JP2010175648A - 光電変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】終端にフェルール４を備える光ファイバ５を接続した場合に、光ファイバ５の端面５１と、光素子２の有する受光部又は発光部とが傾斜なく対面させる精度を向上させて、通信光の減衰を防ぐ光電変換装置１を提供する。
【解決手段】光ファイバ５の光伝送路端面５１と、受光部又は発光部とが光通信可能に対面して、光ファイバ５の伝送する光信号と電子回路における電気信号とを変換する光電変換装置１において、アダプタ３の結合面３３には先端を揃えた凸部３４を複数備え、アダプタ３に結合されるフェルール４の結合面４２は凸部３４先端部と当接するようになした。
【選択図】図１

Description

本願発明は、光ファイバの伝送する光信号と電気信号とを変換する光電変換装置に関する。

近年、電子回路が電気機器に多く用いられている。電子回路を用いた電気機器は、電気により情報のやり取りを行う情報処理手段を備えて、複雑な動作を行うことが可能となっている。電気機器は小型化や動作の高速化が求められており、それに伴って電気機器の備える電子回路の集積度を増して、小さな面積に多くの電気配線を設けたり、あるいは電子回路に用いられる周波数を高めたりすることが要求されている。

しかしながら、電子回路の集積度を増やすと、個々の電気配線から発せられる電磁波が、他の電気配線に影響を与えたり、電子回路に用いられる周波数を高めることによる高周波数帯ノイズが発生したり、反射損失を防ぐための特性インピーダンスの高精度整合が必要になってコストが高くなったりするという問題が生じるようになった。

そのため、電気機器の高速動作化や小型化に伴って、電気機器の動作に必要な情報の送受信を電気でなく光によって行うようにする、光通信を用いた電気機器の研究がなされている。既に、インターネット通信においては、従来の金属製の電話線を用いたＡＤＳＬ通信から、光通信へ変更されるなど、電気通信から光通信への置換が進んでおり、同様に電気機器の備える電子回路が設けられた回路基板同士の通信や、電子回路内における通信を、光による信号で行う試みがなされている。情報を伝播する通信光を用いた通信は、電磁波の影響を受けないことや、伝送損失が少ないこと、伝送の帯域が広いといった利点を持ち、有望な技術であると考えられている。

光通信によって電子回路同士の通信を行ったり、電子回路内の情報伝達を行ったりする技術は、研究が進みつつある段階であり、全ての情報伝達を電気信号から光信号によって行うまでには至っておらず、部分的に光通信が用いられている。従って、電気通信と光通信間の変換を行う手段が必要となる。そのため、電気通信と光通信を両方用いる電気機器においては、光信号を電気信号に変換するフォトダイオードなどの受光部や、電気信号を光信号に変換するＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｖａｓｅｒ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの発光部を備え、電気信号と光信号との間の変換を行う光電変換装置が用いられる。

ところで、情報通信においては、通信途中における信号の減衰を防ぐことが必要となる。光通信においても同様に、通信光の減衰を防がなくてはならない。光通信においては、光ファイバ自身の構造を原因とする吸収損失や散乱損失によって通信光の減衰が発生するほか、光ファイバの曲げによる損失、光ファイバ同士がフェルールを介して接続されることによる損失、光ファイバと光電変換装置との接続による損失によっても通信光の減衰が発生する。光電変換装置において、通信光の減衰を防ぐことが求められる。

光電変換装置における通信光の減衰原因として、通信光照射が傾くことが挙げられる。光ファイバの光伝送路の端面と光素子の受光部又は発光部とが傾いて対面されれば、光ファイバからの光が傾いて照射されてしまうため、うまく光結合できない。光電変換装置においては、光伝送路の端面と受光部又は発光部とを傾斜なく対面させることが必要となる。

例えば、図３の如く、特開２００５−１０７４０６号公報に示されるように、終端部にフェルール４を備える光ファイバ５と、受光部又は発光部を有する光素子２との間で光信号と電気信号の変換を行う光電変換装置１において、光ファイバ５の終端部に備えられたフェルール４が、変換アダプタ１０１を介して、光素子２を備えるアダプタ３に接続固定される。これにより、光ファイバ５の光伝送路の端面５１と、光素子２が有する受光部又は発光部との高い位置決め精度を長期にわたって安定に維持可能となしている。

特開２００５−１０７４０６号公報

このとき、フェルール４におけるアダプタ３との結合面４２が光ファイバ５の設置方向に対して直交しており、かつ歪みや凹凸のない平面であれば、フェルール４とアダプタ光ファイバ５の端面５１と光素子２が有する受光部又は発光部とを傾斜なく対面させることができる。しかしながら、アダプタ３の結合面３３を、精度良く、かつ光ファイバ５の設置方向に対して直交しており、さらに歪みや凹凸のない平面となすことは困難である。

本願発明は、上記背景技術に鑑みて発明されたものであり、その課題は、光ファイバの端面と、光素子が有する受光部又は発光部とを傾斜なく対面させる精度を向上させて、通信光の減衰を防ぐ光電変換装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本願請求項１記載の発明では、光ファイバが挿通されたフェルールと、該フェルールと接続され電子回路が形成された回路基板上に設けられたアダプタと、を備え、フェルールの光ファイバの光伝送路の端面と、アダプタのフェルールと結合される結合面に設けられ、電子回路と電気的に接続されて光信号を電気信号に変換する受光部又は電気信号を光信号に変換する発光部とが、光通信可能に光結合されるように互いに対向して配設され、アダプタの結合面から突出したガイドピンがフェルールの結合面に設けられたガイドピン係止孔に挿入係止されてフェルールとアダプタとが結合される光電変換装置であって、アダプタの結合面には、該結合面からの高さが略同じである凸部を複数備え、フェルールは、該フェルールの結合面が前記凸部の先端部と当接するようにしてアダプタと接続されることを特徴としている。
又、請求項２記載の発明では、本願請求項１記載の光電変換装置において、アダプタの結合面には、ガイドピンを挿入するガイドピン挿入孔が設けられ、該ガイドピン挿入孔の開口端を先端部とするように凸部が設けられたことを特徴としている。

本願発明の光電変換装置においては、光ファイバが挿通されたフェルールの結合面がアダプタの凸部の先端部に当接するようになしたことにより、従来のように、フェルールの結合面とアダプタの結合面とが平面同士で当接されて互いに結合する場合に比べて、フェルールの結合面とアダプタの結合面との接触面積を従来よりも少なくでき、アダプタの結合面に傾きや歪みがあったり、表面粗さが粗い場合においても、光ファイバの光伝送路の端面と光素子が有する受光部又は発光部とを傾斜なく対面させる精度を向上させることができる。

本願発明の光電変換装置を一部透視して示す正面図。 本願発明の実施形態における光学変換装置を示す（ａ）は平面図、（ｂ）はアダプタに結合される光ファイバを示す斜視図。 従来例の光電変換装置を示す平面図。

図１、２は、本願請求項１、２に対応した実施形態である光電変換装置を示している。この光電変換装置は、図１、２に示すように、光信号を電気信号に変換する受光部又は電気信号を光信号に変換する発光部と、光ファイバ５の終端部に備えられるフェルール４を結合するアダプタ３と、を備えている。フェルール４はその結合面４２にガイドピン６を挿入係止するためのガイドピン係止孔４１を複数開口して、かつ光ファイバ５の端面５１が露出しており、アダプタ３は電子回路が形成された回路基板７上に備えられ、アダプタ３の備える結合面３３には、ガイドピン挿入孔３１が複数開口され、かつ受光部又は発光部が、電子回路内の電気配線と電気的に接続されて露出されている。フェルール４とアダプタ３とは、ガイドピン６をフェルール４のガイドピン係合孔４１とアダプタ３のガイドピン挿入孔３１に挿入係止し、フェルール４の結合面４２とアダプタ３の結合面３３とが接するように結合することにより結合される。その際、アダプタ３と結合されるフェルール４の端面４２はアダプタ３に設けられた複数の凸部３４の先端部と当接するようになされている。

以下、この実施形態の光電変換装置１を、より具体的に説明する。図１に示すように、回路基板７上面には２つの光電変換装置１が設けられている。回路基板７の上面には、２つのアダプタ３が設けられている。アダプタ３のそれぞれには結合面３３に凹部３２が設けられ、凹部３２の中には、光素子２がそれぞれ配置されている。

凹部３２の底部には、回路基板７上に形成された電子回路の電気配線と電気的に接続された導電体（図示せず）が露出しており、光素子２の備える電極は、その導電体と電気的に接続されている。

この導電体は、アダプタ３と一体成型された板金リードフレームにより実現されている。この導電体は、樹脂成形品に配線パターンを３次元的に形成する、いわゆるＭＩＤ（Ｍｏｉｄｅｄ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｄｅｖｉｃｅ）により、アダプタ３の表面に形成されても良い。又、凹部３２の底部を回路基板７上とし、光素子２を回路基板７上に形成された電子回路の配線に直接接続しても良い。

図１における向かって左側のアダプタ３が備える光素子２の上面には、受光部が備えられ、光ファイバ５が伝送する光信号を受信して電気信号に変換し、電子回路へ送信する。図１における向かって右側のアダプタ３が備える光素子２の上面には、発光部が備えられ、電子回路における電気信号を光信号に変換して光ファイバ５へ送信する。

アダプタ３のそれぞれの結合面３３には、ガイドピン係止孔３１が開口形成され、ガイドピン６の一端が挿入係止されている。又、ガイドピン６のもう一端は、フェルール４の結合面４２に開口形成されたガイドピン挿入孔４１に挿入係止されている。

アダプタ３の結合面３３には、２つの凸部３４が設けられている。凸部３４は、なだらかな山状をなしており、上部から見てその山は円状である。凸部３４において、その円状の中央にある頂上付近には、ガイドピン挿入孔３１が開口していて、ガイドピン挿入孔３１の開口端が凸部３４の先端部となされている。高さを揃えられた２つの凸部３４の先端部と、アダプタ３に結合されるフェルール４の結合面４２とが当接することにより、アダプタ４の結合面４２に露出している光ファイバ５の光伝送路の端面５１と、光素子２の上面の受光部又は発光部とが、傾かずに対面するようになされる。

図２（ａ）に示すように、アダプタ３の結合面３３の凹部３２には、光素子２１がアダプタ３の２つのガイドピン挿入孔３１略中心に光素子２の中心が位置するようにそれぞれ設けられている。又、回路基板６上には、受光部又は発光部を駆動するためのＩＣ８が備えられている。

アダプタ３とフェルール４とは図２（ｂ）に示すように、アダプタ３に一体成型で設けられたガイドピン３１により結合される。

したがって、この実施形態の光電変換装置１においては、アダプタ３の結合面３３には先端を揃えた凸部３４を備え、アダプタ３に結合されるフェルール４端面４２は凸部３４先端と当接するようになしたことから、光ファイバ５の終端面５１と光素子２とを傾斜なく対面させるには、凸部３４の先端を揃えるだけで良く、従来の光電変換装置１の結合面３３を、光ファイバ５の設置方向に対して直交しており、かつ歪みや凹凸のない平面となす場合に比較して、光ファイバ５の端面５１と光素子２の受光部及び発光部とを傾斜なく対面させる精度を高めることが可能となる。

尚、本実施形態ではガイドピン６とアダプタ３とは別体としていたが、ガイドピン６とアダプタ３とを一体成型してガイドピン６をアダプタ３の結合面３３から突出させても良く、アダプタ３のガイドピン挿入孔３１にガイドピン６を挿入した場合の、フェルール４とアダプタ３との結合方向と略直行する方向の寸法誤差をなくすことができて、フェルール４とアダプタ３とをより精度良く結合することができる。

１ 光電変換装置
２ 光素子
３ アダプタ
３１ ガイドピン挿入孔
３２ 凹部
３３ 結合面
３４ 凸部
４ フェルール
４１ ガイドピン挿入孔
４２ 結合面
５ 光ファイバ
５１ 光伝送路端面
６ ガイドピン
７ 回路基板
８ ＩＣ

Claims (2)

1. 光ファイバが挿通されたフェルールと、該フェルールと接続され電子回路が形成された回路基板上に設けられたアダプタと、を備え、前記フェルールの光ファイバの光伝送路の端面と、前記アダプタの前記フェルールと結合される結合面に設けられ、前記電子回路と電気的に接続されて光信号を電気信号に変換する受光部又は電気信号を光信号に変換する発光部とが、光通信可能に光結合されるように互いに対向して配設され、前記アダプタの結合面から突出したガイドピンが前記フェルールの結合面に設けられたガイドピン係止孔に挿入係止されてフェルールとアダプタとが結合される光電変換装置であって、
   前記アダプタの結合面には、該結合面からの高さが略同じである凸部を複数備え、フェルールは、該フェルールの結合面が前記凸部の先端部と当接するようにしてアダプタと接続されることを特徴とする光電変換装置。
2. アダプタの結合面には、前記ガイドピンを挿入するガイドピン挿入孔が設けられ、該ガイドピン挿入孔の開口端を先端部とするように前記凸部が設けられたことを特徴とする請求項１記載の光電変換装置。

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