JP2006146053A - 光学接続構造及びその作製方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 光学部品と光伝送媒体とを適正に接続することができ、尚且つ構成の小型化及び簡素化を図りつつコストを削減することのできる光学接続構造及びその作製方法を提供する。
【解決手段】 プリント基板５の表面に設けられた面発光レーザ素子３と光ファイバ１との接続構造において、プリント基板５の表面に面発光レーザ素子３と直線状に並べられる２つの位置固定部材４を設けるとともに、光ファイバ１を保持する保持部材２に位置固定部材４と対向する２つの位置決め部８を設け、位置決め部８を位置固定部材４に接合させることによって、光ファイバ１と面発光レーザ素子３とが位置合わせされるとともに互いに空間接続される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、光学接続構造及びその作製方法に関するものである。

従来、複数の光学部品、光伝送媒体、光学接続部品等により構成される光回路構造において、基板上の光伝送媒体を、他の光伝送媒体または光学部品と接続させることにより、光学部品を相互接続させることが行われており、このような光伝送媒体を他の光伝送媒体と接続させる方法としては、光コネクタ等の接続部品が使用されている（例えば、特許文献１または２参照）。
特開平８−２４０７３１号公報 特開平１１−１４２６８９号公報

一般的に光コネクタは、フェルールに光ファイバを装着し、光ファイバの軸方向から突き合わせることによって接続するものである。このような従来の光コネクタを、プリント基板上や装置内での光ファイバ接続に用いる場合、光コネクタハウジングを基板上に固定する必要があるが、その際、ハウジングが大型であることから、プリント基板上の占有スペースが大きくなるため不向きであった。また、接続作業性を向上させるためにラッチ機構を用い、着脱時にラッチが係合することで、フェルールに印加される押圧力を安定的に保持するようにしているが、構造が複雑となり、部品点数も増えるため、光コネクタの設計に多大な時間と経費が必要となり、コストアップの原因となっていた。さらに、プリント基板に対し垂直方向に開口された接続点を持つ光学部品等との接続には、ハウジングをプリント基板に対し垂直に取り付ける必要があるが、接続点に対する有効な位置合わせ方法がなかった。
また、上記方法において、プリント基板上の光学部品に光伝送媒体を装着する場合、光伝送媒体と光学部品とを接触させなければならないが、これにより、光学部品が破損してしまう虞があった。また、プリント基板上に接続面がプリント基板面に垂直方向に向いて設けられた光学部品と光伝送媒体との接続に関しては、レンズ等を用いて非接触で、光学接続させることも可能であるが、部品点数が多くなるとともに各々のレンズと個々の光学部品、並びに光伝送媒体との位置合わせが必要であり、接続時間が長くなり、高コストになっていた。

本発明は、かかる従来技術の問題点を解決するものであって、その目的とするところは、光学部品と光伝送媒体とを適正に接続することができ、尚且つ構成の小型化及び簡素化を図りつつコストを削減することのできる光学接続構造及びその作製方法の提供にある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、基板の表面に設けられた光学部品と光伝送媒体との接続構造において、前記基板の表面に前記光学部品と直線状に並べられる２つの位置固定部を設けるとともに、前記光伝送媒体を保持する保持部材に前記位置固定部と対向する２つの位置決め部を設け、前記位置決め部を前記位置固定部に接合させることによって、前記光伝送媒体と前記光学部品とが位置合わせされるとともに互いに空間接続されることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記光伝送媒体の端面が前記基板に対し傾斜して固定されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に係る発明において、前記位置決め部の先端部が半球状であることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１または請求項２に係る発明において、前記位置決め部の先端部が円錐状であることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に係る発明において、前記保持部材と前記基板とが樹脂により固定されていることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に係る発明において、前記基板に設けられた押圧手段により前記保持部材を前記基板の方向に押圧してなることを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に係る発明において、前記光伝送媒体が光ファイバであることを特徴とする。

請求項８に係る発明は、基板の表面に設けられた光学部品と光伝送媒体との接続構造において、前記光伝送媒体を保持部材に固定する光伝送媒体固定工程と、前記保持部材が有する２つの位置決め部を、前記基板上で前記光学部品と直線状に並べられる２つの位置固定部に位置させることによって、前記光伝送媒体と前記光学部品とを位置合わせする位置決め工程とを有することを特徴とする。

請求項９に係る発明は、請求項８に係る発明において、前記基板に対する前記保持部材の角度を操作し、前記光伝送媒体の端面を前記基板に対して傾斜させて固定する保持部材傾斜固定工程を有することを特徴とする。

請求項１０に係る発明は、請求項８または請求項９に係る発明において、前記保持部材と前記基板とを樹脂により固定する樹脂固定工程を有することを特徴とする。

請求項１１に係る発明は、請求項８または請求項９に係る発明において、押圧手段によって前記保持部材を前記基板の方向に押圧する保持部材押圧工程を有することを特徴とする。

本発明の光学接続構造及びその作製方法によれば、光伝送媒体を基板上方から装着することが容易となり、さらに、光伝送媒体の先端を一定位置に保つことができるので、光学部品と適正な接続状態を保つことが可能となる。これにより、レンズ等を用いた進行方向の制御をする必要がなくなり、各々のレンズと個々の光学部品、並びに光伝送媒体との位置合わせ等の工程が必要なくなる。さらには、光学部品に対して光伝送媒体端面の角度調節を行うことが可能となるため、反射減衰量を大きくして戻り光による光学的なノイズ発生や、光学部品の破損等の不具合を軽減することができる。したがって、光学部品と光伝送媒体とを適正に接続することができる。
また、基板表面近傍で光伝送媒体の位置合わせを行うため、フェルール等を位置合わせする割りスリーブ等の長い部材を使う必要がなくなり、従来の光コネクタよりも小型化でき、構造が簡単となって部品点数も削減することができる。これにより、構成の小型化及び簡素化が可能となりコストを削減することができる。さらには、基板上の占有スペースを小さくすることが可能となる。

以下、本発明の第１実施形態について図１から図４に基づいて説明する。
図１に示すように、第１実施形態の光学接続構造５１においては、光ファイバ１（光伝送媒体）を保持部材２で保持し、この保持部材２を保持固定部材７及び押圧機構３１を介して、プリント基板５（基板）に取り付けるようになっている。押圧機構３１（押圧手段）は、保持部材２をプリント基板５側へと押圧するものである。

図２に示すように、上記プリント基板５上の所定の位置には、光学部品として面発光レーザ素子３が主発光方向をプリント基板５に対し垂直に向けて予め実装されている。また、プリント基板５上には、この面発光レーザ素子３を挟むようにして、２つの同形状の位置固定部材４が、面発光レーザ素子３の中心からそれぞれ等距離離れた場所に、接着剤により固定されている。図３に示すように、各位置固定部材４のそれぞれの中心位置には、下方にいくにつれて径が小さくなる円錐状の固定穴１１（位置固定部）が形成されている。これら２つの位置固定部材４と面発光レーザ素子３とは、プリント基板５の鉛直上方から見た場合、直線状となるように配置されている。詳しくは、円錐状の固定穴１１の頂点を固定点１１Ａとし、これら固定点１１Ａ同士を結んだ直線上に、面発光レーザ素子３が位置している。

ここで例えば、位置固定部材４としては、全体が１．５ｍｍ×１．５ｍｍ×１ｍｍの直方体形状に形成され、外径０．９ｍｍφ、深さ０．５ｍｍの固定穴１１が設けられているものが用いられる。また、このような位置固定部材４が、面発光レーザ素子３の両側且つその中心から２．３ｍｍ離れた場所にそれぞれ１個ずつ固定されている。

図１及び図２に示すように、光ファイバ１を保持する保持部材２は、直方体状を呈しており、その中央部には、上面２ａから下面２ｂへ貫通する断面円形状のファイバ用貫通孔９が形成されている。さらに、保持部材２のこのファイバ用貫通孔９の両側には、２つの位置決め部用貫通孔１０がファイバ用貫通孔９と平行に、しかもファイバ用貫通孔９から等間隔をあけて形成されている。これら２つの位置決め部用貫通孔１０及びファイバ用貫通孔９は、保持部材２の鉛直上方から見た場合、互いに直線状を成すように配置されている。

各位置決め部用貫通孔１０には、円柱状の位置決め部８が嵌合されている。これら位置決め部８は、保持部材２の下面２ｂから同長さ突出しており、それぞれの突出部分の先端部１４は半球状に形成されている。

光ファイバ１は、ファイバ用貫通孔９に挿入された状態で保持部材２に固定剤１６で固定されている。光ファイバ１は、このように保持部材２に保持された状態で、その下面２ｂよりも突出しており、その先端部の中心軸線は下面２ｂに対し垂直な方向に沿っている。

ここで、位置決め部８における半球状の先端部１４の中心である支持点１４Ａ同士を結んだ距離は、上記固定穴１１の固定点１１Ａ同士を結んだ距離と同じ距離とされている。また、各支持点１４Ａから光ファイバ１の先端部の中心軸線までの距離と、上記固定点１１Ａから面発光レーザ素子３の中心までの距離とは、同じ距離とされている。さらに、位置決め部８の下面２ｂからの突出量は光ファイバ１の突出量よりも大きくされている。

ここで例えば、保持部材２としては、２ｍｍ×６ｍｍ×５ｍｍの直方体形状のものが用いられており、その中央部に直径１２６μｍのファイバ用貫通孔９が設けられている。
光ファイバ１としては、グレーデットインデックス（ＧＩ）マルチモードＵＶ心線（コア径５０μｍ、クラッド径１２５μｍ、外径２５０μｍ）の被覆を端部から１５ｍｍ除去し、被覆端部から５ｍｍのところで１２５μｍ径の光ファイバ素線をカットした光ファイバ１が用いられており、端部に光ファイバ素線の露出部が存在し、この露出部の長さが５ｍｍとなっている。
位置決め部８としては、ステンレス鋼から部材径０．７ｍｍφ、先端曲率半径０．３５ｍｍ、長さ４ｍｍに形成されたものが用いられる。
また、２つの位置決め部用貫通孔１０同士の間隔は、４．６ｍｍとなっている。

図２に示すように、直方体形状の保持固定部材７は、中央部分に、上面７ａから下面７ｂへ貫通する断面長方形状の保持部材用貫通孔１２が形成されている。この保持部材用貫通孔１２は、保持部材２の形状よりも大きく形成されており、その結果、内部に保持部材２を挿通可能となっている。そのため、この保持部材用貫通孔１２内に保持部材２を挿入させたときには、保持部材２の外壁面と保持部材用貫通孔１２を構成している保持固定部材７の内壁面との間には隙間が設けられる。加えて、保持部材用貫通孔１２は、プリント基板５上に設けられた２つの位置固定部材４及び面発光レーザ素子３を囲むことのできる形状となっており、これらを囲んだ状態でプリント基板５に固定される。

また、保持固定部材７の上面７ａにおいて、保持部材用貫通孔１２の両側にそれぞれ２つずつネジ穴１３が形成されている。これらのネジ穴１３には、図１及び図２に示すように、板バネ６を保持固定部材７に連結させるためのネジ２６が螺入される。

この板バネ６には、このようなネジ２６を挿入するためのネジ挿入孔３９が４箇所設けられている。また、板バネ６の中央部分には、保持部材２の上面２ａよりも小さい矩形状の光ファイバ孔２７が形成されている。尚、保持固定部材７、板バネ６及びネジ２６が押圧機構３１を構成している。

ここで例えば、保持固定部材７としては、４ｍｍ×１２ｍｍ×５．５ｍｍの直方体の中央部に２．３ｍｍ×６．３ｍｍ×５．５ｍｍの保持部材用貫通孔１２を形成したものが用いられている。

次に、第１実施形態の光学接続構造５１の作製方法について説明する。
図３に示すように、保持部材２に形成された２つの位置決め部用貫通孔１０内に位置決め部８をそれぞれ挿入させ、半球状の各先端部１４を保持部材２の下面２ｂから同長さ突出させた状態で、各位置決め部８を保持部材２に接着剤等で固定する。さらに、ファイバ用貫通孔９内に光ファイバ１を挿入させ、保持部材２の上面２ａにおけるファイバ用貫通孔９の開口部分を塞ぐように熱硬化接着剤からなる固定剤１６を塗布し、光ファイバ１を保持部材２に固定する（光伝送媒体固定工程）。このとき、上記位置決め部８と同様、光ファイバ１の先端部分を保持部材２の下面２ｂから突出させた状態となっており、２つの位置決め部８の先端部１４の支持点１４Ａ同士を結ぶ直線上に光ファイバ１の端部を位置させている。さらに、この光ファイバ１の先端部は、位置決め部８の先端部１４よりも突出量が小さくされている。

他方で、保持固定部材７をプリント基板５上に接着剤により固定する。その際に、面発光レーザ素子３及び２つの位置固定部材４を保持部材用貫通孔１２内に収めるようにして設ける。このとき、保持固定部材７を面発光レーザ素子３に対して±０．１ｍｍの公差で接着する。

その後、図４に示すように、保持固定部材７の保持部材用貫通孔１２内に保持部材２を挿入させ、保持部材２に固定されている位置決め部８の先端部１４を、プリント基板５に設けた位置固定部材４の固定穴１１に載置させる。すると、位置決め部８の先端部１４の支持点１４Ａと固定穴１１の固定点１１Ａとのプリント基板５に沿う方向の位置が一致し、その結果、面発光レーザ素子３と光ファイバ１との位置合わせが自ずと成されることになる（位置決め工程）。また、このとき保持部材２は、保持固定部材７の上面７ａよりも上方に若干突出した状態で設けられる。

そして、板バネ６の光ファイバ孔２７内に、保持部材２に設けられている光ファイバ１を挿入させながら、板バネ６を保持部材２の上面２ａに載置させる。そして、ネジ２６を板バネ６のネジ挿入孔３９に挿入し、保持固定部材７のネジ穴１３へと螺入させて、保持固定部材７に板バネ６を連結する。すると、板バネ６が保持部材２をプリント基板５に向けてこれと垂直な方向に押圧する（保持部材押圧工程）。

このように作製することによって、位置決め部８を上方から位置固定部材４に載置させるだけで保持部材２をプリント基板５上の一定位置に設置することができる。これにより、面発光レーザ素子３と光ファイバ１との位置合わせが成されることになるので、これら面発光レーザ素子３と光ファイバ１との位置決めを容易に行うことができる。
そして、板バネ６を含む押圧機構３１で保持部材２に対してプリント基板５の方向への押圧を加えることにより、光ファイバ１は面発光レーザ素子３と隙間をあけて空間的に光学接続された状態で維持される。

ここで、上記光学接続構造５１で、面発光レーザ素子３から直接放射されるパワーと、この光学接続構造５１により光ファイバ１に入射されたパワーとを実際に比較すると、接続損失は２．５ｄＢと良好であった。

なお、上記実施形態において、面発光レーザ素子３と２つの位置固定部材４間の距離は互いに等しくなっているが、これらの距離が等しいことは、本願発明の必須要件ではない。同様に、光ファイバ１の先端部の中心軸と２つの位置決め部８との距離が互いに相等しいことは本願発明の必須要件ではない。

また、図５に示すように、プリント基板５と保持部材２の下面２ｂとの間の隙間に固定樹脂２３を充填させてもよい。つまり、２つの位置固定部材４、面発光レーザ素子３、光ファイバ１の先端部を含むようにして、保持固定部材７内に固定樹脂２３を充填し、プリント基板５、保持部材２、保持固定部材７を固定させて設けてもよい（樹脂固定工程）。これにより、保持部材２とプリント基板５との固定を確実に維持することができる。

このとき、図６に示すように、光ファイバ１の周囲には、固定樹脂２３を流入させなくてもよい。つまり、面発光レーザ素子３と、この面発光レーザ素子３の上方に位置する保持部材２の下面２ｂとの間を除いて固定樹脂２３を充填し、保持部材２とプリント基板５とを固定してもよい。これにより、図７に示すように、光ファイバ１と面発光レーザ素子３との間の隙間に屈折率整合材２４を設けることができる。

上記したような固定樹脂２３は、光学接続構造５１が用いられる環境条件や製造プロセス等にあわせて適宣選択して使用される。例えば、その材料としては、エポキシ系、アクリル系、ポリイミド系が好ましく使用される。もしくは、シリコーンゴム等の弾力性のあるゴム系の材料も使用される。また、屈折率整合材２４の形態は液状でも固体状でもよく、例えばオイル状、グリス状、ジェル状、フィルム状でもよい。また、これらに光透過性を有するものを用いることにより、各部品を固定しながら光ファイバ１と面発光レーザ素子３との接続を可能にすることができる。

さらに、上記では、保持部材２への押圧を印加させる押圧機構３１として、板バネ６及びネジ２６を用いているが、図８に示すように、コイル状バネ２０を用いてもよい。この場合、保持部材２に保持される位置決め部３５は、位置決め部８よりも軸方向に長さを持って形成されており、その両端部が保持部材２から突出して設けられている。そして、そのうち一方の端部は、位置決め部８と同様、先端部１４が球状を成しており、位置固定部材４の固定穴１１に接合される。他方の端部は、軸方向に対して垂直な端面を有して形成されており、保持部材２の上面２ａから突出した部分にコイル状バネ２０が外装される。さらに、その上方に保持板６１を設置する。このとき、保持板６１に形成されている２つの位置決め部挿入孔６２内に位置決め部３５の端部を挿通させて設ける。そして、保持板６１をネジ２６を介して保持固定部材７へと連結させる。このとき、プリント基板５の方向へコイル状バネ２０を押し縮めながら保持板６１を取り付ける。
これにより、コイル状バネ２０の弾性力によって保持部材２が位置決め部３５側へと付勢されることになるので、ネジ２６の締め付け具合によって保持部材２への微妙な加圧調整を行うことができる。よって、位置決め部３５の位置固定部材４への適度な接合状態を保つことができる。

または、図９に示すように、コイル状バネ２０に換えて、位置決め部３５を周回するように弾性樹脂２１を保持部材２と保持板６１との間に介在させても構わない。
これにより、上記と同様の効果を得ることができる。

次に、本発明の第２実施形態について主に図１０に基づいて説明する。尚、上記第１の実施形態と同一構成要素には同一符号を付してその説明を省略し、相違点を中心に説明する。
図１０に示すように、第２実施形態の光学接続構造５２は、図３に示すような光ファイバ１を保持した保持部材２を、上記のような板バネ６を用いずに、例えば、光透過性を有する固定樹脂２３と保持固定部材７とを用いてプリント基板５に固定し、光ファイバ１と面発光レーザ素子３との接続を可能にしたものである。具体的には、保持部材２と保持固定部材７との間の隙間に充填された固定樹脂２３によって、保持部材２がプリント基板５へと固定されている。この固定樹脂２３は、保持固定部材７の上面７ａと面一となるように充填されている。

上記、第２実施形態の光学接続構造５２の作製方法について説明する。
光ファイバ１及び位置決め部８を設けた保持部材２を保持固定部材７内に挿入し、プリント基板５に設けられた位置固定部材４の固定穴１１に位置決め部８を載置させた後、図１０に示すように、保持部材２と保持固定部材７及びプリント基板５との間の隙間を埋めるようにして、固定樹脂２３を充填し、固化させる。これにより、保持部材２、光ファイバ１、プリント基板５は固定され、光ファイバ１は面発光レーザ素子３と空間的に光学接続される。
このように、固定樹脂２３を用いて、保持部材２、光ファイバ１、プリント基板５を固定することにより、光ファイバ１と面発光レーザ素子３との接続状態を確実に維持することができる。このとき、面発光レーザ素子３から直接放射されるパワーと、この光学接続構造５２により光ファイバ１に入射されたパワーとを実際に比較すると、接続損失は２．７ｄＢと良好であった。

次に、本発明の第３実施形態について主に図１１及び図１２に基づいて説明する。尚、上記第１の実施形態と同一構成要素には同一符号を付してその説明を省略し、相違点を中心に説明する。
光学接続構造５３は、図３に示すような光ファイバ１を保持した保持部材２を、押圧機構３１を用いることなく、固定樹脂２３を用いてプリント基板５に固定したものである。具体的には、図１１に示すように、保持部材２とプリント基板５とが固定樹脂２３によって連結固定されている。この固定樹脂２３は、プリント基板５上の面発光レーザ素子３及び２つの位置固定部材４全体と、保持部材２の下部とを覆うようにして固着されている。

上記、第３実施形態の光学接続構造５３の作製方法について説明する。
図１１に示すように、保持部材２に固定されている位置決め部８をプリント基板５に設けた位置固定部材４の固定穴１１に載置させた後、保持部材２とプリント基板５との間の隙間を埋めるように固定樹脂２３を充填して固化させる。
これにより、少ない部品で保持部材２をプリント基板５上に固定することができる。

次に、図１２に示すように、保持部材２、光ファイバ１、プリント基板５は固定樹脂２３によって連結固定され、光ファイバ１と面発光レーザ素子３とが空間的に光学接続される。このとき、面発光レーザ素子３から直接放射されるパワーと、この光学接続構造５３により光ファイバ１に入射されたパワーとを実際に比較すると、接続損失は２．７ｄＢと良好であった。

次に、本発明の第４実施形態について主に図１３から図１５に基づいて説明する。
第４実施形態においては、図１３に示すように、断面Ｖ字状のＶ溝１８（位置固定部）が形成された位置固定部材４３を用いている。詳しくは、この位置固定部材４３には、その上面において、略中央付近に位置し且つ長さ方向に沿うようにしてＶ字状のＶ溝１８が形成されている。このＶ溝１８は、上記位置固定部材４の固定穴１１と同様の傾斜角度及び深さ寸法を成して形成され、上記位置決め部８を接合可能なものとなっている。
このように、Ｖ溝１８を有する位置固定部材４３を用いて構成される光学接続構造５４の場合、図１４から図１５に示すように、保持部材２をＶ溝１８に沿って横方向へ移動させることが可能となるため、組み立て後の微調節が可能となる。

以上に述べた光学接続構造５１，５２，５３,５４によれば、保持部材２及び光ファイバ１をプリント基板５の上方から容易に装着することができる。また、図１６に示すように、位置決め部８の先端部１４の下端点１４Ｂと、固定穴１１の固定点１１Ａとを結ぶ直線に対して保持部材２の角度θを変えて設けても良い（保持部材傾斜固定工程）。このようにしても光ファイバ１の端面位置は変化しないため、保持部材２のプリント基板５に対する角度θが不安定な場合でも、光ファイバ１の先端部を定位置に保つことができ、光ファイバ１と面発光レーザ素子３との接続状態を保つことができる。
これにより、レンズ等を用いて光ファイバ１の進行方向の制御をする必要がなくなり、各々のレンズと個々の面発光レーザ素子３、光ファイバ１との位置合わせ等の工程が必要なくなった。さらには、プリント基板５に対する保持部材２の角度θを変えることで、光ファイバ１の端面の面発光レーザ素子３に対する角度θを調節することができ、反射減衰量を大きくし、戻り光による光学的なノイズ発生や、面発光レーザ素子３の破損等の不具合を軽減することができる。
また、プリント基板５の表面近傍で光ファイバ１の位置合わせを行うため、フェルール等を位置合わせするために用いられる割りスリーブ等の長い部材を使う必要がなく、従来の光コネクタのハウジングに相当する保持固定部材７を小型にすることができる。さらに、これら光学接続構造５１，５２，５３,５４は、構造が簡単であり、部品点数も少なくすることができるため、プリント基板５上の占有スペースを小さくすることができる。

尚、保持部材２に固定される位置決め部８の形状は、上記したものに限らず、他の形状にしてもよい。
例えば、図１７に示すように、先端形状が円錐状の位置決め部３８を用いても構わない。
このような円錐状の位置決め部３８の場合には、位置決め部３８の先端部３４同士を結ぶ直線上に光ファイバ１の先端部を位置合わせすることで、上述した実施形態と同様の効果が得られる。
また、位置決め部全体の形状は、上記位置決め部３８のように、位置決め部８よりも軸方向の長さの短い円柱状であってもよい。或いは、円柱状のものに限らず、図１８に示す位置決め部材４８のように円錐体であっても、図１９に示す位置決め部５８のように球体であってもよい。

また、保持部材２の形状も特に限定されず、光ファイバ１、及び上記した位置決め部８，３８，４８，５８を固定できればよい。位置決め部８の場合にはファイバ用貫通孔９を設けたが、上記したような位置決め部３８，４８の場合には、図１７及び図１８に示すように、保持部材２の下部において軸方向に凹む凹部３３を設け、さらに、位置決め部５８のように球体の場合には、図１９に示すように円錐部３７を設けて、それぞれ接着剤等で固定してもよい。或いは、位置決め部８を保持部材２と一体に成形しても構わない。

また、図２０に示すように、ファイバ用貫通孔９に換えて凹部３０ａ、さらにはその底面３０ｂにＶ溝１５を設けた保持部材３０を用いて、この保持部材３０のＶ溝１５内に光ファイバ１を固定してもよい。その固定方法としては、固定板２９で光ファイバ１をＶ溝１５に押圧してＵＶ接着剤１６で固定する方法や、その他、クリップ等の板バネを用いてＶ溝１５に光ファイバ１を機械的に固定しても構わない。

さらに、位置固定部材４の形状も特に限定されず、上記したように２つの部材ではなく、図２１に示すように、一体型の位置固定部材４４であってもよい。また、図２２に示すように、プリント基板５にハンダで固定するために金属部材１７と一体化された位置固定部材４１を用いてもよい。また、上記した固定穴１１の形状は、位置決め部８，３８，４８，５８の位置決めが可能であれば、円錐状の固定穴１１に換えて、図２３のように半球状の固定穴４６（位置固定部）を用いてもよい。

さらには、プリント基板５に切削等で直接加工を施して固定穴１１，４６やＶ溝１８を作製してもよい。

保持固定部材７は、プリント基板５上において、面発光レーザ素子３の上方に保持部材２を安定的に設置させることができれば、如何なる形状でも構わない。例えば、図２４に示すように、保持部材用貫通孔１２の代わりに溝１９を設けた、コ字状の保持固定部材７１を用いてもよい。さらに、上記板バネ６と保持固定部材７とを一体に成形してもよい。また、図２５に示すように、プリント基板５にハンダで固定するために、保持固定部材７の下面７ｂに金属部材１７を設けてもよい。

光学接続構造５１，５２，５３,５４の保持部材２、保持固定部材７、位置固定部材４に用いられる材料は、接続に用いられる光ファイバ１や、要求される位置合わせ精度により適宣選択されるが、特に熱的寸法変化が小さいプラスチック、セラミック、金属等で作製されたものが好ましく使用される。プラスチック材料としては、ガラス混入エポキシ材料、ＰＰＳ等が好ましく使用される。

上記した光学接続構造５１，５２，５３,５４には、光学部品として面発光レーザ素子３を用いたが、ＰＤ（フォトディテクタ）等を用いてもよい。また、図２６に示すように、エッジを４５度カットして上方に光を出射するようにした光導波路２２など、プリント基板５に対して垂直方向に光を出入射するデバイスであれば、それに限らず用いてもよい。

また、上記実施形態に用いられる光ファイバ１は、光学接続構造５１，５２，５３,５４の使用目的により適宣選択して用いられ、例えば、石英またはプラスチック製のシングルモード光ファイバ、マルチモード光ファイバが好ましく使用される。

さらに、一度に接続される光ファイバ１の本数に制限はなく、本数分の光ファイバ１を接続できる。したがって、上記した光学接続構造５１，５２，５３,５４に使用される光ファイバ１の本数は、特に制限はない。例えば、図２７に示すように、保持部材２のファイバ用貫通孔９内に、複数の光ファイバ１を保持することができる。これら光ファイバ１は、テープ心線２５でまとめられている。また、図２０に示す保持部材３０のＶ溝１５においても同様に、複数の光ファイバ１を保持することができる。

また、光ファイバ１の代わりに、光導波路２２を保持部材２に固定することで光導波路２２と面発光レーザ素子３との位置合わせを行い、接続させることも可能である。その際の光導波路２２は、材料を問わず、石英、シリコン等の無機系でも接続可能であるが、好ましくは、ポリイミド、アクリル、エポキシ等の高分子系材料で作製されたものを使用するほうがよい。

本発明における第１実施形態の光学接続構造を示す斜視図である。 本発明における第１実施形態の光学接続構造の分解図である。 本発明における第１実施形態の光学接続構造の作製方法を示す断面図である。 本発明における第１実施形態の光学接続構造の作製方法を示す断面図である。 本発明における第１実施形態の光学接続構造の他の固定方法を示す断面図である。 本発明における第１実施形態の光学接続構造の他の固定方法を示す断面図である。 本発明における第１実施形態の光学接続構造の他の固定方法を示す断面図である。 本発明における第１実施形態の光学接続構造の他の押圧機構を示すもので、（ａ）は正断面図、（ｂ）は側断面図である。 本発明における第１実施形態の光学接続構造の他の押圧機構を示すもので、（ａ）は正断面図、（ｂ）は側断面図である。 本発明における第２実施形態の光学接続構造を示すもので、（ａ）は正断面図、（ｂ）は側断面図である。 本発明における第３実施形態の光学接続構造を示すもので、（ａ）は正断面図、（ｂ）は側断面図である。 本発明における第３実施形態の光学接続構造の作製方法を示す断面図である。 本発明における第４実施形態の光学接続構造の位置固定部材を示す斜視図である。 本発明における第４実施形態の光学接続構造を示す断面図である。 本発明における第４実施形態の光学接続構造を示す断面図である。 本発明における第１実施形態の光学接続構造の傾斜接続された状態を示す側面図である。 本発明における第１実施形態の光学接続構造の位置決め部の他の例を示す正面図である。 本発明における第１実施形態の光学接続構造の位置決め部の他の例を示す正面図である。 本発明における第１実施形態の光学接続構造の位置決め部の他の例を示す正面図である。 本発明における第１実施形態の光学接続構造の保持部材等の他の例を示す斜視図である。 本発明における第１実施形態の光学接続構造の位置固定部材の他の例を示す斜視図である。 本発明における第１実施形態の光学接続構造の位置固定部材の他の例を示す斜視図である。 本発明における第１実施形態の光学接続構造の位置固定部材の他の例を示す斜視図である。 本発明における第１実施形態の光学接続構造の保持固定部材の他の例を示す斜視図である。 本発明における第１実施形態の光学接続構造の保持固定部材の他の例を示す斜視図である。 本発明における第１実施形態の光学接続構造の光学部品の他の例を示す断面図である。 本発明における第１実施形態の光学接続構造の光伝送媒体の他の例を示す断面図である。

符号の説明

１ 光ファイバ（光伝送媒体）
２，３０ 保持部材
３ 面発光レーザ素子（光学部品）
１１，４６ 固定穴（位置固定部）
５ プリント基板（基板）
６ 板バネ（押圧手段）
８，３８，４８，５８ 位置決め部
１４，３４ 先端部
１８ 溝（位置固定部）
２０ コイル状バネ（押圧手段）
２１ 弾性樹脂（押圧手段）
２３ 固定樹脂（樹脂）
２６ ネジ（押圧手段）
３１ 押圧機構（押圧手段）
６１ 保持板（押圧手段）
θ 角度

Claims (11)

1. 基板の表面に設けられた光学部品と光伝送媒体との接続構造において、
   前記基板の表面に前記光学部品と直線状に並べられる２つの位置固定部を設けるとともに、
   前記光伝送媒体を保持する保持部材に前記位置固定部と対向する２つの位置決め部を設け、
   前記位置決め部を前記位置固定部に接合させることによって、前記光伝送媒体と前記光学部品とが位置合わせされるとともに互いに空間接続されることを特徴とする光学接続構造。
2. 前記光伝送媒体の端面が前記基板に対し傾斜して固定されていることを特徴とする請求項１に記載の光学接続構造。
3. 前記位置決め部の先端部が半球状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学接続構造。
4. 前記位置決め部の先端部が円錐状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学接続構造。
5. 前記保持部材と前記基板とが樹脂により固定されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光学接続構造。
6. 前記基板に設けられた押圧手段により前記保持部材を前記基板の方向に押圧してなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光学接続構造。
7. 前記光伝送媒体が光ファイバであることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光学接続構造。
8. 基板の表面に設けられた光学部品と光伝送媒体との接続構造において、
   前記光伝送媒体を保持部材に固定する光伝送媒体固定工程と、
   前記保持部材が有する２つの位置決め部を、前記基板上で前記光学部品と直線状に並べられる２つの位置固定部に位置させることによって、前記光伝送媒体と前記光学部品とを位置合わせする位置決め工程とを有することを特徴とする光学接続構造の作製方法。
9. 前記基板に対する前記保持部材の角度を操作し、前記光伝送媒体の端面を前記基板に対して傾斜させて固定する保持部材傾斜固定工程を有することを特徴とする請求項８に記載の光学接続構造の作製方法。
10. 前記保持部材と前記基板とを樹脂により固定する樹脂固定工程を有することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の光学接続構造の作製方法。
11. 押圧手段によって前記保持部材を前記基板の方向に押圧する保持部材押圧工程を有することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の光学接続構造の作製方法。

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