光素子アセンブリおよび光デバイス
【課題】振動や衝撃に強い光デバイスを実現するための光素子アセンブリおよびこれを用いた光デバイスを提供する。
【解決手段】第１筐体３１ａ、３２ａと、前記第１筐体から突出し、内周にねじ溝が形成された円管状部と、前記円管状部内に配置された発光素子または受光素子とを有する光素子３１、３２と、集光レンズ２１ａ、２２ａと、前記集光レンズ２１ａ、２２ａを保持するとともに、外周にねじ溝が形成されたねじ部２１ｂｂ、２２ｂｂを有する第２筐体２１ｂ、２２ｂと、を有するレンズアセンブリ２１、２２と、を備え、前記光素子３１、３２の前記円管状部に前記レンズアセンブリ２１、２２の前記ねじ部２１ｂｂ、２２ｂｂが螺合している。
【解決手段】第１筐体３１ａ、３２ａと、前記第１筐体から突出し、内周にねじ溝が形成された円管状部と、前記円管状部内に配置された発光素子または受光素子とを有する光素子３１、３２と、集光レンズ２１ａ、２２ａと、前記集光レンズ２１ａ、２２ａを保持するとともに、外周にねじ溝が形成されたねじ部２１ｂｂ、２２ｂｂを有する第２筐体２１ｂ、２２ｂと、を有するレンズアセンブリ２１、２２と、を備え、前記光素子３１、３２の前記円管状部に前記レンズアセンブリ２１、２２の前記ねじ部２１ｂｂ、２２ｂｂが螺合している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光素子アセンブリおよびこれを用いた光デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の車両内での制御信号、画像信号、音声信号等の通信情報量の増大に伴い、情報信号の伝送に使用される伝送路にも、従来のメタルケーブルに代えて光ファイバケーブルが用いられるようになってきている（特許文献１、２参照）。光ファイバケーブルは、メタルケーブルのように通信速度の高速化により周囲にノイズを放出するという問題もないため、高速、大容量の情報通信に適する信号伝送路である。
【０００３】
光ファイバケーブルは、その端部に光コネクタを備えている。光コネクタは、光ファイバケーブルの先端に取り付けられるフェルール等を有する端子（光ファイバ端子）と、この光ファイバ端子を保持し、他の光コネクタ等と嵌合して接続するための構造を有するハウジングとを備えている。一方、通信を行なう装置にも光コネクタが備えられており、光コネクタ同士を嵌合することによって、光ファイバケーブルと、通信を行なう装置とを接続することができる。また、光ファイバケーブル同士の接続も光コネクタの嵌合によって実現される。光ファイバケーブル同士の接続はWire to Wire接続と呼ばれる（特許文献３、４参照）。
【０００４】
なお、通信を行う装置に備えられる光コネクタは、通信用の半導体発光素子や半導体受光素子などを備える光素子にレンズアセンブリを取り付けた光素子アセンブリとともに、光デバイスを構成している。この光デバイスには、光素子が周囲からの電気的ノイズの影響を受けたり、または光素子が光通信に伴って電気的ノイズを放出して周囲に影響を与えたりすることを防止するため、金属からなるシールドケースが取り付けられる（特許文献４、５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１０７５７３号公報
【特許文献２】特許第３８１３４９６号公報
【特許文献３】特開２００２−３１８３２８号公報
【特許文献４】特開２００２−３３３５４８号公報
【特許文献５】特開２００５−７０４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、光ファイバケーブルを車両内のワイヤーハーネスに適用する場合、ワイヤーハーネスにより通信を行なう装置は、ルーフ部、フロア部、エンジン周り、インパネ周り等の車両の各構成単位に配置されている。したがって、各構成単位に配置された通信装置に備えられた光デバイスは、車両の製造の際のアセンブリ工程や組付け工程、あるいは点検整備等の際に何度も光ファイバケーブルの着脱を繰り返され、その際に引っ張り等の強い衝撃を受ける場合がある。また、光デバイスは、車両の走行時の振動、衝撃等も受けることとなる。したがって、特に車両内で使用される光デバイス、およびこれを構成する光素子アセンブリについては、振動や衝撃に強いことが特に要求されている。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、振動や衝撃に強い光デバイスを実現するための光素子アセンブリおよびこれを用いた光デバイス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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光素子アセンブリは、第１筐体と、前記第１筐体から突出し、内周にねじ溝が形成された円管状部と、前記円管状部内に配置された発光素子または受光素子とを有する光素子と、集光レンズと、集光レンズを保持するとともに、外周にねじ溝が形成されたねじ部を有する第２筐体と、を有するレンズアセンブリと、を備え、前記光素子の円管状部に前記レンズアセンブリのねじ部が螺合していることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る光素子アセンブリは、上記発明において、前記第２筐体は、前記光素子の円管状部に前記レンズアセンブリのねじ部を螺合したとき前記円管状部に当接するフランジ部を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る光素子アセンブリは、上記発明において、前記第２筐体は、前記円管状部内に配置される素子の種類に応じて前記フランジ部の円周方向におけるなす角度が異なる２つの突起部を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る光デバイスは、第１筐体と、前記第１筐体から突出し、内周にねじ溝が形成された円管状部と、前記円管状部内に配置された発光素子または受光素子とを有する光素子と、集光レンズと、集光レンズを保持するとともに、外周にねじ溝が形成されたねじ部を有する第２筐体と、を有するレンズアセンブリと、を備え、前記光素子の円管状部に前記レンズアセンブリのねじ部が螺合している光素子アセンブリと、前記光素子アセンブリを収容する収容部を有する光コネクタハウジングと、底面側と背面側とが開放された形状を有し、前記光コネクタハウジングに被せられる金属製のシールドケースであって、当該シールドケースの正面部に、該正面部を構成する板材に切り込みを入れて形成された、当該シールドケースを前記光コネクタハウジングに被せたときに前記光素子を押圧する板バネ部が形成されているシールドケースと、を備えることを特徴とする光デバイス。
【００１２】
また、本発明に係る光デバイスは、上記発明において、前記光素子アセンブリの前記第２筐体は、前記光素子の円管状部に前記レンズアセンブリのねじ部を螺合したとき前記円管状部に当接するフランジ部を有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る光デバイスは、上記発明において、前記光素子アセンブリの前記第２筐体は、前記円管状部内に配置される素子の種類に応じて前記フランジ部の円周方向におけるなす角度が異なる２つの突起部を有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る光デバイスは、上記発明において、前記収容部は、前記光素子アセンブリを収容したときに前記フランジ部および前記２つの突起部が嵌合する溝部を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る光デバイスは、上記発明において、前記板バネ部と前記光素子との間に介挿されたスペーサを備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る光デバイスは、前記光コネクタハウジングの収容部は切欠部を有し、前記スペーサは前記切欠部に嵌合する突起部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、振動や衝撃に強い光デバイスを実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、実施の形態に係る光デバイスおよびコネクタ付光ファイバケーブルの分解図である。
【図２】図２は、実施の形態に係る光デバイスとコネクタ付光ファイバケーブルとの接続体の模式的な斜視図である。
【図３】図３は、図２の接続体の模式的な平面図である。
【図４】図４は、図２の接続体の模式的な側面図である。
【図５】図５は、シールドケースの構造を示す模式図である。
【図６】図６は、図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】図７は、図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】図８は、図５に示すシールドケースの展開図である。
【図９】図９は、光素子の模式的な斜視図である。
【図１０】図１０は、光素子アセンブリを構成する光素子とレンズアセンブリとの接続を説明する図である。
【図１１】図１１は、メス型光コネクタハウジングの第２収容部をレンズアセンブリ側からみた模式図である。
【図１２】図１２は、図３のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１３】図１３は、図４のＤ−Ｄ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、図面を参照して本発明に係る光素子アセンブリおよびこれを用いた光デバイスの実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、各図面において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付している。さらに、図面は模式的なものであり、各層の厚みと幅との関係、各層の比率などは、現実のものとは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。
【００２０】
（実施の形態）
図１は、実施の形態に係る光デバイスおよびコネクタ付光ファイバケーブルの分解図である。図２は、実施の形態に係る光デバイスとコネクタ付光ファイバケーブルとの接続体の模式的な斜視図である。図３は、図２の接続体の模式的な平面図である。図４は、図２の接続体の模式的な側面図である。
【００２１】
図１〜図４に示すように、光デバイス１００は、メス型光コネクタハウジング１０と、レンズアセンブリ２１、２２と、光素子３１、３２と、スペーサ４０と、シールドケース５０とを備えており、基板Ｐに取り付けられるものである。なお、レンズアセンブリ２１と光素子３１とは光素子アセンブリＡｓ１を構成している。レンズアセンブリ２２と光素子３２とは光素子アセンブリＡｓ２を構成している。コネクタ付光ファイバケーブル２００は、フェルール７０が光ファイバケーブル６０に取り付けられ、さらにフェルール７０がオス型光コネクタ９０に取り付けられて構成されている。
【００２２】
このような光デバイス１００は、たとえばＦＯＴ（Fiber Optical Transceiver）と呼ばれるものであり、車載通信システムにおいて、通信を行う装置に搭載され、コネクタ付光ファイバケーブル２００を介して装置間で相互に制御信号等の通信を行う場合に使用される。
【００２３】
つぎに、コネクタ付光ファイバケーブル２００の各構成要素を説明する。
光ファイバケーブル６０は、光ファイバ６１ａと、光ファイバ６１ａを被覆する素線被覆部６１ｂとからなる光ファイバ素線６１と、光ファイバ素線６１の外周に長手方向に沿って配置された抗張力体６２と、抗張力体６２の外周を長手方向に沿って覆う外被覆部６３とを備えている。抗張力体６２は、たとえばケブラー（登録商標）等のアラミド樹脂繊維からなる。また、素線被覆部６１ｂはたとえばポリアミド樹脂からなる。そして、光ファイバケーブル６０の先端で素線被覆部６１ｂと外被覆部６３とが一部除去され、光ファイバ６１ａ、素線被覆部６１ｂ、および抗張力体６２がそれぞれ所定の長さだけ外部に露出するようになっている。
【００２４】
光ファイバ６１ａは、石英系ガラスからなるコア部とコア部よりも屈折率が低い硬質プラスチックからなるクラッド部とからなる、いわゆるＨＣＳ（Hard Clad Silica）光ファイバである。コア部のコア径はたとえば２００μｍ、クラッド部のクラッド径はたとえば２３０μｍであり、８５０ｎｍの光信号を低損失、広帯域で伝送し、かつ低曲げ損失であり、繰り返しの曲げ、引っ張り動作にも強いように設計されている。
【００２５】
フェルール７０は、全体的に円筒形状を有している。フェルール７０はたとえば耐熱性、機械強度、成型性に優れるポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）からなる。フェルール７０には、光ファイバケーブル６０が、光ファイバ６１ａの先端面がフェルール７０の先端面７１と略一致するように挿通されている。そして、樋形状の光ファイバ固定部材７３が、フェルール７０の側面部に形成された開口孔７２に挿入固定された状態で、光ファイバケーブル６０の素線被覆部６１ｂの部分を把持する。これによって、フェルール７０は光ファイバケーブル６０に固定されている。
【００２６】
かしめリング８０は、フェルール７０と光ファイバケーブル６０の外被覆部６３とをかしめ、フェルール７０と光ファイバケーブル６０とを強固に固定している。また、抗張力体６２はかしめリング８０によってフェルール７０の後端部に固定されている。これによって、フェルール７０と光ファイバケーブル６０とは一体化してより強固になり、振動や衝撃に強くなる。
【００２７】
また、かしめリング８０の後端部には保護ブーツ８２がかぶせられる。保護ブーツ８２は、たとえばゴムや弾性を有するプラスチックからなるものであり、フェルール７０と光ファイバケーブル６０との接続部が許容半径よりも小さい曲げ径で折れ曲がるのを防止しており、これによって光ファイバ素線６１が折損することを防止している。
【００２８】
オス型光コネクタ９０は、２芯構造の光ファイバケーブル６０の各先端に取り付けられた２つのフェルール７０が挿通されるハウジング９１と、フェルール７０をハウジング９１に固定するための固定部材９２とを有している。固定部材９２はハウジング９１の下部に設けられたスリットに挿入される。ハウジング９１はたとえばＰＰＳ、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）からなる。また、車内での利用を考慮すると耐熱性で熱膨張率の小さい樹脂が好ましい。
【００２９】
つぎに、光デバイス１００の構成を説明する。
メス型光コネクタハウジング１０は、オス型光コネクタ９０が挿入され収容される第１収容部１１と、光素子アセンブリＡｓ１、Ａｓ２、およびスペーサ４０が収容される第２収容部１２とを備えている。第２収容部１２の側面には、切欠部１２ａ、１２ｂ、１２ｃが形成されている。また、メス型光コネクタハウジング１０は、基板Ｐの孔Ｐ１に挿入される２本の突起部１３と、シールドケース５０を安定して固定するための溝部１４ａ、１４ｂ、突起部１５、および爪係合孔１６を備えている。
【００３０】
つぎに、シールドケース５０について具体的に説明する。図５は、シールドケース５０の構造を示す模式図である。図５（ａ）は正面図、図５（ｂ）は右側面図、図５（ｃ）は背面図、図５（ｄ）は平面図、図５（ｅ）は底面図である。なお、シールドケース５０の左側面図は右側面図と対称である。また、図６は、図５のＡ−Ａ線断面図である。図７は、図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【００３１】
シールドケース５０は、導電性があり、かつなるべくインピーダンスが低い材料で構成することが好ましく、たとえば銅材であれば低コストで好ましい。かかる材料として、具体的には、黄銅材（たとえばＣ２６００−１／２Ｈ）を使用できる。シールドケース５０は、メス型光コネクタハウジング１０に被せて光素子３１、３２をシールドできるように、底面側と背面側とが開放された直方体型の形状を有している。シールドケース５０の正面部には、該正面部を構成する板材に切り込みを入れて形成され、かつシールドケース５０の内部に向けて突出する突出部５１ａが形成された板バネ部５１と、底面側から下方に向けて延伸する６本の端子部５２とが形成されている。左右の側面部のそれぞれには、底面側から下方に向けて延伸する端子部５２および係止部５３と、切欠部５４とが形成されている。上面部を構成する板材の背面側には、底面側に突出している係止爪５５が形成されている。また、シールドケース５０の内部側には、上面側から底面側へ向かって延伸する板状の嵌合部５６、５７が形成されている。なお、端子部５２は電磁波のシールドのためにグラウンドに接続される端子である。
【００３２】
図８は、図５に示すシールドケース５０の展開図である。図８に示すように、シールドケース５０は、１枚の板材から所定の形状の部材を切り抜き、この部材を折り曲げることによって製造することができる。この板材の厚さは、光デバイス１００やシールドケース５０の大きさ、あるいはこれらのフットプリントなどに依存するが、成形性や取り扱い易さの点から、０．５ｍｍ以上の厚さであることが好ましい。
【００３３】
つぎに、光素子アセンブリＡｓ１、Ａｓ２を構成するレンズアセンブリ２１、２２と、光素子３１、３２とについて説明する。図９は、光素子３１の模式的な斜視図である。図１０は、光素子アセンブリＡｓ１、Ａｓ２を構成する光素子３１、３２とレンズアセンブリ２１、２２との接続を説明する図である。
【００３４】
光素子３１は、樹脂等からなる筐体３１ａと、筐体３１ａから突出し、内周にねじ溝が形成された円管状部３１ｂと、円管状部３１ｂ内に配置され発光素子３１ｃと、端子部３１ｄとを備えている。
【００３５】
発光素子３１ｃは、たとえば面発光レーザ素子である。発光素子３１ｃは、端子部３１ｄから、筐体３１ａに収容された配線を介して電力および電気信号が供給され、通信用光信号を出力する。
【００３６】
光素子３２は、光素子３１において、発光素子３１ｃを受光素子に置き換えた構成を有する。受光素子は、たとえばフォトダイオードである。この受光素子は、端子部３２ｄから、筐体３２ａに収容された配線を介して逆バイアス電圧が印加され、通信用光信号を受光してこれを電気信号に変換して、この電気信号を端子部３２ｄから出力する。
【００３７】
レンズアセンブリ２１は、集光レンズ２１ａと、集光レンズ２１ａを保持する筐体２１ｂとを備えている。筐体２１ｂには、フランジ部２１ｂａと、外周にねじ溝が形成されたねじ部２１ｂｂと、フランジ部２１ｂａに形成された突起部２１ｂｃ、２１ｂｄとが形成されている。
【００３８】
レンズアセンブリ２２は、集光レンズ２２ａと、集光レンズ２２ａを保持する筐体２２ｂとを備えている。筐体２２ｂには、フランジ部２２ｂａと、外周にねじ溝が形成されたねじ部２２ｂｂと、フランジ部２２ｂａに形成された突起部２２ｂｃ、２２ｂｄとが形成されている。
【００３９】
図１に戻って、スペーサ４０は、シールドケース５０の板バネ部５１と光素子３１、３２との間に介挿され、光素子アセンブリＡｓ１、Ａｓ２を安定して固定するためのものである。スペーサ４０の側面には、上述した第２収容部１２の切欠部１２ａ、１２ｂ、１２ｃに嵌合する突起部４１、４２、４３が形成されている。スペーサ４０は、たとえばＰＰＳ、ＰＢＴからなる。また、車内での利用を考慮すると耐熱性で熱膨張率の小さい樹脂が好ましい。なお、スペーサ４０は、機械的負荷が小さいため、フィラーが配合されていないＰＢＴからなるものでもよい。
【００４０】
つぎに、光デバイス１００の組立方法について説明する。
まず、光素子３１の円管状部３１ｂにレンズアセンブリ２１のねじ部２１ｂｂをねじ込んで螺合し、光素子アセンブリＡｓ１を組立てる。これによって、光素子３１とレンズアセンブリ２１とは強固に固定されるので、光素子アセンブリＡｓ１は振動、衝撃等に強いものとなる。また、光素子３１とレンズアセンブリ２１とを接着剤によって接合するよりも、接着剤が固化するのに要する時間を削減できるので、作業時間が短縮される。また、レンズアセンブリ２１を螺合したときに、フランジ部２１ｂａと円管状部３１ｂとが当接するため、その当接した位置で発光素子３１ｃと集光レンズ２１ａとの距離が固定される。したがって、たとえば組立作業者の技量によらず、発光素子３１ｃと集光レンズ２１ａとの距離が安定した組立が実現され、特性のばらつきがない光素子アセンブリＡｓ１が得られる。なお、光素子３２とレンズアセンブリ２２とについても、同様にして組立を行い、光素子アセンブリＡｓ２を得る。
【００４１】
また、図１０に示すように、レンズアセンブリ２１における突起部２１ｂｃ、２１ｂｄは、フランジ部２１ｂａの円周方向において１８０度の角度をなすように配置されている。これに対して、レンズアセンブリ２２における突起部２２ｂｃ、２２ｂｄは、フランジ部２２ｂａの円周方向において９０度の角度をなすように配置されている。レンズアセンブリ２１とレンズアセンブリ２２とはこの突起部のなす角度の違いによって区別することができるので、組立時に、たとえばレンズアセンブリ２１を光素子３２に取り付けるといった取り違えを防止することができる。
【００４２】
つぎに、組み立てた光素子アセンブリＡｓ１、および光素子アセンブリＡｓ２とを、メス型光コネクタハウジング１０の第２収容部１２に収容する。
【００４３】
ここで、図１１は、メス型光コネクタハウジング１０の第２収容部１２をレンズアセンブリ２１、２２側からみた模式図である。図１１に示すように、第２収容部１２には、レンズアセンブリ２１、２２が挿入される挿入孔１２ｄ、１２ｅが形成されている。さらに、挿入孔１２ｄ、１２ｅの周囲には、溝部１２ｆ、１２ｇが形成されている。溝部１２ｆの形状は、レンズアセンブリ２１のフランジ部２１ｂａと、突起部２１ｂｃ、２１ｂｄとが嵌合するような形状に形成されている。溝部１２ｇの形状は、レンズアセンブリ２２のフランジ部２２ｂａと、突起部２２ｂｃ、２２ｂｄとが嵌合するような形状に形成されている。これによって、組立時に、たとえば光素子アセンブリＡｓ１を挿入孔１２ｅ側に取り付けるといった取り違えを防止することができる。
【００４４】
つぎに、光素子３１、３２の後部からスペーサ４０を第２収容部１２に収容する。このとき、スペーサ４０の側面に形成された突起部４１、４２、４３が、第２収容部１２に形成された切欠部１２ａ、１２ｂ、１２ｃに嵌合する。これによって、スペーサ４０は第２収容部１２に安定して収容される。切欠部１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび突起部４１、４２、４３は嵌合する方向に長さを有するので、スペーサ４０が第２収容部１２に収容される際に、傾いて収容されことが防止される。また、突起部４１と、突起部４２、４３とは、左右非対称に配置されているため、スペーサ４０が上下逆に収容されるおそれもない。
【００４５】
つぎに、光素子アセンブリＡｓ１、Ａｓ２、およびスペーサ４０を収容したメス型光コネクタハウジング１０にシールドケース５０を取り付ける。このとき、シールドケース５０の嵌合部５６、５７が、メス型光コネクタハウジング１０の溝部１４ａ、１４ｂにそれぞれ嵌合する。また、シールドケース５０の係止爪５５が、メス型光コネクタハウジング１０の爪係合孔１６に係合する。さらに、シールドケース５０の切欠部５４には、メス型光コネクタハウジング１０の突起部１５が嵌合する（図２、４参照）。これによって、シールドケース５０は、車両の走行時の振動、衝撃等に対しても耐えうるように、メス型光コネクタハウジング１０に強固に安定して固定される。
【００４６】
また、シールドケース５０がメス型光コネクタハウジング１０に取り付けられた状態で、板バネ部５１がスペーサ４０を介して光素子アセンブリＡｓ１、Ａｓ２を押圧し、メス型光コネクタハウジング１０に押付けている。これによって、光素子アセンブリＡｓ１、Ａｓ２は、車両の走行時の振動、衝撃等に対しても耐えうるように、メス型光コネクタハウジング１０に強固に安定して固定される。なお、溝部１２ｆ、１２ｇが、レンズアセンブリ２１、２２の各フランジ部２１ｂａ、２２ｂａおよび突起部が嵌合するような形状に形成されている構成も、上記の安定した固定に寄与している。
【００４７】
また、シールドケース５０はメス型光コネクタハウジング１０に強固に安定して固定されるので、板バネ部５１の光素子アセンブリＡｓ１、Ａｓ２に対する押圧力も安定する。
【００４８】
また、板バネ部５１がスペーサ４０を介して光素子アセンブリＡｓ１、Ａｓ２とを押圧しているので、板バネ部５１の押圧力を光素子３１、３２の一箇所に集中させず、面的に均一に掛けることができる。また、スペーサ４０は、金属製の板バネ部５１よりも柔らかい材料からなるので、板バネ部５１の押圧力が光素子３１、３２の樹脂等からなる筐体に直接掛からないためのクッションとしても機能する。これによって、発光素子や受光素子に余計な応力が掛かってその光学特性が劣化することが防止される。また、スペーサ４０は、傾斜せずに第２収容部１２に収容されるので、スペーサ４０を介した押圧力が光素子３１、３２に対して傾斜して掛かることも防止される。
【００４９】
ここで、光素子アセンブリＡｓ１、Ａｓ２をメス型光コネクタハウジング１０に押付けるバネ構造を、たとえはスペーサ等と同じ樹脂材料で構成したとすると、車両内が高温になった場合に、バネ弾性が低下する場合があるので、当初の押圧力を維持できないおそれがある。
【００５０】
これに対して、本実施の形態では、電磁波をシールドすべき金属からなるシールドケース５０に板バネ部５１を設けているので、高温化でもバネ弾性の低下が発生せず、安定した固定状態を維持できる。また、新たに金属からなるバネ部材を追加する構成ではないので、部品点数の増加も防止される。
【００５１】
つぎに、このように組み立てられた光デバイス１００を、基板Ｐに取り付ける（図１、４参照）。基板Ｐに取り付ける際には、メス型光コネクタハウジング１０の突起部１３が孔Ｐ１に挿入される。光素子３１、３２の合計１０本の端子部３１ｄ、３２ｄが孔Ｐ２に挿入される。シールドケース５０の合計８本の端子部５２は孔Ｐ３に挿入される。シールドケース５０の２本の係止部５３は孔Ｐ４に挿入される。
【００５２】
係止部５３は、孔Ｐ４に挿入されて係止される。これによって、光デバイス１００は基板Ｐに対して位置決めされる。その後、端子部３１ｄ、３２ｄ、端子部５２は電気的導通のために基板Ｐに半田付けされるが、光デバイス１００は係止部５３によって基板Ｐへの各端子の挿入深さも位置決めされるので、半田付けの際に光デバイス１００が基板Ｐに対して浮き上がったり、傾いたりすることが防止される。
【００５３】
また、光デバイス１００が係止部５３によって基板Ｐに固定されるため、光デバイス１００に振動、衝撃等による力が加えられた場合、係止部５３もその力を負担するため、端子部３１ｄ、３２ｄ、端子部５２への負荷が軽減される。これによって、端子部３１ｄ、３２ｄ、端子部５２の電気的導通のための半田に掛かる負荷も軽減される。
【００５４】
その後、この光デバイス１００にコネクタ付光ファイバケーブル２００を接続することによって、所望の光通信を実行することができる。
【００５５】
なお、図１２は、図３のＣ−Ｃ線断面図である。図１３は、図４のＤ−Ｄ線断面図である。図１２、図１３に示すように、板バネ部５１はスペーサ４０を介して光素子アセンブリＡｓ１、Ａｓ２を押圧し、メス型光コネクタハウジング１０に押付けている。また、スペーサ４０の突起部４１が、第２収容部１２に形成された切欠部１２ａに嵌合している。また、シールドケース５０の嵌合部５６、５７が、メス型光コネクタハウジング１０の溝部１４ａ、１４ｂにそれぞれ嵌合している。また、たとえば溝部１２ｆには、レンズアセンブリ２１のフランジ部２１ｂａと、突起部２１ｂｃ、２１ｂｄとが嵌合している。
【００５６】
また、上記実施の形態では、２芯の光ファイバケーブルを用いており、光デバイスは光信号の送受信を行うものであるが、本発明はこれに限らず、１芯または３芯以上の多芯の光ファイバケーブルを用いて、光信号の送信のみ、受信のみ、または送受信を行う光デバイスに適用してもよい。
【００５７】
また、上記実施の形態では、光デバイスが備える光コネクタハウジングはメス型であるが、オス型の光コネクタハウジングを用いてもよい。
【００５８】
また、上記実施の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。その他、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００５９】
１０ メス型光コネクタハウジング
１１ 第１収容部
１２ 第２収容部
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 切欠部
１２ｄ、１２ｅ 挿入孔
１２ｆ、１２ｇ、１４ａ、１４ｂ 溝部
１３、１５、２１ｂｃ、２１ｂｄ、２２ｂｃ、２２ｂｄ、４１、４２、４３ 突起部
１６ 爪係合孔
２１、２２ レンズアセンブリ
２１ａ、２２ａ 集光レンズ
２１ｂ、２２ｂ、３１ａ、３２ａ 筐体
２１ｂａ、２２ｂａ フランジ部
２１ｂｂ、２２ｂｂ ねじ部
３１、３２ 光素子
３１ｂ、３２ｂ 円管状部
３１ｃ 発光素子
３１ｄ、３２ｄ 端子部
４０ スペーサ
５０ シールドケース
５１ 板バネ部
５１ａ 突出部
５２ 端子部
５３ 係止部
５４ 切欠部
５５ 係止爪
５６、５７ 嵌合部
６０ 光ファイバケーブル
６１ 光ファイバ素線
６１ａ 光ファイバ
６１ｂ 素線被覆部
６２ 抗張力体
６３ 外被覆部
７０ フェルール
７１ 先端面
７２ 開口孔
７３ 光ファイバ固定部材
８０ かしめリング
８２ 保護ブーツ
９０ オス型光コネクタ
９１ ハウジング
９２ 固定部材
１００ 光デバイス
２００ コネクタ付光ファイバケーブル
Ａｓ１、Ａｓ２ 光素子アセンブリ
Ｐ 基板
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４ 孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光素子アセンブリおよびこれを用いた光デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の車両内での制御信号、画像信号、音声信号等の通信情報量の増大に伴い、情報信号の伝送に使用される伝送路にも、従来のメタルケーブルに代えて光ファイバケーブルが用いられるようになってきている（特許文献１、２参照）。光ファイバケーブルは、メタルケーブルのように通信速度の高速化により周囲にノイズを放出するという問題もないため、高速、大容量の情報通信に適する信号伝送路である。
【０００３】
光ファイバケーブルは、その端部に光コネクタを備えている。光コネクタは、光ファイバケーブルの先端に取り付けられるフェルール等を有する端子（光ファイバ端子）と、この光ファイバ端子を保持し、他の光コネクタ等と嵌合して接続するための構造を有するハウジングとを備えている。一方、通信を行なう装置にも光コネクタが備えられており、光コネクタ同士を嵌合することによって、光ファイバケーブルと、通信を行なう装置とを接続することができる。また、光ファイバケーブル同士の接続も光コネクタの嵌合によって実現される。光ファイバケーブル同士の接続はWire to Wire接続と呼ばれる（特許文献３、４参照）。
【０００４】
なお、通信を行う装置に備えられる光コネクタは、通信用の半導体発光素子や半導体受光素子などを備える光素子にレンズアセンブリを取り付けた光素子アセンブリとともに、光デバイスを構成している。この光デバイスには、光素子が周囲からの電気的ノイズの影響を受けたり、または光素子が光通信に伴って電気的ノイズを放出して周囲に影響を与えたりすることを防止するため、金属からなるシールドケースが取り付けられる（特許文献４、５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１０７５７３号公報
【特許文献２】特許第３８１３４９６号公報
【特許文献３】特開２００２−３１８３２８号公報
【特許文献４】特開２００２−３３３５４８号公報
【特許文献５】特開２００５−７０４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、光ファイバケーブルを車両内のワイヤーハーネスに適用する場合、ワイヤーハーネスにより通信を行なう装置は、ルーフ部、フロア部、エンジン周り、インパネ周り等の車両の各構成単位に配置されている。したがって、各構成単位に配置された通信装置に備えられた光デバイスは、車両の製造の際のアセンブリ工程や組付け工程、あるいは点検整備等の際に何度も光ファイバケーブルの着脱を繰り返され、その際に引っ張り等の強い衝撃を受ける場合がある。また、光デバイスは、車両の走行時の振動、衝撃等も受けることとなる。したがって、特に車両内で使用される光デバイス、およびこれを構成する光素子アセンブリについては、振動や衝撃に強いことが特に要求されている。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、振動や衝撃に強い光デバイスを実現するための光素子アセンブリおよびこれを用いた光デバイス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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光素子アセンブリは、第１筐体と、前記第１筐体から突出し、内周にねじ溝が形成された円管状部と、前記円管状部内に配置された発光素子または受光素子とを有する光素子と、集光レンズと、集光レンズを保持するとともに、外周にねじ溝が形成されたねじ部を有する第２筐体と、を有するレンズアセンブリと、を備え、前記光素子の円管状部に前記レンズアセンブリのねじ部が螺合していることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る光素子アセンブリは、上記発明において、前記第２筐体は、前記光素子の円管状部に前記レンズアセンブリのねじ部を螺合したとき前記円管状部に当接するフランジ部を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る光素子アセンブリは、上記発明において、前記第２筐体は、前記円管状部内に配置される素子の種類に応じて前記フランジ部の円周方向におけるなす角度が異なる２つの突起部を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る光デバイスは、第１筐体と、前記第１筐体から突出し、内周にねじ溝が形成された円管状部と、前記円管状部内に配置された発光素子または受光素子とを有する光素子と、集光レンズと、集光レンズを保持するとともに、外周にねじ溝が形成されたねじ部を有する第２筐体と、を有するレンズアセンブリと、を備え、前記光素子の円管状部に前記レンズアセンブリのねじ部が螺合している光素子アセンブリと、前記光素子アセンブリを収容する収容部を有する光コネクタハウジングと、底面側と背面側とが開放された形状を有し、前記光コネクタハウジングに被せられる金属製のシールドケースであって、当該シールドケースの正面部に、該正面部を構成する板材に切り込みを入れて形成された、当該シールドケースを前記光コネクタハウジングに被せたときに前記光素子を押圧する板バネ部が形成されているシールドケースと、を備えることを特徴とする光デバイス。
【００１２】
また、本発明に係る光デバイスは、上記発明において、前記光素子アセンブリの前記第２筐体は、前記光素子の円管状部に前記レンズアセンブリのねじ部を螺合したとき前記円管状部に当接するフランジ部を有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る光デバイスは、上記発明において、前記光素子アセンブリの前記第２筐体は、前記円管状部内に配置される素子の種類に応じて前記フランジ部の円周方向におけるなす角度が異なる２つの突起部を有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る光デバイスは、上記発明において、前記収容部は、前記光素子アセンブリを収容したときに前記フランジ部および前記２つの突起部が嵌合する溝部を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る光デバイスは、上記発明において、前記板バネ部と前記光素子との間に介挿されたスペーサを備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る光デバイスは、前記光コネクタハウジングの収容部は切欠部を有し、前記スペーサは前記切欠部に嵌合する突起部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、振動や衝撃に強い光デバイスを実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、実施の形態に係る光デバイスおよびコネクタ付光ファイバケーブルの分解図である。
【図２】図２は、実施の形態に係る光デバイスとコネクタ付光ファイバケーブルとの接続体の模式的な斜視図である。
【図３】図３は、図２の接続体の模式的な平面図である。
【図４】図４は、図２の接続体の模式的な側面図である。
【図５】図５は、シールドケースの構造を示す模式図である。
【図６】図６は、図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】図７は、図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】図８は、図５に示すシールドケースの展開図である。
【図９】図９は、光素子の模式的な斜視図である。
【図１０】図１０は、光素子アセンブリを構成する光素子とレンズアセンブリとの接続を説明する図である。
【図１１】図１１は、メス型光コネクタハウジングの第２収容部をレンズアセンブリ側からみた模式図である。
【図１２】図１２は、図３のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１３】図１３は、図４のＤ−Ｄ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、図面を参照して本発明に係る光素子アセンブリおよびこれを用いた光デバイスの実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、各図面において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付している。さらに、図面は模式的なものであり、各層の厚みと幅との関係、各層の比率などは、現実のものとは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。
【００２０】
（実施の形態）
図１は、実施の形態に係る光デバイスおよびコネクタ付光ファイバケーブルの分解図である。図２は、実施の形態に係る光デバイスとコネクタ付光ファイバケーブルとの接続体の模式的な斜視図である。図３は、図２の接続体の模式的な平面図である。図４は、図２の接続体の模式的な側面図である。
【００２１】
図１〜図４に示すように、光デバイス１００は、メス型光コネクタハウジング１０と、レンズアセンブリ２１、２２と、光素子３１、３２と、スペーサ４０と、シールドケース５０とを備えており、基板Ｐに取り付けられるものである。なお、レンズアセンブリ２１と光素子３１とは光素子アセンブリＡｓ１を構成している。レンズアセンブリ２２と光素子３２とは光素子アセンブリＡｓ２を構成している。コネクタ付光ファイバケーブル２００は、フェルール７０が光ファイバケーブル６０に取り付けられ、さらにフェルール７０がオス型光コネクタ９０に取り付けられて構成されている。
【００２２】
このような光デバイス１００は、たとえばＦＯＴ（Fiber Optical Transceiver）と呼ばれるものであり、車載通信システムにおいて、通信を行う装置に搭載され、コネクタ付光ファイバケーブル２００を介して装置間で相互に制御信号等の通信を行う場合に使用される。
【００２３】
つぎに、コネクタ付光ファイバケーブル２００の各構成要素を説明する。
光ファイバケーブル６０は、光ファイバ６１ａと、光ファイバ６１ａを被覆する素線被覆部６１ｂとからなる光ファイバ素線６１と、光ファイバ素線６１の外周に長手方向に沿って配置された抗張力体６２と、抗張力体６２の外周を長手方向に沿って覆う外被覆部６３とを備えている。抗張力体６２は、たとえばケブラー（登録商標）等のアラミド樹脂繊維からなる。また、素線被覆部６１ｂはたとえばポリアミド樹脂からなる。そして、光ファイバケーブル６０の先端で素線被覆部６１ｂと外被覆部６３とが一部除去され、光ファイバ６１ａ、素線被覆部６１ｂ、および抗張力体６２がそれぞれ所定の長さだけ外部に露出するようになっている。
【００２４】
光ファイバ６１ａは、石英系ガラスからなるコア部とコア部よりも屈折率が低い硬質プラスチックからなるクラッド部とからなる、いわゆるＨＣＳ（Hard Clad Silica）光ファイバである。コア部のコア径はたとえば２００μｍ、クラッド部のクラッド径はたとえば２３０μｍであり、８５０ｎｍの光信号を低損失、広帯域で伝送し、かつ低曲げ損失であり、繰り返しの曲げ、引っ張り動作にも強いように設計されている。
【００２５】
フェルール７０は、全体的に円筒形状を有している。フェルール７０はたとえば耐熱性、機械強度、成型性に優れるポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）からなる。フェルール７０には、光ファイバケーブル６０が、光ファイバ６１ａの先端面がフェルール７０の先端面７１と略一致するように挿通されている。そして、樋形状の光ファイバ固定部材７３が、フェルール７０の側面部に形成された開口孔７２に挿入固定された状態で、光ファイバケーブル６０の素線被覆部６１ｂの部分を把持する。これによって、フェルール７０は光ファイバケーブル６０に固定されている。
【００２６】
かしめリング８０は、フェルール７０と光ファイバケーブル６０の外被覆部６３とをかしめ、フェルール７０と光ファイバケーブル６０とを強固に固定している。また、抗張力体６２はかしめリング８０によってフェルール７０の後端部に固定されている。これによって、フェルール７０と光ファイバケーブル６０とは一体化してより強固になり、振動や衝撃に強くなる。
【００２７】
また、かしめリング８０の後端部には保護ブーツ８２がかぶせられる。保護ブーツ８２は、たとえばゴムや弾性を有するプラスチックからなるものであり、フェルール７０と光ファイバケーブル６０との接続部が許容半径よりも小さい曲げ径で折れ曲がるのを防止しており、これによって光ファイバ素線６１が折損することを防止している。
【００２８】
オス型光コネクタ９０は、２芯構造の光ファイバケーブル６０の各先端に取り付けられた２つのフェルール７０が挿通されるハウジング９１と、フェルール７０をハウジング９１に固定するための固定部材９２とを有している。固定部材９２はハウジング９１の下部に設けられたスリットに挿入される。ハウジング９１はたとえばＰＰＳ、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）からなる。また、車内での利用を考慮すると耐熱性で熱膨張率の小さい樹脂が好ましい。
【００２９】
つぎに、光デバイス１００の構成を説明する。
メス型光コネクタハウジング１０は、オス型光コネクタ９０が挿入され収容される第１収容部１１と、光素子アセンブリＡｓ１、Ａｓ２、およびスペーサ４０が収容される第２収容部１２とを備えている。第２収容部１２の側面には、切欠部１２ａ、１２ｂ、１２ｃが形成されている。また、メス型光コネクタハウジング１０は、基板Ｐの孔Ｐ１に挿入される２本の突起部１３と、シールドケース５０を安定して固定するための溝部１４ａ、１４ｂ、突起部１５、および爪係合孔１６を備えている。
【００３０】
つぎに、シールドケース５０について具体的に説明する。図５は、シールドケース５０の構造を示す模式図である。図５（ａ）は正面図、図５（ｂ）は右側面図、図５（ｃ）は背面図、図５（ｄ）は平面図、図５（ｅ）は底面図である。なお、シールドケース５０の左側面図は右側面図と対称である。また、図６は、図５のＡ−Ａ線断面図である。図７は、図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【００３１】
シールドケース５０は、導電性があり、かつなるべくインピーダンスが低い材料で構成することが好ましく、たとえば銅材であれば低コストで好ましい。かかる材料として、具体的には、黄銅材（たとえばＣ２６００−１／２Ｈ）を使用できる。シールドケース５０は、メス型光コネクタハウジング１０に被せて光素子３１、３２をシールドできるように、底面側と背面側とが開放された直方体型の形状を有している。シールドケース５０の正面部には、該正面部を構成する板材に切り込みを入れて形成され、かつシールドケース５０の内部に向けて突出する突出部５１ａが形成された板バネ部５１と、底面側から下方に向けて延伸する６本の端子部５２とが形成されている。左右の側面部のそれぞれには、底面側から下方に向けて延伸する端子部５２および係止部５３と、切欠部５４とが形成されている。上面部を構成する板材の背面側には、底面側に突出している係止爪５５が形成されている。また、シールドケース５０の内部側には、上面側から底面側へ向かって延伸する板状の嵌合部５６、５７が形成されている。なお、端子部５２は電磁波のシールドのためにグラウンドに接続される端子である。
【００３２】
図８は、図５に示すシールドケース５０の展開図である。図８に示すように、シールドケース５０は、１枚の板材から所定の形状の部材を切り抜き、この部材を折り曲げることによって製造することができる。この板材の厚さは、光デバイス１００やシールドケース５０の大きさ、あるいはこれらのフットプリントなどに依存するが、成形性や取り扱い易さの点から、０．５ｍｍ以上の厚さであることが好ましい。
【００３３】
つぎに、光素子アセンブリＡｓ１、Ａｓ２を構成するレンズアセンブリ２１、２２と、光素子３１、３２とについて説明する。図９は、光素子３１の模式的な斜視図である。図１０は、光素子アセンブリＡｓ１、Ａｓ２を構成する光素子３１、３２とレンズアセンブリ２１、２２との接続を説明する図である。
【００３４】
光素子３１は、樹脂等からなる筐体３１ａと、筐体３１ａから突出し、内周にねじ溝が形成された円管状部３１ｂと、円管状部３１ｂ内に配置され発光素子３１ｃと、端子部３１ｄとを備えている。
【００３５】
発光素子３１ｃは、たとえば面発光レーザ素子である。発光素子３１ｃは、端子部３１ｄから、筐体３１ａに収容された配線を介して電力および電気信号が供給され、通信用光信号を出力する。
【００３６】
光素子３２は、光素子３１において、発光素子３１ｃを受光素子に置き換えた構成を有する。受光素子は、たとえばフォトダイオードである。この受光素子は、端子部３２ｄから、筐体３２ａに収容された配線を介して逆バイアス電圧が印加され、通信用光信号を受光してこれを電気信号に変換して、この電気信号を端子部３２ｄから出力する。
【００３７】
レンズアセンブリ２１は、集光レンズ２１ａと、集光レンズ２１ａを保持する筐体２１ｂとを備えている。筐体２１ｂには、フランジ部２１ｂａと、外周にねじ溝が形成されたねじ部２１ｂｂと、フランジ部２１ｂａに形成された突起部２１ｂｃ、２１ｂｄとが形成されている。
【００３８】
レンズアセンブリ２２は、集光レンズ２２ａと、集光レンズ２２ａを保持する筐体２２ｂとを備えている。筐体２２ｂには、フランジ部２２ｂａと、外周にねじ溝が形成されたねじ部２２ｂｂと、フランジ部２２ｂａに形成された突起部２２ｂｃ、２２ｂｄとが形成されている。
【００３９】
図１に戻って、スペーサ４０は、シールドケース５０の板バネ部５１と光素子３１、３２との間に介挿され、光素子アセンブリＡｓ１、Ａｓ２を安定して固定するためのものである。スペーサ４０の側面には、上述した第２収容部１２の切欠部１２ａ、１２ｂ、１２ｃに嵌合する突起部４１、４２、４３が形成されている。スペーサ４０は、たとえばＰＰＳ、ＰＢＴからなる。また、車内での利用を考慮すると耐熱性で熱膨張率の小さい樹脂が好ましい。なお、スペーサ４０は、機械的負荷が小さいため、フィラーが配合されていないＰＢＴからなるものでもよい。
【００４０】
つぎに、光デバイス１００の組立方法について説明する。
まず、光素子３１の円管状部３１ｂにレンズアセンブリ２１のねじ部２１ｂｂをねじ込んで螺合し、光素子アセンブリＡｓ１を組立てる。これによって、光素子３１とレンズアセンブリ２１とは強固に固定されるので、光素子アセンブリＡｓ１は振動、衝撃等に強いものとなる。また、光素子３１とレンズアセンブリ２１とを接着剤によって接合するよりも、接着剤が固化するのに要する時間を削減できるので、作業時間が短縮される。また、レンズアセンブリ２１を螺合したときに、フランジ部２１ｂａと円管状部３１ｂとが当接するため、その当接した位置で発光素子３１ｃと集光レンズ２１ａとの距離が固定される。したがって、たとえば組立作業者の技量によらず、発光素子３１ｃと集光レンズ２１ａとの距離が安定した組立が実現され、特性のばらつきがない光素子アセンブリＡｓ１が得られる。なお、光素子３２とレンズアセンブリ２２とについても、同様にして組立を行い、光素子アセンブリＡｓ２を得る。
【００４１】
また、図１０に示すように、レンズアセンブリ２１における突起部２１ｂｃ、２１ｂｄは、フランジ部２１ｂａの円周方向において１８０度の角度をなすように配置されている。これに対して、レンズアセンブリ２２における突起部２２ｂｃ、２２ｂｄは、フランジ部２２ｂａの円周方向において９０度の角度をなすように配置されている。レンズアセンブリ２１とレンズアセンブリ２２とはこの突起部のなす角度の違いによって区別することができるので、組立時に、たとえばレンズアセンブリ２１を光素子３２に取り付けるといった取り違えを防止することができる。
【００４２】
つぎに、組み立てた光素子アセンブリＡｓ１、および光素子アセンブリＡｓ２とを、メス型光コネクタハウジング１０の第２収容部１２に収容する。
【００４３】
ここで、図１１は、メス型光コネクタハウジング１０の第２収容部１２をレンズアセンブリ２１、２２側からみた模式図である。図１１に示すように、第２収容部１２には、レンズアセンブリ２１、２２が挿入される挿入孔１２ｄ、１２ｅが形成されている。さらに、挿入孔１２ｄ、１２ｅの周囲には、溝部１２ｆ、１２ｇが形成されている。溝部１２ｆの形状は、レンズアセンブリ２１のフランジ部２１ｂａと、突起部２１ｂｃ、２１ｂｄとが嵌合するような形状に形成されている。溝部１２ｇの形状は、レンズアセンブリ２２のフランジ部２２ｂａと、突起部２２ｂｃ、２２ｂｄとが嵌合するような形状に形成されている。これによって、組立時に、たとえば光素子アセンブリＡｓ１を挿入孔１２ｅ側に取り付けるといった取り違えを防止することができる。
【００４４】
つぎに、光素子３１、３２の後部からスペーサ４０を第２収容部１２に収容する。このとき、スペーサ４０の側面に形成された突起部４１、４２、４３が、第２収容部１２に形成された切欠部１２ａ、１２ｂ、１２ｃに嵌合する。これによって、スペーサ４０は第２収容部１２に安定して収容される。切欠部１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび突起部４１、４２、４３は嵌合する方向に長さを有するので、スペーサ４０が第２収容部１２に収容される際に、傾いて収容されことが防止される。また、突起部４１と、突起部４２、４３とは、左右非対称に配置されているため、スペーサ４０が上下逆に収容されるおそれもない。
【００４５】
つぎに、光素子アセンブリＡｓ１、Ａｓ２、およびスペーサ４０を収容したメス型光コネクタハウジング１０にシールドケース５０を取り付ける。このとき、シールドケース５０の嵌合部５６、５７が、メス型光コネクタハウジング１０の溝部１４ａ、１４ｂにそれぞれ嵌合する。また、シールドケース５０の係止爪５５が、メス型光コネクタハウジング１０の爪係合孔１６に係合する。さらに、シールドケース５０の切欠部５４には、メス型光コネクタハウジング１０の突起部１５が嵌合する（図２、４参照）。これによって、シールドケース５０は、車両の走行時の振動、衝撃等に対しても耐えうるように、メス型光コネクタハウジング１０に強固に安定して固定される。
【００４６】
また、シールドケース５０がメス型光コネクタハウジング１０に取り付けられた状態で、板バネ部５１がスペーサ４０を介して光素子アセンブリＡｓ１、Ａｓ２を押圧し、メス型光コネクタハウジング１０に押付けている。これによって、光素子アセンブリＡｓ１、Ａｓ２は、車両の走行時の振動、衝撃等に対しても耐えうるように、メス型光コネクタハウジング１０に強固に安定して固定される。なお、溝部１２ｆ、１２ｇが、レンズアセンブリ２１、２２の各フランジ部２１ｂａ、２２ｂａおよび突起部が嵌合するような形状に形成されている構成も、上記の安定した固定に寄与している。
【００４７】
また、シールドケース５０はメス型光コネクタハウジング１０に強固に安定して固定されるので、板バネ部５１の光素子アセンブリＡｓ１、Ａｓ２に対する押圧力も安定する。
【００４８】
また、板バネ部５１がスペーサ４０を介して光素子アセンブリＡｓ１、Ａｓ２とを押圧しているので、板バネ部５１の押圧力を光素子３１、３２の一箇所に集中させず、面的に均一に掛けることができる。また、スペーサ４０は、金属製の板バネ部５１よりも柔らかい材料からなるので、板バネ部５１の押圧力が光素子３１、３２の樹脂等からなる筐体に直接掛からないためのクッションとしても機能する。これによって、発光素子や受光素子に余計な応力が掛かってその光学特性が劣化することが防止される。また、スペーサ４０は、傾斜せずに第２収容部１２に収容されるので、スペーサ４０を介した押圧力が光素子３１、３２に対して傾斜して掛かることも防止される。
【００４９】
ここで、光素子アセンブリＡｓ１、Ａｓ２をメス型光コネクタハウジング１０に押付けるバネ構造を、たとえはスペーサ等と同じ樹脂材料で構成したとすると、車両内が高温になった場合に、バネ弾性が低下する場合があるので、当初の押圧力を維持できないおそれがある。
【００５０】
これに対して、本実施の形態では、電磁波をシールドすべき金属からなるシールドケース５０に板バネ部５１を設けているので、高温化でもバネ弾性の低下が発生せず、安定した固定状態を維持できる。また、新たに金属からなるバネ部材を追加する構成ではないので、部品点数の増加も防止される。
【００５１】
つぎに、このように組み立てられた光デバイス１００を、基板Ｐに取り付ける（図１、４参照）。基板Ｐに取り付ける際には、メス型光コネクタハウジング１０の突起部１３が孔Ｐ１に挿入される。光素子３１、３２の合計１０本の端子部３１ｄ、３２ｄが孔Ｐ２に挿入される。シールドケース５０の合計８本の端子部５２は孔Ｐ３に挿入される。シールドケース５０の２本の係止部５３は孔Ｐ４に挿入される。
【００５２】
係止部５３は、孔Ｐ４に挿入されて係止される。これによって、光デバイス１００は基板Ｐに対して位置決めされる。その後、端子部３１ｄ、３２ｄ、端子部５２は電気的導通のために基板Ｐに半田付けされるが、光デバイス１００は係止部５３によって基板Ｐへの各端子の挿入深さも位置決めされるので、半田付けの際に光デバイス１００が基板Ｐに対して浮き上がったり、傾いたりすることが防止される。
【００５３】
また、光デバイス１００が係止部５３によって基板Ｐに固定されるため、光デバイス１００に振動、衝撃等による力が加えられた場合、係止部５３もその力を負担するため、端子部３１ｄ、３２ｄ、端子部５２への負荷が軽減される。これによって、端子部３１ｄ、３２ｄ、端子部５２の電気的導通のための半田に掛かる負荷も軽減される。
【００５４】
その後、この光デバイス１００にコネクタ付光ファイバケーブル２００を接続することによって、所望の光通信を実行することができる。
【００５５】
なお、図１２は、図３のＣ−Ｃ線断面図である。図１３は、図４のＤ−Ｄ線断面図である。図１２、図１３に示すように、板バネ部５１はスペーサ４０を介して光素子アセンブリＡｓ１、Ａｓ２を押圧し、メス型光コネクタハウジング１０に押付けている。また、スペーサ４０の突起部４１が、第２収容部１２に形成された切欠部１２ａに嵌合している。また、シールドケース５０の嵌合部５６、５７が、メス型光コネクタハウジング１０の溝部１４ａ、１４ｂにそれぞれ嵌合している。また、たとえば溝部１２ｆには、レンズアセンブリ２１のフランジ部２１ｂａと、突起部２１ｂｃ、２１ｂｄとが嵌合している。
【００５６】
また、上記実施の形態では、２芯の光ファイバケーブルを用いており、光デバイスは光信号の送受信を行うものであるが、本発明はこれに限らず、１芯または３芯以上の多芯の光ファイバケーブルを用いて、光信号の送信のみ、受信のみ、または送受信を行う光デバイスに適用してもよい。
【００５７】
また、上記実施の形態では、光デバイスが備える光コネクタハウジングはメス型であるが、オス型の光コネクタハウジングを用いてもよい。
【００５８】
また、上記実施の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。その他、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００５９】
１０ メス型光コネクタハウジング
１１ 第１収容部
１２ 第２収容部
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 切欠部
１２ｄ、１２ｅ 挿入孔
１２ｆ、１２ｇ、１４ａ、１４ｂ 溝部
１３、１５、２１ｂｃ、２１ｂｄ、２２ｂｃ、２２ｂｄ、４１、４２、４３ 突起部
１６ 爪係合孔
２１、２２ レンズアセンブリ
２１ａ、２２ａ 集光レンズ
２１ｂ、２２ｂ、３１ａ、３２ａ 筐体
２１ｂａ、２２ｂａ フランジ部
２１ｂｂ、２２ｂｂ ねじ部
３１、３２ 光素子
３１ｂ、３２ｂ 円管状部
３１ｃ 発光素子
３１ｄ、３２ｄ 端子部
４０ スペーサ
５０ シールドケース
５１ 板バネ部
５１ａ 突出部
５２ 端子部
５３ 係止部
５４ 切欠部
５５ 係止爪
５６、５７ 嵌合部
６０ 光ファイバケーブル
６１ 光ファイバ素線
６１ａ 光ファイバ
６１ｂ 素線被覆部
６２ 抗張力体
６３ 外被覆部
７０ フェルール
７１ 先端面
７２ 開口孔
７３ 光ファイバ固定部材
８０ かしめリング
８２ 保護ブーツ
９０ オス型光コネクタ
９１ ハウジング
９２ 固定部材
１００ 光デバイス
２００ コネクタ付光ファイバケーブル
Ａｓ１、Ａｓ２ 光素子アセンブリ
Ｐ 基板
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４ 孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１筐体と、前記第１筐体から突出し、内周にねじ溝が形成された円管状部と、前記円管状部内に配置された発光素子または受光素子とを有する光素子と、
集光レンズと、集光レンズを保持するとともに、外周にねじ溝が形成されたねじ部を有する第２筐体と、を有するレンズアセンブリと、
を備え、前記光素子の円管状部に前記レンズアセンブリのねじ部が螺合していることを特徴とする光素子アセンブリ。
【請求項２】
前記第２筐体は、前記光素子の円管状部に前記レンズアセンブリのねじ部を螺合したとき前記円管状部に当接するフランジ部を有することを特徴とする請求項１に記載の光素子アセンブリ。
【請求項３】
前記第２筐体は、前記円管状部内に配置される素子の種類に応じて前記フランジ部の円周方向におけるなす角度が異なる２つの突起部を有することを特徴とする請求項２に記載の光素子アセンブリ。
【請求項４】
第１筐体と、前記第１筐体から突出し、内周にねじ溝が形成された円管状部と、前記円管状部内に配置された発光素子または受光素子とを有する光素子と、
集光レンズと、集光レンズを保持するとともに、外周にねじ溝が形成されたねじ部を有する第２筐体と、を有するレンズアセンブリと、
を備え、前記光素子の円管状部に前記レンズアセンブリのねじ部が螺合している光素子アセンブリと、
前記光素子アセンブリを収容する収容部を有する光コネクタハウジングと、
底面側と背面側とが開放された形状を有し、前記光コネクタハウジングに被せられる金属製のシールドケースであって、当該シールドケースの正面部に、該正面部を構成する板材に切り込みを入れて形成された、当該シールドケースを前記光コネクタハウジングに被せたときに前記光素子を押圧する板バネ部が形成されているシールドケースと、
を備えることを特徴とする光デバイス。
【請求項５】
前記光素子アセンブリの前記第２筐体は、前記光素子の円管状部に前記レンズアセンブリのねじ部を螺合したとき前記円管状部に当接するフランジ部を有することを特徴とする請求項４に記載の光デバイス。
【請求項６】
前記光素子アセンブリの前記第２筐体は、前記円管状部内に配置される素子の種類に応じて前記フランジ部の円周方向におけるなす角度が異なる２つの突起部を有することを特徴とする請求項５に記載の光デバイス。
【請求項７】
前記収容部は、前記光素子アセンブリを収容したときに前記フランジ部および前記２つの突起部が嵌合する溝部を有することを特徴とする請求項６に記載の光デバイス。
【請求項８】
前記板バネ部と前記光素子との間に介挿されたスペーサを備えることを特徴とする請求項４〜７のいずれか一つに記載の光デバイス。
【請求項９】
前記光コネクタハウジングの収容部は切欠部を有し、
前記スペーサは前記切欠部に嵌合する突起部を有することを特徴とする請求項８に記載の光デバイス。
【請求項１】
第１筐体と、前記第１筐体から突出し、内周にねじ溝が形成された円管状部と、前記円管状部内に配置された発光素子または受光素子とを有する光素子と、
集光レンズと、集光レンズを保持するとともに、外周にねじ溝が形成されたねじ部を有する第２筐体と、を有するレンズアセンブリと、
を備え、前記光素子の円管状部に前記レンズアセンブリのねじ部が螺合していることを特徴とする光素子アセンブリ。
【請求項２】
前記第２筐体は、前記光素子の円管状部に前記レンズアセンブリのねじ部を螺合したとき前記円管状部に当接するフランジ部を有することを特徴とする請求項１に記載の光素子アセンブリ。
【請求項３】
前記第２筐体は、前記円管状部内に配置される素子の種類に応じて前記フランジ部の円周方向におけるなす角度が異なる２つの突起部を有することを特徴とする請求項２に記載の光素子アセンブリ。
【請求項４】
第１筐体と、前記第１筐体から突出し、内周にねじ溝が形成された円管状部と、前記円管状部内に配置された発光素子または受光素子とを有する光素子と、
集光レンズと、集光レンズを保持するとともに、外周にねじ溝が形成されたねじ部を有する第２筐体と、を有するレンズアセンブリと、
を備え、前記光素子の円管状部に前記レンズアセンブリのねじ部が螺合している光素子アセンブリと、
前記光素子アセンブリを収容する収容部を有する光コネクタハウジングと、
底面側と背面側とが開放された形状を有し、前記光コネクタハウジングに被せられる金属製のシールドケースであって、当該シールドケースの正面部に、該正面部を構成する板材に切り込みを入れて形成された、当該シールドケースを前記光コネクタハウジングに被せたときに前記光素子を押圧する板バネ部が形成されているシールドケースと、
を備えることを特徴とする光デバイス。
【請求項５】
前記光素子アセンブリの前記第２筐体は、前記光素子の円管状部に前記レンズアセンブリのねじ部を螺合したとき前記円管状部に当接するフランジ部を有することを特徴とする請求項４に記載の光デバイス。
【請求項６】
前記光素子アセンブリの前記第２筐体は、前記円管状部内に配置される素子の種類に応じて前記フランジ部の円周方向におけるなす角度が異なる２つの突起部を有することを特徴とする請求項５に記載の光デバイス。
【請求項７】
前記収容部は、前記光素子アセンブリを収容したときに前記フランジ部および前記２つの突起部が嵌合する溝部を有することを特徴とする請求項６に記載の光デバイス。
【請求項８】
前記板バネ部と前記光素子との間に介挿されたスペーサを備えることを特徴とする請求項４〜７のいずれか一つに記載の光デバイス。
【請求項９】
前記光コネクタハウジングの収容部は切欠部を有し、
前記スペーサは前記切欠部に嵌合する突起部を有することを特徴とする請求項８に記載の光デバイス。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２４７６２２（Ｐ２０１２−２４７６２２Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１９１８９（Ｐ２０１１−１１９１８９）
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【出願人】（３９１０４５８９７）古河ＡＳ株式会社 (571)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【出願人】（３９１０４５８９７）古河ＡＳ株式会社 (571)
【Ｆターム（参考）】
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