JP5412049B2 - 光通信モジュール - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバーと、光電変換素子パッケージとを光学的に結合するための光通信モジュールに関するものである。

大容量のディジタル情報に対して光電変換した光情報を光ファイバーにより高速に伝送できる光通信において、光ファイバーと、光電変換素子パッケージ内に取り付けた発光素子又は受光素子のいずれか一方の光電変換素子とを光学的に結合するために光通信モジュールが用いられている。

この種の光通信モジュール（光モジュール）は、各種の構造形態が開発されているものの、従来例として、非球面レンズとホルダーとをプラスチックで一体成形し、且つ、ホルダーの筒状部内に非球面レンズと対向して光電変換素子パッケージを収納させたものがある（例えば、特許文献１参照）。

図１３は従来の光モジュールを示した縦断面図である。

図１３に示した従来の光モジュール１００は、上記した特許文献１に開示されているものであり、ここでは特許文献１を参照して簡略に説明する。

図１３に示した如く、従来の光モジュール１００は、筐体１１１の一側面１１１ａ側に光電変換素子１１２を取り付けた光電変換素子パッケージ１１０と、不図示の光ファイバーと結合するために光電変換素子パッケージ１１０の筐体１１１の一側面１１１ａ側に配置され且つ内部に後述する非球面レンズ１１５ｇを一体成形したホルダー１１５とを備えており、且つ、このホルダー１１５が光電変換素子パッケージ１１０の筐体１１１の上下の側面１１１ｂ，１１１ｃに係合して組み立てられている。

まず、上記した光電変換素子パッケージ１１０は、筐体１１１の一側面１１１ａ側に半導体発光素子（半導体レーザー）又は半導体受光素子（フォトダイオード）のいずれか一方の光電変換素子１１２が取り付けらており、且つ、筐体１１１の一側面１１１ａと反対側の他側面１１１ｄから光電変換素子１１２に接続したリード１１３が突出している。

次に、上記したホルダー１１５は、光透過性のプラスチック（例えば、ＰＥＩ，ＰＣ，ＰＭＭＡ等）を用いて射出成形されており、一側面１１５ａ側に光ファイバー取付用の段付き有底孔１１５ｂが形成され、且つ、他端面１１５ｃ側が筒状部１１５ｄとして形成されており、この筒状部１１５ｄの内部に光電変換素子パッケージ１１０を収納するための凹部１１５ｅが形成されていると共に、段付き有底孔１１５ｂと凹部１１５ｅとの間に位置する仕切壁１１５ｆに非球面レンズ１１５ｇが凸曲面を凹部１１５ｅ内に突出するように一体的に成形されている。

そして、ホルダー１１５の凹部１１５ｅ内に光電変換素子パッケージ１１０を収納したときに、ホルダー１１５内に一体成形した非球面レンズ１１５ｇが光電変換素子パッケージ１１０の筐体１１１の一側面１１１ａ側に取り付けた光電変換素子１１２と間隔を離して対向していると共に、非球面レンズ１１５ｇの頂点Ｐ１及び焦点Ｐ２が光電変換素子パッケージ１１０の光軸Ｋ上にあり、且つ、非球面レンズ１１５ｇの焦点Ｐ２が光電変換素子１１２の発光点又は受光点と略合致するように両者１１５，１１０が係合して組み立てられている。

これにより、従来の光モジュール１００によれば、周囲の環境温度が変化してもホルダー１１５内に一体成形した非球面レンズ１１５ｇの焦点Ｐ２の位置と、光電変換素子パッケージ１１０の筐体１１１の一端面１１１ａ側に取り付けた光電変換素子１１２の発光点又は受光点とが略合致するので、光学的な結合効率が良好になるために、光率的な光通信が可能になる旨が記載されている。
特開２００５−３２６８８４号公報

ところで、上記した従来の光モジュール１００では、ホルダー１１５内に非球面レンズ１１５ｇを一体成形することで部品点数を削減できるが、ホルダー１１５と光電変換素子パッケージ１１０とを係合させて光モジュール１００を構成したときに、ホルダー１１５内に一体成形した非球面レンズ１１５ｇの焦点Ｐ２の位置と、光電変換素子パッケージ１１０の筐体１１１の一端面１１１ａ側に取り付けた光電変換素子１１２の発光点又は受光点とが必ずしも略合致するとは限らないものである。

この理由は、ホルダー１１５を光透過性のプラスチック（例えば、ＰＥＩ，ＰＣ，ＰＭＭＡ等）を用いて射出成形したときに、ホルダー１１５は射出成形直後に熱変形が生じたり、又は、高温使用時や低温使用時の温度変化によっても変形が生じるために、ホルダー１１５内に一体成形した非球面レンズ１１５ｇも変形し、これに伴って非球面レンズ１１５ｇの頂点Ｐの位置や焦点Ｐ２の位置が光電変換素子パッケージ１１０の光軸Ｋ上からずれてしまうためである。

従って、ホルダー１１５内に一体成形した非球面レンズ１１５ｇが変形した場合には、従来の光モジュール１００を用いて良好に光通信を行なうことができないという問題が生じてしまう。

更に、ホルダー１１５は、非球面レンズ１１５ｇを一体成形するために光透過性が良好な樹脂材を用いる必要があるために、ホルダー１１５が高価になってしまうなどの問題もある。

そこで、樹脂製筐体の一側面側を臨むように発光素子又は受光素子のいずれか一方の光電変換素子が取り付けられた光電変換素子パッケージと、光ファイバーと結合するために樹脂製筐体の一側面側に搭載される樹脂製レンズ保持枠内に形成した光通過孔中にレンズを収納した光ファイバー結合体とを備えて光通信モジュールを構成する際に、樹脂製レンズ保持枠内のレンズが光電変換素子の光軸に対して光軸ズレを生じない光通信モジュールが望まれている。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、第１の発明は、樹脂製筐体の一側面側を臨むように発光素子又は受光素子のいずれか一方の光電変換素子が取り付けられた光電変換素子パッケージと、光ファイバーと結合するために前記樹脂製筐体の一側面側に搭載される光ファイバー結合体とを備えた光通信モジュールにおいて、前記光ファイバー結合体は、前記樹脂製筐体の一側面側に搭載される樹脂製レンズ保持枠内に形成した光通過孔中に金属製レンズ保持板に保持されたレンズを前記光電変換素子の光軸に合致させて収納するようにインサート成形加工したことを特徴とする光通信モジュールである。

また、第２の発明は、樹脂製筐体の一側面側を臨むように発光素子又は受光素子のいずれか一方の光電変換素子が取り付けられた光電変換素子パッケージと、光ファイバーと結合するために前記樹脂製筐体の一側面側に搭載される光ファイバー結合体とを備えた光通信モジュールにおいて、前記光ファイバー結合体は、
前記光電変換素子と対向して配置されるレンズを保持した金属製レンズ保持板と、前記樹脂製筐体の一側面側に搭載され、且つ、内部に形成した光通過孔中に前記金属製レンズ保持板に保持された前記レンズを前記光電変換素子の光軸に合致させて収納するようにインサート成形加工した樹脂製レンズ保持枠と、を備えたことを特徴とする光通信モジュールである。

また、第３の発明は、上記した第１又は第２の発明の光通信モジュールにおいて、前記金属製レンズ保持板は、金型のガイドピンが嵌合する嵌合用孔を形成した外枠部と、前記レンズを保持するレンズ保持部と、前記外枠部と前記レンズ保持部との間を連結する複数本のステイ部とを有し、前記金属製レンズ保持板に保持された前記レンズを前記樹脂製レンズ保持枠内に収納した後に少なくとも前記外枠部が切り離されることを特徴とする光通信モジュールである。

また、第４の発明は、上記した第１〜第３のいずれかの発明の光通信モジュールにおいて、前記金属製レンズ保持板は、前記レンズを成形して保持するレンズ保持部を有し、且つ、前記レンズを保持した前記レンズ保持部の外周部位を前記樹脂製レンズ保持枠内に埋め込んだことを特徴とする光通信モジュールである。

また、第５の発明は、上記した第４の発明の光通信モジュールにおいて、
前記金属製レンズ保持板は、前記樹脂製レンズ保持枠内に埋め込まれる前記レンズ保持部の外周部位内に、この金属製レンズ保持板の表裏側を前記樹脂製レンズ保持枠の樹脂材により連結する複数の表裏連結用孔を有することを特徴とする光通信モジュールである。

また、第６の発明は、上記した第１〜第５のいずれかの発明の光通信モジュールにおいて、前記樹脂製レンズ保持枠は、前記光ファイバーと結合するための前記光通過孔を内部に形成した円筒部と、前記樹脂製筐体の一側面側に搭載され且つ前記レンズを保持した前記金属製レンズ保持板が埋め込まれる直方体部とを連接して形成したことを特徴とする光通信モジュールである。

また、第７の発明は、上記した第６の発明の光通信モジュールにおいて、前記光ファイバー結合体の前記樹脂製レンズ保持枠を前記光電変換素子パッケージの前記樹脂製筐体に搭載する際に、前記金属製レンズ保持板のレンズ保持部を矩形状に形成してこのレンズ保持部の各コーナー部位に位置決め用孔をそれぞれ貫通して穿設した後に各位置決め用孔を前記樹脂製レンズ保持枠の直方体部の各コーナー部位に露出させ、且つ、直方体形状に形成した前記樹脂製筐体の一側面の各コーナー部位に位置決め用ボスをそれぞれ突出形成して、前記各位置決め用孔内に各位置決め用ボスを嵌合させた後に両者を熱溶着により結合させたことを特徴とする光通信モジュールである。

また、第８の発明は、上記した第６の発明の光通信モジュールにおいて、前記光ファイバー結合体の前記樹脂製レンズ保持枠を前記光電変換素子パッケージの前記樹脂製筐体に搭載する際に、前記樹脂製レンズ保持枠の直方体部の各コーナー部位と、直方体形状に形成した前記樹脂製筐体の各コーナー部位のいずれか一方に位置決め用孔をそれぞれ貫通して穿設し、且つ、他方に位置決め用ボスをそれぞれ突出形成して、各位置決め用孔内に各位置決め用ボスを嵌合させた後に両者を熱溶着により結合させたことを特徴とする光通信モジュールである。

本発明に係る光通信モジュールによると、樹脂製筐体の一側面側を臨むように発光素子又は受光素子のいずれか一方の光電変換素子が取り付けられた光電変換素子パッケージと、光ファイバーと結合するために樹脂製筐体の一側面側に搭載される光ファイバー結合体とを備えて光通信モジュールを構成した際に、とくに、光ファイバー結合体は、樹脂製レンズ保持枠内に形成した光通過孔中に金属製レンズ保持板に保持されたレンズを光電変換素子の光軸に合致させて収納しているので、レンズは熱変形しない金属製レンズ保持板に保持され、且つ、この金属製レンズ保持板が樹脂製レンズ保持枠内に埋め込まれた状態でレンズが樹脂製レンズ保持枠内に収納されるために、光軸ズレが全く発生しない。

この際、レンズは樹脂製レンズ保持枠とは別体であるので、樹脂製レンズ保持枠を成形する際に光透過性が良好な樹脂材を用いる必要がなく、既存の樹脂材を用いることで、樹脂製レンズ保持枠を安価に成形できる。

また、金属製レンズ保持板は、金型のガイドピンが嵌合する嵌合用孔を形成した外枠部と、レンズを保持するレンズ保持部と、外枠部とレンズ保持部との間を連結する複数本のステイ部とを有しているので、射出成形機の金型を用いてアウトサート成形によりレンズを金属製レンズ保持板に位置決めして保持できると共に、射出成形機の金型を用いてインサート成形により樹脂製レンズ保持枠内にレンズを保持した金属製レンズ保持板の外周部位を位置決めして埋め込むことができる。

また、金属製レンズ保持板は、樹脂製レンズ保持枠内に埋め込まれるレンズ保持部の外周部位内に、この金属製レンズ保持板の表裏側を樹脂製レンズ保持枠の樹脂材により連結する複数の表裏連結用孔を有しているので、金属製レンズ保持板が樹脂製レンズ保持枠内から抜け出ることを防止できる。

更に、光ファイバー結合体の樹脂製レンズ保持枠を光電変換素子パッケージの樹脂製筐体に搭載する際に、樹脂製レンズ保持枠の直方体部の各コーナー部位と、直方体形状に形成した樹脂製筐体の各コーナー部位とにそれぞれ設けた各位置決め用孔と各位置決め用ボスとを嵌合させた後に両者を熱溶着により結合しているので、光軸ズレが発生せず強固な光通信モジュールを提供できる。

以下に本発明に係る光通信モジュールの一実施例について図１〜図１２を参照して、実施例１，実施例２の順に詳細に説明する。

図１は本発明に係る実施例１の光通信モジュールを示した斜視図、
図２は本発明に係る実施例１の光通信モジュールを示した縦断面図である。

図１及び図２に示した如く、本発明に係る実施例１の光通信モジュール１は、直方体形状に形成した樹脂製筐体１１の一側面１１ａ側を臨むように発光素子又は受光素子のいずれか一方の光電変換素子１２が取り付けられた光電変換素子パッケージ１０と、不図示の光ファイバーと結合するための円筒部２１ａ及び樹脂製筐体１１の一側面１１ａ側に搭載される直方体部２１ｂとを有する樹脂製レンズ保持枠２１内に金属製レンズ保持板２２に保持された高耐熱レンズ２３を光電変換素子１２の光軸Ｋと合致させて収納するようにインサート成形加工により一体的に組み立てた光ファイバー結合体２０とで構成されている。

この際、光電変換素子パッケージ１０の樹脂製筐体１１と、光ファイバー結合体２０の樹脂製レンズ保持枠２１とを結合させる際に、この実施例１では後述するように位置決め用孔と位置決め用ボスとの嵌合により位置合わせして、両者１１，２１を接着剤により接着して結合している。

上記した光ファイバー結合体２０がこの実施例１の要部となるものである。この際、光ファイバー結合体２０の樹脂製レンズ保持枠２１は、円筒部２１ａ内に不図示の光ファイバーが挿脱される光通過孔２１ａ１が形成されており、且つ、直方体部２１ｂ内に高耐熱レンズ２３を保持した金属製レンズ保持板２２が埋め込まれて、この後方に光通過孔２１ｂ１（図２のみ図示）が形成されている。

そして、光ファイバー結合体２０の樹脂製レンズ保持枠２１を光電変換素子パッケージ１０の樹脂製筐体１１の一側面１１ａ側に搭載して、樹脂製レンズ保持枠２１の円筒部２１ａに形成した光通過孔２１ａ１中に金属製レンズ保持板２２に保持された高耐熱レンズ２３を臨ませると共に、この高耐熱レンズ２３を樹脂製レンズ保持枠２１の直方体部２１ｂに形成した光通過孔２１ｂ１（図２のみ図示）を介して光電変換素子パッケージ１０内の光電変換素子１２と間隔を離して対向させた際に、光電変換素子１２の光軸Ｋに対してレンズ２３が光軸ズレを生じないように樹脂製レンズ保持枠２１内で高耐熱レンズ２３を熱変形を起こさない金属製レンズ保持板２２に保持させることを特徴としているものである。

ここで、本発明に係る実施例１の光通信モジュール１を構成する各構成部材について、図３〜図８を用いて順を追って説明する。

図３（ａ），（ｂ）は図１及び図２に示した光電変換素子パッケージを説明するための斜視図，正面図、
図４は図１及び図２に示した金属製レンズ保持板を製造する状態を示した斜視図、
図５は図１及び図２並びに図４に示した金属製レンズ保持板を拡大して示した正面図、
図６は（ａ），（ｂ），（ｃ）は図１及び図２に示した高耐熱レンズ２３を金属製レンズ保持板上に成形する状態を説明するために示した斜視図，Ｘ−Ｘ断面図，レンズ単体図、
図７は図１及び図２に示した樹脂製レンズ保持枠内に高耐熱レンズを保持した金属製レンズ保持板を埋め込む状態を説明するために示した斜視図、
図８は図１及び図２に示した光ファイバー結合体を示した斜視図である。

まず、図３に示した如く、光電変換素子パッケージ１０は、樹脂材を用いて直方体形状に形成した樹脂製筐体１１の一側面１１ａの中央部位に矩形状凹部１１ｂが形成され、且つ、一側面１１ａの４箇所のコーナー部位に樹脂製レンズ保持枠２１の位置決め用ボス２１ｂ４（図８）が嵌合するための位置決め用有底孔１１ｃが形成されている。

また、樹脂製筐体１１の一側面１１ａに形成した矩形状凹部１１ｂ内には、発光素子又は受光素子のうちいずれか一方の光電変換素子１２と、この光電変換素子１２を駆動する駆動用ＩＣ１３とが基板１４上に半田付けされた状態で樹脂製筐体１１の一側面１１ａ側を臨むように取り付けられており、且つ、樹脂製筐体１１の下面１１ｄから基板１４に接続したリード端子１５が複数本突出している。

この際、光電変換素子１２として発光素子を適用した場合にこの発光素子は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）や垂直共振型面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）などが用いられている。一方、光電変換素子１２として受光素子を適用した場合にこの受光素子は、フォトダイオード（ＰＤ：Ｐｈｔｏ Ｄｉｏｄｅ）が用いられている。

次に、図４に示した如く、高耐熱レンズ２３（図１，図２）を保持するための金属製レンズ保持板２２は、厚みが1ｍｍ程度で剛性を有する鉄板，ステンレス板，真鍮板などの金属板を成形用キャリアとして用い、この成形用キャリア内にプレス加工により金属製レンズ保持板２２を複数個連続して打ち抜いて、そのうちの一つを２点鎖線で示した切断線に沿って切り離したものである。

具体的には、図５に拡大して示した如く、金属製レンズ保持板２２は、金属板を用いて外枠部２２ａが矩形状に打ち抜かれており、且つ、外枠部２２ａ内で上下２箇所の対角コーナー部位に不図示の金型のガイドピンが嵌合するためのガイドピン嵌合用丸孔２２ｂが貫通して穿設されていると共に、外枠部２２ａよりも内側に複数本のステイ部（支え部）２２ｃを介してリング状レンズ保持部２２ｄが形成されている。

この際、金属製レンズ保持板２２内で外枠部２２ａとリング状レンズ保持部２２ｄとの間には、リング状レンズ保持部２２ｄの外周上方に２本、外周左右及び外周下方に各１本で合計５本のステイ部２２ｃが連結されており、５本のステイ部２２ｃ以外の部位が空洞に打ち抜かれている。

また、ステイ部２２ｃは、外枠部２２ａに細幅で連結した細幅ステイ部２２ｃ１と、リング状レンズ保持部２２ｄに太幅で連結した太幅ステイ部２２ｃ２とが互いに接続しており、後述するように、細幅ステイ部２２ｃ１と太幅ステイ部２２ｃ２との接続部位を２点鎖線で示した切断線に沿って切断することで、２点鎖線の枠内が最終的に高耐熱レンズ２３（図１，図２）を保持するための金属製レンズ保持板２２として用いられるようになっており、金属製レンズ保持板２２のリング状レンズ保持部２２ｄを含めて太幅ステイ部２２ｃ２までが樹脂製レンズ保持枠（図１，図２）内に埋め込まれるためのリング状レンズ保持部２２ｄの外周部位であるとみなすものである。

また、高耐熱レンズ２３（図１，図２）を保持するためのリング状レンズ保持部２２ｄの外周部位内には、このリング状レンズ保持部２２ｄの円周に沿って複数個の表裏連結用長孔２２ｅが貫通して穿設されていると共に、複数個の表裏連結用長孔２２ｅよりも内側にレンズ嵌合用丸孔２２ｆが貫通して穿設されている。

そして、上記した複数個の表裏連結用長孔２２ｅは、後述するように、この金属製レンズ保持板２２を樹脂製レンズ保持枠２１（図１，図２）内にインサート成形する際に金属製レンズ保持板２２の表裏側を樹脂製レンズ保持枠２１の樹脂材により連結する機能を備えており、一方、レンズ嵌合用丸孔２２ｆは高耐熱レンズ２３（図１，図２）の平坦面２３ａ（図６）を側を固着させるための機能を備えている。

この際、レンズ嵌合用丸孔２２ｆの中心位置は、外枠部２２ａの上下方向に対して略対称であるが、外枠部２２ａの左右方向に対しては図示右側に偏っており、この位置は先に図３を用いて説明した光電変換素子パッケージ１０内に取り付けた光電変換素子１２の位置に合わせているためである。

次に、図６（ａ），（ｂ）に示した如く、高耐熱レンズ２３は、高耐熱性を有する透明な樹脂材を用いて先に図５を用いて説明した金属製レンズ保持板２２上にアウトサート成形により作製されているものであり、この際、アウトサート成形はワークとなる金属製レンズ保持板２２に樹脂を成形するものである。

また、ここで用いられる金属製レンズ保持板２２は、外枠部２２ａが複数本のステイ部２２ｃの細幅ステイ部２２ｃ１と太幅ステイ部２２ｃ２との間の接続部位から切り離されていない前のものであり、不図示の射出成形機の金型に設けたガイドピンを外枠部２２ａ内の上下に穿設したガイドピン嵌合用丸孔２２ｂに挿入して金属製レンズ保持板２２の位置決めを図ることで、金属製レンズ保持板２２に保持される高耐熱レンズ２３も位置決めして成形される。

この後、高耐熱レンズ２３を成形するために溶融した高耐熱性樹脂材を不図示の金型内に注入すると、金属製レンズ保持板２２のリング状レンズ保持部２２ｄの内側に形成したレンズ嵌合用丸孔２２ｆ内に溶融した高耐熱性樹脂材が注入されて高耐熱レンズ２３の平坦面２３ａ側が成形されると共に、高耐熱レンズ２３の中間部２３ｂ及び凸曲面部２３ｃが金属製レンズ保持板２２よりも前方に突出するよう成形されるので、高耐熱レンズ２３が金属製レンズ保持板２２のリング状レンズ保持部２２ｄに一体的に保持されることになる。

この際、不図示の金型内では、溶融した高耐熱性樹脂材が金属製レンズ保持板２２のリング状レンズ保持部２２ｄ内に形成した複数個の表裏連結用長孔２２ｅに注入されないように図られている。

そして、図６（ｃ）に示した如く、高耐熱レンズ２３は、光電変換素子１２（図１〜図３）として発光素子用に形成されているために、平坦面２３ａ側が発光素子と対向する側となり、且つ、凸曲面部２３ｃ側が平坦面２３ａ側から入射させた発光素子の光を中間部２３ｂを介して不図示の光ファイバー側に出射させるように形成されており、この凸曲面部２３ｃは例えばＲ５．０で形成されている。

尚、光電変換素子１２（図１〜図３）として受光素子を適用する場合には、不図示の凸曲面部側が受光素子と対向するように高耐熱レンズを形成すれば良いものである。

次に、図７に示した如く、樹脂製レンズ保持枠２１は、先に図６を用いて説明したように、高耐熱レンズ２３を一体的に保持した金属製レンズ保持板２２をワークとして不図示の射出成形機の金型内に取り付けてインサート成形により作製されているものであり、この際、インサート成形はワークが樹脂の中に包みこまれて成形するものである。

上記した樹脂製レンズ保持枠２１は、光透過性を有する高耐熱レンズ２３とは別体に形成されるものであるから、良好な光透過性を有する樹脂材を用いる必要がなくなり、既存の樹脂材を用いて安価に成形可能である。

そして、この場合にも、金属製レンズ保持板２２は、外枠部２２ａが複数本のステイ部２２ｃの細幅ステイ部２２ｃ１と太幅ステイ部２２ｃ２との間の接続部位から切り離されていない前のものであり、不図示の射出成形機の金型に設けたガイドピンを外枠部２２ａ内の上下に穿設したガイドピン嵌合用丸孔２２ｂに挿入することで、樹脂製レンズ保持枠２１に対して金属製レンズ保持板２２の位置決めを図っている。

この後、樹脂製レンズ保持枠２１を成形するために溶融した樹脂材を不図示の金型内に注入すると、高耐熱レンズ２３の凸曲面部２３ｃ側に光通過孔２１ａ１を有する円筒部２１ａが長尺に成形され、且つ、高耐熱レンズ２３を保持した金属製レンズ保持板２２が複数本のステイ部２２ｃのうちで太幅ステイ部２２ｃ２まで直方体部２１ｂ内に埋め込まれた状態となり、且つ、この直方体部２１ｂの前面２１ｂ２に円筒部２１ａが連接されている。

更に、金属製レンズ保持板２２に形成した複数個の表裏連結用長孔２２ｅ内にも溶融した樹脂材が注入されるために、樹脂製レンズ保持枠２１の直方体部２１ｂの内部で金属製レンズ保持板２２の表裏側が複数個の表裏連結用長孔２２ｅ内に注入した溶融樹脂材によって連結されるので、金属製レンズ保持板２２が樹脂製レンズ保持枠２１内から抜け出ることを防止できる。

この後、樹脂製レンズ保持枠２１の外側に露出した金属製レンズ保持板２２の複数本の細幅ステイ部２２ｃ１及び複数本の細幅ステイ部２２ｃ１に連結した外枠部２２ａを切断すると、図８に示したように、実施例１の要部となる光ファイバー結合体２０が得られる。

この光ファイバー結合体２０は、上記したように、樹脂製レンズ保持枠２１の円筒部２１ａに形成した光通過孔２１ａ１内に不図示の光ファイバーが挿脱可能になっていると共に、樹脂製レンズ保持枠２１の直方体部２１ｂ内に高耐熱レンズ２３を保持した金属製レンズ保持板２２を埋め込んでいるので、高耐熱レンズ２３は熱変形しない金属製レンズ保持板２２を介して樹脂製レンズ保持枠２１内に収納されるために光軸ズレが全く発生しない。

そして、樹脂製レンズ保持枠２１の直方体部２１ｂの背面２１ｂ３の４箇所のコーナー部位に突出形成した位置決め用ボス２１ｂ４を先に図３を用いて説明した樹脂製筐体１１の一側面１１ａの４箇所のコーナー部位に形成した位置決め用有底孔１１ｃ内に嵌合して接着剤により接着して結合すると、光電変換素子パッケージ１０の樹脂製筐体１１と、光ファイバー結合体２０の樹脂製レンズ保持枠２１内で金属製レンズ保持板２２に保持された高熱レンズ２３とが光電変換素子１２の光軸Ｋに対して良好に合致した状態となり、図１及び図２に示した本発明に係る実施例１の光通信モジュール１が得られる。

図９は本発明に係る実施例２の光通信モジュールを示した斜視図、
図１０は図９に示した光電変換素子パッケージを説明するための斜視図、
図１１は図９に示した金属製レンズ保持板を拡大して示した正面図、
図１２は図９に示した光ファイバー結合体を示した斜視図である。

図９に示した実施例２の光通信モジュール１Ａは、先に図１及び図２を用いて説明した実施例１の光通信モジュール１の構成と一部を除いて同様の構成であり、ここでは説明の便宜上、先に示した構成部材に対しては同一の符号を付して図示し詳細な説明を省略するものの、実施例１と異なる構成部材に新たな符号を付して、実施例１に対して異なる点を中心にして簡略に説明する。

図９に示した如く、本発明に係る実施例２の光通信モジュール１Ａも、実施例１と略同様に、直方体形状に形成した樹脂製筐体１１Ａの一側面１１ａ側を臨むように発光素子又は受光素子のいずれか一方の光電変換素子１２が取り付けられた光電変換素子パッケージ１０Ａと、不図示の光ファイバーと結合するための円筒部２１ａ及び樹脂製筐体１１Ａの一側面１１ａ側に搭載される直方体部２１ｂとを有する樹脂製レンズ保持枠２１Ａ内に金属製レンズ保持板２２Ａに保持された高耐熱レンズ２３を光電変換素子１２の光軸Ｋと合致させて収納するようにインサート成形加工により一体的に組み立てた光ファイバー結合体２０Ａとで構成されている。

ここで、実施例１に対して異なる点は、光電変換素子パッケージ１０Ａの樹脂製筐体１１Ａと、光ファイバー結合体２０Ａの樹脂製レンズ保持枠２１Ａとを結合させる際に、この実施例２では後述するように位置決め用孔と位置決め用ボスとの嵌合により位置合わせして、両者１１Ａ，２１Ａを熱溶着により結合させる点が実施例１に対して異なるものである。

これに伴って、光電変換素子パッケージ１０Ａの樹脂製筐体１１Ａと、光ファイバー結合体２０Ａ中の樹脂製レンズ保持枠２１Ａ及び金属製レンズ保持板２２Ａとが熱溶着可能な形状に対応しているものであり、各構成部材について順を追って説明する。

まず、図１０に示した如く、光電変換素子パッケージ１０Ａは、樹脂材を用いて直方形状に形成した樹脂製筐体１１の一側面１１ａ側を臨むように発光素子又は受光素子のうちいずれか一方の光電変換素子１２が取り付けられている点は実施例１と同じであるが、樹脂製筐体１１の一側面１１ａの４箇所の各コーナー部位に金属製レンズ保持板２２Ａの位置決め用丸孔２２ｈ（図１１）と嵌合するための位置決めボス１１ｅが突出形成されている点が実施例１に対して異なっている。

次に、図１１に示した如く、高耐熱レンズ２３（図９）を保持するための金属製レンズ保持板２２Ａは、外枠部２２ａ内で上下２箇所の対角コーナー部位に不図示の金型のガイドピンが嵌合するためのガイドピン嵌合用丸孔２２ｂが貫通して穿設されていると共に、外枠部２２ａよりも内側に複数本の細幅ステイ部２２ｃ１を介して矩形状レンズ保持部２２ｇが形成されている。

この実施例２では、金属製レンズ保持板２２Ａ内に矩形状レンズ保持部２２ｇを形成して、この矩形状レンズ保持部２２ｇの４箇所のコーナー部位に位置決め用孔２２ｈが貫通して穿設されている点が実施例１に対して異なっている。

そして、実施例２でも実施例１と同様に、金属製レンズ保持板２２Ａに高耐熱レンズ２３（図９）をアウトサート成形により作製しているが、高耐熱レンズ２３（図９）を保持した金属製レンズ保持板２２Ａの矩形状レンズ保持部２２ｇの外周部位を樹脂製レンズ保持枠２１Ａ（図９）内に埋め込んだときに、矩形状レンズ保持部２２ｇの外周に沿って複数本の細幅ステイ部２２ｃ１及び外枠部２１ａを切り落とせば良い。

次に、図１２に示した如く、光ファイバー結合体２０Ａの樹脂製レンズ保持枠２１Ａは、実施例１と同様に、高耐熱レンズ２３を一体的に保持した金属製レンズ保持板２２をワークとして不図示の射出成形機の金型内に取り付けてインサート成形により作製されているものであるが、この実施例２では、金属製レンズ保持板２２Ａの矩形状レンズ保持部２２ｇの４箇所のコーナー部位に貫通して穿設した位置決め用丸孔２２ｈが露出するように、樹脂製レンズ保持枠２１Ａの直方体部２１ｂの前面２１ｂ２の４箇所のコーナー部位に切り欠き部２１ｂ５を形成すると共に、樹脂製レンズ保持枠２１Ａの直方体部２１ｂの背面２１ｂ３を平坦面に形成している点が実施例１に対して異なっている。

そして、樹脂製レンズ保持枠２１Ａの直方体部２１ｂの前面２１ｂ２に露出された金属製レンズ保持板２２Ａの各位置決め用丸孔２２ｈ内に、樹脂製筐体１１Ａの一側面１１ａに突出形成した各位置決め用ボス１１ｅを嵌合させた後に両者２２ｈ，１１ｅを熱溶着により結合すると、光電変換素子パッケージ１０Ａの樹脂製筐体１１Ａと、光ファイバー結合体２０Ａの樹脂製レンズ保持枠２１Ａ内で金属製レンズ保持板２２Ａに保持された高熱レンズ２３とが光電変換素子１２の光軸Ｋに対して良好に合致し且つ強固に結合された状態となり、図９に示した本発明に係る実施例２の光通信モジュール１Ａが得られる。

尚、実施例２において、実施例１で説明した金属製レンズ保持板２２を用いて光ファイバー結合体２０を構成し、光電変換素子パッケージ１０の樹脂製筐体１１と、光ファイバー結合体２０の樹脂製レンズ保持枠２１とを、光電変換素子１２の光軸Ｋに対して合致させるように位置合わせして熱溶着により結合させることも可能であり、この場合には、直方体形状に形成した樹脂製筐体１１の各コーナー部位と、樹脂製レンズ保持枠２１の直方体部２１ｂの各コーナー部位のいずれか一方に位置決め用孔をそれぞれ穿設し、且つ、他方に位置決め用ボスをそれぞれ形成して、各位置決め用孔内に各位置決め用ボスを嵌合させた後に両者を熱溶着により結合させれば良いものである。

本発明に係る実施例１の光通信モジュールを示した斜視図である。 図２は本発明に係る実施例１の光通信モジュールを示した縦断面図である。 図１及び図２に示した光電変換素子パッケージを説明するための斜視図，正面図である。 図１及び図２に示した金属製レンズ保持板を製造する状態を示した斜視図である。 図１及び図２並びに図４に示した金属製レンズ保持板を拡大して示した正面図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は図１及び図２に示した高耐熱レンズ２３を金属製レンズ保持板上に成形する状態を説明するために示した斜視図，Ｘ−Ｘ断面図，レンズ単体図である。 図１及び図２に示した樹脂製レンズ保持枠内に高耐熱レンズを保持した金属製レンズ保持板を埋め込む状態を説明するために示した斜視図である。 図１及び図２に示した光ファイバー結合体を示した斜視図である。 本発明に係る実施例２の光通信モジュールを示した斜視図である。 図９に示した光電変換素子パッケージを説明するための斜視図である。 図９に示した金属製レンズ保持板を拡大して示した正面図である。 図９に示した光ファイバー結合体を示した斜視図である。 従来の光モジュールを示した縦断面図である。

符号の説明

１…実施例１の光通信モジュール、
１Ａ…実施例２の光通信モジュール、
１０…実施例１の光電変換素子パッケージ、
１０Ａ…実施例２の光電変換素子パッケージ、
１１…実施例１の樹脂製筐体、
１１Ａ…実施例２の樹脂製筐体、
１１ａ…一側面、１１ｂ…矩形状凹部、１１ｃ…位置決め用有底孔、１１ｄ…下面、
１１ｅ…位置決め用ボス、
１２…光電変換素子、１３…駆動用ＩＣ、１４…基板、１５…リード端子、
２０…実施例１の光ファイバー結合体、
２０Ａ…実施例２の光ファイバー結合体、
２１…実施例１の樹脂製レンズ保持枠、
２１Ａ…実施例２の樹脂製レンズ保持枠、
２１ａ…円筒部、２１ａ１…光通過孔、２１ｂ…直方体部、２１ｂ１…光通過孔、
２１ｂ２…前面、２１ｂ３…背面、２１ｂ４…位置決め用ボス、２１ｂ５…切り欠き部、
２２…実施例１の金属製レンズ保持板、
２２Ａ…実施例２の金属製レンズ保持板、
２２ａ…外枠部、２２ｂ…ガイドピン嵌合用丸孔、
２２ｃ…ステイ部（支え部）、２２ｃ１…細幅ステイ部、２２ｃ２…太幅ステイ部、
２２ｄ…リング状レンズ保持部、２２ｅ…表裏連結用長孔、２２ｆ…レンズ嵌合用丸孔、
２２ｇ…矩形状レンズ保持部、２２ｈ…位置決め用丸孔、
２３…高耐熱レンズ、２３ａ…平坦面、２３ｂ…中間部、２３ｃ…凸曲面部、
Ｋ…光電変換素子の光軸。

Claims (8)

1. 樹脂製筐体の一側面側を臨むように発光素子又は受光素子のいずれか一方の光電変換素子が取り付けられた光電変換素子パッケージと、光ファイバーと結合するために前記樹脂製筐体の一側面側に搭載される光ファイバー結合体とを備えた光通信モジュールにおいて、
   前記光ファイバー結合体は、
   前記樹脂製筐体の一側面側に搭載される樹脂製レンズ保持枠内に形成した光通過孔中に金属製レンズ保持板に保持されたレンズを前記光電変換素子の光軸に合致させて収納するようにインサート成形加工したことを特徴とする光通信モジュール。
2. 樹脂製筐体の一側面側を臨むように発光素子又は受光素子のいずれか一方の光電変換素子が取り付けられた光電変換素子パッケージと、光ファイバーと結合するために前記樹脂製筐体の一側面側に搭載される光ファイバー結合体とを備えた光通信モジュールにおいて、
   前記光ファイバー結合体は、
   前記光電変換素子と対向して配置されるレンズを保持した金属製レンズ保持板と、
   前記樹脂製筐体の一側面側に搭載され、且つ、内部に形成した光通過孔中に前記金属製レンズ保持板に保持された前記レンズを前記光電変換素子の光軸に合致させて収納するようにインサート成形加工した樹脂製レンズ保持枠と、
   を備えたことを特徴とする光通信モジュール。
3. 前記金属製レンズ保持板は、金型のガイドピンが嵌合する嵌合用孔を形成した外枠部と、前記レンズを保持するレンズ保持部と、前記外枠部と前記レンズ保持部との間を連結する複数本のステイ部とを有し、前記金属製レンズ保持板に保持された前記レンズを前記樹脂製レンズ保持枠内に収納した後に少なくとも前記外枠部が切り離されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の光通信モジュール。
4. 前記金属製レンズ保持板は、前記レンズを成形して保持するレンズ保持部を有し、且つ、前記レンズを保持した前記レンズ保持部の外周部位を前記樹脂製レンズ保持枠内に埋め込んだことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の光通信モジュール。
5. 前記金属製レンズ保持板は、前記樹脂製レンズ保持枠内に埋め込まれる前記レンズ保持部の外周部位内に、この金属製レンズ保持板の表裏側を前記樹脂製レンズ保持枠の樹脂材により連結する複数の表裏連結用孔を有することを特徴とする請求項４記載の光通信モジュール。
6. 前記樹脂製レンズ保持枠は、前記光ファイバーと結合するための前記光通過孔を内部に形成した円筒部と、前記樹脂製筐体の一側面側に搭載され且つ前記レンズを保持した前記金属製レンズ保持板が埋め込まれる直方体部とを連接して形成したことを特徴とする請求項２〜請求項５のうちいずれか１項記載の光通信モジュール。
7. 前記光ファイバー結合体の前記樹脂製レンズ保持枠を前記光電変換素子パッケージの前記樹脂製筐体に搭載する際に、前記金属製レンズ保持板のレンズ保持部を矩形状に形成してこのレンズ保持部の各コーナー部位に位置決め用孔をそれぞれ貫通して穿設した後に各位置決め用孔を前記樹脂製レンズ保持枠の直方体部の各コーナー部位に露出させ、且つ、直方体形状に形成した前記樹脂製筐体の一側面の各コーナー部位に位置決め用ボスをそれぞれ突出形成して、前記各位置決め用孔内に各位置決め用ボスを嵌合させた後に両者を熱溶着により結合させたことを特徴とする請求項６記載の光通信モジュール。
8. 前記光ファイバー結合体の前記樹脂製レンズ保持枠を前記光電変換素子パッケージの前記樹脂製筐体に搭載する際に、前記樹脂製レンズ保持枠の直方体部の各コーナー部位と、直方体形状に形成した前記樹脂製筐体の各コーナー部位のいずれか一方に位置決め用孔をそれぞれ貫通して穿設し、且つ、他方に位置決め用ボスをそれぞれ突出形成して、各位置決め用孔内に各位置決め用ボスを嵌合させた後に両者を熱溶着により結合させたことを特徴とする請求項６記載の光通信モジュール。

Images