JP4746665B2 - 光モジュール - Google Patents

Description

この発明は光素子を内蔵し、その光素子と光結合される光ファイバの端部が取り付け保持されてなる光モジュールに関する。

光モジュールは光ファイバと電子回路との間の電気／光インタフェースをなすもので、発光モジュール、受光モジュール及び受発光モジュールがある。例えば、発光モジュールはレーザダイオード（ＬＤ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子を内蔵し、受光モジュールはフォトダイオード（ＰＤ）等の受光素子を内蔵している。

このような光モジュールにおいて、例えば発光モジュールでは基板上に発光素子を実装すると共に、その発光素子を駆動するための駆動ＩＣを一般に実装しており、また受光モジュールでは基板上に受光素子を実装すると共に、その受光素子の出力信号を増幅するプリアンプを一般に実装している。そして、このような実装構造を有する光モジュールでは電磁波対策として電磁シールドを施すことが一般に行われている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

一方、光ファイバ端部の位置決め固定方法としては例えば基板にＶ溝を形成し、そのＶ溝に光ファイバを位置決めして接着固定するといった方法が採用されている（例えば、特許文献１参照）。

また、光ファイバ端部に光コネクタを取り付け、その光コネクタの光ファイバが挿通固定されたフェルールに相当するフェルールを光モジュール側にも設けて、光モジュール側の光ファイバを内蔵したフェルールに光コネクタを接続するといった方法も採用されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０００−５６１９０号公報 特開２０００−１２１８８５号公報

ところで、この種の光モジュールは多方面で用いられるようになってきており、例えばモバイル機器等にも搭載されるようになってきている。そのため、構成の簡易化、薄型化が強く望まれており、また低価格化に対する要求も強い。

この発明の目的はこのような状況に鑑み、薄型化を図ることができ、かつ安価に構成することができる光モジュールを提供することにある。

請求項１の発明によれば、モジュール本体内に光素子が収容され、その光素子と光結合される光ファイバの端部がモジュール本体に配置されてなる光モジュールは、モジュール本体を囲むシールドカバーと、押え板とを有し、光ファイバの端部はシールドカバーに形成された半円筒部と、押え板が具備する半円筒部とによって挟み込まれて保持され、押え板の半円筒部と合致する凹部がモジュール本体に形成されており、モジュール本体に位置決め凸部が形成され、シールドカバーの半円筒部は押え板の半円筒部に対し、光ファイバの端面側に突出されて前記位置決め凸部と係合する位置決め凹部が形成されているものとされる。

請求項２の発明では請求項１の発明において、シールドカバー及び押え板の各半円筒部の内面に面を荒らす加工が施されているものとされる。

請求項３の発明によれば、モジュール本体内に光素子が収容され、その光素子と光結合される光ファイバの端部がモジュール本体に配置されてなる光モジュールは、モジュール本体を囲むシールドカバーに円筒部が切り起こされて形成され、光ファイバの端部は前記円筒部に保持され、前記円筒部と合致する凹部がモジュール本体に形成されており、モジュール本体に位置決め凸部が形成され、前記円筒部の一部は光ファイバの端面側に突出されて前記位置決め凸部と係合する位置決め凹部が形成されているものとされる。

請求項４の発明では請求項３の発明において、前記円筒部の内面に面を荒らす加工が施されているものとされる。

この発明によれば、光ファイバの保持にシールドカバーを利用し、押え板とシールドカバーとによって光ファイバの端部を挟み込んで保持する構造となっているため、例えば光ファイバの端部を接着剤を使用して固定する構造に比べ、簡易かつ安価に光モジュールを作製することができる。

また、フェルールを用いることなく、光ファイバの端部をシールドカバーと押え板とで直接挟み込む構造のため、フェルールを用いるものに比し、光モジュールの薄型化を図ることが可能となる。

この発明の実施形態を図面を参照して実施例により説明する。
図１はこの発明による光モジュールの一実施例の外観を示したものであり、図２はその断面構造を示したものである。また、図３は各部に分解して示したものである。この例では光モジュールは発光モジュールとされ、モジュール本体１０と光ファイバ２１とシールドカバー３１と押え板３２とによって構成されている。

モジュール本体１０は図２に示したように基板１１と発光素子１２と駆動ＩＣ１３とボディ１４とよりなる。発光素子１２は例えばレーザダイオード（ＬＤ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）とされる。発光素子１２及びその発光素子１２を駆動するための駆動ＩＣ１３は基板１１上に実装されている。

ボディ１４は透光性を有する樹脂製とされ、この例では基板１１上にモールドにより形成されており、このボディ１４内に発光素子１２及び駆動ＩＣ１３は埋設されて封止されている。
ボディ１４の上面１４ａには図４に示したように凹部１５が一方の側面に臨むように形成されている。凹部１５は互いに対向して上面１４ａから下降する一対の傾斜面１５ａと、それら傾斜面１５ａに続く一対の段部１５ｂと、それら段部１５ｂ間に位置する半円筒形状の凹み１５ｃとよりなる。

ボディ１４にはこの凹部１５の内端に続いてさらに凹部１６が形成されている。凹部１６は互いに対向して上面１４ａから下降する一対の傾斜面１６ａと、それら傾斜面１６ａに続く一対の段部１６ｂとを有し、それら段部１６ｂ間にはこの例では半円筒形状をなす位置決め凸部１６ｃが形成されている。なお、この位置決め凸部１６ｃの端面及びこの端面と同一平面をなして下方に続く凹み１５ｃの内端面によって光結合面１６ｄが構成され、この光結合面１６ｄに発光面（発光部）が対向するようにボディ１４内に発光素子１２が位置されている。

シールドカバー３１は図３に示したように上板部３１ａと一対の側板部３１ｂとよりなり、金属板をプレス加工することによって形成されている。上板部３１ａには一対の下降する傾斜部３１ｃに支持された半円筒部３１ｄがその凹んでいる側が下向きとされて形成されている。なお、傾斜部３１ｃ及び半円筒部３１ｄの内端側には開口３１ｅが設けられている。

押え板３２は金属板をプレス加工することによって形成されており、一対の傾斜部３２ａと、それら傾斜部３２ａに続く一対の段部３２ｂと、それら段部３２ｂ間に位置する半円筒部３２ｃとよりなる。半円筒部３２ｃはその凹んでいる側が上向きとされている。

この例では光ファイバ２１の端部はこれらシールドカバー３１の半円筒部３１ｄと押え板３２の半円筒部３２ｃとによって挟み込まれて保持される。図５はこの状態を示したものであり、押え板３２は光ファイバ２１を挟んでシールドカバー３１の上板部３１ａの下面に密着固定される。押え板３２のシールドカバー３１への固定は例えば溶接によって行われる。なお、押え板３２とシールドカバー３１の固定は溶接ではなく、接着等によって行ってもよい。

光ファイバ２１を保持したシールドカバー３１及び押え板３２はボディ１４上に搭載される。ボディ１４に形成されている凹部１５は押え板３２の形状と合致する形状とされており、この凹部１５に押え板３２が収容される。

シールドカバー３１の半円筒部３１ｄはこの例では押え板３２の半円筒部３２ｃより長さが大とされ、図５に示したようにシールドカバー３１の半円筒部３１ｄは押え板３２の半円筒部３２ｃに対し、光ファイバ２１の端面２１ａ側に突出しており、この突出部によって形成された位置決め凹部３１ｆがボディ１４の位置決め凸部１６ｃに係合されることによってシールドカバー３１はボディ１４に位置決めされ、つまり光ファイバ２１がボディ１４に位置決めされてその端面（光結合面）２１ａがボディ１４の光結合面１６ｄに図２に示したように対接される。

このようにして取り付けられたシールドカバー３１によりモジュール本体１０は囲まれ、光モジュールが完成する。なお、詳細図示を省略しているが、シールドカバー３１のモジュール本体１０への固定は例えばシールドカバー３１の側板部３１ｂに係止窓を設け、ボディ１４に係止突起を形成して、係止突起に係止窓を係合させて係止させるようにすればよい。また、これに替え、シールドカバー３１の側板部３１ｂに係止爪を内側に突出するように切り起こして形成し、ボディ１４に係合凹部を形成して、係合凹部に係止爪が係止されるようにしてもよく、さらには接着によって固定するようにしてもよい。

上記のような構成とされた光モジュール４０によれば、光ファイバ２１の端部はシールドカバー３１と押え板３２とによって挟み込まれて保持され、シールドカバー３１に設けた位置決め凹部３１ｆをモジュール本体１０のボディ１４に形成した位置決め凸部１６ｃに係合させることによって光ファイバ２１の端部をモジュール本体１０に位置決め配置するものとなっており、よって従来のような光ファイバ端部をＶ溝基板に位置決めして接着固定するといったような面倒で工数のかかる作業は不要となる。

また、光ファイバ２１の端部をシールドカバー３１と押え板３２とで直接挟み込んで保持する構造のため、フェルールは不要であり、その分薄型化を図ることができる。図６はこの様子を示したものであり、図６Ｂに示したように光ファイバ２１の端部が挿通保持されてなるフェルール２２が存在する場合、光モジュール５０は図６Ａに示したこの発明による光モジュール４０に比し、フェルール２２の存在によって大幅に厚くなる（高さが大となる）。これに対し、この発明ではシールドカバー３１を流用し、押え板３２とシールドカバー３１とで光ファイバ２１を保持しているため、図６Ａに示したように薄型に構成することができる。

図７は上述した光モジュール４０がレセプタクル６０に挿入嵌合された状態を示したものであり、図７中、６１はレセプタクル６０のシールドケースを示し、６２は樹脂製のベースを示す。また、６３はベース６２にモールドされて設けられている端子を示し、端子６３は光モジュール４０の下面（基板１１の下面）に形成されている電極パターン（図示せず）と圧接されている。

この図７に示したように光モジュール４０がレセプタクル６０に取り付けられた状態では光モジュール４０のシールドカバー３１とレセプタクル６０のシールドケース６１とによって二重電磁シールド構造となり、特に高周波に対し、より優れたシールド効果が得られることになる。

上述した実施例では光モジュール４０は発光モジュールとされているが、図８Ａに示したように基板１１上に例えばフォトダイオード（ＰＤ）等の受光素子１７及びトランスインピ−ダンスアンプなどのアンプ１８を実装することにより受光モジュールをなす光モジュール４１を構成することもできる。

一方、図８Ｂは発光素子１２として面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を備える光モジュール４２の構成例を示したものであり、この例では面発光レーザからの出射光を矢印で示したように進行させるべく、ボディ１４にプリズム１９が形成されている。

次に、図９〜１１に示した実施例について説明する。
この例ではシールドカバー３１′に円筒部３１ｇを形成し、この円筒部３１ｇによって光ファイバ２１の端部を保持するものとなっており、即ち押え板３２を用いることなく、シールドカバー３１′のみによって光ファイバ２１を保持することができるものとなっている。

円筒部３１ｇは図１１に示したように２つの半円筒部３１ｈによって構成されており、これら半円筒部３１ｈはシールドカバー３１′の上板部３１ａを２箇所、内側に突出するように切り起こし、半円筒状をなすように曲げることによって形成されている。なお、この例ではこれら２つの半円筒部３１ｈの先端間（円筒部３１ｇの下部中央）には、かしめ用としてわずかな間隙３１ｉが設けられているが、間隙３１ｉはなくてもよい。

円筒部３１ｇはその外端側が一対の傾斜部３１ｊによって支持されており、この支持部分には半円筒部３１ｋが円筒部３１ｇの延長上に位置して形成されている。一方、円筒部３１ｇの内端側はその上半部が突出延長されて前述の図５に示したシールドカバー３１の位置決め凹部３１ｆと同様、位置決め凹部３１ｆが形成されており、この位置決め凹部３１ｆの先端の上部中央が連結部３１ｍによって上板部３１ａに連結支持されている。

円筒部３１ｇによる光ファイバ２１の保持は光ファイバ２１の端部を円筒部３１ｇに挿入し、円筒部３１ｇをかしめることによって行われる。光ファイバ２１を保持したシールドカバー３１′は前述のシールドカバー３１と同様、ボディ１４に搭載固定され、位置決め凹部３１ｆがボディ１４の位置決め凸部１６ｃに係合されて位置決めされる。
この図９に示した光モジュール４３によれば、図１に示した光モジュール４０に比し、押え板３２が不要な分、部品点数を削減することができる。

なお、例えば図１に示した光モジュール４０ではシールドカバー３１の半円筒部３１ｄと押え板３２の半円筒部３２ｃとによって光ファイバ２１を保持する構造となっており、図９に示した光モジュール４３ではシールドカバー３１′の円筒部３１ｇで光ファイバ２１を保持する構造となっているが、これら半円筒部３１ｄ，３２ｃや円筒部３１ｇの内面（光ファイバ２１を保持する面）に例えばローレット加工やブラスト加工を施し、面を荒らすようにすれば、光ファイバ２１の保持力を向上させることができる。

この発明による光モジュールの第１の実施例を示す斜視図。 図１の拡大断面図。 図１に示した光モジュールの分解斜視図。 図１におけるモジュール本体の斜視図。 光ファイバの端部がシールドカバーと押え板とによって挟み込まれて保持された状態を示す斜視図。 図１に示した光モジュールがフェルールを使用する光モジュールに比し、薄型に構成することができることを説明するための図。 図１に示した光モジュールがレセプタクルに挿入嵌合された状態を説明するための図。 Ａはこの発明による光モジュールの第２の実施例を示す断面図、Ｂはこの発明による光モジュールの第３の実施例を示す断面図。 この発明による光モジュールの第４の実施例を示す斜視図。 図９に示した光モジュールの分解斜視図。 図９におけるシールドカバーの斜視図。

Claims (4)

1. モジュール本体内に光素子が収容され、その光素子と光結合される光ファイバの端部が前記モジュール本体に配置されてなる光モジュールであって、
   前記モジュール本体を囲むシールドカバーと、
   押え板とを有し、
   前記光ファイバの端部は、前記シールドカバーに形成された半円筒部と、前記押え板が具備する半円筒部とによって挟み込まれて保持され、
   前記押え板の半円筒部と合致する凹部が前記モジュール本体に形成されており、
   前記モジュール本体に位置決め凸部が形成され、
   前記シールドカバーの半円筒部は前記押え板の半円筒部に対し、前記光ファイバの端面側に突出されて前記位置決め凸部と係合する位置決め凹部が形成されていることを特徴とする光モジュール。
2. 請求項１記載の光モジュールにおいて、
   前記シールドカバー及び前記押え板の各半円筒部の内面に面を荒らす加工が施されていることを特徴とする光モジュール。
3. モジュール本体内に光素子が収容され、その光素子と光結合される光ファイバの端部が前記モジュール本体に配置されてなる光モジュールであって、
   前記モジュール本体を囲むシールドカバーに円筒部が切り起こされて形成され、
   前記光ファイバの端部は前記円筒部に保持され、
   前記円筒部と合致する凹部が前記モジュール本体に形成されており、
   前記モジュール本体に位置決め凸部が形成され、
   前記円筒部の一部は前記光ファイバの端面側に突出されて前記位置決め凸部と係合する位置決め凹部が形成されていることを特徴とする光モジュール。
4. 請求項３記載の光モジュールにおいて、
   前記円筒部の内面に面を荒らす加工が施されていることを特徴とする光モジュール。

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