JPH09139253A

JPH09139253A - ソケット

Info

Publication number: JPH09139253A
Application number: JP7295229A
Authority: JP
Inventors: Satoru Yamaguchi; 悟山口; Tetsuo Mikazuki; 哲郎三日月; Yukiharu Ono; 幸春大野
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1995-11-14
Filing date: 1995-11-14
Publication date: 1997-05-27

Abstract

(57)【要約】【課題】光素子の着脱が可能で、かつ、光素子の温度制
御ができ、しかも光素子を高速動作させることのできる
ソケットの提供を図る。【解決手段】光素子の端子が挿入される上下に開口部を
持つ筒状の信号用コンタクト及びグランド用コンタクト
を備え、該信号用コンタクトの周囲に同軸状に絶縁体を
配置し、該絶縁体の外側をグランドと接続された金属筐
体で同軸状に囲むソケット。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，通信用機器の構造
に係り、特に高速信号を伝播するケース入りの発光素子
や受光素子等の光素子用のソケットに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、通信分野においては、高速大量通
信の時代を迎え、それに応えるものとして光通信が盛ん
に利用されるようになってきた。この光通信に使用され
る通信機器は高速動作が要求され、これらの通信機器に
使用される光素子、とりわけレーザーダイオード（以下
ＬＤという）、発光ダイオード（以下ＬＥＤという）等
の発光素子や、フォトダイオード（以下ＰＤという）等
の受光素子には特に高速動作が要求されるようになっ
た。これらの光素子であるＬＤ、ＬＥＤ、ＰＤを高速動
作させるために、従来においては、これらの光素子を金
属ケースであるＣＡＮケース等のケースに封入し、光素
子を動作させる電気回路基板に直接はんだ付けする方法
が行われていた。この方法では、上記光素子を電気回路
基板にはんだ付けした後に動作確認することになり、実
装前に光素子単体で検査することは実質的に不可能であ
った。このため、仮に良品の光素子を使用したとして
も、はんだ接続時の熱等の影響を受けざるを得ず、光素
子の特性に悪影響を与える恐れがあった。このため、実
装後に動作確認をして光素子の不良が発見されたとして
も、はんだ付けを外して光素子を交換することは、非常
に困難であるという問題があった。この問題を解決する
方法として、図９に示すように、光素子８をはんだ付け
することなく、ソケット２０を介して配線板２１に接続
する方法があった。図において光素子８の信号用端子９
とグランド用端子１０はソケツト２０に形成されたコン
タクト２２、２３に挿入される。このコンタクト２２、
２３は同一構造で同一寸法で形成されており、これらの
コンタクト２２、２３の底部２２ａ、２３ａは塞がれて
おり、コンタクト２２、２３の周囲は絶縁性筐体２４に
より機械的に保持されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図９に示し
た従来例においては、光素子８の信号用端子９、グラン
ド用端子１０と接続されるソケット２０のコンタクト２
２、２３は、信号用コンタトとグランド用コンタクトと
の区別がなく、絶縁性筐体２４により機械的にコンタク
ト２２、２３が保持されているだけであり、高速信号の
伝搬で重要となる特性インピーダンス等の制御がなされ
ていなかった。このため、信号伝搬時にパルス波形が大
きく歪み、数百メガビット／秒以上の高速伝搬は困難で
あるという問題があった。また、ソケット２０の絶縁性
筐体２４は熱抵抗の大きな樹脂で作られているためＣＡ
Ｎケース入りの光素子８の特性測定等で必要となる温度
制御が不可能であった。更にコンタクト２２、２３の底
部２２ａ、２３ａは閉じられているので、構造が複雑と
なり、前述した電気特性を考慮した構造設計が困難であ
るばかりでなく、ＣＡＮケース入り光素子８の信号用端
子９、グランド用端子１０をコンタクト２２、２３の寸
法に応じて切断しなければならず、組立工程が煩雑にな
るという問題があった。本発明は上述した従来の問題に
鑑みなされたもので、光素子の着脱が可能で、かつ、光
素子の温度制御ができ、しかも光素子を高速動作させる
ことのできるソケットを提供することを目的とするもの
である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、光素子の端子が挿入される上
下に開口部を持つ筒状の信号用コンタクト及びグランド
用コンタクトを備え、該信号用コンタクトの周囲に同軸
状に絶縁体を配置し、この絶縁体の外側をグランドと接
続された金属筐体で同軸状に囲んで構成したことを特徴
とするものである。また、前記金属筐体に温度を制御す
る素子を備えて構成したことを特徴とするものである。
また、前記金属筐体の裏面に空間部を設け、この空間部
内に複数の電気部品と配線板とで構成される電気回路を
搭載し、前記信号用コンタクト及び前記グランド用コン
タクトが該電気回路の対応する端子と接続されて構成し
たことを特徴とするものである。また、前記金属筐体に
温度を制御する素子を備えるとともに裏面に空間部を設
け、この空間部内に複数の電気部品と配線板とで構成さ
れる電気回路を搭載し、前記信号用コンタクト及び前記
グランド用コンタクトが前記電気回路の対応する端子と
接続されて構成したことを特徴とするものである。ま
た、前記信号用コンタクト及びグランド用コンタクトの
内側に突起を形成したことを特徴とするものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明をする。図１は本発明に係るソケットの
実施の形態を示す断面図、図２は図１のソケットに光素
子を挿入し配線板に接続した状態の断面図、図３は図１
のソケットの平面図の要部拡大図である。なお、従来例
と同一部品には同一符号を付して詳細な説明を省略す
る。

【０００６】まず、図１において、本発明のソケット１
には、上下とも開口された金属の筒状の信号用コンタク
ト２とグランド用コンタクト３が形成されている。信号
用コンタクト２は光素子８の信号用端子９が挿入されて
電気的、機械的に接続される金属筒で、その材料は燐青
銅等の導電性の良い金属に金メッキしたものより形成さ
れている。この信号用コンタクト２は、高速信号を伝搬
するために周囲には同軸状に絶縁体５が配置され、さら
に、この絶縁体５の外側は光素子８の信号用グランド端
子と電気的に接続された金属筐体６で同軸状に囲われて
いる。グランド用コンタクト３は光素子８のグランド用
端子１０が挿入される金属筒であり、このグランド用コ
ンタクト３の金属筒は金属筐体６と電気的に接続されて
いる。

【０００７】このソケット１に光素子８が挿入された状
態を図２に示す。図において光素子８は発光素子である
ＬＤ、ＬＥＤや受光素子であるＰＤ等であり、金属ケー
スであるＣＡＮケースに覆われた内部には、それぞれの
光素子が封入され、図示しないＣＡＮケース上部に形成
された発光口、あるいは、受光口より発光、あるいは、
受光を行う。この光素子８にはＣＡＮケース内部の素子
と接続された信号用端子９とグランド端子用１０が取り
付けられており、信号用端子９はソケット１の信号用コ
ンタクト２に挿入され、グランド用端子１０はクランド
用コンタクト３に挿入される。このコンタクト２、３は
下端が開放されているので、光素子８の信号用端子９や
グランド用端子１０がコンタクトより長くても端子を切
断することなく、着脱可能な状態で信号用端子９とグラ
ンド用端子１０を取り付けることができる。

【０００８】また、信号用コンタクト２とグランド用コ
ンタクト３はソケット１を貫通して特性インピーダンス
制御された配線板１１に接続されている。この配線板１
１には光素子８を動作させるための必要な回路が組み込
まれており、しかも信号周波数に合わせた特性インピー
ダンスになるように、レジスタンス、インダクタンス、
キャパシタンス等の回路定数を設定している。

【０００９】次に信号用コンタクト２部を拡大した平面
図を図３に示す。ケース入りの光素子８の信号用端子９
と信号用コンタクト２、その周囲の同軸状に形成された
絶縁体５、更にその外側の光素子８の信号用グランド端
子と接続されている金属筐体６とは同軸構造を形成して
おり、長さ方向のどの部分を断面しても同一構造をして
おり、特性インピーダンス等の電気特性を考慮した構造
設計が容易にできるようにしてある。この特性インピー
ダンスＷは、信号用コンタクト２と絶縁体５を含めた長
さ方向の分布定数回路とみなし、この線路の持つ単位長
さ当たりのキャパシタンスをＣ、インダクタンスをＬ、
レジスタンスをＲ、コンダクタンスをＧとすると数１で
表わされる。

【００１０】

【数１】

【００１１】また、数１において、周波数が高くなる
と、Ｇ＜＜ωＣ、Ｒ＜＜ωＬの関係となり、この関係を
数１に入れると、特性インピーダンスＷは数２のように
表される。

【００１２】

【数２】

【００１３】すなわち、数２において、特性インピーダ
ンスＷは、キャパシタンスＣとインダクタンスＬにのみ
依存する定数となるので、図３において、信号用端子９
の直径ｄを例えば０．５ｍｍとし、絶縁体５の比誘電率
を３とした場合に、特性インピーダンスＷと絶縁体５の
直径ｂの関係は図４に示す特性曲線となる。この結果よ
り光素子８の信号用端子９と信号用コンタクト２とで構
成される芯線に相当する導体の直径ｄと絶縁体５の直径
ｂを変えることにより、高精度に、かつ、容易に絶縁体
５に対応して所望の特性インピーダンスを得ることが可
能である。

【００１４】次に上述したソケット１の製造方法を説明
すると、まず、使用する光素子８の信号用端子９の径に
合わせて、コンタクトとなる金属筒を成形する。このコ
ンタクトは両端が開放されているので、一枚の燐青銅等
の板をプレス等で円筒に成形し、所定寸法に切断すれば
よいので、簡単に製造できる。また、コンタクトの直径
ｄが決まれば、光素子８の動作する周波数に見合う特性
インピーダンスが計算され、図４より絶縁体５の直径ｂ
の寸法が求められるので、内径がｄで外径がｂの円筒状
の絶縁体５を、フッ化エチレン等の誘電率の小さい樹脂
より射出成形などで成形する。最後に金属筐体６に直径
ｂと直径ｄの孔を開けておき、直径ｂの孔には絶縁体５
を圧入し、直径ｄの孔にはグランド用コンタクト３を圧
入して、更に絶縁体５に信号用コンタクト２を圧入する
と、ソケット１ができ上がる。

【００１５】

【実施例】本発明の実施例を図５、図６、図７、図８に
基づいて説明する。まず、図５に示す第１の実施例にお
いては、前記実施の形態で示した基本構造ソケット１の
熱抵抗の小さい金属筐体６に、例えばペルチュ素子のよ
うな温度を制御する素子１３を取り付けた構造にしたも
のである。この実施例によれば温度特性を有する発光素
子を高精度に温度制御しながら動作させることができ
る。

【００１６】図６に示す第２の実施例は、前記実施の形
態で示した金属筐体６の裏面に空間部１４を設け、この
空間部１４に複数のＩＣやコンデンサ等の電気部品１５
を配線した配線板１６を金属筐体６の裏面に取り付け、
電気回路１８を構成している。この電気回路１８は光素
子８を動作させるための回路であり、接続端子１７で配
線板１１に接続され、さらに光素子８の信号用端子９と
接続される信号用コンタクト２、ならびに、グランド用
端子１０と接続されるグランド用コンタクト３等が、図
示しない電気回路１８の対応する端子に接続された構造
となっている。これにより、光素子８と光素子８を動作
させる電気回路１８が特性インピーダンス制御された信
号用コンタクト２を介して非常に短い距離で接続するこ
とが可能となり、浮遊容量の影響がなくなるので、光素
子８を高速で動作させることができる。

【００１７】また、図７に示す第３の実施例では、ソケ
ット１に空間部１４を形成し、電気回路１８を設けたも
のに、温度制御素子１３を実装したものである。このソ
ケットは図５に示す第１の実施例の特徴である温度制御
が優れている点と、図６に示す第２の実施例の特徴であ
る高周波特性の優れている点を併せ持つものである。更
には、ソケットに温度制御素子１３を実装せずに、電気
回路１８の各部品に例えばサーミスタや温度補正用コン
デンサ等を使用することにより、同様な効果を持たすこ
とができる。

【００１８】また、図８に示す第４の実施例は、信号用
コンタクト２及びグランドコンタクト３の内側に突起２
ａや、図示しない３ａを形成したもので、光素子の端子
の径寸法にばらつきがあった場合や、ソケットに振動、
衝撃等が加わった場合にコンタクトと端子の接触不良を
防止し、さらにソケットの上下方向が逆向きとなり、光
素子が下側から挿入される場合に、抜け止め防止の効果
を奏するものである。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、光素子と配線板とを電気的、
機械的に接続するソケットにおいて、光素子の端子が挿
入される金属筒の下部を閉じない簡単な形状のコンタク
トを用いており、また、光素子の信号端子と接続される
コンタクトの周囲に同軸状に絶縁体を配置し、かつ、そ
の外側を光素子の信号用グランドと電気的に接続された
金属筐体で同軸状に囲った同軸構造をしているため、高
精度に、かつ、容易に所望のコンタクト部の特性インピ
ーダンス制御が可能であり、高速、高周波領域でも動作
する光素子と配線板とを電気的に接続することができる
とともに、光素子の端子を接続することなく着脱可能な
状態で配線板と接続することができる。また、ソケット
の金属筐体に温度を制御する素子を実装した構造とした
ことで、容易に、かつ、高精度に温度制御しながら光素
子を動作させることができる。また、ソケットの金属筐
体裏面に空間部を設け、該空間部内に光素子を動作させ
る電気回路を形成した配線板を搭載する構造としたこと
により、光素子と電気回路とを特性インピーダンスを制
御したコンタクトを介して高周波領域では必須となる短
い線路長で接続することができる。さらに、コンタクト
の内側に突起を形成したことにより、光素子の端子とコ
ンタクトの接触の安定化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るソケットの実施の形態を示す断面
図ある。

【図２】本発明に係るソケットに光素子を挿入し配線板
に接続した状態の断面図である。

【図３】本発明に係るソケットのコンタクトを拡大した
平面図である。

【図４】本発明に係るソケットの特性インピーダンスの
計算例を示すグラフである。

【図５】本発明に係るソケットの第１の実施例を示す断
面図ある。

【図６】本発明に係るソケットの第２の実施例を示す断
面図ある。

【図７】本発明に係るソケットの第３の実施例を示す断
面図ある。

【図８】本発明に係るソケットの第４の実施例を示す断
面図ある。

【図９】従来のソケットを用いた実施例の断面図であ
る。

【符号の説明】

１ソケット２信号用コンタクト２ａ突起３グランド用コンタクト５絶縁体６金属筐体８光素子９信号用端子１０グランド用端子１１配線板１３温度制御素子１４空間部１５電気部品１６配線板１７接続端子１８電気回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光素子の端子が挿入される上下に開口部を
持つ筒状の信号用コンタクトおよびグランド用コンタク
トを備え、この信号用コンタクトの周囲に同軸状に絶縁
体を配置し、この絶縁体の外側をグランドと接続された
金属筐体で同軸状に囲んで構成したことを特徴とするソ
ケット。
【請求項２】前記金属筐体に温度を制御する素子を備え
て構成したことを特徴とする請求項１記載のソケット。
【請求項３】前記金属筐体の裏面に空間部を設け、この
空間部内に複数の電気部品と配線板とで構成される電気
回路を搭載し、前記信号用コンタクト及び前記グランド
用コンタクトが前記電気回路の対応する端子と接続され
て構成したことを特徴とする請求項１記載のソケット。
【請求項４】前記金属筐体に温度を制御する素子を備え
るとともに裏面に空間部を設け、この空間部内に複数の
電気部品と配線板とで構成される電気回路を搭載し、前
記信号用コンタクト及び前記グランド用コンタクトが該
電気回路の対応する端子と接続されて構成したことを特
徴とする請求項１記載のソケット。
【請求項５】前記信号用コンタクトおよびグランド用コ
ンタクトの内側に突起を形成したことを特徴とする請求
項１記載のソケット。