JPH0634408B2 - 光半導体素子を含む組立体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば、光フアイバに連結される発光装置又
は受光装置である、光半導体素子を含む組立体に関す
る。

（従来技術） 従来、上記の通りの発光装置又は受光装置に光半導体素
子を設置する場合、枠体の孔内に光半導体素子を配置
し、枠体に光半導体素子を接着剤あるいはねじを用いて
固定していた。

（本発明が解決しようとする問題点） 上記の通りに接着剤を用いて枠体に光半導体素子を設置
する場合、接着剤が硬化するまで比較的長時間これらを
静置する必要がある。このため、このような設置方法は
量産に適さない。更に、接着剤を使用すると、長期的に
堅固に固定するのがむずかしいという問題点もある。

また、ねじを用いて固定する場合には、振動などによつ
て連結がゆるみ、長期的に安定した状態で固定すること
が困難である等の問題点がある。

他方、枠体の孔に光半導体素子を配置し、これを圧入リ
ングで固定することが考えられる。しかしながら、圧入
リングを枠体の孔に圧入せしめるためには圧入リングに
半径方向内側に大きな圧力を加える必要があり、他方、
軸線方向にて圧入リングと接触する光半導体素子は比較
的小さな力が加わつただけで破壊されてしまう。従つ
て、圧入リングの圧入の際の加圧制御が比較的むずかし
い。更に、圧入リングで光半導体素子を固定した場合、
長期間使用後、圧入リングと光半導体素子との間に隙間
が生ずる危険性がある。この隙間が生ずると光半導体素
子の位置がずれてしまい、例えば発光素子から光フアイ
バに送られて、光フアイバによつて受け取られる光の強
度が不適切に変化してしまつたり、受光素子による適切
な受光ができなかつたりするという問題が生ずる。

更に、枠体の孔に光半導体素子を孔に設けられたねじに
螺合するねじ部材で固定することも考えられる。このよ
うな固定方式でも、長期使用後、ねじ部材と光半導体素
子との間に隙間が生ずる危険性がある。

更に重要な点として、近年、光フアイバ端部と光半導体
素子と接続の際、これらの位置関係が常に一定になるよ
うに光フアイバ端部が光半導体素子の前面（受光面又は
発光面）に圧接するように配置することが提案された。
このように光フアイバ端部と光半導体素子の前面とを圧
接せしめる場合、上記の通りに枠体に光半導体素子が固
定的に設置されている設置形態では、光フアイバ端部に
よつて光半導体素子特にその発光面又は受光面が破壊さ
れてしまう危険性がある。また、電磁外乱によって光半
導体素子において電気信号が影響を受けるという問題も
ある。

（本発明の目的） 本発明は上記した通りの状況を鑑みてなされたものであ
る。

本発明の目的は、短時間で光半導体素子を枠体に設置で
きる光半導体素子を含む組立体を提供することである。

本発明の他の目的は、光半導体素子を長期間に渡たり所
定位置に正確に保持できる光半導体素子を含む組立体を
提供することである。

本発明の他の目的は、比較的容易に組立てることができ
る光半導体素子を含む組立体を提供することである。

本発明の他の目的は、光半導体素子に加わる外力に対し
てこの光半導体素子を保護する機能を有する光半導体素
子を含む組立体を提供することである。

更に、本発明の目的は、電磁シールドによって保護され
ている光半導体素子を含む組立体を提供することであ
る。

（問題を解決するための手段） 本発明に従うと、上記のとおりの問題点が、 光入出窓と、該光入出窓に密接して位置する空間部とを
備えた枠体、 該光入出窓と反対側において該空間部内に圧入されて固
定的に設置されていて、該枠体の該光入出窓に連通して
いる孔を有する金属製箱体、 該枠体の該光入出窓及び該金属製箱体の該孔を介して、
光を導入又は導出するように、該金属製箱体内に配置さ
れた光半導体素子、 該金属製箱体内において、該光半導体素子の後に配置さ
れた弾性部材、 該金属製箱体内に圧入されて固定的に設置されていて、
該光半導体素子との間において該弾性部材を圧縮して、
該光半導体素子を該金属製箱体の該孔の方に強制してい
る圧入リング、及び 該金属製箱体と電気的に接続されている、該枠体の裏面
に設置された金属製裏板 を具備することを特徴とする光半導体素子を含む組立体 を提供することによって解決される。

（実施例） 次に、添付図面を参照して、本発明の好適実施例を説明
する。この実施例においては、受光素子及び発光素子の
双方を含む組立体に対して本発明が適用されている。し
かしながら、本発明は、受光素子及び発光素子のどちら
か一方のみを含む組立体に対しても適用できる。

図面において、この実施例に従う組立体１０は、枠体１
２と、光半導体素子である受光素子１４と、光半導体素
子である発光素子１６とを具備する。この組立体１０に
は、光コネクタプラグ（図示せず）が連結されるように
なつている。

枠体１２は、連結される光コネクタプラグの円筒状フエ
ルールによつて保護された２本の光フアイバを収容する
円形断面形状の第１の孔１８及び第２の孔２０を備えて
いる。枠体１２は、更に、光コネクタプラグのロツクレ
バーに係合する係止爪２２及び２４を備えており、これ
によつて、組立体１０と光コネクタプラグとが、２本の
光フアイバがそれぞれ第１の孔１８及び第２の孔２０に
収容された状態で、解除可能に固定的に連結される。枠
体１２には、その裏側にそれぞれ受孔素子１４及び発光
素子１６を収容する空間部を構成する第３の孔２６及び
第４の孔２８が形成されている。第３の孔２６及び第４
の孔２８は、それぞれ第１の孔１８及び第２の孔２０
に、中心軸線が一致した位置関係で、連通している。第
１の孔１８と第３の孔２６との境界部分、及び第２の孔
２０と第４の孔２８との境界部分が、光半導体素子に光
を送り又は光半導体素子から光を送り出す光入出窓を構
成している。枠体１２の裏面３０には、金属製の裏板３
２が固定されている。

受光素子 受光素子１４は、枠体１２の第３の孔２６内に固定的に
設置された略円筒状の金属製箱体３４内に、その前面３
６が環状で金属製の中間リング３８に圧接した状態で、
圧入リング４０及び弾性体で形成されたＯ−リング４２
によつて設置されている。受光素子１４は、例えばＰＩ
Ｎフオトダイオード、アバラシエ・フオトダイオードで
構成できる。

箱体３４の後側の外周縁には、図面に示した通り、裏板
３２に設けられた円形開口の内周縁に堅固に嵌合する溝
４４が設けられており、これによつて箱体３４は枠体１
２の第３の孔２６に固定的に設置されている。代りに、
箱体３４が第３の孔２６に圧入されていて、これによつ
て固定的に設置することもできる。この場合でも、下記
する理由により、箱体３４と裏板３２とは電気的に接続
されているのが好ましい。箱体３４の前部には、円形の
孔４６が形成されている前壁４８が設けられている。円
形の孔４６は、第１の孔１８と中心軸線が一致してお
り、第１の孔１８よりも大きな径を有する。箱体３４の
略円筒状側壁５０の略中央には、図示した如く、肩部５
２が形成されている。これによつて、受光素子１４の本
体部５４及び／又はフランジ部５６は、それぞれ、箱体
３４の側壁５０の内面に接触して、受光素子１４は半径
方向、例えば、図面の上下方向の移動ができないように
なつている。

中間リング３８が、受光素子１４の前面３６と箱体３４
の前壁４８との間に配置されている。中間リング３８
は、箱体３４の内孔の前側の内径に略等しい外径を有し
且つ箱体３４の前壁４８の円形の孔４６よりも小さな内
径を有する。導体製、例えば金属製の中間リング３８の
内径は、第１の孔１８に挿入されるフエルールによつて
保護された光フアイバの径よりも大きいのが好ましい。
中間リング３８は、下記する理由によつて厚さが薄いの
が好ましいこともある。

固定部材を構成する圧入リング４０が箱体３４の後部の
内孔に圧入されていて、これに固定されている。圧入リ
ング４０の代りに、箱体３４の内孔に形成されたねじに
螺合して、これに固定されるリングを用いることもでき
る。また、図示した圧入リング４０は略環状であるが、
例えば、受孔素子１４の端子５８及び６０を案内する孔
（案内部）のみを有する実質的に中実の円盤の部材をそ
の代りに用いることもできる。圧入リング４０は、樹脂
であつても金属であつてもよい。

弾性部材を構成するＯ−リング４２が圧入リング４０と
受光素子１４との間に圧縮された状態で配置されてい
る。Ｏ−リング４２は略円形の断面を有する円形形状を
有する。Ｏ−リング４２は、ゴム、例えば軟質塩ビであ
る軟質樹脂によつて形成することができる。Ｏ−リング
４２の代りに、例えば金属製のコイルばねを用いること
ができる。Ｏ−リング４２は、圧入リング４０と受光素
子１４との間に配置されて、受光素子１４を中間リング
３８及び箱体３４の孔４６及び前壁４８の方に強制して
いる。

次に、受光素子１４を枠体１２に設置する過程を説明す
る。まず、枠体１２に裏板３２が固定されており、箱体
３４が枠体１２の第３の孔２６内に固定的に設置されて
いる。次いで、箱体３４の内孔内に中間リング３８、受
光素子１４及びＯ−リング４２を順次挿入し、しかる後
圧入リング４０を箱体３４の内孔内に圧入し、これに固
定する。これによつて、Ｏ−リング４２は圧入リング４
０と受光素子１４との間に圧縮された状態で配置され、
これによつて、受光素子１４は中間リング３８及び箱体
３４の前壁４８の方に強制された状態で配置されてい
る。

上記した通りに、光半導体素子、例えば受光素子１４を
枠体１２に設置する場合には、圧入リング４０の寸法あ
るいは圧入位置等が厳密に正確でなくても、光半導体素
子を所望位置に正確に位置付けることができる。即ち、
受光素子１４がＯ−リング４２によつて中間リング３８
の方に強制されているので、圧入リング４０の寸法、圧
入位置が正確でなくても、中間リング３８、箱体３４等
が正確に寸法付けられていれば、受光素子１４を正確に
位置付けることができる。これは、圧入リング４０を圧
入する際、半径方向内側に大きな圧力を加えるため、軸
線方向に正確に位置付けるのが比較的困難であることを
考慮すると、重要な利点であると言える。

また、上記した通りに設置した場合には、長期的に、光
半導体素子を所望位置に正確に位置付けておくことがで
きる。Ｏ−リング４２を用いずに、圧入リング４０のみ
によつて、受光素子１４を正確に位置付けることができ
たとする。このような場合、設置当初は受光素子１４は
正確に位置付けられている。しかしながら、長期的に使
用した場合、例えば、振動などによつて、圧入リング４
０の位置がずれて、圧入リング４０と受光素子１４との
間に隙間が生じ、受光素子１４が所望の位置からずれて
しまう危険性がある。これに対して、上記の通りに構成
すると、圧入リング４０の位置が若干ずれても、Ｏ−リ
ング４２が設けられていることによつて、受光素子１４
の位置は正確に維持される。

更に、上記の通りに光半導体素子を枠体に設置する場
合、その組立は比較的容易である。本発明に従うと、光
半導体素子は枠体内の空間部に収容され、固定部材であ
る圧入リング４０は枠体１２に固定される。好ましく
は、上記した如く、圧入リング４０は、受光素子１４を
所望位置に導入する際の通路、即ち、箱体３４の内孔の
後方部分に固定される。このように配置すると、箱体３
４、中間リング３８、受光素子１４、Ｏ−リング４２及
び圧入リング４０を同一方向から挿入することができ、
その組立は容易となる。

上記の通りに構成すると、光半導体素子の損傷を防ぐこ
とができる。光半導体素子と光コネクタープラグの光フ
アイバとを正確に相対的に位置付けるために、光コネク
タープラグの光フアイバをその軸線方向に弾性的に移動
できるように支持し、連結している場合、光フアイバの
先端を光半導体素子の受光面又は発光面に圧接するよう
にした構成が提案された。上記した通りに受光素子１４
を枠体１２に設置すると、光フアイバの先端が受光素子
１４の前面に接触しても、受光素子１４はＯ−リング４
２によつて弾性的に支持されているので、受光素子１４
が損傷することが少ない。また、受光素子１４の前面が
比較的面積の大きなガラスによつて形成されていても、
光フアイバ及びこれを保持しているフエルールは、ガラ
スには直接接触せず、中間リング３８を介して接触す
る。これによつて受光素子１４の前面のガラスを保護す
ることができる。光フアイバ及びフエルールから中間リ
ング３８への圧力が受光素子１４のガラスには加わら
ず、受光素子の外カバーのみに加わるように構成して、
更にガラスを保持するように構成することができる。

また、上記の通りに構成すると、電磁シールドを容易に
形成でき、光半導体素子を外乱から保護することができ
る。枠体１２は種々の材料で形成でき、例えば、これを
金属あるいは導伝性樹脂で構成すれば、電磁シールドが
形成できる。他方、枠体１２を例えば樹脂で構成した場
合、別途、電磁シールドを考える必要がある。枠体１２
を樹脂で構成した場合においても、上記した通りに、箱
３４、中間リング３８及び裏板３２を導体例えば金属で
構成し、相互に電気的に接続することによつて、容易に
電磁シールドを形成できる。更に、本組立体に連結され
る光コネクタプラグの光フアイバを保護しているフエル
ールを金属で構成し、このフエルールが、上記した通
り、中間リング３８に圧接し、電気的に接続されるよう
に構成すれば、電磁シールドはより完全になる。光半導
体素子の金属性外カバーを接地することにより、電磁シ
ールドをある程度形成できる。しかし、電磁シールドを
より完全にするため、あるいは、光半導体素子の端子か
らの電磁外乱の侵入を防ぐために、上記の通りにするの
が好ましい。

発光素子 発光素子１６は、枠体１２の第４の孔２８内に、圧入リ
ング６２とＯ−リング６４とによつて設置されている。
発光素子１６は、例えば、発光ダイオード又はレーザー
ダイオードで構成できる。

この発光素子１６の設置は、前記した受光素子１４の設
置と異なり、金属製箱体及び中間リングは用いず、発光
素子１６は枠体１２の孔、即ち、第４の孔２８内に直接
的に収容されている。圧力リング６２及びＯ−リング６
４は受光素子１４用の圧力リング４０及びＯ−リング４
２と同様に構成されている。しかし、圧力リング６２は
前記した場合と異なり、第４の孔２８内に直接圧入によ
つて固定されている。このリング６２は、第４の孔２８
に設けられたねじ部に螺合する部材であつてもよい。

第４の孔２８は、図示した如く、肩部６６を備えてお
り、発光素子１６のフランジ部６８がこの肩部６６にＯ
−リング６４によつて圧接せしめられている。これによ
つて、発光素子１６の位置決めが行なわれる。従つて、
発光素子１６の主要部分には、前記した場合と異なり、
Ｏ−リングによる軸方向圧力は加わつていない。

図示した発光素子１６の前面の発光面は比較的面積の小
さい円形形状をしており、前面の、発光面の外側には金
属性外カバーの一部である環状部が位置する。このた
め、連結された光コネクタプラグの光フアイバを保護す
る金属性フエルールが、上記環状部に接触するようにな
つている。

上記の通りの発光素子１６の設置は、前記した受光素子
１４の設置に比べ、箱体３４及び中間リング３８を用い
ていないので、比較的簡易に組立てることができ、発光
素子１６の主要部分にはＯ−リングの力が加わらず、金
属性外カバーと光フアイバを保護しているフエルールと
が電気的に接続して、前方からの電磁外乱を防ぐことが
できるという差異を有する。

上記した説明では、受光素子と発光素子とが異なつた形
態で設置されている。これらを同一の形態で設置するこ
とも、あるいは相互に逆の形態で設置することもでき
る。

（発明の効果） 上記した通り、本発明によると、比較的簡易に且つ長期
的に安定した状態で、光半導体素子が所定位置に設置さ
れた光半導体素子を含む組立体を提供することができ
る。

本発明によると、外力に対して光半導体素子が保護され
ている光半導体素子を含む組立体を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の一実施例に伴う光半導体素子を含む組
立体の部分断面図である。 １０……組立体 １２……枠体 １４……受光素子 １６……発光素子 １８……第１の孔 ２０……第２の孔 ２６……第３の孔 ２８……第４の孔 ３２……裏板 ３４……箱体 ３８……中間リング ４０，６２……圧入リング ４２，６４……Ｏ−リング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光入出窓と、該光入出窓に密接して位置す
   る空間部（２６）とを備えた枠体（１２）、 該光入出窓と反対側において該空間部（２６）内に圧入
   されて固定的に設置されていて、該枠体（１２）の該光
   入出窓に連通している孔（４６）を有する金属製箱体
   （３４）、 該枠体（１２）の該光入出窓及び該金属製箱体（３４）
   の該孔（４６）を介して、光を導入又は導出するよう
   に、該金属製箱体（３４）内に配置された光半導体素子
   （１４）、 該金属製箱体（３４）内において、該光半導体素子（１
   ４）の後に配置された弾性部材（４２）、 該金属製箱体（３４）内に圧入されて固定的に設置され
   ていて、該光半導体素子（１４）との間において該弾性
   部材（４２）を圧縮して、該光半導体素子（１４）を該
   金属製箱体（３４）の該孔（４６）の方に強制している
   圧入リング（４０）、及び 該金属製箱体（３４）と電気的に接続されている、該枠
   体（１２）の裏面（３０）に設置された金属製裏板（３
   ２） を具備することを特徴とする光半導体素子を含む組立
   体。