KR20220118906A

KR20220118906A - 광 결합 구조, 광 결합 방법, 카메라 모듈

Info

Publication number: KR20220118906A
Application number: KR1020220005646A
Authority: KR
Inventors: 치에미 야마가타
Original assignee: 야자키 소교 가부시키가이샤
Priority date: 2021-02-19
Filing date: 2022-01-14
Publication date: 2022-08-26
Also published as: JP7210120B2; CN114967000A; JP2022127138A; KR102665420B1

Abstract

[과제] 조립 시의 얼라인먼트의 작업성을 향상시켜, 제조 코스트를 억제할 수 있는 광 결합 구조, 광 결합 방법, 카메라 모듈을 제공한다.
[해결 수단] 발광부(21a)를 가지는 발광 소자(20)와 광섬유(30)와의 사이에서 광 전송하는 광 결합 구조이고, 평행한 이면(裏面)(12) 및 표면(13)을 가지고, 두께 방향으로 관통한 관통 구멍(11)이 형성된 기판(10)과, 발광부(21a)에 구면(球面) 렌즈(22)를 가지고, 관통 구멍(11)의 내측으로 구면 렌즈(22)가 향하도록 기판(10)의 이면(12)에 장착된 발광 소자(20)와, 관통 구멍(11)의 표면(13) 측에 있어서, 개구단(開口端)(31)이 발광 소자(20)와 상대하여 설치된 광섬유(30)와, 광섬유(30)의 단부(端部)를 둘러싸 보지(保持)하는 것과 함께, 기판(10)의 표면(13)에 저면(底面)(41a)이 당접(當接)한 바닥이 있는 통상(筒狀)의 페룰(ferrule)(40)과, 페룰(40)을 둘러싸 보지하는 것과 함께, 기판(10)의 표면(13)에 저면(51a)이 당접하여, 표면(13)에 고정된, 바닥이 있는 통상의 조심(調芯) 지그(jig)(50)를 구비한다.

Description

광 결합 구조, 광 결합 방법, 카메라 모듈{OPTICAL COUPLING STRUCTURE, OPTICAL COUPLING METHOD, CAMERA MODULE}

본 발명은, 광 결합 구조, 광 결합 방법, 카메라 모듈에 관한 것이다.

종래, 데이터를 전송하는 통신 형태의 하나로서, 비접촉 방식에 의한 광 근접 공간 전송이 이용되고 있다. 광 근접 공간 전송은, 영상이나 음성 등의 전기 신호를 광의 신호로 변환하여 전송하고, 수신 측에서 다시 전기 신호로 되돌려 이용하는 것이다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조). 구체적으로는, 전기 신호를 레이저 다이오드 등의 발광 소자로부터 광 신호로서 발하고, 광섬유 등의 전송 수단을 통하여 수신 장치에 전송하고, 수신 장치에 있어서, 광 신호로부터 전기 신호로 변환하여 이용한다.

또한, 종래의 광을 이용한 통신을 위한 광 결합 구조에서는, 발광 소자와 광섬유와의 사이에, 발광 소자로부터 발하여진 광의 확산을 억제하기 위한 렌즈를 설치하는 것에 의하여 광의 손실을 억제하여, 광섬유로의 광의 입사 효율을 높이는 것으로, 통신의 신뢰성을 높이는 것이 행하여지고 있다.

일본국 공개특허공보 특개2004-64430호

광 결합 구조에 있어서는, 광이 직진성에 뛰어나다고 하는 특징을 가지기 때문에, 광을 송수신하는 부품의 위치 정도(精度)를 높게 할 필요가 있다. 그렇지만, 종래의 광 결합 구조에 있어서는, 발광 소자, 렌즈, 광섬유 등의 부품을 조립할 때에, 발광 소자, 렌즈, 광섬유의 기울기와 위치를 맞추는 얼라인먼트의 작업이 번잡하게 되고, 시간이 걸리기 때문에, 제조 코스트가 높아진다고 하는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은, 상기와 같은 문제점에 착목(着目)하고, 조립 시의 얼라인먼트의 작업성을 향상시켜, 제조 코스트를 억제할 수 있는 광 결합 구조, 광 결합 방법, 카메라 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 광 결합 구조는, 발광부 또는 수광부(受光部)를 가지는 광전 소자와 광섬유와의 사이에서 광 전송하는 광 결합 구조에 있어서, 제1면과 상기 제1면에 평행하게 연장되는 제2면을 가지고, 두께 방향으로 관통한 관통 구멍이 형성된 기판과, 상기 발광부 또는 상기 수광부에 광학계를 가지고, 상기 관통 구멍의 내측으로 상기 광학계가 향하도록 상기 기판의 상기 제1면에 장착된 상기 광전 소자와, 상기 제2면을 마주보는 상기 관통 구멍 측에 있어서, 개구단(開口端)이 상기 광전 소자를 마주보게 설치된 상기 광섬유와, 상기 광섬유의 단부(端部)를 둘러싸 보지(保持)하는 것과 함께, 상기 기판의 상기 제2면에 저면(底面)이 당접(當接)한 바닥이 있는 통상(筒狀)의 페룰(ferrule)과, 상기 페룰을 둘러싸 보지하는 것과 함께, 상기 기판의 상기 제2면에 저면이 당접하여, 상기 제2면에 고정된, 바닥이 있는 통상의 조심(調芯) 지그(jig)를 구비한다.

본 발명은, 조립 시의 얼라인먼트의 작업성을 향상시켜, 제조 코스트를 억제할 수 있는 광 결합 구조, 광 결합 방법, 카메라 모듈을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관련되는 광 결합 구조를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 광 결합 구조를 구비하는 카메라 모듈을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 광 결합 구조의 변형예를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시한 광 결합 구조의 다른 변형예를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시한 광 결합 구조의 또 다른 변형예를 모식적으로 도시하는 단면도이다.

본 발명의 일 실시 형태에 관련되는 광 결합 구조, 광 결합 방법, 카메라 모듈을, 도 1, 도 2를 참조하여 설명한다. 본 실시 형태의 광 결합 구조(100)는, 기판을 가지는 것과 함께, 발광부 또는 수광부를 가지는 광전 소자와 광섬유와의 사이에서 광 전송하는 것에 넓게 적용할 수 있고, 예를 들어, 카메라 모듈(200)에 있어서 이용할 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 카메라 모듈(200)은, 예를 들어, 드라이브 리코더 등의 차재(車載)용 카메라의 촬상(撮像) 부품으로서 적용할 수 있다.

［광 결합 구조, 및, 광 결합 방법］

도 1에 도시하는 바와 같이, 광 결합 구조(100)는, 기판(10)과 발광 소자(20)(광전 소자)와 광섬유(30)와 페룰(40)과 조심 지그(50)를 구비한다.

기판(10)에는, 두께 방향으로 관통한 관통 구멍(11)이 형성되고, 기판(10)은, 발광 소자(20)가 장착되는 PAD(15)가 설치된, 이면(裏面)(12)(제1면)과, 광섬유(30)가 장착되는, 표면(13)(제2면)을 가진다. 기판(10)에 있어서, 표면(13)과 이면(12)과는 평행하고, 관통 구멍(11)은 표면(13)과 이면(12)과 수직이다. 또한, 관통 구멍(11)의 이면(12) 측의 개구부에는 발광 소자(20)가 장착되고, 관통 구멍(11)의 표면(13) 측의 개구부에는 광섬유(30)의 개구단(31)이 배치되어 있는 것으로, 발광 소자(20)와 광섬유(30)의 개구단(31)이 상대하고 있다.

덧붙여, 관통 구멍(11)의 내면에 있어서 발광 소자(20)로부터의 광(L)이 반사하면 광(L)의 위상이 변화하여 노이즈의 원인이 될 수 있는 것으로부터, 관통 구멍(11)의 내면에 발광 소자(20)의 광(L)을 반사시키지 않는 것이 바람직하다. 따라서, 관통 구멍(11)의 내면은, 발광 소자(20)의 광(L)이 반사하지 않도록 코팅 등을 시행하지 않는 것이 바람직하다.

발광 소자(20)는, 발광부(21a)를 가지는 발광 소자 본체(21)와, 발광 소자 본체(21)의 발광부(21a) 측에 장착된 구면(球面) 렌즈(22)(광학계)와, 발광부(21a) 측에 설치된 단자(23)를 가진다. 또한, 발광 소자(20)는, 기판(10)의 관통 구멍(11)의 내측으로 구면 렌즈(22)가 향하도록 구면 렌즈(22) 측의 면이 기판(10)의 이면(12)에 장착되어 있다. 또한, 발광 소자 본체(21)에는 상면(上面)(구면 렌즈(22) 측의 면)에 단자(23)가 설치되어 있다.

또한, 발광 소자 본체(21)로부터 발하여진 광(L)은, 구면 렌즈(22)를 통하여 집광(集光)하도록 설계되어 있다. 구면 렌즈(22)는, 발광 소자(20)로부터 발하여진 광(L)의 광량, 확산의 정도, 광섬유(30)의 개구단(31)까지의 거리, 즉, 기판(10)의 관통 구멍(11)의 치수를 고려하여, 광(L)의 손실이 가능한 한 적게 되는 것과 같은 초점 거리를 가지는 렌즈를 선택하는 것이 바람직하다.

발광 소자(20)가 기판(10)에 장착된 상태에 있어서, 발광 소자(20)의 광축은, 기판(10)의 관통 구멍(11)과 평행하고, 기판(10)의 이면(12)과 수직이다.

단자(23)는, 예를 들어, 금속제로 환상(環狀)의 판상(板狀) 부재이고, 발광 소자 본체(21)의 상면에 설치되고, 기판(10)에 설치된 PAD(15)와 전기적으로 접속한다. 단자(23)는, 발광 소자(20)에 전기 신호를 입력하기 위한 단자로서 기능한다. 또한, 예를 들어, 기판(10)의 이면(12)에 설치된 PAD(15)와 단자(23)가 전기적으로 접속한 상태에서, 단자(23)와 PAD(15)를 도전성 접착제를 이용하여 접착한다. 이것에 의하여, 기판(10)과 발광 소자(20)가 물리적으로 고정된다.

덧붙여, PAD(15)와 단자(23)와의 전기적인 접속 방법은, 특별히 한정되지 않고, 와이어 등에 의하여 행하여도 무방하다. 일반적으로, 발광 소자는 하면(下面)(발광부와는 반대 측의 면) 측에 단자가 설치되어 있고, 이 단자와 기판과의 전기적인 접속은, 단자에 와이어를 접속하여 행하여진다. 단자를 하면에 가지는 발광 소자를 본 실시 형태의 광 결합 구조(100)에 적용하여도 무방하지만, 발광 소자의 하면의 단자로부터 기판의 이면의 PAD까지 와이어를 늘려 접속할 필요가 있다. 나아가, 발광 소자의 상면과 기판의 이면을 비도전성 접착제 등을 이용하여 물리적으로 고정할 필요가 있다.

한편, 본 실시 형태의 발광 소자(20)의 단자(23)와 PAD(15)를 이용한 접속 방법이면, 발광 소자(20)와 기판(10)과의 물리적인 고정과, 단자(23)와 PAD(15)와의 전기적인 접속을 하나의 공정으로 행할 수 있고, 와이어의 장착 공정을 생략하여 제조 코스트를 삭감할 수 있다. 또한, 이 접속 방법이면, 와이어의 열화나 단선이 발생하지 않는 것으로부터 접속 신뢰성을 높일 수 있고, 본 실시 형태에 있어서 호적(好適)하게 이용할 수 있다.

광섬유(30)는, 개구단(31)이 기판(10)의 관통 구멍(11)을 통하여 발광 소자(20)와 상대하여 설치되어 있다. 또한, 광섬유(30)에 있어서, 발광 소자(20)로부터 발하여진 광(L)이, 발광 소자(20) 측의 개구단(31)으로부터 입사하여, 광섬유(30)의 내부를 지나 전송된다.

광섬유(30)로서는, 유리만으로 이루어지는 광섬유보다도 취급성이 좋고, 보다 안가(安價)인 것으로부터, 후술과 같이 기판(10)과 페룰(40)과의 사이에서 납땜이 불필요하고, 열의 영향이 없는 것으로부터, 플라스틱을 포함하는 광섬유를 호적하게 이용할 수 있다. 또한, 플라스틱을 포함하는 광섬유로서는, 플라스틱만으로 이루어지는 광섬유, 플라스틱과 유리로 이루어지는 광섬유 등을 들 수 있다.

페룰(40)은, 광섬유(30)의 단부를 둘러싸 보지하는 부재이고, 저면(41a)을 가지는 바닥이 있는 통상(예를 들어 원통상(圓筒狀))의 페룰 본체(41)와, 페룰 본체(41)를 관통하여 설치되고, 광섬유(30)를 보지하는 광섬유 보지부(42)를 가진다. 또한, 광 결합 구조(100)에 있어서, 페룰(40)의 선단(先端) 측의 저면(41a)은 기판(10)의 표면(13)(제2면)에 당접하고 있다.

조심 지그(50)는, 페룰(40)을 둘러싸 보지하는 것과 함께, 기판(10)의 표면(13)에 저면(51a)이 당접하여, 표면(13)에 고정된 바닥이 있는 통상(예를 들어 원통상)의 부재이다. 또한, 발광 소자(20)와 광섬유(30)의 광축의 위치 맞춤을 하기 위한 부재이고, 저면(51a)을 가지는 바닥이 있는 통상의 조심 지그 본체(51)와, 페룰(40)을 삽입하기 위한 페룰 삽입부(52)를 가진다. 또한, 페룰(40)의 외형과 조심 지그(50)의 페룰 삽입부(52)의 내형(內形)은 거의 같고, 조심 지그(50)에 페룰(40)을 삽입하여 장착한 상태에 있어서, 페룰(40)과 조심 지그(50)가 위치 어긋나는 일 없이 일체화할 수 있다.

또한, 조심 지그(50)는, 페룰(40)을 삽입한 상태에서, 저면(51a)이 광섬유(30)의 광축과 수직으로 된다. 또한, 조심 지그(50)의 저면(51a)이 기판(10)의 표면(13)에 당접한 상태에 있어서, 광섬유(30)의 광축은, 관통 구멍(11)과 평행하고, 기판(10)의 표면(13)과 수직으로 된다.

다음으로, 본 실시 형태의 광 결합 방법에 관하여 설명한다. 본 실시 형태의 광 결합 방법은, 전술한 광 결합 구조(100)를 조립하는 방법이고, 평행한 이면(12) 및 표면(13)을 가지고, 두께 방향으로 관통한 관통 구멍(11)이 형성된 기판(10)의 이면(12)에, 발광부(21a)에 구면 렌즈(22)를 가지는 발광 소자(20)를, 기판(10)의 관통 구멍(11)의 내부로 구면 렌즈(22)가 향하도록 장착하는 공정과, 광섬유(30)의 단부를 둘러싸 보지한 바닥이 있는 통상의 페룰(40)을 보지한 바닥이 있는 통상의 조심 지그(50)를, 관통 구멍(11)에 있어서 광섬유(30)의 개구단(31)과 발광 소자(20)가 상대하도록, 표면(13)에 조심 지그(50)의 저면(51a)을 당접시키는 공정과, 발광 소자(20)의 광축과 광섬유(30)의 광축과의 액티브 얼라인먼트를 행하는 공정과, 액티브 얼라인먼트 후에, 조심 지그(50)를 기판(10)의 표면(13)에 고정하는 공정을 포함한다. 이하, 이들의 공정을 구체적으로 설명한다.

우선, 기판(10)의 이면(12)에 발광 소자(20)를 장착한다. 이 때, 발광 소자(20)의 구면 렌즈(22)가 관통 구멍(11)의 내부를 향하도록 한다. 나아가, 기판(10)의 이면(12)에 설치된 PAD(15)와 단자(23)가 전기적으로 접속한 상태에서, 단자(23)와 PAD(15)를 도전성 접착제를 이용하여 접착한다. 이것에 의하여, 발광 소자(20)의 광축이 관통 구멍(11)과 평행하게 되도록, 기판(10)과 발광 소자(20)가 물리적으로 고정된다.

다음으로, 광섬유(30)를 장착한다. 광섬유(30)를 내부에 보지한 페룰(40)을 조심 지그(50)에 삽입하여, 페룰(40)과 조심 지그(50)의 선단 위치를 가지런히 한 상태에서, 광섬유(30), 페룰(40), 조심 지그(50)를 일체(一體)로 한다. 나아가, 페룰(40)을 보지한 조심 지그(50)의 저면(51a)을 기판(10)의 표면(13)에 당접시킨다. 이 때, 발광 소자(20)의 광축이 기판(10)의 이면(12)과 수직으로 되고, 또한, 광섬유(30)의 광축이 기판(10)의 표면(13)과 수직으로 된다. 또한, 기판(10)의 이면(12)과 표면(13)은 평행하다. 이것에 의하여, 광섬유(30)의 개구단(31)과 발광 소자(20)가 상대하는 것과 함께, 발광 소자(20)의 광축과 광섬유(30)의 광축이 평행하게 보지된다.

나아가, 조심 지그(50)의 위치를 조정하는 것으로 발광 소자(20)와 광섬유(30)의 광축의 액티브 얼라인먼트를 행한다. 이 때, 상술한 바와 같이 발광 소자(20)의 광축과 광섬유(30)의 광축이 평행하게 보지되어 있다. 또한, 발광 소자(20)와 광섬유(30)의 개구단(31)이 상대하는 방향에 있어서, 발광 소자(20)와 광섬유(30)의 개구단(31)의 거리는 일정하게(기판(10)의 두께 치수로) 보지되어 있다. 따라서, 광축의 액티브 얼라인먼트를 행할 때에는, 기판(10)과 평행한 수평면에 있어서의 위치 맞춤만을 행하고, 상대 방향에 있어서의 거리와 기울기의 위치 맞춤은 행하지 않아도 무방하다.

광축의 조심이 완료한 후, 조심 지그(50)와 기판(10)을 납땜에 의하여 접속한다. 덧붙여, 이 때, 광섬유(30), 페룰(40)에는, 납땜의 열은 직접적으로는 가하여지지 않는다. 또한, 조심 지그(50)와 기판(10)과의 접속 방법은 특별히 한정되지 않고, 납땜 이외의 접속 방법을 이용하여도 무방하다. 이상에 의하여, 광 결합 구조(100)의 조립이 완료한다.

조립된 광 결합 구조(100)에 있어서는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 발광 소자(20)로부터 발하여진 광(L)이 구면 렌즈(22)를 지날 때에 집광하여, 기판(10)의 관통 구멍(11)의 내부를 통과하여, 광섬유(30)의 개구단(31)에 입사한다. 광섬유(30)에 입사한 광은, 광섬유(30)의 내부를 지나 전송된다. 이와 같이 하여, 광 결합 구조(100)에 의하여 광 전송할 수 있다.

본 실시 형태의 광 결합 구조(100)는, 발광부(21a)를 가지는 발광 소자(20)와 광섬유(30)와의 사이에서 광 전송하는 광 결합 구조이고, 평행한 이면(12) 및 표면(13)을 가지고, 두께 방향으로 관통한 관통 구멍(11)이 형성된 기판(10)과, 발광부(21a)에 구면 렌즈(22)를 가지고, 관통 구멍(11)의 내측으로 구면 렌즈(22)가 향하도록 기판(10)의 이면(12)에 장착된 발광 소자(20)와, 관통 구멍(11)의 표면(13) 측에 있어서, 개구단(31)이 발광 소자(20)와 상대하여 설치된 광섬유(30)와, 광섬유(30)의 단부를 둘러싸 보지하는 것과 함께, 기판(10)의 표면(13)에 저면(41a)이 당접한 바닥이 있는 통상의 페룰(40)과, 페룰(40)을 둘러싸 보지하는 것과 함께, 기판(10)의 표면(13)에 저면(51a)이 당접하여, 표면(13)에 고정된, 바닥이 있는 통상의 조심 지그(50)를 구비한다.

본 실시 형태의 광 결합 구조(100)에 있어서는, 발광 소자(20)의 광축과 광섬유(30)의 광축이 평행하게 보지되어 있다. 또한, 발광 소자(20)와 광섬유(30)의 개구단(31)이 상대하는 방향에 있어서, 발광 소자(20)와 광섬유(30)의 개구단(31)의 거리는 일정하게(기판(10)의 두께 치수로) 보지되어 있다. 따라서, 광축의 액티브 얼라인먼트를 행할 때에는, 기판(10)과 평행한 수평면에 있어서의 위치 맞춤만을 행하면 된다. 이것으로부터, 본 실시 형태의 광 결합 구조(100)이면, 조립 시의 얼라인먼트의 작업성을 향상시켜, 제조 코스트를 억제할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 광 결합 방법이면, 광 결합 구조(100)를 이용하는 것으로부터, 광축의 액티브 얼라인먼트를 행할 때에는, 기판(10)과 평행한 수평면에 있어서의 위치 맞춤만을 행하면 되고, 얼라인먼트의 작업성을 향상시켜, 제조 코스트를 억제할 수 있다.

［카메라 모듈］

다음으로, 본 실시 형태의 카메라 모듈(200)에 관하여 설명한다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 카메라 모듈(200)은, 케이스(210)와, 촬상 모듈(220)과, 시스템의 IC 등이 실장(實裝)된 기판(231)을 가지는 시스템부(230)와, 광 통신 모듈(240)을 구비한다. 촬상 모듈(220), 시스템부(230), 및, 광 통신 모듈(240)은, 케이스(210)의 내부에 설치되어 있다.

촬상 모듈(220)은, 케이스(210)의 개구부(211)에 설치된 렌즈부(221)와, CCD 센서 등의 촬상 소자가 설치되고, 렌즈부(221)를 통하여 수광한 광을 광전 변환하는 기판(222)을 가진다. 광 통신 모듈(240)은, 영상 신호를 광 통신에 의하여 외부의 기기에 전송하는 부재이고, 전술한 광 결합 구조(100)와, 광 결합 구조(100)와 외부의 기기를 접속하는 커넥터(connector)(241)를 가진다.

본 실시 형태의 카메라 모듈(200)이 광 결합 구조(100)를 구비하는 것으로부터, 광 결합 구조(100)의 조립 시에 있어서, 얼라인먼트의 작업성을 향상시켜, 제조 코스트를 억제할 수 있다.

덧붙여, 본 발명은, 전술한 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 다른 구성 등을 포함하고, 이하에 나타내는 것과 같은 변형 등도 본 발명에 포함된다. 이하의 변형예에 있어서는, 전술한 실시 형태와 같은 구성에는 같은 부호를 붙여, 설명을 생략한다.

전술한 실시 형태에 있어서, 광학계로서 구면 렌즈가 이용되고 있었지만, 구면 렌즈에 대신하여 비구면 렌즈를 이용하여, 발광 소자의 광을 집광시켜도 무방하다. 또한, 발광 소자의 광이 확산하여 손실하는 것을 억제할 수 있으면 되고, 도 3에 도시하는 광 결합 구조(100A)와 같이, 집광 렌즈에 대신하여, 발광 소자(20A)의 광(LA)이 평행광이 되는 콜리메이터 렌즈(22A)를 이용하여도 무방하다. 다만, 볼 렌즈 등의 구면 렌즈의 쪽이 비구면 렌즈나 콜리메이터 렌즈보다도 안가인 것으로부터, 제조 코스트를 억제하기 위하여, 본 발명의 광 결합 구조에는 구면 렌즈가 보다 호적하게 이용된다.

또한, 광 결합 구조에 있어서, 기판에 파임부가 설치되어 있어도 무방하다. 도 4는, 파임부(14)가 기판(10B)에 형성된 광 결합 구조(100B)를 모식적으로 도시하는 단면도이다. 기판(10B)에는, 기판(10B)의 표면(13)으로부터 두께 방향으로 노치(notch)하여 형성된 파임부(14)가 형성되고, 파임부(14)에 페룰(40)이 감합(嵌合)되어 있다. 파임부(14)의 내형은, 발광 소자(20)와 광섬유(30B)의 광축의 위치 맞춤을 위하여, 페룰(40)의 외형보다도 조금 크게 형성되어 있다.

또한, 파임부(14)의 저면(14a)은, 기판(10)의 표면(13)과 평행하다. 광 결합 구조(100B)에 있어서는, 조심 지그(50)의 저면(51a)보다도 페룰(40)의 저면(41a)이 돌출한 상태에서, 페룰(40)이 조심 지그(50)에 보지된다. 페룰(40)을 보지한 조심 지그(50)를 이용하여, 페룰(40)의 선단의 저면(41a)을 파임부(14)의 저면(14a)에 당접시키고, 조심 지그(50)의 선단의 저면(51a)을 기판(10)의 표면(13)에 당접시켜 고정한다. 이것에 의하여, 광 결합 구조(100)와 마찬가지로 광섬유(30)의 광축이, 관통 구멍(11)과 평행하게 되고, 또한, 파임부(14)의 저면(14a)과 수직으로 된다.

파임부(14)가 형성되어 있는 것에 의하여 발광 소자(20)와 광섬유(30B)와의 거리를 가까이 할 수 있고, 발광 소자(20)의 광을 보다 집광시킨 상태로 광을 광섬유(30B)에 입사시킬 수 있다. 따라서, 파임부(14)를 형성하지 않는 광 결합 구조(100)에 이용한 광섬유(30)에 비하여 가는 심선(芯線)의 광섬유(30B)에 대응할 수 있다. 덧붙여, 파임부(14)의 깊이 치수를 조정하는 것에 의하여, 발광 소자(20)와 광섬유(30B)와의 거리를 소망하는 치수로 할 수 있다.

또한, 본 발명은, 광전 소자로서 수광 소자를 구비하는 광 결합 구조에도 적용할 수 있다. 도 5에 도시하는 광 결합 구조(100C)는, 광전 소자로서 수광 소자(60)를 구비한다. 수광 소자(60)는, 수광 소자 본체(61)와 수광부(61a)와 구면 렌즈(22)와 단자(63)를 가진다. 광 결합 구조(100C)에 있어서는, 광섬유(30)의 개구단(31)과는 반대의 개구단으로부터 광이 입사하여, 광섬유(30)의 내부를 지나 개구단(31)에 전송된다. 나아가, 광섬유(30)의 개구단(31)으로부터 기판(10)의 관통 구멍(11)의 내부를 광(LC)이 통과하여 구면 렌즈(22)에 도달한다. 광(LC)은 구면 렌즈(22)에 있어서 집광하여, 수광부(61a)에서 수광된다.

광 결합 구조(100C)에 있어서는, 전술한 실시 형태의 광 결합 구조(100)와 마찬가지로, 수광 소자(60)와 광섬유(30)와의 상대 방향에 있어서의 거리와 기울기는 기판(10)의 표면(13)과 이면(12)에 맞추어 거의 일정하게 할 수 있기 때문에, 상대 방향에 있어서의 거리와 기울기의 위치 맞춤은 행하지 않아도 무방하다. 이것으로부터, 광 결합 구조(100C)이면, 조립 시의 얼라인먼트의 작업성을 향상시켜, 제조 코스트를 억제할 수 있다.

그 외, 본 발명을 실시하기 위한 최량의 구성, 방법 등은, 이상의 기재에서 개시되어 있지만, 본 발명은, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은, 주로 특정의 실시 형태에 관하여 특히 도시되고, 또한, 설명되어 있지만, 본 발명의 기술적 사상 및 목적의 범위로부터 일탈하는 일 없이, 이상 서술한 실시 형태에 대하여, 형상, 재질, 수량, 그 외의 상세한 구성에 있어서, 당업자가 여러 변형을 더할 수 있는 것이다.

따라서, 상기에 개시한 형상, 재질 등을 한정한 기재는, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위하여 예시적으로 기재한 것이고, 본 발명을 한정하는 것은 아니기 때문에, 그들의 형상, 재질 등의 한정의 일부, 혹은 전부의 한정을 제외한 부재의 명칭으로의 기재는, 본 발명에 포함되는 것이다.

100, 100A, 100B, 100C: 광 결합 구조
200: 카메라 모듈
10: 기판
11: 관통 구멍
12: 이면(제1면)
13: 표면(제2면)
14: 파임부
14a: 파임부(14)의 저면
15: PAD
20: 발광 소자(광전 소자)
21a: 발광부
22: 구면 렌즈(광학계)
22A: 콜리메이터 렌즈(광학계)
23, 63: 단자
30, 30B: 광섬유
40: 페룰
41a: 저면
50: 조심 지그
51a: 저면
60: 수광 소자(광전 소자)
61a: 수광부

Claims

발광부 또는 수광부(受光部)를 가지는 광전 소자와 광섬유와의 사이에서 광 전송하는 광 결합 구조에 있어서,
제1면과 상기 제1면에 평행하게 연장되는 제2면을 가지고, 두께 방향으로 관통한 관통 구멍이 형성된 기판과,
상기 발광부 또는 상기 수광부에 광학계를 가지고, 상기 관통 구멍의 내측으로 상기 광학계가 향하도록 상기 기판의 상기 제1면에 장착된 상기 광전 소자와,
상기 제2면을 마주보는 상기 관통 구멍 측에 있어서, 개구단(開口端)이 상기 광전 소자를 마주보게 설치된 상기 광섬유와,
상기 광섬유의 단부(端部)를 둘러싸 보지(保持)하는 것과 함께, 상기 기판의 상기 제2면에 저면(底面)이 당접(當接)한 바닥이 있는 통상(筒狀)의 페룰(ferrule)과,
상기 페룰을 둘러싸 보지하는 것과 함께, 상기 기판의 상기 제2면에 저면이 당접하여, 상기 제2면에 고정된, 바닥이 있는 통상의 조심(調芯) 지그(jig)를 구비하는, 광 결합 구조.
제1항에 있어서,
상기 광전 소자의 광축이 상기 기판의 상기 제1면과 수직이고, 또한, 상기 광섬유의 광축이 상기 기판의 상기 제2면과 수직이고,
상기 광전 소자의 광축과 상기 광섬유의 광축이 평행하게 보지되어 있는, 광 결합 구조.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 광섬유가, 플라스틱을 포함하는 광섬유인, 광 결합 구조.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 광전 소자의 단자가, 상기 광학계를 마주보는 상기 광전 소자 측에 설치되어 있는, 광 결합 구조.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 기판의 상기 제2면에, 상기 기판의 두께 방향으로 노치(notch)하여 형성된 파임부가 형성되고, 상기 파임부의 저면이 상기 제2면과 평행하고,
상기 파임부의 상기 저면에 상기 페룰이 당접하여 감합(嵌合)되어 있는, 광 결합 구조.
제1면과 상기 제1면에 평행하게 연장되는 제2면을 가지고, 두께 방향으로 관통한 관통 구멍이 형성된 기판의 상기 제1면에, 발광부 또는 수광부에 광학계를 가지는 광전 소자를, 상기 기판의 상기 관통 구멍의 내부로 상기 광학계가 향하도록 장착하는 공정과,
광섬유의 단부를 둘러싸 보지하는 바닥이 있는 통상의 페룰을 보지하는 바닥이 있는 통상의 조심 지그를, 상기 관통 구멍에 있어서 상기 광섬유의 개구단과 상기 광전 소자가 서로 마주보도록, 상기 제2면에 상기 조심 지그의 저면을 당접시키는 공정과,
상기 광전 소자의 광축과 상기 광섬유의 광축과의 액티브 얼라인먼트를 행하는 공정과,
액티브 얼라인먼트 후에, 상기 조심 지그를 상기 기판의 상기 제2면에 고정하는 공정을 포함하는, 광 결합 방법.
제1항 또는 제2항에 기재된 광 결합 구조를 구비하는, 카메라 모듈.