JP2012242658A - 光ファイバ用ソケット - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバ用ソケットにおいて、フェルールの移動による光ファイバと光電変換素子間の光結合効率の低下を抑制する。
【解決手段】ソケット１は、光電変換素子２を有する回路ブロック３と、フェルール７を嵌挿するスリーブ４１を有し回路ブロック３と組合わせられるスリーブブロック４と、スリーブブロック４にフェルール７を保持するための保持部５とを備え、スリーブブロック４は保持部５を係止するための係止部４４を有する。保持部５は係止部４４に係止する係り板５２と、スリーブ４１に挿入されたフェルール７の光ファイバ挿入側の端面７１を覆いフェルール７の移動を抑える移動制限板５３とを有し、係り板５２と移動制限板５３とが弾性部材により一体に形成されている。保持部５をフェルール７とスリーブブロック４とに取付けることにより、フェルールの移動を抑え、光ファイバ６と光電変換素子７との間の光結合効率の低下を抑制することができる。
【選択図】図１

Description

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。

従来から、光電変換素子を実装した基板とその基板に接着又は溶着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）。このソケットは、光学レンズを一体化したスリーブを基板に固定した光学結合素子モジュールとして形成され、光学レンズにより高い集光率を維持し、光電変換素子とフェルールに嵌装された光ファイバとの光結合を行うものである。

特開平７−１３４２２５号公報

しかしながら、上記特許文献１に示される光ファイバ用ソケットにおいては、使用時に光ファイバに何らかの物理的負荷が掛かると、この負荷の大きさによっては、フェルールが引っ張られ、スリーブに沿ってレンズから離れる方向に移動することがある。このため、スリーブで設定されたフェルールの光ファイバ端面とレンズ間の距離が変り、光ファイバとレンズとの所定の設定位置関係がずれて、レンズによる集光率が低下し、光ファイバと光電変換素子間の光結合効率が低下するという問題があった。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、フェルールの移動による光ファイバと光電変換素子間の光結合効率の低下を抑制す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。

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、前記光電変換素子を実装した回路基板とを有する回路ブロックと、光ファイバの先端部に嵌装したフェルールを嵌挿するためのスリーブを有し前記回路ブロックと組合わせられるスリーブブロックと、を備え、前記スリーブブロックに前記フェルールを挿入することにより、前記光電変換素子と光ファイバとを光学的に結合する光ファイバ用ソケットにおいて、前記フェルールを前記スリーブブロックに保持するための保持部材を、さらに備えことを特徴とする。

この光ファイバ用ソケットにおいて、前記スリーブブロックは、前記保持部材を係止するための係止部を有し、前記保持部材は、前記係止部に係止される係り部と、前記フェルールがスリーブに挿入された状態で、前記フェルールの光ファイバ端面側と反対側の光ファイバ挿入端面の少なくとも一部を覆い前記フェルールの移動を制限するための移動制限部と、を有し、前記係り部と前記移動制限部とが弾性部材により一体に形成されていることが好ましい。

この光ファイバ用ソケットにおいて、前記保持部材は、前記光ファイバ挿入端面上に光ファイバを囲むように配されたブッシングを、さらに有することが好ましい。

この光ファイバ用ソケットにおいて、前記ブッシングは、前記光ファイバを通すための溝を有し、前記溝の断面形状がＲ形状であることが好ましい。

本発明によれば、保持部によりフェルールのスリーブブロックからの移動を抑えることができるので、フェルールとレンズとの位置関係を一定に保つことができ、フェルールの移動による光ファイバと光電変換素子間の光結合効率の低下を抑制することができる。

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。 上記ソケットの分解断面図。 （ａ）は上記ソケットのスリーブブロックの平面図、（ｂ）は同スリーブブロックの側面図。 （ａ）は上記ソケットの保持部のフェルールへの挿入方向とは反対側から見た斜視図、（ｂ）は同ソケットの保持部のフェルールへの挿入方向から見た斜視図、（ｃ）は同（ｂ）の平面図。 （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。 （ａ）は上記ソケットのスリーブブロックと回路ブロックとを組み立て後、光ファイバを嵌挿したフェルールをスリーブブロックに取付けた状態の斜視図、（ｂ）は（ａ）の断面図。 上記ソケットの保持部のスリーブブロックへの取付けを示す図。 （ａ）は上記ソケットの組立てが完了し保持部でフェルールを保持した状態の斜視図、（ｂ）はその断面図。 （ａ）は上記実施形態の第１の変形例に係る光ファイバ用ソケットの保持部の斜視図（ｂ）は同保持部の平面図。 上記ソケットの組立てが完了し保持部でフェルールを保持した状態の断面図。 （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における保持部のブッシングの斜視図、（ｂ）は同保持部の斜視図、（ｃ）は（ｂ）の平面図。 上記ソケットの組立てが完了し保持部でフェルールを保持した状態の断面図。 （ａ）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における保持部のブッシングの斜視図、（ｂ）は同保持部の斜視図。 上記ソケットの組立てが完了し保持部でフェルールを保持した状態の断面図。

本発明の一実施形態に係る光ファイバ用ソケット（以下、ソケットという）について図１乃至図８を参照して説明する。図１及び図２は、本実施形態のソケット１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、スリーブブロック４にフェルール７を保持するための保持部（保持部材）５とを備える。スリーブブロック４には、光ファイバ６の先端部に嵌装された円柱状のフェルール７が嵌挿入される。

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が実装される回路基板３１と、回路基板３１と一体成形された樹脂製の矩形のスリーブブロック受け部材（以下、受け部材という）３２とを有した矩形状ブロックを成す。

回路基板３１は、片面の表面に配線パターン３１ａが形成され、その裏面側に他の配線パターンや接地パターンが形成された基板であり、その基板は、配線パターンを形成してもそのパターンが剥離し難い材料から成り、樹脂基板やセラミック基板等を用いてもよい。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、また、同配線パターン３１ａ上に他の電気部品８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。なお、回路基板３１の配線パターンは片面のみでもよい。

受け部材３２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の樹脂部材等からなり、インサート成形などにより回路基板３１と一体成形され、スリーブブロック４を嵌挿するための円筒状の凹型空洞３３を有する矩形状ブロックからなる。回路基板３１は、少なくともその突出部分が受け部材３２の矩形状ブロック内にあり、かつ、基板の一部が受け部材３２の矩形状ブロックの一側面側から外部に突出し、受け部材３２の底面に平行に配置される。また、回路基板３１は、その素子実装面３１ｂ側が凹型空洞３３の開口側に対向するように配置されている。

凹型空洞３３は、回路基板３１の上面まで貫通し、その底面である空洞底面３４が回路基板３１の素子実装面３１ｂと同一面となるように形成されている。また、凹型空洞３３の空洞底面３４側から、２つの円筒状の嵌合穴３５が受け部材３２の底を貫通して形成されている。これらの嵌合穴３５は、回路基板３１の突出部分を挟むようにその両側に、光電変換素子２に対して対称の位置に形成されている。なお、嵌合穴３５は上記の数に限定されず、複数であればよい。嵌合穴３５は貫通孔でなく、一端が閉塞した穴であってもよい。

上記受け部材３２のインサート成形においては、例えば、回路基板３１を上下から挟む上部金型と下部金型との２つの枠状の金型を準備し、下部金型に回路基板３１を固定し、その上から上部金型を合わせた後、空いた空間に樹脂注入が行われる。この場合、上部金型は、枠型の中に凹型空洞３３及び複数の嵌合穴３５に対応する型部を備える。ここで、受け部材３２は、嵌合穴３５の寸法精度及び位置精度の向上のため、例えば上記樹脂部材にガラス繊維を含んでもよい。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。

スリーブブロック４は、フェルール７を挿入するスリーブ４１と、集光用のレンズ４２と、受け部材３２の嵌合穴に嵌合する嵌合突起４３と、スリーブ４１の側面に保持部５を係止するための係止部４４とを備え、それらが一体に形成されている。

スリーブ４１は、その内部にフェルール７が嵌挿される円筒空洞を有し、その外径がフェルール挿入側の上部４５で細く、回路ブロック３側の下部４６で太くなっている。このスリーブ４１は、その上部４５の側面に係止部４４を有し、他方の下部４６が受け部材３２の凹型空洞３３に嵌まり込むようになっている。また、スリーブ４１は、その円筒空洞内の周壁にフェルール７の挿入長を一定の長さにするための突起状のストッパ４７を有している。スリーブ４１とフェルール７とは、スリーブ４１の円筒空洞の中心軸４０と光ファイバ６の光軸とが互に一致するように嵌合される。スリーブブロック４は、スリーブ４１の下部４６が受け部材３２の凹型空洞３３に挿入され、嵌合突起４３が受け部材３２の嵌合穴３５に嵌入されることにより、回路ブロック３と嵌合される。

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７がスリーブブロック４のスリーブ４１に嵌挿された状態で、光ファイバ６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。また、レンズ４２は、その光軸がスリーブ４１の円筒空洞の中心軸４０と一致するようにスリーブ４１と一体に形成されている。レンズ４２の光軸は、光ファイバ６の光軸と一致するように構成されている。この結果、スリーブブロック４と回路ブロック３とが嵌合された状態においては、光ファイバ６と光電変換素子２とが光学的にスムーズに結合される。

嵌合突起４３は、嵌合穴３５と同数であり、これら嵌合突起４３は、受け部材３２と対向するスリーブブロック４の底面４８に設けられている。嵌合突起４３は、嵌合穴３５に嵌合可能な形状であり、例えば円柱状のピンである。ここでは、２個の嵌合突起４３は、２個の嵌合穴３５にそれぞれ嵌合される。嵌合突起４３の長さは、嵌合穴３５の深さ以下としているが、それらの寸法は互いの嵌合強度を保持できるサイズであればよい。

図３（ａ）（ｂ）に示されるように、係止部４４は、スリーブ４１の中心軸４０に直角に、かつ、対称に、その上部４５の表面側から切り込まれた長さｕ、最大深さｓ、及び中心軸４０方向の幅ｗを成す２つの円弧状の溝部４４ａからなる。また、この２つの溝部４４ａの間隔は、ｄ１である。この係止部４４は、上記２つの溝部４４ａで保持部５の係り板（係り部）５２（後述）を係止し保持する。溝部４４ａの幅ｗは、係止部４４で係止される保持部５の係り板５２の厚みより広くなっている。なお、スリーブ４１の中心軸４０の位置は、スリーブ４１に光ファイバ６を挿入したときの光ファイバ６の光軸位置に対応する。なお、係止部４４は、スリーブ４１の中心軸４０の周りであれば、何処に配置してもよい。

スリーブブロック４は、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の樹脂部材を含み、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。

図４（ａ）〜（ｃ）に示されるように、保持部５は、金属や樹脂等の平板状の弾性部材から構成され、金属の折り曲げや切り抜き加工、または樹脂成形等により形成された矩形の筒状を成し、その筒状の両端が開放された筐体５１から成る。筐体５１は、その底面（図４（ｂ）のＸ方向から見た側の面）から成りスリーブ４１の係り部４４で保持される係り板（係り部）５２と、その上側面からなる移動制限板（移動制限部）５３と、それらを繋ぐ、内寸の高さｈ１を成す２つの側面５４とを有する。これら係り板５２と、移動制限板５３と、側面５４とは弾性部材により一体に形成される。

係り板５２は、筐体５１の底面がその中心線５０に沿って対称に分離するように切り取られた開口から成る開口部５５を有している。係り板５２は、開口部５５に上記中心線５０に沿って間隔ｄ２の平行な部分を有しスリーブ４１が嵌挿されるＵ字状のスリーブ嵌合部５５ａと、間隔ｄ２より狭い底面分離用の隙間５５ｂとが形成されている。

スリーブ嵌合部５５ａは、そのＵ字状部分の間隔ｄ２がスリーブ４１の係止部４４における２つの溝部４４ａの間隔ｄ１より僅かに小さいか、等しくなっている。また。スリーブ嵌合部５５ａの上記中心線５０に沿う長さは、係り板５２に係止部４４の溝部４４ａを含む全体を挿入可能な長さとし、保持部５をスリーブブロック４に取付ける時に、筐体５１の底面の中央部をスリーブ４１の中心軸４０が通るように構成されている。

また、開口部５５により、筐体５１の底面は分離された形となるが、係り板５２と移動制限板５３とは、筐体５１の両側面５４によって接続されることにより一体構成となっている。係り板５２は、保持部５をスリーブ４１に取付ける際、ユーザが開口部５５を押し広げた状態で、スリーブ４１の係止部４４の２つの溝部４４ａを挟み、嵌合するように取付けられる。なお、筐体５１の両側面５４は、筐体５１の底面の中心線５０に沿って曲面を成していてもよい。

移動制限板５３は、底面側の中心線５０に沿う開口部５５と同じ方向に沿って、Ｕ字状の開口を成す開口部５６を有する。この開口部５６は、筐体５１の上面側にあって、光ファイバ６が挿入可能な幅を有する。また、開口部５６は、フェルール７が嵌挿されたスリーブ４１に保持部５を装着したとき、光ファイバ６が筐体５１の上面側の中央部を貫通可能に構成されている。この移動制限板５３は、スリーブ４１にフェルール７が挿入された状態で、保持部５をスリーブブロック４に保持する際、フェルール７の光ファイバ挿入側の端面７１の少なくとも一部を覆うように形成されている。

図５（ａ）（ｂ）は、回路ブロック３の構成を示す。図５（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３５の中心を結ぶ線分Ｌの中点Ｃである。ここでは、光電変換素子２は、その中心軸（光軸）が上記中心Ｃに位置するように配置される。図５（ｂ）に示されるように、受け部材３２における各嵌合穴３５の周縁部の空洞底面３４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。各嵌合穴３５の周縁部の空洞底面３４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、受け部材３２における嵌合穴３５の周縁部の空洞底面３４と光電変換素子２が実装される部位の表面３１ｃとの高さ関係が、空洞底面３４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。また、光電変換素子２は、回路基板３１の上記中点Ｃに実装される。

次に、ソケット１の組立てについて、図６（ａ）（ｂ）、図７及び図８（ａ）（ｂ）を参照して説明する。本実施形態においては、先ず、回路ブロック３とスリーブブロック４とを組合わせてから、スリーブブロック４にフェルール７が嵌合させ、その後、保持部５をスリーブブロック４とフェルール７とに取付けることにより行われる。

図６は、スリーブブロック４を回路ブロック３に組合わせて嵌合し、かつ、スリーブブロック４にフェルール７が嵌挿された状態を示す。これら回路ブロック３とスリーブブロック４との組立てにおいては、嵌合突起４３が嵌合穴３５に嵌合される。この嵌合により、スリーブブロック４はその底面４８が回路ブロック３の空洞底面３４と接する。それにより、光電変換素子２は、スリーブブロック４の空洞部内に収納され中空封止され、外部応力が掛からないように、また、外部のガス等によりチップが劣化しないようになる。

このフェルール７がスリーブ４１に嵌合されることにより、光ファイバ６と光電変換素子２の光軸合わせが行われる。それにより、いわゆるパッシブアライメントが実行される。その結果、光ファイバ６と光電変換素子２は、両者の光軸が一致し、互いに光学的に結合される。各嵌合穴３５及び各嵌合突起４３は、嵌合時に、上記光軸調整が可能となるように、位置決めがなされている。また、スリーブブロック４にフェルール７が嵌合された状態では、フェルール７はその光ファイバ終端部側の端面７２でスリーブ４１内のストッパ４７に接して位置決め固定される。このとき、フェルール７の光ファイバ挿入側の端面７１と、係止部４４の溝部４４ａの上部側面との距離ｈ２は、筐体５１の内寸の高さｈ１と等しいか、それより僅かに大きくなっている。

ここで、回路ブロック３とスリーブブロック４と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。

先ず、２つの嵌合穴３５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３５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３５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。

各嵌合穴３５の周縁形状及び位置の測定後、その測定された各嵌合穴３５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３５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３５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３５の中心が検出される。そして、その検出された各嵌合穴３５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。

光電変換素子２を回路基板３１に実装した後、嵌合突起４３が嵌合穴３５に嵌合されてスリーブブロック４が受け部材３２に嵌合される。なお、スリーブブロック４及びフェルール７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。

上記のように、回路ブロック３とスリーブブロック４とを組立てた後、使用時に、フェルール７がスリーブブロック４のスリーブ４１に嵌合された状態において、図７に示されるように、保持部５は、矢印のＹ方向からスリーブブロック４に取付けられる。具体的には、保持部５は、係り板５２の開口部５５が押し拡げられ、そのスリーブ嵌合部５５ａがスリーブ４１の係止部４４の２つの溝部４４ａに嵌合するように挿入される。また、これと同時に、移動制限板５３は、そのＵ字状の開口部５６内に光ファイバ６が挿入されて行き、フェルール７の光ファイバ挿入側の端面７１の面上に接するように配置される。

図８（ａ）（ｂ）に示されるように、フェルール７を、その光ファイバ終端部側の端面７２がスリーブ４１内のストッパ４７に接触し停止するまでスリーブ４１内に嵌挿した状態において、保持部５をスリーブブロック４に取付けてソケット１の組立を完了する。このとき、保持部５は、その係り板５２がスリーブ４１の係止部４４に係止され、かつ、移動制限板５３がフェルール７の光ファイバ挿入側の端面７１と接するようにして、フェルール７をスリーブブロック４に保持する。

本実施形態のソケット１によれば、保持部５は、弾性を成し一体形成された係り板５２と移動制限板５３とが、それぞれスリーブ４１の係止部４４の溝部４４ａとフェルール７の光ファイバ挿入側の端面７１とを挟むように配置される。これにより、使用時に光ファイバ６に何らかの物理的負荷が掛かり、フェルール７がスリーブ４１の軸方向に沿ってレンズ４２から離れる方向に引っ張られたとしても、移動制限板５３によりフェルール７の移動を抑えることができる。従って、光ファイバ６が引っ張られても、フェルール７の移動を抑え、光ファイバ６とレンズ４２間の位置関係を一定に保つことができるので、光ファイバ６と光電変換素子２間の光結合効率の低下を防止することができる。

また、保持部５は、矩形の筐体５１の上面側と底面側にそれぞれ開口部５５、５６を設けただけの簡単な構造なので、金属加工や樹脂成形により容易に形成できる。また、スリーブ４１の係止部４４も、スリーブ側面に細長の溝部４４ａを設けるだけで簡単に構成できる。従って、保持部５のスリーブブロック４への取付け、取り外しが極めて簡単であり利便性がよい。なお、移動制限板５３は、光ファイバ挿入側の端面７１に接していなくても、光ファイバ６の光軸に沿って光ファイバ挿入側の端面７１からある一定距離内にあり、光ファイバ６と光電変換素子２との光結合効率が所定レベル範囲に保たれるように位置すればよい。また、フェルール７の光ファイバ挿入側の端面７１に段差構造などを設け、この段差構造における段差面（端面以外の部分）を移動制限板５３が覆って保持するようにしてもよい。

また、一般に光電変換素子と光ファイバとの光結合による光伝送は、光電変換素子をケース内に保持したトランシーバと、フェルールを保持したプラグとを嵌合させて行われるが、この場合は上記ケースやプラグを必要とする。これに対し、本実施形態では、光電変換素子２を含む回路ブロック３と、フェルール７を嵌挿するスリーブブロック４とが一体構造とされ、保持部５でフェルール７をスリーブブロック４に保持して、光電変換素子２と光ファイバとの光結合を行う。従って、トランシーバ用のケースや、フェルール保持用のプラグを必要としないので、構成が簡単に、かつ、低コストにできる。

また、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３５に嵌合させ、フェルール７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６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。

また、受け部材３２の嵌合穴３５は、受け部材３２と回路基板３１との一体成形で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３５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嵌合穴を形成する場合と比べ、嵌合穴３５の寸法及び位置精度を高くすることができるので、嵌合穴３５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。

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３５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３５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３５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７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６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。

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４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。

また、嵌合穴３５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３５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３５の周縁部の空洞底面３４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３５間及び各嵌合穴３５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。

以下、上記実施形態の各種変形例を示す。
（第１の変形例）
図９（ａ）（ｂ）は、上記実施形態の第１の変形例に係るソケットの保持部５の構成を示す。この変形例においては、保持部５の係り板５２が開口部５５のスリーブ挿入端側に突起部５２ａを有し、かつ、筐体５１の側面５４が曲面を成している。

保持部５の係り板５２は、開口部５５のスリーブ４１の挿入口側に、保持部５の抜け防止用として２つの半円形状の突起部５２ａを有する。これらの突起部５２ａは、筐体５１の底面の中心線５０に関して対称に形成され、その向き合う半円形状の頂点部間の間隔ｄ３が開口部５５の間隔ｄ２に比べて短くなっている。このため、開口部５５のスリーブ挿入端側の開口幅が狭くなっている。この突起部５２ａは、係り板５２をスリーブ４１の係止部４４に係止することが可能な範囲内で突出する形状とされている。保持部５の係り板５２をスリーブ４１の係止部４４に嵌入するときに、保持部５の突起部５２ａがスリーブ４１に当接した状態において、保持部５の係り板５２がスリーブ４１により押圧されて弾性変形し、保持部５の開口部５５が拡げられる。スリーブ４１は、突起部５２ａを乗り越えて開口部５５内に保持されると、突起部５２ａが抜け止めになるので、容易には抜けないようになっている。

また、保持部５は、筐体５１の側面５４が筐体５１の底面の中心線５０に沿い、筐体５１内に向って凹型状の曲面を成し、側面５４でバネ性を持たしている。このとき、保持部５は、スリーブ４１に挿入前の状態では、筐体５１の底面である係り板５２と、筐体５１の上面である移動制限板５３との間における筐体５１の内寸の高さｈ１が、側面５４側から中心線５０側に向って僅かに狭くなっている。

図１０に示されるように、保持部５は、フェルール７が嵌挿された状態のスリーブ４１の係止部４４と光ファイバ挿入側の端面７１とを、係り板５２、移動制限板５３、及び側面５４によるコの字状の板バネで挟む形でスリーブブロック４に取付けられる。

本変形例によれば、保持部５が、一旦、開口部５５からスリーブ４１に挿入されると、係り板５２の突起部５２ａにより、スリーブ４１から簡単に抜けないようにできる。さらに、保持部５は側面５４の湾曲によりそのバネ性を強くすることができ、フェルール７の光ファイバ挿入側の端面７１をレンズ４２方向に押圧することができるので、光ファイバ６をスリーブ４１内で、より移動し難くすることができる。なお、側面５４の湾曲は、筐体５１の外側に向け凸状であってもよい。

（第２の変形例）
図１１（ａ）（ｂ）は上記実施形態の第２の変形例に係るソケットの保持部５の構成を示す。この保持部５は、スリーブ４１の光ファイバ挿入側の端面７１上に光ファイバを囲むように配されたブッシング９を有する点が第１の変形例と異なる。

ブッシング９は、ゴムや樹脂等の弾性部材よりなり、光ファイバ６を通すための光ファイバ挿入溝（溝）９１と、光ファイバ挿入溝９１が貫通する、円錐台形状の本体部９２と本体部９２を支える円柱台形状の支持部９３とを有する。また、本体部９２と支持部９３との間には、ブッシング９を保持部５の筐体５１の移動制限板５３に取付けるための筐体取付溝９４が、光ファイバ挿入溝９１の周りに沿って形成されている。ここでは、ブッシング９は、支持部９３の円柱台の端面径が本体部９２の円錐台底面の外径より大きく、それら円柱台及び円錐台の中心軸を共通にし、その中心軸の周りに回転する回転体形状となっている。また、支持部９３の端面の面積は、フェルール７の端面（７１、７２）の面積に等しいか、それより大きいことが望ましい。

光ファイバ挿入溝９１は、本体部９２と支持部９３の中心軸に沿い、ブッシング９の中心部を貫通して光ファイバを保持するための貫通孔９５と、この貫通孔９５の側面から光ファイバ６を軸方向に沿って挿入し貫通孔９５内に収めるための側壁溝９６とを有する。ここでは、貫通孔９５の径、及び光ファイバ６を挿入するための側壁溝９６の挿入幅は、光ファイバの径と同等又はそれより僅かに小さくし、光ファイバ６挿入後、光ファイバ６がブッシング９から抜け難くしている。筐体取付溝９４は、ブッシング９の中心軸に沿う間隔ｄ４が保持部５の筐体５１における移動制限板５３の板厚に等しいか、それより僅かに小さくなるように形成されている。

保持部５の筐体５１へのブッシング９の取付けは、筐体５１の移動制限板５３をその開口部５６のＵ字状開口に沿って、ブッシング９の筐体取付溝９４に嵌入することにより行われる。このとき、ブッシング９は、その貫通孔９５が筐体５１の中心部に配置されるようになっている。

図１２に示されるように、保持部５のスリーブブロック４への取付けは、フェルール７をスリーブ４１に取付けた状態において、光ファイバ６をブッシング９の光ファイバ挿入溝９１に挿入しながら、係り板５２をスリーブ４１の係止部４４に係止させていく。これと同時に、係り板５２と移動制限板５３との間隔を拡げながら、ブッシング９の支持部９３の底面でフェルール７の光ファイバ挿入側の端面７１を押圧するようにして移動制限板５３を配置する。

これにより、光ファイバ６は、保持部５に固定されたブッシング９で支持されるので、外部からの物理的負荷により光ファイバ６に曲げ方向の力が掛かったとき、光ファイバ６に負担を掛けず、光ファイバ６の局部的な曲がりを抑えることができる。従って、例えば、光ファイバ６を、フェルール７からの引出方向を左右に変えるために曲げた場合においても、ブッシング９により光ファイバ６の局部的な曲りを防ぐことができ、光ファイバ６を保護することができる。

（第３の変形例）
図１３（ａ）（ｂ）は、上記実施形態の第３の変形例に係るソケットにおける保持部５の構成を示す。この変形例は、ブッシング９の光ファイバ挿入溝９１の断面形状がＲ形状である点が第２の変形例と異なる。

このブッシング９においては、本体部９２は光ファイバ６をＲ形状に曲げるための円弧型の断面を成すベント形状を成している。光ファイバ挿入溝９１は、本体部９２の中央部を、Ｒ形状を成して貫通し、かつ、支持部９３の中央部を貫通するように構成されている。本体部９２は、円柱状ブロックをその中心軸の周りを所定の円弧角φの角度幅で切り取った部分からなる円弧台形状を成し、この円弧に沿って光ファイバ挿入溝９１がＲ形状に形成されている。また、本体部９２は、その切取面９７で支持部９３と接続されて一体と成り、その切取面９８から光ファイバ６が取り出される。ここでは、ブッシング９の本体部９２の円弧角φを９０°としている。また、ブッシング９は、第２の変形例の場合と同様に、筐体取付溝９４を筐体５１の移動制限板５３に挿入して、筐体５１に取り付けられる。なお、上記の例では、ブッシング９の断面の円弧角φを９０°としたが、これに限るものではない。

図１４に示されるように、Ｒ形状のブッシング９を取り付けた保持部５は、その係り板５２がスリーブ４１の係止部４４に係止され、かつ、移動制限板５３がフェルール７の光ファイバ挿入側の端面７１を覆って押圧するように取付けられる。従って、本変形例は、光ファイバ６をＲ形状にしてフェルール７の中心軸と直交する方向に引き出せるので、光ファイバ６に負荷を掛けずに、フェルール７からの引出方向を変えることができる。これにより、光ファイバ６の配線の自由度が増す。

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、上記実施形態及び各種変形例では、保持部５の形状を矩形の筐体５１としたが、保持部５の形状は、フェルールをスリーブブロックに保持できる形状であればよい。また、上記実施形態及び各種変形例では、スリーブ４１の係止部４４は溝状としたが、保持部の係り部を係止できるものであれば、その構造は限定されない。また、スリーブ４１の係止部４４は、スリーブ４１の上部４５に形成したが、下部４６を含め、スリーブ４１上にあればよい。また、回路基板３１は配線パターンが積層された多層基板としてもよい。また、スリーブブロックの底面がレーザ又は超音波等の照射により回路ブロックに溶着されて、光電変換素子が気密封止されていてもよい。光電変換素子２は、回路基板３１の上記中点Ｃに実装された状態で、光透過樹脂により封止してもよい。

１ ソケット（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 受け部材（スリーブブロック受け部材）
３５ 嵌合穴
４ スリーブブロック
４０ 中心軸（光軸）
４１ スリーブ
４２ レンズ
４３ 嵌合突起
４４ 係止部
５ 保持部（保持部材）
５２ 係り板（係り部）
５３ 移動制限板（移動制限部）
６ 光ファイバ
７ フェルール
７１ 光ファイバ挿入側端面（請求項における光ファイバ挿入端面）
７２ 光ファイバ終端部側端面
９ ブッシング
９１ 光ファイバ挿入溝（溝）

Claims (5)

1. 光電変換素子と、前記光電変換素子を実装した回路基板とを有する回路ブロックと、光ファイバの先端部に嵌装したフェルールを嵌挿するためのスリーブを有し前記回路ブロックと組合わせられるスリーブブロックと、を備え、前記スリーブブロックに前記フェルールを挿入することにより、前記光電変換素子と光ファイバとを光学的に結合する光ファイバ用ソケットにおいて、
   前記フェルールを前記スリーブブロックに保持するための保持部材を、さらに備えことを特徴とする光ファイバ用ソケット。
2. 前記スリーブブロックは、前記保持部材を係止するための係止部を有し、
   前記保持部材は、前記係止部に係止される係り部と、前記フェルールがスリーブに挿入された状態で、前記フェルールの光ファイバ端面側と反対側の光ファイバ挿入端面の少なくとも一部を覆い前記フェルールの移動を制限するための移動制限部と、を有し、
   前記係り部と前記移動制限部とが弾性部材により一体に形成されていることを特徴とする光ファイバ用ソケット。
3. 前記保持部材は、前記光ファイバ挿入端面上に光ファイバを囲むように配されたブッシングを、さらに有す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。
4. 前記ブッシングは、前記光ファイバを通すための溝を有し、前記溝の断面形状がＲ形状であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光ファイバ用ソケット。
5. 前記回路ブロックは、前記回路基板と一体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し、
   前記スリーブブロックは、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、前記スリーブと、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、
   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請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の光ファイバ用ソケット。

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