JPWO2018042715A1

JPWO2018042715A1 - 内視鏡用光信号送信モジュール

Info

Publication number: JPWO2018042715A1
Application number: JP2018519789A
Authority: JP
Inventors: 英明木内; 宮崎　靖浩; 靖浩宮崎
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2016-08-30
Filing date: 2017-03-02
Publication date: 2018-08-30
Also published as: WO2018042715A1

Abstract

電気信号を互いに異なる波長の光信号に変換して出射する面発光レーザからなる複数のＬＤ２５と、複数のＬＤ２５からの出射光をそれぞれ導光するシングルモードファイバからなる複数の中継用光ファイバ５０と、複数の中継用光ファイバ５０からの出射光を合波して外部へ伝搬する太径の光ファイバ２７と、複数の中継用光ファイバを内挿する固定用ブロック５１と、複数の中継用光ファイバ５０の入射端と複数のＬＤ２５とを接続する固定用ブロック５１の先端面５１ｂと、複数の中継用光ファイバ５０の出射端と光ファイバ２７の入射端とを接続する固定用ブロック５１の基端面５１ｃと、を備えて内視鏡用光信号送信モジュール２３を構成する。

Description

本発明は、電気信号を光信号に変換して伝送する内視鏡用光信号送信モジュールに関する。

従来、内視鏡においては、細長い可撓性を有する挿入部の先端部に、ＣＣＤ等の撮像素子を備えた電子内視鏡が広く普及している。近年、この種の内視鏡においては、撮像素子の高画素化が進められている。

一方、撮像素子を高画素化した場合、撮像素子から信号処理装置（プロセッサ）へ伝送する信号量が増加する。この場合、撮像素子によって取得した撮像信号の伝送（送信）は、メタル配線を介した電気信号伝送に代えて、細い光ファイバを介した光信号伝送によって行うことが好ましい。

このような光信号伝送を行うための光信号送信モジュールは、一般に、電気信号を光信号に変換するための光源としてレーザダイオード（ＬＤ）等の発光素子を有し、この発光素子に対し、フェルール等によって保持された光ファイバの端部が光学的に接続されて要部が構成されている。

また、近年のさらなる信号量の増加に伴い、複数の発光素子から出射される光信号を単一のファイバに合波させて伝送するための技術として、例えば、日本国特開２００６−１３３８１１号公報には、光導波路が設けられているとともに、光導波路の一方端面側に光ファイバ用の凹形状のガイドが設けられているブロックと、ブロックに貼り付けられる複数の発光素子と、を有し、各発光素子の発光部を光導波路の他方端面に対向するように配置した技術が開示されている。

ところで、この種の光信号送信モジュールにおいて、光信号を発生させる発光素子としては、面発光レーザ或いは端面発光レーザ或いはＬＥＤを採用することが可能である。

しかしながら、端面発光レーザは、数十ｍＡ以上の電流でなければ発光せず、ドライバ回路も大型化する傾向にある。しかも、端面発光レーザは、面発光レーザに比べて発熱量が大きい。従って、内視鏡の先端部に用いる発光素子としては、駆動電流が小さく、且つ、発熱量が小さい面発光レーザを採用することが望ましい。

また、面発光レーザ等から出射された光信号を光ファイバまで伝達するための光導波路としては、シリコン導波路或いはポリマー導波路を採用することが可能である。

しかしながら、シリコン導波路は、３μｍ以上のコア径に形成することが困難であるため、１０μｍ前後の直径を有することが一般的な面発光レーザからの出射光を効率良く光ファイバに伝達することが困難である。

一方、ポリマー導波路は、シリコン導波路よりもコア径を太径に形成することが可能であるが、面発光レーザに常用される波長帯域の光信号を伝達する際の損失が大きい。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成により、複数の発光素子から出射される光信号を光ファイバに対して効率良く合波させることができる内視鏡用光信号送信モジュールを提供することを目的とする。

本発明の一態様による内視鏡用光信号送信モジュールは、電気信号を互いに異なる波長の光信号に変換して、当該光信号の光を出射する面発光レーザからなる複数の発光素子と、前記複数の発光素子からの出射光をそれぞれ導光するシングルモードファイバからなる複数の中継用光ファイバと、コアを有し、前記複数の中継用光ファイバからの出射光を合波して外部へ伝搬する前記中継用光ファイバよりも太径の光ファイバと、前記複数の中継用光ファイバの入射端を前記複数の発光素子に対応付けて分散して配置させるとともに、前記複数の中継用光ファイバの出射端を前記光ファイバの前記コアに対向する領域内に集合して配置させるよう、前記複数の中継用光ファイバを内挿する固定用ブロックと、前記複数の中継用光ファイバの入射端と前記複数の発光素子とを接続する第１接続部と、前記複数の中継用光ファイバの出射端と前記光ファイバの入射端とを接続する第２接続部と、を備えたものである。

本発明の第１の実施形態に係り、内視鏡の斜視図同上、内視鏡システムにおける映像信号の伝達系を示す機能ブロック図同上、光信号送信モジュールの要部断面図同上、光信号送信モジュールの要部を示す分解斜視図同上、光信号送信モジュールの要部を示す正面図同上、２つの面発光レーザの関係を示す平面図同上、光信号送信モジュールの第１の変形例を示す要部断面図同上、光信号送信モジュールの第２の変形例を示す要部断面図同上、光結合ユニットの第１の変形例を示す斜視図、同上、光結合ユニットの第２の変形例を示す斜視図本発明の第２の実施形態に係り、光信号送信モジュールの要部断面図同上、光信号送信モジュールの要部を示す分解斜視図同上、光信号送信モジュールの第１の変形例の要部を示す分解斜視図同上、光信号送信モジュールの第２の変形例の要部を示す分解斜視図

以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の第１の実施形態に係り、図１は内視鏡の斜視図、図２は内視鏡システムにおける映像信号の伝達系を示す機能ブロック図、図３は光信号送信モジュールの要部断面図、図４は光信号送信モジュールの要部を示す分解斜視図、図５は光信号送信モジュールの要部を示す正面図、図６は２つの面発光レーザの関係を示す平面図である。

図１に示す内視鏡２は、挿入部５と、挿入部５の基端側に配設された操作部６と、操作部６から延出されたユニバーサルコード７と、ユニバーサルコード７の基端側に配設されたコネクタ８と、を有して構成されている。

挿入部５は、硬性な先端部１１と、先端部１１の方向を変化させるための湾曲部１２と、細長い軟性の可撓管部１３と、が先端側から順に連設されている。

図２に示すように、先端部１１内には、撮像光学ユニット２１と、撮像光学ユニット２１によって結像された光学像を撮像するイメージセンサ２２と、イメージセンサ２２からの撮像信号（電気信号）を光信号に変換するＥ／Ｏモジュールである光信号送信モジュール２３と、が配設されている。

イメージセンサ２２は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）、或いは、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の固体撮像素子によって構成されている。

光信号送信モジュール２３は、発光素子として複数（例えば、２個）のレーザダイオード（ＬＤ）２５と、イメージセンサ２２からの撮像信号に基づいて各ＬＤ２５の駆動制御をそれぞれ行い、当該ＬＤ２５から光信号を出射させる複数（例えば、２個）のＬＤドライバ２６と、各ＬＤ２５から出射された光信号を伝送するための単一の光ファイバ２７と、各ＬＤ２５からの出射光を光ファイバ２７の端面に導光する光結合ユニット２８と、ＬＤ２５を実装するとともに光ファイバ２７及び光結合ユニット２８を保持する実装基板２９とを有して構成されている。

ここで、光ファイバ２７は、例えば、マルチモードファイバ（ＭＭＦ）によって構成されている。この光ファイバ２７の他端側は、操作部６を経てユニバーサルコード７内に挿通され、コネクタ８に設けられた光コネクタのプラグ８ａを介して、プロセッサ３に接続可能となっている。

図２に示すように、プロセッサ３は、内視鏡２とともに内視鏡システム１を構成するためのものであり、内視鏡２のコネクタ８が着脱自在なコネクタ３１と、このコネクタ３１に設けられた光コネクタのレセプタクル３１ａを介して光ファイバ２７（プラグ８ａ）と光学的に接続される光ファイバ３２と、を有する。

また、プロセッサ３は、光ファイバ２７から光ファイバ３２に伝送された光信号を集光するためのコリメータ３３と、コリメータ３３によって集光された光信号を光電変換するフォトダイオード（ＰＤ）３４と、ＰＤ３４によって光電変換された電流信号をインピーダンス変換して増幅し、電圧信号として出力するトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）３５と、ＴＩＡ３５で増幅した電圧信号の振幅を一定にするリミッティングアンプ（ＬＡ）３６と、を２系統有する。

また、プロセッサ３は、各ＬＤ２５から出射された波長の異なるレーザ光を選択的に分離して各系統のコリメータ３３にそれぞれ入射させるためのフィルタ３９を有する。

さらに、プロセッサ３は、信号線を介してイメージセンサ２２等にクロック信号や制御信号を出力するとともに、ＬＡ３６からの電圧信号を処理して被写体像をモニタ４０に表示する撮像制御部としてのフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）３７を有する。

なお、プロセッサ３には電源回路３８が内蔵されており、電源回路３８は、電気配線を通じて、内視鏡２及びプロセッサ３の各部に駆動電力等を供給することが可能となっている。

次に、図３乃至図６を参照して光信号送信モジュール２３の要部の構造について説明する。

図３，４に示すように、本実施形態の実装基板２９は、各ＬＤ２５を実装するための基板本体４５と、この基板本体４５から先端部１１の基端側に向けて延在する突起部４６と、が一体形成された側面視略Ｌ字状をなす異型基板によって構成されている。

基板本体４５には、突起部４６が設けられた面（裏面側）に、各ＬＤ２５を実装するための実装部４５ａがそれぞれ設定されている。また、各実装部４５ａには複数の端子部４５ｂがそれぞれ設けられ、各ＬＤ２５は、各端子部４５ｂと電気的に接続することにより、基板本体４５にそれぞれ実装されている。

ここで、本実施形態のＬＤ２５は、内視鏡２の先端部１１に配置されるものであることを考慮し、端面発光レーザよりも駆動電流が小さく且つ発熱量の小さい面発光レーザ（面発光型のレーザダイオード）が採用されている。

より具体的には、本実施形態の各ＬＤ２５は、発光部２５ａとは反対側の面にアノード及びカソードの各バンプを備えた、所謂フリップチップタイプの表面照射レーザ（面発光レーザ）によって構成されている。

この場合において、各ＬＤ２５を各実装部４５ａに対して直接的に実装することも可能であるが、本実施形態の各ＬＤ２５は、それぞれ、別途用意された子基板（ＬＤ２５を保持するための小基板）４７を介して、各実装部４５ａに実装されている。

この子基板４７には、実装部４５ａと対向する面に、ＬＤ２５の各バンプにスルーホールを介してそれぞれ電気接続する複数の端子部４７ａが設けられている。これらの各端子部４７ａは、各ＬＤ２５の各バンプよりも大きな面積に形成されている。

そして、各ＬＤ２５のアノード及びカソードが子基板４７に形成された各端子部４７ａを介して各実装部４５ａの各端子部４５ｂと電気的に接続することにより、各ＬＤ２５は、基板本体４５との電気的な接続を維持しつつ、各実装部４５ａに対する実装位置を所定範囲内で微調整することが可能となっている。

ここで、例えば、図６に示すように、各ＬＤ２５の幅をＷ１、奥行きをＤ１とすると、各ＬＤ２５は、幅Ｗ１＝２００〜２５０μｍ、奥行きＤ１＝２００〜５００μｍの範囲内の外観寸法を有するものが採用されている。また、このような外観寸法の各ＬＤ２５の発光部２５ａは、素子の構造上、φ１＝５〜１５μｍの直径を有する。本実施形態のＬＤ２５は、例えば、幅Ｗ１＝２５０μｍ、奥行きＤ１＝４５０μｍの外観寸法を有し、発光部２５ａの外径がφ１＝１０μｍのものが採用されている。そして、このような外観寸法を有する各ＬＤ２５は、例えば、互いの発光部２５ａの中心間距離Ｗ２が３００μｍ程度離間した状態にて、基板本体４５に実装されている。

また、各ＬＤ２５からの光信号が光学干渉しないようにするため、各ＬＤ２５から出射される光源（レーザ）の波長は異なる波長に設定されている。この場合において、各ＬＤ２５から出射されるレーザ光の波長は２００ｎｍ以上の波長間隔を設けていることが望ましい。このため、本実施形態において、例えば、一方のＬＤ２５には波長が約１３１０ｎｍのＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザ）が採用され、他方のＬＤ２５には波長が約１５５０ｎｍのＶＣＳＥＬが採用されている。なお、これらの波長は、面発光レーザに常用される波長帯域内に含まれるものである。

図３，４に示すように、実装基板２９の突起部４６には、各ＬＤ２５側の面に、光ファイバ２７の先端側の側面を当接可能な固定部としての固定用溝部４６ａが設けられている。

ここで、本実施形態の光ファイバ２７は、中心部に位置するコア２７ａと、コア２７ａの外周を被覆するクラッド２７ｂと、クラッド２７ｂの外周を被覆する外皮２７ｃと、を備えて構成されている。この光ファイバ２７は、ＧＩ型若しくはＳＩ型のマルチモードファイバ（ＭＭＦ）であることが望ましい。

例えば、図５に示すように、コア２７ａの外径をφ１、クラッド２７ｂの外径をφ２とすると、この光ファイバ２７の寸法は、コア２７ａの外径φ２＝５０μｍ〜７０μｍ、クラッド２７ｂの外径φ３＝６０〜８０μｍの範囲内であることが望ましい。本実施形態の光ファイバ２７は、例えば、コア２７ａの外径φ２＝５０μｍ若しくは６２．５μｍの光ファイバが採用されている。

これに対し、本実施形態の固定用溝部４６ａは、クラッド２７ｂの直径と略同径の部分円弧状をなす溝部によって構成されている。そして、この固定用溝部４６ａは、光ファイバ２７の先端側の側面を、外皮２７ｃから露出させた状態にて、接着により固定することが可能となっている。この場合において、固定用溝部４６ａは、固定した光ファイバ２７の中心軸Ｏを各ＬＤ２５の中間に位置させるよう、突起部４６上に配設されている。前記固定用溝部４６ａの形状を円弧状ではなくV溝形状とし、同軸度の精度を高めることも可能である。

なお、このような光ファイバ２７の固定には、当該光ファイバ２７との屈折率が整合する光学接着剤（屈折率整合接着剤）を好適に用いることが可能である。

さらに、突起部４６には、各実装部４５ａに実装された各ＬＤ２５と固定用溝部４６ａとの間に、光結合ユニット２８を保持するためのユニット保持部４６ｂが設けられている。

ここで、本実施形態の光結合ユニット２８は、各ＬＤ２５の発光部２５ａからの出射光を光ファイバ２７にそれぞれ導光（中継）するための複数の中継用光ファイバ５０と、各中継用光ファイバ５０が内挿される固定用ブロック５１と、を有して構成されている。

各中継用光ファイバ５０は、例えば、中心部に位置するコア５０ａと、このコア５０ａの外周に被覆されたクラッド５０ｂと、を有して構成されている。

この場合において、各中継用光ファイバ５０は、ＬＤ２５からの光信号を光ファイバ２７に効率良く導光するため、コア５０ａの外径φ４が発光部２５ａの直径φ１以上であることが望ましい。また、各中継用ファイバ５０は、面発光レーザからなるＬＤ２５に常用される波長帯域の光信号を伝達する際の損失が小さいことが望ましい。加えて、各中継用ファイバ５０の外径は、当該各中継用光ファイバ５０の端面を集合させた際に、全てのコア５０ａの断面（端面）を、光ファイバ２７のコア２７ａの端面内（断面の投影面内）に含むことが可能なサイズであることが望ましい。

これらの点を考慮し、本実施形態の中継用光ファイバ５０には、その特性上、コア５０ａの外径φ４を１０μｍ以上に形成することが可能であり、面発光レーザに常用される波長帯域の光信号を伝達する際の損失が小さく、且つ、マルチモードファイバよりも十分に細径に形成することが可能なシングルモードファイバ（ＳＭＦ）が採用されている。

より具体的には、本実施形態の各中継用ファイバ５０には、例えば、コア５０ａの外径φ４＝１０μｍのシングルモードファイバが採用されている。

固定用ブロック５１は、例えば、セラミック或いは石英系ガラスからなる略直方体形状をなすブロック体によって構成されている。

この固定用ブロック５１には、各中継用光ファイバ５０を内挿するための複数のキャピラリ（細管）５１ａが形成されている。

各キャピラリ５１ａは、光ファイバ２７の光軸Ｏに対して長手軸が傾斜するように穿設されている。すなわち、各キャピラリ５１ａは、各ＬＤ２５の発光部２５ａが対向する固定用ブロック５１の入射端側から、光ファイバ２７が対向する固定用ブロック５１の出射端側に向けて収束するよう、光軸Ｏに対して傾斜して設けられている。換言すれば、各キャピラリ５１ａは、各キャピラリ５１ａは、各中継用光ファイバ５０の入射端が各ＬＤ２５に対応して分散して配置され、且つ、各中継用光ファイバ５０の出射端が光ファイバ２７に対応して集合して配置されるよう、光軸Ｏに対して傾斜されている。

そして、このように設けられた各キャピラリ５１ａには、エポキシ系等の接着剤を外周に塗布した中継用ファイバ５０が内挿され、接着固定されている。さらに、各中継用ファイバ５０の入射側及び出射側の端面は、固定用ブロック５１の先端面５１ｂ及び基端面５１ｃと同一面になるよう、楔状に研削されている。

なお、例えば、マルチモードファイバで構成された光ファイバ２７の開口数(Numerical Aperture : NA)が０．２２〜０．２７である場合、各中継用光ファイバ５０から光ファイバ２７に光信号を適切に入射させるため、光軸Ｏに対して各キャピラリ５１ａを傾斜可能な角度は１５°程度となる。

また、固定用ブロック５１の先端面５１ｂは、各キャピラリ５１ａに内挿された中継用光ファイバ５０の入射端と、各ＬＤ２５の発光部２５ａと、を接続するための第１接続部として設定されている。そして、この固定用ブロック５１の先端面５１ｂには、各ＬＤ２５の発光部２５ａが、対応する各中継用光ファイバ５０の入射端と光学的に位置決めされた後、アクリル若しくはエポキシ等の光学接着剤（屈折率整合接着剤）を介して、接着固定されている。なお、このような固定用ブロック５１に対する各ＬＤ２５の接着固定は、上述した基板本体４５に対する各ＬＤ２５の実装よりも前の工程にて行われる。

また、固定用ブロック５１の基端面５１ｃは、各キャピラリ５１ａに内挿された中継用光ファイバ５０の出射端と、光ファイバ２７の入射面とを接続するための第２接続部として設定されている。そして、この固定用ブロック５１の基端面には、光ファイバ２７の入射面が、各中継用光ファイバ５０の出射端と光学的に位置決めされた後、アクリル若しくはエポキシ等の光学接着剤（屈折率整合接着剤）を介して、接着固定されている。

なお、上述のように、各ＬＤ２５の発光部２５ａの中心間距離Ｗ２＝３００μｍ程度であり、光軸Ｏに対する各キャピラリ５１ａの傾斜角度が１５°程度である場合、固定用ブロック５１の光軸方向の長さＬ１は、１〜２ｍｍ程度の短尺に設定することが可能である。

このような実施形態によれば、電気信号を互いに異なる波長の光信号に変換して出射する面発光レーザからなる複数のＬＤ２５と、複数のＬＤ２５からの出射光をそれぞれ導光するシングルモードファイバからなる複数の中継用光ファイバ５０と、複数の中継用光ファイバ５０からの出射光を合波して外部へ伝搬する中継用光ファイバ５０よりも太径の光ファイバ２７と、複数の中継用光ファイバ５０の入射端を複数のＬＤ２５に対応付けて分散して配置させるとともに、複数の中継用光ファイバ２７の出射端を光ファイバ２７のコア２７ａに対向する領域内に集合して配置させるよう、複数の中継用光ファイバを内挿する固定用ブロック５１と、複数の中継用光ファイバ５０の入射端と複数のＬＤ２５とを接続する第１接続部（固定用ブロック５１の先端面５１ｂ）と、複数の中継用光ファイバ５０の出射端と光ファイバ２７の入射端とを接続する第２接続部（固定用ブロック５１の基端面５１ｃ）と、を備えて内視鏡用光信号送信モジュール２３を構成することにより、簡単な構成により、複数のＬＤ２５から出射される光信号を光ファイバ２７に対して効率良く合波させることができる。

すなわち、コア５０ａの外径φ４をＬＤ２５の発光部２５ａの直径φ１以上に設定することができ、且つ、面発光レーザからなる各ＬＤ２５に常用される波長帯域の光信号を伝達する際の損失が小さく、さらに、マルチモードファイバからなる光ファイバ２７よりも十分に細径に形成することが可能なシングルモードファイバからなる複数の中継用光ファイバ５０を介して、複数のＬＤ２５からの出射される光信号を光ファイバ２７に入射させることにより、各ＬＤ２５を面発光レーザによって構成した場合に、各ＬＤ２５から出射される光信号を光ファイバ２７に対して効率良く合波させることができる。

換言すれば、中継用光ファイバ５０としてシングルモードファイバを採用することにより、内視鏡２の先端部１１に配設される各ＬＤ２５として、駆動電流が小さく且つ発熱量が小さい面発光レーザを採用した場合に、各ＬＤ２５から出射される光信号を大幅に損失等させることなく光ファイバ２７に入射させて合波させることができる。

この場合において、各中継用光ファイバ５０の入射端を各ＬＤ２５に対応付けて分散して配置させるとともに、各中継用光ファイバ５０の出射端を光ファイバ２７のコア２７ａに対向する領域内に集合して配置させるよう、各中継用光ファイバ５０を固定用ブロック５１に内挿することにより、簡単な構成により、光信号送信モジュール２３を構成することができる。

加えて、固定用ブロック５１の先端面５１ｂを、各中継用光ファイバ５０の入射端と各ＬＤ２５とを接続する第１接続部として設定するとともに、固定用ブロック５１の基端面５１ｃを、各中継用光ファイバ５０の出射端と光ファイバ２７の入射端とを接続する第２接続部として設定することにより、フェルール等を用いることなく、簡単な構成により、光信号送信モジュール２３を構成することができる。

ここで、例えば、図７に示すように、各中継用光ファイバ５０の入射端を研磨やエッチング等によって部分球状に加工し、各ＬＤ２５の発光部２５ａから出射される光信号を集光するための集光部５０ｃを設けることも可能である。このように構成すれば、各ＬＤ２５の発光部２５ａから出射される光信号の外部へのしみ出し等を抑制して、光信号を効率良く中継用光ファイバ５０に入射させることができる。

加えて、各中継用光ファイバ５０の出射端を研磨やエッチング等によって部分球状に加工し、各中継用光ファイバ５０から出射される光信号を光ファイバ２７の入射端面に集光させるための集光部５０ｄを設けることも可能である。このように構成すれば、各中継用光ファイバ５０から出射される光信号の外部へのしみ出し等を抑制して、光信号を効率良く光ファイバ２７に入射させることができる。

ここで、集光部５０ｃ，５０ｄの形状としては、部分球状に限定されるものではなく、例えば、図８に示すように、テーパ状に形成することも可能である。

また、上述の実施形態においては、発光素子として２個のＬＤ２５を備えた光信号送信モジュール２３の一例について説明したが、例えば、３個のＬＤ２６及びＬＤドライバ２６を備えた構成においては、図９に示すように、３本の中継用光ファイバ５０を固定用ブロック５１に内挿することが可能であり、４個のＬＤ２５及びＬＤドライバ２６を備えた構成においては、図１０に示すように、４本の中継用光ファイバ５０を固定用ブロック５１に内挿することも可能である。なお、図示しないが、５個以上のＬＤ２５及びＬＤドライバ２６を備えた構成においても、ＬＤ２５の数に応じた中継用光ファイバ５０を固定用ブロック５１に内挿することが可能である。

次に、図１１，１２は本発明の第２の実施形態に係り、図１１は光信号送信モジュールの要部断面図、図１２は光信号送信モジュールの要部を示す分解斜視図である。なお、本実施形態において、上述の第１の実施形態と同様の構成については、同符号を付して適宜説明を省略する。

図１１，１２に示すように、本実施形態の実装基板７０は、平板状の基板によって構成されている。この実装基板７０に設定された各実装部４５ａには、各ＬＤ２５が、子基板４７を介して実装されている。

また、各子基板４７には、各ＬＤ２５の両側に配設された一対のスペーサ７１がそれぞれ保持されている。そして、各スペーサ７１が固定用ブロック５１の先端面５１ｂに接着剤等を介して接続されることにより、各ＬＤ２５の発光部２５ａは、対応する中継用光ファイバ５０に対して適切な距離にて光学的に接続されている。

一方、固定用ブロック５１の基端面５１ｃには、略円環状をなすスペーサ７２が、接着剤等を介して接続されている。

さらに、スペーサ７２には、略円筒状をなすフェルール７３が、接着剤等を介して接続されている。このフェルール７３には、光ファイバ２７が、外皮２７ｃから露出された状態にて内挿され、接着剤等を介して接続されている。このとき、光ファイバ２７は、クラッド２７ｂの先端面がスペーサ７２に当接されることにより、各中継用光ファイバ５０に対して適切な距離にて光学的に接続されている。なお、スペーサ７１によって形成された各ＬＤ２５と各中継用光ファイバ５０の入射端面との空隙、及び、スペーサ７２によって形成された各中継用光ファイバ５０の出射端面と光ファイバ２７の入射端面との空隙には、適宜、光学接着剤等を充填することが可能である。

このような構成によれば、光結合ユニット２８及び光ファイバ２７を、異型基板に形成した突起部等に沿って配置することなく、各ＬＤ２５に対して適切に位置決めして光学的に接続することができる。

ここで、例えば、図１３に示すように、各子基板４７を異型基板によって構成し、各スペーサ７１を子基板４７に一体形成することも可能である。同様に、スペーサ７２をフェルール７３に一体形成することも可能である。

さらに、例えば、図１４に示すように、子基板４７を省略するとともに、実装基板７０を異型基板によって構成し、スペーサ７１を一体形成した実装基板７０に対し、各ＬＤ２５を直接的に実装することも可能である。

この場合において、各ＬＤ２５に挟まれたスペーサ７１にスリット７５を形成し、このスリット７５によって実装基板７０に許容される変形の範囲内において、中継用光ファイバ５０に対する各ＬＤ２５の相対位置を微調整することも可能である。さらに、光結合ユニット２８の固定用ブロック５１にもスリット７６を設けることにより、中継用光ファイバ５０に対する各ＬＤ２５の相対位置をより広い範囲で微調整可能としてもよい。

なお、本発明は、以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲内である。また、上述の各実施形態及び各変形例の構成を適宜組み合わせてもよいことは勿論である。

本出願は、２０１６年８月３０日に日本国に出願された特願２０１６−１６７８１３号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲に引用されるものとする。

本発明の一態様による内視鏡用光信号送信モジュールは、電気信号を互いに異なる波長の光信号に変換して、当該光信号の光を出射する面発光レーザからなる複数の発光素子と、前記複数の発光素子からの出射光をそれぞれ導光するシングルモードファイバからなる複数の中継用光ファイバと、コアを有し、前記複数の中継用光ファイバからの出射光を合波して外部へ伝搬する前記中継用光ファイバよりも太径の光ファイバと、前記複数の中継用光ファイバの入射端を前記複数の発光素子に対応付けて分散して配置させるとともに、前記複数の中継用光ファイバの出射端を前記光ファイバの前記コアに対向する領域内に集合して配置させるよう、太径の前記光ファイバの光軸に対して、長手軸が傾斜して前記複数の中継用光ファイバを内挿し、固定する複数の細管が穿設される単一の固定用ブロックと、前記複数の中継用光ファイバの入射端と前記複数の発光素子とを接続する第１接続部と、前記複数の中継用光ファイバの出射端と前記光ファイバの入射端とを接続する第２接続部と、を備えたものである。

Claims

電気信号を互いに異なる波長の光信号に変換して、当該光信号の光を出射する面発光レーザからなる複数の発光素子と、
前記複数の発光素子からの出射光をそれぞれ導光するシングルモードファイバからなる複数の中継用光ファイバと、
コアを有し、前記複数の中継用光ファイバからの出射光を合波して外部へ伝搬する前記中継用光ファイバよりも太径の光ファイバと、
前記複数の中継用光ファイバの入射端を前記複数の発光素子に対応付けて分散して配置させるとともに、前記複数の中継用光ファイバの出射端を前記光ファイバの前記コアに対向する領域内に集合して配置させるよう、前記複数の中継用光ファイバを内挿する固定用ブロックと、
前記複数の中継用光ファイバの入射端と前記複数の発光素子とを接続する第１接続部と、
前記複数の中継用光ファイバの出射端と前記光ファイバの入射端とを接続する第２接続部と、を備えたことを特徴とする内視鏡用光信号送信モジュール。
前記中継用光ファイバは、入出射端に集光部を有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用光信号送信モジュール。
前記中継用光ファイバの前記集光部は、テーパ状又は部分球状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡用光信号送信モジュール。
前記第１接続部は、前記複数の発光素子と前記複数の中継用光ファイバとをそれぞれ光学接着剤を介して接続することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用光信号送信モジュール。
前記第２接続部は、前記複数の中継用光ファイバと前記光ファイバとを光学接着剤を介して接続することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用光信号送信モジュール。