JP2005070568A - Optical module - Google Patents

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大輔 駒田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical module whose characteristic is stabilized, which can be easily assembled at low cost, and which is friendly to the global environment as the optical module which is equipped with light emitting and receiving elements, optical fiber fixtures and a lens for optical coupling and is formed by press fitting and fixing the lens for optical coupling to holding components. <P>SOLUTION: In the optical module which is equipped with the light emitting and receiving elements, the optical fiber fixtures and the lens for optical coupling and is formed by press fitting and fixing the lens for optical coupling to the holding components, an abutment part of the holding components and the lens for optical coupling is provided with a thin-walled part or through-hole. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は光通信に用いる光モジュールに関する。   The present invention relates to an optical module used for optical communication.

一般に光モジュールは、光半導体素子(例えばレーザダイオード等の半導体発光素子あるいはフォトダイオード等の半導体受光素子)と光部品(例えばレンズや光ファイバフェルール)とを調芯保持したデバイスであり、例えば、光半導体素子と、レンズと、前記光半導素子やレンズを保持する部品と光ファイバフェルールを保持する部品から構成され、光半導体素子と光ファイバとがレンズを介して光学的に結合する構造がある。   In general, an optical module is a device in which an optical semiconductor element (for example, a semiconductor light emitting element such as a laser diode or a semiconductor light receiving element such as a photodiode) and an optical component (for example, a lens or an optical fiber ferrule) are aligned and held. The semiconductor device includes a semiconductor element, a lens, the optical semiconductor element, a component that holds the lens, and a component that holds the optical fiber ferrule. The optical semiconductor element and the optical fiber are optically coupled via the lens. .

光モジュールを製造する際には、通常、光半導体素子、レンズ、光ファイバを光学的に最適な位置関係に調芯し、レンズを内蔵し且つ光ファイバを固定している部品に光半導体素子を固定する。例えば、光半導体素子がレーザーダイオードの場合、レーザーダイオードを動作させ、その出射光を光ファイバから取り出し、取り出したレーザー出射光の光量が最大となる位置で、レーザーダイオードを固定する。   When manufacturing an optical module, the optical semiconductor element, the lens, and the optical fiber are usually aligned in an optically optimal positional relationship, and the optical semiconductor element is attached to a component that incorporates the lens and fixes the optical fiber. Fix it. For example, when the optical semiconductor element is a laser diode, the laser diode is operated, the emitted light is extracted from the optical fiber, and the laser diode is fixed at a position where the amount of the extracted laser emitted light is maximized.

光モジュールに組み込むレンズとしては、球レンズや非球面レンズ、屈折率分布型ロッドレンズ等の各種結合用レンズが用いられるが、中でも、機械加工のみによって高精度の製品を容易に製造できるため安価であり、且つ方向性が全く無いためにレンズ実装の際の方位調整が不要で組み立て易いという利点もあって、球レンズが多用されている。   Various coupling lenses such as spherical lenses, aspherical lenses, and gradient index rod lenses are used as lenses incorporated into optical modules. Among them, it is inexpensive because high-precision products can be easily manufactured only by machining. Since there is an orientation and there is no directivity at all, there is an advantage that an orientation adjustment at the time of lens mounting is unnecessary and it is easy to assemble, and a spherical lens is often used.

図7(a)は、従来のレンズ固定による光モジュールの一例である。レンズ保持用部品1の内部にレンズ受け部12が形成されており、そこにレンズ2を落とし込み、接着剤13や半田、低融点ガラス等で固定する方法である。コストの面からレンズの固定に際しては、接着剤を用いていた。このときの接着剤としては、通常エポキシ系の熱硬化型もしくは光硬化型のものを用い、接着後、形状安定化のため、所定の時間アニール処理を行っていた。   FIG. 7A shows an example of a conventional optical module with a fixed lens. A lens receiving portion 12 is formed inside the lens holding component 1, and the lens 2 is dropped into the lens holding portion 12 and fixed with an adhesive 13, solder, low melting point glass or the like. In terms of cost, an adhesive was used for fixing the lens. As the adhesive at this time, an epoxy-based thermosetting or photo-curing type is usually used, and after bonding, annealing treatment is performed for a predetermined time for shape stabilization.

この問題の解決として、圧入固定方法がある。   As a solution to this problem, there is a press-fit fixing method.

図7(b)は、従来のレンズ圧入工程による光モジュールの一例である。レンズ保持用部品1の片端は、レンズ2の圧入固定のために、レンズ2の圧入位置までレンズ保持用部品1の肉厚Tが管理されている。レンズ保持用部品1の肉厚Tは極めて薄いため、リング5との直接接合はできない。そのため、補助用のスリーブ15が必要となり、部品点数が多くなる。また、補助用スリーブ15を使用するため外径が大きくなり、光モジュール400全体も大きくなり、小型化が難しい。   FIG. 7B is an example of an optical module using a conventional lens press-fitting process. At one end of the lens holding component 1, the thickness T of the lens holding component 1 is managed up to the press-fitting position of the lens 2 in order to press-fit the lens 2. Since the thickness T of the lens holding component 1 is extremely thin, it cannot be directly joined to the ring 5. For this reason, the auxiliary sleeve 15 is required, and the number of parts increases. Further, since the auxiliary sleeve 15 is used, the outer diameter is increased, the entire optical module 400 is also increased, and downsizing is difficult.

図8(a)乃至(d)は、従来の圧入固定である。図8(a)は、レンズ保持用部品17にレンズ2を挟み込む係止突起17aやレンズ受け部17bが設けられている。   8A to 8D show conventional press-fitting fixation. In FIG. 8A, a locking projection 17a and a lens receiving portion 17b for sandwiching the lens 2 in the lens holding component 17 are provided.

また、図8(a)のように、レンズ保持用部品17にレンズ受け部17bを設け、レンズ2の挿入側にレンズ2の外周部が圧入される複数個の係止突起17aを設け、レンズ2がこの係止突起17aを介してレンズ受け部17bに固定されるような構造もあった(特許文献1参照)。   Further, as shown in FIG. 8A, the lens holding part 17 is provided with a lens receiving part 17b, and a plurality of locking projections 17a into which the outer peripheral part of the lens 2 is press-fitted are provided on the lens 2 insertion side. There is also a structure in which 2 is fixed to the lens receiving portion 17b through the locking projection 17a (see Patent Document 1).

図8(b)は図8(a)の正面図である。   FIG. 8B is a front view of FIG.

図8(c)は、レンズ保持用部品18にレンズ2固定用の爪状突起18aが備えられている。図8(d)は図8(c)の正面図である。   In FIG. 8C, the lens holding component 18 is provided with a claw-like protrusion 18 a for fixing the lens 2. FIG. 8D is a front view of FIG.

また、図8(c)のように、プラスチックなどの樹脂を用いたレンズ保持用部品18のレンズ受け部18bにおいては、レンズ挿入側が爪状突起18aになっており、その爪状突起18aの内部にレンズ2を挿入する構造もあった(特許文献2参照)。
特開平11−84197号公報 特開平11−174282号公報
Further, as shown in FIG. 8C, in the lens receiving portion 18b of the lens holding component 18 using a resin such as plastic, the lens insertion side is a claw-shaped projection 18a, and the inside of the claw-shaped projection 18a. There is also a structure in which the lens 2 is inserted (see Patent Document 2).
JP-A-11-84197 Japanese Patent Laid-Open No. 11-174282

図7(a)のように、レンズ保持用部品1の内部にレンズ受け部12を形成し、そこにレンズ2を落とし込み、レンズ2を接着剤8等で固定する方法だと、次のような問題があった。先ず、接着剤8の塗布作業があって、この作業が極めて大変であった。例えば塗布量が多いと、レンズ表面を汚し、逆に塗布量が少ないと、接着不足の問題が起こるなど、歩留りの悪化が避けられなかった。また、接着剤の塗布後、接着が安定するまでには、ある程度の時間が必要とされ、作業性が悪かった。さらに、このような接着剤8による固定の場合、樹脂の硬化時などに光軸の位置ずれが起き易いという問題もあった。   As shown in FIG. 7A, the lens receiving part 12 is formed inside the lens holding component 1, the lens 2 is dropped into the lens holding part 12, and the lens 2 is fixed with an adhesive 8 or the like. There was a problem. First, there was an application work of the adhesive 8, and this work was extremely difficult. For example, when the coating amount is large, the lens surface is soiled. Conversely, when the coating amount is small, the problem of insufficient adhesion is unavoidable. Further, after applying the adhesive, a certain amount of time is required until the adhesion is stabilized, and workability is poor. Furthermore, in the case of fixing with such an adhesive 8, there has been a problem that the optical axis is liable to be displaced when the resin is cured.

図8(a)および(c)は、いずれもレンズ保持用部品のレンズ固定形状が複雑であるため、レンズ保持用部品が高価であった。また、図8(c)はその形状上、プラスチック等の樹脂製のレンズ保持用部品にしか適用ができないといった制限があった。   In FIGS. 8A and 8C, since the lens fixing shape of the lens holding component is complicated, the lens holding component is expensive. Further, FIG. 8C has a limitation that it can be applied only to a lens holding part made of resin such as plastic because of its shape.

国際的に環境負荷物質の規制もあり、接着剤や半田、低融点ガラスなどの副資材に環境負荷物質が含まれる場合、使用禁止など制限がでてきている。   There are also regulations on environmentally hazardous substances internationally, and when environmentally hazardous substances are contained in auxiliary materials such as adhesives, solder, and low-melting glass, restrictions are imposed such as prohibition of use.

従来の光モジュールでは、レンズを固定する際に使用する接着剤や半田、低融点ガラスなどの副資材によって、いろいろな制限や懸念事項があった。例えば、接着剤の場合は、接着剤から出るアウトガスの問題で、レンズや光半導体素子の特性を劣化させる可能性がある。半田の場合は、レンズや保持用部品にメッキ処理の必要性があり作業が煩雑となる。低融点ガラスの場合は、レンズや保持用部品、使用する低融点ガラスの融点や線膨張係数を適切に合わせないとレンズが割れたりする。いずれにしても、環境負荷物質の規制もあり、接着剤や半田、低融点ガラスなどの副資材を使用するべきではない。   In the conventional optical module, there are various restrictions and concerns depending on auxiliary materials such as adhesive, solder, and low melting point glass used when fixing the lens. For example, in the case of an adhesive, there is a possibility of deteriorating the characteristics of the lens and the optical semiconductor element due to the problem of outgas emitted from the adhesive. In the case of solder, the lens and the holding parts need to be plated, and the work becomes complicated. In the case of low-melting glass, the lens is cracked if the melting point and linear expansion coefficient of the lens, the holding parts, and the low-melting glass used are not properly matched. In any case, there are restrictions on environmentally hazardous substances, and secondary materials such as adhesives, solder, and low-melting glass should not be used.

接着剤や半田、低融点ガラスなどの副資材を使用しない圧入方法があるが、上述の特許文献1のようにレンズ保持用部品17内に係止突起17aを設けることは、使用部材の加工難易度が高く、コストアップの要因となっていた。   There is a press-fitting method that does not use an auxiliary material such as an adhesive, solder, or low-melting glass. However, it is difficult to process a member to be used by providing the locking projection 17a in the lens holding component 17 as in Patent Document 1 described above. The degree was high and it was a factor of cost increase.

また、上述の特許文献2も同様にレンズ保持用部品18に非常に複雑形状な爪状突起18aを形成しなくてはならずコストアップの要因となっていた。また、プラスチック等の樹脂製のレンズ保持用部品18という制限があった。   Similarly, in the above-mentioned Patent Document 2, it is necessary to form a claw-like protrusion 18a having a very complicated shape on the lens holding component 18, which causes a cost increase. Further, there is a limitation of the lens holding component 18 made of resin such as plastic.

上述の通り、圧入は圧入される部品の寸法が厳しく、さらには形状が複雑となり、容易に採用することは難しい。   As described above, the press-fitting is difficult to adopt because the size of the press-fitted parts is strict and the shape is complicated.

本発明の目的は、レンズ固定に際し、接着剤や半田、低融点ガラスなどの副資材を使用せず、部品の厳しい寸法管理が必要のない圧入構造を提供することである。さらに、レンズ保持構造が極めて簡素なため、より安価な光モジュールを提供することである。   An object of the present invention is to provide a press-fit structure that does not require strict dimensional control of components without using auxiliary materials such as an adhesive, solder, and low-melting glass when fixing a lens. Furthermore, since the lens holding structure is extremely simple, a more inexpensive optical module is provided.

本発明はこれらの課題を解決するためのものであり、受発光素子と光ファイバ固定具及び光結合用レンズを備え、前記光結合用レンズを保持用部品に圧入固定した光モジュールにおいて、前記保持用部品の前記光結合用レンズとの当接部に肉薄部もしくは貫通孔を形成したことを特徴とするものである。   The present invention is intended to solve these problems, and includes an optical module including a light receiving and emitting element, an optical fiber fixture, and an optical coupling lens, wherein the optical coupling lens is press-fitted and fixed to a holding component. A thin portion or a through hole is formed in a contact portion of the component for use with the optical coupling lens.

又、結合用レンズの形状が球体状、または円柱状、または立方状であることを特徴とするものである。   In addition, the shape of the coupling lens is a spherical shape, a cylindrical shape, or a cubic shape.

又、上記保持用部品の肉薄部における厚みが0.1mm〜0.5mmの範囲であること特徴とするものである。   Further, the thickness of the thin part of the holding part is in the range of 0.1 mm to 0.5 mm.

又、上記保持用部品の肉薄部における幅が0.1mm〜1.0mmの範囲であること特徴とするものである。   Further, the width of the thin portion of the holding part is in the range of 0.1 mm to 1.0 mm.

又、上記保持用部品の光結合用レンズとの当接部に緩衝材を介在させたことを特徴とするものである。   In addition, a buffer material is interposed in a contact portion between the holding component and the optical coupling lens.

このように本発明の光モジュールにおいては、レンズ固定に圧入方法を用いるため、接着剤や半田、低融点ガラスなどの副資材を一切使用しない。このため、部材のコストダウンが図れる。また、レンズへの副資材付着による光透過特性の劣化などが無くなり、レンズの安定した特性を得ることができる。さらには、環境負荷物質の必要がないため、地球環境に優しい製品となる。   As described above, in the optical module of the present invention, since the press-fitting method is used for fixing the lens, no auxiliary materials such as adhesive, solder, and low melting point glass are used. For this reason, cost reduction of a member can be aimed at. Further, the deterioration of the light transmission characteristics due to the adhering of the auxiliary material to the lens is eliminated, and the stable characteristics of the lens can be obtained. Furthermore, since there is no need for environmentally hazardous substances, the product is friendly to the global environment.

また、レンズ保持用部品の形状が極めて簡素なため、レンズ保持用部品のコストダウンにもなる。また、保持用部品が簡素なため、光モジュール構成時に連結される他部品形状も簡素となり、全体としての安価な光モジュールが実現する。   Further, since the shape of the lens holding component is extremely simple, the cost of the lens holding component is also reduced. Further, since the holding parts are simple, the shape of other parts connected when the optical module is configured is also simplified, and an inexpensive optical module as a whole is realized.

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。図1(a)は本発明の光モジュールの一例を示す断面図である。図1(a)に示すように光モジュール100は、レンズ2や光ファイバピグテイル4、光半導体素子6が光学的に結合されている。物理的には、光ファイバピグテイル4はスリーブ3と溶接等で固定され、スリーブ3とレンズ保持用部品1も溶接等で固定されている。同様に、光半導体素子6はリング5と溶接等で固定され、リング5とレンズ保持用部品1と溶接等で固定されている。各の部品を溶接固定する際は、光学的に最適な位置で固定するため、調芯工程が必要となる。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1A is a cross-sectional view showing an example of the optical module of the present invention. As shown in FIG. 1A, in an optical module 100, a lens 2, an optical fiber pigtail 4, and an optical semiconductor element 6 are optically coupled. Physically, the optical fiber pigtail 4 is fixed to the sleeve 3 by welding or the like, and the sleeve 3 and the lens holding component 1 are also fixed by welding or the like. Similarly, the optical semiconductor element 6 is fixed to the ring 5 by welding or the like, and is fixed to the ring 5 and the lens holding component 1 by welding or the like. When each component is fixed by welding, an alignment step is required to fix the component at an optically optimal position.

レンズ保持用部品1は外周の一部のに溝を形成することによって、肉薄部1aを備え、肉薄部1aの内側にレンズ2aを固定しており、肉薄部1aは光学的に最適な位置に形成されている。設計によっては、半導体素子6や光ピグテイル4のZ軸方向の調芯は必要なく、工数の削減が図れる。   The lens holding component 1 is provided with a thin portion 1a by forming a groove in a part of the outer periphery, and the lens 2a is fixed inside the thin portion 1a, and the thin portion 1a is in an optically optimal position. Is formed. Depending on the design, the alignment of the semiconductor element 6 and the optical pigtail 4 in the Z-axis direction is not necessary, and the number of man-hours can be reduced.

図1(b)は、レンズ保持用部品1の拡大図である。   FIG. 1B is an enlarged view of the lens holding component 1.

レンズ保持用部品1は、円筒形状でも角柱形状でもよいが、加工が容易な円筒形状であることが望ましい。また、レンズ2を挿入する光通路部8の形状も加工が容易な円筒形状が望ましい。肉薄部1aの幅Wは、0.1〜1.0mmにするとよい。肉薄部1aの幅Wは、広いほどレンズ2の圧入固定時に肉薄部1aが変形しやすくなるが、1.0mmを越えるとレンズ2の固定位置精度が悪くなり、0.1mm未満では、肉薄部1aが変形しにくいため固定できない。   The lens holding component 1 may be a cylindrical shape or a prismatic shape, but is preferably a cylindrical shape that can be easily processed. The shape of the light path portion 8 into which the lens 2 is inserted is preferably a cylindrical shape that can be easily processed. The width W of the thin portion 1a is preferably 0.1 to 1.0 mm. As the width W of the thin portion 1a increases, the thin portion 1a is more likely to be deformed when the lens 2 is press-fitted and fixed. However, if the width W exceeds 1.0 mm, the fixing position accuracy of the lens 2 deteriorates. Since 1a is hard to deform | transform, it cannot fix.

また、肉薄部1aにおけるレンズ保持用部品2の肉厚Tは、0.1〜0.5mm程度にすると、肉薄部1aの弾性変形が起こりやすく、圧入位置精度が安定する。0.1mm未満の場合、肉薄部1aの強度が得られず、光モジュールとしての機能を果たさなくなる。また、肉薄部1aが0.5mmを越えると、肉薄部1aが変形しにくくなる。   If the thickness T of the lens holding component 2 in the thin portion 1a is about 0.1 to 0.5 mm, the thin portion 1a is likely to be elastically deformed, and the press-fitting position accuracy is stabilized. If the thickness is less than 0.1 mm, the strength of the thin portion 1a cannot be obtained, and the function as an optical module cannot be achieved. Moreover, if the thin part 1a exceeds 0.5 mm, the thin part 1a becomes difficult to deform.

肉薄部1aは、強度的に弱くなりやすい部分のため、R面等のついた隅肉部1b等を形成することにより、強度を上げることができる。   Since the thin portion 1a is a portion that tends to be weak in strength, the strength can be increased by forming the fillet portion 1b with an R surface or the like.

レンズ2を肉薄部1aにて圧入固定する際、レンズ保持用部品1の大径側8aはレンズ2の寸法よりも若干大きく(大径側8a)>(レンズ2の直径)としておくとレンズ2の押し込み力が低減され作業効率が上がる。つまり、肉薄部1aの手前までは、光通路部8の大径側8aにザグリを設けておき、肉薄部1a近辺では小径側8bを圧入固定部の寸法と同じにしておくと良い((小径側8b)<(レンズ2の直径))。   When the lens 2 is press-fitted and fixed by the thin portion 1a, the large diameter side 8a of the lens holding component 1 is slightly larger than the size of the lens 2 (large diameter side 8a)> (diameter of the lens 2). The pushing force is reduced and work efficiency is increased. That is, until the thin portion 1a, a counterbore is provided on the large-diameter side 8a of the optical path portion 8, and the small-diameter side 8b is preferably the same as the press-fit fixing portion in the vicinity of the thin portion 1a ((small diameter Side 8b) <(diameter of lens 2)).

このように、レンズ2の固定位置精度が良い場合は、光学調芯の工数削減が図られ、また、レンズ保持用部品1の形状が簡素であるため、光モジュール100全体が簡素となり、全体のコストダウンにつながる。   Thus, when the fixed position accuracy of the lens 2 is good, the man-hours for optical alignment are reduced, and the shape of the lens holding component 1 is simple, so that the entire optical module 100 is simplified, This leads to cost reduction.

図2(a)乃至(d)は、レンズ2の種類によるレンズ保持用部品1における本発明の実施形態である。図2(a)は、横長タイプのレンズ2をレンズ保持用部品1に圧入した断面図である。一般に、非球面レンズにこの形状が多い。図2(b)は、縦長タイプのレンズ2をレンズ保持用部品1に圧入した断面図である。図2(c)は、円柱状のレンズ2をレンズ保持用部品1に圧入した断面図である。屈折率分布型ロッドレンズにこの形状が多い。図2(d)は、立方状のレンズ2をレンズ保持用部品1に圧入した横断面図である。立方状のレンズ2の場合、レンズ保持用部品1の肉薄部1aとの当接部1cはレンズ2の角部2aの4点となるため、当接部1c以外は肉薄にする必要はない。肉薄部1aでない箇所は、補強の梁1dの役割を果たす。   FIGS. 2A to 2D are embodiments of the present invention in the lens holding component 1 according to the type of the lens 2. FIG. 2A is a cross-sectional view in which a horizontally long lens 2 is press-fitted into the lens holding component 1. In general, aspherical lenses often have this shape. FIG. 2B is a cross-sectional view in which the vertically long lens 2 is press-fitted into the lens holding component 1. FIG. 2C is a cross-sectional view in which the cylindrical lens 2 is press-fitted into the lens holding component 1. This shape is often found in gradient index rod lenses. FIG. 2D is a cross-sectional view in which the cubic lens 2 is press-fitted into the lens holding component 1. In the case of the cubic lens 2, the contact portion 1 c with the thin portion 1 a of the lens holding component 1 is the four points of the corner portion 2 a of the lens 2, and it is not necessary to reduce the thickness except for the contact portion 1 c. The portion that is not the thin portion 1a serves as a reinforcing beam 1d.

円柱状や立方状のレンズ2は、圧入時のレンズ割れ、欠けを防ぐために、角部2aに対してC面やR面の処理を施す必要がある。   The cylindrical or cubic lens 2 needs to be processed on the C surface and the R surface with respect to the corner 2a in order to prevent lens cracking and chipping during press-fitting.

レンズ2の材質としては、ホウケイ酸ガラスや石英ガラスなどが用いられる。   As the material of the lens 2, borosilicate glass or quartz glass is used.

レンズ保持用部品1の材質は、加工が容易で弾性変形しやすいものとして、例えば、黄銅やリン青銅等の銅合金、光モジュールとして構成していく上で、部品同士を溶接固定しやすい、SUS303、SUS304、SUS430等のステンレス系、50Ni−Fe、49Ni−Feの合金もしくは、SF20T、ASTM−F15等の金属などが良い。   The material of the lens holding component 1 is SUS303, which is easy to process and elastically deforms. For example, in the case of configuring as a copper alloy such as brass or phosphor bronze or an optical module, the components are easily fixed by welding. Stainless steel such as SUS304 and SUS430, an alloy of 50Ni-Fe and 49Ni-Fe, or a metal such as SF20T and ASTM-F15 is preferable.

レンズ保持の安定性を上げるためレンズ保持用部品1のレンズ当接部1cに緩衝材7を用いるとよい。緩衝材7の材質としては、レンズ保持用部品1と当接するレンズ2の形状に沿う形が良いため、塑性変形を起こしやすい鉛や金、銅、Ni、アルミニウム等が適している。また、緩衝材7の役割として、レンズ保持用部品1にクラッド管やメッキ加工を施しても良い。   In order to increase the stability of the lens holding, it is preferable to use the buffer material 7 for the lens contact portion 1c of the lens holding component 1. As the material of the buffer material 7, a shape that conforms to the shape of the lens 2 that comes into contact with the lens holding component 1 is good, and therefore, lead, gold, copper, Ni, aluminum, and the like that easily cause plastic deformation are suitable. Further, as the role of the buffer material 7, the lens holding component 1 may be subjected to a clad tube or a plating process.

図3(a)乃至(c)は、レンズ保持用部品1における本発明の他の実施形態である。   FIGS. 3A to 3C show another embodiment of the present invention in the lens holding component 1.

図3(a)は、レンズ保持用部品1に肉薄部1aの代わりに貫通孔1eが設けられている。レンズ保持用部品2の弾性変形だけでなく、貫通孔1eにレンズ2の一部が嵌合することによってレンズ2が固定される。貫通孔1eは1カ所でも良いが、レンズ2の安定した固定を得るためには、2カ所以上の貫通孔1eがあると良い。貫通孔1eの形状は、丸でも四角でも良い。例えば、レンズ2がφ1.0mmの球レンズの場合、貫通孔1eの直径は、φ0.2mm以下にした方がよい。φ0.2mmより大きい場合は、レンズ保持用部品1の小径側8bがレンズ2に対して狭くなりすぎて、レンズ2の圧入固定ができなくなる。この貫通孔1eの他の効果として、光モジュール100内の空気貫流がある。一般に光モジュール内部に湿気が溜まると、光モジュールの外気温に応じて、光モジュール内のレンズ2に結露が生じることがあり、レンズ特性、例えば透過光特性が劣化する可能性がある。光モジュールに空気貫流用の貫通孔1eを形成することにより、光モジュール100内に湿気が溜まることなく、結露することもない。   3A, the lens holding component 1 is provided with a through hole 1e instead of the thin portion 1a. In addition to elastic deformation of the lens holding component 2, the lens 2 is fixed by fitting a part of the lens 2 into the through hole 1e. Although the number of through holes 1e may be one, in order to obtain stable fixation of the lens 2, it is preferable that there are two or more through holes 1e. The shape of the through hole 1e may be round or square. For example, when the lens 2 is a spherical lens having a diameter of 1.0 mm, the diameter of the through hole 1e is preferably set to 0.2 mm or less. When the diameter is larger than 0.2 mm, the small diameter side 8b of the lens holding component 1 becomes too narrow with respect to the lens 2, and the lens 2 cannot be press-fitted and fixed. Another effect of the through hole 1e is air flow in the optical module 100. In general, when moisture accumulates inside the optical module, condensation may occur on the lens 2 in the optical module in accordance with the outside air temperature of the optical module, which may deteriorate lens characteristics, for example, transmitted light characteristics. By forming the through hole 1e for air flow in the optical module, moisture does not accumulate in the optical module 100 and no condensation occurs.

図3(b)は、レンズ保持用部品1の内周面に溝を形成して、Ni肉薄部1fを備えたものである。レンズ保持用部品1の外径部1gに肉薄部1bが形成されないため、レンズ保持用部品1に別部品であるスリーブ(不図示)を挿入し固定する際の制限が除去できる。例えば、レンズ保持用部品1にスリーブ挿入し、固定するために外周より溶接を行う際、肉薄部1fがレンズ保持用部品1の外径部1gに形成されている場合、その位置を溶接することができなくなるといった制限である。   FIG. 3B shows a structure in which a groove is formed on the inner peripheral surface of the lens holding component 1 and a Ni thin portion 1 f is provided. Since the thin portion 1b is not formed in the outer diameter portion 1g of the lens holding component 1, the restriction when inserting and fixing a sleeve (not shown) as another component to the lens holding component 1 can be removed. For example, when a thin portion 1f is formed on the outer diameter portion 1g of the lens holding component 1 when the sleeve is inserted into the lens holding component 1 and welding is performed from the outer periphery for fixing, the position is welded. It is a restriction that cannot be done.

図3(c)は、レンズ保持用部品1に対し、2個のレンズ2が固定されたものである。   FIG. 3C shows a case where two lenses 2 are fixed to the lens holding component 1.

図3(c)のように比較的容易に1つのレンズ保持用部品1に複数個のレンズ2を固定することが可能である。また、レンズ2は圧入だけでレンズ保持用部品1の同軸上に配置されるため、2つのレンズ2に関しては調芯工程が不要となる。   As shown in FIG. 3C, it is possible to fix a plurality of lenses 2 to one lens holding component 1 relatively easily. In addition, since the lens 2 is arranged on the same axis as the lens holding component 1 only by press-fitting, no alignment process is required for the two lenses 2.

図4は、本発明の他の実施形態の光モジュール200である。レセプタクル型レンズ保持用部品9は光コネクタ(不図示)が挿入されるレセプタクル機能を合わせ持っており、光ファイバスタブ10がレセプタクル型レンズ保持用部品9の内部で固定されている。   FIG. 4 shows an optical module 200 according to another embodiment of the present invention. The receptacle-type lens holding component 9 has a receptacle function for inserting an optical connector (not shown), and an optical fiber stub 10 is fixed inside the receptacle-type lens holding component 9.

図5は、本発明のレンズ圧入手順を示したものである。図5(a)は、レンズ保持用部品1と圧入するレンズ2である。圧入するレンズ2にARコートなどの位置方向管理が必要な場合は、予め方向を確認し、レンズ保持用部品1にセットする。図5(b)は、レンズ2をレンズ保持用部品1に圧入する図である。レンズ2に対し、レンズ2の中心部付近である光軸上を避けて、レンズ2の外周を圧入治具11を用いて圧入する。レンズ2に傷が付いたり、圧入時にずれたりしないよう圧入治具11の圧入当接部11bは、樹脂製のシリコンなどを使用すると良い。図5(c)は、レンズ保持用部品1にレンズ2が確実に圧入されたようすを示す。   FIG. 5 shows the lens press-fitting procedure of the present invention. FIG. 5A shows the lens 2 to be press-fitted with the lens holding component 1. When it is necessary to manage the position and direction of the AR coating or the like on the lens 2 to be press-fitted, the direction is confirmed in advance and set in the lens holding component 1. FIG. 5B is a diagram in which the lens 2 is press-fitted into the lens holding component 1. The outer periphery of the lens 2 is press-fitted into the lens 2 using a press-fitting jig 11 while avoiding the optical axis that is near the center of the lens 2. It is preferable to use resin-made silicon or the like for the press-fit contact portion 11b of the press-fit jig 11 so that the lens 2 is not scratched or displaced during press-fit. FIG. 5C shows a state in which the lens 2 is securely pressed into the lens holding component 1.

このように本発明の光モジュールにおいては、レンズ固定に圧入方法を用いるため、接着剤や半田、低融点ガラスなどの副資材を一切使用しない。このため、部材のコストダウンが図れる。また、レンズへの副資材付着による光透過特性の劣化などが無くなり、レンズの安定した特性を得ることができる。さらには、環境負荷物質の必要がないため、地球環境に優しい製品となる。   As described above, in the optical module of the present invention, since the press-fitting method is used for fixing the lens, no auxiliary materials such as adhesive, solder, and low melting point glass are used. For this reason, cost reduction of a member can be aimed at. Further, the deterioration of the light transmission characteristics due to the adhering of the auxiliary material to the lens is eliminated, and the stable characteristics of the lens can be obtained. Furthermore, since there is no need for environmentally hazardous substances, the product is friendly to the global environment.

また、レンズ保持用部品1の形状が極めて簡素なため、レンズ保持用部品1のコストダウンにもなる。また、レンズ保持用部品1が簡素なため、光モジュール100構成時に連結される他部品形状も簡素となり、全体としての安価な光モジュールが実現する。   Further, since the shape of the lens holding component 1 is extremely simple, the cost of the lens holding component 1 is also reduced. In addition, since the lens holding component 1 is simple, the shape of other components connected when the optical module 100 is configured is also simplified, and an inexpensive optical module as a whole is realized.

図1に示すように、本発明である肉薄部1aを備えたレンズ保持用部品1にレンズ2を圧入し、光モジュール100を作製した。レンズ保持用部品1の材質はSUS304とし、レンズ2は球レンズとした。   As shown in FIG. 1, an optical module 100 is manufactured by press-fitting a lens 2 into a lens holding component 1 having a thin portion 1 a according to the present invention. The material for the lens holding component 1 was SUS304, and the lens 2 was a spherical lens.

また、図7(a)に示すように、比較例としてレンズ2をレンズ保持用部品1に接着固定した光モジュール400を作製した。光モジュール100同様に、レンズ保持用部品1の材質はSUS304とし、レンズ2は球レンズとした。また、接着剤はエポキシ系接着剤の熱硬化型とした。   Further, as shown in FIG. 7A, an optical module 400 in which the lens 2 was bonded and fixed to the lens holding component 1 was manufactured as a comparative example. Similar to the optical module 100, the material of the lens holding component 1 is SUS304, and the lens 2 is a spherical lens. The adhesive was a thermosetting type epoxy adhesive.

そして、それぞれ5個ずつ光モジュール作製時の結合効率を評価した。レンズ保持用部品1の固定方法による違いを見るため、光ファイバピグテイル4および光半導体素子6は、同一のものを使用し、レンズ保持用部品1の入れ替えを行って評価した。光半導体素子6から発光される光モジュール100への光入力Piを測定しておき、レンズ2を介し、光ファイバピグテイル4からの光出力Poを測定する。   Then, the coupling efficiency at the time of producing five optical modules was evaluated. In order to see the difference depending on the fixing method of the lens holding component 1, the same optical fiber pigtail 4 and optical semiconductor element 6 were used, and the lens holding component 1 was replaced and evaluated. The optical input Pi to the optical module 100 emitted from the optical semiconductor element 6 is measured, and the optical output Po from the optical fiber pigtail 4 is measured via the lens 2.

ここで結合効率η(%)は、η=Po/Pi×100となり、測定波長は、1310nmとし、光入力は1mWとした。   The coupling efficiency η (%) was η = Po / Pi × 100, the measurement wavelength was 1310 nm, and the optical input was 1 mW.

その結果を表1に示す。

Figure 2005070568
The results are shown in Table 1.
Figure 2005070568

本発明および従来例とも結合効率Lの最大値は変わらないが、最小値が違う。これは、接着剤13によってレンズ2の有効径が遮られ、光の透過特性が劣化したからである。   The maximum value of the coupling efficiency L does not change between the present invention and the conventional example, but the minimum value is different. This is because the effective diameter of the lens 2 is blocked by the adhesive 13 and the light transmission characteristics deteriorate.

また、高温高湿試験(条件;85℃、85%RH、1000時間)における光モジュールとしての光出力変動Po(dB)を評価した。その結果のグラフを図6(a)および(b)に示す。   Moreover, the light output fluctuation | variation Po (dB) as an optical module in the high temperature, high humidity test (condition; 85 degreeC, 85% RH, 1000 hours) was evaluated. The graph of the result is shown to Fig.6 (a) and (b).

図6(a)は、本発明による光モジュール100の高温高湿試験における光出力特性を示したものである。図6(b)は、従来例による光モジュール400の高温高湿試験における光出力特性を示したものである。   FIG. 6A shows the light output characteristics in the high-temperature and high-humidity test of the optical module 100 according to the present invention. FIG. 6B shows light output characteristics in a high temperature and high humidity test of the optical module 400 according to the conventional example.

従来例の光出力変動は、500時間で既に劣化し、1000時間でその劣化を継続している。   The light output fluctuation of the conventional example has already deteriorated after 500 hours and continues to deteriorate after 1000 hours.

それに対し、本発明の光出力変動は1000時間経過後も安定している。従来例の光モジュール400の光出力特性が著しく劣化した原因は、レンズ2を固定している接着剤13が高温により軟化したり、水分を吸収し膨潤したことによる光軸ズレと推測できる。   In contrast, the light output fluctuation of the present invention is stable even after 1000 hours. The reason why the optical output characteristic of the optical module 400 of the conventional example is remarkably deteriorated can be presumed to be an optical axis deviation due to the adhesive 13 fixing the lens 2 being softened or swollen by absorbing moisture.

(a)は本発明の光モジュールの実施形態を示す断面図である。(b)は、レンズ保持用部品の拡大断面図である。(A) is sectional drawing which shows embodiment of the optical module of this invention. (B) is an enlarged sectional view of a lens holding component. (a)乃至(d)は本発明のレンズ保持用部品における各レンズの実施形態を示す断面図である。(A) thru | or (d) are sectional drawings which show embodiment of each lens in the lens holding component of this invention. (a)乃至(c)は、本発明のレンズ保持用部品における他の実施形態を示す断面図である。(A) thru | or (c) are sectional drawings which show other embodiment in the components for lens holding | maintenance of this invention. 本発明の光モジュールの他の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows other embodiment of the optical module of this invention. (a)乃至(c)は、本発明のレンズ保持用部品におけるレンズ圧入手順を示す断面図である。(A) thru | or (c) are sectional drawings which show the lens press-fit procedure in the lens holding component of this invention. (a)および(b)は、実施例と従来例を比較したグラフである。(A) And (b) is the graph which compared the Example and the prior art example. (a)は、従来のレンズ固定方法である接着法を用いた光モジュールの実施形態を示す断面図である。(A) is sectional drawing which shows embodiment of the optical module using the adhesion method which is the conventional lens fixing method.

(b)は、従来のレンズ固定方法である圧入法を用いた光モジュールの実施形態を示す断面図である。
(a)および(c)は、従来のレンズ保持用部品における断面図であり、(b)および(d)は、それぞれ(a)および(c)の正面図である。
(B) is sectional drawing which shows embodiment of the optical module using the press injection method which is the conventional lens fixing method.
(A) And (c) is sectional drawing in the conventional lens holding component, (b) And (d) is a front view of (a) and (c), respectively.

符号の説明Explanation of symbols

1:レンズ保持用部品
1a:肉薄部
1b:隅肉部
1c:当接部
1d:梁部
1e:貫通孔
1f:肉薄部
1g:外径部
2:レンズ
2a:角部
3:スリーブ
4:光ファイバピグテイル
5:リング
6:光半導体素子
7:緩衝材
8:光通路部
8a:大径側
8b:小径側
9:レセプタクル型レンズ保持用部品
9a:肉薄部
10:光ファイバスタブ
11:圧入治具
11b:圧入当接部
12:レンズ受け部
13:接着剤
14:レンズ保持用部品
15:スリーブ
16:レンズ保持用部品
17:レンズ保持用部品
17a:突起
17b:レンズ受け部
18:レンズ保持用部品
18a:爪状突起
18b:レンズ受け部
100:光モジュール
200:光モジュール
300:光モジュール
400:光モジュール
1: Lens holding part 1a: Thin part 1b: Fillet part 1c: Contact part 1d: Beam part 1e: Through hole 1f: Thin part 1g: Outer diameter part 2: Lens 2a: Corner part 3: Sleeve 4: Light Fiber pigtail 5: Ring 6: Optical semiconductor element 7: Buffer material 8: Optical path portion 8a: Large diameter side 8b: Small diameter side 9: Receptacle type lens holding component 9a: Thin portion 10: Optical fiber stub 11: Press fit treatment Tool 11b: Press-fit contact portion 12: Lens receiving portion 13: Adhesive 14: Lens holding component 15: Sleeve 16: Lens holding component 17: Lens holding component 17a: Projection 17b: Lens receiving portion 18: Lens holding Component 18a: Claw-shaped protrusion 18b: Lens receiving part 100: Optical module 200: Optical module 300: Optical module 400: Optical module

Claims (5)

受発光素子と光ファイバ固定具及び光結合用レンズを備え、前記光結合用レンズを保持用部品に圧入固定した光モジュールにおいて、前記保持用部品の前記光結合用レンズとの当接部に肉薄部もしくは貫通孔を形成したことを特徴とする光モジュール。 In an optical module comprising a light receiving and emitting element, an optical fiber fixture, and an optical coupling lens, and wherein the optical coupling lens is press-fitted and fixed to a holding component, the contact portion of the holding component with the optical coupling lens is thin. An optical module characterized in that a part or a through hole is formed. 結合用レンズの形状が球体状、または円柱状、または立方状であることを特徴とする請求項1記載の光モジュール。 2. The optical module according to claim 1, wherein the coupling lens has a spherical shape, a cylindrical shape, or a cubic shape. 上記保持用部品の肉薄部における厚みが0.1mm〜0.5mmの範囲であること特徴とする請求項1記載の光モジュール。 2. The optical module according to claim 1, wherein the thickness of the thin part of the holding part is in the range of 0.1 mm to 0.5 mm. 上記保持用部品の肉薄部における幅が0.1mm〜1.0mmの範囲であること特徴とする請求項1記載の光モジュール。 2. The optical module according to claim 1, wherein a width of the thin part of the holding part is in a range of 0.1 mm to 1.0 mm. 上記保持用部品の光結合用レンズとの当接部に緩衝材を介在させたことを特徴とする請求項1記載の光モジュール。 2. The optical module according to claim 1, wherein a buffer material is interposed in a contact portion between the holding component and the optical coupling lens.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012160878A1 (en) * 2011-05-26 2012-11-29 三菱鉛筆株式会社 Optical connector
JP2016012043A (en) * 2014-06-30 2016-01-21 東芝テリー株式会社 Camera assembly arrangement
JP2016126034A (en) * 2014-12-26 2016-07-11 日立金属株式会社 Lens holder and optical communication module including the same
JP2017003828A (en) * 2015-06-11 2017-01-05 日立マクセル株式会社 Lens member, lens member manufacturing method, communication module, lens array, and light source module
JPWO2015088032A1 (en) * 2013-12-12 2017-03-16 日立マクセル株式会社 Lens member, lens member manufacturing method, communication module, lens array, and light source module
CN114185134A (en) * 2021-12-24 2022-03-15 苏州天孚光通信股份有限公司 Optical fiber collimator

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012160878A1 (en) * 2011-05-26 2012-11-29 三菱鉛筆株式会社 Optical connector
CN103582835A (en) * 2011-05-26 2014-02-12 三菱铅笔株式会社 Optical connector
US9195016B2 (en) 2011-05-26 2015-11-24 Mitsubishi Pencil Company, Limited Optical connector
JPWO2015088032A1 (en) * 2013-12-12 2017-03-16 日立マクセル株式会社 Lens member, lens member manufacturing method, communication module, lens array, and light source module
US9810865B2 (en) 2013-12-12 2017-11-07 Hitachi Maxell, Ltd. Lens member, method of manufacturing the same, communication module, lens array, and light-source module
JP2018142002A (en) * 2013-12-12 2018-09-13 マクセル株式会社 Lens member, method for manufacturing lens member, lens member module, method for manufacturing lens member module, communication module, method for manufacturing communication module, lens array, and light source module
US10191235B2 (en) 2013-12-12 2019-01-29 Maxell, Ltd. Lens member, method of manufacturing the same, communication module, lens array, and light-source module
JP2016012043A (en) * 2014-06-30 2016-01-21 東芝テリー株式会社 Camera assembly arrangement
JP2016126034A (en) * 2014-12-26 2016-07-11 日立金属株式会社 Lens holder and optical communication module including the same
JP2017003828A (en) * 2015-06-11 2017-01-05 日立マクセル株式会社 Lens member, lens member manufacturing method, communication module, lens array, and light source module
CN114185134A (en) * 2021-12-24 2022-03-15 苏州天孚光通信股份有限公司 Optical fiber collimator
CN114185134B (en) * 2021-12-24 2023-05-23 苏州天孚光通信股份有限公司 Optical fiber collimator

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