JP3428097B2 - 光ファイバの位置決め固定構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光フアイバの位置決め
固定構造および光フアイバの位置決め固定方法に関す
る。

【０００２】近年、遠距離通信の需要に応じて通信シス
テムに求められる情報伝送速度は増加する傾向にある。
とくに、光通信システムにおいてはマルチギガビット級
の高速大容量の伝送速度が必要とされつつあり、この伝
送速度を実現する光通信装置の開発が要求されている。

【０００３】このような高速通信システムに適用する光
送信装置、光受信装置においては、使用される発光・受
光素子、ＩＣなどの高速化だけでなく、高速特性を確保
するための光モジュールの実装技術の開発が必要とされ
る。

【０００４】また、装置内の実装基板の実装密度を向上
させるために光モジュールの高さを低くし、かつ実装面
積を小さく抑えることも必要である。さらには、長期信
頼性を確保するために、高エネルギビーム溶接であるレ
ーザ溶接などによる気密封止構造を採用する必要もあ
る。

【０００５】一方、光結合に関しては、その結合を効率
的に実現させるために部品点数を削減し、光結合の調整
・組み立てを簡素化でき得ることの要望がきわめて大き
い。以上のようなことから、本発明にあっては、光送信
装置、光受信装置に適用される光モジュール全体の薄形
化、小形化と、光結合に必要な部品点数削減による光結
合の調整・組み立ての簡素化を図った光フアイバ直接導
入形光モジュールにおける、光フアイバ芯線を貫通させ
て取り付けた金属製スリーブを、固定部材の嵌合孔に嵌
合させて高エネルギビームにより溶接固定させる際に生
じる軸方向への位置ずれを低減させるに必要な技術の新
規なる発明に関する。

【０００６】

【従来の技術】従来の光送信装置、光受信装置などにお
ける光モジュールの光結合部は、図８の概略の要部側断
面図に示される図（ａ）のように、気密封止される金属
筐体１内に取り付けられた光素子２、たとえば受光素子
に対して筐体側壁の外部のリング状の固定部材３に挿入
して取り付けられる金属製スリーブ４の内部を貫通して
取り付けられた光フアイバ５が光結合される。

【０００７】光フアイバ５は先端が金属製スリーブ４の
端面と一致されるようにして金属製スリーブ４内に接着
剤などで取り付け固定されている。金属筐体１の側壁の
貫通孔はその内部に取り付けられた気密窓６で気密状態
に維持されており、外部の固定部材３内の第１の収束用
レンズ７により光フアイバ５の端面から出射される光信
号が収束されて気密窓６を透過する。

【０００８】このようにして気密窓６を透過された光信
号は金属筐体１内のレンズホルダ８に取り付けられた第
２の収束レンズ９によって光素子２と光結合されるよう
に構成されている。

【０００９】以上のような構成はすべての構成部材が金
属筐体１に対して所定の位置関係に設定されるものであ
るが、製造誤差や位置の設定誤差などで所定位置への正
確な位置決めを設定をすることが困難なものであり、そ
のために光フアイバ５の外部から測定用の光信号を入射
させて端面から出射させた状態で、光素子２の信号レベ
ルを検出測定しながら検出信号の出力が最大となる最適
状態位置にそれぞれを設定位置決めを行なうようにして
いる。

【００１０】たとえば、金属筐体１に対して光素子２と
第２の収束用レンズ９とを取り付け固定状態としてお
き、固定部材３を筐体側壁面に対して摺動移動可能と
し、金属製スリーブ４を固定部材３の孔内を軸方向に移
動可能としてＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向に位置を調整して位
置決めさせる。

【００１１】このような位置決めは図示省略の正確な微
動装置に保持させた状態で微細に移動させて行なうもの
であり、位置決め設定された状態で位置固定させ筐体側
壁と固定部材３との隅角に対して図示矢印Ａ，Ａのよう
な斜め方向から高エネルギビーム、たとえば工業用のレ
ーザビームをパルス状に周囲の軸対称位置に同時に照射
し相互の部材を溶融（矢印先方の白抜き部分）１１させ
て溶接固定させる。

【００１２】ついで固定部材３と金属製スリーブ４に対
しても同様にして矢印Ｂ，Ｂのような斜め方向から溶融
（矢印先方の白抜き部分）１２を行なって溶接固定させ
る。このようにして光学的に正確な位置決め状態が得ら
れる。

【００１３】以上のように図（ａ）によれば、金属筐体
１の気密は気密窓６によって安定したものが得られる
が、光素子２と光フアイバ５の端面間とが隔たっている
ために気密窓や収束用レンズなどを要することから、こ
れらの部品などを要するほかに金属筐体１の形状が大形
化することが避けられず、光モジュールの薄形化、小形
化の要望に応えることが困難なものである。

【００１４】そこでこのような不都合を除くものとして
図（ｂ）に示されるような構成のものが考えられる。す
なわち、図（ｂ）によれば金属筐体１内に取り付けられ
た光素子２に対して、筐体側壁の貫通孔を貫通して導入
される光フアイバ５の光フアイバ芯線１４の先端１５構
成を先球レンズとし、これを光素子２に接近させて直接
光結合させるようにしたものである。

【００１５】 ここで光ファイバ芯線１４とは光信号を
伝送する中心のコアガラスとそのコアガラスよりも所定
に屈折率が低い周囲のクラッド層とからなるガラス体で
なる伝送線路部分をいうものである。

【００１６】光フアイバ５は被覆が除去された芯線１４
が金属製スリーブ４の内部から導出されるようにしたも
のであるが、金属製スリーブ４とは接着剤あるいは、表
面をＡｕなどでメタライズ処理して半田付けなどにより
取り付け固定させたものとしてある。

【００１７】このような構成によると、筐体側壁面に対
して固定部材３が直接に接触されることは図（ａ）と同
様であり、金属製スリーブ４が固定部材３の貫通孔内を
軸方向に移動可能なこともやはり図（ａ）と同様であ
る。

【００１８】しかしながら気密窓部材や収束用レンズな
どの部材を用いていないことから、これらの部材と関連
部材などを要しないので光モジュールの薄形化、小形化
が容易に可能となるものである。

【００１９】光フアイバ５の先端１５と光素子２との位
置決めは固定部材３と金属製スリーブ４との位置を微細
に移動させて位置決めした後位置固定し、前述の図
（ａ）の場合と同様にして矢印Ａ，Ａ、Ｂ，Ｂ方向から
高エネルギビームによる隅角の軸対称位置を同時に溶融
１１，１２する溶接により固定を十分に行なう。なお、
この固定を行なった後に隅角周囲を連続に溶融して隙間
なく溶接することで気密状態が得られる。

【００２０】なお、本発明では従来技術も含めて高エネ
ルギビーム照射による局部的な溶融溶接であることか
ら、金属筐体および固定部材ならびに金属製スリーブな
どは、すべて溶融熱が拡散することなく集中して有効に
所要範囲のみを溶融させるために、熱伝導率の低い、た
とえば、ステンレス鋼やコバール（商品名）などの金属
が適用されるものである。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】上記図８の図（ｂ）に
よるものが光モジュールの薄形化、小形化に好適なもの
であるが、図（ａ）のものを含めて以下のような避けら
れない問題点の存在することが判明した。

【００２２】すなわち、図９の要部拡大の断面図を参照
すると、金属筐体１の側壁に取り付けられる固定部材３
と固定部材３の貫通孔に挿入される金属製スリーブ４と
は精密な嵌合状態であって、互いに軸方向のみに移動可
能なように隙間なく嵌め合わせられている。図では隙間
のあるように描かれているが別体であることを理解し易
くするためにそのように描いている。

【００２３】光フアイバ５は金属製スリーブ４に取り付
け固定されていることは図８での説明のとおりである。
金属製スリーブ４は位置調整用の微動装置（図示省略）
の支持アーム１６に取り付けられている。

【００２４】固定部材３も同様な支持アームに取り付け
られるのであるが、図が煩雑になるために図示省略して
ある。固定部材３は金属筐体１の側壁面に押し付けられ
るようにして壁面上を密着状態で、たとえば紙面の左右
方向と直交方向のＸ−Ｙ方向に微動可能に構成されてい
る。

【００２５】金属製スリーブ４はアーム１６に支持され
た状態で固定部材３の移動に従って移動可能であるが、
固定部材３に対しては独立に図示上下方向のＺ軸方向に
微動可能に構成されている。

【００２６】以上の構成で光フアイバ先端１５を光素子
２に対して最適な光結合が行なわれるように微動装置に
より位置調整して位置決めした状態で、前述のように高
エネルギビームを互いの隅角に対して軸対称な位置に斜
め方向の矢印Ａ−ＡならびにＢ−Ｂの方向からそれぞれ
同時に照射して溶融１１，１２し溶接固定させるわけで
ある。 ところが、この溶接固定に際して光フアイバ先
端１５の最適設定状態がずれるといった問題点が生じ
る。このような位置ずれの生じる理由について説明する
と、金属筐体１の筐体側壁面と接している固定部材３の
隅角に矢印Ａ−Ａで示されるように、高エネルギビーム
を照射して相互の部材を図示状態のように溶融１１し溶
接固定させる場合、周囲を等間隔にたとえば、３箇所あ
るいは４箇所同時に行なうのであるが、相互部材の溶融
１１後の冷却固化をともない、溶融金属が収縮する。

【００２７】この収縮は互いの部材間を引き寄せようと
する力となって働くが、溶接位置が軸対称あるいは等間
隔に設定されているために互いの収縮力が釣合い、その
結果固定部材３の金属筐体１に対する半径方向（ｒ方
向）の位置は不動である。固定部材３に対する金属製ス
リーブ４の半径方向の位置も同様の理由によることと、
加えて精密状態に嵌合されていることにより不動であ
る。

【００２８】しかしながら、この固定部材３と金属製ス
リーブ４との溶接部分に着目すると、半径方向には不動
であるものの冷却固化にともなって軸方向に移動するこ
とになる。

【００２９】図９に示される溶融範囲１２で明らかなよ
うにリング状の固定部材３と金属製スリーブ４との相互
の溶融部分が固化する時に収縮することは前述のように
明らかであり、その収縮方向は半径方向と軸方向とに同
時に進行する。

【００３０】半径方向については記述のように釣り合っ
て移動しないが、溶融範囲１２の金属製スリーブ４の上
部の符号Ｃの部分と固定部材３の上部の符号Ｄとの間を
単純に収縮の起こる基点端部と考えると、このＣ−Ｄ間
に収縮が生じることになる。

【００３１】金属筐体１の壁面を基準に考えると固定部
材３は軸方向に移動しないことから、金属製スリーブ４
は固定部材３に対して図示下方に引き寄せられることに
なり、光フアイバ先端１５が光素子２に接近して最適状
態の光結合位置のずれを生じることにほかならない。

【００３２】以上のことから、本発明は光フアイバが軸
方向へ位置ずれを生じない、光フアイバの位置決め固定
構造および光フアイバの位置決め固定方法を提供するこ
とを発明の課題とするものである。

【００３３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明手段の構成要旨とするところは、第１の発明に
よれば、光フアイバ芯線を内部に貫通させて取り付けた
大径部分と小径部分とを有する金属製スリーブと、上記
金属製スリーブを嵌合孔に嵌合させて溶接固定する固定
部材と、からなり、上記金属製スリーブの大径部分と小
径部分との境界端面と固定部材の端面とが一致され該両
端面の境界部分を溶融し溶接固定させてなる光フアイバ
の位置決め固定構造である。

【００３４】第２の発明によれば、光フアイバ芯線を内
部に貫通させて取り付けた金属製スリーブと、上記金属
製スリーブを嵌合孔に嵌合させて溶接固定する固定部材
と、からなる光フアイバの位置決め固定方法であって、
上記固定部材の薄肉な外周面から内部に向けて照射され
た高エネルギビームにより該薄肉部とともに上記金属製
スリーブを溶融し溶接固定するようにした光フアイバの
位置決め固定方法である。

【００３５】第３の発明によれば、外周面にねじを有し
光フアイバ芯線を内部に貫通させて取り付けた金属製ス
リーブと、上記金属製スリーブのねじ部を嵌め合わせる
ねじを内周面に有する固定部材と、からなり、上記固定
部材内周面のねじ部に金属製スリーブの外周面のねじを
嵌め合わせ位置決めさせた状態で固定部材の端面と金属
スリーブの周囲面との隅が溶融溶接により固定されてな
る光フアイバの位置決め固定構造である。

【００３６】第４の発明によれば、光フアイバ芯線を内
部に貫通させて取り付けた金属製スリーブと、上記金属
製スリーブを嵌合孔に嵌合させて溶接固定する固定部材
と、からなる光フアイバの位置決め固定方法であって、
上記金属製スリーブの周囲面と固定部材の端面との嵌合
隅部分に高エネルギビームを照射して溶融溶接するに際
し、金属スリーブの周囲に遮蔽部材を介在させるか、ま
たは高エネルギビームの中心を偏位させて固定部材の端
面側を主として溶融させて溶接させるようにした光フア
イバの位置決め固定方法である。

【００３７】第５の発明によれば、光フアイバ端面を斜
面として光反射面とした光フアイバ芯線を内部に取り付
けた金属製スリーブと、上記金属製スリーブを固定部材
の嵌合孔に嵌め合わせて双方を溶融溶接して固定する光
フアイバの位置決め固定構造または固定方法であって、
上記第１ないし第４のいずれかに記載の発明の構成が適
用される光フアイバの位置決め固定構造または光フアイ
バの位置決め固定方法である。

【００３８】

【作用】上記本発明の構成手段によれば、第１の発明に
よると、金属製スリーブの大径部分の端面と固定部材の
端面とを一致させた状態で、その境界端面を相互に溶融
させて溶接するものであるから、従来のような相互間を
軸方向に移動させるような収縮力が生じないので軸ずれ
を起こすことなく取り付け固定される。

【００３９】第２の発明によると、固定部材の薄肉な外
周から半径方向に貫通するようにして、内部に嵌合され
ている金属製スリーブともに溶融して溶接するものであ
るから、従来のような相互間に軸方向に移動させるよう
な収縮力が生じないので軸ずれを起こすことなく取り付
け固定させることができる。

【００４０】第３の発明によると、固定部材の内周面の
ねじに金属製スリーブの外周面のねじを嵌め合わせ位置
決めさせた状態で、固定部材の端面と金属製スリーブの
周囲面との隅角を溶融して溶融し溶接固定することから
軸方向への収縮力が生じるが、ねじの嵌め合わせにより
多段のねじ面で支持されて軸方向への移動が阻止され、
軸ずれを起こすことなく安定に取り付け固定される。

【００４１】第４の発明によると、金属製スリーブの周
囲面と固定部材の端面との隅角を溶融し溶接するに際し
て、固定部材の端面側を主として溶融し金属製スリーブ
側を比較的に少なく溶融させることで軸方向の収縮成分
が少なくなり、その分軸方向への移動を少なくして取り
付け固定させることができる。

【００４２】第５の発明によると、光フアイバ端面を斜
面として光反射面とし相手部分と光結合させる光フアイ
バの位置決め固定構造または固定方法であって、本発明
の第１の発明ないし第４の発明の何れかを適用すること
により、金属製スリーブと固定部材との固定が軸ずれし
ないことによって光フアイバ端面の軸方向への移動が大
幅に移動しないことから最適な光結合状態を維持させて
取り付け固定が行なえる。

【００４３】

【実施例】以下、本発明の光フアイバの位置決め固定構
造および光フアイバの位置決め固定方法について、構成
要旨にもとづいた実施例により図を参照しながら詳細に
説明する。

【００４４】図１は本発明第１発明の第１の一実施例の
側断面図であって、図（ａ）を参照して説明すると、金
属筐体１の側壁面の貫通孔の部分に外側からリング状の
固定部材３が面方向へ摺動可能に接触配置されており、
中心の貫通孔に大径部分１８と小径部分１９とからなる
金属製スリーブ２１の大径部分１８が隙間無く軸方向に
のみ移動可能な状態に精密に嵌合されている。

【００４５】この金属製スリーブ２１の中心内部には光
フアイバ５が貫通して取り付けられており、内部側へ光
フアイバ芯線１４が導出されてその先端１５は先球レン
ズに形成され光素子２と対向して光結合されるように配
置される。光フアイバ芯線１４の導出部は接着剤あるい
はＡｕによるメタライズ処理されて金属製スリーブ２１
と半田付けなどの方法で取り付け固定２２されている。

【００４６】図示省略の微動装置に金属筐体１を固定状
態とし、固定部材３に金属製スリーブ２１を嵌合状態と
して金属筐体１面に対して摺動移動させるとともに、固
定部材３の貫通孔に対して金属製スリーブ２１を軸方向
に移動させて光素子２との光結合状態を最適な状態位置
に設定し位置固定させる。

【００４７】この状態で金属製スリーブ２１の大径部分
１８の上端面２３と固定部材３の上端面２４との一致状
態を読み取り顕微鏡あるいは適当な測定器で測定し、段
差が許容できる程度を超えている場合にはその段差値を
読み取り、一旦外して固定部材３の上端面２４あるいは
金属製スリーブの大径部分１８の上端面２３の何れかを
切削などにより削除加工して許容内に一致させ、ふたた
び光結合が最適なように行なわれる状態に位置合わせさ
せる。

【００４８】このようにして金属筐体１の面と固定部材
３との接触隅角に対して矢印Ａ，Ａのように高エネルギ
ビームである工業用レーザなどを軸対称位置に同時にパ
ルス照射し双方を溶融させて溶接固定させる。

【００４９】ついで固定部材３の上端面２４と金属製ス
リーブ２１の大径部分１８の上端面２３との嵌合境界に
対して矢印Ｂ，Ｂのように高エネルギビームである工業
用レーザなどを軸対称位置に同時にパルス照射し両者を
溶融２５させて溶接固定させる。

【００５０】この溶融２５による溶接は固定部材３の上
端面２４と金属製スリーブ２１の大径部分１８の上端面
２３とが同一面であることから、溶融範囲２５が双方均
等であり、嵌合の境界部分で軸方向の段差がないので相
互間に軸方向への収縮力が生ぜず、したがって光フアイ
バ先端１５の軸方向への位置ずれが生じないものであ
る。

【００５１】当然のことながら、半径方向の収縮は生じ
るものであるが軸対称位置または等間隔位置の溶融の収
縮は釣り合ってしまうことと、精密な嵌合によって位置
ずれを起こすことはない。

【００５２】図（ｂ）は金属製スリーブ２１の小径部分
１９が細径の場合、この小径部分１９の補強構造であ
り、リング状の補強部材２６を金属製スリーブ２１の小
径部分１９に精密に嵌合させる。

【００５３】固定部材３の上端面２４と補強部材２６の
外周の隅角に対して高エネルギビームを軸対称位置に矢
印Ｅ，Ｅ方向から同時にパルス照射して双方を溶融２７
させ溶接固定させる。

【００５４】ついで、補強部材２６の上端面２７と金属
製スリーブ２１の小径部分１９との隅角に対して高エネ
ルギビームを軸対称位置に矢印Ｆ，Ｆ方向から同時にパ
ルス照射して双方を溶融２８させ溶接固定させる。この
部分の溶接は小径部分１８の肉厚さが少ない場合が多い
ので、溶融範囲２８が大きくならないように配慮し、光
フアイバ５に影響しないようにすることが肝要である。

【００５５】図２は本発明第１発明の第２の一実施例の
側断面図であって、図（ａ）を参照して説明すると、金
属筐体１の側壁面の貫通孔の部分に外側からリング状の
固定部材３が面方向へ摺動可能に接触配置されており、
上下の大径部分３１の中間に形成された小径部分３２を
有する金属製スリーブ３３の大径部分３１が、固定部材
３の中心の貫通孔に隙間無く軸方向にのみ移動可能な状
態に精密に嵌合されている。

【００５６】この金属製スリーブ３３の中心内部には光
フアイバ５が貫通して取り付けられており、内部側へ光
フアイバ芯線１４が導出されてその先端１５は先球レン
ズに形成されて光素子２と対向し光結合されるように配
置される。光フアイバ芯線１４の導出部は接着剤あるい
はＡｕによるメタライズ処理されて金属製スリーブ３３
と半田付けなどの方法で取り付け固定２２されている。

【００５７】図示省略の微動装置に金属筐体１を固定状
態とし、固定部材３に金属製スリーブ３３を嵌合させた
状態で金属筐体１面に対して摺動移動させるとともに、
固定部材３の貫通孔に対して金属製スリーブ３３を軸方
向に移動させて光素子２との光結合状態を最適な状態位
置に設定し位置固定させる。

【００５８】この状態で金属製スリーブ３３の下方の大
径部分３１の上端面３４と固定部材３の上端面２４の一
致状態を、読み取り顕微鏡あるいは適当な測定器で測定
し、段差が許容できる程度を超えている場合にはその段
差値を読み取り、一旦外して固定部材３の上端面２４あ
るいは金属製スリーブの大径部分３１の上端面３４の何
れかを切削などにより削除加工して許容内に一致させ、
ふたたび光結合が最適なように行なわれる状態に位置合
わせさせる。

【００５９】このようして金属筐体１の面と固定部材３
の接触隅角に対して矢印Ａ，Ａのように高エネルギビー
ムである工業用レーザなどを軸対称位置に同時にパルス
照射し双方を溶融させて溶接固定させる。

【００６０】ついで固定部材３の上端面２４と金属製ス
リーブ３３の大径部分３１の上端面３４との嵌合境界に
対して矢印Ｂ，Ｂのように高エネルギビームである工業
用レーザなどを軸対称位置に同時にパルス照射し両者を
溶融２５させて溶接固定させる。

【００６１】この溶融２５による溶接は固定部材３の上
端面２４と金属製スリーブ３３の大径部分３１の上端面
３４とが同一面であることから、溶融範囲２５が双方均
等であり、嵌合の境界部分で軸方向の段差がないので相
互間に軸方向への収縮力が生ぜず、したがって光フアイ
バ先端１５の軸方向への位置ずれを生じないものであ
る。

【００６２】当然のことながら、半径方向の収縮は生じ
るものであるが軸対称位置または等間隔位置の溶融の収
縮は釣り合ってしまうことと、精密な嵌合によって位置
ずれを起こすことはない。

【００６３】図（ｂ）は金属製スリーブ３３の小径部分
３２が細径の場合、この小径部分３２の補強構造であ
り、リング状の補強部材３５を金属製スリーブ３３の上
方の大径部分３１に精密に嵌合させる。

【００６４】リング状の固定部材３の上端面２４と補強
部材３５の外周の隅角に対して高エネルギビームを軸対
称位置に矢印Ｅ，Ｅ方向から同時にパルス照射して双方
を溶融３６させ溶接固定させる。

【００６５】ついで、補強部材３５の上端面３７と金属
製スリーブ３３の大径部分３１との隅角に対して高エネ
ルギビームを軸対称位置に矢印Ｆ，Ｆ方向から同時にパ
ルス照射して双方を溶融３８させ溶接固定させる。この
部分の溶接は大径部分３１の肉厚さが厚いので十分な溶
融３８状態とすることが可能である。

【００６６】図３は本発明第２発明の第１の一実施例の
側断面図であって、図（ａ）を参照して説明すると、金
属筐体１の側壁面の貫通孔の部分に外側から金属製のリ
ング状の固定部材４１が面方向へ摺動可能に接触配置さ
れており、中心の貫通孔に外周が無段の金属製スリーブ
４が隙間無く軸方向にのみ移動可能な状態に精密に嵌合
されている。

【００６７】固定部材４１は筐体１壁面と接触する下面
が大径であって、下面から離間するにしたがって小径と
なるほぼ切頭円錐形状に形成されている。金属製スリー
ブ４の内部には光フアイバ５が貫通して取り付けられて
おり、内部側へ光フアイバ芯線１４が導出されその先端
１５は先球レンズに形成されて光素子２（図示省略）に
対向し光結合されるように配置される。

【００６８】光フアイバ芯線１４の導出部は接着剤ある
いはＡｕによるメタライズ処理されて半田付けなどの方
法で取り付け固定されていることは前述実施例と同様で
ある。

【００６９】図示省略の微動装置に金属筐体１を固定状
態とし、固定部材４１に金属製スリーブ４を嵌合状態と
して金属筐体１面に対して摺動移動させるとともに、固
定部材４１の貫通孔に対して金属製スリーブ４を軸方向
に移動させて光素子との光結合状態を最適な状態位置に
設定し位置固定させる。

【００７０】このような状態として図（ｂ）を参照する
と、金属筐体１の面と固定部材４１の接触隅角に対して
矢印Ａ，Ａのように高エネルギビームである工業用レー
ザなどを軸対称位置に同時にパルス照射し双方を溶融さ
せて溶接固定させる。

【００７１】ついで固定部材４１の上方斜面の薄肉な外
周面から半径方向の周囲に矢印Ｇ，Ｇのように高エネル
ギビームである工業用レーザなどを対称位置に同時にパ
ルス照射し内部の金属製スリーブ４ともに溶融４２し溶
接固定させる。

【００７２】この溶融部４２の部分について詳細に検討
すると、図示固定部材４１の貫通孔の溶融部４２の内周
上端部と金属製スリーブ４の外周下端部との間で固化収
縮力が生じて、金属製スリーブ４は図示上方に引き上げ
られるように思える。

【００７３】しかしながら、金属製スリーブ４の外周上
端部と固定部材４１の貫通孔内周下端部との間にも同様
な固化収縮力が生じ、逆に金属製スリーブ４を引き下げ
るように働く、したがって、相殺されて金属製スリーブ
４が軸方向に移動されることはなく、光フアイバ先端１
５の軸方向への位置ずれが生じないものである。

【００７４】図４は本発明第２発明の第２の一実施例の
側断面図であって、図（ａ）を参照して説明すると、金
属筐体１の側壁面の貫通孔の部分に外側から金属製のリ
ング状の固定部材４５が面方向へ摺動可能に接触配置さ
れており、中心の貫通孔に外周が無段の金属製スリーブ
４が隙間無く軸方向へのみ移動可能な状態に密に嵌合さ
れている。

【００７５】固定部材４５は筐体１壁面と接触する下面
が大径であって、下面から離間するにしたがい小径とな
る円錐形状に形成されて、上端部分は平行で薄肉な円筒
形状部分４６となっている。

【００７６】金属製スリーブ４の内部には光フアイバ５
が貫通して取り付けられており、内部側へ光フアイバ芯
線１４が導出されてその先端１５は先球レンズに形成さ
れ、光素子２（図示省略）に対向して光結合されるよう
に配置される。

【００７７】光フアイバ芯線１４の導出部は、接着剤あ
るいはＡｕによるメタライズ処理されて半田付けなどの
方法で取り付け固定されていることは、前述実施例と同
様である。

【００７８】図示省略の微動装置に金属筐体１を固定状
態とし、固定部材４５に金属製スリーブ４を嵌合状態と
して金属筐体１面に対し摺動移動させるとともに、固定
部材４５の貫通孔に対し金属製スリーブ４を軸方向に移
動させて光素子との光結合状態を最適な状態位置に設定
し位置固定させる。

【００７９】このような状態として図（ｂ）を参照する
と、金属筐体１の面と固定部材４５の接触隅角に対して
矢印Ａ，Ａのように高エネルギビームである工業用レー
ザなどを軸対称位置に同時にパルス照射し双方を溶融さ
せて溶接固定させる。

【００８０】ついで固定部材４５の上方の円筒状部分４
６の外周面から中心方向へ向けた周囲に矢印Ｇ，Ｇのよ
うに高エネルギビームである工業用レーザなどを対称位
置に同時にパルス照射し内部の金属製スリーブ４ともに
溶融４７し溶接固定させる。

【００８１】この溶融部４７は、図示固定部材４５の貫
通孔の内周上端部と金属製スリーブ４の外周下端部との
間で固化収縮力が生じて、金属製スリーブ４は図示Ａ方
へ引き上げられるように思える。

【００８２】一方、金属製スリーブ４の外周上端部と固
定部材４５の貫通孔内周下端部との間にも同様な固化収
縮力が生じ、逆に金属製スリーブ４を引き下げるように
働く。したがって、相殺されて金属製スリーブ４が軸方
向に移動されることはなく、光フアイバ先端１５の軸方
向への位置ずれが生じないものである。

【００８３】図５は本発明第３発明の一実施例の側断面
図であって、図（ａ）を参照して説明すると、金属筐体
１の側壁面に貫通孔に合わせて外面から精密な貫通ねじ
孔５１を有するリング状の固定部材５２が面方向へ摺動
可能に接触配置されており、中心の貫通ねじ孔５１に金
属製スリーブ５３の周囲の精密なねじ５４が嵌め合わせ
られてねじ回転させることより、軸方向に移動可能な状
態である。

【００８４】この金属製スリーブ５３の内部中心には光
フアイバ５が貫通して取り付けられており、内部側へ光
フアイバ芯線１４が導出されてその先端１５は先球レン
ズに形成され光素子２（図示省略）に対向して光結合さ
れるように配置される。

【００８５】光フアイバ芯線１４の導出部は、接着剤あ
るいはＡｕによるメタライズ処理されて半田付けなどの
方法で取り付け固定されていることは、前述実施例と同
様である。

【００８６】図示省略の微動装置に金属筐体１を固定状
態とし、固定部材５２に金属製スリーブ５３を嵌め合わ
せた状態として金属筐体１面に対して摺動移動させると
ともに、固定部材５２の貫通ねじ孔５１に対して金属製
スリーブ５３をねじ回転させて軸方向に移動させ、光素
子との光結合状態を最適な状態位置に設定し位置固定さ
せる。このとき、金属製スリーブ５３を金属筐体１面方
向に押し付けるようにして安定状態に位置固定させる。

【００８７】この状態で図（ｂ）を参照し、金属筐体１
の面と固定部材５２の接触隅角に対して矢印Ａ，Ａのよ
うに高エネルギビームである工業用レーザなどを軸対称
位置に同時にパルス照射し双方を溶融させて溶接固定さ
せる。

【００８８】ついで、固定部材５２の上端面５５と金属
製スリーブ５３の隅角のねじ部分に対して矢印Ｈ，Ｈの
ように高エネルギビームである工業用レーザなどを軸対
称位置に同時にパルス照射し双方を溶融５６させて溶接
固定させる。

【００８９】この溶融５６による溶接は金属製スリーブ
５３が固定部材５２と精密なねじ嵌合されていることか
ら、固定部材５２に対して金属製スリーブ５３を金属筐
体１側壁面側に引き寄せようとする固化収縮力は、相互
のねじ面によって支持され軸方向へ移動することができ
ない。加えて、金属製スリーブ５３を押し付け移動方向
に密着させて安定状態としていることからも移動される
ことはない。したがって、光フアイバ先端１５の軸方向
への位置ずれが生じないものである。

【００９０】図６は本発明第４発明の一実施例の側断面
図であって、図（ａ）の第１実施例を参照し説明する
と、金属筐体１に側癖面の貫通孔に合わせて外面からリ
ング状の固定部材３を面方向へ摺動可能に接触配置させ
ており、中心の貫通孔に無段の金属製スリーブ４が隙間
無く軸方向にのみ移動可能な状態に精密に嵌合されてい
る。

【００９１】この金属製スリーブ４の中心内部には光フ
アイバ５が貫通して取り付けられており、内部側へ光フ
アイバ芯線１４が導出されてその先端１５は先球レンズ
に形成され光素子２（図示省略）に対向して光結合され
るように配置される。光フアイバ芯線１４の導出部は接
着剤あるいはＡｕによるメタライズ処理されて半田付け
などの方法で取り付け固定されていることは前述実施例
と同様である。

【００９２】図示省略の微動装置に金属筐体１を固定状
態とし、固定部材３に金属製スリーブ４を嵌合状態とし
て金属筐体１面に対して摺動移動させるとともに、固定
部材３の貫通孔に対して金属製スリーブ４を軸方向に移
動させて光素子との光結合状態を最適な位置に設定し位
置固定させる。

【００９３】この状態で金属筐体１の面と固定部材３の
接触隅角に対して矢印Ａ，Ａのように高エネルギビーム
である工業用のレーザなどを軸対称位置に同時にパルス
照射し双方を溶融させて溶接固定させる。

【００９４】ついで、固定部材３の上端面２４と金属製
スリーブ４との隅角部分を溶接するのであるが、図
（ａ）によると金属製スリーブ４の下部を覆うようなス
リーブ状の遮蔽部材６１が図示省略の手段によって空間
に支持された状態に取り付けられる。

【００９５】このようにして隅角部分に矢印Ｂ，Ｂのよ
うな高エネルギビームである工業用レーザなどを軸対称
位置に同時にパルス照射し両者を溶融６２させて溶接固
定させる。

【００９６】この溶融６２による溶接は矢印Ｂ，Ｂの周
囲に二点鎖線６３で示されるような高エネルギビームの
円錐状の拡がり領域があり、これが固定部材３と金属製
スリーブ４との隅角に収束されるようになっている。

【００９７】溶融６２の範囲は高エネルギビームの中心
であるＢの周囲の二点鎖線６３で示される途中の拡がり
部分の一部分が遮蔽部材６１で遮蔽されていることによ
り、その分金属製スリーブ４に対するエネルギ照射量が
減少され、金属製スリーブ４の周囲面の溶融６２範囲が
少なくなる。

【００９８】エネルギビームの照射中心Ｂ方向は固定部
材３と金属製スリーブ４の隅に丁度一致するような位置
に設定されていることは前述の各実施例と同様であるこ
とから、遮蔽部材６１による照射エネルギによる溶融範
囲は主として固定部材３の上端面を溶融６２させること
になる。

【００９９】この結果、金属製スリーブ４の溶融６２範
囲が少なくなり、固化収縮にともなう金属製スリーブ４
の固定部材３に対する軸方向への移動が従来に比して少
なくなるものであって、光フアイバの先端１５の軸方向
への軸ずれを少ないものとすることができる。

【０１００】つぎに、本発明第４発明の第２実施例を図
６の図（ｂ）を参照して説明すると、金属筐体１に側壁
面の貫通孔に合わせて外面からリング状の固定部材３が
面方向へ摺動可能に接触配置されており、中心の貫通孔
に無段の金属製スリーブ４が隙間なく軸方向にのみ移動
可能な状態に精密に嵌合されている。

【０１０１】この金属製スリーブ４の中心内部には光フ
アイバ５が貫通して取り付けられており、内部側へ光フ
アイバ芯線１４が導出さてその先端１５は先球レンズに
形成され光素子２（図示省略）に対向して光結合される
ように配置される。光フアイバ芯線１４の導出部材は接
着剤あるいはＡｕによるメタライズ処理されて半田付け
などの方法で取り付け固定されていることは前述実施例
と同様である。

【０１０２】図示省略の微動装置に金属筐体１を固定状
態とし、固定部材３に金属製スリーブ４を嵌合状態とし
金属筐体１面に対して摺動移動させるとともに、固定部
材３の貫通孔に対して金属製スリーブ４を軸方向に移動
させて光素子との光結合状態を最適な状態位置に設定し
位置固定させる。

【０１０３】この状態で金属筐体１の面と固定部材３の
接触隅角に対して矢印Ａ，Ａのように高エネルギビーム
である工業用のレーザなどを軸対称位置に同時にパルス
照射し双方を溶融させて位置固定させる。

【０１０４】ついで、固定部材３の上面２４と金属製ス
リーブ４との隅角部分を溶接するのであるが、図（ｂ）
によると固定部材３と金属製スリーブ４との隅角に丁度
一致する二点鎖線で示される矢印方向Ｂ’，Ｂ’ではな
く、実線で示される矢印方向Ｂ，Ｂ方向の固定部材３の
上端面２４上の方向に偏位させた状態の軸対称位置に、
同時にパルス照射させ双方を溶融６２させて溶接固定さ
せる。

【０１０５】エネルギビームＢの照射中心は固定部材３
に対する照射による溶融範囲６２に主として固定部材３
の上端面２４が溶融６２されることになる。この結果、
金属製スリーブ４の溶融６２範囲が少なくなり固化収縮
にともなう金属製スリーブ４の固定部材３に対する軸方
向への移動距離が従来に比して少なくなることは図
（ａ）の場合と同様であって、光フアイバの先端１５の
軸方向への軸ずれを少ないものとすることができる。

【０１０６】図７は本発明第５発明の一実施例の側断面
図であって、図を参照して説明すると、金属筐体１に側
壁面の貫通孔の部分に外面からリング状の固定部材３が
面方向に摺動可能に接触配置されており、両端の大径部
分３１の中間に形成された小径部分３２を有する金属製
スリーブ３３の図示右側の大径部分３１が、固定部材３
の中心の貫通孔に隙間なく軸方向にのみ移動可能な状態
に精密に嵌合されている。

【０１０７】この金属製スリーブ３３の中心内部には光
フアイバ５が貫通して取り付けられており、内部側へ光
フアイバ芯線１４が導出されたその先端６５は４５°の
傾斜面の斜面６６に形成された光反射面であり、直交方
向に配置された光素子２に対向して光結合されるように
配置される。光フアイバ芯線１４の導出部は接着剤ある
いはＡｕによるメタライズ処理されて金属製スリーブ３
３と半田付けなどの方法で取り付け固定されている。

【０１０８】図示省略の微動装置に金属筐体１を固定状
態とし、固定部材３に金属製スリーブ３３を嵌合させた
状態で金属筐体１面に対して摺動移動させるとともに、
固定部材３の貫通孔に対して金属製スリーブ３３を軸方
向に移動させて光素子２との光結合状態を最適な状態位
置に設定し位置固定させる。

【０１０９】この状態で金属製スリーブ３３の図示右側
の大径部分３１の端面３４と固定部材３の端面２４の一
致状態を、読み取り顕微鏡あるいは適当な測定器で測定
し、段差が許容できる程度を超えている場合にはその段
差値を読み取り、一旦外して固定部材３の端面２４ある
いは金属製スリーブ３３の大径部分３１の端面３４の何
れかを切削などにより削除加工して一致させ、ふたたび
光結合が最適なように行なわれる状態に位置合わせさせ
る。

【０１１０】このようにして金属筐体１の面と固定部材
３の接触隅角に対して矢印Ａ，Ａのように高エネルギビ
ームである工業用レーザなどを軸対称位置に同時にパル
ス照射し双方を溶融させて溶接固定させる。

【０１１１】ついで固定部材３の端面２４と金属製スリ
ーブ３３の大径部分３１の端面３４との嵌合境界に対し
て矢印Ｂ，Ｂ方向から高エネルギビームである工業用レ
ーザなどを軸対称に同時にパルス照射し両者を溶融２５
させて溶接固定させる。この溶融２５による溶接は固定
部材３の端面２４と金属製スリーブ３３の大径部分３１
の端面３４とが同一面であることから、溶融範囲２５が
双方均等であり、嵌合の境界部分に軸方向の段差がない
ので相互間に軸方向への収縮力が生じず、したがって光
フアイバ先端６５の軸方向への位置ずれが生じないもの
である。

【０１１２】当然のことながら、半径方向の収縮は生じ
るが軸対称位置または等間隔位置の溶融の収縮は釣り合
ってしまうことと精密な嵌合によって位置ずれを起こす
ことはない。

【０１１３】図に示されるように金属製スリーブ３３の
中間部分は小径部分３２に形成されていることから、こ
の部分にリング状の補強部材３５を金属製スリーブ３３
の図示左側の大径部分３１に精密に嵌合させる。

【０１１４】リング状の固定部材３の端面２４と補強部
材３５の外周の隅角に対して高エネルギビームを軸対称
位置に矢印Ｅ，Ｅ方向から同時二パルス照射して双方を
溶融３６させ溶接固定させる。

【０１１５】ついで、補強部材３５の先端面３７と金属
製スリーブ３３の大径部分３１との隅角に対して高エネ
ルギビームを軸対称位置に矢印Ｆ，Ｆ方向から同時にパ
ルス照射して双方を溶融３８させ溶接固定させる。この
部分の溶接は大径部分３１の肉厚さが比較的に厚いので
十分な溶融３８状態とすることが可能である。

【０１１６】このように、光フアイバ先端６５を４５°
の斜面６６として直接光結合し得るようにしたことから
光結合に要する距離を大幅に短縮し得るものであり、結
合位置決めが確実で信頼性のよい状態で光モジュールの
薄形化を実現する上で有効な手段であり、構成部品数を
最低限度のものとすることも可能となる。

【０１１７】以上のように、本発明は前述の本発明第１
発明の第２の一実施例を適用して薄形化とともに小形化
を実現可能とした光素子との結合モジュールを説明した
が、本発明によれば、前述実施例を適用することに限定
されるものではなく、この実施例を含んで第１発明ない
し第４発明の光ファイバの位置決め構造を適用して実施
し得るものである。

【０１１８】また、光素子に関しても受光素子あるいは
発光素子、その他の光回路たとえば光フアイバ同士、光
導波路などの光集積回路に対しても適用実施可能なもの
であることはいうまでもないことである。

【０１１９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明になる
光フアイバの位置決め固定に、光フアイバを取り付けた
金属製スリーブを固定部材の孔に嵌合状態で溶接固定さ
せるに際し、双方の溶融溶接の冷却固化にともなう光フ
アイバの軸方向への位置ずれを生じないものとするか、
移動量をきわめて少ない状態に固定し得るものである。

【０１２０】上述の実施例は光フアイバ先端を先球レン
ズまたは斜面でなる反射面として説明したが、このよう
な先端形状に限定されるものではなく、諸種の公知な結
合手段を適用実施し得るものである。

【０１２１】このように、本発明は光装置への適用実施
に対する実用上の効果はきわめて顕著にして経済的効果
もはかりしれない程大きなものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１発明の第１の一実施例

【図２】本発明第１発明の第２の一実施例

【図３】本発明第２発明の第１の一実施例

【図４】本発明第２発明の第２の一実施例

【図５】本発明第３発明の一実施例

【図６】本発明第４発明の一実施例

【図７】本発明第５発明の一実施例

【図８】光モジュールにおける従来の光フアイバの位置
決め固定構造

【図９】従来技術の問題点を説明する要部拡大断面図

【符号の説明】

１ 金属筐体 ２ 光素子 ３ 固定部材 ４ 金属製スリーブ ５ 光フアイバ １４ 光フアイバ芯線 １５ 光フアイバ先端 １８ 大径部分 １９ 小径部分 ２１ 金属製スリーブ ２３，２４ 端面 ２５，２７，２８ 溶融部分 ２６ 補強部材 ３１ 大径部分 ３２ 小径部分 ３３ 金属製スリーブ ３５ 補強部材 ３６，３８ 溶融部分 ３７ 端面 ４１，４５ 固定部材 ４２，４７ 溶融部分 ４６ 円筒状部分 ５１ 内周面ねじ ５２ 固定部材 ５３ 金属製スリーブ ５４ 外周面ねじ ５５ 端面 ５６ 溶融部分 ６１ 遮蔽部材 ６２ 溶融部分 ６５ 光フアイバ先端 ６６ 斜面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 濱野 宏 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 後藤 正見 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−2807（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−174997（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−184006（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−25406（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−175707（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−121705（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/42 G02B 6/36

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバ芯線を内部に貫通させて取
   り付けた大径部分と小径部分とを有する金属製スリーブ
   と、該金属製スリーブを嵌合孔に嵌合させて溶接固定す
   る固定部材と、からなり、 該金属製スリーブの大径部分と小径部分との境界端面と
   該固定部材の端面とが一致され該両端面の嵌合境界部分
   を溶融し溶接固定させてなることを特徴とする光ファイ
   バの位置決め固定構造。
2. 【請求項２】 光ファイバ芯線を内部に貫通させて取
   り付けた金属製スリーブと、該金属製スリーブを嵌合孔
   に嵌合させて溶接固定する、下面が大径であり、下面か
   ら離間するに従って小径となるほぼ円錐形状に形成され
   て上部が薄肉部となる固定部材と、からなり、 該固定部材の薄肉な外周面から内部に向けて照射された
   高エネルギビームにより該薄肉部とともに該金属製スリ
   ーブを溶融し溶接固定させてなることを特徴とする光フ
   ァイバの位置決め固定構造。
3. 【請求項３】 光ファイバ芯線を内部に貫通させて取
   り付けた金属製スリーブと、該金属製スリーブを嵌合孔
   に嵌合させて溶接固定する固定部材と、からなり、 該金属製スリーブの周囲面と該固定部材の端面との嵌合
   隅部分に高エネルギビームを照射して溶融溶接するに際
   し、高エネルギビームの中心を該金属製スリーブから遠
   ざける方向に偏位させて、該固定部材の端面側を主とし
   て溶融させて溶接するようにしたことを特徴とする光フ
   ァイバの位置決め固定構造。