專利名稱：光收發(fā)器及光連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在實裝有發(fā)光元件及/或受光元件即光元件的電路基板 上，在可使前述光元件與前述光纖進行光連接的位置，對設(shè)于光纖前端 的光連接器進行定位并實裝用的光收發(fā)器；安裝于光纖的前端部，與在 電路基板上直接或間接實裝的光入出端對置設(shè)置，且對光纖與光入出端 之間進行光連接的光連接器。
背景技術(shù)：
目前，光LAN (LAN)系統(tǒng)等所用的光收發(fā)器一般采用以下方式 使半導體激光等發(fā)光元件或者光電二極管等光芯片模塊的光軸沿著電路 基板的方向，并在搭載有這些光元件的電路基板或引線框架的端部安裝 光連接器，而與外部光纖連接。作為這里所用的光連接器的箍環(huán)，采用周知的單芯(比如MU型、 SC型)插芯、以及多芯(比如MT型、MINI—MT型)插芯，采用了任 意一種插芯的光收發(fā)器均已實現(xiàn)標準化。然而近來，隨著對光電復合電路及光電混載基板的要求的日益提高， 這種以基板方向作為光軸的連接方式的光收發(fā)器，由于對光連接器的安 裝位置有各種制約，因而光連接路徑及電路基板設(shè)計的自由性便受到限 制，此外還產(chǎn)生不能實現(xiàn)基板的小型化的問題。作為關(guān)聯(lián)文獻，例示了 JP特開平6_273641號公報。本發(fā)明的目的之一在于，提供一種可使在實裝有光元件的電路基板 上安裝光連接器用的結(jié)構(gòu)小型化，易于在電路基板上安裝光連接器，能
提高安裝位置的設(shè)計自由性，進而易于進行光連接器對光元件的定位， 且定位精度可長期保持穩(wěn)定的光收發(fā)器。另一方面，在與光路連接的電子器件中，在內(nèi)部的電路基板上，構(gòu) 成在與構(gòu)成光路的光纖之間收發(fā)光信號的光收發(fā)器的場合下， 一般采用 模塊化的光收發(fā)器，但這種光收發(fā)器的結(jié)構(gòu)， 一般在收發(fā)器殼體內(nèi)部的 收發(fā)器基板上，將成為與光纖之間的光入出端的光元件(包含發(fā)光元件 及受光元件)，以使該光軸方向與電路基板平行(即，在與電路基板平行 的光纖的光軸方向配置光元件)的方式進行實裝。與此相對， 一種表面實裝光元件并模塊化的光收發(fā)器已受到注目。 在該場合下，由于相對與電路基板平行設(shè)置的光纖的光軸方向，光元件 的光軸方向與電路基板垂直，因而有必要使光纖的光軸方向朝向光元件 一側(cè)。為此，考慮將光軸可變更的光連接器組裝到光纖的前端，并將該光 連接器設(shè)置到電路基板的光收發(fā)器上，但在該場合下，有必要使光纖的 光軸方向精度良好地朝向光元件。此外，有必要避免光連接器與配線圖 形等的干涉，而且還要求小型化。然而現(xiàn)狀卻是，幾乎不存在具有能充 分滿足這些要求的適當結(jié)構(gòu)的光連接器。本發(fā)明的另一目的在于，作為可進行構(gòu)成光路的光纖、與直接或間 接實裝于電路基板上的光元件之間的光連接的光連接器，提供一種可使 光纖的光軸方向精度良好地朝向光元件，且易于實現(xiàn)小型化，并易于避 免與配線圖形等的干涉的光連接器。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明第一方式涉及的光收發(fā)器具備設(shè)置于基板上的光元件；與 光纖連接的光連接器；以及連接器座，其安裝于前述基板上，且用于對 前述光元件與前述光連接器可離合地進行光連接。前述連接器座在前述 光元件與前述光纖被光連接的位置上，具有保持前述光連接器的固定單 元。前述固定單元具有當前述光連接器被向前述基板壓入時，使前述光
連接器靠向前述基板并予以保持的結(jié)構(gòu)。前述光連接器支撐前述光纖， 從而在前述光連接器被前述連接器座保持的狀態(tài)下，使前述光纖的光軸 相對前述光元件的發(fā)光面及/或受光面的光軸形成一定角度。前述光連接 器具有形成對前述光元件與前述光纖之間進行光連接的光路的反射鏡。前述固定單元也可以具有當沿著前述光元件的發(fā)光面及/或受光面 光軸的方向壓入前述光連接器時，使前述光連接器靠向前述基板并予以 保持的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明其它方式涉及的光收發(fā)器，具備設(shè)置于基板上的光元件； 與光纖連接的光連接器；連接器座，其安裝于前述基板上，且用于對前述光元件與前述光連接器可離合地進行光連接；以及定位單元，其設(shè)置于前述基板上，且在前述光元件與前述光纖被光連接的位置上，具有與 前述光連接器的被嵌合部相嵌合的嵌合部。前述光連接器支撐前述光纖， 從而在前述光連接器被前述連接器座保持的狀態(tài)下，使前述光纖的光軸 相對前述光元件的發(fā)光面及/或受光面的光軸形成一定角度。前述光連接 器具有形成對前述光元件與前述光纖之間進行光連接的光路的反射鏡。前述連接器座也可以具有通過向前述基板壓入前述光連接器來保持 前述光連接器的固定單元。前述固定單元也可以具有設(shè)置于前述連接器座上且可彈性變形的多 個壓片，且通過前述光連接器被壓入到前述多個壓片之間，前述多個壓 片將前述光連接器從兩個及其以上方向朝向前述基板壓入。前述壓片也可以具有按壓用突出部，其在與前述基板之間夾入并 保持光連接器；以及引導傾斜面，其在前述多個壓片之間的空間內(nèi)壓入前述光連接器時，向擴張前述空間的方向發(fā)生彈性變形，從而在前述按 壓用突出部與前述基板之間壓入前述光連接器。根據(jù)前述方式的光收發(fā)器，可由定位單元來將組裝于光纖前端的光 連接器，從該電路基板上向電路基板按壓而進行定位，并由實裝于電路 基板上的光連接器，經(jīng)由光連接器，對實裝于電路基板上的光元件及相 對該光元件的光軸傾斜的光纖進行光連接。由此，在電路基板上，除了
定位單元及光連接器的設(shè)置空間之外，幾乎不必確保向定位單元的光連 接器壓入所需的作業(yè)空間，因而實際上可以以小空間來實現(xiàn)電路基板上 光連接器的定位。因此，電路基板的電路設(shè)計等制約也不再存在，電路 基板上光元件的實裝位置自由度也得到提高。此外，由于針對實裝于電路基板的光元件(或者實裝有光元件的模 塊)的光連接器的按壓，只通過將光連接器壓入到電路基板上的固定單 元，前述光連接器便可由定位單元而在可光連接的位置上對光元件進行 定位，并由前述固定單元而壓入到電路基板上且予以保持，因而可極其 簡單地進行電路基板上光元件與光纖(光連接器)的連接。此外，在采 用了前述固定單元的結(jié)構(gòu)中，如果光元件的發(fā)光面及/或受光面的光軸相 對電路基板傾斜，而且光連接器通過沿前述光軸的移動，而被壓入到電 路基板上的固定單元，由此由固定單元來保持，則對上述這種構(gòu)成而言， 在電路基板上，除了固定單元及光連接器的設(shè)置空間之外，幾乎不必確 保向固定單元的光連接器壓入所需的作業(yè)空間。因而，實際上可以以小 空間來實現(xiàn)電路基板上光連接器的保持。因此，電路基板的電路設(shè)計等 制約也不再存在，電路基板上光元件的實裝位置自由度也得到提高。本發(fā)明其它方式涉及的光連接器，安裝于光纖的前端部上，且與在 基板上直接或間接實裝的光入出端相面對來設(shè)置，并對前述光纖與光入 出端之間進行光連接。該光連接器具有與前述光入出端相面對而設(shè)置的 塊狀的連接器本體，前述連接器本體具有光纖保持用中空部，其用于 主要保持與基板面大致平行地被引導的光纖的被覆部；光纖孔，其插通固定前述光纖的前端附近；以及光軸變更用凹部，其形成于前述光纖孔的出口前方，且具有使光纖的光軸方向朝向前述光入出端的光軸變更用 反射面。前述光纖保持用中空部，也可以使在與前述基板面平行的朝向開口 的光纖插入用開口部、與在與前述基板面正交的朝向開口的粘接劑充填 用開口部相連通。在前述光軸變更用凹部中，也可以充填有透明或半透明粘接劑，且
被覆并固定有透明的板。前述光纖也可以是光纖帶，與光纖帶的各單芯光纖對應地設(shè)置有多 個光纖孔，并設(shè)置有對被引導到各光纖孔的光纖進行定位的定位部。在前述連接器本體的光軸變更用凹部的連接器寬度方向兩側(cè)，也可 以分別設(shè)置有定位用銷孔，該定位用銷孔與用于進行與前述基板側(cè)的定 位的定位銷相嵌合。在前述連接器本體的光軸變更用凹部的連接器寬度方向兩側(cè)，也可 以分別設(shè)置有定位銷，該定位銷與在前述基板側(cè)開設(shè)的定位用銷孔相嵌 合。根據(jù)本發(fā)明光連接器，光纖孔與光軸變更用反射面被設(shè)置于塊狀一 體部件(連接器本體)上，且光纖光軸與光軸變更用反射面的相互位置 關(guān)系可高精度地被固定，因而可精度良好地實現(xiàn)使光纖的光軸方向朝向 光元件一側(cè)的光軸變更。由此，可降低光纖與光元件之間的光連接損失。 此外，由于光纖孔及光軸變更用反射面被設(shè)置于塊狀一體部件上，因而 可易于實現(xiàn)小型化，還易于避免與電路基板的配線圖形等的干涉。


圖1是表示本發(fā)明涉及的光收發(fā)器結(jié)構(gòu)的整體立體圖。圖2是表示圖1的光收發(fā)器的側(cè)視圖。圖3是從與圖2相反的一側(cè)觀看圖1的光收發(fā)器的側(cè)視圖。圖4是圖1的光收發(fā)器的正面剖視圖。圖5A 圖5C是模式地表示安裝于圖1的光收發(fā)器的光連接器的 圖，圖5A是正面剖視圖，圖5B是從對光電轉(zhuǎn)換模塊的接合面接合的接 合面一側(cè)觀看的底面圖，圖5C是側(cè)視圖。圖6是圖5A 圖5C的光連接器的側(cè)視圖。圖7是本發(fā)明一種實施方式的光連接器中連接器本體的立體圖(是 翻過來看的圖)。圖8是圖7的連接器本體的平面圖。
圖9是圖8的A — A剖視圖。圖10是在圖9中定位銷孔內(nèi)嵌入了定位銷的狀態(tài)下的B—B剖視圖。圖11是在圖9中定位銷孔內(nèi)嵌入了定位銷的狀態(tài)下的C一C剖視圖。圖12是在圖8中連接器本體內(nèi)插入了光纖帶芯線的狀態(tài)下的圖。 圖13是表示利用前述連接器本體來構(gòu)成的本發(fā)明一種實施方式的 光連接器的使用狀態(tài)的剖視圖。(成為使圖9上下反轉(zhuǎn)的狀態(tài))。 圖14是圖13的主要部分的放大圖。
具體實施方式
以下參照附圖，來說明本發(fā)明的最佳實施方式。但本發(fā)明不限于以 下各實施方式，比如可以對這些實施方式的構(gòu)成要素彼此進行適宜組合， 也可以附加或置換其它周知構(gòu)成。第一實施方式圖1是表示本發(fā)明涉及的光收發(fā)器10 (基板實裝型光收發(fā)器)的結(jié) 構(gòu)的整體立體圖，圖2是側(cè)視圖(光纖芯線15的引出側(cè))，圖3是與圖 2相反一側(cè)的側(cè)視圖，圖4是正面剖視圖。在圖1 圖4中，符號ll表示電路基板(基板)，12表示光電轉(zhuǎn)換 模塊，13表示連接器座，14表示光連接器，15表示光纖芯線。該實施 方式中的光纖芯線15，通過塑料等被覆來將多個光纖15a平行地束縛成 一列，但不限于此。本實施方式中的光電轉(zhuǎn)換模塊12，是一種將半導體激光(比如激光 二極管LD)等發(fā)光元件或光電二極管(PD)等受光元件作為光元件 來搭載多個(或內(nèi)置)的芯片狀或陣列狀模塊。光電轉(zhuǎn)換模塊12的前述 光元件的光軸(與受光面垂直的軸)相對電路基板11垂直。光電轉(zhuǎn)換模 塊12與電路基板11上的電路等電連接。圖4中，光電轉(zhuǎn)換模塊12的光
元件16，形成在與面向光電轉(zhuǎn)換模塊12的電路基板11的底面12a對置 的面(以下稱接合面12b)上。接合面12b在沿電路基板11的方向延長。 盡管未特別圖示，但在搭載光電轉(zhuǎn)換模塊的電路基板上，根據(jù)需要來構(gòu) 成光電轉(zhuǎn)換電路、控制處理部、光信號處理電路、光元件驅(qū)動電路、存 儲電路、以及其它用于進行電路基板上電子部件驅(qū)動控制等的各種電路 等，或者根據(jù)需要搭載有具有這些電路功能的LSI。光收發(fā)器10具有實裝于電路基板11上的光電轉(zhuǎn)換模塊12、以及 固定于電路基板11上且配置成從外側(cè)包圍前述光電轉(zhuǎn)換模塊12的呈矩 形框狀的連接器座13。連接器座13具有以下作用在光電轉(zhuǎn)換模塊12 上對固定于光纖芯線15的前端的光連接器14定位并保持，且將其壓入， 從而相對光電轉(zhuǎn)換模塊12不產(chǎn)生偏移。在該實施方式中，由連接器座 13支撐的光連接器14的接合面14a (后述)，借助于相對光電轉(zhuǎn)換模塊 12的接合面12b垂直方向的光軸(換言之，在該實施方式中，相對電路 基板11幾乎正交方向的光軸)，來與光電轉(zhuǎn)換模塊12的接合面12b相面 對并光連接，由此，對光纖芯線15與前述光元件16進行光連接。該實施方式的連接器座13是將不銹鋼等金屬板彎曲成箱狀來形成， 具有從載置于電路基板11上的抵接部13a (框狀本體13d的下端部)的 多個部位突起設(shè)置的固定片13b。這些固定片13b從形成于電路基板11 的貫通孔中通過，并在電路基板ll的背面(圖2、圖3的下側(cè)表面)固 定到電路基板11上。由此，連接器座13被固定成在電路基板11上不晃 動。圖5A 圖5C是模式地表示光連接器14的結(jié)構(gòu)的圖。圖5A是正面 剖視圖，圖5B是從對光電轉(zhuǎn)換模塊12的接合面12b接合的接合面14a 側(cè)觀看的底面圖，圖5C是側(cè)視圖。圖6是光連接器14的側(cè)視圖。該實施方式的光連接器14具有由塑料等形成的矩形板狀的本體 14b、以及貼附于該本體14b的底面中央部的矩形的玻璃板14c，在玻璃 板14c與本體14b之間，夾持固定有從光纖芯線15的端部露出的多個光 纖15a。玻璃板14c的下面與光連接器14的接合面14a成為同一表面。 當使光連接器14在光電轉(zhuǎn)換模塊12上重合設(shè)置時，玻璃板14c便與光電轉(zhuǎn)換模塊12的接合面12b相面對配置。光連接器14形成為尺寸幾乎 相等或稍微小于光電轉(zhuǎn)換模塊12的矩形狀，即使設(shè)置于光電轉(zhuǎn)換模塊 12上，也不會從光電轉(zhuǎn)換模塊12向外側(cè)過大地鼓出邊緣。也可以取代玻璃板14a，而采用由玻璃板之外的材料來形成的透光 板，比如，也可以采用由塑料制成的透光板?？傊灰侵辽儆稍谑褂?波長頻帶內(nèi)所發(fā)生的光衰減及損失不會造成實用上的問題的材質(zhì)來形成 的透光板即可。被夾持于光連接器14的本體14b與玻璃板14c之間的光纖15a，分 別被嵌入于在本體14b上形成的定位槽14d內(nèi)，而被精密定位。定位槽 14d以與光纖15a的排列節(jié)距相同的節(jié)距來形成，且其數(shù)目大于等于光 纖15a。該實施方式的光纖15a，是一種從多芯光纖帶芯線即光纖芯線15的 前端露出的單芯光纖，在光連接器14的本體14b與玻璃板14c之間，在 光纖芯線15前端露出的多個光纖15a，利用在光連接器14的本體14b 的玻璃板14c安裝面上并列形成多個的定位槽14d來并列設(shè)置，并分別 被精密定位。在一個定位槽14d內(nèi)，安放并定位一個光纖15a。該實施方式的定位槽14d的截面形狀是V形槽。但并非限定于此， 定位槽14d的截面形狀比如也可以是圓形槽(截面為半圓形的槽)及U 形槽等。此外，也可以取代在光連接器14的本體14b的下面形成定位槽， 而采用在玻璃板14c的上面形成的構(gòu)成，或在光連接器的本體14b的下 面與玻璃板14c的上面這兩個表面上形成的構(gòu)成。作為光纖芯線15，不限于圖示的多芯光纖帶芯線，比如也^T以是單 芯光纖芯線等。如果光纖的光軸能對反射部14g (后述)高精度定位， 則也可以由定位槽來對裸光纖、光纖芯線、光纖束等進行定位。但是， 從提高定位精度的觀點出發(fā)，被嵌入定位槽的部分在整個長度上最好均 為裸光纖，或者被嵌入部分的至少前端部為裸光纖。在該場合下，比如 前端裸光纖之外的部分，也可以是光纖芯線或光纖束等的單芯光纖。
定位槽只要是至少可以使光纖15a中的裸光纖以相對反射部14g(后 述)達到所希望的方向的方式高精度定位的構(gòu)成即可。比如，在光纖15a 具有較粗的被覆部的場合下，也可以形成一種具有存放裸光纖的細槽部、 以及與該細槽部相連形成的用于存放前述被覆部的較粗槽部的定位槽。在光連接器14的本體14b的下面，在與各光纖15a的前端對應的位 置，形成有比表面14e更深地凹陷的凹部14f。該實施方式的凹部14f， 是一種在相對光纖15a的長度方向正交的方向橫切本體14b的槽。在凹部14f中，在插入到凹部14f的光纖15a (詳細而言是前端的裸 光纖)的前端面的光軸延長部分上，形成有反射部14g。在反射部14g、 與光纖15a (詳細而言是在前端露出的裸光纖)的前端之間，形成有微 小的間隙。反射部14g，通過在凹部14f的內(nèi)壁面形成金屬蒸鍍膜等來形成。 反射部14g中，形成有相對從光纖(詳細而言是裸光纖)的前端面延伸 的光軸而傾斜45度的反射面，當將光連接器14安裝到光電轉(zhuǎn)換模塊12 上時，便位于光電轉(zhuǎn)換模塊12的各光元件16上，并與光元件16的發(fā)光 面或受光面相面對。反射部14g起著一種使來自光纖15a (詳細而言是 前端的裸光纖)前端的出射光偏轉(zhuǎn)90度來入射到光元件16，或者使來 自光元件16的出射光偏轉(zhuǎn)90度來入射到光纖15a的反射鏡的作用。即， 反射部14g形成光纖15a與光元件16之間的光路17。光路17中位于反射部14g與光元件16之間的部分，是在光連接器 14與光元件16之間進行連接的光路，且相對電路基板11傾斜(在該實 施方式中幾乎正交)。由此，在該光收發(fā)器10中，各光元件16與各光纖 15a，借助于相對電路基板11傾斜的光軸來進行光連接。光連接器14 起著一種使相對在光連接器14與光元件16之間進行連接的光路的光軸 而橫向延長的光纖15a、與光元件16進行光連接的作用。具體而言，起著前述反射鏡的作用的反射部在這里是由金屬蒸鍍膜 來形成的反射膜，但不限于此，比如也可以將金屬膜成膜后的芯片裝入 凹部14f來形成反射部。除此之外，也可以采用各種構(gòu)成。反射部14g，不限于具有相對光纖(詳細而言是裸光纖)前端面的光軸延長線而傾斜45度的反射面。對反射部14g而言，只要是在固定于 光連接器14的光纖15a前端與光元件16之間形成偏轉(zhuǎn)光路，并可進行 相對在光連接器14與光元件16之間進行連接的光路的光軸而橫向延長 的光纖15a、與光元件16之間的光連接，反射面相對光纖(詳細而言是 裸光纖)前端面的光軸延長線的傾斜角度沒有特別限定。光纖15a不必一定從定位槽14d向凹部14f突出，只要能確保與反 射部14g相面對的前端部分對反射部14g的定位精度即可，也可以采用 一種前端部分不向凹部14f突出，來位于定位槽上的構(gòu)成。對凹部14f而言，在用玻璃板14c來堵塞接合面14a側(cè)，而固定光 纖15a后，便可防止因塵埃侵入等造成的污染。凹部14f可以是空洞， 但也可以如后述第二及第三實施方式所述，充填透明(或不妨礙光路的 半透明)的粘接劑(217)，來固定光纖15a及玻璃板14c。從光纖15a與光元件16接合面之間的光路17中通過的光，尤其是 從反射部14g與光元件16接合面之間通過的光，將從玻璃板14c透過。 玻璃板14c，具有一種從光路17中通過的光可以幾乎不發(fā)生因散射等而 引起的損失來透過的光學特性。根據(jù)該光收發(fā)器10，將光連接器14設(shè)置于光電轉(zhuǎn)換模塊12上，且 由連接器座13來保持，由此可實現(xiàn)光元件16與光纖芯線15的光路(由 各光纖15a形成的光路)的光連接。此外，設(shè)置于光電轉(zhuǎn)換模塊12上的光連接器14，由連接器座13的 結(jié)構(gòu)而被壓入到光電轉(zhuǎn)換模塊12，且以相對光電轉(zhuǎn)換模塊12不發(fā)生偏 移的方式被穩(wěn)定地保持。艮口，如圖2所示，連接器座13，具有用于將光連接器14壓入到光 電轉(zhuǎn)換模塊12的彈性片即一對壓片13c。壓片13c，是一種從連接器座 13的框狀本體13d豎立突出的板簧狀的小片，且用作固定單元。壓片13c 具有按壓用突出部13f，該按壓用突出部13f以從連接器座13的框狀本 體13d向框狀本體13d的平面視內(nèi)側(cè)(即，多個壓片13c之間的光連接
器14被壓入的空間(光連接器壓入空間13e) —側(cè))探出一定量的方式 彎曲成型。該按壓用突出部13f形成為從始自壓片13c的連接器座13 的突出基端部向光連接器壓入空間13e探出。在按壓用突出部13f中，從向前述光連接器壓入空間13e的中央部 最突出的位置(突出前端13g)到位于始自壓片13c的連接器座13的突 出前端側(cè)的部分(折回部13h)，傾斜成為隨著從按壓用突出部13f的突 出前端13g向光連接器壓入空間13e的外側(cè)，始自連接器座13的上升高 度增高，且形成有將從連接器座13上壓入到連接器座13 (具體而言是 光連接器壓入空間13e)的光連接器14引導至光連接器壓入空間13e的 引導傾斜面13i。在該光收發(fā)器10中，以使接合面14a與光元件16相面對，且保持 前述接合面14a與電路基板11幾乎平行的狀態(tài)，將光連接器14從連接 器座13上向光元件16按壓，而壓入到光連接器壓入空間13e內(nèi)，并與 光連接器壓入空間13e兩側(cè)的壓片13c (具體而言是按壓用突出部13f) 相卡合。由此，利用多個壓片13c將光連接器14朝向電路基板11壓入， 并可保持與光電轉(zhuǎn)換模塊12貼附的狀態(tài)。此外，對光連接器14而言，使從接合面14a突出的一對定位銷14h 在開口于光電轉(zhuǎn)換模塊12的接合面12b的銷孔12c內(nèi)插入并嵌合，由此 便可確保相對光電轉(zhuǎn)換模塊12的定位精度。定位銷14h在反射部14g 的兩側(cè)對置配置，換言之，經(jīng)由凹部14f在兩側(cè)對置配置，但一對定位 銷14h的突出位置不限于此，也可以適宜變更。定位銷14h，是一種用于將光連接器14定位到可對光元件16光連 接的位置的定位單元。但由于在與壓片13c卡合保持之前，開始將定位 銷14h插入銷孔12c，因而當通過將光連接器14壓入到光連接器壓入空 間13e而開始將定位銷14h插入銷孔12c時，光連接器14便利用沿光元 件16的發(fā)光面或受光面的光軸的移動，而朝向光元件16壓入到光連接 器壓入空間13e (換言之，由多個壓片13c來構(gòu)成的固定單元)。然后， 當使構(gòu)成固定單元的多個壓片13c與光連接器14相卡合，并由固定單元
而使光連接器14朝向電路基板11壓入并保持時，便可利用定位銷14h與銷孔12c的精度，來使光連接器14在可對光元件16光連接的位置上高精度定位。定位銷相當于本發(fā)明涉及的嵌合銷，且用作一種銷嵌合方式的定位 單元，該定位單元中，固定于光連接器的定位銷、以及形成有插入嵌合 該定位銷的銷孔的光電轉(zhuǎn)換模塊，使前述光連接器在電路基板上的可對 光元件光連接的位置上進行定位。在前述實施方式中，例示了一種使在光連接器一側(cè)突出設(shè)置的嵌合 銷(定位銷)插入嵌合到光電轉(zhuǎn)換模塊的銷孔的方式，但銷孔的形成位 置不必一定是光電轉(zhuǎn)換模塊，除了光電轉(zhuǎn)換模塊之外，也可以是固定于 電路基板的部件、以及電路基板本身。此外，也可以釆用將在固定于電路基板的部件(光電轉(zhuǎn)換模塊等)、 以及電路基板本身固定并突出設(shè)置的嵌合銷，插入嵌合到形成于光連接 器的銷孔內(nèi)的方式。具體而言，使設(shè)置于光連接器14的對置兩側(cè)部的突部14i，夾入到 各壓片13c的按壓用突出部13f與光電轉(zhuǎn)換模塊12之間，由此來實現(xiàn)光 連接器14基于固定單元的各壓片13c的卡合保持。即，光連接器14被 兩個壓片13c壓入到光電轉(zhuǎn)換模塊12。光連接器14，經(jīng)由光電轉(zhuǎn)換模塊 12來被夾入到各壓片13c的按壓用突出部13f與電路基板11之間，由此 被各壓片13c的按壓用突出部13f壓入到電路基板11。前述光連接器14的對置兩側(cè)部的突部14i之間的尺寸(各突部14i 距離光連接器14的突出前端之間的尺寸)，比一對壓片13c的按壓用突 出部13f的突出前端13g之間的距離大一些，當從連接器座13上，將向 構(gòu)成固定單元的各壓片13c的按壓用突出部13f(具體而言是折回部13h) 按壓的光連接器14 (具體而言是向各按壓用突出部13f按壓突部14i) 向光元件16按壓時，由于折回部13h的引導傾斜面13i相對光連接器 14的壓入方向傾斜，因而使壓片13c發(fā)生彈性變形，從而使光連接器壓 入空間13e擴張，而且可向光元件16壓入光連接器14。即，對于一對 壓片13c，將該一對壓片13C之間壓開，而且光連接器14向光連接器壓入空間13e的壓入向光元件16移動。這樣，對光連接器14 (具體而言 是突部14i)而言，當各壓片13c的按壓用突出部13f從光電轉(zhuǎn)換模塊 12 —側(cè)通過時，在光電轉(zhuǎn)換模塊12與各壓片13c的按壓用突出部13f 之間，夾入光連接器14的兩側(cè)部的突部14i，且光連接器14被兩個壓 片13c而壓入到光電轉(zhuǎn)換模塊12。作為該壓片，可以是一種如下的彈性片，即具有按壓用突出部， 用于保持在與電路基板11之間夾入的光連接器14;引導傾斜面，用于 實現(xiàn)伴隨著光連接器的壓入而使該壓片的向擴張光連接器壓入空間13e 方向的彈性變形(向光連接器壓入空間13e外側(cè)的彈性變形)，并在前述 按壓用突出部與電路基板之間壓入光連接器，它的具體形狀沒有特別限 定。比如，可以取代彎曲成型的板簧狀的按壓用突出部，而采用彎曲成 型的板簧狀的按壓用突出部。此外，也可以采用由獨立于連接器座的其 它部件構(gòu)成的壓片、或樹脂制壓片等。作為將光連接器14壓入到光電轉(zhuǎn)換模塊12的固定單元的結(jié)構(gòu)，不 限于基于前述形狀壓片的結(jié)構(gòu)，比如也可以采用突出設(shè)置于框狀本體 13d內(nèi)面的卡合突起、與形成于光連接器14側(cè)面的卡合凹部相卡合的結(jié) 構(gòu)等各種結(jié)構(gòu)。根據(jù)前述光收發(fā)器10，電路基板11上的光連接器14的實裝所涉及 的空間，可以相同于在電路基板11上的光電轉(zhuǎn)換模塊12實裝所需的空 間，或者也可以比它大若干程度，可以以極節(jié)省的空間，來實現(xiàn)在電路 基板11上的光電轉(zhuǎn)換模塊12 (詳細而言是光元件16)與光纖芯線15 的連接。本發(fā)明不限于前述實施方式，可進行各種變更。比如，盡管前述實施方式所例示的是一種下列結(jié)構(gòu)光連接器14 借助于相對電路基板11幾乎正交方向的光軸，來對光元件16進行光連' 接，由此，光纖芯線15與前述光元件16經(jīng)由光連接器14而被光連接， 但在本發(fā)明中，光元件16與光連接器14之間光連接的光軸的朝向，只
要是相對電路基板而傾斜的方向即可，并不限于相對電路基板11幾乎正 交的方向。進而言之，對本發(fā)明而言，是可將沿電路基板方向的光纖， 經(jīng)由光連接器，且借助于相對電路基板傾斜方向的光軸，來與光元件進 行光連接的器件，對固定單元而言，只要能在可進行這樣的光纖與光元 件的光連接的位置上使光連接器定位保持即可，可采用各種連接器座的 具體構(gòu)成。在前述實施方式中，例示了一種由連接器座，來保持在實裝于電路 基板上的光元件16上重合配置的光連接器的結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明不限于此， 比如也可以采用以下構(gòu)成對實裝于電路基板的一個表面?zhèn)鹊墓庠?在電路基板的另一個表面?zhèn)扔蛇B接器座來向光元件按壓而定位保持的光 連接器，經(jīng)由電路基板的通孔，來對光元件進行光連接。前述實施方式是一種采用了安裝于電路基板的表面實裝型光連接器 的光收發(fā)器，但本發(fā)明的光收發(fā)器也包含在非電路基板的基板上可離合 地安裝光連接器的結(jié)構(gòu)。比如，即使在基板上只設(shè)置光元件而沒有電路， 也屬于本發(fā)明的范圍。此外，基板本身不是本發(fā)明的光收發(fā)器的構(gòu)成要 件，本發(fā)明的光收發(fā)器為至少具備光元件、光連接器、連接器座即可。第二實施方式圖7是翻過來看第二實施方式的光連接器的連接器本體22的立體圖，圖8是它的平面圖，圖9是圖8的A—A剖視圖，圖10是圖9的B 一B剖視圖，圖11是圖9的C一C剖視圖，圖12是在圖8中連接器本 體22內(nèi)插入了光纖帶芯線的狀態(tài)的附圖，圖13是利用前述連接器本體 22來構(gòu)成的光連接器21在使用狀態(tài)下的剖視圖，圖14是圖13的主要 部分的放大圖。該實施方式的光連接器21如圖13及圖14所示，是用于對構(gòu)成光路 的光纖23與收發(fā)光信號的光收發(fā)器24的光元件25進行光連接的器件。 光收發(fā)器24被實裝于與光路連接的電子裝置的內(nèi)部的電路基板26。光 元件25包含發(fā)光元件或受光元件這二者。作為前述發(fā)光元件，可采用所
謂的表面發(fā)光型激光二極管(VCSEL: Vertical Cavitl Surface-Emitting Laser)等發(fā)光元件，作為受光元件，可采用光電二極管等受光元件。光收發(fā)器24，比如是一種在安裝體24A上形成有光元件25的芯片 狀或陣列狀的小片。在光收發(fā)器中，發(fā)光元件或受光元件是出射或入射 光信號的光入出端。前述光連接器21，是一種以與前述光元件25相面對設(shè)置的槽形來 形成矩形塊狀的比如環(huán)氧樹脂制等連接器本體22作為主體的結(jié)構(gòu)。連接 器本體22在圖7 圖11中的上面，成為與光收發(fā)器24相面對的安裝面 22a，如圖13、圖14所示，光連接器21被倒過來安裝于光收發(fā)器24。 該連接器本體22的尺寸與光收發(fā)器24幾乎同樣或者小若干的程度，且 不會從收發(fā)器本體24向外側(cè)探出很多，因而不占空間。連接器本體22具有光纖保持用中空部28，用于主要保持與電路 基板面26a大致平行地被引導的光纖23的被覆部；光纖孔29，插通固 定光纖23的前端附近；光軸變更用凹部211，形成于該光纖孔29的出 口前方，且具有使光纖23的光軸方向朝向前述光元件25的光軸變更用 反射面210。光軸變更用反射面210，相對光纖23的光軸方向(正確而言是裸光 纖前端面的光軸延長線方向)傾斜45° ，當將光連接器21設(shè)置于收發(fā) 器本體24上時，位于收發(fā)器本體24上的光元件25上方，且光元件25 的發(fā)光面與受光面相面對，而使來自光纖23的前端的出射光偏轉(zhuǎn)90度 來照射到光元件25，或者使來自光元件25的出射光偏轉(zhuǎn)90度來入射到 光纖23。光軸變更用反射面210，可在光軸變更用凹部211的傾斜壁面 上通過金屬蒸鍍等來形成，但也可以形成為一種將已成膜的芯片組裝到 傾斜壁面的構(gòu)成，除此之外，形成反射面的方法是任意的。光軸變更用反射面210的傾斜角度，雖然相對光纖23的光軸方向傾 斜45°角是適當?shù)模槐匾欢ㄏ薅ㄓ?5、總之，只要是從光纖23出 射的光能反射進入到光元件25，或者能進行其相反路徑的反射的角度即 可。
本實施方式的光連接器21是光纖帶芯線用的，前述光纖23是構(gòu)成光纖帶芯線23'的單芯光纖，比如是外徑為0.25mm的UV線。在圖12 圖14中，23a是裸光纖。連接器本體22與光纖帶芯線23'的各單芯光 纖23對應來具有多個光纖孔29，且設(shè)有用于對在各光纖孔29中引導的 光纖23進行精密定位的多個定位槽212。定位槽212優(yōu)選是V型槽，但不限于此，比如也可以是圓形槽(截 面呈半圓狀的槽)或U型槽等。光纖保持用中空部28，是一種在與連接器本體22對光收發(fā)器24的 安裝面22a平行(與電路基板面26a平行)的朝向上開口的光纖插入用 開口部28a、與在與電路基板面26a正交的朝向上開口 (圖示例中在安 裝面22a側(cè)開口 )的粘接劑充填用開口部28b相連通的中空部。在連接器本體22的光軸變更用凹部211的左右兩側(cè)，分別開設(shè)有用 于嵌入定位銷213的定位用銷孔214。在圖示的定位用銷孔214的開口 端部分實施锪孔，從而易于插入定位銷213。此外，也可以取代锪孔， 而設(shè)置成基于錐面或弧面的引導。此外，在光收發(fā)器24—側(cè)，也開設(shè)有 嵌入定位銷213的定位用銷孔24a。定位銷213，與連接器本體22側(cè)的 定位用銷孔214及光收發(fā)器24 —側(cè)的定位用銷孔24a相嵌合，具有進行 連接器本體22對光收發(fā)器24上的光元件25的正確定位的功能。在前述的在連接器本體22上安裝光纖23的場合下，使構(gòu)成光纖帶 芯線23'的各單芯光纖(比如UV單線)23露出，并且除去該光纖23 的被覆，而使裸光纖23a露出。接下來，從光纖插入用開口部28a，插 入光纖帶芯線23'，且將光纖23引入到定位槽212，邊對各光纖23精 密定位，邊將裸光纖23a插入到光纖孔29。裸光纖23a從光纖孔29的 出口處少量突出。在該場合下，由于可從窗口(粘接劑充填用開口部28b) 看見定位槽212，因而判斷光纖23的前端附近處于定位槽212內(nèi)，從而 可目視確認出各光纖23分別被引導到各目標定位槽212。接下來，在光 纖保持用中空部28內(nèi)充填粘接劑216，使光纖23與光纖帶芯線23'部 分一起固定。此外，在光軸變更用凹部211內(nèi)，充填透明粘接劑217， 并從其上面被覆并固定比如樹脂透明玻璃板218。在配置玻璃板218的 部分，設(shè)有包圍光軸變更用凹部211的較淺的玻璃配置用凹部215，玻 璃板218不從連接器本體22的安裝面22a突出，且不與光元件25直接 抵接。對透明的粘接劑217及玻璃板218而言，采用具有不發(fā)生光損失等 不良影響的光學特性的材料，但也可以采用對特定波長光具有透明的光 學特性的粘接劑或玻璃。利用粘接劑217及玻璃板218，可防止因進入 塵埃等而污染光軸變更用反射面210。通過前述過程，在光纖23的前端 組裝光連接器21。圖13及圖14表示前述光連接器21的使用狀態(tài)的圖，連接器本體 22在圖7 圖11中的上面，是與光收發(fā)器24相面對的安裝面22a，如 圖13及圖14所示，當使光連接器21過來，并使定位銷213嵌入到定位 用銷孔214時，便可進行光連接器21對光收發(fā)器24的定位，由此，光 軸變更用反射面210的位置便可對光收發(fā)器24的光元件25正確定位， 光纖23的光軸方向(正確而言是裸光纖23a前端面的光軸方向)，便可 正確變更到光收發(fā)器24的光元件25的方向。由此，從光纖23的前端面 出射的光便可由光軸變更用反射面210來反射，而正確入射到光收發(fā)器 24的受光元件(光元件25)，或者，從發(fā)光元件(光元件25)出射的光 由光軸變更用反射面210來反射，而正確入射到光纖23的端面。這樣，對本發(fā)明的連接器21而言，由于光纖孔29及光軸變更用反 射面210被設(shè)于塊狀一體部件(連接器本沐22)上，從而可高精度地固 定光纖23的光軸與光軸變更用反射面210的相互位置關(guān)系，因而可降低 光纖23與光元件25之間的光連接損失。此外，本發(fā)明的光連接器21，是一種在進行光纖之間的光連接的光 連接器插芯上一體形成光軸變更用反射面的構(gòu)成，因而易于實現(xiàn)小型化， 且可易于避免與電路基板26的配線圖形等的干擾。在本發(fā)明中，光纖保持用中空部，不限于實施方式所述的光纖保持 用中空部28，比如也可以是在連接器本體22的安裝面22a的相反側(cè)開 口的中空部，此外，也可以是沒有與電路基板面26a正交朝向的開口部 的中空部，或者也可以是單純的凹部狀中空部?？傊灰鼙３止饫w23的被覆即可。此外，在本發(fā)明中，作為安裝于光連接器的光纖，不限于實施方式所述的光纖帶芯線23'的場合，也可以適用于單純裝有多個單芯光纖23 的場合，此外，也可以適用于只裝有一個單芯光纖23的場合。光纖23 本身的構(gòu)成也同樣不限于UV線的場合，也可以采用各種構(gòu)成。此外，在如前述實施方式所述，只經(jīng)過將定位銷嵌入到在光收發(fā)器 24中開設(shè)的定位用銷孔，則不能得到充分固定的場合下，可以采用以下 的固定單元在電路基板26上也開設(shè)定位用銷孔，且將定位銷嵌入到光 收發(fā)器24及電路基板26雙方的定位用銷孔的固定單元；或者比如將彎 曲不銹鋼板而形成的連接器座個別安裝到電路基板側(cè)，且該連接器座包 圍光連接器21來保持的固定單元；其它固定單元。此外，本實施方式是在電路基板26上安裝有模塊化的光收發(fā)器24 的場合，但也可以適用于在電路基板26上設(shè)有用于實現(xiàn)光收發(fā)器功能的 光元件及各種裝置和部件的場合。在該場合下，在電路基板26上直接設(shè) 置，且與電路基板26上的光元件相面對。此外，作為在電路基板上直接或間接設(shè)置的光入出端，不限于光元 件，比如也可以采用將光纖的端部引入到電路基板26并固定的器件等、 各種構(gòu)成。根據(jù)本實施方式的光連接器，由于將光纖孔29與光軸變更用反射面 210設(shè)置于塊狀的一體部件(連接器本體22)上，從而可高精度地固定 光纖23的光軸與光軸變更用反射面210的相互位置關(guān)系，因而可精度良 好地實現(xiàn)使光纖23的光軸方向朝向光元件25 —側(cè)的光軸變更。由此， 可降低光纖23與光元件25之間的光連接損失。此外，由于光纖孔29 與光軸變更用反射面210設(shè)置于塊狀的一體部件上，因而易于實現(xiàn)小型 化，且易于避免與電路基板26的配線圖形等的干擾。
另外，在任意一種實施方式中，粘接劑不只限定于完全透明的粘接 劑。即使是半透明的粘接劑，但只要是使從光纖中通過的光以容許范圍 的透過率來透過的粘接劑也可。此外，如圖5A及圖8等所示，在采用多芯光纖帶芯線的場合下， 也可以構(gòu)成為將位于寬度方向一端側(cè)的一個或多個光纖設(shè)為發(fā)送用， 將位于另一端側(cè)的一個或多個光纖設(shè)為接收用，而且不使用位于寬度方 向中央部的一個或多個光纖。在該場合下，由于中央部不存在不使用的 光纖，因而發(fā)光部與受光部的距離便相應地增大，可進一步減少基于漫 射光的信號混雜等問題。此外，在本發(fā)明中，也可以實現(xiàn)連接器座只由固定單元或定位單元 來組成的構(gòu)成。定位銷，是對光連接器與基板進行定位的突出部件的總稱。盡管如 前述實施方式所例示，該定位銷最好采用金屬制的圓棒銷，但不限于此。 比如也可以是通過一體成型來形成在樹脂制的光連接器上的突起，或者 也可以是通過一體成型來形成在樹脂制的基板上的突起。如果起到從光 連接器側(cè)或基板側(cè)向?qū)Ψ絺?cè)突出，并對光連接器及基板進行定位的功能， 可以說是相當于本發(fā)明中的定位銷。比如，如果在光連接器上突出設(shè)置 的突出部與對方側(cè)(基板)相嵌合，并起到對基板與光連接器之間進行 定位的功能，則在前述光連接器上突出設(shè)置的突出部可稱為本發(fā)明涉及 的"定位銷"。此外，如果在基板側(cè)突出設(shè)置的突出部，通過其與光連接 器側(cè)的凹部(嵌合部)相嵌合，而起到對基板與光連接器之間進行定位 的功能，則可稱為本發(fā)明中的"定位銷"。盡管如上所述，定位銷最好是 截面呈圓形的圓棒銷，但截面形狀比如也可以是橢圓形、長方形、正方 形等。此外，截面形狀也可以是中空狀。另外，盡管定位銷的個數(shù)最好 為2個，但出于提高定位精度等目的，也可以是2個之外的個數(shù)(1個或3個及其以上)。另一方面，本說明書中的"銷孔(定位用銷孔)"，是定位銷被嵌合 部分的總稱，不限于與圓棒銷對應的圓孔即銷孔。如果通過嵌合定位銷
來對該定位銷進行高精度的定位，并起到對基板與光連接器之間進行定 位的功能，則可將其稱為本發(fā)明涉及的銷孔。本申請針對2003年4月30日提出申請的特愿2003_ 125378號及特 愿2003 — 125915號主張優(yōu)先權(quán)，并引用它們的內(nèi)容。產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明，可以使在實裝有光元件的電路基板上安裝光連接器用 的結(jié)構(gòu)小型化，光連接器在電路基板上的安裝變得容易，安裝位置的設(shè) 計自由性得到提高，還可容易且正確地進行光連接器對光元件的定位。
權(quán)利要求
1. 一種光連接器，其安裝于光纖的前端部上，且與在基板上直接或間接實裝的光入出端相面對來設(shè)置，并對前述光纖與光入出端之間進行光連接，該光連接器的特征在于具有與前述光入出端相面對而設(shè)置的塊狀的連接器本體，前述連接器本體具有光纖保持用中空部，其用于主要保持與基板面大致平行地被引導的光纖的被覆部；光纖孔，其插通固定前述光纖的前端附近；以及光軸變更用凹部，其形成于前述光纖孔的出口前方，且具有使光纖的光軸方向朝向前述光入出端的光軸變更用反射面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光連接器，其特征在于前述光纖保持 用中空部，使在與前述基板面平行的朝向開口的光纖插入用開口部、與 在與前述基板面正交的朝向開口的粘接劑充填用開口部相連通。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光連接器，其特征在于在前述光軸變 更用凹部中，充填有透明或半透明粘接劑，且被覆并固定有透明的板。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光連接器，其特征在于前述光纖是光 纖帶，與光纖帶的各單芯光纖對應地設(shè)置有多個光纖孔，并設(shè)置有對被 引導到各光纖孔的光纖進行定位的定位部。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光連接器，其特征在于在前述連接器 本體的光軸變更用凹部的連接器寬度方向兩側(cè)，分別設(shè)置有定位用銷孔， 該定位用銷孔與用于進行與前述基板側(cè)的定位的定位銷相嵌合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光連接器，其特征在于在前述連接器 本體的光軸變更用凹部的連接器寬度方向兩側(cè)，分別設(shè)置有定位銷，該 定位銷與在前述基板側(cè)開設(shè)的定位用銷孔相嵌合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光收發(fā)器及光連接器。光收發(fā)器(10)具備設(shè)置于基板(11)上的光元件(16)；與光纖(15a)連接的光連接器(14)；以及用于對光元件與光連接器(14)進行光連接的連接器座(13)。連接器座(13)具有保持光連接器(14)的固定單元(13c)。當光連接器(14)向基板被壓入時，固定單元(13c)保持光連接器(14)。光連接器(14)支撐光纖(15a)，從而使光纖(15a)的光軸相對光元件(16)的光軸形成一定角度。光連接器(14)具有用于在光元件(16)與光纖(15a)之間進行光連接的反射鏡(14g)。
文檔編號G02B6/42GK101398516SQ200810170228
公開日2009年4月1日 申請日期2004年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月30日
發(fā)明者林幸生, 清水隆德, 畠山意知郎, 藏田和彥, 藤原邦彥, 西村顯人, 野澤哲郎 申請人:株式會社藤倉;日本電氣株式會社