JP2012088571A - 光電気複合コネクタおよびコネクタ付きケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】コネクタ内部に十分な余長を確保した場合にでも配線作業の容易性が損なわれることがない光電気複合コネクタを提供する。
【解決手段】回路基板８と、回路基板８に設けられた光電変換部９と、これらを収容するハウジング１１と、外部機器接続用の電気ピン５を備えた光電気複合コネクタ１。光電変換部９に、光ケーブル４から引き出されてハウジング１１内に湾曲部２ｃを有して配線された光ファイバ２が光学的に接続されている。ハウジング１１は、光電変換部９を収容する第１の収容体１９と、第２の収容体２０とを有する複合構造体である。光ファイバ２は、第１の収容体１９を経て第２の収容体２０に導入され、湾曲部２ｃでその向きを反転させて光電変換部９に向かって配線されている。第２の収容体２０は、湾曲部２ｃを曲げ弾性力に抗して挟んで保持できる一対の側板部２０ｄ、２０ｅを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光電変換機能を有する光電気複合コネクタおよびこれを用いたコネクタ付きケーブルに関する。

機器間の光伝送を行うには、例えば電気信号と光信号とを変換する光電変換部を各機器に設け、この光電変換部に光コネクタを介して光ファイバケーブルを接続し、この光ファイバケーブルにより光信号の送受信を行う方式を用いることができる。
この方式では、光電気複合コネクタに着脱される光コネクタに汚れや異物が付着すると信号の劣化が起こるという問題があるため、光電変換部と光ファイバケーブルとを一体化した光電気複合コネクタおよび光電気複合ケーブルが提案されている。
図１２に示すように、特許文献１には、光電気変換回路を有する基板１０２とこれを位置決めする固定スペーサ１０３とがコード管１０１内に設けられ、コード管１０１の先端にコネクタ結合のための結合ピン１０７を備えた光電気複合コネクタが開示されている。
固定スペーサ１０３は、コード管１０１の内径に近い外径をもち、基板１０２を位置決めするとともに光ケーブル１０４のテンションメンバを固定する。光ケーブル１０４の光ファイバ心線または光コード１０５（以下、光ファイバ心線等１０５という）は、コネクタ内で十分な余長をもって基板１０２上の結合部１０６に接続されている。
この光電気複合コネクタでは、コネクタ内に光電気変換回路が設けられているため、光ケーブル１０４を光信号処理機器に接続する用途において、機器内に光ファイバ処理部や光電変換回路が不要になり、機器の小型化を図ることができる。

特開平５−２２６０２７号公報

近年、デジタル家電等の機器における情報伝送量の増大および小型化に伴い、小型でありながら多種類の信号を高速に伝送するための新しい規格、例えば、ＤＶＩ規格（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｓｕａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）やＨＤＭＩ規格（Ｈｉｇｈ Ｄｉｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、ＵＳＢ規格（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）などが提案されている。
これらの規格では、複数の光ファイバが使用されるため、これら複数の光ファイバをコネクタに収納する必要がある。また、給電や信号伝送のための電線が必要となる場合もある。

光ケーブル１０４に加えられた張力により光ファイバ心線等１０５が長手方向に動くと、固定スペーサ１０３との摩擦により光ファイバ心線等１０５が損傷を受けるおそれがあるため、光ファイバ心線等１０５は、コネクタ内部にできるだけ長い余長を確保するのが好ましい。
しかしながら、特に、光ファイバの数が多い場合には、コネクタ内部に配線される光ファイバ心線等１０５の余長の取り扱いが難しくなり、配線作業に支障を来すおそれがあった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、コネクタ内部に十分な余長を確保した場合でも配線作業の容易性が損なわれることがない光電気複合コネクタおよびコネクタ付きケーブルを提供することを目的とする。

本発明の光電気複合コネクタは、光ファイバを有する光ケーブルの端部に設けられた光電気複合コネクタであって、回路基板と、前記回路基板に電気的に接続された光電変換部と、これらを収容するハウジングと、前記光電変換部に電気的に接続された外部機器接続用の電気ピンを備え、前記光電変換部に、前記光ケーブルから引き出されて前記ハウジング内に湾曲部を有して配線された前記光ファイバが光学的に接続され、前記ハウジングは、前記光電変換部を収容する第１の収容体と、第２の収容体とを有する複合構造体であり、前記光ファイバが、前記第１の収容体を経て前記第２の収容体に導入され、前記湾曲部でその向きを反転させて前記光電変換部に向かって配線され、前記第２の収容体が、前記湾曲部を曲げ弾性力に抗して挟んで保持できる一対の側板部を有する光電気複合コネクタである。
前記第１の収容体は、前記光ケーブルを内部に導入する導入口を有することが好ましい。
本発明の光電気複合コネクタは、前記光ファイバが、前記光電変換部の光軸に対して所定の角度で交差する光軸を有し、光結合部を介して前記光電変換部に接続される構成とすることができる。
前記光電変換部は、前記回路基板に接続された副基板に設けられている構成とすることができる。
前記光電変換部は、前記回路基板に直接設けられている構成とすることができる。
本発明の光電気複合コネクタは、前記光結合部が、伝送される光に対して透明な樹脂からなり、前記樹脂が、前記光電変換部の受発光部の少なくとも一部および前記光ファイバの端部の少なくとも一部にそれぞれ密着し、前記光結合部を構成する樹脂の外面は、前記光電変換部の受発光部および前記光ファイバの端部の側に凹んだ形状となっている構成とすることができる。
前記光結合部は、光路変換によって前記光電変換部の受発光部と前記光ファイバとを光接続させる光路変換ミラーを有する光導波路とすることができる。
本発明の光電気複合コネクタは、前記第２の収容体が、前記両側板部の一方縁部間に前記回路基板に沿って設けられた底板部と、前記両側板部の他方縁部間に前記回路基板に沿って設けられた天板部とを有し、前記天板部および底板部のうち少なくとも一方が、前記第１の収容体に対する接合端側から凹設された凹部を有し、前記第１の収容体には、前記凹部を塞ぐ延出部が形成されている構成とすることができる。
本発明のコネクタ付きケーブルは、前記光電気複合コネクタが、前記光ケーブルの端部に設けられたコネクタ付きケーブルである。

本発明によれば、ハウジングが複数の収容体からなる複合収容体であるため、光ファイバを配線する際には、第１の収容体の一部または全部が外された状態で、第２の収容体により光ファイバの湾曲状態を維持して作業を行うことができる。従って、配線作業が容易となる。
また、第１の収容体の一部または全部が外された状態では、光電変換部の周囲に大きなスペースを確保して配線作業ができる。前記スペース確保によって、光ファイバには移動規制が加えられなくなるため、光ファイバを光電変換部に干渉しない位置に確実に配線することができる。
従って、配線作業時に光ファイバが光電変換部に損傷を与えるのを防ぐことができる。

本発明の第１実施形態に係る光電気複合コネクタを示す図であり、（ａ）は側断面図であり、（ｂ）は平断面図である。 前図に示す光電気複合コネクタの要部を示す断面図である。 図１に示す光電気複合コネクタの内部構造を示す分解斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る光電気複合コネクタの内部構造を示す分解斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る光電気複合コネクタを示す側断面図である。 本発明の第４実施形態に係る光電気複合コネクタを示す側断面図である。 本発明の第５実施形態に係る光電気複合コネクタを示す側断面図である。 本発明の第６実施形態に係る光電気複合コネクタを示す側断面図である。 本発明の第７実施形態に係る光電気複合コネクタを示す分解斜視図である。 前図に示す光電気複合コネクタの張力保持カバーを示す分解斜視図である。 図９に示す光電気複合コネクタの内部構造を示す分解斜視図である。 従来の光電気複合コネクタの一例を示す概略構成図である。

（第１実施形態）
以下、実施の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
図１〜図３は、本発明の第１実施形態にかかる光電気複合コネクタ１を用いたコネクタ付きケーブルを示すものである。
図１（ａ）、図１（ｂ）および図３に示すように、このコネクタ付きケーブルは、光ファイバ２と電線３とを備えた光電気複合ケーブル４（光ケーブル）の端部に、光電気複合コネクタ１が設けられている。

光電気複合コネクタ１は、回路基板８と、回路基板８の一方の面８ａ側に設けられた副基板１５（第２の回路基板）と、副基板１５の一方の面１５ａに設けられた受発光素子９（光電変換部）と、回路基板８に設けられた制御用半導体１０と、これらを収容するハウジング１１（収容体）と、受発光素子９に電気的に接続された電気ピン５とを備えている。
以下の説明において、図１（ａ）および図１（ｂ）における左方を前方といい、右方を後方ということがある。前後方向は光電気複合ケーブル４の端部における長さ方向に一致し、この方向は光電気複合コネクタ１の長さ方向でもある。

電気ピン５は、外部機器に接続するための電気コネクタであり、本体部５ａと、本体部５ａの前面から突出したコネクタ部５ｂとを備えている。電気ピン５は、コネクタ部５ｂで外部機器に接続される。
図示例では、本体部５ａはハウジング１１内に収容され、コネクタ部５ｂは、ハウジング１１の前面側に設けられたコネクタ用開口部２０ｃから外部に突出している。

回路基板８には、例えは、ガラスエポキシ基板、セラミック基板など、一般的な各種絶縁基板を使用することができる。回路基板８の面８ａ、８ｂには、所定の回路配線が形成されている。

副基板１５は、回路基板８の上方に間隔をおいて回路基板８にほぼ平行に設けられている。副基板１５は、例えばガラスエポキシ基板、セラミック基板など、一般的な各種絶縁基板に所定の回路配線を形成したものである。
図１（ｂ）に示すように、平面視したときの副基板１５の回路基板８上の位置は、回路基板８の後部である。
副基板１５の一方の面１５ａには光電変換部電極１６が形成され、光電変換部電極１６には受発光素子９が電気的に接続されている。

図１（ａ）に示すように、副基板１５の他方の面１５ｂには基板コネクタ１５ｃが設けられ、回路基板８の一方の面８ａには基板コネクタ８ｃが設けられている。
基板コネクタ８ｃは、回路基板８の一方の面８ａに設けられた光電変換部電極６に接続されているため、基板コネクタ１５ｃ、８ｃが互いに接続されることで、受発光素子９は回路基板８に電気的に接続される。このため、受発光素子９は、副基板１５および基板コネクタ１５ｃ、８ｃを介して間接的に回路基板８上に設けられている。
副基板１５の採用によって、副基板１５上の受発光素子９に光ファイバ２を接続する工程と、回路基板８に対し制御用半導体１０等を実装する工程とを別に行い、その後、回路基板８と副基板１５とを接続する組み立て方法をとることができる。このため、製造効率を高めることができる。

図２に示すように、受発光素子９は、光信号を出射または入射させる部分として受発光部９ａを有する。図示例の受発光部９ａは、受発光素子９の上面９ｃ側に設けられている。
発光素子としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード（ＬＤ）、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）等が挙げられる。受光素子としては、フォトダイオード（ＰＤ）等が挙げられる。
図示例では、受発光素子９の上面９ｃは、配線１７を介して１つの光電変換部電極１６に電気的に接続され、受発光素子９の下面９ｄは、導電性接着剤（図示せず）により他の光電変換部電極１６に電気的に接続されている。
配線１７としては、例えば、金（Ａｕ）ワイヤ、アルミニウム（Ａｌ）ワイヤ、銅（Ｃｕ）ワイヤなどを使用できる。

図１（ａ）、図１（ｂ）および図３に示すように、ハウジング１１は、半ケース状の張力保持カバー１９（第１収容体）と、これに結合される半ケース状の位置決めカバー２０（第２収容体）とを備えた複合構造体であり、これらカバー１９、２０が向かい合って結合され、全体としてケース状とされている。
張力保持カバー１９は、略矩形の後板部１９ａと、その周縁部から前方に延出する四角筒状の延出筒部１９ｂと、後板部１９ａから後方に延出する接続筒部１９ｃとを備えている。
延出筒部１９ｂは、一対の側板部１９ｄ、１９ｅと、これらの下縁部（一方縁部）間に形成された底板部１９ｆと、側板部１９ｄ、１９ｅの上縁部（他方縁部）間に形成された天板部１９ｇとからなる四角筒状であり、これらに囲まれた内部空間１９ｈに回路基板８の後部を収容できる構成が好ましい。図示例では、延出筒部１９ｂは回路基板８の後部に設けられた副基板１５の全体を収容できる形状であるため、副基板１５上の受発光素子９も収容できる。
図示例では、回路基板８の後部は、底板部１９ｆと天板部１９ｇに沿って延出筒部１９ｂ内に配置されている。

接続筒部１９ｃは、後板部１９ａに形成された導入口１９ｋの周縁部から後方に延出して形成されている。
導入口１９ｋには、接続筒部１９ｃを通して光電気複合ケーブル４の先端部が導入される。接続筒部１９ｃは、接着材による接着やカシメ固定などにより光電気複合ケーブル４の先端部に固定することができる。

図３に示すように、張力保持カバー１９は、上下に分割可能とすることもできる。具体的には、張力保持カバー１９は、上部カバー１９Ａと、これに結合可能な下部カバー１９Ｂとからなる構成としてもよい。この構成によって、光電気複合ケーブル４に対する張力保持カバー１９の装着作業が容易になる。

図１（ａ）、図１（ｂ）および図３に示すように、位置決めカバー２０は、略矩形の前板部２０ａと、その周縁部から後方に延出する四角筒状の延出筒部２０ｂとを備えている。
延出筒部２０ｂは、一対の側板部２０ｄ、２０ｅと、これらの下縁部（一方縁部）間に形成された底板部２０ｆと、側板部２０ｄ、２０ｅの上縁部（他方縁部）間に形成された天板部２０ｇとからなる四角筒状であり、これらに囲まれた内部空間２０ｈに回路基板８の前部を収容できる構成が好ましい。図示例では、延出筒部２０ｂは回路基板８の前部のみを収容する構成であるため、副基板１５および受発光素子９は収容しない。

側板部２０ｄ、２０ｅは互いに対向して配置され、後述のように、内部に配線された光ファイバ２の湾曲部２ｃを、光ファイバ２の弾性的な反発力（曲げ弾性力）に抗して両側から挟んで保持することができる。
図示例では、回路基板８の前部は、底板部２０ｆと天板部２０ｇに沿って延出筒部２０ｂ内に配置されている。

位置決めカバー２０は、電気ピン５を保持できるように形成されている。図示例の位置決めカバー２０は、電気ピン５の本体部５ａを収容するとともに、前板部２０ａに形成されたコネクタ用開口部２０ｃを通してコネクタ部５ｂを外部に突出させている。
位置決めカバー２０は、電気ピン５を固定できる構成が好ましい。例えば互いに嵌合する凹部と凸部の一方を電気ピン５に形成し、他方を位置決めカバー２０に形成し、これら凹部と凸部を嵌合させることで電気ピン５を位置決めカバー２０に固定できる。また、接着によって電気ピン５を位置決めカバー２０に固定してもよい。
位置決めカバー２０は、上部カバー２０Ａと、これに結合可能な下部カバー２０Ｂとからなる上下分割構造としてもよい（図３参照）

位置決めカバー２０は、延出筒部２０ｂの後端を、張力保持カバー１９の延出筒部１９ｂの前端に突き合わせた状態で張力保持カバー１９に結合させることができる。
例えば互いに嵌合する凹部と凸部の一方を位置決めカバー２０に形成し、他方を張力保持カバー１９に形成し、これら凹部と凸部を嵌合させることで位置決めカバー２０と張力保持カバー１９とを固定することができる。
位置決めカバー２０と張力保持カバー１９は、接着材により互いに固定することもできる。

光電気複合コネクタ１では、ハウジング１１が張力保持カバー１９と位置決めカバー２０とからなる複合構造体であるため、光ファイバ２を配線する際には、張力保持カバー１９を取り付けていない状態の位置決めカバー２０により光ファイバ２の湾曲状態を維持して作業を行うことができる。このため、配線作業が容易となる。

また、光ファイバ２により受発光素子９に無理な力が加えられる事態を回避するためには、光ファイバ２を、受発光素子９に干渉しない位置、例えば副基板１５より低い位置（好ましくは回路基板８の面８ａに近接した位置）に配線するのが好適である。
張力保持カバー１９がまだ位置決めカバー２０に取り付けられていない状態では、受発光素子９の周囲に大きなスペースを確保して配線作業ができる。
受発光素子９の周囲のスペース確保によって、光ファイバ２には何ら移動規制が加えられなくなるため、光ファイバ２を受発光素子９に干渉しない位置（例えば副基板１５の下方位置）に確実に配線することができる。
よって、配線作業時に光ファイバ２が受発光素子９に干渉して受発光素子９に損傷を与えるのを防ぐことができる。
このように、光電気複合コネクタ１では、位置決めカバー２０により光ファイバ２の湾曲状態を維持し、かつ受発光素子９の周囲に大きなスペースを確保して配線作業ができる。

なお、本実施形態ではハウジング１１は２つの収容体からなる複合構造体であるが、３以上の収容体からなる複合構造を採用してもよい。

光電気複合ケーブル４の電線３としては、例えば銅などからなる金属導体３ａの外周に樹脂被覆３ｂを設けた汎用品を使用できる。
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、電線３は、回路基板８の他方の面８ｂに設けられた電線接続用電極７に接続されており、回路基板８の回路配線を介して電気ピン５に電気的に接続される。
このため、電気ピン５が接続される機器には、電気ピン５を通して電力供給や電気信号の送受信が可能である。
また、電線３より制御用半導体１０に電力を供給し、動作をさせることも可能である。
なお、電線３は回路基板８の一方の面８ａに接続してもよいし、回路基板８の両面に接続してもよい。
図示例では光電気複合ケーブル４が使用されているが、外部機器から電気ピン５を介して給電する場合には、電線を備えていない通常の光ケーブルを使用することができる。

光ファイバ２は、光ファイバ素線、光ファイバ心線、着色線などが使用できる。光ファイバ２には、後述する湾曲形状をとることができる柔軟性が必要である。光ファイバ２は１本でもよいし、複数本でもよい。図示例では４本の光ファイバ素線が用いられている。
光ファイバ２としては、例えば石英系光ファイバ、プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）などが挙げられる。

次に、光ファイバ２の配線を説明する。
図１（ａ）に示すように、光電気複合ケーブル４の先端部４ａから引き出された光ファイバ２は、ハウジング１１内で湾曲配線されて受発光素子９に達している。
詳しくは、光ファイバ２は、まず張力保持カバー１９に導入され、回路基板８の一方の面８ａに沿って面８ａに近接して配線され、張力保持カバー１９の延出筒部１９ｂ内を通過して前方に延び、位置決めカバー２０内に至る。図示例では、光ファイバ２は、副基板１５の下方の空間（副基板１５と回路基板８との間の空間）を通過している。

図１（ｂ）に示すように、光ファイバ２は、位置決めカバー２０の延出筒部２０ｂの一方の側板部２０ｄの内面に当接し、湾曲部２ｃで湾曲しつつ他方の側板部２０ｅに向かい、側板部２０ｅの内面に当接して後方に延び、張力保持カバー１９内に至り、副基板１５上の受発光素子９に達している。
湾曲部２ｃは、一方の側板部２０ｄから離れて他方の側板部２０ｅに達するまでの光ファイバ２の湾曲部分であり、この湾曲部２ｃにおいて光ファイバ２はその方向を反転させている。光ファイバ２は、一方の側板部２０ｄに当接する部分では前方向きであるが、湾曲部２ｃにおいてその向きを反転させ、他方の側板部２０ｅに当接する部分では後方向きとなっている。

光ファイバ２には、湾曲部２ｃが拡がる方向の弾性的な反発力（曲げ弾性力）が働くが、両側板部２０ｄ、２０ｅによって両側から押さえられるため湾曲部２ｃの形状は維持される。
光ファイバ２は、十分な余長をもって湾曲配線されているため、若干の移動が許容される。このため、光ファイバ２に引張り等の力が加えられても光ファイバ２が損傷を受けることはない。
光ファイバ２は、ハウジング１１内で十分な余長を確保して受発光素子９に接続されているため、光電気複合ケーブル４の先端から受発光素子９に至るまでの光ファイバ２を余長部分２ｄということがある。

光ファイバ２が複数である場合は、これらを互いに撚り合わせて配線することができる。電線３が回路基板８の同じ面に配線される場合には光ファイバ２と電線３とを併せて撚り合わせてもよい。
なお、光ファイバ２は、湾曲部２ｃ以外の部分で回路基板８等に固定することもできる。

図２に示すように、光ファイバ２は、光結合部１３を介して受発光素子９に接続されている。
以下の説明において、上下方向は、受発光素子９が実装される副基板１５の一方の面１５ａを基準とし、副基板１５から遠ざかる方向を上方（図２の上方）、副基板１５に近づく方向を下方（図２の下方）とする。
ここに示す光結合構造は、受発光素子９と、光ファイバ２と、光ファイバ２と受発光素子９との間を光学的に結合する光結合部１３を有する構造である。

光ファイバ２は、副基板１５の面１５ａに沿い、かつ面１５ａから離間して配置されている。光ファイバ２は、光結合部１３に対する光の出入射の方向が一定となるように、少なくとも端部２ａ付近では光軸２ｂが直線状であることが好ましい。
光ファイバ２は、光軸２ｂ（特に端部２ａ付近における光軸２ｂ）が受発光素子９の光軸９ｂに所定の角度θ（例えば０＜θ＜１８０°）で交差するように配置されている。光ファイバ２および受発光素子９は、これらの光軸２ｂ、９ｂが互いに垂直（または略垂直）に配置されることが好ましい。

光結合部１３は、伝送される光に対して透明な樹脂からなる。光結合部１３を構成する樹脂は、受発光素子９の受発光部９ａの少なくとも一部および光ファイバ２の端部２ａの少なくとも一部にそれぞれ密着している。
ここでいう透明樹脂とは、受発光素子９と光ファイバ２との間を伝送する光を透過させることが可能なものを指し、必ずしも可視光下で無色透明な色調のものに限定されるものではない。また、光が伝送される樹脂内の光路長が短いため、ある程度の透明性があればよい。
透明樹脂としては、例えば、ＵＶ硬化性樹脂や熱硬化性樹脂などを用いることができる。透明樹脂の具体例としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。

光結合部１３の形状は、図２では光結合部１３が光ファイバ２の端部２ａの全面を覆い、光結合部１３の上端が光ファイバ２の上部まで付着している。光結合部１３は光ファイバ２のコアの全断面を覆うことが好ましい。
なお、光結合部１３は、光ファイバ２の端部２ａおよび受発光部９ａを完全には覆っていなくてもよい。
光結合部１３は、受発光素子９の上面より上方の範囲内に収まるように形成することができる。これによって、光ファイバ２の配線作業などにおいて、光結合部１３が他の部材から干渉を受けにくくなる。
また、光結合部１３は、光ファイバ２の端部２ａの上端の高さより下方の範囲内に収まるように形成することもできる。この構成によっても、光ファイバ２の配線作業などにおいて、光結合部１３が他の部材から干渉を受けにくくなる。

光結合部１３の外面１３ａは、光結合部１３を構成する透明樹脂と外部の気体（空気、窒素など）との界面を形成しており、光ファイバ２からの入射光は外面１３ａで反射して受発光素子９（受光素子）に入射し、受発光素子９（発光素子）からの入射光は外面１３ａで反射して光ファイバ２に入射する。
光結合部１３は、受発光素子９と光ファイバ２との間の光結合を容易に実現するため、以下のような構成が好ましい。
光結合部１３を構成する透明樹脂は、光ファイバ２の光軸２ｂと受発光素子９の光軸９ｂとが交差する交点Ｐの位置には存在せず、光結合部１３の外面１３ａが、受発光素子９の受発光部９ａおよび光ファイバ２の端部２ａの側に凹んだ形状となっている。

光結合部１３の外面１３ａが凹んだ形状となるためには、少なくとも、
（１）受発光部９ａに対向する位置Ａが受発光部９ａ側に凹んだ形状の凹面部２１、
（２）光ファイバ２の端部２ａに対向する位置Ｂが光ファイバ２の端部２ａ側に凹んだ形状の凹面部２２、
（３）受発光部９ａに対向する位置Ａと光ファイバ２の端部２ａに対向する位置Ｂとの間が凹んだ形状の凹面部２３、
を有することが望ましい。

光の伝送に関与しない部分、例えば図２における光ファイバ２の上側にかかっている部分１３ｂや、光ファイバ２の下側と受発光素子９の上面９ｃとの間に挟まれた部分１３ｃは凸形状になっていても差し支えない。

（１）の受発光部９ａ側の凹面部２１は、例えば、受発光素子９の光軸９ｂが樹脂の外面１３ａと交差する位置Ａの近傍において、樹脂の外面１３ａが樹脂側に凹となる凹面を形成していることが好ましい。
（２）の光ファイバ２側の凹面部２２は、例えば、光ファイバ２の光軸２ｂが樹脂の外面１３ａと交差する位置Ｂの近傍において、樹脂の外面１３ａが樹脂側に凹となる凹面を形成していることが好ましい。
（３）の中間部の凹面部２３は、例えば、受発光素子９の光軸９ｂが樹脂の外面１３ａと交差する位置Ａと、光ファイバ２の光軸２ｂが樹脂の外面１３ａと交差する位置Ｂとの間を結ぶ線分ＡＢがＡ−Ｂ間で樹脂の外側（外部の気体側）を通り、樹脂の外面１３ａが凹となる凹面を形成していることが好ましい。

光結合部１３の外面１３ａを凹んだ形状とすることによって、反射面としての位置および角度を精密に制御しなくても、より低い作製精度で確実な光結合を実現することができる。また、光ファイバ２の端部２ａと受発光素子９の受発光部９ａとの間が単一の透明樹脂で構成された光結合部１３で光結合されるため、極めて低コストに、かつ簡易な工程で作製可能である。
光結合部１３は、受発光素子９の光軸９ｂと光ファイバ２の光軸２ｂとが交差する交点Ｐの位置には前記樹脂が存在せず、樹脂の外面１３ａが受発光部９ａに対向する位置Ａが交点Ｐと受発光部９ａとの間にあり、かつ、樹脂の外面１３ａが光ファイバ２の端部２ａに対向する位置Ｂが交点Ｐと光ファイバ２の端部２ａとの間にあると、光が拡散する範囲が狭くなり、損失を低減することができる。

この光結合構造では、光ファイバ２と受発光素子９とが、簡略な構造の光結合部１３を介して光学的に接続されているので、光結合構造の小型化（特に低背化および長さ寸法の短縮）が可能となる。従って、光電気複合コネクタ１の小型化、特に薄型化および長さ寸法の短縮を実現できる。また、光電気複合コネクタ１内部に十分なスペースを確保できるため、光ファイバ２や電線３の多線化が容易となることから、情報伝送量の増加に有利である。

制御用半導体１０は、回路基板８の回路配線を経て入力された電気信号に、必要に応じてレベル調整や各種変換などを施すことができる。制御用半導体１０は回路基板８の一方の面８ａに設けてもよいし、他方の面８ｂに設けてもよい。
また、制御用半導体１０の機能が他の構成に備わっている場合には、制御用半導体１０を設けなくてもよい。

受発光素子９が発光素子である場合には、電気ピン５から入力された電気信号は、回路基板８の回路配線を経て、制御用半導体１０で必要に応じてレベル調整等が施された後、光電変換部電極６から基板コネクタ１５ｃ、８ｃを経て副基板１５に至り、光電変換部電極１６から受発光素子９に入力される。
受発光素子９では、電気信号が光信号に変換され、受発光部９ａから発せられた光信号が光結合部１３に入射し、界面（外面１３ａ）で反射されて光ファイバ２に入射する。

受発光素子９が受光素子の場合には、光ファイバ２から光結合部１３に入射した光は、界面（外面１３ａ）で反射されて受発光素子９の受発光部９ａに入射して電気信号に変換され、光電変換部電極１６、基板コネクタ１５ｃ、８ｃを経て光電変換部電極６に入力され、回路基板８の回路配線を経て、制御用半導体１０で必要に応じてレベル調整等が施された後、電気ピン５に送られる。

次に、光電気複合コネクタ１の組み立て工程の一部について詳しく説明する。
光ファイバ２を受発光素子９に接続した後、回路基板８の前部を位置決めカバー２０内に配置するとともに、光ファイバ２を湾曲形状とし、湾曲部２ｃを位置決めカバー２０内に収容する。光ファイバ２は、受発光素子９に干渉しない位置、例えば副基板１５より低い位置（好ましくは回路基板８の面８ａに近接した位置。例えば副基板１５の下方位置）に配線する。
光ファイバ２には、湾曲部２ｃが拡がる方向の弾性的な反発力が働くが、位置決めカバー２０の両側板部２０ｄ、２０ｅによって両側から押さえられるため湾曲部２ｃの形状は維持される。

この段階では、張力保持カバー１９は取り付けられていないため、回路基板８の後部は露出しており、副基板１５およびその上に設置された受発光素子９も露出した状態にある。
受発光素子９の周囲には大きなスペースが確保されているため、光ファイバ２には何ら移動規制が加えられず、光ファイバ２を、受発光素子９に干渉しない位置（例えば副基板１５の下方位置）に確実に配線することができる。
よって、配線作業時に光ファイバ２が受発光素子９に干渉して損傷を与えるのを防ぐことができる。
次いで、張力保持カバー１９を位置決めカバー２０に向かい合わせて結合する。接続筒部１９ｃは接着などにより光電気複合ケーブル４に固定する。
これによって、図１（ａ）および図１（ｂ）に示す光電気複合コネクタ１を得る。

光電気複合コネクタ１では、位置決めカバー２０と張力保持カバー１９とからなる複合構造のハウジング１１を備えているので、組み立て工程において、張力保持カバー１９が取り付けられていない状態の位置決めカバー２０に光ファイバ２の湾曲部２ｃを収容することによって、湾曲部２ｃの形状を維持し、かつ受発光素子９の周囲に大きなスペースを確保することができる。
受発光素子９の周囲のスペース確保によって、光ファイバ２を所定の位置（例えば副基板１５の下方位置）に確実に配線できる。
従って、配線作業時に光ファイバ２が、受発光素子９や、回路基板８上の部品などの他の部材に干渉して損傷を与えるのを防ぐことができる。
また、光ファイバ２は十分な余長をもって湾曲配線されるため若干の移動が許容される。このため、光ファイバ２に引張り等の力が加えられても光ファイバ２が損傷を受けることはない。

（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態にかかる光電気複合コネクタ３１を示すものである。
以下の説明において、図１〜図３に示す第１実施形態の光電気複合コネクタ１と共通の構成については同じ符号を付してその説明を省略または簡略化する。
光電気複合コネクタ３１では、ハウジング４１が、位置決めカバー４０と張力保持カバー３９からなる。

張力保持カバー３９は、略矩形の後板部３９ａと、その周縁部から前方に延出する延出筒部３９ｂと、後板部３９ａから後方に延出する接続筒部３９ｃとを備えている。
延出筒部３９ｂは、底板部３９ｆと、その両側縁に立設された側板部３９ｄ、３９ｅと、天板部３９ｇとを備えている。
延出筒部３９ｂには、底板部３９ｆを前方に延出した形状の底板延出部３９ｉと、天板部３９ｇを前方に延出した形状の天板延出部３９ｊとが形成されている。

位置決めカバー４０は、略矩形の前板部４０ａと、その周縁部から後方に延出する延出筒部４０ｂとを備えている。
延出筒部４０ｂは、底板部４０ｆと、その両側縁に立設された側板部４０ｄ、４０ｅと、天板部４０ｇとを備えている。
底板部４０ｆには、張力保持カバー３９との接合端（後端）側から前方に向かって凹設された底板凹部４０ｉが形成されている。底板凹部４０ｉは底板延出部３９ｉに即した形状とされ、底板延出部３９ｉによって塞がれる。
天板部４０ｇには、後端側から前方に向かって凹設された天板凹部４０ｊが形成されている。天板凹部４０ｊは天板延出部３９ｊに即した形状とされ、天板延出部３９ｊによって塞がれる。

位置決めカバー４０の側板部４０ｄ、４０ｅは、第１実施形態における側板部２０ｄ、２０ｅ（図１（ｂ）参照）と同様の構成であり、これら側板部４０ｄ、４０ｅ間に光ファイバ２の湾曲部２ｃを保持することができる。

光電気複合コネクタ３１によれば、位置決めカバー４０に底板凹部４０ｉおよび天板凹部４０ｊが形成されているため、光ファイバ２を位置決めカバー４０内に配線する作業などを回路基板８が露出した状態で行うことができ、作業効率を高めることができる。

なお、図示例では、底板部４０ｆと天板部４０ｇの両方に凹部が形成されているが、いずれか一方でもよい。その場合には、これを塞ぐ延出部も底板延出部３９ｉと天板延出部３９ｊのうちいずれか一方に形成すればよい。

図示例では張力保持カバー３９の延出部３９ｉ、３９ｊは、それぞれ位置決めカバー４０の凹部４０ｉ、４０ｊに応じた形状であるが、凹部４０ｉ、４０ｊよりも前後方向の寸法を大きくし、延出部３９ｉ、３９ｊの一部がそれぞれ位置決めカバー４０の底板部４０ｆおよび天板部４０ｇに重なる構成とすることができる。
この構成によれば、位置決めカバー４０と張力保持カバー３９とを接着材により前記重なり部分で面的に接着し、その接合強度を高めることができる。

（第３実施形態）
図５は、本発明の第３実施形態にかかる光電気複合コネクタ５１を示すものである。
光電気複合コネクタ５１は、副基板１５が設けられておらず、受発光素子９が回路基板８の一方の面８ａに設けられている点で、第１実施形態の光電気複合コネクタ１と異なる。
光電気複合コネクタ５１では、副基板１５を備えていないため、実装高さを抑え、光電気複合コネクタ１の薄型化を図ることができる。

（第４実施形態）
図６は、本発明の第４実施形態にかかる光電気複合コネクタ６１を示すものである。
光電気複合コネクタ６１は、フレキシブル基板である副基板１５の一方の面１５ａに、光ファイバ２が接続される光導波路６２（光結合部）が設けられ、他方の面１５ｂに受発光素子９が設けられている。
光導波路６２は光路変換ミラー６２ａを有し、このミラー６２ａを介して光ファイバ２と受発光素子９とを光学的に接続できる。
光電気複合コネクタ６１では、受発光素子９におけるワイヤボンディング（配線１７による接続）が不要となり、信頼性が向上する。

（第５実施形態）
図７は、本発明の第５実施形態にかかる光電気複合コネクタ７１を示すものである。
光電気複合コネクタ７１は、副基板１５に対する光導波路６２と受発光素子９の設置面が逆になっていること以外は図６に示す光電気複合コネクタ６１と同様の構成である。すなわち、受発光素子９が副基板１５の一方の面１５ａに設けられ、光導波路６２が副基板１５の他方の面１５ｂに設けられている。副基板１５は基板コネクタ６３によって回路基板８上に固定される。
光電気複合コネクタ７１では、光導波路６２を副基板１５と回路基板８との間に挟持できるため、光導波路６２の位置決め精度を高めることできる。

（第６実施形態）
図８は、本発明の第６実施形態にかかる光電気複合コネクタ８１を示すものである。
光電気複合コネクタ８１は、テンションメンバ８２を有する光電気複合ケーブル８４の先端に組み立てられている。
光電気複合コネクタ８１は、張力保持カバー１９の接続筒部１９ｃと、光電気複合ケーブル８４の先端部分を覆うブーツ８３を備えている。
テンションメンバ８２は、光電気複合ケーブル８４の先端から引き出され、張力保持カバー１９に固定される。図示例ではテンションメンバ８２は張力保持カバー１９の内面に接着材などにより固定される。テンションメンバ８２の固定位置はこれに限らず、図示せぬ固定部材によって、テンションメンバ８２を張力保持カバー１９の外面に固定してもよい。例えばテンションメンバ８２をカシメ部材によって接続筒部１９ｃの外面にカシメ固定してもよい。

光電気複合コネクタ８１は、テンションメンバ８２を有する光電気複合ケーブル８４の先端に設けられ、テンションメンバ８２を固定する構造を有するので、光電気複合ケーブル８４に加えられた張力が光ファイバ２に及ぶのを防ぎ、信頼性を向上させることができる。

（第７実施形態）
図９〜図１１は、本発明の第７実施形態にかかる光電気複合コネクタ９１を示すものである。
光電気複合コネクタ９１は、回路基板８と、回路基板８の一方の面８ａ側に設けられた副基板１５（第２の回路基板）と、副基板１５の一方の面１５ａに設けられた受発光素子９（光電変換部）と、これらを収容するハウジング１１１（収容体）と、受発光素子９に電気的に接続された電気ピン５とを備えている。
符号９２は、副基板１５上に設けられて受発光素子９を覆う保護カバーである。

図９および図１０に示すように、ハウジング１１１は、張力保持カバー１１９（第１収容体）と、これに収容される位置決めカバー１２０（第２収容体）とを備えた複合構造体である。
張力保持カバー１１９は、略矩形の後板部１１９ａと、その周縁部から前方に延出する四角筒状の延出筒部１１９ｂと、後板部１１９ａから後方に延出する接続筒部１１９ｃとを備えている。
延出筒部１１９ｂは、側板部１１９ｄ、１１９ｅと、底板部１１９ｆと、天板部１１９ｇとからなる四角筒状であり、これらに囲まれた内部空間１１９ｈに回路基板８および副基板１５を収容できる。延出筒部１１９ｂは、副基板１５上の受発光素子９も収容できる。
張力保持カバー１１９には、電気ピン５のコネクタ部５ｂを外部に突出させるコネクタ用開口部１１９ｉが形成されている。

接続筒部１１９ｃは、後板部１１９ａに形成された導入口１１９ｋの周縁部から後方に延出して形成されている。導入口１１９ｋには、接続筒部１１９ｃを通して光電気複合ケーブル４の先端部が導入される。接続筒部１１９ｃは、接着材やカシメ固定などにより光電気複合ケーブル４の先端部に固定することができる。

図１０に示すように、張力保持カバー１１９は、上下に分割可能とすることもできる。具体的には、張力保持カバー１１９は、上部カバー１１９Ａと、これに結合可能な下部カバー１１９Ｂとからなる構成としてもよい。この構成によって、光電気複合ケーブル４に対する張力保持カバー１１９の装着作業が容易になる。

図９および図１１に示すように、位置決めカバー１２０は、一対の側板部１２０ｄ、１２０ｅからなり、これらの間の空間１２０ｈに回路基板８の前部を収容できる。図示例では、空間１２０ｈには副基板１５および受発光素子９は収容されない。
側板部１２０ｄ、１２０ｅは、張力保持カバー１１９の側板部１１９ｄ、１１９ｅの内側に、側板部１１９ｄ、１１９ｅに沿って配置されている。

側板部１２０ｄ、１２０ｅは互いに対向して配置され、光ファイバ２の湾曲部２ｃを光ファイバ２の弾性的な反発力（曲げ弾性力）に抗して両側から挟んで保持することができる。
図１１に示すように、側板部１２０ｄ、１２０ｅは、これらが回路基板８の側縁８ｄ、８ｄから上方（一方の面８ａ側）に延出した状態であることが望ましい。例えば、側板部１２０ｄ、１２０ｅは、回路基板８の側縁８ｄ、８ｄに固定できることが好ましい。
これによって、回路基板８上に光ファイバ２の湾曲部２ｃを配線する作業が容易になる。

図９に示すように、ハウジング１１１の内部空間のうち、光ファイバ２が配線される部分を余長収納空間１１１ａという。余長収納空間１１１ａは、実質的にハウジング１１１内で光ファイバ２を取り回すことができる空間であり、光電気複合ケーブル４の先端部４ａから側板部１２０ｄ、１２０ｅの前端までの範囲のハウジング１１１内部空間である。
余長収納空間１１１ａの長さＬ２（光電気複合コネクタ１の長さ方向の距離）は、例えば５８ｍｍであり、幅Ｗ２（側板部１２０ｄ、１２０ｅ間の距離）は、例えば１５ｍｍである。
ハウジング１１１の長さＬ１（接続筒部１１９ｃを除く部分の長さ）は例えば７０ｍｍ、ハウジング１１の幅Ｗ１は例えば２４ｍｍである。ハウジング１１の高さは例えば１３ｍｍである。

図９に示すように、光ファイバ２は、張力保持カバー１１９に導入され、延出筒部１１９ｂ内の回路基板８上を前方に延び、位置決めカバー１２０の側板部１２０ｄの内面に当接し、湾曲部２ｃで湾曲しつつ他方の側板部１２０ｅに向かい、側板部１２０ｅの内面に当接して後方に延び、副基板１５上の受発光素子９に達している。

図９および図１１に示すように、光電気複合コネクタ９１の組み立て工程においては、光ファイバ２を受発光素子９に接続した後、光ファイバ２の湾曲部２ｃを位置決めカバー１２０の側板部１２０ｄ、１２０ｅ間に配置する。光ファイバ２は、受発光素子９に干渉しない位置、例えば副基板１５の下方位置に配線する。
光ファイバ２には、湾曲部２ｃが拡がる方向の弾性的な反発力が働くが、両側板部１２０ｄ、１２０ｅによって両側から押さえられるため湾曲部２ｃの形状は維持される。

この段階では、回路基板８、側板部１２０ｄ、１２０ｅ等は張力保持カバー１１９内に収められていないか（図１１参照）、上部カバー１１９Ａが装着されていないため（図９参照）、受発光素子９は露出している。
受発光素子９の周囲には大きなスペースが確保されているため、光ファイバ２には何ら移動規制が加えられず、光ファイバ２を受発光素子９に干渉しない位置（例えば副基板１５の下方位置）に確実に配線することができる。
よって、配線作業時に光ファイバ２が受発光素子９に干渉して損傷を与えるのを防ぐことができる。

光電気複合コネクタ９１では、ハウジング１１１が、張力保持カバー１１９と位置決めカバー１２０とからなる複合構造体であるため、張力保持カバー１１９の一部または全部が外された状態で、位置決めカバー１２０（側板部１２０ｄ、１２０ｅ）により光ファイバ２の湾曲状態を維持して配線作業を行うことができる。このため、配線作業が容易になる。
また、受発光素子９の周囲に大きなスペースを確保することができるため、配線作業時に光ファイバ２が受発光素子９などの他の部材に干渉して損傷を与えるのを防ぐことができる。

１，３１，５１，６１，７１，８１，９１・・・光電気複合コネクタ、２・・・光ファイバ、２ａ・・・端部、２ｂ・・・光ファイバの光軸、２ｃ・・・湾曲部、３・・・電線、４、８４・・・光電気複合ケーブル（光ケーブル）、５・・・電気ピン、８・・・回路基板、９・・・受発光素子（光電変換部）、９ａ・・・受発光部、９ｂ・・・受発光素子（光電変換部）の光軸、１１・・・ハウジング、１３・・・光結合部、１３ａ・・・光結合部の外面、１５・・・副基板、１９，１１９・・・張力保持カバー（第１の収容体）、１９ｋ・・・導入口、２０，１２０・・・位置決めカバー（第２の収容体）、２０ｄ，２０ｅ，４０ｄ，４０ｅ，１２０ｄ，１２０ｅ・・・側板部、４０ｆ・・・底板部、４０ｇ・・・天板部、３９ｉ・・・底板延出部、３９ｊ・・・天板延出部、４０ｉ・・・底板凹部、４０ｊ・・・天板凹部、６２・・・光導波路、６２ａ・・・ミラー、θ・・・光ファイバと受発光素子（光電変換部）の光軸がなす角度。

Claims (9)

1. 光ファイバを有する光ケーブルの端部に設けられた光電気複合コネクタであって、
   回路基板と、前記回路基板に電気的に接続された光電変換部と、これらを収容するハウジングと、前記光電変換部に電気的に接続された外部機器接続用の電気ピンを備え、
   前記光電変換部に、前記光ケーブルから引き出されて前記ハウジング内に湾曲部を有して配線された前記光ファイバが光学的に接続され、
   前記ハウジングは、前記光電変換部を収容する第１の収容体と、第２の収容体とを有する複合構造体であり、
   前記光ファイバが、前記第１の収容体を経て前記第２の収容体に導入され、前記湾曲部でその向きを反転させて前記光電変換部に向かって配線され、
   前記第２の収容体が、前記湾曲部を曲げ弾性力に抗して挟んで保持できる一対の側板部を有することを特徴とする光電気複合コネクタ。
2. 前記第１の収容体は、前記光ケーブルを内部に導入する導入口を有することを特徴とする請求項１に記載の光電気複合コネクタ。
3. 前記光ファイバが、前記光電変換部の光軸に対して所定の角度で交差する光軸を有し、光結合部を介して前記光電変換部に接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の光電気複合コネクタ。
4. 前記光電変換部は、前記回路基板に接続された副基板に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の光電気複合コネクタ。
5. 前記光電変換部は、前記回路基板に直接設けられていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の光電気複合コネクタ。
6. 前記光結合部が、伝送される光に対して透明な樹脂からなり、前記樹脂が、前記光電変換部の受発光部の少なくとも一部および前記光ファイバの端部の少なくとも一部にそれぞれ密着し、
   前記光結合部を構成する樹脂の外面は、前記光電変換部の受発光部および前記光ファイバの端部の側に凹んだ形状となっていることを特徴とする請求項３に記載の光電気複合コネクタ。
7. 前記光結合部は、光路変換によって前記光電変換部の受発光部と前記光ファイバとを光接続させる光路変換ミラーを有する光導波路であることを特徴とする請求項３に記載の光電気複合コネクタ。
8. 前記第２の収容体は、前記両側板部の一方縁部間に前記回路基板に沿って設けられた底板部と、前記両側板部の他方縁部間に前記回路基板に沿って設けられた天板部とを有し、
   前記天板部および底板部のうち少なくとも一方は、前記第１の収容体に対する接合端側から凹設された凹部を有し、
   前記第１の収容体には、前記凹部を塞ぐ延出部が形成されていることを特徴とする請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の光電気複合コネクタ。
9. 請求項１〜８のうちいずれか１項に記載の光電気複合コネクタが、前記光ケーブルの端部に設けられたことを特徴とするコネクタ付きケーブル。

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