JP2009122354A - 光学ブロック補強材及び光学ブロック、並びにそれらを用いた光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】リジッド基板からなる回路基板を用いて、光学ブロックと回路基板の連結固定部分に発生するストレスを低減することが可能な光学ブロック補強材を提供する。
【解決手段】回路基板１２上に、光コネクタと接続するための光学ブロック１を設け、その光学ブロック１を補強するための光学ブロック補強材１６であって、光学ブロック１に装着して設けられ、光学ブロック１を覆う上蓋１６ｕと光コネクタの幅方向に対して垂直な光学ブロック１の両側面を覆うための両側壁１６ｓとを有するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に信号伝送速度がギガビットクラスのイーサネット（登録商標）信号である光信号を送信及び／又は受信する光モジュールに使用され、光コネクタと接続する光学ブロックを補強するための光学ブロック補強材、及び光コネクタ接続時の押圧を緩和するための光学ブロック、並びにそれらを用いた光モジュールに関する。

近年、インターネットは、回線容量が増加の一途をたどっており、特にイーサネット（登録商標）は、低価格さと簡便な運用性により家庭内ＬＡＮ、ＷＡＮにおいても広く利用されるコア技術として普及している。

現在、既に１０ギガイーサネット（登録商標）の標準化が完了し、これに伴い、光モジュールにおいても、中距離ネットワークを中心に伝送速度が１Ｇｂｉｔ／ｓから１０Ｇｂｉｔ／ｓへのアップグレードが始まっている。また、伝送速度が１０Ｇｂｉｔ／ｓを超える４０〜１００Ｇｂｉｔ／ｓクラスのイーサネット（登録商標）の開発・研究も始まっている。このような光モジュールとしては、複数個の半導体レーザ（ＬＤ）や複数個のフォトダイオード（ＰＤ）を用いた光トランシーバがある。

一例として、図１４に示す光モジュール１４１では、リジッドフレキ基板（フレックスリジッドプリント配線板）からなる回路基板１４２を用いる（例えば、特許文献１参照）。

回路基板１４２は、サブ基板１４２ｓ、メイン基板１４２ｍ、これらを連結するフレックス部１４２ｆで構成される。サブ基板１４２ｓ上に、光素子１４３を搭載すると共に、その光素子１４３を覆うように平板レンズ１４４を設け、その平板レンズ１４４をＭＳＦ（Ｍｅｔａｌ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｆｒａｍｅ）１４５の内前面に接触固定する。メイン基板１４２ｍは、他端部にカードエッジコネクタ１４６を有し、ＭＳＦ１４５の内底面上に固定される。光モジュール１４１は、スイッチングハブなどのネットワーク機器が備えるホスト基板のメスコネクタに、回路基板１４２のカートエッジコネクタ１４６側を差し込んで使用される。

この光モジュール１４１のように、平板レンズ１４４とメイン基板１４２ｍの間にフレックス部１４２ｆを設ければ、回路基板１４２をホスト基板のメスコネクタに差し込む際、ＭＳＦ１４５や回路基板１４２にわずかな変形が起きても、フレックス部１４２ｆで吸収できるので、平板レンズ１４４とサブ基板１４２ｓの連結固定部分にストレスが発生しない。

また同様に光モジュール１４１には、平板レンズ１４４に、光ファイバ１４７が接続された光コネクタ１４８が接続される際に、平板レンズ１４４に押し圧Ｆが加わるが、フレックス部１４２ｆによって吸収されるので、平板レンズ１４４とサブ基板１４２ｓの連結固定部分にストレスが発生しない。ただし、特許文献１では、フレックス部１４２ｆのようなフレキ部分を有することが必須条件である。

その他に、特許文献２にもリジッドフレキ基板を用いた光モジュールが開示されている。

米国特許出願公開第２００６／０１５３５０６号明細書 特開２０００−２４９８８３号公報

しかしながら、光モジュール１４１で用いる回路基板１４２はリジッドフレキ基板であり、通常のリジッド基板に比べて高価である。

このため、光モジュール１４１のコストアップにつながり、イーサネット（登録商標）の特徴の１つである低価格を維持できなくなるという問題がある。

また、現在のところ、回路基板として安価なリジッド基板を使用しながら、レンズと回路基板の連結固定部分にストレスが発生することなく、信頼性が高い光モジュールは開発されていない。

そこで、本発明の目的は、リジッド基板からなる回路基板を用いて、光学ブロックと回路基板の連結固定部分に発生するストレスを低減することが可能な光学ブロック補強材及び光学ブロック、並びにそれらを用いた光モジュールを提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、回路基板上に、光コネクタと接続するための光学ブロックを設け、その光学ブロックを補強するための光学ブロック補強材であって、
上記光学ブロックに装着して設けられ、上記光学ブロックを覆う上蓋と上記光コネクタの幅方向に対して垂直な上記光学ブロックの両側面を覆うための両側壁とを有する光学ブロック補強材である。

請求項２の発明は、上記光学ブロックの上面に形成された上側係止部と上記光学ブロックの両側面に形成された横側係止部とからなる係止部が上記光学ブロックに形成され、上記光学ブロック補強材は上記光学ブロックに装着されると共に、上記光コネクタの接続方向と対向する方向から上記係止部に係止される請求項１記載の光学ブロック補強材である。

請求項３の発明は、上記光学ブロック補強材の上記両側壁の下部に、上記回路基板に形成した貫通穴に挿入される突起が形成された請求項１記載の光学ブロック補強材である。

請求項４の発明は、回路基板上に設けられる光コネクタと接続するための光学ブロックであって、
上記光コネクタと接続するためのガイドピンと該ガイドピンの基端部に形成され上記光コネクタとの突き当て面となる受け面を有する略柱状の受け部とからなる凸状突起部と、上記光コネクタと接続される上記光学ブロックの接続面側に形成され上記光コネクタに配設された光ファイバに光学的に結合されるファイバ結合部材とからなり、上記受け部は上記ファイバ結合部材の焦点距離に等しい突出量である光学ブロックである。

請求項５の発明は、回路基板と、該回路基板上に搭載された光素子と、該光素子を駆動するための電子部品と、上記光素子と光学的に結合すると共に光コネクタと接続するための光学ブロックと、上記回路基板と上記光素子と上記電子部品と上記光学ブロックとを収容するケースとからなる光モジュールにおいて、
上記光コネクタと接続するためのガイドピンと、該ガイドピンの基端部に形成され上記光コネクタとの突き当て面となる受け面を有する略柱状の受け部と、上記ガイドピンと上記受け部とからなる凸状突起部を有する上記光学ブロックと、上記光学ブロックに装着して設けられ、上記光学ブロックを覆う上蓋と上記光コネクタの幅方向に対して垂直な上記光学ブロックの両側面を覆う両側壁とからなる光学ブロック補強材とを有する光モジュールである。

請求項６の発明は、上記受け部の上記光コネクタ側への突出量が、上記光学ブロックの上記光コネクタの接続面側に形成され上記光コネクタに配設された光ファイバに光学的に結合されるファイバ結合部材の焦点距離に等しい請求項５記載の光モジュールである。

請求項７の発明は、上記光学ブロックの上面に形成された上側係止部と上記光学ブロックの両側面に形成された横側係止部とからなる係止部が上記光学ブロックに形成され、上記光学ブロック補強材は上記光学ブロックに装着されると共に、上記光コネクタの接続方向と対向する方向から上記係止部に係止される請求項５記載の光モジュールである。

請求項８の発明は、上記回路基板上に設けられ該回路基板よりも硬い材料からなるサブ基板上に、上記光素子が搭載された請求項５記載の光モジュールである。

請求項９の発明は、上記回路基板に開口部を形成し、その開口部を覆うように上記サブ基板を搭載した請求項８記載の光モジュールである。

本発明によれば、略コの字状に形成された光学ブロック補強材によって光学ブロックを回路基板側に押さえつけて固定することができる。従って、光コネクタを接続する際に光学ブロックに押し圧が印加されても、光学ブロックと回路基板との連結部分に発生するストレスを低減することができる。これにより、安価で信頼性が高い光モジュールも実現できる。

現在、ネットワーク機器（スイッチングハブやルータなど）やサーバは、処理能力向上のためクラスタ接続により分散処理を行っている。つまり、最近は１つの装置の性能を上げるのではなく、複数台の装置にタスクを分散して処理を行うことによって処理能力の向上が図られている。この分散された装置間を接続するのが、本実施形態に係る光モジュールで行うパラレル光通信である。

従来は、分散された装置間をメタル配線で接続していたため、ネットワーク機器やサーバ間の配線が複雑になり、広い設置スペースが必要であった。しかし、回線容量の大容量化の要求に伴い、メタル配線の物量、重量が限界に達し、一部のハイエンド機種でパラレル光伝送モジュールが使用され始めた。

本発明はこのような事情に鑑みて創案されたものであり、主に比較的短距離のパラレル光通信に用いることで、分散された装置の架間、装置間を結ぶものである。結ぶことにより分散された装置は、１つの装置のようにふるまう。

まず、図１〜図３で本実施形態に係る光学ブロック補強材を用いた光モジュールの一例を説明する。

図１は、本発明の好適な実施形態である光学ブロック補強材及び光学ブロックを用いた第１の実施形態に係る光モジュールの主要部の一例を示す分解斜視図、図２は図１の光モジュールにおいて、回路基板に光学ブロックと光学ブロック補強材を搭載（実装）した斜視図、図３は図２に光コネクタのアダプタを取り付けた斜視図である。

図１〜図３に示すように、第１の実施形態に係る光モジュール１１は、スイッチングハブやメディアコンバータなどのネットワーク機器（情報システム機器）に着脱される多チャンネルプラガブル光トランシーバである。

以下の説明では、ＳＮＡＰ１２（１２ｃｈの並列伝送用光モジュール）規格で使用される１２ｃｈタイプ、１ｃｈあたり３Ｇｂｉｔ／ｓの信号を伝送する送信用光トランシーバ（光送信器）の例で説明する。光モジュール１１は、ネットワーク機器からの複数の電気信号を光信号に変換して伝送路としての複数本の送信用光ファイバにパラレル送信する。

光モジュール１１は、１枚のリジッド基板からなる短冊状の回路基板１２と、その回路基板１２上に搭載される光送信部（ＴＯＳＡ）１３とを備える。本実施形態では、回路基板１２として、耐熱性ガラス基材エポキシ樹脂積層板（ＦＲ４）を用いた。

回路基板１２のネットワーク機器側となる他端部の下面には、ホスト基板に接続するための電気コネクタ（本実施形態では、１００ピンの電気コネクタ）１４を設けており、その電気コネクタ１４がホスト基板上のメス型コネクタに嵌合することで、光モジュール１１がホスト基板と電気的に接続される。回路基板１２のファイバ側となる一端部には、後述する光学ブロック１の位置合わせ用の貫通穴５が複数個（図１では４個）形成される。

各貫通穴５には、後述する光学ブロック補強材１６の突起６が挿入された後、接着剤が注入され、これを固化させることによって、回路基板１２と光学ブロック１とが固定される。

光送信部１３は、回路基板１２からの複数の電気信号をそれぞれ光信号に変換する発光素子としてのＬＤアレイ素子１５と、そのＬＤアレイ素子１５と光学的に結合され、ＬＤアレイ素子１５から上方に伝搬する光信号を前方（図１〜図３では左斜め下方向）に曲げて光コネクタと接続するための光学ブロック（直角光路レンズ）１とで主に構成される。

ＬＤアレイ素子１５としては、１２個の発光部を左右一列にアレイ状に並べたＶＣＳＥＬ（面発光レーザ）アレイを用いる。このＬＤアレイ素子１５は、光信号の出射方向が上方向となるように回路基板１２上に搭載される。回路基板１２上には、ＬＤアレイ素子１５の他、ＬＤアレイ素子１５を駆動するドライバＩＣ１７やコンデンサ１８などの送信用電子部品も搭載される。

光学ブロック１の前面には、図８に示すように、光ファイバ８１が接続されたＭＴ（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒａｂｌｅ）フェルール８２が接続される。光ファイバ８１としては、１２芯テープファイバを用いる。

テープファイバは、単芯光ファイバを左右並列に複数本（図では１２本）並べ、並べた単芯光ファイバをテープ状にまとめたものである。本実施形態では、単芯光ファイバとして、数十ｍの短距離で光信号を伝送するのに適しており、かつ接続が簡単なマルチモードファイバ（ＭＭＦ）を用いた。

ＭＴフェルール８２の外周には、図１および図３に示すようなアダプタ１９が設けられる。このアダプタ１９、ＭＴフェルール８２（図８参照）とでＭＰＯ（ＭＴ型光コネクタのフェルールを用いた多心一括接続）光コネクタを構成する。

ここで、第１の実施形態に係る光学ブロック１を詳しく説明する。

光学ブロック１は、図７に示すように、略直方体状に形成したブロック体７１の前面（光学ブロック面）７１ｆの中央部に、光コネクタの各単芯光ファイバとそれぞれ光学的に結合するファイバ結合部材としてのレンズ（マイクロレンズ）を１２個左右一列に配置してなる第１レンズ群７２を有する。

ブロック体７１の前面７１ｆで、第１レンズ群７２の両側には、ＭＴフェルール８２（図８参照）のガイド穴と嵌合し、ＭＴフェルール８２と光学ブロック１を光学的に結合するための略円柱状に形成したガイドピン７３，７３がそれぞれ形成される。各ガイドピン７３，７３は、ブロック体７１の前面７１ｆから光コネクタ側へ突出（起立）させて形成される。本実施形態では、各ガイドピン７３の直径φを０．７ｍｍにした。

これらガイドピン７３を、光コネクタが備えるＭＴフェルール８２（図８参照）のガイド穴にそれぞれ嵌合することで、ＭＴフェルール８２と光学ブロック１が光学的に結合される。

ブロック体７１の下部には、ＬＤアレイ素子１５や送信用電子部品を覆って簡易に気密封止するための凹部７５が形成される。凹部７５の凹み深さは、第２レンズ群７６の焦点距離の位置に、ＬＤアレイ素子１５が位置するように調整されている。この凹部７５の内上面には、ＬＤアレイ素子１５の各発光部とそれぞれ光学的に結合するレンズを１２個左右一列に配置してなる第２レンズ群７６が形成される。

また、ブロック体７１の内部には、図１に示すように、光信号の伝搬方向を変える全反射面としての４５°ミラー５１が形成される。

図１および図２、図５〜図７に示すように、光学ブロック１は、光コネクタ接続時にＭＴフェルール８２（図８参照）と接続し、第１レンズ群７２の焦点距離を決めるための受け面Ｒを有する。この受け面Ｒは、ブロック体７１と一体に設けられる。光学ブロック１とＭＴフェルール８２を嵌合し、光学ブロック１に光コネクタを接続すると、受け面ＲとＭＴフェルール８２の接合面とが接触する。

さらに、光学ブロック１は、光モジュール１１が備える光学ブロック１を補強するための光学ブロック補強材１６の形状に合わせて、その光学ブロック補強材１６に係止するための係止部２を有する。

係止部２は、回路基板１２に光学ブロック補強材１６を搭載した際、光学ブロック１を光学ブロック補強材１６に引っ掛けるもので、引っ掛かり部ともいう。この係止部２の前面がブロック体７１の前面７１ｆである。係止部２の厚さｔ７（図７参照）は、後述する光学ブロック補強材１６の厚さｔ５（図５参照）よりも若干厚く（例えば、０．３〜１ｍｍ）する。

より詳細には、各ガイドピン７３の基端部の外周には、係止部２から光コネクタ側に突出させた先端面が受け面Ｒとなる略柱状の受け部３がそれぞれ形成される。この受け部３とガイドピン７３とで凸状突起部４を構成する。

受け部３の突出量Ｄは、第１レンズ群７２の焦点距離（＝光学ブロック１の前面から第１レンズ群より出射された光が結合するまでの距離）となるようにする。これにより、光コネクタのＭＴフェルール８２（図８参照）の接合面が第１レンズ群７２の焦点位置となり、良好な光結合が得られる。

さて、光学ブロック補強材１６は、光コネクタの接続方向と対向する方向（接続方向の反対方向）から後述する係止部２に係止されると共に、回路基板１２上に設けられた光学ブロック１に装着して設けられる。光学ブロック補強材１６は、光学ブロック１の両側面を覆う側壁１６ｓ，１６ｓと、光学ブロック１の上面を覆う上蓋１６ｕとからなり、光学ブロック１の両側面と上面を覆うように略コの字状に形成される。

つまり、光学ブロック補強材１６は、光コネクタ接続時の押し圧方向（図１では左斜め下から右斜め上方向）に対して直交する方向（図１では上方）から光学ブロック１を覆うように、光学ブロック１に接着剤で取り付けられて固定される。

光学ブロック補強材１６の各側壁１６ｓ，１６ｓの下部には、回路基板１２に形成した複数個（図１では４個）の貫通穴５にそれぞれ挿入される突起（脚部）６が複数個（本実施形態では、各側壁１６ｓ，１６ｓの前後に２個ずつ、合計４個）形成される。

光学ブロック補強材１６は、ＳＵＳ、ばね鋼、リン青銅などの金属からなり、例えば、板金あるいはプレス成型で折り曲げて一体に形成（作製）される。

光学ブロック補強材１６を板金あるいはプレス成型で形成する場合、光学ブロック補強材１６の厚さ（板厚）ｔ５（図５参照）を０．３〜０．５ｍｍにするとよい。

板金品あるいはプレス成型品の曲げ（曲率半径）ｒは板厚とほぼ同じであり、板厚を厚くすると製品が丈夫になる一方で、曲げｒが大きくなって加工が難しくなってしまう。そのため、板金品あるいはプレス成型品の内側に収まる部品（本実施形態でいえば光学ブロック）を曲げｒだけ小さくする必要があり、その作製が難しくなる。

そこで、本実施形態では、光学ブロック補強材１６の板厚ｔ５および曲げｒ１（図１参照）共に、０．３〜０．５ｍｍにした。

係止部２は、光学ブロック１の前部上面に形成された上側係止部２ｕと、光学ブロック１の前部両側面に形成された横側係止部２ｓ（図５および図６参照）とを備え、上側係止部２ｕの高さは光学ブロック補強材１６の上蓋１６ｕの板厚と同等以上であり、かつ横側係止部２ｓの幅は光学ブロック補強材１６の側壁１６ｓ，１６ｓの板厚と同等以上である。

すなわち、係止部２は、光学ブロック１に光学ブロック補強材１６を装着した際、光学ブロック補強材１６の上蓋１６ｕと等しいか、または１段高く、かつ側壁１６ｓ，１６ｓの表面と等しいか、または側方に突出させて形成され、全体が平板状に形成される。つまり、上側係止部２ｕの高さと横側係止部２ｓの幅とは、光学ブロック１の係止部２に光学ブロック補強材１６が係止するようになっていればよい。

以上説明した光学ブロック１は、第１レンズ群７２、第２レンズ群７６、ガイドピン７３、受け部３、４５°ミラー５１とが樹脂で一括形成される。

ここで、光モジュール１１の組み立て方法（製造方法）を簡単に説明する。

まず、回路基板１２上に電子部品を、回路基板１２下に電気コネクタ１４を半田で固定して搭載し、回路基板１２上にＬＤアレイ素子１５とドライバＩＣ１７を、導電性接着剤で固定して搭載する。

光学ブロック１の上面と両側面に接着剤を塗布し、光学ブロック１の両側面と上面を覆うように光学ブロック補強材１６を接着固定する。このとき、光学ブロック補強材１６の略コ字状の前面に、光学ブロック１の係止部２の後面上部を当接させる。

その後、光学ブロック補強材１６と光学ブロック１の下面の縁全面にＵＶ（紫外線）硬化系の接着剤を塗布し、回路基板１２の貫通穴５中に光学ブロック補強材１６の突起６を挿入した後、調心部材を用いて、周知の方法により第２レンズ群７６とＬＤアレイ素子１５のアパーチャ（開口部あるいは発光領域）とを位置合わせして光学ブロック１を調心する。

そして、光学ブロック補強材１６および光学ブロック１と、回路基板１２との境界部（ＵＶ硬化系接着剤の塗布部）にＵＶを照射し、ＵＶ硬化系の接着剤を硬化させて一旦仮止めし、この時点で位置決めする。その後、この仮止め部を加熱して固定（キュア）する。さらに、光学ブロック補強材１６の突起６と、回路基板１２の貫通穴５との隙間に、フィラー含有などの硬い（硬化後に比較的硬く固まる）接着剤を充填し、回路基板１２上に、光学ブロック補強材１６と光学ブロック１を接着固定して搭載する（図２）。この際、回路基板１２の裏面から貫通穴５に硬い接着剤を充填すると、作業がしやすい。

最後に、ＺｎやＡｌなどの放熱性が高い材料で形成され、下面が開口したケース（ＳＮＡＰ１２規格の筐体）にアダプタ１９を取り付けた後（図４（ａ））、ケース内に、光学ブロック補強材１６を含む各部品を搭載した回路基板１２を収納すると、光モジュール１１が完成する。

本実施形態の作用を説明する。

まず、光モジュール１１の動作を簡単に説明する。

光モジュール１１を使用するときは、さらに図８に示すように、光学ブロック１に、光ファイバ８１を接続したＭＴフェルール８２を光学的に結合する。このとき、光学ブロック１の受け部３の受け面Ｒと、ＭＴフェルール８２の接合面とが接触する。

ネットワーク機器からの１２個の送信用電気信号は、図４に示すように、ＬＤアレイ素子１５で１２個の光信号に変換され、これら光信号が光学ブロック１を透過する際、光学ブロック１に形成された４５°ミラー５１によって上方向から前方向（図４中、左向き）へ向きを変えられ、光ファイバ８１にそれぞれ入射される。

光学ブロック１と光コネクタとの接続時の押し圧Ｆは、光学ブロック１の前面で６．８〜１２．８Ｎにもなる強い圧力である。

この光コネクタ接続時の押し圧Ｆを、光学ブロック１の前面７１ｆに設けられた受け面Ｒと、（特に、係止部２の背面と図１中の略コ字状の接触面１６ａとが接することで）係止部２に係止される光学ブロック補強材１６とによって分散して負荷することができる。光コネクタ（ＭＴフェルール８２）突き当て面となる受け面Ｒで押し圧Ｆを受けると共に、光学ブロック補強材１６によって、光学ブロック１を回路基板１２側に押さえ込み、回路基板１２から乖離することを防止できるからである。そのため、光学ブロック１が歪んだり、変形したりすることを防止できるので、レンズの焦点位置が変わらず、良好な光結合が得られる。

したがって、光学ブロック補強材１６によれば、リジッド基板からなる回路基板１２を用いて、光学ブロック１と回路基板１２の連結固定部分に発生するストレスを低減することが可能な構造を有する光モジュール１１を実現できる。しかも、光モジュール１１を安価で信頼性が高いものにできる。

光学ブロック１と一体に設けた受け部３の突出量は、第１レンズ群７２の焦点距離に応じて作製される。

また、光学ブロック補強材１６の上蓋１６ｕにより、光学ブロック１の上面を覆っているため、光信号の伝播方向を変える全反射面である４５°ミラー５１の防塵効果を期待できるため、良好な光結合を得られる。

光学ブロック補強材１６は、回路基板１２上に光学ブロック１と独立して設けられるので、ほとんど設計変更することなく、従来の光モジュールにも使用できる。

特に、光学ブロック補強材１６のように、光学ブロック１の上面を覆う上蓋１６ｕと、光学ブロック１の両側面を覆う側壁２，２とで構成すれば、軽量で薄い光学ブロック補強材１６自体が十分な強度を有し、光学ブロック１への取り付けも簡単になる。

さらに、光学ブロック補強材１６は、回路基板１２の貫通穴５に挿入され、接着剤によって固定される突起６を有するため、光コネクタ接続時の押し圧Ｆを突起６と回路基板１２にも分散して負荷させることができ、より信頼性が高い光モジュール１１を実現できる。しかも、回路基板１２への光学ブロック補強材１６や光学ブロック１の搭載も簡単になる。

光学ブロック補強材１６は、金属からなり、板金あるいはプレス成型で一体に形成されるため、作製も簡単である。

次に、光学ブロック補強材１６及び光学ブロック１を用いた第２の実施形態に係る光モジュールを説明する。

図９〜図１２に示すように、光モジュール９１は、図１の光モジュール１１の構成に加え、回路基板１２上に設けられるサブ基板９２を用いたものである。すなわち、光モジュール９１では、サブ基板９２上に、ＬＤアレイ素子１５や電子部品を搭載し、これを光学ブロック補強材１６と回路基板１２間に設けたものである。

サブ基板９２は、回路基板１２よりも硬い材料（例えば、回路基板１２よりもヤング率が大きいアルミナなどのセラミックス）で形成される。サブ基板９２を回路基板１２よりも硬い材料で形成すれば、サブ基板９２に力が作用しても、変形し難いため、光学ブロック１と光コネクタとの接続時の押し圧Ｆを受け止める効果が大きくなるからである。サブ基板９２は、光学ブロック補強材１６を取り付けた光学ブロック１、光部品、電気部品の全てをサブ基板９２上に搭載できるように、若干大きめに形成される。サブ基板９２の両側面には、回路基板１２の貫通穴５よりも若干大きい寸法を有する切り欠き溝９３が複数個（図１０では４個）形成される。

光モジュール９１の組み立て方法も、回路基板１２上に予めサブ基板１０２を導電性接着剤で接着固定して搭載する以外は、上述と同様にすればよい。

光モジュール９１では、光コネクタ接続時の押し圧Ｆをサブ基板９２にも負荷させることができるため、光学ブロック１の歪みや変形をさらに抑えることが可能である。

また、光学ブロック補強材１６及び光学ブロック１を用い、図１３に示す第３の実施形態に係る光モジュール１３１のように、図９の光モジュール９１の構成に加え、回路基板１２のサブ基板搭載部となる位置に開口部１３２を形成し、その開口部１３２を覆うようにサブ基板９２を搭載してもよい。

光モジュール１３１では、サブ基板９２に搭載した電気部品や光部品から発生した熱が、サブ基板９２の裏面から開口部１３２を通して放熱されるため、より信頼性が高い光モジュールを実現できる。

上記実施形態では、各ガイドピン７３の基端部の外周に略柱状の受け部３を形成したが、受け部３を形成する位置はブロック体７１の前面７１ｆであればよい。

また、各ガイドピン７３の頂点と各ガイドピン７３に一番近い第１レンズ群７２のレンズ中心との距離Ｌ５（図５参照）は、ＳＮＡＰ１２のスペックで定められている（本実施形態では、Ｌ５＝０．９２５ｍｍ）。このため、受け面の面積をできるだけ大きくする目的で、受け部３の直径と同じ長さの短軸を有する略楕円柱状や、半円柱状の受け部を用いてもよい。

また、上記実施形態では、電気コネクタ１４を有する回路基板１２を備え、ＳＮＡＰ１２規格で使用される光モジュールの例で説明したが、他端部にカードエッジコネクタを有する回路基板を備え、ネットワーク機器に挿抜自在に設けられるＸＥＮＰＡＫ（ＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠した１０Ｇｂｐｓイーサネット（登録商標）用インタフェースに対応して動作する光トランシーバ）、Ｘ２（ＸＥＮＰＫを踏襲した小型の光トランシーバ）、ＸＦＰ（１０Ｇｂｐｓ対応でシリアルインタフェースを採用した光トランシーバ）などの光モジュールであってもよい。

また、上記実施形態では、送信用光トランシーバの例で説明したが、ＬＤアレイ素子１５をＰＤアレイで、ドライバＩＣ１７をＰＤアレイからの信号を増幅するプリアンプＩＣで置き換えれば、送信用光トランシーバとは動作が逆になる受信用光トランシーバ（光受信器）にも応用できる。もちろん、送受信用光トランシーバ（光送受信器）にも同様にして応用できる。

上述した光モジュール１１の組み立て方法では、回路基板１２に光学ブロック補強材１６や光学ブロック１を高精度かつ簡単に搭載できるため、予め光学ブロック１に光学ブロック補強材１６を取り付けた例で説明した。光モジュール１１の組立方法としては、回路基板１２に先に光学ブロック１を取り付けた後、光学ブロック補強材１６を取り付けても良い。

本発明の好適な実施形態である光学ブロック補強材及び光学ブロックを用いた第１の実施形態に係る光モジュールの主要部の一例を示す分解斜視図である。 図１の光モジュールにおいて、回路基板に光学ブロックと光学ブロック補強材を搭載した斜視図である。 図２に光コネクタのアダプタを取り付けた斜視図である。 図４（ａ）は図１に示した光モジュールの側面中央縦断面図、図４（ｂ）は光信号の伝搬の様子を示す概略図である。 光学ブロックと光学ブロック補強材の拡大斜視図である。 図４を下方向から見た斜視図である。 光学ブロックの斜視図である。 図２に光ファイバを接続した光コネクタのフェルールを取り付けた斜視図である。 図１に示した光学ブロック補強材及び光学ブロックを用いた第２の実施形態に係る光モジュールの主要部を示す分解斜視図である。 図９の光モジュールにおいて、回路基板に光学ブロックと光学ブロック補強材を搭載した斜視図である。 図１０に光コネクタのアダプタを取り付けた斜視図である。 光学ブロックと光学ブロック補強材とサブ基板の拡大斜視図である。 図１に示した光学ブロック補強材及び光学ブロックを用いた第３の実施形態に係る光モジュールの主要部を示す分解斜視図である。 従来の光モジュールの一例を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 光学ブロック
２ 係止部
１１ 光モジュール
１２ 回路基板
１６ 光学ブロック補強材
１６ｓ 側壁
１６ｕ 上蓋

Claims (9)

1. 回路基板上に、光コネクタと接続するための光学ブロックを設け、その光学ブロックを補強するための光学ブロック補強材であって、
   上記光学ブロックに装着して設けられ、上記光学ブロックを覆う上蓋と上記光コネクタの幅方向に対して垂直な上記光学ブロックの両側面を覆うための両側壁とを有することを特徴とする光学ブロック補強材。
2. 上記光学ブロックの上面に形成された上側係止部と上記光学ブロックの両側面に形成された横側係止部とからなる係止部が上記光学ブロックに形成され、上記光学ブロック補強材は上記光学ブロックに装着されると共に、上記光コネクタの接続方向と対向する方向から上記係止部に係止されることを特徴とする請求項１記載の光学ブロック補強材。
3. 上記光学ブロック補強材の上記両側壁の下部に、上記回路基板に形成した貫通穴に挿入される突起が形成されたことを特徴とする請求項１記載の光学ブロック補強材。
4. 回路基板上に設けられる光コネクタと接続するための光学ブロックであって、
   上記光コネクタと接続するためのガイドピンと該ガイドピンの基端部に形成され上記光コネクタとの突き当て面となる受け面を有する略柱状の受け部とからなる凸状突起部と、上記光コネクタと接続される上記光学ブロックの接続面側に形成され上記光コネクタに配設された光ファイバに光学的に結合されるファイバ結合部材とからなり、上記受け部は上記ファイバ結合部材の焦点距離に等しい突出量であることを特徴とする光学ブロック。
5. 回路基板と、該回路基板上に搭載された光素子と、該光素子を駆動するための電子部品と、上記光素子と光学的に結合すると共に光コネクタと接続するための光学ブロックと、上記回路基板と上記光素子と上記電子部品と上記光学ブロックとを収容するケースとからなる光モジュールにおいて、
   上記光コネクタと接続するためのガイドピンと、該ガイドピンの基端部に形成され上記光コネクタとの突き当て面となる受け面を有する略柱状の受け部と、上記ガイドピンと上記受け部とからなる凸状突起部を有する上記光学ブロックと、上記光学ブロックに装着して設けられ、上記光学ブロックを覆う上蓋と上記光コネクタの幅方向に対して垂直な上記光学ブロックの両側面を覆う両側壁とからなる光学ブロック補強材とを有することを特徴とする光モジュール。
6. 上記受け部の上記光コネクタ側への突出量が、上記光学ブロックの上記光コネクタの接続面側に形成され上記光コネクタに配設された光ファイバに光学的に結合されるファイバ結合部材の焦点距離に等しいことを特徴とする請求項５記載の光モジュール。
7. 上記光学ブロックの上面に形成された上側係止部と上記光学ブロックの両側面に形成された横側係止部とからなる係止部が上記光学ブロックに形成され、上記光学ブロック補強材は上記光学ブロックに装着されると共に、上記光コネクタの接続方向と対向する方向から上記係止部に係止されることを特徴とする請求項５記載の光モジュール。
8. 上記回路基板上に設けられ該回路基板よりも硬い材料からなるサブ基板上に、上記光素子が搭載されたことを特徴とする請求項５記載の光モジュール。
9. 上記回路基板に開口部を形成し、その開口部を覆うように上記サブ基板を搭載したことを特徴とする請求項８記載の光モジュール。

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