JP5520202B2 - 光モジュール、光モジュールコネクタ、光偏向部材 - Google Patents

光モジュール、光モジュールコネクタ、光偏向部材 Download PDF

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Description

本発明は、光ケーブルから入力された光信号を電気信号に変換して出力すると共に入力された電気信号を光信号に変換して光ケーブルに出力する光モジュール、当該光モジュールに外部基板と接続するためのコネクタが付加された光モジュールコネクタ、及び当該光モジュール又は光モジュールコネクタに用いられる光偏向部材に関する。
従来、電気通信に比して高速通信可能な手段として、光通信が多く用いられている。光通信によって取得される情報は、通常、基板上に構成されたマイクロコンピュータやＩＣ等で処理されるが、これらの機器は電気信号によって作動するため、光信号を電気信号に変換する必要がある。光ケーブルから供給される光信号を電気信号に変換する処理及びその逆の処理を行う装置は、光モジュールと称されている。更に、本明細書では、光モジュールにコネクタ機能を付加し、外部基板に接続可能とした装置を光モジュールコネクタと称する。
また、従来では、光モジュールの内部構成として、複数の光導波路が一列に並ぶ構成が多く用いられていたが、近年では、特許文献１に示すように、複数の光導波路が二列に並ぶ構成が見られる。特許文献１には、光導波路を二段積層した構造のフレキシブル光配線を有する光集積回路について記載されている。
一方、特許文献２には、光ケーブルの接続面と、発光素子や受光素子が取り付けられたプリント基板の面が略９０度の角度をなすように構成された光トランシーバ（光モジュール）について記載されている。
特開２００４−２７９６２０号公報 特開２００９−０２０２８０号公報
しかしながら、上記特許文献１に記載の構成では、光信号の入出力手段としての光ケーブルと、内部基板ないし嵌合先の外部基板との所望の位置関係を実現することができない。
また、上記特許文献２では、複数の光導波路を二列に並べることについて何ら考慮されていない。
このため、従来開示されている構成からは、複数の光導波路を二列に並べると共に、光ケーブルと内部基板ないし嵌合先の外部基板との所望の位置関係を実現することが困難である。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、複数の光導波路が二列に並ぶ構造を有すると共に、接続される光ケーブルと内部基板や嵌合先の外部基板との所望の位置関係を実現することが可能な光モジュール並びに光モジュールコネクタ、及び当該光モジュール又は光モジュールコネクタに用いられる光偏向部材を提供することを、主たる目的とする。
上記目的を達成するための本発明の第１の態様は、
光ケーブルから入力された光信号を電気信号に変換して出力すると共に入力された電気信号を光信号に変換して前記光ケーブルに出力する光モジュールであって、
平板状の基板と、
該基板の一方の面に取り付けられた発光手段及び受光手段と、
前記光ケーブルから入力された光信号を略９０度偏向させて前記受光手段に出力すると共に前記発光手段から入力された光信号を略９０度偏向させて前記光ケーブルに出力する光偏向部材と、を備え、
前記光偏向部材は、
凸状に湾曲した外周面と凹状に湾曲した内周面を有し、前記外周面の第１の端部直線と前記内周面の第１の端部直線を含み前記発光手段及び受光手段に対向する第１の平面部が、前記外周面の第２の端部直線と前記内周面の第２の端部直線を含み前記光ケーブルとの接続部に対向する第２の平面部に対して略９０度の角度をなす外側部材と、
前記外側部材の内周面に対向するように凸状に湾曲した外周面を有する内側部材と、を有し、
前記外側部材の外周面、及び前記内側部材の外周面に沿って、それぞれ一列分の前記光導波路が形成されていることを特徴とする、
光モジュールである。
この本発明の第１の態様によれば、複数の光導波路が二列に並ぶ構造を有すると共に、接続される光ケーブルと内部基板との所望の位置関係を実現することができる。
また、本発明の第１の態様は、
光ケーブルから入力された光信号を電気信号に変換して出力すると共に入力された電気信号を光信号に変換して前記光ケーブルに出力する光モジュールであって、
平板状の基板と、
該基板の一方の面に取り付けられた発光手段及び受光手段と、
前記光ケーブルから入力された光信号を略９０度偏向させて前記受光手段に出力すると共に前記発光手段から入力された光信号を略９０度偏向させて前記光ケーブルに出力する光偏向部材と、を備え、
前記光偏向部材は、
凹状に湾曲した内周面を有し、該内周面の第１の端部直線と外周面の第１の端部直線を含み前記発光手段及び受光手段に対向する第１の平面部が、前記外周面の第２の端部直線と前記内周面の第２の端部直線を含み前記光ケーブルとの接続部に対向する第２の平面部に対して略９０度の角度をなす外側部材と、
前記外側部材の内周面に対向するように凸状に湾曲した外周面を有する内側部材と、を有し、
前記外側部材の内周面、及び前記内側部材の外周面に沿って、それぞれ一列分の前記光導波路が形成されていることを特徴とするものとしてもよい。
また、本発明の第１の態様において、
前記基板における前記発光手段及び受光手段が取り付けられた面と反対側の面に、少なくとも前記発光手段を制御するドライバ、及び放熱フィンが取り付けられていることを特徴とするものとしてもよい。
本発明の第２の態様は、
本発明の第１の態様の光モジュールと、
該光モジュールと外部基板を接続させるコネクタと、を備える光モジュールコネクタであって、
前記コネクタによって前記外部基板に嵌合された状態で、前記光ケーブルの導入方向、前記基板の平面部、及び前記外部基板の平面部が略平行となることを特徴とする、
光モジュールコネクタである。
この本発明の第２の態様によれば、複数の光導波路が二列に並ぶ構造を有すると共に、接続される光ケーブルと内部基板や嵌合先の外部基板との所望の位置関係を実現することができる。
本発明の第３の態様は、
凸状に湾曲した外周面と凹状に湾曲した内周面を有し、前記外周面の第１の端部直線と前記内周面の第１の端部直線を含む第１の平面部が、前記外周面の第２の端部直線と前記内周面の第２の端部直線を含む第２の平面部に対して略９０度の角度をなす外側部材と、
前記外側部材の内周面に対向するように凸状に湾曲した外周面を有する内側部材と、
を有し、
前記外側部材の外周面、及び前記内側部材の外周面に沿って、それぞれ一列分の光導波路が形成され、
前記第１の平面部において入力された光信号を略９０度偏向させて前記第２の平面部に出力すると共に、前記第２の平面部において入力された光信号を略９０度偏向させて前記第１の平面部に出力することを特徴とする、
光偏向用部材である。
この本発明の第３の態様によれば、複数の光導波路が二列に並ぶ構造を有すると共に、第１の平面部又は第２の平面部において入力された光信号を略９０度偏向させて第２の平面部又は第１の平面部に出力することができる。
本発明の第４の態様は、
凹状に湾曲した内周面を有し、該内周面の第１の端部直線と外周面の第１の端部直線を含む第１の平面部が、前記外周面の第２の端部直線と前記内周面の第２の端部直線を含む第２の平面部に対して略９０度の角度をなす外側部材と、前記外側部材の内周面に対向するように凸状に湾曲した外周面を有する内側部材と、を有し、
前記外側部材の内周面、及び前記内側部材の外周面に沿って、それぞれ一列分の光導波路が形成され、
前記第１の平面部において入力された光信号を略９０度偏向させて前記第２の平面部に出力すると共に、前記第２の平面部において入力された光信号を略９０度偏向させて前記第１の平面部に出力することを特徴とする、
光偏向用部材である。
この本発明の第４の態様によれば、複数の光導波路が二列に並ぶ構造を有すると共に、第１の平面部又は第２の平面部において入力された光信号を略９０度偏向させて第２の平面部又は第１の平面部に出力することができる。
本発明によれば、複数の光導波路が二列に並ぶ構造を有すると共に、接続される光ケーブルと内部基板や嵌合先の外部基板との所望の位置関係を実現することが可能な光モジュール及び光モジュールコネクタ、及び当該光モジュール又は光モジュールコネクタに用いられる光偏向部材を提供することを提供することができる。
本発明の第１実施例に係る光モジュールコネクタ１００の全体構成を示す断面図である。 光ケーブル５の断面における、二列に並んだ複数の光導波路の配列を例示した図である。 光偏向部材１２０の外観構成を示す斜視図と、断面図を共に示した図である。 外側部材１２２と内側部材１２４のそれぞれの外観構成を示す斜視図である。 外側部材１２２と内側部材１２４が組み合わされた状態において、光偏向部材１２２を外側部材１２２の第２の平面部１２２Ｄ及び内側部材１２４の第２の平面部１２４Ｄ側から見た図である。 本発明の第２実施例に係る光モジュールコネクタ２００の全体構成を示す断面図である。 光偏向部材２２０の外観構成を示す斜視図と、断面図を共に示した図である。 外側部材２２２と内側部材２２４のそれぞれの外観構成を示す斜視図である。 外側部材２２２と内側部材２２４が組み合わされた状態において、光偏向部材２２２を外側部材２２２の第２の平面部２２２Ｄ及び内側部材２２４の第２の平面部２２４Ｄ側から見た図である。 本発明の第３実施例に係る光モジュールコネクタ３００の全体構成を示す断面図である。 光偏向部材３２０の外観構成を示す斜視図と、断面図を共に示した図である。 光偏向部材３２０を図１１（Ａ）とは反対側から見た図である。 本発明の他の実施例に係る光モジュールコネクタ４００の全体構成を示す断面図である。 本発明の他の実施例に係る光モジュールコネクタ５００の全体構成を示す断面図である。
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
＜第１実施例＞
以下、図面を参照し、本発明の第１実施例に係る光モジュールコネクタ１００について説明する。
［全体構成］
図１は、本発明の第１実施例に係る光モジュールコネクタ１００の全体構成を示す断面図である。光モジュールコネクタ１００は、嵌合先の外部基板１に取り付けられた基板側ＲＡＣＮ（ライトアングルコネクタ）２に嵌合可能となっており、光ケーブル５から供給される光信号を電気信号に変換して外部基板１に供給する。また、光モジュールコネクタ１００は、外部基板１から供給される電気信号を光信号に変換して光ケーブル５に供給することも可能である。ＲＡＣＮによる光モジュールコネクタ１００と外部基板１の嵌合部分の形状については特段の制限はなく、図１に示したものに限定されない。
光モジュールコネクタ１００は、光モジュール側ＭＰＯ（Multi-fiber Push-On）コネクタ１１０と、光偏向部材１２０と、内部基板１３０と、受光素子１３２と、発光素子１３４と、ドライバ１４０と、熱伝導シート１４２と、放熱フィン１４４と、光モジュール側ＲＡＣＮ１５０と、を備える。これらの構成は、例えば図１に一点鎖線で示すカバー部材１５５に収容される。なお、光モジュールコネクタ１００から光モジュール側ＲＡＣＮ１５０を除いたものが、「光モジュール」に相当する。
光モジュールコネクタ１００に取り付けられる光ケーブル５は、二列に並んだ複数の光導波路（光ファイバ）を内包している。図２は、光ケーブル５の断面における、二列に並んだ複数の光導波路の配列を例示した図である。図示するように、本発明において「一列に並ぶ」とは、全てが一定間隔で並ぶものに限らず、途中にイレギュラーな間隔が存在するものも含む。また、一列分の光導波路の本数について特段の制限は存在せず、１２本、１６本等、任意に定めることができる。光ケーブル５の先端には、光ケーブル側ＭＰＯコネクタ６が取り付けられ、光モジュール側ＭＰＯコネクタ１１０に光ケーブル側ＭＰＯコネクタ６が押し込まれて嵌合することによって、光モジュールコネクタ１００と光ケーブル５が光信号を入出力可能となっている。
なお、本発明はこれに限定されず、光ケーブル５に内包される複数の光導波路の配列は任意であり、光モジュール側ＭＰＯコネクタ１１０の光信号入出力部の配列が図２に示したような二列に並ぶ配列であれば足りる。
［光偏向部材］
図３は、光偏向部材１２０の外観構成を示す斜視図と、断面図を共に示した図である。図３（Ａ）は光偏向部材１２０の外観構成を示しており、図３（Ｂ）は光偏向部材２０の断面図を示している。図示するように、光偏向部材１２０は、外側部材１２２と内側部材１２４が接合されて構成される。
図４は、外側部材１２２と内側部材１２４のそれぞれの外観構成を示す斜視図である。図４（Ａ）は、外側部材１２２の外観構成を示しており、図４（Ｂ）は内側部材１２４の外観構成を示している。外側部材１２２と内側部材１２４は、例えばオレフィン系の樹脂で形成されている。
外側部材１２２は、凸状に湾曲した外周面１２２Ａと、凹状に湾曲した内周面１２２Ｂと、外周面１２２Ａの第１の端部直線１２２Ａａと内周面１２２Ｂの第１の端部直線１２２Ｂａを含む第１の平面部（底面部）１２２Ｃと、外周面１２２Ａの第２の端部直線１２２Ａｂと内周面１２２Ｂの第２の端部直線１２２Ｂｂを含む第２の平面部（背面部）１２２Ｄと、側面１２２Ｅ、１２２Ｆと、を有する。
外側部材１２２の外周面１２２Ａ及び内周面１２２Ｂは、例えば平面と円柱側面とを組み合わせた形状となっており、第１の平面部１２２Ｃと第２の平面部１２２Ｄは、略９０度の角度をなしている。
また、外側部材１２２の外周面１２２Ａ及び内周面１２２Ｂは、例えばその断面が直線と円弧の連続した形状となるように形成されるが、これに限らず、光信号の通過を妨げない程度になだらかな形状であればよい。例えば、直線、放物線、楕円、双曲線等、又はその組み合わせからなる任意の形状をとり得る。
外側部材１２２の外周面１２２Ａには、一列分の光導波路１２２Ｇが形成されている（図４では、八本の光導波路が一列に並んでいる）。光導波路は、例えば外周面１２２Ａに形成された溝に光透過性を有する所望のコア材料を充填し、そのコア層を覆うように所望の樹脂被覆を積層することによって形成される。
内側部材１２４は、外側部材１２２の内周面１２２Ｂに対向するように凸状に湾曲した外周面１２４Ａと、外周面１２４Ａの第１の端部直線１２４Ａａを含む第１の平面部（底面部）１２４Ｃと、外周面１２４Ａの第２の端部直線１２４Ａｂを含む第２の平面部（背面部）１２４Ｄと、側面１２４Ｅ、１２４Ｆと、を有する。
内側部材２４の第１の平面部１２４Ｃは、外側部材１２２と内側部材１２４が接着等により組み合わされた状態で、外側部材１２２の第１の平面部１２２Ｃと略同一平面部上に位置する。同様に、内側部材１２４の第２の平面部１２４Ｄは、外側部材１２２と内側部材１２４が接着等により組み合わされた状態で、外側部材１２２の第１の平面部１２２Ｄと略同一平面部上に位置する（図３参照）。
内側部材１２４の外周面１２４Ａは、外側部材１２２の外周面１２２Ａと同様、直線、円弧等で形成される。なお、図４（Ｂ）に示すような段差１２４Ａｃを一部に含んでも構わない。外側部材１２２の外周面１２２Ａについても同様であり、本発明における「外周面」や「内周面」は、若干の段差等を一部に含んでも許容される。
内側部材１２４の外周面１２４Ａには、一列分の光導波路１２４Ｇが形成されている（図４では、八本の光導波路が一列に並んでいる）。光導波路は、外側部材１２２と同様、外周面１２４Ａに形成された溝に光透過性を有する所望のコア材料を充填し、そのコア層を覆うように所望の樹脂被覆を積層することによって形成される。なお、外周面の一部に段差が設けられている場合、当該部分については貫通孔にコア材料を充填することによって光導波路が形成されてよい。
光偏向部材１２０は、外側部材２２の第１の平面部１２２Ｃ及び内側部材１２４の第１の平面部１２４Ｃが、受光素子１３２及び発光素子１３４に対向するように、接着剤やネジ等を用いて内部基板１３０に取り付けられる。例えば、外側部材１２２の第１の平面部１２２Ｃが発光素子１３４に対向し、内側部材１２４の第１の平面部１２４Ｃが受光素子１３２に対向する位置で内部基板１３０に取り付けられる。なお、光偏向部材１２０と受光素子１３２及び発光素子１３４の間には、光学系の特性を向上させるためのレンズ等が取り付けられてもよい。
また、光偏向部材１２０には、外側部材１２２の第２の平面部１２２Ｄ及び内側部材１２４の第２の平面部１２４Ｄが光モジュール側ＭＰＯコネクタ１１０に対向するように、光モジュール側ＭＰＯコネクタ１１０が取り付けられる。
係る構成によって、光偏向部材１２０は、光ケーブル５から入力された光信号を略９０度偏向させて受光手段１３２に出力すると共に、発光手段１３４から入力された光信号を略９０度偏向させて光ケーブル５に出力することができる。
また、光偏向部材１２０は、外側部材１２２の外周面１２２Ａと内側部材１２４の外周面１２４Ａにそれぞれ一列分の光導波路が形成されているため、外側部材１２２と内側部材１２４が組み合わされると、二列に並んだ複数の光導波路を有することになる。従って、その断面における光導波路の配列や、第２の平面部１２２Ｄ、１２４Ｄにおける光導波路の終端部の配列は、図２に示したような配列となる。図５は、外側部材１２２と内側部材１２４が組み合わされた状態において、光偏向部材１２２を外側部材１２２の第２の平面部１２２Ｄ及び内側部材１２４の第２の平面部１２４Ｄ側から見た図である。これによって、複数の光信号入出力部が二列に並んだＭＰＯコネクタに適応することができ、もとより、二列に並んだ複数の光導波路（光ファイバ）を内包する光ファイバにも適応することができる。
なお、本実施例に係る光偏向部材１２０を製造する際に、溝の形成、コア材料の充填、及び樹脂被覆を積層する工程の全てが、凸状に湾曲した外周面１２０に対して行われる。これに対して後述する第２、第３実施例では、凹状に湾曲した内周面に対して同様の工程を行う必要が生じる。これらの工程は、内周面よりも外周面に対して行う方が容易である（ヒビが発生しにくい、充填量を均一にし易い等の理由による）ため、第１実施例の光偏向部材１２０は、第２、第３実施例に比して製造が容易であるという利点を有している。
［その他、まとめ］
内部基板１３０は、例えばガラスエポキシ樹脂製の基板上に銅配線等を形成した平板状の基板であり、一方の面に受光素子１３２及び発光素子１３４が取り付けられ、反対側面にドライバ１４０、熱伝導シート１４２、及び放熱フィン１４４が積層される。ドライバ１４０と発光素子１３４の接続は、ＶＩＡを形成すると共に、当該ＶＩＡの引き出し部近傍に設けたパッドと発光素子１３４をワイヤボンディングによって接続する。これによって、内部基板１３０の大きさを過大にすることなく、効率的に各構成要素を配置することができる。
受光素子１３２は、光電変換素子であり、ＭＰＯコネクタや光偏向部材１２０を介して光ファイバ５から入力された光信号を電気信号に変換し出力する。受光素子１３２が出力した電気信号は、ＲＡＣＮを介して外部基板１に出力される。
ドライバ１４０は、ＲＡＣＮを介して外部基板１から入力された電気信号を、光信号に変換して発光素子１３４に出力させる。また、ドライバ１４０は、受光素子１３２が出力した電気信号に対して増幅、フィルタ処理等を行ってもよい。
係る構成によって、光ケーブル５から入力された光信号を電気信号に変換して外部基板１に出力すると共に、外部基板１から入力された電気信号を光信号に変換して光ケーブル５に出力することができる。
また、光ケーブル５の導入方向と受光手段１３２及び発光手段１３４が取り付けられた内部基板１３０の平面部は略平行となり、内部基板１３０と外部基板１は図１に示したようなＲＡＣＮによって接続されるため、光ケーブル５の導入方向と外部基板１の平面部を略平行にすることができる（これらが、図１におけるＹ軸方向に沿っている）。
この結果、外部基板１の端部においてその平面部に平行な方向から光モジュールコネクタ１を差し込むことが可能となり、ケーブル接続の方向が好適なものとなる。例えば外部基板１がマイクロコンピュータの一部であるような場合を考える。デスクトップパソコンやノートパソコンにおける接続端子は、通常、平板状の筐体に対してその平面部に平行な方向からケーブルを接続するように設計されている。本実施例の光モジュールコネクタ１は、このような接続態様に好適に適応することができる。
以上説明した本実施例に係る光偏向部材１２０によれば、複数の光導波路が二列に並ぶ構造を有すると共に、光ケーブル５から入力された光信号を略９０度偏向させて受光手段１３２に出力し、発光手段１３４から入力された光信号を略９０度偏向させて光ケーブル５に出力することができる。
また、本実施例の光モジュールコネクタ１００及びその一部を構成する光モジュールによれば、光偏向部材１２０を用いることにより、複数の光導波路が二列に並ぶ構造を有すると共に、光ケーブル５と内部基板１３０や外部基板１との所望の位置関係（光ケーブル５の導入方向と内部基板１３０や外部基板１の平面部が平行）を実現することができる。
＜第２実施例＞
以下、図面を参照し、本発明の第２実施例に係る光モジュールコネクタ２００について説明する。
［全体構成］
図６は、本発明の第２実施例に係る光モジュールコネクタ２００の全体構成を示す断面図である。光モジュールコネクタ２００は、嵌合先の外部基板１に取り付けられた基板側ＲＡＣＮ（ライトアングルコネクタ）２に嵌合可能となっており、光ケーブル５から供給される光信号を電気信号に変換して外部基板１に供給する。また、光モジュールコネクタ２００は、外部基板１から供給される電気信号を光信号に変換して光ケーブル５に供給することも可能である。ＲＡＣＮによる光モジュールコネクタ２００と外部基板１の嵌合部分の形状については特段の制限はなく、図６に示したものに限定されない。
光モジュールコネクタ２００は、光モジュール側ＭＰＯコネクタ２１０と、光偏向部材２２０と、内部基板２３０と、受光素子２３２と、発光素子２３４と、ドライバ２４０と、熱伝導シート２４２と、放熱フィン２４４と、光モジュール側ＲＡＣＮ２５０と、を備える。これらの構成は、例えば図１に一点鎖線で示すカバー部材２５５に収容される。なお、光モジュールコネクタ２００から光モジュール側ＲＡＣＮ２５０を除いたものが、「光モジュール」に相当する。
なお、これらの構成要素のうち、光偏向部材２２０を除く構成要素は、符号の３桁目の「２」を「１」に置換すると同符号となる第１実施例の構成要素と、同じ機能及び構成を有している。
［光偏向部材］
図７は、光偏向部材２２０の外観構成を示す斜視図と、断面図を共に示した図である。図７（Ａ）は光偏向部材２２０の外観構成を示しており、図７（Ｂ）は光偏向部材２２０の断面図を示している。図示するように、光偏向部材２２０は、外側部材２２２と内側部材２２４が接合されて構成される。
図８は、外側部材２２２と内側部材２２４のそれぞれの外観構成を示す斜視図である。図８（Ａ）は、外側部材２２２の外観構成を示しており、図８（Ｂ）は内側部材２２４の外観構成を示している。外側部材２２２と内側部材２２４は、例えばオレフィン系の樹脂で形成されている。
外側部材２２２は、凹状に湾曲した内周面２２２Ｂと、内周面２２２Ｂの第１の端部直線２２２Ｂａと正面（外周面）２２２Ｉの第１の端部直線２２２Ｉａ含む第１の平面部（底面部）２２２Ｃと、内周面２２２Ｂの第２の端部直線２２２Ｂｂと天板面（外周面）２２２Ｈの第２の端部直線２２２Ｈｂを含む第２の平面部（背面部）２２２Ｄと、側面２２２Ｅ、２２２Ｆと、天板面２２２Ｈと、正面２２２Ｉと、を有する。
外側部材２２２の内周面２２２Ｂは、例えば平面部と円柱側面とを組み合わせた形状となっており、第１の平面部２２２Ｃと第２の平面部２２２Ｄは、略９０度の角度をなしている。
また、外側部材２２２の内周面２２２Ｂは、例えばその断面が直線と円弧の連続した形状となるように形成されるが、これに限らず、光信号の通過を妨げない程度になだらかな形状であればよい。例えば、直線、放物線、楕円、双曲線等、又はその組み合わせからなる任意の形状をとり得る。
外側部材２２の内周面２２２Ｂには、一列分の光導波路２２２Ｇが形成されている（図８では、八本の光導波路が一列に並んでいる）。光導波路は、例えば内周面２２２Ｂに形成された溝に光透過性を有する所望のコア材料を充填し、そのコア層を覆うように所望の樹脂被覆を積層することによって形成される。
内側部材２２４は、外側部材２２２の内周面２２２Ｂに対向するように凸状に湾曲した外周面２２４Ａと、外周面２２４Ａの第１の端部直線２２４Ａａを含む第１の平面部（底面部）２２４Ｃと、外周面２２４Ａの第２の端部直線２２４Ａｂを含む第２の平面部（背面部）２２４Ｄと、側面２２４Ｅ、２２４Ｆと、を有する。
内側部材２４の第１の平面部２２４Ｃは、外側部材２２２と内側部材２２４が接着等により組み合わされた状態で、外側部材２２２の第１の平面部２２２Ｃと略同一平面部上に位置する。同様に、内側部材２２４の第２の平面部２２４Ｄは、外側部材２２２と内側部材２２４が接着等により組み合わされた状態で、外側部材２２２の第２の平面部２２２Ｄと略同一平面部上に位置する（図７参照）。
内側部材２２４の外周面２２４Ａは、外側部材２２２の外周面２２２Ａと同様、直線、円弧等で形成される。
内側部材２２４の外周面２２４Ａには、一列分の光導波路２２４Ｇが形成されている（図８では、八本の光導波路が一列に並んでいる）。光導波路は、外側部材２２２と同様、外周面２２４Ａに形成された溝に光透過性を有する所望のコア材料を充填し、そのコア層を覆うように所望の樹脂被覆を積層することによって形成される。
光偏向部材２２０は、外側部材２２２の第１の平面部２２２Ｃ及び内側部材２２４の第１の平面部２２４Ｃが、受光素子２３２及び発光素子２３４に対向するように、接着剤やネジ等を用いて内部基板２３０に取り付けられる。例えば、外側部材２２２の第１の平面部２２２Ｃが発光素子２３４に対向し、内側部材２２４の第１の平面部２２４Ｃが受光素子２３２に対向する位置で内部基板２３０に取り付けられる。なお、光偏向部材２２０と受光素子２３２及び発光素子２３４の間には、光学系の特性を向上させるためのレンズ等が取り付けられてもよい。
また、光偏向部材２２０には、外側部材２２２の第２の平面部２２２Ｄ及び内側部材２２４の第２の平面部２２４Ｄが、光モジュール側ＭＰＯコネクタ２１０に対向するように、光モジュール側ＭＰＯコネクタ２１０が取り付けられる。
係る構成によって、光偏向部材２２０は、光ケーブル５から入力された光信号を略９０度偏向させて受光手段２３２に出力すると共に、発光手段２３４から入力された光信号を略９０度偏向させて光ケーブル５に出力することができる。
また、光偏向部材２２０は、外側部材２２２の外周面２２２Ａと内側部材２２４の外周面２２４Ａにそれぞれ一列分の光導波路が形成されているため、外側部材２２２と内側部材２２４が組み合わされると、二列に並んだ複数の光導波路を有することになる。従って、その断面における光導波路の配列や、第２の平面部２２２Ｄ、２２４Ｄにおける光導波路の終端部の配列は、図２に示したような配列となる。図９は、外側部材２２２と内側部材２２４が組み合わされた状態において、光偏向部材２２２を外側部材２２２の第２の平面部２２２Ｄ及び内側部材２２４の第２の平面部２２４Ｄ側から見た図である。これによって、複数の光信号入出力部が二列に並んだＭＰＯコネクタに適応することができ、もとより、二列に並んだ複数の光導波路（光ファイバ）を内包する光ファイバにも適応することができる。
［その他、まとめ］
内部基板２３０は、例えばガラスエポキシ樹脂製の基板上に銅配線等を形成した平板状の基板であり、一方の面に受光素子２３２及び発光素子２３４が取り付けられ、反対側面にドライバ２４０、熱伝導シート２４２、及び放熱フィン２４４が積層される。ドライバ１４０と発光素子１３４の接続は、ＶＩＡを形成すると共に、当該ＶＩＡの引き出し部近傍に設けたパッドと発光素子１３４をワイヤボンディングによって接続する。これによって、内部基板２３０の大きさを過大にすることなく、効率的に各構成要素を配置することができる。
受光素子２３２は、光電変換素子であり、ＭＰＯコネクタや光偏向部材２２０を介して光ファイバ５から入力された光信号を電気信号に変換し出力する。受光素子２３２が出力した電気信号は、ＲＡＣＮを介して外部基板１に出力される。
ドライバ２４０は、ＲＡＣＮを介して外部基板１から入力された電気信号を、光信号に変換して発光素子２３４に出力させる。また、ドライバ２４０は、受光素子２３２が出力した電気信号に対して増幅、フィルタ処理等を行ってもよい。
係る構成によって、光ケーブル５から入力された光信号を電気信号に変換して外部基板１に出力すると共に、外部基板１から入力された電気信号を光信号に変換して光ケーブル５に出力することができる。
また、光ケーブル５の導入方向と受光手段２３２及び発光手段２３４が取り付けられた内部基板２３０の平面部は略平行となり、内部基板２３０と外部基板１は図１に示したようなＲＡＣＮによって接続されるため、光ケーブル５の導入方向と外部基板１の平面部を略平行にすることができる（これらが、図６におけるＹ軸方向に沿っている）。
この結果、外部基板１の端部においてその平面部に平行な方向から光モジュールコネクタ１を差し込むことが可能となり、ケーブル接続の方向が好適なものとなる。例えば外部基板１がマイクロコンピュータを構成するような場合を考えると、デスクトップパソコンやノートパソコンにおける接続端子は、通常、平板状の筐体に対してその平面部に平行な方向からケーブルを接続するように設計されている。本実施例の光モジュールコネクタ１は、このような接続態様に好適に適応することができる。
以上説明した本実施例に係る光偏向部材２２０によれば、複数の光導波路が二列に並ぶ構造を有すると共に、光ケーブル５から入力された光信号を略９０度偏向させて受光手段２３２に出力し、発光手段２３４から入力された光信号を略９０度偏向させて光ケーブル５に出力することができる。
また、本実施例の光モジュールコネクタ２００及びその一部を構成する光モジュールによれば、光偏向部材２２０を用いることにより、複数の光導波路が二列に並ぶ構造を有すると共に、光ケーブル５と内部基板２３０や外部基板１との所望の位置関係（光ケーブル５の導入方向と内部基板２３０や外部基板１の平面部が平行）を実現することができる。
＜第３実施例＞
以下、図面を参照し、本発明の第３実施例に係る光モジュールコネクタ３００について説明する。
［全体構成］
図１０は、本発明の第３実施例に係る光モジュールコネクタ３００の全体構成を示す断面図である。光モジュールコネクタ３００は、嵌合先の外部基板１に取り付けられた基板側ＲＡＣＮ（ライトアングルコネクタ）２に嵌合可能となっており、光ケーブル５から供給される光信号を電気信号に変換して外部基板１に供給する。また、光モジュールコネクタ３００は、外部基板１から供給される電気信号を光信号に変換して光ケーブル５に供給することも可能である。ＲＡＣＮによる光モジュールコネクタ３００と外部基板１の嵌合部分の形状については特段の制限はなく、図６に示したものに限定されない。
光モジュールコネクタ３００は、光モジュール側ＭＰＯコネクタ３１０と、光偏向部材３２０と、内部基板３３０と、受光素子３３２と、発光素子３３４と、ドライバ３４０と、熱伝導シート３４２と、放熱フィン３４４と、光モジュール側ＲＡＣＮ３５０と、を備える。これらの構成は、例えば図１に一点鎖線で示すカバー部材３５５に収容される。なお、光モジュールコネクタ３００から光モジュール側ＲＡＣＮ３５０を除いたものが、「光モジュール」に相当する。
なお、これらの構成要素のうち、光偏向部材３２０を除く構成要素は、符号の３桁目の「３」を「１」に置換すると同符号となる第１実施例の構成要素と、同じ機能及び構成を有している。
［光偏向部材］
図１１は、光偏向部材３２０の外観構成を示す斜視図と、断面図を共に示した図である。図１１（Ａ）は光偏向部材３２０の外観構成を示しており、図１１（Ｂ）は光偏向部材３２０の断面図を示している。また、図１２は、光偏向部材３２０を図１１（Ａ）とは反対側から見た図である。光偏向部材３２０は、例えばオレフィン系の樹脂で形成されている。
光偏向部材３２０は、凸状に湾曲した外周面３２０Ａと、凹状に湾曲した内周面３２０Ｂと、外周面３２０Ａの第１の端部直線３２０Ａａと内周面３２０Ｂの第１の端部直線３２０Ｂａを含む第１の平面部（底面部）３２０Ｃと、外周面３２０Ａの第２の端部直線３２０Ａｂを含む第２の平面部（背面部）３２０Ｄと、側面３２０Ｅ、３２０Ｆと、を有する。
外側部材３２０の外周面３２０Ａ及び内周面３２０Ｂは、例えば平面部と円柱側面とを組み合わせた形状となっており、第１の平面部３２０Ｃと第２の平面部３２０Ｄは、略９０度の角度をなしている。
また、外側部材３２０の外周面３２０Ａ及び内周面３２０Ｂは、例えばその断面が直線と円弧の連続した形状となるように形成されるが、これに限らず、光信号の通過を妨げない程度になだらかな形状であればよい。例えば、直線、放物線、楕円、双曲線等、又はその組み合わせからなる任意の形状をとり得る。
外側部材３２０の外周面３２０Ａには、一列分の光導波路３２０Ｇが形成されている（図１１では、八本の光導波路が一列に並んでいる）。光導波路は、例えば外周面３２０Ａに形成された溝に光透過性を有する所望のコア材料を充填し、そのコア層を覆うように所望の樹脂被覆を積層することによって形成される。
また、外側部材３２０の内周面３２０Ｂにも、一列分の光導波路３２０Ｋが形成されている（図１２では、八本の光導波路が一列に並んでいる）。光導波路は、例えば内周面３２２Ｂに形成された溝に光透過性を有する所望のコア材料を充填し、そのコア層を覆うように所望の樹脂被覆を積層することによって形成される。
光偏向部材３２０は、第１の平面部３２０Ｃが、受光素子３３２及び発光素子３３４に対向するように、接着剤やネジ等を用いて内部基板３３０に取り付けられる。なお、光偏向部材３２０と受光素子３３２及び発光素子３３４の間には、光学系の特性を向上させるためのレンズ等が取り付けられてもよい。
また、光偏向部材３２０には、外側部材３２２の第２の平面部３２２Ｄ及び内側部材３２４の第２の平面部３２４Ｄが、光モジュール側ＭＰＯコネクタ３１０に対向するように、光モジュール側ＭＰＯコネクタ３１０が取り付けられる。
係る構成によって、光偏向部材３２０は、光ケーブル５から入力された光信号を略９０度偏向させて受光手段３３２に出力すると共に、発光手段３３４から入力された光信号を略９０度偏向させて光ケーブル５に出力することができる。
また、光偏向部材３２０は、外周面３２０Ａと内周面３２０Ｂにそれぞれ一列分の光導波路が形成されているため、外二列に並んだ複数の光導波路を有することになる（図１２参照）。これによって、複数の光信号入出力部が二列に並んだＭＰＯコネクタに適応することができ、もとより、二列に並んだ複数の光導波路（光ファイバ）を内包する光ファイバにも適応することができる。
［その他、まとめ］
内部基板３３０は、例えばガラスエポキシ樹脂製の基板上に銅配線等を形成した平板状の基板であり、一方の面に受光素子３３２及び発光素子３３４が取り付けられ、反対側面にドライバ３４０、熱伝導シート３４２、及び放熱フィン３４４が積層される。ドライバ１４０と発光素子１３４の接続は、ＶＩＡを形成すると共に、当該ＶＩＡの引き出し部近傍に設けたパッドと発光素子１３４をワイヤボンディングによって接続する。これによって、内部基板３３０の大きさを過大にすることなく、効率的に各構成要素を配置することができる。
受光素子３３２は、光電変換素子であり、ＭＰＯコネクタや光偏向部材３２０を介して光ファイバ５から入力された光信号を電気信号に変換し出力する。受光素子３３２が出力した電気信号は、ＲＡＣＮを介して外部基板１に出力される。
ドライバ３４０は、ＲＡＣＮを介して外部基板１から入力された電気信号を、光信号に変換して発光素子３３４に出力させる。また、ドライバ３４０は、受光素子３３２が出力した電気信号に対して増幅、フィルタ処理等を行ってもよい。
係る構成によって、光ケーブル５から入力された光信号を電気信号に変換して外部基板１に出力すると共に、外部基板１から入力された電気信号を光信号に変換して光ケーブル５に出力することができる。
また、光ケーブル５の導入方向と受光手段３３２及び発光手段３３４が取り付けられた内部基板２３０の平面部は略平行となり、内部基板３３０と外部基板１は図１に示したようなＲＡＣＮによって接続されるため、光ケーブル５の導入方向と外部基板１の平面部を略平行にすることができる（これらが、図１０におけるＹ軸方向に沿っている）。
この結果、外部基板１の端部においてその平面部に平行な方向から光モジュールコネクタ１を差し込むことが可能となり、ケーブル接続の方向が好適なものとなる。例えば外部基板１がマイクロコンピュータを構成するような場合を考えると、デスクトップパソコンやノートパソコンにおける接続端子は、通常、平板状の筐体に対してその平面部に平行な方向からケーブルを接続するように設計されている。本実施例の光モジュールコネクタ１は、このような接続態様に好適に適応することができる。
以上説明した本実施例に係る光偏向部材３２０によれば、複数の光導波路が二列に並ぶ構造を有すると共に、光ケーブル５から入力された光信号を略９０度偏向させて受光手段３３２に出力し、発光手段３３４から入力された光信号を略９０度偏向させて光ケーブル５に出力することができる。
また、本実施例の光モジュールコネクタ３００及びその一部を構成する光モジュールによれば、光偏向部材３２０を用いることにより、複数の光導波路が二列に並ぶ構造を有すると共に、光ケーブル５と内部基板３３０や外部基板１との所望の位置関係（光ケーブル５の導入方向と内部基板３３０や外部基板１の平面部が平行）を実現することができる。
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、複数の光導波路が二列に並ぶ構造を有すると共に、光ケーブル５の導入方向と外部基板１の平面部が平行となるような位置関係を実現するための構成として、以下のような構成を採用してもよい。
図１３は、本発明の他の実施例に係る光モジュールコネクタ４００の全体構成を示す断面図である。光モジュールコネクタ４００は、光モジュール側ＭＰＯコネクタ４１０と、第１内部基板４２０と、受光素子４２２と、発光素子４２４と、第２基板４３０と、フレキシブルケーブル４４０と、光モジュール側ＲＡＣＮ４５０と、を備える。上記実施例において説明したドライバは、例えば第１内部基板４２０のいずれかの側に取り付けられる。また、フレキシブルケーブル４４０は、図２に例示したように、二列に並んだ複数の光導波路を内包している。
係る構成によっても、複数の光導波路が二列に並ぶ構造を有すると共に、光ケーブル５と外部基板１との所望の位置関係（光ケーブル５の導入方向と外部基板１の平面部が平行）を実現することができる。
また、図１４は、本発明の他の実施例に係る光モジュールコネクタ５００の全体構成を示す断面図である。光モジュールコネクタ５００は、光モジュール側ＭＰＯコネクタ５１０と、内部基板５２０と、受光素子５２２と、発光素子５２４と、光モジュール側ＲＡＣＮ５５０と、を備える。上記実施例において説明したドライバは、例えば内部基板５２０の受光素子５２２及び発光素子５２４が取り付けられた面に取り付けられる。
係る構成によっても、複数の光導波路が二列に並ぶ構造を有する（光モジュール側ＭＰＯコネクタ５１０内）と共に、光ケーブル５と外部基板１との所望の位置関係（光ケーブル５の導入方向と外部基板１の平面部が平行）を実現することができる。
本発明は、光通信に適用可能な接続機器の製造産業等に利用可能である。
１ 外部基板
２ 基板側ＲＡＣＮ
５ 光ケーブル
６ 光ケーブル側ＭＰＯコネクタ
１００、２００、３００ 光モジュールコネクタ
１１０、２１０、３１０ 光モジュール側ＭＰＯコネクタ
１２０、２２０、３２０ 光偏向部材
１２２、２２２、３２２ 外側部材
１２２Ａ、３２０Ａ 外周面
１２２Ｂ、２２２Ｂ、３２０Ｂ 内周面
１２２Ｃ、１２４Ｃ、２２２Ｃ、２２４Ｃ、３２０Ｃ 第１の平面部
１２２Ｄ、１２４Ｄ、２２２Ｄ、２２４Ｄ、３２０Ｄ 第２の平面部
１２２Ｇ、１２４Ｇ、２２２Ｇ、２２４Ｇ、３２０Ｇ、３２０Ｋ 光導波路
１２４、２２４、３２４ 内側部材
１２４Ａ、２２４Ａ 外周面
１３０、２３０、３３０ 内部基板
１３２、２３２、３３２ 受光素子
１３４、２３４、３３４ 発光素子
１４０、２４０、３４０ ドライバ
１４２、２４２、３４２ 熱伝導シート
１４４、２４４、３４４ 放熱フィン
１５０、２５０、３５０ 光モジュール側ＲＡＣＮ

Claims (6)

  1. 光ケーブルから入力された光信号を電気信号に変換して出力すると共に入力された電気信号を光信号に変換して前記光ケーブルに出力する光モジュールであって、
    平板状の基板と、
    該基板の一方の面に取り付けられた発光手段及び受光手段と、
    前記光ケーブルから入力された光信号を略９０度偏向させて前記受光手段に出力すると共に前記発光手段から入力された光信号を略９０度偏向させて前記光ケーブルに出力する光偏向部材と、を備え、
    前記光偏向部材は、
    凸状に湾曲した外周面と凹状に湾曲した内周面を有し、前記外周面の第１の端部直線と前記内周面の第１の端部直線を含み前記発光手段及び受光手段に対向する第１の平面部が、前記外周面の第２の端部直線と前記内周面の第２の端部直線を含み前記光ケーブルとの接続部に対向する第２の平面部に対して略９０度の角度をなす外側部材と、
    前記外側部材の内周面に対向するように凸状に湾曲した外周面を有する内側部材と、を有し、
    前記外側部材の外周面、及び前記内側部材の外周面に沿って、それぞれ一列分の光導波路が形成されていることを特徴とする、光モジュール。
  2. 光ケーブルから入力された光信号を電気信号に変換して出力すると共に入力された電気信号を光信号に変換して前記光ケーブルに出力する光モジュールであって、
    平板状の基板と、
    該基板の一方の面に取り付けられた発光手段及び受光手段と、
    前記光ケーブルから入力された光信号を略９０度偏向させて前記受光手段に出力すると共に前記発光手段から入力された光信号を略９０度偏向させて前記光ケーブルに出力する光偏向部材と、を備え、
    前記光偏向部材は、
    凹状に湾曲した内周面を有し、該内周面の第１の端部直線と外周面の第１の端部直線を含み前記発光手段及び受光手段に対向する第１の平面部が、前記外周面の第２の端部直線と前記内周面の第２の端部直線を含み前記光ケーブルとの接続部に対向する第２の平面部に対して略９０度の角度をなす外側部材と、
    前記外側部材の内周面に対向するように凸状に湾曲した外周面を有する内側部材と、を有し、
    前記外側部材の内周面、及び前記内側部材の外周面に沿って、それぞれ一列分の光導波路が形成されていることを特徴とする、光モジュール。
  3. 請求項１又は２に記載の光モジュールであって、
    前記基板における前記発光手段及び受光手段が取り付けられた面と反対側の面に、少なくとも前記発光手段を制御するドライバ、及び放熱フィンが取り付けられていることを特徴とする、光モジュール。
  4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光モジュールと、
    該光モジュールと外部基板を接続させるコネクタと、を備える光モジュールコネクタであって、
    前記コネクタによって前記外部基板に嵌合された状態で、前記光ケーブルの導入方向、前記基板の平面部、及び前記外部基板の平面部が略平行となることを特徴とする、光モジュールコネクタ。
  5. 凸状に湾曲した外周面と凹状に湾曲した内周面を有し、前記外周面の第１の端部直線と前記内周面の第１の端部直線を含む第１の平面部が、前記外周面の第２の端部直線と前記内周面の第２の端部直線を含む第２の平面部に対して略９０度の角度をなす外側部材と、
    前記外側部材の内周面に対向するように凸状に湾曲した外周面を有する内側部材と、を有し、
    前記外側部材の外周面、及び前記内側部材の外周面に沿って、それぞれ一列分の光導波路が形成され、
    前記第１の平面部において入力された光信号を略９０度偏向させて前記第２の平面部に出力すると共に、前記第２の平面部において入力された光信号を略９０度偏向させて前記第１の平面部に出力することを特徴とする、光偏向用部材。
  6. 凹状に湾曲した内周面を有し、該内周面の第１の端部直線と外周面の第１の端部直線を含む第１の平面部が、前記外周面の第２の端部直線と前記内周面の第２の端部直線を含む第２の平面部に対して略９０度の角度をなす外側部材と、前記外側部材の内周面に対向するように凸状に湾曲した外周面を有する内側部材と、を有し、
    前記外側部材の内周面、及び前記内側部材の外周面に沿って、それぞれ一列分の光導波路が形成され、
    前記第１の平面部において入力された光信号を略９０度偏向させて前記第２の平面部に出力すると共に、前記第２の平面部において入力された光信号を略９０度偏向させて前記第１の平面部に出力することを特徴とする、光偏向用部材。
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