JP6106284B2 - 光素子のアライメント装置及び方法 - Google Patents

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Description

本実施例は光素子のアライメント方法に関する。より詳しくは基板に形成された２個の円形ホールと光素子をアライメントする方式を用いる光素子のアライメント装置及び方法に関する。
この部分に記述した内容は単に本実施例に関する背景情報を提供するに留まり、従来技術を構成するものではない。
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATION
本特許出願は２０１３年１１月２８日韓国にて出願した特許出願番号第１０―２０１３―０１４６５９６号に対してアメリカ特許法１１９（ａ）条（３５Ｕ．Ｓ．Ｃ１１９（ａ））によって優先権を主張すると、そのすべての内容は参考文献として本特許出願に併合される。なお、本特許出願はアメリカ以外に国家に対しても上と同様の理由で優先権を主張するとそのすべての内容は参考文献として本特許出願に併合される。
長距離通信において広く使用中である光ファイバ（Optical fiber）基盤信号の送信方法は電磁気干渉（ElectroＭagnetic Interference、EMI）に無関係な動作特性と広帯域周波数での効用性などの長所によって高速、高密度のデータ送信が要求される高画質デジタルビデオディスプレー装置を含めた大容量デジタルメディア送信に広く適用されている。
このような光ファイバ基盤信号の送信方法は光ファイバと光素子との間にレンズと反射手段を介在させる構造を成すことで果たすことができ、このような構造を実現するために光ファイバと反射手段及びレンズが固定設置された構造物を光素子が実装された基板に設置して光アライメントを施行する方法を用いることができる。
一方、このような光アライメント方法で製造される光送受信装置は光素子、レンズ、反射手段及び光ファイバをどのような方式でアライメントするのかによって構造の単純化、製品生産費用の節減、耐久性と精密度の向上などをもたらすことができるので光アライメントの問題は非常に重要な事項として浮上している。
しかし、従来の方式で光アライメントを遂行して製造される光送受信装置は高価(high cost)であるのみならず、ボリュームが大きくスマートフォンのような移動通信器機として使いにくい問題があり、複雑な構造を有するので安全性が確保されないという問題がある。
図１は従来技術による光素子のアライメント方法を示す。図１は基板１０１上に射出構造物１０２が組み立てされた状態を図示する。通常、基板１０１につながれる他の構造物を装着するために基板１０１に形成されるホールは精密に形成しにくいので、精密なホールを備える射出構造物１０２をガイドとして利用する。基板１０１上には光素子１０３が配置され、光素子１０３配列方向の延長線上にて円形ホール１０４二つを備えており、射出構造物１０２は円形のポスト１０５二つを備えている。円形のポスト１０５二つはそれぞれ円形ホール１０４に嵌め込まれ、組み立てされた射出構造物１０２上にレンズ構造物をさらに備えて光アライメントをするようになる。
従来技術を利用すると、光アライメントの偏差の大きさをある程度減らすことはできるが、別途の部品を組立てなければならないので複雑性、経済性の面で短所があり、全体構造物のボリュームが増加するという問題がある。
また、図１に図示したようにホールとポストの結合構造において１００％の完璧な嵌め込みはなしえない構造物の特性上、一側のホールとポストが固定されると他側のホールとポストには公差(tolerance)が生ずるようになる。これによって光アライメントの際に一定の偏差が存在するようになり、このような偏差は高度の精密性を要する当該技術分野において深刻な問題点として作用し得る。
ここで、本発明に係る一実施例は、前述の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、第１の基準ホール、第２の基準ホール、第１の基準線及び第２の基準線に基づいて光素子と光ファイバを光アライメントさせることのできる新しい方式の光素子のアライメント方法を提供することにある。
本実施例に係るさらに他の目的は、新しい方式の光素子のアライメント方法を提供することで、光送受信装置の構成品の許容誤差(tolerance)を増加させ、窮極的に光送受信装置の小型化を成して経済性、製造の便利性などを図ることにある。
本発明が解決しようとする技術的課題は以上で言及した技術的課題に制限されず、言及されなかったさらに他の技術的課題は以下の記載から本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者に明確に理解されるはずである。
本実施例の一側面によると、光素子を設ける段階と、及び前記光素子が設定位置に配置され、第１の基準ホール及び前記第１の基準ホールと第１の間隔を置いて形成される第２の基準ホールを有するベースプレートを設ける段階と、を含むことを特徴とする光素子のアライメント方法を提供する。
本実施例の他側面によると、光素子を設ける段階と、第１の基準ホールと第２の基準ホールを有するベースプレートを設ける段階と、前記ベースプレート上の前記第１の基準ホールと前記第２の基準ホールを基準にして決定された位置に前記光素子を配置する段階、及び前記光素子と光通信する光ファイバ及びレンズ部が固定設置され、第１のポストと第２のポストが形成された光ファイバの固定ブロックを設置して前記光ファイバと前記光素子を光アライメントさせる段階と、を包み、前記光アライメントは前記第１の基準ホールに前記第１のポストが挿入され、前記第２の基準ホールに前記第２のポストが挿入され、第２のポストは第１のポストよりも緩く挿入されてなることを特徴とする光素子のアライメント方法を提供する。
以上で説明したように本実施例によると、光素子と光ファイバの光アライメントを簡単に施行することができ、アライメントの誤差を最小にすることができる。
また、本アライメント方法によって製作された光送受信装置は小型化が可能であり、安価な部品の単純結合で製造することができるので製造コストが低減される効果がある。
他にも、本発明の効果は実施例によって優れた耐久性を有するなど、多様な効果が奏され、そのような効果については後述する実施例の説明部分にて明確に確認される。
図１は、従来技術に係る光素子のアライメント方法を示す。 図２は、本実施例１に係る光素子のアライメント方法を示すダイヤグラムである。 図３は、本実施例１に係る光送受信装置を示す斜視図である。 図４ａは、本実施例１に係る第１の基準ホールと第２の基準ホールが形成されたベースプレート上に光素子がマウントされた様相を示す平面図である。 図４ｂは、本実施例１に係るベースプレート上に光素子及び第１の基準ホールと第２の基準ホールが形成されたアライメントプレートが位置する様相を示す平面図である。 図５は、本実施例１に係る光素子のアライメント方法の概念図である。 図６は、本実施例１に係る光素子、レンズ部が光アライメントを成す様相を示す概念図である。 図７ａは、本実施例１に係る光ファイバの固定ブロックの上面図である。図７ｂは、本実施例１に係る光ファイバの固定ブロックの側面図である。 図８ａは、本実施例１に係るアライメントプレートの上面図である。図８ｂは、本実施例１に係るアライメントプレートの側面図である。 図９は、本実施例１に係る複数個の光素子がベースプレート上に形成されたものを示す平面図である。 図１０は、本実施例２に係る光送受信装置を示す斜視図である。 図１１は、本実施例２に係る第１の基準ホールと第２の基準ホールが形成されたベースプレート上に光素子が配置された様相を示す平面図である。 図１２は本実施例２に係る光素子のアライメント方法の概念図である。 図１３は本実施例２に係る光素子とレンズ部がアライメントされる様相を示す概念図である。 図１４ａは本実施例２に係る光ファイバの固定ブロックの側面図を示す。 図１４ｂは本実施例２に係る光ファイバの固定ブロックの上面図を示す。 図１５は本実施例２に係る複数個の光素子がベースプレート上に形成されたものを示す平面図である。 図１６は本実施例３に係る光素子のアライメント方法を示すダイヤグラムである。
以下、本発明の一部の実施例を例示的な図面を通じて詳しく説明する。各図面の構成要素に参照符号を付与するにおいて、同一の構成要素については、たとえ他の図面上に表示されても出来る限り同一の符号を有するようにしている事に留意しなければならない。また、本発明を説明するにおいて、関連の公知構成、または機能についての具体的な説明が本発明の要旨から逸脱すると判断される場合にはその詳細な説明は省略する。
また、本発明の構成要素を説明するにおいて、第１、第２、Ａ、Ｂなどの用語を用いる場合がある。このような用語はその構成要素を他の構成要素と区別するためだけのものであり、その用語によって該当の構成要素の本質や手順などが限定されるものではない。明細書全体において、ある部分がある構成要素を「包含」、「具備」するとする時に、これは特に反対の記載がない限り他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含みうることを意味する。また、明細書に記載した「…部」、などの用語は少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を意味し、これはハードウェアやソフトウェアまたはハードウェア及びソフトウェアの結合によって具現されうる。
ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」または「締結」されると記載した場合、その構成要素はその他の構成要素に直接連結する、もしくは接続することができるが、各構成要素の間にさらに他の構成要素が「連結」、「結合」または「締結」しうることも理解されなければならない。
また、図面に図示した構成要素の大きさや形状などは説明の明瞭性と便宜上誇張して図示される場合がある。また、本発明の構成及び作用を考慮して特別に正義された用語は本発明の実施例を説明するためだけであり、本発明の範囲を限定するものではない。
下記実施例は本発明を例示する。図面を参照して本発明の実施例に係る構成要素を説明するにおいて、同一の要素は同一の数字を有するように表示する。例えば、ベースプレートは実施例１では「２１０′」で表示され、実施例２では「２１０」で表示される。
本発明を説明するにおいて、実施例によって関連の構成または機能についての具体的な説明が重複する場合には主に実施例１において説明をし、他の実施例では省略する事にする。
<実施例１>
図２は、本実施例１に係る光素子のアライメント方法を示すダイヤグラムである。図３は本実施例１に係る送信経路拡張器１′を示す斜視図である。図４ａは本実施例１に係る第１の基準ホールＡ′と第２の基準ホールＢ′が形成されたベースプレート２１０′上に光素子２１５′がマウントされた様相を示す平面図である。図４ｂは本実施例１に係るベースプレート２１０′上に光素子２１５′及び第１の基準ホールＡ′と第２の基準ホールＢ′が形成されたアライメントプレート２２０′が位置する様相を示す平面図である。
本発明の実施例１の光素子のアライメント方法を説明する前に、本実施例１の光送受信装置の構成について簡単に説明する。本実施例１の光送受信装置は送信経路拡張器１′と、異なる表現で表す場合がある。
図３に図示したように、本実施例１の送信経路拡張器１′はベースプレート２１０′、光ファイバの固定ブロック３００′、及びハウジング４００′を含むことができる。また、ベースプレート２１０′上に設置するための設置部、第１の基準ホールＡ′及び第１の基準ホールＡ′と第１の間隔２１２′を置いて形成される第２の基準ホールＢ′を有するアライメントプレート２２０′をさらに含むことができる。
図２を参照すると、本発明の一実施例１に係る光素子２１５′のアライメント方法は光素子２１５′を設ける段階Ｓ１１０、及び前記光素子２１５′が設定位置に配置され、第１の基準ホールＡ′と前記第１の基準ホールＡ′と第１の間隔２１２′を置いて形成される第２の基準ホールＢ′を有するベースプレート２１０′を設ける段階S１２０、を含むことができる。
ここで、設定位置は第１の基準ホールＡ′と第２の基準ホールＢ′を通過する第１の基準線２１１′と第１の基準線２１１′と交差し、第１の基準ホールＡ′から第２の間隔２１３′を置いた位置に位し、第１の基準ホールＡ′を介して第２の基準ホールＢ′の対向側に位置する第２の基準線２１４′によって決定され、第２の間隔２１３′は第１の間隔２１２′よりも狭い場合がある。
以下、図４ａ及び図４ｂを一緒に参照してベースプレート２１０′について詳細に説明する。
ベースプレート２１０′は例えば、印刷回路基板(Printed Circuit Board、PCB)基板である。
設定位置は、ベースプレート２１０′上において光素子２１５′が配置(またはマウント)される部分である。光素子２１５′は複数個にすることができ、この場合複数個の光素子２１５′が設定位置に配置される。第１の基準ホールＡ′と第２の基準ホールＢ′はベースプレート２１０′またはアライメントプレート２２０′の一面から反対面で通り抜かれた貫通構造、もしくは一定の深さを有する溝が形成されている構造である。
第１の基準線２１１′と第２の基準線２１４′は仮想の線であり、第１の基準線２１１′と第２の基準線２１４′とを基準にして設定位置を決める。
設定位置は、第２の基準線２１４′上に位置する。すなわち、光素子２１５′はベースプレート２１０′上の第２の基準線２１４′上に位置する。また、実施例によって光素子２１５′は第２の基準線２１４′と第１の基準線２１１′が交差する地点に配置される。
光素子２１５′が一つである場合には図４ａに図示したように光素子２１５′の発光部、または受光部の中心が第２の基準線２１４′と第１の基準線２１１′が直交する地点に位置する。また、光素子２１５′が複数個である場合には、光素子２１５′は第２の基準線２１４′上にて第２の基準線２１４′の長さ方向に沿って一列または複数の列に配置される。
第１の基準線２１１′は第１の基準ホールＡ′と第２の基準ホールＢ′によって決定される。すなわち、第１の基準ホールＡ′と第２の基準ホールＢ′を通過する線が第１の基準線２１１′である。実施例によっては第１の基準ホールＡ′の中心と第２の基準ホールＢ′の中心を通過する線が第１の基準線２１１′である場合がある。この場合、第１の基準ホールＡ′の中心と第２の基準ホールＢ′の中心との間の間隔が第１の間隔２１２′を形成する。
第２の基準線２１４′は第１の基準線２１１′と第１の基準ホールＡ′及び第２の間隔２１３′によって決まる。第２の基準線２１４′はベースプレート２１０′上において第１の基準線２１１′と交差する。実施例によって第２の基準線２１４′はベースプレート２１０′上において第１の基準線２１１′と垂直になるように交差する。
本実施例１の第２の基準線２１４′は第１の基準ホールＡ′を介して第２の基準ホールＢ′の対向側に位置し、第１の基準ホールＡ′と第２の間隔２１３′を置いた位置にて第１の基準線２１１′と交差する。この場合、第２の間隔２１３′は第１の間隔２１２′よりも狭い。
ベースプレート２１０′に光素子２１５′が配置される設定位置を決めるためには第１の基準ホールＡ′と第２の基準ホールＢ′が必要である。しかし、ベースプレート２１０′がＰＣＢ基板である場合は、直接第１の基準ホールＡ′と第２の基準ホールＢ′の位置や大きさを精密に形成することは難しい。
したがって、第１の基準ホールＡ′と第２の基準ホールＢ′を精密に形成されたアライメントプレート２２０′をベースプレート２１０′に設置してベースプレート２１０′に第１の基準ホールＡ′と第２の基準ホールＢ′を提供する必要がある。すなわち、アライメントプレート２２０′は加工された第１の基準ホールＡ′と第２の基準ホールＢ′をベースプレート２１０′に提供する役割を有する。アライメントプレート２２０′上に形成された第１の基準ホールＡ′と第２の基準ホールＢ′をベースプレート２１０′上の設置位置を決める基準として用いることができる。図４ｂにはアライメントプレート２２０′がベースプレート２１０′上に形成したものを図示する。
本発明の実施例１に係る光素子のアライメント方法は光素子２１５′と光通信する光ファイバ３４０′及びレンズ部３２０′が固定設置され、第１の基準ホールＡ′に挿入される第１のポストＣ′と第２の基準ホールＢ′に挿入される第２のポストＤ′を有する光ファイバの固定ブロック３００′を用意して設置する段階Ｓ１３０をさらに含む。ここで、第２のポストＤ′は第１のポストＣ′が第１の基準ホールＡ′に挿入される場合よりもさらに緩く第２の基準ホールＢ′に挿入される。
ここで、第１の基準ホールＡ′と第２の基準ホールＢ′は光ファイバ３４０′の長さ方向に沿って配列される。また、第１のポストＣ′と第２のポストＤ′は光ファイバ３４０′の長さ方向に沿って配列される。この場合、光ファイバ３４０′の長さ方向は光ファイバの固定ブロック３００′に固定設置された光ファイバ３４０′部分の長さ方向を意味する。このような配列は光アライメントにおいて不要な空間を減らすことができる。
アライメントプレート２２０′上に第１の基準ホールＡ′と第２の基準ホールＢ′が形成された場合、光ファイバの固定ブロック３００′とアライメントプレート２２０′は第１のポストＣ′が第１の基準ホールＡ′に挿入され、第２のポストＤ′が第２の基準ホールＢ′に挿入されることで結合される。第１のポストＣ′は第１の基準ホールＡ′に緊密に挿入される。しかし、第２のポストＤ′は第１のポストＣ′が第１の基準ホールＡ′に挿入される場合よりも緩く第２の基準ホールＢ′に挿入される。
実施例によって第２のポストＤ′の直径は第１のポストＣ′の直径よりも小さい場合がある。また、実施例によって第２の基準ホールＢ′の直径は前記第１の基準ホールＡ′の直径よりも大きくすることができる。
図５は本実施例１に係る光素子のアライメント方法の概念図である。図６は本実施例１に係る光素子２１５′、レンズ部３２０′が光アライメントを成す様相を示す概念図である。
ベースプレート２１０′に光素子２１５′一つが配置された場合において光素子２１５′とレンズ部３２０′のアライメント過程を説明する。
光素子２１５′は第１の基準店を基準で第２の間隔２１３′位の距離を置いた第１の基準線２１１′上の地点に位置されることができる。
光ファイバの固定ブロック３００′の底面に形成された第１のポストＣ′と第２のポストＤ′を通過する線が第３の基準線３５０′である。実施例によっては第１のポストＣ′の中心と第２のポストＤ′の中心を通過する線が第３の基準線３５０′であり、第１のポストＣ′の中心と第２のポストＤ′の中心との間の間隔が第１の間隔２１２′である。すなわち、第１のポストＣ′の中心と第２のポストＤ′の中心との間の距離は第１の基準ホールＡ′の中心と第２の基準ホールＢ′の中心との間の距離と同一である。
レンズ部３２０′は光ファイバの固定ブロック３００′を上面視で第３の基準線３５０′上に位置する。さらに具体的にレンズ部３２０′は第１のポストＣ′を基準に第２の間隔２１３′ほどの距離を置いた第３の基準線３５０′上の地点に位置する。
光ファイバの固定ブロック３００′がベースプレート２１０′またはアライメントプレート２２０′上に設置される時に、第１のポストＣ′は第１の基準ホールＡ′に緩みなく挿入される。しかし、第２のポストＤ′は第２の基準ホールＢ′に第１のポストＣ′が第１の基準ホールＡ′に挿入される場合よりも緩く挿入される。したがって、第２のポストＤ′は第２の基準ホールＢ′内にて遊びがある。
その結果、第３の基準線３５０′は第１の基準ホールＡ′を回転軸にして時計回り、または反時計回りに微細な動きが可能であることから第１の基準線２１１′と第３の基準線３５０′は一致することがあれば一致しないこともある。
第１の基準線２１１′及び第２の基準線２１４′と垂直して第２の基準線２１４′と交差する仮想の線を第４の基準線２１６′とすると、第１の基準線２１１′と第３の基準線３５０′が一致する場合は光素子２１５′とレンズ部３２０′は第４の基準線上に配置する。すなわち、光素子２１５′とレンズ部３２０′が同軸上に配置される。
しかし、第２の間隔２１３′は第１の間隔２１２′よりも狭い。すなわち、第１のポストＣ′を中心にした時に第２のポストＤ′の位置は遠く、レンズ部３２０′の位置は相対的に近いことから第２のポストＤ′が第２の基準ホールＢ′内において頻繁に動いてもレンズ部３２０′は小さく動く。したがって、第２のポストＤ′の位置で第１の基準線２１１′と第３の基準線３５０′が一致しない場合でも光素子２１５′とレンズ部３２０′のズレは微細である。
第１の間隔２１２′に対する第２の間隔２１３′の比は光ファイバ３４０′及びレンズ部３２０′が光素子２１５′と許容誤差範囲内で光アライメントするように設定される。第１の間隔２１２′と第２の間隔２１３′の差が大きいほど第２のポストＤ′の動きに対するレンズ部３２０′の動きの比がより小さくなる。したがって、第１の間隔２１２′と第２の間隔２１３′の差を大きくすることでより精密なアライメントが可能である。
第１の間隔２１２′と第２の間隔２１３′は予め確定されるものではない。設計者は要求される仕様に合わせて許容誤差範囲内で光素子２１５′と光ファイバ３４０′が光アライメントできるように適切な第１の間隔２１２′と第２の間隔２１３′を設定することができ、第１の間隔２１２′に対する第２の間隔２１３′の適切な比を設定することができる。
本実施例１において第２のポストＤ′が、第１のポストＣ′が第１の基準ホールＡ′に挿入される場合よりも緩く第２の基準ホールＢ′に挿入される構造を採用することで光ファイバの固定ブロック３００′がアライメントプレート２２０′、またはベースプレート２１０′に強引な嵌め込みで設置される場合に発生する変形を防止することができる。したがって精密な光アライメントが可能であり、耐久性が向上する。
光ファイバの固定ブロック３００′にはレンズ部３２０′、反射手段３３０′及び光ファイバ３４０′が光アライメントを成すことができる構造に配置される。反射手段３３０′は、例えば反射鏡またはプリズムである。
光アライメントを通じて光ファイバ３４０′の端から放射された光(Light)が反射手段３３０′を通じて経路を変更し、レンズ部３２０′を通じて集光され、光素子２１５′に到逹するようにするか、もしくは光素子２１５′から放射された光がレンズ部３２０′を通じて集光し、反射手段３３０′を通じて経路を変更し、光ファイバ３４０′の端に到逹するようにする。
第１の基準線２１１′と第３の基準線３５０′が一致する場合には光素子２１５′とレンズ部３２０′は第４の基準線２１６′上に配置される。この時、光素子２１５′とレンズ部３２０′は第３の間隔２１７′を維持して配置される。設計者はこの第３の間隔２１７′を設定することができる。
ここで、第３の間隔２１７′はアライメントプレート２２０′を用いない場合には光ファイバの固定ブロック３００′中からレンズ部３２０′が位置した地点までの高さによって決定される。また、第３の間隔２１７′はアライメントプレート２２０′を用いる場合にはアライメントプレート２２０′の高さと光ファイバの固定ブロック３００′中からレンズ部３２０′が位置した地点までの高さを合わせた長さによって決定される。作業者は単に予め高さが決定された光ファイバの固定ブロック３００′または光ファイバの固定ブロック３００′とアライメントプレート２２０′の結合体をベースプレート２１０′に嵌め込むことで光素子２１５′とレンズ部３２０′が第３の間隔２１６′を維持しながら配置できる。
図３を再度参照する場合に、第１のポストＣ′と第２のポストＤ′を通過する仮想の線を第３の基準線３５０′とすると、実施例によって固定ポスト２２１′は第３の基準線３５０′上に一列に形成される。このような構造によって送信経路拡張器１′のボリュームを減らすことができる。利点については後述する。
以下、光ファイバの固定ブロック３００′及びアライメントプレート２２０′についてさらに具体的に説明する。
図７ａは本実施例１に係る光ファイバの固定ブロック３００′の上面図である。図７ｂは本実施例１に係る光ファイバの固定ブロック３００′の側面図である。
実施例にしたがい、光ファイバガイド部３１０′によって光ファイバ３４０′は光ファイバの固定ブロック３００′にその長さ方向に沿って載置長さＬ′程度に挿入されて載置される。光ファイバ３４０′は決定された長さ程度は光ファイバの固定ブロック３００′に載置される載置長さＬ′を確保するので、光送受信装置の安全性及び耐久性が保証される。光ファイバガイド部３１０′は光ファイバ３４０′が長さ方向に沿って載置長さＬ′を確保しながら配置されるように誘導する役割をする。
光ファイバの固定ブロック３００′の一面は実施例にしたがって光ファイバ３４０′の長さ方向に沿って突出する形態であり、この突出部３６０′の底面にはレンズ部３２０′が下方向を向くように固定設置される。すなわち、レンズ部３２０′は光ファイバ３４０′の長さ方向と垂直した方向を向けるように固定設置される。このような構造を通じて本実施例による送信経路拡張器がベースプレート２１０′に設置された場合にベースプレート２１０′の設定位置に配置された光素子２１５′とレンズ部３２０′が互いに対向するようにすることができる。
光ファイバの固定ブロック３００′に載置されて固定設置される光ファイバ３４０′の載置された長さ方向は第１の基準線２１１′、または第３の基準線３５０′の方向と同一方向を含むことができる。前述のように光ファイバ３４０′は一定の長さ程度は載置長さＬ′を確保しなければならない。したがって、その長さ方向に第１のポストＣ′、第２のポストＤ′、第１の基準ホールＡ′及び第２の基準ホールＢ′が配置されると光ファイバ３４０′が必要とする必須空間を第１のポストＣ′、第２のポストＤ′、第１の基準ホールＡ′及び第２の基準ホールＢ′が一緒に使用することで光送受信装置の小型化が可能になる。
図８ａは本実施例１に係るアライメントプレート２２０′の上面図である。図８ｂは本実施例１に係るアライメントプレート２２０′の側面図である。
アライメントプレート２２０′の底面には少なくと図２個以上の固定ポスト(または設置部、２２１)が形成され、ベースプレート２１０′の上面には固定ポスト２２１′の位置と対応する位置に固定ホールが形成される。したがって、アライメントプレート２２０′は固定ポスト２２１′が固定ホールに挿入される形式でベースプレート２１０′に設置される。この場合、固定ポスト２２１′と固定ホールは第１の基準線２１１′上に一直線で位置する。このような構造によって本実施例によるアライメント方法によって製作される光送受信装置のボリュームを減らすことができる。
第１の基準ホールＡ′と第２の基準ホールＢ′は精密に加工されなければならないが、アライメントプレート２２０′自体は精密に製作される必要がない。したがってプラスチック射出成型方法によって少ないコストで大量生産が可能である。アライメントプレート２２０′の底面に形成される設置部も精密に製作される必要がない。製造者は光素子２１５′がマウントされたベースプレート２１０′上に本実施例に係る送信経路拡張器１′を簡単に嵌め込む方式で光素子２１５′と光ファイバ３４０′を光アライメントさせることができる。
図９は本実施例１に係る複数個の光素子２１５′がベースプレート２１０′上に形成されたものを示す平面図である。
図９において光素子２１５′は三つが図示されているが、二つにすることもでき、四つまたはその以上が設定位置に配置することができる。前述のように、設定位置は第１の基準線２１１′と第２の基準線２１４′によって決まる。光素子２１５′は図９に図示したように、第２の基準線２１４′に沿って１列に配列しているが、実施例によっては第２の基準線２１４′に沿って少なくと図２個以上の列に配置することもできる。
<実施例２>
以下、実施例２の光送受信装置１は前記実施例１の送信経路拡張器１′に対応する構成である。
図１０は、本実施例２に係る光送受信装置を示す斜視図である。図１１は本実施例２に係る第１の基準ホールと第２の基準ホールが形成されたベースプレート上に光素子が配置された様相を示す平面図である。図１２は本実施例２に係る光素子のアライメント方法の概念図である。図１３は本実施例２に係る光素子とレンズ部がアライメントされる様相を示す概念図である。
図１０に図示した本実施例２のベースプレート２１０は、上面に表示した第１の基準線２１１に沿って第１の基準ホールＡ及び第２の基準ホールＢを備え、第１の基準線２１１と第２の基準線２１４が交差する地点に光素子２１５を備える。光ファイバの固定ブロック３００は光ファイバガイド部３１０、レンズ部３２０、反射手段３３０及び光ファイバ３４０を備え、さらに光ファイバの固定ブロック３００下面に表示した第３の基準線３５０に沿って第１のポストＣ、第２のポストＤを備える。
図２、図１０及び図１１をともに参照すると、本発明の実施例２に係る光素子のアライメント方法は光素子２１５を設ける段階Ｓ２１０、及び光素子２１５が設定位置に配置され、第１の基準ホールＡ及び第１の基準ホールＡと第１の間隔２１２を置いて形成される第２の基準ホールＢを有するベースプレート２１０を設ける段階Ｓ２２０、を含むことができる。
ここで、設定位置は第１の基準ホールＡと第２の基準ホールＢを通過する第１の基準線２１１、及び第１の基準線２１１と交差し、第１の基準ホールＡから第２の間隔２１３を置いた位置に位置し、第１の基準ホールＡと第２の基準ホールＢとの間に位置する第２の基準線２１４によって決まる。第２の間隔２１３は第１の間隔２１２よりも狭い場合がある。
それから、本発明の実施例２に係る光素子２１５アライメント方法は光素子２１５と光通信する光ファイバ３４０及びレンズ部３２０が載置して固定設置され、第１の基準ホールＡに挿入される第１のポストＣと第２の基準ホールＢに挿入される第２のポストＤを有する光ファイバの固定ブロック３００を設けて設置する段階Ｓ２３０をさらに含むことができる。
本実施例２のアライメント方法は実施例１と光素子２１５が配置される設定位置の差があるということにその特徴がある。このような差による本発明の効果は以下にて詳細に述べる。
本実施例のポストＣ、Ｄは光ファイバの固定ブロック３００から一側に突出した部分である。また、ポストＣ、Ｄは光ファイバの固定ブロック３００と一体として射出成型されて製造されるものである。
ここで、第２のポストＤは第１のポストＣが第１の基準ホールＡに挿入される場合よりも緩くて第２の基準ホールＢに挿入される。実施例にしたがい、第２のポストＤの直径は第１のポストＣの直径よりも小さい場合があり、そうすることで第２のポストＤは第１のポストＣよりも緩く第２の基準ホールＢに挿入される。或いは、実施例にしたがい、第２の基準ホールＢの直径が第１の基準ホールＡの直径よりも大きく形成され、第２のポストＤは第１のポストＣよりも緩く第２の基準ホールＢに挿入される。
実施例１と同様に、第１の基準ホールＡと第２の基準ホールＢは光ファイバ３４０の長さ方向に沿って配列される。また、第１のポストＣと第２のポストＤも光ファイバ３４０の長さ方向に沿って配列される。このような配列は図１aに図示した従来技術のホール１０４とポスト１０５が光素子１１５が配列された方向と延長線上に配列されることと異なり、ベースプレート２１０の幅を減らすことができるので光アライメントにおいて不要な空間を減らすことができる。
以下、図１０と図１２をともに参照しながら本実施例２の光素子２１５のアライメント方法についてさらに追加説明する。
図１０にはベースプレート２１０上に第１の基準ホールＡ、第２の基準ホールＢ及び光素子２１５が図示されている。座標軸はベースプレート２１０の長さ方向はｘ軸、幅方向はｙ軸、厚さ方向はｚ軸として表示される。
図１２には第１の基準ホールＡに対応する点Ｏと第２の基準ホールＢに対応する点Ｎ、及び光素子２１５に対応する点Ｍが図示されている。点Ｍ、点Ｎ及び点Ｏは第１の基準線２１１上に位置する。
図１２の角θはｚ軸を回転軸にして生成される角であり、第１の基準線２１１と角θを形成する線は第３の基準線３５０であり、光ファイバの固定ブロック３００の第１のポストＣと第２のポストＤを通過する線を表す。実施例によっては第１のポストＣの中心と第２のポストＤの中心を通過する線が第３の基準線３５０である場合がある。
第１のポストＣの中心と第２のポストＤの中心との間の間隔は第１の間隔２１２ほどに離れている。すなわち、第１のポストＣの中心と第２のポストＤの中心との間の距離は第１の基準ホールＡの中心と第２の基準ホールＢの中心との間の距離と同一である場合がある。
光ファイバの固定ブロック３００がベースプレート２１０に設置される際に、第１のポストＣは第１の基準ホールＡに緊密に挿入される。しかし、第２のポストＤは第２の基準ホールＢに、第１のポストＣが第１の基準ホールＡに挿入される場合よりも緩く挿入される。したがって第２のポストＤは第２の基準ホールＢ内において遊びがある。
その結果、第３の基準線３５０はｚ軸を回転軸にして時計回り、または半時計回りでの微細な動きが可能であることから、第１の基準線２１１と第３の基準線３５０は一致する場合も、一致しない場合もある。
ｚ軸と並行な方向では第４の基準線２１６が形成される。第４の基準線２１６は第１の基準線２１１と第２の基準線２１４に垂直し、さらに第２の基準線２１４とは交差する仮想の線を言う。第１の基準線２１１と第３の基準線３５０が一致する場合、光素子２１５とレンズ部３２０は第４の基準線２１６上に配置される。すなわち、光素子２１５とレンズ部３２０が同軸上に配置される。
以下、実施例１をここでの参照にし、本実施例２の特徴についてさらに詳しく説明する。
先出願のこのような光素子のアライメント方法の概念は図５に図示されている。
図５には第１の基準ホールＡ′に対応する点Ｏ′と第２の基準ホールＢ′に対応する点Ｎ′及び光素子２１５′に対応する点Ｍ′が図示されている。点Ｍ′、点Ｎ′及び点Ｏ′は第１の基準線２１１′上に位置する。
点Ｏ′を基準にして光ファイバの固定ブロックが角θ′ほど時計回り、または半時計回りに微細に動いた時に、光ファイバの固定ブロックの長さ方向の軸の動きを第３の基準線３５０′で表す。線分Ｏ′Ｍ′と線分Ｏ′Ｎ′の比はすなわち、点Ｍ′がＱ′ほどに移動した距離と点Ｎ′がＰ′ほどに移動した距離の比と同一である。Ｑ′はレンズ部が移動した距離を表し、Ｐ′は光ファイバの固定ブロックのポストが円形ホールＢ′にはめ込まれた状態で内部において微細に移動した距離を表す。
ここで対比される本発明の実施例２は、図１２に図示したように点Ｏを基準にして光ファイバの固定ブロック３００が角θほど時計回り、または半時計回りに微細に動いた第３の基準線３５０が図示されている。線分ＯＭと線分ＯＮの比はすなわち、点ＭがＱほどに移動した距離と点ＮがＰほどに移動した距離の比として表すことができる。
これを図５と比較すると、他の条件をすべて同一にした時に(特に、Ｐ′とＰを同一値として仮定すると)、Ｐほどの移動がある場合、レンズ部の偏差を表す値ＱとＱ′はＱ′＞Ｑの関係を表し、本実施例の場合、レンズ部の偏差が先出願によるレンズ部の偏差よりも鈍感である(または小さい)と言える。
これに対して実施例１は光素子とレンズ部が基準ホールの外側に配列されるので隣接部材との干渉において相対的に自由であり、製作工程を単純化できる。
したがって、当業者は本実施例と先出願を適切に組合せて選択することができ、両者は同一の技術思想を土台としている。
以上のように、本実施例２の偏差に鈍感な光素子のアライメント方法は次のように実施例１と同様、またはそれ以上の優れた効果が奏される。
第一に、レンズ部３２０と光素子２１５の光アライメントの際に発生する偏差を減らすことができる。第二に、レンズ部３２０と光素子２１５の光アライメントの際に偏差が許容範囲以内であれば、この条件下でベースプレート２１０の基準ホールＡ、Ｂ製作の際に許容誤差をもっと大きくすることができ、実施例１のアライメントプレート２２０′のような別途の部品を使わないで済む。すなわち、実施例１ではレンズ部３２０と光素子２１５の光アライメントに要求される厳格な精密性の観点でアライメントプレート２２０′が必要ではあるが、本実施例はその必要性を無くすことができる。これは部品製作時に工程をより易しくするのみならず経済性も高めることができる。また、光素子２１５を基準ホールＡ、Ｂの間に位置させて光送受信装置全体のボリュームを減らすことができる。したがって最近情報通信器機のコンパクト化の傾向に合致させることができる。
図１４ａは本実施例２に係る光ファイバの固定ブロックの側面図を示す。図１４ｂは本実施例２に係る光ファイバの固定ブロックの上面図を示す。
光ファイバの固定ブロック３００はその内部に光ファイバ３４０が固定設置される。光ファイバの固定ブロック３００は内側において光ファイバ３４０をガイドする光ファイバガイド部３１０が形成される。光ファイバガイド部３１０は一直線に形成され、若しくは内側から外側に位置した開口に向かうに連れて次第に断面積が広くなるように形成され、光ファイバ３４０の端を設定された位置までガイドすることができる。
光ファイバガイド部３１０によって光ファイバ３４０は光ファイバの固定ブロック３００にその長さ方向に沿って載置長さＬ程度に挿入されて載置される。光ファイバ３４０は一定の長さ程度は光ファイバの固定ブロック３００に載置される載置長さＬを確保しなければならない。載置長さＬを確保することで、光ファイバ及び光送受信装置の安全性及び耐久性が保障される。光ファイバガイド部３１０は光ファイバ３４０が長さ方向に沿って載置長さＬを確保しながら配置されるように誘導する役割を有する。
第１の間隔２１２に対する第２の間隔２１３の比は光ファイバ３４０が光素子２１５と許容誤差範囲内で光アライメントがなされるように設定される。
光ファイバの固定ブロック３００に載置されて固定設置される光ファイバ３４０の載置された長さ方向は第１の基準線２１１または第３の基準線３５０の方向と同一の方向を含みうる。前述のように光ファイバ３４０は一定の長さだけは載置長さＬを確保しなければならない。
第１の基準線２１１と第３の基準線３５０が一致する場合には光素子２１５とレンズ部３２０は第４の基準線２１６上に配置される。この時、光素子２１５とレンズ部３２０は第３の間隔２１７を維持して配置される。
図１５は、本実施例２に係る複数個の光素子がベースプレート上に形成されたものを示す平面図である。
図１５では図１１に図示した実施例と異なり、光素子２１５が複数個である場合を示す。ここでは光素子２１５四つがベースプレート２１０上に形成され、第２の基準線２１４上に一列に一定の間隔を置いて配置されたことを示す。場合によっては図３と異なり、光素子２１５は第２の基準線２１４に沿って少なくとも２つ以上の列で配置される場合もある。また、その個数において光素子２１５は要求される仕様によって例えば、３つ、４つ、６つ、８つなどで構成される。
以上の特徴を除くと本実施例２の他の構成及び光素子のアライメント方法は実施例１と同一である。
<実施例３>
図１６は、本実施例３に係る光素子のアライメント方法を示すダイヤグラムである。本発明の実施例３に係る光素子２１５′のアライメント方法は光素子２１５′を設ける段階Ｓ３１０と、第１の基準ホールＡ′と第２の基準ホールＢ′を有するベースプレート２１０′を設ける段階Ｓ３２０と、ベースプレート２１０上の第１の基準ホールＡ′と第２の基準ホールＢ′を基準にして決定された位置に光素子２１５′を配置する段階Ｓ３３０、及び光素子２１５′と光通信する光ファイバ３４０′及びレンズ部３２０′が固定設置され、第１のポストＣ′と第２のポストＤ′が形成された光ファイバの固定ブロック３００′を設置して光ファイバ３４０′と光素子２１５′を光アライメントさせる段階Ｓ３４０と、を含む。
ここで、光アライメントは第１の基準ホールＡ′に第１のポストＣ′が挿入され、第２の基準ホールＢ′に第２のポストＤ′が挿入されるが、第２のポストＤ′は第１のポストＣ′よりも緩く挿入されてなる。
ここで、前記位置は第１の基準ホールＡ′と第２の基準ホールＢ′を通過する第１の基準線２１１′、及び第１の基準線２１１′と交差し、第１の基準ホールＡ′から第２の間隔２１３′を置いた位置に位置し、第１の基準ホールＡ′を介して第２の基準ホールＢ′の対向側に位置する第２の基準線２１４′によって決定され、第２の間隔２１３′は第１の間隔２１２′よりも狭い場合がある。
実施例によって第２のポストＤ′の直径は第１のポストＣ′の直径よりも小さい場合がある。
実施例によって第２の基準ホールＢ′の直径は第１の基準ホールＡ′の直径よりも大きくなる場合ができる。
以上の特徴を除くと、本実施例３の他の構成及び光素子のアライメント方法は実施例１と同一である。
以上の説明は本発明の技術思想を例示的に説明したに過ぎず、本実施例が属する技術分野において通常の知識を有する者なら本実施例の本質的な特性から逸脱しない範囲で多様な修正及び変形が可能である。したがって、本実施例は本実施例の技術思想を限定するためのものではなく説明するためのものであり、このような実施例によって本実施例の技術思想の範囲が限定されるものではない。本実施例の保護範囲は以下の請求範囲によって解釈されなければならず、それと同等な範囲内にあるすべての技術思想は本実施例の権利範囲に含まれることとして解釈されなければならない。
図２及び図１６ではそれぞれ過程Ｓ１１０ないし過程Ｓ１３０、及び過程Ｓ２１０ないし過程Ｓ２４０を順に実行することとして記載しているが、これは本発明の一実施例の技術思想を例示的に説明したに過ぎない。言い換えると、本発明の一施例が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば本発明の一実施例の本質的な特性から逸脱しない範囲で順番を変更して実行する、もしくは各過程のうち一つ以上の過程を並列的に行うことで多様な修正及び変形して適用可能であることから、図２及び図１６は時系列的な順番で限定されるものではない。
１０１ 基板
１０２ 射出構造物
１０３ 光素子
１０４ 円形のポスト
１０５ 円形ホール
２１０′、２１０ ベースプレート
２１１′、２１１ 第１の基準線
２１２′、２１２ 第１の間隔
２１３′、２１３ 第２の間隔
２１４′、２１４ 第２の基準線
２１５′、２１５ 光素子
２１６′、２１６ 第４の基準線
２１７′、２１７ 第３の間隔
３００′、３００ 光ファイバの固定ブロック
３１０′、３１０ 光ファイバのガイド部
３２０′、３２０ レンズ部
３３０′、３３０ 反射手段
３４０′、３４０ 光ファイバ
３５０′、３５０ 第３の基準線
４００′ハウジング
Ａ′、Ａ 第１の基準ホール
Ｂ′、Ｂ 第２の基準ホール
Ｃ′、Ｃ 第１のポスト
Ｄ′、Ｄ 第２のポスト

Claims (13)

  1. 少なくとも一つの光素子を装着するための設定位置と、
    第１の基準ホールと、
    前記第１の基準ホールから第１の間隔を置いて第１の方向に向かって配置された第２の基準ホールと、
    を有するベースプレートと、
    少なくとも一つの光ファイバと一つのレンズ部が固定配置される光ファイバ固定ブロックを備え、
    前記設定位置は、
    前記第１の基準ホールと前記第２の基準ホールを通過する第１の基準線と、
    前記第１の基準ホールから前記第１の方向の反対方向である第２の方向側で、前記第１の基準ホールから第２の間隔を置いた位置で前記第１の基準線と交差する、第２の基準線、
    で決定され、
    前記光ファイバの固定ブロックは、
    前記第１の基準ホールに挿入される第１のポストと、
    前記第２の基準ホールに挿入される第２のポストと、
    を有し、
    前記第２の間隔は前記第１の間隔よりも短く、
    前記第２のポストの径方向の大きさは、前記第１のポストの径方向の大きさより小さく、
    前記第２の基準ホールの径方向の大きさは、前記第１の基準ホールの径方向の大きさより大きい、
    光素子のアライメント装置。
  2. 前記ベースプレートに装着される、射出成形されたアライメントプレートをさらに備え、
    前記第１の基準ホールと前記第２の基準ホールは、前記アライメントプレート上に形成された、
    請求項１に記載の光素子のアライメント装置。
  3. 前記アライメントプレートは、少なくとも二つの固定ポストを有し、
    前記ベースプレートは、前記固定ポストにそれぞれ対応する複数の固定ホールをさらに有し、
    前記アライメントプレートは、前記固定ポストのそれぞれを対応する前記固定ホールに挿入することで、前記ベースプレートに装着される、
    請求項２に記載の光素子のアライメント装置。
  4. 前記固定ポストと前記固定ホールは、前記第１の基準線上に位置する、
    請求項３に記載の光素子のアライメント装置。
  5. 前記光ファイバ固定ブロックに配置される前記光ファイバの長さ方向は、前記第１の基準線の方向と同一の方向を含む、
    請求項１に記載の光素子のアライメント装置。
  6. 前記少なくとも一つの光素子は、複数の光素子を有し、
    前記複数の光素子は、前記第２の基準線に沿って一列に配列される、
    請求項１乃至５の何れか１項に記載の光素子のアライメント装置。
  7. 少なくとも一つの光素子を装着するための設定位置と、第１の基準ホールと、該第１の基準ホールから第１の間隔を置いて第１の方向に向かって配置された第２の基準ホールと、を有するベースプレート、少なくとも一つの光ファイバと一つのレンズ部が固定配置される光ファイバ固定ブロックを設ける段階と、
    前記ベースプレート上の前記設定位置に前記光素子を装着する段階、
    を備え、
    前記設定位置は、
    前記第１の基準ホールと前記第２の基準ホールを通過する第１の基準線と、
    前記第１の基準ホールから前記第１の方向の反対方向である第２の方向側で、前記第１の基準ホールから第２の間隔を置いた位置で前記第１の基準線と交差する、第２の基準線、
    で決定され、
    前記光ファイバの固定ブロックは、
    前記第１の基準ホールに挿入される第１のポストと、
    前記第２の基準ホールに挿入される第２のポストと、
    を有し、
    前記第２の間隔は前記第１の間隔よりも短く、
    前記第２のポストの径方向の大きさは、前記第１のポストの径方向の大きさより小さく、
    前記第２の基準ホールの径方向の大きさは、前記第１の基準ホールの径方向の大きさより大きく、
    前記第２のポストは、前記第１のポストが前記第１の基準ホールに挿入されるより緩く、前記第２の基準ホールに挿入される、
    光素子のアライメント方法。
  8. 前記ベースプレートに装着される、射出成形されたアライメントプレートを設ける段階と、
    前記アライメントプレートを前記ベースプレートに装着する段階と、
    をさらに備え、
    前記第１の基準ホールと前記第２の基準ホールは、前記アライメントプレート上に形成された、
    請求項７に記載の光素子のアライメント方法。
  9. 前記アライメントプレートは、少なくとも二つの固定ポストを有し、
    前記ベースプレートは、前記固定ポストにそれぞれ対応する複数の固定ホールをさらに有し、
    前記アライメントプレートを前記ベースプレートに装着する段階は、前記固定ポストのそれぞれを対応する前記固定ホールに挿入する段階を含む、
    請求項８に記載の光素子のアライメント方法。
  10. 前記固定ポストと前記固定ホールは、前記第１の基準線上に位置する、
    請求項９に記載の光素子のアライメント方法。
  11. 前記光ファイバ固定ブロックに配置される前記光ファイバの長さ方向は、前記第１の基準線の方向と同一の方向を含む、
    請求項７乃至１０の何れか１項に記載の光素子のアライメント方法。
  12. 前記少なくとも一つの光素子は、複数の光素子を有し、
    前記複数の光素子は、前記第２の基準線に沿って一列に配列される、
    請求項７乃至１１の何れか１項に記載の光素子のアライメント方法。
  13. 少なくとも一つの光素子を装着するための設定位置と、第１の基準ホールと、該第１の基準ホールから第１の間隔を置いて第１の方向に向かって配置された第２の基準ホールと、を有するベースプレートを設ける段階と、
    前記ベースプレート上の前記設定位置に前記光素子を装着する段階と、
    前記第１の基準ホールに挿入される第１のポストと、前記第２の基準ホールに挿入される第２のポストと、を有し、少なくとも一つの光ファイバと一つのレンズ部が固定配置される光ファイバ固定ブロックを設ける段階と、
    前記第１の基準ホールに前記第１のポストを挿入し、前記第２の基準ホールに前記第２のポストを挿入することで、前記光ファイバ固定ブロックを、前記ベースプレートに装着する段階と、
    を備え、
    前記設定位置は、
    前記第１の基準ホールと前記第２の基準ホールを通過する第１の基準線と、
    前記第１の基準ホールから前記第１の方向の反対方向である第２の方向側で、前記第１の基準ホールから第２の間隔を置いた位置で前記第１の基準線と交差する、第２の基準線と、
    で決定され、
    前記第２の間隔は前記第１の間隔よりも短く、
    前記第２のポストは、前記第１のポストが前記第１の基準ホールに挿入されるより緩く、前記第２の基準ホールに挿入される、
    光素子のアライメント方法。
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