14が素子4の発光又は受光方向前面に設けられている。光ファイバ12は、この光ファイバ取付部14に嵌入されることにより、その端部が素子4に対面するように取り付けられる。
As shown in FIGS. 12 and 13, the
上記のような光ファイバ伝送機2を用いることにより、光ファイバ12を光ファイバ伝送機2の前方からその光ファイバ取付部14内に嵌入することにより、光ファイバ12と回路基板8とを接続することができる。しかしながら、通常、光ファイバ伝送機2を回路基板8に取り付けた後、光ファイバ12を光ファイバ取付部14に手作業で嵌入して接続するため、光ファイバ12をつまむ指先や工具先端の逃げとして光ファイバ12と回路基板8との間の間隔T1が最小でも約5mm以上必要であった。このため、光ファイバ取付部14の高さを高くしなければならず、その結果として光ファイバ伝送機2の高さT2も高くなって通常8mm以上に設定され、携帯電話等の実装スペースに余裕がない機器には使用することができないという問題があった。
By using the
また、回路基板の取付位置によっては、光ファイバ伝送機が周辺機器に挟まれていることもあり、光ファイバの嵌入作業が極めて難しいこともあった。特に、光ファイバ12の抜き差し時に光ファイバ伝送機2の回路基板8への取付部分に大きなストレスがかかるため、より強固に接続することが必要であり、表面実装型の光ファイバ伝送機では接続端子部を多くしたり大きくすることが必要であり、また、必要に応じてガイド端子を設けることもあった。
Further, depending on the mounting position of the circuit board, the optical fiber transmitter may be sandwiched between peripheral devices, and the optical fiber insertion work may be extremely difficult. In particular, since a large stress is applied to the portion of the
上記光ファイバ伝送機の他に、発光素子と受光素子の両方を備え、接続された2本の光ファイバを使って発光及び受光を行う光ファイバ伝送機もある。このような双方向の光ファイバ伝送機においては、ハウジング内に発光モジュールと受光モジュールを収納し、それぞれに対応するように光ファイバを1本ずつハウジングに接続したものであった(特許文献1参照)。しかしながら、この光ファイバ伝送機においても、前述した従来技術と同様に、回路基板に取り付ける取付面に対して略平行方向に発光及び受光すると共に、その発光及び受光方向から光ファイバを抜き差しして接続するものであったため、一定の光ファイバの取付スペースが必要であり、光ファイバの取り付けも難しいという問題があった。
本発明が解決しようとする課題は、光ファイバの取付スペースを縮小すると共に光ファイバの取り付けを容易にすることができる光ファイバ伝送機を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide an optical fiber transmitter capable of reducing the mounting space of the optical fiber and facilitating the mounting of the optical fiber.
本発明の光ファイバ伝送機は、発光素子及び受光素子の一方又は両方からなる素子を有する光素子モジュールと、該光素子モジュールと送受信するための光ファイバを備え、該光ファイバが取り付けられると共に前記光素子モジュールの外形または前記光素子モジュールの受発光方向前方に設けた溝部に組み込まれるガイド部材を備えている。また、この光ファイバ伝送機における前記ガイド部材は、前記光素子モジュールの外形に対応する凹部及び前記光ファイバを光素子モジュールの受発光方向中心に組み込むための貫通孔を備えている。また、前記ガイド部材は、前記光素子モジュールの前方に設けた溝部に対応する略I字状をなし、前記光ファイバを光素子モジュールの受発光方向中心に組み込むための貫通孔を備えている。また、前記ガイド部材はゴム、エラストマー等の弾性部材からなる。また、前記ガイド部材は、前記光素子モジュールに固定するための係合部および弾性部を備えている。 An optical fiber transmitter of the present invention includes an optical element module having an element composed of one or both of a light emitting element and a light receiving element, and an optical fiber for transmitting and receiving to and from the optical element module. A guide member incorporated in an outer shape of the optical element module or a groove provided in front of the light receiving and emitting direction of the optical element module is provided. Further, the guide member in the optical fiber transmitter includes a recess corresponding to the outer shape of the optical element module and a through hole for incorporating the optical fiber at the center of the optical element module in the light receiving and emitting directions. The guide member has a substantially I shape corresponding to a groove provided in front of the optical element module, and includes a through hole for incorporating the optical fiber into the center of the light receiving and emitting direction of the optical element module. The guide member is made of an elastic member such as rubber or elastomer. The guide member includes an engaging portion and an elastic portion for fixing to the optical element module.
本発明の光ファイバ伝送機においては、素子を有する光素子モジュールを回路基板に実装し、その溝部に上方から光ファイバが取り付けられているガイド部材を組み込んだり、光素子モジュールの上に光ファイバが取り付けられているガイド部材を被せるように取り付けているので、光ファイバの取り付けを小さいスペース内でも容易に行うことができる。 In the optical fiber transmitter of the present invention, an optical element module having elements is mounted on a circuit board, and a guide member to which an optical fiber is attached from above is incorporated in the groove, or an optical fiber is mounted on the optical element module. Since it is attached so as to cover the attached guide member, the optical fiber can be attached easily even in a small space.
また、上記のように小スペースでも容易に取付、実装及び配線することができるので、極めて小さいスペースしか確保することができない薄型を要求される携帯電話機等における機器内配線に用いることができる。 Further, as described above, since it can be easily mounted, mounted and wired even in a small space, it can be used for in-device wiring in a cellular phone or the like which requires a thin thickness that can ensure only a very small space.
また、ガイド部材に予め光ファイバを抜き差しした後、ガイド部材を光素子モジュールに取り付けることにより、光ファイバの抜き差しが容易なだけでなく、その抜き差しによるストレスが光素子モジュールと回路基板との接続部分に加わって接続状態が不安定になることがなく、組立易く且つ実装強度を高めるガイドピン等を使用することなく高い実装品質を確保することができる。 In addition, the optical fiber is inserted into and removed from the guide member in advance, and then the guide member is attached to the optical element module, so that not only the optical fiber can be easily inserted and removed, but also the stress caused by the insertion and removal is the connection part between the optical element module and the circuit board. In addition, the connection state does not become unstable, and high mounting quality can be ensured without using a guide pin or the like that facilitates assembly and increases mounting strength.
本発明の光ファイバ伝送機は、発光素子及び受光素子の一方又は両方からなる素子を有する光−電気変換を行う光素子モジュールと、光ファイバが取り付けられ且つ光素子モジュールに取り付けられるガイド部材と、を備えている。光素子モジュールは、回路基板上に表面実装されている。また、ガイド部材は、光素子モジュールに設けられた溝部に上方(取付面又は回路基板の表面に略垂直方向)から組み込まれる。また、一方で、ガイド部材は、光素子モジュールの外形に適合する凹部を有し、この凹部を光素子モジュールに被せるように光素子モジュールの上方から光素子モジュールに取り付けられる。 An optical fiber transmitter of the present invention includes an optical element module that performs optical-electrical conversion having an element composed of one or both of a light emitting element and a light receiving element, a guide member to which an optical fiber is attached and attached to the optical element module, It has. The optical element module is surface-mounted on a circuit board. Further, the guide member is incorporated into the groove provided in the optical element module from above (substantially perpendicular to the mounting surface or the surface of the circuit board). On the other hand, the guide member has a concave portion that matches the outer shape of the optical element module, and is attached to the optical element module from above the optical element module so as to cover the concave portion on the optical element module.
上記のように、受発光する光素子モジュールと光ファイバを取り付けるガイド部材とを分けて設けると共に上方から組み付けることができるように構成しているので、光ファイバの取り付けが容易になり、小さいスペース内でも容易に光ファイバを取り付けることが可能となる。 As described above, the optical element module for receiving and emitting light and the guide member for attaching the optical fiber are separately provided and configured so that they can be assembled from above, so that the optical fiber can be easily attached in a small space. However, an optical fiber can be easily attached.
図1は本発明の実施例1に係る光ファイバ伝送機を示す斜視図、図2はその組付後の中央縦断面図である。この光ファイバ伝送機22は、信号を電気−光変換する光素子モジュール24と光ファイバを取り付けるガイド部材26とから構成されている。尚、本実施例における光素子モジュール24は、発光素子を搭載したものを例として示している。
FIG. 1 is a perspective view showing an optical fiber transmitter according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a central longitudinal sectional view after assembly. The
光素子モジュール24は、外装32の内部に収められ且つLED等の発光素子とその制御等を行うIC等からなる素子28と、ガイド部材26を組み込む溝部30とを備えている。尚、光素子モジュール24がフォトダイオード等の受光素子を搭載するものである場合には、受光素子とその制御用のICとが一体となったOEICが素子28として収められている。また、光素子モジュール24が発光素子と受光素子の両方を搭載するものである場合には、上記のような発光素子と受光素子とそれらの制御用ICからなる素子28が共に収められている。このような光素子モジュール24における素子28は、図中下面となる取付面28bを回路基板34の表面34a上に載置するように回路基板34上に実装されるものであり、これにより素子28は取付面28b(又は回路基板34の表面34a)に対して略平行方向(図中左方)に発光又は受光するように設定されている。また、溝部30は、素子28の受発光方向に隣接して設けられており、素子28を内包する外装32を略L字状に突設することにより形成されている。この溝部30は、上方(取付面28b又は表面34aに対して略垂直方向)に開口している。また、外装32の端部にある側壁32aには、貫通孔30bが設けられており、素子28の受発光方向に形成されると共に上方(取付面28bに対して略垂直方向)に切欠開口部30cが設けられている。
The
一方、ガイド部材26は、光素子モジュール24の溝部30に適合する形状(例えば略I字形状等の直方体)をなすものであり、光ファイバ36の端部が嵌入される貫通孔26aを有している。この貫通孔26aは、ガイド部材26を溝部30に嵌合させたときに、一方の開口部が素子28の発光又は受光部分に対面し、他方の開口部が貫通孔30bに対面するように位置付けられて形成されている。
On the other hand, the
上記構成からなる光素子モジュール24とガイド部材26は次のように取り付けられることで光ファイバ36が接続される。はじめに、光素子モジュール24を回路基板34の表面34a上に実装する。前述したように、光素子モジュール24は、その素子28の取付面28bを回路基板34の表面34a上に載置させるように実装される。このため、素子28は、取付面28b又は表面34aに対して図中左方となる略平行方向に発光又は受光することになる。このように光素子モジュール24を実装すると、その溝部30と切欠開口部30cは、取付面28b又は表面34aに対して図中上方となる略垂直方向に開口することになる。
The
このように回路基板34に取り付けられた光素子モジュール24に対し、ガイド部材26は、光素子モジュール24の溝部30に図中上方(表面34aに対して略垂直方向)から組み込まれる。ガイド部材26の外形と光素子モジュール24の溝部30の内部形状は適合する略I字形状に設定されており、溝部30にガイド部材26を組み込むだけで光素子モジュール24とガイド部材26は嵌合する。
As described above, the
上記のように光素子モジュール24とガイド部材26が嵌合されると、光素子モジュール24の素子28とガイド部材26に取り付けられた光ファイバ36の端部は対面することになり、光の送受が可能となる。また、このときに、ガイド部材26に取り付けられた光ファイバ36は、図中上方から切欠開口部30cに挿入され、そのまま貫通孔30bに収まって回路基板34の表面34aに対して略平行に引き出されることになる。
When the
このように、回路基板34の表面34aの上方から光素子モジュール24及びガイド部材26を取り付けることで、光ファイバ36を接続することができると共に表面34aに平行な方向へ光ファイバ36を引き出すことができる。従って、回路基板34上に取り付けられた他の回路や他の機器が隣接していても、回路基板34の上方にスペースがあれば簡単に光素子モジュール24とガイド部材26を取り付けて光ファイバ36を接続することができる。
Thus, by attaching the
尚、光素子モジュール24へのガイド部材26の取付は、嵌め合いによる着脱可能な取付であっても良いし、また、ガイド部材26に接着剤又は両面テープ等を塗布・付着させることで固着しても良い。
The
また、ガイド部材26は、プラスチック、樹脂等であっても良いが、溝部30内に嵌入した後、衝撃等によって外れることを防ぐため、ゴム、エラストマー等の弾性部材で形成することが好ましい。
The
また、更にガイド部材26が溝部30から外れにくくなるように、図5及び図6に示すように構成することもできる。このガイド部材26は、その長手方向の両端部26b、26cが端面から中心に向かって形成された溝26d、26eによってそれぞれ二股に分割されたものとなっている。これにより、このガイド部材26の端部26b、26cは、軸心方向に対して弾性を有するものとなっている。また、このガイド部材26における光素子モジュール24の側壁32aに対面する面上には、略半球状に突出した係合部26fが光ファイバ36を中心として対称位置に数個(図5においては2個)設けられている。上記構成からなるガイド部材26を、図7に示すように、光素子モジュール24の溝部30に嵌入させると、端部26b、26cの弾性により係合部26fが溝部30の内側面に押し付けられて係合し、ガイド部材26は溝部30からはずれにくくなる。尚、溝部30の側壁32a側の内側面の係合部26dに対応する位置に浅い係合凹部を設けて、係合部26dとの係合状態をより確実なものにすることもできる。また、本実施例では、係合部26fを光素子モジュール24の側壁32aに対面するように設けており、溝部30にガイド部材26を嵌入したときに、光ファイバ36の先端が素子28の方向に密着するように構成している。また、このガイド部材26の場合、プラスチック、樹脂等で形成しても端部26c、26dは構造上弾性を有するが、ゴム、エラストマー等の弾性部材で形成することもできる。また、係合部26fあるいは係合部26fとその周辺だけを弾性部として弾性部材で形成しても良い。
Further, the
図3は本発明の実施例2に係る光ファイバ伝送機を示す斜視図、図4はその組付後の中央縦断面図である。この光ファイバ伝送機42は、光素子モジュール44と箱状のガイド部材46とから構成されている。尚、本実施例における光素子モジュール44も、発光素子を搭載したものを例として示している。
FIG. 3 is a perspective view showing an optical fiber transmitter according to
本実施例における光素子モジュール44は、LED等の発光素子とその制御等を行うIC等(受光素子の場合には受光素子とICが一体化されたOEIC)からなる素子48により構成されている。この光素子モジュール44における素子48は、前述した実施例1と同様に、素子48の図中下面となる取付面48bを回路基板34の表面34a上に接触させて実装することにより、取付面48bに対して略平行方向(図中左方)に発光又は受光するものとなる。尚、本実施例における光素子モジュール44は、封止用の樹脂やケース等によって外形が略直方体状に整えられている。
The
また、ガイド部材46には、接続面46a(図中下面)の方向に開口すると共に光素子モジュール44の外形に適合する形状且つ大きさの凹部46bと、光ファイバ56を嵌入する貫通孔46cが側方に設けられている。この貫通孔46cは、回路基板34の表面34a等に対して略平行になると共に凹部46bの内部側壁に連通するように形成されており、凹部46b内に光素子モジュール44が収まるとその素子48の発光又は受光部分48aが相対するように設定されている。
The
上記構成からなる光素子モジュール44とガイド部材46は、次のように取付及び接続される。はじめに、実施例1と同様に、光素子モジュール44を回路基板34の表面34a上に実装する。このときの素子48の発光又は受光方向は回路基板34の表面34aに対して略平行方向(図中左方)となる。
The
この光素子モジュール44に対し、ガイド部材46は、その凹部46bを光素子モジュール44に被せるように図中上方(表面34aに対して略垂直方向)から取り付けられる。凹部46bの形状も、光素子モジュール44の外形形状に適合する略直方体状に設定されており、凹部46bと光素子モジュール44は嵌合する。
The
このように光素子モジュール44とガイド部材46を嵌合させると、光素子モジュール44の発光又は受光部分48aとガイド部材46の貫通孔46cの内方端とが相対することになり、貫通孔46cに嵌入されている光ファイバ56の端部が光素子モジュール44の発光又は受光部分48aに相対することになる。これにより、実施例1と同様に、光素子モジュール44の素子48とガイド部材46の光ファイバ56は、光の送受を行うことが可能となる。
When the
尚、この実施例2における光素子モジュール44とガイド部材46は、素子48と凹部46bとの嵌め合いによる取付であっても良いし、また接着剤や両面テープ等により固着しても良いものである。また、ガイド部材46を回路基板34の表面34aに接着して固定しても良い。
The
また、このガイド部材46も、実施例1と同様に、プラスチック、樹脂等であっても良いが、光素子モジュール44に外嵌させた後、衝撃等で外れることを防ぐため、ゴム、エラストマー等の弾性部材で形成しても良い。
Also, the
また、このガイド部材46も更に外れにくくするため、図8乃至10に示すように構成することもできる。このガイド部材46には、光ファイバ56が取り付けられていない3方の側壁部分に、接続面46aに平行な一対のスリット46dがそれぞれ上下に並んで設けられている。この上下のスリット46dの間に形成される帯状部46eは、ガイド部材46の内外方向に弾性を有するものとなっている。この帯状部46eには、凹部46bの内方に向かって突出する略半球状をなす係合部46fがそれぞれ設けられている。この係合部46fは、図11に示すように、ガイド部材46を光素子モジュール44に被せて外嵌させたときに、帯状部46eの弾性により係合部46fが光素子モジュール44の側面に押し付けられて係合するものである。これにより、ガイド部材46と光素子モジュール44との嵌合状態は強固に保持される。また、このガイド部材46の場合、プラスチック、樹脂等で形成しても帯状部46eは構造上弾性を有するが、ゴム、エラストマー等の弾性部材で形成することもできる。また、係合部46fあるいは係合部46fと帯状部46eだけを弾性部として弾性部材で形成しても良い。
Further, the
また、実施例1及び実施例2の何れにおいても光素子モジュールとして、発光素子からなる素子とその制御用のICを搭載したものを例示しているが、受光素子からなる素子とICを一体化してOEICを搭載したもの、あるいは、発光素子及び受光素子とそれらの制御用ICを共に搭載したものであっても良い。 Also, in both the first and second embodiments, the optical element module is exemplified by an element including a light emitting element and an IC for controlling the same, but the element including the light receiving element and the IC are integrated. The OEIC may be mounted, or the light emitting element and the light receiving element and their control ICs may be mounted together.
また、実施例1及び実施例2の何れにおいてもガイド部材に予め光ファイバを固定しておくことが好ましいが、光ファイバの端部にピン状のプラグ部を設け、ガイド部材にプラグ部に適合するコネクタ部を設け、このプラグ部とコネクタ部とを嵌脱することにより、光素子モジュールとガイド部材とを接続する前後において光ファイバを簡単に着脱することができるように構成しても良い。 In either of the first and second embodiments, it is preferable to fix the optical fiber in advance to the guide member. However, a pin-shaped plug portion is provided at the end of the optical fiber, and the guide member is adapted to the plug portion. The optical fiber may be easily attached and detached before and after connecting the optical element module and the guide member by providing a connector part to be connected and fitting and detaching the plug part and the connector part.
本発明の光ファイバ伝送機は、極めて狭いスペース内に光ファイバを接続し且つ配線することができるので、小型で且つ高速化とノイズ対策を必要とする機器内の配線に最適なものである。例えば、このような小型機器としては、携帯電話機、ノートパソコン等があげられ、特にその液晶等からなる表示部とその制御回路との間の配線に使用することが好ましい。 Since the optical fiber transmitter of the present invention can connect and wire an optical fiber in a very narrow space, it is optimal for wiring in equipment that is small in size and requires high speed and noise countermeasures. For example, examples of such a small device include a mobile phone and a notebook computer, and it is particularly preferable to use it for wiring between a display unit made of liquid crystal or the like and a control circuit thereof.
2,22,42 光ファイバ伝送機
4,28,48 素子
6 ハウジング
8,34 回路基板
10 リード端子
12,36,56 光ファイバ
14 光ファイバ取付部
24,44 光素子モジュール
26,46 ガイド部材
26a,30b,46c貫通孔
26b、26c 端部
26d、26e 溝
26f 係合部
28b,48b 取付面
30 溝部
30c 切欠開口部
32 外装
32a 側壁
34a 表面
46a 接続面
46b 凹部
46d スリット
46e 帯状部
46f 係合部
2, 22, 42
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