JPS63226608A - 光コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光コネクタ、特に光プローブのような光素子を
電子回路に接続するための光コネクタに関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］従来の
試験装置において光コネクタは、試験装置の壁部に取り
付けられている。このようなコネクタは、同軸中ぐり穴
を有するセラミ・ツタフェルールを支持する部材を含ん
でいる。光ファイバは中ぐり穴の中にあり、フェルール
の夫々の端部にて終端している。１本以上の比較的長い
光ファイバが、その各第１端がフェルール内のファイバ
と光通信可能なように、フェルールの一端に取す付けら
れている。各ファイバの反対側の端は、回路基板上の対
応する光ダイオードと位置合わせされて回路基板と接続
されている。

この従来の方法には、多くの欠点がある。例えば回路基
板上の光ダイオードと位置合わせをしながら各光ファイ
バを回路基板に設置することは困難である。自動化され
たロボットを、導電性ワイヤを回路基板と相互接続する
ことに用いることもあるが、光ファイバを光ダイオード
などの光素子と位置合わせすることに関する問題がある
ので、光ファイバを光ダイオードと位置合わせすること
にロボットを用いることは実用的ではなく、ゆえに実質
的に不可能である。ゆえに、この工程の処理は、手作業
で行わねばならない。このため、電子回路インターフェ
イスへの光コネクタを完成するために必要な人件費と時
間が増大していた。加うるに、光コネクタは、導電性ワ
イヤと比較して、柔軟性に欠ける。ゆえに、もし光ファ
イバが、蝕刻回路基板又はその他の回路上の光ダイオー
ドと接続するために折り曲げられて設置されると、光フ
ァイバと回路との間の接続部に応力が発生する。

その上、光ファイバはある程度切れやすい。この切れ易
さのため、光ファイバを光ダイオードにうまく接続する
ために何度かやり直しをしなければならない場合があっ
た。

これらの理由により、従来の問題点を解決する光コネク
タ、とりわけ光素子と電子回路との接続を改善する光コ
ネクタが望まれる。

そこで、本発明の目的は、上記の問題点が改善された光
コネクタとその製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、光ファイバを光素子に位置合わせ
し易くする光コネクタを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、光コネクタを電子回路に接続
するのに、比較的長い光ファイバを使わなくてもよい光
コネクタを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、光ファイバと光素子との信号
路長を最短にする光コネクタを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、環境条件が悪くても耐久性の
ある光コネクタを提供することにある。

［発明の概要］ 本発明に基づく光コネクタは、光ファイバを支持するフ
ェルールが取り付けられているコネクタ本体を含んでい
る。光素子としての光ダイオードは、これの光を発する
部分が光ファイバと光学的に結合するようにコネクタに
固定される。光ダイオードと電子回路との間にインター
フェイスを設ける。発明の１つの実施例では、このイン
ターフェイスを簡便にするために、電子回路が光コネク
タに直接取り付けられる。さもなければ、電子回路はコ
ネクタから離間していてもよい。この場合、コネクタは
、光ダイオードと電子回路とを結ぶ少なくとも１本の導
電性ワイヤを含んでいる。

本発明の１つの好適な実施例では、取付手段である光ダ
イオード取付基板に開口が設けられている。この基板の
１つの表面は、フェルールに支持された光ファイバに開
口を位置合わせされて、フェルールの一端に接している
。光ダイオードがこの基板の他の面上に設けられ、光を
発する部分が少なくとも部分的にはこの開口を覆い、こ
れにより光ファイバと光学的に結合している。この構成
では、基板が所定の位置に取り付けられる事により、光
ダイオードが、自動的に開口を通じて光ファイバと結合
するので、従来例の位置合わせの問題が解決できる。

表面と縁とで発光しまたは受光するダイオードを含む発
光／受光ダイオードを用いても良い。さらに、本発明の
特定の実施形態においては、電子回路及び光ダイオード
から光ファイバへのインターフェイスのような装置の中
でも環境条件に敏感な部分を密封するためにキャップを
用いても良い。

１つの特定の実施例では、電子回路を搭載している基板
は、この密封機能を果たしている。さらに、本発明の光
コネクタの改善された製造方法も開示した。本発明の目
的、特徴、利点は、以下の説明と図面とにより明らかに
なる。

［実施例コ 第１図は、電子回路を含む本発明に基づく光コネクタの
第１の実施例の斜視図である。本図における光コネクタ
（１０）は、コネクタ本体（１２）が突出する取付板（
１１）を含んでいる。取付板（１１）は、典型的には、
機器、たとえば光素子とハウジング内の電子回路との間
にインターフェイスを必要としている試験機器の壁に固
定される。

コネクタ本体（１２）は、典型的にはプラスチックまた
は金属であり、第２図に示すように、内側にて同軸的に
延びた開口（１６）がある。セラミック又はその他の適
当な材料によるフェルール（１８）は、この開口の内部
に収められ、コネクタ本体に固定されている。このフェ
ルールには、これの第１端面（２２）から第２端面（２
４）へと同軸的に延びる中ぐり穴（２０）がある。光フ
ァイバ（２６）は、この中ぐり穴（２０）の中に収めら
れ、後述する理由によって、フェルール（１８）の端面
（２２）から所定の量だけ突出した自由端部分（２８）
が設けられている。第２図では誇張して描いであるが、
光ファイバ（２６）の突出部分は、典型的には端面（２
２）から約１ミクロンである。光ファイバ（２６）の突
出部分（２８）を除けば、ここまで説明した構成は、従
来の光コネクタと同じである。

再び第１図を参照して、本発明のコネクタ（１０）は、
コネクタ本体に固定された光ダイオード（３０）を含ん
でいる。いっそう詳しくいうと、光ダイオード（３０）
は、これの発光部分が光ファイバ（２６）と光学的に結
合するようにフェルール（１８）の端面（２２）に取り
付けられている。

以下に説明するように、光ダイオード（３２）は、光プ
ロ、−ブやその他の光源から光ファイバを通じて受光す
るか、または、光ダイオードから光ファイバを癲じて伝
達させるかによって、受光ダイオードであっても発光ダ
イオードであってもよい。回路基板（３４）上の電子回
路（３２）は、縁（３６）に沿ってコネクタ本体（１２
）にエポキシによって取り付けられている。リード線（
３７）、（３８）は、光ダイオード（３０）を回路（３
２）に接続している。電子回路（３２）は、光信号の入
力や出力を結合することが必要なその他の電子回路と同
様に、光信号の試験装置に用いられている市販の電子回
路で構成してもよい。

第１図の実施例に示すように、光ダイオード（３０）は
、取付手段である基板（４０）上に取り付けてあり、こ
の基板はフェルール（１８）の端面（２２）に取り付け
られ、これによって光ダイオード（３０）がコネクタ本
体（１２）にじかにしっかりと取り付けられることにな
る。必ずしも要しないが、基板（４０）は典型的にはセ
ラミックである。さらに、第５図に示すように、この基
板には平行な第１面（４２）と第２面（４４）とがあり
、これらの面間を開口（４６）が貫いている。開口（４
６）は、第５図に破線で示すように、開口を覆っている
光ダイオード（３０）の有効部分と略同じ大きさとなっ
ている。基板（４０）は、これの面（４２）をフェルー
ルに向かわせるようにしてエポキシによってフェルール
に取り付けている。このように取り付けることによって
、第５図にやはり破線で示したように、光ファイバの突
出部分（２８）が開口内に位置するようになる。

この構成によって光ファイバが光ダイオ−・ド（３０）
の有効部分と自動的に位置合わせされる。さらにダイオ
ードの有効部分の断面寸法での大きさは、光ファイバの
断面寸法よりもはるかに大きい。

つまり開口（４６）は、大きな断面寸法となっている。

このため、光ファイバの突出部分（２８）が開口（４６
）内に位置するように基板（４０）を位置付けることは
比較的容易である。さらに、光ファイバの突出部分（２
８）を開口の中心に正確に位置させる必要はない。光ダ
イオード（３０）の有効部分が少なくとも部分的に開口
を覆ってさえおれば、光結合が達成される。

典型的には、光ダイオードのひとつの面、例えば正面は
、ダイオードの電気的端子を具えている。

第５図に示した導電金属層（４８）のような導電領域は
、ダイオードを所定の位置に取り付けてから、ダイオー
ドの正面端子と電気的な接触をするために、面（４４）
上に設けても良い。リード（３７）のうちの一本は、こ
こで導電層（４８）、正面端子、及び電子回路に接続さ
れる。金属領域（５０）のようなもう１つの導電領域は
、表面（４４）上に設けても良く、領域（４８）からは
絶縁されている。第５図において破線で示しであるリー
ド（５２）は、背面におけるダイオードの他の端子を領
域（５０）に接続している。リード（３８）は、この後
者のダイオード端子を電子回路に接続している。金属領
域の代りに導電性エポキシを、リード（３７）、（３８
）をこれらエポキシ化した領域に接続しながら、ダイオ
ードを所定の位置に固定することに用いても良い。勿論
、光ダイオードとの電気的な接続は、他の適当な方法で
行なってよい。

第２図は、光ダイオード（３０）を、これの光学的有効
面を光ファイバ（２６）に光学的に結合するために上述
の方法で基板（４０）に取り付けたものを示している。

ダイオード（３０）のこの形態は、表面型の光ダイオー
ドであって、特定の応用例に応じて、発光型のものでも
受光型のものでもよい。光ダイオード（３０）が受光型
のものなら、光ファイバ（２６）は、典型的にはマルチ
モードファイバである。−刀先ダイオード（３０）が発
光型のものなら、光ファイバ（２６）は、ダイオードか
ら出る光伝達の周波数に適合させたシングルモードファ
イバである。光ファイバを光ダイオードから出る光に光
学的に適合させる手順は、当業者にとって自明である。

第３図に示す実施例では、基板（４０）を除いて、光ダ
イオード（３０）をフェルール（１８）の表面（２２）
に取り付ける機構が用いられている。いっそう詳しく言
うと、この実施例では、光ダイオード（３０）は、縁か
ら光を出す型のダイオードである。フェルール（１８）
の表面（２２）には、ダイオードを受は入れる溝（５４
）を設けてお（。溝（５４）は、フェルールを貫通する
中ぐり穴（２０）に対して位置合わせされている。

この溝の寸法は、ダイオード（３０）の有効端を受は入
れることができるよう決めである。光ダイオードをエポ
キシその他の手段によって溝の中に固定する。溝（５４
）は、中ぐり穴（２０）の中に光ファイバ（２６）を挿
入する前に形成しておく。さらに、光ファイバ（２６）
は、その自由端（２８）が溝（５４）の底面からやや突
出するように設置する。従って、光ダイオードが所定の
位置に取り付けられると、自由端（２８）とダイオード
（３０）との光学的結合が達成される。

上述の実施例と比較すると構成がやや複雑になるが、第
４図に示す実施例では、ダイオード（３０）は、基板（
４０）の外面（４４）に取り付けられた縁で発光するダ
イオードとなっている。鏡面（６２）がある鏡（６０）
のような光反射手段を、発光ダイオードから開口（４６
）を通って光ファイバ（２６）の端へと光を向けるため
に設置する。さらに、ガラス製を可とする中空キャップ
（６４）をフェルール（１８）の端面（２２）に取り付
けて、光ファイバを光ダイオードのインターフェイスに
封止する。これは、コネクタを塵埃その他の周囲の潜在
的有害物質から遮蔽する。

第６図に示すように、第１図に於ける光コネクタで、電
子回路（３２）やその他の部品を封止するのに同様な中
空キャップ（６６）を用いても良い。この図において、
キャップ（６６）はエポキシなどによってコネクタ本体
（１２）の表面に取り付けられ、コネクタの敏感な部品
を封止し保護する。

第７図に示すように、電子回路（３２）を支持している
回路基板（３４）には、光ダイオードを受は入れるくぼ
み（６８）を設けてもよい。くぼみ（６８）は、部分的
に基板の中におよぶ。くぼみ（６８）の中に設置された
光ダイオードを、電子回路（３２）の残りの電子部品と
接続するために接触端子（７２）、（７４）が含まれて
いる。

さらに、回路を支持するものである回路基板は、これの
残りの部分から外側に突出する周辺リム（７６）を含ん
でいる。第８図に示す実施例では、リム（７６）をコネ
クタ本体に接触させ、光ダイオード（３０）をこれを受
は入れるくぼみ（６８）に収めて、回路基板（３４）を
コネクタに取り付けている。この構成では、回路基板（
３４）は、電子回路を支持することと、光ファイバイン
ターフェイスへ接続している光ダイオード及び電子回路
を封止することの２つの役割を果たしている。

第９図には、本発明に基づく光と電気との結合の形態を
示しである。本発明の形態においては、端面（８４）を
有するフェルール（８２）及びこのフェルール内の中ぐ
り穴に収められた光伝達ファイバ（８６）を具えた市販
の雄型の入出力カプラを示しである。光プローブへと接
続するコード（８８）内には、光結合した１本以上の光
ファイバが収められている。この発明の形態では、光コ
ネクタ（１０）は、カブラ（８０）を受は入れるための
雌コネクタを具えている。これらの部品が相互接続され
ると、フェルール（８２）の端面（８４）は、光伝達フ
ァイバ（８６）が光ファイバ（２６）と位置合わせされ
ながら、フェルール（１８）の端面（２４）に接触する
。更に第９図では、電子回路（３２）はコネクタ（１０
）から離間していることが示されている。１本以上の導
電性リードまたはワイヤ（９０）が、電子回路（３２）
を光ダイオード（３０）に電気的に接続している。導電
性ワイヤ（９０）は、光ファイバとは対照的に自動ロボ
ットを用いて直ちにロー基板に接続可能である。更に、
このワイヤは、光ファイバと比較して一層柔軟性に富み
、折れにくい。

光コネクタ（１０）の好適な製造方法では、フェルール
の端面（２２）から光ファイバ（２８）を突出させるべ
く、光ファイバ（２６）をフェルール（１８）の中ぐり
穴（２０）に挿入する工程が含まれる。ダイオード（３
０）は、これの有効部分が少なくとも部分的には開口を
覆い、好ましくは全面的に覆うように開口が設けられた
基板に取り付ける。必ずしも要しないが、この工程は、
典型的には基板をフェルールの端面（２２）に取り付け
る製造工程の前に行う。基板は、突出した光ファイバが
開口内に位置し、これにより光ダイオードとの光学的な
交信ができるように基板に取り付ける。その他の製造方
法としては、光ダイオードと電子回路との相互接続を容
易にするために、電子回路をフェルールの端面に取り付
けても良い。

また、コネクタ本体の一端に取り付けても同等である。

［発明の効果］ 本発明により、光ダイオードの光ファイバに対する位置
合わせが行い易い光コネクタが提供される。また本発明
により、光コネクタを電子回路に接続するさい、必要と
なる光ファイバが短くてすむ。さらに本発明により光ダ
イオードと光ファイバとの信号路長が最短となる。さら
に本発明により、使用環境の条件が悪くても耐久性のあ
る光コネクタが提供される。さらに本発明により、製造
工程にロボットの導入が可能で、製造しやすい光コネク
タが提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく光コネクタの第１の実施例の斜
視図、第２図、第３図、第４図、第６図、及び第８図は
、夫々本発明の第１、第２、第３、第４、第５の実施例
の斜視図、第５図は光ダイオードをフェルールに取り付
けるための基板の１例を示した図、第７図は本発明に関
連した電子回路基板の１例を示した図、第９図は本発明
の光コネクタを含む先糸と電気系の接続をする装置を示
した図である。 これらの図において、（１２）がコネクタ本体、（１８
）がフェルール、（２０）が中ぐり穴、（２６）光ファ
イバ、（３０）が光素子、（４０）が取付手段、（６０
）が光反射手段である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）コネクタ本体と、 該コネクタ本体内に設けられ、中ぐり穴が同軸的に設け
   られたフェルールと、 上記中ぐり穴内に設けられた光ファイバと、開口を有し
   、上記光ファイバの一端が上記開口内に位置するよう上
   記フェルールの一端に一面が接して設けられた取付手段
   と、 該取付手段の開口を有効部分が少なくとも部分的に覆う
   ように上記取付手段の他面側に設けられた光素子とを具
   えた光コネクタ。
2. （２）コネクタ本体と、 該コネクタ本体内に設けられ、一端の軸心部に凹部を有
   し、該凹部に一端を開く中ぐり穴が同軸的に設けられた
   フェルールと、 上記中ぐり穴内に設けられた光ファイバと、有効部分が
   上記光ファイバ側と対向するように上記凹部にはめ込ま
   れた光素子とを具えた光コネクタ。
3. （３）コネクタ本体と、 該コネクタ本体内に設けられ、中ぐり穴が同軸的に設け
   られたフェルールと、 上記中ぐり穴内に設けられた光ファイバと、開口を有し
   、上記光ファイバの一端が開口内に位置するよう上記フ
   ェルールの一端に一面が接して設けられた取付手段と、 該取付手段の他面側に設けられた光素子と、上記取付手
   段の他面側に設けられた光反射手段とを具え、 該光反射手段を介した上記光素子の有効部分の光路が、
   上記取付手段の開口を少なくとも部分的に覆う事を特徴
   とする光コネクタ。