JP2002303757A - 光モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半田凝固時の半田材の体積変化に起因したコ
リメータの光軸ずれを抑制する。 【解決手段】 筒状の筐体３の両端部にそれぞれコリメ
ータ２ａ，２ｂの先端部を挿入し、コリメータ２ａ，２
ｂの各先端部を筐体３の内壁面に半田固定して光モジュ
ールを構成する。その半田固定を行う際には、把持部材
１２によるコリメータ２ａ，２ｂの把持固定によってコ
リメータ２ａ，２ｂの光軸が一致した状態を維持し、か
つ、筐体３が把持されておらずフリーな状態で、筐体３
の半田投入孔８から半田材１３を供給して加熱溶融し、
然る後に、コリメータ２ａ，２ｂの各先端部と筐体３の
内壁面との間の半田材１３を冷却凝固する。その凝固時
の半田材１３の急激な収縮の体積変化に伴って筐体３が
動き、収縮力を逃がすことができる。収縮力に起因した
コリメータ２ａ，２ｂの光軸ずれを抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、筒状の筐体の両端
部にそれぞれコリメータの先端部を挿入し半田固定して
成る光モジュールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７には空間結合型の光モジュールの一
例が模式的に示されている。この図７に示す空間結合型
の光モジュール１は、図９に示されるような一対のコリ
メータ２（２ａ，２ｂ）と、円筒状の筐体３とを有して
構成されている。上記コリメータ２は、図１０に示され
るように、フェルール６に挿通固定された光ファイバ４
の先端部と、この光ファイバ４（フェルール６）の先端
と間隔を介して配置されるレンズ７とがスリーブ５によ
って一体化されて成る光部品である。なお、図１０は、
スリーブ５を半割にしてコリメータ２を模式的に示した
図である。

【０００３】このようなコリメータ２ａ，２ｂの各先端
部はそれぞれ筐体３の端部の開口部から筐体内部に挿入
され、その筐体３の両端の開口部を閉塞するように、か
つ、それらコリメータ２ａ，２ｂの光軸合わせが成され
た状態で、筐体３に半田固定されている。図８には、そ
れらコリメータ２ａ，２ｂを筐体３に取り付けた状態の
一例が筐体３を半割にした状態により模式的に示されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来では、
このような光モジュール１を製造する場合は、まず、筐
体３の両端の開口部からそれぞれコリメータ２ａ，２ｂ
の先端部を筐体３内部に挿入する。次に、調芯装置を用
いて、それらコリメータ２ａ，２ｂの光軸合わせを行
う。その後に、コリメータ２ａ，２ｂおよび筐体３が把
持固定された状態で、それらコリメータ２ａ，２ｂの各
先端部を筐体３に半田固定する。

【０００５】このような製造工程により上記光モジュー
ル１が製造されるが、コリメータ２ａ，２ｂの光軸合わ
せを行ったのにも拘わらず、コリメータ２ａ，２ｂを筐
体３に半田固定する際に、半田凝固時の半田材の急激な
体積変化に起因してコリメータ２ａ，２ｂの光軸ずれが
生じ、光軸がずれた状態のまま、コリメータ２ａ，２ｂ
の各先端部が筐体３に半田固定されてしまうという事態
が発生する場合があった。

【０００６】また、コリメータ２ａ，２ｂの各先端部を
筐体３に半田固定するための半田付け手法として、様々
な手法が提案されている。しかしながら、それら提案の
半田付け手法には、半田付けの装置が大掛かりでコスト
が掛かるために、光モジュール１が高価なものとなって
しまうという問題があったり、コリメータ２ａ，２ｂお
よび筐体３の各配置を精密に行わなければならず、作業
性が悪いという問題があり、満足のいくものがなかっ
た。

【０００７】本発明は上記課題を解決するために成され
たものであり、その第１の目的は、半田凝固時の半田材
の体積変化に起因したコリメータの光軸ずれを抑制する
ことができる光モジュールを提供することであり、第２
の目的は、大掛かりな装置を用いることなく、簡単に、
作業性良く、筐体の両端部にコリメータを半田固定でき
る光モジュールを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決す
るための手段としている。すなわち、第１の発明は、筒
状の筐体の両端開口部からそれぞれコリメータの先端部
を筐体内部に挿入し、それらコリメータの先端部を筐体
の内壁面に半田固定して成る光モジュールにおいて、コ
リメータの筐体内部への挿入と、コリメータの光軸合わ
せとが行われた後に、把持部材によるコリメータの把持
固定によってコリメータの光軸が一致した状態を維持
し、かつ、筐体が把持されておらずフリーな状態で、各
コリメータの先端部と、筐体の内壁面とを半田固定する
構成をもって前記課題を解決する手段としている。

【０００９】第２の発明は、第１の発明の構成を備え、
筐体の両端部には外部から内部に貫通する半田投入孔が
形成されており、コリメータの光軸合わせを行った後
に、上記半田投入孔を利用して半田材をコリメータと筐
体との間の隙間に供給して、各コリメータの先端部を筐
体の内壁面に半田固定することを特徴として構成されて
いる。

【００１０】上記構成の発明では、光軸合わせが成され
た一対のコリメータは把持部材により把持固定され、一
方、筐体は把持されておらずフリーな状態で、上記コリ
メータと筐体の半田固定を行う。このため、溶融半田が
凝固する際の半田材の急激な体積変化に伴って筐体が動
き、その半田材の急激な体積変化による収縮力を逃がす
ことができる。これにより、半田凝固時の半田材の急激
な体積変化に起因したコリメータの光軸ずれをほぼ確実
に防止することができる。

【００１１】また、上記のように、光軸合わせが成され
た一対のコリメータは把持固定し、筐体はフリーな状態
として、上記コリメータと筐体の半田固定を行うだけ
で、半田凝固時の半田材の急激な体積変化に起因したコ
リメータの光軸ずれを抑制できるので、大掛かりな装置
を用いずに、簡易な装置により、簡単に、コリメータと
筐体の半田固定を行うことが可能となる。さらに、筐体
の両端部にそれぞれ半田投入孔を設けることにより、コ
リメータと筐体を固定するための半田材の供給が容易と
なり、半田固定時の作業性を格段に向上させることがで
きる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、この発明に係る実施形態
例を図面に基づいて説明する。

【００１３】この実施形態例に示す光モジュール１は空
間結合型のものであり、前記従来例と同様に、一対のコ
リメータ２（２ａ，２ｂ）と、円筒状の筐体３とを有し
て構成されている。この光モジュール１において特徴的
なことは、第１に、光軸合わせが成されたコリメータ２
ａ，２ｂは把持固定され、かつ、筐体３は把持されてい
ないフリーな状態でコリメータ２ａ，２ｂと筐体３が半
田固定されて成ることであり、第２に、図１に示される
ように、筐体３の両端部に半田投入孔８が形成されてい
ることである。

【００１４】以下に、この実施形態例の光モジュール１
の製造工程の一例を示しながら、上記光モジュール１の
構成を述べる。まず、上記コリメータ２ａ，２ｂを、図
１に示されるように、間隔を介し、かつ、先端面同士を
対向させて配置する。そして、それら各コリメータ２
ａ，２ｂをそれぞれ調芯装置の把持治具１２（図４参
照）によって把持する。次に、その調芯装置を利用し
て、各コリメータ２ａ，２ｂの位置を調整して、それら
コリメータ２ａ，２ｂの光接続の損失が最小となるよう
に光軸合わせを行う。

【００１５】そして、それらコリメータ２ａ，２ｂの間
に筐体３を配置し、光軸が一致した状態を維持しなが
ら、それら各コリメータ２ａ，２ｂの先端部を筐体３の
端部開口部から筐体３内部に挿入する。図２には、筐体
３の両端部にそれぞれコリメータ２ａ，２ｂの先端部が
挿入された状態の一例が筐体３を半割にした状態で模式
的に示されている。また、図３には図２に示すＡ−Ａ部
分の断面図が模式的に示されている。

【００１６】前記したように、筐体３の両端部にはそれ
ぞれ複数（この実施形態例では、４個ずつ）の半田投入
孔８が形成されている。これら各半田投入孔８は筐体３
の外部から内部に貫通する貫通孔である。また、各コリ
メータ２ａ，２ｂにはそれぞれ先端部にフランジ部１０
が形成されている。このフランジ部１０が半田投入孔８
の形成位置に達し、フランジ部１０によって筐体３の両
端開口部が閉塞されたところで、上記各コリメータ２
ａ，２ｂの筐体３への挿入を停止し、その位置で、それ
ら各コリメータ２ａ，２ｂを、光軸が一致した状態を維
持しつつ把持固定する。これに対して、筐体３はその両
端部がコリメータ２ａ，２ｂによって支持されただけ
で、把持されずにフリーな状態とする。

【００１７】上記フランジ部１０は筐体３に嵌まるよう
に断面が円形状と成している。また、フランジ部１０を
筐体３の内部に挿入する際の作業性と、後述するように
フランジ部１０と筐体３の内壁面との間に半田材１３を
供給することとを考慮して、フランジ部１０の直径Ｒは
筐体３の内径ｒよりも僅かに短い。このため、コリメー
タ２ａ，２ｂの各フランジ部１０と筐体３の内壁面との
間には微小な隙間ができる。ここでは、筐体３は浮いた
状態となっており、コリメータ２ａ，２ｂの各フランジ
部１０の頂部が筐体３の上部の内壁面に当接し、コリメ
ータ２ａ，２ｂの各フランジ部１０の下部側と筐体３の
内壁面との間に微小な隙間が形成されている。

【００１８】このような状態で、筐体３の上部側に位置
している半田投入孔８（例えば図３に示す半田投入孔８
Ａと半田投入孔８Ｂの一方あるいは両方）から図４に示
す半田材１３をコリメータ２ａ，２ｂの各フランジ部１
０上に配置する。なお、その半田材１３はペースト状の
ものでもよいし、シート状のものから例えば半田投入孔
８の形状に合わせて円形に加工したものでよく、半田材
はその形状等が特に限定されるものではない。

【００１９】然る後に、図４に示す加熱装置１５により
上記半田材１３を溶融する。その加熱装置１５は、半田
材１３を加熱溶融することができるものであればよく、
特に限定されるものではないが、一例を挙げれば、高周
波誘導加熱装置を上記加熱装置１５として用いる。

【００２０】加熱装置１５による半田材１３の溶融によ
って、その溶融半田は重力によってフランジ部１０の表
面を伝って下方側に流動していき、図５に示されるよう
に、フランジ部１０と筐体３の内壁面との間の隙間を埋
めていく。

【００２１】なお、半田材１３には濡れ性を良くするた
めのフラックスが含有されている場合が多く、その場合
には、半田材１３を加熱溶融した際に、そのフラックス
がガスとなって半田材１３から出てくる。このフラック
スのガスがコリメータ２ａ，２ｂのレンズに付着してレ
ンズを汚してしまうと、重大な問題となるが、この実施
形態例では、半田投入孔８からフラックスのガスを外部
に排出することができるので、フラックスに起因したレ
ンズ汚れを抑制することができる。

【００２２】その後、予め定めた加熱条件を満たした以
降に（例えば加熱を開始してから設定の時間が経過した
ときに）、加熱装置１５による半田材１３の加熱溶融を
終了し、半田材１３を冷却凝固させてコリメータ２ａ，
２ｂの各先端部を筐体３の内壁面に半田固定する。その
半田材１３の凝固時に、半田材１３は急激な収縮の体積
変化を起こすが、筐体３はフリーな状態であるので、そ
の収縮に伴って筐体３が動き、その収縮力を逃がすこと
ができる。これにより、半田材１３の凝固時の急激な体
積変化に起因したコリメータ２ａ，２ｂの光軸ずれが抑
制され、光接続損失が小さい図６に示すような光モジュ
ール１を製造することができる。

【００２３】この実施形態例によれば、光軸合わせが成
された一対のコリメータ２ａ，２ｂはそれぞれ把持部材
により把持固定され、かつ、筐体３は把持されずフリー
な状態で、半田付けを行う構成としたので、半田材１３
の凝固時の体積変化に起因したコリメータ２ａ，２ｂの
光軸ずれの事態発生を抑制することができる。

【００２４】また、この実施形態例では、筐体３の両端
部には半田投入孔８が設けられている。このため、半田
投入孔８から半田材１３をコリメータ２のフランジ部１
０上に配置し、その半田材１３を加熱溶融するだけで、
半田材１３がフランジ部１０の表面を伝って広がり、フ
ランジ部１０と筐体３の内壁面との間の隙間に充填供給
することができる。このように、半田投入孔８を設ける
ことにより、コリメータ２の先端部（フランジ部１０）
と筐体３の内壁面との間に半田材１３を簡単に供給する
ことができることとなる。

【００２５】よって、大掛かりな装置を用いずに、簡単
に、作業性良く、しかも、光軸ずれなく一対のコリメー
タ２ａ，２ｂを筐体３に半田固定することができる。そ
の結果、安価で、しかも、光接続損失が小さい光モジュ
ール１を提供することができることとなる。また、その
光モジュール１は生産性が高く、量産に適したものであ
る。

【００２６】なお、この発明は上記実施形態例に限定さ
れるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例え
ば、上記実施形態例では、筐体３の両端部にそれぞれ４
個ずつ半田投入孔８が形成されていたが、半田投入孔８
の形成数は数に限定されるものではなく、適宜設定され
るものである。また、半田投入孔８の形状に関しても同
様であり、円形状に限定されるものではなく、適宜設定
されるものである。

【００２７】さらに、上記実施形態例では、筐体３の両
端部に半田投入孔８を設けていたが、例えば、コリメー
タ２ａ，２ｂの各先端部のフランジ部１０の表面と、筐
体３の両端部の内壁面との少なくとも一方に半田材１３
を予め形成しておく場合には、半田投入孔８を設けなく
ともよい。このように、半田投入孔８を設けずに他の手
法により半田材１３をコリメータ２ａ，２ｂの先端部と
筐体３の内壁面との間に供給する場合には、半田投入孔
８を設けなくともよく、半田投入孔８は必ず設けなけれ
ばならないものではない。

【００２８】さらに、上記実施形態例では、コリメータ
２ａ，２ｂの光軸合わせを行った後に、それらコリメー
タ２ａ，２ｂの先端部を筐体３の端部開口部から筐体３
内部に挿入するという工程順であったが、コリメータ２
ａ，２ｂの先端部を筐体３内部に挿入した後に、それら
コリメータ２ａ，２ｂの光軸合わせを行ってもよい。

【００２９】さらに、上記実施形態例では、筐体３は円
筒状であったが、筐体３は筒状であればよく、例えば、
筐体３は断面四角形の筒状であってもよい。この場合に
は、例えば、コリメータ２ａ，２ｂのフランジ部１０の
形状を断面四角形状として、そのフランジ部１０によっ
て筐体３の端部の開口部をほぼ閉塞することが望まし
い。このように、フランジ部１０の形状は筐体３の形状
を考慮して決定される。

【００３０】また、コリメータ２ａ，２ｂの各先端部に
はフランジ部１０が設けられていたが、そのフランジ部
１０は省略してもよく、コリメータ２ａ，２ｂの形状は
上記実施形態例に示した形状に限定されるものではな
い。

【００３１】

【発明の効果】この発明によれば、把持部材によるコリ
メータの把持固定によってコリメータの光軸が一致した
状態を維持し、かつ、筐体が把持されておらずフリーな
状態で、コリメータと筐体の半田固定を行う構成とした
ので、コリメータと筐体の内壁面との間に配置された溶
融状態の半田材が冷却凝固する際に、その凝固による半
田材の急激な収縮の体積変化に伴って筐体が動き、その
収縮力を逃がすことができる。このため、その半田材の
収縮力によってコリメータの光軸がずれるという事態発
生をほぼ抑制することができる。

【００３２】筐体の両端部に半田投入孔が形成されてお
り、その半田投入孔を利用して半田材をコリメータと筐
体との間の隙間に供給して、コリメータを筐体の内壁面
に半田固定する構成としたものにあっては、コリメータ
と筐体との間に半田材を供給することが容易となり、大
掛かりな装置を用いずに、作業性良く、コリメータと筐
体の内壁面との半田付けを行うことができることとな
る。これにより、安価で、しかも、光接続損失が小さい
光モジュールを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施形態例の光モジュールの構成
部品を模式的に示した説明図である。

【図２】筐体の両端部にそれぞれコリメータの先端部を
挿入した状態を、筐体を半割にした状態で示したモデル
図である。

【図３】図２のＡ−Ａ部分の断面図である。

【図４】半田を溶融する際のコリメータの把持固定状態
の一例を模式的に示した説明図である。

【図５】溶融半田がコリメータと筐体の内壁面との間に
供給された状態の一例を模式的に示した説明図である。

【図６】上記実施形態例の光モジュールを示したモデル
図である。

【図７】従来の空間結合型の光モジュールの一例を示す
モデル図である。

【図８】図７に示す光モジュールを、筐体を半割にして
示したモデル図である。

【図９】図７に示す光モジュールの構成部品を示すモデ
ル図である。

【図１０】コリメータの一例を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１ 光モジュール ２ コリメータ ３ 筐体 ８ 半田投入孔 １２ 把持部材 １３ 半田材 １５ 加熱装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松浦 寛 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H037 BA32 CA21 DA04 DA15 DA17 DA18 DA35

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状の筐体の両端開口部からそれぞれコ
   リメータの先端部を筐体内部に挿入し、それらコリメー
   タの先端部を筐体の内壁面に半田固定して成る光モジュ
   ールにおいて、コリメータの筐体内部への挿入と、コリ
   メータの光軸合わせとが行われた後に、把持部材による
   コリメータの把持固定によってコリメータの光軸が一致
   した状態を維持し、かつ、筐体が把持されておらずフリ
   ーな状態で、各コリメータの先端部と、筐体の内壁面と
   を半田固定することを特徴とした光モジュール。
2. 【請求項２】 筐体の両端部には外部から内部に貫通す
   る半田投入孔が形成されており、コリメータの光軸合わ
   せを行った後に、上記半田投入孔を利用して半田材をコ
   リメータと筐体との間の隙間に供給して、各コリメータ
   の先端部を筐体の内壁面に半田固定することを特徴とし
   た請求項１記載の光モジュール。