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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Modul, welches eine optische Vorrichtung und ein lichttransmittierendes Element umfasst, welches aus einem Material hergestellt ist, welches Licht transmittiert, und ein Verfahren zum Herstellen des optischen Moduls.
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STAND DER TECHNIK
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Um ein solches optisches Modul herzustellen, ist es wichtig, die optische Vorrichtung und das lichttransmittierende Element exakt zu positionieren. Entsprechend der Offenbarung der
JP 2009-271457 A wird ein Positionieren der optischen Vorrichtung und des lichttransmittierenden Elements durch ein Beobachten von Licht, welches durch eine Linse hindurch transmittiert wird, mit Hilfe eines Mikroskops durchgeführt.
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JP 2009-271457 A ist ein Beispiel des Standes der Technik.
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Als ein Typ von solchen optischen Modulen ist ein optisches Modul bekannt, bei welchem eine Linse Licht (Licht einer Wellenlänge zum Einsatz in der Kommunikation) kollimiert, welches emittiert wird, oder paralleles Licht konvergiert oder bündelt, welches von einem optischen Gegenstückelement emittiert wird. Da Licht, welches durch den Raum propagiert, paralleles Licht ist, reduziert dieses optische Modul die Kopplungsverluste, welche auftreten, wenn das optische Modul und das optische Gegenstückelement mit Bezug auf eine axiale Richtung gegeneinander verschoben sind. Das heißt, dass dieses optische Modul gegen ein Verschieben mit Bezug auf die axiale Richtung beständig ist.
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Jedoch wird mit diesem optischen Modul, wenn Licht einer Wellenlänge zum Einsatz in der Kommunikation verwendet wird, das Licht kollimiert, welches durch den Raum propagiert, und das Licht, welches von der optischen Vorrichtung reflektiert wird, wird nicht abgebildet. Daher kann ein Positionieren der optischen Vorrichtung und des lichttransmittierenden Elements nicht durchgeführt werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, es zu ermöglichen, eine optische Vorrichtung und ein lichttransmittierendes Element eines optischen Moduls, von welchem paralleles Licht emittiert wird oder auf welches paralleles Licht fällt oder trifft, ohne Umstände zu positionieren.
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Um sich dem oben beschriebenen Problem anzunehmen, umfasst ein optisches Modul gemäß der Erfindung eine optische Vorrichtung und ein lichttransmittierendes Element, welches aus einem lichtdurchlässigen Material hergestellt ist. Das lichttransmittierende Element hat einen Passabschnitt (fitting portion), in welchem ein optisches Gegenstückelement eingepasst ist, und einen Linsenabschnitt, welcher Licht einer ersten Wellenlänge kollimiert, welches aus der optischen Vorrichtung emittiert wird, oder paralleles Licht der ersten Wellenlänge, welches aus dem optischen Gegenstückelement emittiert wird, in konvergierendes oder gebündeltes Licht bündelt, welches auf die optische Vorrichtung fällt. Das lichttransmittierende Element ist in einer solchen Form gebildet, dass, wenn sichtbares Licht einer zweiten Wellenlänge eingestrahlt wird, welche kleiner als die erste Wellenlänge ist, die Position einer Abbildungsebene in einer Richtung einer optischen Achse, auf welcher das Licht der zweiten Wellenlänge, welches durch den Linsenabschnitt hindurch transmittiert und durch die optische Vorrichtung reflektiert wird, abgebildet wird, mit der Position einer vorderen Endoberfläche (leading end surface) des Passabschnitts in der Richtung der optischen Achse zusammenfällt.
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Es wird bevorzugt, dass ein vorderes Ende des Passabschnitts eine Ringform hat, wobei der Mittelpunkt der Ringform auf der optischen Achse lokalisiert ist.
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Ein Verfahren zum Herstellen des optischen Moduls gemäß der Erfindung umfasst einen Positionierschritt, wobei der Positionierschritt ein Bestrahlen der optischen Vorrichtung und des lichttransmittierenden Elements mit Licht der zweiten Wellenlänge und ein Positionieren der optischen Vorrichtung relativ zu dem lichttransmittierenden Element mittels eines Bewegens von zumindest einem von der optischen Vorrichtung und des lichttransmittierenden Elements umfasst, während die relativen Positionen der Abbildungsebene und der vorderen Endoberfläche des Passabschnitts mit Hilfe eines Abbildungsapparats beobachtet werden, so dass die optische Vorrichtung in einer Position lokalisiert ist, bei welcher die relativen Positionen der Abbildungsebene und der vorderen Endoberfläche des Passabschnitts eine vorgegebene Positionsbeziehung erfüllen.
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Auch umfasst ein anderes Verfahren zum Herstellen des optischen Moduls gemäß der Erfindung einen Positionierschritt, wobei der Positionierschritt ein Bestrahlen der optischen Vorrichtung und des lichttransmittierenden Elements mit Licht der zweiten Wellenlänge und ein Positionieren der optischen Vorrichtung relativ zu dem lichttransmittierenden Element mittels eines Bewegens von zumindest einem von der optischen Vorrichtung und des lichttransmittierenden Elements umfasst, während die relativen Positionen der Abbildungsebene und der vorderen Endoberfläche des Passabschnitts mit Hilfe eines Abbildungsapparats beobachtet werden, so dass die vordere Endoberfläche des Passabschnitts und die Abbildungsebene konzentrisch zueinander sind, wobei die vordere Endoberfläche eine Ringform hat.
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Bei dem optischen Modul gemäß der Erfindung fällt, wenn sichtbares Licht der zweiten Wellenlänge eingestrahlt wird, welche kleiner als die erste Wellenlänge ist, die Position der Abbildungsebene, auf welcher das Licht der zweiten Wellenlänge abgebildet wird, welches durch die optische Vorrichtung reflektiert wird, in der Richtung der optischen Achse mit der Position der vorderen Endoberfläche des Passabschnitts in der Richtung der optischen Achse zusammen. Das heißt, wenn das Licht der zweiten Wellenlänge eingestrahlt wird, ist die Abbildungsebene des Lichts, welches von der optischen Vorrichtung reflektiert wird, co-planar mit der vorderen Endoberfläche des Passabschnitts und daher kann ein Positionieren der optischen Vorrichtung und des lichttransmittierenden Elements durch ein Relativ-Zueinander-Positionieren der Abbildungsebene und der vorderen Endoberfläche des Passabschnitts durchgeführt werden.
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Wenn die vordere Endoberfläche des Passabschnitts eine Ringform hat, wird das Positionieren der optischen Vorrichtung und des lichttransmittierenden Elements durch ein miteinander Konzentrisch-Bringen der ringförmigen vorderen Endoberfläche und der Abbildungsebene abgeschlossen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Querschnittsansicht eines optischen Moduls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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2 zeigt ein Beispiel eines Ausrichtungssystems zum Verwenden in einem Ausrichtungsschritt eines Verfahrens zum Herstellen des optischen Moduls gemäß der Ausführungsform der Erfindung;
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3 zeigt schematisch ein Bild, welches auf einem Monitor dargestellt wird, bevor einem Positionieren einer optischen Vorrichtung und eines lichttransmittierenden Elements in einem Ausrichtungsschritt;
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4 zeigt schematisch einen Zustand, bei welchem eine Kamera und ein Hülsenelement relativ zueinander positioniert sind;
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5 zeigt schematisch einen Zustand, bei welchem die Kamera und die optische Vorrichtung (aktive Schicht der optischen Vorrichtung) relativ zueinander positioniert sind;
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6 ist eine Querschnittsansicht, die die Abmessungen eines optischen Moduls gemäß eines ersten Beispiels zeigt;
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7 ist eine Querschnittsansicht, die die Abmessungen eines optischen Moduls gemäß eines zweiten Beispiels zeigt.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Nachstehend wird eine Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben werden. Ein optisches Modul 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, welche in der 1 gezeigt ist, umfasst eine optische Vorrichtung 10 und ein lichttransmittierendes Element 20. Die optische Vorrichtung 10 ist eine photoelektrische Konversionsvorrichtung, die eine Funktion zum Konvertieren eines elektrischen Signals in ein optisches Signal und/oder eine Funktion zum Konvertieren eines optischen Signals in ein elektrisches Signal hat. Das heißt, die optische Vorrichtung 10 ist eine lichtemittierende Vorrichtung und/oder eine lichtempfangende Vorrichtung (oder kann eine lichtempfangende und emittierende Vorrichtung sein, welche eine lichtemittierende Vorrichtung und eine lichtempfangende Vorrichtung kombiniert). Die optische Vorrichtung 10 ist auf einer Schaltplatine 40 montiert. Eine aktive Schicht der optischen Vorrichtung ist auf der oberen Oberfläche der optischen Vorrichtung 10 gebildet. In dieser aktiven Schicht der optischen Vorrichtung wird ein elektrisches Signal in ein optisches Signal konvertiert oder ein optisches Signal wird in ein elektrisches Signal konvertiert. In dieser Ausführungsform wird nicht sichtbares Licht einer ersten Wellenlänge als Licht (optisches Signal) zum Einsatz in der optischen Kommunikation verwendet.
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Das lichttransmittierende Element 20 ist aus einem synthetischen Harz bzw. Kunststoff hergestellt, welches die Eigenschaft hat, Licht zu transmittieren. Das lichttransmittierende Element 20 hat einen Passabschnitt 21 und einen Linsenabschnitt 22. Der Passabschnitt 21 ist ein Abschnitt, in welchen ein optisches Gegenstückelement eingepasst werden kann. Der Passabschnitt 21 dieser Ausführungsform ist ein rohrförmiger Abschnitt, in welchen eine im Wesentlichen zylindrische Hülse 90 eingesetzt werden kann, in deren Mitte eine optische Faser 91 befestigt ist. Ein Linsenabschnitt 92 zum Bündeln von parallelem Licht oder Emittieren von parallelem Licht ist an einem Ende der Hülse 90 gebildet. Eine vordere Endoberfläche 211 des Passabschnitts 21, in welchem die oben beschriebene Hülse 90 eingesetzt werden kann, welche eine im Wesentlichen zylindrische Form hat, ist ringförmig, und die Mittelachse dieses „Rings“ fällt mit einer optischen Achse X zusammen. Eine Stufe, welche als ein Stopper oder Anschlag für die Hülse 90 dient, wenn die Hülse 90 in den Passabschnitt 21 eingesetzt wird, ist innerhalb des Passabschnitts 21 gebildet. Der Umfang des Linsenabschnitts 92 der Hülse 90 kommt in Kontakt mit der Stufe. Eine innere Bodenoberfläche des Passabschnitts 21 stellt eine emittierende Oberfläche 24, von welcher Licht emittiert wird, oder eine einfallende Oberfläche 24 dar, auf welche Licht fällt.
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Falls die optische Vorrichtung 10 eine lichtemittierende Vorrichtung ist, kollimiert der Linsenabschnitt 22 Licht der ersten Wellenlänge, welches aus der lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wird. Andererseits bündelt der Linsenabschnitt 22, falls die optische Vorrichtung 10 eine lichtempfangende Vorrichtung ist, paralleles Licht der ersten Wellenlänge, welches aus dem optischen Gegenstückelement emittiert wird, in gebündeltes Licht, welches auf die lichtempfangende Vorrichtung fällt. Das heißt, der Linsenabschnitt 22 ist ein Abschnitt zum optischen Verbinden der optischen Vorrichtung 10 mit einem Kommunikationselement, wie zum Beispiel der optischen Faser 91, welches in dem optischen Gegenstückelement befestigt ist, und ist derart ausgebildet, dass Licht der ersten Wellenlänge kollimiert wird, welches durch den Raum zwischen dem lichttransmittierenden Element 20 und dem optischen Gegenstückelement propagiert.
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Licht wird durch den Linsenabschnitt 22 gebrochen. Der optische Brechungsindex des Lichts variiert abhängig von der Wellenlänge. Daher geht, falls das optische Modul 1 mit sichtbarem Licht einer Wellenlänge bestrahlt wird, welche kleiner als die erste Wellenlänge ist, das Licht durch die Linse hindurch und wird durch die aktive Schicht der optischen Vorrichtung reflektiert, und das reflektierte Licht wird abgebildet. In dieser Ausführungsform sind die verschiedenen Elemente derart ausgebildet, dass die Position einer Abbildungsebene 11 der aktiven Schicht der optischen Vorrichtung in der Richtung der optischen Achse X mit der Position der vorderen Endoberfläche 211 des Passabschnitts 21 in der Richtung der optischen Achse X zusammenfällt. Die Abbildungsebene 11 wird gebildet, wenn sichtbares Licht einer zweiten Wellenlänge (zwischen einer oberen Grenzwellenlänge von 760 nm bis 830 nm und einer unteren Grenzwellenlänge von 360 nm bis 400 nm, spezieller zwischen 360 nm und 830 nm, bevorzugt zwischen 400 nm und 760 nm) eingestrahlt wird, welche kleiner als die erste Wellenlänge ist. Das heißt, die verschiedenen Elemente sind derart ausgebildet, dass das Licht auf einer Ebene Y abgebildet wird, welche in der 1 gezeigt ist. Die erste Wellenlänge kann ungefähr 850 nm sein und die zweite Wellenlänge kann ungefähr auf 450 nm gesetzt werden. Die zweite Wellenlänge wird auf eine Wellenlänge gesetzt, welche es ermöglicht, dass ein Schritt zum Positionieren bzw. Justieren der optischen Vorrichtung 10 und des lichttransmittierenden Elements 20, welcher später beschrieben werden wird, durchgeführt werden kann (das heißt, dass eine visuelle Prüfung unter der Verwendung eines Monitors 88 möglich ist).
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Ein rohrförmiger Abschnitt 23 ist auf der Seite des lichttransmittierenden Elements 20 gebildet, welche der Seite gegenüberliegt, auf welcher der Passabschnitt 21 gebildet ist. Das lichttransmittierende Element 20 und die optische Vorrichtung 10, welche auf der Platine 40 montiert ist, werden in einer vorgegebenen Positionsbeziehung durch ein vorderes Ende des rohrförmigen Abschnitts 23 positioniert, welches auf der Platine 40 befestigt wird. Das Verfahren zum Verbinden des rohrförmigen Abschnitts 23 mit der Platine 40 ist nicht auf ein bestimmtes Verfahren eingeschränkt, aber es wird bevorzugt, ein Verfahren anzuwenden, welches ein Positionieren erleichtert, was später beschrieben werden wird. In dieser Ausführungsform ist ein metallisches Schutzelement 30 an der Innenseite des rohrförmigen Abschnitts 23 des lichttransmittierenden Elements 20 befestigt (z.B. mittels Inserttechnik befestigt), und Platinenverbindungsabschnitte 31, welche auf diesem Schutzelement 30 bereitgestellt sind, werden in Durchgangslöcher 41 auf der Platine 40 eingesetzt und in diesem eingesetzten Zustand an die Durchgangslöcher 41 gelötet. In dieser Art und Weise wird das lichttransmittierende Element 20 relativ zu der Platine 40 positioniert. Das heißt, die relativen Positionen der optischen Vorrichtung 10, welche auf der Platine 40 montiert ist, und des lichttransmittierenden Elements 20 werden festgelegt. Die Durchgangslöcher 41 sind größer als die äußeren Formen der Platinenverbindungsabschnitte 31 ausgebildet. Folglich können sich die Platinenverbindungsabschnitte 31, in einem Zustand bevor sie an die Durchgangslöcher 41 gelötet werden, in einer Richtung, welche parallel zu der Oberfläche der Platine 40 ist, innerhalb der jeweiligen Durchgangslöcher 41 bewegen.
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Man beachte, dass das Schutzelement 30, mit Ausnahme zumindest eines Abschnitts, welcher einen optischen Pfad darstellt (eine Öffnung 32, welche an einem Abschnitt gebildet ist, welcher sich mit der optischen Achse X kreuzt), das optische Element 10 und einen Abschnitt der Platine 40 bedeckt und daher einen Effekt eines Abschirmens der optischen Vorrichtung 10 entwickelt, wenn das Schutzelement 30 über die Platine 40 mit Masse verbunden wird.
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Ein Ausrichtungssystem 80 zum Verwenden in einem Verfahren zum Herstellen des optischen Moduls 1 gemäß der Ausführungsform der Erfindung wird unten beschrieben werden. Wie in der 2 gezeigt ist, umfasst das Ausrichtungssystem 80 eine Halteplatte bzw. Halterung 81. Ein Platinenbewegungsmechanismus 82 wird auf der Halterung 81 bereitgestellt, wobei der Platinenbewegungsmechanismus 82 die Platine 40 bewegt, welche durch einen Platinenhaltemechanismus 83 derart gehalten wird, dass sie in einer Richtung bewegbar ist, in welcher sich die Ebene der Platine 40 erstreckt. Die Platine 40 wird durch den Platinenhaltemechanismus 83 in einer Orientierung gehalten, in welcher die Platinenoberfläche der Platine 40 horizontal ist und die optische Vorrichtung 10 nach unten zeigt.
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Ebenfalls wird ein Haltemechanismus 84 für das lichttransmittierende Element zum Halten des lichttransmittierenden Elements 20 auf der Halterung 81 bereitgestellt. Das lichttransmittierende Element 20 wird durch den Haltemechanismus 84 für das lichttransmittierende Element in einer Orientierung gehalten, in welcher der Passabschnitt 21 auf der unteren Seite lokalisiert ist und die zentrale Achse (optische Achse X) des lichttransmittierenden Elements 20 sich in der vertikalen Richtung erstreckt.
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Ferner wird ein Kamerabewegungsmechanismus 85, welcher zum Bewegen der Kamera 87 geeignet ist, welche durch einen Kamerahaltemechanismus 86 in der vertikalen Richtung bewegbar gehalten wird, auf der Halterung 81 bereitgestellt. Der Kamerabewegungsmechanismus 85 ist ebenfalls zum Bewegen der Kamera 87 in der horizontalen Richtung geeignet. In dieser Ausführungsform wird eine CCD-Kamera als die Kamera 87 verwendet.
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Die Kamera 87 ist mit dem Monitor 88 über ein Kabel verbunden. Ein Bild, welches durch die Kamera 87 aufgenommen wird, wird auf dem Monitor 88 dargestellt. Ein erstes Zielfeld 881 zum Einsatz bei einem Justieren der relativen Positionen der Kamera 87 und des lichttransmittierenden Elements 20 und ein zweites Zielfeld 882 zum Einsatz bei einem Justieren der relativen Positionen der Kamera 87 und der aktiven Schicht der optischen Vorrichtung (Abbildungsebene 11) sind auf dem Monitor 88 dargestellt. Der Monitor 88 zeigt das erste Zielfeld 881 und das zweite Zielfeld 882 an. Es ist ebenfalls möglich, ein transparentes Blatt, auf welchem das erste Zielfeld 881 und das zweite Zielfeld 882 aufgedruckt sind, an dem Monitor 88 anzubringen, wodurch ein Zustand erzeugt wird, in welchem das erste und zweite Zielfeld 881 und 882 aussehen als wenn sie auf dem Monitor 88 gezeigt wären.
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Das erste Zielfeld 881 ist ausgebildet, eine Form und Größe zu haben, welche gleich bzw. entsprechend zu der Form und Größe der äußeren Kante der vorderen Endoberfläche 211 des Passabschnitts 21 des lichttransmittierenden Elements 20 ist, welche auf dem Monitor 88 angezeigt wird, wenn die vordere Endoberfläche 211 mit der Kamera 87 abgebildet wird. Spezieller hat das erste Zielfeld 881 eine runde Form. Das zweite Zielfeld 882 hat eine runde Form, welche kleiner ist als die des ersten Zielfelds 881. Das zweite Zielfeld 882 ist konzentrisch mit dem ersten Zielfeld 881.
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Das Verfahren zum Herstellen des optischen Moduls 1 gemäß der Ausführungsform der Erfindung wird nun beschrieben. Dieses Herstellungsverfahren umfasst einen Ausrichtungsschritt (Positionierungsschritt) der optischen Vorrichtung 10 und des lichttransmittierenden Elements 20, in welchem das oben beschriebene Ausrichtungssystem 80 verwendet wird. Die folgende Beschreibung gibt die Details des Ausrichtungsschritts an.
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Zuerst wird, in einem Zustand, in welchem sichtbares Licht der zweiten Wellenlänge aus der Lichtquelle eingestrahlt wird, welche nicht gezeigt ist, die Kamera 87 in der vertikalen Richtung mittels des Kamerabewegungsmechanismus 85 bewegt, so dass die Kamera 87 auf eine Ebene L fokussiert ist, welche co-planar mit der vorderen Endoberfläche 211 des Passabschnitts 21 ist. Dann werden das erste Zielfeld 881, das zweite Zielfeld 882, die vordere Endoberfläche 211 des Passabschnitts 21 und die Abbildungsebene 11 der aktiven Schicht der optischen Vorrichtung, das heißt, das Licht der zweiten Wellenlänge, welches durch die Linse hindurchgeht, von der aktiven Schicht der optischen Vorrichtung reflektiert wird und auf der Ebene L abgebildet wird, auf dem Monitor 88 (siehe 3) angezeigt. Das heißt, das erste Zielfeld 881 und das zweite Zielfeld 882, welche als die Positionierungsreferenzen dienen, und die Abbildungsebene 11 der aktiven Schicht der optischen Vorrichtung und die vordere Endoberfläche 211 des Passabschnitts 21, welche die Positionierungsziele sind, werden deutlich auf dem gleichen Schirm angezeigt.
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Anschließend wird die Kamera 87 in der horizontalen Richtung durch den Kamerabewegungsmechanismus 85 bewegt, so dass das erste Zielfeld 881 und die äußere Kante der vorderen Endoberfläche 211 des Passabschnitts 21 miteinander zusammenfallen (siehe 4). Folglich sind die Kamera 87 und das lichttransmittierende Element 20 relativ zueinander positioniert.
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Nachdem die Kamera 87 und das lichttransmittierende Element 20 relativ zueinander positioniert sind, wird die Platine 40 in der horizontalen Richtung mittels des Platinenbewegungsmechanismus 82 bewegt, um die Abbildungsebene 11 der aktiven Schicht der optischen Vorrichtung innerhalb einer Region zu platzieren, welche durch das zweite Zielfeld 882 umgeben ist (siehe 5). Folglich sind die Kamera 87 und die aktive Schicht der optischen Vorrichtung relativ zueinander positioniert. In dieser Ausführungsform werden, da die vordere Endoberfläche 211 des Passabschnitts 21 ringförmig ist, die vordere Endoberfläche 211 und die Abbildungsebene 11 der aktiven Schicht der optischen Vorrichtung durch diese Operation im Wesentlichen konzentrisch zueinander gemacht. Bei dieser Stufe wird das relative Positionieren des lichttransmittierenden Elements 20 und der aktiven Schicht der optischen Vorrichtung (optische Vorrichtung 10) abgeschlossen, weil das relative Positionieren der Kamera 87 und des lichttransmittierenden Elements 20 bereits abgeschlossen ist.
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Schließlich werden, in dem Zustand, in welchem die Positionen der verschiedenen Elemente aufrechterhalten werden, die Platinenverbindungsabschnitte 31 des Schutzelements 30, welches an dem lichttransmittierenden Element 20 fixiert ist, an die Platine 40 (Durchgangslöcher 41) gelötet. Folglich wird ein optisches Modul 1 erlangt, in welchem das lichttransmittierende Element 20 und die optische Vorrichtung 10 in einer vorgegebenen Positionsbeziehung (korrekte Positionsbeziehung) positioniert sind.
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Hiernach wird die Erfindung mit Hilfe von spezifischen Beispielen beschrieben werden. In einem ersten Beispiel wurde Ultem (Ultem 1010; „Ultem“ ist eine registrierte Handelsmarke von SABIC Innovative Plastics IP BV) als das lichttransmittierende Element eingesetzt. Bei diesem Material ist der Brechungsindex des lichttransmittierenden Elements 20, wenn die Kommunikationswellenlänge (erste Wellenlänge λ1) auf 850 nm gesetzt wird, ungefähr 1,64, und der Brechungsindex des lichttransmittierenden Elements 20 ist, wenn die Wellenlänge (zweite Wellenlänge λ2) auf das sichtbare Licht, welches während der Positionierung eingestrahlt wird, bei 450 nm gesetzt ist, ungefähr 1,70 (beide sind Brechungsindizes bei 20°C).
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In diesem Fall, wenn das lichttransmittierende Element 20 ausgebildet ist, eine solche Form zu haben, dass Licht der ersten Wellenlänge kollimiert wird, welches durch den Linsenabschnitt 22 hindurchgeht, und die Position, in der Richtung der optischen Achse X, der Abbildungsebene, auf welcher Licht der zweiten Wellenlänge abgebildet wird, welches durch den Linsenabschnitt 22 hindurch transmittiert wird und mittels der optischen Vorrichtung 10 reflektiert wird, mit der Position der vorderen Endoberfläche 211 des Passabschnitts 21 zusammenfällt, dann haben die verschiedenen Elemente Abmessungen, wie sie in der 6 gezeigt sind (in dem Fall, wo die Distanz von dem Linsenabschnitt 22 zu der emittierenden Oberfläche oder der Einfalloberfläche (Basisende des Passabschnitts 21) als die Referenz (1mm) verwendet wird). Man beachte, dass die Linsenparameter wie folgt sind: Krümmungsradius: 0,467 mm, konische Konstante: –0,485, und Koeffizient der vierten Ordnung: –2,323.
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In einem zweiten Beispiel wurde Teralink (eine registrierte Handelsmarke von Sumitomo Electric Fine Polymer, Inc.) als das lichttransmittierende Element 20 eingesetzt. Bei diesem Material ist der Brechungsindex des lichttransmittierenden Elements 20, wenn die Kommunikationswellenlänge (erste Wellenlänge) auf 850 nm gesetzt wird, ungefähr 1,51 und der Brechungsindex des lichttransmittierenden Elements 20 ist, wenn die Wellenlänge (zweite Wellenlänge) des sichtbaren Lichts, welches während des Positionierens eingestrahlt wird, auf 450 nm gesetzt wird, ungefähr 1,57 (beides sind Brechungsindizes bei 20°C).
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In diesem Fall, wenn das lichttransmittierende Element 20 ausgebildet ist, eine solche Form zu haben, dass Licht der ersten Wellenlänge kollimiert wird, welches durch den Linsenabschnitt 22 hindurchgeht, und in der Richtung der optischen Achse X die Position der Abbildungsebene, auf welcher das Licht der zweiten Wellenlänge abgebildet wird, welche durch den Linsenabschnitt 22 hindurch transmittiert und mittels der optischen Vorrichtung 10 reflektiert wird, mit der Position der vorderen Endoberfläche 211 des Passabschnitts 21 zusammenfällt, dann haben die verschiedenen Elemente Abmessungen, wie sie in der 7 gezeigt sind (in dem Fall, wo die Distanz von dem Linsenabschnitt 22 zu der emittierenden Oberfläche oder der Einfalloberfläche (Basisende des Passabschnitts 21) als die Referenz (1 mm) verwendet wird). Man beachte, dass die Linsenparameter wie folgt sind: Krümmungsradius: 0,369 mm, konische Konstante: –0,752, und Koeffizient der vierten Ordnung: –3,083.
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Wie oben beschrieben, ermöglicht das lichttransmittierende Element 20, welches ausgebildet ist, eine solche Form zu haben, dass Licht der ersten Wellenlänge, welches durch den Linsenabschnitt 22 hindurchgeht, kollimiert wird, und die Position der Abbildungsebene, auf welche Licht der zweiten Wellenlänge, welches durch den Linsenabschnitt 22 hindurch transmittiert wird und mittels der optischen Vorrichtung 10 reflektiert wird, abgebildet wird, die mit der Position der vorderen Endoberfläche 211 des Passabschnitts 21 in der Richtung der optischen Achse X zusammenfällt, die optische Vorrichtung 10 und das licht-transmittierende Element 20 mittels Verwendens von sichtbarem Licht der zweiten Wellenlänge exakt zu positionieren, selbst wenn das Licht der ersten Wellenlänge (Kommunikationswellenlänge), welches durch den Linsenabschnitt 22 hindurchgeht, kollimiert wird.
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Obwohl die oben beschriebenen Beispiele annehmen, dass Positionieren der optischen Vorrichtung 10 und des lichttransmittierenden Elements 20 unter der Bedingung durchgeführt wird, dass die Umgebungstemperatur 20°C ist (gewöhnliche Temperatur), kann das lichttransmittierende Element 20 auch auf der Annahme designt sein, dass das Positionieren unterhalb dieser Temperatur durchgeführt wird. Die Details werden unterhalb beschrieben werden.
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Der Brechungsindex eines lichtdurchlässigen Materials erhöht sich, wenn die Temperatur absinkt. Zum Beispiel hat Ultem, welches das lichttransmittierende Element 20 des ersten Beispiels bildet, welches oben beschrieben ist, einen Brechungsindex von ungefähr 1,64 bei 20°C und 1,643 bei 0°C. Wenn das lichttransmittierende Element 20 mit Verwendung von diesen Charakteristiken auf der Annahme designt wird, dass die Umgebungstemperatur während des Positionierens der optischen Vorrichtung 10 und des lichttransmittierenden Elements 20 abgesenkt wird, kann die Distanz von dem Linsenabschnitt 22 zu der vorderen Endoberfläche 211 des Passabschnitts 21 reduziert werden. Jedoch sollte dabei Acht gegeben werden, da sich, wenn die Umgebungstemperatur stark abgesenkt wird, Kondensation auf dem lichttransmittierenden Element 20 bildet (falls die Luftfeuchtigkeit gesteuert wird, um das Bilden von Kondensation zu verhindern, kann die Umgebungstemperatur erheblich abgesenkt werden (der Brechungsindex kann erhöht werden).
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Obwohl eine Ausführungsform der Erfindung ausführlich oben im Detail beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform limitiert und verschiedene Modifikationen sind möglich ohne von der Idee der Erfindung abzuweichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- optisches Modul
- 10
- optische Vorrichtung
- 11
- Abbildungsebene
- 20
- lichttransmittierende Element
- 21
- Passabschnitt
- 22
- Linsenabschnitt
- 23
- rohrförmiger Abschnitt
- 24
- Oberfläche
- 30
- Schutzelement
- 31
- Platinenverbindungsabschnitte
- 32
- Öffnung
- 40
- Platine
- 41
- Durchgangslöcher
- 80
- Ausrichtungssystem
- 81
- Halterung
- 82
- Platinenbewegungsmechanismus
- 83
- Platinenhaltemechanismus
- 84
- Haltemechanismus
- 85
- Kamerabewegungsmechanismus
- 86
- Kamerahaltemechanismus
- 87
- Kamera
- 88
- Monitor
- 90
- Hülse
- 91
- optische Faser
- 92
- Linsenabschnitt
- 211
- Endoberfläche
- 881, 882
- Zielfeld
- X
- optische Achse
- L, Y
- Ebene
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2009271457 A [0002, 0003]
