光ファイバ用ソケット
【課題】光ファイバ用ソケットにおいて、光ファイバと光電変換素子の光軸合わせ作業を簡単化し、しかも光軸合わせ精度を向上し、光電変換素子の信頼性向上と長寿命化を図る。
【解決手段】ソケット１は、同時成形された回路基板３１及びスリーブブロック受け部材３２と、スリーブブロック４とを備える。スリーブブロック４の嵌合突起４２をスリーブブロック受け部材３２の嵌合穴３２ｂに嵌合することにより、光電変換素子２は中空封止され、光ファイバ１０と光電変換素子２の光軸は一致する。スリーブブロック４と、それを囲むスリーブブロック受け部材３２の枠３２ｃの隙間には封止部材６が入る。それにより、嵌合と挿入だけで光軸合わせができる。また、成形技術による最高成形精度は寸法誤差が１μｍ以下であるので、嵌合突起４２及び嵌合穴３２ｂの寸法及び位置の各精度を同程度にすることで光軸合わせ精度を向上できる。また、封止空間の気密性が高まる。
【解決手段】ソケット１は、同時成形された回路基板３１及びスリーブブロック受け部材３２と、スリーブブロック４とを備える。スリーブブロック４の嵌合突起４２をスリーブブロック受け部材３２の嵌合穴３２ｂに嵌合することにより、光電変換素子２は中空封止され、光ファイバ１０と光電変換素子２の光軸は一致する。スリーブブロック４と、それを囲むスリーブブロック受け部材３２の枠３２ｃの隙間には封止部材６が入る。それにより、嵌合と挿入だけで光軸合わせができる。また、成形技術による最高成形精度は寸法誤差が１μｍ以下であるので、嵌合突起４２及び嵌合穴３２ｂの寸法及び位置の各精度を同程度にすることで光軸合わせ精度を向上できる。また、封止空間の気密性が高まる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの先端部を保持するフェルールが嵌挿され、光ファイバと光電変換素子とを光学的に結合する光ファイバ用ソケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光電変換素子が実装された基板と、その基板に取り付けられるスリーブとを備え、その取付け後にフェルールがスリーブに嵌挿されると、光ファイバと光電変換素子とが集光レンズを介して光結合される光ファイバ用ソケットが知られている。このソケットにおいては、基板に２つの嵌合穴が穿設されており、また、スリーブの基板との対向面に２本の嵌合軸が設けられており、それら２本の嵌合軸がそれぞれ上記２つの嵌合穴に嵌め込まれる。そして、この嵌込みにより、スリーブが基板に当接する。その当接状態で、光電変換素子がスリーブにより中空封止され、かつ光ファイバの光軸と光電変換素子の光軸とが一致するように、嵌合穴と嵌合軸とは位置決めされている。このソケットによれば、嵌合軸を嵌合穴に合わせてスリーブを基板に嵌合するだけで、光ファイバと光電変換素子の光軸を合わせることができ、光軸合わせの作業が簡単になる。また、上記嵌合により、光電変換素子を中空封止でき、その結果、光電変換素子を外部の異物から保護したり、外気の光電変換素子への影響を抑制したりすることができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−５８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記ソケットにおいて、基板に嵌合穴を穿設する方法としては各種の方法があるが、例えば、パンチングにより基板の一部を抜いて嵌合穴を形成する場合、その加工精度は４０μｍ程度である。従って、その加工誤差に、光電変換素子の位置決め誤差が重なると、たとえスリーブが光学部品に要求される寸法精度を有していたとしても、光ファイバと光電変換素子の光軸合わせの精度が５０μｍ程度になってしまう。そのため、光軸合わせの精度向上が望まれていた。
【０００５】
また、スリーブが基板に当接された状態で、寸法誤差等に起因してスリーブと基板との間に隙間が生じ、スリーブブロックによる封止空間の気密性が低くなる虞がある。従って、封止空間内に外部から異物又は外気が入り込み、その結果、封止空間内の光電変換素子が、それらの影響を受けて故障したり、寿命が短くなったりすることがある。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、光ファイバと光電変換素子の光軸合わせ作業を簡単化でき、しかも光軸合わせ精度を向上でき、光電変換素子の信頼性向上と長寿命化を図ることができる光ファイバ用ソケットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明の光ファイバ用ソケットは、光電変換素子と、前記光電変換素子が実装された回路基板、及び該回路基板と同時成形され複数の位置決め用の嵌合穴が形成された樹脂製のスリーブブロック受け部材を有する回路ブロックと、前記スリーブブロック受け部材と対向する面に設けられ前記複数の嵌合穴にそれぞれ嵌合される複数の位置決め用の嵌合突起と、光ファイバの先端部を保持するフェルールが嵌挿されるスリーブと、前記スリーブに前記フェルールが嵌挿された状態で前記光ファイバと前記光電変換素子とを光学的に結合させる集光機能を有したレンズとが一体的に形成されており、前記嵌合突起が前記嵌合穴に嵌合されることにより前記回路ブロックに当接するスリーブブロックと、前記スリーブブロックと前記回路ブロックとの当接部分の隙間を封止する封止部材と、を備え、前記スリーブブロックが前記回路ブロックに当接した状態で、前記光電変換素子が該スリーブブロックにより中空封止され、かつ前記光ファイバの光軸と該光電変換素子の光軸とが一致するように、前記嵌合突起及び前記嵌合穴の位置決めがなされており、前記スリーブブロック受け部材は、前記スリーブブロックが前記回路ブロックに当接した状態で該スリーブブロックの外周を囲むように該回路ブロックの表面に突設された枠を有し、前記封止部材は、前記枠の内周面と前記スリーブブロックの外周面との隙間に入れられることを特徴とする。
【０００８】
この発明において、前記封止部材は、弾性を有し前記隙間に圧入される環状体により構成されることが望ましい。
【０００９】
この発明において、前記枠の内周面と前記スリーブブロックの外周面の少なくともいずれかにおける、前記隙間を形成する部分に、前記環状体を嵌めるための溝が設けられていることが望ましい。
【００１０】
この発明において、前記環状体は、前記隙間を塞ぐ蓋体で構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、スリーブブロックの嵌合突起をスリーブブロック受け部材の嵌合穴に嵌合させ、スリーブブロックにフェルールを嵌合するだけで、フェルール内の光ファイバと回路基板上の光電変換素子との光軸合わせを行うことができる。従って、光軸合わせの作業が簡単になる。
また、スリーブブロック受け部材の嵌合穴は、当該部材と回路基板との同時成形時に形成することができ、成形技術で実現可能な最高成形精度は、寸法誤差が１μｍ以下の精度であることから、嵌合穴の寸法及び位置の各精度を同程度とすることができる。従って、従来のように回路基板をパンチング加工して嵌合穴を形成する場合と比べ、嵌合穴の寸法及び位置精度を高くすることができ、それにより、嵌合穴と嵌合突起との嵌合精度を向上することができ、結果として、光軸合わせの精度向上を図ることができる。
さらに、たとえスリーブブロックと回路ブロックとの当接部分に隙間が生じていたとしても、その隙間を封止部材によって封止することができ、従って、スリーブブロックによる封止空間の気密性が高くなる。そのため、封止空間に異物及び外気が入り込み難くなり、封止空間内の光電変換素子を異物から保護し、かつ外気の影響を受け難くすることができる。その結果、光電変換素子の故障を減らすことができて、信頼性の向上を図ることができ、また、光電変換素子の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る光ファイバ用ソケットの分解斜視図。
【図２】（ａ）は上記ソケットの分解断面図、（ｂ）はその組立て完成後の断面図。
【図３】（ａ）（ｂ）は上記ソケットにフェルールを嵌挿する前と後の様子を示す断面図。
【図４】上記実施形態の第１の変形例に係る光ファイバ用ソケットの分解斜視図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は上記ソケットが組み立てられる様子をその組立て順に示す断面図。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は上記実施形態の第２の変形例に係る光ファイバ用ソケットが組み立てられる様子をその組立て順に示す断面図。
【図７】（ａ）（ｂ）は上記実施形態の第３の変形例に係る光ファイバ用ソケットが組み立てられる様子をその組立て順に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態に係る光ファイバ用ソケット（以下、単にソケットという）について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態のソケットの構成を示す。そのソケット１は、光電変換素子２と、光電変換素子２が実装された回路ブロック３と、回路ブロック３に取り付けられるスリーブブロック４と、スリーブブロック４と回路ブロック３との当接部分の隙間を封止する封止部材（同図では不図示）とを備える。スリーブブロック４には、光ファイバ１０の先端部を保持するフェルール１１が嵌挿され、それにより、光ファイバ１０と光電変換素子２とが光学的に結合される。
【００１４】
光電変換素子２は、発光素子と受光素子のいずれであってもよい。回路ブロック３は、光電変換素子２が実装された回路基板３１と、回路基板３１と同時成形された樹脂製のスリーブブロック受け部材（以下、受け部材という）３２とを有する。
【００１５】
回路基板３１は、平面視で一部が突出した凸形状であり、その突出部分に、光電変換素子２が実装されている。以下、回路基板３１において光電変換素子２が実装された面を素子実装面３１ａという。素子実装面３１ａには、制御ＩＣ５がさらに実装されている。制御ＩＣ５は、光電変換素子２が発光素子である場合、光電変換素子２の発光制御を行い、光電変換素子２が受光素子である場合、光電変換素子２により受信され光電変換された信号の増幅等の信号処理を実行する。
【００１６】
受け部材３２は、例えばインサート成形により回路基板３１と同時成形されており、光電変換素子２とその周囲の素子実装面３１ａとが露出するように形成されている。受け部材３２は、その露出した素子実装面３１ａと同一平面を構成する表面３２ａを有し、表面３２ａには、２つの位置決め用の嵌合穴３２ｂが成形により設けられている。嵌合穴３２ｂは、上記の数に限定されず、複数であればよい。嵌合穴３２ｂは、円柱状の貫通孔であるが、一端が閉塞された穴であってもよい。光電変換素子２の実装位置は、２つの嵌合穴３２ｂの各々の中心を結ぶ線分の中点である。表面３２ａと素子実装面３１ａとの間に、誤差により高低差があったとしても、それは１ｍｍ以内であることが好ましく、０．５ｍｍ以内であることが特に望ましい。
【００１７】
受け部材３２は、スリーブブロック４が受け部材３２に嵌合され当接した状態で、スリーブブロック４の外周を囲むように回路ブロック３の表面に一体的に突設された枠３２ｃを有する。枠３２ｃ及びスリーブブロック４は、枠３２ｃの内周面とスリーブブロック４の外周面との間に隙間が生じる寸法とされている。枠３２ｃの穴は、スリーブブロック４の外周に沿う形状であり、例えば、スリーブブロック４が円筒状である場合、枠３２ｃの穴は円状である。光電変換素子２及び嵌合穴３２ｂは、枠３２ｃ内に収められている。
【００１８】
受け部材３２の基材は、例えばアクリル等の熱可塑性樹脂又はエポキシ等の熱硬化性樹脂であり、強度を高めるため、例えばガラス繊維を含むことが望ましい。このような材料により作製される光学部品は、非常に高精度に成形することができ、最も高精度なものは、いわゆるサブミクロンの精度、すなわち寸法誤差が１μｍ以下の精度であり、受け部材３２はその成形精度で形成されている。
【００１９】
スリーブブロック４は、スリーブ４１と、後述のレンズ（図１では不図示）と、位置決め用の嵌合突起４２とが一体的に形成されている。スリーブ４１には、使用時に、フェルール１１が嵌挿される。嵌合突起４２は、嵌合穴３２ｂに嵌合される位置決め用のピンで構成される。
【００２０】
嵌合突起４２は、嵌合穴３２ｂと同数であり、これらの嵌合突起４２は、スリーブ４１において受け部材３２と対向する面４１ａに設けられている。嵌合突起４２は、嵌合穴３２ｂに嵌合可能な形状であって、例えば円柱状であり、その先端は、嵌合穴３２ｂに挿入し易いように丸みを帯びていることが望ましい。２つの嵌合突起４２は、２つの嵌合穴３２ｂにそれぞれ嵌合される。嵌合突起４２は、その長さが枠３２ｃの厚みよりも長い。従って、スリーブブロック４を回路ブロック３に取り付けるとき、最初に嵌合突起４２を嵌合穴３２ｂに挿入でき、次いでスリーブブロック４を枠３２ｃに挿入できるようにされている。
【００２１】
スリーブブロック４は、例えば熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を材料とする光学材料により形成されており、その光学材料は、特定波長、例えば８５０ｎｍのレーザ光を透過させるものである。スリーブブロック４の成形精度は、受け部材３２と同程度とする。
【００２２】
図２（ａ）（ｂ）は、ソケット１の内部構造を示す。これらの図において、フェルール及び光ファイバの図示は省略する。回路基板３１は、両面に配線パターン３１ｂが形成された基板であり、その基板は、配線パターン３１ｂを表面に形成しても配線パターンが剥離し難い材料から成る。配線パターン３１ｂは、光電変換素子２への信号送信又は光電変換素子２からの信号受信のための信号ライン等を含む。素子実装面３１ａの配線パターン３１ｂは、信号を伝送する信号ラインとし、素子実装面３１ａの裏面３１ｃの配線パターン３１ｂはグランドラインとする。
【００２３】
スリーブブロック４のレンズ４３は、スリーブ４１の回路ブロック３側の開口端よりも内方に設けられており、スリーブ４１にフェルールが嵌挿されるとき、その嵌挿状態で光ファイバと光電変換素子２とを光学的に結合させる集光機能を有する。
【００２４】
嵌合突起４２が嵌合穴３２ｂに嵌合された状態で、スリーブブロック４の面４１ａは、回路ブロック３の素子実装面３１ａ及び表面３２ａに当接する。その当接によって、光電変換素子２及び制御ＩＣ５がレンズ４３とスリーブ４１の内壁４１ｂとにより中空封止されるように、各嵌合突起４２及び各嵌合穴３２ｂは、予め位置決めがなされている。
【００２５】
封止部材６は、スリーブブロック４の外周面と枠３２ｃの内周面との隙間に入れられる。封止部材６は、例えばシリコン系のシーリング材で構成され、組立て工程において、粘性及び流動性の有る状態で上記隙間に充填され、その後、硬化する。上記シーリング材は、１液タイプの湿気硬化型であってもよいし、２液タイプの反応硬化型であっても構わない。封止部材６は、熱硬化性樹脂であってもよい。
【００２６】
図３（ａ）（ｂ）は、フェルール１１がスリーブ４１に嵌挿される前と後の様子を示す。嵌合突起４２が嵌合穴３２ｂに嵌合された状態で、スリーブ４１にフェルール１１が嵌挿されたとき、光ファイバ１０の光軸と光電変換素子２の光軸とが一致するように、各嵌合突起４２と各嵌合穴３２ｂとは、予め位置決めがなされている。従って、スリーブ４１にフェルール１１が嵌挿されると、光ファイバ１０と光電変換素子２との光軸合わせが行われ、それにより、パッシブアライメントが実行され、結果として、両者の光軸（図３（ｂ）の破線で示す）が一致する。
【００２７】
次に、図１及び図２を参照して、ソケット１の組立て方法を説明する。本実施形態では、測定装置で光信号のレベルをモニタしながら光ファイバと光電変換素子の光軸合わせを行うアクティブアラインメントを実行せず、各部品の寸法精度と位置決め精度だけで所定の組立て精度を確保する。
【００２８】
まず、２つの嵌合穴３２ｂの各々の開口周縁形状と位置とが測定される。この測定は、例えば、チップマウンタの撮像装置を用いて、回路ブロック３の嵌合穴３２ｂを含む領域を撮像し、その撮像された領域の画像を基に、周知の画像特徴抽出技術を用いて各嵌合穴３２ｂの開口周縁形状と位置とを抽出することより行われる。ここで、各部の寸法を例示する。光電変換素子２の平面寸法は□０．３（０．３ｍｍ×０．３ｍｍ）程度であり、また、２つの嵌合穴３２ｂの間隔は４ｍｍ程度である。従って、チップマウンタの撮像装置は微小領域を撮像すればよいので、レンズの撮像倍率を高くすることにより、各嵌合穴３２ｂの開口周縁形状及び位置の測定精度を高くすることができる。例えば、１０μｍ程度の精度まで位置決め精度を上げることができ、本実施形態ではそのようにする。
【００２９】
各嵌合穴３２ｂの開口周縁形状及び位置の測定後、その測定された開口周縁形状及び位置を基に、画像特徴抽出技術を用いて各嵌合穴３２ｂの中心位置が求められる。そして、それらの中心位置を基準として、光電変換素子２の位置決めがなされる。この位置決めにおいては、例えば、各嵌合穴３２ｂの中心を結ぶ線分が求められ、その線分の中点が光電変換素子２の実装位置に決められる。その後、回路基板３１におけるその決められた実装位置に光電変換素子２が実装される。
【００３０】
光電変換素子２の実装後、素子実装面３１ａと受け部材３２の表面３２ａとに接着剤が塗布される。接着剤の塗布位置は、接着剤が光電変換素子２等に付かないようにするため、スリーブ４１の面４１ａと接する部分の隅付近とされる。接着剤の塗布後、嵌合突起４２が嵌合穴３２ｂに嵌合され、スリーブ４１が枠３２ｃに挿入される。そして、スリーブブロック４の外周面と枠３２ｃの内周面との隙間に封止部材６が充填され、その後、硬化する。なお、スリーブブロック４及びフェルール１１は、光学部品として要求されるレベルの嵌合精度を満たしている。
【００３１】
上記のように構成された本実施形態のソケット１では、スリーブブロック４の嵌合突起４２を受け部材３２の嵌合穴３２ｂに嵌合させ、フェルール１１をスリーブブロック４に嵌合するだけで、光電変換素子２と光ファイバ１０の光軸合わせを行うことができる。従って、光軸合わせ作業が簡単になる。
【００３２】
また、受け部材３２の嵌合穴３２ｂは、受け部材３２と回路基板３１との同時成形時に形成することができ、成形技術で実現可能な最高成形精度は、寸法誤差が１μｍ以下の精度であることから、嵌合穴３２ｂの寸法及び位置の各精度を同程度とすることができる。従って、従来のように回路基板をパンチング加工して嵌合穴を形成する場合と比べ、嵌合穴３２ｂの寸法及び位置精度を高くすることができ、それにより、嵌合穴３２ｂと嵌合突起４２との嵌合精度を向上することができる。その結果、光軸合わせの精度向上を図ることができる。
【００３３】
また、光電変換素子２の実装位置を決めるのに、撮像装置が用いられ、その撮像装置による撮像範囲は回路基板３１全体ではなく、位置決めの基準となる各嵌合穴３２ｂを含む微小範囲で済む。そのため、撮像装置のレンズの撮像倍率を高くすることにより、各嵌合穴３２ｂの測定精度を高くすることができ、従って、位置決め精度は、寸法誤差が１０μｍ程度の精度にまで上げることができる。さらに、スリーブブロック４は光学部品に要求される成形精度を有することから、嵌合突起４２と嵌合穴３２ｂとの嵌合精度を数μｍ程度にすることができる。従って、スリーブブロック４とフェルール１１とが、光学部品として要求されるレベルの嵌合精度を有していれば、上記各種精度から、光電変換素子２と光ファイバ１０を十数μｍ程度の精度で光結合させることができる。そのため、光軸合わせの精度をさらに向上することができる。
【００３４】
また、光軸合わせにおいて、光信号の測定装置の接続及びスリーブブロックの位置の微調整が必要なアクティブアライメントと比べ、それらが不要なので、光軸合わせに要する時間を大幅に短縮することができる。
【００３５】
また、各嵌合穴３２ｂが撮像され、その撮像された各嵌合穴３２ｂの画像を基に、画像特徴抽出技術により各嵌合穴３２ｂの中心位置が求められるので、各嵌合穴３２ｂの開口周縁形状に係らず、高精度に各嵌合穴３２ｂの中心位置を求めることができる。従って、その求められた各嵌合穴３２ｂの中心位置を基準にして、光電変換素子２の位置を高精度に決めることができる。
【００３６】
また、素子実装面３１ａと受け部材３２の表面３２ａとが同一平面に在るので、撮像装置によって撮像したそれらの平面視画像を基に、各嵌合穴３２ｂ間、及び各嵌合穴３２ｂと光電変換素子２の実装位置との間の距離を正確に測定することができる。従って、光電変換素子２の位置決め精度がさらに高まる。
【００３７】
また、スリーブブロック４の外周面と回路ブロック３の枠３２ｃの内周面との隙間に封止部材６が入れられるので、たとえスリーブブロック４と回路ブロック３との当接部分に隙間が生じていたとしても、当接部分の隙間を封止部材６により封止することができる。従って、スリーブブロック４による封止空間の気密性が高くなる。そのため、封止空間に異物及び外気が入り込み難くなり、封止空間内に在る光電変換素子２を異物から保護し、かつ外気の影響を受け難くすることができる。その結果、光電変換素子２の故障を減らすことができて、信頼性の向上を図ることができ、また、光電変換素子２の長寿命化を図ることができる。
【００３８】
また、上記封止空間の気密性を高めるための作業は、スリーブブロック４の外周面と枠３２ｃの内周面との隙間に封止部材６を入れるだけで済むので、作業が簡単になる。
【００３９】
また、回路基板３１の配線は、高周波信号を伝送することから、その配線については、信号の反射等を防ぐためインピーダンス整合を取ることが重要である。その点で、回路基板３１は、両面配線基板であることから、配線自由度が高く、インピーダンス整合の設計自由度が高いので、インピーダンス整合を高精度に行うことができる。従って、高周波信号の反射等を防いで通信品質の向上を図ることできる。しかも、高精度なインピーダンス整合に必要とされるグランドライン等の配線は、回路基板３１とは別に用意しなくて済み、従って、ソケット１の小型化を図ることができる。
【００４０】
また、制御ＩＣ５を封止するのに、別途、封止部材及び封止工程を設ける必要はないので、部品点数及び組立て工程数の削減によりコスト低減を図ることができ、また、組立て工程数の削減により製造に必要な期間を短縮することができる。
【００４１】
ところで、嵌合突起４２の長さが枠３２ｃの厚みよりも短い場合、スリーブブロック４を回路ブロック３に取り付ける際に、嵌合突起４２を嵌合穴３２ｂに挿入しようとしても、まずスリーブブロック４を枠３２ｃに挿入する必要が生じる。そのため、挿入時に嵌合突起４２の位置がずれてしまい、結果として、嵌合突起４２を嵌合穴３２ｂに挿入し難くなって組立てに時間が掛かったりする虞がある。
【００４２】
それに対して、本実施形態では、嵌合突起４２が枠３２ｃの厚みよりも長いことから、スリーブブロック４を回路ブロック３に取り付けるとき、最初に嵌合突起４２を嵌合穴３２ｂに嵌合でき、次いでスリーブブロック４を枠３２ｃに挿入できる。従って、スムーズな取付けが可能になり、組立て時間を短縮できる。
【００４３】
（第１の変形例）
図４及ぶ図５は、上記実施形態の第１の変形例に係るソケットの構成を示す。これらの図において、上記実施形態と同一の部材には、同一の符号を付す（以下、同様）。本変形例のソケット１は、上記実施形態と比べ、封止部材６の構成が相違している。本変形例の封止部材６は、弾性を有するゴム製の環状体により構成される。その環状体の環内径は、スリーブブロック４の外径よりも僅かに小さい寸法であり、環状体の環外径は、枠３２ｃの内径よりも僅かに小さい寸法であり、環状体は、スリーブブロック４の外周面と枠３２ｃとの隙間に圧入される。上記環状体は、例えば縦断面形状が円であるＯリングにより構成される。
【００４４】
本変形例においては、スリーブブロック４の外周面と枠３２ｃの内周面との隙間に封止部材６を圧入することにより、その隙間を封止でき、結果として、スリーブブロック４による封止空間の気密性を向上することができる。従って、気密性向上のための作業は、封止部材６の圧入だけで済み、封止部材が例えば熱硬化性樹脂で構成される場合のように封止部材を加熱して冷却する工程は不要になり、従って、作業が簡単で、かつ時間的に短くなる。
【００４５】
また、封止部材６はＯリングにより構成されるので、封止部材６を上記隙間に入れる際、封止部材６が隙間の開口縁に引っ掛かり難くなる。また、封止部材６が上記隙間に入り込んだ状態で、封止部材６がスリーブブロック４の外周面及び枠３２ｃの内周面と接触する面積が狭くなることから、封止部材６を隙間に圧入するときの摩擦抵抗を減らすことができる。従って、封止部材６の圧入作業をスムーズに行うことができる。
【００４６】
（第２の変形例）
図６は、上記実施形態の第２の変形例に係るソケットの構成を示す。このソケット１においては、封止部材６が上記第１の変形例と同じ構成の環状体であり、枠３２ｃの内周面とスリーブブロック４の外周面とにおける隙間を形成する部分に、封止部材６を嵌めるための溝３２ｄ、４ａがそれぞれ設けられている。溝は、枠３２ｃとスリーブブロック４のいずれか一方にだけ形成されていてもよい。
【００４７】
溝３２ｄ、４ａは、それぞれ、枠３２ｃの内周面とスリーブブロック４の外周面とに、周方向に沿って形成されており、互いに対向する位置に在る。溝３２ｄには、封止部材６の内周部分が嵌まり、溝４ａには、封止部材６の外周部分が嵌まる。溝３２ｄ、４ａは、嵌まる封止部材６と密着できるように、封止部材６の形状に合わせて、断面が円弧状とされていることが望ましい。
【００４８】
本変形例のソケット１の組立て工程においては、例えば、封止部材６が溝４ａに嵌め込まれ、その後、嵌合突起４２が嵌合穴３２ｂに挿入され、スリーブブロック４が枠３２ｃに挿入され、封止部材６の外周部が溝３２ｄに嵌まり込む。スリーブブロック４の挿入の際、封止部材６が枠３２ｃの開口周縁に当接して溝４ａから外れることを防ぐため、溝４ａの深さを封止部材６の断面半径程度の寸法として、封止部材６の内周部分全体が溝４ａに嵌まり込むようにしていることが望ましい。溝４ａへの封止部材６の嵌込みは、スリーブブロック４を回路ブロック３に取り付けた後に、スリーブ４１と枠３２ｃとの隙間に圧入することにより、行われてもよい。
【００４９】
本変形例においては、上記第１の変形例と同様に、スリーブブロック４による封止空間の気密性を向上できる、という効果が得られる。また、封止部材６が溝３２ｄ、４ａに引っ掛かることから、封止部材６が外れ難くなり、上記の気密性を確実に高くすることができる。また、封止部材６が、溝３２ｄ、４ａに嵌まることにより、スリーブブロック４の外周面及び回路ブロック３の内周面と接触する面積が増えるので、上記外周面と上記内周面との隙間を確実に封止でき、そのため、上記の気密性をさらに高くすることができる。
【００５０】
（第３の変形例）
図７は、上記実施形態の第３の変形例に係るソケットの構成を示す。このソケット１は、上記実施形態と比べ、封止部材６の構成が相違している。本変形例の封止部材６は、弾性を有するゴム製の環状体であって、スリーブブロック４の外周面と枠３２ｃの内周面との隙間に圧入されてその隙間を塞ぐ蓋体により構成される。
【００５１】
封止部材６は、上記隙間に圧入される圧入部６１と、圧入部６１の上部から側方に延びた鍔部６２とを有する。圧入部６１の環内径は、スリーブブロック４の外径よりも僅かに小さい寸法であり、圧入部６１の環外径は、枠３２ｃの内径よりも僅かに小さい寸法である。
【００５２】
本変形例のソケット１の組立て工程においては、スリーブブロック４が回路ブロック３に嵌合された後、スリーブブロック４の外周面と枠３２ｃの内周面との隙間に、封止部材６が挿入される。この挿入により、圧入部６１は上記隙間に圧入され、鍔部６２は上記隙間の開口縁に引っ掛かって載り、このようにして、上記隙間が塞がれる。
【００５３】
本変形例においては、上記第１の変形例と同様に、スリーブブロック４による封止空間の気密性を向上できる、という効果が得られる。また、鍔部６２は、スリーブブロック４の外周面と枠３２ｃの内周面との隙間に入り込まないので、その隙間が封止部材６により封止されているか否かを視認し易くなる。従って、組立て作業の効率を向上させることができる。
【００５４】
なお、本発明は、上記実施形態及び各変形例の構成に限定されるものでなく、使用目的に応じ、様々な変形が可能である。例えば、回路基板３１は、配線パターン３１ｂが積層された多層配線基板であってもよい。また、そのような場合に、回路基板３１の裏面３１ｃに実装された電子部品と、その電子部品が接続された配線パターン３１ｂとを、受け部材３２と回路基板３１との同時成形により封止しても構わない。この構成によれば、裏面３１ｃにおいて、実装された電子部品と配線との間、電子部品間、及び配線間が異物及び結露等により短絡することを防ぐことができ、回路の故障を防止することができる。
【００５５】
また、嵌合穴３２ｂの形状が四角柱状であり、これに対応して、嵌合突起４２が四角柱状のピンであってもよい。このような場合の組立て工程における光電変換素子２の位置決めは、平面視で各嵌合穴３２ｂの中心又は所定の１点の頂点を基準としてなされる。頂点を用いる場合、各嵌合穴３２ｂにおいて他方の嵌合穴３２ｂに対向する辺が選ばれ、その選ばれた各辺につき、その辺の一端を他方の辺の他端と結ぶ対角線が求められ、求められた２本の対角線の交点が光電変換素子２の位置とされる。
【符号の説明】
【００５６】
１ 光ファイバ用ソケット
２ 光電変換素子
３ 回路ブロック
３１ 回路基板
３２ スリーブブロック受け部材
３２ｂ 嵌合穴
３２ｃ 枠
３２ｄ 溝
４ スリーブブロック
４ａ 溝
４１ スリーブ
４１ａ スリーブブロック受け部材と対向する面
４２ 嵌合突起
４３ レンズ
６ 封止部材
１０ 光ファイバ
１１ フェルール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの先端部を保持するフェルールが嵌挿され、光ファイバと光電変換素子とを光学的に結合する光ファイバ用ソケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光電変換素子が実装された基板と、その基板に取り付けられるスリーブとを備え、その取付け後にフェルールがスリーブに嵌挿されると、光ファイバと光電変換素子とが集光レンズを介して光結合される光ファイバ用ソケットが知られている。このソケットにおいては、基板に２つの嵌合穴が穿設されており、また、スリーブの基板との対向面に２本の嵌合軸が設けられており、それら２本の嵌合軸がそれぞれ上記２つの嵌合穴に嵌め込まれる。そして、この嵌込みにより、スリーブが基板に当接する。その当接状態で、光電変換素子がスリーブにより中空封止され、かつ光ファイバの光軸と光電変換素子の光軸とが一致するように、嵌合穴と嵌合軸とは位置決めされている。このソケットによれば、嵌合軸を嵌合穴に合わせてスリーブを基板に嵌合するだけで、光ファイバと光電変換素子の光軸を合わせることができ、光軸合わせの作業が簡単になる。また、上記嵌合により、光電変換素子を中空封止でき、その結果、光電変換素子を外部の異物から保護したり、外気の光電変換素子への影響を抑制したりすることができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−５８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記ソケットにおいて、基板に嵌合穴を穿設する方法としては各種の方法があるが、例えば、パンチングにより基板の一部を抜いて嵌合穴を形成する場合、その加工精度は４０μｍ程度である。従って、その加工誤差に、光電変換素子の位置決め誤差が重なると、たとえスリーブが光学部品に要求される寸法精度を有していたとしても、光ファイバと光電変換素子の光軸合わせの精度が５０μｍ程度になってしまう。そのため、光軸合わせの精度向上が望まれていた。
【０００５】
また、スリーブが基板に当接された状態で、寸法誤差等に起因してスリーブと基板との間に隙間が生じ、スリーブブロックによる封止空間の気密性が低くなる虞がある。従って、封止空間内に外部から異物又は外気が入り込み、その結果、封止空間内の光電変換素子が、それらの影響を受けて故障したり、寿命が短くなったりすることがある。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、光ファイバと光電変換素子の光軸合わせ作業を簡単化でき、しかも光軸合わせ精度を向上でき、光電変換素子の信頼性向上と長寿命化を図ることができる光ファイバ用ソケットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明の光ファイバ用ソケットは、光電変換素子と、前記光電変換素子が実装された回路基板、及び該回路基板と同時成形され複数の位置決め用の嵌合穴が形成された樹脂製のスリーブブロック受け部材を有する回路ブロックと、前記スリーブブロック受け部材と対向する面に設けられ前記複数の嵌合穴にそれぞれ嵌合される複数の位置決め用の嵌合突起と、光ファイバの先端部を保持するフェルールが嵌挿されるスリーブと、前記スリーブに前記フェルールが嵌挿された状態で前記光ファイバと前記光電変換素子とを光学的に結合させる集光機能を有したレンズとが一体的に形成されており、前記嵌合突起が前記嵌合穴に嵌合されることにより前記回路ブロックに当接するスリーブブロックと、前記スリーブブロックと前記回路ブロックとの当接部分の隙間を封止する封止部材と、を備え、前記スリーブブロックが前記回路ブロックに当接した状態で、前記光電変換素子が該スリーブブロックにより中空封止され、かつ前記光ファイバの光軸と該光電変換素子の光軸とが一致するように、前記嵌合突起及び前記嵌合穴の位置決めがなされており、前記スリーブブロック受け部材は、前記スリーブブロックが前記回路ブロックに当接した状態で該スリーブブロックの外周を囲むように該回路ブロックの表面に突設された枠を有し、前記封止部材は、前記枠の内周面と前記スリーブブロックの外周面との隙間に入れられることを特徴とする。
【０００８】
この発明において、前記封止部材は、弾性を有し前記隙間に圧入される環状体により構成されることが望ましい。
【０００９】
この発明において、前記枠の内周面と前記スリーブブロックの外周面の少なくともいずれかにおける、前記隙間を形成する部分に、前記環状体を嵌めるための溝が設けられていることが望ましい。
【００１０】
この発明において、前記環状体は、前記隙間を塞ぐ蓋体で構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、スリーブブロックの嵌合突起をスリーブブロック受け部材の嵌合穴に嵌合させ、スリーブブロックにフェルールを嵌合するだけで、フェルール内の光ファイバと回路基板上の光電変換素子との光軸合わせを行うことができる。従って、光軸合わせの作業が簡単になる。
また、スリーブブロック受け部材の嵌合穴は、当該部材と回路基板との同時成形時に形成することができ、成形技術で実現可能な最高成形精度は、寸法誤差が１μｍ以下の精度であることから、嵌合穴の寸法及び位置の各精度を同程度とすることができる。従って、従来のように回路基板をパンチング加工して嵌合穴を形成する場合と比べ、嵌合穴の寸法及び位置精度を高くすることができ、それにより、嵌合穴と嵌合突起との嵌合精度を向上することができ、結果として、光軸合わせの精度向上を図ることができる。
さらに、たとえスリーブブロックと回路ブロックとの当接部分に隙間が生じていたとしても、その隙間を封止部材によって封止することができ、従って、スリーブブロックによる封止空間の気密性が高くなる。そのため、封止空間に異物及び外気が入り込み難くなり、封止空間内の光電変換素子を異物から保護し、かつ外気の影響を受け難くすることができる。その結果、光電変換素子の故障を減らすことができて、信頼性の向上を図ることができ、また、光電変換素子の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る光ファイバ用ソケットの分解斜視図。
【図２】（ａ）は上記ソケットの分解断面図、（ｂ）はその組立て完成後の断面図。
【図３】（ａ）（ｂ）は上記ソケットにフェルールを嵌挿する前と後の様子を示す断面図。
【図４】上記実施形態の第１の変形例に係る光ファイバ用ソケットの分解斜視図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は上記ソケットが組み立てられる様子をその組立て順に示す断面図。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は上記実施形態の第２の変形例に係る光ファイバ用ソケットが組み立てられる様子をその組立て順に示す断面図。
【図７】（ａ）（ｂ）は上記実施形態の第３の変形例に係る光ファイバ用ソケットが組み立てられる様子をその組立て順に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態に係る光ファイバ用ソケット（以下、単にソケットという）について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態のソケットの構成を示す。そのソケット１は、光電変換素子２と、光電変換素子２が実装された回路ブロック３と、回路ブロック３に取り付けられるスリーブブロック４と、スリーブブロック４と回路ブロック３との当接部分の隙間を封止する封止部材（同図では不図示）とを備える。スリーブブロック４には、光ファイバ１０の先端部を保持するフェルール１１が嵌挿され、それにより、光ファイバ１０と光電変換素子２とが光学的に結合される。
【００１４】
光電変換素子２は、発光素子と受光素子のいずれであってもよい。回路ブロック３は、光電変換素子２が実装された回路基板３１と、回路基板３１と同時成形された樹脂製のスリーブブロック受け部材（以下、受け部材という）３２とを有する。
【００１５】
回路基板３１は、平面視で一部が突出した凸形状であり、その突出部分に、光電変換素子２が実装されている。以下、回路基板３１において光電変換素子２が実装された面を素子実装面３１ａという。素子実装面３１ａには、制御ＩＣ５がさらに実装されている。制御ＩＣ５は、光電変換素子２が発光素子である場合、光電変換素子２の発光制御を行い、光電変換素子２が受光素子である場合、光電変換素子２により受信され光電変換された信号の増幅等の信号処理を実行する。
【００１６】
受け部材３２は、例えばインサート成形により回路基板３１と同時成形されており、光電変換素子２とその周囲の素子実装面３１ａとが露出するように形成されている。受け部材３２は、その露出した素子実装面３１ａと同一平面を構成する表面３２ａを有し、表面３２ａには、２つの位置決め用の嵌合穴３２ｂが成形により設けられている。嵌合穴３２ｂは、上記の数に限定されず、複数であればよい。嵌合穴３２ｂは、円柱状の貫通孔であるが、一端が閉塞された穴であってもよい。光電変換素子２の実装位置は、２つの嵌合穴３２ｂの各々の中心を結ぶ線分の中点である。表面３２ａと素子実装面３１ａとの間に、誤差により高低差があったとしても、それは１ｍｍ以内であることが好ましく、０．５ｍｍ以内であることが特に望ましい。
【００１７】
受け部材３２は、スリーブブロック４が受け部材３２に嵌合され当接した状態で、スリーブブロック４の外周を囲むように回路ブロック３の表面に一体的に突設された枠３２ｃを有する。枠３２ｃ及びスリーブブロック４は、枠３２ｃの内周面とスリーブブロック４の外周面との間に隙間が生じる寸法とされている。枠３２ｃの穴は、スリーブブロック４の外周に沿う形状であり、例えば、スリーブブロック４が円筒状である場合、枠３２ｃの穴は円状である。光電変換素子２及び嵌合穴３２ｂは、枠３２ｃ内に収められている。
【００１８】
受け部材３２の基材は、例えばアクリル等の熱可塑性樹脂又はエポキシ等の熱硬化性樹脂であり、強度を高めるため、例えばガラス繊維を含むことが望ましい。このような材料により作製される光学部品は、非常に高精度に成形することができ、最も高精度なものは、いわゆるサブミクロンの精度、すなわち寸法誤差が１μｍ以下の精度であり、受け部材３２はその成形精度で形成されている。
【００１９】
スリーブブロック４は、スリーブ４１と、後述のレンズ（図１では不図示）と、位置決め用の嵌合突起４２とが一体的に形成されている。スリーブ４１には、使用時に、フェルール１１が嵌挿される。嵌合突起４２は、嵌合穴３２ｂに嵌合される位置決め用のピンで構成される。
【００２０】
嵌合突起４２は、嵌合穴３２ｂと同数であり、これらの嵌合突起４２は、スリーブ４１において受け部材３２と対向する面４１ａに設けられている。嵌合突起４２は、嵌合穴３２ｂに嵌合可能な形状であって、例えば円柱状であり、その先端は、嵌合穴３２ｂに挿入し易いように丸みを帯びていることが望ましい。２つの嵌合突起４２は、２つの嵌合穴３２ｂにそれぞれ嵌合される。嵌合突起４２は、その長さが枠３２ｃの厚みよりも長い。従って、スリーブブロック４を回路ブロック３に取り付けるとき、最初に嵌合突起４２を嵌合穴３２ｂに挿入でき、次いでスリーブブロック４を枠３２ｃに挿入できるようにされている。
【００２１】
スリーブブロック４は、例えば熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を材料とする光学材料により形成されており、その光学材料は、特定波長、例えば８５０ｎｍのレーザ光を透過させるものである。スリーブブロック４の成形精度は、受け部材３２と同程度とする。
【００２２】
図２（ａ）（ｂ）は、ソケット１の内部構造を示す。これらの図において、フェルール及び光ファイバの図示は省略する。回路基板３１は、両面に配線パターン３１ｂが形成された基板であり、その基板は、配線パターン３１ｂを表面に形成しても配線パターンが剥離し難い材料から成る。配線パターン３１ｂは、光電変換素子２への信号送信又は光電変換素子２からの信号受信のための信号ライン等を含む。素子実装面３１ａの配線パターン３１ｂは、信号を伝送する信号ラインとし、素子実装面３１ａの裏面３１ｃの配線パターン３１ｂはグランドラインとする。
【００２３】
スリーブブロック４のレンズ４３は、スリーブ４１の回路ブロック３側の開口端よりも内方に設けられており、スリーブ４１にフェルールが嵌挿されるとき、その嵌挿状態で光ファイバと光電変換素子２とを光学的に結合させる集光機能を有する。
【００２４】
嵌合突起４２が嵌合穴３２ｂに嵌合された状態で、スリーブブロック４の面４１ａは、回路ブロック３の素子実装面３１ａ及び表面３２ａに当接する。その当接によって、光電変換素子２及び制御ＩＣ５がレンズ４３とスリーブ４１の内壁４１ｂとにより中空封止されるように、各嵌合突起４２及び各嵌合穴３２ｂは、予め位置決めがなされている。
【００２５】
封止部材６は、スリーブブロック４の外周面と枠３２ｃの内周面との隙間に入れられる。封止部材６は、例えばシリコン系のシーリング材で構成され、組立て工程において、粘性及び流動性の有る状態で上記隙間に充填され、その後、硬化する。上記シーリング材は、１液タイプの湿気硬化型であってもよいし、２液タイプの反応硬化型であっても構わない。封止部材６は、熱硬化性樹脂であってもよい。
【００２６】
図３（ａ）（ｂ）は、フェルール１１がスリーブ４１に嵌挿される前と後の様子を示す。嵌合突起４２が嵌合穴３２ｂに嵌合された状態で、スリーブ４１にフェルール１１が嵌挿されたとき、光ファイバ１０の光軸と光電変換素子２の光軸とが一致するように、各嵌合突起４２と各嵌合穴３２ｂとは、予め位置決めがなされている。従って、スリーブ４１にフェルール１１が嵌挿されると、光ファイバ１０と光電変換素子２との光軸合わせが行われ、それにより、パッシブアライメントが実行され、結果として、両者の光軸（図３（ｂ）の破線で示す）が一致する。
【００２７】
次に、図１及び図２を参照して、ソケット１の組立て方法を説明する。本実施形態では、測定装置で光信号のレベルをモニタしながら光ファイバと光電変換素子の光軸合わせを行うアクティブアラインメントを実行せず、各部品の寸法精度と位置決め精度だけで所定の組立て精度を確保する。
【００２８】
まず、２つの嵌合穴３２ｂの各々の開口周縁形状と位置とが測定される。この測定は、例えば、チップマウンタの撮像装置を用いて、回路ブロック３の嵌合穴３２ｂを含む領域を撮像し、その撮像された領域の画像を基に、周知の画像特徴抽出技術を用いて各嵌合穴３２ｂの開口周縁形状と位置とを抽出することより行われる。ここで、各部の寸法を例示する。光電変換素子２の平面寸法は□０．３（０．３ｍｍ×０．３ｍｍ）程度であり、また、２つの嵌合穴３２ｂの間隔は４ｍｍ程度である。従って、チップマウンタの撮像装置は微小領域を撮像すればよいので、レンズの撮像倍率を高くすることにより、各嵌合穴３２ｂの開口周縁形状及び位置の測定精度を高くすることができる。例えば、１０μｍ程度の精度まで位置決め精度を上げることができ、本実施形態ではそのようにする。
【００２９】
各嵌合穴３２ｂの開口周縁形状及び位置の測定後、その測定された開口周縁形状及び位置を基に、画像特徴抽出技術を用いて各嵌合穴３２ｂの中心位置が求められる。そして、それらの中心位置を基準として、光電変換素子２の位置決めがなされる。この位置決めにおいては、例えば、各嵌合穴３２ｂの中心を結ぶ線分が求められ、その線分の中点が光電変換素子２の実装位置に決められる。その後、回路基板３１におけるその決められた実装位置に光電変換素子２が実装される。
【００３０】
光電変換素子２の実装後、素子実装面３１ａと受け部材３２の表面３２ａとに接着剤が塗布される。接着剤の塗布位置は、接着剤が光電変換素子２等に付かないようにするため、スリーブ４１の面４１ａと接する部分の隅付近とされる。接着剤の塗布後、嵌合突起４２が嵌合穴３２ｂに嵌合され、スリーブ４１が枠３２ｃに挿入される。そして、スリーブブロック４の外周面と枠３２ｃの内周面との隙間に封止部材６が充填され、その後、硬化する。なお、スリーブブロック４及びフェルール１１は、光学部品として要求されるレベルの嵌合精度を満たしている。
【００３１】
上記のように構成された本実施形態のソケット１では、スリーブブロック４の嵌合突起４２を受け部材３２の嵌合穴３２ｂに嵌合させ、フェルール１１をスリーブブロック４に嵌合するだけで、光電変換素子２と光ファイバ１０の光軸合わせを行うことができる。従って、光軸合わせ作業が簡単になる。
【００３２】
また、受け部材３２の嵌合穴３２ｂは、受け部材３２と回路基板３１との同時成形時に形成することができ、成形技術で実現可能な最高成形精度は、寸法誤差が１μｍ以下の精度であることから、嵌合穴３２ｂの寸法及び位置の各精度を同程度とすることができる。従って、従来のように回路基板をパンチング加工して嵌合穴を形成する場合と比べ、嵌合穴３２ｂの寸法及び位置精度を高くすることができ、それにより、嵌合穴３２ｂと嵌合突起４２との嵌合精度を向上することができる。その結果、光軸合わせの精度向上を図ることができる。
【００３３】
また、光電変換素子２の実装位置を決めるのに、撮像装置が用いられ、その撮像装置による撮像範囲は回路基板３１全体ではなく、位置決めの基準となる各嵌合穴３２ｂを含む微小範囲で済む。そのため、撮像装置のレンズの撮像倍率を高くすることにより、各嵌合穴３２ｂの測定精度を高くすることができ、従って、位置決め精度は、寸法誤差が１０μｍ程度の精度にまで上げることができる。さらに、スリーブブロック４は光学部品に要求される成形精度を有することから、嵌合突起４２と嵌合穴３２ｂとの嵌合精度を数μｍ程度にすることができる。従って、スリーブブロック４とフェルール１１とが、光学部品として要求されるレベルの嵌合精度を有していれば、上記各種精度から、光電変換素子２と光ファイバ１０を十数μｍ程度の精度で光結合させることができる。そのため、光軸合わせの精度をさらに向上することができる。
【００３４】
また、光軸合わせにおいて、光信号の測定装置の接続及びスリーブブロックの位置の微調整が必要なアクティブアライメントと比べ、それらが不要なので、光軸合わせに要する時間を大幅に短縮することができる。
【００３５】
また、各嵌合穴３２ｂが撮像され、その撮像された各嵌合穴３２ｂの画像を基に、画像特徴抽出技術により各嵌合穴３２ｂの中心位置が求められるので、各嵌合穴３２ｂの開口周縁形状に係らず、高精度に各嵌合穴３２ｂの中心位置を求めることができる。従って、その求められた各嵌合穴３２ｂの中心位置を基準にして、光電変換素子２の位置を高精度に決めることができる。
【００３６】
また、素子実装面３１ａと受け部材３２の表面３２ａとが同一平面に在るので、撮像装置によって撮像したそれらの平面視画像を基に、各嵌合穴３２ｂ間、及び各嵌合穴３２ｂと光電変換素子２の実装位置との間の距離を正確に測定することができる。従って、光電変換素子２の位置決め精度がさらに高まる。
【００３７】
また、スリーブブロック４の外周面と回路ブロック３の枠３２ｃの内周面との隙間に封止部材６が入れられるので、たとえスリーブブロック４と回路ブロック３との当接部分に隙間が生じていたとしても、当接部分の隙間を封止部材６により封止することができる。従って、スリーブブロック４による封止空間の気密性が高くなる。そのため、封止空間に異物及び外気が入り込み難くなり、封止空間内に在る光電変換素子２を異物から保護し、かつ外気の影響を受け難くすることができる。その結果、光電変換素子２の故障を減らすことができて、信頼性の向上を図ることができ、また、光電変換素子２の長寿命化を図ることができる。
【００３８】
また、上記封止空間の気密性を高めるための作業は、スリーブブロック４の外周面と枠３２ｃの内周面との隙間に封止部材６を入れるだけで済むので、作業が簡単になる。
【００３９】
また、回路基板３１の配線は、高周波信号を伝送することから、その配線については、信号の反射等を防ぐためインピーダンス整合を取ることが重要である。その点で、回路基板３１は、両面配線基板であることから、配線自由度が高く、インピーダンス整合の設計自由度が高いので、インピーダンス整合を高精度に行うことができる。従って、高周波信号の反射等を防いで通信品質の向上を図ることできる。しかも、高精度なインピーダンス整合に必要とされるグランドライン等の配線は、回路基板３１とは別に用意しなくて済み、従って、ソケット１の小型化を図ることができる。
【００４０】
また、制御ＩＣ５を封止するのに、別途、封止部材及び封止工程を設ける必要はないので、部品点数及び組立て工程数の削減によりコスト低減を図ることができ、また、組立て工程数の削減により製造に必要な期間を短縮することができる。
【００４１】
ところで、嵌合突起４２の長さが枠３２ｃの厚みよりも短い場合、スリーブブロック４を回路ブロック３に取り付ける際に、嵌合突起４２を嵌合穴３２ｂに挿入しようとしても、まずスリーブブロック４を枠３２ｃに挿入する必要が生じる。そのため、挿入時に嵌合突起４２の位置がずれてしまい、結果として、嵌合突起４２を嵌合穴３２ｂに挿入し難くなって組立てに時間が掛かったりする虞がある。
【００４２】
それに対して、本実施形態では、嵌合突起４２が枠３２ｃの厚みよりも長いことから、スリーブブロック４を回路ブロック３に取り付けるとき、最初に嵌合突起４２を嵌合穴３２ｂに嵌合でき、次いでスリーブブロック４を枠３２ｃに挿入できる。従って、スムーズな取付けが可能になり、組立て時間を短縮できる。
【００４３】
（第１の変形例）
図４及ぶ図５は、上記実施形態の第１の変形例に係るソケットの構成を示す。これらの図において、上記実施形態と同一の部材には、同一の符号を付す（以下、同様）。本変形例のソケット１は、上記実施形態と比べ、封止部材６の構成が相違している。本変形例の封止部材６は、弾性を有するゴム製の環状体により構成される。その環状体の環内径は、スリーブブロック４の外径よりも僅かに小さい寸法であり、環状体の環外径は、枠３２ｃの内径よりも僅かに小さい寸法であり、環状体は、スリーブブロック４の外周面と枠３２ｃとの隙間に圧入される。上記環状体は、例えば縦断面形状が円であるＯリングにより構成される。
【００４４】
本変形例においては、スリーブブロック４の外周面と枠３２ｃの内周面との隙間に封止部材６を圧入することにより、その隙間を封止でき、結果として、スリーブブロック４による封止空間の気密性を向上することができる。従って、気密性向上のための作業は、封止部材６の圧入だけで済み、封止部材が例えば熱硬化性樹脂で構成される場合のように封止部材を加熱して冷却する工程は不要になり、従って、作業が簡単で、かつ時間的に短くなる。
【００４５】
また、封止部材６はＯリングにより構成されるので、封止部材６を上記隙間に入れる際、封止部材６が隙間の開口縁に引っ掛かり難くなる。また、封止部材６が上記隙間に入り込んだ状態で、封止部材６がスリーブブロック４の外周面及び枠３２ｃの内周面と接触する面積が狭くなることから、封止部材６を隙間に圧入するときの摩擦抵抗を減らすことができる。従って、封止部材６の圧入作業をスムーズに行うことができる。
【００４６】
（第２の変形例）
図６は、上記実施形態の第２の変形例に係るソケットの構成を示す。このソケット１においては、封止部材６が上記第１の変形例と同じ構成の環状体であり、枠３２ｃの内周面とスリーブブロック４の外周面とにおける隙間を形成する部分に、封止部材６を嵌めるための溝３２ｄ、４ａがそれぞれ設けられている。溝は、枠３２ｃとスリーブブロック４のいずれか一方にだけ形成されていてもよい。
【００４７】
溝３２ｄ、４ａは、それぞれ、枠３２ｃの内周面とスリーブブロック４の外周面とに、周方向に沿って形成されており、互いに対向する位置に在る。溝３２ｄには、封止部材６の内周部分が嵌まり、溝４ａには、封止部材６の外周部分が嵌まる。溝３２ｄ、４ａは、嵌まる封止部材６と密着できるように、封止部材６の形状に合わせて、断面が円弧状とされていることが望ましい。
【００４８】
本変形例のソケット１の組立て工程においては、例えば、封止部材６が溝４ａに嵌め込まれ、その後、嵌合突起４２が嵌合穴３２ｂに挿入され、スリーブブロック４が枠３２ｃに挿入され、封止部材６の外周部が溝３２ｄに嵌まり込む。スリーブブロック４の挿入の際、封止部材６が枠３２ｃの開口周縁に当接して溝４ａから外れることを防ぐため、溝４ａの深さを封止部材６の断面半径程度の寸法として、封止部材６の内周部分全体が溝４ａに嵌まり込むようにしていることが望ましい。溝４ａへの封止部材６の嵌込みは、スリーブブロック４を回路ブロック３に取り付けた後に、スリーブ４１と枠３２ｃとの隙間に圧入することにより、行われてもよい。
【００４９】
本変形例においては、上記第１の変形例と同様に、スリーブブロック４による封止空間の気密性を向上できる、という効果が得られる。また、封止部材６が溝３２ｄ、４ａに引っ掛かることから、封止部材６が外れ難くなり、上記の気密性を確実に高くすることができる。また、封止部材６が、溝３２ｄ、４ａに嵌まることにより、スリーブブロック４の外周面及び回路ブロック３の内周面と接触する面積が増えるので、上記外周面と上記内周面との隙間を確実に封止でき、そのため、上記の気密性をさらに高くすることができる。
【００５０】
（第３の変形例）
図７は、上記実施形態の第３の変形例に係るソケットの構成を示す。このソケット１は、上記実施形態と比べ、封止部材６の構成が相違している。本変形例の封止部材６は、弾性を有するゴム製の環状体であって、スリーブブロック４の外周面と枠３２ｃの内周面との隙間に圧入されてその隙間を塞ぐ蓋体により構成される。
【００５１】
封止部材６は、上記隙間に圧入される圧入部６１と、圧入部６１の上部から側方に延びた鍔部６２とを有する。圧入部６１の環内径は、スリーブブロック４の外径よりも僅かに小さい寸法であり、圧入部６１の環外径は、枠３２ｃの内径よりも僅かに小さい寸法である。
【００５２】
本変形例のソケット１の組立て工程においては、スリーブブロック４が回路ブロック３に嵌合された後、スリーブブロック４の外周面と枠３２ｃの内周面との隙間に、封止部材６が挿入される。この挿入により、圧入部６１は上記隙間に圧入され、鍔部６２は上記隙間の開口縁に引っ掛かって載り、このようにして、上記隙間が塞がれる。
【００５３】
本変形例においては、上記第１の変形例と同様に、スリーブブロック４による封止空間の気密性を向上できる、という効果が得られる。また、鍔部６２は、スリーブブロック４の外周面と枠３２ｃの内周面との隙間に入り込まないので、その隙間が封止部材６により封止されているか否かを視認し易くなる。従って、組立て作業の効率を向上させることができる。
【００５４】
なお、本発明は、上記実施形態及び各変形例の構成に限定されるものでなく、使用目的に応じ、様々な変形が可能である。例えば、回路基板３１は、配線パターン３１ｂが積層された多層配線基板であってもよい。また、そのような場合に、回路基板３１の裏面３１ｃに実装された電子部品と、その電子部品が接続された配線パターン３１ｂとを、受け部材３２と回路基板３１との同時成形により封止しても構わない。この構成によれば、裏面３１ｃにおいて、実装された電子部品と配線との間、電子部品間、及び配線間が異物及び結露等により短絡することを防ぐことができ、回路の故障を防止することができる。
【００５５】
また、嵌合穴３２ｂの形状が四角柱状であり、これに対応して、嵌合突起４２が四角柱状のピンであってもよい。このような場合の組立て工程における光電変換素子２の位置決めは、平面視で各嵌合穴３２ｂの中心又は所定の１点の頂点を基準としてなされる。頂点を用いる場合、各嵌合穴３２ｂにおいて他方の嵌合穴３２ｂに対向する辺が選ばれ、その選ばれた各辺につき、その辺の一端を他方の辺の他端と結ぶ対角線が求められ、求められた２本の対角線の交点が光電変換素子２の位置とされる。
【符号の説明】
【００５６】
１ 光ファイバ用ソケット
２ 光電変換素子
３ 回路ブロック
３１ 回路基板
３２ スリーブブロック受け部材
３２ｂ 嵌合穴
３２ｃ 枠
３２ｄ 溝
４ スリーブブロック
４ａ 溝
４１ スリーブ
４１ａ スリーブブロック受け部材と対向する面
４２ 嵌合突起
４３ レンズ
６ 封止部材
１０ 光ファイバ
１１ フェルール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子と、
前記光電変換素子が実装された回路基板、及び該回路基板と同時成形され複数の位置決め用の嵌合穴が形成された樹脂製のスリーブブロック受け部材を有する回路ブロックと、
前記スリーブブロック受け部材と対向する面に設けられ前記複数の嵌合穴にそれぞれ嵌合される複数の位置決め用の嵌合突起と、光ファイバの先端部を保持するフェルールが嵌挿されるスリーブと、前記スリーブに前記フェルールが嵌挿された状態で前記光ファイバと前記光電変換素子とを光学的に結合させる集光機能を有したレンズとが一体的に形成されており、前記嵌合突起が前記嵌合穴に嵌合されることにより前記回路ブロックに当接するスリーブブロックと、
前記スリーブブロックと前記回路ブロックとの当接部分の隙間を封止する封止部材と、を備え、
前記スリーブブロックが前記回路ブロックに当接した状態で、前記光電変換素子が該スリーブブロックにより中空封止され、かつ前記光ファイバの光軸と該光電変換素子の光軸とが一致するように、前記嵌合突起及び前記嵌合穴の位置決めがなされており、
前記スリーブブロック受け部材は、前記スリーブブロックが前記回路ブロックに当接した状態で該スリーブブロックの外周を囲むように該回路ブロックの表面に突設された枠を有し、
前記封止部材は、前記枠の内周面と前記スリーブブロックの外周面との隙間に入れられることを特徴とする光ファイバ用ソケット。
【請求項２】
前記封止部材は、弾性を有し前記隙間に圧入される環状体により構成されることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ用ソケット。
【請求項３】
前記枠の内周面と前記スリーブブロックの外周面の少なくともいずれかにおける、前記隙間を形成する部分に、前記環状体を嵌めるための溝が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の光ファイバ用ソケット。
【請求項４】
前記環状体は、前記隙間を塞ぐ蓋体で構成されることを特徴とする請求項２に記載の光ファイバ用ソケット。
【請求項１】
光電変換素子と、
前記光電変換素子が実装された回路基板、及び該回路基板と同時成形され複数の位置決め用の嵌合穴が形成された樹脂製のスリーブブロック受け部材を有する回路ブロックと、
前記スリーブブロック受け部材と対向する面に設けられ前記複数の嵌合穴にそれぞれ嵌合される複数の位置決め用の嵌合突起と、光ファイバの先端部を保持するフェルールが嵌挿されるスリーブと、前記スリーブに前記フェルールが嵌挿された状態で前記光ファイバと前記光電変換素子とを光学的に結合させる集光機能を有したレンズとが一体的に形成されており、前記嵌合突起が前記嵌合穴に嵌合されることにより前記回路ブロックに当接するスリーブブロックと、
前記スリーブブロックと前記回路ブロックとの当接部分の隙間を封止する封止部材と、を備え、
前記スリーブブロックが前記回路ブロックに当接した状態で、前記光電変換素子が該スリーブブロックにより中空封止され、かつ前記光ファイバの光軸と該光電変換素子の光軸とが一致するように、前記嵌合突起及び前記嵌合穴の位置決めがなされており、
前記スリーブブロック受け部材は、前記スリーブブロックが前記回路ブロックに当接した状態で該スリーブブロックの外周を囲むように該回路ブロックの表面に突設された枠を有し、
前記封止部材は、前記枠の内周面と前記スリーブブロックの外周面との隙間に入れられることを特徴とする光ファイバ用ソケット。
【請求項２】
前記封止部材は、弾性を有し前記隙間に圧入される環状体により構成されることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ用ソケット。
【請求項３】
前記枠の内周面と前記スリーブブロックの外周面の少なくともいずれかにおける、前記隙間を形成する部分に、前記環状体を嵌めるための溝が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の光ファイバ用ソケット。
【請求項４】
前記環状体は、前記隙間を塞ぐ蓋体で構成されることを特徴とする請求項２に記載の光ファイバ用ソケット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２４２６６１（Ｐ２０１２−２４２６６１Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１３６５２（Ｐ２０１１−１１３６５２）
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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