JP6490784B2 - Optical device - Google Patents
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Description
本発明は、光モジュールとその制御回路とを備える光装置に関するものである。 The present invention relates to an optical device including an optical module and its control circuit.
近年、波長可変レーザアセンブリ(ITLA:Integrable Tunable Laser Assembly)等の、光モジュールとその制御回路とを備える光装置において、より一層の小型化が求められている(非特許文献1)。 In recent years, there has been a demand for further miniaturization in an optical device including an optical module and its control circuit, such as an tunable laser assembly (ITLA) (Non-patent Document 1).
近年の通信トラフィックの増大に伴い、通信容量を増強するために通信機器が高密度に実装されるようになってきており、そのため光装置には小型化が求められている。小型化の実現のためには、光装置における制御回路が搭載されたプリント基板も小型化することが望ましいが、従来からの機能を維持もしくは新機能を追加しつつ小型化する必要がある。 As communication traffic has increased in recent years, communication devices have been mounted with high density in order to increase communication capacity. Therefore, downsizing of optical devices is required. In order to realize miniaturization, it is desirable to reduce the size of the printed circuit board on which the control circuit in the optical device is mounted, but it is necessary to reduce the size while maintaining the conventional function or adding a new function.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、制御回路が搭載されたプリント基板の実装面積が広くされた光装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide an optical device in which a mounting area of a printed board on which a control circuit is mounted is widened.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る光装置は、電気ピンを備える光モジュールと、前記光モジュールの電気ピンが接続され、前記光モジュールを制御する制御回路が搭載され、かつ開口が形成されたプリント基板と、前記プリント基板が取り付けられる第1板状部材と、前記プリント基板の開口に挿通され、前記プリント基板と前記第1板状部材とを固定する第1固定部材と、前記プリント基板を挟んで前記第1板状部材の反対側に配置される第2板状部材と、前記光モジュールが前記第1板状部材と前記第2板状部材とによって挟持されるように前記第1固定部材と前記第2板状部材とを固定する第2固定部材と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an optical device according to an aspect of the present invention includes an optical module including an electrical pin, and a control for controlling the optical module by connecting the electrical pin of the optical module. A printed circuit board on which a circuit is mounted and an opening is formed, a first plate member to which the printed circuit board is attached, and an opening of the printed circuit board, and the printed circuit board and the first plate member are fixed. A first fixing member, a second plate-like member disposed on the opposite side of the first plate-like member across the printed circuit board, and the optical module including the first plate-like member and the second plate-like member. And a second fixing member for fixing the first fixing member and the second plate-like member so as to be sandwiched by each other.
本発明の一態様に係る光装置は、前記プリント基板にはコネクタピンが設けられており、前記第2固定部材及び前記コネクタピンのいずれもが、前記第2板状部材の前記プリント基板と対向する表面とは反対側の表面から突出しないことを特徴とする。 In the optical device according to one aspect of the present invention, the printed circuit board is provided with a connector pin, and both the second fixing member and the connector pin are opposed to the printed circuit board of the second plate-shaped member. It is characterized in that it does not protrude from the surface opposite to the surface to be turned on.
本発明の一態様に係る光装置は、前記第1固定部材は、頭部と固定部とを有し、前記第1固定部材の固定部が前記第1板状部材に固定され、前記第1板状部材と前記第1固定部材の頭部とが前記プリント基板に当接することにより、前記プリント基板と前記第1板状部材とが固定され、前記第2固定部材は、頭部と固定部とを有し、前記第2固定部材の固定部が前記第1固定部材の頭部に固定され、前記第1固定部材の頭部と前記第2固定部材の頭部とが前記第2板状部材に当接することにより、前記第1固定部材と前記第2板状部材とが固定されることを特徴とする。 In the optical device according to an aspect of the present invention, the first fixing member has a head portion and a fixing portion, and the fixing portion of the first fixing member is fixed to the first plate member, The printed circuit board and the first plate-shaped member are fixed by the plate-shaped member and the head of the first fixed member coming into contact with the printed circuit board, and the second fixed member includes the head and the fixed portion. The fixing portion of the second fixing member is fixed to the head of the first fixing member, and the head of the first fixing member and the head of the second fixing member are in the second plate shape. The first fixing member and the second plate-like member are fixed by contacting the member.
本発明の一態様に係る光装置は、前記第1固定部材の頭部は、外周方向の長さの1/2以上で前記プリント基板に当接することを特徴とする。 The optical device according to an aspect of the present invention is characterized in that the head of the first fixing member is in contact with the printed circuit board with a length of ½ or more of the length in the outer peripheral direction.
本発明の一態様に係る光装置は、前記第1固定部材または前記第2固定部材において、前記固定部はねじが形成されたねじ部であることを特徴とする。 The optical device according to an aspect of the present invention is characterized in that, in the first fixing member or the second fixing member, the fixing portion is a screw portion in which a screw is formed.
本発明の一態様に係る光装置は、前記第1固定部材及び前記第2固定部材において、前記固定部はねじが形成されたねじ部であることを特徴とする。 The optical device according to an aspect of the present invention is characterized in that, in the first fixing member and the second fixing member, the fixing portion is a screw portion in which a screw is formed.
本発明の一態様に係る光装置は、前記第1固定部材のねじ部は雄ねじであり、前記第1固定部材の頭部にはねじ穴が形成されており、前記第2固定部材のねじ部は、前記第1固定部材の頭部の前記ねじ穴に螺合される雄ねじであることを特徴とする。 In the optical device according to an aspect of the present invention, the screw portion of the first fixing member is a male screw, a screw hole is formed in the head of the first fixing member, and the screw portion of the second fixing member. Is a male screw screwed into the screw hole in the head of the first fixing member.
本発明の一態様に係る光装置は、前記第1固定部材及び前記第2固定部材は、中心軸に沿って貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする。 The optical device according to an aspect of the present invention is characterized in that the first fixing member and the second fixing member are formed with a through-hole penetrating along a central axis.
本発明の一態様に係る光装置は、前記第1固定部材は、第1固定部と第2固定部とを有し、前記第1固定部が前記プリント基板の開口に挿通されて、前記プリント基板と前記第1板状部材とを固定し、前記第2固定部材は、前記第1固定部材の前記第2固定部に固定されることにより、前記光モジュールが前記第1板状部材と前記第2板状部材とによって挟持されるように前記第1固定部材と前記第2板状部材とを固定することを特徴とする。 In the optical device according to an aspect of the present invention, the first fixing member includes a first fixing portion and a second fixing portion, and the first fixing portion is inserted through an opening of the printed circuit board, and the print The substrate and the first plate member are fixed, and the second fixing member is fixed to the second fixing portion of the first fixing member, so that the optical module is connected to the first plate member and the first plate member. The first fixing member and the second plate member are fixed so as to be sandwiched between the second plate members.
本発明の一態様に係る光装置は、前記第1固定部材は、前記第1固定部と前記第2固定部との間に位置する太径部を有し、前記第1固定部が前記第1板状部材に固定され、前記第1板状部材と前記太径部とが前記プリント基板に当接することにより、前記プリント基板と前記第1板状部材とが固定され、前記第2固定部材が前記第1固定部材の前記第2固定部に固定され、前記第2固定部材と前記太径部とが前記第2板状部材に当接することにより、前記第1固定部材と前記第2板状部材とが固定されることを特徴とする。 In the optical device according to an aspect of the present invention, the first fixing member has a large-diameter portion positioned between the first fixing portion and the second fixing portion, and the first fixing portion is the first fixing portion. The printed board and the first plate-like member are fixed by the first plate-like member being fixed and the first plate-like member and the large-diameter portion abutting against the printed board, and the second fixing member. Is fixed to the second fixing portion of the first fixing member, and the second fixing member and the large-diameter portion abut against the second plate-like member, whereby the first fixing member and the second plate The fixed member is fixed.
本発明の一態様に係る光装置は、前記第1固定部材の前記太径部は、外周方向の長さの1/2以上で前記プリント基板に当接することを特徴とする。 The optical device according to an aspect of the present invention is characterized in that the large-diameter portion of the first fixing member is in contact with the printed circuit board with a length of ½ or more in the outer peripheral direction.
本発明の一態様に係る光装置は、前記第1固定部材において、前記第1固定部及び前記第2固定部はねじが形成されたねじ部であり、前記第2固定部材はナット部材であることを特徴とする。 In the optical device according to an aspect of the present invention, in the first fixing member, the first fixing portion and the second fixing portion are screw portions formed with screws, and the second fixing member is a nut member. It is characterized by that.
本発明の一態様に係る光装置は、前記第1固定部材は、中心軸に沿って貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする。 The optical device according to an aspect of the present invention is characterized in that the first fixing member is formed with a through-hole penetrating along the central axis.
本発明の一態様に係る光装置は、前記光モジュールと前記第1板状部材との間及び前記光モジュールと前記第2板状部材との間の少なくとも一方に、放熱体が介在していることを特徴とする。 In the optical device according to one aspect of the present invention, a radiator is interposed between at least one of the optical module and the first plate member and between the optical module and the second plate member. It is characterized by that.
本発明の一態様に係る光装置は、前記放熱体は、放熱パッド、放熱シートまたは放熱グリースであることを特徴とする。 The optical device according to an aspect of the present invention is characterized in that the heat radiator is a heat radiating pad, a heat radiating sheet, or a heat radiating grease.
本発明の一態様に係る光装置は、前記光モジュールと前記第1板状部材との間及び前記光モジュールと前記第2板状部材との間の少なくとも一方に、弾性部材が介在していることを特徴とする。 In the optical device according to one aspect of the present invention, an elastic member is interposed between at least one of the optical module and the first plate member and between the optical module and the second plate member. It is characterized by that.
本発明の一態様に係る光装置は、前記光モジュールは半導体レーザを備えることを特徴とする。 The optical device according to one aspect of the present invention is characterized in that the optical module includes a semiconductor laser.
本発明の一態様に係る光装置は、前記光モジュールは波長可変レーザを備えることを特徴とする。 In the optical device according to one aspect of the present invention, the optical module includes a wavelength tunable laser.
本発明によれば、制御回路が搭載されたプリント基板の実装面積が広くできるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that the mounting area of the printed circuit board on which the control circuit is mounted can be increased.
以下に、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一又は対応する要素には適宜同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In the description of the drawings, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals as appropriate. It should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the dimensions of each element, the ratio of each element, and the like may differ from the actual situation. Even between the drawings, there are cases in which portions having different dimensional relationships and ratios are included.
本発明者らは、制御回路が搭載されたプリント基板の実装面積の拡大をすべく鋭意検討した。そして、従来構造の光装置では、光モジュールと、その制御を行う制御回路が搭載されたプリント基板とが、それぞれ個別に板状部材にねじで固定されていることに着目した。そこで、本発明者らは、ねじでの固定の箇所を減らす構造とすることによって、プリント基板のうち、固定構造の存在によって電子部品の配置やパターン配線ができなかった領域が減らせるとともに、従来構造ではプリント基板を配置できなかった領域を減らせるので、プリント基板の実装面積の拡大が可能であることに想到した。 The present inventors diligently studied to increase the mounting area of the printed circuit board on which the control circuit is mounted. In the conventional optical device, attention is paid to the fact that the optical module and the printed circuit board on which the control circuit for controlling the optical module is individually fixed to the plate-like member with screws. Therefore, the present inventors have a structure that reduces the number of fixing points with screws, thereby reducing the area of the printed circuit board where electronic components cannot be placed or patterned due to the presence of the fixing structure. Since the structure could reduce the area where the printed board could not be arranged, it was conceived that the mounting area of the printed board could be increased.
(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る光装置の構成を示す模式的斜視図である。図1に示すように、光装置100は、光モジュール10と、プリント基板20と、第1板状部材30と、第1固定部材の一態様である4つの第1ねじ部材40と、第2板状部材50と、第2固定部材の一態様である4つの第2ねじ部材60とを少なくとも備えている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating the configuration of the optical device according to the first embodiment. As illustrated in FIG. 1, the
図2は、光装置100において第2ねじ部材60と第2板状部材50とを取り外した状態を示す図である。図3は、図2の状態からさらに第1ねじ部材40と光モジュール10とを取り外した状態を示す図である。図4は、図2のA矢視図である。図5A、5Bは、それぞれ、第1ねじ部材40、第2ねじ部材60の模式図である。以下、図1〜5Bを参照して光装置100について説明する。
FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which the
光モジュール10は、図2に示すように波長可変半導体レーザ素子11を内蔵する波長可変半導体レーザモジュールである。光モジュール10は光ファイバ12から所望の波長とパワーのレーザ光を出力する。光モジュール10は、例えば非特許文献1や特許文献1に開示されるような、波長可変半導体レーザ素子が複数の半導体レーザと光合流器と半導体光増幅器とが集積された構成を有している。また、光モジュール10は、波長可変半導体レーザ素子11の波長を制御するための、エタロンフィルタを用いた公知の波長ロック機構を備えたものである。さらに、光モジュール10は、波長可変半導体レーザ素子11及びエタロンフィルタのそれぞれの温度調節をするための温度調節素子及び温度モニタ素子を備えている。光モジュール10は、波長可変半導体レーザ素子11や温度調節素子の駆動電流の入力、及び温度モニタ信号や、波長ロック機構における光パワーモニタ信号及び波長モニタ信号の出力を行うための電気ピン13を備えている。電気ピン13はプリント基板20に電気的に接続されている。
The
プリント基板20には、光モジュール10が配置されるための切欠き部21が形成されている(図3参照)。また、プリント基板20は、光モジュール10を制御する制御回路22が搭載されている。なお、図2、3等では、制御回路22の一部の構成要素のみ図示している。制御回路22は、図示しない上位装置とコネクタピン23を介して電気的に接続され、光モジュール10から出力された各種モニタ信号に基づいて、光モジュール10に駆動電流を供給し、光モジュール10の動作を制御する。制御回路22は、デジタル演算装置、メモリ、電流制御回路、温度モニタ回路、光パワーモニタ回路、波長モニタ回路等で構成されている。プリント基板20には、これらの制御回路22の構成要素同士、またはこれらの構成要素、光モジュール10の電気ピン13及びコネクタピン23を相互に接続する配線パターンが形成されている。
The printed
また、プリント基板20には、プリント基板20と第1板状部材30とを固定するための4つの開口24が形成されている。本実施形態1では開口24はU字形状の切欠き状になっている。また、切欠き部21の周囲には、プリント基板20が光モジュール10の電気ピン13と電気的に接続するための、端子パターン25が設けられている。
Further, four
第1板状部材30は、プリント基板20が取り付けられて固定される板状部材である。第1板状部材30は、例えば、アルミニウム等の金属やセラミック等の熱伝導率が高い材質からなるが、材質は特に限定されない。
The first plate-
図3に示すように、第1板状部材30には、光モジュール10が配置される凹部31が形成されている。また、第1板状部材30は、プリント基板20と当接する4つの凸部32を備えている。凸部32は、それぞれ、第1板状部材30にプリント基板20を載置した際に、プリント基板20の4つの開口24が形成された部分が4つの凸部32にそれぞれ当接する位置に形成されている。また、各凸部32には内部にねじ山が形成されたねじ穴33が形成されている。
As shown in FIG. 3, the
金属やセラミックからなる4つの第1ねじ部材40は、プリント基板20の開口24にそれぞれ挿通され、プリント基板20と第1板状部材30とを固定する。
The four
第1ねじ部材40は、図5Aに示すように、略円筒状の頭部41と、固定部の一態様であり、雄ねじであるねじ部42とを有する。頭部41には、すり割41aと、内壁にねじ山が形成された雌ねじであるねじ穴41bとが形成されている。なお、ねじ穴41bは中心軸に沿って貫通する貫通孔となっている。なお、ねじ山は、ねじ穴41bの深さ方向の全体にわたって形成されている必要はなく、後述するように第2ねじ部材60が螺合できるように所定の範囲に形成されていればよい。また、ねじ穴41bにおけるねじ山が形成された部分の内径とそれ以外の部分の内径とは、異なっていても同じでもよい。例えば、ねじ穴41bにおけるねじ山が形成された部分の内径が、それ以外の部分の内径よりも大きくてもよいし、小さくてもよいし、同じでもよい。
As shown in FIG. 5A, the
第2板状部材50は、プリント基板20を挟んで第1板状部材30の反対側に配置される。第2板状部材50は、例えば、アルミニウム等の金属やセラミック等の熱伝導率が高い材質からなるが、材質は特に限定されない。
The second plate-
図1に示すように、第2板状部材50には、光モジュール10が配置される凹部51が形成されている。また、第2板状部材50には、後に詳述するように第2ねじ部材60が挿通される4つの座繰り穴52が形成されている。座繰り穴52は、4つの第1ねじ部材40のそれぞれに対応する位置に形成されている。また、第2板状部材50には、プリント基板20のコネクタピン23と第2板状部材50とが干渉しないように切欠き部53が形成されている。また、コネクタピン23は、第2板状部材50の表面(プリント基板20と対向する表面とは反対側の表面)からは突出しない。
As shown in FIG. 1, the
金属材料やセラミックからなる4つの第2ねじ部材60は、第1ねじ部材40と第2板状部材50とを固定する。第2ねじ部材60は、図5Bに示すように、略円筒状の頭部61と、固定部の一態様であり、第1ねじ部材40のねじ穴41bに螺合可能な雄ねじであるねじ部62とを有する。頭部61には、十字穴61aが形成されている。また、第2ねじ部材60には、中心軸に沿って貫通する貫通孔63が形成されている。
The four
4つの第2ねじ部材60は、第1ねじ部材40と第2板状部材50とを固定する。4つの第2ねじ部材60が4つの第1ねじ部材40と第2板状部材50とを固定することによって、光モジュール10が第1板状部材30と第2板状部材50とによって挟持される。
The four
なお、図2、図4に示すように、光モジュール10と第1板状部材30との間及び光モジュール10と第2板状部材50との間には、それぞれ放熱体71、72が介在している。放熱体71、72は、光モジュール10が発する熱が第1板状部材30及び第2板状部材50へ放熱しやすいように作用する。放熱体は、例えば放熱性のよい樹脂やグラファイトからなり、シート状の薄いもの(放熱シート)でも、パッド状の比較的厚みのあるもの(放熱パッド)でもよい。また、放熱グリースのようなものでもよい。放熱体71、72は同じ材料で構成されていてもよいし、互いに異なる材料で構成されていてもよい。上述した例で言えば、放熱体71、72がいずれもパッド状の樹脂からなるものもよいし、放熱体71がシート状のグラファイトシートからなり、放熱体72が放熱グリースであってもよい。
2 and 4,
(組み立て方法)
光装置100の組み立て方法について図1〜4、6、7を参照して説明する。
まず、図3に示すように、第1板状部材30にプリント基板20を載置する。このとき、プリント基板20の各開口24と、各開口24に対応する第1板状部材30の各ねじ穴33との位置を合わせて載置を行う。
(Assembly method)
A method for assembling the
First, as shown in FIG. 3, the printed
つづいて、図6に示すように、プリント基板20の各開口24に第1ねじ部材40を挿通し、マイナスドライバー等を用いて、第1ねじ部材40のねじ部42を第1板状部材30のねじ穴33に螺合する。第1板状部材30の凸部32と第1ねじ部材40の頭部41とがプリント基板20に当接することにより、プリント基板20と第1板状部材30とが固定される。さらに、固定の前又は後に、第1板状部材30の凹部31に放熱体71を設ける。
Subsequently, as shown in FIG. 6, the
つづいて、図2、図4に示すように、放熱体72を片面に設けた光モジュール10を準備し、第1板状部材30の凹部31に、放熱体71を介して光モジュール10を配置する。このとき、光モジュール10の各電気ピン13をプリント基板20の各端子パターン25に接触させる。このとき、電気ピン13と端子パターン25との半田接合を行ってもよい。
Next, as shown in FIG. 2 and FIG. 4, the
つづいて、第1ねじ部材40の上に第2板状部材50を載置する。このとき、第1ねじ部材40の各ねじ穴41bと、各ねじ穴41bに対応する第2板状部材50の各座繰り穴52との位置を合わせて載置を行う。
Subsequently, the second plate-
つづいて、各座繰り穴52に第2ねじ部材60を挿通し、第2ねじ部材60のねじ部62を第1ねじ部材40の頭部41のねじ穴41bに螺合する。第1ねじ部材40の頭部41と第2ねじ部材60の頭部61とが第2板状部材50に当接することにより、第1ねじ部材40と第2板状部材50とが固定される。なお、各第2ねじ部材60の頭部61は各座繰り穴52に収容されるが、頭部61の上端面と第2板状部材50の表面とが略面一となり、頭部61は第2板状部材50の表面から突出しない。これにより光装置100の組み立てが完成する。
Subsequently, the
ここで、図8に示すように、第1ねじ部材40の頭部41の外周が、外周方向Dの長さの1/2以上でプリント基板20に当接するように、開口24が形成されている。これにより、頭部41とプリント基板20との当接する面積が十分となり、プリント基板20がより確実に固定される。なお、開口24の形状は、第1ねじ部材40の頭部41が、外周方向Dの長さの1/2以上でプリント基板20に当接する形状であることが好ましい。
Here, as shown in FIG. 8, the
本実施形態1に係る光装置100では、第1ねじ部材40によって第1板状部材30にプリント基板20を固定するとともに、第2ねじ部材60によって第1ねじ部材40と第2板状部材50とを固定することによって、光モジュール10を、第1板状部材30と第2板状部材50とによって挟持固定している。これにより、非特許文献1に記載の従来構造と比較して、プリント基板と光モジュールとを板状部材に固定するための固定構造の数が減少する。その結果、プリント基板20は、固定構造の存在によって電子部品の配置やパターン配線ができない領域が少ない。さらには、従来構造では光モジュールの固定のために固定構造を設けていた領域にも、光装置100ではプリント基板20を配置できる。その結果、プリント基板20の面積自体を大きくできるとともに、プリント基板20における実装に利用できる領域も大きくできるので、実装面積を従来構造よりも広くできる。
In the
また、第1板状部材30の凸部32と第1ねじ部材40の頭部41とでプリント基板20が挟まれて固定される。その結果、光装置100は、プリント基板20のガタツキが発生せず、振動や衝撃があってもプリント基板20は第1板状部材30や第1ねじ部材40に対して動くことはないので、光装置100は振動や衝撃に強い。
Further, the printed
また、光装置100では、第1ねじ部材40に貫通孔であるねじ穴41bが形成され、第2ねじ部材60に貫通孔63が形成されており、ねじ穴41bと貫通孔63とは連通して貫通孔を形成している。この貫通孔は光装置100をヒートシンクなどの他の部材や装置等の取り付け対象に取り付ける際に利用できる。なお、従来構造では、このような貫通孔構造と固定構造とが別体の部材で構成されているが、光装置100では固定構造と貫通孔構造とを一体化しているので、プリント基板20の実装面積をより一層広くできる。
In the
また、光装置100では、第2ねじ部材60及びコネクタピン23のいずれもが、第2板状部材50の表面から突出しない。これにより、第2板状部材50側で光装置100を取り付け対象に取り付ける際に、第2板状部材50と取り付け対象との間に、第2ねじ部材60と取り付け対象との干渉による隙間ができない。また、コネクタピン23が取り付け対象に設けられた雌コネクタと接続される際に、コネクタピン23が雌コネクタの嵌合穴の底に当たってしまいそれ以上差し込めず、第2板状部材50と取り付け対象との間に隙間ができる事態の発生を防止又は大幅に抑制することができる。また、隙間が発生したとしても、隙間の幅は比較的狭くなる。その結果、光装置100を取り付け対象に取り付けた場合の、第1板状部材30とプリント基板20と第2板状部材50との積層方向(高さ方向)における省スペース化が可能となる。
In the
また、光装置100では、図9に示すように、プリント基板20の表面(第2板状部材50と対向する表面)から第2板状部材50の表面までの高さを高さh1とすると、高さh1は第2板状部材50の厚さと第1ねじ部材40の頭部41の高さとの合計で決定される。第2板状部材50と第1ねじ部材40とは金属やセラミックからなるので、第2板状部材50の厚さと第1ねじ部材40の頭部41の高さは高い寸法精度で作製できる。従って、高さh1も高い寸法精度とできる。高さh1を高い寸法精度とできれば、コネクタピン23の先端から第2板状部材50の表面までの高さ(高さh2とする)の設計値からの誤差も小さくなるので、高さh2の公差を小さく設定することができる。また、コネクタピン23の根元から第2板状部材50の表面までの高さ(高さh3とする)の設計値からの誤差も小さくなるので、高さh3の公差を小さく設定することができる。また、高さh2、h3の誤差が小さければ、コネクタピン23が取り付け対象に設けられた雌コネクタと接続される際に、第2板状部材50と取り付け対象との間に隙間ができる事態の発生を防止又は大幅に抑制できる。また、隙間が発生したとしても、隙間の幅は比較的狭くなる。また、高さh2、h3が大きすぎてコネクタピン23の雌コネクタへの挿入長さが足りず電気的接続が不十分になる事態の発生を防止又は大幅に抑制できる。
Further, in the
(変形例)
図10Aは、実施形態1の変形例に係る光装置101の構成を示す模式的斜視図である。図10Bは、図10Aの一部拡大図である。光装置101は、実施形態1に係る光装置100の構成において、第2ねじ部材60を第2ねじ部材60Aに置き換えた点以外は同じ構成を備えるので、以下では第2ねじ部材60Aについて説明する。
(Modification)
FIG. 10A is a schematic perspective view illustrating a configuration of an
第2ねじ部材60Aは、図5Bに示す第2ねじ部材60と比較して、その頭部の高さが第2ねじ部材60の頭部61の高さよりも低い。従って、第2ねじ部材60Aのねじ部を第1ねじ部材40の頭部41のねじ穴41bに螺合し、各第2ねじ部材60Aの頭部が各座繰り穴52に収容された状態では、図10A、10Bに示すように第2ねじ部材60Aの頭部の上端面は第2板状部材50の表面よりも低くなる。その結果、第2板状部材50側で光装置101を取り付け対象に取り付ける際に、第2板状部材50と取り付け対象との間に、第2ねじ部材60Aと取り付け対象との干渉による隙間ができない。
The
(実施形態2)
図11は、実施形態2に係る光装置の構成を示す模式的斜視図である。図11に示すように、光装置100Aは、光モジュール10と、プリント基板20Aと、第1板状部材30Aと、第1固定部材の一態様である4つのねじ部材80と、第2板状部材50Aと、第2固定部材の一態様である4つのナット部材90とを少なくとも備えている。
(Embodiment 2)
FIG. 11 is a schematic perspective view illustrating the configuration of the optical device according to the second embodiment. As shown in FIG. 11, the
図12は、図11のB−B線一部断面図である。図13は、ねじ部材80の模式図である。以下、図11、12を参照して光装置100Aについて説明する。なお、光モジュール10については光装置100の光モジュール10と同一のものなので説明を省略する。
12 is a partial cross-sectional view taken along line BB in FIG. FIG. 13 is a schematic diagram of the
プリント基板20Aは、プリント基板20と同様に、光モジュール10が配置されるための切欠き部21Aが形成されている。また、プリント基板20Aは、光モジュール10を制御する不図示の制御回路が搭載されている。制御回路は、図示しない上位装置とコネクタピン23Aを介して電気的に接続され、光モジュール10から出力された各種モニタ信号に基づいて、光モジュール10に駆動電流を供給し、光モジュール10の動作を制御する。プリント基板20Aには、これらの制御回路の構成要素同士、またはこれらの構成要素、光モジュール10の電気ピン13及びコネクタピン23Aを相互に接続する配線パターンが形成されている。
Similar to the printed
また、プリント基板20Aには、プリント基板20Aと第1板状部材30Aとを固定するための4つの開口24Aが形成されている。本実施形態2では開口24Aはプリント基板20Aに形成された貫通孔である。また、切欠き部21Aの周囲には、プリント基板20Aが光モジュール10の電気ピン13と電気的に接続するための、端子パターンが設けられている。
In addition, four
第1板状部材30Aは、プリント基板20Aが取り付けられて固定される板状部材である。第1板状部材30Aは、例えば金属やセラミック等の熱伝導率が高い材質からなるが、材質は特に限定されない。
The first plate-
第1板状部材30Aには、光モジュール10が配置される凹部31Aが形成されている。また、第1板状部材30Aは、プリント基板20Aと当接する4つの凸部32Aを備えている。凸部32Aは、それぞれ、第1板状部材30Aにプリント基板20Aを載置した際にプリント基板20Aの4つの開口24Aが形成された部分が4つの凸部32Aにそれぞれ当接する位置に形成されている。また、各凸部32Aには内部にねじ山が形成されたねじ穴33Aが形成されている。
The
図13に示すように、金属材料やセラミックからなる4つのねじ部材80は、第1固定部の一態様である第1ねじ部81と、第2固定部の一態様であり、すり割82aが形成された第2ねじ部82と、第1ねじ部81と第2ねじ部82との間に位置する太径部83とを有する。図12に示すように、第1ねじ部81がプリント基板20Aの開口24Aに挿通され、プリント基板20Aと第1板状部材30Aとを固定する。また、ねじ部材80には、中心軸に沿って貫通する貫通孔84が形成されている。
As shown in FIG. 13, the four
第2板状部材50Aは、第1板状部材30Aとともにプリント基板20Aを挟むように配置される。第2板状部材50Aは、例えば金属やセラミック等の熱伝導率が高い材質からなるが、材質は特に限定されない。
The second plate-
第2板状部材50Aには、光モジュール10が配置される凹部51Aが形成されている。また、第2板状部材50Aには、各ねじ部材80の第2ねじ部82が挿通されるとともに各ナット部材90が収容される4つの座繰り穴52Aが形成されている。各座繰り穴52Aは、各第2ねじ部82が挿通される位置に形成されている。また、第2板状部材50Aには、プリント基板20Aのコネクタピン23Aと第2板状部材50Aとが干渉しないように切欠き部53Aが形成されている。また、コネクタピン23Aは、第2板状部材50Aの表面(プリント基板20Aと対向する表面とは反対側の表面)からは突出しない。
The
各ナット部材90は、各ねじ部材80の第2ねじ部82に螺合されることにより、光モジュール10が第1板状部材30Aと第2板状部材50Aとによって挟持されるように各ねじ部材80と第2板状部材50Aとを固定する。
Each
具体的には、各第1ねじ部81が第1板状部材30Aの各ねじ穴33Aに螺合され、第1板状部材30Aと各太径部83とがプリント基板20Aに当接することにより、プリント基板20Aと第1板状部材30Aとが固定される。また、各ナット部材90が各ねじ部材80の各第2ねじ部82に螺合され、各ナット部材90と各太径部83とが第2板状部材50Aに当接することにより、各ねじ部材80と第2板状部材50Aとが固定される。なお、各ナット部材90は各座繰り穴52Aに収容されるが、ナット部材90の上端面は、第2板状部材50Aの表面と略面一またはそれより低くなり、ナット部材90は第2板状部材50Aの表面から突出しない。
Specifically, each
なお、光装置100Aにおいても、実施形態1と同様に、放熱体が、光モジュール10と第1板状部材30Aとの間及び光モジュール10と第2板状部材50Aとの間に、それぞれ介在している。
In the
本実施形態2に係る光装置100Aでも、非特許文献1に記載の従来構造と比較して、プリント基板と光モジュールとを板状部材に固定するための固定構造の数が減少する。その結果、プリント基板20Aの面積自体を大きくできるとともに、プリント基板20Aにおける実装に利用できる領域も大きくできるので、実装面積を従来構造よりも広くできる。
Also in the
また、光装置100Aでは、ねじ部材80に貫通孔84が形成されている。この貫通孔84は光装置100Aを取り付け対象に取り付ける際に利用できる。これにより、実施形態1と同様に、プリント基板20Aの実装面積をより一層広くできる。
Further, in the
また、第1板状部材30Aの凸部32Aとねじ部材80の太径部83とでプリント基板20Aが挟まれて固定されるので、実施形態1の場合と同様に、光装置100Aは、プリント基板20Aのガタツキが発生せず、振動や衝撃に強い。
In addition, since the printed
また、光装置100Aでは、ナット部材90及びコネクタピン23Aのいずれもが、第2板状部材50Aの表面から突出しないので、実施形態1の場合と同様に、光装置100Aを取り付け対象に取り付けた場合の省スペース化が可能となる。
Further, in the
また、光装置100Aでは、プリント基板20Aの表面(第2板状部材50Aと対向する表面)から第2板状部材50Aの表面までの高さが、第2板状部材50Aの厚さとねじ部材80の太径部83の高さとの合計で決定され、高い寸法精度とできる。これにより、実施形態1の場合と同様に、光装置100Aは、コネクタピン23Aが取り付け対象の雌コネクタと接続される際に、隙間や不十分な電気的接続の発生を防止又は大幅に抑制できる。
In the
(実施形態3)
図14は、実施形態3に係る光装置の構成を示す模式的斜視図である。この光装置100Bは、図1に示す光装置100の構成において、第2板状部材50を第2板状部材50Bに置き換え、4つの第1ねじ部材40のうち2つを第1ねじ部材40Bに置き換え、4つの第2ねじ部材60のうち2つを削除した構成を有する。
(Embodiment 3)
FIG. 14 is a schematic perspective view illustrating the configuration of the optical device according to the third embodiment. In the configuration of the
第2板状部材50Bは、長さ方向において、第1板状部材30と第2板状部材50Bとによって光モジュール10を挟持できるような長さであり、例えば光モジュール10の長さと同程度の長さを有している。これにより、第2板状部材50Bは、切欠き部を形成しなくても、プリント基板20のコネクタピン23と干渉しない。第1ねじ部材40Bは、第1ねじ部材40と略同じ形状である。また、第1ねじ部材40Bには、頭部41Bから中心軸に沿って貫通する貫通孔43Bが形成されている。貫通孔43Bの内壁にはねじ山が形成されていなくてもよい。
The second plate-
光装置100Bでは、2つの第1ねじ部材40と2つの第1ねじ部材40Bとによって第1板状部材30にプリント基板20を固定するとともに、2つの第2ねじ部材60によって2つの第1ねじ部材40と第2板状部材50Bとを固定する。これによって、光モジュール10を、第1板状部材30と第2板状部材50Bとによって挟持固定している。その結果、実施形態1と同様に、プリント基板20の実装面積をより一層広くできる。また、実施形態1と同様に、振動や衝撃に強く、光装置100Bを取り付け対象に取り付けた場合の省スペース化が可能であり、コネクタピン23が取り付け対象の雌コネクタと接続される際に、隙間や不十分な電気的接続の発生を防止又は大幅に抑制できる。
In the
(第1固定部材、第2固定部材の変形例)
上記実施形態では、第1固定部材及び第2固定部材はねじ部材又はナット部材であり、固定を螺合によって行っているが、第1固定部材及び第2固定部材により行われる固定は螺合によるものに限定されない。
(Modifications of the first fixing member and the second fixing member)
In the above embodiment, the first fixing member and the second fixing member are screw members or nut members, and the fixing is performed by screwing. However, the fixing performed by the first fixing member and the second fixing member is by screwing. It is not limited to things.
図15は、第1固定部材、第2固定部材の変形例1を説明する模式的断面図である。
第1板状部材30Cは、プリント基板20と当接する4つの凸部32Cを備えている。凸部32Cは、それぞれ、第1板状部材30Cにプリント基板20を載置した際に、プリント基板20の4つの開口24が形成された部分が4つの凸部32Cにそれぞれ当接する位置に形成されている。また、各凸部32Cには、貫通孔33Cが形成されている。さらに、各凸部32Cに対向する位置には凹部34Cが形成されている。
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view illustrating Modification 1 of the first fixing member and the second fixing member.
The
第1固定部材40Cは、略円筒状の頭部41Cと、固定部の一態様であり、略円筒状の胴部42Cとを有するリベットである。プリント基板20の各開口24及び第1板状部材30Cの各貫通穴33Cに第1固定部材40Cを挿通し、胴部42Cの先端をかしめることによって、胴部42Cの先端が凹部34Cの底面に当接し、第1板状部材30Cの凸部32Cと第1固定部材40Cの頭部41Cとがプリント基板20に当接することにより、プリント基板20と第1板状部材30Cとが固定される。
The
第2板状部材50Cは、プリント基板20を挟んで第1板状部材30Cの反対側に配置される。第2板状部材50Cには、後に詳述するように第2固定部材60Cが挿通される4つの座繰り穴52Cが形成されている。座繰り穴52Cは、4つの第1固定部材40Cのそれぞれに対応する位置に形成されている。
The second plate-
第2固定部材60Cは、略円筒状の頭部61Cと、固定部の一態様であり、第1固定部材40Cの頭部41Cに固定可能な胴部62Cとを有する。
The
第2板状部材50Cの各座繰り穴52Cに第2固定部材60Cを挿通し、第2固定部材60Cの胴部62Cを第1固定部材40Cの頭部41Cに固定する。この固定は、接着剤、圧入、焼きばめ等の手段を用いて行うことができる。第1固定部材40Cの頭部41Cと第2固定部材60Cの頭部61Cとが第2板状部材50Cに当接することにより、第1固定部材40Cと第2板状部材50Cとが固定される。
The
図16は、第1固定部材、第2固定部材の変形例2を説明する模式的断面図である。
第1固定部材80Aは、第1固定部の一態様であり、略円筒状の第1胴部81Aと、第2固定部の一態様であり、略円筒状の第2胴部82Aと、第1胴部81Aと第2胴部82Aとの間に位置する太径部83Aとを有する。第1固定部材80Aの第1胴部81Aをプリント基板20の各開口24及び第1板状部材30Cの各貫通孔33Cに挿通し、第1胴部81Aの先端をかしめることによって、第1胴部81Aの先端が凹部34Cの底面に当接し、第1板状部材30Cの凸部32Cと太径部83Aとがプリント基板20に当接することにより、プリント基板20と第1板状部材30Cとが固定される。
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view illustrating Modification 2 of the first fixing member and the second fixing member.
80 A of 1st fixing members are 1 aspect of a 1st fixing | fixed part, and are the substantially cylindrical 1st trunk | drum 81A, the 1st aspect of a 2nd fixing | fixed part, the substantially cylindrical 2nd trunk | drum 82A, A large-
第2固定部材90Aは、第1固定部材80Aの第2胴部82Aに固定可能に構成されている。 90 A of 2nd fixing members are comprised so that fixing to the 2nd trunk | drum 82A of 80 A of 1st fixing members is possible.
第2板状部材50Cの各座繰り穴52Cに第1固定部材80Aの第2胴部82Aを挿通し、第2固定部材90Aを第2胴部82Aに固定する。この固定は、接着剤、圧入、焼きばめ等の手段を用いて行うことができる。第1固定部材80Aの太径部83Aと第2固定部材90Aとが第2板状部材50Cに当接することにより、第1固定部材80Aと第2板状部材50Cとが固定される。
The
なお、上記実施形態では、光モジュールは波長可変半導体レーザ素子を内蔵する波長可変半導体レーザモジュールである。しかしながら、光モジュールは波長可変半導体レーザモジュールに限定されない。例えば、光モジュールは、半導体レーザ素子以外の波長可変レーザや、波長可変機能を備えない半導体レーザや、受光素子や光変調器等の他の光素子を内蔵する光モジュールでもよい。 In the above embodiment, the optical module is a wavelength tunable semiconductor laser module incorporating a wavelength tunable semiconductor laser element. However, the optical module is not limited to the wavelength tunable semiconductor laser module. For example, the optical module may be an optical module including a wavelength tunable laser other than the semiconductor laser element, a semiconductor laser not having a wavelength tunable function, and other optical elements such as a light receiving element and an optical modulator.
また、上記実施形態では、光モジュールと第1板状部材との間及び光モジュールと第2板状部材との間の両方に放熱体が介在しているが、放熱体は少なくとも一方に介在するようにしてもよい。また、第1板状部材や第2板状部材は、凹部が形成されていないフラットなものでもよく、または凹部でなく凸部が形成されていてもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the heat radiator is interposing between both between an optical module and a 1st plate-shaped member, and between an optical module and a 2nd plate-shaped member, a heat radiator is interposed in at least one. You may do it. Moreover, the 1st plate-shaped member and the 2nd plate-shaped member may be a flat thing in which the recessed part is not formed, or the convex part may be formed instead of the recessed part.
また、光モジュールが、第1板状部材及び第2板状部材の少なくとも一方から放熱をしなくてもよい構成の場合は、光モジュールと第1板状部材との間及び光モジュールと第2板状部材との間の少なくとも一方に弾性部材が介在していてもよい。弾性部材の例としては、例えばゴム、シリコーン、又は発泡樹脂からなる、シート状の薄いもの、パッド状の比較的厚みのあるもの、グリースのようなものである。 In the case where the optical module does not need to dissipate heat from at least one of the first plate-like member and the second plate-like member, between the optical module and the first plate-like member and between the optical module and the second plate. An elastic member may be interposed between at least one of the plate members. Examples of the elastic member include, for example, a sheet-like thin member made of rubber, silicone, or foamed resin, a pad-like thin member, and a grease.
また、光モジュールが、第1板状部材及び第2板状部材の一方から放熱をする構成の場合は、放熱をする側の板状部材との間には放熱体を介在させ、放熱をしなくてもよい側の板状部材との間には弾性部材を介在させてもよい。 Further, when the optical module is configured to dissipate heat from one of the first plate member and the second plate member, a heat radiator is interposed between the heat dissipating plate member to dissipate heat. An elastic member may be interposed between the plate-like member on the side that may not be provided.
また、上記実施形態2では、プリント基板に形成された開口は孔であるが、実施形態1と同様な切欠き形状の開口としてもよい。その場合、ねじ部材の太径部が、外周方向の長さの1/2以上でプリント基板に当接するような切欠き形状とすることが好ましい。 In the second embodiment, the opening formed in the printed board is a hole, but it may be a notch-shaped opening similar to the first embodiment. In that case, it is preferable that the large-diameter portion of the screw member has a notch shape that makes contact with the printed circuit board at a half or more of the length in the outer peripheral direction.
また、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。 Further, the present invention is not limited by the above embodiment. What was comprised combining each component mentioned above suitably is also contained in this invention. Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, the broader aspect of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.
10 光モジュール
11 波長可変半導体レーザ素子
12 光ファイバ
13 電気ピン
20、20A プリント基板
21、21A 切欠き部
22 制御回路
23、23A コネクタピン
24、24A 開口
25 端子パターン
30、30A、30C 第1板状部材
31、31A、34C、51、51A 凹部
32、32A、32C 凸部
33、33A ねじ穴
33C 貫通孔
40、40B 第1ねじ部材
40C、80A 第1固定部材
41、41B、41C、61、61C 頭部
41a、82a すり割
41b ねじ穴
42、62 ねじ部
42C、62C 胴部
43B 貫通孔
50、50A、50B、50C 第2板状部材
52、52A、52C 座繰り穴
53、53A 切欠き部
60、60A 第2ねじ部材
60C、90A 第2固定部材
61a 十字穴
63、84 貫通孔
71、72 放熱体
80 ねじ部材
81 第1ねじ部
81A 第1胴部
82 第2ねじ部
82A 第2胴部
83、83A 太径部
90 ナット部材
100、101、100A、100B 光装置
D 外周方向
DESCRIPTION OF
Claims (20)
前記光モジュールの電気ピンが接続され、前記光モジュールを制御する制御回路が搭載され、かつ開口が形成されたプリント基板と、
前記プリント基板が取り付けられる第1板状部材と、
前記プリント基板の開口に挿通され、前記プリント基板と前記第1板状部材とを固定する第1固定部材と、
前記プリント基板を挟んで前記第1板状部材の反対側に配置される第2板状部材と、
前記光モジュールが前記第1板状部材と前記第2板状部材とによって挟持されるように前記第1固定部材と前記第2板状部材とを固定する第2固定部材と、
を備えることを特徴とする光装置。 An optical module with electrical pins;
A printed circuit board on which electrical pins of the optical module are connected, a control circuit for controlling the optical module is mounted, and an opening is formed;
A first plate-like member to which the printed circuit board is attached;
A first fixing member that is inserted through the opening of the printed circuit board and fixes the printed circuit board and the first plate member;
A second plate member disposed on the opposite side of the first plate member across the printed circuit board;
A second fixing member that fixes the first fixing member and the second plate member so that the optical module is sandwiched between the first plate member and the second plate member;
An optical device comprising:
前記第2固定部材及び前記コネクタピンのいずれもが、前記第2板状部材の前記プリント基板と対向する表面とは反対側の表面から突出しないことを特徴とする請求項1に記載の光装置。 Connector pins are provided on the printed circuit board,
2. The optical device according to claim 1, wherein none of the second fixing member and the connector pin protrudes from a surface of the second plate-like member opposite to the surface facing the printed circuit board. .
前記第2固定部材は、頭部と固定部とを有し、前記第2固定部材の固定部が前記第1固定部材の頭部に固定され、前記第1固定部材の頭部と前記第2固定部材の頭部とが前記第2板状部材に当接することにより、前記第1固定部材と前記第2板状部材とが固定されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光装置。 The first fixing member has a head portion and a fixing portion, and the fixing portion of the first fixing member is fixed to the first plate-like member, and the first plate-like member and the head of the first fixing member. Part is in contact with the printed circuit board, the printed circuit board and the first plate member are fixed,
The second fixing member has a head and a fixing portion, and the fixing portion of the second fixing member is fixed to the head of the first fixing member, and the head of the first fixing member and the second The first fixing member and the second plate-like member are fixed when the head of the fixing member comes into contact with the second plate-like member. Light equipment.
前記第2固定部材は、前記第1固定部材の前記第2固定部に固定されることにより、前記光モジュールが前記第1板状部材と前記第2板状部材とによって挟持されるように前記第1固定部材と前記第2板状部材とを固定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光装置。 The first fixing member has a first fixing portion and a second fixing portion, and the first fixing portion is inserted through an opening of the printed board to fix the printed board and the first plate-like member. And
The second fixing member is fixed to the second fixing portion of the first fixing member, so that the optical module is sandwiched between the first plate member and the second plate member. The optical device according to claim 1, wherein the first fixing member and the second plate-like member are fixed.
前記第2固定部材が前記第1固定部材の前記第2固定部に固定され、前記第2固定部材と前記太径部とが前記第2板状部材に当接することにより、前記第1固定部材と前記第2板状部材とが固定されることを特徴とする請求項11に記載の光装置。 The first fixing member has a large diameter portion located between the first fixing portion and the second fixing portion, and the first fixing portion is fixed to the first plate-like member, When the plate-like member and the large-diameter portion abut against the printed board, the printed board and the first plate-like member are fixed,
The second fixing member is fixed to the second fixing portion of the first fixing member, and the second fixing member and the large-diameter portion abut on the second plate-like member, whereby the first fixing member The optical device according to claim 11 , wherein the second plate-like member is fixed.
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