JP2013152424A - 光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】寒暖の差が大きい外部環境下であっても、信頼性の高い光モジュールを提供する。
【解決手段】
受発光素子５２が搭載された回路基板２４と、回路基板２４の前方側の端部に接続される電気コネクタ２２と、回路基板２４の後方側に配置される光ケーブル３であって、光ファイバ心線７を保持する光ケーブル３と、光ケーブル３を後方側で固定するケーブル固定部３２を有し、回路基板２４を収容する金属ハウジング２６と、を備え、光ファイバ心線７は、屈曲している折り返し部７ａを有し、折り返し部７ａを介して受発光素子５２に光学的に接続され、折り返し部７ａは、受発光素子５２に対して前方側に配置されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、光素子が搭載された回路基板を有する光モジュールに関するものである。

近年、ネットワーク機器に用いられる光モジュールにおいて、多チャンネル化・高速化・小型化が進んでいる。多チャンネル化・高速化・小型化に対応した光モジュールの一例として、回路基板に設けられ、受光素子と発光素子とからなる光素子と、その光素子に光学的に接続される光ファイバとを備える光モジュールがある（特許文献１参照）。

特開２０１１−１１２８９８号公報

電気信号を光信号に変換する光電変換部を有する光モジュールにおいては、限られた設計空間の中で、異なる大きさ・高さを有する電子部品を配置しなければならない。特許文献１に開示される光モジュールでは、電気コネクタと回路基板と光ファイバケーブルとが略同軸上に配置されている。

しかしながら、特許文献１の光モジュールは、光ファイバケーブルから導出された光ファイバが受発光素子上に直接接続されており、光ファイバの十分な余長が確保されていない。使用される環境温度が変化した場合、光ファイバの余長が確保されていないと、温度変化による膨張または収縮により、光ファイバと受発光素子との接続部分に大きな負荷がかかり、接続部分が損傷してしまうおそれがある。

本発明は、使用される環境温度が変化しても、信頼性の高い光モジュールを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の光モジュールは、光素子が搭載された回路基板と、前記回路基板の第１の端部と接続する電気コネクタと、前記回路基板の第１の端部とは反対側の第２の端部側に配置される光ケーブルであって、光ファイバを保持する光ケーブルと、前記光ケーブルを前記第２の端部側で固定するケーブル固定部を有し、前記回路基板を収容するハウジングと、を備え、前記光ファイバは、屈曲している折り返し部を有し、前記折り返し部を介して前記光素子に光学的に接続され、前記折り返し部は、前記光素子に対して前記第１の端部側に配置されていることを特徴とするものである。

また、本発明の光モジュールにおいて、前記光ケーブルは、複数の光ファイバが束ねられた光ファイバテープ心線を保持しており、前記光ファイバテープ心線における光ファイバの配列ピッチと、前記複数の光ファイバが前記光素子と接続する接続端部における光ファイバの配列ピッチとが異なり、前記光ファイバテープ心線は、少なくとも前記折り返し部から前記光素子の間においてテープ樹脂が剥離されて前記複数の光ファイバが単芯に分離されていることが好ましい。

また、本発明の光モジュールは、前記光ファイバテープ心線のテープ樹脂部が、前記光ケーブルにおける外被の端部より前記第１の端部側に向けて突出して設けられていることが好ましい。

また、本発明の光モジュールにおいて、前記光ファイバテープ心線は、前記ハウジング内に配置されている部分において、前記テープ樹脂が剥離されていることが好ましい。

また、本発明の光モジュールは、前記光ケーブルから前記ハウジング内に導入された光ファイバを保持している光ファイバ保持部材と、前記回路基板上に固定され、前記光ファイバ保持部材と連結して前記光素子と前記光ファイバとを光学的に接続する光結合部材と、を備え、前記光ファイバ保持部材は、前記光素子に対して前記第１の端部側に配置されていることが好ましい。

また、本発明の光モジュールにおいて、前記ハウジング内を前記電気コネクタの接続方向から見た場合、前記電気コネクタと前記ケーブル固定部における前記光ファイバは同軸上に配置され、前記回路基板が前記同軸から所定距離だけ前記光素子が搭載されていない側に配置されていることが好ましい。

また、本発明の光モジュールにおいて、前記回路基板は穴を有し、前記光ファイバは、前記回路基板において前記光素子が搭載されていない面から、前記穴を経由して、前記光素子が搭載されている面へ向けて配され、前記光素子に光学的に接続されていることが好ましい。

また、本発明の光モジュールにおいて、前記穴は、回路基板の側面に架かって形成され、当該穴の一部は基板側方に開放されており、前記回路基板と前記ハウジングの間隔は、前記穴に通される前記光ファイバの外径より大きいことが好ましい。

また、本発明の光モジュールにおいて、前記ハウジング内を前記電気コネクタの接続方向から見た場合、前記電気コネクタと前記ケーブル固定部における前記光ファイバは同軸上に配置され、前記回路基板は前記同軸から所定距離だけ前記光素子が搭載されている側に配置されていることが好ましい。

本発明の光モジュールによれば、光ファイバは、屈曲している折り返し部を有し、第１の端部側に配置された折り返し部を介して光ファイバは光素子に光学的に接続されるため、光ファイバはハウジング内で十分な余長を有する。従って、使用される環境温度が変化しても、接続部分に損傷が生じるのを防ぐことができる。

本実施形態に係る光モジュールを示す斜視図である。 樹脂ハウジングを外した状態を示す斜視図である。 金属ハウジングを外した状態を示す斜視図である。 図４中の（ａ）は、図３に示す基板を上から見た図であり、図４中の（ｂ）は、図３に示す基板を横から見た図である。 図３に示す回路基板及び固定部材を横から見た図である。 図１に示す光モジュールの断面図である。 図３に示す基板を上から見た図である。 変形例１の基板を上から見た図である。 変形例２の基板を上から見た図である。 変形例３の基板を横から見た図である。 変形例４の基板を横から見た図である。 変形例５の基板を横から見た図である。 光ケーブルの別の例を示す断面図である。 変形例６の基板を上から見た図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は部分拡大図である。 変形例６の基板を横から見た図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図１に示す光モジュール１は、光通信技術などにおいて信号（データ）の伝送に用いられるものであり、接続先のパソコンなどといった電子機器に電気的に接続され、入出力される電気信号を光信号に変換して光信号を伝送するものである。

図１に示すように、光モジュール１は、光ケーブル３と、コネクタモジュール５とを備えている。光モジュール１では、単芯或いは多芯の光ケーブル３の末端がコネクタモジュール５に取り付けられて構成されている。以下、必要に応じて、電気コネクタ２２側を光モジュール１の前方とし、光ケーブル３側を後側として説明する。なお、図１に示される破線は、光モジュール１の中心軸線Ｘを示している。

光ケーブル３は、図１から図３に示されるように、複数本（ここでは４本）の光ファイバ心線（光ファイバの一例）７と、この光ファイバ心線７を被覆する樹脂製の外被９と、光ファイバ心線７と外被９との間に介在された極細径の抗張力繊維（ケブラー）１１（図６参照）と、外被９と抗張力繊維１１との間に介在された金属編組１３とを有している。つまり、光ケーブル３では、光ファイバ心線７、抗張力繊維１１、金属編組１３及び外被９が、その中心から径方向の外側に向けてこの順に配置されている。光ファイバ心線７は、断面視で、光ケーブル３の略中心に配置されている。

光ファイバ心線７は、コアとクラッドが石英ガラスである光ファイバ（ＡＧＦ：All Glass Fiber）、クラッドが硬質プラスチックからなる光ファイバ（ＨＰＣＦ：Hard Plastic Clad Fiber）、等を用いることができる。ガラスのコア径が８０μｍの細径ＨＰＣＦを用いると、光ファイバ心線７が小径に曲げられても破断しにくい。外被９は、ノンハロゲン難燃性樹脂である例えばＰＶＣ（polyvinylchloride）から形成されている。外被９の外径は、４．２ｍｍ程度であり、外被９の熱伝導率は、例えば０．１７Ｗ／ｍ・Ｋである。抗張力繊維１１は、例えばアラミド繊維であり、束状に集合された状態で光ケーブル３に内蔵されている。

金属編組１３は、例えば錫めっき導線から形成されており、編組密度が７０％以上、編み角度が４５°〜６０°である。金属編組１３の外径は、０．０５ｍｍ程度である。金属編組１３の熱伝導率は、例えば４００Ｗ／ｍ・Ｋである。金属編組１３ は、熱伝導を良好に確保するために高密度に配置することが好ましく、一例としては平角線の錫めっき導線で構成されていることが好ましい。

コネクタモジュール５は、ハウジング２０と、ハウジング２０の前端（先端）側に設けられる電気コネクタ２２と、ハウジング２０に収容される回路基板２４とを備えている。

ハウジング２０は、金属ハウジング（ハウジングの一例）２６と、樹脂ハウジング２８とから構成されている。金属ハウジング２６は、収容部材３０と、収容部材３０の後端部に連結され、光ケーブル３を固定する固定部材３２（ケーブル固定部の一例）とから構成されている。金属ハウジング２６は、鋼（Ｆｅ系）、ブリキ（錫めっき銅）、ステンレス、銅、真鍮、アルミなどの熱伝導率の高い（好ましくは１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上）金属材料により形成されている。金属ハウジング２６は、熱伝導体を構成している。

収容部材３０は、断面が略矩形形状を呈する筒状の中空部材である。収容部材３０は、回路基板２４などを収容する収容空間Ｓを画成している（図６参照）。収容部材３０の前端側には、電気コネクタ２２が設けられ、収容部材３０の後端側には、固定部材３２が連結される。

図３に示すように、固定部材３２は、板状の基部３４と、筒部３６と、基部３４の両側から前方に張り出す一対の第１張出片３８と、基部３４の両側から後方に張り出す一対の第２張出片４０とを有している。一対の第１張出片３８は、収容部材３０の後部からそれぞれ挿入され、収容部材３０に当接して連結される。一対の第２張出片４０は、後述する樹脂ハウジング２８のブーツ４６に連結される。なお、固定部材３２は、基部３４、筒部３６、第１張出片３８及び第２張出片４０が板金により一体に形成されている。

筒部３６は、略円筒形状をなしており、基部３４から後方に突出するように設けられている。筒部３６は、カシメリングとの協働により光ケーブル３を保持する。具体的には、外被９を剥いだ後、光ケーブル３の光ファイバ心線７を筒部３６の内部に挿通させると共に、抗張力繊維１１を筒部３６の外周面に沿って配置する。そして、筒部３６の外周面に配置された抗張力繊維１１上にカシメリングを配置して、カシメリングをかしめる。これにより、抗張力繊維１１が筒部３６とカシメリングとの間に挟持されて固定され、固定部材３２に光ケーブル３が保持固定される。

基部３４には、光ケーブル３の金属編組１３の端部がはんだにより接合されている。具体的には、金属編組１３は、固定部材３２においてカシメリング（筒部３６）の外周を覆うように配置されており、その端部が基部３４の一面（後面）にまで延ばされてはんだにより接合されている。これにより、固定部材３２と金属編組１３とは、熱的に接続されている。さらに、収容部材３０の後端部に固定部材３２が結合することにより、収容部材３０と固定部材３２とが物理的且つ熱的に接続される。つまり、収容部材３０と光ケーブル３の金属編組１３とが熱的に接続される。

樹脂ハウジング２８は、例えばポリカーボネートなどの樹脂材料から形成されており、金属ハウジング２６を覆っている。樹脂ハウジング２８は、外装ハウジング４４と、外装ハウジング４４と連結するブーツ４６とを有している。外装ハウジング４４は、収容部材３０の外面を覆うように設けられている。ブーツ４６は、外装ハウジング４４の後端部に連結され、金属ハウジング２６の固定部材３２を覆っている。ブーツ４６の後端部と光ケーブル３の外被９とは、接着剤（図示しない）により接着される。

電気コネクタ２２は、接続対象（パソコンなど）に挿入され、接続対象と電気的に接続される部分である。電気コネクタ２２は、ハウジング２０の前端側に配置されており、ハウジング２０から前方に突出している。電気コネクタ２２は、接触子２２ａにより回路基板２４に電気的に接続されている。

また、電気コネクタ２２は、電気コネクタ２２の接続方向、すなわち、図５に示される前後方向から見た場合、電気コネクタ２２の中心と光ケーブル３の中心は光モジュール１の中心軸線Ｘ上に配置されている。すなわち、電気コネクタ２２と光ケーブル３は略同軸線上に配置されている。

回路基板２４は、金属ハウジング２６（収容部材３０）の収容空間Ｓに収容されている。回路基板２４には、制御用半導体５０と、受発光素子５２（光素子の一例）とが搭載されている。回路基板２４は、制御用半導体５０と受発光素子５２とを電気的に接続している。回路基板２４は、平面視で略矩形形状を呈しており、所定の厚みを有している。回路基板２４は、例えば、ガラスエポキシ基板、セラミック基板などの絶縁基板であり、その表面又は内部には、金（Ａｕ）、アルミ（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）などにより回路配線が形成されている。制御用半導体５０と受発光素子５２とは、光電変換部を構成している。

制御用半導体５０は、駆動ＩＣ（Integrated Circuit）５０ａや波形整形器であるＣＤＲ（Clock Data Recovery）装置５０ｂなどを含んでいる。駆動ＩＣ５０ａと比べて、ＣＤＲ装置５０ｂは動作時の発熱量が大きい場合がある。制御用半導体５０は、回路基板２４において、表面２４ａの前端側に配置されている。制御用半導体５０は、電気コネクタ２２と電気的に接続されている。

受発光素子５２は、複数（ここでは２つ）の発光素子５２ａと、複数（ここでは２つ）の受光素子５２ｂとを含んで構成されている。発光素子５２ａ及び受光素子５２ｂは、回路基板２４において、表面２４ａの後端側に配置されている。発光素子５２ａとしては、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）、レーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting LASER）などを用いることができる。受光素子５２ｂとしては、例えば、フォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）などを用いることができる。

受発光素子５２は、光ケーブル３の光ファイバ心線７と光学的に接続されている。具体的には、図４（ｂ）に示すように、回路基板２４の後方端部付近には、受発光素子５２及び駆動ＩＣ５０ａを覆うようにレンズアレイ部品５５（光結合部材の一例）が配置されている。レンズアレイ部品５５には、発光素子５２ａから出射された光、又は、光ファイバ心線７から出射された光を反射して屈曲させる反射膜５５ａが配置されている。光ファイバ心線７の末端にはコネクタ部品５４（光ファイバ保持部材の一例）が取り付けられており、コネクタ部品５４とレンズアレイ部品５５とが位置決めピンによって位置決めされて結合することにより光ファイバ心線７と受発光素子５２とが光学的に接続される。レンズアレイ部品５５は、光の入射部および出射部に、入射光を平行光とし、平行光を集光して出射するコリメートレンズを備えることが好ましい。このようなレンズアレイ部品５５は、樹脂の射出成形により、一体に構成することができる。

図５に示すように、光ケーブル３から導出された光ファイバ心線７は、緩やかに上方に撓みつつ電気コネクタ２２側に向けて延び、レンズアレイ部品５５とコネクタ部品５４の上方を通過した後、コネクタ部品５４に向けて折り返して、その先端がコネクタ部品５４に保持されている。光ファイバ心線７がコネクタ部品５４に向けて屈曲する部分には折り返し部７ａが形成されている。前後方向から見た場合、折り返し部７ａは、回路基板２４に搭載された受発光素子５２に対して、電気コネクタ２２側に配置されている。なお、図７は、図３に示される回路基板２４を上から見た図であり、４本全ての光ファイバ心線７がレンズアレイ部品５５とコネクタ部品５４の上方を通過している。

図６に示すように、回路基板２４の裏面２４ｂ（図４参照）と収容部材３０の内壁面との間には、放熱シート５６が配置されている。放熱シート５６は、回路基板２４において受発光素子５２が搭載される面（表面２４ａ）の裏側に配置されている。放熱シート５６は、回路基板２４の裏面２４ｂと収容部材３０の内壁面に物理的且つ熱的に接続されている。放熱シート５６は、熱伝導性及び柔軟性を有する材料から形成される熱伝導体である。

なお、ここで言う熱的に接続されているとは、物理的な接続によって熱を伝達可能な経路が確立されていることを言う。したがって、本実施形態では、空気などの媒体を介して熱が伝達することは、熱的に接続されていることとはならない。

上記構成を有する光モジュール１では、電気コネクタ２２から電気信号を入力し、回路基板２４の配線を介して制御用半導体５０に電気信号が入力される。制御用半導体５０に入力された電気信号は、レベルの調整やＣＤＲ装置５０ｂにより波形整形などが行われた後に、制御用半導体５０から回路基板２４の配線を介して受発光素子５２に出力される。電気信号を入力した受発光素子５２では、電気信号を光信号に変換し、発光素子５２ａから光ファイバ心線７に光信号を出射する。

また、光ケーブル３で伝送された光信号は、受光素子５２ｂに入射される。受光素子５２ｂでは、入射された光信号を電気信号に変換し、この電気信号を回路基板２４の配線を介して制御用半導体５０に出力する。制御用半導体５０では、電気信号に所定の処理を施した後、電気コネクタ２２にその電気信号を出力する。

続いて、光モジュール１における放熱方法について、図６を参照しながら説明する。回路基板２４に搭載されたＣＤＲ装置５０ｂや駆動ＩＣ５０ａや受発光素子５２で発生した熱は、まず回路基板２４に伝わる。回路基板２４に伝達された熱は、放熱シート５６を介して収容部材３０に伝えられる。次に、熱は、収容部材３０からこれに連結された電気コネクタ２２や固定部材３２に伝わる。電気コネクタ２２に伝わった熱は、電気コネクタ２２が接続される外部機器に放熱される。また、固定部材３２に伝わった熱は、固定部材３２に接続された光ケーブル３の金属編組１３に伝えられる。そして、金属編組１３に伝わった熱は、光ケーブル３の外被９を介して外部に放熱される。以上のようにして、光モジュール１では、発熱体である制御用半導体５０及び受発光素子５２で発生した熱が外部に放出される。

以上説明したように、本実施形態では、光ケーブル３から前方に向けて（電気コネクタ２２側へ）導出された光ファイバ心線７が、上方に緩やかに撓みながらレンズアレイ部品５５とコネクタ部品５４の上方を通過した後、屈曲して形成された折り返し部７ａを介してコネクタ部品５４に保持されている。このように、光ファイバ心線７は、折り返し部７ａを有するため、収容部材３０の収容空間Ｓの内部において十分な余長を有する。従って、使用される環境温度が変化する場合、例えば、寒暖の差が大きい外部環境下において、光ファイバ心線７が膨張や収縮したとしても、その膨張や収縮は折り返し部７ａで吸収される。そのため、コネクタ部品５４が光ファイバ心線７を保持する部分に負荷は生じない。

なお、上記実施形態の例では、コネクタ部品５４を用いて光ファイバ心線７と受発光素子５２とを光結合させているが、余長としての折り返し部７ａを形成できれば良く、コネクタ部品５４のような光ファイバ保持部材を用いなくてもよい。例えば、光ファイバ保持部材を用いずに光ファイバ心線７をレンズアレイ部品５５に接着するなどして、光ファイバ心線７を保持させても良い。また、レンズアレイ部品５５とコネクタ部品５４を用いずに光ファイバ心線７を受発光素子５２に接着する構成であっても、光ファイバ心線７に折り返し部７ａを形成できていれば良い。

図８は、変形例１の回路基板２４を上から見た図である。この変形例１では、光ケーブル３から電気コネクタ２２側に向けて導出された光ファイバ心線７は、レンズアレイ部品５５とコネクタ部品５４の上方ではなく、それらの横側を通過している。光ケーブル３から導出された光ファイバ心線７のうち、２本は、レンズアレイ部品５５とコネクタ部品５４の右側を通過して、その後、折り返し部７ａを形成して、その端部がコネクタ部品５４に保持されている。同様に、残りの２本は、レンズアレイ部品５５とコネクタ部品５４の左側を通過して、その後、折り返し部７ａを形成して、その端部がコネクタ部品５４に保持されている。

この構成によれば、限られた設計空間のうち、収容部材３０の収容空間Ｓの上下空間に他の部品を配置して有効に活用するか、または、空間を狭めることにより光モジュール１を小型化できる。

図９は、変形例２の回路基板２４を上から見た図である。この変形例２では、回路基板２４の後方端部付近にコネクタ部品５４が配置され、レンズアレイ部品５５はコネクタ部品５４よりも電気コネクタ２２側に配置されている。そして、光ケーブル３から電気コネクタ２２側に導出された光ファイバ心線７のうち、２本は、レンズアレイ部品５５とコネクタ部品５４の右側を通過して、その後、折り返し部７ａを形成している。この光ファイバ心線７の２本は、さらにその後、光ケーブル３側（後方側）へ向けて延び、レンズアレイ部品５５とコネクタ部品５４の左側を通過して、さらに、折り返し部７ａを形成し、その端部がコネクタ部品５４に保持されている。すなわち、光ファイバ心線７は、レンズアレイ部品５５とコネクタ部品５４の周囲を略一周した後にその端部がコネクタ部品５４に保持されている。同様に、光ファイバ心線７の残りの２本は、レンズアレイ部品５５とコネクタ部品５４の左側を通過して、その後、折り返し部７ａを形成し、光ケーブル３側（後方側）へ向けて延び、さらに、レンズアレイ部品５５とコネクタ部品５４の右側を通過して、さらに、折り返し部７ａを形成し、その端部がコネクタ部品５４に保持されている。

この構成によれば、限られた設計空間のうち、収容部材３０の収容空間Ｓの上下空間に他の部品を配置して有効に活用するか、または、空間を狭めることにより光モジュール１を小型化できる。

図１０は、変形例３の基板を横から見た図である。図１０に示すように、電気コネクタ２２と光ケーブル３は光モジュール１の中心軸線Ｘ上に配置されている。一方、回路基板２４は、中心軸線Ｘから所定距離Ｌだけ下方（受発光素子５２が搭載されていない側）に離れた位置に配置されている。

この構成によれば、所定距離Ｌだけ回路基板２４を下方に配置したことで、光ファイバ心線７を上下方向に折り返すためのスペースを確保しやすくなっている。

図１１は、変形例４の基板を横から見た図である。図１１に示すように、電気コネクタ２２と光ケーブル３は光モジュール１の中心軸線Ｘ上に配置されている。一方、回路基板２４は、中心軸線Ｘから所定距離Ｌだけ上方（受発光素子５２が搭載されている側）に離れた位置に配置されている。また、回路基板２４は、レンズアレイ部品５５が搭載される領域とＣＤＲ装置５０ｂが搭載される領域との間に、穴２４ｃが形成されている。この穴２４ｃの幅は光ファイバ心線７の直径より広く、光ファイバ心線７が通過可能な程度の広さを有している。

図１１に示される変形例４では、光ファイバ心線７は、光ケーブル３から電気コネクタ２２側に向けて、下方に緩やかに撓みながら延びている。その後、光ファイバ心線７は、回路基板２４の裏面２４ｂを通過して、さらに、回路基板２４に設けられた穴２４ｃを裏面２４ｂから通過して表面２４ａに出て、コネクタ部品５４に保持されている。光ファイバ心線７は、穴２４ｃ付近に折り返し部７ａを形成している。

この構成によれば、所定距離Ｌだけ回路基板２４を下方に配置したことで、光ファイバ心線７を上下方向に折り返すためのスペースを確保しやすくなっている。

なお、上述の実施形態では、電気コネクタ２２が直接に回路基板２４を支持する構成を説明したが、例えば、電気コネクタ２２と回路基板２４との間にフレキシブルプリント基板（Flexible printed circuits）を介在させて両者を接続する構成としても良い。フレキシブルプリント基板を介在させることで、電気コネクタ２２側において回路基板２４が中心軸線Ｘから下方または上方に離れる距離を、目標値に調整することが容易となる。

また、上述の実施形態では、図４（ｂ）に示されるように、受発光素子５２と光ファイバ心線７は異なる光軸を有しており、光結合部材であるレンズアレイ部品５５の反射膜５５ａによって、両者が光結合されるように光軸方向が変換されている。また、レンズアレイ部品５５に形成されている位置決めピンは、光ファイバ心線７の光軸と略平行な方向に向けて突出するように形成されている。光ファイバ心線７を保持するコネクタ部品５４を光ファイバ心線７の光軸と略平行な方向に移動させることによって、コネクタ部品５４をレンズアレイ部品５５の位置決めピンと嵌合させ、光ファイバ心線７と受発光素子５２とを光結合している。位置決めピンの突出方向は回路基板２４の面方向と略平行であるので、コネクタ部品５４を回路基板２４の表面に沿わせながら接続することができ、組立作業の効率性（作業性）が向上する。

なお、上述のように、光結合部材が、異なる光軸を有する受発光素子５２と光ファイバ心線７とを光結合する構成は、上記レンズアレイ部品５５を用いた形態に限定されない。その変形例５を図１２に示す。図１２に示される変形例５では、反射面（反射膜）の代わりに、光ファイバ心線７を受発光素子５２の光軸方向へ曲げることが可能な、円弧状の光ファイバ保持孔７１が光フェルール部材７０に形成されている。このように、光ファイバ保持孔７１によって光ファイバ心線７を曲げることで、光ファイバ心線７の光軸と受発光素子５２の光軸とを一致させる構成としても良い。光ファイバ心線７の端面から出射された光は、光フェルール部材７０に設けられた集光レンズ７２によって平行光となり、受発光素子５２に入射される。また、受発光素子５２から出射される光は、集光レンズ７２によって集光され、光ファイバ心線７の端面に入射される。この光フェルール部材７０のように、光結合部材と光ファイバ保持部材は一体構成されていても良い。

上記のような光結合部材の構成は任意に選択され得るが、異なる光軸を有する受発光素子と光ファイバ心線とを光結合する構成をとる場合、光結合部材の高さが電気コネクタ２２よりも大きくなることがある。このような場合において、上記の実施形態の構成によればモジュール全体のサイズを小さく保ちながら、このような光結合部材を収容するのに十分な内部空間を確保できる点において有利である。

図１３は、光ケーブル３とは別の形態の光ケーブル３Ａの断面図を示す。なお、以下の説明において光ケーブル３と同一または同様の部分には同一の符号を付すものとし、その詳細は省略する。

光ケーブル３Ａは、その横断面で見た中央に、光ファイバテープ心線７Ｅを有する。光ファイバテープ心線７Ｅは、複数（本例では４本）の光ファイバ心線７を平面上に並列させて被覆樹脂（テープ樹脂）でテープ状に束ねて一体化されたものである。光ファイバテープ心線７Ｅの周囲には抗張力繊維（ケブラー）１１の束を沿わせてなる介在層が設けられている。また、その外周には光ファイバテープ心線７Ｅ及び抗張力繊維１１を収容する円筒状のインナーチューブ１２が設けられている。インナーチューブ１２の外周には金属編組（金属層）１３が設けられている。そして、金属編組１３の外周には絶縁樹脂からなる外被９が設けられている。

インナーチューブ１２は、ノンハロゲン難燃性樹脂である例えばＰＶＣ（Polyvinyl chloride）などの絶縁樹脂からなる。インナーチューブ１２の外径は、光ケーブル３Ａを細径化するために、例えば４．０ｍｍ以下であることが好ましい。また、外部からの衝撃による破れ防止のため、インナーチューブ１２の厚みは例えば０．３ｍｍ以上であることが好ましい。なお、光ファイバテープ心線７Ｅは複数本設けられていても良い。

図１４は、変形例６の回路基板２４を上から見た図であり、図１５は、変形例６の回路基板２４を横から見た図である。
この変形例６では、光ファイバテープ心線７Ｅにおける光ファイバ心線７の配列ピッチＰ1と、光ファイバ心線７を保持しているコネクタ部品５４での光ファイバ心線７の配列ピッチＰ2とが相違している。本例では、複数の光ファイバ心線７が受発光素子５２と接続する接続端部に設けられたコネクタ部品５４における光ファイバ心線７の配列ピッチ（コネクタピン間の距離）Ｐ2は、並列に束ねられた光ファイバテープ心線７Ｅの隣り合う光ファイバ心線７間の距離Ｐ1より大きく形成されている。そこで、このような構成に対応するために、すなわち光ファイバ心線７の配列ピッチの変換を行うために、光ファイバテープ心線７Ｅのテープ樹脂を、少なくとも光ファイバの折り返し部７ａから受発光素子５２の間において剥離し光ファイバを単芯分離している。

また、光ファイバテープ心線７Ｅにおける複数の光ファイバ心線７を束ねているテープ樹脂部分が、光ケーブル３Ａにおける外被９の先端部（固定部材３２の基部３４に当接している端部）よりも、電気コネクタ２２が接続された回路基板２４の第１の端部側（ハウジング２０の前方向）に向けて突出して配設されている。この変形例においては、筒部３６に挿通された光ファイバテープ心線７Ｅのテープ樹脂が、基部３４よりさらに突出して配設されている。これにより光ファイバ心線７を束ねるテープ樹脂が、光ファイバテープ心線７Ｅの外側に配置される筒部３６あるいは基部３４に接触することとなり、テープ樹脂で覆われた光ファイバ心線７は、筒部３６や基部３４に直接接触することはない。

また、図１５に示すように、この変形例６では、光ケーブル３Ａから電気コネクタ２２側に向けて導出された光ファイバテープ心線７Ｅが、先ず回路基板２４の裏面２４ｂ側を通過し、続いて、回路基板２４の側面に形成された穴２４ｃを裏面２４ｂ側から通過し表面２４ａ側に出て、コネクタ部品５４に保持されている。

光ケーブル３Ａから導出された光ファイバテープ心線７Ｅは、２本ずつの光ファイバ心線７に分けられる。そのうち、２本は、回路基板２４の裏面２４ｂの右側を通り、その後、回路基板２４の右側面に開放して形成された穴２４ｃ（この形態では、コネクタ部品５４の周囲で、電気コネクタ２２側の右側に形成されている）を通過して表面２４ａ側に出る。表面側に出た光ファイバ心線７は、折り返し部７ａを形成して、その端部がコネクタ部品５４に保持される。

同様に、残りの２本は、回路基板２４の裏面２４ｂの左側を通り、その後、回路基板２４の左側面に開放して形成された穴２４ｃ（この形態では、コネクタ部品５４の周囲で、電気コネクタ２２側の左側に形成されている）を通過して表面２４ａ側に出る。表面側に出た光ファイバ心線７は、レンズアレイ部品５５とコネクタ部品５４の左側を通過して、その後、折り返し部７ａを形成して、その端部がコネクタ部品５４に保持される。

図１４（ｂ）は、回路基板２４の側面に形成された穴２４ｃを示す。なお、見やすくするために光ファイバ心線７を取り除いた状態を表示している。穴２４ｃは、回路基板２４の側面に形成され、穴の一部が回路基板２４の側方に開放されている。穴２４ｃの幅（深さ）Ｄは、２本の光ファイバ心線７が通過可能なように、２本を足し合わせた幅と同等か、それより少し広めであることが好ましい。なお、穴２４ｃの位置は、コネクタ部品５４の周囲の電気コネクタ２２側に限定されず、レンズアレイ部品５５の左右、コネクタ部品５４の左右、あるいはこれらの部品５４、５５以外の左右等、光ファイバ心線７を引き廻し配線するのに作業性のよい位置が好ましい。

また、穴２４ｃが形成されている回路基板２４は、収容部材３０によって構成されている金属ハウジング２６（ハウジングの一例）内において、金属ハウジング２６との間隔Ｗが、穴２４ｃに通される光ファイバ心線７の外径（穴２４ｃに１本の光ファイバ心線７が通される場合は１本の光ファイバ心線７の外径。穴２４ｃに複数本（図１４に示される本例では２本）の光ファイバ心線７が通される場合はその複数本の光ファイバ心線７の外径の合計。穴２４ｃに４本から２本に分離された光ファイバテープ心線７Ｅが通される場合は、その２本の光ファイバ心線７を束ねる光ファイバテープ心線７Ｅの外径（幅）の意味）より大きく確保されるように配置されている。これにより光ファイバ心線７を図１４（ａ）に示す位置に配線する際に、回路基板２４の横に確保された間隔Ｗに光ファイバ心線７を通過させて自在に引き廻すことができ、作業性が良い。

また、光ファイバテープ心線７Ｅのテープ樹脂は、配線の作業性を考慮して、光ケーブル３Ａの端末から外部に延びている部分については全て剥離し単芯分離するようにしてもよい。すなわち、金属ハウジング２６内に配置されている光ファイバ部分については、光ファイバテープ心線７Ｅのテープ樹脂を剥離するようにしてもよい。

なお、光ケーブルと回路基板の組合せは上記の形態のほか、光ケーブル３Ａを図７から図１１に示す回路基板２４に取り付けるようにしてもよい。

このような構成によれば、光ファイバテープ心線７Ｅのテープ樹脂を、少なくとも光ファイバの折り返し部７ａから受発光素子５２の間において剥離しているので、光ファイバ心線７のピッチ変換作業を行うに際して、単芯分離された光ファイバ心線７を折り返し部７ａによる余長をもたせた状態で取り扱うことができ、ピッチ変換の作業効率を向上させることができる。また、光モジュールの組み立て作業後、外部環境の影響によって光ファイバ心線７が膨張や収縮したとしても、その膨張や収縮は折り返し部７ａで吸収される。そのため、コネクタ部品５４が光ファイバ心線７を保持する部分に負荷は生じない。

また、光ファイバテープ心線７Ｅのテープ樹脂部分が外被９の先端部よりも突出して設けられているので、あるいは固定部材３２（ケーブル固定部）の基部３４より、光ファイバ心線７を固定部材３２に直接接触させず、光ファイバ心線７をテープ樹脂で保護することができる。例えば、光モジュール１が振動した場合であっても、摩擦による光ファイバ心線７の損傷を防止することができる。

一方、光ケーブル３Ａの端末から外部に延びている光ファイバテープ心線７Ｅ部分について全てテープ樹脂を剥離し単芯分離させても良い。この構成によれば、テープ樹脂で覆われた光ファイバテープ心線７Ｅによるテープ心線の癖を取り除いて、光ファイバ心線７を自在に引き廻すことができ金属ハウジング２６内の配線作業の効率を向上させることができる。

また、光ファイバ心線７を通過させる穴２４ｃを回路基板２４の側方に開放して形成しているので、光ファイバ心線７を回路基板２４の側面側から穴２４ｃに通過させて裏面２４ｂ側から表面２４ａ側に引き廻すことができ、配線作業の効率を格段に向上させることができる。さらに、回路基板２４と金属ハウジング２６との間隔Ｗを穴２４ｃに通される光ファイバ心線７の外径より大きく確保しているので、光ファイバ心線７をこの間隔Ｗを通過させて回路基板２４の裏面２４ｂ側から表面２４ａ側に引き廻すことができ、配線作業の効率をさらに向上させることができる。

以上、本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。

１：光モジュール、３：光ケーブル、５：コネクタモジュール、７：光ファイバ心線（光ファイバの一例）、７Ｅ：光ファイバテープ心線、９：外被、１１：抗張力繊維、１２：インナーチューブ、１３：金属編組、２０：ハウジング、２２：電気コネクタ、２４：回路基板、２４ｃ：穴、２６：金属ハウジング、２６ａ：段差部、２８：樹脂ハウジング、３０：収容部材、３２：固定部材（ケーブル固定部の一例）、５０：制御用半導体、５０ａ：駆動ＩＣ、５０ｂ：ＣＤＲ装置、５２：受発光素子（光素子の一例）、５４：コネクタ部品（光ファイバ保持部材の一例）、５５：レンズアレイ部品（光結合部材の一例）、５６：放熱シート、Ｓ：収容空間、Ｘ：中心軸線、Ｌ：所定距離、Ｐ1，Ｐ2：配列ピッチ

Claims (9)

1. 光素子が搭載された回路基板と、
   前記回路基板の第１の端部と接続する電気コネクタと、
   前記回路基板の第１の端部とは反対側の第２の端部側に配置される光ケーブルであって、光ファイバを保持する光ケーブルと、
   前記光ケーブルを前記第２の端部側で固定するケーブル固定部を有し、前記回路基板を収容するハウジングと、を備え、
   前記光ファイバは、屈曲している折り返し部を有し、前記折り返し部を介して前記光素子に光学的に接続され、
   前記折り返し部は、前記光素子に対して前記第１の端部側に配置されていることを特徴とする光モジュール。
2. 前記光ケーブルは、複数の光ファイバが束ねられた光ファイバテープ心線を保持しており、
   前記光ファイバテープ心線における光ファイバの配列ピッチと、前記複数の光ファイバが前記光素子と接続する接続端部における光ファイバの配列ピッチとが異なり、
   前記光ファイバテープ心線は、少なくとも前記折り返し部から前記光素子の間においてテープ樹脂が剥離されて前記複数の光ファイバが単芯に分離されていることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
3. 前記光ファイバテープ心線のテープ樹脂部が、前記光ケーブルにおける外被の端部より前記第１の端部側に向けて突出して設けられていることを特徴とする請求項２に記載の光モジュール。
4. 前記光ファイバテープ心線は、前記ハウジング内に配置されている部分において、前記テープ樹脂が剥離されていることを特徴とする請求項２に記載の光モジュール。
5. 前記光ケーブルから前記ハウジング内に導入された光ファイバを保持している光ファイバ保持部材と、
   前記回路基板上に固定され、前記光ファイバ保持部材と連結して前記光素子と前記光ファイバとを光学的に接続する光結合部材と、を備え、
   前記光ファイバ保持部材は、前記光素子に対して前記第１の端部側に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光モジュール。
6. 前記ハウジング内を前記電気コネクタの接続方向から見た場合、前記電気コネクタと前記ケーブル固定部における前記光ファイバは同軸上に配置され、
   前記回路基板が前記同軸から所定距離だけ前記光素子が搭載されていない側に配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の光モジュール。
7. 前記回路基板は穴を有し、
   前記光ファイバは、前記回路基板において前記光素子が搭載されていない面から、前記穴を経由して、前記光素子が搭載されている面へ向けて配され、前記光素子に光学的に接続されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の光モジュール。
8. 前記穴は、回路基板の側面に形成され、当該穴の一部は基板側方に開放されており、
   前記回路基板と前記ハウジングの間隔は、前記穴に通される前記光ファイバの外径より大きいことを特徴とする請求項７に記載の光モジュール。
9. 前記ハウジング内を前記電気コネクタの接続方向から見た場合、前記電気コネクタと前記ケーブル固定部における前記光ファイバは同軸上に配置され、
   前記回路基板は前記同軸から所定距離だけ前記光素子が搭載されている側に配置されていることを特徴とする請求項７または８に記載の光モジュール。

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