JP5314119B2 - Optical module - Google Patents

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本発明は、光モジュールに関する。   The present invention relates to an optical module.

光ファイバを用いた高速光通信の分野では、電気信号と光信号とを相互に変換する部品として光トランシーバが用いられている。光トランシーバを取り扱う業界団体で取り決められたＭＳＡ（Multi Source Agreement）により、プラガブル光トランシーバの仕様（形状・寸法・ピンアサインなど）が標準化されている。これらのプラガブル光トランシーバによれば、通信機器側（ホスト側）のメイン基板上にケージが設置され、光電変換素子や回路基板を内蔵した光モジュールがケージに着脱可能に挿入される。光モジュールがケージに挿入されると、ケージ内の電気インターフェースコネクタに対して光モジュール内の回路基板が電気的・機械的に接続される。これにより、光ファイバで送受される光信号と、通信機器側のメイン基板で処理される電気信号が、光モジュール内の光電変換素子や回路基板によって相互に変換可能になる。   In the field of high-speed optical communication using an optical fiber, an optical transceiver is used as a component that mutually converts an electrical signal and an optical signal. The specifications (shape, dimensions, pin assignment, etc.) of pluggable optical transceivers are standardized by MSA (Multi Source Agreement) agreed by an industry group that handles optical transceivers. According to these pluggable optical transceivers, a cage is installed on a main board on the communication device side (host side), and an optical module incorporating a photoelectric conversion element and a circuit board is detachably inserted into the cage. When the optical module is inserted into the cage, the circuit board in the optical module is electrically and mechanically connected to the electrical interface connector in the cage. Thereby, the optical signal transmitted and received by the optical fiber and the electric signal processed by the main board on the communication device side can be converted into each other by the photoelectric conversion element and the circuit board in the optical module.

特許文献１には、光通信に用いられる光モジュールが記載されている。特許文献１の光モジュールは、光電変換素子を一方面に搭載した透明基板と、透明基板の他方面に配置され、光ファイバの一端を支持する支持部材とを備えている。   Patent Document 1 describes an optical module used for optical communication. The optical module of Patent Document 1 includes a transparent substrate on which one surface of a photoelectric conversion element is mounted, and a support member that is disposed on the other surface of the transparent substrate and supports one end of the optical fiber.

特開２００４−２４０２２０号公報JP 2004-240220 A

特許文献１では、光電変換素子、透明基板及び支持部材を配線基板（回路基板）の上に搭載する際に、これらの部材を単に積み重ねたように配置させている。また、特許文献１では、ソケットや信号処理チップなどを介在させて透明基板が回路基板に接続されており、透明基板は回路基板に直接的には接続されていない（後述する図５Ｂ及び図５Ｃ参照）。この結果、特許文献１の構成では、全体が厚くなってしまい、低背化を図ることができない。   In patent document 1, when mounting a photoelectric conversion element, a transparent substrate, and a supporting member on a wiring board (circuit board | substrate), these members are arrange | positioned just like piled up. In Patent Document 1, the transparent substrate is connected to the circuit board through a socket, a signal processing chip, and the like, and the transparent substrate is not directly connected to the circuit board (FIGS. 5B and 5C described later). reference). As a result, with the configuration of Patent Document 1, the entire structure becomes thick, and a reduction in height cannot be achieved.

本発明は、光モジュールの低背化を図ることを目的とする。   An object of the present invention is to reduce the height of an optical module.

上記目的を達成するための主たる発明は、ケージに着脱可能な光モジュールであって、前記ケージのコネクタに接続される回路基板と、前記回路基板に搭載され、光を透過可能な透明基板と、前記透明基板に搭載され、前記透明基板に向かって光を発光し若しくは前記透明基板を透過した光を受光する光電変換素子と、光を伝送する光ファイバを支持し、前記光電変換素子と前記光ファイバとの間の光路を前記透明基板とともに形成する支持部材とを備え、前記回路基板には、窓が形成されており、前記透明基板は、前記光電変換素子の搭載面とは反対面で前記窓を塞ぐように、前記回路基板に搭載されており、前記支持部材は、前記透明基板の前記反対面に取り付けられるとともに、前記回路基板の前記窓に挿入されて配置されていることを特徴とする光モジュールである。   The main invention for achieving the above object is an optical module detachable from a cage, a circuit board connected to a connector of the cage, a transparent board mounted on the circuit board and capable of transmitting light, A photoelectric conversion element mounted on the transparent substrate and emitting light toward the transparent substrate or receiving light transmitted through the transparent substrate; and an optical fiber that transmits light; and the photoelectric conversion element and the light A support member that forms an optical path between the optical fiber and the transparent substrate together with the transparent substrate, and a window is formed in the circuit substrate, and the transparent substrate is the surface opposite to the mounting surface of the photoelectric conversion element. It is mounted on the circuit board so as to close the window, and the support member is attached to the opposite surface of the transparent substrate and is inserted into the window of the circuit board. An optical module according to claim.

本発明の他の特徴については、後述する明細書及び図面の記載により明らかにする。   Other characteristics of the present invention will be made clear by the description and drawings described later.

本発明によれば、光モジュールの低背化を図ることができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the height of the optical module.

図１は、第１実施形態のプラガブル光トランシーバの説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a pluggable optical transceiver according to the first embodiment. 図２Ａは、光モジュール１のハウジング１Ａ内の回路基板等を斜め上から見た斜視図である。図２Ｂは、斜め下から見た斜視図である。FIG. 2A is a perspective view of the circuit board and the like in the housing 1A of the optical module 1 as viewed from obliquely above. FIG. 2B is a perspective view seen from obliquely below. 図３は、ケージ２に挿入された光モジュール１の概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the optical module 1 inserted into the cage 2. 図４は、光路変換器４０を固定するための固定具６２の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a fixture 62 for fixing the optical path changer 40. 図５Ａは、本実施形態の回路基板１０、ガラス基板２０、駆動素子３２及び光路変換器４０の配置の説明図である。図５Ｂは、第１比較例の配置の説明図である。図５Ｃは、第２比較例の配置の説明図である。FIG. 5A is an explanatory diagram of the arrangement of the circuit board 10, the glass substrate 20, the drive element 32, and the optical path converter 40 according to the present embodiment. FIG. 5B is an explanatory diagram of the arrangement of the first comparative example. FIG. 5C is an explanatory diagram of the arrangement of the second comparative example. 図６Ａは、光路変換器４０のレンズ部４１の曲率半径Ｒの説明図である。図６Ｂは、光ファイバのコアと光のスポットとの関係の説明図である。FIG. 6A is an explanatory diagram of the radius of curvature R of the lens portion 41 of the optical path changer 40. FIG. 6B is an explanatory diagram of the relationship between the core of the optical fiber and the light spot. 図７Ａは、レンズ部４１の光軸に垂直なＹ方向にガラス基板２０と光路変換器４０とをずらした場合のずれ量（μｍ）と光結合効率（％）との関係のグラフである。図７Ｂは、レンズ部４１の光軸に平行なＺ方向にガラス基板２０と光路変換器４０とをずらした場合のずれ量（μｍ）と光結合効率（％）との関係のグラフである。FIG. 7A is a graph of the relationship between the shift amount (μm) and the optical coupling efficiency (%) when the glass substrate 20 and the optical path changer 40 are shifted in the Y direction perpendicular to the optical axis of the lens unit 41. FIG. 7B is a graph of the relationship between the shift amount (μm) and the optical coupling efficiency (%) when the glass substrate 20 and the optical path changer 40 are shifted in the Z direction parallel to the optical axis of the lens unit 41. 図８Ａは、第１実施形態の位置決め穴２３の説明図である。図８Ｂは、参考例の位置決め穴２３’の説明図である。FIG. 8A is an explanatory diagram of the positioning hole 23 of the first embodiment. FIG. 8B is an explanatory diagram of the positioning hole 23 ′ of the reference example. 図９Ａは、第１実施形態の位置決めピン４３の説明図である。図９Ｂは第１参考例の位置決めピン４３’の説明図である。図９Ｃは第２参考例の位置決めピン４３”の説明図である。FIG. 9A is an explanatory diagram of the positioning pin 43 of the first embodiment. FIG. 9B is an explanatory diagram of the positioning pin 43 ′ of the first reference example. FIG. 9C is an explanatory diagram of the positioning pin 43 ″ of the second reference example. 図１０Ａ及び図１０Ｂは、第１実施形態の位置決め穴２３と位置決めピン４３との嵌合の様子の説明図である。FIG. 10A and FIG. 10B are explanatory views showing a state of fitting between the positioning hole 23 and the positioning pin 43 of the first embodiment. 図１１Ａは、第１実施形態の位置決めピン４３の根元近傍の拡大図である。図１１Ｂは、参考例の位置決めピン４３の根元近傍の拡大図である。FIG. 11A is an enlarged view of the vicinity of the root of the positioning pin 43 of the first embodiment. FIG. 11B is an enlarged view of the vicinity of the root of the positioning pin 43 of the reference example. 図１２Ａは、第１実施形態の位置決め穴２３の説明図である。図１２Ｂは、第２実施形態の位置決め穴の説明図である。FIG. 12A is an explanatory diagram of the positioning hole 23 of the first embodiment. FIG. 12B is an explanatory diagram of a positioning hole according to the second embodiment. 図１３は、第３実施形態の光モジュールの概略構成図である。FIG. 13 is a schematic configuration diagram of an optical module according to the third embodiment. 図１４は、変形例の固定具６２’の斜視図である。FIG. 14 is a perspective view of a modified fixture 62 '.

後述する明細書及び図面の記載から、少なくとも以下の事項が明らかとなる。   At least the following matters will be apparent from the description and drawings described below.

ケージに着脱可能な光モジュールであって、前記ケージのコネクタに接続される回路基板と、前記回路基板に搭載され、光を透過可能な透明基板と、前記透明基板に搭載され、前記透明基板に向かって光を発光し若しくは前記透明基板を透過した光を受光する光電変換素子と、光を伝送する光ファイバを支持し、前記光電変換素子と前記光ファイバとの間の光路を前記透明基板とともに形成する支持部材とを備え、前記回路基板には、窓が形成されており、前記透明基板は、前記光電変換素子の搭載面とは反対面で前記窓を塞ぐように、前記回路基板に搭載されており、前記支持部材は、前記透明基板の前記反対面に取り付けられるとともに、前記回路基板の前記窓に挿入されて配置されていることを特徴とする光モジュールが明らかとなる。
このような光モジュールであれば、低背化を図ることができる。 An optical module that can be attached to and detached from a cage, the circuit board being connected to the connector of the cage, the transparent board that is mounted on the circuit board and capable of transmitting light, and the transparent board that is mounted on the transparent board. A photoelectric conversion element that emits light toward or receives light that has passed through the transparent substrate and an optical fiber that transmits the light are supported, and an optical path between the photoelectric conversion element and the optical fiber together with the transparent substrate A window is formed in the circuit board, and the transparent substrate is mounted on the circuit board so as to close the window on a surface opposite to the mounting surface of the photoelectric conversion element. The optical module is characterized in that the support member is attached to the opposite surface of the transparent substrate and is inserted into the window of the circuit board.
With such an optical module, the height can be reduced.

前記支持部材は、前記透明基板の前記搭載面に搭載された素子よりも厚い部材であることが望ましい。これにより、より低背化を図ることができる。   The support member is preferably a member that is thicker than an element mounted on the mounting surface of the transparent substrate. Thereby, the height can be further reduced.

前記回路基板には、前記窓を囲むように回路基板側電極が形成されており、前記透明基板には、前記光電変換素子の搭載面とは反対面に透明基板側電極が形成されているとともに、前記透明基板側電極と前記光電変換素子との間を配線するための貫通ビアが形成されており、前記回路基板側電極と前記透明基板側電極とを接続させつつ前記透明基板が前記窓を塞ぐように前記回路基板に搭載されていることが望ましい。これにより、低背化を実現できる。   A circuit board side electrode is formed on the circuit board so as to surround the window, and a transparent substrate side electrode is formed on the surface opposite to the mounting surface of the photoelectric conversion element on the transparent substrate. A through via for wiring between the transparent substrate side electrode and the photoelectric conversion element is formed, and the transparent substrate opens the window while connecting the circuit substrate side electrode and the transparent substrate side electrode. It is desirable that the circuit board is mounted so as to close it. Thereby, low profile can be realized.

前記透明基板には位置決め穴が形成されており、前記支持部材には位置決めピンが形成されており、前記位置決め穴に前記位置決めピンが挿入されることによって、前記透明基板と前記支持部材が着脱可能に位置決めされていることが望ましい。これにより、支持部材の交換が容易になる。   A positioning hole is formed in the transparent substrate, a positioning pin is formed in the support member, and the transparent substrate and the support member can be attached and detached by inserting the positioning pin into the positioning hole. It is desirable that the Thereby, replacement | exchange of a supporting member becomes easy.

前記位置決め穴に前記位置決めピンを挿入する方向に力を付勢する付勢部材と、前記光電変換素子を放熱する放熱部材とを更に備え、前記付勢部材が、前記光電変換素子と前記放熱部材とを密着させる方向に力を付勢するように構成されていることが望ましい。これにより、光電変換素子の放熱が容易になる。   A biasing member that biases a force in the direction of inserting the positioning pin into the positioning hole; and a heat dissipation member that radiates heat from the photoelectric conversion element, wherein the biasing member includes the photoelectric conversion element and the heat dissipation member. It is desirable that the force is biased in the direction in which the two are in close contact with each other. This facilitates heat dissipation of the photoelectric conversion element.

前記回路基板、前記透明基板、前記光電変換素子及び前記支持部材とは別の第２の回路基板、第２の透明基板、第２の光電変換素子及び第２の支持部材を更に備えるとともに、
前記透明基板の前記位置決め穴に前記透明基板の位置決めピンを挿入する方向に力を付勢するとともに、前記第２の透明基板に形成された位置決め穴に前記第２の支持部材に形成された位置決めピンを挿入する方向に力を付勢する付勢部材を更に備えることが望ましい。これにより、付勢部材を有効利用できる。 The circuit board, the transparent substrate, the photoelectric conversion element, and the support member are further provided with a second circuit board, a second transparent substrate, a second photoelectric conversion element, and a second support member.
A force is applied in the direction of inserting the positioning pin of the transparent substrate into the positioning hole of the transparent substrate, and the positioning formed in the second support member in the positioning hole formed in the second transparent substrate. It is desirable to further include a biasing member that biases the force in the direction in which the pin is inserted. Thereby, an urging member can be used effectively.

前記位置決め穴は、奥の窄まった非貫通穴であり、前記位置決めピンは、円錐台形状であることが望ましい。これにより、透明基板と支持部材を高精度に位置決めできる。   The positioning hole is preferably a non-through hole with a deep back, and the positioning pin has a truncated cone shape. Thereby, a transparent substrate and a supporting member can be positioned with high precision.

＝＝＝概要＝＝＝
図５Ａは、本実施形態の回路基板１０、ガラス基板２０、駆動素子３２及び光路変換器４０の配置の説明図である。 === Overview ===
FIG. 5A is an explanatory diagram of the arrangement of the circuit board 10, the glass substrate 20, the drive element 32, and the optical path converter 40 according to the present embodiment.

本実施形態では、ガラス基板２０（透明基板）が回路基板１０に搭載されている。ガラス基板２０の上面（搭載面）には発光部３１（光電変換素子）及び駆動素子３２が搭載されている。回路基板１０には収容窓１２（窓）が形成されており、ガラス基板２０の下面（搭載面とは反対面）で収容窓１２を塞ぐようにガラス基板２０が回路基板１０に搭載されている。光ファイバ５０の一端を支持する光路変換器４０（支持部材）は、ガラス基板２０の下面に取り付けられるとともに、回路基板１０の収容窓１２に挿入されて配置されている。
本実施形態では、このように各部材を配置することによって、回路基板１０、ガラス基板２０、駆動素子３２及び光路変換器４０を単に積み重ねて配置した場合と比べて、低背化を図ることができる。 In the present embodiment, a glass substrate 20 (transparent substrate) is mounted on the circuit board 10. A light emitting unit 31 (photoelectric conversion element) and a drive element 32 are mounted on the upper surface (mounting surface) of the glass substrate 20. An accommodation window 12 (window) is formed on the circuit board 10, and the glass substrate 20 is mounted on the circuit board 10 so as to close the accommodation window 12 with the lower surface (the surface opposite to the mounting surface) of the glass substrate 20. . An optical path changer 40 (support member) that supports one end of the optical fiber 50 is attached to the lower surface of the glass substrate 20 and is inserted into the accommodation window 12 of the circuit board 10.
In the present embodiment, by arranging each member in this way, the height can be reduced as compared with the case where the circuit board 10, the glass substrate 20, the drive element 32, and the optical path changer 40 are simply stacked. it can.

図５Ｂは、第１比較例の配置の説明図である。この配置は、前述の特許文献１（特開２００４−２４０２２０号公報）の図６に示された配置とほぼ同様である。ガラス基板２０’は信号処理チップ１０１’と一体にモールドされて、混成集積回路１００’が構成されている。回路基板１０’にはソケット１０２’が配置されており、混成集積回路１００’が固定されている。ガラス基板２０’の下側であって、混成集積回路１００’と回路基板１０’の間には、光ファイバ５０’を支持する光路変換器４０’が取り付けられている。第１比較例の配置では、各部材（回路基板１０’、ガラス基板２０’、駆動素子３２’及び光路変換器４０’）が単に積み重ねられたように配置されている。また、ソケット１０２’や信号処理チップ１０１’などを介在させてガラス基板２０’が回路基板１０’に間接的に接続されており、ガラス基板２０’は回路基板１０’に直接的には接続されていない。この結果、第１比較例の配置の場合、少なくとも全体の厚さが回路基板１０’、ガラス基板２０’、駆動素子３２’及び光路変換器４０’の厚さの合計値以上になるため、低背化を図ることができない。   FIG. 5B is an explanatory diagram of the arrangement of the first comparative example. This arrangement is almost the same as the arrangement shown in FIG. 6 of the aforementioned Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-240220). The glass substrate 20 'is molded integrally with the signal processing chip 101' to constitute a hybrid integrated circuit 100 '. A socket 102 'is disposed on the circuit board 10', and the hybrid integrated circuit 100 'is fixed. An optical path changer 40 ′ for supporting the optical fiber 50 ′ is attached below the glass substrate 20 ′ and between the hybrid integrated circuit 100 ′ and the circuit substrate 10 ′. In the arrangement of the first comparative example, the members (the circuit board 10 ′, the glass board 20 ′, the driving element 32 ′, and the optical path converter 40 ′) are arranged so as to be simply stacked. Further, the glass substrate 20 ′ is indirectly connected to the circuit board 10 ′ via the socket 102 ′, the signal processing chip 101 ′, etc., and the glass substrate 20 ′ is directly connected to the circuit board 10 ′. Not. As a result, in the case of the arrangement of the first comparative example, at least the overall thickness is equal to or greater than the total thickness of the circuit board 10 ′, the glass substrate 20 ′, the drive element 32 ′, and the optical path converter 40 ′, so that the low Cannot be turned upside down.

図５Ｃは、第２比較例の配置の説明図である。この配置は、前述の特許文献１（特開２００４−２４０２２０号公報）の図７に示された配置とほぼ同様である。この配置においても、各部材（回路基板１０”、ガラス基板２０”、駆動素子３２”及び光路変換器４０”）が単に積み重ねられたように配置されている。また、信号処理チップ１０１”などを介在させてガラス基板２０”が回路基板１０”に間接的に接続されており、ガラス基板２０”は回路基板１０”に直接的には接続されていない。この結果、第２比較例の配置の場合も、少なくとも全体の厚さが回路基板１０”、ガラス基板２０”、駆動素子３２”及び光路変換器４０”の厚さの合計値以上になるため、低背化を図ることができない。   FIG. 5C is an explanatory diagram of the arrangement of the second comparative example. This arrangement is almost the same as the arrangement shown in FIG. 7 of the aforementioned Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-240220). Also in this arrangement, each member (the circuit board 10 ″, the glass substrate 20 ″, the driving element 32 ″, and the optical path changer 40 ″) is arranged as simply stacked. Further, the glass substrate 20 ″ is indirectly connected to the circuit substrate 10 ″ with the signal processing chip 101 ″ interposed therebetween, and the glass substrate 20 ″ is not directly connected to the circuit substrate 10 ″. As a result, even in the arrangement of the second comparative example, at least the total thickness is equal to or greater than the total thickness of the circuit board 10 ″, the glass substrate 20 ″, the drive element 32 ″, and the optical path changer 40 ″. Cannot be turned upside down.

上記の第１比較例及び第２比較例と比べて理解できるように、本実施形態では、図５Ａに示すように各部材を配置することによって、低背化を実現できる。   As can be understood compared with the first comparative example and the second comparative example, in the present embodiment, it is possible to reduce the height by arranging the members as shown in FIG. 5A.

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
＜全体構成＞
図１は、プラガブル光トランシーバの説明図である。なお、光送信器と光受信機の両方を備えるものを光トランシーバと呼ぶことがあるが、ここでは一方のみ備えるものも光トランシーバと呼ぶ。図中のプラガブル光トランシーバは、ＭＳＡ（Multi Source Agreement）で規定されたＱＳＦＰタイプ（ＱＳＦＰ：Quad Small Form Factor Pluggable）のものである。プラガブル光トランシーバは、光モジュール１と、ケージ２とを有する。 === First Embodiment ===
<Overall configuration>
FIG. 1 is an explanatory diagram of a pluggable optical transceiver. An optical transceiver having both an optical transmitter and an optical receiver is sometimes referred to as an optical transceiver, but here, an optical transceiver having only one is also referred to as an optical transceiver. The pluggable optical transceiver in the figure is of the QSFP type (QSFP: Quad Small Form Factor Pluggable) defined by MSA (Multi Source Agreement). The pluggable optical transceiver has an optical module 1 and a cage 2.

図中には、２種類の光モジュール１が描かれている。図に示すように、光モジュール１には、光ファイバ（コードを含む）が固定されていても良いし、着脱可能でも良い。図中の２つのケージ２のうちの一方は、ヒートシンク３が取り外されるとともに、内部が見えるように一部破断されて、描かれている。   In the drawing, two types of optical modules 1 are depicted. As shown in the drawing, an optical fiber (including a cord) may be fixed to the optical module 1 or may be detachable. One of the two cages 2 in the figure is drawn with the heat sink 3 removed and partially broken so that the inside can be seen.

以下の説明では、図１に示すように、前後、上下及び左右を定義する。すなわち、光モジュール１を挿入するケージ２の挿入口側を「前」とし、逆側を「後」とする。光モジュール１においては、光ファイバ（コードを含む）が延び出る側を「前」とし、逆側を「後」とする。また、ケージ２が設けられるメイン基板から見て、ケージ２が設けられる面の側を「上」とし、逆側を「下」とする。また、前後方向と上下方向と直交する方向を「左右」とする。   In the following description, as shown in FIG. 1, front and rear, up and down, and left and right are defined. That is, the insertion port side of the cage 2 into which the optical module 1 is inserted is referred to as “front” and the opposite side is referred to as “rear”. In the optical module 1, the side from which the optical fiber (including the cord) extends is referred to as “front”, and the opposite side is referred to as “rear”. Further, when viewed from the main board on which the cage 2 is provided, the side of the surface on which the cage 2 is provided is “upper”, and the opposite side is “lower”. Also, the direction orthogonal to the front-rear direction and the up-down direction is defined as “left-right”.

通信機器側（ホスト側）のメイン基板上にはケージ２が設置されている。ケージ２は、例えばデータセンター内のブレードサーバのメイン基板上に設けられる。   A cage 2 is installed on the main board on the communication device side (host side). The cage 2 is provided on a main board of a blade server in the data center, for example.

光モジュール１は、ケージ２に着脱可能に挿入される。光モジュール１は、ハウジング１Ａ内に光電変換素子３１や回路基板１０を内蔵しており、光ファイバで送受される光信号と、通信機器側のメイン基板で処理される電気信号とを相互に変換する。   The optical module 1 is detachably inserted into the cage 2. The optical module 1 includes a photoelectric conversion element 31 and a circuit board 10 in a housing 1A, and mutually converts an optical signal transmitted / received by an optical fiber and an electric signal processed by a main board on a communication device side. To do.

ケージ２は、光モジュール１を着脱可能に収容する。ケージ２は、光モジュール１を挿入するための挿入口を前側に備え、前後方向に長い断面矩形の箱形部材である。このケージ２は、前側を開放するように金属板を折り曲げ加工して形成される。金属板が断面矩形状に折り曲げ加工されることにより、光モジュール１を収容するための収容部がケージ２内に形成されている。ケージ２の内部の後側には、コネクタ２Ａが設けられている。光モジュール１がケージ２に挿入されると、ケージ２内のコネクタ２Ａに対して光モジュール１内の回路基板が電気的・機械的に接続される。これにより、光モジュール１とメイン基板との間で電気信号が伝送される。   The cage 2 accommodates the optical module 1 in a detachable manner. The cage 2 is a box-shaped member having a rectangular section in the front-rear direction with an insertion slot for inserting the optical module 1 on the front side. The cage 2 is formed by bending a metal plate so as to open the front side. An accommodating portion for accommodating the optical module 1 is formed in the cage 2 by bending the metal plate into a rectangular cross section. A connector 2 </ b> A is provided on the rear side inside the cage 2. When the optical module 1 is inserted into the cage 2, the circuit board in the optical module 1 is electrically and mechanically connected to the connector 2 </ b> A in the cage 2. Thereby, an electrical signal is transmitted between the optical module 1 and the main board.

ケージ２の上面には開口部があり、その開口部を塞ぐようにヒートシンク３が取り付けられている。ヒートシンク３は、ケージ２に挿入された光モジュール１の熱を外部に放熱するための多数の放熱フィン（放熱ピン）を備えている。   The upper surface of the cage 2 has an opening, and a heat sink 3 is attached so as to close the opening. The heat sink 3 includes a large number of heat radiation fins (heat radiation pins) for radiating the heat of the optical module 1 inserted into the cage 2 to the outside.

＜光モジュール１の内部構成＞
図２Ａは、光モジュール１のハウジング１Ａ内の回路基板１０等を斜め上から見た斜視図である。図２Ｂは、斜め下から見た斜視図である。図３は、ケージ２に挿入された光モジュール１の概略構成図である。 <Internal configuration of optical module 1>
FIG. 2A is a perspective view of the circuit board 10 and the like in the housing 1A of the optical module 1 as viewed obliquely from above. FIG. 2B is a perspective view seen from obliquely below. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the optical module 1 inserted into the cage 2.

図に示すように、光モジュール１は、ハウジング１Ａ内に、回路基板１０と、ガラス基板２０と、発光部３１と、光路変換器４０とを備えている。   As shown in the figure, the optical module 1 includes a circuit board 10, a glass substrate 20, a light emitting unit 31, and an optical path converter 40 in a housing 1A.

回路基板１０は、電子回路を構成する板状のプリント基板である。回路基板１０の後側端部には、ケージ２内のコネクタ２Ａ（コネクタソケット）と接続するための接続部１１（カードエッジコネクタ）が形成されている。接続部１１は回路基板１０の上下両面に形成されており、多数の端子が左右方向に並んで形成されている。   The circuit board 10 is a plate-like printed board that constitutes an electronic circuit. A connection portion 11 (card edge connector) for connecting to a connector 2A (connector socket) in the cage 2 is formed at the rear end portion of the circuit board 10. The connection portion 11 is formed on both upper and lower surfaces of the circuit board 10 and a large number of terminals are formed side by side in the left-right direction.

回路基板１０には、光路変換器４０を収容するための収容窓１２が形成されている。また、この収容窓１２を囲むように、回路基板１０の上面には回路基板側電極１３が形成されている。回路基板１０の上側には、収容窓１２を塞ぐように、ガラス基板２０が搭載されている。言い換えると、ガラス基板２０の下側に回路基板１０の収容窓１２が位置しており、ガラス基板２０の下面で回路基板１０の収容窓１２が塞がれている。なお、ガラス基板２０の下面にはガラス基板側電極２２が形成されており、回路基板側電極１３とガラス基板側電極２２とを接続しつつ、回路基板１０の収容窓１２を塞ぐようにガラス基板２０を回路基板１０に搭載している。   An accommodation window 12 for accommodating the optical path converter 40 is formed in the circuit board 10. A circuit board side electrode 13 is formed on the upper surface of the circuit board 10 so as to surround the housing window 12. A glass substrate 20 is mounted on the upper side of the circuit board 10 so as to close the housing window 12. In other words, the housing window 12 of the circuit board 10 is positioned below the glass substrate 20, and the housing window 12 of the circuit board 10 is closed by the lower surface of the glass substrate 20. A glass substrate side electrode 22 is formed on the lower surface of the glass substrate 20, and the glass substrate so as to close the housing window 12 of the circuit substrate 10 while connecting the circuit substrate side electrode 13 and the glass substrate side electrode 22. 20 is mounted on the circuit board 10.

収容窓１２は、回路基板１０に形成された矩形状の貫通穴である。この収容窓１２に光路変換器４０の上側が挿入されている。光路変換器４０の下側は収容窓１２から下側に突出しており、この突出した部分から前側に光ファイバ５０が延び出ている。但し、光路変換器４０が回路基板１０より薄い場合、光路変換器４０の下側は収容窓１２から下側に突出しない。この場合、反射部４２が光を鈍角に反射するように構成されると、光路変換器４０から光ファイバ５０を引き出しやすくなる。   The housing window 12 is a rectangular through hole formed in the circuit board 10. The upper side of the optical path changer 40 is inserted into the accommodation window 12. The lower side of the optical path changer 40 protrudes downward from the receiving window 12, and the optical fiber 50 extends forward from the protruding portion. However, when the optical path changer 40 is thinner than the circuit board 10, the lower side of the optical path changer 40 does not protrude downward from the receiving window 12. In this case, if the reflecting portion 42 is configured to reflect light at an obtuse angle, the optical fiber 50 can be easily pulled out from the optical path converter 40.

ガラス基板２０は、光を透過可能な透明なガラス製基板である。ガラス基板２０には、回路基板１０の収容窓１２の形状に沿って、複数の貫通ビア２１が形成されている。   The glass substrate 20 is a transparent glass substrate that can transmit light. A plurality of through vias 21 are formed in the glass substrate 20 along the shape of the receiving window 12 of the circuit board 10.

ガラス基板２０の下面（発光部３１を搭載する搭載面とは反対側の面）には、ガラス基板側電極２２が形成されている。ガラス基板側電極２２は、貫通ビア２１の外側に形成されている。また、ガラス基板側電極２２は、回路基板１０の収容窓１２の外側に沿うように、形成されている。ガラス基板側電極２２は、回路基板１０の上面の回路基板側電極１３と電気的に接続されることになる。貫通ビア２１は、ガラス基板側電極２２と発光部３１及び駆動素子３２との間の配線に用いられている。   A glass substrate side electrode 22 is formed on the lower surface of the glass substrate 20 (the surface opposite to the mounting surface on which the light emitting unit 31 is mounted). The glass substrate side electrode 22 is formed outside the through via 21. Further, the glass substrate side electrode 22 is formed along the outside of the accommodation window 12 of the circuit board 10. The glass substrate side electrode 22 is electrically connected to the circuit substrate side electrode 13 on the upper surface of the circuit substrate 10. The through via 21 is used for wiring between the glass substrate side electrode 22, the light emitting unit 31, and the driving element 32.

ガラス基板２０の下面には、光路変換器４０を位置決めするための２つの位置決め穴２３が形成されている。この位置決め穴２３は、ガラス基板２０を貫通しておらず、非貫通穴となるように形成されている。位置決め穴２３を非貫通穴にすることによって、位置決め穴２３の上側に部品（例えば駆動素子３２）を搭載したり、その部品への配線を配置したりすることが可能になり、ガラス基板２０の上面における部品搭載や配線の自由度が高くなる。また、この結果、ガラス基板２０の小型化も可能となる。なお、位置決め穴２３の形状等については、後述する。   Two positioning holes 23 for positioning the optical path changer 40 are formed on the lower surface of the glass substrate 20. The positioning hole 23 does not penetrate the glass substrate 20 and is formed to be a non-through hole. By making the positioning hole 23 a non-through hole, it becomes possible to mount a component (for example, the drive element 32) on the upper side of the positioning hole 23 and to arrange a wiring to the component. The degree of freedom of component mounting and wiring on the upper surface is increased. As a result, the glass substrate 20 can be downsized. The shape and the like of the positioning hole 23 will be described later.

ガラス基板２０の上面には、発光部３１が実装されている。また、発光部３１を駆動するための駆動素子３２も、ガラス基板２０の上面（発光部３１の搭載面）に実装されている。発光部３１と駆動素子３２は、貫通ビア２１の内側に配置されている。言い換えると、発光部３１と駆動素子３２は、回路基板１０の収容窓１２の上側に位置するように、ガラス基板２０の上面に実装されている。   A light emitting unit 31 is mounted on the upper surface of the glass substrate 20. A driving element 32 for driving the light emitting unit 31 is also mounted on the upper surface of the glass substrate 20 (the mounting surface of the light emitting unit 31). The light emitting unit 31 and the driving element 32 are disposed inside the through via 21. In other words, the light emitting unit 31 and the driving element 32 are mounted on the upper surface of the glass substrate 20 so as to be positioned above the receiving window 12 of the circuit board 10.

発光部３１は、光信号と電気信号とを変換する光電変換素子である。ここでは、発光部３１として、基板に垂直な光を出射するＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser：垂直共振器面発光レーザ）が採用されている。なお、光電変換素子として、光信号を電気信号に変換する受光部がガラス基板２０に実装されても良い。また、発光部と受光部の両方がガラス基板２０に実装されても良い。   The light emitting unit 31 is a photoelectric conversion element that converts an optical signal and an electrical signal. Here, a VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) that emits light perpendicular to the substrate is employed as the light emitting unit 31. Note that a light receiving unit that converts an optical signal into an electrical signal may be mounted on the glass substrate 20 as a photoelectric conversion element. Further, both the light emitting unit and the light receiving unit may be mounted on the glass substrate 20.

発光部３１の発光部側電極３１Ａと発光面３１Ｂは、ガラス基板２０の側となる下面に形成されている。発光部３１は、ガラス基板２０にフリップチップ実装されており、ガラス基板２０に向かって光を照射する。発光部３１の発光部側電極３１Ａと発光面３１Ｂが同じ側（ガラス基板２０の側となる下面）に位置しているため、発光部３１をガラス基板２０にフリップチップ実装すれば、発光面３１Ｂがガラス基板２０の側を向き、発光面３１Ｂが外部に露出しないことになる。   The light emitting unit side electrode 31 </ b> A and the light emitting surface 31 </ b> B of the light emitting unit 31 are formed on the lower surface on the glass substrate 20 side. The light emitting unit 31 is flip-chip mounted on the glass substrate 20 and irradiates light toward the glass substrate 20. Since the light emitting unit side electrode 31A and the light emitting surface 31B of the light emitting unit 31 are located on the same side (the lower surface on the side of the glass substrate 20), if the light emitting unit 31 is flip-chip mounted on the glass substrate 20, the light emitting surface 31B. Faces the glass substrate 20, and the light emitting surface 31B is not exposed to the outside.

なお、図３には発光部３１の発光面３１Ｂが１つ描かれているが、発光部３１は、紙面と垂直な方向に並ぶ複数（例えば４つ）の発光面３１Ｂを備えている。   3 shows one light emitting surface 31B of the light emitting unit 31, the light emitting unit 31 includes a plurality of (for example, four) light emitting surfaces 31B arranged in a direction perpendicular to the paper surface.

光路変換器４０は、発光部３１から照射された光の光路を変換する光学部材である。また、光路変換器４０は、光ファイバ５０の一端を支持し、発光部３１と光ファイバ５０との間の光路を透明基板と共に形成する支持部材としても機能する。光路変換器４０は、レンズ部４１と、反射部４２とを備えている。レンズ部４１は、光路変換器４０の上面に形成されている。反射部４２は、光路変換器４０の下面に形成されている。   The optical path converter 40 is an optical member that converts the optical path of the light emitted from the light emitting unit 31. The optical path converter 40 also functions as a support member that supports one end of the optical fiber 50 and forms the optical path between the light emitting unit 31 and the optical fiber 50 together with the transparent substrate. The optical path changer 40 includes a lens unit 41 and a reflection unit 42. The lens unit 41 is formed on the upper surface of the optical path changer 40. The reflection part 42 is formed on the lower surface of the optical path changer 40.

レンズ部４１は、光を集束させられるように凸レンズ状に形成された部位である。但し、レンズ部４１は、光路変換器４０の上面から突出しないように、上面から窪んだ凹部に形成されている（図６参照）。レンズ部４１を光路変換器４０の上面から窪ませて形成することによって、光路変換器４０の上面とガラス基板２０の下面とを面接触させることが可能になる。レンズ部４１は、発光部３１の照射した光を集束させて反射部４２に導き、光を光ファイバ５０に入射させる。ガラス基板２０に受光部が実装されている場合には、レンズ部４１は、反射部４２から反射された光を受光部に集束させることになる。レンズ部４１は、ガラス基板２０を挟んで発光部３１の発光面３１Ｂと対向している。   The lens portion 41 is a portion formed in a convex lens shape so that light can be focused. However, the lens part 41 is formed in the recessed part dented from the upper surface so that it may not protrude from the upper surface of the optical path changer 40 (refer FIG. 6). By forming the lens portion 41 so as to be recessed from the upper surface of the optical path changer 40, the upper surface of the optical path changer 40 and the lower surface of the glass substrate 20 can be brought into surface contact. The lens unit 41 focuses the light emitted from the light emitting unit 31, guides the light to the reflecting unit 42, and causes the light to enter the optical fiber 50. When the light receiving unit is mounted on the glass substrate 20, the lens unit 41 focuses the light reflected from the reflecting unit 42 on the light receiving unit. The lens unit 41 faces the light emitting surface 31B of the light emitting unit 31 with the glass substrate 20 interposed therebetween.

反射部４２は、光を反射させるための部位である。発光部３１から照射された光の光軸は上下方向（回路基板１０やガラス基板２０などの基板に垂直な方向）であるが、反射部４２で反射された光の光軸は前後方向（回路基板１０やガラス基板２０などの基板に平行な方向）になる。反射部４２で反射された光は、光路変換器４０に取り付けられた光ファイバ５０に入射する。ガラス基板２０に受光部が実装されている場合には、反射部４２は、光ファイバ５０から出射した光を反射してレンズ部４１に導き、受光部に集束させることになる。   The reflection part 42 is a part for reflecting light. The optical axis of the light emitted from the light emitting unit 31 is the vertical direction (the direction perpendicular to the substrate such as the circuit board 10 or the glass substrate 20), but the optical axis of the light reflected by the reflecting unit 42 is the front-rear direction (circuit (Direction parallel to the substrate such as the substrate 10 or the glass substrate 20). The light reflected by the reflection unit 42 enters the optical fiber 50 attached to the optical path changer 40. When the light receiving part is mounted on the glass substrate 20, the reflecting part 42 reflects the light emitted from the optical fiber 50, guides it to the lens part 41, and focuses it on the light receiving part.

なお、図中の反射部４２は、反射光の光軸が前後方向（回路基板１０やガラス基板２０などの基板に平行な方向）になるように描かれている。但し、反射部４２は、９０度に光を反射するものに限られない。反射部４２が光を鈍角（例えば１００度程度）に反射するように構成されていても良い。光軸が上下方向（回路基板１０やガラス基板２０などの基板に垂直な方向）であった光が前後方向（回路基板１０やガラス基板２０などの基板に平行な方向）の成分を持つように反射されれば良い。例えば、光ファイバ５０の根元が光路変換器４０の比較的上部にある場合や、光路変換器４０の厚さが回路基板１０の厚さよりも薄い場合に、光路変換器４０から光ファイバ５０を引き出しやすくするため、反射部４２が光を鈍角に反射するように構成すると良い。   In addition, the reflection part 42 in a figure is drawn so that the optical axis of reflected light may become the front-back direction (direction parallel to substrates, such as the circuit board 10 and the glass substrate 20). However, the reflection part 42 is not restricted to what reflects light at 90 degree | times. The reflection unit 42 may be configured to reflect light at an obtuse angle (for example, about 100 degrees). The light whose optical axis is in the vertical direction (direction perpendicular to the substrate such as the circuit board 10 or the glass substrate 20) has a component in the front-rear direction (direction parallel to the circuit board 10 or the glass substrate 20). It only has to be reflected. For example, when the root of the optical fiber 50 is relatively above the optical path converter 40 or when the thickness of the optical path converter 40 is thinner than the thickness of the circuit board 10, the optical fiber 50 is pulled out from the optical path converter 40. In order to facilitate, it is preferable that the reflecting portion 42 be configured to reflect light at an obtuse angle.

光路変換器４０のファイバ支持部４４には光ファイバ５０の一端が支持されており、光路変換器４０の前側から光ファイバ５０が延び出ている。光ファイバ５０は、光路変換器４０のレンズ部４１及び反射部４２に対して所定の位置関係になるように位置合わせされて取り付けられている。   One end of the optical fiber 50 is supported on the fiber support 44 of the optical path converter 40, and the optical fiber 50 extends from the front side of the optical path converter 40. The optical fiber 50 is aligned and attached so as to have a predetermined positional relationship with respect to the lens portion 41 and the reflecting portion 42 of the optical path changer 40.

図中の光路変換器４０には、光が入射する部位だけにレンズ部４１が設けられている。但し、光が出射する部位にもレンズ部を設け、光路変換器４０が２つのレンズ部を備えても良い。そして、２つのレンズ部をコリメータレンズとすれば、光路変換器４０の中で平行光を伝搬させることができる。   In the optical path changer 40 in the figure, a lens portion 41 is provided only at a site where light enters. However, a lens part may be provided also in the part which emits light, and optical path changer 40 may be provided with two lens parts. If the two lens portions are collimator lenses, parallel light can be propagated in the optical path changer 40.

光路変換器４０の上面には、ガラス基板２０の位置決め穴２３に挿入するための２つの位置決めピン４３が突出して形成されている。光路変換器４０の位置決めピン４３がガラス基板２０の位置決め穴２３に嵌合することによって、光路変換器４０のレンズ部４１の光軸とガラス基板２０に実装された発光部３１の光軸との位置合わせが行われる。位置決めピン４３の形状等については、後述する。   On the upper surface of the optical path changer 40, two positioning pins 43 for insertion into the positioning holes 23 of the glass substrate 20 are formed so as to protrude. The positioning pin 43 of the optical path converter 40 is fitted into the positioning hole 23 of the glass substrate 20, whereby the optical axis of the lens unit 41 of the optical path converter 40 and the optical axis of the light emitting unit 31 mounted on the glass substrate 20. Alignment is performed. The shape and the like of the positioning pin 43 will be described later.

光路変換器４０は、樹脂により一体成形されている。つまり、光路変換器４０のレンズ部４１、反射部４２、位置決めピン４３及びファイバ支持部４４は、樹脂により一体的に形成されている。   The optical path converter 40 is integrally formed of resin. That is, the lens part 41, the reflection part 42, the positioning pin 43, and the fiber support part 44 of the optical path changer 40 are integrally formed of resin.

図３に示すように、発光部３１及び駆動素子３２の上側には、放熱シート６１が配置されている。放熱シート６１は、熱伝導率の高い材質で構成されており、発光部３１や駆動素子３２から発生した熱をケージ２のヒートシンク３に伝導する。   As shown in FIG. 3, a heat dissipation sheet 61 is disposed above the light emitting unit 31 and the drive element 32. The heat radiation sheet 61 is made of a material having high thermal conductivity, and conducts heat generated from the light emitting unit 31 and the driving element 32 to the heat sink 3 of the cage 2.

図４は、光路変換器４０を固定するための固定具６２の斜視図である。固定具６２は、断面Ｕ字状に金属板を折り曲げた本体６３と、引っ掛け板６４とから構成されている。断面Ｕ字状の本体６３の一端には引っ掛け板６４が固定されており、本体６３の他端には引っ掛け板６４を引っ掛けるための係合部６３Ａが形成されている。   FIG. 4 is a perspective view of a fixture 62 for fixing the optical path changer 40. The fixture 62 includes a main body 63 obtained by bending a metal plate in a U-shaped cross section and a hook plate 64. A hook plate 64 is fixed to one end of the U-shaped main body 63, and an engaging portion 63 </ b> A for hooking the hook plate 64 is formed on the other end of the main body 63.

断面Ｕ字状の本体６３は、回路基板１０を左右方向から跨ぎ放熱シート６１を上側から覆い被せるように配置されており、両端は回路基板１０の下側から突出している。そして、引っ掛け板６４は、光路変換器４０の下面を押さえながら、本体６３の係合部６３Ａに引っ掛けられている。引っ掛け板６４を本体６３の係合部６３Ａに引っ掛けると、固定具６２は、本体６３の内側の部材（ガラス基板２０、発光部３１、光路変換器４０及び放熱シート６１など）を上下方向から締め付ける。   The U-shaped main body 63 is disposed so as to straddle the circuit board 10 from the left-right direction and cover the heat radiation sheet 61 from above, and both ends protrude from the lower side of the circuit board 10. The hook plate 64 is hooked on the engaging portion 63 </ b> A of the main body 63 while pressing the lower surface of the optical path converter 40. When the hook plate 64 is hooked on the engaging portion 63A of the main body 63, the fixture 62 tightens members inside the main body 63 (the glass substrate 20, the light emitting portion 31, the optical path changer 40, the heat radiation sheet 61, and the like) from above and below. .

固定具６２は、引っ掛け板６４によって光路変換器４０を上側に向かって付勢するとともに、本体６３によって放熱シート６１を介してガラス基板２０を下側に向かって付勢する。つまり、固定具６２は、ガラス基板２０の位置決め穴２３に光路変換器４０の位置決めピン４３を挿入する方向に力を付勢する付勢部材として機能する。これにより、ガラス基板２０の位置決め穴２３と光路変換器４０の位置決めピン４３との嵌合が確実なものとなり、外れにくくなる。   The fixture 62 urges the optical path converter 40 upward by the hook plate 64 and urges the glass substrate 20 downward by the main body 63 via the heat dissipation sheet 61. That is, the fixture 62 functions as a biasing member that biases a force in a direction in which the positioning pin 43 of the optical path converter 40 is inserted into the positioning hole 23 of the glass substrate 20. Thereby, fitting with the positioning hole 23 of the glass substrate 20 and the positioning pin 43 of the optical path changer 40 becomes reliable, and it becomes difficult to remove | deviate.

また、固定具６２の引っ掛け板６４が、光路変換器４０の反射部４２の外側を覆っている。これにより、反射部４２へのゴミの侵入を防ぐことができる。もし仮に反射部４２にゴミが付着すると、反射部４２の光学的な特性が変化するおそれがあるが、引っ掛け板６４が反射部４２の外側を覆うことによって、反射部４２の光学的な特性の変化を予防できる。   In addition, the hook plate 64 of the fixture 62 covers the outside of the reflecting portion 42 of the optical path converter 40. Thereby, it is possible to prevent dust from entering the reflecting portion 42. If dust adheres to the reflector 42, the optical characteristics of the reflector 42 may change. However, the hook plate 64 covers the outside of the reflector 42, so that the optical characteristics of the reflector 42 are improved. Change can be prevented.

また、固定具６２は、発光部３１や駆動素子３２と放熱シート６１とを密着させる方向に力を付勢する付勢部材として機能する。これにより、発光部３１や駆動素子３２から発生した熱が放熱シート６１に伝導しやすくなる。   Further, the fixture 62 functions as a biasing member that biases a force in a direction in which the light emitting unit 31 or the driving element 32 and the heat dissipation sheet 61 are brought into close contact with each other. Thereby, the heat generated from the light emitting unit 31 and the drive element 32 is easily conducted to the heat radiating sheet 61.

なお、位置決めピン４３が位置決め穴２３に挿入された状態が固定具６２によって保持されているため、固定具６２を外せば、ガラス基板２０から光路変換器４０を外すことが可能である。つまり、着脱可能になるように、位置決め穴２３に位置決めピン４３を挿入することによって、ガラス基板２０と光路変換器４０とが位置決めされている。このため、第１実施形態における光路変換器４０をガラス基板２０に取り付ける工程は、接着固定する場合と比べて、簡易なものとなる。また、光路変換器４０を着脱可能に取り付けているため、光路変換器４０に故障が生じても、交換が可能である。（これに対し、光路変換器４０をガラス基板２０に接着固定した場合には、光路変換器４０が故障してしまうと、ガラス基板２０（及び回路基板１０）も交換する必要が生じるため、コストがかかってしまう。）
＜回路基板１０、ガラス基板２０、駆動素子３２及び光路変換器４０の配置＞
図５Ａは、回路基板１０、ガラス基板２０、駆動素子３２及び光路変換器４０の配置の説明図である。 Since the state in which the positioning pin 43 is inserted into the positioning hole 23 is held by the fixture 62, the optical path converter 40 can be removed from the glass substrate 20 by removing the fixture 62. That is, the glass substrate 20 and the optical path changer 40 are positioned by inserting the positioning pins 43 into the positioning holes 23 so as to be detachable. For this reason, the process of attaching the optical path changer 40 in the first embodiment to the glass substrate 20 is simpler than the case of bonding and fixing. Further, since the optical path changer 40 is detachably attached, it can be replaced even if a failure occurs in the optical path changer 40. (On the other hand, when the optical path converter 40 is bonded and fixed to the glass substrate 20, if the optical path converter 40 breaks down, the glass substrate 20 (and the circuit board 10) also needs to be replaced. It will take.)
<Arrangement of the circuit board 10, the glass substrate 20, the drive element 32, and the optical path changer 40>
FIG. 5A is an explanatory diagram of the arrangement of the circuit board 10, the glass substrate 20, the drive element 32, and the optical path converter 40.

図５Ａに示すように、回路基板１０には収容窓１２が形成されていると共に、この収容窓１２を塞ぐように回路基板１０の上側にガラス基板２０が搭載されている。また、ガラス基板２０の上面には駆動素子３２（及び発光部３１）が実装され、ガラス基板２０の下面には光路変換器４０が取り付けられている。そして、光路変換器４０の上側は、回路基板１０の収容窓１２に挿入されており、光路変換器４０の下側は、回路基板１０の下面よりも下側に突出している。但し、光路変換器４０が回路基板１０より薄い場合、光路変換器４０の下側は収容窓１２から下側に突出しない。この場合、反射部４２が光を鈍角に反射するように構成されると、光路変換器４０から光ファイバ５０を引き出しやすくなる。   As shown in FIG. 5A, an accommodation window 12 is formed on the circuit board 10, and a glass substrate 20 is mounted on the upper side of the circuit board 10 so as to close the accommodation window 12. The driving element 32 (and the light emitting unit 31) is mounted on the upper surface of the glass substrate 20, and the optical path converter 40 is attached to the lower surface of the glass substrate 20. The upper side of the optical path changer 40 is inserted into the receiving window 12 of the circuit board 10, and the lower side of the optical path changer 40 protrudes below the lower surface of the circuit board 10. However, when the optical path changer 40 is thinner than the circuit board 10, the lower side of the optical path changer 40 does not protrude downward from the receiving window 12. In this case, if the reflecting portion 42 is configured to reflect light at an obtuse angle, the optical fiber 50 can be easily pulled out from the optical path converter 40.

図に示すように、回路基板１０の厚さ（上下方向の寸法）は１．０ｍｍ、ガラス基板２０の厚さは０．７ｍｍ、駆動素子３２の厚さは０．３ｍｍ、光路変換器４０の厚さは１．８ｍｍである。発光部３１は駆動素子３２よりも薄い部品なので、ここでは発光部３１は無視することにする。但し、仮に発光部３１が駆動素子３２よりも厚ければ、駆動素子３２の代わりに発光部３１の厚さを考慮することになる。   As shown in the figure, the thickness (dimension in the vertical direction) of the circuit board 10 is 1.0 mm, the thickness of the glass substrate 20 is 0.7 mm, the thickness of the driving element 32 is 0.3 mm, and the optical path converter 40 The thickness is 1.8 mm. Since the light emitting unit 31 is thinner than the drive element 32, the light emitting unit 31 is ignored here. However, if the light emitting unit 31 is thicker than the driving element 32, the thickness of the light emitting unit 31 is considered instead of the driving element 32.

光路変換器４０は、反射部４２の寸法を確保するため、また、光ファイバ５０の端部を接続するための寸法を確保するため、他と比べると一番厚い部品になっている。そして、第１実施形態では、厚みのある光路変換器４０を回路基板１０の収容窓１２に挿入させて配置することによって、全体の低背化を図っている。具体的には、第１実施形態では、１．０ｍｍの厚さの回路基板１０に０．７ｍｍのガラス基板２０を搭載し、そのガラス基板２０に厚さ１．８ｍｍの光路変換器４０を取り付けているにも関わらず、全体の厚さは、３．５ｍｍ（＝１．０ｍｍ＋０．７ｍｍ＋１．８ｍｍ）よりも薄い２．８ｍｍ（＝１．８ｍｍ＋０．７ｍｍ＋０．３ｍｍ）になっている。   The optical path changer 40 is the thickest part compared to the other parts in order to ensure the dimensions of the reflecting portion 42 and to ensure the dimensions for connecting the end of the optical fiber 50. In the first embodiment, the entire optical path changer 40 is inserted into the accommodating window 12 of the circuit board 10 and arranged to reduce the overall height. Specifically, in the first embodiment, a glass substrate 20 having a thickness of 0.7 mm is mounted on a circuit substrate 10 having a thickness of 1.0 mm, and an optical path converter 40 having a thickness of 1.8 mm is attached to the glass substrate 20. Nevertheless, the total thickness is 2.8 mm (= 1.8 mm + 0.7 mm + 0.3 mm), which is thinner than 3.5 mm (= 1.0 mm + 0.7 mm + 1.8 mm).

ところで、収容窓１２に駆動素子３２等を挿入した場合、発熱体でもある駆動素子３２や発光部３１が回路基板１０の近傍に配置されることになり、回路基板１０に搭載された他の部品に寿命劣化等の影響を及ぼすおそれがあり、仮に影響が及ばないように他の部品の配置を考慮しても回路基板１０の回路設計の自由度が低減してしまう。また、収容窓１２に駆動素子３２等を挿入した場合、収容窓１２の中に放熱シート等を取り付ける必要があり、放熱処理が困難になる。これに対し、光路変換器４０を収容窓１２に挿入した場合、光路変換器４０は受動的な部品であり、発熱はしないため、このような問題は生じない。   By the way, when the drive element 32 or the like is inserted into the housing window 12, the drive element 32 or the light emitting unit 31, which is also a heating element, is arranged in the vicinity of the circuit board 10, and other components mounted on the circuit board 10. The life of the circuit board 10 may be affected, and the degree of freedom in the circuit design of the circuit board 10 is reduced even if the arrangement of other components is taken into consideration so as not to be affected. Moreover, when the drive element 32 etc. are inserted in the accommodation window 12, it is necessary to attach a heat radiating sheet etc. in the accommodation window 12, and a heat dissipation process becomes difficult. On the other hand, when the optical path changer 40 is inserted into the receiving window 12, the optical path changer 40 is a passive component and does not generate heat, so such a problem does not occur.

このように、第１実施形態では、回路基板１０に収容窓１２を形成し、ガラス基板２０の両面に取り付けられた部品のうち一方の面に取り付けられた部品（ここでは光路変換器４０）を収容窓１２に挿入することによって、低背化を図っている。   Thus, in 1st Embodiment, the accommodation window 12 is formed in the circuit board 10, and the components (here optical path changer 40) attached to one side among the components attached to both surfaces of the glass substrate 20 are used. By inserting it into the receiving window 12, the height is reduced.

また、ガラス基板２０の両面に取り付けられた部品（ここでは駆動素子３２と光路変換器４０）のうち、厚い部品の方を収容窓１２に挿入すれば、効果的に低背化を図ることが可能である。つまり、収容窓１２に挿入される方の部品（ここでは光路変換器４０）が、ガラス基板２０の上面に取り付けられた部品（ここでは駆動素子３２）よりも厚ければ、更に効果的に低背化を図ることが可能である。特に、ガラス基板２０の一方の面に取り付けられた部品（ここでは光路変換器４０）が回路基板１０よりも厚く、ガラス基板２０の他方の面に取り付けられた部品（ここでは駆動素子３２）が回路基板１０よりも薄い場合には、厚い部品の方を収容窓１２に挿入することによって、効果的に低背化を図ることができる。   In addition, among the components (here, the drive element 32 and the optical path converter 40) attached to both surfaces of the glass substrate 20, if the thicker component is inserted into the receiving window 12, the height can be effectively reduced. Is possible. That is, if the component (here, the optical path changer 40) to be inserted into the receiving window 12 is thicker than the component (here, the drive element 32) attached to the upper surface of the glass substrate 20, it is more effectively reduced. It is possible to achieve a height change. In particular, a component (here, the optical path changer 40) attached to one surface of the glass substrate 20 is thicker than the circuit substrate 10, and a component (here, the driving element 32) attached to the other surface of the glass substrate 20 is. If it is thinner than the circuit board 10, it is possible to effectively reduce the height by inserting a thicker part into the receiving window 12.

更に第１実施形態では、発熱する駆動素子３２（及び発光部３１）がガラス基板２０の上側になるように、回路基板１０、ガラス基板２０、駆動素子３２及び光路変換器４０を配置している。これにより、ケージ２の上側のヒートシンク３に熱を逃がしやすい構成になる。   Furthermore, in the first embodiment, the circuit board 10, the glass substrate 20, the drive element 32, and the optical path changer 40 are arranged so that the drive element 32 (and the light emitting unit 31) that generates heat is on the upper side of the glass substrate 20. . As a result, the heat can be easily released to the heat sink 3 on the upper side of the cage 2.

＜ガラス基板２０と光路変換器４０との許容位置決め誤差＞
図６Ａは、光路変換器４０のレンズ部４１の曲率半径Ｒの説明図である。既に説明した通り、レンズ部４１は、光路変換器４０の上面から突出しないように形成された凸レンズ状の部位である。図６Ｂは、光ファイバ５０のコアと光のスポットとの関係の説明図である。図中の点線は光ファイバ５０のコアを示しており、ハッチングの施された領域は、光ファイバ５０の端面における光のスポットを示している。ここでは、３種類の曲率半径Ｒ（３００μｍ、３５０μｍ、４００μｍ）のレンズ部４１の光結合の効率について検討した。 <Allowable positioning error between glass substrate 20 and optical path changer 40>
FIG. 6A is an explanatory diagram of the radius of curvature R of the lens portion 41 of the optical path changer 40. As already described, the lens portion 41 is a convex lens-shaped portion formed so as not to protrude from the upper surface of the optical path changer 40. FIG. 6B is an explanatory diagram of the relationship between the core of the optical fiber 50 and the light spot. The dotted line in the figure indicates the core of the optical fiber 50, and the hatched area indicates a light spot on the end face of the optical fiber 50. Here, the efficiency of optical coupling of the lens portion 41 having three types of curvature radii R (300 μm, 350 μm, and 400 μm) was examined.

図６Ｂに示すように、曲率半径Ｒの小さいレンズ部４１ほど、光ファイバ５０の端面の位置で光のスポットが絞り込まれており、光結合効率が高くなる。具体的には、Ｒ＝３００μｍでは光結合効率は８１％であり、Ｒ＝３５０μｍでは光結合効率は３３％であり、Ｒ＝４００μｍでは光結合効率は２２％になる。曲率半径Ｒが３００μｍの場合に焦点（ここでは、発光部３１から照射された光が収束する点）が光ファイバ５０の端面近傍に位置する。これに対し、曲率半径Ｒが３５０μｍ及び４００μｍの場合には、曲率半径Ｒが３００μｍの場合と比べて、焦点が光ファイバ５０の端面から離れて位置する（いわゆる後ピンの状態）。このため、曲率半径Ｒが３５０μｍ及び４００μｍの場合には、曲率半径Ｒが３００μｍの場合と比べて、光のスポットが広がっている。   As shown in FIG. 6B, the light spot is narrowed at the position of the end face of the optical fiber 50 as the lens portion 41 has a smaller radius of curvature R, and the optical coupling efficiency becomes higher. Specifically, when R = 300 μm, the optical coupling efficiency is 81%, when R = 350 μm, the optical coupling efficiency is 33%, and when R = 400 μm, the optical coupling efficiency is 22%. When the radius of curvature R is 300 μm, the focal point (here, the point where the light emitted from the light emitting unit 31 converges) is located near the end face of the optical fiber 50. On the other hand, when the radius of curvature R is 350 μm and 400 μm, the focal point is located farther from the end face of the optical fiber 50 than when the radius of curvature R is 300 μm (so-called rear pin state). For this reason, when the radius of curvature R is 350 μm and 400 μm, the spot of light is wider than when the radius of curvature R is 300 μm.

光結合効率は、ガラス基板２０と光路変換器４０との相対的な位置関係がずれると、変化する。また、ずれる方向によって、光結合効率の変化の度合いが異なることになる。以下、この点について説明する。   The optical coupling efficiency changes when the relative positional relationship between the glass substrate 20 and the optical path changer 40 shifts. In addition, the degree of change in optical coupling efficiency varies depending on the direction of deviation. Hereinafter, this point will be described.

図７Ａは、レンズ部４１の光軸に垂直なＹ方向（前後方向又は左右方向）にガラス基板２０と光路変換器４０とをずらした場合のずれ量（μｍ）と光結合効率（％）との関係のグラフである。ずれる方向がレンズ部４１の光軸に垂直な方向の場合には、光ファイバ５０のコアから外れるように光のスポットがずれることになる。このため、Ｙ方向のずれ量がコアの径（およそ５０μｍ）の半分程度に達すると、光結合効率がおよそほぼゼロになってしまう。また、ずれ量に対する光結合効率の変化は、レンズ部４１の曲率半径Ｒが小さいほど顕著になる。このため、Ｙ方向の位置ずれは、許容され難い。   FIG. 7A shows the shift amount (μm) and optical coupling efficiency (%) when the glass substrate 20 and the optical path changer 40 are shifted in the Y direction (front-rear direction or left-right direction) perpendicular to the optical axis of the lens unit 41. It is a graph of the relationship. When the direction of deviation is a direction perpendicular to the optical axis of the lens unit 41, the light spot is deviated from the core of the optical fiber 50. For this reason, when the amount of deviation in the Y direction reaches about half of the core diameter (approximately 50 μm), the optical coupling efficiency becomes approximately zero. Further, the change in the optical coupling efficiency with respect to the shift amount becomes more significant as the radius of curvature R of the lens unit 41 is smaller. For this reason, misalignment in the Y direction is difficult to tolerate.

図７Ｂは、レンズ部４１の光軸に平行なＺ方向（上下方向）にガラス基板２０と光路変換器４０とをずらした場合のずれ量（μｍ）と光結合効率（％）との関係のグラフである。ずれる方向がレンズ部４１の光軸と平行な場合には、光のスポットの大きさが変化しても、光のスポットは光ファイバ５０のコアからは外れるわけではない。このため、Ｚ方向のずれ量が大きくても、例えばＺ方向のずれ量がコアの径の半分程度に達しても、光結合効率はゼロにはならない。このため、Ｚ方向の位置ずれは、許容され易い。   FIG. 7B shows the relationship between the shift amount (μm) and the optical coupling efficiency (%) when the glass substrate 20 and the optical path changer 40 are shifted in the Z direction (vertical direction) parallel to the optical axis of the lens unit 41. It is a graph. When the direction of deviation is parallel to the optical axis of the lens unit 41, the light spot does not deviate from the core of the optical fiber 50 even if the size of the light spot changes. For this reason, even if the amount of deviation in the Z direction is large, for example, even if the amount of deviation in the Z direction reaches about half the diameter of the core, the optical coupling efficiency does not become zero. For this reason, misalignment in the Z direction is easily allowed.

以上の通り、ガラス基板２０と光路変換器４０との相対的な位置ずれは、レンズ部４１の光軸に垂直なＹ方向には許容され難く、レンズ部４１の光軸に平行なＺ方向には許容され易い。このことは、ガラス基板２０と光路変換器４０とを位置決めする際に、ガラス基板２０の表面と平行な方向（Ｙ方向に相当）の位置決め誤差は許容され難く、ガラス基板２０の表面に垂直な方向（Ｚ方向に相当）の位置決め誤差は許容され易いことを意味している。   As described above, the relative displacement between the glass substrate 20 and the optical path changer 40 is hardly allowed in the Y direction perpendicular to the optical axis of the lens unit 41, and in the Z direction parallel to the optical axis of the lens unit 41. Is easy to tolerate. This means that when positioning the glass substrate 20 and the optical path changer 40, a positioning error in a direction parallel to the surface of the glass substrate 20 (corresponding to the Y direction) is hardly allowed and is perpendicular to the surface of the glass substrate 20. This means that positioning errors in the direction (corresponding to the Z direction) are easily tolerated.

したがって、ガラス基板２０と光路変換器４０との位置決めは、Ｚ方向よりもＹ方向の精度を高くすることが求められる。第１実施形態では、後述するように、Ｙ方向に高い精度で位置決めできるように、ガラス基板２０の位置決め穴２３と、光路変換器４０の位置決めピン４３を構成している。   Therefore, the positioning of the glass substrate 20 and the optical path changer 40 is required to have higher accuracy in the Y direction than in the Z direction. In the first embodiment, as will be described later, the positioning hole 23 of the glass substrate 20 and the positioning pin 43 of the optical path converter 40 are configured so that the positioning can be performed with high accuracy in the Y direction.

ところで、図７Ｂに示すように、第１実施形態の光路変換器４０では、レンズ部４１の曲率半径Ｒが３５０μｍ及び４００μｍでは、Ｚ方向のずれ量が増えるほど、光結合効率が増えている。この理由は、以下のように考えられる。この光路変換器４０は、曲率半径Ｒが３００μｍのレンズ部４１の場合に焦点（ここでは、発光部３１から照射された光が収束する点）が光ファイバ５０の端面近傍に位置するように、形成されている。曲率半径が長くなると焦点距離が長くなるため、この光路変換器４０において曲率半径Ｒが３５０μｍ及び４００μｍの場合には、焦点は光ファイバ５０の端面よりも遠方に位置することになる（いわゆる後ピンの状態）。このように光路変換器４０が構成されているため、曲率半径Ｒが３５０μｍ及び４００μｍの場合には、ガラス基板２０と光路変換器４０が離れると（ガラス基板２０に搭載された発光部３１とレンズ部４１との距離が長くなると）、焦点が光ファイバ５０の端面に近づき、光結合効率が向上していると考えられる。   Incidentally, as shown in FIG. 7B, in the optical path converter 40 of the first embodiment, when the radius of curvature R of the lens portion 41 is 350 μm and 400 μm, the optical coupling efficiency increases as the amount of deviation in the Z direction increases. The reason is considered as follows. In the case of the lens unit 41 having a curvature radius R of 300 μm, the optical path changer 40 is arranged so that the focal point (here, the point where the light emitted from the light emitting unit 31 converges) is located near the end face of the optical fiber 50. Is formed. When the radius of curvature increases, the focal length increases. Therefore, when the radius of curvature R is 350 μm and 400 μm in this optical path converter 40, the focal point is located farther from the end face of the optical fiber 50 (so-called rear pin). State). Since the optical path converter 40 is configured in this manner, when the radius of curvature R is 350 μm and 400 μm, the glass substrate 20 and the optical path converter 40 are separated (the light emitting unit 31 and the lens mounted on the glass substrate 20). When the distance to the portion 41 is increased), it is considered that the focal point approaches the end face of the optical fiber 50 and the optical coupling efficiency is improved.

後述するように、位置決め穴２３に位置決めピン４３を嵌合すると、ガラス基板２０と光路変換器４０とがＺ方向に若干離れて位置決めされることがある。このように位置決めされることを考慮すると、ガラス基板２０の下面と光路変換器４０の上面が密着した状態（Ｚ方向のずれ量がゼロ）において発光部３１から照射された光の収束する点（焦点）が光ファイバ５０の端面よりも遠方に位置するように、光路変換器４０の光学系（レンズ部４１及び反射部４２など）が構成されていることが望ましい。これにより、ガラス基板２０と光路変換器４０とがＺ方向に若干離れて位置決めされたときに、少なくとも光結合効率を低下させずに済む。   As will be described later, when the positioning pin 43 is fitted into the positioning hole 23, the glass substrate 20 and the optical path converter 40 may be positioned slightly apart in the Z direction. In consideration of the positioning as described above, the light irradiated from the light emitting unit 31 converges in a state where the lower surface of the glass substrate 20 and the upper surface of the optical path converter 40 are in close contact (the shift amount in the Z direction is zero) ( It is desirable that the optical system (lens unit 41, reflection unit 42, etc.) of the optical path changer 40 be configured so that the focal point is located farther from the end face of the optical fiber 50. Thereby, when the glass substrate 20 and the optical path changer 40 are positioned slightly apart in the Z direction, at least the optical coupling efficiency does not need to be lowered.

＜位置決め穴２３と位置決めピン４３＞
図８Ａは、第１実施形態の位置決め穴２３の説明図である。図８Ｂは、参考例の位置決め穴２３’の説明図である。第１実施形態では、ガラス基板２０に位置決め穴２３として非貫通穴を形成している。非貫通穴にする理由は、位置決め穴２３を非貫通穴にすることによって、ガラス基板２０の上面における部品搭載や配線の自由度が高くなるからである。 <Positioning hole 23 and positioning pin 43>
FIG. 8A is an explanatory diagram of the positioning hole 23 of the first embodiment. FIG. 8B is an explanatory diagram of the positioning hole 23 ′ of the reference example. In the first embodiment, a non-through hole is formed as a positioning hole 23 in the glass substrate 20. The reason for making the non-through hole is that by making the positioning hole 23 a non-through hole, the degree of freedom of component mounting and wiring on the upper surface of the glass substrate 20 increases.

ガラス基板２０に非貫通穴を形成する方法として、ドリルによる加工方法が考えられる。ドリルによって非加工穴を形成した場合には、図８Ｂに示すように、深さによらず径が一定の穴がガラス基板２０’に形成される。但し、ドリルによる加工は、コストがかかることがある。そこで、第１実施形態では、低コストに非貫通穴を形成できるサンドブラスト加工を採用している。但し、サンドブラスト加工によって非貫通穴を形成した場合、ガラス基板２０の表面での穴径（開口径）は精度良く形成できるものの、奥の窄まった形状になる（図８Ａ参照）。このため、穴の奥では、穴径と深さの寸法精度は極めて低い状態になる。   As a method for forming the non-through hole in the glass substrate 20, a processing method using a drill is conceivable. When the non-processed hole is formed by the drill, as shown in FIG. 8B, a hole having a constant diameter regardless of the depth is formed in the glass substrate 20 '. However, machining with a drill may be costly. Therefore, in the first embodiment, sandblasting that can form non-through holes at low cost is employed. However, when the non-through hole is formed by sandblasting, the hole diameter (opening diameter) on the surface of the glass substrate 20 can be formed with high accuracy, but it has a constricted shape (see FIG. 8A). For this reason, the dimensional accuracy of the hole diameter and depth is extremely low at the back of the hole.

図９Ａは、第１実施形態の位置決めピン４３の説明図である。図９Ｂは第１参考例の位置決めピン４３’の説明図である。図９Ｃは第２参考例の位置決めピン４３”の説明図である。   FIG. 9A is an explanatory diagram of the positioning pin 43 of the first embodiment. FIG. 9B is an explanatory diagram of the positioning pin 43 ′ of the first reference example. FIG. 9C is an explanatory diagram of the positioning pin 43 ″ of the second reference example.

図９Ｃに示す第２参考例の位置決めピン４３”は、ピン径が一定の円柱形状（寸胴形状）である。このような円柱形状の位置決めピン４３”の場合、図９Ａのような奥の窄まった位置決め穴２３に挿入して位置決めを行うことができない。また、仮に位置決め穴２３が図８Ｂのような形状の場合には、図９Ｃに示す第２参考例の位置決めピン４３”を挿入して位置決めを行うことは可能かもしれないが、この場合、はめあい公差により、位置決め穴２３’と位置決めピン４３”との間に隙間が必要であるため、この隙間の分だけ位置決め誤差が生じてしまう。（既に説明した通り、位置決め穴２３や位置決めピン４３の軸方向に垂直な方向（ガラス基板２０の表面と平行な方向、Ｙ方向）の位置決め誤差は許容され難い。）
図９Ｂに示す第１参考例の位置決めピン４３’は、円錐形状になっている。このような形状の位置決めピン４３’を図８Ａのような奥の窄まった位置決め穴２３に挿入すると、位置決めピン４３’の先端が位置決め穴２３の底に接触する可能性があり、この場合には位置決めを行うことができない。 The positioning pin 43 ″ of the second reference example shown in FIG. 9C has a cylindrical shape (dimension cylinder shape) with a constant pin diameter. In the case of such a cylindrical positioning pin 43 ″, the back constriction as shown in FIG. 9A. It cannot be positioned by being inserted into the remaining positioning hole 23. Further, if the positioning hole 23 has a shape as shown in FIG. 8B, it may be possible to perform positioning by inserting the positioning pin 43 ″ of the second reference example shown in FIG. 9C. Due to the tolerance, a gap is required between the positioning hole 23 ′ and the positioning pin 43 ″, and a positioning error is generated by this gap. (As already described, positioning errors in a direction perpendicular to the axial direction of the positioning holes 23 and the positioning pins 43 (a direction parallel to the surface of the glass substrate 20 and the Y direction) are difficult to tolerate.)
The positioning pin 43 ′ of the first reference example shown in FIG. 9B has a conical shape. When the positioning pin 43 ′ having such a shape is inserted into the positioning hole 23 having a narrow back as shown in FIG. 8A, the tip of the positioning pin 43 ′ may come into contact with the bottom of the positioning hole 23. Cannot perform positioning.

なお、第１参考例の位置決めピン４３’の高さを低くして、位置決めピン４３’の先端が位置決め穴２３の底に接触しないように構成することは可能である。但し、この場合、テーパ面の角度が小さくなってしまうため（位置決めピン４３’が全体的に平坦な形状になってしまうため）、位置決め穴２３へ挿入し難くなったり、位置決め穴２３への嵌入性が悪くなったりする等の結果、光軸がずれるおそれが生じてしまう。   It is possible to reduce the height of the positioning pin 43 ′ of the first reference example so that the tip of the positioning pin 43 ′ does not contact the bottom of the positioning hole 23. However, in this case, since the angle of the tapered surface becomes small (because the positioning pin 43 ′ has a flat shape as a whole), it becomes difficult to insert into the positioning hole 23 or fit into the positioning hole 23. As a result, the optical axis may be shifted.

これに対し、第１実施形態の位置決めピン４３は、図９Ａに示すように、円錐台形状になっている。つまり、第１実施形態の位置決めピン４３は、円錐を底面に平行な面で切り、頂部を含む部分を除いたような形状になっている。位置決めピン４３が円錐台形状であるため、図８Ａのような奥の窄まった位置決め穴２３に挿入しても、位置決めピン４３の先端が位置決め穴２３の底に接触し難い。また、円錐台形状のテーパ面４３Ａの角度を大きくしても、位置決めピン４３の先端が位置決め穴２３の底に接触し難い。   On the other hand, the positioning pin 43 of the first embodiment has a truncated cone shape as shown in FIG. 9A. That is, the positioning pin 43 of the first embodiment has a shape such that a cone is cut by a plane parallel to the bottom surface and a portion including the top portion is excluded. Since the positioning pin 43 has a truncated cone shape, the tip of the positioning pin 43 is unlikely to contact the bottom of the positioning hole 23 even if the positioning pin 43 is inserted into the narrowed positioning hole 23 as shown in FIG. 8A. Even if the angle of the truncated cone-shaped tapered surface 43 </ b> A is increased, the tip of the positioning pin 43 is difficult to contact the bottom of the positioning hole 23.

また、第１実施形態の位置決めピン４３によれば、円錐台形状のテーパ面４３Ａがガラス基板２０の表面において位置決め穴２３と隙間無く接触できるので（位置決め穴２３の縁と隙間無く接触できるので）、位置決め誤差を抑制できる。これにより、第１実施形態では、位置決め穴２３や位置決めピン４３の軸方向に垂直な方向（ガラス基板２０の表面と平行な方向、Ｙ方向）の位置決め精度を高くできる。   Further, according to the positioning pin 43 of the first embodiment, the truncated conical tapered surface 43A can contact the positioning hole 23 on the surface of the glass substrate 20 without any gap (because it can contact the edge of the positioning hole 23 without any gap). , Positioning errors can be suppressed. Thereby, in 1st Embodiment, the positioning accuracy of the direction (direction parallel to the surface of the glass substrate 20, Y direction) perpendicular | vertical to the axial direction of the positioning hole 23 or the positioning pin 43 can be made high.

図１０Ａ及び図１０Ｂは、第１実施形態の位置決め穴２３と位置決めピン４３との嵌合の様子の説明図である。図１０Ａは、位置決め穴２３の開口径（ガラス基板２０の下面での位置決め穴２３の開口径）が最大（＝１．０１ｍｍ）であり、位置決めピン４３の根元の径（光路変換器４０の上面と同じ平面内でのテーパ面４３Ａの径）が最小（＝１．０１ｍｍ）の場合の嵌合の様子を示している。図１０Ｂは、位置決め穴２３の開口径が最小（＝０．９９ｍｍ）であり、位置決めピン４３の根元の径が最大（＝１．０３ｍｍ）の場合の嵌合の様子を示している。   FIG. 10A and FIG. 10B are explanatory views showing a state of fitting between the positioning hole 23 and the positioning pin 43 of the first embodiment. FIG. 10A shows that the opening diameter of the positioning hole 23 (the opening diameter of the positioning hole 23 on the lower surface of the glass substrate 20) is the maximum (= 1.01 mm), and the root diameter of the positioning pin 43 (the upper surface of the optical path converter 40). The diameter of the taper surface 43A in the same plane as that in FIG. FIG. 10B shows a state of fitting when the opening diameter of the positioning hole 23 is the minimum (= 0.99 mm) and the base diameter of the positioning pin 43 is the maximum (= 1.03 mm).

ここでは、位置決め穴２３は、開口径が１．００ｍｍであり、公差が±０．０１ｍｍである（つまり、位置決め穴２３の開口径の最大径は１．０１ｍｍであり、最小径は０．９９ｍｍである）。また、位置決めピン４３は、根元の径が１．０２ｍｍであり、公差が０．０１ｍｍである（つまり、位置決めピン４３の根元の最大径は１．０３ｍｍであり、最小径は１．０１ｍｍである）。また、位置決め穴２３の開口径の最大径が位置決めピン４３の根元の最小径を超えないように、位置決め穴２３や位置決めピン４３のそれぞれの径及び公差が設定されている。なお、位置決めピン４３のテーパ面４３Ａを形成する母線は、光路変換器４０の上面に対して５０度傾いている。   Here, the positioning hole 23 has an opening diameter of 1.00 mm and a tolerance of ± 0.01 mm (that is, the maximum diameter of the positioning hole 23 is 1.01 mm and the minimum diameter is 0.99 mm). Is). Further, the positioning pin 43 has a root diameter of 1.02 mm and a tolerance of 0.01 mm (that is, the maximum diameter of the positioning pin 43 is 1.03 mm and the minimum diameter is 1.01 mm). ). Further, the diameters and tolerances of the positioning holes 23 and the positioning pins 43 are set so that the maximum diameter of the positioning holes 23 does not exceed the minimum diameter of the positioning pins 43. The bus forming the tapered surface 43 </ b> A of the positioning pin 43 is inclined by 50 degrees with respect to the upper surface of the optical path converter 40.

図１０Ａに示す状態では、ガラス基板２０の下面と光路変換器４０の上面が密着しつつ、位置決め穴２３の開口部（位置決め穴２３の縁）と位置決めピン４３のテーパ面４３Ａとが接触する。この状態を基準（Ｙ方向のずれ量をゼロ、Ｚ方向のずれ量をゼロ）として、図１０Ｂの位置決め精度について検討する。図１０Ｂは、位置決め穴２３及び位置決めピン４３の径が最悪の条件（位置決め精度が一番低い条件）のときの嵌合の様子を示していることになる。   10A, the opening of the positioning hole 23 (the edge of the positioning hole 23) and the tapered surface 43A of the positioning pin 43 are in contact with each other while the lower surface of the glass substrate 20 and the upper surface of the optical path changer 40 are in close contact with each other. With this state as a reference (the displacement amount in the Y direction is zero and the displacement amount in the Z direction is zero), the positioning accuracy in FIG. 10B is examined. FIG. 10B shows a state of fitting when the diameter of the positioning hole 23 and the positioning pin 43 is the worst condition (the condition where the positioning accuracy is the lowest).

図１０Ｂに示す状態では、位置決めピン４３は、位置決め穴２３の開口径と同じ径のテーパ面４３Ａで、位置決め穴２３と接触する。つまり、テーパ面４３Ａの径が０．９９ｍｍとなる周囲で位置決め穴２３と接触する。但し、位置決めピン４３と位置決め穴２３の軸は同じ位置である。言い換えると、径が０．９９ｍｍとなるテーパ面４３Ａの断面（円形状）の中心位置は、位置決め穴２３の開口部（円形状）の中心位置と一致している。したがって、この条件で位置決め穴２３と位置決めピン４３を嵌合させた場合においても、位置決め穴２３や位置決めピン４３の軸方向に垂直な方向（ガラス基板２０の表面と平行な方向、Ｙ方向）のずれ量はゼロである。   In the state shown in FIG. 10B, the positioning pin 43 is in contact with the positioning hole 23 with a tapered surface 43 </ b> A having the same diameter as the opening diameter of the positioning hole 23. That is, the taper surface 43A comes into contact with the positioning hole 23 around the diameter of 0.99 mm. However, the axes of the positioning pin 43 and the positioning hole 23 are at the same position. In other words, the center position of the cross section (circular shape) of the tapered surface 43A having a diameter of 0.99 mm coincides with the central position of the opening portion (circular shape) of the positioning hole 23. Therefore, even when the positioning hole 23 and the positioning pin 43 are fitted under these conditions, the direction perpendicular to the axial direction of the positioning hole 23 and the positioning pin 43 (the direction parallel to the surface of the glass substrate 20 and the Y direction). The amount of deviation is zero.

また、図１０Ｂに示す状態では、位置決めピン４３の根元から０．０２４ｍｍだけ上側において、位置決め穴２３と接触することになる。したがって、この条件で位置決め穴２３と位置決めピン４３を嵌合させた場合、ガラス基板２０の下面と光路変換器４０の上面との間に０．０２４ｍｍの隙間が生じることになる。但し、位置決め穴２３や位置決めピン４３の軸方向に平行な方向（ガラス基板２０の表面と垂直な方向、Ｚ方向）の２４μｍ程度のずれ量は、既に説明した通り、許容範囲内である。   Further, in the state shown in FIG. 10B, the positioning hole 23 comes into contact with the positioning pin 43 on the upper side by 0.024 mm from the root. Therefore, when the positioning hole 23 and the positioning pin 43 are fitted under these conditions, a gap of 0.024 mm is generated between the lower surface of the glass substrate 20 and the upper surface of the optical path converter 40. However, the deviation amount of about 24 μm in the direction parallel to the axial direction of the positioning hole 23 and the positioning pin 43 (the direction perpendicular to the surface of the glass substrate 20 and the Z direction) is within the allowable range as already described.

このように、第１実施形態の位置決め穴２３と位置決めピン４３によれば、位置決め穴２３や位置決めピン４３の軸方向に平行な方向（ガラス基板２０の表面と垂直な方向、Ｚ方向）の位置決め誤差が許容される際に、位置決め穴２３や位置決めピン４３の軸方向に垂直な方向（ガラス基板２０の表面と平行な方向、Ｙ方向）に高精度な位置決めを行うことができる。   Thus, according to the positioning hole 23 and the positioning pin 43 of the first embodiment, the positioning in the direction parallel to the axial direction of the positioning hole 23 and the positioning pin 43 (direction perpendicular to the surface of the glass substrate 20, Z direction). When the error is allowed, highly accurate positioning can be performed in a direction perpendicular to the axial direction of the positioning hole 23 and the positioning pin 43 (a direction parallel to the surface of the glass substrate 20 and the Y direction).

ところで、ガラス（ガラス基板２０）は樹脂（光路変換器４０）よりも硬いため、図１０Ｂに示す状態のときに、位置決めピン４３が位置決め穴２３の開口部との接触部において変形することがある。但し、図１０Ｂに示す状態から位置決めピン４３が変形しても、最終的にはガラス基板２０の下面と光路変換器４０の上面が密着した段階で位置決めピン４３の変形は止まるため、位置決めピン４３の変形に伴うＺ方向のずれは問題にならない。また、光路変換器４０は着脱可能に取り付けられているため、変形した位置決めピン４３を交換したければ、光路変換器４０を交換すれば良い。   By the way, since glass (glass substrate 20) is harder than resin (optical path converter 40), the positioning pin 43 may be deformed at the contact portion with the opening of the positioning hole 23 in the state shown in FIG. 10B. . However, even if the positioning pin 43 is deformed from the state shown in FIG. 10B, the deformation of the positioning pin 43 stops when the lower surface of the glass substrate 20 and the upper surface of the optical path changer 40 are in close contact with each other. The shift in the Z direction due to the deformation of is not a problem. Since the optical path converter 40 is detachably attached, if the deformed positioning pin 43 is to be replaced, the optical path converter 40 may be replaced.

図１１Ａは、第１実施形態の位置決めピン４３の根元近傍の拡大図である。図１１Ｂは、参考例の位置決めピン４３の根元近傍の拡大図である。
一般的に、樹脂を成型する際に樹脂が収縮するため、樹脂成型品の表面形状は、金型の内面の形状をそのまま反映するわけではない。例えば、成型品の角部が丸みを帯びることがある。
既に説明したように、第１実施形態の光路変換器４０は透明樹脂によって一体的に成形されており、位置決めピン４３も光路変換器４０の他の部位と一体的に成形されている。そして、図１１Ｂに示す参考例のように、位置決めピン４３の根元の角部（図中の矢印で示す部分）が丸みを帯びてしまうことがある。この丸みは、位置決めピン４３の周囲に均等に形成されるわけではないため（位置決めピン４３の根元の丸みは制御できないため）、この部分が位置決め穴２３に接触すると、位置決め穴２３や位置決めピン４３の軸方向に平行な方向（ガラス基板２０の表面と垂直な方向、Ｚ方向）の位置ずれだけでなく、位置決め穴２３や位置決めピン４３の軸方向に垂直な方向（ガラス基板２０の表面と平行な方向、Ｙ方向）の位置ずれの要因になり得る。 FIG. 11A is an enlarged view of the vicinity of the root of the positioning pin 43 of the first embodiment. FIG. 11B is an enlarged view of the vicinity of the root of the positioning pin 43 of the reference example.
Generally, since the resin shrinks when the resin is molded, the surface shape of the resin molded product does not directly reflect the shape of the inner surface of the mold. For example, the corner of the molded product may be rounded.
As already described, the optical path changer 40 of the first embodiment is formed integrally with a transparent resin, and the positioning pins 43 are also formed integrally with other parts of the optical path changer 40. And the corner | angular part (part shown by the arrow in a figure) of the base of the positioning pin 43 may become round like the reference example shown to FIG. 11B. Since this roundness is not formed uniformly around the positioning pin 43 (because the roundness at the base of the positioning pin 43 cannot be controlled), when this portion comes into contact with the positioning hole 23, the positioning hole 23 or the positioning pin 43 In addition to the positional deviation in the direction parallel to the axial direction (direction perpendicular to the surface of the glass substrate 20, Z direction), the direction perpendicular to the axial direction of the positioning holes 23 and positioning pins 43 (parallel to the surface of the glass substrate 20). May be a factor of misalignment in the right direction and the Y direction).

そこで、図１１Ａに示すように、第１実施形態では、位置決めピン４３の根元の回りを囲むように環状に凹部４３Ｂが形成されている。更に、凹部４３Ｂの内側の側壁面は、円錐台形状の位置決めピン４３のテーパ面４３Ａの延長面になっている。つまり、位置決めピン４３のテーパ面４３Ａが光路変換器４０の上面よりも内側（位置決めピン４３の突出する側と反対側）まで形成されている。これにより、位置決めピン４３の根元の角部が丸みを帯びても、その部分は光路変換器４０の上面よりも内側に位置することになる。このため、仮にガラス基板２０の下面と光路変換器４０の上面とが密着するまで位置決め穴２３に位置決めピン４３が挿入されても、位置決めピン４３の根元の丸みを帯びた角部は、位置決め穴２３に接触しない。このように、第１実施形態では、位置決めピン４３の根元に環状の凹部４３Ｂを形成することによって、位置決め精度が向上する。   Therefore, as shown in FIG. 11A, in the first embodiment, a recess 43 </ b> B is formed in an annular shape so as to surround the base of the positioning pin 43. Furthermore, the inner side wall surface of the recess 43 </ b> B is an extended surface of the tapered surface 43 </ b> A of the truncated conical positioning pin 43. That is, the taper surface 43 </ b> A of the positioning pin 43 is formed to the inner side (the side opposite to the side where the positioning pin 43 protrudes) from the upper surface of the optical path converter 40. Thereby, even if the corner portion of the base of the positioning pin 43 is rounded, the portion is positioned inside the upper surface of the optical path changer 40. For this reason, even if the positioning pin 43 is inserted into the positioning hole 23 until the lower surface of the glass substrate 20 and the upper surface of the optical path changer 40 are in close contact with each other, the rounded corner portion of the positioning pin 43 remains at the positioning hole 43. 23 does not touch. As described above, in the first embodiment, by forming the annular recess 43 </ b> B at the base of the positioning pin 43, the positioning accuracy is improved.

＝＝＝第２実施形態＝＝＝
図１２Ａは、第１実施形態の位置決め穴２３の説明図である。 === Second Embodiment ===
FIG. 12A is an explanatory diagram of the positioning hole 23 of the first embodiment.

第１実施形態では、ガラス基板２０の２つの位置決め穴２３の間隔Ｌが、製造誤差等の影響によって、変動することがある。又は、不図示の光路変換器４０の２つの位置決めピン４３の間隔が、製造誤差等の影響によって、変動することもある。若しくは、ガラス（ガラス基板２０）と樹脂（光路変換器４０）との熱膨張係数の違いにより、温度変化によって２つの位置決め穴２３の間隔と２つの位置決めピン４３の間隔がずれることもあり得る。このように、２つの位置決め穴２３の間隔と２つの位置決めピン４３の間隔がずれた場合、位置決め穴２３の径や位置決めピン４３の径が設計通りの寸法に収まっていても、両方の位置決めピン４３が両方の位置決め穴２３に正常に挿入されず、ガラス基板２０と光路変換器４０との間に想定以上の位置ずれが生じるおそれがある。   In the first embodiment, the distance L between the two positioning holes 23 of the glass substrate 20 may fluctuate due to the influence of manufacturing errors and the like. Or the space | interval of the two positioning pins 43 of the optical path changer 40 not shown may change by the influence of a manufacturing error etc. Alternatively, due to a difference in thermal expansion coefficient between glass (glass substrate 20) and resin (optical path converter 40), the interval between the two positioning holes 23 and the interval between the two positioning pins 43 may be shifted due to a temperature change. As described above, when the distance between the two positioning holes 23 and the distance between the two positioning pins 43 are deviated from each other, even if the diameter of the positioning hole 23 and the diameter of the positioning pin 43 are within the designed dimensions, both positioning pins 43 is not normally inserted into both positioning holes 23, and there is a possibility that a position shift more than expected occurs between the glass substrate 20 and the optical path converter 40.

図１２Ｂは、第２実施形態の位置決め穴の説明図である。第２実施形態では、２つの位置決め穴のうちの一方を基準穴２３Ａとし、他方を長穴２３Ｂとしている。基準穴２３Ａは、第１実施形態の位置決め穴２３と同じ形状である。なお、基準穴２３Ａ及び長穴２３Ｂに挿入される２つの位置決めピン４３は、前述の第１実施形態の位置決めピン４３と同じ形状である（つまり、２つの位置決めピン４３とも円錐台形状である）。   FIG. 12B is an explanatory diagram of a positioning hole according to the second embodiment. In the second embodiment, one of the two positioning holes is a reference hole 23A, and the other is a long hole 23B. The reference hole 23A has the same shape as the positioning hole 23 of the first embodiment. Note that the two positioning pins 43 inserted into the reference hole 23A and the long hole 23B have the same shape as the positioning pin 43 of the first embodiment described above (that is, the two positioning pins 43 have a truncated cone shape). .

長穴２３Ｂは、基準穴２３Ａと同様に、非貫通穴である。長穴２３Ｂもサンドブラスト加工により形成されているため、奥の窄まった形状になっている。長穴２３Ｂの幅は、基準穴２３Ａの径と同じ長さである。長穴２３Ｂの長手方向は、２つの位置決め穴（基準穴２３Ａと長穴２３Ｂ）を結ぶ線に沿っている。   The long hole 23B is a non-through hole similarly to the reference hole 23A. Since the long hole 23B is also formed by sandblasting, it has a deep shape. The width of the long hole 23B is the same length as the diameter of the reference hole 23A. The longitudinal direction of the long hole 23B is along a line connecting the two positioning holes (the reference hole 23A and the long hole 23B).

光路変換器４０の２つの位置決めピン４３の一方は基準穴２３Ａに挿入され、他方は長穴２３Ｂに挿入されることになる。長穴２３Ｂの側では、位置決めピン４３は、長穴２３Ｂによって左右方向からは拘束されるが、前後方向からは拘束されないことになる。但し、基準穴２３Ａの側では、位置決めピン４３の円錐台形状のテーパ面４３Ａが基準穴２３Ａと隙間無く接触するため、位置決めピン４３は、基準穴２３Ａに対して、位置決めピン４３の軸方向に垂直な前後方向及び左右方向（ガラス基板２０の表面と平行な方向）に拘束されることになる。このため、長穴２３Ｂに挿入された位置決めピン４３が長穴２３Ｂに対して前後方向に動くことはなく、ガラス基板２０と光路変換器４０は、位置決めピン４３と位置決め穴２３によって、ガラス基板２０の表面と平行な方向に対して高精度に位置決めされる。   One of the two positioning pins 43 of the optical path changer 40 is inserted into the reference hole 23A, and the other is inserted into the long hole 23B. On the side of the long hole 23B, the positioning pin 43 is restrained from the left-right direction by the long hole 23B, but is not restrained from the front-rear direction. However, on the side of the reference hole 23A, the truncated conical tapered surface 43A of the positioning pin 43 is in contact with the reference hole 23A without a gap, so that the positioning pin 43 is in the axial direction of the positioning pin 43 with respect to the reference hole 23A. It is restrained in the vertical front-rear direction and the left-right direction (direction parallel to the surface of the glass substrate 20). For this reason, the positioning pin 43 inserted into the elongated hole 23B does not move in the front-rear direction with respect to the elongated hole 23B, and the glass substrate 20 and the optical path changer 40 are connected to the glass substrate 20 by the positioning pin 43 and the positioning hole 23. It is positioned with high accuracy with respect to the direction parallel to the surface.

なお、第２実施形態の場合、ガラス基板２０に搭載される発光部３１（又は受光部）は、基準穴２３Ａを基準にして所定の位置関係になるように配置されると良い。同様に、光路変換器４０に形成されるレンズ部４１（不図示）は、基準穴２３Ａに挿入される位置決めピン４３を基準にして所定の位置関係になるように配置されると良い。これにより、発光部３１とレンズ部４１が高精度に位置決めされる。   In the case of the second embodiment, the light emitting unit 31 (or the light receiving unit) mounted on the glass substrate 20 is preferably arranged so as to have a predetermined positional relationship with reference to the reference hole 23A. Similarly, a lens portion 41 (not shown) formed in the optical path changer 40 is preferably arranged so as to have a predetermined positional relationship with reference to the positioning pin 43 inserted into the reference hole 23A. Thereby, the light emission part 31 and the lens part 41 are positioned with high precision.

＝＝＝第３実施形態＝＝＝
前述の第１実施形態の光モジュール１は、ＱＳＦＰタイプのものであり、ハウジング１Ａの中に回路基板１０を１枚備えるタイプである。但し、光モジュールの備える回路基板の数は、１枚に限られるものではない。 === Third Embodiment ===
The optical module 1 of the first embodiment described above is of the QSFP type, and is a type that includes one circuit board 10 in the housing 1A. However, the number of circuit boards included in the optical module is not limited to one.

図１３は、第３実施形態の光モジュールの概略構成図である。第２実施形態の光モジュールは、ＣＸＰタイプのものであり、ハウジング１Ａの中に回路基板１０を２枚備えるタイプである。   FIG. 13 is a schematic configuration diagram of an optical module according to the third embodiment. The optical module of the second embodiment is of the CXP type, and is a type that includes two circuit boards 10 in the housing 1A.

図に示すように、回路基板１０、ガラス基板２０及び光路変換器４０から構成されたユニットが２つ設けられている。上側の第１ユニットは、送信側のユニットであり、前述の第１実施形態の回路基板１０、ガラス基板２０、発光部３１及び光路変換器４０と同様に構成されている。下側の第２ユニットは、第１ユニットと同様に構成された回路基板１０、ガラス基板２０及び光路変換器４０の上下を反転させて配置したものである。下側の第２ユニットは受信側のユニットであるため、第２ユニットのガラス基板２０には、発光部３２の代わりに受光部３３が実装されている。なお、上側のユニットを受信側のユニットとし、下側のユニットを送信側のユニットとして構成することも可能である。   As shown in the figure, two units each including a circuit board 10, a glass substrate 20, and an optical path changer 40 are provided. The upper first unit is a transmission-side unit, and is configured in the same manner as the circuit board 10, the glass substrate 20, the light emitting unit 31, and the optical path converter 40 of the first embodiment described above. The lower second unit is configured by inverting the circuit board 10, the glass substrate 20, and the optical path converter 40 configured in the same manner as the first unit. Since the lower second unit is a receiving side unit, a light receiving unit 33 is mounted on the glass substrate 20 of the second unit instead of the light emitting unit 32. It is also possible to configure the upper unit as a receiving unit and the lower unit as a transmitting unit.

第２ユニットにおいても、回路基板１０の収容窓１２を塞ぐように回路基板１０にガラス基板２０が搭載されており、受光部３３の搭載面（下面）と反対面（上面）において光路変換器４０がガラス基板２０に取り付けられるとともに、光路変換器４０が回路基板１０の収容窓１２に挿入されて配置されている。これにより、第２ユニットの低背化を図ることができるとともに、第３実施形態の光モジュール全体の低背化を図ることができる。   Also in the second unit, the glass substrate 20 is mounted on the circuit board 10 so as to close the housing window 12 of the circuit board 10, and the optical path converter 40 is provided on the surface (lower surface) opposite to the mounting surface (lower surface) of the light receiving unit 33. Is attached to the glass substrate 20, and the optical path changer 40 is inserted into the accommodation window 12 of the circuit board 10. As a result, the height of the second unit can be reduced, and the overall height of the optical module of the third embodiment can be reduced.

第１ユニットの光路変換器４０と第２ユニットの光路変換器４０が対向している。そして、２つの光路変換器４０の間にバネ６５が配置されている。バネ６５は、圧縮されており、双方のユニットのそれぞれの光路変換器４０をガラス基板２０に向かって付勢している。つまり、バネ６５は、第１ユニットの光路変換器４０をガラス基板２０に向かって上側に付勢するとともに、第２ユニットの光路変換器４０をガラス基板２０に向かって下側に付勢している。これにより、双方のユニットにおいて、ガラス基板２０の位置決め穴２３と光路変換器４０の位置決めピン４３との嵌合が確実なものとなり、外れにくくなる。   The optical path converter 40 of the first unit and the optical path converter 40 of the second unit face each other. A spring 65 is disposed between the two optical path converters 40. The spring 65 is compressed and urges the optical path converters 40 of both units toward the glass substrate 20. That is, the spring 65 urges the optical path converter 40 of the first unit upward toward the glass substrate 20 and urges the optical path converter 40 of the second unit downward toward the glass substrate 20. Yes. Thereby, in both units, the fitting between the positioning hole 23 of the glass substrate 20 and the positioning pin 43 of the optical path changer 40 is ensured, and is difficult to come off.

なお、第３実施形態では、第１ユニットと第２ユニットの両方とも低背化を図っているため、狭いハウジング１Ａ内において双方のユニットの光路変換器４０を対向させて配置させることが可能になっている。そして、このような配置が可能になったからこそ、２つの光路変換器４０の間にバネ６５を配置することが可能になっている。   In the third embodiment, since both the first unit and the second unit are reduced in height, it is possible to arrange the optical path converters 40 of both units to face each other in the narrow housing 1A. It has become. And since such arrangement | positioning became possible, it becomes possible to arrange | position the spring 65 between the two optical path converters 40. FIG.

双方のユニットの発光部３１及び駆動素子３２の外側（ハウジング１Ａの側）には、放熱シート６１が配置されている。つまり、第１ユニットの発光部３１及び駆動素子３２の上側には、放熱シート６１が配置されているとともに、第２ユニットの発光部３１及び駆動素子３２の下側にも、放熱シート６１が配置されている。そして、バネ６５は、光路変換器４０をガラス基板２０に向かって付勢するとともに、光電変換素子（発光部３１又は受光部３３）や駆動素子３２と放熱シート６１とを密着させる方向に力を付勢する付勢部材として機能する。これにより、光電変換素子や駆動素子３２から発生した熱が放熱シートに伝導しやすくなる。   A heat radiating sheet 61 is disposed outside the light emitting section 31 and the drive element 32 of both units (on the housing 1A side). That is, the heat radiating sheet 61 is disposed above the light emitting unit 31 and the driving element 32 of the first unit, and the heat radiating sheet 61 is also disposed below the light emitting unit 31 and the driving element 32 of the second unit. Has been. The spring 65 urges the optical path converter 40 toward the glass substrate 20 and exerts a force in a direction in which the photoelectric conversion element (light emitting unit 31 or light receiving unit 33) or the driving element 32 and the heat dissipation sheet 61 are brought into close contact with each other. It functions as a biasing member that biases. Thereby, the heat generated from the photoelectric conversion element and the drive element 32 is easily conducted to the heat dissipation sheet.

また、バネ６５は、光電変換素子（発光部３１又は受光部３３）や駆動素子３２とハウジング１Ａとの間に放熱シート６１を挟み込むように、力を付勢している。これにより、光電変換素子や駆動素子３２から発生した熱が放熱シートを介して外部（ケージ２、又はケージ２が設けられたメイン基板）に放熱されやすくなる。   Further, the spring 65 urges a force so that the heat dissipation sheet 61 is sandwiched between the photoelectric conversion element (the light emitting unit 31 or the light receiving unit 33) or the driving element 32 and the housing 1A. Thereby, the heat generated from the photoelectric conversion element and the drive element 32 is easily radiated to the outside (the cage 2 or the main board provided with the cage 2) via the heat dissipation sheet.

なお、バネ６５は、コイルバネとして図示されているが、この態様に限られるものではない。例えば、板バネであっても良いし、他の形状のバネでも良い。また、第１実施形態の固定具６２のようなものを用いて第１ユニット及び第２ユニットを外側から締め付けることによって、光路変換器４０をガラス基板２０に向かって付勢しても良い。   The spring 65 is illustrated as a coil spring, but is not limited to this mode. For example, a leaf spring may be used, and a spring having another shape may be used. Further, the optical path changer 40 may be urged toward the glass substrate 20 by tightening the first unit and the second unit from the outside by using a fixture 62 of the first embodiment.

＝＝＝その他＝＝＝
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更・改良され得ると共に、本発明には、その等価物が含まれることは言うまでもない。特に、以下に述べる形態であっても、本発明に含まれる。 === Others ===
The above-described embodiments are for facilitating the understanding of the present invention, and are not intended to limit the present invention. The present invention can be modified and improved without departing from the gist thereof, and it goes without saying that the present invention includes equivalents thereof. In particular, the embodiments described below are also included in the present invention.

＜位置決め穴と位置決めピン＞
前述の位置決め穴は、サンドブラスト加工により形成されていたが、エッチング加工なのどの他の加工方法によって位置決め穴が形成されていても良い。他の加工方法であっても、位置決め穴が奥の窄まった形状であれば、円錐台形状の位置決めピンを挿入することによって、位置決め穴や位置決めピンの軸方向に垂直な方向（ガラス基板２０の表面と平行な方向）の位置決め精度を高くできる。 <Positioning hole and positioning pin>
The positioning hole is formed by sandblasting, but the positioning hole may be formed by any other processing method such as etching. Even in other processing methods, if the positioning hole has a constricted shape, a frustoconical positioning pin is inserted to thereby make a direction perpendicular to the axial direction of the positioning hole or the positioning pin (glass substrate 20 The positioning accuracy in the direction parallel to the surface of the surface can be increased.

また、位置決め穴は、奥の窄まった形状ではなく、例えば図８Ｂに示すような径が一定の穴であっても良い。また、位置決めピンが、円錐台形状でなく、図９Ｂに示すような円錐形状や、図９Ｃに示すような寸胴形状であっても良い。   In addition, the positioning hole may be a hole having a constant diameter as shown in FIG. Further, the positioning pin may have a conical shape as shown in FIG. 9B or a cylindrical shape as shown in FIG. 9C instead of the truncated cone shape.

また、位置決め穴が非貫通穴でなく、貫通穴であっても良い。但し、この場合、ガラス基板２０の表面における部品搭載や配線の自由度が低くなる。   Further, the positioning hole may be a through hole instead of a non-through hole. However, in this case, the degree of freedom of component mounting and wiring on the surface of the glass substrate 20 is reduced.

＜光モジュールについて＞
前述の実施形態では、ＱＳＦＰタイプやＣＸＰタイプの光モジュールを用いて説明したが、このタイプに限定されるものではない。他のタイプ（例えばＳＦＰタイプなど）の光モジュールに適用することも可能である。 <About optical modules>
In the above-described embodiment, the QSFP type or CXP type optical module has been described. However, the present invention is not limited to this type. It is also possible to apply to other types (for example, SFP type) of optical modules.

＜固定具＞
図１４は、変形例の固定具６２’の斜視図である。固定具６２’は、断面Ｕ字状に金属板を折り曲げた本体６３’と、引っ掛けピン６４’とから構成されている。断面Ｕ字状の本体６３’の一端には引っ掛けピン６４’が固定されており、本体６３’の他端には引っ掛けピン６４’を引っ掛けるための係合部６３Ａ’が形成されている。 <Fixing tool>
FIG. 14 is a perspective view of a modified fixture 62 ′. The fixture 62 ′ is composed of a main body 63 ′ obtained by bending a metal plate in a U-shaped cross section and a hook pin 64 ′. A hook pin 64 ′ is fixed to one end of the main body 63 ′ having a U-shaped cross section, and an engaging portion 63A ′ for hooking the hook pin 64 ′ is formed on the other end of the main body 63 ′.

断面Ｕ字状の本体６３’は、回路基板１０を左右方向から跨ぎ放熱シート６１を上側から覆い被せるように配置されており、両端は回路基板１０の下側から突出している。そして、引っ掛けピン６４’は、光路変換器４０の下面を押さえながら、本体６３’の係合部６３Ａ’に引っ掛けられている。引っ掛けピン６４’を本体６３’の係合部６３Ａ’に引っ掛けると、固定具６２’は、本体６３’の内側の部材（ガラス基板２０、発光部３１、光路変換器４０及び放熱シート６１など）を上下方向から締め付ける。   The main body 63 ′ having a U-shaped cross section is disposed so as to straddle the circuit board 10 from the left and right directions and cover the heat radiation sheet 61 from above, and both ends protrude from the lower side of the circuit board 10. The hook pin 64 ′ is hooked on the engaging portion 63 </ b> A ′ of the main body 63 ′ while pressing the lower surface of the optical path converter 40. When the hook pin 64 ′ is hooked on the engaging portion 63A ′ of the main body 63 ′, the fixture 62 ′ is a member inside the main body 63 ′ (the glass substrate 20, the light emitting unit 31, the optical path changer 40, the heat radiation sheet 61, etc.). Tighten from above and below.

変形例の固定具６２’は、光路変換器４０の反射部４２を外側から覆っていない。このため、光路変換器４０の反射部４２にゴミが付着するおそれがあり、反射部４２の光学的な特性が変化するおそれがある。   The modified fixture 62 ′ does not cover the reflecting portion 42 of the optical path changer 40 from the outside. For this reason, there is a possibility that dust adheres to the reflection part 42 of the optical path changer 40, and there is a possibility that the optical characteristics of the reflection part 42 change.

但し、変形例の固定具６２’においても、引っ掛けピン６４’によって光路変換器４０を上側に向かって付勢するとともに、本体６３’によって放熱シート６１を介してガラス基板２０を下側に向かって付勢している。つまり、変形例の固定具６２’は、ガラス基板２０の位置決め穴２３に光路変換器４０の位置決めピン４３を挿入する方向に力を付勢する付勢部材として機能する。これにより、ガラス基板２０の位置決め穴２３と光路変換器４０の位置決めピン４３との嵌合が確実なものとなり、外れにくくなる。   However, also in the fixture 62 ′ of the modified example, the optical path converter 40 is urged upward by the hook pin 64 ′, and the glass substrate 20 is directed downward by the main body 63 ′ via the heat radiation sheet 61. Energized. That is, the modified fixture 62 ′ functions as a biasing member that biases a force in a direction in which the positioning pin 43 of the optical path converter 40 is inserted into the positioning hole 23 of the glass substrate 20. Thereby, fitting with the positioning hole 23 of the glass substrate 20 and the positioning pin 43 of the optical path changer 40 becomes reliable, and it becomes difficult to remove | deviate.

また、変形例の固定具６２’においても、発光部３１や駆動素子３２と放熱シート６１とを密着させる方向に力を付勢する付勢部材として機能する。これにより、発光部３１や駆動素子３２から発生した熱が放熱シート６１に伝導しやすくなる。   Further, the modified fixture 62 ′ also functions as a biasing member that biases the force in the direction in which the light emitting unit 31 or the driving element 32 and the heat dissipation sheet 61 are brought into close contact with each other. Thereby, the heat generated from the light emitting unit 31 and the drive element 32 is easily conducted to the heat radiating sheet 61.

１ 光モジュール、１Ａ ハウジング、
２ ケージ、２Ａ コネクタ、３ ヒートシンク、
１０ 回路基板、１１ 接続部、１２ 収容窓、１３ 回路基板側電極、
２０ ガラス基板（透明基板）、２１ 貫通ビア、２２ ガラス基板側電極、
２３ 位置決め穴、２３Ａ 基準穴、２３Ｂ 長穴、
３１ 発光部、３１Ａ 発光部側電極、３１Ｂ 発光面、
３２ 駆動素子、３３ 受光部、
４０ 光路変換器（支持部材）、４１ レンズ部、４２ 反射部、
４３ 位置決めピン、４３Ａ テーパ面、４３Ｂ 凹部、４４ ファイバ支持部、
５０ 光ファイバ、６１ 放熱シート、６２ 固定具、
６３ 本体、６３Ａ・６３Ａ’ 係合部、６４ 引っ掛けピン、６４’ 引っ掛け板、
６５ バネ 1 optical module, 1A housing,
2 cage, 2A connector, 3 heat sink,
10 circuit board, 11 connecting portion, 12 receiving window, 13 circuit board side electrode,
20 glass substrate (transparent substrate), 21 through via, 22 glass substrate side electrode,
23 positioning hole, 23A reference hole, 23B oblong hole,
31 light emitting part, 31A light emitting part side electrode, 31B light emitting surface,
32 drive element, 33 light receiving part,
40 optical path changer (supporting member), 41 lens part, 42 reflecting part,
43 Positioning pin, 43A Tapered surface, 43B Concave part, 44 Fiber support part,
50 optical fiber, 61 heat dissipation sheet, 62 fixture,
63 main body, 63A / 63A ′ engaging portion, 64 hook pin, 64 ′ hook plate,
65 Spring

Claims (6)

（１）ケージに着脱可能な光モジュールであって、
前記ケージのコネクタに接続される回路基板と、
前記回路基板に搭載され、光を透過可能な透明基板と、
前記透明基板に搭載され、前記透明基板に向かって光を発光し若しくは前記透明基板を透過した光を受光する光電変換素子と、
光を伝送する光ファイバを支持し、前記光電変換素子と前記光ファイバとの間の光路を前記透明基板とともに形成する支持部材と
を備え、
前記回路基板には、窓が形成されており、
前記透明基板は、前記光電変換素子の搭載面とは反対面で前記窓を塞ぐように、前記回路基板に搭載されており、
前記支持部材は、前記透明基板の前記反対面に取り付けられるとともに、前記回路基板の前記窓に挿入されて配置されており、
（２）前記透明基板には位置決め穴が形成されており、
前記支持部材には位置決めピンが形成されており、
前記位置決め穴に前記位置決めピンが挿入されることによって、前記透明基板と前記支持部材が着脱可能に位置決めされており、
（３）前記位置決め穴に前記位置決めピンを挿入する方向に力を付勢する付勢部材を更に備え、
前記支持部材は、前記光路において前記光を反射する反射部を有しており、
前記付勢部材の少なくとも一部は、前記反射部の外側を覆っている
ことを特徴とする光モジュール。 (1) An optical module that can be attached to and detached from a cage,
A circuit board connected to the connector of the cage;
A transparent substrate mounted on the circuit board and capable of transmitting light;
A photoelectric conversion element mounted on the transparent substrate and emitting light toward the transparent substrate or receiving light transmitted through the transparent substrate;
A support member that supports an optical fiber that transmits light, and that forms an optical path between the photoelectric conversion element and the optical fiber together with the transparent substrate;
A window is formed in the circuit board,
The transparent substrate is mounted on the circuit board so as to close the window on the surface opposite to the mounting surface of the photoelectric conversion element,
The support member is attached to the opposite surface of the transparent substrate, and is inserted and disposed in the window of the circuit board .
(2) A positioning hole is formed in the transparent substrate,
A positioning pin is formed on the support member,
The transparent substrate and the support member are detachably positioned by inserting the positioning pins into the positioning holes ,
(3) a biasing member that biases force in a direction in which the positioning pin is inserted into the positioning hole;
The support member has a reflecting portion that reflects the light in the optical path;
At least a part of the urging member covers the outside of the reflection portion. （１）ケージに着脱可能な光モジュールであって、
前記ケージのコネクタに接続される回路基板と、
前記回路基板に搭載され、光を透過可能な透明基板と、
前記透明基板に搭載され、前記透明基板に向かって光を発光し若しくは前記透明基板を透過した光を受光する光電変換素子と、
光を伝送する光ファイバを支持し、前記光電変換素子と前記光ファイバとの間の光路を前記透明基板とともに形成する支持部材と
を備え、
前記回路基板には、窓が形成されており、
前記透明基板は、前記光電変換素子の搭載面とは反対面で前記窓を塞ぐように、前記回路基板に搭載されており、
前記支持部材は、前記透明基板の前記反対面に取り付けられるとともに、前記回路基板の前記窓に挿入されて配置されており、
（２）前記透明基板には位置決め穴が形成されており、
前記支持部材には位置決めピンが形成されており、
前記位置決め穴に前記位置決めピンが挿入されることによって、前記透明基板と前記支持部材が着脱可能に位置決めされており、
（３）前記位置決め穴に前記位置決めピンを挿入する方向に力を付勢する付勢部材と、
前記光電変換素子を放熱する放熱部材と
を更に備え、
前記付勢部材が、前記光電変換素子と前記放熱部材とを密着させる方向に力を付勢するように構成されている
ことを特徴とする光モジュール。 (1) An optical module that can be attached to and detached from a cage,
A circuit board connected to the connector of the cage;
A transparent substrate mounted on the circuit board and capable of transmitting light;
A photoelectric conversion element mounted on the transparent substrate and emitting light toward the transparent substrate or receiving light transmitted through the transparent substrate;
A support member that supports an optical fiber that transmits light, and that forms an optical path between the photoelectric conversion element and the optical fiber together with the transparent substrate;
A window is formed in the circuit board,
The transparent substrate is mounted on the circuit board so as to close the window on the surface opposite to the mounting surface of the photoelectric conversion element,
The support member is attached to the opposite surface of the transparent substrate, and is inserted and disposed in the window of the circuit board .
(2) A positioning hole is formed in the transparent substrate,
A positioning pin is formed on the support member,
The transparent substrate and the support member are detachably positioned by inserting the positioning pins into the positioning holes ,
(3) a biasing member that biases a force in a direction in which the positioning pin is inserted into the positioning hole;
A heat radiating member that radiates heat from the photoelectric conversion element;
The optical module, wherein the biasing member is configured to bias a force in a direction in which the photoelectric conversion element and the heat dissipation member are brought into close contact with each other. （１）ケージに着脱可能な光モジュールであって、
前記ケージのコネクタに接続される回路基板と、
前記回路基板に搭載され、光を透過可能な透明基板と、
前記透明基板に搭載され、前記透明基板に向かって光を発光し若しくは前記透明基板を透過した光を受光する光電変換素子と、
光を伝送する光ファイバを支持し、前記光電変換素子と前記光ファイバとの間の光路を前記透明基板とともに形成する支持部材と
を備え、
前記回路基板には、窓が形成されており、
前記透明基板は、前記光電変換素子の搭載面とは反対面で前記窓を塞ぐように、前記回路基板に搭載されており、
前記支持部材は、前記透明基板の前記反対面に取り付けられるとともに、前記回路基板の前記窓に挿入されて配置されており、
（２）前記透明基板には位置決め穴が形成されており、
前記支持部材には位置決めピンが形成されており、
前記位置決め穴に前記位置決めピンが挿入されることによって、前記透明基板と前記支持部材が着脱可能に位置決めされており、
（３）前記回路基板、前記透明基板、前記光電変換素子及び前記支持部材とは別の第２の回路基板、第２の透明基板、第２の光電変換素子及び第２の支持部材を更に備えるとともに、
前記透明基板の前記位置決め穴に前記支持部材の位置決めピンを挿入する方向に力を付勢するとともに、前記第２の透明基板に形成された位置決め穴に前記第２の支持部材に形成された位置決めピンを挿入する方向に力を付勢する付勢部材を更に備える
ことを特徴とする光モジュール。 (1) An optical module that can be attached to and detached from a cage,
A circuit board connected to the connector of the cage;
A transparent substrate mounted on the circuit board and capable of transmitting light;
A photoelectric conversion element mounted on the transparent substrate and emitting light toward the transparent substrate or receiving light transmitted through the transparent substrate;
A support member that supports an optical fiber that transmits light, and that forms an optical path between the photoelectric conversion element and the optical fiber together with the transparent substrate;
A window is formed in the circuit board,
The transparent substrate is mounted on the circuit board so as to close the window on the surface opposite to the mounting surface of the photoelectric conversion element,
The support member is attached to the opposite surface of the transparent substrate, and is inserted and disposed in the window of the circuit board .
(2) A positioning hole is formed in the transparent substrate,
A positioning pin is formed on the support member,
The transparent substrate and the support member are detachably positioned by inserting the positioning pins into the positioning holes ,
(3) The circuit board, the transparent substrate, the photoelectric conversion element, and the support member are further provided with a second circuit board, a second transparent substrate, a second photoelectric conversion element, and a second support member. With
A force is applied in the direction of inserting the positioning pin of the support member into the positioning hole of the transparent substrate, and the positioning formed in the second supporting member in the positioning hole formed in the second transparent substrate. An optical module, further comprising a biasing member that biases a force in a direction in which the pin is inserted. 請求項１〜３のいずれかに記載の光モジュールであって、
前記支持部材は、前記透明基板の前記搭載面に搭載された素子よりも厚い部材である
ことを特徴とする光モジュール。 The optical module according to any one of claims 1 to 3 ,
The optical module according to claim 1, wherein the support member is a member thicker than an element mounted on the mounting surface of the transparent substrate. 請求項１〜４のいずれかに記載の光モジュールであって、
前記回路基板には、前記窓を囲むように回路基板側電極が形成されており、
前記透明基板には、前記光電変換素子の搭載面とは反対面に透明基板側電極が形成されているとともに、前記透明基板側電極と前記光電変換素子との間を配線するための貫通ビアが形成されており、
前記回路基板側電極と前記透明基板側電極とを接続させつつ前記透明基板が前記窓を塞ぐように前記回路基板に搭載されている
ことを特徴とする光モジュール。 The optical module according to any one of claims 1 to 4 ,
In the circuit board, a circuit board side electrode is formed so as to surround the window,
The transparent substrate has a transparent substrate side electrode formed on a surface opposite to the mounting surface of the photoelectric conversion element, and a through via for wiring between the transparent substrate side electrode and the photoelectric conversion element. Formed,
An optical module, wherein the transparent substrate is mounted on the circuit board so as to close the window while connecting the circuit board side electrode and the transparent substrate side electrode. 請求項１〜５のいずれかに記載の光モジュールであって、
前記位置決め穴は、奥の窄まった非貫通穴であり、
前記位置決めピンは、円錐台形状である
ことを特徴とする光モジュール。 An optical module according to any one of claims 1 to 5 ,
The positioning hole is a non-through hole with a deep back,
The optical module according to claim 1, wherein the positioning pin has a truncated cone shape.
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