KR100980159B1 - 광 모듈 - Google Patents

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KR100980159B1
KR100980159B1 KR1020070113077A KR20070113077A KR100980159B1 KR 100980159 B1 KR100980159 B1 KR 100980159B1 KR 1020070113077 A KR1020070113077 A KR 1020070113077A KR 20070113077 A KR20070113077 A KR 20070113077A KR 100980159 B1 KR100980159 B1 KR 100980159B1
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미찌히데 사사다
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니혼 오프네크스토 가부시키카이샤
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Abstract

본 발명은 광전 소자를 탑재한 장치(200)와, 이 장치(200)와 광파이버(400)를 광학적으로 접속하기 위한 리셉터클(300)을 갖는다. 리셉터클(300)은, 그 일단부에 장치 홀더(320)를 갖고, 장치 홀더(320)에, 장치(200)의 선단부측을 끼워 맞춤시키는 동시에, 자외선 경화형 수지(500)를 개재시켜 고정 보유 지지한다. 장치 홀더(320)는, 장치(200)와의 끼워 맞춤 부분의 전체 주위에 분산 배치된 창 영역을 갖고, 상기 창 영역은 상기 장치 홀더의 상기 장치와의 끼워 맞춤 부분 중 창 영역을 제외한 다른 영역에 비하여 자외선 투과량이 상대적으로 많은 창 영역을 갖는다.
장치, 광파이버, 장치 홀더, 리셉터클, 자외선 경화형 수지

Description

광 모듈{OPTICAL MODULE}
본 발명은 광소자와 광도파로를 결합하는 기술, 특히, 수광 장치와 광파이버를 장착하는 기구를 갖는 광 모듈에 관한 것이다.
광 모듈은, 발광 소자를 갖는 발광 장치 또는 수광 소자를 갖는 수광 장치와, 광파이버 단부가 장전되는 리셉터클에 의해 구성된다. 수광 장치와 리셉터클은, 광축을 가지런히 하여 고착된다. 고착은, 예를 들어, 리셉터클과 수광 장치를 금속제 홀더를 통해 YAG 용접 등으로 고정하는 것에 의해 행해진다(일본 특허 공개 제2004-94033호 공보 참조).
용접에 의한 온도 스트레스 방지를 위해, 금속제 홀더와 리셉터클의 금속제 홀더도 동일한 SUS재를 이용할 필요가 있기 때문에, 재질적인 제한을 받는 것이 된다. 또한, YAG 용접에 의한 용융물이, 양자 사이의 간극에 침투하여, 광학적 위치의 어긋남을 발생시킨다. 따라서, 용접시의 용입의 안정화를 위해, 형상의 고안을 행할 필요가 있고, 그 방법은 일본 특허 공개 제2004-94033호 공보에 기재되어 있다. 그러나, 일본 특허 공개 제2004-94033호 공보에서의 용접 고정 방법에서는, 형상ㆍ재질의 제한이 있어, 설계 자유도가 좁혀지는 상태이다.
한편, YAG 용접 대신에, 수광 장치와 리셉터클을, 자외선 경화형 수지를 이용한 접착하는 방법이, 일본 특허 공개 제2002-90587호 공보에 기재되어 있다. 이 방법은, 재료의 제약을 해소하여 저렴하게 구성할 수 있다.
그러나, 이 방법에서는, 수지로의 자외선의 조사 강도 분포에 불균일이 생기기 쉬운 것에 기인하여, 수지의 경화 불균일을 발생시키기 쉽다는 문제가 있다. 경화 불균일은, 수광 장치와 리셉터클의 광축 어긋남, 광축 방향의 초점 위치의 어긋남 등의 광학적인 위치 어긋남을 일으키는 일이 있다.
본 발명의 목적은, 접착시의 경화 불균일이 생기기 어렵고, 따라서, 광학적인 위치 어긋남을 일으키기 어려운 광 모듈을 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 광전 소자를 탑재한 장치와, 이 장치와 광파이버를 광학적으로 접속하기 위한 리셉터클을 갖고,
상기 리셉터클은, 그 일단부에 장치 홀더를 갖고, 상기 장치 홀더에, 상기 장치의 선단부측을 끼워 맞춤시키는 동시에, 자외선 경화형 수지를 개재시켜 고정 보유 지지하고,
상기 장치 홀더는, 상기 장치와의 끼워 맞춤 부분의 전체 주위에 분산 배치된 창 영역을 갖고, 상기 창 영역은 상기 장치 홀더의 상기 장치와의 끼워 맞춤 부분 중 창 영역을 제외한 다른 영역에 비하여 자외선 투과량이 상대적으로 많은 창 영역을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 광 모듈에 있어서 수광 장치 또는 발광 장치와 리셉터클을 자외선 경화형 수지를 이용하여 결합시킬 때, 자외선 경화형 수지의 경화시의 불균일 발생을 저감시키는 것이 가능한 효과가 있다.
이하, 도면을 참조하여, 실시 형태에 대해 설명한다.
도1에, 제1 실시 형태를 나타내는 광 모듈은, 수광 장치(200)와 리셉터클(300)에 의해 구성된다.
수광 장치(200)는, 수광 소자(230)와, 전기 신호를 증폭하는 IC(220)와, 그들을 탑재하는 금속 베이스(210)와, 렌즈 부착 캡(280)을 갖는다. 렌즈 부착 캡(280)은, 수광 소자(230)를 향해 광을 집광하는, 집광 렌즈(250)와, 렌즈 홀더(240)를 갖는다. 렌즈 홀더(240)는, 집광 렌즈(250)를 배치하기 위해 광축(L)과 동축에 관통 구멍(240a)이 형성되어 있다. 집광 렌즈(250)는, 저융점 유리에 의해 렌즈 홀더(240)의 관통 구멍(240a)에 고착되어 기밀 밀봉을 행하고 있다. 이 렌즈 부착 캡(280)은, 금속 베이스(210)에 적재되어 고착된다. 구체적으로는, 렌즈 부착 캡(280)은, 금속 베이스(210)에, 예를 들어, 저항 용접되어 기밀 밀봉을 행하고 있다.
리셉터클(300)은, 본체(310)와, 그 내부에 장착되는 스터브 페룰(370)과, 슬리브(380)를 갖는다. 본체(310)는, 합성 수지를 성형하여 형성된다. 이 본체(310)에는, 광축과 동축 방향으로 광 커넥터를 삽입 발출하는 관통 구멍(311)이 형성되어 있다. 관통 구멍(311)은, 슬리브(380)가 수용되는 영역(313)과, 스터브 페룰(370)이 끼움 삽입되는 영역(312)이 순차 형성된다. 스터브 페룰(370)에는 중심 구멍부에 광파이버(400)를 갖는 것, 또는 스터브 페룰(370) 자체를 광학 유리로 형성하고, 동등한 기능을 갖는 것(도시하지 않음)이 있다.
또한, 본체(310)의 수광 장치(200)와의 대향면측에, 상기 수광 장치(200)의 렌즈 부착 캡(280)의 선단부측을 고정 보유 지지하는 수광 장치 홀더(320)가 설치되어 있다. 이 수광 장치 홀더(320)는, 본체(310)와 동일한 재료에 의해 일체로 설치된다. 수광 장치 홀더(320)는 바닥부(321)를 갖는 구멍(322)이다. 개구부(323)로부터 수광 장치(200)가 삽입된다. 이 삽입 깊이는, 집광 렌즈(250)의 촛점 거리에 따라서 조정할 수 있도록 하기 위해, 어느 정도의 깊이를 갖고 형성된다.
이 수광 장치(200)와 리셉터클(300)과의 고정은, 수지 접착재에 의해 행한다. 구체적으로는, 자외선 경화형 수지(500)를 접착재로서 이용하여 고정한다. 일반적으로, 자외선 경화형 수지(500)는, 고착해야 하는 부재 사이에 개재시켜, 그 부분에 자외선의 조사를 받는 것에 의해, 경화하여, 부재를 결합한다.
여기서, 자외선 경화형 수지(500)의 경화는, 자외선의 조사량에 따라서 경화 개시 시간이 어긋나는 성질이 있다. 이하의 실시 형태에서는, 자외선을 투과시키는 창 영역을, 리셉터클(300)의 수광 장치(200)와의 결합 부분에 분산 배치시켜, 경화 개시 위치를 분산시키고, 또한, 자외선 수광 영역을 많게 함으로써, 균일하게 경화시키도록 하고 있다. 구체적으로는, 리셉터클(300)의 일단부에 장치 홀더(320)를 설치하고, 장치 홀더(320)에, 수광 장치(200)의 선단부측을 끼워 맞춤시키는 동시에, 자외선 경화형 수지(500)를 개재시켜, 수광 장치(200)를 고정 보유 지지한다. 또한, 장치 홀더(320)에, 수광 장치(200)와의 끼워 맞춤 부분의 전체 주위에 분산 배치된, 자외선 투과량이 상대적으로 많은 창 영역[예를 들어, 후술하 는 절결부(330), 관통 구멍(340) 등]을 형성한다.
전술한 수광 장치(200)와 리셉터클(300)은, 몇 가지의 변형 태양이 가능하므로, 일부를 예시한다.
변형예의 형태의 하나는, 집광 렌즈의 장착 위치에 관한 것이다. 도1에 나타내는 형태에서는, 수광 장치(200)의 렌즈 부착 캡(280)에 집광 렌즈(250)가 설치되어 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도2에 도시하는 바와 같이, 리셉터클(300)측에, 집광 렌즈(390)를 설치한 것이 있다. 집광 렌즈(390)는 수지 성형된 것이다. 구체적으로는, 본체(310)의 바닥부(321)에 개방하는 개구부(324)에, 집광 렌즈(390)를 적재하는 것이다. 본 예의 경우, 수광 장치(200)는, 수광 소자(230) 및 전기 신호를 증폭하는 IC(220)를 탑재하는 금속 베이스(210)와, 캡 부분의 유리 창(260) 및 유리 창 홀더(270)로 구성된다. 유리 창(260)은, 저융점 유리에 의해 유리 창 홀더(270)의 관통 구멍(270a)에 고착된다. 이 상태에서, 유리 창 부착 캡(290)의 기밀 밀봉을 행하고 있다. 유리 창 부착 캡(290)은 금속 베이스(210)에 저항 용접되어 기밀 밀봉을 행하고 있다.
한편, 스터브 페룰(370)을 갖지 않는 것에도 적용 가능하다. 도3 및 도4에 각각 도시하는 것이, 그 예이다. 도3에 나타내는 예에서는, 집광 렌즈(250)가 수광 장치측에 설치되어 있다. 도4에 나타내는 예에서는, 집광 렌즈(390)가, 수광 장치 홀더(320)의 바닥부(321)에 개방하는 개구부(324)를 덮어 설치된다.
다음에, 리셉터클(300)과 수광 장치(200)와의 고정에 대해 설명한다. 전술한 바와 같이, 고정에는, 자외선 경화형 수지(500)가 이용된다. 도5 내지 도7까지 에 도시하는 것은, 리셉터클(300)의 수광 장치 홀더(320)의 개구부(323)의 주연(周緣)에, 자외선 경화형 수지(500)에 대한 자외선의 조사 면적을 증가시키기 위한 가공을 실시하고 있다.
도5에 나타내는 예는, 수광 장치 홀더(320)의 주연에 절결부(330)를 복수 형성한 것이다. 또한, 도8a 및 도8b에 사시도를 도시한다.
이 절결부(330)는, 예를 들어, U자 형상으로 형성된다. 물론, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, V자 형상으로 할 수 있다. 여기서, 동일한 깊이의 절결부(330)라고 하면, U자 형상과 V자 형상과 비교하면, U자 형상의 절결부(330)로 하면 경화가 진행하기 쉬워지는 동시에 불균일이 생기기 어려워진다. 이 이유는, 제1로, 절결부(330)의 면적이 큰 것에 의한 조사 면적의 증대를 들 수 있다. 제2로, U자 형상의 쪽이, 절결부(330)의 모서리의 길이가 긴 것에 의해, 미조사 영역으로의 경화 반응의 진행의 거점이 많아지는 것에 기인하는 경화 영역의 증대를 들 수 있다.
따라서, 절결부(330)의 절입 깊이를 깊게 하는 동시에, 절결부(330)의 모서리의 길이를 길게 하고, 또한, 절결부(330)의 수를 많게 하는 것이 효과적이라 할 수 있다. 단, 절결부(330)를 많게 함으로써 수광 장치(200)와의 접촉 면적이 감소하여, 강도 부족이 될 가능성이 있기 때문에, 적절하게 선정한다.
도6에 나타내는 예는, 도5에 도시하는 절결부 대신에, 수광 장치 홀더(320)의 개구부(323)의 주연에, 관통 구멍(340)을 복수개 형성한 예이다. 관통 구멍(340)은 단면 원형이지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 타원, 장원(長 圓), 장방형 등이라도 좋다. 이 관통 구멍(340)의 형상, 면적 및 개수에 대해서는, 전술한 절결부(330)에 대해 서술한 바와 같이, 자외선 경화형 수지(500)의 경화 반응에 맞추어 선정된다.
도7에 나타내는 예는, 지금까지의 예와 달리, 절결부(330), 관통 구멍(340)이 형성되어 있지 않다. 그들 대신에, 수광 장치 홀더(320)의 개구부(323)의 주연(323a)의, 자외선 투과율을 향상시킨 예이다. 자외선 투과율을 향상시키는 전형적인 예로서, 자외선 투과율이 높은 수지를 이용하는 것, 두께를 얇게 하는 것, 그 양자의 특징을 구비하는 것을 들 수 있다. 또한, 도5에 나타내는 절결부(330)를 형성한 예, 및 도6에 도시하는 관통 구멍(340)을 형성한 예와, 자외선 투과율을 높게 하는, 도7에 나타내는 예를 조합할 수 있다.
다음에, 자외선 경화형 수지(500)에 의한 수광 장치(200)와 리셉터클(300)을 고착하는 방법에 대해, 도1과, 도9를 참조하여 설명한다.
수광 장치(200)와 리셉터클(300)과의 고정은, 도1에 도시하는 바와 같이, 우선, 리셉터클(300)의 수광 장치 홀더(320)의 구멍(322)에, 수광 장치(200)의 렌즈 부착 캡(280)이 삽입된다. 이 상태에서, 수광 장치 홀더(320)의 구멍(322)의 내벽(322a)과, 수광 장치(200)의 렌즈 부착 캡(280)의 외주와의 사이에, 자외선 경화형 수지(500)를 주입한다. 다음에, 도9에 도시하는 바와 같이, 수광 장치 홀더(320)의 외주에, 자외선원을 갖는 조명 장치로부터 자외선 UV를 조사한다. 이때, 수광 장치 홀더(320)의 외주에 자외선 UV가 균일하게 조사되도록, 자외선원과 수광 장치 홀더(320)를 상대적으로 회전시킨다. 조사 시간은, 사용하는 자외선 경 화형 수지에 대해 정해진 시간으로 한다.
또한, 이상의 예에서는, 자외선 경화형 수지(500)를, 수광 장치 홀더(320)의 구멍(322)의 내벽(322a)과, 수광 장치(200)의 렌즈 부착 캡(280)의 외주와의 사이에 주입하는 예를 나타냈다. 그러나, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 수광 장치 홀더(320)의 구멍(322)의 내벽(322a), 및 수광 장치(200)의 렌즈 부착 캡(280)의 외주(280a) 중, 어느 한쪽에 자외선 경화형 수지(500)를 도포하고, 이들을 끼워 맞춤시키는 구성으로 해도 좋다.
이상에 서술한 각 실시 형태에서는, 절결부(330), 관통 구멍(340), 투과율 등의 기술적 고안에 의해, 수광 장치 홀더에 있어서, 내주측에 존재하는 자외선 경화형 수지로의 자외선 조사의 균일화를 도모하고 있다. 이 때문에, 자외선 경화형 수지를 경화시킬 때의 불균일의 발생을 저감시키는 것이 가능하게 된다.
이상에 서술한 예에서는, 수광 장치(200)와 리셉터클(300)을 결합시킨 수광 소자 모듈이다. 그러나, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 레이저 다이오드 등을 내장하는 발광 장치와 리셉터클(300)을 결합시키는 발광 소자 모듈에도 적용할 수 있다. 즉, 전술한 각종 실시 형태에 있어서의 수광 장치를 발광 장치와 치환할 수 있다.
도1은 본 발명의 제1 실시 형태인 광 모듈의 변형예를 나타내는 단면도.
도2는 본 발명의 제2 실시 형태인 광 모듈의 단면도.
도3은 본 발명의 제1 실시 형태인 광 모듈의 변형예를 나타내는 단면도.
도4는 본 발명의 제2 실시 형태인 광 모듈의 변형예를 나타내는 단면도.
도5는 본 발명의 광 모듈의 리셉터클의 측면도.
도6은 본 발명의 광 모듈의 리셉터클의 측면도.
도7은 본 발명의 광 모듈의 리셉터클의 측면도.
도8a는 도5의 리셉터클을 이용한 광 모듈의 사시도.
도8b는 도5의 리셉터클을 이용한 광 모듈의 도8a와는 역방향의 사시도.
도9는 수광 장치로의 자외선 조사를 모식적으로 설명하는 설명도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
200 : 수광 장치
210 : 금속 베이스
230 : 수광 소자
250 : 집광 렌즈
280 : 캡
300 : 리셉터클
310 : 본체
370 : 스터브 페룰
400 : 광파이버
500 : 자외선 경화형 수지

Claims (12)

  1. 광전 소자를 탑재한 장치와, 이 장치와 광파이버를 광학적으로 접속하기 위한 리셉터클을 갖고,
    상기 리셉터클은, 그 일단부에 장치 홀더를 갖고, 상기 장치 홀더에, 상기 장치 홀더의 개구부를 통하여 상기 장치의 선단부측을 끼워 맞춤시키는 동시에, 자외선 경화형 수지를 개재시켜 고정 보유 지지하고,
    상기 장치 홀더는, 상기 장치와의 끼워 맞춤 부분의 외주면 상에 형성되고 상기 외주면을 따라 분산 배치된 창 영역을 갖고, 상기 창 영역은 상기 장치 홀더의 상기 장치와의 끼워 맞춤 부분 중 창 영역을 제외한 다른 영역에 비하여 자외선 투과량이 상대적으로 많고,
    상기 자외선은 상기 리셉터클의 장치 홀더와 상기 광전 소자를 탑재한 장치 상의 끼워 맞춤 부분에 대체적으로 수직인 방향으로 조사되는, 광 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 장치 홀더의 창 영역은 상기 개구부 주연에 절입된 절결부인 것을 특징으로 하는 광 모듈.
  3. 제1항에 있어서, 상기 장치 홀더의 창 영역은 상기 개구부 주연에 형성된 관통 구멍인 것을 특징으로 하는 광 모듈.
  4. 제1항에 있어서, 상기 장치 홀더의 창 영역은, 상기 장치 홀더의 상기 장치와의 끼워 맞춤 부분 중 창 영역을 제외한 다른 영역에 비하여 자외선 투과율이 높은 재질에 의해 형성된 영역인 것을 특징으로 하는 광 모듈.
  5. 제4항에 있어서, 상기 장치 홀더의 창 영역은 상기 개구부 주연의 전체 주위에 걸치는 하나의 영역으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 광 모듈.
  6. 제1항에 있어서, 상기 장치 홀더의 창 영역은 상기 개구부 주연에 형성된 박육부인 것을 특징으로 하는 광 모듈.
  7. 제1항에 있어서, 상기 장치 홀더는 자외선을 투과하는 재질에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 광 모듈.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리셉터클은, 본체와, 그 일단부에 일체적으로 상기 장치 홀더를 설치하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 모듈.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광전 소자는 발광 소자인 것을 특징으로 하는 광 모듈.
  10. 제9항에 있어서, 상기 리셉터클은, 본체와, 그 일단부에 일체적으로 상기 장치 홀더를 설치하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 모듈.
  11. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광전 소자는 수광 소자인 것을 특징으로 하는 광 모듈.
  12. 제11항에 있어서, 상기 리셉터클은, 본체와, 그 일단부에 일체적으로 상기 장치 홀더를 설치하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 모듈.
KR1020070113077A 2006-11-08 2007-11-07 광 모듈 KR100980159B1 (ko)

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