JPH07333474A - 発光素子モジュールとその製造方法 - Google Patents
発光素子モジュールとその製造方法Info
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- JPH07333474A JPH07333474A JP6155173A JP15517394A JPH07333474A JP H07333474 A JPH07333474 A JP H07333474A JP 6155173 A JP6155173 A JP 6155173A JP 15517394 A JP15517394 A JP 15517394A JP H07333474 A JPH07333474 A JP H07333474A
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- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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Abstract
素子3の放射光を光ファイバに結合するための光学系と
してのレンズ6を備えた発光素子モジュールにおいて、
基板1に装着されたレンズ6のホルダ5と基板1との間
に間挿されたスペーサによって、発光素子3とレンズ6
との間隔が規定されている。この発光素子モジュールを
製造する場合は、使用するスペーサの厚さを適切に選択
することによって発光素子3とレンズ6との間隔を調節
する。
Description
する。より詳細には、本発明は、発光素子および光ファ
イバと、これらの間に間挿された光学系とを一体にして
なる発光素子モジュールの新規な構成に関する。
ジュールにおける光学系の一般的な装着方法を説明する
ための図である。
モジュールにおいては、全体としてL字形の断面をなす
基板1の水平部1a上に、チップキャリア2を介して発
光素子3が装荷されている。一方、基板1の垂直部1b
には、発光素子3が概ねその中心に位置するように貫通
孔1cが形成されている。
子3に対して、図4(b) に示すように、その放射光を収
束させるためのレンズ6は、レンズホルダ5を装着した
した状態で、筒状部材4を介して基板1の垂直部に取り
付けられる。ここで、レンズホルダ5はそれ自体が筒状
の形状を有し、その外径は基板の貫通孔1cの内径より
も小さい。また、筒状部材4は、基板1に形成された貫
通孔の内径よりも大きな外径を有するフランジ部4a
と、レンズホルダ5を挿通することができる内径を有す
る筒状のホルダ支持部4bとを備えている。
組み立てられる。
し、更に、レンズホルダ5の先端が基板1の貫通孔1c
に挿入されるように、筒状部材4のフランジ部4aを基
板1の垂直部1bに当接させる。この時点では、各部材
は相互に移動可能な状態である。すなわち、レンズホル
ダ5を筒状部材4の内部で移動させることにより、発光
素子3とレンズ6との間の距離を調節することができ
る。また、筒状部材4のフランジ部4aを基板1の垂直
部1bの表面で摺動させることによりレンズ6を通過し
た後の光線の方向を調節することができる。従って、間
隔調節と光線方向の調節とを各々行い、各調節後におの
おの部材相互の固定を行ってレンズ6の装着が完了す
る。こうして図4(c) に示すような組立体が完成する。
ュールにおいては、発光素子の光出力が、できるだけ光
ファイバ出力として取り出せることが望ましい。図4に
レンズと半導体レンズとの管轄の変化と光ファイバ出力
の相対値との関係を示す。同図に示すように、光ファイ
バ出力が最大となるときの間隔は、光学系と発光素子と
の仕様により決まっており、その最適距離からはずれる
と光ファイバ出力は低下する。
は、発光素子とレンズとの間隔は容易に調整できるもの
の、レンズホルダと筒状部材との固定の際にレーザ溶接
等を用いると、溶接部の熱変形により調節した距離が変
化してしまう場合がある。このため、慎重に調整作業を
行っても、それが最終的な製品の特性に反映されない場
合がある。
ズホルダは、相互に摺動あるいは滑動させなければなら
ないので、特に筒状部材の内面とレンズホルダの外面と
の間には、図6に示すように、余裕が必要になる。とこ
ろが、この余裕のために、筒状部材の内部でレンズホル
ダが傾いて固定されてしまう場合があり、これも、最終
製品の特性の劣化を招く。
構成並びにその組立て方法では、組立て時に行う調整の
結果が製品の特性に必ずしも反映されず、製品の歩留り
は決して高いとはいえなかった。また、この歩留りの低
さが最終製品のコストの上昇を招いていた。
を解決し、組立て作業並びに調整作業が容易であり、且
つ、調整作業の結果が最終製品までよい維持され得る新
規な発光素子モジュールの構成とその組立て方法を提供
することをその目的としている。
実装された発光素子に対して、該発光素子の放射光を収
束あるいは擬似的なコリメート状態にするための光学系
としてのレンズを備えた発光素子モジュールにおいて、
該基板に装着された該レンズのホルダと該基板との間に
間挿されたスペーサによって、該発光素子と該レンズと
の間隔が規定されていることを特徴とする発光素子モジ
ュールが提供される。
ルを製造する方法として、本発明により、基板に実装さ
れた発光素子に対して、該発光素子の放射光を収束ある
いは擬似的なコリメート状態にするための光学系として
のレンズを備えた発光素子モジュールを製造する工程に
おいて、該基板に装着された該レンズのホルダと該基板
との間に、適切な厚さのスペーサを間挿させることによ
り、該発光素子と該レンズとの間隔を決定する操作を含
むことを特徴とする発光素子モジュールの製造方法が提
供される。
とレンズとの間を所定の間隔に維持するようなスペーサ
を用いている点にその主要な特徴がある。
は、レンズホルダは、基板の垂直部に形成された貫通孔
に直接に挿通される。また、レンズホルダの後方には、
貫通孔の内径よりも充分に大きなフランジ部が形成され
ており、このフランジ部と基板垂直部との間にリング状
のスペーサを間挿することにより、発光素子とレンズと
の間の距離が規制される。従って、基板垂直部、スペー
サおよびフランジ部の各々の僅かな部分がレーザ溶接等
により溶けて一体に固定され、最終的にスペーサで決め
られた距離が維持される。また、フランジ部によってレ
ンズホルダが支持されるので、レンズホルダが傾くこと
がない。
に説明するが、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎ
ず、本発明の技術的範囲を何ら限定するものではない。
具体的な構成例とその組立て方法を示す図である。尚、
図1において、図4に示した従来の発光素子モジュール
と共通な構成要素に対しては共通の参照番号を付してい
る。
におけるペルチェ効果素子の実装部を拡大して示す図で
ある。
いる基板1、チップキャリア2および発光素子3からな
る組立体の構成は、図4に示した従来の発光素子モジュ
ールと基本的に共通である。また、基板1の垂直部1b
に貫通孔1cが形成されている点でも従来の発光素子モ
ジュールと共通である。
のレンズホルダ5の形状と、後述するスペーサ7を使用
している点にある。
レンズホルダ5は、図1(b) に示すように、先端部に形
成された挿入部5aと、後端部に形成された筒状部5c
と、これらの間に形成されているフランジ部5bとを備
えている。挿入部5aは基板1の垂直部1bに形成され
た貫通孔1cの内径よりも充分に小さな外径を有してい
る。一方、フランジ部5bは、基板1の貫通孔1cの内
径よりも充分に大きな外径を有しており、挿入部5aを
貫通孔1cに挿入した際に、フランジ部5bが基板1の
垂直部1bの表面に必ず当接するように構成されてい
る。
の挿入部5aの外径と略同じ内径を有するリング状の形
状を有し、後述するように、レンズホルダ5のフランジ
部5bと基板の垂直部1bとの間に間挿して使用され
る。
発明に係る発光素子モジュールは、以下のような手順で
組立てられる。
ーサ7を装着した状態で、レンズホルダ5の挿入部を基
板1の貫通孔1cに挿入し、フランジ部5bを基板1の
垂直部1bに当接させる。このとき、スペーサ7は、レ
ンズ6と発光素子3との間の距離が所定の距離になるよ
うな厚さのものが選択されている。但し、部品の寸法に
は不可避な公差があるので、実際には、厚さの異なる複
数のスペーサを用意しておき、レンズ6を通過した後の
光線をモニタして適切なスペーサを選択して使用し、ス
ペーサを挿入した後はレンズ6の光軸と発光素子3とを
合わせる調整のみを行えばよい。この調整により光軸の
位置合わせが終了した後、基板1、スペーサ7およびレ
ンズホルダ5を相互に固定する。こうして、図1(c) に
示すような組立体が完成する。
取りつけられたレンズを含む発光素子モジュール全体の
構成例を示す図である。
ルでは、図1(c) に示した組立体と基本的に同じ構成の
組立体が用いられている。但し、ここで用いられている
組立体では、基板1上の発光素子3の後方に、モニタ用
フォトダイオード9が実装されている。この組立体全体
は、温度制御のためのペルチェ効果素子10を介してパッ
ケージ8の底部に搭載されている。また、パッケージ8
の一端には、ハーメチックガラス11により封止された窓
が形成されており、窓の外側に、アイソレータ12、第2
レンズ60とそのホルダ50、フェルールホルダ13が順次結
合されている。また、最終的に結合される光フォトダイ
オード15はその先端に装着されたフェルール14をフェル
ールホルダ13に挿入することにより装着されている。
の他の具体例を示す図である。尚、図3において他の構
成例と共通の構成要素には共通の参照番号を付してい
る。
基板1、発光素子3からなる組立体は、図1に示した構
成例とは異なりチップキャリアを使用していない。従っ
て、ここでは発光素子3は基板1の水平部上に直接実装
されている。尚、実際には、基板1上に配線パターンが
設けられており、発光素子の電極から直接に配線できる
ように構成されている。従って、チップキャリアを使用
しない点で、この構成の発光素子モジュールは、図1に
示した構成よりもローコストに製造することができる。
立体を使用していることを除けば、図3に示した発光素
子モジュールは、図1に示したものと共通の構成を有し
ており、図3(b) に示すように、基板の垂直部1bとレ
ンズホルダ5のフランジ部との間にスペーサ7を間挿さ
せることにより、発光素子3とレンズ6との間隔が決め
られる。また、スペーサ7を挟んでレンズホルダ5のフ
ランジ部を基板1の垂直部1bに当接させた状態でレン
ズホルダ5を移動させることにより、レンズ6の光軸合
わせを行った後各部材を固定し、図3(c) に示すような
組立体とすることができる。
る発光素子モジュールは、そのレンズ固定のための独特
の構造により、光学系の調整が容易であり、且つ、その
調整結果が最終製品によく反映される。従って、光ファ
イバ出力の高い発光素子モジュールを生産性よく製造す
ることが可能になり、製品の価格も低減することができ
る。
成例とその組立て方法を示す図である。
を示す図である。
な構成例とその組立て方法を示す図である。
り付け構造とその組立て方法を示す図である。
イバ出力の変化の相対値を示すグラフである。
する障害を説明するための図である。
Claims (4)
- 【請求項1】基板に実装された発光素子に対して、該発
光素子の放射光を収束あるいは擬似的なコリメート状態
にするための光学系としてのレンズを備えた発光素子モ
ジュールにおいて、該基板に装着された該レンズのホル
ダと該基板との間に間挿されたスペーサによって、該発
光素子と該レンズとの間隔が規定されていることを特徴
とする発光素子モジュール。 - 【請求項2】請求項1に記載された発光素子モジュール
において、 前記基板が、前記発光素子を装荷された水平部と、貫通
孔を備え、該水平部の一端から立ち上がった垂直部とを
備え、 前記レンズホルダが、該貫通孔の内径よりも小さな外径
を有する挿入部と、該貫通孔の内径よりも大きな外径を
有するフランジ部とを一体に備え、 前記スペーサが、該挿入部の外径よりも僅かに大きな内
径と該貫通孔の内径よりも大きな外径とを有するリング
状の形状を具備し、該基板の垂直部と該レンズホルダの
フランジ部との間に間挿されるように構成されているこ
とを特徴とする発光素子モジュール。 - 【請求項3】基板に実装された発光素子に対して、該発
光素子の放射光を収束あるいは擬似的なコリメート状態
にするための光学系としてのレンズを備えた発光素子モ
ジュールを製造する工程において、該基板に装着された
該レンズのホルダと該基板との間に、適切な厚さのスペ
ーサを間挿させることにより、該発光素子と該レンズと
の間隔を決定する操作を含むことを特徴とする発光素子
モジュールの製造方法。 - 【請求項4】請求項3に記載された発光素子モジュール
の製造方法において、 前記基板が、前記発光素子を装荷された水平部と、貫通
孔を備え、該水平部の一端から立ち上がった垂直部とを
備え、 前記レンズホルダが、該貫通孔の内径よりも小さな外径
を有する挿入部と、該貫通孔の内径よりも大きな外径を
有するフランジ部とを一体に備え、 前記スペーサが、該挿入部の外径よりも僅かに大きな内
径と該貫通孔の内径よりも大きな外径とを有するリング
状の形状を具備し、 該スペーサの厚さを適切に選択した上で基板の垂直部と
該レンズホルダのフランジ部との間に間挿することによ
り該該発光素子と該レンズとの間隔を決定する操作を含
むことを特徴とする発光素子モジュールの製造方法。
Priority Applications (2)
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JP6155173A JP2842227B2 (ja) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | 発光素子モジュールとその製造方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2842227B2 JP2842227B2 (ja) | 1998-12-24 |
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- 1995-06-07 US US08/481,100 patent/US5589990A/en not_active Expired - Lifetime
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