JP2009271457A - Method for manufacturing optical element module - Google Patents

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Tomotaka Wakabayashi
知敬 若林
Akimitsu Nakazono
晃充 中園
Motonori Miyanari
素範 宮成
Naotada Serizawa
直嗣 芹澤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing an optical element module which contributes to improvement in the optical coupling efficiency. <P>SOLUTION: An optical element module packaging part 26, an optical element module lens part 27, a microscope and a centering device 21 are prepared for the method of manufacturing the optical element module 22. In first process step, the center of the light-receiving/emitting part 28 of the optical element module packaging part 26 held by a stationary table part 25 is arranged at the center of a field of view obtained, in a state where the optical element module lens part 27 and a barrel part 23 with a built-in aberration correcting lens do not exist. In second process step, the barrel part 23 with the built-in aberration correcting lens is attached to the microscope barrel part 24, thereafter, the optical element module lens part 27 is moved by a centering mechanism part 58 so as to make alignment between the center of the light-receiving/emitting part 28 and the center of the lens 29 with the aberration. At third process step, the optical element module lens part 27 is fixed to the optical element module packaging part 26, while maintaining the alingnment state. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、素子・レンズ位置合わせ装置を用いての光素子モジュールの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing an optical element module using an element / lens alignment apparatus.

従来の光素子モジュールとしては、例えば下記特許文献1に開示されたものが知られている。図8において、光素子モジュール1は、発光デバイス2と、筐体3とを備えて構成されている。図8で示す光素子モジュール1は、光通信における発光側の機能を果たすように構成されている。発光デバイス2は、基板4と、この基板4の前面に実装される発光素子5及び電子部品6と、発光素子5及び電子部品6を封止する封止樹脂7とを備えて構成されている。筐体3は、本体部8と、この本体部8に一体化する光ファイバ挿入用の筒体部9とを有して図示のような形状に形成されている。   As a conventional optical element module, for example, one disclosed in Patent Document 1 below is known. In FIG. 8, the optical element module 1 includes a light emitting device 2 and a housing 3. The optical element module 1 shown in FIG. 8 is configured to perform a function on the light emitting side in optical communication. The light emitting device 2 includes a substrate 4, a light emitting element 5 and an electronic component 6 mounted on the front surface of the substrate 4, and a sealing resin 7 that seals the light emitting element 5 and the electronic component 6. . The housing 3 has a main body portion 8 and a cylindrical body portion 9 for inserting an optical fiber integrated with the main body portion 8 and is formed in a shape as shown in the figure.

発光デバイス2の基板4の後部には、係止用の凹部10が複数形成されている。この凹部10には、筐体3の本体部8に形成された係止用のフック部11が引っ掛かるようになっている。発光デバイス2は、本体部8の内部の段部12に当接した状態で収納されるようになっている。この時、凹部10とフック部11との嵌合係止によって脱落が防止されるようになっている。   A plurality of locking recesses 10 are formed in the rear portion of the substrate 4 of the light emitting device 2. A locking hook portion 11 formed on the main body portion 8 of the housing 3 is hooked on the concave portion 10. The light emitting device 2 is accommodated in a state in which the light emitting device 2 is in contact with the step portion 12 inside the main body portion 8. At this time, the recesses 10 and the hook portions 11 are prevented from falling off by fitting and locking.

上記構成において、発光デバイス2が本体部8に対して嵌合係止された状態になると、筐体3の筒体部9の先端開口からは、発光素子5が封止樹脂7を透過した状態で臨むようになっている。筒体部9に光ファイバ端末を差し込むと、この差し込まれた光ファイバ端末は、発光素子5に対向するようになっている。尚、特に図示しないが、光ファイバ端末には、筒体部9の内径に合わせた外径を有するフェルールが取り付けられている。
特開2006−30813号公報
In the above configuration, when the light-emitting device 2 is fitted and locked to the main body portion 8, the light-emitting element 5 is transmitted through the sealing resin 7 from the front end opening of the cylindrical body portion 9 of the housing 3. It comes to face. When the optical fiber terminal is inserted into the cylindrical body portion 9, the inserted optical fiber terminal is opposed to the light emitting element 5. Although not particularly illustrated, a ferrule having an outer diameter matching the inner diameter of the cylindrical body portion 9 is attached to the optical fiber terminal.
JP 2006-30813 A

上記従来技術にあっては、光ファイバ端末に取り付けられたフェルールが筒体部9内に差し込まれるような構造になっていることから、筒体部9の内径はフェルールの外径よりも若干大きくなるように寸法が設定されている。従って、フェルールは、筒体部9との寸法差に応じた分だけ図8中の矢線P方向に軸ズレすることがあり、この結果、フェルールの端面に露出する光ファイバに対しては、発光素子5からの光信号を十分に結合させることができないという問題点を有している(結合効率を低下させる要素を含んでいる)。この他、例えば筒体部9に対するフェルールの差し込み量が少ない(図8中の矢線Q方向の差し込みが浅い)場合や、発光デバイス2とフック部11等の嵌合係止状態が悪い場合(発光デバイス2が矢線P、Q方向にガタ付く)にも、発光素子5からの光信号を十分に結合させることができないという問題点を有している。   In the above prior art, since the ferrule attached to the optical fiber terminal is structured to be inserted into the cylindrical body portion 9, the inner diameter of the cylindrical body portion 9 is slightly larger than the outer diameter of the ferrule. The dimensions are set so that Therefore, the ferrule may be misaligned in the direction of the arrow P in FIG. 8 by an amount corresponding to the dimensional difference with the cylindrical body portion 9. As a result, for the optical fiber exposed on the end face of the ferrule, There is a problem that the optical signal from the light emitting element 5 cannot be sufficiently combined (including an element that reduces the coupling efficiency). In addition, for example, when the insertion amount of the ferrule with respect to the cylindrical body portion 9 is small (the insertion in the arrow Q direction in FIG. 8 is shallow), or when the fitting and locking state of the light emitting device 2 and the hook portion 11 is poor ( (The light emitting device 2 is loose in the directions of arrows P and Q) has a problem that the optical signal from the light emitting element 5 cannot be sufficiently combined.

近年では、情報伝達量の増大やリアルタイム処理のニーズの高まりなどがあり、光信号の伝送速度を高速化することが強く望まれている。高速化を図るためには、光ファイバの受光面積を小さくすることが挙げられるが、次のような問題点を有している。すなわち、光ファイバの受光面積を小さくすると、光学的な損失の大きな光素子モジュール1にあっては、高速化に対応することができない可能性があるという問題点を有している。   In recent years, there has been an increase in the amount of information transmission and the need for real-time processing, and it is strongly desired to increase the transmission speed of optical signals. In order to increase the speed, it is possible to reduce the light receiving area of the optical fiber, but it has the following problems. That is, when the light receiving area of the optical fiber is reduced, the optical element module 1 having a large optical loss has a problem that it may not be possible to cope with the increase in speed.

本願発明者は、光学的な結合効率を高めることが可能なレンズを光素子モジュールの構成に含めることで、上記の問題点を解消することができると考えている。上記レンズは単なるレンズではなく、発光素子又は受光素子と光ファイバ端末との間に所望の収差を持たせることが可能なレンズである。本願発明者は、レンズに収差を持たせることにより、発光素子又は受光素子と光ファイバ端末との位置が多少ズレても高い結合効率を確保することができることを突き止めている。また、本願発明者は、光ファイバ端末の位置をレンズに対して近づけたり離したりしても高い結合効率を確保することができることを突き止めている。   The inventor of the present application believes that the above problem can be solved by including a lens capable of increasing the optical coupling efficiency in the configuration of the optical element module. The lens is not a simple lens but a lens capable of giving a desired aberration between the light emitting element or the light receiving element and the optical fiber terminal. The inventor of the present application has found that by providing aberration to the lens, high coupling efficiency can be ensured even if the position of the light emitting element or light receiving element and the optical fiber terminal is slightly shifted. Further, the inventor of the present application has found that high coupling efficiency can be ensured even when the position of the optical fiber terminal is moved closer to or away from the lens.

ところで、収差を持たせたレンズを構成に含む光素子モジュールにあっては、収差を持たせたレンズによって焦点位置での焦点が1点とはならず、ある面積を持った円となることから、光素子モジュールの製造過程において、収差を持たせたレンズを通して発光素子又は受光素子を見ようとしてもぼけてしまうことになる。従って、収差を持たせたレンズの中心を発光素子又は受光素子の中心に高い精度で合わせるのは製造上困難になり、これが問題点となってしまうことになる。   By the way, in an optical element module including a lens having aberration, the focal point is not a single point by the lens having aberration, but a circle having a certain area. In the manufacturing process of the optical element module, even if it tries to see the light emitting element or the light receiving element through the lens having an aberration, it will be blurred. Therefore, it becomes difficult in manufacturing to align the center of the lens with aberration with the center of the light emitting element or the light receiving element with high accuracy, which becomes a problem.

収差を持たせたレンズの中心と発光素子又は受光素子の中心とを高い精度で合わせることは、光ファイバ端末と発光素子又は受光素子との光学的な結合効率の向上に重要である。   Matching the center of the lens with aberration and the center of the light emitting element or light receiving element with high accuracy is important for improving the optical coupling efficiency between the optical fiber terminal and the light emitting element or light receiving element.

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、光ファイバ端末と発光素子又は受光素子との光結合効率の向上に寄与する、光素子モジュールの製造方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing an optical element module that contributes to an improvement in optical coupling efficiency between an optical fiber terminal and a light emitting element or a light receiving element.

上記課題を解決するためになされた請求項1記載の本発明の光素子モジュールの製造方法は、発光素子又は受光素子、及び、該発光素子又は該受光素子を収納する筐体、を備える光素子モジュールパッケージ部と、前記発光素子又は前記受光素子と光ファイバ端末との間に介在する収差を持たせたレンズを有し前記筐体の開口部に固定される光素子モジュールレンズ部とを準備するとともに、前記収差を持たせたレンズの収差を補正する収差補正用レンズを内蔵する収差補正用レンズ内蔵筒体部、該収差補正用レンズ内蔵筒体部が取り付く顕微鏡筒体部又は撮像デバイス、前記光素子モジュールパッケージ部を移動不能に保持する固定台部、及び、前記収差補正用レンズ内蔵筒体部と前記固定台部との間で保持した前記光素子モジュールレンズ部をこの保持状態で移動させる調心機構部、を備える素子・レンズ位置合わせ装置を準備し、第一工程では、前記固定台部に保持した前記光素子モジュールパッケージ部の前記発光素子又は前記受光素子の中心を前記光素子モジュールレンズ部及び前記収差補正用レンズ内蔵筒体部が存在しない状態において得られる視野の中心に配置し、第二工程では、前記収差補正用レンズ内蔵筒体部を前記顕微鏡筒体部又は前記撮像デバイスに取り付け、この後に、前記調心機構部を用いて前記光素子モジュールレンズ部を移動させつつ前記発光素子又は前記受光素子の中心と前記収差を持たせたレンズの中心若しくは該収差を持たせたレンズが一体化した筒部の中心との位置合わせを行い、第三工程では、前記位置合わせの状態を維持したままで前記光素子モジュールレンズ部を前記筐体に対し固定することを特徴としている。   The optical element module manufacturing method of the present invention according to claim 1, which has been made to solve the above-described problems, includes a light emitting element or a light receiving element, and a housing that houses the light emitting element or the light receiving element. A module package part and an optical element module lens part having a lens having an aberration interposed between the light emitting element or the light receiving element and an optical fiber terminal and fixed to the opening of the housing are prepared. In addition, an aberration correction lens built-in cylinder part that incorporates an aberration correction lens that corrects aberrations of the lens having the aberration, a microscope cylinder part or an imaging device to which the aberration correction lens built-in cylinder part is attached, A fixed base part that holds the optical element module package part in an immovable manner, and the optical element module lens that is held between the aberration correcting lens-containing cylinder part and the fixed base part And an alignment mechanism unit that moves the unit in this holding state. In the first step, in the first step, the light emitting element or the light receiving unit of the optical element module package unit held on the fixed base unit The center of the element is arranged at the center of the field of view obtained in the state where the optical element module lens part and the aberration correcting lens-containing cylinder part do not exist, and in the second step, the aberration correcting lens-containing cylinder part is A lens barrel attached to a microscope body or the imaging device, and then moving the optical element module lens part using the alignment mechanism part and the center of the light emitting element or the light receiving element and the lens having the aberration. Alignment with the center or the center of the cylindrical part integrated with the lens having the aberration is performed, and in the third step, the alignment state is maintained while maintaining the alignment state. An optical element module lens unit is characterized in that fixed to the housing.

このような特徴を有する本発明によれば、収差を持たせたレンズを通して見た発光素子又は受光素子の像が収差補正用レンズによって補正され鮮明になる。本発明は、発光素子又は受光素子の鮮明な像に基づき直接的に位置合わせを行うことから、位置合わせ精度の高い光素子モジュールの製造が可能になる。   According to the present invention having such characteristics, the image of the light emitting element or the light receiving element viewed through the lens with aberration is corrected by the aberration correcting lens and becomes clear. In the present invention, since alignment is performed directly based on a clear image of the light emitting element or the light receiving element, an optical element module with high alignment accuracy can be manufactured.

本発明によれば、位置特定精度が向上し、アクティブアライメントによることなく高精度位置合わせが可能となる。   According to the present invention, the position specifying accuracy is improved, and high-precision positioning is possible without using active alignment.

請求項2記載の本発明の光素子モジュールの製造方法は、請求項1に記載の光素子モジュールの製造方法において、前記収差補正用レンズを一又は複数枚用いることを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, there is provided an optical element module manufacturing method according to the first aspect, wherein one or a plurality of the aberration correction lenses are used.

このような特徴を有する本発明によれば、例えば収差の大きなレンズであっても、収差補正用レンズの形状や枚数を調整することにより、鮮明な像が得られるようになる。   According to the present invention having such a feature, a clear image can be obtained by adjusting the shape and the number of aberration correction lenses, for example, even a lens having a large aberration.

請求項1に記載された本発明によれば、発光素子又は受光素子の鮮明な像に基づき直接的に素子とレンズの位置合わせを行うことから、位置合わせ精度の高い光素子モジュールを製造することができる。従って、本発明によれば、光ファイバ端末と発光素子又は受光素子との光結合効率の向上に寄与する、光素子モジュールの製造方法を提供することができるという効果を奏する。   According to the first aspect of the present invention, since the element and the lens are directly aligned based on a clear image of the light emitting element or the light receiving element, an optical element module with high alignment accuracy is manufactured. Can do. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an optical element module manufacturing method that contributes to an improvement in optical coupling efficiency between the optical fiber terminal and the light emitting element or the light receiving element.

請求項2に記載された本発明によれば、収差補正用レンズの枚数を調整することで、収差の大きなレンズにも対応することができるという効果を奏する。本発明は、様々な光素子モジュールの製造に採用することができるという効果を奏する。   According to the second aspect of the present invention, by adjusting the number of aberration correcting lenses, it is possible to cope with a lens having a large aberration. The present invention has an effect that it can be employed in the manufacture of various optical element modules.

以下、図面を参照しながら説明する。図1は本発明の光素子モジュールの製造方法の一実施の形態を示す図であり、(a)は素子・レンズ位置合わせ装置としての顕微鏡及び調心装置、及び光素子モジュールの模式的な構成図、(b)は光素子モジュールの製造工程のフローチャート、(c)は素子・レンズ位置合わせ装置の他の例を示す構成図である。   Hereinafter, description will be given with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a method of manufacturing an optical element module according to the present invention. FIG. 1A is a schematic configuration of a microscope and alignment device as an element / lens alignment apparatus, and an optical element module. FIG. 4B is a flowchart of the manufacturing process of the optical element module, and FIG. 4C is a configuration diagram showing another example of the element / lens alignment apparatus.

図1(a)において、引用符号21は本発明の素子・レンズ位置合わせ装置に相当する顕微鏡及び調心装置を示している。この顕微鏡及び調心装置21は、光素子モジュール22の製造過程において使用される装置であって、収差補正用レンズ内蔵筒体部23と顕微鏡筒体部24と固定台部25と調心機構部58(例えば調心ステージなど)とを備えて構成されている。顕微鏡及び調心装置21は、光素子モジュール22を構成する光素子モジュールパッケージ部26に対し光素子モジュールレンズ部27を固定する際の位置合わせに使用されるようになっている。光素子モジュールレンズ部27は、光素子モジュールパッケージ部26における受発光部(発光素子又は受光素子)28の対向位置に収差を持たせたレンズ29を有している。   In FIG. 1A, reference numeral 21 indicates a microscope and alignment device corresponding to the element / lens alignment apparatus of the present invention. This microscope and aligning device 21 is a device used in the manufacturing process of the optical element module 22, and includes an aberration correcting lens built-in cylindrical portion 23, a microscope cylindrical portion 24, a fixed base portion 25, and an aligning mechanism portion. 58 (for example, a centering stage). The microscope and aligning device 21 is used for alignment when the optical element module lens unit 27 is fixed to the optical element module package unit 26 constituting the optical element module 22. The optical element module lens unit 27 includes a lens 29 having an aberration at a position facing a light emitting / receiving unit (light emitting element or light receiving element) 28 in the optical element module package unit 26.

収差補正用レンズ内蔵筒体部23は、一又は複数枚の収差補正用レンズ30を有している。収差補正用レンズ内蔵筒体部23は、顕微鏡筒体部24の端部に取り付くように形成されている。収差補正用レンズ内蔵筒体部23は、顕微鏡筒体部24に取り付いて光素子モジュールレンズ部27の収差を持たせたレンズ29に対し間隔をあけて対向するように配置されている。顕微鏡及び調心装置21は、収差を持たせたレンズ29に対し収差補正用レンズ内蔵筒体部23及び顕微鏡筒体部24を近づけたり遠ざけたりすることができるようになっている。収差補正用レンズ30は、収差を持たせたレンズ29の収差を補正することができるように形成されている。   The aberration correcting lens built-in cylinder portion 23 has one or a plurality of aberration correcting lenses 30. The aberration correcting lens built-in cylinder part 23 is formed so as to be attached to the end of the microscope cylinder part 24. The lens section 23 with a built-in aberration correction lens is disposed so as to face the lens 29 attached to the microscope body section 24 and having the aberration of the optical element module lens section 27 with a gap. The microscope and aligning device 21 can move the aberration correcting lens built-in cylinder part 23 and the microscope cylinder part 24 closer to or away from the lens 29 having an aberration. The aberration correcting lens 30 is formed so as to correct the aberration of the lens 29 having an aberration.

固定台部25は、光素子モジュールパッケージ部26を移動不能に保持することができるように形成されている。調心機構部58は、収差補正用レンズ内蔵筒体部23と固定台部25との間で保持した光素子モジュールレンズ部27をこの保持状態で移動(少なくとも図1の紙面左右方向に移動)させることができるように構成されている。   The fixed base part 25 is formed so that the optical element module package part 26 can be held immovably. The alignment mechanism unit 58 moves the optical element module lens unit 27 held between the aberration correcting lens built-in cylindrical body unit 23 and the fixed base unit 25 in this holding state (at least moves in the left-right direction in FIG. 1). It is comprised so that it can be made to.

受発光部28の像は、収差を持たせたレンズ29越しの焦点31に結像するようになっている。本形態における収差を持たせたレンズ29には、大きな収差を持たせており、焦点31に結像される受発光部28の像は、ぼけて形状が分からないような状態になっている。従って、この状態では、単に収差を持たせたレンズ29を通して受発光部28を見ようとしてもこれを正確に確認することができないようになっている。   The image of the light emitting / receiving unit 28 is formed at a focal point 31 through a lens 29 having an aberration. The lens 29 with aberration in this embodiment has a large aberration, and the image of the light emitting / receiving unit 28 formed at the focal point 31 is in a state where it is blurred and the shape is not known. Therefore, in this state, even if an attempt is made to look at the light emitting / receiving unit 28 through the lens 29 having an aberration, it cannot be accurately confirmed.

顕微鏡及び調心装置21は、収差補正用レンズ30を備えることによって、収差を持たせたレンズ29を有する光素子モジュールレンズ部27であっても、光素子モジュールパッケージ部26の受発光部28を正確に確認することができるようになっている。これは、光素子モジュールレンズ部27が収差を持たせたレンズ29を有していても、ぼけた像が収差補正用レンズ30によって補正され、収差補正用レンズ30越しの焦点となる顕微鏡筒体部24側の焦点32で鮮明に結像するようになっているからである。   The microscope and aligning device 21 includes the aberration correction lens 30, so that the light receiving / emitting unit 28 of the optical element module package unit 26 is provided even if the optical element module lens unit 27 includes the lens 29 having an aberration. It can be confirmed accurately. This is because, even if the optical element module lens unit 27 has a lens 29 with an aberration, a blurred image is corrected by the aberration correction lens 30 and becomes a focus through the aberration correction lens 30. This is because a clear image is formed at the focal point 32 on the part 24 side.

ぼけた像が顕微鏡筒体部24側の焦点32で鮮明に結像するようになれば、受発光部28の中心位置と収差を持たせたレンズ29の中心位置との位置合わせが高い精度で行えるようになり、光素子モジュール22の製造後、図示しない光ファイバ端末と受発光部28との光結合効率の向上に寄与することができるという効果を奏する。尚、収差を持たせたレンズ29の中心位置は、レンズ外周や顕微鏡の同軸落射照明の反射光が表す円の中心にて特定することができるようになっている。   If a blurred image is clearly formed at the focal point 32 on the microscope cylindrical body 24 side, the alignment between the center position of the light emitting / receiving section 28 and the center position of the lens 29 having aberration is highly accurate. Thus, after the optical element module 22 is manufactured, the optical coupling efficiency between the optical fiber terminal (not shown) and the light emitting / receiving unit 28 can be improved. The center position of the lens 29 having an aberration can be specified at the center of a circle represented by the lens outer periphery or the reflected light of the coaxial incident illumination of the microscope.

光素子モジュール22は、図1(b)に示す如くの工程を経ることによって製造されるようになっている。すなわち、光素子モジュール22の製造方法は、光素子モジュールパッケージ部26と光素子モジュールレンズ部27とを準備するとともに、上記構成の顕微鏡及び調心装置21を準備し、この上で第一工程では、固定台部25に保持した光素子モジュールパッケージ部26の受発光部28の中心を光素子モジュールレンズ部27及び収差補正用レンズ内蔵筒体部23が存在しない状態において得られる視野の中心に配置し、第二工程では、収差補正用レンズ内蔵筒体部23を顕微鏡筒体部24に取り付け、この後に調心機構部58を用いて光素子モジュールレンズ部27を移動させつつ受発光部28の中心と収差を持たせたレンズ29の中心(若しくは後述する筒部の中心)との位置合わせを行い、第三工程では、上記の位置合わせ状態を維持したままで光素子モジュールレンズ部27を光素子モジュールパッケージ部26に対し固定する、という製造方法になっている。   The optical element module 22 is manufactured through a process as shown in FIG. That is, the manufacturing method of the optical element module 22 prepares the optical element module package part 26 and the optical element module lens part 27, and also prepares the microscope and the aligning device 21 having the above-described configuration. The center of the light receiving / emitting part 28 of the optical element module package part 26 held on the fixed base part 25 is arranged at the center of the visual field obtained in the state where the optical element module lens part 27 and the aberration correcting lens built-in cylindrical body part 23 are not present. In the second step, the aberration correcting lens built-in cylinder part 23 is attached to the microscope cylinder part 24, and then the optical element module lens part 27 is moved using the alignment mechanism part 58, while the light receiving / emitting part 28 is moved. The center is aligned with the center of the lens 29 with aberration (or the center of a cylindrical portion to be described later). In the third step, the above alignment state is set. Fixed to the optical device module package portion 26 an optical device module lens portion 27 while lifting, which is the production method that.

顕微鏡及び調心装置21の収差補正用レンズ内蔵筒体部23、顕微鏡筒体部24、及び固定台部25には、不必要な傾きや位置ズレ等が生じてないものとする。例えば、傾きの確認は水準器等が用いられるものとする。この他、調心機構部58を用いての光素子モジュールレンズ部27の移動は、微調整程度の移動になることが好ましいものとする(光素子モジュールパッケージ部26及び光素子モジュールレンズ部27の構造(例えば、後述する微調整構造部分がこれに相当する)によって、ある程度の位置決めができるようにしておくことが好ましいものとする)。   It is assumed that the aberration correcting lens built-in cylindrical portion 23, the microscope cylindrical portion 24, and the fixing base portion 25 of the microscope and aligning device 21 are free from unnecessary inclination and positional deviation. For example, a level or the like is used for checking the inclination. In addition, it is preferable that the movement of the optical element module lens unit 27 using the aligning mechanism 58 is a fine adjustment movement (the optical element module package unit 26 and the optical element module lens unit 27). It is preferable that a certain degree of positioning is performed by a structure (for example, a fine adjustment structure portion described later corresponds to this).

尚、以上の説明は素子・レンズ位置合わせ装置を顕微鏡及び調心装置21としているが、これに限らず次のような構成にしても良いものとする。すなわち、顕微鏡筒体部24に替えて図1(c)に示す如く、収差補正用レンズ内蔵筒体部23が取り付く撮像デバイス59と、この撮像デバイス59からの信号が入力される画像処理装置60と、画像処理装置60において処理された結果を出力するための表示装置61とを備える構成にしても良いものとする。撮像デバイス59は例えばCCDカメラであり、画像処理装置60は演算処理機能や制御機能や記憶機能等が備えられている。また、表示装置61はディスプレイ等である。   In the above description, the element / lens aligning device is the microscope and aligning device 21. However, the present invention is not limited to this and may be configured as follows. That is, as shown in FIG. 1C instead of the microscope cylinder portion 24, an imaging device 59 to which the aberration correcting lens built-in cylinder portion 23 is attached, and an image processing apparatus 60 to which signals from the imaging device 59 are input. And a display device 61 for outputting a result processed by the image processing device 60. The imaging device 59 is, for example, a CCD camera, and the image processing apparatus 60 is provided with an arithmetic processing function, a control function, a storage function, and the like. The display device 61 is a display or the like.

収差補正効果を示す指標としてMTF(Modulated Transfer Function、光学伝達関数=空間周波数に対する像のコントラストを表す)があるほか、横収差図やストレール強度でも効果を確認することができる。ここで、実施結果を、図7を参照しながら説明すると、収差補正用レンズなしでのMTF(空間周波数−コントラストのプロット)が11%@50cycles/mm(視野径φ400μm)だったのに対して、収差補正用レンズありでは61%@50cycles/mm(視野径同じ)であった(30%@50cycles/mmが幅10μmの像を認識するための1つの指標と考える)。   In addition to MTF (Modulated Transfer Function, which represents the contrast of an image with respect to spatial frequency) as an index indicating the aberration correction effect, the effect can also be confirmed by a lateral aberration diagram and Strehl intensity. Here, the implementation results will be described with reference to FIG. 7. The MTF (spatial frequency-contrast plot) without the aberration correction lens was 11% @ 50 cycles / mm (field diameter φ400 μm). With the aberration correction lens, it was 61% @ 50cycles / mm (the same field diameter) (30% @ 50cycles / mm is considered as one index for recognizing an image having a width of 10 μm).

収差が改善されることにより、本顕微鏡及び調心装置の被写界深度(レンズの開口角NA)、拡大倍率(レンズのNA)、視野の大きさ(絞りの大きさ)の設定自由度が大きくなるという効果が得られる。   By improving the aberrations, the depth of field (lens aperture angle NA), magnification (lens NA), and field size (diaphragm size) can be set freely. The effect of increasing is obtained.

次に、図2ないし図6を参照しながら、もう少し具体的な例で上記の各構成及び製造方法について説明する。図2は顕微鏡及び調心装置と光素子モジュールの断面図、図3は光素子モジュールの斜視図、図4は光素子モジュールの分解斜視図、図5は光素子モジュールパッケージ部の正面図、図6は光素子モジュールの製造途中の断面図である。   Next, with reference to FIG. 2 to FIG. 6, each of the above-described configurations and manufacturing methods will be described using a more specific example. 2 is a cross-sectional view of the microscope and alignment device and the optical element module, FIG. 3 is a perspective view of the optical element module, FIG. 4 is an exploded perspective view of the optical element module, and FIG. 5 is a front view of the optical element module package part. 6 is a cross-sectional view of the optical element module during its manufacture.

図2において、顕微鏡及び調心装置21は、上記同様、収差補正用レンズ内蔵筒体部23と顕微鏡筒体部24と固定台部25と調心機構部58とを備えて構成されている。また、光素子モジュール22は、光素子モジュールパッケージ部26と光素子モジュールレンズ部27とを備えて構成されている。光素子モジュール22は、図中の微調整構造部分33を有することによって、予め光素子モジュールパッケージ部26に対する光素子モジュールレンズ部27の位置決めをある程度行うことができるようになっている。   In FIG. 2, the microscope and aligning device 21 includes an aberration correcting lens built-in cylinder part 23, a microscope cylinder part 24, a fixed base part 25, and an aligning mechanism part 58 as described above. The optical element module 22 includes an optical element module package part 26 and an optical element module lens part 27. Since the optical element module 22 has the fine adjustment structure portion 33 in the drawing, the optical element module lens part 27 can be positioned to some extent in advance with respect to the optical element module package part 26.

収差補正用レンズ内蔵筒体部23は、円形状の外周となる中空の外筒部34を有している。この外筒部34の内部には、所定の間隔で三枚の収差補正用レンズ30が設けられている。三枚の収差補正用レンズ30は、収差を持たせたレンズ29の収差を補正するためのものであって、外筒部34の内面に設けられるスペーサ35により所定の間隔が維持されるようになっている。   The aberration correcting lens built-in cylinder part 23 has a hollow outer cylinder part 34 that forms a circular outer periphery. Three aberration correction lenses 30 are provided in the outer cylinder portion 34 at a predetermined interval. The three aberration correcting lenses 30 are for correcting the aberration of the lens 29 having an aberration, and the predetermined interval is maintained by the spacer 35 provided on the inner surface of the outer cylindrical portion 34. It has become.

収差補正用レンズ内蔵筒体部23は、外筒部34をねじ込みすることにより、又は、アタッチメントを使用することにより、顕微鏡筒体部24の端部に取り付くことができるようになっている。収差補正用レンズ内蔵筒体部23は、顕微鏡筒体部24に取り付いて光素子モジュールレンズ部27の収差を持たせたレンズ29に対し間隔をあけて対向するように配置されている。   The aberration correcting lens built-in cylinder part 23 can be attached to the end of the microscope cylinder part 24 by screwing the outer cylinder part 34 or by using an attachment. The lens section 23 with a built-in aberration correction lens is disposed so as to face the lens 29 attached to the microscope body section 24 and having the aberration of the optical element module lens section 27 with a gap.

収差補正用レンズ30は、光透過性を有する透明な合成樹脂材料、又は、ガラスにて形成されている。収差補正用レンズ30は、光が透過する部分の材料屈折率、各部材の位置関係、光素子モジュールレンズ部27の収差を持たせたレンズ29の形状、使用波長、必要とする視野、顕微鏡筒体部24の顕微鏡対物レンズ36のNA等に基づいて設計されている。収差補正用レンズ30は、位置合わせ時に十分鮮明な像が得られるように設計されている。   The aberration correction lens 30 is made of a transparent synthetic resin material having light permeability or glass. The aberration correction lens 30 includes a material refractive index of a portion through which light is transmitted, a positional relationship of each member, a shape of the lens 29 having an aberration of the optical element module lens unit 27, a used wavelength, a required field of view, and a microscope tube. It is designed based on the NA of the microscope objective lens 36 of the body 24. The aberration correcting lens 30 is designed so that a sufficiently clear image can be obtained at the time of alignment.

顕微鏡筒体部24は、三枚の収差補正用レンズ30越しの焦点32(図1参照)の位置に合わせて配置されている。顕微鏡筒体部24は、この内部に顕微鏡対物レンズ36が設けられている。顕微鏡対物レンズ36は、収差補正用レンズ30に対向するように配置されている。   The microscope cylinder portion 24 is arranged in accordance with the position of the focal point 32 (see FIG. 1) through the three aberration correction lenses 30. The microscope barrel portion 24 is provided with a microscope objective lens 36 therein. The microscope objective lens 36 is disposed so as to face the aberration correction lens 30.

固定台部25は、光素子モジュールパッケージ部26を移動不能に保持することができるように形成されている。本形態においては、光素子モジュールパッケージ部26の形状に合わせて凹部37が形成されている。   The fixed base part 25 is formed so that the optical element module package part 26 can be held immovably. In this embodiment, a concave portion 37 is formed in accordance with the shape of the optical element module package portion 26.

調心機構部58は、予め光素子モジュールパッケージ部26に対してある程度位置決めされた光素子モジュールレンズ部27を保持し、そして、この光素子モジュールレンズ部27の位置を微調整することができるように構成されている。   The alignment mechanism unit 58 holds the optical element module lens unit 27 which is previously positioned to some extent with respect to the optical element module package unit 26, and can finely adjust the position of the optical element module lens unit 27. It is configured.

図2ないし図6において、光素子モジュール22の光素子モジュールパッケージ部26は、受発光部28(発光素子又は受光素子)と、導電性を有する金属性のリードフレーム38と、絶縁性を有する合成樹脂製の筐体39と、シリコーン樹脂封止部40と、IC41及び電子部品42とを備えて構成されている。また、光素子モジュール22の光素子モジュールレンズ部27は、図示しない光ファイバ端末が挿入される筒部43と、受発光部28及び光ファイバ端末の間に介在する収差を持たせたレンズ29と、筐体39の開口部44に固定される蓋部45とを備えて構成されている。光素子モジュールレンズ部27は、光透過性を有する透明な合成樹脂材料によって成形されている(本形態においては、各部分を一括して成形し一体化するようになっているが、これに限らず収差を持たせたレンズ29を別体にして例えばインサート成形するようにしても良いものとする)。   2 to 6, the optical element module package portion 26 of the optical element module 22 includes a light emitting / receiving section 28 (light emitting element or light receiving element), a conductive metallic lead frame 38, and an insulating composite. A resin casing 39, a silicone resin sealing portion 40, an IC 41 and an electronic component 42 are provided. The optical element module lens portion 27 of the optical element module 22 includes a cylindrical portion 43 into which an optical fiber terminal (not shown) is inserted, and a lens 29 having an aberration interposed between the light emitting / receiving portion 28 and the optical fiber terminal. The lid portion 45 is fixed to the opening portion 44 of the housing 39. The optical element module lens portion 27 is molded from a transparent synthetic resin material having light permeability (in this embodiment, the respective portions are molded and integrated together, but the present invention is not limited to this. For example, the lens 29 having an aberration may be separately formed, for example, by insert molding).

受発光部28は、IC41及び電子部品42と共にリードフレーム38に実装されている。例えば受発光部28が発光素子の場合、この発光素子から出力される光信号は、電気信号を変換することによって生成されている。発光素子としては、LEDやVCSELが一般的に知られている。ここでは、伝送速度の高速化を図るためにVCSELが用いられている。一方、受光素子の場合には、PDが一般的に知られている。受発光部28は、リードフレーム38に設けられた小さな基板46上に実装されている。   The light emitting / receiving unit 28 is mounted on the lead frame 38 together with the IC 41 and the electronic component 42. For example, when the light emitting / receiving unit 28 is a light emitting element, an optical signal output from the light emitting element is generated by converting an electrical signal. As a light emitting element, LED and VCSEL are generally known. Here, a VCSEL is used to increase the transmission speed. On the other hand, in the case of a light receiving element, PD is generally known. The light emitting / receiving unit 28 is mounted on a small substrate 46 provided on the lead frame 38.

リードフレーム38は、導電性を有する金属薄板を加工することにより、図示のような形状に形成されている。リードフレーム38は、後述するインサート成形や、受発光部28等の実装があるまで上記加工により形成されたキャリヤから切り離されないようになっている。   The lead frame 38 is formed into a shape as shown in the figure by processing a conductive metal thin plate. The lead frame 38 is not separated from the carrier formed by the above-described processing until insert molding described later or mounting of the light emitting / receiving unit 28 and the like is performed.

リードフレーム38には、例えばこの中心軸上に貫通孔47が形成されている。貫通孔47は、後述するエジェクタピンの直径よりも極僅かに大きな直径でリードフレーム38を貫通するように形成されている。貫通孔47の近傍には、受発光部28に対する素子実装部分48が設定されている。素子実装部分48は、基板46の大きさで設定されている。素子実装部分48の近傍には、IC41及び電子部品42が実装されている。   In the lead frame 38, for example, a through hole 47 is formed on the central axis. The through hole 47 is formed so as to penetrate the lead frame 38 with a diameter slightly larger than the diameter of an ejector pin described later. In the vicinity of the through hole 47, an element mounting portion 48 for the light emitting / receiving portion 28 is set. The element mounting portion 48 is set by the size of the substrate 46. An IC 41 and an electronic component 42 are mounted in the vicinity of the element mounting portion 48.

筐体39は、リードフレーム38を所定の位置にインサートする樹脂成形をすることにより形成されている。筐体39は、前面が開口し矩形で浅底となる形状に形成されている。具体的には、底壁49と上壁50と下壁51と左側壁52と右側壁53と開口部44とを有するように形成されている。開口部44は、上壁50、下壁51、左側壁52、及び右側壁53の各端部によって開口する部分として形成されている。上壁50、下壁51、左側壁52、及び右側壁53の各端部は、平坦な面で連続するように形成されている。このような平坦な面には、凹部54が形成されている。   The casing 39 is formed by resin molding in which the lead frame 38 is inserted into a predetermined position. The casing 39 is formed in a shape that is open at the front, rectangular, and shallow. Specifically, the bottom wall 49, the upper wall 50, the lower wall 51, the left side wall 52, the right side wall 53, and the opening 44 are formed. The opening 44 is formed as a portion opened by each end of the upper wall 50, the lower wall 51, the left side wall 52, and the right side wall 53. Each end part of the upper wall 50, the lower wall 51, the left side wall 52, and the right side wall 53 is formed so as to be continuous on a flat surface. A concave portion 54 is formed on such a flat surface.

凹部54は、溝形状の部分であって、筐体39を図5に示す如く正面から見た場合、矩形状となるように形成されている。凹部54は、開口部44の外側に形成されている。凹部54は、筐体39側の非係止凹凸部分となる微調整構造部分33(図2参照)の一部として形成されている。尚、凹部54の断面形状は長方形や正方形に限らず、V字状やU字状等であっても良いものとする。凹部54の形状は、光素子モジュールレンズ部27側の後述する非係止凹凸部分(微調整構造部分33)が差し込まれた状態で、光素子モジュールレンズ部27を位置合わせのために微動させることができるような形状であれば特に限定されないものとする。凹部54には、光素子モジュール22の製造において、固定用の接着剤が塗布されるようになっている。   The concave portion 54 is a groove-shaped portion, and is formed to have a rectangular shape when the housing 39 is viewed from the front as shown in FIG. The recess 54 is formed outside the opening 44. The concave portion 54 is formed as a part of the fine adjustment structure portion 33 (see FIG. 2) that becomes the non-locking uneven portion on the housing 39 side. The cross-sectional shape of the recess 54 is not limited to a rectangle or a square, but may be a V shape or a U shape. The shape of the recess 54 is such that the optical element module lens unit 27 is finely moved for alignment in a state where a non-locking uneven part (fine adjustment structure part 33) to be described later on the optical element module lens unit 27 side is inserted. The shape is not particularly limited as long as it can be formed. In the manufacture of the optical element module 22, a fixing adhesive is applied to the recess 54.

筐体39は、受発光部28の実装における位置決めの基準となるマーカ55を有している。このマーカ55は、リードフレーム38を所定の位置にインサート成形すると、底壁49に形成されるようになっている。具体的に説明すると、マーカ55は、筐体39を樹脂成形する際に形成されるようになっている。すなわち、マーカ55は、成形金型のエジェクタピンの跡を利用して形成されるようになっている。マーカ55は、リードフレーム38の貫通孔47から臨む位置に形成されている。マーカ55は、筐体39の樹脂成形の際に、成形金型のエジェクタピンをリードフレーム38の貫通孔47に貫通させることにより形成されている。   The casing 39 has a marker 55 that serves as a positioning reference in mounting the light emitting / receiving unit 28. The marker 55 is formed on the bottom wall 49 when the lead frame 38 is insert-molded at a predetermined position. Specifically, the marker 55 is formed when the casing 39 is resin-molded. That is, the marker 55 is formed using the mark of the ejector pin of the molding die. The marker 55 is formed at a position facing the through hole 47 of the lead frame 38. The marker 55 is formed by passing an ejector pin of a molding die through the through hole 47 of the lead frame 38 during resin molding of the housing 39.

光素子モジュールレンズ部27における蓋部45は、筐体39の開口部44を覆うことができる矩形状に形成されている。このような蓋部45には、筐体39の上壁50、下壁51、左側壁52、及び右側壁53の各端部の平坦な面の位置で接着剤により固定されるために凸部56が形成されている。凸部56は、蓋部45側の非係止凹凸部分となる微調整構造部分33(図2参照)の一部として形成されている。凸部56は、筐体39の凹部54の形状及び配置に合わせて形成されている。   The lid 45 in the optical element module lens unit 27 is formed in a rectangular shape that can cover the opening 44 of the housing 39. The lid 45 has a convex portion to be fixed by an adhesive at a position of a flat surface at each end of the upper wall 50, the lower wall 51, the left side wall 52, and the right side wall 53 of the housing 39. 56 is formed. The convex portion 56 is formed as a part of the fine adjustment structure portion 33 (see FIG. 2) that becomes the non-locking uneven portion on the lid portion 45 side. The convex portion 56 is formed in accordance with the shape and arrangement of the concave portion 54 of the housing 39.

尚、凸部56を筐体39側に形成し、凹部54を蓋部45側に形成しても良いものとする。凸部56と凹部54は、差し込みが可能な形状で、且つ、互いの引っ掛かり合いがないような形状に形成されている(凸部56と凹部54とで光素子モジュールレンズ部27と筐体39とを固定する構造ではないものとする。固定は基本的に接着剤若しくはこれに準ずるものであるものとする)。凸部56と凹部54は、これらを差し込んだ状態で極微小なガタ(位置決めに必要な程度のガタ)が生じるように寸法が設定されている。   In addition, the convex part 56 may be formed in the housing | casing 39 side, and the recessed part 54 shall be formed in the cover part 45 side. The convex portion 56 and the concave portion 54 are formed in a shape that can be inserted and are not caught by each other (the optical element module lens portion 27 and the housing 39 are formed by the convex portion 56 and the concave portion 54. (It is assumed that the structure is not an adhesive or an adhesive or equivalent). The dimensions of the convex portion 56 and the concave portion 54 are set so that an extremely small backlash (a backlash necessary for positioning) is generated in a state where they are inserted.

筒部43は、光素子モジュール22の使用時において、フェルールを介して光ファイバの端末が差し込まれる部分、又は直接光ファイバの端末が差し込まれる部分として形成されている。筒部43は、円筒形状に形成されている。このような筒部43の内部には、収差を持たせたレンズ29が一体に成形されている(別体であっても良いものとする)。収差を持たせたレンズ29は、筒部43と蓋部45との連続部分の近傍に配置形成されている。筒部43は、この中心と収差を持たせたレンズ29の中心とが一致するように形成されている。   The cylindrical portion 43 is formed as a portion into which the end of the optical fiber is inserted through the ferrule or a portion into which the end of the optical fiber is directly inserted when the optical element module 22 is used. The cylinder part 43 is formed in a cylindrical shape. Inside the cylindrical portion 43, a lens 29 having an aberration is integrally formed (it may be a separate body). The lens 29 having an aberration is arranged and formed in the vicinity of a continuous portion between the cylindrical portion 43 and the lid portion 45. The cylindrical portion 43 is formed so that this center and the center of the lens 29 having an aberration coincide with each other.

収差を持たせたレンズ29は、光素子モジュール22の使用時において、光ファイバの端末と受発光部28との間に介在するように配置形成されている。収差を持たせたレンズ29は、光ファイバの端末と受発光部28との距離を考慮して配置されている。収差を持たせたレンズ29は、光ファイバの端末側と受発光部28側とにそれぞれ凸となるように形成されている。収差を持たせたレンズ29は、それぞれの凸が非球面となるように形成されている。このような収差を持たせたレンズ29に対しては、図2に示す如く、収差補正用レンズ30が対向するようになっている。   The lens 29 with aberration is disposed and formed so as to be interposed between the end of the optical fiber and the light emitting / receiving unit 28 when the optical element module 22 is used. The lens 29 having an aberration is arranged in consideration of the distance between the end of the optical fiber and the light emitting / receiving unit 28. The lens 29 with aberration is formed so as to be convex on the end side of the optical fiber and on the side of the light emitting / receiving unit 28, respectively. The lens 29 having an aberration is formed so that each convex surface is an aspherical surface. As shown in FIG. 2, an aberration correction lens 30 is opposed to the lens 29 having such aberration.

上記光ファイバとしては、POFやPCFが一般的に知られている。ここでは、伝送速度の高速化を図るためとしてPCFが用いられている。   As the optical fiber, POF and PCF are generally known. Here, PCF is used to increase the transmission speed.

収差を持たせたレンズ29に関してもう少し詳しく説明すると、収差を持たせたレンズ29は、受発光部28側に凸となり非球面に形成される第一非球面凸レンズ部29aと、光ファイバ端末側に凸となり非球面に形成される第二非球面凸レンズ部29bと、第一非球面凸レンズ部29a及び第二非球面凸レンズ部29bの間でこれらに連続する中実中間部29cとを有するように形成されている。また、収差を持たせたレンズ29は、第一非球面凸レンズ部29a及び第二非球面凸レンズ部29bの形状が非対称形状になるように形成されている。   The lens 29 with aberration will be described in more detail. The lens 29 with aberration has a first aspherical convex lens portion 29a that is convex on the light emitting / receiving portion 28 side and formed aspherical, and on the optical fiber terminal side. Formed to have a second aspherical convex lens portion 29b that is convex and formed into an aspherical surface, and a solid intermediate portion 29c that is continuous between the first aspherical convex lens portion 29a and the second aspherical convex lens portion 29b. Has been. In addition, the lens 29 having an aberration is formed such that the shapes of the first aspherical convex lens portion 29a and the second aspherical convex lens portion 29b are asymmetrical.

非対称形状に関しては、レンズ径を同じにした場合、第二非球面凸レンズ部29bの方が第一非球面凸レンズ部29aよりも厚みのある形状に形成されている。また、非対称形状に関しては、中実中間部29cを伝搬する光が伝搬方向に広がる(受光素子の場合は狭める)ような形状に形成されている。   With respect to the asymmetric shape, when the lens diameter is the same, the second aspherical convex lens portion 29b is formed to be thicker than the first aspherical convex lens portion 29a. In addition, the asymmetric shape is formed such that light propagating through the solid intermediate portion 29c spreads in the propagation direction (in the case of a light receiving element, it is narrowed).

収差を持たせたレンズ29は、上記のような形状に形成することによって、受発光部28と光ファイバ端末との間に所望の収差を生じさせることができるようなものになっている。収差を持たせたレンズ29は、上記のような形状に形成して収差を持たせることにより、受発光部28と光ファイバ端末との位置が多少ズレても高い結合効率が確保されるようになっている。すなわち、収差を持たせることにより、焦点位置での焦点31(図1参照)が1点にならず、ある面積を持った円にすることができ、これによって高い結合効率が確保されるようになっている。   The lens 29 with aberration is formed in the shape as described above so that a desired aberration can be generated between the light emitting / receiving unit 28 and the optical fiber terminal. The lens 29 having the aberration is formed in the shape as described above so as to have the aberration so that a high coupling efficiency can be ensured even if the position of the light emitting / receiving unit 28 and the optical fiber terminal is slightly shifted. It has become. That is, by providing aberration, the focal point 31 (see FIG. 1) at the focal point position does not become one point, but a circle having a certain area can be obtained, thereby ensuring high coupling efficiency. It has become.

また、収差を持たせたレンズ29は、上記のような形状に形成することによって、光ファイバ端末の位置を収差を持たせたレンズ29に対して近づけたり離したりしても、結合に対して十分なスポット径が得られるようになっている。すなわち、この場合も高い結合効率が確保されるようになっている。   In addition, the lens 29 with aberration is formed in the shape as described above, so that even if the position of the optical fiber terminal is close to or away from the lens 29 with aberration, the lens 29 is not coupled. A sufficient spot diameter can be obtained. That is, also in this case, high coupling efficiency is ensured.

図4ないし図6において、シリコーン樹脂封止部40は、筐体39に対して封止用のシリコーン樹脂をポッティングすることにより図示のような状態に形成されている。リードフレーム38に実装された受発光部28やIC41や電子部品42は、シリコーン樹脂封止部40によって保護されるようになっている。シリコーン樹脂封止部40は、この頂面が開口部44よりも若干下がった位置になるように形成されている。   4 to 6, the silicone resin sealing portion 40 is formed in a state as illustrated by potting a sealing silicone resin with respect to the housing 39. The light emitting / receiving unit 28, the IC 41, and the electronic component 42 mounted on the lead frame 38 are protected by the silicone resin sealing unit 40. The silicone resin sealing portion 40 is formed so that the top surface is slightly lower than the opening 44.

次に、上記構成に基づきながら光素子モジュール22の製造について説明する。   Next, the manufacture of the optical element module 22 will be described based on the above configuration.

先ず、キャリヤが付いたままのリードフレーム38(キャリヤを付けたままにしておかないとリードフレーム38がばらけてしまう)を成形金型内にセットする作業を行う。次に、この状態で筐体39の樹脂成形を開始すると、リードフレーム38の一部がインサート成形された状態で筐体39が形成される。この時、筐体39には、成形金型のエジェクタピンの跡を利用して位置決め用のマーカ55が形成される(図5参照)。エジェクタピンは、成形金型の寸法精度で金型本体に配置されるものであることから、このようなエジェクタピンによってマーカ55は高精度で配置形成される。   First, the lead frame 38 with the carrier attached (the lead frame 38 will be scattered if the carrier is not attached) is set in the molding die. Next, when resin molding of the housing 39 is started in this state, the housing 39 is formed with a part of the lead frame 38 being insert-molded. At this time, a positioning marker 55 is formed on the casing 39 using the marks of the ejector pins of the molding die (see FIG. 5). Since the ejector pin is arranged on the mold body with the dimensional accuracy of the molding die, the marker 55 is arranged and formed with high accuracy by such an ejector pin.

マーカ55の形成において、エジェクタピンはリードフレーム38の貫通孔47に対して貫通することから、リードフレーム38をインサートしつつ筐体39を樹脂成形する際には、リードフレーム38が樹脂の流れによって移動してしまうことが防止される。従って、筐体39の成形と同時にリードフレーム38の位置決めが高精度で完了する。   In forming the marker 55, the ejector pin penetrates the through hole 47 of the lead frame 38. Therefore, when the housing 39 is molded while the lead frame 38 is inserted, the lead frame 38 is moved by the resin flow. It is prevented from moving. Therefore, the positioning of the lead frame 38 is completed with high accuracy simultaneously with the molding of the housing 39.

筐体39を樹脂成形した後に開口部44を臨むと、リードフレーム38の一部が露出した状態になっている。続いて、この露出部分に受発光部28やIC41や電子部品42を実装及び配線する作業を行う。受発光部28等の実装には、マーカ55が位置決めの基準として用いられる。マーカー55を位置決め基準として用いることにより、受発光部28はリードフレーム38及び筐体39に対して高い精度で配置されるようになる。   When the opening 44 is exposed after the housing 39 is resin-molded, a part of the lead frame 38 is exposed. Subsequently, an operation of mounting and wiring the light emitting / receiving unit 28, the IC 41, and the electronic component 42 on the exposed portion is performed. For mounting the light emitting / receiving unit 28 and the like, the marker 55 is used as a positioning reference. By using the marker 55 as a positioning reference, the light emitting / receiving unit 28 is arranged with high accuracy with respect to the lead frame 38 and the housing 39.

続いて、筐体39に対して封止用のシリコーン樹脂をポッティングする作業を行う。この作業により、シリコーン樹脂封止部40が筐体39内に形成される。リードフレーム38に実装された受発光部28やIC41や電子部品42は、シリコーン樹脂封止部40によって保護される。受発光部28やIC41や電子部品42がシリコーン樹脂封止部40により保護され、また、リードフレーム38がキャリヤから切り離されると、図5及び図6に示す如く光素子モジュールパッケージ部26が形成される。   Subsequently, a potting silicone resin is potted on the casing 39. With this operation, the silicone resin sealing portion 40 is formed in the housing 39. The light emitting / receiving unit 28, the IC 41, and the electronic component 42 mounted on the lead frame 38 are protected by the silicone resin sealing unit 40. When the light emitting / receiving unit 28, the IC 41, and the electronic component 42 are protected by the silicone resin sealing unit 40, and the lead frame 38 is separated from the carrier, the optical element module package unit 26 is formed as shown in FIGS. The

続いて、予め成形しておいた光素子モジュールレンズ部27を光素子モジュールパッケージ部26の筐体39に接着剤を用いながら固定する作業を行う。この作業は、顕微鏡及び調心装置21(図1及び図2参照)を用いて行うようになる。光素子モジュールレンズ部27を筐体39に固定する作業においては、筐体39の凹部54に接着剤を塗布してから蓋部45の凸部56を差し込み、そして、受発光部28を位置決めの基準として用いながら光素子モジュールレンズ部27の固定位置を決める仮固定作業と、凹部54に塗布した接着剤を硬化させ光素子モジュールレンズ部27を筐体39に完全に固定する本固定作業とに分かれる。顕微鏡及び調心装置21は、前者の仮固定作業において主に用いられるようになっている。   Subsequently, the pre-molded optical element module lens portion 27 is fixed to the housing 39 of the optical element module package portion 26 using an adhesive. This operation is performed using a microscope and aligning device 21 (see FIGS. 1 and 2). In the operation of fixing the optical element module lens unit 27 to the housing 39, an adhesive is applied to the concave portion 54 of the housing 39, the convex portion 56 of the lid portion 45 is inserted, and the light emitting / receiving unit 28 is positioned. A temporary fixing operation for determining the fixing position of the optical element module lens unit 27 while using as a reference, and a main fixing operation for completely fixing the optical element module lens unit 27 to the housing 39 by curing the adhesive applied to the concave portion 54. Divided. The microscope and aligning device 21 are mainly used in the former temporary fixing work.

顕微鏡及び調心装置21を用いての仮固定作業は、第一工程〜第三工程を順に経る作業であって、第一工程では、固定台部25に保持した光素子モジュールパッケージ部26の受発光部28の中心を光素子モジュールレンズ部27及び収差補正用レンズ内蔵筒体部23が存在しない状態において得られる視野の中心に配置する。第二工程では、収差補正用レンズ内蔵筒体部23を顕微鏡筒体部24に取り付け、この後に調心機構部58を用いて光素子モジュールレンズ部27を移動させつつ受発光部28の中心と収差を持たせたレンズ29の中心(若しくは筒部43の中心)との位置合わせを行う。第三工程では、上記の位置合わせ状態を維持したままで光素子モジュールレンズ部27を光素子モジュールパッケージ部26に対し仮固定する。尚、本形態における仮固定は、特に限定するものでないが、液状のUV硬化接着剤(例えばUV接着機能を併せ持つシアノアクリレート系の瞬間接着剤)を筐体39の凹部54と蓋部45の凸部56との嵌合部分に滴下して、この後にUV光照射をすることによって行われるようになっている。   The temporary fixing operation using the microscope and the aligning device 21 is an operation through the first step to the third step in order. In the first step, the optical element module package unit 26 held by the fixing base unit 25 is received. The center of the light emitting unit 28 is arranged at the center of the field of view obtained in the state where the optical element module lens unit 27 and the aberration correcting lens built-in cylinder unit 23 are not present. In the second step, the aberration correcting lens built-in cylinder part 23 is attached to the microscope cylinder part 24, and thereafter, the optical element module lens part 27 is moved using the alignment mechanism part 58 and the center of the light receiving / emitting part 28 is set. Alignment with the center of the lens 29 having the aberration (or the center of the cylindrical portion 43) is performed. In the third step, the optical element module lens unit 27 is temporarily fixed to the optical element module package unit 26 while maintaining the above alignment state. The temporary fixing in the present embodiment is not particularly limited, but a liquid UV curable adhesive (for example, a cyanoacrylate-based instantaneous adhesive having a UV adhesive function) is applied to the concave portion 54 of the casing 39 and the convex portion of the lid portion 45. It is performed by dropping onto the fitting portion with the portion 56 and then irradiating with UV light.

筐体39の凹部54に塗布される接着剤は、本形態において、熱硬化型のエポキシ系接着剤が用いられている(一例であるものとする)。接着剤は、筐体39の例えば上壁50及び下壁51の位置の凹部54に塗布され(左側壁52及び右側壁53の位置は上記液状のUV硬化接着剤を滴下する部分となる)、そして、仮固定作業の後に熱処理(例えば100℃で1Hr)が施されて硬化すると、光素子モジュールレンズ部27が筐体39に対して完全に固定されるようになっている。光素子モジュールレンズ部27は、熱硬化型のエポキシ系接着剤が硬化すると、受発光部28の中心と収差を持たせたレンズ29の中心(若しくは筒部43の中心)とが高い精度で合った状態で固定される。熱硬化型のエポキシ系接着剤が硬化し光素子モジュールレンズ部27が筐体39に対して完全に固定されると、光素子モジュール22の製造が完了する。   In this embodiment, a thermosetting epoxy adhesive is used as the adhesive applied to the recess 54 of the casing 39 (assumed to be an example). The adhesive is applied to, for example, the recesses 54 at the positions of the upper wall 50 and the lower wall 51 of the casing 39 (the positions of the left side wall 52 and the right side wall 53 are portions where the liquid UV curing adhesive is dropped). When the heat fixing (for example, 1 Hr at 100 ° C.) is applied and cured after the temporary fixing operation, the optical element module lens unit 27 is completely fixed to the housing 39. When the thermosetting epoxy adhesive is cured, the optical element module lens unit 27 matches the center of the light emitting / receiving unit 28 with the center of the lens 29 with aberration (or the center of the tube unit 43) with high accuracy. It is fixed in the state. When the thermosetting epoxy adhesive is cured and the optical element module lens unit 27 is completely fixed to the housing 39, the manufacture of the optical element module 22 is completed.

顕微鏡及び調心装置21を用いての仮固定作業において、収差を持たせたレンズ29を通して見る受発光部28の像は、収差補正用レンズ30によって補正され鮮明な像になる。この鮮明な受発光部28の像に基づき直接的に光素子モジュールレンズ部27の位置合わせを行うことによって、位置合わせ精度の高い光素子モジュール22が製造されることになる。   In the temporary fixing operation using the microscope and aligning device 21, the image of the light emitting / receiving unit 28 viewed through the lens 29 having an aberration is corrected by the aberration correcting lens 30 to become a clear image. By directly aligning the optical element module lens unit 27 based on the clear image of the light emitting and receiving unit 28, the optical element module 22 with high alignment accuracy is manufactured.

本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。   It goes without saying that the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.

本発明の光素子モジュールの製造方法の一実施の形態を示す図であり、(a)は素子・レンズ位置合わせ装置としての顕微鏡及び調心装置、及び光素子モジュールの模式的な構成図、(b)は光素子モジュールの製造工程のフローチャート、(c)は素子・レンズ位置合わせ装置の他の例を示す構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows one Embodiment of the manufacturing method of the optical element module of this invention, (a) is a typical block diagram of the microscope and alignment apparatus as an element and lens aligning apparatus, and an optical element module, (b) is a flowchart of the manufacturing process of an optical element module, (c) is a block diagram which shows the other example of an element and lens aligning apparatus. 顕微鏡及び調心装置と光素子モジュールの断面図である。It is sectional drawing of a microscope, an alignment apparatus, and an optical element module. 光素子モジュールの斜視図である。It is a perspective view of an optical element module. 光素子モジュールの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of an optical element module. 光素子モジュールパッケージ部の正面図である。It is a front view of an optical element module package part. 光素子モジュールの製造途中の断面図である。It is sectional drawing in the middle of manufacture of an optical element module. MTFの変化に係るグラフである。It is a graph which concerns on the change of MTF. 従来例の光素子モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the optical element module of a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

21 顕微鏡及び調心装置(素子・レンズ位置合わせ装置)
22 光素子モジュール
23 収差補正用レンズ内蔵筒体部
24 顕微鏡筒体部
25 固定台部
26 光素子モジュールパッケージ部
27 光素子モジュールレンズ部
28 受発光部(発光素子又は受光素子)
29 収差を持たせたレンズ
29a 第一非球面凸レンズ部
29b 第二非球面凸レンズ部
29c 中実中間部
30 収差補正用レンズ
31、32 焦点
33 微調整構造部分
34 外筒部
35 スペーサ
36 顕微鏡対物レンズ
37 凹部
38 リードフレーム
39 筐体
40 シリコーン樹脂封止部
41 IC
42 電子部品
43 筒部
44 開口部
45 蓋部
46 基板
47 貫通孔
48 素子実装部分
49 底壁
50 上壁
51 下壁
52 左側壁
53 右側壁
54 凹部
55 マーカ
56 凸部
57 光
58 調心機構部
59 撮像デバイス
60 画像処理装置
61 表示装置
21 Microscope and alignment device (element / lens alignment device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 22 Optical element module 23 Aberration correction lens built-in cylinder part 24 Microscope cylinder part 25 Fixing base part 26 Optical element module package part 27 Optical element module lens part 28 Light receiving / emitting part (light emitting element or light receiving element)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 29 Lens which gave aberration 29a 1st aspherical convex lens part 29b 2nd aspherical convex lens part 29c Solid intermediate part 30 Aberration correction lens 31, 32 Focus 33 Fine adjustment structure part 34 Outer cylinder part 35 Spacer 36 Microscope objective lens 37 Concave part 38 Lead frame 39 Case 40 Silicone resin sealing part 41 IC
42 Electronic Component 43 Tube 44 Opening 45 Lid 46 Substrate 47 Through Hole 48 Device Mounting Portion 49 Bottom Wall 50 Top Wall 51 Bottom Wall 52 Left Side Wall 53 Right Side Wall 54 Recessed 55 Marker 56 Protruding 57 Light 58 Centering Mechanism 59 Imaging device 60 Image processing device 61 Display device

Claims (2)

発光素子又は受光素子、及び、該発光素子又は該受光素子を収納する筐体、を備える光素子モジュールパッケージ部と、前記発光素子又は前記受光素子と光ファイバ端末との間に介在する収差を持たせたレンズを有し前記筐体の開口部に固定される光素子モジュールレンズ部とを準備するとともに、
前記収差を持たせたレンズの収差を補正する収差補正用レンズを内蔵する収差補正用レンズ内蔵筒体部、該収差補正用レンズ内蔵筒体部が取り付く顕微鏡筒体部又は撮像デバイス、前記光素子モジュールパッケージ部を移動不能に保持する固定台部、及び、前記収差補正用レンズ内蔵筒体部と前記固定台部との間で保持した前記光素子モジュールレンズ部をこの保持状態で移動させる調心機構部、を備える素子・レンズ位置合わせ装置を準備し、
第一工程では、前記固定台部に保持した前記光素子モジュールパッケージ部の前記発光素子又は前記受光素子の中心を前記光素子モジュールレンズ部及び前記収差補正用レンズ内蔵筒体部が存在しない状態において得られる視野の中心に配置し、
第二工程では、前記収差補正用レンズ内蔵筒体部を前記顕微鏡筒体部又は前記撮像デバイスに取り付け、この後に、前記調心機構部を用いて前記光素子モジュールレンズ部を移動させつつ前記発光素子又は前記受光素子の中心と前記収差を持たせたレンズの中心若しくは該収差を持たせたレンズが一体化した筒部の中心との位置合わせを行い、
第三工程では、前記位置合わせの状態を維持したままで前記光素子モジュールレンズ部を前記筐体に対し固定する
ことを特徴とする光素子モジュールの製造方法。
An optical element module package unit including a light emitting element or a light receiving element, and a housing for housing the light emitting element or the light receiving element, and an aberration interposed between the light emitting element or the light receiving element and the optical fiber terminal And having an optical element module lens unit fixed to the opening of the housing having a lens
An aberration-correcting lens built-in cylinder part that incorporates an aberration-correcting lens that corrects aberration of the lens having the aberration, a microscope cylinder part or an imaging device to which the aberration-correcting lens built-in cylinder part is attached, and the optical element A fixing base part that holds the module package part immovably, and an alignment that moves the optical element module lens part held between the aberration correcting lens-containing cylinder body part and the fixing base part in this holding state. Prepare an element / lens alignment device comprising a mechanism,
In the first step, the center of the light-emitting element or the light-receiving element of the optical element module package part held on the fixed base part is in a state where the optical element module lens part and the aberration correcting lens built-in cylindrical body part do not exist. Placed in the center of the resulting field of view,
In the second step, the aberration correcting lens built-in cylinder part is attached to the microscope cylinder part or the imaging device, and then the light emitting module is moved while moving the optical element module lens part using the alignment mechanism part. Perform alignment between the center of the element or the light receiving element and the center of the lens having the aberration or the center of the cylindrical portion in which the lens having the aberration is integrated,
In the third step, the optical element module lens unit is fixed to the casing while maintaining the alignment state. A method of manufacturing an optical element module, comprising:
請求項1に記載の光素子モジュールの製造方法において、
前記収差補正用レンズを一又は複数枚用いる
ことを特徴とする光素子モジュールの製造方法。
In the manufacturing method of the optical element module of Claim 1,
One or a plurality of the aberration correction lenses are used. A method of manufacturing an optical element module.
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