JP4985375B2 - 光モジュールおよび光モジュールの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバから伝送された光信号を電気信号に変換するための光モジュール及び光モジュールの製造方法に関する。

ＬＳＩ（大規模集積回路）間における信号の高速化に伴い、電気による伝送が、ノイズや消費電力の増加の解消をし難くなるため、ＬＳＩ間を光通信で伝送する試みがなされている。このような光通信では、小型化及び簡易実装による低コスト化が要求されている。

従来の光モジュールおよび光モジュールの製造方法の一例として、図９に示すように、光電変換素子１０１と、光電変換素子１０１に電気的に接続されたリードインサート成型フェルール１０２と、から構成された光モジュール１００が知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記の特許文献１に開示された光モジュール１００では、リードインサート成型フェルール１０２に光ファイバ１０３を挿入する貫通穴１０４が形成されており、貫通穴１０４に光ファイバ１０３が挿入されることで、光ファイバ１０３を軸方向に位置決めするようになっている。

特開２００６−５９８６７号公報

ところが、上記特許文献１に開示された光モジュール１００では、小型であるため光ファイバをリードインサート成型フェルール１０２の貫通穴１０４に挿入する際に高精度な挿入が要求される。また、光ファイバが複数である場合、光ファイバ毎に貫通穴１０４に確実に挿入させることが難しかった。

また、光ファイバ１０３を光電変換素子１０１に光学的に接続する際に、光ファイバ１０３の軸方向については位置決めされるが、押し込み量を所定の量に定めることが難しかった。

そこで本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、フェルールに対する光ファイバの位置決めを簡単に行えるとともに、光ファイバの押し込み量を簡単に設定することができる光モジュールおよび光モジュールの製造方法を提供することを目的としている。

前記課題を解決することのできる本発明に係る光モジュールは、光電変換素子と、前記光電変換素子に対応する位置に光ファイバ挿通孔を備えるフェルールと、光ファイバを保持し前記光ファイバ挿通孔に前記光ファイバを挿入して前記フェルールと結合するファイバ保持部材と、を備えている光モジュールであって、前記ファイバ保持部材は、前記フェルールに結合する際に、前記フェルールに対する前記光ファイバの位置決めを行うガイド部材を有していることを特徴としている。

このように構成された光モジュールによれば、ファイバ保持部材がフェルールに結合される際に、光ファイバがフェルールの光ファイバ挿通孔に挿入されるとき、ガイド部材によってフェルールに対する光ファイバの位置が位置決めされる。これにより、光ファイバが複数であったとしても、各光ファイバ毎にフェルールの光ファイバ挿通孔に確実に挿通させることができる。そして、ファイバ保持部材がフェルールに結合される位置が、光電変換素子との光学的結合が可能な光ファイバの押し込み量に設定される。したがって、フェルールに対する位置決めを簡単に行えるとともに、光ファイバの押し込み量を簡単に設定することができる。

また、本発明に係る光モジュールにおいては、前記ガイド部材は、前記ファイバ保持部材に保持されるガイドピンであり、前記フェルールは、前記ガイドピンを挿入するガイドピン挿入孔を有していることが好ましい。

このように構成された光モジュールによれば、ガイド部材がファイバ保持部材に保持されるガイドピンであれば、ファイバ保持部材がフェルールに結合される際に、ガイドピンがフェルールに対して進行していくことで、フェルールに対して位置決めされている光ファイバをフェルールの光ファイバ挿通孔に確実に挿通させることができる。

また、本発明に係る光モジュールにおいては、前記ガイド部材は、前記フェルールに保持されるガイドピンであり、前記ファイバ保持部材は、前記ガイドピンを挿入するガイドピン挿入孔を有していることが好ましい。

このように構成された光モジュールによれば、ガイド部材がフェルールに保持されるガイドピンであれば、ファイバ保持部材がフェルールに結合される際に、ガイドピンがファイバ保持部材に対して進行していくことで、フェルールに対して位置決めされている光ファイバをフェルールの光ファイバ挿通孔に確実に挿通させることができる。

また、本発明に係る光モジュールにおいては、前記ファイバ保持部材は、前記フェルールと結合した際に、前記光ファイバの先端面が前記光電変換素子と光学的に接続するように、前記光ファイバの突き出し長を所定の長さに調整して保持していることが好ましい。

このように構成された光モジュールによれば、ファイバ保持部材がフェルールと結合した際に、ファイバ保持部材が光ファイバの突き出し長を所定の長さに調整して保持しているため、光ファイバの先端面を光電変換素子に非接触にして確実に光学的に接続することができる。

また、本発明に係る光モジュールにおいては、前記ガイド部材は、前記ファイバ保持部材からの突き出し長が、前記光ファイバの突き出し長よりも長いことが好ましい。

このように構成された光モジュールによれば、ファイバ保持部材がフェルールに結合される際に、光ファイバがフェルールの光ファイバ挿通孔に挿入されるとき、ガイド部材は、ファイバ保持部材からの突き出し長が、光ファイバの突き出し長よりも長いことによって、フェルールの光ファイバ挿通孔に対する光ファイバの進行方向を誘導して確実に挿通させることができる。

また、本発明に係る光モジュールにおいては、前記フェルールと前記ファイバ保持部材は、着脱可能な状態で固定されていることが好ましい。

このように構成された光モジュールによれば、フェルールとファイバ保持部材とが着脱可能な状態で固定されることで、光ファイバの増設時やメンテナンス時にフェルールとファイバ保持部材を容易に分解することができ、作業性の向上を図ることができる。

また、上記課題を解決することのできる本発明に係る光モジュールの製造方法は、光ファイバをファイバ保持部材に保持する工程と、フェルールに対する前記光ファイバの位置決めを行うガイド部材を介して、前記光ファイバをフェルールに有する光ファイバ挿通孔に対して位置決め挿入して前記ファイバ保持部材を前記フェルールに結合する工程と、を含むことを特徴としている。

このように構成された光モジュールの製造方法によれば、光ファイバをファイバ保持部材に保持してから、フェルールに対する光ファイバの位置決めを行うガイド部材を介して、光ファイバをフェルールに有する光ファイバ挿通孔に対して位置決め挿入してファイバ保持部材をフェルールに結合する。これにより、光ファイバが複数であったとしても、各光ファイバ毎にフェルールの光ファイバ挿通孔に確実に挿通させることができる。また、ファイバ保持部材がフェルールに結合される位置が、光電変換素子との光学的結合が可能な光ファイバの押し込み量に設定される。したがって、フェルールに対する位置決めを簡単に行えるとともに、光ファイバの押し込み量を簡単に設定して光モジュールを製造することができる。

本発明に係る光モジュールおよび光モジュールの製造方法によれば、フェルールに対する位置決めを簡単に行えるとともに、光ファイバの押し込み量を簡単に設定することができる光モジュールおよび光モジュールの製造方法を提供できる。

以下、図を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。

図１〜図７は本発明に係る光モジュールおよび光モジュールの製造方法の一実施形態を示すもので、図１は本発明の一実施形態に係る光モジュールの分解平面図、図２は本発明の一実施形態に係る光モジュールの製造方法を説明する第１工程の平面図、図３は第２工程の平面図、図４は第３工程の平面図、図５は第４工程の平面図、図６は本発明の一実施形態に係る光モジュールの製造方法を説明する最終形態の平面図、図７は最終形態の変形例の平面図である。

図１に示すように、光モジュール１０は、光ファイバ１２を収納している光テープ心線１１と、フェルール１３と、光電変換素子１４と、ファイバ保持部材１５と、ガイド部材である複数のガイドピン１６と、を主として備える。

光テープ心線１１は、複数本の光ファイバ１２が被覆部１７内に所定のピッチで平行に配列されており、端末部分の被覆部１７が除去されて光ファイバ１２が露出される。

フェルール１３は、導電性のない、例えばエポキシ樹脂を素材して直方体形状に形成されたリードインサート成型フェルールである。このフェルール１３は、光ファイバ１２に対応した中央側位置に、複数のフェルール側光ファイバ挿通孔１８がそれぞれ形成されている。また、フェルール側光ファイバ挿通孔１８の外側に複数のフェルール側ガイドピン挿入孔１９がそれぞれ形成されている。

フェルール側光ファイバ挿通孔１８とフェルール側ガイドピン挿入孔１９とは、光ファイバ１２の光導波路に対してそれぞれ平行に配置されており、それぞれが光ファイバ１２の外径寸法よりも僅かに大きい内径寸法を有する。なお、フェルール側ガイドピン挿入孔１９は、図１中のガイドピン１６挿入側の内径寸法が大きく、光電変換素子１４側の内径寸法が小さい、テーパ孔形状であるのが好ましい。

光電変換素子１４は、長波長面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）やＰＤアレイの比較的安価な受発光素子を内蔵しており、複数の端子２０を通じてフェルール１３の前面に接続されている。光電変換素子１４は、それぞれの光ファイバ１２から伝送された光信号を電気信号に変換し、複数の端子２０を通じて不図示の電気配線から電気信号を取り出して、不図示の制御回路に送給する。このとき、フェルール１３のフェルール側光ファイバ挿通孔１８は、それぞれの端子２０間にあって光電変換素子１４の受光側に対応して配置されている。

ファイバ保持部材１５は、導電性のない、例えばエポキシ樹脂を素材してフェルール１３の幅寸法に同等の幅寸法で、フェルール１３の長さ寸法よりも十分に短い長さ寸法を有する直方体形状に形成されている。ファイバ保持部材１５は、光ファイバ１２に対応した中央側位置に、複数のファイバ保持部材側光ファイバ挿通孔２１が形成されており、ファイバ保持部材側光ファイバ挿通孔２１の外側に、複数のファイバ保持部材側ガイドピン挿入孔２２が形成されている。

ファイバ保持部材側光ファイバ挿通孔２１とファイバ保持部材側ガイドピン挿入孔２２とは、光ファイバ１２の光導波路に対してそれぞれ平行に配置されており、それぞれが光ファイバ１２の外径寸法よりも僅かに大きい内径寸法を有する。なお、ファイバ保持部材側ガイドピン挿入孔２２は、図１中のガイドピン１６挿入側の内径寸法が大きく、フェルール１３側の内径寸法が小さい、テーパ孔形状であるのが好ましい。

ガイドピン１６は、導電性のない、例えばアルミニウムを素材として丸棒形状に形成されている。また、外径寸法は光ファイバ１２の外径寸法と同等である。

次に、図２〜図７を参照して、本発明の一実施形態に係る光モジュールの製造方法について説明する。

図２に示すように、第１工程は、光ファイバ１２をファイバ保持部材１５に保持するとともにガイドピン１６をファイバ保持部材１５に保持する。

この第１工程では、光テープ心線１１の端末部分の被覆部１７が除去されて露出されている複数の光ファイバ１２が、ファイバ保持部材１５のファイバ保持部材側光ファイバ挿通孔２１に挿通される。また、複数のガイドピン１６が、ファイバ保持部材１５のファイバ保持部材側ガイドピン挿入孔２２に挿通される。このとき、複数の光ファイバ１２は、ファイバ保持部材１５のファイバ保持部材側光ファイバ挿通孔２１に挿通されることで、それぞれのピッチに一致しているファイバ保持部材側光ファイバ挿通孔２１によって支持される。また、ガイドピン１６は、ファイバ保持部材１５の挿入側に僅かに突出するように挿通される。なお、光テープ心線１１の端末部分で複数の光ファイバ１２をファイバ保持部材１５に一体成型しても良い。

図３に示すように、第２工程は、ファイバ保持部材１５の挿入側に接着剤２３が塗布される。この第２工程では、接着剤２３が塗布されることで、複数のガイドピン１６及び複数の光ファイバ１２がファイバ保持部材１５に固定される。

図４に示すように、第３工程は、ファイバ保持部材１５に固定されている複数の光ファイバ１２の先端部分が切断される。この第３工程では、複数の光ファイバ１２の先端部分が切断されることで、光ファイバ１２の先端部分に、光導波方向に対して直交していて光ファイバ１２端面における損失を抑えるための突き出し長を揃えられた光導出面２４がそれぞれ整列される。

このとき、光ファイバ１２のファイバ保持部材１５からの突き出し長Ｌ１は、フェルール１３のフェルール側光ファイバ挿通孔１８を通じた光電変換素子１４との光学的結合が可能な位置までの長さ寸法（図１参照）Ｌ２に一致している。なお、ここで云う光学的結合とは、光ファイバ１２が光電変換素子１４に非接触で光学的な接続効率が良好である状態を意味する。

また、ガイドピン１６のファイバ保持部材１５からの突き出し長さＬ３は、光ファイバ１２の突き出し長Ｌ１よりも十分に長く設定されている。

図５に示すように、第４工程は、複数の光ファイバ１２及び複数のガイドピン１６が固定されているファイバ保持部材１５がフェルール１３に向けて進行される。

この第４工程では、ファイバ保持部材１５がフェルール１３に向けて進行されることで、複数の光ファイバ１２よりも突き出し長Ｌ３が長いガイドピン１６がフェルール１３のフェルール側ガイドピン挿入孔１９に先に挿入される。その後、光ファイバ１２がフェルール１３のフェルール側光ファイバ挿通孔１８に挿入されていく。

そして、図６に示すように、フェルール１３のフェルール側ガイドピン挿入孔１９に挿通されたガイドピン１６がフェルール１３の前面に突出される。このとき、フェルール１３のフェルール側光ファイバ挿通孔１８に挿通された光ファイバ１２の光導出面２４が複数の端子２０，２０間で光電変換素子１４に光学的結合が可能な位置に配置される。これにより、フェルール１３とファイバ保持部材１５とが接着剤等で固着されて光モジュール１０が製造される。

なお、図７に示すように、接着剤等に代えて、フェルール１３とファイバ保持部材１５との両側部に、クリップ部材２４を掛止させても良い。この場合、フェルール１３とファイバ保持部材１５とを分解可能な機能を持たせて組み立てることができる。これにより、
光ファイバの増設時やメンテナンス時に、掛止されたクリップ部材２４を外すだけでフェルール１３とファイバ保持部材１５を容易に分解することができ、作業性の向上を図ることができる。

以上説明したように、本実施形態の光モジュール１０によれば、ファイバ保持部材１５がフェルール１３に結合される際に、光ファイバ１２がフェルール１３のフェルール側光ファイバ挿通孔１８に挿入される。このとき、ガイドピン１６によってフェルール１３に対する光ファイバ１２の位置が位置決めされる。これにより、複数本の光ファイバ１２をフェルール１３のフェルール側光ファイバ挿通孔１８に確実に挿通させることができる。そして、ファイバ保持部材１５のフェルール１３に結合される位置が、光電変換素子１４との光学的結合が可能な光ファイバ１２の押し込み量として設定される。したがって、フェルール１３に対するファイバ保持部材１５の位置決めを簡単に行えるとともに、光ファイバ１２の押し込み量を簡単に設定することができる。

また、本実施形態の光モジュール１０によれば、ガイドピン１６がファイバ保持部材１５に保持されることで、ファイバ保持部材１５がフェルール１３に結合される際に、ガイドピン１６がフェルール１３に対して進行していく。これにより、フェルール１３に対して挿通位置が決められている光ファイバ１２をフェルール側光ファイバ挿通孔１８内に確実に位置決めさせることができる。

また、本実施形態の光モジュール１０によれば、ファイバ保持部材１５がフェルール１３と結合した際に、ファイバ保持部材１５が光ファイバ１２の突き出し長Ｌ１を所定の長さに調整して保持している。このため、光ファイバ１２の光導出面２４を光電変換素子１４に非接触で光学的に接続することができる。

また、本実施形態の光モジュール１０によれば、ファイバ保持部材１５がフェルール１３に結合される際に、光ファイバ１２がフェルール１３のフェルール側光ファイバ挿通孔１８に挿入される。このとき、ガイドピン１６は、ファイバ保持部材１５からの突き出し長Ｌ３が、光ファイバの突き出し長ｌ１よりも長いので、フェルール１３のフェルール側光ファイバ挿通孔１８に対する光ファイバ１２の進行方向を誘導して確実に挿通させることができる。

また、本実施形態の光モジュールの製造方法によれば、光ファイバ１２をファイバ保持部材１５に保持してから、フェルール１３に対する光ファイバ１２の位置決めを行うガイドピン１６を介して、ファイバ保持部材１５をフェルール１３に結合することで、光ファイバ１２をフェルール側光ファイバ挿通孔１８内の所定位置に挿入することができる。これにより、複数の光ファイバ１２毎にフェルール側光ファイバ挿通孔１８内に確実に挿通させることができる。また、ファイバ保持部材１５がフェルール１３に結合される結合位置が、光電変換素子１４との光学的結合が可能な光ファイバ１２の押し込み量に設定される。したがって、フェルール１３に対する位置決めを簡単に行えるとともに、光ファイバ１２の押し込み量を簡単に設定して光モジュール１０を製造することができる。また、特別な設備を必要としないので、自動作業に加えて、手動作業でも光ファイバ１２の組付け作業を行うことができる。

次に、図８を参照して、本発明の一実施形態に係る光モジュール及び光モジュールの製造方法の変形例について説明する。図８は本発明の一実施形態に係る光モジュールの製造方法の変形例の平面図である。

本変形例では、複数のガイドピン１６がフェルール１３のフェルール側ガイドピン挿入孔１９に予め固定されている。そして、ガイドピン１６が固定されているフェルール１３を複数の光ファイバ１２が固定されているファイバ保持部材１５に向けて進行させるようにしており、他の部位は、上述した一実施形態と同一に構成されている。

本変形例は、上述した一実施形態の光モジュール１０及び光モジュールの製造方法と同様の作用効果を奏するため、それらの説明は省略されるが、特に本変形例によれば、ガイドピン１６がフェルール１３に保持される。これにより、ファイバ保持部材１５がフェルール１３に結合される際に、ガイドピン１６がファイバ保持部材１５に対して進行していく。したがって、フェルール１３に対して位置決めされている光ファイバ１２をフェルール１３のフェルール側光ファイバ挿通孔１８に確実に挿通させることができる。

なお、本発明に係る光モジュールおよび光モジュールの製造方法は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形や改良等が可能である。例えば、フェルールのフェルール側光ファイバ挿通孔をフェルール側ガイドピン挿入孔として兼用しても良く、同様にファイバ保持部材のファイバ保持部材側光ファイバ挿通孔をファイバ保持部材側ガイドピン挿入孔として兼用しても良い。

また、光ファイバは、被覆部なしの裸ファイバであっても良い。さらに、ガイド部材として、図示したガイドピンに代えて、フェルールと、ファイバ保持部材とに凹凸形状をそれぞれ形成しておき、それらを嵌め込むようにする構造としても良い。

本発明の一実施形態に係る光モジュールの分解平面図である。 図１の光モジュールの製造方法を説明する第１工程の平面図である。 図１の光モジュールの製造方法を説明する第２工程の平面図である。 図１の光モジュールの製造方法を説明する第３工程の平面図である。 図１の光モジュールの製造方法を説明する第４工程の平面図である。 図１の光モジュールの製造方法を説明する最終形態の平面図である。 図６の変形例を説明する平面図である。 本発明の一実施形態に係る光モジュールの製造方法の変形例を説明する平面図である。 従来の光モジュールの断面図である。

符号の説明

１０ 光モジュール
１２ 光ファイバ
１３ フェルール
１４ 光電変換素子
１５ ファイバ保持部材
１６ ガイドピン（ガイド部材）
１８ フェルール側光ファイバ挿通孔（光ファイバ挿通孔）
１９ フェルール側ガイドピン挿入孔（ガイドピン挿入孔）
２２ ファイバ保持部材側ガイドピン挿入孔（ガイドピン挿入孔）

Claims (4)

1. 光電変換素子と、該光電変換素子に対応する位置に光ファイバ挿通孔を備えるフェルールと、光ファイバを保持し前記光ファイバ挿通孔に前記光ファイバを挿入して前記フェルールと結合するファイバ保持部材と、を備えている光モジュールであって、
   前記ファイバ保持部材と前記フェルールを結合する際に、前記フェルールに対する前記ファイバ保持部材の位置決めを行うガイド部材を有しており、
   前記ファイバ保持部材は、前記光ファイバの先端面が前記光電変換素子と光学的に接続するように、前記光ファイバの突き出し長を所定の長さに調整して保持しており、
   前記フェルールと前記ファイバ保持部材は、クリップ部材によって着脱可能な状態で固定されていることを特徴とする光モジュール。
2. 前記ガイド部材は、前記ファイバ保持部材に保持されるガイドピンであり、前記ファイバ保持部材からの突き出し長が前記光ファイバの突き出し長よりも長く、前記フェルールは、前記ガイドピンを挿入するガイドピン挿入孔を有していることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
3. 前記ガイド部材は、前記フェルールに保持されるガイドピンであり、前記ファイバ保持部材は、前記ガイドピンを挿入するガイドピン挿入孔を有していることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
4. 光ファイバの先端面が光電変換素子と光学的に接続するように、前記光ファイバの突き出し長を所定の長さに調整して保持するように前記光ファイバをファイバ保持部材に保持する工程と、
   フェルールに対する前記光ファイバの位置決めを行うガイド部材を介して、前記光ファイバを前記フェルールに有する光ファイバ挿通孔に対して位置決め挿入して前記ファイバ保持部材を前記フェルールに着脱可能な状態で結合する工程と、を含むことを特徴とする光モジュールの製造方法。

Images