JP2013003558A

JP2013003558A - 光通信部品及びその製造方法

Info

Publication number: JP2013003558A
Application number: JP2011138059A
Authority: JP
Inventors: Takahito Saito; 崇人齋藤
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2011-06-22
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2013-01-07
Also published as: EP2538254A1

Abstract

【課題】光学素子とレンズ部間の調芯作業が簡単で、しかも、光学素子とレンズ部が本固定後に位置ずれしない光通信部品等を提供する。
【解決手段】光学素子４が搭載された素子パッケージ２と、レンズ部１３を有するレンズブロック体１０とを備え、光学素子４とレンズ部１３間が調芯された位置でレンズブロック体１０が素子パッケージ２に組み付けされる光通信部品１Ａであって、素子パッケージ２とレンズブロック体１０には、組み付け状態で互いに嵌り込む調芯用溝部３と調芯用突部１２がそれぞれ設けられ、調芯用溝部３は、その底面３ａに向かって幅狭となる方向に傾斜する傾斜面３ｂを有し、調芯用突部１２は、その頂面１２ａに向かって幅狭となる方向に傾斜する傾斜面１２ｂを有し、調芯用溝部３と調芯用突部１２の互いの傾斜面３ｂ，１２ｂが面接触で密着する位置で光学素子４とレンズ部１３が調芯位置に設定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、光信号と電気信号間の送受信を行う光通信部品及びその製造方法に関する。

この種の従来の光通信部品としては、特許文献１に開示されたものが提案されている。この光通信部品５０は、図６に示すように、素子パッケージ５１とこの素子パッケージ５１に組み付けされるレンズブロック体６０とを備えている。素子パッケージ５１には光学素子５２が搭載されている。素子パッケージ５１には、光学素子５２を囲むように周壁５１ａが一体に設けられている。この周壁５１ａの上面は、フラットな突き合わせ面５３として形成されている。

レンズブロック体６０は、スリーブ６１とこのスリーブ６１の下部の中心位置に配置されたレンズ部６２とを有する。スリーブ６１内に光ファイバ（図示せず）が接続される。スリーブ６１の下面は、フラットな突き合わせ面６３として形成されている。

素子パッケージ５１とレンズブロック体６０の互いの突き合わせ面５３，６３は、光学素子５２とレンズ部６２間が調芯された位置で位置決めされ、且つ、例えば熱硬化接着剤７１によって固定されている。

次に、この従来例の光通信部品５０の製造手順を説明する。素子パッケージ５１には光学素子５２が搭載されているものとする。先ず、図７に示すように、素子パッケージ５１の突き合わせ面５３に例えば紫外線硬化接着剤７０を塗布する。次に、図８にて矢印で示すように、素子パッケージ５１とレンズブロック体６０の互いの突き合わせ面５３，６３を突き合わせた状態とする。そして、例えばレンズブロック体６０を素子パッケージ５１に対して位置を微調整しつつ、光学素子５２と光ファイバ（図示せず）間の光信号レベルをチェックし、光学素子５２とレンズ部６２が調芯する位置を検出する（アクティブアライメント工程）。光学素子５２とレンズ部６２が調芯すつ位置で紫外線硬化接着剤７０を硬化して素子パッケージ５１とレンズブロック体６０間を仮固定する。次に、図９に示すように、素子パッケージ５１とレンズブロック体６０間を例えば熱硬化接着剤７１で本固定する。これで、製造が完了する。

特開２００７−１５５９７３号公報

しかしながら、前記従来の光通信部品５０では、光学素子５２とレンズ体６２間の調芯作業としてアクティブアライメント工程が必要であるため、製造作業が面倒である。

また、素子パッケージ５１とレンズブロック体６０の突き合わせ面５３，６３は、アクティブアライメント工程時に相対的位置調整を行うことができるようにフラットに形成されている。そのため、素子パッケージ５１とレンズブロック体６０間の本固定後に、素子パッケージ５１とレンズブロック体６０の相対的位置が位置ずれを引き起こす恐れがある。

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、光学素子とレンズ部間の調芯作業が簡単で、しかも、光学素子とレンズ部が本固定後に位置ずれしない光通信部品及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、光学素子が搭載された素子パッケージと、レンズ部を有するレンズブロック体とを備え、前記光学素子と前記レンズ部間が調芯された位置で前記レンズブロック体が前記素子パッケージに組み付けされる光通信部品であって、前記素子パッケージと前記レンズブロック体には、組み付け状態で互いに嵌り込む調芯用溝部と調芯用突部がそれぞれ設けられ、前記調芯用溝部は、その底面に向かって幅狭となる方向に傾斜する傾斜面を有し、前記調芯用突部は、その頂面に向かって幅狭となる方向に傾斜する傾斜面を有し、前記調芯用溝部と前記調芯用突部の互いの前記傾斜面が面接触で密着する位置で前記光学素子と前記レンズ部間が調芯された位置に設定されていることを特徴する光通信部品である。

前記素子パッケージには前記調芯用溝部が設けられ、前記調芯用溝部の前記底面に前記光学素子が搭載され、前記レンズブロック体には前記調芯用突部が設けられ、前記調芯用突部の頂面に前記レンズ部が設けられているものを含む。

前記素子パッケージには、共に光学素子である発光素子と受光素子が間隔を置いて配置され、前記素子パッケージと前記レンズブロック体には、前記発光素子と前記受光素子の間の位置に前記調芯用溝部と前記調芯用突部がそれぞれ設けられいるものを含む。

他の本発明は、光学素子が搭載された素子パッケージと、レンズ部を有するレンズブロック体とを備え、前記素子パッケージと前記レンズブロック体には、組み付け状態で互いに嵌り込む調芯用溝部と調芯用突部がそれぞれ設けられ、前記調芯用溝部は、その底面に向かって幅狭となる方向に傾斜する傾斜面を有し、前記調芯用突部は、その頂面に向かって幅狭となる方向に傾斜する傾斜面を有し、前記素子パッケージと前記レンズブロック体間を、互いの前記調芯用溝部と前記調芯用突部が嵌り込むように合体させる合体工程と、前記調芯用溝部と前記調芯用突部の双方の前記傾斜面同士が面接触で密着するよう圧縮力を加える圧縮工程とを備えたことを特徴する光通信部品の製造方法である。

前記素子パッケージと前記レンズブロック体には、互いの組み付け状態をロックするロック手段が設けられ、前記圧縮工程によって、前記調芯用溝部と前記調芯用突部の双方の前記傾斜面同士が面接触で密着させた状態を前記ロック手段が保持することが好ましい。

本発明によれば、素子パッケージとレンズブロック体は、その調芯用突部が調芯用溝部に入り込むよう合体し、合体後に調芯用突部と調芯用溝部の双方の傾斜面が互いに面接触するよう圧縮力を加えれば光学素子とレンズ部が調芯位置に位置される。従って、従来例のようにアクティブアライメント工程を行う必要がなく、素子パッケージとレンズブロック体間に圧縮力を加えるという簡単な機械的工程を行えば良い。又、素子パッケージとレンズブロック体は調芯用溝部と調芯用突部が嵌り込んだ状態で固定されるため、本固定後に位置ずれしない。以上より、光学素子とレンズ部間の調芯作業が簡単で、しかも、光学素子とレンズ部が本固定後に位置ずれしない。

本発明の第１実施形態を示し、（ａ）は素子パッケージとレンズブロック体をロック手段で組み付けした状態を示す断面図、（ｂ）は素子パッケージとレンズブロック体間を押圧した後の状態を示す断面図である。本発明の第２実施形態を示し、（ａ）は光通信部品の平面図、（ｂ）は光通信部品の正面図、（ｃ）は光通信部品の背面図、（ｅ）は光通信部品の右側面図である。本発明の第２実施形態を示し、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。本発明の第２実施形態を示し、図２（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。本発明の第２実施形態を示し、図２（ｃ）のＣ−Ｃ線断面図である。従来例を示し、光通信部品の断面図である。従来例を示し、光通信部品の一製造工程を示す断面図である。従来例を示し、光通信部品の一製造工程を示す断面図である。従来例を示し、光通信部品の一製造工程を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１（ａ）、（ｂ）は本発明の第１実施形態を示す。図１（ａ）、（ｂ）に示すように、光通信部品１Ａは、光通信モジュールであり、素子パッケージ２とレンズブロック体１０とを備えている。

素子パッケージ２には、レンズブロック体１０との突き合わせ面側に調芯用溝部３が設けられている。この調芯用溝部３は、その軸芯Ｃ１を中心として底面３ａに向かって幅狭となる方向に傾斜する傾斜面３ｂを有する。調芯用溝部３は、例えば四角錐形状、円錐形状である。底面３ａには、光学素子４が搭載されている。光学素子４は、発光素子若しくは受光素子である。光学素子４は、軸芯Ｃ１を中心として高精度の位置に配置される。換言すれば、光学素子４の光学中心軸を中心として傾斜面３ｂが配置されている。

レンズブロック体１０は、スリーブ１１と、スリーブ１１の下部側に配置された調芯用突部１２と、この調芯用突部１２の中心に配置されたレンズ部１３と、スリーブ１１の下部に固定されたキャップ部１４とを有する。スリーブ１１とレンズ部１３は、光透過材より一体に形成されている。

スリーブ１１の内部には、光ファイバ（図示せず）の先端がフェルール（図示せず）を介して配置される。調芯用突部１２は、その軸芯Ｃ２を中心として頂面１２ａに向かって幅狭となる方向に傾斜する傾斜面１２ｂを有する。調芯用突部１２は、調芯用溝部３とほぼ同一寸法で、且つ、同一形状に形成されている。この実施形態では、例えば四角錐形状、円錐形状である。レンズ部１３は、調芯用突部１２の軸芯Ｃ２が光学的軸芯とされ、両面に凸球面１３ａを有する。換言すれば、レンズ部１３の光学中心軸を中心として傾斜面１２ｂが配置されている。レンズ部１３は、光ファイバ（図示せず）からの光を光学素子４に集光させ、光学素子４からの発光を光ファイバ（図示せず）に平行光として射出する。

また、素子パッケージ２とレンズブロック体１０には、合体された状態でロックするロック手段（図示せず）が設けられている。このロック手段（図示せず）は、一般的な位置公差の範囲内であればロックできる。従って、素子パッケージ２とレンズブロック体１０間は、ロック状態であってもロック手段（図示せず）の位置公差の範囲内であれば相対的変移が可能である。

素子パッケージ２とレンズブロック体１０は、図１（ｂ）に示すように、調芯用溝部３と調芯用突部１２の互いの傾斜面３ｂ，１２ｂが面接触で密着する位置でロック手段（図示せず）によって組み付けされている。これにより、レンズ部１３と光学素子４間が調芯された位置に設定されている。

次に、この光通信部品１Ａの製造手順を説明する。素子パッケージ２には、調芯用溝部３の底面３ａで、且つ、傾斜面３ｂの軸芯Ｃ１上に光学素子４が搭載されているものとする。又、レンズブロック体１０は、調芯用突部１２の傾斜面１２ｂの中心位置にレンズ部１３が配置されている。

先ず、図１（ａ）に示すように、素子パッケージ２とレンズブロック体１０間を、調芯用溝部３と調芯用突部１２が嵌り込むように合体させる（合体工程）。これにより、素子パッケージ２とレンズブロック体１０間は、ロック手段（図示せず）によって仮固定される。この合体状態では、調芯用溝部３と調芯用突部１２の双方の傾斜面３ｂ，１２ｂが通常では面接触によって密着していない。

次に、素子パッケージ２とレンズブロック体１０間に、調芯用溝部３と調芯用突部１２の双方の傾斜面３ｂ，１２ｂ同士が面接触で密着するよう圧縮力を加える（圧縮工程）。この圧着力によって、調芯用溝部３と調芯用突部１２の双方の傾斜面３ｂ，１２ｂは、図１（ｂ）に示すように、面接触で密着する。つまり、この圧縮過程で、双方の傾斜面３ｂ，１２ｂによって双方の軸芯Ｃ１，Ｃ２が一致する方向に自動調整され、密着位置では、双方の軸芯Ｃ１，Ｃ２が完全に一致する位置に調整される。つまり、素子パッケージ２の光学素子４とレンズブロック体の１０レンズ部１３が調芯された位置に位置される。そして、ロック手段（図示せず）は、自らの位置公差の範囲内であれば相対的変移を許容するため、光学素子４とレンズ部１３が調芯された位置でロックを保持する。これで、製造が完了する。

以上説明したように、素子パッケージ２とレンズブロック体１０には、組み付け状態で互いに嵌り込む調芯用溝部３と調芯用突部１２がそれぞれ設けられ、調芯用溝部３は、その軸芯Ｃ１を中心として底面３ａに向かって幅狭となる方向に傾斜する傾斜面３ｂを有し、調芯用突部１２は、その軸芯Ｃ２を中心として頂面１２ａに向かって幅狭となる方向に傾斜する傾斜面１２ｂを有し、調芯用溝部３と調芯用突部１２の互いの傾斜面３ｂ，１２ｂが面接触で密着する位置で光学素子４とレンズ部１３が調芯された位置に設定される。従って、従来例のようにアクティブアライメント工程を行う必要がなく、素子パッケージ２とレンズブロック体１０間に圧縮力を加えるという簡単な機械的工程を行えば良い。又、素子パッケージ２とレンズブロック体１０は調芯用溝部３と調芯用突部１２が嵌り込んで固定されるため、本固定後に位置ずれしない。以上より、光学素子４とレンズ部１３間の調芯作業が簡単で、しかも、光学素子４とレンズ部１３が本固定後に位置ずれしない。アクティブアライメント工程が必要ないことから、製造時間の短縮、使用電力の削減を図ることができ、製造コストの大幅な削減になる。

従来例では、アライメントによる光学素子とレンズ部間の調芯位置が製品ごとに一定ではないため、素子パッケージとレンズブロック体間の本固定手段は制約を受ける。これに対し、本発明では、素子パッケージ２とレンズブロック体１０の合体位置が調芯用溝部３と調芯用突部１２によって一義的に決まるため、素子パッケージ２とレンズブロック体１０間の本固定手段は制約を受けない。実施形態では、仮固定と本固定を兼用するロック手段（図示せず）を使用したため、仮固定作業を行えば本固定作業を行う必要がなく、製造作業が簡単である。尚、ロック手段以外で本固定しても良い。

素子パッケージ２には調芯用溝部３が設けられ、調芯用溝部３の底面３ａに光学素子４が搭載され、レンズブロック体１０には調芯用突部１２が設けられ、調芯用突部１２の頂面１２ａにレンズ部１３が設けられている。従って、調芯用溝部３と調芯用突部１２の中心位置に調芯対象である光学素子４とレンズ部１３が配置されるため、高精度の調芯調整ができる。

（第２実施形態）
図２〜図５は本発明の第２実施形態を示す。図２〜図５に示すように、光通信部品１Ｂは、光通信モジュールであり、素子パッケージ２とレンズブロック体１０とを備えている。

素子パッケージ２には、共に光学素子である発光素子４Ａと受光素子４Ｂが一対搭載されている。素子パッケージ２には、発光素子４Ａと受光素子４Ｂの間の位置に調芯用溝部３が設けられている。この調芯用溝部３は、その底面３ａに向かって幅狭となる方向に傾斜する傾斜面３ｂを有する。調芯用溝部３は、四角錐形状である。発光素子４Ａと受光素子４Ｂは、調芯用溝部３に対して所定の位置にそれぞれ配置されている。

レンズブロック体１０は、一対のスリーブ１１を有するスリーブ結合体１５と、スリーブ結合体１５に装着され、各スリーブ１１の下部側に配置された一対のレンズ部１３とを有する。各スリーブ１１の内部には、光ファイバ（図示せず）の先端がフェルール（図示せず）を介して配置される。スリーブ結合体１５には、一対のレンズ部１３の間の位置に調芯用突部１２が一体に設けられている。調芯用突部１２は、その頂面１２ａに向かって幅狭となる方向に傾斜する傾斜面１２ｂを有する。調芯用突部１２は、調芯用溝部３とほぼ同一寸法で、且つ、同じ形状に形成されている。この実施形態では、四角錐形状である。各レンズ部１３は、調芯用突部１２に対して所定の位置にそれぞれ配置されている。一方のレンズ部１３は、発光素子４Ａの発光を光ファイバ（図示せず）に平行光として射出する。他方のレンズ部１３は、光ファイバ（図示せず）からの光を受光素子４Ｂに集光させる。

また、素子パッケージ２とレンズブロック体１０には、合体させた状態でロックするロック手段２０が設けられている。このロック手段２０は、素子パッケージ２に設けられたロック壁２１と、このロック壁２１に係止され、スリーブ結合体１５に設けられたロックアーム爪２２とから構成されている。ロック手段２０は、一般的な位置公差の範囲内であればロックできる。従って、素子パッケージ２とレンズブロック体１０間は、ロック状態であってもロック手段２０の位置公差の範囲内であれば相対的変移が可能である。

素子パッケージ２とレンズブロック体１０は、図２（ａ）〜（ｄ）に示すように、調芯用溝部３と調芯用突部１２の互いの傾斜面３ｂ，１２ｂが面接触で密着する位置でロック手段２０によって組み付けされている。これにより、各レンズ部１３と発光素子４Ａ及び受光素子４Ｂとが調芯された位置にそれぞれ設定されている。

光通信部品１Ｂの製造手順は、前記第１実施形態と略同様であるため、重複説明を回避するべく省略する。

この第２実施形態でも、前記第１実施形態と同様に、発光素子４Ａ及び受光素子４Ｂと各レンズ部１３間の調芯作業が簡単で、しかも、発光素子４Ａ及び受光素子４Ｂと各レンズ部１３が本固定後に位置ずれしない。

素子パッケージ２には、共に光学素子である発光素子４Ａと受光素子４Ｂが間隔を置いて配置され、素子パッケージ２とレンズブロック体１０には、発光素子４Ａと受光素子４Ｂの間の位置に調芯用溝部３と調芯用突部１２がそれぞれ設けられている。従って、調芯用溝部３と調芯用突部１２で双方の光信号間のクロストークを防止できる。発光素子４Ａと受光素子４Ｂの２つの光通信系を調芯用溝部３と調芯用突部１２の単一の組み合わせで調芯できるため、構成の簡略化を図ることができる。

この第２実施形態では、調芯用溝部３と調芯用突部１２は、四角錐形状であるが、円錐形状等であっても良い。

（その他）
前記第１及び第２実施形態では、素子パッケージ２には調芯用溝部３が設けられ、レンズブロック体１０には調芯用突部１２が設けられたが、素子パッケージ２に調芯用突部１２を設け、レンズブロック体１０に調芯用溝部３を設けても良い。

前記第１及び第２実施形態では、素子パッケージ２とレンズブロック体１０間は、自らの位置公差の範囲内であれば相対的変移を許容するロック手段（図示せず）,２０によってロックされている。従って、圧縮工程によって、調芯用溝部３と調芯用突部１２の双方の傾斜面３ｂ，１２ｂが面接触で密着する状態とすれば、ロック手段（図示せず），２０が自動的にその密着状態でロックするため、本固定作業を行う必要がない。又、ロック手段（図示せず），２０を本固定に用いることによって、素子パッケージ２とレンズブロック体１０の組み付け強度は、設計保証可能となる。

素子パッケージ２とレンズブロック体１０の組み付け固定は、ロック手段以外で行うことができる。ロック手段を有しない場合には、素子パッケージ２とレンズブロック体１０への圧着工程を治具などにより行い、治具などでその圧縮力を作用させた状態で素子パッケージ２とレンズブロック体１０間を接着剤や接合手段によって本固定することになる。

１Ａ，１Ｂ光通信部品
２素子パッケージ
３調芯用溝部
３ａ底面
３ｂ傾斜面
４光学素子
４Ａ発光素子（光学素子）
４Ｂ受光素子（光学素子）
１０レンズブロック体
１２調芯用突部
１２ａ頂面
１２ｂ傾斜面
１３レンズ部
２０ロック手段

Claims

光学素子が搭載された素子パッケージと、レンズ部を有するレンズブロック体とを備え、前記光学素子と前記レンズ部間が調芯された位置で前記レンズブロック体が前記素子パッケージに組み付けされる光通信部品であって、
前記素子パッケージと前記レンズブロック体には、組み付け状態で互いに嵌り込む調芯用溝部と調芯用突部がそれぞれ設けられ、
前記調芯用溝部は、その底面に向かって幅狭となる方向に傾斜する傾斜面を有し、前記調芯用突部は、その頂面に向かって幅狭となる方向に傾斜する傾斜面を有し、
前記調芯用溝部と前記調芯用突部の互いの前記傾斜面が面接触で密着する位置で前記光学素子と前記レンズ部が調芯された位置に設定されていることを特徴する光通信部品。
請求項１記載の光通信部品であって、
前記素子パッケージには前記調芯用溝部が設けられ、前記調芯用溝部の前記底面に前記光学素子が搭載され、
前記レンズブロック体には前記調芯用突部が設けられ、前記調芯用突部の頂面に前記レンズ部が設けられていることを特徴とする光通信部品。
請求項１記載の光通信部品であって、
前記素子パッケージには、共に光学素子である発光素子と受光素子が間隔を置いて配置され、前記素子パッケージと前記レンズブロック体には、前記発光素子と前記受光素子の間の位置に前記調芯用溝部と前記調芯用突部がそれぞれ設けられたことを特徴とする光通信部品。
光学素子が搭載された素子パッケージと、レンズ部を有するレンズブロック体とを備え、前記素子パッケージと前記レンズブロック体には、組み付け状態で互いに嵌り込む調芯用溝部と調芯用突部がそれぞれ設けられ、前記調芯用溝部は、その底面に向かって幅狭となる方向に傾斜する傾斜面を有し、前記調芯用突部は、その頂面に向かって幅狭となる方向に傾斜する傾斜面を有し、
前記素子パッケージと前記レンズブロック体間を、互いの前記調芯用溝部と前記調芯用突部が嵌り込むように合体させる合体工程と、
前記調芯用溝部と前記調芯用突部の双方の前記傾斜面同士が面接触で密着するよう圧縮力を加える圧縮工程とを備えたことを特徴する光通信部品の製造方法。
請求項４記載の光通信部品の製造方法であって、
前記素子パッケージと前記レンズブロック体には、互いの組み付け状態をロックするロック手段が設けられ、
前記圧縮工程によって、前記調芯用溝部と前記調芯用突部の双方の前記傾斜面同士が面接触で密着させた状態を前記ロック手段が保持することを特徴とする光通信部品の製造方法。