JPH08327860A - 光素子モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】ハウジング部およびレセプタクル部を含み全体
として円筒状のレセプタクル部材１と、光／電気変換素
子または電気／光変換素子である光素子５を搭載してレ
セプタクル部材１のハウジング部側の端に装着されたヘ
ッダ４と、光ファイバ８の端部に装着されてレセプタク
ル部材１のレセプタクル部に挿通されるフェルール10と
を備え、フェルール10をレセプタクル部に樹脂固定する
ことにより光素子５および光ファイバを相互に位置決め
して固定されてなる光素子モジュールにおいて、レセプ
タクル部内面とフェルール10外面とが相互に接する領域
において、レセプタクル部内面およびフェルール10外面
の少なくとも一方の表面に部分的な陥没部10ａが形成さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光素子モジュールに関す
る。より詳細には、本発明は、発光素子と最小限の光学
系とをフェルールを介して光ファイバの端部に接着して
なる、いわゆるピッグテール型光モジュールの新規な構
成に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバ技術等の急速な発展により、
多くの分野で光信号伝送技術が応用されている。しかし
ながら、現状では、多くの信号処理は電気信号に変換し
た上で行われる。このため、いわゆる光システムには、
多くの箇所で光／電気変換または電気／光変換を行わな
ければならない。

【０００３】そこで、実際には、光／電気変換または電
気／光変換を行う光素子と光信号の伝送媒体である光フ
ァイバとを一体にした光素子モジュールが使用されてい
る。即ち、このような光素子モジュールを用いることに
より、光ファイバと光素子とを結合する際に必要な光軸
合わせ等の処理を省略することができ、光システムを効
率良く構築することが可能になる。

【０００４】第５図は、このような用途で用いられる光
素子モジュールの典型的な構成を示す断面図である。

【０００５】図５(a) に示すように、この光素子モジュ
ールは、光素子６等の一連の部材を装着された円筒状の
スリーブ部材１に対して、光ファイバ８の先端に装着さ
れたフェルール９をその上方から挿入した後固定して構
成されており、ピッグテール型モジュールと呼ばれてい
る。

【０００６】ここで、図５(b) に示すように、スリーブ
部材１の上側は、前述のフェルール９の外形と略等しい
レセプタクル部を形成している。また、その中程にレン
ズホルダ２を介して分布屈折率レンズ３を保持してお
り、更に、下端にはヘッダ４が装着されている。ヘッダ
４には光素子５、ボールレンズ６等が搭載されており、
これらの部材は、スリーブ部材１の下端に形成されたハ
ウジング部とヘッダ４とによりスリーブ部材１の内部に
封止されている。尚、分布屈折率レンズ３は、樹脂ある
いははんだ等の接着材７によりレンズホルダ２に固定さ
れており、レンズホルダ２はスリーブ部材１に圧入され
ることによって固定されている。また、レンズホルダ２
の上部は、その上端でフェルール９の先端と当接するこ
とにより分布屈折率レンズ３の上端とフェルールとの間
隔を決定するスペーサ21を形成している。

【０００７】以上のように構成された光素子モジュール
では、理想的には、フェルール９の先端がレンズホルダ
３の頂部に密着し、フェルール９の先端と分布屈折率レ
ンズ３の上端との間隔がレンズホルダ３の上部に形成さ
れているスペーサ21の厚さと同じになる。また、スリー
ブ部材１の内側に形成されているレセプタクル部は、フ
ェルール９と精密に相補的な形状に加工されており、分
布屈折率レンズ３、ボールレンズ６および光素子５によ
り形成された光学系の光軸と光ファイバ８の光軸とが、
フェルール９をスリーブ部材１内に挿入することによっ
て自動的に一致するように構成されている。従って、光
素子５の直上ではボールレンズ６によって、光ファイバ
８の先端部では分布屈折率レンズ３によって、それぞ
れ、光素子６および光ファイバ８に対して光が収束さ
れ、光素子と光ファイバとが効率良く結合される。

【０００８】更に、上述のような光素子モジュールで
は、そのヘッダ４上に、光／電気変換または電気／光変
換に必要な電子回路を併せて搭載し、光データリンクと
して構成される場合もある。

【０００９】ところで、上述のような光素子モジュール
を製造する場合、従来は、光ファイバに対する光学的な
調芯を行った後に各部材を固定していた。これに対し
て、光ファイバの先端に装着されたフェルールと相補的
な形状のスリーブ部材を使用する方法が開発されてい
る。即ち、この方法では、スリーブ部材と光素子とを相
互に位置決めして固定し、更に、他の電子回路等をパッ
ケージングした後にフェルールをスリーブに挿入して光
ファイバを結合させる。

【００１０】このような製造方法ではスリーブ部材に対
して調芯作業を行うので、調芯後の固定時に不良が発生
した場合には光素子組立体のみを破棄すればよく、デー
タリンクの部材全てを無駄にする必要がない。従って、
工業的には材料の無駄が減り生産性が向上される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
は、このような方法に対して以下のような数々の問題点
が指摘されている。即ち、製造過程において、スリーブ
部材とフェルールとの固定に使用する樹脂がスリーブ部
材の内部にまで入り込み、最悪の場合は、光素子と光フ
ァイバとの間の光路を遮ってしまう場合がある。また、
樹脂によるスリーブ部材とフェルールとの接着強度が低
く、取り扱いに注意しないとフェルールが抜けてしまう
場合がある。更に、スリーブ部材の内部での光学的な結
合状態が判り難いので、フェルールを固定した後に結合
不良が判明する場合がある。これらの一連の不良が発生
した場合、その光モジュールは破棄しなければならな
い。このため、光モジュールの生産性は低く、低コスト
化への障害となっている。

【００１２】そこで、本発明は、上記従来技術の問題点
を解決し、品質と歩留りとを維持しつつ生産性に優れ
た、光素子モジュールの新規な構成を提供することをそ
の目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に従うと、パッケ
ージとして機能するハウジング部および円柱状の内面を
有するレセプタクル部を含み全体として円筒状のスリー
ブ部材と、光／電気変換素子または電気／光変換素子で
ある光素子を搭載して該スリーブ部材のハウジング部側
の端に装着されたヘッダと、光ファイバの端部に装着さ
れて該スリーブ部材のレセプタクル部に挿通されるフェ
ルールとを備え、該フェルールを該レセプタクル部に樹
脂固定することにより、該光素子および該光ファイバを
相互に位置決めして固定されてなる光素子モジュールに
おいて、該レセプタクル部内面と該フェルール外面とが
相互に接する領域において、該レセプタクル部内面およ
び該フェルール外面の少なくとも一方の表面に部分的な
陥没部が形成されていることを特徴とする光素子モジュ
ールが提供される。

【００１４】

【作用】本発明に係る光素子モジュールは、スリーブ部
材とフェルールとに特定の形状を付与することにより、
両部材の間に充填し得る樹脂の量を増加させた点にその
主要な特徴がある。

【００１５】即ち、従来の光素子モジュールでは、スリ
ーブ部材の内面とフェルールとが互いに正確に相補的な
形状をなすことを樹脂して設計されていた。このために
フェルール固定用の樹脂が充填される両者の間隙は極め
て小さく、固定樹脂の流入が不十分になり易かった。ま
た逆に、僅かでも過剰に樹脂を注入した場合は樹脂がモ
ジュールの内部にまで入り込み、この樹脂が光ファイバ
と光素子との間の光路を遮断してしまう場合があった。

【００１６】これに対して、本発明に係る光素子モジュ
ールにおいては、スリーブ部材の内面とフェルールの表
面の少なくとも何れか一方に陥没部が形成されている。
このような陥没部の形成により、スリーブ部材とフェル
ールとの間に保持し得る樹脂の量は著しく増加する。従
って、注入する樹脂の量が多くなっても樹脂がモジュー
ルの内部にまで入り込むことがなく、十分な量の樹脂を
余裕をもって注入することが可能になる。また、スリー
ブ部材とフェルールとの間で固化した樹脂は上記の陥没
部の内部にも入り込んで固化するので、いわゆるアンカ
ー効果が生じ、樹脂の接着強度に頼っていた従来の光素
子モジュールに比較すると著しく強固な固定が実現され
る。

【００１７】更に、本発明の好ましい態様に従うと、ス
リーブ部材およびフェルールの相互の位置決めを行うた
めに、スリーブ部材とフェルールとの間で互いに嵌合す
るような突起部あるいは陥没部が双方に形成される。こ
のような嵌合部を形成しておくことにより、この部分を
嵌合させるだけで光ファイバと光素子との適切な位置関
係が形成される。

【００１８】以下、図面を参照して本発明に係る光素子
モジュールをより具体的に説明するが、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。

【００１９】

【実施例】図１は本発明に係る光素子モジュールの具体
的な構成例を示す図である。尚、図５に示した光素子モ
ジュールと共通の構成要素には共通の参照番号を付して
詳細な説明を省略している。

【００２０】図１(a) に示すように、この光素子モジュ
ールは、基本的には図５に示した従来の光素子モジュー
ルと同じ構成を有しているが、図１(b) に単独で示すよ
うにフェルール10が独自の形状を有している。即ち、こ
の光素子モジュールで使用されているフェルール10は、
先端近傍の周囲に形成された溝10ａと、後端に形成され
た鍔部10ｂとを備えている。

【００２１】図１(a) に示す光素子モジュールは、以下
のようにして製造される。

【００２２】まず、光素子５およびボールレンズ６等を
装荷した上で、ヘッダ４とスリーブ部材１とを結合す
る。このとき、スリーブ部材１に検査用光ファイバを装
着し、これを用いてスリーブ部材１の位置決めを行う。
尚、スリーブ部材１とヘッダ４との固定は、レーザ溶
接、抵抗溶接、樹脂固定等の様々な方法を適宜選択する
ことができる。続いて、このスリーブ部材１に固定すべ
きフェルールを挿入して樹脂固定し、図１(a) に示した
構造の光素子モジュールが完成する。

【００２３】以上のような光素子モジュールの製造工程
において、フェルール10の樹脂固定に際してスリーブ部
材１との間に注入された樹脂は溝10ａ内に入り込む。こ
こでスリーブ部材１のレセプタクル部は、その内径が３
mm、実質的な長さは７mmである。このようなスリーブ部
材にフェルールを挿入した場合、スリーブ部材とフェル
ールとの間隙は５μｍ程度である。従って、両者の間に
充填される樹脂の量は固定用樹脂として熱硬化エポキシ
を用いた場合で 300mg程度である。これに対して、図１
に示した本願発明に係る光素子モジュールでは、幅２m
m、深さ 0.5mmの溝10ａがフェルール10の周囲に形成さ
れている。このような溝は約4000mgの樹脂を収容するこ
とができる。従って、十分な量の樹脂を注入しても、過
剰な樹脂は溝10ａ内に滞留し、スリーブ部材１のハウジ
ング部の内部までは浸入しない。

【００２４】また、樹脂が固化した後の接着強度も、こ
の光素子モジュールでは従来の光素子モジュールよりも
大きくなる。即ち、図１に示した光素子モジュールで
は、溝が形成されている分だけ樹脂とフェルール10ａと
の接触面積が大きく、両者の間の接着強度が高くなる。
更に、樹脂が溝の内部に入り込んだ部分では樹脂層の厚
さが大きくなるので、いわゆるアンカー硬化によりフェ
ルールは強固に固定される。

【００２５】更に、図１に示した光素子モジュールで
は、フェルール10の後端に鍔部10ｂが形成されている。
この鍔部10ｂは、フェルール10を挿入した際にスリーブ
部材１の上端に当接してフェルール10の進入を止める。
従って、フェルール10の先端と分布屈折率レンズ３との
間隔は設計通りに固定される。

【００２６】図２は、本発明に係る光素子モジュールの
他の態様を示す図である。尚、図１に示した光素子モジ
ュールと共通の構成要素には共通の参照番号を付して詳
細な説明を省略している。

【００２７】図２(a) に示すように、この光素子モジュ
ールも基本的には図５に示した従来の光素子モジュール
と同じ構成を有しているが、図２(b) に単独で示すよう
にスリーブ部材11が独自の形状を有している。即ち、こ
の光素子モジュールで使用されているスリーブ部材11
は、そのレセプタクル部の底部近傍の内面に形成された
溝11ａを備えている。また、この光素子モジュールで使
用されているフェルールの後端近傍には鍔部９ｂが装着
されている。

【００２８】以上のように構成された光素子モジュール
においても、フェルール９の樹脂固定に際してスリーブ
部材11との間に注入された樹脂は溝11ａ内に入り込む。
従って、過剰な樹脂は溝11ａ内に滞留し、スリーブ部材
１のハウジング部の内部までは侵入しない。また、樹脂
が固化した後の接着強度がアンカー効果により大きくな
ることも図１に示した光素子の場合と同様である。

【００２９】図３は、本発明に係る光素子モジュールの
更に他の構成例を示す図である。同図においても、図１
および図２に示した光素子モジュールと共通の構成要素
には共通の参照番号を付して詳細な説明を省略してい
る。

【００３０】図３(a) に示すように、この光素子モジュ
ールも基本的には図５に示した従来の光素子モジュール
と同じ構成を有しているが、図３(b) に単独で示すよう
にフェルール12が独自の形状を有している。即ち、この
光素子モジュールで使用されているフェルール12におい
て、その下端部近傍の外径は、スリーブ部材１の内径と
実質的に等しい。一方、フェルール12の上方には縮径部
12ａが形成されており、フェルール12外面とスリーブ部
材１内面との間には大きな間隔が空いている。従って、
この間隔に十分な量の固定用樹脂を収容することができ
る。尚、このフェルール12においても、その後端近傍に
は鍔部12ｂが装着されている。

【００３１】図４は、本発明に係る光素子モジュールの
更に他の構成例を示す図である。同図においても、図
１、図２および図３に示した光素子モジュールと共通の
構成要素には共通の参照番号を付して詳細な説明を省略
している。

【００３２】図４(a) に示すように、この光素子モジュ
ールも基本的には図５に示した従来の光素子モジュール
と同じ構成を有しているが、図４(b) に単独で示すよう
にフェルール13が独自の形状を有している。即ち、この
光素子モジュールで使用されているフェルール13は、先
端部陥没部13ａが形成されている。また、フェルール13
の後端近傍には鍔部13ｂが装着されている。

【００３３】以上のように構成された光素子モジュール
においても、フェルール13の樹脂固定に際してスリーブ
部材13との間に注入された樹脂は陥没部13ａ内に入り込
む。従って、過剰な樹脂は溝13ａ内に滞留し、スリーブ
部材１のハウジング部の内部までは侵入しない。また、
樹脂が固化した後の接着強度がアンカー効果により大き
くなることも図１に示した光素子の場合と同様である。

【００３４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る光素子モジュールでは、過剰な固定用樹脂に対する余
裕が大きいので、スリーブ部材とフェルールとを確実に
固定できるだけの十分な量の固定樹脂を使用してフェル
ールを固定することができる。また、そのスリーブ部材
またはフェルールの独特の形状により、固化した後の樹
脂のアンカー効果によりフェルールは強固に固定され
る。従って、光素子モジュールの生産歩留りが高くなる
と共に、完成後の製品の信頼性が高くなる。

【００３５】更に、本発明の好ましい一態様に従うと、
スリーブ部材とフェルールとは、その端部近傍に互いに
相補的な形状を有する部分を備え、この部分を利用して
容易且つ確実なフェルールの位置決めを可能にしてい
る。従って、光素子モジュールの生産性は更に向上され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光素子モジュールの構成を示す図
である。

【図２】本発明に係る光素子モジュールの他の構成例を
示す図である。

【図３】本発明に係る光素子モジュールの更に他の構成
例を示す図である。

【図４】本発明に係る光素子モジュールのまた更に他の
構成例を示す図である。

【図５】従来の光素子モジュールの典型的な構成を示す
断面図である。

【符号の説明】

１、11・・スリーブ部材、 ２・・・・レンズホルダ、 ３・・・・分布屈折率レンズ、 ４・・・・ヘッダ、 ５・・・・光素子、 ６・・・・ボールレンズ、 ７・・・・接着材、 ８・・・・光ファイバ、 ９、10、12、13・・・・フェルール

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光／電気変換素子または電気／光変換素子
   である光素子を収容するハウジング部および円柱状の内
   面を有するレセプタクル部を含み全体として円筒状のス
   リーブ部材と、該光素子を支持し且つ該ハウジング部を
   封止するヘッダと、光ファイバの端部に装着されて該ス
   リーブ部材のレセプタクル部に挿通されるフェルールと
   を備え、該フェルールを該レセプタクル部に樹脂固定す
   ることにより、該光素子および該光ファイバを相互に位
   置決めして固定されてなる光素子モジュールにおいて、 該レセプタクル部内面と該フェルール外面とが相互に接
   する領域において、該レセプタクル部内面および該フェ
   ルール外面の少なくとも一方の表面に部分的な陥没部が
   形成されていることを特徴とする光素子モジュール。
2. 【請求項２】請求項１に記載された光素子モジュールに
   おいて、前記陥没部が、前記フェルールの周囲表面に形
   成された溝または穴であることを特徴とする光素子モジ
   ュール。
3. 【請求項３】請求項１に記載された発光素子モジュール
   において、前記陥没部が、前記スリープ部材レセプタク
   ル部の内面に形成された溝または穴であることを特徴と
   する光素子モジュール。
4. 【請求項４】請求項１に記載された発光素子モジュール
   において、前記陥没部が、前記フェルールの先端近傍を
   残して形成された細径部であることを特徴とする光素子
   モジュール。
5. 【請求項５】請求項１から請求項４までの何れか１項に
   記載された光素子モジュールにおいて、前記フェルール
   が、該フェルールの幅が前記スリーブ部材レセプタクル
   部の内径よりも大きくなるように側方に突出した突起部
   をその後端近傍に備え、該フェルールを該スリーブ部材
   に挿通したときに該突起部が該スリーブ部材の端面に当
   接したときに、前記光ファイバ端面が最適の深さに位置
   するように構成されていることを特徴とする光素子モジ
   ュール。
6. 【請求項６】請求項５に記載された光素子モジュールに
   おいて、前記スリーブ部材が、前記フェルールの突起部
   と相補的な形状を有する起伏部をそのレセプタクル部側
   端面に備え、該フェルールを挿通したときに該突起部と
   該起伏部とが嵌合するように構成されていることを特徴
   とする光素子モジュール。