JP3741911B2

JP3741911B2 - Optical element array module and manufacturing method thereof

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Publication number: JP3741911B2
Application number: JP29678199A
Authority: JP
Inventors: 浩朗古市; 和民川本; 厚志高井; 篤三浦; 高一郎刀祢平
Original assignee: 日本オプネクスト株式会社
Priority date: 1999-10-19
Filing date: 1999-10-19
Publication date: 2006-02-01
Anticipated expiration: 2019-10-19
Also published as: JP2001116962A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多チャンネルの光素子を一体化した光素子アレイモジュールにおいて、光素子アレイとレンズアレイと光コネクタとを効率良く簡便に光結合することができる多チャンネルの光素子を一体化した光素子アレイモジュールおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、多チャンネルで一体の光素子アレイモジュールを構成する一方法として、実装用の基板に位置合わせ用のマーカやＶ溝を精度良く形成し、これを基準に光素子アレイや光ファイバアレイを位置精度よく搭載する方法が使われている。例えば、特開平９−２８１３６０号公報に記載されているように、シリコンの基板に異方性エッチングで、位置合わせ用のマーカとＶ溝を精度良く形成し、このマーカ基準に光素子アレイをはんだ接続し、また、Ｖ溝に光ファイバアレイの先端の被覆を除去後、個別に整列搭載し、多チャンネルの光結合を実現可能にしている。
また、特開平９−１２７３７７号公報に記載されているように、光素子アレイモジュールの本体から光ファイバアレイが着脱可能なレセプタクル型の光素子アレイモジュールの実装構造として、光コネクタのガイドピンを介して無調整で光結合可能な構造にした例もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構造では、光素子アレイの入出射面の高さ基準、つまり光素子アレイの入出射点列と同一平面内で垂直方向の搭載用基板からの距離は、搭載用基板のＶ溝を基準としているため、光素子アレイの入出射面の高さばらつきに対応して高さを調節することが困難であるという課題を有していた。
また、端面発光型若しくは端面受光型素子アレイのように、光素子アレイの入出射面と、搭載用基板に対する接続面とが直交している場合には、Ｖ溝付き搭載用基板に光素子アレイをはんだ等で直接接続可能だが、面発光型光素子アレイや面受光型光素子アレイのように、光素子アレイの入出射面と、搭載用基板に対する接続面とが平行している場合には、Ｖ溝付き搭載用基板に光素子アレイをはんだ等で直接接続困難で、実装構造が複雑化するという課題を有していた。
【０００４】
本発明の目的は、上記課題を解決すべく、端面発光型若しくは端面受光型光素子アレイを光素子搭載用基板にフェースアップ接続実装する場合において端面発光型若しくは端面受光型光素子アレイと光ファイバアレイコネクタとの間で結合効率が高く、アレイの各チャネルが均一な光結合を実現した光素子アレイモジュールおよびその製造方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、面発光型や面受光型の光素子アレイを光素子搭載用基板に接続実装する場合において光素子アレイと光ファイバアレイコネクタとの間で結合効率が高く、アレイの各チャネルが均一な光結合を実現した光素子アレイモジュールおよびその製造方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、面発光型や面受光型の光素子アレイを光素子搭載用基板に接続実装する場合において小型化を実現した光素子アレイモジュールを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、端面発光型若しくは端面受光型光素子アレイを光素子搭載用基板の搭載面にフェースアップ接続実装し、前記光素子アレイとレーザ光を集光するレンズアレイと光ファイバアレイとが光結合するように、前記光素子搭載用基板の端面に前記レンズアレイを形成したレンズアレイブロックと前記光ファイバアレイの端部を保持する光コネクタフェルールを着脱自在に挿着する光コネクタハウジングとを積み重ねて固定して構成することを特徴とする光素子アレイモジュールである。
また、本発明は、前記光素子アレイモジュールにおいて、前記レンズアレイブロックを前記光素子搭載用基板の端面に重ねて固定する際、前記レンズアレイブロックと光素子搭載用基板の端面との間を前記端面発光若しくは受光点列の高さ方向に微動調整可能に係合させて構成したことを特徴とする。
また、本発明は、前記光素子アレイモジュールにおいて、前記レンズアレイブロックを前記光素子搭載用基板の端面に重ねて固定する際、前記レンズアレイブロックと光素子搭載用基板の端面との間を前記端面発光若しくは受光点列方向に位置決めされ、前記端面発光若しくは受光点列の高さ方向に微動調整可能に係合させて構成したことを特徴とする。
【０００６】
また、本発明は、前記光素子アレイモジュールにおいて、前記光素子搭載用基板の端面と前記レンズアレイブロックとの間を、凹部と凸部とで、または溝凹部と柱状突起または柱状部材との嵌合で係合させて構成したことを特徴とする。
また、本発明は、前記光素子アレイモジュールにおいて、前記光コネクタフェルールを前記光コネクタハウジングに挿着した際、前記レンズアレイブロックと光コネクタフェルールとの間を少なくも２次元（アレイ方向およびそれに直角な方向）に位置決め係合させて構成したことを特徴とする。
また、本発明は、前記光素子アレイモジュールにおいて、前記光コネクタフェルールを前記光コネクタハウジングに挿着した際、前記レンズアレイブロックと光コネクタフェルールとの間を求心機能を有するジョイント（例えば球ジョイント）で係合させて構成したことを特徴とする。
また、本発明は、前記光素子アレイモジュールにおいて、前記レンズアレイブロックを、前記光素子搭載用基板の端面に重ねて固定される枠に前記レンズアレイを取付けて構成したことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、面発光型若しくは面受光型光素子アレイを光素子搭載用基板の搭載面に接続実装し、前記光素子アレイとレーザ光を集光するレンズアレイと光ファイバアレイとが光結合するように、前記光素子搭載用基板の搭載面に前記レンズアレイを形成したレンズアレイブロックと前記光ファイバアレイの端部を保持する光コネクタフェルールを着脱自在に挿着する光コネクタハウジングとを積み重ねて固定して構成することを特徴とする光素子アレイモジュールである。また、本発明は、前記光素子アレイモジュールにおいて、前記光素子アレイと前記レンズアレイとが相対的に位置決めされるように、前記光素子搭載用基板の搭載面と前記レンズアレイブロックとの間を係合させて構成することを特徴とする。
また、本発明は、前記光素子アレイモジュールにおいて、前記光素子アレイと前記レンズアレイとが相対的に位置決めされるように、前記光素子搭載用基板の搭載面と前記レンズアレイブロックとの間を、凹部と凸部との嵌合または凹部と球状面との嵌合により係合させて構成することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、前記光素子アレイモジュールにおいて、前記光コネクタフェルールを前記光コネクタハウジングに挿着した際、前記レンズアレイブロックと光コネクタフェルールとの間を求心機能を有するジョイント（例えば球ジョイント）で係合させて構成したことを特徴とする。
また、本発明は、前記光素子アレイモジュールにおいて、前記レンズアレイブロックを、前記光素子搭載用基板の端面に重ねて固定される枠に前記レンズアレイを取付けて構成したことを特徴とする。
また、本発明は、面発光型若しくは面受光型光素子アレイを光素子搭載用基板の搭載面に接続実装し、前記光素子アレイと光ファイバアレイとが光結合するように、前記光素子搭載用基板の搭載面に前記光ファイバアレイの端部を保持する光コネクタフェルールを着脱自在に挿着する光コネクタハウジングを求心機能を有するジョイントで係合させて取付けて構成することを特徴とする光素子アレイモジュールである。
【０００９】
また、本発明は、端面発光型若しくは端面受光型光素子アレイを光素子搭載用基板の搭載面に接続実装し、前記光素子アレイとレーザ光を集光するレンズアレイと光ファイバアレイとが光結合するように、前記光素子搭載用基板の端面に前記レンズアレイを形成したレンズアレイブロックと前記光ファイバアレイの端部を保持する光コネクタフェルールを着脱自在に挿着する光コネクタハウジングとを積み重ねて固定して構成することを特徴とする光素子アレイモジュールである。
【００１０】
また、本発明は、光素子搭載用基板に形成されたアライメントマークを基準にして光素子搭載用基板の端面に係合部を加工して形成する係合部形成工程と、端面発光型若しくは端面受光型光素子アレイを前記アライメントマーク若しくは前記係合部形成工程で形成された係合部を基準に位置合わせをして光素子搭載用基板の搭載面にフェースアップ接続実装する実装工程と、前記光素子アレイとレーザ光を集光するレンズアレイとが光結合するように、前記レンズアレイを形成したレンズアレイブロックを前記係合部形成工程で形成された係合部を用いて端面発光若しくは受光点列方向に位置決めし、前記端面発光若しくは受光点列の高さ方向に微動調整して前記光素子搭載用基板の端面に取付けるレンズアレイブロック取付け工程と、前記レンズアレイと光ファイバアレイとが光結合するように、前記光ファイバアレイの端部を保持する光コネクタフェルールを着脱自在に挿着する光コネクタハウジングを前記レンズアレイブロックに係合させて取付ける光コネクタハウジング取付け工程とを有することを特徴とする光素子アレイモジュールの製造方法である。
【００１１】
また、本発明は、光素子搭載用基板の端面に係合部を加工して形成する係合部形成工程と、該係合部形成工程で形成された係合部もしくは該係合部を基準にして形成されたアライメントマークを基準にして端面発光型若しくは端面受光型光素子アレイを位置合わせをして光素子搭載用基板の搭載面にフェースアップ接続実装する実装工程と、前記光素子アレイの端面発光若しくは受光点列と該端面発光若しくは受光点列から出射されるレーザ光を集光するレンズアレイとが光結合するように、前記レンズアレイを形成したレンズアレイブロックを前記係合部形成工程で形成された係合部を用いて端面発光若しくは受光点列方向に位置決めし、前記端面発光若しくは受光点列の高さ方向に微動調整して前記光素子搭載用基板の端面に取付けるレンズアレイブロック取付け工程と、前記レンズアレイと光ファイバアレイとが光結合するように、前記光ファイバアレイの端部を保持する光コネクタフェルールを着脱自在に挿着する光コネクタハウジングを前記レンズアレイブロックに係合させて取付ける光コネクタハウジング取付け工程とを有することを特徴とする光素子アレイモジュールの製造方法である。
【００１２】
また、本発明は、光素子搭載用基板に形成されたアライメントマークを基準にして光素子搭載用基板の搭載面に係合部を加工して形成する係合部形成工程と、光素子アレイを前記アライメントマーク若しくは前記係合部形成工程で形成された係合部を基準に位置合わせをして光素子搭載用基板の搭載面に接続実装する実装工程と、前記光素子アレイとレーザ光を集光するレンズアレイとが光結合するように、前記レンズアレイを形成したレンズアレイブロックを前記係合部形成工程で形成された係合部を用いて位置決めして前記光素子搭載用基板の搭載面に取付けるレンズアレイブロック取付け工程と、前記レンズアレイと光ファイバアレイとが光結合するように、前記光ファイバアレイの端部を保持する光コネクタフェルールを着脱自在に挿着する光コネクタハウジングを前記レンズアレイブロックに係合させて取付ける光コネクタハウジング取付け工程とを有することを特徴とする光素子アレイモジュールの製造方法である。
【００１３】
また、本発明は、光素子搭載用基板の搭載面に係合部を加工して形成する係合部形成工程と、該係合部形成工程で形成された係合部もしくは該係合部を基準にして形成されたアライメントマークを基準にして光素子アレイを位置合わせをして光素子搭載用基板の搭載面に接続実装する実装工程と、前記光素子アレイとレーザ光を集光するレンズアレイとが光結合するように、前記レンズアレイを形成したレンズアレイブロックを前記係合部形成工程で形成された係合部を用いて位置決めして前記光素子搭載用基板の搭載面に取付けるレンズアレイブロック取付け工程と、前記レンズアレイと光ファイバアレイとが光結合するように、前記光ファイバアレイの端部を保持する光コネクタフェルールを着脱自在に挿着する光コネクタハウジングを前記レンズアレイブロックに係合させて取付ける光コネクタハウジング取付け工程とを有することを特徴とする光素子アレイモジュールの製造方法である。
【００１４】
また、本発明は、光コネクタフェルールに設けられた例えばガイドピン穴に相対する位置に係合する球状面（例えば球ジョイント）を備えた光コネクタハウジングである。
また、本発明は、ガイドピン穴付きの光コネクタフェルールと、ガイドピン穴に相対する位置に係合する球状面を有する光コネクタハウジングとにより構成される多芯光コネクタである。
また、本発明は、レンズアレイのレンズ列と同一平面内で垂直方向に嵌合用溝を有し、その反対面に光コネクタフェルールのガイドピン穴に相対する位置に凹部を有するレンズアレイブロックである。
また、本発明は、レンズアレイのレンズ列と同一平面内に複数の凹部を有し、その反対面に光コネクタフェルールのガイドピン穴に相対する位置に凹部を有するレンズアレイブロックである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に係る光素子アレイモジュールの実施の形態について図面を用いて説明する。
まず、本発明に係る端面発光型若しくは端面受光型光素子アレイとして端面発光型光素子アレイを用いてフェースアップ接続（発光面から遠い側ではんだ接続）する光素子アレイモジュールの第１の実施の形態について図１〜図４を用いて説明する。
即ち、図１は、本発明に係る光素子アレイモジュールの第１の実施の形態を示す分解斜視図であり、図２は、図１の組立手順を説明するための部分断面を有する平面図である。図３は、本発明に係る光素子アレイモジュールを組立た状態を示す部分断面平面図である。図４は、端面発光型光素子アレイを光素子搭載用基板にフェースアップ接続する一実施例を示す斜視図である。図１〜図４において、左上に座標軸を示し、光素子アレイ１３及び光ファイバアレイ５４の光軸方向をＺ軸、ピッチ方向をＸ軸、Ｘ軸と垂直方向をＹ軸と定義する。
【００１６】
まず、光素子アレイ１３は、端面発光型光素子アレイで構成され、光素子搭載用基板１１に搭載する面に電極が形成され、反対の上面にも電極が形成される。この端面発光型光素子アレイ１３は、光素子搭載用基板１１に、搭載面に形成されたアライメントマーク若しくは後述するように光素子搭載用基板１１の端面に形成される係合部である嵌合用溝１６ａ、１６ｂを使用して何方かを基準にしてＸ方向およびＺ方向に高精度に位置決めされてフェースアップ接続（発光面から遠い側ではんだ接続）して実装される。当然、端面発光型光素子アレイ１３の上面電極も、光素子搭載用基板１１の端子との間でリード接続させる。そして、端面発光型光素子アレイ１３を駆動するための駆動用ＩＣ１２も、光素子搭載用基板１１の例えば光素子アレイ１３の搭載面に実装される。
【００１７】
端面発光型光素子アレイ１３は、図４に示す如く、レーザを発振させると、発光点１４からレーザ拡がり１７のようレーザが出射される。この端面発光型光素子アレイ１３はホトリソプロセスで製造されるため、発光点１４は端面発光型光素子アレイ１３の上面からμｍオーダで一定の高さになるが、端面発光型光素子アレイ１３自身の厚み加工は機械加工のため、はらつきが大きく、下面からの高さに大きなばらつきが発生する。この結果、フェースアップ（発光点１４がはんだ接続面１８より遠い場合）で光素子搭載用基板１１に接続する場合、光素子搭載用基板１１からの発光点高さ１５は、±１０〜２０μｍ程度もばらついてしまうことになる。しかし、発光点１４から遠い面ではんだ接続するため、はんだ接続で発生する内部応力のレーザ発振への影響は小さく、はんだ接続が容易となり、製造歩留りを向上させることができる。
【００１８】
以上説明したように、光素子搭載用基板１１の搭載面から発光点列１４までの発光点高さ１５は、端面発光型のレーザアレイ１３自身の基板厚みおよびはんだ厚みのばらつきにより、最大で±１０〜２０μｍ程度のＹ方向に高さばらつきが発生することになる。そこで、本発明に係る光素子アレイモジュールは、上記Ｙ方向の高さばらつきを調整できるように、光素子搭載用基板１１と、レーザ光を集光させる機能を有するレンズアレイ３４を備えたレンズアレイブロック３１と、光コネクタフェルール５１を着脱可能に構成した光コネクタハウジング４１とをＺ方向に積層接着構造で構成した。
レンズアレイ３４は、端面発光型光素子アレイ１３から拡がって出射されるレーザ光を集光させて多芯光ファイバアレイ５４ヘ効率よく光結合させるためのものである。多芯の光コネクタは、光ファイバを例えば２５０μｍピッチで配列して構成されるため、光素子アレイ１３やレンズアレイ３４も同一の例えば２５０μｍピッチで一体集積化されて製造されて構成される。このように、複数個のレンズを例えば２５０μｍピッチで一列に配列して構成されるレンズアレイ３４は、精密転写によるガラスの凸成形や、ガラス板のイオン交換による屈折率変化を利用した方法により精度良く成形することができる。
【００１９】
そして、光素子搭載用基板１１の端面とレンズアレイブロック３１の入射端面との間において、Ｙ方向には相対的に微動させて高さばらつきを調整することが可能で、Ｘ方向には機械的に位置決め可能なように、光素子搭載用基板１１の端面におけるＸ方向の両側にはＹ方向を向いた係合部である例えばＶ字形状の嵌合用溝１６ａ、１６ｂを形成し、レンズアレイブロック３１の入射端面におけるＸ方向の両側にも嵌合用溝１６ａ、１６ｂに対向する係合部である例えばＶ字形状の嵌合用溝３２ａ、３２ｂを形成し、これら嵌合用溝には柱状部材であるガイドピン２１ａ、２１ｂが、ガイドピン接続動作１０１およびレンズアレイブロック接続動作１０２により嵌め合わされて係合され、Ｘ方向とＺ方向には一意的に拘束される。要するに、光素子搭載用基板１１の端面とレンズアレイブロック３１の入射端面とを、Ｘ方向については機械的に位置決めされ、Ｙ方向には、微動調整可能にして接着等により固定されればよい。
【００２０】
光素子搭載用基板１１の端面に形成するＹ方向を向いた係合部である嵌合用溝１６ａ、１６ｂは、端面発光型光素子アレイ１３や駆動用ＩＣ１２を実装する前に、基板１１の材質が例えばＳｉの場合には異方性エッチング等で、セラミック等の場合にはダイサーによる精密切削溝加工で、ガラス系の場合には精密転写型を利用したガラス成形で加工可能である。これら係合部である嵌合用溝１６ａ、１６ｂは、光素子搭載用基板１１の搭載面に形成されたアライメントマーク１０６を基準に加工するか、もしくは光素子搭載用基板１１の端面に係合部である嵌合用溝１６ａ、１６ｂを形成し、この形成された嵌合用溝１６ａ、１６ｂを基準にしてアライメントマーク１０６を形成すればよい。これによって、光素子搭載用基板１１の搭載面にフェースアップ接続実装される端面発光型光素子アレイ１３と、光素子搭載用基板１１の端面に取付けられるレンズアレイブロック３１とは、Ｘ方向およびＺ方向には相対的に高精度に位置決めされることになる。
【００２１】
レンズアレイブロック３１については、ガラスの転写成形によりレンズ効果を有する凸部が等間隔に形成されるレンズアレイ３４と共に一体的に製造することができるので、嵌合用溝３２ａ、３２ｂおよび凹部３３ａ、３３ｂも同時に転写成形することができる。このようにレンズアレイブロック３１において、レンズアレイ３４と嵌合用溝３２ａ、３２ｂおよび凹部３３ａ、３３ｂとの位置関係は、高精度に得ることができる。
また、レンズアレイ３４を、異方性エッチングで嵌合用溝１６ａ、１６ｂや凹部３３ａ、３３ｂを加工したＳｉ枠に高精度に位置決めして精密に貼付け等によって取付けることによっても、レンズアレイブロック３１を製造することが可能である。この場合も、当然、レンズアレイ３４と嵌合用溝３２ａ、３２ｂおよび凹部３３ａ、３３ｂとの位置関係は高精度に実現することができる。
【００２２】
例えば、レンズアレイブロック３１については、ガラスの転写成形により製造することができるので、嵌合用溝１６ａ、１６ｂおよびガイドピン２１ａ、２１ｂの代わりに、入射端面の両側に軸心をＹ方向に向けた半円形の柱状突起を転写成形により一体的に設けることもできる。このようにすることによって、この柱状突起を直接光素子搭載用基板１１の端面に形成された嵌合用溝１６ａ、１６ｂに係合させることができ、その結果、ガイドピン２１ａ、２１ｂをなくすことができ、部品点数を低減させることができる。また、光素子搭載用基板１１の端面とレンズアレイブロック３１との間は、Ｙ方向に微動調整可能ならば、凹部と凸部との係合によっても実現することができる。
従って、レンズアレイ３４を一体的に成形したレンズアレイブロック３１は、端面発光型光素子アレイ１３の発光点列１４に対してＹ方向に高精度に位置調整されて光素子搭載用基板１１の端面に接着固定され、端面発光型光素子アレイ１３との光結合に適したレンズアレイ３４の位置精度を確保することができる。
【００２３】
レンズアレイブロック３１のレンズアレイ３４と端面発光型のレーザアレイ１３の発光点列１４との高さ調整を含めた位置調整は、次に説明するように行うことができる。
（１）光素子アレイ１３の光素子搭載用基板１１上へのはんだ付け時の位置決めは、光素子アレイ１３と光素子搭載用基板１１とに、それぞれ予め精度良く付加された（形成された）アライメントマーク１０５、１０６間の位置関係を光学系で観察し、何れか一方を保持する機構を微動調整することによって行うことができる。当然、上記アライメントマーク１０５、１０６の画像を撮像手段で撮像して画像信号処理により光素子アレイ１３と光素子搭載用基板１１との位置ずれ量を算出し、この算出された位置ずれ量に応じて光素子アレイ１３と光素子搭載用基板１１とを位置決め（アライメント）をすることができる。なお、光素子搭載用基板１１の搭載面に形成されたアライメントマーク１０６と、光素子搭載用基板１１の端面に形成された係合部である嵌合用溝１６ａ、１６ｂとは、高精度な位置関係を有している。即ち、何方か一方を基準にして他方が形成されているため、互いの位置関係は高精度に形成されている。また、光素子搭載用基板１１の端面に形成された係合部である嵌合用溝１６ａ、１６ｂを光学的に観察して嵌合用溝１６ａ、１６ｂを基準にして光素子アレイ１３を位置決めして接続実装することも可能である。このように光素子アレイ１３を、光素子搭載用基板１１に対してＸ方向およびＺ方向に高精度に位置決めしてはんだ付け等で接続することができる。
【００２４】
（２）光素子アレイ１３がＸ方向およびＺ方向に高精度に接続された光素子搭載用基板１１の端面のＹ方向に形成された嵌合用溝１６ａ、１６ｂとレンズアレイブロック３１の入射端面のＹ方向に相対（対向）して形成された例えば嵌合用溝３２ａ、３２ｂとはガイドピン２１ａ、２１ｂのはめ合い（係合）（ガイドピン接続動作１０１とレンズアレイ接続動作１０２による例えばＶ溝と円柱面とＶ溝間の押し付け動作）により、Ｘ方向およびＺ方向には一意に拘束されて位置決めされる。Ｙ方向には、Ｖ溝と円柱の相対位置をＹ方向にずらすことが可能で、自由度が残る。
【００２５】
（３）光素子アレイ１３の発光点列１４とレンズアレイブロック３１のレンズアレイ３４とのＹ方向の位置決めは、例えば、次のように行う。
（ａ）光素子アレイ１３の発光点列１４からレーザ光を発振させて、レンズ透過後のレーザ集光像の位置をＴＶカメラ等で計測し、別途計測されたレンズ像の中心位置との相対位置関係により、Ｙ方向に相対位置を調整し、接着等により固定する。
（ｂ）光素子アレイ１３の発光点列１４の高さ位置をＴＶカメラ等で計測する。次に、ＴＶカメラをＺ方向に移動して、レンズに焦点を合わせ、レンズ像の中心位置を計測し、それらの相対位置関係により、Ｙ方向に相対位置を調整し、接着等により固定する。
（ｃ）予め、光素子アレイ１３における上面から発光点列１４までの高さを測定しておき、レンズアレイブロック３１における上面からレンズアレイ３４の中心までの高さを測定しておけば、ばらつきが少ないので、光素子アレイ１３の上面とレンズアレイブロック３１の上面との間の寸法が所定の値になるようにＹ方向の相対的な位置を決めて例えば接着剤によりレンズアレイブロック３１を光素子搭載用基板１１の端面に固定すればよい。
【００２６】
次に、光コネクタハウジング４１が、光コネクタハウジング接続動作１０３によってレンズアレイブロック３１と位置決めされて接着固定される。光コネクタハウジング４１に保持された球ジョイント４２ａ、４２ｂが、レンズアレイブロック３１の光コネクタ側の両側に形成された凹部３３ａ、３３ｂと係合することによって、光コネクタハウジング４１は、レンズアレイブロック３１のレンズアレイ３４に対してＸ方向およびＹ方向について機械的に位置決めされてレンズアレイブロック３１の出射端面に接着固定されることになる。なお、上記球ジョイント付きの光コネクタハウジング４１は、プラスチックの転写成形で一体もしくは複数部品の組立で精度良く安価に製造することが可能である。
光コネクタフェルール５１は、多芯光ファイバアレイ５４を形成した光ファイバテープ５３の端に装着され、多芯光ファイバアレイ５４に対して高精度に位置決めされてガイドピン穴５２ａ、５２ｂが形成されている。従って、多芯光ファイバアレイ５４を有する光コネクタフェルール５１を、光コネクタハウジング接続動作１０４によって光コネクタハウジング４１に挿着した際、ガイドピン穴（凹部でもよい。）５２ａ、５２ｂに光コネクタハウジング４１に保持された球ジョイント４２ａ、４２ｂが係合することによって、レンズアレイ３４と多芯光ファイバアレイ５４とはＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向について相対的に高精度に位置決めされて光結合状態が安定に保持されることになる。
【００２７】
即ち、レンズアレイブロック３１と、光コネクタハウジング４１に着脱自在に挿着される光コネクタフェルール５１とは、球ジョイント４２ａ、４２ｂによって相対的にＸＹＺ方向に同時に高精度に位置決めすることができ、その結果高精度の光結合を実現することができる。特に、レンズアレイブロック３１においては、凹部３３ａ、３３ｂの深みだけが必要となり、光素子アレイモジュールとしてＺ方向の長さの最小化を実現することができる。更に、球ジョイント４２ａ、４２ｂを介しての接続は、球ジョイント４２ａ、４２ｂの球面を凹部３３ａ、３３ｂ；５２ａ、５２ｂに押し付けるだけで自動的に求心され嵌合される構造のため、光コネクタフェルール５１の曲げ・傾きが大きくても、光結合しやすく、簡易な組立装置を使用しても、組立や検査時に光結合が容易に可能となり、製造コストを下げることが可能となる。
なお、光コネクタフェルール５１を、光コネクタハウジング接続動作１０３によって光コネクタハウジング４１に挿着した際、光コネクタフェルール５１をレンズアレイブロック３１の方へ押圧する機構（図示せず）および抜けないように引掛けるラッチ機構（図示せず）が設けられている。更に、光コネクタフェルール５１を光コネクタハウジング４１から外すには、上記ラッチ機構を外すことによって実現することができる。
【００２８】
以上、レンズアレイブロック３１と、レンズアレイブロック３１の出射端面に接着固定される光コネクタハウジング４１と、該光コネクタハウジング４１に着脱される光コネクタフェルール５１とは、光コネクタハウジング４１に保持された球ジョイント４２ａ、４２ｂによってＸ方向およびＹ方向について位置決めされる構成について説明したが、レンズアレイブロック３１の出射端面に球状もしくはピン状の突起を転写成形等により一体的に設けて、光コネクタハウジング４１および該光コネクタハウジング４１に着脱される光コネクタフェルール５１をＸ方向およびＹ方向について位置決めさせる構成にしても良い。また、レンズアレイブロック３１の構造は多少複雑になるが、光コネクタフェルール５１のガイドピン穴５２ａ、５２ｂおよび光コネクタハウジング４１に穿設された穴と嵌合するピン状の突起をレンズアレイブロック３１の出射端面に埋め込んで植設してもよい。
【００２９】
以上により、光素子搭載用基板１１上の光素子アレイ１３と光コネクタフェルール５１内の多芯光ファイバアレイ５４が効率よく容易に光結合された図３に示す光素子アレイモジュールを構成することができる。
以上の第１の実施の形態では、端面発光型光素子アレイを用いてフェースアップ接続する場合について説明したが、フェースダウン接続（受光面から近い側ではんだ接続）の場合にも同様の構成で実施して部品を共通化できることは言うまでもない。
【００３０】
次に、本発明に係る面発光型光素子アレイや面入射受光素子アレイを用いた光素子アレイモジュールの第２の実施の形態について図５〜図６を用いて説明する。即ち、図５は、本発明に係る光素子アレイモジュールの第２の実施の形態を示す分解斜視図である。図５は、面発光型光素子アレイを光素子搭載用基板に接続する一実施例を示す斜視図である。
本発明に係る光素子アレイモジュールの第２の実施の形態では、光素子アレイ６３は、面発光型光素子アレイや面入射受光素子アレイなどで構成され、光素子搭載用基板６１に搭載する面に電極が形成され、反対の上面にも電極が形成される。この光素子アレイ６３は、光素子搭載用基板６１の搭載面に、アライメントマーク等を使用してＸ方向およびＹ方向に高精度に位置決めされてはんだ等により接続して実装される。当然、光素子アレイ６３の上面電極も、光素子搭載用基板６１の端子との間でリード接続させる。そして、光素子アレイ６３を駆動するための駆動用ＩＣ１２も、光素子搭載用基板６１の例えば上面に実装される。当然、駆動用ＩＣ１２を、光素子搭載用基板６１の搭載面に実装してもよい。
【００３１】
このように、上記光素子アレイ６３が入出射面と光素子搭載用基板６１に対する接続面とが平行しているため、光素子アレイ６３と光素子搭載用基板６１とに、それぞれ予め精度良く付加された（形成された）アライメントマーク（図示せず）間の位置関係を光学系で観察し、何れか一方を保持する機構を微動調整することにより、光素子アレイ６３を光素子搭載用基板６１に対してＸ方向およびＹ方向に高精度に位置決めしてはんだ付け等で接続可能である。当然、上記アライメントマークの画像を撮像手段で撮像して画像信号処理により光素子アレイ６３と光素子搭載用基板６１との位置ずれ量を算出し、この算出された位置ずれ量に応じて光素子アレイ６３と光素子搭載用基板６１とを位置決め（アライメント）をすることができる。なお、光素子搭載用基板６１の搭載面に形成されたアライメントマークと、光素子搭載用基板６１の搭載面に形成された係合部である凹部６６ａ、６６ｂとは、高精度な位置関係を有している。即ち、何方か一方を基準にして他方が形成されているため、互いの位置関係は高精度に形成されている。また、光素子搭載用基板６１の搭載面に形成された係合部である凹部６６ａ、６６ｂを例えば光学的に観察して凹部６６ａ、６６ｂを基準にして光素子アレイ６３を位置決めして接続実装することも可能である。
【００３２】
光素子アレイ６３が面発光型光素子アレイの場合では、図６に示す如く、レーザ光を発振させると発光点６４からレーザ拡がり６７のようにレーザ光が出射される。そして、面発光型光素子アレイ６３は、発光面と正反対のはんだ接続面６８で接続される構造である。このため、ＸＹ面内での発光点６４の位置には、面発光型光素子アレイ６３自身の厚み加工のばらつきは関係なく、光素子搭載用基板６１への凹部６６ａ、６６ｂを基準とするはんだ接続する位置合わせ精度のみ高精度化すれば良い。しかし、面発光型光素子アレイ６３は、端面発光型光素子アレイ１３に比べて長波長化が困難で、使用用途が限定される場合もある。
【００３３】
このように第２の実施の形態では、光素子アレイ６３の発光点列６４と同一平面内に光素子側凹部６６ａ、６６ｂを有する光素子搭載用基板６１と、該凹部に相対する凹部８２ａ、８２ｂを有するレンズアレイブロック８１とは、凹部６６ａ、６６ｂ；８２ａ、８２ｂへの凸部である球ジョイント７１ａ、７１ｂのはめ合い（球ジョイント接続動作１１１とレンズアレイ接続動作１１２）による係合により、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向に一意に拘束される。なお、光素子搭載用基板６１の側面に形成される凹部６６ａ、６６ｂは、上記アライメントマークを基準にして、基板６１の材質が例えばＳｉの場合には異方性エッチング等で、ガラス系の場合には精密転写型を利用したガラス成形で加工可能である。レンズアレイブロック８１における複数個のレンズを例えば２５０μｍピッチで一列に配列して構成されるレンズアレイ３４は、精密転写によるガラスの凸成形や、ガラス板のイオン交換による屈折率変化を利用した方法により精度良く成形することができる。そして、レンズ効果を有する凸部が等間隔で形成されたレンズアレイ３４と、両面への凹部６６ａ、６６ｂ；８２ａ、８２ｂとを同時にガラスの転写成形をすることにより、凹部付きのレンズアレイブロック８１を製造することができる。
【００３４】
以降、レンズアレイブロック８１への光コネクタハウジング４１等の接続は、前述の第１の実施の形態と同様に行うことができる。
以上説明した第２の実施の形態では、レンズアレイブロック８１の両側ともに、球ジョイント７１ａ、７１ｂ；４２ａ、４２ｂを用いた凹部との嵌合により、ＸＹＺ方向に位置決めされるので、光素子アレイ６３と、光ファイバアレイ５４との間をレンズアレイ３４を介して高精度に光結合させることが可能となる。
【００３５】
次に、本発明に係る光素子アレイモジュールの第３の実施の形態について図７を用いて説明する。この第３の実施の形態は、前述の第２の実施の形態において使用したレンズアレイを介さずに、光素子搭載用基板６１と光コネクタフェルール５１とを球ジョイント９２ａ、９２ｂを用いて直接接続する構造である。光素子アレイ６３の発光点列６４と同一平面内に凹部６６ａ、６６ｂを有する光素子搭載用基板６１と該凹部に相対する光コネクタハウジング９１内に設けられた球ジョイント９２ａ、９２ｂとのはめ合い（光コネクタハウジング接続動作１２１）により、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向に一意に拘束される。以降の光コネクタフェルール５１の接続は前述の第１の実施の形態と同様である。
【００３６】
この第３の実施の形態によれば、光結合効率の多少の低下を許容する場合に適用することができ、その結果レンズアレイを省略して部品点数を減らし、しかも共通の球ジョイント９２ａ、９２ｂを用いることによって光素子アレイ６３と多芯光コネクタ９１、５１とを高精度に位置決めして直接接続することによって最小の長さの光素子アレイモジュールを実現することができる。また、共通化された球ジョイント接続は、球ジョイント９２ａ、９２ｂの球面を凹部６６ａ、６６ｂ；５２ａ、５２ｂに押し付けるだけで自動的に求心され嵌合される構造のため、簡易な組立装置を使用しても、組立や検査時に光結合が容易に可能となり、製造コストを下げることが可能となる。
【００３７】
以上のように、球ジョイントを利用したレンズ無しの直接光結合では、モジュールＺ方向の長さの最小化と、組立が最も容易にできるため、モジュールの実装上の使い勝手向上、低コスト化に効果がある。
また、上記第１〜第３の実施の形態によれば、ガイドピンや球ジョイント等での拘束手段による組立により構成されるので、ガラスやプラスチックの精密転写成形による部品の加工精度（±５μｍ以内）に近い精度で組立可能なため、調芯の簡易化や無調芯の光結合が可能となり、調芯の組立工数を大幅に削減することができる。
【００３８】
また、端面発光型光素子アレイ、端面受光型光素子アレイ、面発光型光素子アレイ、面受光型光素子アレイと、光素子の種類が変化しても、光コネクタの構造は共通にすることが可能であるため、光コネクタの共通化により、安価な光素子アレイモジュールを製造することが可能となる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、端面発光型や端面受光型光素子アレイを光素子搭載用基板にフェースアップ接続実装する場合において光素子アレイと光ファイバアレイコネクタとの間で結合効率が高く、アレイの各チャネルが均一な光結合を可能にした光素子アレイモジュールを実現することができる効果を奏する。
また、本発明によれば、面発光型や面受光型の光素子アレイを光素子搭載用基板に接続実装する場合において光素子アレイと光ファイバアレイコネクタとの間で結合効率が高く、アレイの各チャネルが均一な光結合を可能にした光素子アレイモジュールを実現することができる効果を奏する。
【００４０】
また、本発明によれば、面発光型や面受光型の光素子アレイを光素子搭載用基板に接続実装する場合において小型の光素子アレイモジュールを実現することができる。
また、本発明によれば、アレイの各チャネルが均一な光結合特性を有するモジュールを積み重ね構造で構成するため、製造を容易にして歩留りを向上させて低コストで製造することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光素子アレイモジュールの第１の実施の形態を示す分解斜視図である。
【図２】本発明に係る第１の実施の形態の組立手順を説明するための部分断面を有する平面図である。
【図３】本発明に係る第１の実施の形態の組立状態を示す部分断面平面図である。
【図４】本発明に係る端面発光型光素子アレイを光素子搭載用基板にフェースアップ接続実装した一実施例を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る光素子アレイモジュールの第２の実施の形態を示す分解斜視図である。
【図６】本発明に係る面発光型光素子アレイを光素子搭載用基板に接続実装した一実施例を示す斜視図である。
【図７】本発明に係る光素子アレイモジュールの第３の実施の形態を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１１…光素子搭載用基板、１２…駆動用ＩＣ、１３…端面発光型光素子アレイ、１４…発光点、１５…発光点高さ、１６ａ、１６ｂ、３２ａ、３２ｂ…嵌合用溝、２１ａ、２１ｂ…ガイドピン、３１…レンズアレイブロック、３３ａ、３３ｂ…凹部、３４…レンズアレイ、４１…光コネクタハウジング、４２ａ、４２ｂ…球ジョイント、５１…光コネクタフェルール、５２ａ、５２ｂ…ガイドピン穴、５３…光ファイバテープ、６１…光素子搭載用基板、６３…光素子アレイ、６４…発光点、６６ａ、６６ｂ…凹部、７１ａ、７１ｂ…球ジョイント、８１…レンズアレイブロック、８２ａ、８２ｂ、８３ａ、８３ｂ…凹部、９１…光コネクタハウジング、９２ａ、９２ｂ…球ジョイント、１０５、１０６…アライメントマーク。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical element array module in which multi-channel optical elements are integrated, in which an optical element array, a lens array, and an optical connector can be efficiently and simply optically coupled. The present invention relates to an element array module and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method for constructing a multi-channel integrated optical element array module, alignment markers and V-grooves are accurately formed on a mounting substrate, and an optical element array and an optical fiber array are formed based on this. A method of mounting with high positional accuracy is used. For example, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-281360, an alignment marker and a V-groove are accurately formed on a silicon substrate by anisotropic etching, and an optical element array is soldered to the marker reference. In addition, after the coating of the tip of the optical fiber array is removed from the V-groove, the optical fiber array is individually aligned and mounted to realize multi-channel optical coupling.
Further, as described in JP-A-9-127377, a receptacle-type optical element array module mounting structure in which an optical fiber array can be attached to and detached from the optical element array module main body is provided via a guide pin of an optical connector. There are also examples in which the optical coupling is possible without adjustment.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above conventional structure, the height reference of the input / output surface of the optical element array, that is, the distance from the mounting substrate in the vertical direction within the same plane as the input / output point sequence of the optical element array, is V V of the mounting substrate. Since the groove is used as a reference, there is a problem that it is difficult to adjust the height corresponding to the height variation of the incident / exit surface of the optical element array.
In addition, when the light incident / exit surface of the optical element array and the connection surface to the mounting substrate are orthogonal to each other as in the edge emitting type or edge receiving type element array, the optical element array is mounted on the mounting substrate with the V groove. Can be directly connected with solder, etc., but the input / output surface of the optical element array and the connection surface to the mounting substrate are parallel, such as a surface-emitting optical element array or a surface-receiving optical element array However, it is difficult to directly connect the optical element array to the V-grooved mounting substrate with solder or the like, and the mounting structure is complicated.
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems by using an edge-emitting or edge-receiving optical element array and an optical fiber when the edge-emitting or edge-receiving optical element array is mounted face-up on an optical element mounting substrate. An object of the present invention is to provide an optical element array module having high coupling efficiency with an array connector and realizing uniform optical coupling between each channel of the array and a method for manufacturing the same.
Another object of the present invention is to provide a high coupling efficiency between the optical element array and the optical fiber array connector when the surface emitting type or the surface receiving type optical element array is connected to the optical element mounting substrate. An object of the present invention is to provide an optical element array module in which each channel of the array realizes uniform optical coupling and a method for manufacturing the same.
Another object of the present invention is to provide an optical element array module that achieves miniaturization when a surface-emitting or surface-receiving optical element array is connected and mounted on an optical element mounting substrate.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the present invention provides a lens for concentrating laser light by mounting an edge-emitting or edge-receiving optical element array on a mounting surface of an optical element mounting substrate. A lens array block in which the lens array is formed on the end surface of the optical element mounting substrate and an optical connector ferrule that holds the end of the optical fiber array are detachably inserted so that the array and the optical fiber array are optically coupled. An optical element array module comprising an optical connector housing to be stacked and fixed.
Further, the present invention provides the optical element array module, wherein the lens array block is fixed on the end surface of the optical element mounting substrate by overlapping the lens array block between the lens array block and the end surface of the optical element mounting substrate. It is characterized by being configured so that it can be finely adjusted in the height direction of the end surface light emitting or light receiving point sequence.
Further, the present invention provides the optical element array module, wherein the lens array block is fixed on the end surface of the optical element mounting substrate by overlapping the lens array block between the lens array block and the end surface of the optical element mounting substrate. It is characterized in that it is positioned in the direction of the end surface light emission or light reception point sequence, and is engaged in the height direction of the end surface light emission or light reception point sequence so that it can be finely adjusted.
[0006]
Further, the present invention provides the optical element array module, wherein a gap between the end face of the optical element mounting substrate and the lens array block is a recess and a protrusion, or a groove recess and a columnar protrusion or a columnar member. It is characterized by being configured to be engaged together.
According to the present invention, in the optical element array module, when the optical connector ferrule is inserted into the optical connector housing, a space between the lens array block and the optical connector ferrule is at least two-dimensional (array direction and perpendicular thereto). In a specific direction).
Further, the present invention provides a joint (for example, a ball joint) having a centripetal function between the lens array block and the optical connector ferrule when the optical connector ferrule is inserted into the optical connector housing in the optical element array module. It is characterized by being configured to be engaged.
According to the present invention, in the optical element array module, the lens array block is configured such that the lens array is attached to a frame that is fixed to be overlapped with an end surface of the optical element mounting substrate.
[0007]
In the present invention, a surface-emitting or surface-receiving optical element array is connected and mounted on a mounting surface of an optical element mounting substrate, and the optical element array, a lens array for condensing laser light, and an optical fiber array are optically connected. A lens array block in which the lens array is formed on the mounting surface of the optical element mounting substrate so as to be coupled, and an optical connector housing in which an optical connector ferrule that holds an end of the optical fiber array is detachably inserted. It is an optical element array module characterized by being stacked and fixed. In the optical element array module, the present invention provides a gap between the mounting surface of the optical element mounting substrate and the lens array block so that the optical element array and the lens array are relatively positioned. It is characterized by being engaged.
In the optical element array module, the present invention provides a gap between the mounting surface of the optical element mounting substrate and the lens array block so that the optical element array and the lens array are relatively positioned. It is characterized by being configured to be engaged by fitting between a concave portion and a convex portion or fitting between a concave portion and a spherical surface.
[0008]
Further, the present invention provides a joint (for example, a ball joint) having a centripetal function between the lens array block and the optical connector ferrule when the optical connector ferrule is inserted into the optical connector housing in the optical element array module. It is characterized by being configured to be engaged.
According to the present invention, in the optical element array module, the lens array block is configured such that the lens array is attached to a frame that is fixed to be overlapped with an end surface of the optical element mounting substrate.
Further, the present invention provides the optical element mounting so that the surface-emitting or surface-receiving optical element array is connected and mounted on the mounting surface of the optical element mounting substrate, and the optical element array and the optical fiber array are optically coupled. An optical connector housing in which an optical connector ferrule that holds the end of the optical fiber array is detachably attached to the mounting surface of the optical substrate is engaged by a joint having a centripetal function and attached. It is an element array module.
[0009]
Further, according to the present invention, an end face light emitting type or end face light receiving type optical element array is connected and mounted on a mounting surface of an optical element mounting substrate, and the optical element array, a lens array for condensing laser light, and an optical fiber array are optically connected. A lens array block in which the lens array is formed on the end face of the optical element mounting substrate and an optical connector housing in which an optical connector ferrule holding the end of the optical fiber array is detachably inserted are stacked so as to be coupled. It is an optical element array module characterized by being configured to be fixed.
[0010]
The present invention also provides an engagement portion forming step in which an engagement portion is processed and formed on the end face of the optical element mounting substrate based on the alignment mark formed on the optical element mounting substrate; A mounting step of performing face-up connection mounting on the mounting surface of the optical element mounting substrate by aligning the light-receiving optical element array with reference to the alignment mark or the engaging portion formed in the engaging portion forming step; The lens array block on which the lens array is formed is light-emitted or received using the engaging portion formed in the engaging portion forming step so that the optical element array and the lens array for condensing the laser light are optically coupled. A lens array block mounting step for positioning in the direction of the point sequence, and finely adjusting in the height direction of the end surface light emitting or light receiving point sequence to attach to the end surface of the optical element mounting substrate; An optical connector housing in which an optical connector housing for detachably inserting an optical connector ferrule for holding an end of the optical fiber array is engaged with and attached to the lens array block so that the optical fiber array and the optical fiber array are optically coupled. A method of manufacturing the optical element array module.
[0011]
In addition, the present invention provides an engagement portion forming step in which an engagement portion is processed and formed on the end surface of the optical element mounting substrate, and the engagement portion formed in the engagement portion formation step or the engagement portion as a reference. A mounting step of aligning and mounting the edge-emitting or edge-receiving optical element array on the mounting surface of the optical element mounting substrate on the basis of the alignment mark formed as described above, The engaging portion forming step includes forming the lens array block in which the lens array is formed so that an end surface light emission or light receiving point sequence and a lens array for collecting laser light emitted from the end surface light emission or light receiving point sequence are optically coupled. Is positioned in the direction of the end surface light emission or light receiving point sequence using the engaging portion formed in step (b), finely adjusted in the height direction of the end surface light emission or light reception point sequence, and attached to the end surface of the optical element mounting substrate. An optical connector housing in which the optical connector ferrule holding the end of the optical fiber array is detachably attached so that the lens array and the optical fiber array are optically coupled to each other. And an optical connector housing mounting step for engaging and mounting the optical element array module.
[0012]
The present invention also includes an engaging portion forming step of forming an engaging portion on the mounting surface of the optical element mounting substrate with reference to the alignment mark formed on the optical element mounting substrate, and an optical element array. A mounting step of aligning and aligning the alignment mark or the engaging portion formed in the engaging portion forming step with respect to the mounting surface of the optical element mounting substrate, and collecting the optical element array and the laser beam. The mounting surface of the optical element mounting substrate is determined by positioning the lens array block on which the lens array is formed using the engaging portion formed in the engaging portion forming step so that the lens array that shines is optically coupled. A lens array block mounting step to be mounted on the optical connector ferrule that holds the end of the optical fiber array is detachable so that the lens array and the optical fiber array are optically coupled. A method for manufacturing an optical element array module; and a light connector housing mounting step of attaching to the optical connector housing into engagement with the lens array block wear.
[0013]
The present invention also provides an engaging portion forming step in which an engaging portion is processed and formed on the mounting surface of the optical element mounting substrate, and the engaging portion formed in the engaging portion forming step or the engaging portion. A mounting process for aligning the optical element array with reference to an alignment mark formed as a reference and connecting and mounting the optical element array on the mounting surface of the optical element mounting substrate, and a lens array for condensing the optical element array and the laser light A lens array that positions the lens array block on which the lens array is formed by using the engaging portion formed in the engaging portion forming step and attaches the lens array block to the mounting surface of the optical element mounting substrate so as to be optically coupled to each other An optical connector housing for removably attaching an optical connector ferrule that holds an end of the optical fiber array so that the lens mounting and the optical fiber array are optically coupled to each other; A method for manufacturing an optical element array module characterized by having a serial lens array block the optical connector housing mounting attachment is engaged with the step.
[0014]
In addition, the present invention is an optical connector housing provided with a spherical surface (for example, a spherical joint) that engages with a position facing, for example, a guide pin hole provided in the optical connector ferrule.
In addition, the present invention is a multi-core optical connector including an optical connector ferrule with a guide pin hole and an optical connector housing having a spherical surface that engages with a position facing the guide pin hole.
Further, the present invention is a lens array block having a fitting groove in the vertical direction in the same plane as the lens array of the lens array, and a concave portion at a position opposite to the guide pin hole of the optical connector ferrule on the opposite surface. .
Further, the present invention is a lens array block having a plurality of recesses in the same plane as the lens array of the lens array, and having a recess on a surface opposite to the guide pin hole of the optical connector ferrule.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an optical element array module according to the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a first embodiment of an optical element array module that performs face-up connection (solder connection on the side far from the light emitting surface) using an edge emitting optical element array as an edge emitting or edge receiving optical element array according to the present invention. A form is demonstrated using FIGS. 1-4. FIG.
1 is an exploded perspective view showing a first embodiment of the optical element array module according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view having a partial cross section for explaining the assembly procedure of FIG. is there. FIG. 3 is a partial sectional plan view showing a state in which the optical element array module according to the present invention is assembled. FIG. 4 is a perspective view showing an embodiment in which the edge-emitting optical element array is face-up connected to the optical element mounting substrate. 1 to 4, the coordinate axis is shown at the upper left, the optical axis direction of the optical element array 13 and the optical fiber array 54 is defined as the Z axis, the pitch direction is defined as the X axis, and the direction perpendicular to the X axis is defined as the Y axis.
[0016]
First, the optical element array 13 is composed of an edge-emitting optical element array, and electrodes are formed on the surface mounted on the optical element mounting substrate 11 and electrodes are also formed on the opposite upper surface. This edge-emitting optical element array 13 is for fitting to an optical element mounting substrate 11 that is an alignment mark formed on the mounting surface or an engaging portion formed on the end surface of the optical element mounting substrate 11 as will be described later. The grooves 16a and 16b are used to be positioned with high accuracy in the X direction and the Z direction on the basis of one of them and mounted by face-up connection (solder connection on the side far from the light emitting surface). Of course, the upper surface electrode of the edge-emitting optical element array 13 is also lead-connected between the terminals of the optical element mounting substrate 11. A driving IC 12 for driving the edge-emitting optical element array 13 is also mounted on, for example, the mounting surface of the optical element array 13 on the optical element mounting substrate 11.
[0017]
As shown in FIG. 4, when the edge-emitting optical element array 13 oscillates a laser, the laser is emitted from a light emitting point 14 like a laser spread 17. Since the edge-emitting optical element array 13 is manufactured by a photolithography process, the light emitting point 14 has a constant height on the order of μm from the upper surface of the edge-emitting optical element array 13, but the edge-emitting optical element array 13. Since its own thickness processing is machine processing, the variation is large, and the height from the lower surface varies greatly. As a result, when connecting to the optical element mounting substrate 11 face-up (when the light emitting point 14 is far from the solder connection surface 18), the light emitting point height 15 from the optical element mounting substrate 11 is about ± 10 to 20 μm. It will be scattered. However, since the solder connection is performed on the surface far from the light emitting point 14, the influence of the internal stress generated by the solder connection on the laser oscillation is small, the solder connection is facilitated, and the manufacturing yield can be improved.
[0018]
As described above, the emission point height 15 from the mounting surface of the optical element mounting substrate 11 to the emission point array 14 is ±± at most due to variations in the substrate thickness and solder thickness of the edge emitting laser array 13 itself. A height variation of about 10 to 20 μm occurs in the Y direction. Accordingly, an optical element array module according to the present invention includes a lens array including an optical element mounting substrate 11 and a lens array 34 having a function of condensing laser light so that the height variation in the Y direction can be adjusted. The block 31 and the optical connector housing 41 in which the optical connector ferrule 51 is configured to be detachable are configured with a laminated adhesive structure in the Z direction.
The lens array 34 is for condensing the laser light that is spread and emitted from the edge-emitting optical element array 13 and efficiently optically couples it to the multi-core optical fiber array 54. Since the multi-core optical connector is configured by arranging optical fibers with a pitch of, for example, 250 μm, the optical element array 13 and the lens array 34 are also integrated and manufactured with the same pitch of, for example, 250 μm. As described above, the lens array 34 configured by arranging a plurality of lenses in a row at a pitch of, for example, 250 μm is accurate by a method using convex molding of glass by precision transfer or refractive index change by ion exchange of a glass plate. It can be molded well.
[0019]
Then, it is possible to adjust the height variation between the end face of the optical element mounting substrate 11 and the incident end face of the lens array block 31 by relatively fine movement in the Y direction, and mechanical in the X direction. For example, V-shaped fitting grooves 16a and 16b, which are engaging portions facing in the Y direction, are formed on both sides of the end surface of the optical element mounting substrate 11 in the X direction so that the lens array block can be positioned. For example, V-shaped fitting grooves 32a and 32b, which are engaging portions facing the fitting grooves 16a and 16b, are formed on both sides in the X direction on the incident end face 31. These fitting grooves are columnar members. The guide pins 21a and 21b are fitted and engaged by the guide pin connecting operation 101 and the lens array block connecting operation 102, and are uniquely restricted in the X direction and the Z direction. In short, the end face of the optical element mounting substrate 11 and the incident end face of the lens array block 31 may be mechanically positioned in the X direction and finely adjustable in the Y direction and fixed by bonding or the like.
[0020]
The fitting grooves 16a and 16b, which are engaging portions in the Y direction formed on the end face of the optical element mounting substrate 11, are formed on the substrate 11 before the end surface light emitting optical element array 13 and the driving IC 12 are mounted. In the case of Si, for example, anisotropic etching or the like can be used, in the case of ceramic or the like, precision cutting grooves can be formed by a dicer, and in the case of glass, processing can be performed by glass forming using a precision transfer mold. The engaging grooves 16a and 16b, which are these engaging portions, are processed on the basis of the alignment mark 106 formed on the mounting surface of the optical element mounting substrate 11, or are engaged with the end surfaces of the optical element mounting substrate 11. The fitting grooves 16a and 16b may be formed, and the alignment mark 106 may be formed on the basis of the formed fitting grooves 16a and 16b. Thus, the edge-emitting optical element array 13 mounted face-up on the mounting surface of the optical element mounting substrate 11 and the lens array block 31 attached to the end surface of the optical element mounting substrate 11 are in the X direction and the Z direction. The direction is relatively accurately determined.
[0021]
The lens array block 31 can be manufactured integrally with the lens array 34 in which convex portions having a lens effect are formed at equal intervals by glass transfer molding, so that the fitting grooves 32a and 32b and the concave portions 33a and 33b are formed. Can be simultaneously transferred and molded. Thus, in the lens array block 31, the positional relationship between the lens array 34, the fitting grooves 32a and 32b, and the recesses 33a and 33b can be obtained with high accuracy.
The lens array block 31 can also be attached by attaching the lens array 34 with high precision to an Si frame in which the fitting grooves 16a and 16b and the recesses 33a and 33b are processed by anisotropic etching. It is possible to manufacture. In this case, as a matter of course, the positional relationship between the lens array 34, the fitting grooves 32a and 32b, and the recesses 33a and 33b can be realized with high accuracy.
[0022]
For example, since the lens array block 31 can be manufactured by glass transfer molding, the axes are oriented in the Y direction on both sides of the incident end face instead of the fitting grooves 16a and 16b and the guide pins 21a and 21b. Semicircular columnar protrusions can be integrally provided by transfer molding. By doing so, this columnar protrusion can be directly engaged with the fitting grooves 16a and 16b formed on the end face of the optical element mounting substrate 11, and as a result, the guide pins 21a and 21b can be eliminated. And the number of parts can be reduced. In addition, if the fine movement adjustment in the Y direction can be performed between the end face of the optical element mounting substrate 11 and the lens array block 31, it can also be realized by engaging the concave portion and the convex portion.
Accordingly, the lens array block 31 formed integrally with the lens array 34 is positioned with high accuracy in the Y direction with respect to the light emitting point array 14 of the end surface light emitting type optical element array 13, and the end surface of the optical element mounting substrate 11. It is possible to secure the positional accuracy of the lens array 34 that is bonded and fixed to the lens and is suitable for optical coupling with the edge-emitting optical element array 13.
[0023]
Position adjustment including height adjustment between the lens array 34 of the lens array block 31 and the light emitting point array 14 of the edge emitting laser array 13 can be performed as described below.
(1) Positioning at the time of soldering of the optical element array 13 onto the optical element mounting substrate 11 is added (formed) to the optical element array 13 and the optical element mounting substrate 11 with high accuracy in advance. This can be done by observing the positional relationship between the alignment marks 105 and 106 with an optical system and finely adjusting a mechanism for holding one of them. Naturally, the image of the alignment marks 105 and 106 is picked up by the image pickup means, the amount of positional deviation between the optical element array 13 and the optical element mounting substrate 11 is calculated by image signal processing, and the calculated amount of positional deviation is determined. Thus, the optical element array 13 and the optical element mounting substrate 11 can be positioned (aligned). The alignment mark 106 formed on the mounting surface of the optical element mounting substrate 11 and the fitting grooves 16a and 16b, which are engaging portions formed on the end surface of the optical element mounting substrate 11, are positioned with high accuracy. Have a relationship. That is, since the other is formed on the basis of either one, the mutual positional relationship is formed with high accuracy. Further, the fitting grooves 16a and 16b, which are engaging portions formed on the end face of the optical element mounting substrate 11, are optically observed to position the optical element array 13 with reference to the fitting grooves 16a and 16b. Connection mounting is also possible. Thus, the optical element array 13 can be positioned with high accuracy in the X direction and the Z direction with respect to the optical element mounting substrate 11 and connected by soldering or the like.
[0024]
(2) The fitting grooves 16a and 16b formed in the Y direction of the end face of the optical element mounting substrate 11 to which the optical element array 13 is connected with high precision in the X direction and the Z direction, and the incident end face of the lens array block 31 The fitting grooves 32a and 32b formed relative to (opposed to) the Y direction are fitted (engaged) with the guide pins 21a and 21b (for example, the V groove formed by the guide pin connection operation 101 and the lens array connection operation 102). By the pressing operation between the cylindrical surface and the V groove), the positioning is uniquely restricted in the X direction and the Z direction. In the Y direction, the relative position of the V groove and the cylinder can be shifted in the Y direction, leaving a degree of freedom.
[0025]
(3) The Y-direction positioning of the light emitting point array 14 of the optical element array 13 and the lens array 34 of the lens array block 31 is performed as follows, for example.
(A) Laser light is oscillated from the light emitting point sequence 14 of the optical element array 13, the position of the laser focused image after passing through the lens is measured with a TV camera or the like, and the relative position to the center position of the separately measured lens image The relative position is adjusted in the Y direction according to the positional relationship, and fixed by bonding or the like.
(B) The height position of the light emitting point array 14 of the optical element array 13 is measured with a TV camera or the like. Next, the TV camera is moved in the Z direction, the lens is focused, the center position of the lens image is measured, the relative position is adjusted in the Y direction based on the relative positional relationship, and fixed by bonding or the like.
(C) If the height from the upper surface of the optical element array 13 to the light emitting point array 14 is measured in advance, and the height from the upper surface of the lens array block 31 to the center of the lens array 34 is measured, the variation is obtained. Therefore, the relative position in the Y direction is determined so that the dimension between the upper surface of the optical element array 13 and the upper surface of the lens array block 31 becomes a predetermined value, and the lens array block 31 is irradiated with an adhesive, for example. What is necessary is just to fix to the end surface of the board | substrate 11 for element mounting.
[0026]
Next, the optical connector housing 41 is positioned and bonded and fixed to the lens array block 31 by the optical connector housing connection operation 103. The ball joints 42 a and 42 b held by the optical connector housing 41 are engaged with the concave portions 33 a and 33 b formed on both sides of the lens array block 31 on the optical connector side, whereby the optical connector housing 41 is connected to the lens array block 31. The lens array 34 is mechanically positioned with respect to the lens array 34 in the X direction and the Y direction, and is bonded and fixed to the emission end face of the lens array block 31. The optical connector housing 41 with a ball joint can be manufactured with high accuracy and at low cost by one piece by plastic transfer molding or by assembling a plurality of parts.
The optical connector ferrule 51 is attached to the end of the optical fiber tape 53 forming the multi-core optical fiber array 54, and is positioned with high accuracy with respect to the multi-core optical fiber array 54 to form guide pin holes 52a and 52b. Yes. Accordingly, when the optical connector ferrule 51 having the multi-core optical fiber array 54 is inserted into the optical connector housing 41 by the optical connector housing connection operation 104, the optical connector housing 41 is inserted into the guide pin holes (may be concave portions) 52a and 52b. By engaging the ball joints 42a and 42b held on the lens array 34, the lens array 34 and the multi-core optical fiber array 54 are positioned with relatively high accuracy in the X direction, the Y direction, and the Z direction, and the optical coupling state is established. It will be kept stable.
[0027]
That is, the lens array block 31 and the optical connector ferrule 51 that is detachably attached to the optical connector housing 41 can be positioned relatively simultaneously in the XYZ directions with high accuracy by the ball joints 42a and 42b. As a result, highly accurate optical coupling can be realized. In particular, in the lens array block 31, only the depths of the recesses 33a and 33b are required, and the length in the Z direction can be minimized as the optical element array module. Further, the connection via the ball joints 42a and 42b is a structure in which the spherical joints 42a and 42b are automatically centered and fitted simply by pressing the spherical surfaces of the ball joints 42a and 42b against the recesses 33a and 33b; Even if the bending / tilting of 51 is large, optical coupling is easy, and even if a simple assembling apparatus is used, optical coupling can be easily performed at the time of assembling and inspection, and the manufacturing cost can be reduced.
Note that when the optical connector ferrule 51 is inserted into the optical connector housing 41 by the optical connector housing connection operation 103, a mechanism (not shown) for pressing the optical connector ferrule 51 toward the lens array block 31 and so as not to come off. A latching mechanism (not shown) for hooking is provided. Furthermore, the optical connector ferrule 51 can be removed from the optical connector housing 41 by removing the latch mechanism.
[0028]
As described above, the lens array block 31, the optical connector housing 41 that is bonded and fixed to the emission end face of the lens array block 31, and the optical connector ferrule 51 that is attached to and detached from the optical connector housing 41 are held by the optical connector housing 41. The configuration in which the ball joints 42a and 42b are positioned in the X direction and the Y direction has been described. However, a spherical or pin-like protrusion is integrally provided on the exit end face of the lens array block 31 by transfer molding or the like, and the optical connector housing 41 is provided. The optical connector ferrule 51 attached to and detached from the optical connector housing 41 may be positioned in the X direction and the Y direction. Although the structure of the lens array block 31 is somewhat complicated, the lens array block 31 includes pin-like protrusions that fit into the guide pin holes 52a and 52b of the optical connector ferrule 51 and the holes drilled in the optical connector housing 41. It is also possible to plant by embedding in the exit end face.
[0029]
Thus, the optical element array module shown in FIG. 3 can be configured in which the optical element array 13 on the optical element mounting substrate 11 and the multi-core optical fiber array 54 in the optical connector ferrule 51 are efficiently and easily optically coupled. it can.
In the first embodiment described above, the case of face-up connection using an edge-emitting optical element array has been described. However, the same configuration is used for face-down connection (solder connection on the side closer to the light-receiving surface). Needless to say, the parts can be shared by implementation.
[0030]
Next, a second embodiment of the optical element array module using the surface-emitting optical element array or the surface incident light-receiving element array according to the present invention will be described with reference to FIGS. That is, FIG. 5 is an exploded perspective view showing the second embodiment of the optical element array module according to the present invention. FIG. 5 is a perspective view showing an embodiment in which the surface emitting optical element array is connected to the optical element mounting substrate.
In the second embodiment of the optical element array module according to the present invention, the optical element array 63 includes a surface-emitting optical element array, a surface incident light-receiving element array, and the like, and is a surface mounted on the optical element mounting substrate 61. An electrode is formed on the opposite upper surface. The optical element array 63 is mounted on the mounting surface of the optical element mounting substrate 61 with high precision positioning in the X direction and Y direction using alignment marks or the like and connected by solder or the like. Naturally, the upper electrode of the optical element array 63 is also lead-connected to the terminal of the optical element mounting substrate 61. A driving IC 12 for driving the optical element array 63 is also mounted on, for example, the upper surface of the optical element mounting substrate 61. Of course, the driving IC 12 may be mounted on the mounting surface of the optical element mounting substrate 61.
[0031]
As described above, since the optical element array 63 has the incident / exit surface parallel to the connection surface with respect to the optical element mounting substrate 61, the optical element array 63 is added to the optical element array 63 and the optical element mounting substrate 61 with high accuracy in advance. The positional relationship between the formed (formed) alignment marks (not shown) is observed with an optical system, and the optical element array 63 is mounted on the optical element mounting substrate 61 by finely adjusting a mechanism for holding one of them. On the other hand, it can be positioned with high accuracy in the X direction and the Y direction and connected by soldering or the like. Naturally, the image of the alignment mark is picked up by the image pickup means, the amount of positional deviation between the optical element array 63 and the optical element mounting substrate 61 is calculated by image signal processing, and the optical element is determined according to the calculated amount of positional deviation. The array 63 and the optical element mounting substrate 61 can be positioned (aligned). The alignment mark formed on the mounting surface of the optical element mounting substrate 61 and the recesses 66a and 66b that are engaging portions formed on the mounting surface of the optical element mounting substrate 61 have a highly accurate positional relationship. Have. That is, since the other is formed on the basis of either one, the mutual positional relationship is formed with high accuracy. In addition, the concave portions 66a and 66b, which are engaging portions formed on the mounting surface of the optical element mounting substrate 61, are optically observed, for example, and the optical element array 63 is positioned and connected based on the concave portions 66a and 66b. It is also possible to do.
[0032]
In the case where the optical element array 63 is a surface-emitting optical element array, as shown in FIG. 6, when the laser light is oscillated, the laser light is emitted from the light emitting point 64 like a laser spread 67. The surface-emitting optical element array 63 is connected by a solder connection surface 68 opposite to the light emitting surface. For this reason, the position of the light emitting point 64 in the XY plane is not affected by variations in the thickness processing of the surface emitting optical element array 63 itself, and solder based on the recesses 66a and 66b to the optical element mounting substrate 61 is used. Only the alignment accuracy to be connected needs to be increased. However, it is difficult to increase the wavelength of the surface-emitting optical element array 63 as compared with the edge-emitting optical element array 13, and there are cases where the usage is limited.
[0033]
As described above, in the second embodiment, the optical element mounting substrate 61 having the optical element side concave portions 66a and 66b in the same plane as the light emitting point array 64 of the optical element array 63, and the concave portion 82a opposed to the concave portion, With the lens array block 81 having 82b, the engagement by the fitting of the spherical joints 71a and 71b (the spherical joint connection operation 111 and the lens array connection operation 112), which are convex portions to the concave portions 66a and 66b; 82a and 82b, It is uniquely constrained in the X, Y, and Z directions. The concave portions 66a and 66b formed on the side surface of the optical element mounting substrate 61 are anisotropically etched when the material of the substrate 61 is Si, for example, based on the alignment mark. Can be processed by glass molding using a precision transfer mold. The lens array 34 configured by arranging a plurality of lenses in the lens array block 81 in a line with a pitch of, for example, 250 μm is obtained by a method using convex molding of glass by precision transfer or refractive index change by ion exchange of a glass plate. It can be molded with high accuracy. The lens array 34 having convex portions having a lens effect formed at equal intervals and the concave portions 66a and 66b; 82a and 82b on both surfaces are simultaneously subjected to glass transfer molding, whereby a lens array block 81 having concave portions. Can be manufactured.
[0034]
Thereafter, the connection of the optical connector housing 41 and the like to the lens array block 81 can be performed in the same manner as in the first embodiment.
In the second embodiment described above, both sides of the lens array block 81 are positioned in the XYZ directions by fitting with the concave portions using the ball joints 71a, 71b; 42a, 42b. And the optical fiber array 54 can be optically coupled with high accuracy via the lens array 34.
[0035]
Next, a third embodiment of the optical element array module according to the present invention will be described with reference to FIG. In the third embodiment, the optical element mounting substrate 61 and the optical connector ferrule 51 are directly connected using the ball joints 92a and 92b without using the lens array used in the second embodiment. It is a structure to do. The optical element mounting substrate 61 having recesses 66a and 66b in the same plane as the light emitting point array 64 of the optical element array 63 and the ball joints 92a and 92b provided in the optical connector housing 91 facing the recesses are fitted. By (the optical connector housing connection operation 121), the X direction, the Y direction, and the Z direction are uniquely restrained. The subsequent connection of the optical connector ferrule 51 is the same as that in the first embodiment.
[0036]
According to the third embodiment, the present invention can be applied to a case where a slight decrease in the optical coupling efficiency is allowed. As a result, the lens array is omitted to reduce the number of parts, and the common ball joints 92a and 92b are used. The optical element array module with the minimum length can be realized by positioning the optical element array 63 and the multi-core optical connectors 91 and 51 with high accuracy and directly connecting them. In addition, since the common ball joint connection is a structure in which the spherical joints 92a and 92b are automatically centered and fitted simply by pressing the spherical surfaces of the ball joints 92a and 92b against the recesses 66a and 66b; 52a and 52b, a simple assembly device is used. However, optical coupling can be easily performed during assembly and inspection, and the manufacturing cost can be reduced.
[0037]
As described above, direct optical coupling without a lens using a ball joint minimizes the length in the module Z direction and makes assembly the easiest, so it is effective in improving the ease of use in mounting modules and reducing costs. There is.
In addition, according to the first to third embodiments, since it is configured by assembly by restraining means such as a guide pin or a ball joint, the processing accuracy of parts by precision transfer molding of glass or plastic (within ± 5 μm) ) Can be assembled with an accuracy close to), simplification of alignment and non-alignment optical coupling are possible, and the alignment man-hours for alignment can be greatly reduced.
[0038]
Even if the type of optical element changes, the structure of the optical connector should be the same for the edge-emitting optical element array, the edge-receiving optical element array, the surface-emitting optical element array, and the surface-receiving optical element array. Therefore, it is possible to manufacture an inexpensive optical element array module by sharing an optical connector.
[0039]
【The invention's effect】
According to the present invention, when an edge-emitting or edge-receiving optical element array is mounted face-up on an optical element mounting substrate, the coupling efficiency between the optical element array and the optical fiber array connector is high. There is an effect that it is possible to realize an optical element array module in which channels can perform uniform optical coupling.
Further, according to the present invention, when a surface-emitting type or surface-receiving type optical element array is connected to and mounted on an optical element mounting substrate, the coupling efficiency between the optical element array and the optical fiber array connector is high. There is an effect that it is possible to realize an optical element array module in which each channel enables uniform optical coupling.
[0040]
Further, according to the present invention, a small-sized optical element array module can be realized when a surface-emitting type or surface-receiving type optical element array is connected and mounted on an optical element mounting substrate.
In addition, according to the present invention, the modules in which each channel of the array has a uniform optical coupling characteristic are configured in a stacked structure, so that it is possible to manufacture at low cost by facilitating manufacture and improving yield. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a first embodiment of an optical element array module according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view having a partial cross section for explaining an assembly procedure according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a partial cross-sectional plan view showing an assembled state of the first embodiment according to the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing an embodiment in which the edge-emitting optical element array according to the present invention is mounted face-up on an optical element mounting substrate.
FIG. 5 is an exploded perspective view showing a second embodiment of the optical element array module according to the present invention.
FIG. 6 is a perspective view showing an embodiment in which the surface emitting optical element array according to the present invention is connected and mounted on an optical element mounting substrate.
FIG. 7 is an exploded perspective view showing a third embodiment of the optical element array module according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Optical element mounting board | substrate, 12 ... Drive IC, 13 ... End surface light emission type optical element array, 14 ... Light emission point, 15 ... Light emission point height, 16a, 16b, 32a, 32b ... Groove for fitting, 21a, 21b ... guide pins, 31 ... lens array block, 33a, 33b ... concave, 34 ... lens array, 41 ... optical connector housing, 42a, 42b ... ball joint, 51 ... optical connector ferrule, 52a, 52b ... guide pin hole, 53 ... Optical fiber tape, 61 ... Optical element mounting substrate, 63 ... Optical element array, 64 ... Light emitting point, 66a, 66b ... Recess, 71a, 71b ... Ball joint, 81 ... Lens array block, 82a, 82b, 83a, 83b ... Recessed portion, 91... Optical connector housing, 92a, 92b... Ball joint, 105, 106.

Claims

An edge-emitting or edge-receiving optical element array is mounted face-up on the mounting surface of the optical element mounting substrate,
A lens array block in which the lens array is formed on an end surface of the optical element mounting substrate and an end of the optical fiber array so that the optical element array, a lens array for condensing laser light, and an optical fiber array are optically coupled. The optical connector ferrule that holds the part is stacked and fixed with an optical connector housing that is detachably inserted ,
When the lens array block is fixed to be overlapped with the end face of the optical element mounting substrate, the light emitting or light receiving point sequence of the optical element array on the end face is between the lens array block and the end face of the optical element mounting substrate. optical device array module characterized that you were constructed of the height direction fine motion adjustably engaged.

When the lens array block is fixed to be overlapped with the end face of the optical element mounting substrate, the light emitting or receiving point of the optical element array on the end face is between the lens array block and the end face of the optical element mounting substrate. 2. The optical element array module according to claim 1 , wherein the optical element array module is positioned in a row direction .

2. The optical element array module according to claim 1 , wherein an end face of the optical element mounting substrate and the lens array block are engaged with each other by a concave portion and a convex portion.

2. The optical element according to claim 1 , wherein an end face of the optical element mounting substrate and the lens array block are engaged with each other by fitting a groove recess and a columnar protrusion or a columnar member. Array module.

5. The optical connector ferrule according to claim 1, wherein when the optical connector ferrule is inserted into the optical connector housing, the lens array block and the optical connector ferrule are positioned and engaged at least two-dimensionally . The optical element array module according to any one of the above.

5. The optical connector ferrule according to claim 1, wherein when the optical connector ferrule is inserted into the optical connector housing, the lens array block and the optical connector ferrule are engaged by a joint having a centripetal function . The optical element array module according to any one of the above.

The lens array block, an optical element according to any one of claims 1 to 4, characterized by being configured attaching the lens array in a frame which is fixed to overlap the end face of the optical device mounting substrate Array module.

An engaging portion forming step of forming an engaging portion on the end face of the optical element mounting substrate based on the alignment mark formed on the optical element mounting substrate;
The edge-emitting or edge-receiving optical element array is aligned with the alignment mark or the engaging portion formed in the engaging portion forming step as a reference, and is faced up to the mounting surface of the optical element mounting substrate. A mounting process for connecting and mounting;
The lens array block on which the lens array is formed is light-emitted using the engaging portion formed in the engaging portion forming step so that the optical element array and the lens array for condensing laser light are optically coupled. Alternatively, a lens array block mounting step of positioning in the light receiving point row direction and finely adjusting the end face light emission or light receiving point row in the height direction to attach to the end surface of the optical element mounting substrate;
Light that engages and attaches to the lens array block an optical connector housing in which an optical connector ferrule that holds an end of the optical fiber array is detachably inserted so that the lens array and the optical fiber array are optically coupled. A method for manufacturing an optical element array module, comprising: a connector housing mounting step.

An engaging portion forming step of forming an engaging portion on the end face of the optical element mounting substrate;
The light emitted by aligning the edge-emitting or edge-receiving optical element array with reference to the engagement portion formed in the engagement portion forming step or the alignment mark formed with the engagement portion as a reference. Mounting process for face-up connection mounting on the mounting surface of the element mounting board;
A lens array block on which the lens array is formed so that the end surface light emission or light receiving point sequence of the optical element array and the lens array for condensing the laser light emitted from the end surface light emission or light reception point sequence are optically coupled. Using the engaging portion formed in the engaging portion forming step, positioning is performed in the direction of the end surface light emission or light receiving point sequence, and fine adjustment is performed in the height direction of the end surface light emitting or light receiving point sequence for mounting the optical element. A lens array block mounting process for mounting on the end face of the substrate;
Light that engages and attaches to the lens array block an optical connector housing in which an optical connector ferrule that holds an end of the optical fiber array is detachably inserted so that the lens array and the optical fiber array are optically coupled. A method for manufacturing an optical element array module, comprising: a connector housing mounting step.

Connect and mount the edge-emitting or edge-receiving optical element array to the mounting surface of the optical element mounting board.
A lens array block in which the lens array is formed on an end face of the optical element mounting substrate and an end of the optical fiber array so that the optical element array, a lens array for condensing laser light, and an optical fiber array are optically coupled. The optical connector ferrule that holds the part is stacked and fixed with an optical connector housing that is detachably inserted,
When the lens array block is fixed to be overlapped with the end face of the optical element mounting substrate, the light emitting or light receiving point sequence of the optical element array on the end face is between the lens array block and the end face of the optical element mounting substrate. An optical element array module, wherein the optical element array module is configured so as to be capable of fine adjustment in the height direction .

When the lens array block is fixed to be overlapped with the end face of the optical element mounting substrate, the light emitting or receiving point of the optical element array on the end face is between the lens array block and the end face of the optical element mounting substrate. The optical element array module according to claim 10, wherein the optical element array module is positioned in a row direction .