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、その光軸合わせの精度を向上させる。
【解決手段】光ファイバ用ソケット１は、回路基板３１及びそれと同時成形された樹脂製スリーブブロック受け部材３２を有する回路ブロック３とスリーブブロック４とを備える。スリーブブロック受け部材３２は複数の嵌合穴３２ａを有し、スリーブブロック４は複数の嵌合突起４３を有する。嵌合突起４３が嵌合穴３２ａに嵌合された状態で、スリーブブロック４に挿入される光ファイバ５と、回路基板３１上の光電変換素子２の光軸が合うように、嵌合穴３２ａ及び嵌合突起４３が位置決めされている。これにより、嵌合、挿入作業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以下の精度であるので、嵌合穴３２ａ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の向上が図れる。
【解決手段】光ファイバ用ソケット１は、回路基板３１及びそれと同時成形された樹脂製スリーブブロック受け部材３２を有する回路ブロック３とスリーブブロック４とを備える。スリーブブロック受け部材３２は複数の嵌合穴３２ａを有し、スリーブブロック４は複数の嵌合突起４３を有する。嵌合突起４３が嵌合穴３２ａに嵌合された状態で、スリーブブロック４に挿入される光ファイバ５と、回路基板３１上の光電変換素子２の光軸が合うように、嵌合穴３２ａ及び嵌合突起４３が位置決めされている。これにより、嵌合、挿入作業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以下の精度であるので、嵌合穴３２ａ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の向上が図れる。
【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に嵌装されたフェルールが嵌合され、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、その基板に嵌合され位置決めされたスリーブとを備え、使用時にはスリーブにフェルールが嵌挿され、光ファイバと光電変換素子とが光結合される光ファイバ用ソケットが知られている（例えば、特許文献１参照）。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、スリーブの基板と対向する面には２本の嵌合軸が設けられ、２本の嵌合軸がそれぞれ２つの嵌合穴に嵌め込まれている。嵌合穴は、嵌合突起が嵌め込まれたときに光ファイバと光電変換素子の光軸が一致するように、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。
【０００３】
ところで、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
本発明は、上記の従来の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することができ、しかも、その光軸合わせの精度向上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】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、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、及び前記回路基板と同時成形され複数の嵌合穴が設けら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嵌合突起と、光ファイバの先端部に嵌装された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たスリーブブロックと、を備え、前記複数の嵌合突起が前記複数の嵌合穴に嵌合された状態で、前記スリーブブロックと前記回路ブロックとが接して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、各嵌合穴及び各嵌合突起の位置決めがなされていることを特徴とする。
【０００７】
この発明において、前記複数の嵌合穴の各々の周縁形状と位置とを測定し、前記測定された各嵌合穴の周縁形状に応じた方法により、前記測定された複数の嵌合穴の位置のうちの少なくとも２つを基準として、前記光電変換素子の位置決めがなされることが好ましい。
【０００８】
この発明において、前記基準とされる嵌合穴の周縁部の表面は、前記回路基板において前記光電変換素子が実装される部位の表面と同じ高さであることが好ましい。
【０００９】
この発明において、前記回路基板は、両面基板であることが好ましい。
【００１０】
この発明において、前記回路基板は、多層基板であることが好ましい。
【００１１】
この発明において、前記スリーブブロック受け部材は、前記嵌合穴が前記回路基板の厚さよりも深くなるように、前記スリーブブロックとは反対側の方向に突出していることが好ましい。
【００１２】
この発明において、前記スリーブブロック受け部材は、前記回路基板の少なくとも一部の領域の両面を挟むように形成されていることが好ましい。
【００１３】
この発明において、前記スリーブブロックと前記回路ブロックとの隙間を封止し、前記光電変換素子を気密封止するためのシール材をさらに備えることが好ましい。
【００１４】
この発明において、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における前記回路ブロックと接する端部が嵌まり込む枠部を有することが好ましい。
【００１５】
この発明において、前記回路基板において前記スリーブブロックにより前記光電変換素子を包含するように封止された空間内の領域に、該光電変換素子の制御に用いられるＩＣが実装されていることが好ましい。
【００１６】
この発明において、前記スリーブブロック受け部材は、前記回路基板に実装された前記ＩＣ以外の電子部品、及び前記回路基板に形成された配線パターンの少なくとも一部を同時成形により封止していることが好ましい。
【００１７】
この発明において、前記回路基板に形成された配線パターンに電気的に接続された外部接続用端子をさらに備え、前記外部接続用端子と前記回路基板との接合部を、前記スリーブブロック受け部材と同時成形したことが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
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、フェルールをスリーブブロックに嵌合するだけで、回路基板上の光電変換素子とフェルール内の光ファイバ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。
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。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る光ファイバ用ソケットの分解斜視図、（ｂ）はその分解断面図。
【図２】（ａ）は上記ソケットの回路ブロックの平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線断面図。
【図３】（ａ）は上記ソケットの組立てが完了しフェルールが嵌装された状態を示す斜視図、（ｂ）はその断面図。
【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）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の回路ブロックの平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図。
【図６】上記ソケットの断面図。
【図７】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の回路ブロックの断面図。
【図８】（ａ）は上記実施形態の第４の変形例に係る光ファイバ用ソケットの回路ブロックの斜視図、（ｂ）はその断面図。
【図９】（ａ）は上記実施形態の第５の変形例に係る光ファイバ用ソケットの回路ブロックの斜視図、（ｂ）はその断面図。
【図１０】上記実施形態の第６の変形例に係る光ファイバ用ソケットの斜視図。
【図１１】（ａ）は上記実施形態の第７の変形例に係る光ファイバ用ソケットの分解斜視図、（ｂ）はその斜視図。
【図１２】（ａ）は上記実施形態の第８の変形例に係る光ファイバ用ソケットの斜視図、（ｂ）は上記ソケットの回路ブロックの断面図。
【図１３】上記実施形態の第９の変形例に係る光ファイバ用ソケットの回路ブロックの断面図。
【図１４】上記実施形態の第１０の変形例に係る光ファイバ用ソケットの回路ブロックの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の第１の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（ａ）（ｂ）は、本実施形態のソケットの構成を示す。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に嵌合されるスリーブブロック４とを備え、スリーブブロック４には、光ファイバ５の先端部に嵌装されたフェルール６が挿入され、嵌合される。
【００２１】
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で板状のスリーブブロック受け部材（以下、受け部材という）３２とを有した平板状ブロックである。
【００２２】
回路基板３１は、片面の表面に配線パターン３１ａが形成された基板であり、その基板は、配線パターン３１ａ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３１ａ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。回路基板３１は、平面視で、四角形の一辺が突出した形状であり、その突出部分において配線パターン３１ａが形成された面に光電変換素子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３１ｂという。
【００２３】
受け部材３２は、例えばインサート成形により回路基板３１と同時成形される。受け部材３２における素子実装面３１ｂと同じ側の表面には、２個の円柱状の嵌合穴３２ａが設けられている。嵌合穴３２ａは、上記の数に限定されず、複数であればよい。嵌合穴３２ａは貫通孔であるが、一端が閉塞された穴であってもよい。
【００２４】
受け部材３２は、平面視で、四角形の一辺が窪んだ板状部材であり、その窪み部分は、回路基板３１の上記突出部分に対応した形状である。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る。受け部材３２は、嵌合穴３２ａの寸法精度及び位置精度の向上のため、例えばガラス繊維を含むことが望ましい。このような光学材料による光学部品は、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。
【００２５】
スリーブブロック４は、スリーブ４１と、レンズ４２と、嵌合突起４３とが一体的に形成されている。スリーブ４１は、フェルール６が挿入、嵌装される。レンズ４２は、スリーブブロック４が回路ブロック３に嵌合され、かつ、フェルール６がスリーブ４１に嵌挿された状態で、光ファイバ５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。
【００２６】
嵌合突起４３は、嵌合穴３２ａと同数であり、これら嵌合突起４３は、スリーブブロック４における受け部材３２と対向する面４ａに設けられている。嵌合突起４３は、嵌合穴３２ａに嵌合可能な形状であり、例えば円柱状のピンである。２個の嵌合突起４３は、２個の嵌合穴３２ａにそれぞれ嵌合される。嵌合突起４３は嵌合穴３２ａの深さ以上に長い。嵌合穴３２ａが、一端が閉塞された穴である場合には、嵌合突起４３の長さは嵌合穴３２ａの深さ以下とする。
【００２７】
スリーブブロック４は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を材料に含み、かつ、特定波長、例えば８５０ｎｍのレーザ光を透過させる光学材料により形成されている。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。
【００２８】
図２（ａ）（ｂ）は、回路ブロック３の構成を示す。図２（ａ）に示されるように、光電変換素子２が実装される位置は、各嵌合穴３２ａの中心を結ぶ線分Ｌの中点Ｃである。図２（ｂ）に示されるように、受け部材３２における各嵌合穴３２ａの周縁部の表面３２ｂは、回路基板３１において光電変換素子２が実装される部位の表面３１ｃと同じ高さである。表面３２ｂと表面３１ｃの高低差は、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。本実施形態においては、表面３２ｂと表面３１ｃとの高さ関係が、受け部材３２における嵌合穴３２ａの形成面全体の高さと、回路基板３１の素子実装面３１ｂ全体の高さとを同じとすることにより実現される。
【００２９】
図３（ａ）（ｂ）は、ソケット１が組み立てられ、かつ、スリーブブロック４にフェルール６が嵌合された状態を示す。組立て完成状態においては、嵌合突起４３が嵌合穴３２ａに嵌合されており、この嵌合により、スリーブブロック４は回路ブロック３と接し、それにより、光電変換素子２がスリーブブロック４により中空封止されている。また、フェルール６の嵌合により、光ファイバ５と光電変換素子２の光軸合わせが行われ、それにより、いわゆるパッシブアライメントが実行され、結果として、両者の光軸が一致し、光ファイバ５が光電変換素子２と光学的に結合される。各嵌合穴３２ａ及び各嵌合突起４３は、嵌合時に、上記中空封止及び光軸調整が可能となるように、位置決めがなされている。
【００３０】
次に、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。
【００３１】
まず、２つの嵌合穴３２ａの各々の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３２ａを含む領域を撮像することにより行われる。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３２ａ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、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。
【００３２】
各嵌合穴３２ａの周縁形状及び位置の測定後、その測定された各嵌合穴３２ａの周縁形状に応じた方法により、上記測定された各嵌合穴３２ａの位置を基準として、光電変換素子２の位置決めがなされ、光電変換素子２は回路基板３１に実装される。上記位置決めにおいては、各嵌合穴３２ａの外周が複数に分割され、各円弧の両端を結ぶ線分を底辺とした二等辺三角形が求められ、それら二等辺三角形の頂点の位置から嵌合穴３２ａの中心が検出される。そして、その検出された各嵌合穴３２ａの中心を結ぶ線分が求められ、その線分の中心が光電変換素子２の実装位置に決められる。この方法によれば位置決め精度を高精度なものとすることが可能である。
【００３３】
光電変換素子２の実装後、嵌合突起４３が嵌合穴３２ａに嵌合され、それにより、スリーブブロック４は受け部材３２に嵌合される。そして、使用時には、フェルール６がスリーブブロック４に嵌合される。なお、スリーブブロック４及びフェルール６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。
【００３４】
本実施形態においては、スリーブブロック４の嵌合突起４３を受け部材３２の嵌合穴３２ａに嵌合させ、フェルール６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５の光軸合わせを行うことができ、光軸合わせ作業が簡単になる。
【００３５】
また、受け部材３２の嵌合穴３２ａ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３２ａ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３２ａ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３２ａと嵌合突起４３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。
【００３６】
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３２ａ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３２ａ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４３と嵌合穴３２ａ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６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５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。
【００３７】
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。
【００３８】
また、光電変換素子２は、中空封止されるので、外部からの異物から保護することができる。また、嵌合穴３２ａの周縁形状に応じた方法により光電変換素子２の位置決めがなされるので、嵌合穴３２ａの周縁形状に係わらず、高精度な位置決めが可能になる。また、嵌合穴３２ａの周縁部の表面３２ｂと、光電変換素子２が実装される部位の表面３１ｃとの高さが同じなので、撮像装置によるそれらの平面視撮像画像を基に各嵌合穴３２ａ間及び各嵌合穴３２ａと上記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。
【００３９】
以下、上記実施形態の各種変形例を示す。
（第１の変形例）
図４は、第１の変形例のソケット１を示す。そのソケット１においては、嵌合穴３２ａの形状が四角柱状であり、これに対応して、嵌合突起４３が四角柱状のピンである。嵌合穴３２ａは平面視で向きが同じである。光電変換素子２の位置決めにおいて、平面視で各嵌合穴３２ａの中心又は所定の１点の頂点を基準として位置決めがなされる。頂点を用いる場合、各嵌合穴３２ａにおいて他方の嵌合穴３２ａ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。
【００４０】
（第２の変形例）
図５（ａ）（ｂ）は、第２の変形例に係るソケットの回路ブロック３の構成を示す。その回路ブロック３の回路基板３１は、両面に配線パターン３１ａが形成された両面基板である。素子実装面３１ｂの配線パターン３１ａは、信号を伝送する信号ラインとし、素子実装面３１ｂの裏面３１ｄの配線パターン３１ａはグランドラインとする。素子実装面３１ｂには、光電変換素子２の制御に用いられる制御ＩＣ７、及びその制御に必要なチップコンデンサ８が実装されている。
【００４１】
図６は、本変形例のソケット１の組立て完成状態を示す。この状態で、制御ＩＣ７及びチップコンデンサ８は、回路基板３１においてスリーブブロック４により光電変換素子２を包含するように封止された空間４ｂの外側に在る。
【００４２】
本変形例においては、配線が増えるので、高周波インピーダンス整合の設計自由度が高くなり、高周波インピーダンス整合を高精度に行うことができ、高周波信号を高精度に処理することができる。しかも、高精度な信号処理に必要とされる配線は、別途用意しなくて済むので、ソケット１の小型化を図ることができる。
【００４３】
（第３の変形例）
図７は、第３の変形例に係るソケットの回路ブロック３の構成を示す。その回路ブロック３の回路基板３１は、配線パターン３１ａが積層された多層基板である。この多層基板は、両面に配線パターン３１ａが形成され、さらに、それら配線パターン３１ａの間に２層の配線パターン３１ａが形成されている。両面（素子実装面３１ｂ、裏面３１ｄ）の配線パターン３１ａは信号ラインであり、内層の配線パターン３１ａはグランドラインである。制御ＩＣ７は、回路基板３１の素子実装面３１ｂに実装され、チップコンデンサ８は、回路基板３１の裏面３１ｄに実装され、制御ＩＣ７及びチップコンデンサ８はスリーブブロック４により封止された空間４ｂ（図６参照）の外に配置されている。制御ＩＣ７及びチップコンデンサ８の実装位置はこれに限定されない。
【００４４】
本変形例においては、上記第２の変形例と比べ、高周波インピーダンス整合の高精度化及びソケットの小型化の向上を図ることができる。また、各種電子部品は回路基板３１に両面実装されるので、回路基板を別途設ける必要がなく、ソケットをさらに小型化することができる。
【００４５】
（第４の変形例）
図８（ａ）（ｂ）は、第４の変形例に係るソケットの回路ブロック３の構成を示す。その回路ブロック３の受け部材３２は、嵌合穴３２ａが回路基板３１の厚さよりも深くなるように、スリーブブロック４（図１参照）とは反対側の方向に突出している。本変形例の回路ブロック３は、回路基板３１に嵌合穴３２ａと同数（例えば２個）の孔３１ｅが形成され、それらの孔３１ｅの各々に受け部材３２の一部が入り込み、そこに嵌合穴３２ａが形成されている。
【００４６】
本変形例においては、嵌合穴３２ａが深くなるので、嵌合突起４３を長くすることができ、それにより、スリーブブロック４の安定化を図ることができる。従って、スリーブブロック４に保持された光ファイバ５の光軸が傾くことを防ぐことができる。そのため、光ファイバ５の光軸の傾きに起因する光信号伝達特性の悪化を防ぐことができる（図３（ｂ）参照）。
【００４７】
（第５の変形例）
図９（ａ）（ｂ）は、第５の変形例に係るソケットの回路ブロック３の構成を示す。その回路ブロック３の受け部材３２は、回路基板３１の少なくとも一部の領域の両面を挟むように形成されている。この回路基板３１を挟む挟持部３２ｃは、回路基板３１の少なくとも１辺から、その辺に対向する辺にまで連なっており、帯状に、かつ、対辺につき少なくとも１つ（図示例では２つ）形成されている。そして、挟持部３２ｃの両端は上下で一体化されている。
【００４８】
本変形例においては、回路基板３１の両面が挟持部３２ｃにより挟まれるので、回路基板３１の反り、及びその反りに起因する回路基板３１上の配線パターン３１ａの剥離を防ぐことができる。
【００４９】
（第６の変形例）
図１０は、第６の変形例に係るソケット１の構成を示す。そのソケット１は、スリーブブロック４と回路ブロック３との隙間を封止し、光電変換素子２を気密封止するためのシール材９をさらに備える。シール材９は、スリーブブロック４において回路ブロック３と接する端部４ｃの外周縁に沿って塗布され、その外周縁と回路ブロック３とを接着する。
【００５０】
本変形例においては、光電変換素子２（図３（ｂ）参照）を気密封止することができるので、光電変換素子２を外部からの腐食ガス及び結露等から保護することができる。従って、ガス等による光電変換素子２への悪影響を抑えることができ、信頼性の向上を図ることができる。
【００５１】
（第７の変形例）
図１１（ａ）（ｂ）は、第７の変形例に係るソケット１の構成を示す。そのソケット１の受け部材３２は、上記第６の変形例の構成に枠部３２ｄをさらに設けたものであり、枠部３２ｄにはスリーブブロック４の端部４ｃが嵌まり込む。枠部３２ｄの内周部分の形状は、端部４ｃの外周形状に対応しており、枠部３２ｄは端部４ｃが嵌まり込んだ状態で端部４ｃと接触し、密着する。スリーブブロック４において枠部３２ｄと接する端部４ｃの外周縁には、シール材９が塗布され、その外周縁と枠部３２ｄとを接着する。
【００５２】
本変形例においては、端部４ｃは枠部３２ｄに嵌まり込み、さらに端部４ｃの外周縁にはシール材９が塗布されるので、光電変換素子２を確実に気密封止することができる。また、上記第６の変形例と比べ、気密封止に必要なシール材９の塗布量を減らすことができ、コスト低減を図ることができる。また、気密性向上のため必要な作業は、端部４ｃを枠部３２ｄに嵌め込むだけなので、作業が簡単になる。
【００５３】
（第８の変形例）
図１２（ａ）（ｂ）は、第８の変形例に係るソケットの回路ブロック３の構成を示す。その回路ブロック３では、制御ＩＣ７が、回路基板３１においてスリーブブロック４により封止された空間４ｂ内の領域３１ｆに実装されている。本変形例の回路ブロック３の他の構成は、上記第７の変形例と同じとする。
【００５４】
本変形例においては、制御ＩＣ７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。
【００５５】
（第９の変形例）
図１３は、第９の変形例に係るソケットの回路ブロック３の構成を示す。その回路ブロック３の受け部材３２は、回路基板３１に実装された制御ＩＣ７以外の電子部品、例えばチップ部品１０等と、その電子部品が接続された配線パターン３１ａとを、回路基板３１との同時成形により封止している。
【００５６】
回路基板３１は、上記第３の変形例の構成を有した多層基板であり、素子実装面３１ｂの裏面３１ｄにチップ部品１０等が実装されている。受け部材３２は、配線パターン３１ａの少なくとも一部を封止していればよい。チップ部品１０は、制御ＩＣ７による制御に必要な部品であり、上記チップコンデンサ８を含む。
【００５７】
本変形例においては、チップ部品１０等の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。
【００５８】
（第１０の変形例）
図１４は、第９の変形例に係るソケットの回路ブロック３の構成を示す。その回路ブロック３は、上記第８の変形例の構成に加えて、配線パターン３１ａに電気的に接続された外部接続用端子（以下、端子という）３３をさらに備え、端子３３と回路基板３１との接合部３４を、受け部材３２と同時成形している。
【００５９】
端子３３の端部は、回路基板３１に形成された貫通孔３１ｇに挿入され、配線パターン３１ａに半田付けすることにより、回路基板３１に固定されている。接合部３４は、その固定強度の向上のためのものであり、端子３３の上記端部と回路基板３１と接着される。接合部３４は、受け部材３２と同一の材料から成る。
【００６０】
本変形例においては、接合部３４に加えて受け部材３２全体で端子３３を支えることができ、従って、端子３３の回路基板３１への接合強度を高めることができる。しかも、高い接合強度を得るためには、接合部３４だけを用いる場合、接合部３４を大きくする必要が生じるが、接合部３４は受け部材３２と同時成形されているので、接合部３４を大きくしなくて済み、ソケット１の小型化を図ることができる。
【００６１】
なお、本発明は、上記実施形態及び各種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、上記各種変形例のいずれかが他のいずれかと組み合わされていてもよい。また、スリーブブロック４の端部４ｃがレーザ又は超音波等の照射により回路ブロック３に溶着され、これにより、光電変換素子２が気密封止されていてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
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
３１ｃ 光電変換素子が実装される部位の表面
３１ｆ スリーブブロックにより光電変換素子を包含するように封止された空間内の領域
３２ スリーブブロック受け部材
３２ａ 嵌合穴
３２ｂ 嵌合穴の周縁部の表面
３２ｄ 枠部
３３ 外部接続用端子
３４ 接合部
４ スリーブブロック
４ａ スリーブブロック受け部材と対向する面
４ｂ スリーブブロックにより光電変換素子を包含するように封止された空間
４ｃ 端部
４１ スリーブ
４２ レンズ
４３ 嵌合突起
５ 光ファイバ
６ フェルール
７ 制御ＩＣ（ＩＣ）
９ シール材
１０ チップ部品（他の電子部品）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの先端部に嵌装されたフェルールが嵌合され、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、その基板に嵌合され位置決めされたスリーブとを備え、使用時にはスリーブにフェルールが嵌挿され、光ファイバと光電変換素子とが光結合される光ファイバ用ソケットが知られている（例えば、特許文献１参照）。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、スリーブの基板と対向する面には２本の嵌合軸が設けられ、２本の嵌合軸がそれぞれ２つの嵌合穴に嵌め込まれている。嵌合穴は、嵌合突起が嵌め込まれたときに光ファイバと光電変換素子の光軸が一致するように、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。
【０００３】
ところで、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
本発明は、上記の従来の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することができ、しかも、その光軸合わせの精度向上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】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、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、及び前記回路基板と同時成形され複数の嵌合穴が設けら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嵌合突起と、光ファイバの先端部に嵌装された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たスリーブブロックと、を備え、前記複数の嵌合突起が前記複数の嵌合穴に嵌合された状態で、前記スリーブブロックと前記回路ブロックとが接して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、各嵌合穴及び各嵌合突起の位置決めがなされていることを特徴とする。
【０００７】
この発明において、前記複数の嵌合穴の各々の周縁形状と位置とを測定し、前記測定された各嵌合穴の周縁形状に応じた方法により、前記測定された複数の嵌合穴の位置のうちの少なくとも２つを基準として、前記光電変換素子の位置決めがなされることが好ましい。
【０００８】
この発明において、前記基準とされる嵌合穴の周縁部の表面は、前記回路基板において前記光電変換素子が実装される部位の表面と同じ高さであることが好ましい。
【０００９】
この発明において、前記回路基板は、両面基板であることが好ましい。
【００１０】
この発明において、前記回路基板は、多層基板であることが好ましい。
【００１１】
この発明において、前記スリーブブロック受け部材は、前記嵌合穴が前記回路基板の厚さよりも深くなるように、前記スリーブブロックとは反対側の方向に突出していることが好ましい。
【００１２】
この発明において、前記スリーブブロック受け部材は、前記回路基板の少なくとも一部の領域の両面を挟むように形成されていることが好ましい。
【００１３】
この発明において、前記スリーブブロックと前記回路ブロックとの隙間を封止し、前記光電変換素子を気密封止するためのシール材をさらに備えることが好ましい。
【００１４】
この発明において、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における前記回路ブロックと接する端部が嵌まり込む枠部を有することが好ましい。
【００１５】
この発明において、前記回路基板において前記スリーブブロックにより前記光電変換素子を包含するように封止された空間内の領域に、該光電変換素子の制御に用いられるＩＣが実装されていることが好ましい。
【００１６】
この発明において、前記スリーブブロック受け部材は、前記回路基板に実装された前記ＩＣ以外の電子部品、及び前記回路基板に形成された配線パターンの少なくとも一部を同時成形により封止していることが好ましい。
【００１７】
この発明において、前記回路基板に形成された配線パターンに電気的に接続された外部接続用端子をさらに備え、前記外部接続用端子と前記回路基板との接合部を、前記スリーブブロック受け部材と同時成形したことが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
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、フェルールをスリーブブロックに嵌合するだけで、回路基板上の光電変換素子とフェルール内の光ファイバ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。
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。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る光ファイバ用ソケットの分解斜視図、（ｂ）はその分解断面図。
【図２】（ａ）は上記ソケットの回路ブロックの平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線断面図。
【図３】（ａ）は上記ソケットの組立てが完了しフェルールが嵌装された状態を示す斜視図、（ｂ）はその断面図。
【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）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の回路ブロックの平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図。
【図６】上記ソケットの断面図。
【図７】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の回路ブロックの断面図。
【図８】（ａ）は上記実施形態の第４の変形例に係る光ファイバ用ソケットの回路ブロックの斜視図、（ｂ）はその断面図。
【図９】（ａ）は上記実施形態の第５の変形例に係る光ファイバ用ソケットの回路ブロックの斜視図、（ｂ）はその断面図。
【図１０】上記実施形態の第６の変形例に係る光ファイバ用ソケットの斜視図。
【図１１】（ａ）は上記実施形態の第７の変形例に係る光ファイバ用ソケットの分解斜視図、（ｂ）はその斜視図。
【図１２】（ａ）は上記実施形態の第８の変形例に係る光ファイバ用ソケットの斜視図、（ｂ）は上記ソケットの回路ブロックの断面図。
【図１３】上記実施形態の第９の変形例に係る光ファイバ用ソケットの回路ブロックの断面図。
【図１４】上記実施形態の第１０の変形例に係る光ファイバ用ソケットの回路ブロックの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の第１の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（ａ）（ｂ）は、本実施形態のソケットの構成を示す。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に嵌合されるスリーブブロック４とを備え、スリーブブロック４には、光ファイバ５の先端部に嵌装されたフェルール６が挿入され、嵌合される。
【００２１】
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で板状のスリーブブロック受け部材（以下、受け部材という）３２とを有した平板状ブロックである。
【００２２】
回路基板３１は、片面の表面に配線パターン３１ａが形成された基板であり、その基板は、配線パターン３１ａ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３１ａ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。回路基板３１は、平面視で、四角形の一辺が突出した形状であり、その突出部分において配線パターン３１ａが形成された面に光電変換素子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３１ｂという。
【００２３】
受け部材３２は、例えばインサート成形により回路基板３１と同時成形される。受け部材３２における素子実装面３１ｂと同じ側の表面には、２個の円柱状の嵌合穴３２ａが設けられている。嵌合穴３２ａは、上記の数に限定されず、複数であればよい。嵌合穴３２ａは貫通孔であるが、一端が閉塞された穴であってもよい。
【００２４】
受け部材３２は、平面視で、四角形の一辺が窪んだ板状部材であり、その窪み部分は、回路基板３１の上記突出部分に対応した形状である。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る。受け部材３２は、嵌合穴３２ａの寸法精度及び位置精度の向上のため、例えばガラス繊維を含むことが望ましい。このような光学材料による光学部品は、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。
【００２５】
スリーブブロック４は、スリーブ４１と、レンズ４２と、嵌合突起４３とが一体的に形成されている。スリーブ４１は、フェルール６が挿入、嵌装される。レンズ４２は、スリーブブロック４が回路ブロック３に嵌合され、かつ、フェルール６がスリーブ４１に嵌挿された状態で、光ファイバ５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。
【００２６】
嵌合突起４３は、嵌合穴３２ａと同数であり、これら嵌合突起４３は、スリーブブロック４における受け部材３２と対向する面４ａに設けられている。嵌合突起４３は、嵌合穴３２ａに嵌合可能な形状であり、例えば円柱状のピンである。２個の嵌合突起４３は、２個の嵌合穴３２ａにそれぞれ嵌合される。嵌合突起４３は嵌合穴３２ａの深さ以上に長い。嵌合穴３２ａが、一端が閉塞された穴である場合には、嵌合突起４３の長さは嵌合穴３２ａの深さ以下とする。
【００２７】
スリーブブロック４は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を材料に含み、かつ、特定波長、例えば８５０ｎｍのレーザ光を透過させる光学材料により形成されている。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。
【００２８】
図２（ａ）（ｂ）は、回路ブロック３の構成を示す。図２（ａ）に示されるように、光電変換素子２が実装される位置は、各嵌合穴３２ａの中心を結ぶ線分Ｌの中点Ｃである。図２（ｂ）に示されるように、受け部材３２における各嵌合穴３２ａの周縁部の表面３２ｂは、回路基板３１において光電変換素子２が実装される部位の表面３１ｃと同じ高さである。表面３２ｂと表面３１ｃの高低差は、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。本実施形態においては、表面３２ｂと表面３１ｃとの高さ関係が、受け部材３２における嵌合穴３２ａの形成面全体の高さと、回路基板３１の素子実装面３１ｂ全体の高さとを同じとすることにより実現される。
【００２９】
図３（ａ）（ｂ）は、ソケット１が組み立てられ、かつ、スリーブブロック４にフェルール６が嵌合された状態を示す。組立て完成状態においては、嵌合突起４３が嵌合穴３２ａに嵌合されており、この嵌合により、スリーブブロック４は回路ブロック３と接し、それにより、光電変換素子２がスリーブブロック４により中空封止されている。また、フェルール６の嵌合により、光ファイバ５と光電変換素子２の光軸合わせが行われ、それにより、いわゆるパッシブアライメントが実行され、結果として、両者の光軸が一致し、光ファイバ５が光電変換素子２と光学的に結合される。各嵌合穴３２ａ及び各嵌合突起４３は、嵌合時に、上記中空封止及び光軸調整が可能となるように、位置決めがなされている。
【００３０】
次に、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。
【００３１】
まず、２つの嵌合穴３２ａの各々の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３２ａを含む領域を撮像することにより行われる。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３２ａ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、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。
【００３２】
各嵌合穴３２ａの周縁形状及び位置の測定後、その測定された各嵌合穴３２ａの周縁形状に応じた方法により、上記測定された各嵌合穴３２ａの位置を基準として、光電変換素子２の位置決めがなされ、光電変換素子２は回路基板３１に実装される。上記位置決めにおいては、各嵌合穴３２ａの外周が複数に分割され、各円弧の両端を結ぶ線分を底辺とした二等辺三角形が求められ、それら二等辺三角形の頂点の位置から嵌合穴３２ａの中心が検出される。そして、その検出された各嵌合穴３２ａの中心を結ぶ線分が求められ、その線分の中心が光電変換素子２の実装位置に決められる。この方法によれば位置決め精度を高精度なものとすることが可能である。
【００３３】
光電変換素子２の実装後、嵌合突起４３が嵌合穴３２ａに嵌合され、それにより、スリーブブロック４は受け部材３２に嵌合される。そして、使用時には、フェルール６がスリーブブロック４に嵌合される。なお、スリーブブロック４及びフェルール６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。
【００３４】
本実施形態においては、スリーブブロック４の嵌合突起４３を受け部材３２の嵌合穴３２ａに嵌合させ、フェルール６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５の光軸合わせを行うことができ、光軸合わせ作業が簡単になる。
【００３５】
また、受け部材３２の嵌合穴３２ａ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３２ａ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３２ａ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３２ａと嵌合突起４３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。
【００３６】
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３２ａ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３２ａ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４３と嵌合穴３２ａ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６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５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。
【００３７】
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。
【００３８】
また、光電変換素子２は、中空封止されるので、外部からの異物から保護することができる。また、嵌合穴３２ａの周縁形状に応じた方法により光電変換素子２の位置決めがなされるので、嵌合穴３２ａの周縁形状に係わらず、高精度な位置決めが可能になる。また、嵌合穴３２ａの周縁部の表面３２ｂと、光電変換素子２が実装される部位の表面３１ｃとの高さが同じなので、撮像装置によるそれらの平面視撮像画像を基に各嵌合穴３２ａ間及び各嵌合穴３２ａと上記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。
【００３９】
以下、上記実施形態の各種変形例を示す。
（第１の変形例）
図４は、第１の変形例のソケット１を示す。そのソケット１においては、嵌合穴３２ａの形状が四角柱状であり、これに対応して、嵌合突起４３が四角柱状のピンである。嵌合穴３２ａは平面視で向きが同じである。光電変換素子２の位置決めにおいて、平面視で各嵌合穴３２ａの中心又は所定の１点の頂点を基準として位置決めがなされる。頂点を用いる場合、各嵌合穴３２ａにおいて他方の嵌合穴３２ａ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。
【００４０】
（第２の変形例）
図５（ａ）（ｂ）は、第２の変形例に係るソケットの回路ブロック３の構成を示す。その回路ブロック３の回路基板３１は、両面に配線パターン３１ａが形成された両面基板である。素子実装面３１ｂの配線パターン３１ａは、信号を伝送する信号ラインとし、素子実装面３１ｂの裏面３１ｄの配線パターン３１ａはグランドラインとする。素子実装面３１ｂには、光電変換素子２の制御に用いられる制御ＩＣ７、及びその制御に必要なチップコンデンサ８が実装されている。
【００４１】
図６は、本変形例のソケット１の組立て完成状態を示す。この状態で、制御ＩＣ７及びチップコンデンサ８は、回路基板３１においてスリーブブロック４により光電変換素子２を包含するように封止された空間４ｂの外側に在る。
【００４２】
本変形例においては、配線が増えるので、高周波インピーダンス整合の設計自由度が高くなり、高周波インピーダンス整合を高精度に行うことができ、高周波信号を高精度に処理することができる。しかも、高精度な信号処理に必要とされる配線は、別途用意しなくて済むので、ソケット１の小型化を図ることができる。
【００４３】
（第３の変形例）
図７は、第３の変形例に係るソケットの回路ブロック３の構成を示す。その回路ブロック３の回路基板３１は、配線パターン３１ａが積層された多層基板である。この多層基板は、両面に配線パターン３１ａが形成され、さらに、それら配線パターン３１ａの間に２層の配線パターン３１ａが形成されている。両面（素子実装面３１ｂ、裏面３１ｄ）の配線パターン３１ａは信号ラインであり、内層の配線パターン３１ａはグランドラインである。制御ＩＣ７は、回路基板３１の素子実装面３１ｂに実装され、チップコンデンサ８は、回路基板３１の裏面３１ｄに実装され、制御ＩＣ７及びチップコンデンサ８はスリーブブロック４により封止された空間４ｂ（図６参照）の外に配置されている。制御ＩＣ７及びチップコンデンサ８の実装位置はこれに限定されない。
【００４４】
本変形例においては、上記第２の変形例と比べ、高周波インピーダンス整合の高精度化及びソケットの小型化の向上を図ることができる。また、各種電子部品は回路基板３１に両面実装されるので、回路基板を別途設ける必要がなく、ソケットをさらに小型化することができる。
【００４５】
（第４の変形例）
図８（ａ）（ｂ）は、第４の変形例に係るソケットの回路ブロック３の構成を示す。その回路ブロック３の受け部材３２は、嵌合穴３２ａが回路基板３１の厚さよりも深くなるように、スリーブブロック４（図１参照）とは反対側の方向に突出している。本変形例の回路ブロック３は、回路基板３１に嵌合穴３２ａと同数（例えば２個）の孔３１ｅが形成され、それらの孔３１ｅの各々に受け部材３２の一部が入り込み、そこに嵌合穴３２ａが形成されている。
【００４６】
本変形例においては、嵌合穴３２ａが深くなるので、嵌合突起４３を長くすることができ、それにより、スリーブブロック４の安定化を図ることができる。従って、スリーブブロック４に保持された光ファイバ５の光軸が傾くことを防ぐことができる。そのため、光ファイバ５の光軸の傾きに起因する光信号伝達特性の悪化を防ぐことができる（図３（ｂ）参照）。
【００４７】
（第５の変形例）
図９（ａ）（ｂ）は、第５の変形例に係るソケットの回路ブロック３の構成を示す。その回路ブロック３の受け部材３２は、回路基板３１の少なくとも一部の領域の両面を挟むように形成されている。この回路基板３１を挟む挟持部３２ｃは、回路基板３１の少なくとも１辺から、その辺に対向する辺にまで連なっており、帯状に、かつ、対辺につき少なくとも１つ（図示例では２つ）形成されている。そして、挟持部３２ｃの両端は上下で一体化されている。
【００４８】
本変形例においては、回路基板３１の両面が挟持部３２ｃにより挟まれるので、回路基板３１の反り、及びその反りに起因する回路基板３１上の配線パターン３１ａの剥離を防ぐことができる。
【００４９】
（第６の変形例）
図１０は、第６の変形例に係るソケット１の構成を示す。そのソケット１は、スリーブブロック４と回路ブロック３との隙間を封止し、光電変換素子２を気密封止するためのシール材９をさらに備える。シール材９は、スリーブブロック４において回路ブロック３と接する端部４ｃの外周縁に沿って塗布され、その外周縁と回路ブロック３とを接着する。
【００５０】
本変形例においては、光電変換素子２（図３（ｂ）参照）を気密封止することができるので、光電変換素子２を外部からの腐食ガス及び結露等から保護することができる。従って、ガス等による光電変換素子２への悪影響を抑えることができ、信頼性の向上を図ることができる。
【００５１】
（第７の変形例）
図１１（ａ）（ｂ）は、第７の変形例に係るソケット１の構成を示す。そのソケット１の受け部材３２は、上記第６の変形例の構成に枠部３２ｄをさらに設けたものであり、枠部３２ｄにはスリーブブロック４の端部４ｃが嵌まり込む。枠部３２ｄの内周部分の形状は、端部４ｃの外周形状に対応しており、枠部３２ｄは端部４ｃが嵌まり込んだ状態で端部４ｃと接触し、密着する。スリーブブロック４において枠部３２ｄと接する端部４ｃの外周縁には、シール材９が塗布され、その外周縁と枠部３２ｄとを接着する。
【００５２】
本変形例においては、端部４ｃは枠部３２ｄに嵌まり込み、さらに端部４ｃの外周縁にはシール材９が塗布されるので、光電変換素子２を確実に気密封止することができる。また、上記第６の変形例と比べ、気密封止に必要なシール材９の塗布量を減らすことができ、コスト低減を図ることができる。また、気密性向上のため必要な作業は、端部４ｃを枠部３２ｄに嵌め込むだけなので、作業が簡単になる。
【００５３】
（第８の変形例）
図１２（ａ）（ｂ）は、第８の変形例に係るソケットの回路ブロック３の構成を示す。その回路ブロック３では、制御ＩＣ７が、回路基板３１においてスリーブブロック４により封止された空間４ｂ内の領域３１ｆに実装されている。本変形例の回路ブロック３の他の構成は、上記第７の変形例と同じとする。
【００５４】
本変形例においては、制御ＩＣ７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。
【００５５】
（第９の変形例）
図１３は、第９の変形例に係るソケットの回路ブロック３の構成を示す。その回路ブロック３の受け部材３２は、回路基板３１に実装された制御ＩＣ７以外の電子部品、例えばチップ部品１０等と、その電子部品が接続された配線パターン３１ａとを、回路基板３１との同時成形により封止している。
【００５６】
回路基板３１は、上記第３の変形例の構成を有した多層基板であり、素子実装面３１ｂの裏面３１ｄにチップ部品１０等が実装されている。受け部材３２は、配線パターン３１ａの少なくとも一部を封止していればよい。チップ部品１０は、制御ＩＣ７による制御に必要な部品であり、上記チップコンデンサ８を含む。
【００５７】
本変形例においては、チップ部品１０等の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。
【００５８】
（第１０の変形例）
図１４は、第９の変形例に係るソケットの回路ブロック３の構成を示す。その回路ブロック３は、上記第８の変形例の構成に加えて、配線パターン３１ａに電気的に接続された外部接続用端子（以下、端子という）３３をさらに備え、端子３３と回路基板３１との接合部３４を、受け部材３２と同時成形している。
【００５９】
端子３３の端部は、回路基板３１に形成された貫通孔３１ｇに挿入され、配線パターン３１ａに半田付けすることにより、回路基板３１に固定されている。接合部３４は、その固定強度の向上のためのものであり、端子３３の上記端部と回路基板３１と接着される。接合部３４は、受け部材３２と同一の材料から成る。
【００６０】
本変形例においては、接合部３４に加えて受け部材３２全体で端子３３を支えることができ、従って、端子３３の回路基板３１への接合強度を高めることができる。しかも、高い接合強度を得るためには、接合部３４だけを用いる場合、接合部３４を大きくする必要が生じるが、接合部３４は受け部材３２と同時成形されているので、接合部３４を大きくしなくて済み、ソケット１の小型化を図ることができる。
【００６１】
なお、本発明は、上記実施形態及び各種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、上記各種変形例のいずれかが他のいずれかと組み合わされていてもよい。また、スリーブブロック４の端部４ｃがレーザ又は超音波等の照射により回路ブロック３に溶着され、これにより、光電変換素子２が気密封止されていてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
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
３１ｃ 光電変換素子が実装される部位の表面
３１ｆ スリーブブロックにより光電変換素子を包含するように封止された空間内の領域
３２ スリーブブロック受け部材
３２ａ 嵌合穴
３２ｂ 嵌合穴の周縁部の表面
３２ｄ 枠部
３３ 外部接続用端子
３４ 接合部
４ スリーブブロック
４ａ スリーブブロック受け部材と対向する面
４ｂ スリーブブロックにより光電変換素子を包含するように封止された空間
４ｃ 端部
４１ スリーブ
４２ レンズ
４３ 嵌合突起
５ 光ファイバ
６ フェルール
７ 制御ＩＣ（ＩＣ）
９ シール材
１０ チップ部品（他の電子部品）
【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、及び前記回路基板と同時成形され複数の嵌合穴が設けら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嵌合突起と、光ファイバの先端部に嵌装された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たスリーブブロックと、を備え、
前記複数の嵌合突起が前記複数の嵌合穴に嵌合された状態で、前記スリーブブロックと前記回路ブロックとが接して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、各嵌合穴及び各嵌合突起の位置決めがなされていることを特徴とする光ファイバ用ソケット。
【請求項２】
前記複数の嵌合穴の各々の周縁形状と位置とを測定し、前記測定された各嵌合穴の周縁形状に応じた方法により、前記測定された複数の嵌合穴の位置のうちの少なくとも２つを基準として、前記光電変換素子の位置決めがな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】
前記基準とされる嵌合穴の周縁部の表面は、前記回路基板において前記光電変換素子が実装される部位の表面と同じ高さであ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】
前記回路基板は、両面基板であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の光ファイバ用ソケット。
【請求項５】
前記回路基板は、多層基板であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の光ファイバ用ソケット。
【請求項６】
前記スリーブブロック受け部材は、前記嵌合穴が前記回路基板の厚さよりも深くなるように、前記スリーブブロックとは反対側の方向に突出していることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の光ファイバ用ソケット。
【請求項７】
前記スリーブブロック受け部材は、前記回路基板の少なくとも一部の領域の両面を挟むように形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の光ファイバ用ソケット。
【請求項８】
前記スリーブブロックと前記回路ブロックとの隙間を封止し、前記光電変換素子を気密封止するためのシール材をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の光ファイバ用ソケット。
【請求項９】
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における前記回路ブロックと接する端部が嵌まり込む枠部を有することを特徴とする請求項８に記載の光ファイバ用ソケット。
【請求項１０】
前記回路基板において前記スリーブブロックにより前記光電変換素子を包含するように封止された空間内の領域に、該光電変換素子の制御に用いられるＩＣが実装されていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の光ファイバ用ソケット。
【請求項１１】
前記スリーブブロック受け部材は、前記回路基板に実装された前記ＩＣ以外の電子部品、及び前記回路基板に形成された配線パターンの少なくとも一部を同時成形により封止していることを特徴とする請求項１０に記載の光ファイバ用ソケット。
【請求項１２】
前記回路基板に形成された配線パターンに電気的に接続された外部接続用端子をさらに備え、
前記外部接続用端子と前記回路基板との接合部を、前記スリーブブロック受け部材と同時成形したことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一項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、及び前記回路基板と同時成形され複数の嵌合穴が設けら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嵌合突起と、光ファイバの先端部に嵌装された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たスリーブブロックと、を備え、
前記複数の嵌合突起が前記複数の嵌合穴に嵌合された状態で、前記スリーブブロックと前記回路ブロックとが接して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、各嵌合穴及び各嵌合突起の位置決めがなされていることを特徴とする光ファイバ用ソケット。
【請求項２】
前記複数の嵌合穴の各々の周縁形状と位置とを測定し、前記測定された各嵌合穴の周縁形状に応じた方法により、前記測定された複数の嵌合穴の位置のうちの少なくとも２つを基準として、前記光電変換素子の位置決めがな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】
前記基準とされる嵌合穴の周縁部の表面は、前記回路基板において前記光電変換素子が実装される部位の表面と同じ高さであ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】
前記回路基板は、両面基板であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の光ファイバ用ソケット。
【請求項５】
前記回路基板は、多層基板であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の光ファイバ用ソケット。
【請求項６】
前記スリーブブロック受け部材は、前記嵌合穴が前記回路基板の厚さよりも深くなるように、前記スリーブブロックとは反対側の方向に突出していることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の光ファイバ用ソケット。
【請求項７】
前記スリーブブロック受け部材は、前記回路基板の少なくとも一部の領域の両面を挟むように形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の光ファイバ用ソケット。
【請求項８】
前記スリーブブロックと前記回路ブロックとの隙間を封止し、前記光電変換素子を気密封止するためのシール材をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の光ファイバ用ソケット。
【請求項９】
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における前記回路ブロックと接する端部が嵌まり込む枠部を有することを特徴とする請求項８に記載の光ファイバ用ソケット。
【請求項１０】
前記回路基板において前記スリーブブロックにより前記光電変換素子を包含するように封止された空間内の領域に、該光電変換素子の制御に用いられるＩＣが実装されていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の光ファイバ用ソケット。
【請求項１１】
前記スリーブブロック受け部材は、前記回路基板に実装された前記ＩＣ以外の電子部品、及び前記回路基板に形成された配線パターンの少なくとも一部を同時成形により封止していることを特徴とする請求項１０に記載の光ファイバ用ソケット。
【請求項１２】
前記回路基板に形成された配線パターンに電気的に接続された外部接続用端子をさらに備え、
前記外部接続用端子と前記回路基板との接合部を、前記スリーブブロック受け部材と同時成形したことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一項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８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−４７９７３（Ｐ２０１２−４７９７３Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８９９４３（Ｐ２０１０−１８９９４３）
【出願日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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